- 物质结构元素周期律
- 共75155题
利用元素周期表,我们可以认识更多元素的性质。
(1)根据元素周期表来比较Mg和Cs的金属性,要通过另一种元素作中介或桥梁进行比较, 这种元素是 。(填元素符号)
(2)元素周期表位于对角线的两种元素其性质相似称之为对角线规则。根据周期表对角线规律,金属Be单质及其化合物的性质与铝单质及其化合物的性质相似。
①已知2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,写出Be与NaOH溶液反应的离子方程式) 。
②鉴别Be(OH)2和Mg(OH)2可选用的试剂为 。
(3)科学家证实,BeCl2属于共价化合物,设计一个简单实验证明这一点,你想到的可行的方法是 。
(4)元素周期表中某一元素具有如下性质:①该元素单质常被用作半导体材料。②其单质与稀盐酸不反应,与氢氧化钠溶液反应可以放出氢气。③其最高价氧化物既可以溶于浓盐酸,也可以溶于氢氧化钠溶液。④其最高价氧化物对应的水化物既可以和酸反应,也可以和碱反应。在与盐酸反应时,1mol这种最高价氧化物对应的水化物最多消耗4mol/ L 的盐酸1L。 请你写出这种元素在周期表中的位置: 。
正确答案
(9分)(1) 或 Ba (1分)
(2)①(2分) ②
溶液 (1分)
(3)融化状态下是否能够导电,导电为离子化合物,否则为共价化合物(2分)
(4)第4周期 第ⅣA族 (3分) 注:答第3周期为0分
方程式中反应物或生成物出错(如NaBeO2)为0分,配平错为0分,条件或气体符号未标扣1分。
试题分析:(1)根据元素周期表的结构可知,要比较Mg和Cs的金属性,需要通过另一种元素作中介或桥梁进行比较,该元素是或Ba。
(2)①金属Be单质及其化合物的性质与铝单质及其化合物的性质相似,则Be与NaOH溶液反应的离子方程式为。
②由于氢氧化铝和Be(OH)2的化学性质相似,都是两性氢氧化物,所以鉴别Be(OH)2和Mg(OH)2可选用的试剂为氢氧化钠溶液。
(3)含有离子键的化合物是离子化合物,而离子键再熔化是可以电离出离子,既熔融是可以导电。但共价键再熔融是不变,不能导电,据此可以判断化合物是离子化合物还是共价化合物。
(4)根据①②可知该元素可能是Si或Ge。但依据③④可知,该元素不可能是是Si,应该是Ge,其余第四周期第ⅣA族。
点评:该题是中等难度的试题,试题综合性强,注重对学生基础知识的巩固和检查,有利于培养相似的逻辑推理能力和发散思维能力,通过学生分析问题、灵活运用基础知识解决实际问题的能力,也有助于培养学生的知识迁移能力和自学能力。
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)在以上字母表示的短周期主族元素中,原子半径最大的是__________(填元素符号)。
(2)i元素在周期表中的位置是__________。运用元素周期律判断,i元素的正二价硫酸盐是__________(难溶或易溶)于水的固体。
(3)请用电子式表示a与g组成的化合物的形成过程____________________。
(4)X、Y为同周期金属元素,它们简单离子的电子层与d离子的电子层结构相同,Y离子半径在同周期元素简单离子半径中最小,X、Y两元素最高价氧化物对应的水化物之间可以相互反应生成盐和水,写出该反应的离子方程式____________________;X与d的单质在加热条件下生成的化合物中存在的化学键类型是____________________。
(5)工业上制取Y和g的无水化合物方法如下:Y的氧化物与b、g的单质在高温条件下反应,每消耗6 kg b的单质,过程中转移1×10mol电子,写出相应反应的化学方程式_______。
正确答案
(1)Mg(2)第五周期,第ⅡA族 难溶 (3)
(4)OH-+Al(OH)3=AlO2-+2H2O; 离子键、非极性共价键 (5)Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO
试题分析:根据元素在周期表中的相对位置可知,a是H,b是C, d是O,e是Mg,f是Si,g是Cl,h是Ar,i是Sr。
(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,所以主族元素中原子半径最大的是Mg。
(2)Sr元素在周期表中的位置是第五正确低ⅡA族。同主族元素性质是相似的,由于碳酸钙、碳酸钡等均是难溶性物质,所以SrCO3也是难溶于水的。
(3)H和Cl两种元素形成共价化合物氯化氢,含有极性键,其形成过程可表示为。
(4)X、Y为同周期金属元素,它们简单离子的电子层与d离子的电子层结构相同,因此X和Y是第三周期的钠、镁和铝等。Y离子半径在同周期元素简单离子半径中最小,因此Y是铝。由于氢氧化铝是两性氢氧化物,能酸或强碱中,因此X是Na,则X、Y两元素最高价氧化物对应的水化物之间可以相互反应生成盐和水的离子方程式是OH-+Al(OH)3=AlO2-+2H2O;金属钠和氧气在加热等条件下反应生成过氧化钠,含有离子键和非极性键。
(5)6000g单质碳的物质的量是6000g÷12g/mol=500mol,在反应中转移1000mol电子,所以碳原子的化合价升高到1000mol÷500mol=2,即氧化产物是CO,因此反应的化学方程式是Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题基础性强,侧重对学生基础知识的巩固和训练,有利于提高学生的逻辑推理能力和应试能力。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,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。
(8分)Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:①Z的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;
②Y原子价电子(外围电子)排布msnmpn
③R原子核外L层电子数为奇数;
④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。
请回答下列问题:
(1)Z2+ 的核外电子排布式是 ,Z原子基态时简化电子排布式为 。
(2)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙,下列判断正确的是 。
(3)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为 (用元素符号作答)。
(4)五种元素中,电负性最大与最小的两种非金属元素形成的化合物的化学式为 。
(5)Q的一种氢化物相对分子质量为28,其中分子中的σ键与π键的键数之比为 ,该氢化物与氧气形成的燃料电池在碱性电解质中负极反应为 。
正确答案
(1)1s22s22p63s23p63d9 [Ar]3d104s1 (2)B (3)Si
(4)SiO2 (5)5:1,C2H4 - 12e- +16OH- =2CO32-+ 10H2O
Z的原子序数为29,则Z是铜元素。Y原子价电子(外围电子)排布msnmpn,则Y是第ⅣA元素;Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4,又因为Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增,所以Q是C、X是O。由于R原子核外L层电子数为奇数,所以L是N,则Y是Si。
(1)根据构造原理可知,铜离子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d9;而铜原子基态时简化电子排布式为[Ar]3d104s1。
(2)非金属性越强,氢化物的稳定性越强。碳元素的非金属性强于硅元素的,所以碳的氢化物稳定性强于硅元素的氢化物;又因为二者的氢化物形成的晶体都是分子晶体,沸点高低与分子间作用力大小有关系,因此甲烷的沸点低于SiH4的沸点,答案选B。
(3)非金属性越强,第一电离能越大,非金属性是Si
(4)非金属性越强电负性越大,所以电负性最大的是氧元素,最小的非金属元素是硅元素,二者形成的化合物是二氧化硅,化学式是SiO2。
(5)碳元素的氢化物中相对分子质量是28的化合物是乙烯。由于乙烯分子中含有碳碳双键,而双键是由1个σ键与1个π键构成的,单键都是σ键,所以乙烯分子中的σ键与π键的键数之比为5:1;原电池中负极失去电子,正极得到电子,所以乙烯在负极通入,氧气在正极通入。又因为电解质溶液显碱性,所以负极电极反应式是C2H4 - 12e- +16OH- =2CO32-+ 10H2O。
四种短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,请结合表中信息回答下列问题。
(1)Z在元素周期表中位于 族。
(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物中,有一种物质在一定条件下均能与其他三种物质发生化学反应,该元素是 (填元素符号)。
(3)①下列可作为比较X和Y金属性强弱的依据是 (填序号)。
A.自然界中的含量 B.单质与酸反应时失去的电子数
C.单质与水反应的难易程度 D.最高价氧化物对应水化物的碱性
②从原子结构的角度解释X的金属性强于Y的原因: ,原子半径X>Y,所以原子核对最外层电子的吸引力X
(4)W的一种氢化物HW3可用于有机合成,其酸性与醋酸相似。体积和浓度均相等的HW3与X的最高价氧化物对应的水化物的溶液混合,反应的化学方程式是 。
(5)Y单质和Mg组成的混合物是一种焰火原料,某兴趣小组设计如下所示的实验方案,测定混合物中Y的质量分数。能确定混合物中Y的质量分数的数据有 (填序号)。
A.m、n B.m、y C.n、y
正确答案
(1)ⅣA (2)Na (3)①C D ②电子层数相同,质子数Y > X
(4)HN3+NaOH=NaN3+H2O (5)A B C
试题分析:根据题意可推出W是N;X是Na;Y是Al ; Z 是Si 。(1)Si核外电子排布为2、8、4。所以它在元素周期表中位于第三周期第ⅣA。(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物中,有一种物质在一定条件下均能与其他三种物质发生化学反应,这种物质是NaOH。则该元素是Na。(3)①Na、Al都是金属元素,可以通过其单质与水反应置换出氢的难易程度比较;也可以通过比较最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。但不能看其原子失去电子的多少或自然界中的含量的多少。。因此选项为CD。②Na、Al都是第三周期的元素,原子核外的电子层数相同,但由于质数Al>Na。原子序数越大,原子半径就越小,原子失去电子就越难,元素的金属性就越弱。所以金属性Na >Al。(4)HN3酸性与醋酸相似,则它是弱酸。酸碱中和生成盐和水。则HN3与NaOH反应的方程式为HN3+NaOH=NaN3+H2O。(5) 有关反应的方程式为Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑; 2Al+ 3H2SO4= Al2(SO4)3+ 3H2↑;当加足量的NaOH溶液时发生反应:AlCl3+4NaOH= NaAlO2+3NaCl+2H2O; MgSO4+2NaOH= Mg(OH)2↓+Na2SO4。得到的沉淀是Mg(OH)2.将其过滤、洗涤、干燥后灼烧发生分解反应得到MgO。Mg(OH)2MgO+H2O。A.根据MgO的质量n可计算出其中的Mg元素的质量,再用Mg、Al的总质量减去Mg元素的质量即得到Al的质量,从而求出Al的质量分数。正确。B.假设Mg、Al的物质的量分别为a、b。则根据题意可得24a+27b=m;a+3/2b=y.两式联立就可计算出Al的物质的量,进而得出Al的质量,从而求出Al的质量分数。正确。C.根据MgO的质量n可计算出其中的Mg元素的质量,利用n=m/M计算出Mg的物质的量。根据Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑知道其放出H2的物质的量。再用n(H2)(Al)=n(H2)(总)- n(H2)(Mg).根据2Al+ 3H2SO4= Al2(SO4)3+ 3H2↑可求出Al的物质的量,进而得出Al的质量,从而求出Al的质量分数。正确。
A、B、C、D、E五种短周期元素的原子序数依次增大。元素A的负一价离子具有和稀有气体He一样的结构,元素B的最外层电子数是内层电子总数的2倍,元素C是短周期元素中原子半径最大的主族元素,元素D在地壳中的含量位于第二位,元素E与元素B可形成具有正四面体结构的物质。请回答下列问题:
(1)在周期表中,元素B位于第 周期第 族;A与C形成的离子化合物的化学式为 _________________ ; A与C形成的离子化合物与水反应的化学方程式为 。
(2)C形成的简单离子的离子结构示意图为 。
(3)D、E元素形成的化合物可与水反应生成一种沉淀和一种气体,试写出该反应的化学方程式: ___________ 。
(4)单质B与水反应是将B充分利用的措施之一,试写出该反应的化学方程式: ______________________________________ 。
正确答案
(1)二 ⅣA NaH NaH+H2O=NaOH+H2↑
(2)
(3)SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl↑
(4)C+H2O(g)CO+H2
元素A的负一价离子具有和稀有气体He一样的结构,A为H;元素B的最外层电子数是内层电子总数的2倍,B为碳元素;元素C是短周期元素中原子半径最大的主族元素,C为钠元素;元素D在地壳中的含量位于第二位,D为硅元素;元素E与元素B可形成具有正四面体结构的物质,E为氯元素。
(1)碳元素在周期表中的位置为第二周期第ⅣA族,H与Na形成的离子化合物化学式为NaH,NaH与水反应的化学方程式为NaH+H2O=NaOH+H2↑。
(2)Na+的离子结构示意图为
(3)Si与Cl元素形成的化合物为SiCl4,与水反应的化学方程式为SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl↑。
(4)碳与水蒸气的反应为C+H2O(g)CO+H2。
常见元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,其相关信息如下表:
(1)Y位于元素周期表第 周期 族,其基态原子未成对电子有 个。
(2)X的电负性比W的 (填“大”或“小”);Y的最简单气态氢化物比X的最简单气态氢化物易液化,其主要原因是 。
(3)Z与同周期左右相邻的两种元素的原子相比较,三者第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。Y和Z形成的化合物为 晶体,该物质遇水强烈水解的化学方程式为 。
(4)在一定温度下,向一个容积不变的密闭容器中充入1molY2和3mol氢气,发生反应:Y2(g)+3H2(g) 2YH3(g) ΔH=-akJ/mol。在该条件下达到平衡时放出的热量为bkJ,其平衡常数表达式K= 。若起始向此容器中充入2molYH3,在相同温度下达到平衡时,反应过程中吸收的热量为ckJ,则a、b、c三者之间的关系为 (用一个式子表示)。
正确答案
(1)2,VA,3 (各1分,共3分)
(2)小,氨分子之间可以形成氢键 (各1分,2分)
(3)Mg>Al>Na,离子,Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑ (各2分,6分)
(4)c2(NH3)/[c(N2)c3(H2)] a=b+c (各2分,4分)
试题分析:根据题意知X、Y、Z、W分别是C、N、Mg、S;
N位于元素周期表的第二周期第VA族,其基态原子核外电子排布式为1S22S2P3,共有3个未成对电子;
C的电负性比S的要小,NH3比CH4易液化是因为氨分子间存在氢键;
根据元素周期率知同一周期元素从左到右第一电离能逐渐增大,但镁的最外层是3S2,属全充满结构,较稳定,第一电离能较后面的铝要大,Mg3N2是离子晶体,与水反应的方程式是Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑;
工业合成氨的平衡常数表达式是K= c2(NH3)/[c(N2)c3(H2)],根据可逆反应的特点知a、b、c三者之间的关系是a=b+c;
X、Y、Z、T、W五种元素的性质或原子结构如下表:
(1)元素X的一种同位素可测定文物年代,这种同位素的符号是_______;W元素基态原子电子排布式为________________________。
(2)元素Z与元素T相比,非金属性较强的是_______(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是______________。
A.常温下Z的单质和T的单质状态不同
B.T的氢化物比Z的氢化物稳定
C.一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
D.T的电负性比Z大
(3)常见溶剂XZ2的分子中,含有的键与π键个数比为_______,它所形成的晶体类型为_______;Y的常见氢化物易液化的主要原因是______________
(4)①自然界常见的X元素含氧酸的钙盐和适量T的氢化物溶液反应时,每产生4. 4g 气体(不考虑气体溶解)放热a kJ,则该反应的热化学方程式为______________。
②上述反应至无气泡逸出后,取适量残留溶液,插入pH传感器并逐滴滴入碳酸钠溶液,测得PH变化曲线如下图所示:
请用离子方程式表示BC段、CD段发生的反应:
BC段:__________________________________________;
CD段:__________________________________________。
正确答案
(1)或14C (1分) 1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1(2分)
(2)Cl (1分) B、D(2分)
(3)1:1(或答1)(1分) 分子晶体(1分) Y的氢化物(氨)分子间存在氢键作用(1分)
(4)①CaCO3(s)+2HCl(aq)=CaCl2(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=-10aKJ/mol(2分)
②Ca2++ CO32-=CaCO3↓(2分)
CO32-+H2O HCO3-+OH-(2分)
试题分析:根据题意可知X、Y、Z、T、W分别为C、N、S、Cl、Cr;
(1)14C常用来测定文物年代,Cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1;
(2)S和Cl相比非金属性较强的Cl,选项中A、C不能作为判断非金属性强弱的依据,而B、D中氢化物的稳定性、电负性可以作为判断依据;
(3)CS2分子中含有2个σ键与2个π键,个数比为1:1,属分子晶体,N的常见氢化物(如氨气)易液化的主要是因为分子间存在氢键;
(4)生成0.1mol二氧化碳放出aKJ的热量,故反应热为-10aKJ/mol;开始溶液中有过量的算,滴加碳酸钠,发生反应,pH升高,后来钙离子与碳酸根结合生成碳酸钙沉淀,钙离子反应完后,再加入碳酸根,发生水解,pH升高。
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,用化学用语回答下列问题:
(1)请画出元素⑥的离子结构示意图: 。
(2)元素⑦中质子数和中子数相等的同位素符号是: 。
(3)④、⑤、⑦的离子半径由大到小的顺序为: 。
(4)②的最高价氧化物对应水化物的电离方程式为: 。
(5)④、⑤两种元素的原子按1:1组成的常见化合物的电子式为: 。
(6)由表中两种元素形成的5核10电子分子常做燃料电池的燃料,该电池在碱性条件下的负极反应式为: 。
(7)由表中两种元素形成的氢化物A和B都含有18个电子,A是一种6原子分子,可做火箭发动机燃料;B是一种常见强氧化剂。已知16g液态A与液态B充分反应生成一种液态10电子分子和一种气态单质,并放出838kJ热量,写出A与B反应的热化学方程式: 。
正确答案
(1)
(2) (或32S) …… 1分
(3)S2->O2-> Na+ …… 1分
(4)H2CO3⇋ HCO3- + H+ HCO3- ⇋ CO32- + H+ …… 1分(只写一步也给分)
(5)…… 1分
(6)CH4-8e-+10OH-= CO32-+7H2O …… 2分
(7)N2H4(l)+2H2O2(l) = 4H2O(l)+N2(g) ΔH="-1676" kJ/mol …… 2分
试题分析:(1)⑥元素为第三周期第三主族元素铝,原子序数为13,其离子结构示意图为
(2)元素⑦为S元素,质子数和中子数相等,则质量数是32,其同位素符号是 (或32S),
(3)④、⑤、⑦的离子分别是O2-、Na+、S2-,根据半径的大小主要由电子层数、核电荷数决定,电子层数越多半径越大,核电荷数越多半径越小,所以3种离子的半径大小顺序为S2->O2-> Na+,
(4)②为碳元素,最高价氧化物对应水化物为碳酸,属于弱酸,其电离方程式为:H2CO3⇋ HCO3- + H+ HCO3- ⇋ CO32- + H+,
(5)④、⑤两种元素分别为氧、钠元素,原子按1:1组成的化合物为Na2O2,其电子式为
(6)由表中两种元素形成的5核10电子分子应是CH4,该电池在碱性条件下的负极反应式为:CH4-8e-+10OH-= CO32-+7H2O
(7)A和B都含有18个电子,A是一种6原子分子,可做火箭发动机燃料,则A为N2H4, B是一种常见强氧化剂,则B为H2O2, 根据所给数据可得A与B反应的热化学方程式:N2H4(l)+2H2O2(l) = 4H2O(l)+N2(g) ΔH="-1676" kJ/mol
根据表中信息回答下列问题。
(1)S在元素周期表中的位置是 。
(2)根据表中信息可知,Si、P、S、Cl 四种元素的的非金属性依次增强。用原子结构解释原因:同周期元素电子层数相同,从左至右, ,原子半径逐渐减小,得电子能力逐渐增强。
(3)25℃时,以上四种元素的单质与氢气反应生成l mol气态氢化物的反应热如下:
a.+34.3 kJ·mol-1 b.+9.3 kJ·mol-1 c.−20.6 kJ·mol-1 d.−92.3 kJ·mol-1
请写出固态白磷(P4)与H2反应生成气态氢化物的热化学方程式 。
(4)探究同主族元素性质的一些共同规律,是学习化学的重要方法之一。已知硒(Se)是人体必需的微量元素,其部分信息如图。
①下列有关说法正确的是 (填字母)。
a. 原子半径:Se>S>P b. 稳定性:H2Se>H2S
c. 因为酸性H2Se<HCl,所以非金属性Se<Cl
d. SeO2是酸性氧化物,能与烧碱溶液反应
②在下表中列出对H2SeO3各种不同化学性质的推测,举例并写出相应的化学方程式。
正确答案
(1)第3周期VIA(2)核电荷数逐渐增大(或质子数)
(3)P4(s)+6H2(g)=4PH3(g) △H=+37.2 kJ·mol-1
(4)①d
②
试题分析:(1)、(2)参见答案;(3)先写出固态白磷(P4)与H2反应生成气态氢化物的化学方程式:P4+6H2=4PH3,通过化学方程式看以看出,1mol P4与H2反应生成4 mol PH3,根据题设条件,当反应生成4 mol PH3时,则反应放出的热量为:4×+9.3 kJ·mol-1=+37.2 kJ·mol-1 ,所以热化学方程式为:
P4(s)+6H2(g)=4PH3(g) △H=+37.2 kJ·mol-1(4)①a.根据同周期和同主族元素原子半径的递变规律,可知正确关系应为:Se>P>S;错误;b.同主族元素气态氢化物的稳定性自上而下依次减弱,正确的应为: H2Se<H2S ,错误;c.应当为最高价氧化物对应的水化物的酸性,即:H2SeO4<HClO4,则非金属性Se<Cl,错误;d.根据同主族元素的性质的相似性,不难得知d正确。
(4)研究H2SeO3的化学性质可从H2SO3的化学性质进行类推,亚硫酸有还原性,能与氯气发生反应,由此可推断H2SeO3也有还原性,化学方程为: H2SeO3+Cl2+H2O= H2SeO4+2HCl;亚硫酸有酸性,能与碱发生反应:则可类推H2SeO3也由此性质,化学方程式为:H2SeO3+2NaOH=Na2 SeO3+2H2O.
(1)非金属单质A是实验室里常用的惰性电极材料,A元素原子基态时的电子排布图为 。
(2)B原子基态时2p原子轨道上有3个未成对电子,下列叙述正确的是 (填字母序号)
a.B的气态氢化物的沸点在同族元素的氢化物中最低
b.B的第一电离能、电负性都比A的大
c.A的气态氢化物比B的气态氢化物稳定
d.A的含氧酸一定比B的含氧酸酸性强
(3)铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途,如超细铜粉可应用于导电材料、催化剂等领域中。超细铜粉的某制备方法如下:
①[Cu(NH3)4]SO4中,N、O、S三种元素的第一电离能从小到大的顺序为: 。
②SO42-空间构型是 。 写出一种与SO32-互为等电子体的分子 。
③NH4CuSO3中的金属阳离子的结构示意图为 。
正确答案
(1) (1分)
(2) b (1分)
(3)S<O<N (2分) 正四面体形(1分) PCl3 (2分) (1分)
试题分析:(1)实验室里常用的惰性电极材料是碳棒。(2)B为N。
X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期,且原子序数依次增大。X、Z同主族,可形成离子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。
请回答下列问题:
(1) Y在元素周期表中的位置为________________。
(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_______________(写化学式),非金属气态氢化物还原性最强的是__________________(写化学式)。
(3)X2M的燃烧热ΔH= -a kJ·mol-1,写出X2M燃烧热的热化学方程式:
_____________________________________________________________________。
(4)ZX的电子式为______;ZX与水反应放出气体的化学方程式为_____ ________。
(5)熔融状态下,Z的单质和FeG2能组成可充电电池(装置示意图如下),反应原理为:
2Z + FeG2 Fe + 2ZG
放电时,电池的正极反应式为_________________________:
充电时,______________(写物质名称)电极接电源的负极;
该电池的电解质为___________________。
正确答案
(1)第二周期第ⅥA族 (2) HClO4 H2S
(3) H2S(g)+O2(g)=H2O(l)+SO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1
(4) NaH+H2O=NaOH+H2↑ (5) Fe2++2e-=Fe 钠 β-Al2O3
试题分析:由题意知这几种元素分别是X是H;Y是O;Z是Na;M是S;G是Cl.(1) O在元素周期表中的位置为第二周期第ⅥA族.(2)在这几种元素中,最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是Cl元素对应的HClO4,非金属气态氢化物还原性最强的是S元素的氢化物H2S。(3)X2M燃烧热的热化学方程式为H2S(g)+3/2O2(g)=H2O(l)+SO2(g) ΔH=-a kJ/mol. (4)NaH的电子式为.它与水反应放出气体的化学方程式为:NaH+H2O=NaOH+H2↑。(5)放电时Fe为负极,负极的电极反应为Fe-2e-=Fe2+.C棒为正极。在正极上发生反应Fe2++2e-=Fe。充电时钠与电源的负极相连,在该电极上发生反应Na++e-=Na。该电池的电解质为β-Al2O3。
现有A、B、C、D、E、F、G七种位于周期表前四周期元素,其原子序数依次增大,相关信息如下表所示:
根据以上信息,回答下列问题:
(1)画出元素C的基态原子核外电子排布图:____;D、E、F三种元素的第一电离能大小顺序为:____(用元素符号表示)。
(2)化合物BA2D2蒸气293 K时,理论测算密度为1.9 g·L-1,实际密度为2.5 g·L-1的原因是___。
(3)FD2中F原子的杂化类型为______;分子空间构型为______;FD2易溶于水的原因可能是:_____(填入序号)。
①FD2与水极性相同 ②FD2可以与水反应
(4)有人推测化合物CA5的存在,该化合物中含有化学键的可能类型为:______。
(5)D、E形成的一种化合物硬度仅次于金刚石,主要用作高级研磨材料、制作手表的轴承,该物质晶体类型是______晶体。另一含有E的硫酸盐是一种常用净水剂,其水溶液呈_______(选填:“酸性”、 “中性”、“碱性”),原因是: ______(用离子方程式解释)。
(6)化合物M可用于制备一种“绿色”环保高效净水剂K2FeO4(高铁酸钾)。补充完整并配平该制备反应的化学方程式:□____+□KNO3+□____=□K2FeO4+□KNO2+□H2O
正确答案
(1); O>S>Al(2)甲酸形成分子间氢键(3)sp2杂化; V形; ①②(4)离子键、共价键(配位键);(5)原子; 酸性; Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+;
(6)Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O。
试题分析:根据题意可推知个元素分别是A是H;B是C;C是N;D是O;E是Al;F是S;G是Fe. (1)画出元素N的基态原子核外电子排布图为。元素的非金属性越强,其失去电子就越难,第一电离能就越大。所以D、E、F三种元素的第一电离能的大小顺序是:O>S>Al.(2)化合物CH2O2为甲酸。其蒸气在293K时理论测算密度为1.9g/L,而由于在甲酸分子之间存在着氢键,所以实际密度为2.5g/L. (3)在SO2中S原子的杂化类型为sp2杂化;分子空间构型为V形;SO2是极性分子,H2O是极性分子,根据相似相容原理可知由极性分子组成的溶质容易溶解于极性分子组成的溶剂中,此外SO2会和水发生反应SO2+H2O=H2SO3.反应不断消耗SO2也使它不断的溶解。因此SO2易溶于水。(4)化合物NH5可写为NH4H的结构为含有离子键、共价键、配位键的离子化合物。(5)金刚石是原子晶体,硬度大,可制作手表的轴承,由于该物质性质与金刚石相似,所以该晶体类型也是原子晶体。Al2(SO4)3是强酸弱碱盐,水解使溶液显酸性。水解的离子方程式为:Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+;(6)Fe元素的可用作油漆颜料一种氧化物M为Fe2O3. 它可用作制备一种“绿色”环保高效净水剂K2FeO4。该反应为氧化还原反应。由于Fe的化合价Fe2O3--- K2FeO4从+3---+6,升高3×2,N的化合价KNO3—KNO2从+5—+3.降低2,根据化合价升高与降低的总数相等可知:Fe2O3系数为1,K2FeO4的系数为2,KNO3、KNO2的系数都是3,再结合反应前后各元素的原子个数相等,则由于生成物中含有H、K、O比反应物多可确定反应物还应该有KOH,其系数为4,。水的系数为2.所以该反应的化学方程式为Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O。
回答以下关于第三周期元素及其化合物的问题。
(1)下列能用于判断氧和氟非金属性强弱的是 (选填编号)。
A.气态氢化物的稳定性 B.最高价氧化物对应水化物的酸性
C.单质与氢气反应的难易 D.单质与同浓度酸发生反应的快慢
(2)Be和Al具有相似的化学性质,写出BeCl2水解反应的化学方程式
(3)常温下,不能与铝单质发生反应的是_________(填序号)
A.CuSO4溶液 B.Fe2O3 C.浓硫酸 D.NaOH E.Na2CO3固体
(4)相同压强下,部分元素氟化物的熔点见下表:
试解释上表中氟化物熔点差异的原因: 。SiF4分子的空间构型为 ,SiF4中Si—F键间的键角 。(选填“相等”、“不相等”或“无法判断”)
(5)Cl2合成有机物时会产生副产物HC1。4HCl+O22Cl2+2H2O,可实现氯的循环利用。
该反应平衡常数的表达式K= ;若反应容器的容积为2L,8min后达到平衡,测得容器内物质由2.5mol减少至2.25mol,则HCl的平均反应速率为 mol/L∙ min。
正确答案
(1)AC
(2)BeCl2+2H2O Be(OH)2+2HCl
(3)B、E
(4)NaF与 MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,故SiF4的熔点低;Mg2+的半径比Na+的半径小,Mg2+带2个单位正电荷数比Na+多,故MgF2的熔点比NaF高。(2分)
正四面体(1分),相等(1分)
(5)(1分) 0.0625mol/L∙ min (1分)
试题分析:(1)判断氧和氟非金属性强弱可依据气态氢化物的稳定性,由于氟没有最高价氧化物对应水化物,故不能通过酸性比较,还可通过单质与氢气反应的难易判断,非金属单质一般不会与酸发生反应,故不可。选AC。
(2)BeCl2是一种强酸弱碱盐,其水解反应的化学方程式BeCl2+2H2O Be(OH)2+2HCl 。
(3)A.铝单质与CuSO4溶液发生置换反应。B.Fe2O3 不能发生。 C.浓硫酸发生钝化。 D.NaOH与铝生成偏铝酸钠和氢气。 E.Na2CO3固体与铝不发生反应。故常温下,不能与发生反应的是B、E。
(4)NaF与 MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,故SiF4的熔点低;Mg2+的半径比Na+的半径小,Mg2+带2个单位正电荷数比Na+多,故MgF2的熔点比NaF高。SiF4发生SP3杂货,分子的空间构型为正四面体,SiF4中Si—F键间的键角相等。
(5)反应4HCl+O2 2Cl2+2H2O,的平衡常数的表达式
;则HCl的平均反应速率为(2.5mol-2.25mol)/(2L*8min)= 0.0625mol/L∙ min。
原子序数小于36的四种元素X、Y、Z、W,有关它们的信息如下表所示:
请填写下列空白(答题时X、Y、Z、W用相应的元素符号):
(1)X单质分子的电子式是________,σ键和π键的个数比是________。
(2)Z元素原子最外层共有________种不同运动状态的电子。Z的氢化物液态时________(填“能”或“不能”)导电。
(3)W的基态原子核外电子排布式是_____________________________。
正确答案
(1):N⋮⋮N: 1∶2
(2)7 不能
(3)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1
X的核外电子排布式只能为1s22s22p3,故X为N元素;Y原子的次外层电子数只能为2,故最外层电子数为4,即Y为C元素;Z元素的最高正化合价与最低负化合价代数和为6,可知Z为Cl元素或Br元素;根据W的一种核素质量数与中子数的关系,可知W的质子数为24,即W为Cr元素。(1)N2分子中含有氮氮三键,σ键和π键的个数比是1∶2。(2)任何电子的运动状态都不相同,Cl原子或Br原子最外层都有7个电子,故有7种不同运动状态的电子。HCl或HBr均为分子晶体,液态时均不导电。(3)Cr为24号元素,按电子能级能量高低顺序其电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2,但此时易形成3d轨道的半充满状态,使能量降低,更为稳定,故其正确的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。已知:A元素的原子半径最小,B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,C元素的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应能生成盐,D与E同主族,E元素原子的最外层电子数比次外层电子数少2。请回答:
(1)元素C在周期表中的位置是________。
(2)元素D的单质与金属钠反应生成的化合物可作潜水面具中的供氧剂,这种化合物与水反应的离子方程式________________________________。
(3)D和E两种元素相比较,其原子得电子能力较强的是________(写名称)。
以下说法中,可以证明上述结论的是__________(填写编号)。
a.比较这两种元素的常见单质的沸点
b.二者形成的化合物中,D元素的原子显负价
c.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
d.比较这两种元素氢化物的水溶液的酸性
(4)元素A、D、E与钠元素可形成两种酸式盐(均含有该四种元素),这两种酸式盐在水溶液中反应的离子方程式是_________________________________。
(5)由元素A、B、D组成的一元酸X为日常生活中的调味剂,元素A、F组成的化合物为Y。在等体积、等pH的X、Y的溶液中分别加入等质量的锌粉,反应后若最后仅有一份溶液中存在锌粉,则反应过程中两溶液中反应速率的大小关系是:X________Y(填“>”、“=”或“<”)。
(6)元素F的单质常温下是一种气体,工业上主要是通过电解其钠盐的饱和溶液的方法获得该气体,假定装入的饱和溶液为100 mL(电解前后溶液体积变化可忽略),当测得阴极上产生11.2 mL(标准状况)气体时停止通电,将溶液摇匀,此时溶液的pH为________。
正确答案
(1)第二周期第ⅤA族 (2)2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑ (3)氧 bc (4)H++HSO3-=SO2↑+H2O (5)> (6)12
原子半径最小的元素是氢;最外层电子数是次外层电子数的2倍,B元素是碳;题意说明C元素的氢化物溶液为碱性,故是氮元素;E元素为第三周期元素,故其最外层电子数为6,所以D、E是氧、硫,则F是氯。(3)氧、硫同主族,故氧的非金属性比硫强。沸点是物质的物理性质,不能作为判断非金属性的依据,a项错误;S、O形成的化合物中,共用电子对偏向非金属性强的元素,b正确;氢化物的稳定性可以作为判断非金属性的依据,而其水溶液酸性强弱不能作为判断非金属性强弱的依据,c正确、d错误。(4)NaHSO4为强酸酸式盐、NaHSO3为弱酸酸式盐,故书写离子方程式时,HSO3-不能拆分。(5)X为醋酸、Y是HCl,pH相等时,加入锌随着反应的进行,醋酸电离平衡继续向右移动,产生氢气的反应速率较快。(6)电解NaCl溶液:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,故产生OH-的物质的量:n(OH-)=2n(H2)=
×2=10-3 mol,c(OH-)=
=10-2 mol·L-1,根据水的离子积常数,可知c(H+)=10-12 mol·L-1,pH=12。
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