- 物质结构元素周期律
- 共75155题
(9分)在元素周期表中,同一主族元素化学性质相似。目前也发现有些元素的化学性质在周期表中左上方或右下方的另一主族元素性质相似,这称为对角线规则。
据此请回答:
⑴锂在空气中燃烧,除了生成_______外,也生成微量的___________。
⑵铍的最高价氧化物对应水化物属于两性化合物,证明这一结论的有关离子方程式_______________________________,______________________。
⑶科学家证实,BeCl2是共价化合物,设计一个简单实验证明,其方法是
______________________________________________。用电子式表示BeCl2的形成过程____________________________________________
正确答案
(共9分)
⑴Li2O (1分) Li3N (1分)
⑵Be(OH)2+2H+=Be2+ +2H2O (2分) , Be(OH)2+2OH- =BeO22- +2H2O(2分)
⑶将BeCl2加热至熔融状态,不能导电,证明BeCl2是共价化合物。(1分)略形成过程(2分)
略
(10分) X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在元素周期表中的位置如下图所示。其中Z元素原子的核外电子总数是其最外层电子数的3倍。
请回答下列问题:
(1)元素W位于周期表中第 周期, 族;
(2)这些元素的氢化物中,水溶液呈碱性的是 (写化学式),
实验室检验这种氢化物通常采用的方法是______________________,
现象是____ ;
(3)XW2的电子式为 ;
(4)Z的最高价氧化物对应的水化物的化学式为 ;
正确答案
(共10分)
(1)三,VIA族;(各1分)
(2)NH3(2分);用湿润的红色石蕊试纸检验(1分),试纸变蓝(1分)
(3)略(2分);(4)H3PO4(2分);
略
(14分)短周期元素A、B、C、D、E在元素周期表中的位置如下图所示,其中B元素形成的化合物在自然界中的种类最多。
请回答下列问题
(1)描述D在元素周期表中的位置:
(2)比较A、C、D元素简单离子半径的大小:____> > (填微粒符号)
(3)F与D同主族且相邻,请说出D的氢化物比F的氢化物稳定的根本原因:
(4)C的氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应,产物溶于水呈 性,用离子方程式解释原因 。
(5)D原子与氢原子可形成10电子阳离子,写出该阳离子的电子式
(6)E的最高价氧化物的水化物的化学式为 。E的氢化物与其最高价氧化物的水化物的钾盐共热能发生反应,生成一种气体单质,该反应的化学反应方程式为
正确答案
略
A.B.C是短周期的三种相邻元素。A.B同主族,B.C同周期;这三种元素的质子数之和为38,最外层电子数之和为16。
(1)则它们的元素符号分别为A______,B______,C______。
(2)A元素在周期表中的位置,第 周期,第 族,A单质的电子式为 。
正确答案
(1)A:N(2分),B:P(2分),C:S (2分)。
(2)二(1分) . ⅤA(1分) . (2分)
略
以下是一些元素的信息,其中有一种元素不在短周期。根据信息完成问题:
(1)写出A元素基态原子的核外电子排布式 。
(2)B、C、X的简单离子半径由大到小的顺序为 (用元素离子符号表示)。
(3)化合物YZ4B化学键的类型是 ,检验该固体化合 物中阳离子的实验的方法和现象是 。
(4)A元素的单质在潮湿空气中锈蚀生成绿色物质,用一个化学方程式表示锈蚀过程 。
(5)常温下,工业上用惰性电极在电解槽中电解100 L 1.5mol·L-1CB的水溶液时,两极共收集到气体22.4L(标准状况下),计算电解后阴极区溶液的pH= (假设电解前后溶液体积不变)。
正确答案
(1) 2分
(2) 2分
(3)①离子键和共价键(说明:可不答配位健) 2分
②取少量固体于试管中,加入浓NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸放在试管口,红色石蕊试纸变蓝 3分
(4)2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3 3分
(5)12
略
(13分)X、Y、W、Q都是短周期元素,已知Y、X、W、Q的原子半径依次增大,X、Y 同周期,X、W 同主族,W 原子核内的质子数等于X、Y 原子核内的质子数之和,W 原子最外层电子数是Q 原子最外层电子数的3 倍。
(l)写出下列元素符号:X______,Y______,W______,Q________。
(2)W元素的单质有广泛用途,工业上制备该单质的化学方程式为:
______________________________________________________________________。
(3)Y元素的某种单质通大酸性淀粉碘化钾溶液中,溶液变蓝,同时生成Y元素的另一种单质,该反应的离子方程式为:
______________________________________________________________________。
(4)Y、W、Q三种元素可组成一种盐,其溶液中各离子的浓度从大到小的顺序为
______________________________________________________________________。
正确答案
⑴B ,O,Al,Na。(4分)
⑵2Al2O3
4Al + 3O2 (3分)
⑶2I-+ O3 + 2H+ I2 + H2O + O2 (3分)
⑷c(Na+) >c(AlO2-) >c(OH-)> c(H+) (3分)
(1)设X的质子数为x,则y的质子数为x +n,W的质子数为x + 8,因W的质子数=X的质子数+Y的质子数,故得:x + 8=2x +n,x=8-n,当n=1时,x=7,则Y为Ne,不符合题意;当n=2时,x=6,Y为Ne,不符合题意;当n=3时,x=5,则X为B、Y为O、W为Al,Q为Na,符合题意;当n=4时,x=4,则X为Be、Y为O、W为Mg,但不满足“W原子最外层电子数是Q原子最外层电子数的3倍”,不符合题意;同理可推得n=5、6、7时均不满足题意,故X为B、Y为O、W为Al、Q为Na。
(2)工业上是通过电解熔融Al2O3制备Al:2Al2O34Al + 3O2↑。
(3)氧元素的两种单质一般为O2、O3,由于O3的氧化能力大于O2,所以与KI淀粉溶液反应的是O3,根据题设条件参加反应的粒子为I―、O3、H+,生成的粒子为I2、O2、H2O,则有:I―+ O3+ H+ → I2 + O2 + H2O,配平该离子反应即得:2I―+ O3+ 2H+ → I2 + O2 + H2O。
(4)NaAlO2属于强碱弱酸盐,根据盐类水解规律可得其溶液中各种离子浓度大小顺序为:c(Na+)>c(AlO2―)>c(OH―)>c(H+)。
(1)带有2个单位正电荷的微粒,质量数A是137,中子数N
是81,2.74g该微粒所含有的电子约为 mol。(2分)
(2)某元素最高价氧化物的化学式是RO2,已知其气态氢化物中含氢25% 。
①计算R的相对原子质量为 (2分);
②写出R最高价氧化物对应的水化物的化学式 (1分).
正确答案
(1)1.08mol (2分) (2)12 (2分) H2CO3(1分)
略
9.6g元素A与4.2g元素B含有相同的原子数,A和B原子核中质子数与中子数相等,已知A元素在其最高价氧化物中的含量是40%,在其氢化物中含量为94.1%。推算出A、B在周期表中的位置。(请写出计算、推理过程)
正确答案
解:设该氢化物为:HxA,该最高价氧化物分子式应该为:A2O8-x
由于9.6g元素A与4.2g元素B含有相同的原子数,设B的原子量为y
A的相对原子质量是32,其中子数与质子数相等,因此质子数为16的是硫元素,在第三周期ⅥA族。
B的相对原子质量是14,其中子数与质子数相等,因此质子数为7的是氮元素,在第二周期ⅤA族。
略
A-F六种元素中,除A外均为短周期元素,它们的原子结构或性质如表所示:
序号
元素
结构或性质
①
A
生活中常见的金属,它有两种氯化物,相对分子质量相差35.5
②
B
原子最外层电子数是内层电子数的1/5
③
C
形成化合物种类最多的元素之一,其单质为固体
④
D
地壳中含量最多的元素
⑤
E
与D同主族
⑥
F
与E同周期,且最外层电子数等于电子层数
(1)E元素在元素周期表中的位置为 。
(2)B与D形成化合物的电子式是 。
(3)CD2能与上述某些元素形成的物质发生置换反应,该反应化学方程式
是 。
(4)A的一种氧化物与F的反应可用于焊接铁轨,写出相关反应的化学方程式:
。
(5)F元素的氧化物溶于浓NaOH溶液的离子方程式:
。
正确答案
(1)第三周期第ⅥA族
(2)Mg2+[:O:]2-
(3)2Mg+CO2 ="=" 2MgO+C
(4)Fe2O3 + 2Al Al2O3 + 2Fe (或可能的答案);(5)Al2O3+2OH-===2AlO2-+H2O
略
(14分)下图是由Emil Zmaczynski设计的金字塔式元素周期表的一部分,图上标有ⅥA族和几种元素的位置。请回答下列问题:
(1)g元素在周期表中的位置 。元素a和w形成的化合物wa3是 分子(填”极性”或”非极性”)。
(2)d的氢化物的沸点比h的氢
化物的沸点 ,(填”高”、”低”或”相等”)原因是 。
(3)用电子式表示化合物eh的形成过程 。
(4)b和w可形成一种原子晶体,它的用途有 ,(答一种即可)由化合物b(wa2)4在高温下分解可生成wa,和该原子晶体。则该原子晶体的化学式为 。
正确答案
(1)第四周期VIIA (2分) 极性 (2分)
(2)高(1分)d、h的氢化物均为分子晶体,HF分子问存在氢键,且氢键强于分子问作用力 (2分)
(3) (3分)
(4)作高温结构陶瓷材料、作轴承、气轮机叶片、机械密封环,永久性模具等机械构件,(答一种即可,其它合理答案也给分)(1分) C3N4(3分)
略
X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期,且原子序数依次增大。X是元素周期表中原子半径最小的元素,X、Z同主族,可形成离子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。 请回答下列问题:
(1)Y在元素周期表中的位置为 ,ZX的电子式为 。
(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是 (写化学式),非金属气态氢化物还原性最强的是 (写化学式)。
(3)Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作消毒剂的有 、 (写出其中两种物质的化学式)。
(4)X2M的标准燃烧热ΔH=-a kJ·mol-1,写出表示X2M标准燃烧热的热化学方程式: 。
正确答案
(1)第二周期ⅥA族,
(2) HClO4,H2S
(3)O3、Cl2、ClO2(写出2种即可)
试题分析:X是元素周期表中原子半径最小的元素,X是H元素;X、Z同主族,可形成离子化合物ZX,Z是Na元素;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。则Y、M是O、S元素;G只能是Cl元素。
(1)O在元素周期表中的位置为第二周期ⅥA族,NaH是离子化合物,所以电子式为
(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的也是非金属性最强的,是氯元素对应的高氯酸分子式为HClO4,非金属气态氢化物还原性最强的也是非金属性最弱的,是S对应的硫化氢,化学式为H2S;
(3)O、Cl的单质或两元素之间形成的化合物可作消毒剂的有O3、Cl2、ClO2
(4)H2S对应的稳定氧化物是液态水和气态二氧化硫,所以X2M标准燃烧热的热化学方程式为:
H2S(g)+3/2O2(g)= H2O(l)+SO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1
A、B、C、D均是短周期元素,A和B同周期, B和C同族,A元素族序数是周期数的三倍,B原子最外层电子数是内层电子数的二倍,B与A能生成化合物BA2,C与A生成化合物CA2, A的阴离子与D的阳离子电子层结构相同,都与氖原子的电子层结构相同,D 的单质与A 的单质在不同条件下反应,可生成D2A或D2A2。请回答
(1)写出元素符号A: ,B: ,C: 。
(2)D2A的电子式 ,BA2的结构式 。
(3)D2A2的化学式 ,灼烧这化合物火焰呈 色。
(4)C在元素周期表中的位置是 ,其原子结构示意图为 。
(5)比较A、B气态氢化物的沸点 ;原因 。
正确答案
(1) O, C, Si;(2);O=C=O;(3)Na2O2; 黄色;
(4)第三周期IVA族, (5)H2O > CH4 , 水分子间形成氢键,加大分子间作用力
试题分析:(1)根据题意可知:A是O;B是C;C是Si; D是Na。(2)Na2O的电子式是;CO2的结构式是O=C=O;(3)D2A2是Na2O2,由于该化合物含有Na 元素,所以在灼烧时使火焰呈黄色。(4)Si是14号元素,在元素周期表中位于第三周期IVA族,其原子结构示意图为
;(5)两种元素形成的都是共价化合物,分子间通过分子间作用力结合,因此熔沸点较低。但是由于元素的非金属性O>C,原子半径C>O,所以在水的分子之间还存在氢键,增加了分子之间的相互作用力,故这两种元素的气态氢化物的沸点H2O > CH4。
(14分)某配位化合物为深蓝色晶体,由原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素组成,其原子个数比为l4:4:5:1:1。其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍,E元素的外围电子排布为(n-1)dn+6nsl,回答下列问题。
(1)元素D在周期表中的位置是 。
(2)该配位化合物的化学式为 。
(3)C元素可与A元素形成两种常见的化合物,其原子个数比分别为1:1和l:2,两种化合物可任意比互溶,解释其主要原因为 。
(4)A元素与B元素可形成分子式为A2B2的某化合物,该化合物的分子具有平面结构,则其结构式为 。
(5)已知E的晶胞结构如下图所示,又知晶胞边长为3.61×10-8cm,则E的密度为 ;EDC4常作电镀液,其中DC的空间构型是 ,其中D原子的杂化轨道类型是 。
正确答案
(1)三 (1分)ⅥA(1分) (2)Cu(NH3)4SO4·H2O (2分)
(3)H2O与H2O2之间形成氢键(2分) (4)H-N=N-H (2分)
(5)9.00g·cm-3(2分),正四面体形(2分),sp3杂化(2分)
试题分析:E元素的外围电子排布为(n-1)dn+6nsl,应用s轨道没有排满,则根据洪特规则可知,此时d轨道应该是全充满状态,即n+6=10,解得n=4,所以E元素的原子序数是18+10+1=29,即E是铜元素。某配位化合物为深蓝色晶体,由原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素组成,其原子个数比为l4:4:5:1:1。其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍,因此符合条件的元素是氧元素与硫元素,即C是O,D是S。根据该配位化合物中原子个数比可知,A应该是氢元素,S与O结合生成硫酸根,剩余1个氧原子与2和氢原子结合形成1分子水,则4个B原子结合12个氢原子,即个数之比为1:3,所以该物质是氨气,即B是氮元素。
(1)硫元素在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族。
(2)该配位化合物中氨气是配体,因此化学式为Cu(NH3)4SO4·H2O。
(3)氢元素与氧元素形成的两种常见化合物是水和双氧水,由于氧元素非金属性强,H2O与H2O2之间形成氢键,因此二者互溶。
(4)氢元素与氮元素可形成分子式为A2B2的某化合物是N2H2,该化合物的分子具有平面结构,依据8电子和2电子稳定结构可知,氮元素与氮元素之间形成双键,氢元素与氮元素之间形成单键,则其结构式为H-N=N-H。
(5)根据晶胞结构可知,晶胞中含有铜原子的个数是8×+6×
=4,因此
×6.02×1023=4,解得ρ=9.00g·cm-3。在硫酸根离子中硫原子不存在孤对电子,其价层电子对数是4,所以空间构型是正四面体形,硫原子是sp3杂化。
(12分)【化学一物质结构与性质】
已知A、B、C、D均为前四周期元素且原子序数依次增大,元素A的基态原子2p轨道有3个未成对电子,元素B的原子最外层电子数是其内层电子数的3倍,元素C的一种常见单质为淡黄色粉末,D的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为l。
(1)在第2周期中,第一电离能大于B的元素有____种。
(2)A的最简单气态氢化物分子的空间构型为________;H2B在乙醇中的溶解度大于H2C,其原因是_______。
(3)AB3,中,A原子轨道的杂化类型是_______ ,与AB3互为等电子体微粒的化学式
为________(写出一种即可)。
(4)D(OH)2难溶于水,易溶于氨水,写出其溶于氨水的离子方程
式_______.
( 5)D2B的晶胞如图所示,已知晶体的密度为 ,阿伏加德罗常数为
,则晶胞边长为_______cm(用含
、
的式子表示)。
正确答案
(1)3。(2)三角锥型;水分子和乙醇分子间可形成氢键。(3)sp2,CO32—。
(4)Cu(OH)2+4NH3∙H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。( 5)
。
试题分析:根据题意知,A、B、C、D均为前四周期元素且原子序数依次增大,元素A的基态原子2p轨道有3个未成对电子,则A为氮元素;元素B的原子最外层电子数是其内层电子数的3倍,则B为氧元素;元素C的一种常见单质为淡黄色粉末,则C为硫元素;D的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为l,则D为铜元素。(1)同周期元素由左向右第一电离能呈增大趋势,但第ⅤA的元素原子p轨道为为半充满状态,较稳定,第一电离能比相邻的ⅣA族和ⅥA族元素大,故在第2周期中,第一电离能大于氧的元素有N、F、Ne共3种。(2)氮的最简单气态氢化物氨分子的空间构型为三角锥型;H2O在乙醇中的溶解度大于H2S,其原因是水分子和乙醇分子间可形成氢键。(3)NO3—中,N原子由3对电子(离子带1个负电荷),轨道的杂化类型是sp2,与NO3—互为等电子体微粒的化学式为CO32—。 (4)Cu(OH)2难溶于水,易溶于氨水,发生络合反应,离子方程式为Cu(OH)2+4NH3∙H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。( 5)由Cu2O的晶胞利用切割法分析,1个晶胞含有Cu2+:4个,O2-:8×1/8+1=2个,该晶胞质量=2×160/NAg,该晶胞的密度为ρ g•cm-3,则晶胞边长a=
cm。
氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN,请回答下列问题
(1)基态B原子的电子排布式为_________;B和N相比,电负性较大的是_________,BN中B元素的化合价为_________;
(2)在BF3分子中,F-B-F的键角是_______,B原子的杂化轨道类型为_______,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF4-的立体结构为_______;
(3)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的化学键为________,层间作用力为________;
(4)六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5pm,立方氮化硼晶胞中含有______各氮原子、________各硼原子,立方氮化硼的密度是_______g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)。
正确答案
)(1)1s22s22p1; N; +3 (2)120° ; sp2; 正四面体
(3)共价键(极性共价键); 分子间力
(4)4; 4;
试题分析:(1)5号元素B的基态B原子的电子排布式为1s22s22p1;B和N相比,由于原子半径B>N,非金属性N>B。所以电负性较大的是N。在BN中B元素的化合价为+3价。(2)BF3分子是平面正三角形分子。在BF3分子中,F-B-F的键角是120°。B原子的杂化轨道类型为sp2;BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,在BF4-中B原子的杂化方式为sp3,它的立体结构为正四面体。(3)氮化硼晶体与石墨结构相似。在层内B原子与N原子之间的化学键为极性共价键,在层间作用力是分子间作用力。(4)立方氮化硼的结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,在金刚石的一个晶胞中含有C:8×1/8+6×1/2+4=8.则在立方氮化硼晶胞中含有4个氮原子、4硼原子;由于晶胞边长为361.5pm,所以立方氮化硼的密度是g·cm-3。
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