- 物质结构元素周期律
- 共75155题
在复习元素周期律过程中,某研究性学习小组的几位同学拟通过具体的实验来探讨某些金属元素的性质差异,下面是他们设计的探究性实验方案,请填写下列空白:
(1)实验目的:比较钠、镁、铝金属性强弱。
(2)实验用品:酒精灯、 、试管、试管夹、砂纸、滤纸;
钠、镁条、铝片、酚酞、蒸馏水、6 mol·L-1的盐酸
(3)实验过程与现象记录
Ⅰ.甲同学的方案如下:
①你认为a、b两步实验中出现异常现象的可能原因是:
a ;
b 。
②上面的实验表明:钠、镁、铝三种元素的金属性由强到弱的顺序为 。
Ⅱ乙同学的方案:他认为只需要一种试剂就可以确定钠、镁、铝的金属性强弱,预计他的主要实验操作是 。
正确答案
(2)烧杯(或水槽)
(3)Ⅰ ① a钠表面的煤油没有用滤纸吸干净 b 镁表面的氧化膜没有被除去
②钠﹥镁﹥铝
Ⅱ用滤纸将一小块金属钠表面的煤油吸干后放入盛有水的烧杯中,将除掉了氧化膜的镁条、铝片分别放入盛有适量水的试管中并加热
试题分析:(2)需要容器作为反应容器,该容器可以是烧杯(或水槽);
(3)Ⅰ开始时钠块浮在水面上不反应,稍后才开始与水剧烈反应,可能的原因是钠表面的煤油没有用滤纸吸干净,b中没有相应现象,加热后仍无明显变化,可能的原因是镁表面的氧化膜没有被除去,阻止了反应的进行,该实验表面钠、镁、铝三种元素的金属性由强到弱的顺序为钠﹥镁﹥铝;Ⅱ探究金属的活泼性可以采用其与水反应的剧烈程度来判读,所以乙同学的主要实验操作是用滤纸将一小块金属钠表面的煤油吸干后放入盛有水的烧杯中,将除掉了氧化膜的镁条、铝片分别放入盛有适量水的试管中并加热。
点评:本题考查了元素周期率,该考点是高考考查的重点,本题设计考查了学生的探究式思维,有一定的综合性,本题难度适中。
A、B、C、D、E是常见的几种粒子,其中A、B为分子,C、E为阳离子,D为阴
离子,它们都含有10个电子;B溶于A后所得的物质可电离出C和D;A、B、E三种粒子反应后可得C和一种白色沉淀。请回答:
(1)用化学符号表示下列4种微粒:A: ;B : ;C: ;D : (2)写出A、B、E三种微粒反应的离子方程式:
正确答案
(6分,每空1分)(1)H2O;NH3 ;NH4+ ;OH-
(2)NH3 + H2O = NH3..H2O ;2NH3..H2O + Mg2+ =Mg(OH)2↓ + 2NH4+
或Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
试题分析:B溶于A后所得的物质可电离出C和D,且均是10电子微粒,则B是氨气,A是水,C和D是OH-和NH4+。由于C是阳离子,所以C是NH4+,D是OH-。A、B、E三种粒子反应后可得C和一种白色沉淀,则E是镁离子或铝离子,白色沉淀是氢氧化镁或氢氧化铝。
点评:该题是中等难度的试题,试题基础性强,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练。有助于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力,也有利于提高学生分析问题、解决问题的能力。该题的关键是熟练记住常见10电子的微粒,然后灵活运用即可。
(12分)短周期元素Q、R、T、P、W在元素周期表中的位置如右图所示,其中T所处的周期序数与主族序数相等,请回答下列问题:
(1)T的原子结构示意图为 ,用化学方程式表示工业上冶炼该单质的反应原理 。
(2)元素的非金属性:Q P(填“>”或“<”),可以证明该结论的实验是(用化学方程式表示) 。
(3)R的氢化物的结构式为 ,实验室检验该氢化物的方法是
_______________________________________________________________。
(4) W在周期表的位置为_________。W的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应,生成两种物质,其中一种是气体,该气体的化学式为 。利用该气体的
性,在海水提溴的过程中用该气体的水溶液吸收用空气吹出的溴蒸气。
正确答案
(1)(1分) 2Al2O3(熔融)
4Al+3O2↑(2分)。
(2)>(1分),Na2SiO3 + CO2 + H2O = H2SiO3↓+ Na2CO3(2分)。
(3)(1分),用镊子夹住湿润的红色石蕊试纸靠近气体,观察到试纸变蓝或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近气体,观察到有白烟产生(2分)
(4)第三周期第ⅥA族(1分)。SO2(1分),还原(1分)
T所处的周期序数与主族序数相等,所以T是Al,则P是Si,Q是C,R是N,W是S。
(1)Al的原子序数是13,位于第三周期第ⅢA,原子结构示意图是 ;铝是活泼的金属,通过电解法冶炼,方程式为2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑。
(2)同主族自上而下非金属性逐渐减弱,所以C的非金属性强于硅的;比较元素的非金属性,可以通过较强的酸制取较弱的酸来实现,即Na2SiO3 + CO2 + H2O = H2SiO3↓+ Na2CO3。
(3)氨气是含有极性键的共价化合物,结构式为 ;氨气是一种碱性气体,据此可以鉴别,即用镊子夹住湿润的红色石蕊试纸靠近气体,观察到试纸变蓝或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近气体,观察到有白烟产生。
(4)S的原子序数是16,位于第三周期第ⅥA族;S和浓硫酸反应的生成物是SO2和水。SO2具有还原性,能被单质溴氧化。
(9分)下表是元素周期表的一部分,回答下列问题:
(1)写出①、③两种元素形成的化合物有两种,化学式是: , 。
(2)写出⑥元素最高价氧化物的电子式和②元素气态氢化物结构式 , 。
(3)这些元素的最高价氧化物的对应水化物中___________(填化学式,下同)酸性最强;________碱性最强;能形成两性氢氧化物的元素是________。
正确答案
(1)CO CO2(2分)(2)
(4分)
(3)HClO4 NaOH Al(3分)
考查元素周期表但结构及元素周期律的应用。
(1)①、③两种元素分别是C和O,形成化合物的化学式为CO和CO2。
(2)⑥是镁,最高价氧化物是氧化镁,含有离子键的离子化合物,电子式为
②元素氮元素,氢化物是氨气,其结构式为
(3)非金属性越强,最高价氧化物的水合物的酸性越强,非金属性最强的Cl,所以最高价氧化物的对应水化物是HClO4。金属性越强,最高价氧化物的水合物的碱性越强,金属性最强的钠,所以最高价氧化物的对应水化物是NaOH。氢氧化铝是两性氢氧化物,所以是Al元素。
(14分)有5 种短周期元素的原子序数按E、D、B、A、C的顺序依次增大;A、C同周期,B、C同主族;A与B可形成离子化合物A2B,A2B中所有粒子的电子数相同,且电子总数为30;D和E可形成4核10电子的分子。试回答下列问题:
(1)写出五种元素的名称:A B C D 。
(2)用电子式表示离子化合物A2B的形成过程:
(3)写出下列物质的电子式:
D元素形成的单质 ;B与E形成的化合物 ;
A、B、E形成的化合物 ;D、E形成的化合物 。
正确答案
(1)钠;氧;硫;氮(2)(3)
;
、
;
;
根据元素的结构及其性质可知,A是Na,B是O,C是S,D是N,E是H。
(1)名称分别是钠;氧;硫;氮。
(2)氧化钠是含有离子键的离子化合物,其形成过程为。
(3)氮气是含有非极性键的单质,电子式为;B和E形成的是水或双氧水,其电子式分别是
、
;A、B、E形成的化合物是氢氧化钠,电子式为
;D、E形成的化合物是氨气,电子式为
。
(8分)氮元素可以形成多种化合物。
回答以下问题:
(1)基态氮原子的价电子排布式是 。
(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是 。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被——NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。
①NH3分子的空间构型是 ;N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是 。
②肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:
N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(g)△H=-1 038.7 kJ·mol-1
若该反应中有4 mol N-H键断裂,则形成的π键有 mol。
③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4,N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,则N2H6SO4的晶体内不存在 (填标号)。
a.离子键 b.共价键
c.配位键 d.范德华力
正确答案
(1) 2s22p3 (2) N>O>C (3)①;三角锥形;sp3 ② 3 ③ D
(1)根据构造原理可知,氮的价电子排布式为2s22p3。
(2)非金属性越强,第一电离能越大。由于氮原子的2p轨道单质是半充满状态,所以第一电离能大小顺序为N>O>C 。
(3)①氨气分子中中心原子氮原子含有1对孤对电子,所以是三角锥形结构。所以N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是sp3杂化。
②1分子肼中含有4个N-H键,所以反应中有4 mol N-H键断裂时,能生成1.5mol氮气。由于三键是由2个π键和1个δ键形成的,所以成的π键有1.5mol×2=3mol。
③硫酸铵中含有离子键、极性键和配位键,不存在范德华力,所以答案选D。
(11分)(Ⅰ)A、B、C和D代表原子序数依次增大的四种短周期元素,它们满足以下条件:
①C的原子序数是A、B的原子序数之和,A、C、D的最外层电子数和为13;
②D的原子序数是C的2倍,D的最高价氧化物对应的水化物是二元强酸。
试根据以上叙述回答:
(1)B单质的电子式为 ,画出C元素的原子结构示意图 ;
(2)下列环境问题与B与C形成的化合物有关的是 ;
A.温室效应 B.光化学烟雾 C.酸雨 D.PM2.5
(3)A、B、C和D四种元素可形成一化合物,其原子个数之比为8∶2∶4∶1。该化合物属于 (填晶体类型)。
(Ⅱ)现有下列短周期元素相关性质的数据:
试回答下列问题:
(1)元素⑤在周期表中的位置 ;元素②的单质与CO2反应的化学方程式 ,该单质可通过电解法制得,下列金属中人类最早开发和利用的是 ;
A.铁 B.铝 C.金 D.铜
(2)元素④与元素⑦相比较,气态氢化物较稳定的是 (填结构式);
(3)元素④形成的+3和+5价的氯化物中,各原子均达到8电子稳定结构的化合物是 。(写化学式)
正确答案
(Ⅰ)(1)(1分),
(1分);
(2)BC (2分,有错全扣,不全扣1分);
(3)离子晶体(1分)。
(Ⅱ)(1)第三周期第ⅦA族 (1分), (2分,条件不写扣1分);D(1分);
(2)(1分);
(3)PCl3 (1分)
考查了元素周期律的相关知识及化学用语的书写。
(I)综合所有信息:D的最高价氧化物对应的水化物是二元强酸,可推出D为S,进而可知C为O,再由A、C、D的最外层电子数和为13可推得A为H,而C的原子序数是A、B的原子序数之和,可得B为N;
(3)物质为(NH4)2SO4,属离子化合物
(II)综合原子半径及化合价的规律可推得各元素分别为:⑤氯、④磷、⑦氮、②镁
A、B、C、D、E均为短周期主族元素,且原子序数依次递增。A、E同主族,B、D同周期且B和D最外层电子数之和为10;D为自然界含量最多的元素;A与D可形成A2D、A2D2共价化合物。请回答:
(1)C的气态氢化物的电子式为___ ___,其水溶液显 性。
(2)B、C、D气态氢化物稳定性由强到弱的顺序是_____ ___________(用化学式表示)。
(3)与E同周期的元素中,金属性最弱的金属元素名称是 ,原子结构示意图为: ,其最高价氧化物对应的水化物与E的最高价氧化物对应的水化物的溶液反应的离子方程式为 。
(4)E、C两元素的最高价氧化物对应水化物的稀溶液各0.1mol,恰好完全反应,放出5.73kJ的热量,写出此反应的热化学方程式: 。
正确答案
(1);碱(2)H2O>NH3>CH4
(3)铝;;OH- +Al(OH)3==AlO2-+2H2O
(4)NaOH(ag)+HNO3(ag)==NaNO3(ag)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol
考查元素周期表的结构及元素周期律的应用。
D为自然界含量最多的元素,则D是氧。B和D最外层电子数之和为10,且B的原子序数小于氧的,所以B是碳,则C是氮元素。A的原子序数最小,且A与D可形成A2D、A2D2共价化合物,所以A是氢元素。A、E同主族,因此E是钠。
(1)氨气是极性键形成的共价化合物,其水溶液显碱性。
(2)非金属性越强,相应氢化物的稳定性就越强,非金属性是O>N>C,所以氢化物的稳定性就是H2O>NH3>CH4。
(3)氢氧化铝是两性氢氧化物能溶于强碱中,离子方程式为OH- +Al(OH)3==AlO2-+2H2O。
(4)E、C两元素的最高价氧化物对应水化物分别是氢氧化钠和硝酸,热化学方程式为NaOH(ag)+HNO3(ag)==NaNO3(ag)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol。
(12分)根据下列某些短周期元素中元素性质的有关信息,回答下列问题:
(1)元素①②⑧的第一电离能由大到小的顺序是 ;元素③⑥⑨的电负性由大到小的顺序是 (以上均用元素符号填空)。
(2)元素⑤⑥⑦中的某两种形成的化合物中,每个原子都满足最外层为8电子稳定结构的物质有 (写化学式)。
(3)某元素R 的原子半径为1.02×10-10m,它与钠形成Na2R2,若物质Na2R2是一种含有非极性共价键的离子化合物,其电子式是 (R用元素符号表示)。
(4)元素①和⑨形成阳离子,其结构式为 ,其中心原子以 杂化轨道成键。
(5)元素⑤的原子基态电子排布式为 。
正确答案
(1) H、Li、Na ;O、N、P ,(2) CCl4、PCl3
(3) (4)
sp3 (5) 1s22s22p2
(1)元素①②⑧分别是H、Na、Li。同主族自上而下金属性逐渐增强,所以第一电离能由大到小的顺序是 H、Li、Na。元素③⑥⑨O、P、N,由于非金属性越强,电负性越大,所以电负性由大到小的顺序是O、N、P。
(2)元素⑤⑥⑦分别是C、P、Cl,由于只要分子中元素化合价的绝对值和该元素绝对值的之和满足8,即能使每个原子都满足最外层为8电子稳定结构,所以符合条件的是 CCl4、PCl3。
(3)与钠形成Na2R2,则R的化合价是-1价。又因为R 的原子半径为1.02×10-10m,所以原子半径及化合价可知,R是硫元素,因此电子式为。
(4)①⑨形成的是NH4+,所以结构式为,其结构是正四面体,所以氮原子是sp3杂化。
(5)元素⑤是碳,根据构造原理可知,碳原子的基态电子排布式为1s22s22p2。
W、X、Y、Z为短周期内除稀有气体外的4种元素,它们的原子序数依次增大,其中只有Y为金属元素;Z元素的最高正化合价为+6。Y和W的最外层电子数相等。Y、Z两元素原子的质子数之和为W、X两元素质子数之和的3倍。由此可知:
(1)写出元素符号:W为 ,X为 ,Y为 ,Z为 ;
(2)Y2Z是由 键组成的物质,其电子式为 ;
(3)由Y、X、W组成的物质中有 键和 键,形成的是 化合物;
(4)用电子式表示Z与钙形成化合物的过程 。
正确答案
(1) H O Na S (2)离子键 (3)离子 共价 离子 (4)
Z元素的最高正化合价为+6,所以Z是硫元素。Y和W的最外层电子数相等,因此Y和W属于同一主族。因为只有Y为金属元素,所以Y如果是镁,则W是Be,不正确。如果Y是Al,则W是B。则不能满足Y、Z两元素原子的质子数之和为W、X两元素质子数之和的3倍。所以Y只能是钠,W是氢元素,X是氧元素。钠和硫分别是活泼的金属和活泼的非金属,形成的化学键是离子键。由H、O、Na形成的化合物是氢氧化钠,含有离子键和极性键,属于离子化合物。钙是活泼的金属元素,所以和硫形成的化合物硫化钙是由离子键形成的离子化合物。
判断下列说法中是否正确:(请在空格内打“√”或“×”)
①质子数相同的粒子一定属于同种元素; ( )
②电子数相同的粒子不一定是同一种元素; ( )
③一种元素只能有一种质量数; ( )
④某种元素的相对原子质量取整数,就是其质量数; ( )
⑤质子数相同,电子数也相同的粒子,不可能是一种分子和一种离子; ( )
⑥同位素的性质几乎完全相同 ( )
正确答案
× √ × × √ ×
质子数相同的粒子可能是原子或原子团,不一定是同一种元素。因为质子数等于电子数,所以电子数相同的粒子也不一定是同一种元素。大部分元素都有同位素,所以质量数不止一种。忽略电子的质量,将核内所有质子和中子的相对真理取近似整数相加,所得数值叫质量数。对于中性微粒质子数等于电子数,当质子数和电子数不易相等时,则一定是离子。所以质子数相同,电子数也相同的粒子,不可能是一种分子和一种离子。同位素的化学性质是几乎完全相同,而不是所有的性质。
H、D、T的中子数分别是_________,质量数分别是_____________,
同位素原子的 虽然不同,但______________基本上完全相同;
16O、17O、18O属____________,O2、O3、O4属________________,
某元素的同位素原子可以形成3种分子量不同的双原子分子,
则该元素有_________种同位素原子。
正确答案
0 1 2 、 1 2 3 、中子数、化学性质、 同位素、 同素异形、2
考查原子的组成以及同位素的概念等。质子数和中子数之和是质量数,质子数相同质量数不同的核素互称为同位素。而同素异形体是指由同一种元素形成的不同单质,所以16O、17O、18O属于同位素,O2、O3、O4则属于同素异形体。根据排列组合可知,若某元素的同位素原子可以形成3种分子量不同的双原子分子,则其同位素一定是两种。
下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。
请你根据表中所给元素,回答下列问题:
(1)在短周期的所有元素中 的原子半径与 的原子半径之比最小(不包括稀有气体)(填元素符号)。
(2)金属性最强的元素与氧气反应生成化合物的化学式是 (填两种即可),j和k氢化物比较,稳定性强的是 (填写氢化物化学式)。
(3)海水中除氢、氧元素外含量最多的元素,其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂,其单质做消毒杀菌剂的原因是 (用化学方程式表示)
(4)常温下某液态化合物只含上述元素中的两种,分子中原子个数比1:1,请你仅用一个化学方程式表示该液态化合物既有氧化性又有还原性 。
正确答案
(7分)(1)H Na (2分) (2)K2O、K2O2(KO2)(2分)HF(1分)
(3)CL2+H2O=HCl+HClO(1分)(4)(1分)
(1)同周期从左到右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,原子半径比最小的为:半径最小原子与最大原子比,即在上表中,H原子与Na原子半径之比最小;
(2)金属性最强的元素为K,与氧气反应生成化合物的化学式是K2O、K2O2(KO2);j和k氢化物比较,稳定性强弱即为元素非金属性强弱,即HF的稳定性最强;
(3)海水中除氢、氧元素外含量最多的元素,其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂,其单质做消毒杀菌剂的原因是:CL2+H2O=HCl+HclO;
(4)
根据下表所列信息,回答有关问题:
(1)写出下列元素符号:① ,⑥ ,⑦ ,⑾ 。
(2)在这些元素中,最活泼的非金属元素是 (填写元素符号或化学式,下同),最活泼的金属元素是 ,最不活泼的元素是 。
(3)在这些元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是 ,碱性最强的是 ,呈两性的氢氧化物是 。
(4)在这些元素中,原子半径最小的是 。
(5)在③与④的单质中,化学性质较活泼的是 ;在⑧与⑿的单质中,化学性质较活泼的是 。
正确答案
(1)①N、⑥Si、⑦S、⑾Ca;(2)F、K、Ar;
(3)HClO4、KOH、Al(OH)3;(4)F;(5)Na、Cl2。
考查元素周期表的结构及元素周期律的应用。根据元素在周期表中的位置可知,①~⑿分别是N、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Ca、Br。
X元素的一种核素,其氯化物为XCl2,取1.11g该氯化物配成溶液后,需用1mol/LAgNO3溶液20mL才能把氯离子完全沉淀下来。已知X核素中有20个中子。(1)试写出XCl2与AgNO3反应的化学反应方程式(直接用XCl2代入方程式书写,注意X的化合价)。(2)X的质量数为多少?(3)指出X元素在周期表中的位置?
正确答案
X的质量数为40 第四周期第ⅡA
略
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