- 物质结构元素周期律
- 共75155题
A、B、C、D、E、F六种物质的转化关系如图所示(反应条件和部分产物未标出)。
(1)若A为短周期金属单质,D为短周期非金属单质,且所含元素的原子序数A是D的2倍,所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍,F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成,则A的原子结构示意图为________,反应④的化学方程式为___________________________。
(2)若A是常见的变价金属的单质,D、F是气态单质,且反应①在水溶液中进行。反应②也在水溶液中进行,其离子方程式是__________________________,
已知光照条件下D与F反应生成B,写出该反应的化学方程式:___________________。
(3)若A、D、F都是短周期非金属元素单质,且A、D所含元素同主族,A、F所含元素同周期,则反应①的化学方程式为_____________________________________。
正确答案
(1) C+4HNO3(浓)==CO2↑+4NO2↑+2H2O
(2)2Fe2++Cl2== 2Fe3++2Cl- H2+Cl2 ="=" 2HCl (3)2C+SiO2==Si+2CO↑
试题分析:(1)若A为短周期金属单质,D为短周期非金属单质,则A为Mg,D为C,F为硝酸,所以A的原子结构示意图为,反应④的化学方程式为C+4HNO3(浓)==CO2↑+4NO2↑+2H2O ,(2)若A是常见的变价金属的单质,D、F是气态单质,则A为Fe,DF分别为氢气和氯气,反应②的离子方程式是2Fe2++Cl2== 2Fe3++2Cl-,D与F反应生成B的化学方程式为H2+Cl2 ="=" 2HCl ,(3)若A、D、F都是短周期非金属元素单质,则A、D、F分别为C、Si、O,反应①的化学方程式为2C+SiO2==Si+2CO↑。
点评:本题用一个图,假设不同的条件,得出不同的结果,该题信息量很大,但用到的却不多,该题比较费时,难度较大。
(8分)X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置关系如图:
若Z元素原子的最外层电子数是电子层数的2倍
(1)W在周期表中的位置为 。
(2)Y和Z元素形成的氢化物的沸点高低比较为 ,原因是 。
(3)含X元素的四核10电子微粒的电子式为 。
(4)写出铜和X的最高价氧化物水化物的稀溶液反应的离子方程式为 。
(5)W最高价氧化物水化物的浓溶液不稳定,受热可分解,产物之一是黄绿色气体,且当有28 mol电子转移时,共产生9 mol气体,写出该反应的化学方程式 。
正确答案
(1)第三周期,第ⅦA族;(2)H2O>H2S,水分子之间存在着氢键;(3)
(4)3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O (5)4HClO42Cl2↑+7O2↑+2H2O
试题分析:Z原子的最外层电子数是电子层数的2倍以及Z在周期表中的位置,则Z是S,W是Cl,X是N,Y是O。W最高价氧化物水化物为HClO4,受热分解时,当有28 mol电子转移时共产生9 mol气体,根据化合价的变化可知生成Cl2 2mol,则其余7mol为O2,所以方程式为:4HClO42Cl2↑+7O2↑+2H2O。
点评:本题主要是元素“位、构、性”三者关系的综合考查,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。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。
(7分)根据下表信息回答以下问题:部分短周期元素的原子半径及主要化合价。
(1)E、F、G三元素形成的化合物中化学键类型是______。
(2)B、H两元素的最高价氧化物所对应的水化物相互反应的离子方程式是________。
(3)实验室中制取H单质反应的化学方程式是________。
(4)将A、B两种元素的单质用导线连接浸入NaOH溶液中,发现导线中有电流产生,其负极反应式为________。
正确答案
(1)离子键和共价键 (2)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
(3)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (4)Al-3e-+4OH-===AlO2-+2H2O
根据元素的结构及有关性质可知,A是Mg,B是Al,C是Be,D是S,E是O,F是Na,G是H,H是Cl。
(1)E、F、G三元素形成的化合物是氢氧化钠,含有离子键和极性键。
(2)B、H两元素的最高价氧化物所对应的水化物分别是氢氧化铝和高氯酸,所以二者反应的方程式是Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
(3)实验室制取氯气的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(4)镁的活泼性强于铝的,但镁和氢氧化钠溶液不反应,而铝是可以反应的,所以铝是负极,镁是正极。则负极电极反应式是Al-3e-+4OH-===AlO2-+2H2O。
(18分)下表是元素周期表的一部分,回答下列有关问题:(用元素符号或化学式填空)
(1)写出下列元素符号:①________,⑥________,⑦________。
(2)画出原子的结构示意图:④________,⑤________,⑧________。
(3)在这些元素中,最活泼的金属元素是________,最活泼的非金属元素是________,最不活泼的元素是________。
(4)在这些元素的最高价氧化物对应水化物中,酸性最强的是________,碱性最强的是________,呈两性的氢氧化物是________。
(5)在③与④中,化学性质较活泼的是________,怎样用化学实验证明:答:________
在⑧与⑿中,化学性质较活泼的是________,怎样用化学实验证明?答:____________。(用化学反应方程式表示)
正确答案
(1)①N;⑥Si;⑦S;(2);
;
(3)K;F;Ar (4)HClO4;KOH;Al(OH)3;
(5)Na;与H2O反应; Cl2;Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2
考查元素周期表的结构和元素周期律的应用。根据元素在周期表中的位置可判断①~⑫分别为N、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Ca、Br。根据元素周期律可知同周期自左向右非金属性逐渐增强,金属性逐渐减弱。同主族自上而下金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。所以①~⑫金属性最强的是K,非金属性最强的是F。稀有气体的最外层电子已经达到稳定结构,所以性质最不活泼。金属性越强,最高价氧化物的水化物的碱性越强。非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强。所以酸性最强的是HClO4,碱性最强的是KOH,两性的是Al(OH)3。比较元素的金属性强弱可以利用金属单质和水或酸反应的剧烈程度,或者是相互之间的置换能力等。比较元素的非金属性强弱,也可以利用单质之间的相互置换能力,或者与氢气化合的难易程度以及相应氢化物的稳定性等。
3分)根据下列几种粒子的结构示意图,回答问题:(填粒子符号)
小题1:其中属于阴离子的是 ,
小题2:属于金属元素的是 ,
小题3:属于同一主族的是 。
正确答案
小题1:O2-
小题2:Na
小题3:O和S
质子数小于核外电子数食物微粒是阴离子,质子数大于大于核外电子数的微粒是阳离子,质子数等于核外电子数的微粒是原子。金属元素的最外层电子数一般少于4个,最外层电子数相等的元素属于同一主族。根据微粒的结构示意图可判断A是氧原子,B是氧离子,C是硫原子,D所钠原子。
(1)在CH4、H2S、NH4+、H2O、OH—、HCl、Na、Mg2+八种粒子中,选择符合下列要求的粒子填空:
①上述粒子中与K+质子数不同,电子数相同的有 ;
②上述粒子中与NH3质子数相同,电子数也相同的有 ;
③上述粒子中电子数大于质子数的有 。
(2)用锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池,该电池的负极材料是 ,正极的电极反应式为 ,电池工作时电子流向 (填“正极”或“负极”)。
(3)将6molA气体和2molB气体在2L密闭容器中混合并在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。若经5min后反应达到平衡状态,容器内的压强变小,并知D的平均反应速率为0.2mol/(L•min),请填写下列空白:
①x的数值为 ;
②A的平均反应速率为 ;
③5min时B的转化率为 。
正确答案
(13分)(1) ①H2S、HCl (1分) ②CH4、H2O (1分) ③OH— (1分)
(2) 锌片 (1分) 2H++2e—=H2↑ (2分) 正极 (1分)
(3)① 1 (2分) ②0.3mol•L-1•min -1(2分) ③50% (2分)
试题分析:(1)①K+质子数于电子数分别是19和13,则与K+质子数不同,电子数相同的有H2S、HCl。
②氨气含有10个质子和10个电子,则与NH3质子数相同,电子数也相同的有CH4、H2O.
③电子数大于质子数,说明带负电荷,则是OH-。
(2)原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应。锌比铜活泼,据此可知,该电池的负极材料是锌片,铜是正极,溶液中的氢离子得到电子,则正极的电极反应式为2H++2e—=H2↑,电池工作时电子流向正极。
(3)①经5min后反应达到平衡状态,容器内的压强变小,这说明该反应是体积减小的可逆反应,即3+1>x+2,所以x只能是1;
②D的平均反应速率为0.2mol/(L•min),则根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知,A的平均反应速率是0.3mol/(L•min)。
③生成D的物质的量是0.2mol/(L•min)×5min×2L=2mol,所以消耗B的物质的量是1mol,则B的转化率是50%。
点评:该题是基础性试题的考查,侧重对学生基础知识的巩固和训练,旨在培养学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,难度不大,有利于培养学生的规范答题能力,提高学生的应试能力。
碳化硅(SiC) 、氧化铝(Al2O3) 和氮化硅(Si3N4)是优良的高温结构陶瓷,在工业生产和科技领域有重要用途。
(1)Al的原子结构示意图为 ;Al与NaOH溶液反应的离子方程式为
。
(2)氮化硅抗腐蚀能力很强,但易被氢氟酸腐蚀,氮化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和一种铵盐,其反应方程式为 。
(3)工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:
3SiCl4(g) + 2N2(g) + 6H2(g)Si3N4(s) + 12HCl(g) △H<0
某温度和压强条件下,分别将0.3mol SiCl4(g)、0.2mol N2(g)、0.6mol H2(g)充入2L密闭容器内,进行上述反应,5min达到平衡状态,所得Si3N4(s)的质量是5.60g。
①H2的平均反应速率是 mol/(L·min)。
②平衡时容器内N2的浓度是 mol·L-1。
③SiCl4(g)的转化率是 。
④若按n(SiCl4) : n(N2) : n(H2) =" 3" : 2 : 6的投料配比,向上述容器不断扩大加料,SiCl4(g)的转化率应 (填“增大”、“减”或“不变”)。
⑤工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:
SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g);△H=+QkJ·mol-1(Q>0)
某温度、压强下,将一定量的反应物通入密闭容器进行以上的反应(此条件下为可逆反应),下列叙述正确的是( )
A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率
B.若反应开始时SiCl4为1mol,则达到平衡时,吸收热量为QkJ
C.当反应吸收热量为0.025QkJ时,生成的HCl通入100mL1mol·L-1的NaOH恰好反应
D.反应至4min时,若HCl的浓度为0.12mol·L-1,则H2的反应速率为0.03mol/(L·min)
正确答案
(1)
2Al +2OH-+2H2O = 2AlO2 + 3H2↑
(2)Si3N4 +16HF = 3SiF4 + 4NH4F
(3)①0.024 ②0.06 ③40% ④不变 ⑤ C
试题分析:(1)Al的原子结构示意图为,Al与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al +2OH-+2H2O = 2AlO2 + 3H2↑;
(2)氮化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和一种铵盐,这种铵盐是NH4F,该反应的化学方程式为Si3N4 +16HF = 3SiF4 + 4NH4F ;
(3)①Si3N4(s)的质量是5.60g,所以的物质的量n=5.60/80=0.04mol,根据
3SiCl4(g) + 2N2(g) + 6H2(g) Si3N4(s) + 12HCl(g),可知
V(H2)="6" V(Si3N4)=6×(0.04/2/5)="0.024" mol/(L·min);②反应的N2的物质的量n=0.04×2=0.08mol,所以平衡时容器内N2的浓度=(0.2-0.08)/2="0.06" mol·L-1;
③SiCl4(g)的转化率是=0.04×3/0.3×100%=40%;④若按n(SiCl4) : n(N2) : n(H2) =" 3" : 2 : 6的投料配比,向上述容器不断扩大加料,因为这个投料比为化学计量数之比,所以SiCl4(g)的转化率应该不变;⑤由SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g);△H=+QkJ·mol-1(Q>0)可以知道,压强增大,反应向左进行,所以减小压强能提高SiCl4的转化率,故A错误;若反应开始时SiCl4为1mol,达到平衡时,由于该反应为可逆反应,所以吸收热量小于QkJ,故B错误;C正确,反应至4min时,若HCl的浓度为0.12mol·L-1,则H2的反应速率为0.015mol/(L·min),故D也错误,本题答案为C。
点评:本题综合考查了原子结构示意图、离子方程式、化学平衡的综合知识,是高考考查的重点,该题比较全面,是一道不错的题目。
填写恰当的符号:
①A是原子,核内有12个中子,核外M电子层上有2个电子; A是
②B是原子,得到2个电子后,其电子层结构与Ne相同; B是
③C是离子,带有一个单位的正电荷,核电荷数为11; C是
④D是离子,核外有18个电子,当失去1个电子时呈电中性; D是
⑤E是原子,没有中子。 E是
正确答案
、O、Na+、Cl—、
试题分析:①核外电子层依次为K、L、M、N、O、P、Q,核外M电子层上有2个电子,及该原子核外总共有12个电子,为Mg;②Ne有10个核外电子,则B核外电子有8个,为O;④当失去1个电子时呈电中性,则该离子带一个单位负电荷,原子核外电子有17个;⑤只有H元素没有中子。
点评:此类题型在高考试题中,多数结合元素周期表进行考核。考生应熟练掌握各概念及其相互间的关系。
(14分)下表是元素周期表的一部分,表中所列字母分别代表某一化学元素。
(1)j是钴元素,试画出该元素的原子结构示意图 。
(2)c、d原子半径大小c d,第一电离能大小关系是c d,电负性大小关系是c d。(以上填“>”” “<”)
(3)已知NH3·H2O的电离方程式为NH3·H2ONH4++OH-,试判断NH3溶于水后,形成的NH3·H2O的合理结构是____ __ (填序号) 。
(4)如果给核外电子足够的能量,这些电子便会摆脱原子核的束缚面离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响:
①原子核对核外电子的吸引力 ②形成稳定结构的倾向
下表是一些主族元素的气态原子失去核外不同电子所需的能量(KJ·mol-):
表中X、Y可能分别为以上元素中的 、 (填写元素符号)元素。
正确答案
(14分)(1)(2分) (2)>(2分) >(2分) <(2分)
(3)b(2分) (4)Na(2分) Al(2分)
考查元素周期表的结构及元素周期律的应用。
(1)根据钴元素在周期表中的位置可知,钴元素的原子序数是27,所以该元素的原子结构示意图为。
(2)c、d原子分别是N和O。由于同周期自左向右原子半径逐渐减小,所以碳原子半径大于氮原子半径。非金属性越强,第一电离能越大,氧元素的非金属性强于氮元素的,但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,所以第一电离能是氮元素大于氧元素;非金属性越强,电负性越大,所以氧元素的电负性强于氮元素的。
(3)应用氮元素的非金属性强,能和水中的氢元素形成氢键,所以形成的NH3·H2O的合理结构是b,即答案选b。
(4)X原子失去第二个电子需要的能量远高于失去第一个电子需要的能量,又因为X的第一电离能小于LI的,因此X是第IA元素,所以X是Na 。Y原子失去第四个电子需要的能量远高于失去第三个电子需要的能量,因此Y是第ⅢA元素。又因为Y的第一电离能大于钠的第一电离能,所以Y是Al。
(10分)下表是元素周期表的一部分,回答下列有关问题:
⑴.在这些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 ,
⑵.写出工业上冶炼⑤的化学方程式为 ;⑤与一种黑色晶体反应冶炼铁的化学方程式为: 。
⑶.在⑧与⑦中,非金属性较强的元素是 ,写出可以验证该结论的一个离子反应方程式 。
正确答案
⑴ HClO4;KOH;Al(OH)3(各1分)
⑵.2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑(2分)
3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3(2分)
⑶.Cl;(1分)Cl2+S2-=S↓+2Cl-(2分)
(1)酸性最强的应在右上角,但F无正价,故为HClO4;碱性最强的应在左下角,故为KOH;
(3)同周期,由左到右,元素的非金属性逐渐增强
(21分) 现有A、B、C、D、E五种短周期元素,它们的核电荷数依次增大。①A是原子半径最小的元素;② B2是大气中含量最多的气体,它与A可形成10电子的分子; ③C与A形成的化合物在常温下为液体,该物质也是10电子的分子④D可形成正1价离子D+, D单质与冷水剧烈反应放出氢气,且D的焰色反应呈黄色;⑤ E和D两种元素可形成离子化合物DE,该化合物的溶液中加入硝酸酸化的A gNO3溶液产生白色沉淀..
(1) 写出下列元素的符号: A ; B ;C ; D ;E 。
(2) 写出A与B,A与C形成的10电子分子的化学式: ; 。
(3) 写出A与C形成的10电子分子的电子式: .
(4) 用电子式表示DE的形成过程:
(5) 写出D与水反应的化学方程式: ;
正确答案
(1) H N O Na CI
(2)NH3 H2O
(3)
(4)
(5)2Na +2 H2O=2 NaOH+ H2 (本题3分,其他每空2分)
原子半径最小的元素是氢元素,则A是H。大气中含量最多的气体是氮气,即B是N。与H形成的化合物在常温下为液体,且满足10电子分子的应是水,则C是O。D的焰色反应呈黄色,说明D是Na。E和D两种元素可形成离子化合物DE,且该化合物的溶液中加入硝酸酸化的A gNO3溶液产生白色沉淀,沉淀是AgCl,所以E是Cl。
(8分)同温同压下,等质量的气体H2、D2、T2的密度之比为________________,质子数之比为__________,中子数之比为__________,体积之比为___________________。
正确答案
.1:2:3 , 6:3:2 , 0:3:4, 6:3:2 ,
同温同压下,密度比等于式量比,故三者的密度之比为2:4:6;
H、D、T三原子的质子数均为1,但中子数分别为0、1、2,所以等质量的H2、D2、T2:
物质的量与式量成反比,即6:3:2;
体积比等于物质的量比,也为6:3:2
中子数比为:6×0:3×2:2×4,即0:3:4
下表是元素周期表的一部分,回答有关问题
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
0
2
a
b
3
c
d
e
f
g
h
i
4
j
k
l
(1) 画出下列元素的轨道表示式:
a: d:
(2)写出下列元素原子的电子排布式:
k: l:
(3) 在这些元素中,第一电离能最小的元素是_____,电负性最大的元素是_____,最不活泼的元素是______;(填元素符号或化学式,下同)
(4) 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_____
(5) 在g与h元素中,非金属性较强的是_____,用一个化学方程式验证该结论:
(6)元素d和e的电离能如下:
请解释元素d的I1比元素e的I1大的原因
正确答案
(1)
(2) 1s22s22p63s23p64s2 1s22s22p63s23p63d104s24p5
(3) K F Ar
(4) HClO4 KOH Al(OH)3
(5) Cl (以上每空1分) Cl2+H2S=2HCl+S↓ (2分)
(6) Mg原子最外层3s轨道处于全满,3p轨道处于全空,是相对稳定的结构。所以I1大。(2分)
考查元素周期表的结构和元素周期律的应用。根据元素在周期表中的位置可知a是N、b是F、c是Na、d是Mg、e是Al、f是Si、g是S、h是Cl、i是Ar、j是K、k是Ca、l是Br。金属性越强,电离能越小,非金属性越强,电负性越大。稀有气体原子的最外层电子已经达到稳定结构,所以稀有气体分子最稳定。比较元素的非金属性强弱可以利用它们之间的相互置换能力。由于镁元素的最外层3s轨道处于全满,3p轨道处于全空,是相对稳定的结构,而铝元素的最外层3s轨道虽然也处于全满,但3p轨道上有1个电子,所以稳定性要弱一些。
(10分)前20号元素A、B、C、D,A元素所处的周期数、主族序数、原子序数均相等;B的原子半径是其所在主族中最小的,B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3;C元素原子的最外层电子数比次外层少2个;C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布,两元素可形成化合物D2C。
(1) B元素的原子结构示意图 ;
(2)C在周期表中的位置 ;
(3)化合物D2C的电子式__;
(4) B的氢化物的水溶液加入B的最高价氧化物对应水化物的稀溶液,反应的离子方程式为: ;
(5)有人认为,A单质是一种优质能源,你认为它作为能源的优点是:
正确答案
(1) (N的原子结构示意图)(2分)。
(2) 第三周期第ⅥA族 (2分);(3) (2分)。
(4) NH3·H2O + H+ = NH4+ + H2O (2分)。
(5)热值高;来源广;无污染。(2分,少一个扣1分)
前20号元素中只有氢元素的周期数、主族序数、原子序数均相等,A为氢;B元素在HBO3化合价是+5价所以是第五主族元素,又它是所在族半径最小的,B为氮元素;C只能是硫元素;再由D2C知D的化合价是+1价,C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布,所以D是钾元素。这样很容易解决以上问题。
(6分)⑴已知X、Y元素可形成XY2型化合物,XY2中具有38个电子,若XY2是离子化合物,其化学式为____________,若XY2为共价化合物,其化学式为____________
⑵已知第2周期中A、B两元素原子序数之差为2,用电子式表示它们形成化合物AB2的过程________________________________。。
⑶已知1mol某物质含有不同短周期的三种元素的原子各1mol,其质子总物质的量为20mol,
该物质的电子式为________________
⑷已知X元素的最高正价与负价绝对值之差为6,Y元素和X原子的次外层都有8个电子,X、
Y形成的化合物在水溶液中能电离出电子层结构相同的离子,则X、Y所形成化合物过程的电子式可能为________________或________________
正确答案
(每空1分)(1)CaF2 ,CS2(BeC12)
(2)
(3)
(4)
(1)由化学式XY2可大致判定两元素为IIA、VIIA族元素或IVA或VIA族元素;具体为:BeCl2、CaF2、CS2。离子化合物为:CaF2,共价化合物为:CS2(BeC12)。
(2)结合AB2的元素化合物价及原子序数可综合判断出该化合物为CO2:
(3)三元素中一定有H元素,则对第二周期、第三周期元素进行排列组合(比如第三周期第一元素为Na,质子数为11,则第二周期元素质子数必为8,即O元素)很容易得出该物质为NaOH:
(4)X元素为第VIIA族元素,次外层为8个电子,则Cl元素,对应的Y元素可能为K、Ca元素:
KCl:
CaCl2:
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