- 物质结构元素周期律
- 共75155题
4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子。
请回答下列问题:
(1)X元素原子基态时的电子排布式为 ,该元素的符号是 ;
(2)Y元素原子的价层电子的轨道表示式为 ,该元素的名称是 ;
(3)X与Z可形成化合物XZ3,该化合物的空间构型为 ;
(4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3,产物还有ZnSO4和H2O,该反应的化学方程式是 ;
(5)比较X的氢化物与同族第二、第三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由
正确答案
答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3 As(2)(3)三角锥
(4)As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O (5)稳定性:NH3>PH3>AsH3 因为键长越短,键能越大,化合物越稳定 沸点:NH3>AsH3>PH3 NH3可形成分子间氢键,沸点最高,AsH3相对分子质量比PH3大,分子键作用力大,因而AsH3比PH3沸点高。
(1)X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,可通过写电子排布式得到X为33号元素As;(2)Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子,同样根据电子排布式得到Y为O;再根据X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42可得到Z为H.(3)~(5)就不再分析了。
(15分)下表中列出五种短周期元素X、Y、Z、W、T的信息。
回答下列问题:
(1)Y、Z、W三种元素所形成的简单离子半径由小到大的顺序是 (用离子符号表示);T元素的基态原子核外电子排布式为 。
(2)X、Z两元素可形成化合物ZX3,其晶体中化学键类型有 ,晶体类型为 。
(3)T元素的最高价氧化物对应水化物的化学式是 H2Y的沸点比H2W高的原因是 。
(4) Z2 WY3溶液呈 性,其原因是(用离子方程式表示) 。
(5)已知25℃、101 kPa下:
①2Z(s)+ Y2(s)=Z2Y(s) △H1=-414KJ/mol
②2Z(s)+ Y2(s)=Z2Y2(s) △H1=-511KJ/mol
则1mol Z2 Y2(S)与足量Z(s)反应生成Z2 Y(s)的热化学方程式为 。
正确答案
(1)Na+2-;1s22s22p63s23p5或【Ne】3s23p5;(2)离子键、共价键;离子晶体;(3)HClO4,水分子间易形成氢键;(4)碱,SO32-+H2OHSO3-+OH-,HSO3-+H2O
H2SO3+OH-;
(5)Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s) ∆H= -317KJ/mol
试题分析:根据题意可知:X是N;Y是O;Z是Na;W是S;T是Cl。(1)Na+、O2-的核外电子排布是2、8;而S2-的核外电子排布是2、8、8.对于电子层结构相同的微粒来说,核电荷数越大,离子半径就越小,对于电子层结构不同的微粒来说,电子层数越多,离子半径就越大。故离子半径由小到大的顺序是Na+2-;17号元素Cl元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p5或【Ne】3s23p5;(2)N与Na两元素可形成化合物NaN3,其晶体中化学键类型有离子键、共价键;其晶体类型为离子晶体;(3)Cl元素的最高价氧化物对应水化物的化学式是HClO4,H2O的沸点比H2S高是因为在水的分子之间存在氢键,增加了分子之间的相互作用。(4) Na2SO3是强碱弱酸盐,水解使溶液呈碱性。水解的两种方程式是SO32-+H2OHSO3-+OH-,HSO3-+H2O
H2SO3+OH-;①×2-②,整理可得Na2O2 (s) +2Na(s)=2Na2O(s) ∆H= -317KJ/mol。
(12分)空气质量高低直接影响着人类的生产和生活,它越来越受到人们的关注。被污染的空气中杂质的成分有多种,其中计入《空气质量日报》空气污染指数的项目有SO2、CO、NO2、O3和可吸入颗粒物等。
请回答下列问题:
⑴ S、N、O的第一电离能由大到小的顺序为 。
⑵ 血红蛋白中含有Fe2+,CO易与血红蛋白结合成稳定的配合物而使人中毒。
① 写出亚铁离子的基态电子排布式 。
② CO有多种等电子体,其中常见的两种为 。
⑶ SO2是一种大气污染物,为减轻SO2污染,火力发电厂生产中常在
燃煤中加入CaO以“固硫”。 CaO晶胞如右图所示,其中Ca2+的配位
数为 ,CaO晶体和NaCl晶体中离子排列方式相同,其晶格能分
别为:CaO-3 401kJ/mol、NaCl-786kJ/mol。CaO晶体的熔点 NaCl
晶体的熔点(填“高于”、“等于”或“低于”)。
⑷ 随着人们生活质量的提高,不仅室外的环境安全为人们所重视,室内的环境安全和食品安全也越来
越为人们所关注。甲醛是室内主要空气污染物之一(其沸点是-19.5 ℃),甲醇是“假酒”中的主要
有害物质(其沸点是64.65 ℃),甲醇的沸点明显高于甲醛的主要原因是: 。
正确答案
⑴ N>O>S
⑵ ①1s22s22p63s23d6 ② N2、CN-
⑶6 高于
⑷甲醇分子间存在氢键,而甲醛没有
A.本题考查物质与结构的性质。(1)同一周期中,第VA族由于具有半充满状态,故不易失去电子,即第一电离能比相邻元素要大。同主族元素,从上至下,半径递增,核对外层电子的吸引能力减弱,即第一电离能递减。(2)①铁为26号元素,原子的电子排布式为[Ar]3d64s2,Fe2+则失去最外层4s上面的两个电子,其排布式为[Ar]3d6。②此问考查等电子体的概念,一是要求原子数相等,二是要求最外层电子数相等。(3)Ca2+配位数即是指周围最近的阴离子数,从晶胞图不能发现,白球的周围存在上、下、左、右、前和后六种黑球。晶格能越大,即表示离子间的作用力越强,则熔沸点也越高。(4)氢键的表示方法为H—O……H,甲醇在存在其结构,故有氢键,而甲醛中存在的是碳氧双键,故不属于氢键,所以其沸点低。
人民网2012年11月8日西宁电,青海盐湖海纳化工有限公司15万吨电石项目投产。以电石(CaC2 )为原料可生产许多重要的有机物质,电石可由CaO制得(同时还得到一种可燃性气体物质),有关转化关系如下图所示
(1)写出制备电石及由电石生成乙炔的化学方程式为__________________、__________________。
(2)基态Ca2+的电子排布式为______________,上面转化关系图中涉及到的元素中,电负性最大的元素是______________,第一电离能最小的元素是________________。
(3)乙炔、乙烷分子中的碳原子杂化类型分别为________________、______________,甲烷的空间构型是________________,该空间构型中,键角__________(填>、<、=)109°28′。
(4)与CH2=CH2相比,CH2=CHCl属于易液化的气体,原因是___________________。
(5)假设下图是电石的晶胞,则一个晶胞中含有________个钙离子,研究表明,亚玲形C的存在,使晶胞沿一个方向拉长,则该晶胞中一个Ca2+周围距离相等且最近的C有________个。
正确答案
(1)CaO+3CCaC2+CO ↑;CaC2+2H2O—→CH≡CH↑+Ca(OH)2
(2)1s22s22p63s23p6 O Ca
(3)sp sp3 四面体 =
(4)乙烯与CH2=CHCl均属于分子晶体且组成结构相似,但后者相对分子质量大,范德华力大
(5)4 4
(1)CaO与焦炭在电炉中生成CaC2,同时有可燃性CO气体生成;CaC2与H2O反应可以生成乙炔气体。(2)Ca是20号元素,Ca2+有18个电子,基态Ca2+的电子排布式为1s22s22p63s23p6。根据元素的电负性规律可知,非金属元素电负性大于金属元素,非金属性越强,电负性越大,所以电负性最大的元素是O元素;根据元素第一电离能的递变规律可知,金属性越强,电离能越小,所以第一电离能最小的元素为Ca元素。(3)C2H2是直线形分子,C原子杂化方式为sp,C2H6中C原子杂化方式为sp3,甲基是甲烷失去一个氢原子的产物,所以甲烷的空间构型是四面体,键角为109°28′。(4)乙烯与CH2=CHCl组成和结构相似,但CH2=CHCl相对分子质量大,所以范德华力大。(5)该晶胞中顶点占1/8,棱上占1/4,面心占1/2,体心占1,Ca2+为8×1/8+6×1/2=4。根据图像,晶胞沿一个方向拉长,则该晶胞中一个Ca2+周围距离相等且最近的C22-只有同一平面内的4个。
(13分)有A、B、C、D、E、R六种短周期元素,其元素特征信息如下表:
回答下列问题:
(1)写出下列元素的名称:C ,E ;画出B的阴离子结构示意图: 。
(2)B、C、D的简单离子半径由大到小的顺序是 (用化学式表示)。E元素的最高价含氧酸的化学式是 ;
(3)实验证明D的氢氧化物(或氧化物)具有两性的操作方法是: 。
(4)在一定条件下,RO32-与R2-可发生反应:RO32-+2R2-+6H+ = 3R+3H2O,下列有关叙述中,正确的是 (填序号)。
A.元素R位于周期表中第3 周期,ⅥA族
B.R2-与氖原子电子层结构相同
C.RO32-在它能发生的所有反应中都只具有氧化性
D.反应中消耗1 mol RO32- ,转移的电子的物质的量为4 mol
(5)请写出涉及上述元素间的两个反应的离子方程式,要求:(1)单质之间的置换 (2)在方程式中如为两种非金属则必须是不同主族的。 ; 。
正确答案
(1)镁 氯 (2) O2->Mg2+>Al3+ ;HClO4
(3)向其氢氧化物(或氧化物)中分别加入足量NaOH溶液、盐酸,固体都能够溶解。 (4)AD ;
(5)Mg+2H+=Mg2++H2↑(或2Al+6H+=2 Al3++3H2↑;或3Mg+2Al3+=3Mg2++2Al)
Cl2+S2-=S↓+2Cl-(或Cl2+H2S=S↓+2Cl-+2H+)
试题分析:根据题意可推知这几种元素分别是:A是H;B是O;C是Mg;D是Al; E是Cl;R是S。(1)C元素的名称是镁;E元素的名称为氯;(2)O、Mg、Al的离子的电子层结构相同,都是2、8的排布。对于电子层结构相同的微粒来说,离子的核电荷数越大,离子的半径就越小。所以简单离子半径由大到小的顺序是O2->Mg2+>Al3+;Cl元素的原子最外层有7个电子,最高化合价为+7价,所以其最高价含氧酸的化学式是HClO4。(3)证明Al(OH)3具有两性的操作方法是向Al(OH)3中分别加入足量NaOH溶液、盐酸,固体都能够溶解。就可证明。(4)A. S的核外电子排布是2、8、6,因此元素R位于周期表中第3 周期,ⅥA族。正确。B.S2-与Ar原子电子层结构相同。错误。C.SO32-在有的反应中具有氧化性,在有的反应中表现还原性。错误。D.根据氧化还原反应中的电子转移数目相等可知在反应RO32-+2R2-+6H+ = 3R+3H2O中,每消耗1 mol RO32- ,转移的电子的物质的量为4 mol。正确。(5)符合题意的两个反应的离子方程式是Mg+2H+=Mg2++H2↑;Cl2+S2-=S↓+2Cl-等。
最新报道,我国科学家通过与多个国家进行科技合作,成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟,使我国时间频率基准的精度从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒,标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。已知铯位于元素周期表中第六周期第ⅠA族,根据铯在元素周期表中的位置,推断下列内容:
(1)铯的原子核外共有________层电子,最外层电子数为________,铯的原子序数为________。
(2)铯单质与水剧烈反应,放出________色气体,同时使紫色石蕊试液显________色,因为____________________(写出化学方程式)。
(3)预测铯单质的还原性比钠单质的还原性________(填“弱”或“强”)。
正确答案
(1)6 1 55 (2)无 蓝 2Cs+2H2O=2CsOH+H2↑ (3)强
根据原子核外电子排布规律,结合铯在元素周期表中的位置知:铯原子核外电子分六层排布,分别是2、8、8、18、18、1,原子序数是55,最外层只有1个电子。铯与钠同主族,具有极强的金属性。与水反应生成氢气和氢氧化铯:2Cs+2H2O=2CsOH+H2↑,氢氧化铯是强碱,使紫色石蕊试液变蓝色。
短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如右图所示,期中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_______.
(2)元素的非金属性为(原子的得电子能力):Q______W(填“强于”或“弱于”)。
(3) 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,反应的化学方程式为_____.
(4)原子序数比R多1的元素是一种氢化物能分解为它的另一种氢化物,此分解反应的化学方程式是__________.
(5)R有多种氧化物,其中甲的相对分子质量最小。在一定条件下,2L的甲气体与0.5L的氯气相混合,若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留,所生成的R的含氧酸盐的化学式是__________.
(6)在298K下,Q、T的单质各1mol完全燃烧,分别放出热量aKJ和bKJ。又知一定条件下,T的单质能将Q从它的最高价氧化物中置换出来,若此置换反应生成3molQ的单质,则该反应在298K下的
=________(注:题中所设单质均为最稳定单质)
正确答案
(1)
(2)弱于
(3)S + 2H2SO4(浓)
3SO2↑+ 2H2O
(4)2H2O2 MnO22H2O + O2↑(或其他合理答案)
(5)NaNO2
(6)(3a – 4b)KJ/mol
结合题目信息,结合T在周期表的位置与族序数相等这一条件 ,可以得出T为Al,Q为C,R为N,W为S。(1)T为Al,13号元素。(2)根据S、C最高价氧化物对应的酸性硫酸强于碳酸,则可得非金属性S强于C。(3)S与H2SO4发生归中反应,从元素守恒看,肯定有水生成,另外为一气体,从化合价看,只能是SO2。(4)比R质子数多1的元素为O,存在H2O2转化为H2O的反应。(5)N中相对分子质量最小的氧化物为NO,2NO + O2 = 2NO2,显然NO过量1L,同时生成1L的NO2,再用NaOH吸收,从氧化还原角度看,+2价N的NO与+4价N的NO2,应归中生成+3N的化合物NaNO2。(6)C + O2CO2 △H= -a KJ/mol①,4Al +3 O2 =2Al2O3 △H= -4bKJ/mol②。Al与CO2的置换反应,写出反应方程式为:4Al + 3CO2
3C + 2Al2O3,此反应的H为可由②-①×3得,△H=-4b-(-3a)=(3a-4b)KJ/mol.
(16分)(Ⅰ)某元素的原子序数为33,写出该元素原子的核外电子排布式 ,此元素的原子中被电子占据的轨道有 个,有 个能级(能量不同的轨道);
(Ⅱ)有五种元素A、B、C、D、E,A2+的电子层结构为1S22S22P63S23P63d5,B原子的M层为最外层且有两个未成对电子,C原子的L电子层的P轨道上有一个空轨道,D原子的L电子层的P轨道上只有一对成对电子,E原子的M电子层的P轨道半充满。写出A---E各元素的符号:A 、B 、C 、D 、E
正确答案
(Ⅰ) 1S22S22P63S23P63d104S24P3 ,17个,8个;
(Ⅱ)A Mn、B S或Si 、C C 、D O 、E P
(Ⅰ)根据核外电子排布规律可以写出33号元素的核外电子排布式为1S22S22P63S23P63d104S24P3,该元素原子中被电子占据的轨道,s轨道有4个,p轨道有个,d轨道有5个,所以占据的轨道总共有18个,所给参考答案有误。该原子电子占据的能级有1S、2S、2P、3S、3P、3d、4S、4P总共有8个。
(Ⅱ)A2+的电子层结构为1S22S22P63S23P63d5,可以得出A2+的电子数目为23个,所以A原子的电子数目为25,所以A元素为25号元素Mn,B原子的M层为最外层且有两个未成对电子所以B原子的核外电子排布为1S22S22P63S23P2或1S22S22P63S23P4,所以B元素可能为S或Si,
C原子的L电子层的P轨道上有一个空轨道所以C原子的核外电子排布为1S22S22P2,所以C元素为C,D原子的L电子层的P轨道上只有一对成对电子可以得出D原子的核外电子排布为1S22S22P4,所以D元素为O,,E原子的M电子层的P轨道半充满E元素原子的核外电子排布为1S22S22P63S23P3,所以E元素为P。
A、B、C、D、E为五种原子序数依次增大的短周期主族元素。已知B的最外层电子数
与核外电子总数之比为3∶4;D的最外层电子数与次外层电子数之比为3∶4;E-、C+、A+的半径逐渐减小;常温下化合物AE为气体。
请回答下列问题:
(1)D、E的最高价氧化物对应水化物酸性较强的是________(写化学式)。
(2)用惰性电极电解化合物CE的饱和溶液,当电路中有0.2 mol电子通过时两极产生的气体在标准状况下的体积共________L。
(3)A与B、A与D均可形成18电子分子,这两种分子在水溶液中反应有黄色沉淀生成,写出该反应的化学方程式:________。
(4)化合物乙、丙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为1∶1∶1,乙溶液中水的电离程度比纯水的小。则化合物乙中的化学键类型为________;若丙为常见家用消毒剂的主要成分,则丙的化学式是________。
(5)均由A、B、C、D四种元素组成的两种盐发生反应的离子方程式是________;其中一种是强酸对应的酸式盐,写出向Ba(OH)2溶液中逐滴加入该盐溶液至中性发生反应的离子方程式:________。
正确答案
(1)HClO4
(2)4.48
(3)H2O2+H2S=S↓+2H2O
(4)离子键、(极性)共价键 NaClO
(5)HSO3-+H+=H2O+SO2↑ Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O
短周期元素的内层电子数可能是2或10,设B的最外层电子数为x,则x∶(2+x)=3∶4,x=6,或x∶(10+x)=3∶4,x=30,不存在,因此元素B为O;次外层电子数可能是2或8,D的次外层电子数只能为8,最外层电子数为6,因此元素D为S;相应的元素E只能是Cl,由于AE常温下为气体,A显+1价,因此元素A为H,根据C+,且原子序数介于8和16之间,得出元素C为Na。
(1)D、E的最高价氧化物对应的水化物分别是H2SO4、HClO4,由于Cl的非金属性较强,所以HClO4的酸性强于H2SO4的。(2)电解氯化钠溶液时,阳、阴两极,分别发生反应2Cl--2e-=Cl2↑、2H++2e-=H2↑,共得到0.2 mol气体,在标准状况下的体积为4.48 L。(3)A与B、A与D形成的18电子的分子分别是H2O2、H2S,两者发生氧化还原反应得到单质S。(4)乙和丙都是强电解质,可能是钠的化合物,乙抑制水的电离,可能是碱或酸,因此乙是氢氧化钠,丙是常见家用消毒剂的主要成分,应为次氯酸钠。(5)由A、B、C、D四种元素组成的两种盐可能是硫酸氢钠和亚硫酸氢钠,两者能发生反应。
短周期元素在元素中占有重要地位。X、Y、Z三种短周期元素,它们的原子序数之和为16。X、Y、Z三种元素的常见单质在常温下都是无色气体,在适当条件下可发生如下变化:
一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个,B、C两种分子中的电子数均等于10。请回答下列问题:
(1)X元素在周期表中的位置是________周期____________族 。
(2)分析同主族元素性质的递变规律,发现B、C物质沸点反常,这是因为它们的分子之间存在_____________ 。
(3)在C分子中,Y原子的杂化方式为 ,与Y原子同主族在第四周期的元素原子基态电子排布式是 。
(4)NaCl的晶体结构如右上图所示,若将晶胞面心和体心的原子除去,顶点的钠离子换为Xn+(X代表某元素符号)离子,棱上的Cl-换为O2-,就得到X的氧化物的晶体结构。则该X的氧化物的化学式为 。
正确答案
(1)二,VIA(2分,每空1分);(2)氢键(2分);(3)sp3,[Ar]4s24p3(2分,每空1分);(4)XO3(2分)。
试题分析:
(1)根据题意分析,BC均为十电子分子和三种元素单质和生成物的特点,可知X为O元素、Y为N元素、Z为H元素;可知X元素位于周期表的第二周期第VIA族;
(2)水和氨气熔沸点差异的主要原因是水分子间存在氢键;
(3)氨分子中的氮原子的杂化方式为:sp3,和其同主族第四周期的元素原子的基态电子排布为:[Ar]4s24p3;
(4)分析NaCl的晶体结构图,若将晶胞面心和体心的原子除去,顶点的钠离子换为Xn+(X代表某元素符号)离子,该离子的位于顶点上,共八个顶点,离子的个数为8×1/8=1;若棱上的Cl-换为O2-,共有12条棱,离子的个数为:12×1/4=3;则该氧化物的化学式为:XO3。
(8分)下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。
试回答下列问题:
(1)请写出元素O的基态原子电子排布式
。
(2)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如右图,其中序号“8”代表
(填元素符号);其中电负性最大的是 (填右图中的序号)。
(3)由j原子跟c原子以1 : 1相互交替结合而形成的晶体,晶型与晶体j相同。两者相比熔点更高的是 (填化学式),试从结构角度加以解释:
。
正确答案
(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2分) (2) Si; 2 (2分)
(3)SiC;(1分);因SiC晶体与晶体Si都是原子晶体,由于C的原子半径小,SiC中C-Si键键长比晶体Si中Si-Si键长短,键能大,因而熔沸点高。(3分)
(1)根据元素的位置可判断,O是铁元素。因此根据构造原理可知,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。
(2)第三周期中,熔点最高的是原子晶体硅,即8号是Si。非金属性越强,电负性越大,所以。所以电负性最大的是Cl,Cl的熔点仅比Ar的高,所以应该是2号。
(3)两种元素分别是C和Si,形成的SiC是原子晶体。因SiC晶体与晶体Si都是原子晶体,由于C的原子半径小,SiC中C-Si键键长比晶体Si中Si-Si键长短,键能大,因而熔沸点高。
有几种元素的微粒的电子层结构如右图所示:
(1)若该微粒呈电中性,这种微粒的符号是____。
(2)若该微粒的盐溶液能使溴水退色,并出现浑浊,这种微粒的符号是_______。
(3)若该微粒的氧化性甚弱,但得到电子后变为原子,原子的还原性很强,这种微粒的符号是______。
(4)若该 微粒的还原性很弱,失去1个电子后变为原子,原子的氧化性很强,这种微粒的符号是______。
正确答案
(1)Ar (2)S2- (3)K+ (4)Cl-
试题分析:(1)若该微粒呈电中性,则该微粒的原子序数为18,这种微粒的符号为Ar ;(2)若该微粒的盐溶液能使溴水退色,并出现浑浊,氯离子和氮离子不能被溴氧化,而硫离子可以,所以这种微粒的符号为S2-;(3)若该微粒的氧化性甚弱,但得到电子后变为原子,原子的还原性很强,说明该粒子为金属元素,只有K符合要求,所以该微粒的符号为K+ ;(4)若该 微粒的还原性很弱,失去1个电子后变为原子,原子的氧化性很强,说明该粒子为非金属元素,只有Cl符合要求,所以该微粒的符号为Cl-。
点评:本题考查了元素及其性质,该考点是高考考查的重点,本题难度不大。
下表列出了核电荷数为21~25的元素的最高正化合价,回答下列问题:
(1)写出下列元素基态原子的核外电子排布式:Sc_____________________、Ti_____________________、V_____________________、Mn____________________。
(2)已知基态铬原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1,这并不符合规则的构造原理。人们常常会碰到客观事实与理论不吻合的问题,当你遇到这样的问题时,你的态度是_______________。
(3)对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价,你发现的规律是_____________________________________;出现这一现象的原因是_________________________。
正确答案
(1)Sc:1s22s22p63s23p63d14s2或[Ar]3d14s2
Ti:1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2
V:1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2
Mn:1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2
(2)尊重客观事实,注重理论适用范围,掌握特例……
(3)五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最外层s电子和次外层d电子数目之和;能级交错使d电子也参与了化学反应
试题分析:(1)各元素的基态原子的核外电子排布式为:
Sc:1s22s22p63s23p63d14s2或[Ar]3d14s2
Ti:1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2
V:1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2
Mn:1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2;
(2)当遇到规律与实验事实不同时,我们应该要尊重客观事实,注重理论适用范围,掌握特例……
(3)对比这五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价,可以发现五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最外层s电子和次外层d电子数目之和,出现这一现象的原因是能级交错使d电子也参与了化学反应。
点评:本题考查了核外电子排布式的书写、对待科学的态度、能级交叉理论的知识,有一定的开放性,第三题对学生的要求有点高,总体上该题难度适中。
(每空2分,共16分)短周期元素X、Y、Z、W,原子序数依次增大。常温常压下,只有W的单质为气体。它们的最高氧化物对应的水化物依次为甲、乙、丙、丁。甲、乙、丙是中学化学中的常见物质,其中只有乙难溶于水,且能和甲、丙反应得到澄清溶液。根据以上信息填写下列空白:
⑴画出W的原子结构示意图_________________________________________;
⑵将乙和甲、丙分别反应后得到的溶液混合,观察到的现象是___________________
___________________ ,两溶液混合时所发生反应的离子方程式为____________________________________________________;
⑶下列事实能证明Z和W非金属性强弱的是(选填序号)__________________________;
E.氢化物水溶液的酸性:HW>H2Z
F.溶解性:丁>丙
⑷用Y单质和生活中最常用的金属作电极,用导线连接插入甲的溶液中构成原电池,该原电池负极的电极反应式为_______________________________________________ ;
⑸工业上以XW为原料可以进行许多化生产,甲和W2都是其主要产品。写出工业上以XW为原料生产甲和W2的化学方程式_______________________________________________
_______________________________________________;若要生产80.0 kg甲物质,至少需要XW______________kg,同时可得W2_____________m3(标况)。
正确答案
⑴ ;⑵产生白色胶状沉淀; Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓ ;
⑶ B. C. D. ⑷ Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O;
⑸ 2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑ 117 22.4
根据元素的结构及有关性质可知,X、Y、Z、W分别是Na、Al、S、Cl。
(1)氯元素的原子序数为17,所以原子结构示意图是。
(2)乙和甲、丙分别反应后得到的溶液偏铝酸钠和硫酸铝,二者混合生成氢氧化铝沉淀,方程式为Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓。
(3)非金属性的比较规律:
1、由元素原子的氧化性判断:一般情况下,氧化性越强,对应非金属性越强。
2、由单质和酸或者和水的反应程度判断:反应越剧烈,非金属性越强。
3、由对应氢化物的稳定性判断:氢化物越稳定,非金属性越强。
4、由和氢气化合的难易程度判断:化合越容易,非金属性越强。
5、由最高价氧化物对应水化物的酸性来判断:酸性越强,非金属越强。(除氟元素之外)
6、由对应阴离子的还原性判断:还原性越强,对应非金属性越弱。
7、由置换反应判断:强置弱。〔若依据置换反应来说明元素的非金属性强弱,则非金属单质应做氧化剂,非金属单质做还原剂的置换反应不能作为比较非金属性强弱的依据〕
值得注意的是:氟元素没有正价态,故没有氟的含氧酸,所以最高价氧化物对应水合物的酸性最强的是高氯酸,而不是非金属性高于氯的氟元素!故规律5只适用于氟元素之外的非金属元素。
8、按元素周期律,同周期元素由左到右,随核电荷数的增加,非金属性增强;同主族元素由上到下,随核电荷数的增加,非金属性减弱。
据此可知选项BCD正确。
(4)生活中最常见的金属是铁,由于铝的活泼性强于铁的,且能和氢氧化钠反应,所以铝是负极,铁是正极,负极反应式为 Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O。
(5)惰性电极电解硫化钠溶液的方程式为2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑ 80.0kg氢氧化钠是80000g÷40g/mol=2000mol。所以需要氯化钠是2000mol,质量是117kg。同时生成氯气是1000mol,其标准状况下的体积是22.4m3.
现有五种短周期元素A、B、C、D、E,其原子序数依次增大。A、E同主族,A元素原子半径最小。B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍。C元素最高价氧化物对应水化物X与其氢化物Y反应生成一种盐。A、B、C、E四种元素都能与D元素形成原子个数比不相同的常见化合物。试回答下列问题:
小题1: 请写出B元素在周期表中的位置 ,X和Y形成的化合物的化学式 。
小题2:A、B两元素形成的气体化合物在标准状况下的密度为1.964g/L,其结构简式为 。
小题3:C、E两元素形成的化合物中包含的化学键为 ,用电子式表示其形成过程____ 。
小题4: 写出Y的水溶液与氯化铁溶液反应的离子方程式___________________
小题5:汽车尾气中含有B、C的氧化物,它们均为无色有害气体。在钯(Pd)等过渡金属的催化下,这两种气体可以相互反应转化为无害气体。请写出该转化反应的化学方程式_____________
正确答案
小题1: 第二周期IVA族, NH4NO3
小题2:CH3CH3
小题3: 共价键
小题4:3NH3.H2O+Fe3+=Fe(OH)3↓+ 3NH4+
小题5: 2CO+2NO2CO2+N2
考查元素周期表的结构和元素周期律的应用以及原子核外电子的排布规律等。最外层电子数是内层电子数的2倍的元素只能是第三周期,即为碳元素,则B是碳元素。C元素最高价氧化物对应水化物X与其氢化物Y反应生成一种盐,则C是N元素。根据D的原子序数大于7但小于18,并A、B、C、E四种元素都能与D元素形成原子个数比不相同的常见化合物可判断,D是氧,则A应该是H,E应该是钠。
小题1:X是硝酸,Y是氨气,二者形成的化合物是硝酸铵。
小题2:标准状况下的密度为1.964g/L,则摩尔质量是1.964g/L×22.4L/mol=30g/mol,由C和H形成的化合物是乙烷。
小题3:N是活泼的非金属,Na是活泼的金属,二者形成的化学键是离子键,形成的化合物是离子化合物氮化钠。
小题4:氨气溶于水显解析和氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀和氯化铵。
小题5:C和N的无色有毒气体氧化物是CO和NO,在一定条件下二者发生氧化还原反应生成氮气和CO2。
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