- 物质结构元素周期律
- 共75155题
若X、 Y两种元素在周期表中位于同一主族,且相隔一个周期,并有m=n>0。在一定条件下有下列反应(未配平): Xm + Yn + H2O → HXO3 + HY
请回答:(1)该反应的还原剂的电子式为___________________。
(2)配平上述化学方程式(用化学式表示):
(3)若某化学反应如下:(未配平)
KX + Yn + H2O → KXO3 + Xm + HY + KY
若KXO3和Xm的化学计量数均为1,则Yn的化学计量数为____________。
在下面化学式上标出电子转移的方向和数目
KX + Yn + H2O →
(4)已知:在反应中,若氧化反应和还原反应发生在同一分子内部处于同一化合价的同种元素上,使该元素的原子(或离子)一部分被氧化,另一部分被还原。这种自身的氧化还原反应称为歧化反应。实验室模拟KXO3的制法如下:
①在进行步骤Ⅰ实验时,有学生主张电解装置用U形管,有的学生主张用烧杯,你认为用哪种仪器更合适______________(填名称)。
②步骤Ⅰ的阴极电极反应式为(用化学式表示):_____________________。
③步骤Ⅰ中生成NaYO3的歧化反应的离子方程式为(用化学式表示): ____________。
④步骤Ⅱ中向NaYO3的溶液中加入粉末状的KY,搅拌后生成KYO3。已知有2L 3mol/L的NaYO3溶液,则至少需要加入__________mol KY粉末可将溶液中的YO3-离子沉淀至浓度变为0.1mol/L。(已知Ksp(KYO3)= 0.366,计算结果保留两位小数,加入KY粉末后溶液体积不变 )、
正确答案
(1)::
:(1分)(2)I2 + 5Cl2 + 6H2O = 2HIO3 + 10HCl(2分)
(3)4(2分)(1分)(4)①烧杯(2分)②2H+ + 2e- = H2↑或2H2O + 2e- = 2OH- +H2↑(2分)③3Cl2 + 6OH- = 5Cl- + ClO3- + 3H2O(2分)④13.12(2分)
略
(8分)(1)砷原子的最外层电子排布式是4s24p3,在元素周期表中,砷元素位于第 周期 族;最高价氧化物的化学式为 ,砷酸钠的化学式是 。
(2)已知下列元素在周期表中的位置,写出它们价电子排布式和元素符号:
①第4周期ⅣB族 ;
②第5周期ⅦA族 。
正确答案
(1)4 ⅤA As2O5 Na3AsO4 (2)①3d24s2 Ti ②5S25p5 I
略
某元素的同位素,它的氯化物XCl21.11 g溶于水制成溶液后,加入1 mol·L-1的AgNO3溶液20 mL恰好完全反应。若这种同位素原子核内有20个中子。求:
(1)Z值和A值。
(2)X元素在周期表中的位置。
(3)把X的单质放入水中,有何现象?写出反应的化学方程式。
正确答案
(1)=20,
=40。(2)第四周期,ⅡA族。(3)有气泡产生。Ca+2H2O
Ca(OH)2+H2↑。
Ag++Cl-AgCl
1 1
(Ag+)="1" mol·L-1×0.02 L
所以(Cl-)=" 0.02" mol
(XCl2)=" 0.01" mol
(XCl2)=" 111" g·mol-1
(X)= 111-71=40
则=40,
=20,该元素是Ca
W、X、Y、Z四种短周期元素的原子序数X>W>Z>Y。W原子的最外层没有p电子,X原子核外s电子与p电子数之比为1∶1,Y原子最外层s电子与p电子数之比为1∶1,Z原子核外电子中p电子数比Y原子多2个。
(1)X元素的单质与Z、Y所形成的化合物反应,其化学方程式:________________________。
(2)W、X元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱为__________<__________(用分子式表示)。
(3)这四种元素原子半径的大小为__________>__________>__________>__________(填元素符号)。
正确答案
(1)2Mg+CO22MgO+C
(2)Mg(OH)2
(3)Na>Mg>C>O(说明:顺序全对才给分)
Y原子最外层s电子与p电子数之比为1∶1,可能为1s22s22p2或1s22s22p63s23p2;X原子核外s电子与p电子数之比为1∶1,可能为1s22s22p4或1s22s22p63s2,考虑到W、X、Y、Z四种短周期元素的原子序数X>W>Z>Y,X、Y应为1s22s22p2、1s22s22p63s2,即分别为镁和碳;Z原子核外电子中p电子数比Y原子多2个,Z为氧元素;W原子的最外层没有p电子,应为钠。同一周期,元素的最高价氧化物对应水化物的碱性减弱,所以,Mg(OH)2
(11分)A、B、C、D四种短周期元素。原子序数依次增大,A原子的最外层上有4个电子;B的阴离子和C的阳离子具有相同的电子层结构,两元素的单质反应,生成一种淡黄色的固体甲;D的L层电子数等于K、M两个电子层上的电子数之和。
(1)写出下列元素的名称:A_______,B ,C_______,D 。
(2)D的质子数和中子数相等,D的原子组成符号为 ,它的最高价为___________价。
(3)用电子式表示A、D两元素形成AD2的过程: ;
写出C2B2的电子式 。
(4)氢元素与B、D 均可以形成原子个数比为2:1的化合物,H2B的熔沸点高于H2D的原因是
。
(5)写出甲和A的最高价氧化物反应的化学方式: 。
正确答案
(1)碳;氧;钠;硫 (2) S ; +6
(3);
(4)水分子间存在氢键
(5)2Na2O2 + 2CO2= 2Na2CO3 + O2 (2分,其余各1分)
试题分析:A、B、C、D为四种短周期元素,原子序数依次增大,B的阴离子和C的阳离子具有相同的电子层结构,两元素的单质反应,生成一种淡黄色的固体甲,则固体甲为Na2O2,则B为O元素、C为Na元素;A的原子序数小于B,且A原子的最外层上有4个电子,则A为C元素;D的L层电子数等于K、M两个电子层上电子数之和,则D原子M层电子数为8-2=6,核外各层电子分别为2、8、6,则D为S元素,然后结合元素化合物的知识解答。
位于短周期的四种元素A、B、C、D,其原子序数依次增大。A在周期表中原子半径
最小;B是地壳中含量最高的元素;B、D位于同一主族;C的原子半径在同周期中最大。回答下列问题:
(1)写出由上述元素形成的具有漂白作用的3种物质的化学式: 、 、 。
(2)写出含B元素质量分数最高的化合物的电子式: 。
(3)分别由A、B、C、D四种元素组成的两种化合物X和Y可以发生反应,试写出该反应的离子方程式: 。
(4)用电子式表示化合物C2B的形成过程: 。
正确答案
(1)SO2 H2O2 Na2O2(或O3等合理答案)
(2)
(3)HSO3-+H+=H2O+SO2↑
(4)
根据题干信息可推出A、B、C、D分别是H、O、Na、S。(1)SO2、H2O2、Na2O2、O3等都有漂白作用。(2)符合条件的化合物的最简式应该含有最多的氧原子,而另一种元素的相对原子质量越小、原子个数越少越好,H就满足这个条件。综合考虑知,含氧元素质量分数最高的化合物应该是H2O2。(3)分别由A、B、C、D四种元素组成的两种化合物应该是NaHSO3和NaHSO4。
回答以下关于第三周期元素及其化合物的问题。
(1)Na原子核外共有 种不同运动状态的电子,有 种不同能量的电子。
(2)相同压强下,部分元素氟化物的熔点见下表:
试解释上表中氟化物熔点差异的原因: 。
(3)SiF4分子的空间构型为 ,SiF4中Si—F键间的键角是 。
(4)在P、S、Cl三种元素形成的氢化物中,热稳定性最大的是 (填氢化物的化学式);
已知Na的原子半径大于Cl的原子半径,其原因是: 。
正确答案
(1)11 (1分) ; 4 (1分)
(2)NaF与 MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,故SiF4的熔点低;Mg2+的半径比Na+的半径小,Mg2+带2个单位正电荷数比Na+多,故MgF2的熔点比NaF高。(2分 )
(3)正四面体 (1分),109o28,(1分)
(4)HCl (1分);Na、C1电子层数相同,C1的核电荷数更大,核对核外电子的引力更强,原子半径更小(1分,不答电子层数相同,不得分)。
试题分析:(1)原子中没有运动状态相同的电子,Na原子核外有11个电子,故核外有11种不能同运动状态的电子,钠原子核外电子分别处于1s、2s、2p、3s能级,故有4种不同能量的电子,故答案为:11;4;
(2)NaF与 MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,故SiF4的熔点低,Mg2+的半径比Na+的半径小,MgF2中离子键更强,熔点更高,故答案为:NaF与 MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,故SiF4的熔点低,Mg2+的半径比Na+的半径小,MgF2中离子键更强,熔点更高;
(3)SiF4分子中Si原子成4个Si-F键,没有孤对电子,杂化方式为sp3,故SiF4分子空间结构为正四面体,键角为109°28′,故答案为:正四面体;109°28′;
(4)同周期自左而右非金属性增强,故非金属性Cl>S>P,非金属性越强氢化物越稳定,故稳定性HCl>H2S>PH3,故答案为:HCl; Na、C1电子层数相同,C1的核电荷数更大,核对核外电子的引力更强,原子半径更小,故答案为:Na、C1电子层数相同,C1的核电荷数更大,核对核外电子的引力更强,原子半径更小。
已知A、B、C、X、Y、Z、W为短周期的七种元素,且原子序数依次增大。A的原子半径最小,B是形成化合物种类最多的元素,C元素最外层电子数是次外层电子数的3倍,Z和C同主族;X、Y、W三元素原子的最外层共有11个电子,且三元素的最高价氧化物对应水化物之间两两皆能反应,均能生成盐和水。请回答下列问题:
(1)写出Z元素的原子结构示意图_________________,该元素位于周期表的第______周期,___________族;
(2)写出BC2的电子式____________________,W最高价氧化物对应水化物的化学式___________________________;
(3)写出BC2和X2C2反应的化学方程式_______________________________________;
(4)写出X、Y元素的最高价氧化物对应水化物之间相互反应的离子方程式____________
________________________________________________;
(5)化合物BA4的空间结构是________________________
写出BA4在空气中完全燃烧的化学方程式____________________________________
(6)周期表中与W上下相邻的同族元素形成的气态氢化物中,沸点最高的是 ,(填氢化物化学式),原因是 ;
正确答案
(15分)(1)(每空1分);3;ⅥA
(2)(2分);HClO4(1分)(3)2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 (2分)
(4)Al(OH)3+OH-=AlO2-+H2O (2分)
(5)正四面体 CH4+2O2 CO2+2H2O (3分)
(6) HF HF分子之间存在氢键 (2分)
试题分析:A的原子半径最小,所以A是H元素;B是形成化合物种类最多的元素,则B是碳元素;C元素最外层电子数是次外层电子数的3倍,则C是氧元素;Z和C同主族,所以Z是S元素,因此W是氯元素;X、Y、W三元素原子的最外层共有11个电子,且三元素的最高价氧化物对应水化物之间两两皆能反应,均能生成盐和水。所以根据原子序数的大小关系可知,Y是Al,则S是Na元素。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。本题主要是元素“位、构、性”三者关系的综合考查,比较全面考查学生有关元素推断知识和灵活运用知识的能力。该题以“周期表中元素的推断”为载体,考查学生对元素周期表的熟悉程度及其对表中各元素性质和相应原子结构的周期性递变规律的认识和掌握程度。
铁元素核外有26个电子
⑴铁元素位于元素周期表中第___________周期,第___________族。
⑵Fe3+的电子排布式___________。
⑶Fe2+的外围电子轨道表示式___________。
⑷为什么Fe3+在自然界Fe的各种存在形式中最为常见?___________。
⑸目前发现的铁的最高化合价是+6价,理论上最高价是___________。
正确答案
⑴四;Ⅷ; ⑵1s22s22p63s23p63d5;
⑶; ⑷3d轨道上有5个电子,属于半满稳定结构;⑸+7
Fe元素原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,位于第四周期第Ⅷ族。Fe3+和Fe2+分别为Fe原子失去3个和2个核外电子,失去3个电子时,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d5,d轨道半满,为稳定状态。
在下列各元素组中,除一种元素外,其余都可以按某种共性归属一类。请选出各组的例外元素,并将该组其他元素的可能归属按所给6种类型的编号填入表内。
归属类型:①主族元素 ②过渡元素 ③同周期元素 ④同族元素
⑤金属元素 ⑥非金属元素
正确答案
N ③;(2分) Sn ④;(2分) Fe ①(2分)
试题分析:(1)S、Na、Mg位于元素周期表中的第三周期,只有N例外,位于第二周期,故答案为:N;③;
(2)Li、K、Cs位于元素周期表中的第ⅠA族,只有Ca例外,位于第ⅡA族,故答案为:Ca;④;
(3)Rb、B、I均位于元素周期表中的主族,只有Fe例外,位于过渡元素区,故答案为:Fe;①。
点评:本题考查分类,明确元素在周期表中的位置是解答本题的关键,较简单,熟悉周期表的结构及元素在周期表中的位置即可解答。
已知A、B、C、D和E五种分子所含原子的数目依次为1、2、3、4和6,且都含有18个电子,又知B、C和D是由两种元素的原子组成,且D分子中两种原子个数比为1∶1。
请回答:
(1)组成A分子的原子的核外电子排布图是 ;
(2)B和C的分子式分别是 和 ;C分子的空间构型为 形,该分子属于 分子(填“极性”或“非极性”);
(3)向D的稀溶液中加入少量氯化铁溶液现象是 ,该反应的化学方程式为 ;
(4)若将1 mol E在氧气中完全燃烧,只生成1 mol CO2和2 mol H2O,则E的分子式是 。
正确答案
(1)
(2)HCl H2S V 极性
(3)有气泡产生
(4)CH4O
试题分析:含有18电子的分子有Ar,SiH4,PH3,H2S,HCl,F2,H2O2,N2H4,C2H6,CH3OH,NH2OH,CH3F,NH2F。因此A、B、C、D分别为Ar、HCl、H2S和H2O2。1 mol E在氧气中完全燃烧,只生成1 mol CO2和2 mol H2O,所以1molE中含有1molC和4molH,因此E为CH3OH。
点评:10电子、18电子是高考常考内容,考生应熟记主要的分子、离子。
已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次递增。B原子的P轨道半充满,形成氢化物的沸点是同主族元素的氢化物中最低的。D原子得到一个电子后3P轨道全充满。A+比D原子形成的离子少一个电子层。C与A形成A2C型离子化合物。E的原子序数为31,F与B属同一主族,E与F形成的化合物常用于制造半导体。根据以上信息,回答下列问题:
(1)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。
(2)化合物BD3的分子空间构型是 。
(3)上海世博会场馆,大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED),其材料是E与F形成的化合物甲(属于第三代半导体),用它制造的灯泡寿命是普通灯泡的100倍,而耗能只有其10%。化合物甲的晶胞结构如右图(白球代表F,黑球代表E)。试回答:
①该晶胞中所包含的F原子(白色球)个数为 。
②与同一个E原子相连的F原子构成的空间构型为 。
③下列说法正确的是 。
A.该晶胞结构与NaCl相同 B.半导体EB与EF互为等电子体
C.电负性:F>E D.EF晶体中含有配位键
④ (CH3)3E中E原子的杂化方式为 。
⑤该晶体中紧邻的F原子之间与紧邻的F、E两原子之间距离的比值为
(写出计算过程)
正确答案
(1)Na2 ⑤
试题分析:B原子的P轨道半充满,形成氢化物的沸点是同主族元素的氢化物中最低的,这说明该元素应该是第ⅤA族的P元素。D原子得到一个电子后3P轨道全充满,所以D是氯元素。A+比D原子形成的离子少一个电子层,所以A是Na元素。C与A形成A2C型离子化合物,且C的原子序数大于B的,因此C是S元素。E的原子序数为31,则E是Ga。F与B属同一主族,且E的原子序数大于F的,所以F是砷元素。
(1)非金属性越强,第一电离能越大。但由于P原子的3p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,所以第一电离能大于硫元素的,则A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为Na
(2)化合物BD3分子中中心原子P原子含有1对孤对电子,所以分子空间构型是三角锥形。
(3)①该晶胞中所包含的F原子(白色球)个数为8×1/8+6×1/2=4个。
②根据晶胞结构可知,与同一个E原子相连的F原子构成的空间构型为正四面体型结构。
③氯化钠是的配位数是6个,该晶胞结构与NaCl不相同,所以选项A不正确;原子数和价电子数分别都相等的是等电子体,则选项B正确;非金属性越强,电负性越大,则选项C正确;As原子含有孤对电子,所以可以形成配位健,选项D正确,答案选BCD。
④ (CH3)3E分子是平面型结构,所以中心E原子的杂化方式为sp2杂化。
⑤根据晶胞结构可知,以E原子为中心,4个F原子构成正四面体,所以该晶体中紧邻的F原子之间与紧邻的F、E两原子之间距离的比值为
设晶胞参数为a,则紧邻的As原子核间距为2倍As原子半径,即。而紧邻As、Ga间距离请想象一个正方体内接正四面体,经过简单计算可知正四面体体心为正方体体心,位于正方体体对角线中点处。把上述晶胞拆成8个等大的小立方体,可以发现其中4个的体心位置有Ga原子填充。小立方体的棱长为0.5a,则其体对角线长是
,可得As、Ga间距为
,综上所诉,该晶体中紧邻的F原子之间与紧邻的F、E两原子之间距离的比值为
。
点评:该题是高考中的常见题型和考点,属于中等难度试题的考查,试题综合性强,侧重对学生能力的培养和训练,有利于培养学生的逻辑推理能力、自学能力和知识的迁移能力,提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。本题主要是元素“位、构、性”三者关系的综合考查,比较全面考查学生有关元素推断知识和灵活运用知识的能力,考查了学生对物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。
【化学-物质结构与性质】
N和B元素在化学中有很重要的地位。
(1)写出与N元素同主族的As元素的基态原子核外电子排布式_________________。
从原子结构的角度分析B、N和O元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。
(2)N元素与B元素的氟化物化学式相似,均为AB3型,但分子的空间结构有很大不同,其原因是_____________________________________________,其中BF3的分子构型为__________。
(3)立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成,其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料,因此它与金刚石统称为超硬材料。BN的晶体结构与金刚石相似,其中B原子的杂化方式为________,微粒间存在的作用力是________。
(4)NaN3是抗禽流感药物“达菲”合成过程中的中间活性物质,NaN 3也可用于汽车的保护气囊。3 mol NaN 3受撞击会生成4 mol N2气体和一种离子化合物A。
①请写出上述NaN 3撞击反应的化学方程式 。
②根据电子云的重叠方式判断:N2分子中存在的σ键和π键数目之比为 。
正确答案
(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3 N>O>B
(2)N原子和B原子采用不同的杂化形式 平面三角形
(3)sp3 共价键
(4)3NaN3=Na3N+N2↑ 1:2
试题分析:(1)根据构造原理可知,As元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。非金属性越强,第一电离能越大。但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,温度下强,所以氮元素的第一电离能大于氧元素的,即N>O>B。
(2)BF3分子中B原子没有孤对电子,是sp2杂化,分子结构是平面三角形。NF3分子中N原子含有1对孤对电子,是sp3杂化,分子结构是三角锥形结构。
(3)BN的晶体结构与金刚石相似,则B原子的杂化方式为sp3杂化,微粒间存在的作用力是共价键。
(4)①根据原子守恒可知,A应该是Na3N,所以反应的方程式是3NaN3=Na3N+N2↑。
③氮气中σ键是普轨道“头碰头”重叠形成的,π键是p轨道“肩并肩”重叠形成的。所以根据氮原子的核外电子排布可知,N2分子中存在的σ键和π键数目之比为1:2。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题综合性强,贴近高考,试题在注重对基础知识巩固和训练的同时,更侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,有助于培养学生逻辑推理能力,提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。
A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素,B、E在同一主族,且满足最高正化合价+最低负化合价=0,A与C、D与C之间都可以形成原子个数比分别为2∶1和1∶1的两种化合物,请回答下列问题:
(1) 在A2C2分子中含有的化学键是 和 ;
(2) C与D形成的化合物的电子式为 、 ;
(3) 写出A2C与D2C2反应的化学方程式 ;
(4) 写出E的氧化物与A、C、D形成的化合物的水溶液反应的离子方程式 。
正确答案
(10分,第(1)小题每空1分,其余每空2分)(1) 极性共价键 非极性共价键
(2)
(3) 2H2O + 2Na2O2===" 4NaOH" + O2↑ (4) SiO2+ 2OH-=== SiO+ H2O
试题分析: B、E在同一主族,且满足最高正化合价+最低负化合价=0,这说明二者是第ⅣA族元素,则根据原子序数是E大于B可知,B是C,E是Si。A与C、D与C之间都可以形成原子个数比分别为2∶1和1∶1的两种化合物,所以根据原子序数的相对大小可知,A是碳元素,C是氧元素,D是钠元素。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。侧重对学生基础知识的巩固与训练,有助于培养学生的逻辑推理能力。本题主要是元素“位、构、性”三者关系的综合考查,比较全面考查学生有关元素推断知识和灵活运用知识的能力。该题以“周期表中元素的推断”为载体,考查学生对元素周期表的熟悉程度及其对表中各元素性质和相应原子结构的周期性递变规律的认识和掌握程度。
已知Cl有两种天然同位素35Cl、37Cl,Cl的相对原子质量为35.5,Na只有一种原子23Na,求10吨纯度为90%的食盐(杂质中不含Na、Cl)样品中含37Cl多少吨,含Na35Cl多少吨?
正确答案
6.6 t ;
="1.4" t
试题分析:可设35Cl和37Cl两种同位素的比例为a:b,则35a+37b=35.5(a+b),得a:b=3:1,所以23Na35Cl和23Na37Cl的物质的量之比为3:1,设Na35Cl有x吨,Na37Cl有y吨,依据题意,可得x+y=10*90%,(x/58):(y/60)=3:1,解得x、y值,再由y值求出37Cl的含量。
点评:本题考查相对原子质量的计算和同位素的知识,依据题意,可求算得混合物中物质含量,综合性较强,题目难度中等。
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