- 物质结构元素周期律
- 共75155题
(15分)【化学—选修3:物质结构与性质】
a、b、c、d、f五种前四周期元素,原子序数依次增大;a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级,第一电离能I1(a)1(c)1(b),且其中基态b原子的2p轨道处于半充满状态; d为周期表前四周期中电负性最小的元素;f的原子序数为29。请回答下列问题。(如需表示具体元素请用相应的元素符号)
(1)写出ac2的电子式__________;基态f原子的外围电子排布式为 。
(2)写出一种与ac2互为等电子体的物质的化学式 。
(3)b的简单氢化物的沸点比同族元素氢化物的沸点 。(填“高”或“低”)
(4)化合物M由c、d两种元素组成,其晶胞结构如甲,则M的化学式为 。
(5)化合物N的部分结构如乙,N由a、b两元素组成,则硬度超过金刚石。试回答:①N的晶体类型为________________________,其硬度超过金刚石的原因是___________________。
②N晶体中a、b两元素原子的杂化方式均为___________________。
正确答案
(除标注外,每空2分,共15分)
(1) 3d104s1
(2) N2O(写NO2+也计分)
(3) 高
(4) KO2
(5) ① 原子晶体 (1分)
C—N键的键长小于C—C键,C—N键的键能大于C—C键 (合理答案均计分) ②SP3
试题分析:a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级,说明三种元素属于同周期元素,基态b原子的2p轨道处于半充满状态;所以b是N元素,第一电离能I1(a)1(c)1(b),则a、c分别是C、O元素;d为周期表前四周期中电负性最小的元素,则d是K元素;f的原子序数为29,f是Cu元素。
(1)二氧化碳的电子式为;基态f原子的外围电子的排布式为3d104s1 ;
(2)CO2是3原子16价电子的分子,与之互为等电子体的物质有N2O;
(3)N的氢化物是NH3,氨气分子间能形成氢键使沸点升高,所以b的简单氢化物的沸点比同族元素氢化物的沸点高;
(4)根据“均摊法”,甲中d的个数为8×1/8+6×1/6=4,c2的个数是12×1/4+1=4,所以M的化学式为KO2
(5)①N的硬度超过金刚石,所以N是原子晶体;N原子的半径比C小,所以C-N的键长比C-C的键长短键能大,共价键强,硬度大。
②N晶体中,C原子周围都是4个共价单键,所以是sp3杂化,N原子周围是3个根据单键,还有1对未成键电子,所以也是sp3杂化。
X、Y、Z、W是短周期的四种元素,有关他们的信息如表所示。
填写下列空白(不能用字母X、Y、Z、W作答)。
(1)X的气态氢化物分子的电子式是 ,Z元素在周期表中的位置是 。
(2)X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是 。
(3)常温时,W的硫酸盐溶液的pH (填“>”、“<”或“=”)7,理由是: (用离子方程式表示)。
(4)实验室用X的氢化物的水溶液制取W的氢氧化物的方法是(用离子方程式表示) 。
(5)25℃、101 kPa时,32 g Y的最低价气态氢化物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出1780.6kJ的热量,写出该反应的热化学方程式: 。
正确答案
(1) 第三周期ⅦA族
(2)HClO4>HNO3>H2CO3
(3)< Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
(4)Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
(5)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ/mol
由题意推出X为N元素,Y为C元素,Z为Cl元素;由W原子的最外层电子数等于2n-3(n为原子核外电子层数)且化学反应中W原子易失去最外层电子形成Wn+,得2n-3=n,n=3,即W为Al元素。
短周期元素X、Y、Z、L、M、Q的原子半径和主要化合价见下表
就以上6种元素,用化学用语回答下列问题
(1)同主族的元素是 ,
(2)写出同周期元素间形成的常温下是有毒气体化合物的分子式为 ,
(3)写出不同周期的元素间形成的常温下为液体且难溶于水的任意一种化合物的电子式 。
(4)等质量的X、Y的单质与足量盐酸反应,生成H2的物质的量之比为
(5)写出由表中元素形成的物质间发生常见的置换反应的化学方程式
正确答案
(1)S O (不分先后)(2分)
(2) CO (2分)
(3)或
(2分)
(4)3:4 (2分)
(5)2Mg+ CO2 2MgO + C (2分)
试题分析:根据元素原子的半径和主要化合价可判断,X是Mg,Y是Al,Z是S,L是Cl,M是C,Q是O。
(1)同主族的元素是S,O ;
(2)同周期元素间形成的常温下是有毒气体化合物的分子式为CO;
(3)不同周期的元素间形成的常温下为液体且难溶于水的化合物要么是CCl4,要么是CS2,电子式或
;
(4)等质量的Mg、Al的单质与足量盐酸反应,
Mg ~ H2 2Al ~ 3H2
24g 1mol 2×27g 3mol
1g xmol 1g ymol
生成H2的物质的量之比为x:y=3:4;
(5)表中元素形成的物质间发生常见的置换反应的化学方程式 2Mg+ CO2 2MgO + C,2H2S+O2
2H2O+2S,H2S+Cl2=2HCl+S↓。
(1)下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数,Y为元素的有关性质)。把与下面元素有关的性质相符的曲线标号填入相应的空格中:
①第ⅡA族元素的价电子数________。
②第三周期元素的最高正价________。
③F-、Na+、Mg2+、Al3+的离子半径________。
(2)元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4;M元素原子的最外层电子数与电子层数之比为4∶3;N-、Z+、X+离子的半径逐渐减小;化合物XN常温下为气体。据此回答:
①N的最高价氧化物对应的水化物的化学式为_______________。
②化合物A、B均为由上述五种元素中的任意三种元素组成的强电解质,且两种物质水溶液的酸碱性相同,组成元素的原子数目之比均为1∶1∶1,A溶液中水的电离程度比B溶液中水的电离程度小。则化合物A中的化学键类型为________,B的化学式为________。
③工业上制取单质M的化学方程式为____________________________。
正确答案
(1)①b ②c ③a
(2)①HClO4 ②离子键、(极性)共价键 NaClO或NaHS ③SiO2+2CSi+2CO↑
(1)第ⅡA族元素的价电子数全部为2,是相等的;第三周期元素的最高正价是从+1价→+7价,依次增大;F-、Na+、Mg2+、Al3+的离子半径依次减小。
(2)Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4,推断Y为O;根据M元素原子的最外层电子数与电子层数之比为4∶3,推断M为Si;再根据X、Y、Z、M、N的原子序数依次增大,离子的化合价及N-、Z+、X+的离子半径逐渐减小得出X为H,Z为Na,N为Cl(化合物XN常温下为气体,排除X为Li的可能),化合物A、B分别为A为NaOH,B为NaClO或NaHS。
A、B、C、D代表4种元素,请完成下列问题
(1)A元素的基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,A元素的名称是 ,该元素的原子核外共有 种不同运动状态的电子;该元素的第一电离能比后面一号元素大的原因是 。
(2)B为元素周期表中的29号元素,常与H2O、NH3等形成配合物。
B的无水硫酸盐晶体呈 色,向盛有B的硫酸盐水溶液的试管里逐滴加入氨水,首先形成 ,继续添加氨水,沉淀溶解得到 ,写出后一步反应的离子方程式 。
(3)C元素的负一价离子的电子层结构与氩相同,C的最高价氧化物的水化物的化学式为 。
(4)A元素的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与29号元素的单质反应的离子方程式是____________________。
(5)D元素在元素周期表的各元素中,电负性仅小于氟,A的最低价氢化物与D的一种氢化物反应,生成的两种产物均不污染环境,其反应的化学方程式为___________________。
正确答案
(1)氮;(1分)7;(1分)氮原子的最外层处于2s全充满,2p能级为半充满的 较稳定状态。(1分)
(2)白;(1分)蓝色沉淀;(1分)深蓝色溶液;(1分)
Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-(2分)(反应物中NH3写成NH3·H2O也可)
(3)HClO4(1分)
(4)3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O(2分)
(5)2NH3+3H2O2=N2+6H2O (2分)
试题分析:(1)A元素的基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,该元素电子排布只能为1s22s22p3,该元素为N元素。N元素核外共有7电子,故有7种不同运动状态的电子。该元素的第一电离能比后面一号元素大的原因是氮原子的最外层处于2s全充满,2p能级为半充满的 较稳定状态。
(2)29号元素为铜元素,无水硫酸盐晶体为无水硫酸铜,为白色。当想硫酸铜溶液中加入氨水,首先形成氢氧化铜蓝色絮状沉淀,继续加入氨水,沉淀溶解,形成配合物氢氧化二氨合铜,溶于水。离子方程式为Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-。
(3)C元素的负一价离子的电子层结构与氩相同,即该元素为17号元素,氯元素。则其最高价氧化物的水化物为HClO4
(4)A元素为氮元素,最高价氧化物对应的水化物的稀溶液为稀硝酸,29号元素为铜元素,故,其离子反应方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O。
(5)D元素在元素周期表的各元素中,电负性仅小于氟,则D为氧元素。A为氮元素,其最低价氢化物为NH3,D的氢化物有H2O、H2O2两种,能有氨气发生反应的只有H2O2。故,其反应方程式为2NH3+3H2O2=N2+6H2O 。
(15分)X、Y、Z、W、R、T为前四周期元素且原子序数依次增大。T原子序数等于X、Y、R原子序数之和。Z为地壳中含量最多的元素。X、Z原子核外均有2个未成对电子。Z与R位于同一主族。X、Y、Z、W、R、T中只有两种金属元素,且存在下列反应: 2W+XZ2 X+2WZ
回答下列问题:
(1)X、Y、Z的第一电离能最大的是 (用元素符号表示)。
(2)在元素R和元素Z形成的常见化合物中,属于非极性分子的是 (填化学式),该分子中中心原子以 杂化。
(3)由X、T元素组成的单质中一定不存在 (填序号)。
(4)基态T原子的核外电子排布式为 。
(5)T+能与NH3通过配位键结合为[T(NH3)n]+。该离子中T+的4s轨道及4p轨道通过sp杂化接受NH3提供的孤电子对。① [T(NH3)n]+中n= 。② [T(NH3)n]+中T+与n个氮原子构成的空间结构呈 型。
(6)化合物WZ和NaCl的晶胞结构形似
(氯化钠晶胞结构如右图所示)。
①在WZ中,阳离子和阴离子的配位数均为 。
②已知WZ的密度为a g/cm3,则WZ中距离最近的阳离子间的距离为 pm(用含a的算式表示,阿伏伽德罗常数为NA)。
正确答案
(1)N (2)SO3,SP2 (3)A (4)1S22S22P63S23P63d104S1或[Ar] 3d104S1
(5)2,直线 (6)6,
试题分析:(1)根据题意可知这几种元素分别是:X是C;Y是 N;Z是O;W是Mg ;R是S;T是Cu。(1)C、N、O是同一周期的元素,一般情况下,元素的非金属性越强,原子半径越小,其第一电离能越大。但是由于N原子是最外层的2p轨道上的电子处于半充满的稳定状态,所以N的第一电离能比O还大。因此第一电离能最大的是N;(2)O、S两种元素可以形成SO2、SO3两种化合物,属于非极性分子的是SO3,其中S原子的杂化方式是SP2;(3)C元素的单质有金刚石、石墨、C60; 金刚石、石墨是原子晶体,C60是分子晶体;Cu形成的是金属,属于金属晶体。因此不存在的晶体类型是离子晶体。选项为A。(4)基态Cu原子的核外电子排布式为1S22S22P63S23P63d104S1或[Ar] 3d104S1;(5)① [CuNH3)n]+中n=2,② 在[Cu(NH3)n]+中Cu+与2个氮原子构成的空间结构呈直线型。(6)①在MgO中,每个Mg2+离子周围有6个O2-,每个O2-离子的周围有6个Mg2+,所以它们的配位数均为6;②在每个晶胞中含有的Mg2+离子是:12×1/4+1=4;含有的O2-离子是:8×1/8+6×1/2=4.因此每个晶胞中含有4个MgO。假设晶胞的的边长为L,则由晶胞结构示意图可知,两个最近的阳离子间的距离为。
在A、B、C、D、E五种短周期元素中,A、B、C三种元素的原子序数依次增大,A、C都能与B按原子个数比为1:1或2:1形成化合物,但常温时A、B形成的化合物呈液态,C、B形成的化合物呈固态。D的原子最外层电子数最多,E的核电荷数最大,D与E能形成气态物质ED4。
(1)画出D的原子结构示意图: ,五种元素原子半径从大到小的顺序是 (填元素符号);
(2)A与B形成的化合物中,含非极性键的化合物的结构式为 ;
(3)C与B按原子个数比为1:1形成化合物的电子式是 ;
(4)D、E所形成氢化物的稳定性由强到弱的顺序是 (填具体的化学式);
(5)由短周期元素组成的某些微粒,如SO2、O3、NO2-,可互称为等电子体,则与B、D同周期的元素组成的微粒中,能与N3-互称为等电子体的微粒是 (填符合要求所有微粒的名称);
(6)写出工业上制E单质的化学方程式: 。
正确答案
(1);Na、Si、O、F、H
(2)H—O—O—H
(3)
(4)HF、SiH4(5)二氧化碳、一氧化二氮、二氟化铍
(6)2C+SiO2Si+2CO↑
由A与B按原子个数比1:1或2:1形成液态化合物可知,A为氢,B为氧,C与B按原子个数比1:1或2:1形成固态化合物,C为钠,D与E能形成气态物质ED4,D最外层电子数最多,则D在第ⅦA族,E的核电荷数最大,E为硅,D为氟。
元素W、X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4,M原子的最外层电子数与次外层电子数之比为3∶4,且M原子的质子数是Y原子的2倍;X元素的最高正价与最低负价绝对值之差为2;N-、Z+、W+的半径逐渐减小;化合物WN常温下为气体,据此回答下列问题:
(1)W与Y可分别形成10电子和18电子的分子,写出该18电子分子转化成10电子分子的化学方程式:_________________________________________。
(2)下图表示由上述两种元素组成的气体分子在一定条件下的密闭容器中充分反应前后的转化关系,请写出该转化过程的化学方程式:_________________。
(3)A、B均为由上述六种元素中的三种元素组成的强电解质,且组成元素的原子个数之比均为1∶1∶1。若在各自的水溶液中,A能抑制水的电离,B能促进水的电离,则A的化学式为________,B的电子式是________。
(4)XY2与H2O反应的离子方程式为__________________________________。
正确答案
(1)2H2O22H2O+O2↑
(2)2SO2+O22SO3
(3)
(4)3NO2+H2O=2H++2NO3—+NO
Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4,M原子的最外层电子数与次外层电子数之比为3∶4,且M原子的质子数是Y原子的2倍,可推出Y为O,M为S。X元素的原子序数小于Y且X元素的最高正价与最低负价绝对值之差为2,可推出X为N。N-、Z+、W+的半径逐渐减小,化合物WN常温下为气体,可推出W为H,Z为Na,N为Cl。W与Y形成的10电子分子为H2O,18电子分子为H2O2。NaOH、NaClO和NaHS均为强电解质,NaOH能抑制水的电离,NaClO和NaHS能促进水的电离。
短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X的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主族序数相等;Z的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。
请回答下列问题:
(1)Y在元素周期表中的位置是________;X的氢化物的电子式是________。
(2)X的氢化物的水溶液与W的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:____________________。
(3)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.氧化物对应水化物的酸性
c.断开氢化物中1 mol H—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
(4)含Y的两种盐溶液混合产生白色沉淀,写出反应的离子方程式:______________________________________________________。
(5)X、Z、W的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序为________(用化学式表示,下同);Z、W的简单气态氢化物的还原性强弱顺序为________;X、Z、W的最简单氢化物中,沸点最高的是________。
正确答案
(1)第3周期ⅢA族
(2)酸 NH4++H2ONH3·H2O+H+ (3)Si cd
(4)Al3++3AlO2—+6H2O=4Al(OH)3↓
(5)HClO4>HNO3>H2SiO3 HCl<SiH4 NH3
依题意知,只有氮的氢化物的水溶液呈碱性,所以X为氮元素;短周期中有三种元素所处的周期序数等于其主族序数,它们是氢元素、铍元素、铝元素,只有铝原子的原子序数超过氮原子(原子序数为7)的,则Y为铝元素;硅常用作太阳能电池材料,所以Z为硅元素;氯化钠存在于海水中,则W为氯元素。
(1)铝的原子结构示意图为,最外层有3个电子,所以,铝元素位于元素周期表第3周期ⅢA族。NH3是共价化合物,电子式中氮原子有1个孤电子对。
(2)X的氢化物为氨气,W的氯化物为氯化氢,二者发生反应:NH3+HCl=NH4Cl,氯化铵是强酸弱碱盐,其水溶液呈酸性,氯化铵水解的化学方程式为NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl。
(3)氯元素的非金属性比硅元素的强,由地壳中元素含量的高低不能判断其非金属性的强弱,由最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱能判断中心元素的非金属性强弱,但由非最高价氧化物对应的水化物的酸性的强弱不能判断元素非金属性的强弱;断裂氢化物中共价键所需能量的多少决定氢化物的稳定性,由对应氢化物稳定性强弱可以判断元素非金属性强弱;四氯化硅中氯元素为负价,硅元素为正价,说明氯元素得电子能力较强,氯元素的非金属性较强。
(4)氯化铝和偏铝酸钠溶液混合时会发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀:AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl。
(5)在硝酸、高氯酸、硅酸中,高氯酸的酸性最强,硅酸的酸性最弱;硅烷的还原性比氯化氢的还原性强;硅烷、氯化氢和氨气中,氨分子之间存在氢键,其沸点最高。
A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常见元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表:
请用化学用语填空:
(1)A元素位于元素周期表第 周期 族,B元素和C元素的第一电离能比较,较大的是 ,C元素和F元素的电负性比较,较小的是 。
(2)B元素与宇宙中含量最丰富的元素形成的最简单化合物的分子构型为 ,
B元素所形成的单质分子中σ键与π键数目之比为 。
(3)G元素的低价阳离子的离子结构示意图是_____________,F元素原子的价电子构型的电子排布图(轨道表示式)是__________________,H元素的基态原子核外电子排布式是 。
(4)G的高价阳离子的溶液与H单质反应的离子方程式为 ;
与E元素成对角关系的某元素的最高价氧化物的水化物具有两性,写出该两性物质与D元素的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式为 。
正确答案
(1)二 ⅣA, N, Cl (每空1分)
(2)三角锥形, 1:2 (每空1分)
(3)
(3s、3p未注明也得分)
1s22s22p63s23p63d104s1 或 [Ar] 3d104s1 (每空1分)
(4)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+, Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O(每空2分)
试题分析:A的原子核外有6种不同运动状态的电子,即核外共有6个电子,A为碳元素。C的基态原子中s电子总数与p电子总数相等,则核外电子排布为1s22s22p4,C是氧元素。由于A、B、C原子序数依次递增,故B是氮元素。D的原子半径在同周期元素中最大,故D应为第三周期元素,是钠元素。E的基态原子最外层电子排布式为3s23p1,是铝元素。F的基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反,说明p轨道上有5个电子,是氯元素。G的基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子,则其电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6,是铁元素。H是我国使用最早的合金中的最主要元素,是铜元素。
下表中实线是元素周期表的部分边界,其中上边界并未用实线标出。
根据信息回答下列问题。
(1)周期表中基态Ga原子的最外层电子排布式为 。
(2)Fe元素位于周期表的 区;Fe与CO易形成配合物Fe(CO)5,在Fe(CO)5中铁的化合价为 ;已知:原子数目和电子总数(或价电子总数)相同的微粒互为等电子体,等电子体具有相似的结构特征。与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为 和 (填化学式)。
(3)在CH4、CO2、CH3OH中,碳原子采取sp3杂化的分子有 。
(4)根据VSEPR理论预测ED4-离子的空间构型为 。B、C、D、E原子相互化合形成的分子中,所有原子都满足最外层8电子稳定结构的分子的电子式为 (写2种)。
正确答案
(1)4s24p1 (2)d 0 N2 CN- (3)CH4、CH3OH (4)正四面体 CO2、NCl3、CCl4(任写2种即可)
试题分析:(1)31号元素Ga原子基态的最外层电子排布式为4s24p1。(2)26号元素Fe元素在周期表的位于第四周期第Ⅷ族,位于周期表的d区。Fe与CO易形成配合物Fe(CO)5,在Fe(CO)5中铁的化合价为0价。与CO分子互为等电子体的分子是N2,离子为CN-。(3)在CH4、CO2、CH3OH中,碳原子采取sp3杂化的分子有CH4、CH3OH;CO2中的C原子的杂化方式为sp杂化。(4)根据表格中各种元素的相对位置可以看出:A是H;B是C;C是N;D是O;E是Cl。根据VSEPR理论预测ClO4-离子的空间构型为正四面体型。在C、N、O、Cl原子相互化合形成的分子中,所有原子都满足最外层8电子稳定结构的分子有CO2、NCl3、CCl4,其电子式为;
;
。
短周期主族元素X、Y、Z、W、M、N 的原子序数依次增大,且原子最外层电子数之和为23。X 的原子半径比Y 的小,X 与W 同主族,Z 的最外层电子数是电子层数的3倍,M 是地壳中含量最高的金属元素。
(1)M的离子结构示意图____________,X、Y形成的含18电子的化合物的电子式____________
用电子式表示由W、Z形成的只含离子键的化合物的形成过程______________________
(2)Y、Z、M原子半径由大到小的顺序____________(用元素符号表示),Z的氢化物稳定性_____N的氢化物稳定性(填“>” “<”或 “=”)
(3)X和Z组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的是_________(填化学式),此化合物可将碱性工业废水中的CN-氧化为碳酸盐和氨气,相应的离子方程式为:___________________________________________________________。
(4)由以上元素中两种或多种组成的化合物A、B、C、D有下列转化关系:
已知A溶液显碱性,可促进水的电离,用离子方程式表示A溶液显碱性的原因___________________,写出A与D反应的离子方程式______________________________。
正确答案
(1) (1分)
(1分)
(2分)
(2)Al>N>O (2分) > (1分)
(3)H2O2 (1分) H2O2+CN-+OH-=CO32-+NH3 ↑ (2分)
(4) AlO2- +2H2O Al(OH)3 +OH- (2分) Al3 ++3AlO2- +6H2O ="4" Al(OH)3↓(2分)
试题分析:短周期元素为从氢到氩,地壳中含量最高的金属元素为Al,故M为Al ;Z 的最外层电子数是电子层数的3倍,得知Z的电子层数为2,最外层电子数为6,故Z为O;X 的原子半径比Y 的小,说明X为H,X 与W 同主族,W的原子序数介于Z和M之间,得知W为Na, 原子最外层电子数之和为23,得知Y和N的最外层电子数之和为12,Y的最外层电子数只能小于6,故N为Cl,Y为N。
(1)X、Y分别为N、H,能形成的18电子化合物只可能是N2H4
(2)根据元素周期律,同周期元素半径逐渐减小,同主族元素半径逐渐增大,判断Al>N>O;O的非金属性大于Cl的非金属性,其氢化物稳定性大于Cl的氢化物稳定性。
(3)H和O既能形成共价键又能形成离子键的化合物只能是H2O2
(4)此题考查AlO2-、 Al(OH)3、 Al3 +三者相互转化的关系
A、B、C、D、E都是短周期元素,原子序数依次增大,B、C同周期,A、D同主族。A、C能形成两种液态化合物甲和乙,原子个数比分别为2∶1和1∶1,E 是地壳中含量最高的金属元素。根据以上信息回答下列问题:
⑴甲、乙两分子中含有非极性共价键的物质的电子式是_________,E离子的电子排布式为____________,C原子的电子排布图为 ,D原子的原子结构示意图为_______ 。
(2)B的氢化物的沸点高于同主族元素氢化物的沸点,原因是_____________,该氢化物的电子式为_______,中心原子的杂化方式为 _______,分子的立体构型为_______。
(3)DCA与E的最高价氧化物的水化物相互反应的离子方程式 。
(4)根据对角线规则,Be与E性质相似,写出Be与DCA溶液反应的离子方程式______________________
(5)若要说明非金属元素X比元素Y(X、Y均为非稀有气体元素)的非金属性强,则下列方法正确的是__________(填序号)。
①X单质可以把Y从其氢化物中置换出来
②X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多
③X的氧化物的水化物的酸性比Y的氧化物的水化物的酸性强
④与H2化合时X单质比Y单质容易
⑤电负性:X>Y
正确答案
⑴(1分) 1s22s22p6(1分) 1s22s22p4(1分)
(1分)
(2)B(NH3)的氢化物分子间存在分子间氢键(1分);1分);SP3(1分) ;三角锥形(1分)
(3)OH-+Al(OH)3=AlO2-+2H2O(2分)
(4)Be+2OH-=BeO22-+H2↑(2分)
(5)①④⑤(2分)
试题分析:A、B、C、D、E都是短周期元素,原子序数依次增大,A、C能形成两种液态化合物甲和乙,形成的化合物是水和双氧水,原子个数比分别为2:1和1:1,则A是H元素,C是O元素,E是地壳中含量最多的金属元素,则E是Al元素。又因为B、C同周期,A、D同主族,故D为钠元素。(1)含有非极性共价键的分子为双氧水,E离子为Al3+,其电子排布式为1s22s22p6。C为氧元素,D为钠元素。(2)因为氨分子之间含有氢键,氨含有3个σ键,一对孤对电子,故为sp3杂化。三角锥形。(3)DCA与E的最高价氧化物的水化物相互反应即为NaOH与Al(OH)3的反应。离子反应方程为OH-+Al(OH)3=AlO2-+2H2O。(4)根据Be与E性质相似,故与Al的性质相似,即具有两性,故离子反应方式为Be+2OH-=BeO22-+H2↑(5)非金属性强弱比较可根据以下几点:①与氢气化合越容易(条件简单、现象明显),气态氢化物越稳定,元素非金属性越强。 ②最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,元素的非金属性越强。 ③相互间置换反应,非金属性强的置换弱的。 ④与变价金属反应时,金属所呈价态越高,非金属性越强(将金属氧化成高价的为非金属性强的单质,氧化成低价的为非金属性弱的单质) ⑤电解时,在阳极先产生的单质为非金属性弱的单质(阴离子还原性强的为非金属性弱,还原性弱的为非金属性强)。故选 ①④⑤。
有X、Y、Z、W四种含14个电子的粒子,其结构特点如下:
(1)A原子核外比X原子多3个电子,A的原子结构示意图是 。含lmolX的氧化物晶体中含有共价键数目为 。
(2)Z与钙离子组成的化合物的电子式为 。
(3)14gY完全燃烧放出的热量是141.5kJ,写出Y燃烧的热化学方程式 。
(4)组成W的元素最高价氧化物对应的水化物甲有下图所示转化关系(丁为金属单质,反应条件和其他物质已略)
①写出丁元素在周期表中的位置 。
②写出丁在高温下与水反应的化学方程式 。
③组成W的元素的简单氢化物极易溶于水的主要原因是 ,该氢化物与空气可以构成一种燃料电池,电解质溶液是KOH,其负极的电极反应式为 。
正确答案
(1)氯原子结构示意图(略) 4NA或2.408×1024
(2)
(3)2CO(g)+O2=2CO2(g);ΔH=-566KJ/mol 其他合理答案也可得分
(4)①第四周期第Ⅷ族 ②
③NH3与H2O都是极性分子,极性相似(或NH3与H2O间能形成氢键), 2NH3-6e+6OH-═N2+6H2O
试题分析:根据题意可知这四种物质分别是:X为Si,Y为CO,Z为C22_,Z为N2.(1)X为14号元素Si,则A 为17元素氯。其原子结构示意图略。二氧化硅为原子晶体,每个Si原子与4个O原子通过共价键结合,故含lmolSi的氧化物晶体中含有共价键数目为4NA或2.408×1024.
(2)由于Z为C22_,Z与钙离子组成的化合物的电子式
(3)Y为CO,其摩尔质量为28g/mol.n(CO)="0.5" mol其热化学方程式为:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);△H=-566kJ/mol.其他合理答案也可得分。
(4)①由题意知甲为HNO3,能与硝酸反应,且加入的量多少不同,产物不同的金属只有Fe,其在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族,②在高温下铁与水反应的化学方程式是:
③NH3、H2O都是极性分子,NH3、H2O之间除了分子间的作用力外,还存在存在氢键,增加了相互作用。根据相似相溶原理,氨气易溶解于水。氨气与空气组成的燃料电池,氨气为负极,空气为正极。其负极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O。
X、Y、Z、W、R是短周期元素,原子序数依次增大。X原子核外各层电子数之比为1:2, Y原子和Z原子的核外电子数之和为20,W和R是同周期相邻元素,Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨。
请回答下列问题:
(1)元素X的最高价氧化物的电子式为 ;元素Z的离子结构示意图为 。
(2)单质铜和元素Y的最高价氧化物对应水化物的稀溶液发生反应的化学方程式为 。
(3)元素W位于周期表的第 族, 其非金属性比元素R弱,用原子结构的知识解释原
因 。
(4)R的一种氧化物能使品红溶液褪色,工业上用Y的气态氢化物的水溶液做其吸收剂,写出吸收剂
与足量该氧化物反应的离子方程式 。
(5)Y和Z组成的化合物ZY,被大量用于制造电子元件。工业上用Z的氧化物、X单质和Y单质在
高温下制备ZY,其中Z的氧化物和X单质的物质的量之比为1:3,则该反应的化学方程式为 。
正确答案
(共11分)(1)(1分)
(1分)
(2)8 HNO3(稀)+3 Cu=2NO↑+3Cu(NO3)2+4H2O(2分,写加热符号或不写“稀”不扣分)
(3)ⅤA(1分);P原子和S原子的电子层数相同,P原子半径较大,得电子能力较弱(2分,层数、
半径和能力答对两点给1分)
(4) SO2+NH3·H2O=HSO3-+NH4+(2分,反应物写成SO2+NH3+H2O不扣分)
(5) Al2O3+3 C+N2 2 AlN+3CO(2分)
试题分析:X原子核外各层电子数之比为1:2,则X应该是碳元素。Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨,则两种元素是N和S。Y的原子序数小于R的,因此Y是N,R是S。W和R是同周期相邻元素,且W的原子序数小于R的,所以W是P元素。Y原子和Z原子的核外电子数之和为20,则Z的原子序数是20-7=13,因此Z是Al元素。
(1)碳元素是第ⅣA族元素,则元素C的最高价氧化物是CO2,CO2分子中含有碳氧双键,所以其电子式为;元素Al离子的核外电子数是10个,因此结构示意图为
。
(2)元素N的最高价氧化物对应水化物的稀溶液是稀硝酸,具有强氧化性,能氧化单质铜,反应的离子方程式为8 HNO3(稀)+3 Cu=2NO↑+3Cu(NO3)2+4H2O。
(3)P元素的原子序数是15,位于周期表的第三周期第ⅤA族;P原子和S原子的电子层数相同,位于同一周期。同周期自左向右原子半径逐渐减小,即P原子半径较大,所以得电子能力较弱,非金属性弱于S元素的非金属性。
(4)R的一种氧化物能使品红溶液褪色,该氧化物是SO2。氮元素的氢化物是氨气,溶于水显碱性,因此足量SO2通入到氨水反应的离子方程式为SO2+NH3·H2O=HSO3-+NH4+。
(5)反应中氧化铝与碳单质的物质的量之比为1:3,则根据原子守恒可知,生成物AlN与碳的物质的量之比是2:3,因此碳与氮气的物质的量之比是3:1,这说明反应还有CO生成,因此反应的化学方程式为Al2O3+3 C+N22 AlN+3CO。
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