- 物质结构元素周期律
- 共75155题
X、Y 、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素。已知X为非金属元素,且X与W同族。Y、Z为同周期的相邻元素,Y的氢化物分子中有3个共价键,Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。W原子的质子数等于Y、Z原子的最外层电子数之和。请回答:
⑴四种元素的原子半径由大到小的顺序是 (填元素符号)
⑵比较Y和Z的气态氢化物的稳定性: > (填化学式)
⑶元素X和Z形成的化合物X2Z2,在MnO2存在的条件下,实验室用它来制取Z单质,写出反应方程式_____
⑷由X、Y 、Z三种元素所形成的常见共价化合物是 ,离子化合物是 。
⑸W的单质的化学式为 ,其最高价氧化物的水化物中含有的化学键是 。
正确答案
(13分) ⑴ Na>N>O>H ⑵ H2O ; >; NH3
⑶ 2H2O2 2H2O + O2 ↑ (4)HNO3;NH4NO3 ⑸ Na ;共价键、离子键
试题分析:Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,所以Z是第二周期的氧元素。Y的氢化物分子中有3个共价键,这说明Y应该是第ⅤA族元素。Y、Z为同周期的相邻元素,且Y的原子序数小于Z的,所以根据短周期元素可知,Y是氮元素。W原子的质子数等于Y、Z原子的最外层电子数之和,则W的质子数=11,则W是钠元素。又因为X为非金属元素,且X与W同族,所以X是氢元素。
(1)同周期自左向右原子半径逐渐减小,同主族自上而下,原子半径逐渐增大,则四种元素的原子半径由大到小的顺序是Na>N>O>H。
(2)非金属性压强,氢化物的稳定性压强,则Y和Z的气态氢化物的稳定性是H2O>NH3。
(3)双氧水分解即生成氧气。
(4)由X、Y 、Z三种元素所形成的常见共价化合物是硝酸,离子化合物是硝酸铵。
(5)钠的最高价氧化物的水化物是氢氧化钠,含有离子键和极性键。
点评:该题以“周期表中元素的推断”为载体,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。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。
现有8种元素的性质、数据如下表所列,它们属于第二或第三周期。
回答下列问题:
(1)①在元素周期表中的位置是(周期、族) ;
(2)比较④和⑦的氢化物的稳定性(用化学式表示) 。
正确答案
(4分)(1)第二周期第Ⅵ A族;(2分)(2)NH3>PH3(2分)
试题分析:电子层越多,半径越大,同周期从左向右原子半径在减小,最高正价在增大,最高正价等于族序数,由短周期元素的数据可知,①为O,②为Mg,③为Li,④为P,⑤为Cl,⑥为Na,⑦为N,⑧为B,
(1)①为O,在元素周期表中的位置是第二周期第Ⅵ A族。
(2)④⑦同主族,④的原子半径大,则原子序数大,④和⑦的氢化物的稳定性是NH3>PH3。考点:
点评:本题考查原子结构与元素周期律,熟悉原子半径、化合价的变化规律是解答本题的关键,题目难度不大,⑧为学生解答的易错点。
(16分)下表为周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。
用化学用语回答下列问题:
(1)写出元素f的基态原子核外电子排布式___________________________。
(2)在c6a6分子中,元素c为 杂化,该分子是 分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)ci2分子的电子式为_________________________,ci2与ce2比较,沸点较高的是_____________(写分子式)。
(4)第一电离能:h______i;电负性:g______b(填“>”、“<”或“=”)。
(5)下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的外围电子排布特点的有关叙正确是 。
(6)将氨水滴入到j的硫酸盐溶液中,先产生蓝色沉淀,然后沉淀逐渐溶解并得到深蓝色溶液,显深蓝色的离子是____________________,写出蓝色沉淀溶解在氨水中的离子方程式______________________________________________________________________。
(7)j的金属晶体的晶胞如图所示,则一个晶胞中j原子的个数是_______个。
正确答案
(1) 1s22s22p5(2分) (2) sp2 非极性(各1分)
(3) CS2(各1分) (4) > <(各1分) (5) A B(2分)
(6) [Cu(NH3)4]2+(1分) Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O(3分)
(7) 4(2分)
根元素在周期表中的位置可知a~j分别是H、Be、C、N、O、F、Na、P、S、Cu。
(1)根据构造原理可知F的基态原子核外电子排布式1s22s22p5。
(2)在合物苯是平面正六边形结构,所以碳元素是sp2杂化,属于非极性分子。
(3)CS2是由极性键构成的非极性分子,电子式为。CO2和CS2都是分子晶体,沸点高低和分子间作用力大小有关系。由于相对分子质量是CS2的大,所以的CS2沸点高。
(4)由于磷原子的3p轨道属于半充满,稳定性好,因此第一电离能大于S的。金属性越弱,电负性越小,所以钠的电负性小于Be的。
(5)J是铜,A正确。氮元素的2p属于半充满,属于p区,B正确。C不正确。例如铜的最外层电子排布式为4s1,但铜属于第IB。最外层电子排布式为ns2np1的元素一定属于第ⅢA,D不正确。所以答案选AB。
(6)氨气和铜离子可形成配位键,离子方程式为Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。
(7)根据晶胞结构图可知,含有的铜原子是8×1/8+6×1/2=4。
A、B、C、D四种主族元素分布在三个不同的短周期,它们的原子序数依次增大,其中B与C为同一周期,A与D为同一主族,C元素的价电子排布为ns2πp2n,D在空气中燃烧可以得到淡黄色固体。又知四种元素分别形成的常见单质在常温常压下有三种是气体,一种是固体。请回答下列问题:
(1)D在元素周期表中的位置是 。
(2)比较元素B和C的第一电离能:B C(填“大于”、“小于”或“不确定”),将BA3通入溴水中可发生反应,生成B的单质和一种盐Y,B的单质中的σ键和π键个数比为 ,盐Y的晶体类型是 。
(3)D与A形成的粒子个数比为1:1的简单化合物可与水反应生成A的单质,该反应的化学方程式为 。
(4)已知B2A4和过氧化氢混合可作火箭推进剂。12.8g液态B2A4与足量过氧化氢反应生成B的单质和气态水,放出256.65kJ的热量:
写出液态B2A4和氧气反应生成B的单质和液态A2C的热化学方程式 。
正确答案
(1)第三周期IA族(2分)
(2)大于(2分) 2(2分) 离子晶体(2分)
(3)NaH+H2O=NaOH+H2↑ (2分)
(4)N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H="-621.2" kJ·mol-1(2分)
试题分析:由D在空气中燃烧得到淡黄色固体可知D为Na,再结合A、D同主族以及四种元素分别形成的常见单质在常温常压下有三种是气体,一种是固体可知,A一定为H,再结合B的价电子排布可推知B、C分别为N、O。(2)因N的2p轨道处于半充满的稳定状态,故第一电离能大于同周期相邻的氧元素;由氧化还原反应规律可得到盐Y为NH4 Br,属于离子晶体,在单质N2中存在氮氮三键,其中1个σ键和2个π键。(3)NaH与H2O发生归中反应得到H2与NaOH。(4)利用题给信息可知:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H=-641.6kJ/mol,然后利用“盖斯定律”结合已知热化学方程式进行变形即可。
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如下表。
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验目的:________________________。
(2)实验仪器: _________________________;
(3)实验内容:请将实验方案与实验现象一一对应(*填写题给信息表中的序号),写出化学方程式
(4)实验结论:_______________________________。
(5)请用结构理论简单说明具有上述结论的原因。
(6)请你补充一组事实,说明此周期中另外两种元素的性质递变规律。
正确答案
(1)这一套实验目的是“验证第三周期元素从左到右金属性递减、非金属性递增的规律。”
(2)回忆每个实验过程可知,这些实验要用到的仪器有:试管、酒精灯、镊子、小刀、玻璃片、胶头滴管等。
(3)根据元素周期表第三周期元素的排列顺序,可确定实验操作顺序和相关的实验现象等(如下表)。
(4)金属性:Na>Mg>Al; 非金属性:S
(5)Na、Mg、Al、S、C,原子核外都有三个电子层,但原子半径随电子数增多而减小,所以核对最外层电子的吸引力依次增强,失电子能力减弱,得电子能力增强。
(6)硅酸是弱酸,磷酸是中强酸。(合理即可)
⑴由题知该实验目的是“验证第三周期元素从左到右金属性递减、非金属性递增的规律。”
⑵所需实验仪器有:试管、烧杯、酒精灯、镊子、小刀、玻璃片、胶头滴管、滤纸等。
⑶、①③④⑤⑥探究的是Na、Mg、Al的金属性强弱,②可比较S和Cl的非金属性强弱,实验方案与现象对应关系为:①对应B②对应F③对应A④对应D⑤对应C⑥对应E,具体见答案。
⑷根据金属与水或与酸反应的剧烈程度,最高价氧化物的水化物的碱性强弱知金属性:Na>Mg>Al;
非金属性强弱的比较可根据同周期由左向右非金属性逐渐增强、与氢气化合的难易、最高价含氧酸酸性强弱、单质间的置换反应等来比较判断,则非金属性:S
⑸同周期由左向右原子半径逐渐减小,核电核数逐渐增大,则原子核对核外电子的吸引能力逐渐增强即失电子能力减弱,得电子能力增强。
⑹该周期另外两种元素为硅、磷,可向硅酸钠溶液中滴加磷酸,有白色胶状沉淀产生,表明磷酸酸性比硅酸酸性强,则磷的非金属性比硅强。
(18分)下表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)地壳中含量居于第二位的元素在周期表中的位置是________________。
(2)②、⑦的最高价含氧酸的酸性是由强到弱的,用原子结构解释原因:
__________,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱。
(3)①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含共价键的离子化合物,写出其中一种化合物的电子式_______________。
(4)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,下列物质不能做该反应催化剂的是(填序号)________。
a.MnO2 b. CuSO4 c.Na2SO3 d.FeCl3
(5) W与④是相邻的同主族元素。在下表中列出H2WO3的各种不同化学性质,举例并写出相应的化学方程式。
(6)由表中元素形成的常见物质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______________,
N→⑥的单质的化学方程式为____________,
M溶液中离子浓度由大到小的排列顺序是______________ ,
M中阳离子的鉴定方法 __________。
正确答案
(18分)
(1)第三周期,第IVA族 -------------------------------------------------------------1分
(2)同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多----------------------------1分
(6)Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+ -------------------------------------------2分
-------------------------------------------------------2分
c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)或c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) ------------2分
取少量M样品放入试管,加入氢氧化钠溶液,加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,证明有铵根离子-------------------------------------------------2分
本题是考查元素周期表、元素周期律的题目,较为简单。首先将图中元素序号与周期表对应,可以确定每一种元素。(4)中不能做该反应催化剂的物质,不能与其(H2O2)发生反应,因为Na2SO3具有还原性,能反应,故选C。(5)考查H2SO3的性质,其为二元中强算,具有酸的通性,氧化性、还原性等等。(6)突破口为M为仅含非金属元素的盐,故为铵盐,ZN→⑥(Al),故Z为Al(OH)3,M为铵盐,有表中元素组成,可能为NH4Cl或NH4NO3,NH反生水解,故有c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)或c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);NH的检验方法为加入氢氧化钠溶液,加热,检验NH3即可。
(15分)A、B、C、D、E、F五种短周期元素的原子序数依次增大。周期表中A元素的原子半径最小,B形成化合物种类最多,C是空气中含量最多的元素,D是地壳中含量最多的元素,短周期主族元素中E的原子半径最大且其单质能与冷水剧烈反应,F既能与盐酸反应也能与烧碱溶液反应制得A单质。
(1)B在周期表中的位置是____________________,C的原子结构示意图为________
(2)A、B形成的最简单化合物名称是___________,分子构型是__________________
(3)BD2的结构式为:__________。已知:298K,BD生成1molBD2(g)时放出热量283.0kJ·mol-1,B单质生成1molBD2(g)时放出热量393.5kJ·mol-1,则B单质反应生成BD的热化学方程式为 。
(4)室温时,仅由B、D、E三种元素形成的某种常见的离子化合物水溶液的pH_____7(填“>”、“=”或“<”),理由是(用离子方程式表示)_________________________________
(5)硒(se)是人体必需的微量元素,与D同一主族,Se原子比D原子多两个电子层,则Se的原子序数为_______,其最高价氧化物对应的水化物化学式为_________。
(6)F的最高价氧化物与E的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式是
__________________________________________________________
(7)A单质和D单质可组成最简单的燃料电池,若用稀硫酸作电解质,该电池的正极反应式是:______________________________________________
正确答案
(共16分)(1)第二周期ⅣA族(1分) (1分)
(2)甲烷 (1分) 正四面体(1分)
(3)O=C=O(1分) C(s) +1/2O2(g)="CO(g)" ΔH= -110.5kJ·mol-1(2分)
(4) >(1分) CO32-- + H2OHCO3-- +OH-- (2分) (5)34(1分) H2SeO4(1分)
(6)Al2O3 +2OH- +3H2O=2[Al(OH)4]—(2分)
(7)O2 +4e- +4H+=2H2O(2分)
A、B、C、D、E、F五种短周期元素对应元素为:H、C、N、O、Na、AL;
(1) 碳元素位于:第二周期ⅣA族;N的原子结构示意图为:
(2) 碳、氢形成的简单化合名称:甲烷;甲烷为空间正面体形;
(3) CO2的结构式为:O=C=O;由CO的燃烧热、C的燃烧热的热化学方程式可得C生成CO的热化学反应方程式:C(s) +1/2O2(g)="CO(g)" ΔH= -110.5kJ·mol-1;
(4) 由B、D、E三种元素形成的某种常见的离子化合物为碳酸钠,溶液显碱性,即PH>7;理由是CO32-- + H2OHCO3-- +OH-- ;
(5) Se的原子序数为34;最高价氧化物对应的水化物化学式为H2SeO4;
(6) F的最高价氧化物与E的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式是:Al2O3 +2OH- +3H2O=2[Al(OH)4]—;或;
(7) 氢氧燃料电池,在酸性溶液中,正极电极反应式为:O2 +4e- +4H+=2H2O
(14分)下表为元素周期表的一部分,元素①-⑦是短周期的主族元素,请参照元素①-⑥在表中的位置,回答下列问题:
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
(1)写出⑥在元素周期表中的位置 ▲ 。
(2)②的气态氢化物的沸点 ▲ ⑥的气态氢化物的沸点。(填大于、小于或等于)
(3)④的最高价氧化物与③的最高价氧化物对应的水化物的水溶液反应的离子方程式为
▲ 。
(4)①和⑤形成的化合物是化工行业已合成的一种硬度很大、熔点很高的晶体,若已知在此化合物中各元素均处于其最高或最低价态,据此推断:该化合物的化学式可能是 ▲ , 与该化合物晶体类型相同的是___▲___(请用相应的编号填写)。
A B C
(5)由①和③形成的化合物甲和乙,甲受到撞击会分解生成一种固体单质和一种气体单质,此反应中反应物、固体单质和气体单质的物质的量之比是2:2:3;乙中加入过量的盐酸后生成两种盐,在其中一种盐中加入NaOH溶液后加热,能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。则化合物甲的化学式为 ▲ ,化合物乙与过量盐酸反应的化学方程式为 ▲ 。
正确答案
(14分)(1)第3周期VIA族 (2)大于
(3)Al2O3 + 2OH—= 2AlO2—+ H2O (4)Si3N4 C
(5) NaN3 Na3N + 4HCl=" 3" NaCl + NH4Cl (每空2分)
略
研究物质的微观结构,有助于人们理解物质变化的本质。请回答下列问题:
(1)C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是 ,
C60和金刚石都是碳的同素异形体,二者相比,熔点高的是 ,原因是 。
(2)A、B均为短周期金属元素,依据表中数据,写出B的基态原子的电子排布式: 。
(3)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色,与其d轨道电子排布有关。一般地,d0或d10排布无颜色,d1~d9排布有颜色。如[Co(H2O)6]2+显粉红色。据此判断:[Mn(H2O)6]2+ (填“无”或“有”)颜色。
(4)利用CO可以合成化工原料COCl2、配合物Fe(CO)5等。
①COCl2分子的结构式为,每个COCl2分子内含有 个σ键, 个π键,其中心原子采取 杂化轨道方式。
②Fe(CO)5在一定条件下发生分解反应:Fe(CO)5(s)=Fe(s)+5CO(g)。反应过程中,断裂的化学键只有配位键,则形成的化学键类型是 。
正确答案
(1)N>C>Si 金刚石 金刚石为原子晶体,C60为分子晶体
(2)1s22s22p63s2
(3)有
(4)①3 1 sp2 ②金属键
(1)非金属性越强,元素电负性越大,根据三种元素在元素周期表中的位置,可知它们的电负性关系是N>C>Si。C60是分子晶体,金刚石是原子晶体,金刚石的熔点较高。(2)从表中电离能数值来看,A、B的第三电离能出现突跃,可见它们是第ⅡA族元素,因A、B均为短周期元素,且B的第一、二电离能均比A的小,故B是镁。(3)Mn2+的3d轨道有5个电子,故[Mn(H2O)6]2+有颜色。(4)①单键是σ键,双键中有一个σ键和一个π键。因碳、氧形成双键,故碳原子采取的是sp2杂化。②Fe(CO)5的配位键是铁原子与CO形成的,分解产物CO的化学键并未改变,生成了铁单质,故形成的化学键是金属键。
(18分)(一)按要求作答:
(1)第四周期中,未成对电子数最多的原子,其外围电子排布式为: 。
(2)3d能级为半充满的正三价离子,该离子的电子排布式为 。
(二)A、B、C、D、E五种元素为1~18号元素。已知:它们的原子序数依次增大,A、B两种元素的核电荷数之差等于它们的原子最外层电子数之和;B原子最外层电子数比其次外层电子数多2;C元素原子的电子层数及最外层电子数都比E元素的少1;D和E的原子序数之和为30。它们两两形成的化合物有甲、乙、丙、丁四种。这四种化合物中原子个数比如下表:
(1)E-的结构示意图是________________。B原子核外有________个未成对电子,它们的能量______________(填“相等”或“不相等”)。
(2)向甲的水溶液中加入MnO2可用于实验室制备C的单质,其化学方程式是____________________。
(3)已知有机物乙的分子为平面结构,键角都为120°,它的结构简式为___________。
(4)丙的水溶液呈酸性,与饱和NaHCO3溶液反应会产生大量的气体和难溶物,有关离子方程式是____________________。
正确答案
(一)(6分,每空3分)
(1)3d54s1(2)1s22s22p63s23p63d5
(二) (12分,每空2分)
(1) 2 相等
(2)2H2O2 = 2H2O+O2↑
(3)CH2=CH2
(4)Al3++3HCO-3====Al(OH)3↓+3CO2↑
试题分析:
(一)第四周期中,未成对电子数最多的原子是Cr,其外围电子排布式为3d5 4s1,3d能级为半充满的正三价离子,该离子是Fe,该离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5
(二)(1)根据B原子最外层电子数比其次外层电子数多2;可推出其为碳,A为氢,C元素原子的电子层数及最外层电子数都比E元素的少1;D和E的原子序数之和为30,可以推出C为氧D为铝E为氯,由此可以推出甲为过氧化氢,乙为乙烯,丙为氯化铝,丁为四氯化碳。
(2)过氧化氢加入二氧化锰制氧气反应式为:2H2O2 = 2H2O+O2↑
(3)乙烯的结构简式为CH2=CH2
(4)氯化铝与饱和NaHCO3溶液反应会产生大量的气体和难溶物,有关离子方程式Al3++3HCO-3====Al(OH)3↓+3CO2↑
点评:本题考察的知识点多,正确的推出各元素是解题的关键,可以根据题目信息和问题来进行推断。
(11分)常用于除去高速公路冰雪的是“氯盐类”融雪剂,如NaCl、MgCl2等,请回答:
(1)“氯盐类”融雪剂主要成分的晶体类型为 ;
(2)冰比硫化氢熔点高的原因是 ,冰分子中氧原子的杂化轨道类型为 ;
(3)已知X、Y和Z为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
元素Y第一电离能大于X的原因是 ;
(4)融雪剂对环境危害很大,如和路基上的铁等金属形成原电池,加快路面破损。铁元素应用广泛,Fe2+与KCN溶液反应得Fe(CN)2沉淀,KCN过量时沉淀溶解,生成黄血盐,结构如图。
①写出铁元素基态原子价电子的轨道表示式 ;
②已知CN- 与 N2 结构相似,1 mol CN- 中键数目为 ;
正确答案
(1)离子晶体 (2)水分子间存在氢键 sp3
(3) Mg为3s2构型,此时3p0全空,特别稳定
(4)① ②2NA
(1)NaCl、MgCl2等均是由离子键形成的离子化合物,因此形成的晶体是离子晶体。
(2)水和硫化氢虽然都是分子晶体,但水分子中存在氢键,所以其熔点高于硫化氢的。水分子中的中心原子有4对电子对,其中2对是孤电子对,所以杂化轨道类型是sp3。
(3)气态电中性基态原子失去1个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫第一电离能。根据表中数据可判断X、Y、Z分别是Al、Mg、Na。由于Al是3p1,而Mg为3s2构型,此时3p0全空,特别稳定。
(4)①元素原子的最外层电子是价电子,对于副族和第Ⅷ元素其次外层或倒数第三层电子也可以成为价电子。铁属于第Ⅷ元素,其价电子轨道表达式是
②氮气中氮原子和氮原子形成的化学键是氮氮三键,而三键是由2个键和1个
键组成的。CN- 与 N2 结构相似,所以1 mol CN-中
键数目为2NA。
(8分)X、Y、Z、T为短周期的四种元素,其最高正价依次为+1、+4、+5、+7,核电荷数Y<Z<X<T,则
(1)元素符号X Y Z T ;
(2)写出X的最高价氧化物对应水化物与Z的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式 ;
(3)按碱性减弱酸性增强的顺序,写出各元素最高价氧化物对应水化物的化学式为
正确答案
(1)(每空1分)X Na Y C Z N T Cl ;
(2)(2分)___ H+_+_OH- ="==" H2O_____;
(3)(2分)NaOH H2CO3 HNO3 HClO4。
因为最高正价依次为+1、+4、+5、+7,主族元素最高正价等于主族序数,所以X、Y、Z、T四种元素分别是第一第四第五第七主族元素,结合核电荷数Y<Z<X<T,这样四种元素分别是X:Na Y:C Z:N T Cl 。
(2)X的最高价氧化物是氢氧化钠,Z的最高价氧化物是硝酸,所以强酸和强碱的离子反应是_ H+_+_OH- ="==" H2O_。
(3)按照碱性与金属性强弱顺序一致,酸性和非金属性顺序一致,得出NaOH H2CO3 HNO3 HClO4。
短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。X氢化物的水溶液显碱性;Y在元素周期表中所处的周期序数与族序数相等;Z单质是将太阳能转化为电能的常用材料;W是重要的“成盐元素”,主要以钠盐的形式存在于海水中。请回答:
(l)Y在元素周期表中的位置是__________;X氢化物的电子式是__________。
(2)X氢化物的水溶液与W氢化物的水溶液混合后恰好反应时,溶液呈__________(填“酸”、“碱”或“中”)性,用离子方程式表示其原因是__________。
(3)Y-AgO电池是应用广泛的鱼雷电池,其原理如下图所示。
该电池的负极反应式是__________。
(4)Z和W比较,非金属性较弱的是__________(填元素符号),下列可以验证这一结论的是__________(填序号)。
a.元素在地壳中的含量
b.最高价氧化物对应水化物的酸性
c.断开氢化物中1molH-Z或H-W键所需的能量
d.Z与W以共价键形成化合物时,Z或W显示的电性
正确答案
(1)第3周期第ⅢA族
(2)酸 NH4+ + H2O = NH3•H2O + H+
(3)Al + 4OH- -3e- = AlO2- + 2H2O
(4)Si b c d
试题分析:短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X氢化物的水溶液显碱性,则X是N元素;Y在元素周期表中所处的周期序数与族序数相等,且Y的原子序数大于X,所以Y是Al元素;Z单质是将太阳能转化为电能的常用材料,则Z是Si元素;W是重要的“成盐元素”,主要以钠盐的形式存在于海水中,则W是Cl元素,
(1)Y是Al元素,铝原子核外有3个电子层,最外层有3个电子,所以在元素周期表中位于第三周期第IIIA族,X的氢化物是氨气,其电子式为:;
(2)氨水和盐酸恰好反应时生成氯化铵,氯化铵是强酸弱碱盐,铵根离子水解导致溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度而使其水溶液呈酸性;
(3)该装置是原电池,铝作负极,负极上铝失电子发生氧化反应,电极反应式为:
Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O,
(4)硅的非金属性小于氯元素,比较非金属强弱的方法有:其最高价含氧酸的酸性强弱、吸引电子的能力等;
下表所列是元素周期表部分短周期的主族元素
已知R为地壳中含量最多的金属元素。
(1)写出Z的原子结构示意图________。
(2)W与氢原子形成6原子分子的结构简式_______。
(3)超细RX粉末被应用于大规模集成电路领域。其制作原理为R2Y3、X2、W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)X最高价氧化物对应水化物与X气态氢化物反应的生成物溶于水中,所得溶液离子浓度从大到小的顺序是_______。
(5)火箭发动机的燃料胼(N2H4)与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) △H1=—195kJ•mol—1
②N2H4(l) +O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H2=—534.2kJ•mol—1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式______________。
(6)温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.00 mol PCl5,反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),经过一段时间(t)后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
相同温度下,起始时向容器中充入1.00 mol PC15、0.20 mol PCl3和0.40 mol Cl2,反应达到平衡前v(正) _______v(逆)(填“>”或“=”或“<”);原因是_______。
正确答案
(15分)
(1)(2分)
(2)CH2=CH2 (2分)
(3)Al2O3+N2+3C2AlN+3CO(3分)
(4)c(NO3—)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) (顺序错,漏均不得分)(2分)
(5)2N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g) + 4H2O(g) ΔH="—873.4" kJ/mol(3分)
(6) <(1分)
因为Qc= >K=
;所以逆反应速率大于正反应速率。(2分)
试题分析:(1)地壳中含量最多的金属元素是Al,则R、W、X、Y、Z分别是铝、碳、氮、氧、氯,Cl原子核内核电荷数为+17,核外电子层结构为287;(2)碳和氢形成烃,6原子烃分子为乙烯,乙烯的结构简式为CH2=CH2;(3)根据题意,Al2O3、N2、C在高温下反应,可以生成AlN、CO,则反应式为Al2O3+N2+3C2AlN+3CO;(4)根据题意,HNO3与NH3反应,生成NH4NO3,NH4NO3是盐,根据电解质的电离、盐类水解规律可知,溶液中c(NO3—)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);(5)根据盖斯定律,由②×2—①可得,2N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g) + 4H2O(g) ΔH="—873.4" kJ/mol;(6)根据图表可知,
PCl5(g)PCl3(g) + Cl2(g)
各组分的起始浓度(mol•L—1) 0.50 0 0
各组分的变化浓度(mol•L—1) 0.10 0.10 0.10
各组分的平衡浓度(mol•L—1) 0.40 0.10 0.10
平衡时K==
温度不变,平衡常数不变,若起始时充入1.00 mol PC15、0.20 mol PCl3和0.40 mol Cl2,则三者的起始浓度为0.5mol/L、0.10mol/L、0.20mol/L,Q==
>
,说明此时反应必须向逆反应方向进行,才能达到该温度下的化学平衡,所以此时逆反应速率大于正反应速率。
(1)1807年,英国化学家戴维在研究中发现:电解条件下可把水分解成H2和O2。他设想用电解的方法从KOH、NaOH中分离出K和Na。最初,戴维用饱和KOH溶液进行电解,不料还是得到H2和O2。这时,他考虑在无水条件下继续这项实验,但是,实验中产生的金属液珠一接触空气就立即燃烧起来;这时,他又考虑在________条件下电解熔融的KOH继续实验,最后他终于成功地得到了银白色的金属钾。
(2)最近,德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换,该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素,质量数是85。根据材料回答下列问题:
Ⅰ.铷位于元素周期表的第________周期________族。
Ⅱ.关于铷的下列说法中正确的是________(填序号,下同)。
①与水反应比钠更剧烈 ②Rb2O在空气中易吸收水和二氧化碳 ③Rb2O2与水能剧烈反应并释放出O2 ④它是极强的还原剂 ⑤RbOH的碱性比同浓度的NaOH弱
Ⅲ.现有铷和另一种碱金属形成的合金5 g,与足量水反应时生成标准状况下的气体2.24 L,则另一碱金属可能是________(填元素符号)。
正确答案
(1)隔绝O2
(2)Ⅰ.五 ⅠA Ⅱ.①②③④ Ⅲ.Na或Li
(1)有水或氧气存在的条件下,钾会被氧化。
(2)Ⅰ.Rb是碱金属的37号元素,位于K的下面,它位于第五周期ⅠA族。
Ⅱ.Rb的结构性质与Na相似,且更活泼,对应的Rb2O、Rb2O2、RbOH的性质分别与Na2O、Na2O2、NaOH相似,所以选①②③④。
Ⅲ.从碱金属与水反应通式2R+2H2O=2ROH+H2↑可知,生成0.1 mol H2,碱金属的物质的量为0.2 mol,所以合金的平均摩尔质量M==25 g·mol-1,而M(Rb)>25 g·mol-1,则另一碱金属的M必小于25 g·mol-1,所以可能是Na或Li。
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