- 物质结构元素周期律
- 共75155题
(3分) 原子序数小于20的A、B、C、D四种元素,最高正价依次为1、4、5、7,核电荷数按B、C、D、A顺序递增,已知B原子次外层为2个电子,C、D、A原子次外层为8个电子,则这四种元素的原子的质子数之和为 。
正确答案
(3分) 57 3分
略
下表为元素周期表短周期的一部分。回答下列问题:
A
D
E
G
M
(1)E元素原子核外有2个未成对电子,这2个电子所处亚层的符号是 ;请从物质的类别、化合价二方面归纳该元素+4价氧化物的化学性质: 。
(2)请指出G的非金属性比E的非金属性强的事实(写3) 。
(3)E、G元素的原子均可形成与M原子电子层结构相同的简单离子,且E离子的半径更大,请解释 。
(4)A与氢元素形成分子的空间结构可能是(选填序号) 。
正确答案
(本题8分)
(1)3p(1分);具有酸性氧化物的通性;既有氧化性又有还原性(合理即可;共2分,少写不給分)
(2)G的氢化物更稳定、G的最高含氧酸酸性更强、G的单质能把E的单质置换出来(合理即可;共2分,少写1个扣1分)
(3)G离子的核电荷数更大,对外层电子的引力更强(1分)
(4)c d (2分,少选得1分,错选不给分)
略
下图是由Emil Zmaczynski设计的金字塔式元素周期表的一部分,图上标有第ⅥA族和几种元素的位置。请回答下列问题:
(1)请在上图中将铁元素所在族的位置全部涂黑。
(2)自从周期表诞生以来,关于氢元素在周期表中的位置,一直存在纷争,有人主张把它放在第ⅦA族,理由是:氢的最外层电子“饱和缺一”。请写出NaH的电子式 。
(3)b元素的氢化物与其最高价氧化物的水化物可生成一种盐,土壤中施用该盐做化肥时,其阴离子在水田中的利用率低,说明土壤胶体粒子带 (“正”或“负”)电荷。
(4)下列叙述正确的是 。
E.相同条件下,d与f形成的化合物水溶液的pH大于d与g形成的化合物水溶液的pH,说明相同浓度氢化物水溶液的酸性f弱于g
(5)d的某化合物呈淡黄色,可与氯化亚铁溶液反应生成红褐色沉淀和能使带火星的木条复燃的气体,若沉淀和气体的物质的量之比为2∶1,反应的离子方程式为 。
正确答案
(1)
(2) Na+[H]- 。
(3) 负
(4) ADE
(5) 3Na2O2+2Fe2++4H2O===2Fe(OH)3↓+O2↑+6Na++2OH- 。
略
(16分) A、B、C、D、E、F属于短周期主族元素。A的原子半径在短周期中最大,B的一种原子中,质量数与质子数之差为零, C与D、E与F均同主族,C元素的原子L层电子数是K层的2倍,E原子的核外电子总数等于C、D原子核外电子总数的差。
(1)离子B-的结构示意图为 ;化合物CE2的分子属于 分子(填“极性”或“非极性”);用电子式表示化合物A2F的形成过程 。
(2)A、E、F形成的简单离子的半径由大到小的顺序为 (用离子符号表示);元素C、D、E形成的常见单质中,熔沸点由高到低的顺序是(用名称表示)
(3)由B、C可以构成的最简单的化合物W,取16.0g分子式为W·8H2O的化合物,将其释放的W完全燃烧生成液态水,可放出89.03kJ的热量,则W燃烧的热化学方程式为
(4)使液化石油气氧化直接产生电流是新世纪最富有挑战性的课题之一。有人设计制造了一种燃料电池,一个电极通入富含E单质的气体和少量CE2,另一电极通入液化石油气(以C4H10表示),电池的电解质是熔融的K2CO3。该电池的负极反应式为 ,电池工作时,电解质里的CO32-向 极移动。
正确答案
(1)(2分);非极性(1分);
(2分)
(2)S2->O2->Na+(2分);金刚石(或石墨)>晶体硅>硫(2分)
(3)CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l);kJ/mol(3分)
(4)C4H10 – 26e-+ 13CO32-= 17CO2 + 5H2O(3分);负(1分)
略
下表为元素周期表的一部分,a、b、c…为部分元素。回答下列问题:
a
f
y
h
i
b
e
j
c
d
d
g
l
(1)请写出上述元素d3+的核外电子排布式 ;
(2)请写出e元素的原子价电子轨道表示式 ;
(3)ya3分子的电子式是 ,其分子的空间构型是 ,
(4)b、e两种元素中,金属性较强的是 ;第一电离能大的是_______.(填元素符号)
(5)h的i形成hi2分子杂化类型是________ fh3-的空间构型分别为_______________
正确答案
(1)1s222s2p63s23p63d5 (2)略(3) 三角锥形
(4)Mg、 Mg (5)SP3 平面正三角形(每空1分)
略
(12分)已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E。其中A、B
、C是同一周期的非金属元素。化合物DC形成的晶体为离子晶体,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为29。请根据以上情况,回答下列问题:(答题时,A、B、C、D、E用所
对应的元素符号表示)
(1)AC2在H2C(C的氢化物)中的溶解度不大,其主要原因是 。
(2)B的氢化物的分子空间构型是 ,其中心原子采取 杂化。
(3)写出化合物AC2的电子式 ;一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体,其化学式为 。
(4)向ESO4中逐滴加氨水至氨水过量,其现象为 ;产生此现象的原因(用离子方程式表示) ; 。
正确答案
(1)CO2是非极性分子,H2O是极性分子,根据相似相容原理,CO2在H2O中的溶解度不大(2分)
(2)三角锥形 sp3 (各1分)(3) N2O(各1分)
(4)先出现蓝色絮状沉淀,沉淀溶解成深蓝色溶液(2分)
Cu2+ + 2NH3·H2O=Cu(OH)2↓ +2NH4+(2分)Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-(2分)
略
(14分)现有前20号的A、B、C、D、E五种元素,相关信息于下表:
(1)B的核外电子排布式为________ ,CB3的晶体类型为________ 。
(2)B、C、D三元素的电负性大小顺序为________>________>________(填元素符号)。
(3)C的氢化物的空间构型为________,其氢化物在同族元素所形成的氢化物中沸点最高的原因是______________________________________________________。
(4)E2D的水溶液呈 (填“酸性”、“碱性”或“中性”),用离子方程式解释理由:_______________________。
(5)已知:12.8 g液态C2 A4与足量A2O2反应生成C2和气态A2O,放出256.65 kJ的热量。
A2O (l)=== A2O (g) ΔH=+44 kJ·mol-1。
2 A2O2 (l)===2A2O (l)+O2(g) ΔH=-196.4 kJ·mol-1。
则液态C2 A4与足量O2反应生成C2和液态A2O的热化学方程式为: ________________________________________________。
正确答案
(1)1s22s22p5 (2分)分子晶体(1分)
(2)F>N>S(2分)
(3)三角锥形(1分) 氨分子间形成氢键(2分)
(4)碱性(1分) S2-+ H2O HS-+ OH-(2分)
(5)N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-621.23 kJ·mol-1(3分)
略
)X、Y和W为原子序数依次递增的短周期元素,X和Y同主族,Y和W的气态氢化物具有相同的电子数,一般情况下X的单质只有氧化性。
(1)写出实验室制取W2反应的离子方程式 。
(2)某小组设计如图所示的装置图(图中夹持和加热装置略去),分别研究YX2和W2的性质。
①分别通入YX2和W2,在装置A中观察到的现象是否相同(填“相同”或“不相同”) ;若装置D中装的是铁粉,当通入W2时D中观察到的现象为 ;若装置D中装的是五氧化二钒,当通入YX2时,打开K通入适量X2,化学反应方程式为 ;
②若装置B中装有5.0mL 1.0×10-3mol/L的碘水,当通入足量W2完全反应后,转移了5.0×10-5mol电子,则该反应的化学方程式为 。
(3)某同学将足量的YX2通入一支装有氯化钡溶液的试管,未见沉淀生成,向该试管中加入过量(填字母) ,可以看到白色沉淀生成。
(4)若由元素Y和X组成-2价酸根Z,Z中Y和X的质量比为Y∶X=4∶3,当W2与含Z的溶液完全反应后,有浅黄色沉淀产生,取上层清液加入氯化钡溶液,有白色沉淀产生。写出W2与Z的溶液完全反应产生浅黄色沉淀的离子方程式
正确答案
(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(2) ① 相同 ;产生棕黄色的烟;2SO2+O2V2O5△2SO3 ;
②5Cl2+I2+6H2O===2HIO3+10HCl
(3) AC
(4)S2O+Cl2+H2O===SO+S↓+2Cl-+2H+ 。
略
(16分)X、Y、Z、W是常见的四种短周期元素,其原子序数依次增大。其相关信息如下表:
(1)Y位于元素周期表的 周期 族,Y与W的气态氢化物较稳定的是 (写化学式)
(2)Z的单质与W的单质相比熔点较高的是 (写化学式);Z与W原子半径较大的是 (写化学式)
(3)X的一种氧化物XO2分子中σ键与∏键数目之比为
(4)X的第一电离能比W的 (填“大”或“小”)
(5)写出X的单质与Y的最高价氧化物水化物的浓溶液在加热的条件下反应的化学方程式:
(6)已知2.7gZ单质与足量Y单质反应,放出31.8kJ的热量,请写出此反应的热化学方程式: 。
正确答案
(1)二周期ⅤA族,NH3;(2)Si,Al;(3)1:1;(4)大;
(5)C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O;(6)2Al(s)+N2(g)=2AlN(s) ∆H= —636KJ/mol
试题分析:根据题意可知X是C;Y是N;Z是Al;W是Si。(1)N位于元素周期表的二周期ⅤA族;由于非金属性N>Si。元素的非金属性越强,其简单的氢化物的稳定性就越强。因此稳定性强的是NH3;(2)Al的单质是金属晶体,通过金属键结合,Si的单质是原子晶体,原子间通过共价键结合,由于共价键是一种强烈的相互作用,断裂较难,所以相比熔点较高的是Si。虽然Al原子核外有3个电子层,而Fe原子核外有4个电子层,一般情况下,原子核外电子层数越多,原子半径就越大。但是影响因素的原子半径的大小的因素有很多,与各个轨道含有的电子数、离子的表面积大小等。Al的原子的半径是0.143nm,Fe原子的半径是0.127nm.,所以原子半径较大的是Al;(3)CO2分子的结构式是O=C=O,其中σ键与∏键数目之比为2:2=1:1。(4)由于C的原子半径比Si小,元素的非金属性C>Si,所以C的第一电离能比Si的大。(5)C的单质与浓HNO3在加热的条件下反应的化学方程式:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O;(6)根据题意可得热化学方程式为2Al(s)+N2(g)=2AlN(s) ∆H= —636KJ/mol。
(12分)甲同学拟通过实验探究同主族元素性质的递变规律,以及影响化学反应速率的因素。其设计的实验方案如下,请你帮他填写完整,并做出评价。
实验室提供的试剂:锌块、锌粉、铁条、铁粉、铜条、NaBr溶液、NaI溶液、新制的氯水、1mol/L盐酸、3mol/L的盐酸
(1)探究同主族元素性质的递变规律
①写出下列实验报告中的实验现象和离子方程式
②【评价】甲同学设计的实验方案的合理性是___________(填序号)
A. 非常合理 B. 部分合理 C. 完全不合理
③【补充和完善】上一题②中若选A,则此项不用再作答,若选B或C,则完成实验还需要的试剂是___________。
(2)探究影响化学反应速率的因素
甲同学所得实验依据和结论有明显问题,问题是 。
(3)请你利用原电池原理,设计实验,比较铜和铁的金属活动性。画出实验装置图,标出正负极、电子流动方向,写出电极反应式。
正确答案
(1)①甲:溶液由无色变为橙色,离子方程式:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2.乙:溶液 由无色变为黄色,离子方程式为:Cl2+2I-=2Cl-+I2。② B ;③ 溴水;(2)锌粉的表面积大,也能加快反应速率。(3)(图像3分)(正负极也可以用文字书写,正极材料、电解质溶液的选用合理即可。正负极材料、标正负极均正确给1分,电子移动方向正确给1分,电解质溶液正确给1分,若未形成闭合回路扣1分,即没画电解质或导线时。)负极:Zn - 2e-=Zn2+ 正极:Cu2+ + 2e-=Cu
试题分析:(1)①由于非金属性Cl>Br>I,元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强。活动性强的能把活动性弱的从化合物中置换出来。把氯气通入NaBr溶液中,氯气把溴单质置换出来,由于溴单质的水溶液为橙色。相应的离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。把氯气通入NaI溶液中,氯气把碘单质置换出来,由于碘单质的水溶液为黄色。相应的离子方程式为Cl2+2I-=2Cl-+I2。②该方案只能证明Cl2>Br2,Cl2 >I2,但是不能证明Br2>I2,因此选项为B。③应该再补充一个实验,把溴水加入到NaI溶液中,若能发生置换反应,则证明Br2>I2。即Cl2>Br2 >I2。(2)Zn是固体,Zn粉的表面积比Zn块大,与同种浓度的盐酸接触面积大,实验反应速率快。而不是固体的浓度大引起的速率变化。(3)Zn、C作电极,电解质溶液为CuSO4,Zn、C连接起来同时插入CuSO4溶液。这时构成了原电池。Zn作负极,发生反应:Zn - 2e-=Zn2+。C为正极,在正极上发生反应:Cu2+ + 2e-=Cu。总方程式为Zn+Cu2+ ="Cu+" Zn2+。
A、B、C、D四种短周期元素,A元素有三个电子层,其中最外层电子数占总电子数的1/6;B元素原子核外电子数比A元素原子核外电子数多1;C-离子核外电子层数比A元素的离子核外电子层数多1;D元素原子最外层电子数是次外层的2倍。请填写下列空格:
(1)请写出A的元素符号 ;
(2)C的一价阴离子的结构示意图 ;
B的原子的结构示意图 ;
(3)A、B两元素相比较,A元素的金属性较强,可以验证该结论的实验是( )。
A.将这两种元素的块状单质分别放入冷水中
B.将这两种元素的单质分别和同浓度的盐酸反应
C.将这两种元素的单质粉末分别和热水作用,并滴入酚酞试液
D.比较这两种元素的气态氢化物的热稳定性
正确答案
(1)Mg (2)
(3)BC
试题分析:A元素有三个电子层,其中最外层电子数占总电子数的1/6,说明A的原子序数是6的倍数,在第三周期元素中,6的倍数的元素有12号元素Mg、18号元素Ar。B元素原子核外电子数比A元素原子核外电子数多1,所以短周期内A只能是Mg,则B是Al;C-离子核外电子层数比A元素的离子核外电子层数多1,则C是第三周期元素Cl;D元素原子最外层电子数是次外层的2倍,说明D是第二周期元素C。
(1)A的元素符号Mg
(2)C的一价阴离子Cl-的结构示意图为,B的原子的结构示意图
(3)A、镁、铝与冷水不反应,无法判断金属性的强弱,错误;B、与同浓度的盐酸反应,反应剧烈的金属性强,可以判断,正确;C、镁、铝与热水反应,比较反应分快慢及滴入酚酞的颜色变化,可以判断金属性的强弱,正确;D、金属不存在气态氢化物,错误,答案选BC。
1886年,德国夫赖堡(Frieberg)矿业学院的一位教授在分析夫赖堡附近发现的一种新矿石(以X表示,X为整比化合物)的时候,发现其中有一种当时未知的新元素(以Y表示,在X中Y的化合价为+4),并通过实验验证了自己的推断。经分析,X中含有银元素(化合价为+1)和硫元素(化合价为-2),其中Ag的质量分数为76.53%。在氢气流中加热X,可得到Ag2S、H2S和Y的低价硫化物(Y的化合价为+2)。如果在200℃和100kPa条件下完全转化16.0g的X需要0.557L的氢气。根据上面的描述:
(1)计算Y的摩尔质量并指出Y在元素周期表中的位置
(2)写出X的化学式
(3)写出氢气和X反应的化学方程式
正确答案
(1)M(Y)="73" g· mol-1 第四周期ⅣA族
(2)X:Ag8GeS6 (3)Ag8GeS6+H24Ag2S+GeS+H2S
试题分析:(1)设X的化学式为Ag2aYbSa+2b (或a Ag2S·bYS2)
216a/M(X)=0.7653 M(X)=216a/0.7653 1分
参加反应的H2的物质的量是n(H2)=100×0.557/473×8.31=0.01417mol(1分)
Ag2aYbSa+2b + bH2=aAg2S+bYS+bH2S(1分)
216a/0.7653 b
16.0 0.01417
a/b=4.00,因X是整比化合物,a、b都是正整数,得a=4,b=1,
M(Y)="73" g· mol-1(2分)
查元素周期表可得Y为Ge元素,它的位置是第四周期ⅣA族(1分)
(2)X:Ag8GeS6(2分)
(3)Ag8GeS6+H24Ag2S+GeS+H2S(2分)
已知元素A和B的原子序数都小于18,A元素原子的最外层电子数为a,次外层电子数为b,B元素M层电子数为 a-b,L层电子数为 a+b。请完成下列问题:
(1) 元素A在周期表中的位置
(2) 元素A的原子结构示意图
(3) 元素B的单质的一种用途
(4) 用B的氧化物的一种用途
(5) B元素的氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式
正确答案
(10分,每小题2分)(1)第二周期第ⅥA族 (2)
(3)电脑芯片,太阳能电池板 (4)光导纤维 (5)2NaOH + SiO2=Na2SiO3 + H2O
试题分析:L层排满时可以容纳8个电子,则a+b=8。A元素原子的最外层电子数为a,次外层电子数为b,由于次外层电子数并能超过8个,则b一定等于2,所以a=6,则A是氧元素,B是硅元素。
(1) 元素A在周期表中的位置第二周期第ⅥA族;
(2) 元素A的原子结构示意图;
(3) 元素B的单质的一种用途电脑芯片,太阳能电池板等;
(4) 用B的氧化物的一种用途制备光导纤维;
(5) B元素的氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式2NaOH + SiO2=Na2SiO3 + H2O。
点评: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。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。
已知A、B、C、D、E、F为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素,A、B与C;D、E与F分别位于同一周期。A原子L层上有3个未成对电子,B的简单负二价离子与C原子核外电子排布相同、含有D元素的盐的焰色反应火焰为黄色,EF3是由活泼金属和活泼非金属组成的共价化合物,G有多种氧化物,其中一种氧化物有磁性,填写下列空白
(1)元素的第一电离能最大的是________,属于过渡元素的是________(填写元素符号)
(2)写出B元素的基态原子价电子排布式__________________,F离子电子排布式_________________。
(3)AF3分子中A原子的杂化类型是________,AF3分子的几何构型为___________。
(4)已知E2B3的晶格比DF的晶格能大得多,试分析导致两者晶格能差异的主要原因是:________________________________________________________。
(5)构成G晶体的微粒是________,G的晶胞结构如下图甲所示,G的晶胞为________结构。若G原子的半径为1.27×10-10 m,G金属晶体中的晶胞长度,即下图乙中AB的长度为________m。
正确答案
(1)Ne Fe
(2)2s22p4 1s22s22p63s23p6
(3)sp3 三角锥形
(4)Al2O3晶体中Al3+、O2-的带电荷大于NaCl晶体中Na+、Cl-的带电荷
(5)金属阳离子、自由电子 面心立方 3.59×10-10
由题干知道,这几种元素分别是A(氮)、B(氧)、C(氖)、D(钠)、E(铝)、F(氯)、G(铁)。
(1)氖原子是最外层为8电子稳定结构,不易失去电子,所以氖的第一电离能最大。
(2)O元素的基态原子价电子排布式是2s22p4;Cl-的电子排布式是1s22s22p63s23p6;
(3)NCl3中N采取sp3杂化,其中一个杂化轨道上有一对电子,不参与成键,另外三个杂化轨道分别与三个Cl形成σ键,由于一对孤对电子的存在,三个Cl不可能平均瓜分N周围的空间,而是被孤对电子排斥到一侧,形成三角锥形结构。
(4)Al2O3晶体的晶格能大于NaCl晶体的晶格能的主要原因是Al2O3晶体中Al3+、O2-的电荷大于NaCl晶体中Na+、Cl-的电荷;次要原因是离子半径。
(5) AB2+BC2=AC2且AB=BC
AB2=×(4×1.27×10-10)2
AB=3.59×10-10
A、B、C为短周期元素,在周期表中所处的位置如图所示。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。B原子核内质子数和中子数相等。
(1)写出A、B、C三元素名称______、______、______。
(2)C在元素周期表中的位置是_____________________________________。
(3)B的原子结构示意图为________,C的氢化物与B的氢化物的稳定性强弱顺序为________>________(填化学式)。
(4)比较A、C的原子半径:A________C,写出A的气态氢
化物与A的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式:___________________________。
正确答案
(1)氮 硫 氟 (2)第2周期ⅦA族 (3) HF H2S
(4)> NH3+HNO3===NH4NO3
据A、B、C在周期表中的位置可知,A、C处于第二周期,B处于第三周期,设B的原子序数为x,则A为x-9,C为x-7,据题意有x-9+x-7=x,则x=16,又由于B原子核内质子数和中子数相等,则B的中子数为16,即为S,那么A为N,C为F。
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