- 物质结构元素周期律
- 共75155题
短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系如图所示,已知在同周期元素的常见简单离子中,W的简单离子半径最小,X、Y、Z、W的单质及其化合物在日常生活中用途极其广泛.
(1)X元素在元素周期表中的位置______.
(2)X、Y、Z元素的氢化物均有两种或两种以上,其中一定条件下,液态YH3与液态H2Z可以发生类似方式电离,则液态YH3中阴离子的电子式为______.
(3)超细WY粉末被应用于大规模集成电路领域.其制作原理为W2Z3、Y2、X在高温下反应生成两种化合物,这两种化合物均由两种元素组成,且原子个数比均为1:1;其反应的化学方程式为______.
(4)以W为材料制成的容器在空气中具有自我保护作用,这种容器______(填“能”或“不能”)用来腌制咸菜,原因是______.
(5)某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定XZ的浓度,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中Z2-可以在固体介质NASICON中自由移动.则负极的反应式______.关于该电池的下列说法,正确的是______.
A.工作时电极b作正极,Z2-通过固体介质NASICON由电极b流向电极a
B.工作时电流由电极a通过传感器流向电极b
C.传感器中通过的电流越大,尾气中XZ的含量越高
(6)由元素X与元素Z组成的某种阴离子具有还原性,能被酸性KMnO4氧化,请填写相应的离子,并给予配平:
□______+□MnO4-+□H+═□CO2+□Mn2++□H2O.
正确答案
由短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置可知,X、Y、Z处于第二周期,W处于第三周期,在同周期元素的常见简单离子中,W的简单离子半径最小,则W为Al,可推知X为C、Y为N、Z为O,
(1)X为C元素,原子核外有2个电子层、最外层电子数为4,处于周期表中第二周第ⅣA族,故答案为:第二周第ⅣA族;
(2)液态NH3与液态H2O可以发生类似方式电离,则液态NH3中电离得到NH4+、NH2-,NH2-中N原子与H原子之间形成1对共用电子对,其电子式为:,
故答案为:;
(3)Al2O3、N2、C在高温下反应生成两种化合物,这两种化合物均由两种元素组成,且原子个数比均为1:1,反应生成AlN与CO,反应方程式为:Al2O3+N2+3C2AlN+3CO,
故答案为:Al2O3+N2+3C2AlN+3CO;
(4)氯离子会破坏铝表面氧化膜,铝容器不能用来腌制咸菜,故答案为:氯离子会破坏铝表面氧化膜;
(5)该装置是原电池,负极上一氧化碳失电子发生氧化反应,电极反应式为CO-2e-+O2-═CO2,
A.工作时电极b通入空气,b作正极,阴离子向负极移动,O2-由电极b流向电极a,故A正确;
B.原电池放电时电子从负极流向正极,故电流由电极b通过传感器流向电极a,故B错误;
C.一氧化碳的含量越大,原电池放电时产生的电流越大,故C正确,
故答案为:CO-2e-+O2-═CO2;AC;
(6)由元素C与元素O组成的某种阴离子具有还原性,能被酸性KMnO4氧化,该阴离子为C2O42-,反应中C元素化合价由+3升高为+4,共升高2价,Mn元素化合价由+7降低为+2,共降低5价,化合价升降最小公倍数为10,故C2O42-的系数为5,MnO4-的系数为2,由原子守恒可知:CO2的系数为10,Mn2+的系数为5,H2O为8,H+的系数为16,故配平后离子方程式为:5C2O42-+2MnO4-+16H+═10CO2+2Mn2++8H2O,
故答案为:C2O42-;5、2、16、10、2、8.
已知A、B、C、D是短周期中的四种非金属元素,它们的原子序数依次增大,四种元素的原子最外层电子数之和为16,A与B、C、D之间均可形成含有10个电子或18个电子的化合物,且A、D组成的化合物在常温下呈液态。
(1)A、C两种元素组成的10个电子化合物的分子的空间构型是______________,属于________(填极性、非极性)分子。
(2)B单质在高温下可从A与D组成的某种化合物中置换出A,同时生成化合物BD,该反应的化学方程式为__________________________。
(3)A、C、D三种元素原子半径由小到大的顺序是(用元素符号表示)________________________;由A与C、 A与D构成的两种分子,结合H+的能力______________强(填化学式),用离子方程式表示这一事实:_________________________。
(4)A、B、D三种元素形成的具有18个电子的化合物的结构简式为____________________________。
(5)这四种元素可组成原子个数比为5:1:1:2(按A、B、C、D顺序)的化合物,其名称为____________。
正确答案
(1)三角锥形;极性
(2);
(3)H、O、N;NH3;NH3+H3O+==NH4++H2O
(4)CH3OH
(5)甲酸铵
如表是元素周期表的一部分:
(1)表中元素⑩的氢化物的化学式为______,此氢化物的还原性比元素
的氢化物的还原性______稳定性______(填强或弱)
(2)某元素的原子结构示意图为:
,在周期表位于______.该氢化物沸点比甲烷______.
(3)用电子式表示
与⑧形成化合物形成过程:______.
(4)写出⑦与⑨、⑨与
的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式:⑦与⑨:______、⑨与
______.
正确答案
(1)⑩为P,其氢化物的化学式为PH3,
为S,非金属性S>P,则还原性PH3>H2S,气态氢化物H2S>PH3,故答案为:PH3;强;弱;
(2)K层电子数最多为2,则x=2,则原子结构中有3个电子层,最外层电子数为4,在元素周期表中的位置为第三周期第ⅣA族,气态氢化物的相对分子质量PH3>CH4,则PH3沸点高,
故答案为:第三周期第ⅣA族;高;
(3)
为S,⑧为Mg,形成的化合物为离子化合物,其形成过程为
,故答案为:
;
(4)⑦为Na,⑨为Al,
为Cl,NaOH与Al(OH)3反应的离子反应为OH-+Al(OH)3═AlO2-+2H2O,HClO4与Al(OH)3反应的离子反应为3H++Al(OH)3═Al3++3H2O,
故答案为:OH-+Al(OH)3═AlO2-+2H2O;3H++Al(OH)3═Al3++3H2O.
A.B.C.D四种短周期元素,原子序数D>A>B>C,且A.B.D同周期,C.D同主族,A的原子结构示意图如图, B.C可形成离子化合物B2C3,据此填空
(1)A的元素名称为___________,其气态氢化物的化学式为_____________。
(2)A.B.C.D四种元素的原子半径由小到大的顺序为(用元素符号)______________________。
(3)B和D的最高价氧化物的水化物化学式分别为_____________和______________。
正确答案
(1)硅;SiH4(2)C
(3)Al(OH)3;H2SO4
下表是元素周期表的一部分,表中字母分别代表某一化学元素,请回答有关问题。
(1)人们曾认为g、h、i不发生化学反应,因而把它们叫做稀有气体,但是后来发现这族气体可以参加化学反应,你认为g、h、i中最有可能首先被发现可以参加化学反应的元素是______________(写元素符号),其原因是_________________。
(2)e是周期表中的___________族,元素原子结构示意图为_______________。
(3)a的阴离子半径____________b的阳离子半径(填大于、等于、小于)。
(4)在元素周期表中有一个对角线规则,其中包括b、c的化合物的性质十分相似。则b的氯化物分别与少量和过量的氢氧化钠溶液发生反应的离子方程式分别为(要表达出具体的元素符号,下同_______________________________;________________________。
(5)f的+4价氧化物可与浓盐酸反应,且已知其氧化性强于氯气,则该氧化物与浓盐酸反应的化学方程式可表示为_________________________。
(6)元素周期表中第6周期中的镧系元素共有___________种,它们原子的电子层结构和性质十分相似。
(7)元素k的氢化物乙可由两种10个电子的微粒组成的化合物甲(化学式X3Y2)与水剧烈反应能生成。甲与水反应的化学反应方程式为:________________________。甲属于_______________晶体(类型)。工业上生产化合物乙时,既要增大乙的产量,又要提高乙的产率,可采取的措施是(填写下列合理选项的序数)_______________。
①减压 ②加压 ③升温 ④降温 ⑤适宜的温度和压强 ⑥加催化剂
⑦及时从平衡体系中分离出乙 ⑧分离出乙后的原料气循环使用并补充原料
正确答案
(1)Xe;从上到下,原子半径增大,失去电子越来越容易
(2)VIII;
(3)大于
(4)Be2++2OH-=Be(OH)2↓;Be2++4OH-=BeO22-+2H2O
(5)PbO2+4HCl=PbCl2+Cl2↑+2H2O
(6)15
(7)Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3;离子;⑤⑥⑦⑧
如图所示为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑧在表中的位置,回答下列问题:
(1)④⑤⑥的原子半径由大到小的顺序是______(填元素序号).
(2)②③⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是______(填化学式).
(3)由表中两种元素的原子按1:1组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解,可使用的催化剂为______(填序号).
a.MnO2
b.FeCl3
c.Na2SO3
d.KMnO4
(4)由表中元素组成的常见物质x、Y、Z、M、N可发生以下反应:
X溶液与Y溶液反应的离子方程式为______.
N→⑥的单质的化学方程式为______.
常温下,为使0.1mol/L M溶液中由M电离的阴、阳离子浓度相等,应向溶液中加入一定量的Y溶液至______.
正确答案
由元素在周期表中的位置可知,①为H、②为C、③为N、④为O、⑤为Na、⑥为Al、⑦为Si、⑧为Cl,
(1)电子层越多原子半径越大,同周期自左而右原子半径减小,所以原子半径Na>Al>O,故答案为:Na>Al>O;
(2)同主族自上而下非金属性减弱,同周期自左而右非金属性增强,故非金属性N>C>Si,非金属性越强最高价含氧酸的酸性越强,故酸性HNO3>H2CO3>H2SiO3,
故答案为:HNO3>H2CO3>H2SiO3;
(3)1:1组成的常见液态化合物为H2O2,MnO2、FeCl3作H2O2分解的催化剂,故选ab;
(4)⑥为Al,逆推得N为Al2O3、Z为Al(OH)3,M是仅含非金属的盐,所以M一定是铵盐,由此推出X、Y的反应为铝盐和一水合氨的反应,铝盐为氯化铝或硝酸铝,故M可能为氯化铵或硝酸铵,
X溶液与Y溶液反应的离子方程式为:Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,
N→⑥的单质的化学方程式为:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑,
铵根离子水解,使0.1mol/L M溶液中由M电离的阴、阳离子浓度相等,根据电荷守恒可知c(OH-)=c(H+),即溶液呈中性,
故答案为:Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑;中性.
已知元素的某种性质“X”和原子半径、金属性、非金属性等一样,也是元素的一种基本性质.下面给出13种元素的X的数值:
试结合元素周期律知识完成下列问题:
(1)经验规律告诉我们:当形成化学键的两原子相应元素的X差值大于1.7时,所形成的一般为离子键;当小于1.7时,一般为共价键.试推断AlBr3中的化学键类型是______.
(2)根据上表给出的数据,简述主族元素的X的数值大小与元素的金属性或非金属性强弱之间的关系______;简述第二周期元素(除惰性气体外)的X的数值大小与原子半径之间的关系______.
(3)请你预测Br与I元素的X数值的大小关系______.
(4)某有机化合物分子中含有S-N键,你认为该共用电子对偏向于______原子(填元素符号).
正确答案
(1)因表格中Al的X数值为1.5,Cl的X数值为2.8,则Br的X数值比2.8还小,所以Al、Br的X数值之差小于1.7,则形成共价键,故答案为:共价键;
(2)由表格中的数据可知,非金属性F>Cl,X的数值F>Cl,金属性Na>Mg>Al,X的数值为Na<Mg<Al,则元素X的数值越大,元素的非金属性越强(或元素X的数值越小,元素的金属性越强),第二周期中随原子半径的减小,X的数值在增大,
故答案为:元素X的数值越大,元素的非金属性越强(或元素X的数值越小,元素的金属性越强);原子半径越小,X的数值越大;
(3)因非金属性Br大于I,由元素X的数值越大,元素的非金属性越强,则X数值为Br大于I,
故答案为:Br大于I;
(4)S的X数值为2.5,N的非金属性大于C(X的数值为2.5),则N的X数值大于S的X数值,即N的非金属性大于S的非金属性,即共用电子对偏向于N元素,故答案为:N.
下表是元素周期表的一部分,请回答有关问题:
(1) 表中化学性质最不活泼的元素,其原子结构示意图为________________。
(2) 表中能形成两性氢氧化物的元素是________(填元素名称),写出该元素的单质与⑨最高价氧化物的水化物反应的化学方程式________________________________________。
(3) ①、④、⑤、⑥、⑦、⑨六种元素的最高价氧化物的水化物中,按碱性减弱酸性增强的顺序排列为___________________________(用化学式表示)。
(4) ③元素与⑩元素两者核电荷数之差是_____________________________。
(5) 请写出②的氢化物发生催化氧化的化学方程式___________________________________。
(6) 请写出⑤元素的最高价氧化物的水化物与⑦元素的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式___________________________________。
正确答案
(1)
(2)铝 ; 2Al+2KOH+2H2O===2KAlO2+3H2 ↑
(3) KOH、Mg(OH)2、Al(OH)3、H2CO3、H2SO4、HClO4
(4) 26
(5)4NH3+5O24NO+6H2O
(6) Al(OH)3+3H+=== Al3++3H2O
下表是元素周期表的一部分,针对表中的指定元素,用元素符号或化学式填空回答以下问题
(1)金属性最强的元素是____________,它的原子结构示意图为_______________;
(2)在a~e元素中,原子半径最小的是____________。g、d两元素核电荷数之差是_____________,两者氢化物的稳定性是_________>_________;
(3)最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是_____________,它与KOH反应的化学方程式
____________________________。
(4)a和c元素的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式______________________________。
正确答案
(1)Na;
(2)Cl;8;H2O;H2S
(3)HClO4;HClO4+KOH==KClO4+H2O
(4)Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O
元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和元素的性质.右图是元素周期表的一部分.
(1)阴影部分元素N的最高价氧化物为______.根据元素周期律,请你预测:H3AsO4、H3PO4的酸性强弱:H3AsO4______H3PO4.(用“>”、“<”或“=”表示)
(2)元素S的最高正价和最低负价分别为______、______,
(3)在一定条件下,S与H2反应有一定限度(可理解为反应进行的程度),请判断在相同条件下Se与H2反应的限度______(选填“更大”、“更小”或“相同”).
(4)羰基硫(COS)分子结构与二氧化碳分子结构相似,所有原子的最外层都满足8电子结构.请写出羰基硫分子的电子式______
(5)单质砷和热的浓H2SO4反应,生成As2O3,反应的化学方程式为______.
正确答案
(1)阴影部分元素的最外层电子数为5,最外层电子数=族序数=元素的最高正价,所以是第二周期第ⅤA族的N元素,N的最高价氧化物为N2O5,同周期元素,从左到右最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强,同主族从上到下最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱,所以酸性H3PO4>H3AsO4,故答案为:N2O5;<;
(2)硫元素的最高正价=最外层电子数=+6,最低负价=最外层电子数-8=-2,故答案为::+6;-2;
(3)S和Se是同主族元素,同主族元素性质具有相似性和递变性,按照O、S、Se的顺序单质和氢气反应的限度逐渐减小,故答案为:更小;
(4)羰基硫(COS)分子结构与二氧化碳分子结构相似,二氧化碳中碳原子和氧原子间是双键,为直线型的结构,所以羰基硫分子的电子式为:
,
故答案为:
;
(5)浓硫酸有强氧化性,还原产物是二氧化硫,所以单质砷和热的浓H2SO4反应的方程式为:2As+3H2SO4(浓)As2O3+3SO2↑+3H2O,
故答案为:2As+3H2SO4(浓)As2O3+3SO2↑+3H2O.
如图是周期表的一部分,已知A、B、C、D都是短周期元素,四种元素原子核外共有56个电子,推断A、B、C、D各是什么元素,写出他们的元素符号:A______,B______,C______,D______.
正确答案
A、B、C、D都是短周期元素,根据四种元素在周期表中的位置知,A位于第二周期,B、C、D位于第三周期,四种元素原子核外共有56个电子,即四种元素的原子序数为56,设C的原子序数为x,则B的原子序数是x-1,D的原子序数为x+1,A和C位于同一主族,A和C的原子序数相差8,则A的原子序数是x-8,四种元素的原子序数为56,所以得x-1+x+x+1+x-8=56,x=16,则C是S元素,B是P元素,D是Cl元素,A是O元素,
故答案为:O;P;S;Cl.
下表列出了①~⑦七种元素在周期表中的位置
请按要求回答下列问题。
(1)元素④的原子结构示意图是________________。
(2)元素③与⑥形成的化合物中的化学键类型为______________。元素①与⑤形成的化合物的电子式为
_______________。
(3)在相同条件下,元素②、③、④的单质分别与盐酸反应最缓慢的是(填写化学式)___________;这三种元素最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是(填写化学式)__________________;
(4)元素⑤、⑥、⑦的单质氧化性依次(填写“增强”或“减弱”)_____________,它们的气态氢化物中稳定性最弱的是(化学式)_________________。
(5)将一小块元素②的单质放在石棉网上,用酒精灯微热,待其熔成球状时,将盛有元素⑥单质的集气瓶迅速倒扣在它的上方(如下图所示)。写出该反应的化学方程式______________________________。
正确答案
(1)
(2)离子键;
(3)减弱;HBr
(4)Al;NaOH
(5)2Na+Cl22NaCl
下表是周期表的一部分,试回答下列问题
(1)表中元素中,第一电离能最小的元素是______(填元素符号,下同),电负性最大的元素是______,单质中化学性质最不活泼的是______(填化学式).
(2)表中元素的最高价氧化物对应水化物中,酸性最强的是______(填化学式,下同),碱性最强的是______,呈两性的氢氧化物是______.
(3)表中ⅦA元素中最不稳定的氢化物是______(填化学式).
(4)为什么表中的④第一电离能比⑤大?______.
正确答案
由元素在周期表中的位置可知,①是N、②是F、③是Na、④是Mg、⑤是Al、⑥是Si、⑦是S、⑧是Cl、⑨是Ar、⑩是K、⑾是Ca、⑿是Br;
周期表中第ⅦA族后边的族为0族,故答案为:0;
(1)同周期自左而右第一电离能增大,同主族自上而下第一电离能降低,故第一电离能最小是K;
同周期自左而右电负性增大,同主族自上而下第电负性降低,故第电负性最大是F;
最不活泼的元素是零族元素单质Ar,故答案为:K;F;Ar;
(2)F没有正化合价,没有含氧酸,除F外Cl元素的非金属性最强,HClO4的酸性最强;K元素金属性最强,故KOH的碱性最强;Al(OH)3是两性氢氧化物,
故答案为:HClO4;KOH;Al(OH)3;
(3)表中ⅦA元素中非金属性F>Cl>Br,故最不稳定的氢化物是HBr,故答案为:HBr;
(4)镁的外围电子为3S2,处于全满状态,是相对稳定结构,第一电离能高于同周期相邻元素,
故答案为:镁的外围电子为3S2,处于全满状态,是相对稳定结构.
下表列出了①~⑥六种元素在周期表中的位置:
请按要求回答下列问题.
(1)元素①的元素符号是______.
(2)元素②的单质的电子式是______.元素③与元素⑤形成化合物的电子式是______.
(3)元素⑤的原子结构示意图是______.
(4)这六种元素中,位于第三周期且原子半径最小的是(填元素符号)______.
(5)这六种元素的最高价氧化物中,属于两性氧化物的是(填化学式)______.
(6)在盛有水的小烧杯中加入元素③的单质,发生反应的离子方程式为______;向上述反应后的溶液中再加入元素④的单质,发生反应的化学方程式为______.
正确答案
由元素在周期表中的位置可知,①为C,②为N,③为Na,④为Al,⑤为S,⑥为Cl,
(1)由上述分析可知,①为C,故答案为:C;
(2)②的单质为氮气,其电子式为
,③与元素⑤形成化合物为硫化钠,其电子式为
,故答案为:
;
;
(3)S的原子结构示意图为
,故答案为:
;
(4)同周期从左向右原子半径在减小,则这六种元素中,位于第三周期且原子半径最小的是Cl,故答案为:Cl;
(5)这六种元素的最高价氧化物中,属于两性氧化物的是Al2O3,故答案为:Al2O3;
(6)在盛有水的小烧杯中加入元素③的单质,发生钠与水反应生成NaOH和氢气,其离子方程式为2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑,再加Al,发生的化学反应为2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑,故答案为:2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑;2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑.
动手实践:某同学做同周期元素性质递变规律实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(见下表,表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验目的:研究___________________元素性质递变规律。
实验用品:试剂:金属钠,镁条,铝条,稀盐酸,新制氯水,新制Na2S溶液,AlCl3溶液,NaOH溶液,酚酞溶液等。仪器:略。
(2)实验内容:(填写与实验步骤对应的实验现象的编号和①②的化学方程式)
①___________________, ②________________________。
(3)实验结论:_______________________________。
正确答案
(1)同周期
(2)
①Mg+2H2O==Mg(OH)2+H2↑;②Na2S+Cl2==2NaCl+S↓
(3)金属性:Na>Mg>Al,非金属性:Cl>S
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