- 物质结构元素周期律
- 共75155题
短周期元素A、X、D、E、R、T原子序数依次增大,原子结构及性质如表所示:
(1)R元素在周期表的位置是 ,化合物DT中存在的化学键是 。
(2)写出E单质与NaOH溶液反应的离子方程式 。
(3)1g X2A4 完全燃烧,恢复到常温时放出a kJ的热量,写出X2A4完全燃烧的热化学方程式 。
(4)RT4极易水解生成两种酸,写出该反应的化学方程式 。
(5)已知某温度下T的某一元含氧酸的Ka = 4.0×10-8,若一定浓度该酸的pH=4,则此溶液的物质的量浓度为 。
正确答案
(1)第三周期Ⅳ族(1分) 离子键(1分)
(2)2Al+2OH‾+2H2O = 2AlO2-+3H2↑ (2分)
(3)C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ∆H=" -" 28a kJ•mol-1 (2分)
(4)SiCl4+3H2O =H2SiO3↓4HCl↑ (或SiCl4+4H2O H4SiO4↓+4HCl↑)可以不标“↑”“↓”(2分)
(5)0.25mol•L‾1 (2分)
试题分析:A的原子半径最小,则A为H元素;X原子最外层电子数是次外层的两倍,则X为C元素;D是短周期中金属性最强的元素,则D为Na元素;E的最高价氧化物对应水化物是一种常见的两性氢氧化物,则E为Al元素;R与X同主族,则R为Si元素;T的负一价阴离子的核外电子排布与Ar原子相同,则T为Cl元素。
(1)R为Si元素,在元素周期表中位于第三周期Ⅳ族;化合物DT为NaCl,含有离子键。
(2)E为Al,与NaOH溶液反应的离子方程式为:2Al+2OH‾+2H2O = 2AlO2-+3H2↑
(3)X2A4 为C2H4,1g C2H4完全燃烧,恢复到常温时放出a kJ的热量,则1mol C2H4即28g完全燃烧,恢复到常温时放出28a kJ的热量,可得热化学方程式:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ∆H=" -" 28a kJ•mol-1
(4)RT4为SiCl4,水解生成的两种酸为H2SiO3和HCl,或H4SiO4和HCl,所以水解方程式为:SiCl4+3H2O =H2SiO3↓4HCl↑ (或SiCl4+4H2O H4SiO4↓+4HCl↑)
(5)该酸的pH=4,则该酸电离出的H+浓度为10-4mol•L‾1,设该酸的物质的量浓度为C,根据电离平衡常数可得:Ka =10-4×10-4÷(c-10-4)= 4.0×10-8,解得c=0.25mol•L‾1
下图是元素周期表的一部分,表中的①~⑩中元素,用元素符号或化学式填空回答:
⑴在这些元素中,化学性质最不活泼元素的原子结构示意图为 。
⑵得电子能力最强的是 地壳中含量最多的金属元素是 。
⑶用电子式表示②与④形成化合物的过程 。
⑷这些元素中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 。
⑸比较②③④⑦形成的简单离子半径的大小 。
⑹某元素R的气态氢化物为HXR,且R在该氢化物中的质量分数为94%,8.5g的HXR气体在标准状态下的体积是5.6L。则HXR的相对分子量为 ;HXR的化学式为 。
正确答案
(每空1分,共10分)
(1)Ar结构示意图略 (2)F Al (3) (4)HClO4 KOH Al(OH)3
(5)Cl-〉 F- 〉Na+ 〉Mg2+ (6) 34 H2S
试题分析:由元素在周期表中的位置可知,①为N,②为F,③为Na,④为Mg,⑤为Al,⑥为Si,⑦为Cl,⑧为Ar,⑨为K,⑩为Br,
(1)以上元素中只有Ar的最外层电子数为8,性质不活泼,最稳定,其原子结构示意图为;
(2)得电子能力最强的是F,地壳中元素的含量较多的有O、Si、Al、Ca,则金属元素最多的为Al。
(3)②与④形成的化合物为MgF2,为离子化合物,其电子式为,所以MgF2的形成过程是
;
(4)以上元素中最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的为HClO4,碱性最强的为KOH,呈两性的氢氧化物为Al(OH)3,故答案为:HClO4;KOH;Al(OH)3;
(5)②③④⑦形成的简单离子半径的大小为Cl-〉 F- 〉Na+ 〉Mg2+。
⑹HxR气体在标准状况下的体积是5.6L,说明物质的量为5.6/22.4=0.25mol,又因为气体质量为8.5g,所以摩尔质量为8.5/0.25=34因此HxR的相对分子质量为34,R在该氢化物中的质量分数为94%,所以R的原子量为34*0.94=31.96=32,所以R是硫,因此HxR的化学式为H2S。
点评:本题考查元素周期表和元素周期律,熟悉元素在周期表中的位置是解答本题的关键,难度不大,注意化学用语的使用来解答。
自然界中的水要经过消毒杀菌才可成为生活饮用水。ClO2是一种高效安全灭菌消毒剂,
其中Cl化合价为价。
(1)氯原子最外层有 种能量不同的电子,某化合物中O的化合价与ClO2中O的化合价恰好相反,写出该化合物的分子式 。
(2)下列可用作比较S和C非金属性强弱依据的是
A.CS2中各元素的化合价 B.气态氢化物的稳定性
C.元素在周期表中的位置 D.最高价含氧酸的酸性
(3)以下性质的比较正确的是
A.键长:HF>HCl B.稳定性:HF>HCl
C.酸性:HF>HCl D.沸点:HF>HCl
O3也是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下:
反应① O3O2 +[O]-Q 平衡常数为K1 ;
反应② [O]+O32O2+Q 平衡常数为K2 ;
总反应:2O33O2+Q 平衡常数为K。
(4)一定条件下,O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。
已知:O3的起始浓度为0.0216 mol/L。
在30°C、pH=4.0条件下,O3的分解速率为_______________ mol/ (L·min)。
(5)根据表中数据,推测O3在下列条件下分解速率由小到大的顺序为________。(填字母代号)
A.40°C、pH=3.0 B.10°C、pH=4.0 C.30°C、pH=7.0
(6)下列叙述正确的是
A.降低温度,K增大 B.K=K1+K2
C.适当升温,可提高消毒效率 D.压强增大,K2减小
正确答案
(1)2 (1分) OF2 (1分)
(2)AD (2分)
(3)BD (2分)
(4)1×10—4 (2分)
(6)AC (2分)
试题分析:(1)氯原子最外层电子排布式为3S2SP5,3S,3P两种轨道,故有2种能量不同的电子,某化合物中O的化合价与ClO2中O的化合价恰好相反,应该为+2价,该化合物的分子式 OF2 。
(2)A中CS2中各元素的化合价为负的说明得电子能力强,非金属性强,正确。B.气态氢化物的稳定性越强其对应元素的非金属性越强,正确。C.两中元素在周期表中的位置无法进行判断,错误。D.最高价含氧酸的酸性硫酸强于碳酸,正确。选ABD。
(3)A.由于F原子半径小于氯,故键长HF
(4)根据表中数据在30°C、pH=4.0条件下,O3的分解速率为0.0216/(2*108)=1×10—4mol/ (L·min)。
(5)根据表中数据,O3在下列条件下分解速率由小到大的顺序为B
(6)正反应是放热反应,A中降低温度平衡正向移动,K增大,正确。B中应该是K=K1*K2,错误。C.适当升温,平衡右移,使溴氧的量较多,可延长消毒,正确。D中K2不变,只与温度有关,错误。
(14分)已知A、B、C、D、E为中学化学常见的五种物质,均含元素R,R在A、B、C、D、E中所呈化合价依次递增,其中只有B为单质。常温下,A、B、C、D为气体,且D+H2O→C+E。
请回答下列问题:
⑴元素R在元素周期表中的位置为_________ ____; B分子的电子式为__________。
⑵已知气体D与NaOH溶液1:1恰好完全反应,生成R的两种含氧酸盐,所得溶液中各离子浓度大小关系 。
⑶将22.4L某R的氧化物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积变为11.2L(体积均在相同条件下测定),则该氧化物的化学式可能为 。(填序号)
①、RO2 ②、R2O3 ③、RO ④、R2O
⑷科学家制备的另一种化合物,与A的组成元素相同,具有很高的热值,可用作火箭和燃料电池的燃料。该化合物可由次氯酸钠溶液和A反应得到,写出该反应的化学方程式 。
⑸M为E的钠盐,一定条件下可发生如下反应:
①设计实验方案,鉴定常见物质N 。
②此外,科学家还制备了另一种钠盐X,其与P的组成元素完全相同,X中的阴离子与P中的阴离子表观形式相同(元素种类和原子个数均相同),但X中阴离子的结构中含有一个过氧键:-O-O- ,电导实验表明,同条件下其电导能力与NaCl相同,钠盐X的阴离子与水反应生成过氧化氢的离子方程式为 。
正确答案
⑴第二周期第VA族
⑵c(Na+)> c(NO3-)> c(NO2-)> c(OH-)> c(H+)
⑶①③ ⑷ NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O
⑸Na+—焰色反应 CO32---加强酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
NO4-+H2O=NO3-+H2O2
根据元素的性质可知,R是氮元素,所以A、B、C、D、E分别是氨气、氮气、NO、NO2、硝酸。
(1)氮元素位于第二周期第VA族。氮气是含有非极性键的单质,电子式为。
(2)NO2与NaOH溶液1:1恰好完全反应的方程式为2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,亚硝酸钠水解显碱性,所以溶液中各离子浓度大小关系c(Na+)> c(NO3-)> c(NO2-)> c(OH-)> c(H+)。
(3)氮的氧化物与足量铜粉反应,生成的气体是氮气。即NxOy:N2=22.4:11.2=2:1,所以有:
2NxOy+2yCu==2yCuO+N2。根据氮原子守恒,2x=2,则x=1,y在此方程中有无数个解,但结合化学知识,只能是y=1或y=2。所以NO或NO2,方程式:2NO+2Cu=N2+2CuO、2NO2+4Cu=N2+4CuO。
(4)化合物与A的组成元素相同,所以应该是肼,所以方程式为
NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O。
(5)①M为E的钠盐,则M是硝酸钠,则P是Na3NO4,所以N是碳酸钠,鉴别钠离子可用焰色反应,CO32-用酸,产生的气体能使澄清的石灰水变混浊。
②X中的阴离子与P中的阴离子表观形式相同,但X中阴离子的结构中含有一个过氧键:-O-O- ,且同条件下其电导能力与NaCl相同,这说明带1个负电荷,所以X是NO4-,因此钠盐X的阴离子与水反应生成过氧化氢的离子方程式为。 NO4-+H2O=NO3-+H2O2。
四种短周期元素A、B、C、D,原子序数依次增大,结合下列信息:
(1)A的最高价氧化物对应的水化物E与其气态氢化物F反应,得到离子化合物G。
(2)B的焰色应呈黄色。
(3)C在同周期主族元素形成的简单离子中,离子半径最小.
(4)D最高正价与最低负价之和为零.
回答下列问题:
(1)写出D在元素周期表中的位置:
(2)写出化合物F的电子式 ,结构式
(3)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)
(4)下列可作为比较元素B和C金属性强弱的依据是 ( 填序号)
a.自然界中的含量b.相应氯化物水溶液的pH
c.单质与水反应的难易程度 d.单质与酸反应时失去的电子数
A的一种氢化物HA3可用于有机合成,其酸性与醋酸相似,体积和浓度均相等的HA3与B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 混合后溶液中离子浓度由大到小的顺序是
正确答案
(1)第三周期,第IVA族(2)
(3)Na(4)b C(5)HN3+NaOH=NaN3+H2
试题分析:A最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应得到离子化合物,则A是N元素;B焰色反应呈黄色,则B是Na元素;C在同周期主族元素形成的简单离子中,离子半径最小,C的原子序数大于B,且属于短周期元素,所以C是Al元素;D最高正价与最低负价之和为零,且D是原子序数大于C的短周期元素,则D是Si元素(1)D是Si元素,其最外层有4个电子,且属于主族元素,所以处于第IVA族,故答案为:第三周期,第IVA族。(2)A最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应得到离子化合物,则A是N元素。则F为氨气,故其电子式与结构式分别为:。(3)A形成的最高价氧化物的水化物是硝酸,A的最高价氧化物的水化物是氢氧化钠,C的最高价氧化物的水化物是氢氧化铝,D的最高价氧化物的水化物是硅酸,氢氧化钠和其它三种物质能反应,所以该元素是Na,故答案为:Na。(4)比较金属性强弱的方法有:金属元素最高价氧化物的水化物碱性强弱、金属之间的置换反应、和酸或水反应生成氢气的难易程度、形成的氯化物溶液酸性强弱等,故选b c。(5)HN3的酸性与醋酸的相当,则HN3为弱酸,与NaOH发生中和反应,方程式为:HN3+NaOH=NaN3+H2O,等体积、等浓度,二者恰好反应,为NaN3溶液,NaN3溶液中N3-水解,溶液呈碱性,故溶液中离子浓度c(Na+)>c(N3-)>c(OH-)>c(H+)。故答案为:HN3+NaOH=NaN3+H2O;c(Na+)>c(N3-)>c(OH-)>c(H+)。
一定温度范围内用氯化钠熔浸钾长石(主要成份为KAlSi3O8)可制得氯化钾,主要反应是:NaCl(l)+KAlSi3O8(s)KCl(l)+NaAlSi3O8(s)。
(1)氯化钠的电子式是 。
(2)上述反应涉及的元素中,原子半径最大的是 。
(3)上述反应涉及的位于同一周期的几种元素中,有一种元素的最高价氧化物的水化物和其余元素的最价氧化物的水化物均能发生反应,该元素是 。
(4)某兴趣小组为研究上述反应中钾元素的熔出率(液体中钾元素的质量占样品质量的百分率)与温度的关系,进行实验(保持其它条件不变),获得如下数据:
①分析数据可以得出,氯化钠熔浸钾长石是 (填“放热”或“吸热”)反应。
②950℃时,欲提高熔出钾的速率可以采取的措施是 (填序号)。
a.充分搅拌
b.延长反应时间
c.增大反应体系的压强
d.将钾长石粉粹成更小的颗粒
(5)该方法制得KCl提纯后可用来冶炼金属钾。反应Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)是工业上冶炼金属钾常用的方法,用平衡原理解释该方法可行的原因是 。
正确答案
(1)(2)K(3)Na(4)①吸热 ②a d (5)将钾分离出来,降低了产物的浓度,平衡正向移动。
试题分析:(1)不难写出氯化钠的电子式是;(2)比较离子半径:①看层,层越多,半径越大;②同层,看核,核电荷数越大,半径越小;③同层、同核看电子,电子越多半径越大,原子半径最大的是K;(3)元素钠的最高价氧化物的水化物和其余元素的最价氧化物的水化物均能发生反应;(4)温度越高,钾元素的熔出率越大,氯化钠熔浸钾长石是吸热过程;②950℃时,欲提高熔出钾的速率可以采取的措施是充分搅拌,将钾长石粉粹成更小的颗粒,增大固体的接触面积。(5)根据勒夏特列原理,可采取将钾分离出来,降低了产物的浓度,平衡正向移动。
(12分)W、X、Y、Z均为短周期主族元素,W的最外层电子数与核外电子总数之比为3∶8;X的核外电子总数与Y的最外层电子数相等,X的原子序数是Z的原子序数的一半;W、Y、Z位于同一周期。
(1)写出X的氢化物的电子式 Z单质的晶体类型是 类型
(2)W、Y、Z三种元素的气态氢化物稳定性由高到低的顺序是 。(用化学式表示,Z的气态氢化物与其同主族元素气态氢化物化学式写法相似)。
(3)已知A、B、C、D四种物质存在如下反应关系:A+B―→C+D
①若A是Y和Z常见价态的化合物,B是X的氢化物,D是Y的氢化物,反应过程中没有化合价变化,该反应的化学方程式是 。
②若A是Z的单质,B为红色固体,D为紫红色固体单质,高温下发生该反应,C的化学式是__________。D与X元素最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应,生成的气体会对大气造成污染。用烧碱溶液吸收该气体生成两种盐,其中一种盐可用作防腐剂,烧碱溶液吸收气体的离子方程式是_______ ___________。
正确答案
(12分)(1)(2分) 原子晶体(2分) (2)HCl>H2S>SiH4 (2分)
(3)①3SiCl4+4NH3=Si3N4+12HCl (2分)
②SiO2(2分)2NO2+2OH-===NO2—+NO3—+H2O(2分)
试题分析:W的最外层电子数与核外电子总数之比为3∶8,所以W应该是S元素。X的原子序数是Z的原子序数的一半,X的核外电子总数与Y的最外层电子数相等,且Y、Z位于第三周期,所以Y是氯元素,则X就是氮元素,所以Z应该是硅元素。
(1)氮元素的氢化物是氨气,含有极性键的共价化合物,电子式是。硅单质形成的晶体是原子晶体,和金刚石结构类似。
(2)非金属性越强,氢化物的稳定性越强,所以W、Y、Z三种元素的气态氢化物稳定性由高到低的顺序是)HCl>H2S>SiH4。
(3)①若A是Y和Z常见价态的化合物,则A是四氯化硅。B是X的氢化物,即位氨气。D是Y的氢化物,则D是氯化氢。又因为反应过程中没有化合价变化,该反应的化学方程式是SiCl4+4NH3=Si3N4+12HCl。
②若A是Z的单质,B为红色固体,D为紫红色固体单质,所以D是铜,则B是氧化亚铜。所以根据原子守恒可知,C的化学式是SiO2。X元素最高价氧化物对应水化物是硝酸,所以反应中生成的气体是NO2。NO2和氢氧化钠溶液反应生成亚硝酸钠和硝酸钠,其中亚硝酸钠可以作为防腐剂,方程式是2NO2+2OH-===NO+NO+H2O。
点评: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,综合性较强。
A、B、C、D是短周期的四种元素,原子序数依次增大,A原子的最外层上有4个电子;B的阴离子和C的阳离子具有相同的电子层结构,两元素的单质反应,能生成一种淡黄色的固体E,D的L层电子数等于K、M两个电子层上的电子数之和。试回答:
(1)A原子的电子式为 ,B元素能形成的两种同素异形体的物质的化学式为 ,C元素的离子结构示意图为 。
(2)化合物E中所含有的化学键是 ,它属于 化合物。
(3)写出A、B两元素形成的化合物与E反应的化学方程式: 。
(4)写出D的最高价氧化物的水化物和A单质反应的化学方程式: 。
此反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
正确答案
(1),O2 O3,
(2)共价键、离子键,(只写1个不给分);离子化合物
(3)2Na2O2+CO2=2Na2CO3+O2
(4)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O 1:2
试题分析:A、B、C、D是短周期的四种元素,原子序数依次增大,A原子的最外层上有4个电子,则A为碳;A原子的最外层上有4个电子,说明A是ⅣA元素,又因为A的原子序数是四种元素中序数最小的,所以A只能C元素。B的阴离子和C的阳离子具有相同的电子层结构,两元素的单质反应,能生成一种淡黄色的固体E,可推得B为氧,C为钠,E为过氧化钠。D的L层电子数等于K、M两个电子层上的电子数之和。因此D是S元素。(1)碳原子的电子式为,B元素能形成的两种同素异形体的物质的化学式为O2 O3, C元素的离子结构示意图为
。 (2)过氧化钠中含有的化学键是 共价键、离子键,它属于离子化合物。(3)反应的化学方程式:2Na2O2+CO2=2Na2CO3+O2 。(4)碳和浓硫酸化学方程式:C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O 。此反应中氧化产物是二氧化碳与还原产物二氧化硫的物质的量之比为1:2。
A、B、C、D、E是周期表中前四周期的元素,其有关性质或结构信息如下表:
(1)元素Y是C下一周期同主族元素,比较B、Y元素的第一电离能I1(B) I1(Y)。
(2)E元素原子的核外电子排布式为
(3)盐X的水溶液呈 (填“酸性”、“碱性”或“中性”),B元素最高价含氧酸一定比D元素最高价含氧酸的酸性 (填“强”或“弱”)。
(4)C单质分子中σ键和π键的个数比为 ,C的氢化物在同族元素的氢化物中沸点出现反常,其原因是
(5)用高能射线照射液态H2A时,一个H2A分子能释放出一个电子,同时产生一种具有较强氧化性的阳离子,试写出该阳离子的电子式: ,
写出该阳离子与硫的氢化物的水溶液反应的离子方程式:
正确答案
(1)>
(2)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
(3)酸性 强
(4)1∶2 NH3分子间存在氢键
(5) 2H2O++H2S
S↓+2H2O+2H+
根据题中A、B、C、D、E的信息可确定A~E分别为O、Cl、N、C和Fe。(1)Y为P,P的价电子排布为3s23p3,为半充满状态,第一电离能小于Cl。
(2)Fe为26号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。
(3)盐为NH4NO3,属于强酸弱碱盐,因水解而显酸性;Cl的非金属性大于C,所以高氯酸酸性强于碳酸。
(4)N2分子含氮氮三键,σ键和π键的个数比为1∶2;由于分子间存在氢键,故使其沸点出现反常。
(5)H2O释放出一个电子生成H2O+,其中氧元素为-1价,具有强氧化性。
A、B、C、D、E是五种短周期元素。已知:它们的原子序数依次增大,A是元素周期表中原子半径最小的元素;B原子最外层电子数比其次外层电子数多2,C是E的邻族元素;D和E的原子序数之和为30,且D的族序数与周期数相等。甲、乙、 丙、丁是它们两两形成的化合物,其中甲分子中含有18个电子。
请回答下列问题:
⑴C的氢化物与乙相比较,稳定性强弱关系(用相应的化学式表示):_____>_ __;
⑵元素E在周期表中的位置为第 周期 族;
⑶请写出两种与乙具有相同电子数的非单核离子的化学式:_____和_____;
⑷把D的单质放到NaOH溶液中,反应的化学方程式为:______________________;
⑸写出甲的电子式:________________;
⑹有200mL MgCl2和丙的混合溶液,其中c(Mg2+)= 0.2 mol· L-1,c(Cl-)= 1.3mol·L-1,要使Mg2+全部转化为沉淀分离出来,至少需要4 mol·L-1 NaOH 溶液的体积是: __ ___。
正确答案
⑴ H2O>CH4 ⑵第三周期VIIA族
⑶NH4+和OH- (其他合理答案也可)(2分)
⑷2Al+ 2NaOH+6H2O = 2Na[Al(OH)4]+3H2↑
⑸⑹80 mL
试题分析:依据题意可以知道,A、B、C、D、E分别为H、C、O、Al、Cl,所以⑴中,C的氢化物为H2O,乙为CH4,故其稳定性强弱关系为H2O>CH4;⑵E为Cl,在周期表中的位置为第三周期VIIA族;⑶乙为CH4与乙具有相同电子数的非单核离子的化学式为NH4+和OH-;⑷D的单质为铝,其与NaOH溶液的反应为2Al+ 2NaOH+6H2O = 2Na[Al(OH)4]+3H2↑;⑸甲为过氧化氢,其电子式为;⑹丙为AlCl3,因为c(Mg2+)= 0.2 mol· L-1,c(Cl-)= 1.3mol·L-1,所以 MgCl2的浓度为0.2 mol· L-1,即有0.04mol,AlCl3的浓度为0.3mol· L-1,即有0.06mol,当要使Mg2+全部转化为沉淀分离出来,即要把铝离子全部转化为偏铝酸根离子,即发生
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,消耗的 NaOH 溶液为0.24mol,将Mg2+全部转化为沉淀,即发生
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,消耗的 NaOH 溶液为0.08mol,所以总共需要 NaOH 溶液0.08+0.24=0.32mol,所以0.32/4L=0.08L,即80 mL。
点评:本题考查了元素及相关化合物的性质、简单化学计算,属于高考的基础考点,本题具有一定的综合性,但是总体难度适中。
(9分)短周期主族元素A、B、C、D、E在元素周期表中的位置如图所示。请回答下列问题:
(1)B、C、D元素的非金属性由大到小的顺序为 ;(填元素符号)
(2)E的氢化物与其最高价氧化物对应水化物的钾盐共热能发生反应,生成一种气体单质。反应的化学方程式为 ;
(3)C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甲气体与0.5L氧气相混合,若该气体混合物被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留,所生成的含氧酸盐的化学式是 ;
(4)在298K下,A、B的单质各1 mol 完全燃烧,分别放出热量aKJ和bKJ,又知一定条件下,A的单质能将B从它的最高价氧化物中置换出来。若此置换反应生成3mol B的单质,则该反应在298K下的△H (注:题中所设单质的为稳定单质)。
(5)要证明与D同主族且相邻的元素的非金属性与E的非金属性强弱,正确、合理的实验操作及现象是 。
正确答案
(1)O>N>C (2)8HCl+KClO4 KCl+4Cl2↑+4H2O
(3)NaNO2 (4)-(4a-3b)KJ/mol 或 (3b-4a)KJ/mol
(5)将氯水(或氯气)滴入(通入)硫化钠(或硫氢化钠)溶液中,有淡黄色沉淀生成
试题分析:根据元素周期表的结构可知B为C,C为N,D为O,A为Al,E为Cl。
(1)根据同周期从左往右非金属性依次增强判断,非金属性O>N>C。
(2)盐酸与高氯酸钾反应的方程式为8HCl+KClO4 KCl+4Cl2↑+4H2O。
(3)氮的氧化物中相对分子质量最小的是NO,2LNO与0.5L氧气混合得到1LNO2和1LNO的混合气体,被足量的NaOH吸收气体无残留,因此发生了归中反应,生成NaNO2。
(4)①4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ΔH=-4akJ/mol ②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-bkJ/mol,可知反应4Al(s)+3CO2(g)=3C(s)+2Al2O3(s)的反应热ΔH为①-3②=(3b-4a)KJ/mol。
(5)证明非金属强弱可以用非金属性强的将非金属性弱的置换出来,所以将氯气通入到硫化钠溶液中,有淡黄色的沉淀生成。
点评: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所学的知识解决具体化学问题的能力。本题基础性较强,属于中等难度的试题。
(10分)有A、B、C、D、E五种短周期主族元素,A、B、C、D原子序数依次增大,原子半径按D、A、B、C、E依次减小,A、B的核电荷数之和等于D的核电荷数,D的最外层电子数为C的最外层电子数的一半,E可以分别与A、B、C形成电子总数相同的共价分子。
⑴写出元素D在周期表中的位置 。
⑵元素A的非金属 (填“>”或“<”)元素C
⑶C离子与D离子的电子数相等,比较这两种离子的半径大小:C离子 (填“>”或“<”)D离子
⑷写出由元素A和元素E组成的10电子分子的电子式 。
⑸氧化铜与D的单质在高温下发生化学反应的方程式
,若得到1mol氧化产物,则该反应转移电子 mol。取该反应的还原产物3.2g与12.5mL、8mol/L的硫酸溶液(98%的硫酸其物质的量的浓度为18mol/L)混合,按右图装置进行实验,实验发现,3.2g还原产物几乎被消耗掉,请你解释其原因 。
正确答案
⑴第三周期ⅢA族 ⑵< ⑶>⑷⑸3CuO+2Al
Al2O3+3Cu 6 由于酒精灯一直在加热,随着反应进行,反应生成的水不断蒸发,Cu和硫酸的反应在持续进行,而Cu和H2SO4的物质的量之比又恰好是1:2。
试题分析:根据“A、B、C、D原子序数依次增大,原子半径按D、A、B、C、E依次减小”,可以确定,E为第一周期,H;A、B、C为第二周期;E为第三周期。“A、B的核电荷数之和等于D的核电荷数,D的最外层电子数为C的最外层电子数的一半”,可以确定C的最外层电子数为偶数,D为奇数,又因为A、B、C与H结合为10电子物质,确定A、B、C为C、N、O;D为Al。最终确定A、B、C、D、E依次为C、N、O、Al、H。
(1)铝核外有三个电子层,最外层有3个电子,铝在周期表中的位置是第三周期第IIIA族。
(2)C和O都是第二周期元素,从左向右,非金属增强。
(3)电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小。
(4)C和H组成的10电子分子为甲烷分子。
(5)铝和氧化铜高温下发生铝热反应,方程式为3CuO+2AlAl2O3+3Cu,若得到1mol氧化铝,转移电子6mol。铜与硫酸物质的量比为1:2,反应持续加热,水不断蒸发,铜与浓硫酸可完全反应。
点评:熟记1~18号元素符号及其名称。
(8分)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 。
(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)①C在一定条件下反应生成A的化学方程式是 。
②X、Y、Z三种元素可组成一种强酸W,C在适当条件下被W吸收生成一种盐。该盐的水溶液pH<7,其原因是(写出离子方程式) 。
正确答案
短周期中形成无色气体单质的只有H2、N2、O2(稀有气体除外),且一个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,则X、Y、Z分别为O、N、H,A、B、C分别为NO、H2O、NH3,由于H2O、NH3分子中存在氢键,使它们的沸点反常,W为硝酸与NH3反应生成NH4NO3,NH4+水解显酸性, NH4++H2ONH3•H2O+H+.
CaC2可用于固氮:CaC2+N2 CaCN2+C,CaCN2(氰氨化钙)和水反应可生成NH3。
(1)写出与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布式: 。
(2)C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是 。
(3)NH3中N原子的杂化方式为 ;根据价层电子对互斥理论推测CO32-的空间构型为 。
(4)CaCN2中阴离子为CN22-,与CN22-互为等电子体的分子有 (填写一种化学式即可);写出CaCN2水解反应的化学方程式 。
正确答案
(1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2(2)C O N(3)sp3 平面正三角形
(4)CO2或N2O CaCN2 +3H2O=CaCO3+2NH3↑
试题分析:(1)Ca位于第四周期、最外层电子数为2,最外层电子数为2、内层排满电子的第四周期元素原子是Zn,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2。(2)同周期元素从左向右,第一电离能总体趋势增大,但IIA和VA反常,第一电离能:N>O>C。(3)NH3中N形成3个键,还有1对孤对电子,N杂化类型为sp3。CO32-中C价层电子对数=
,C与3个O成键,空间构型为平面三角形。(4)等电子体原子数相同、价电子数相同。C2-与O原子数相等,所以与CN22-互为等电子体的分子有N2O,N2与CO互为等电子体,与N2O互为等电子体的分子有CO2、BeCl2等。CaCN2与水生成NH3,同时生成CaCO3。
(14分)A、B、C、D、E 五种短周期主族元素分占三个周期,A、B、C为同一周期依次相邻的3种元素,A和C的原子序数之比为3∶4,E原子的电子层数等于最外层电子数,D的原子序数小于E。请用化学用语回答相关问题:
(1)A元素在周期表中的位置 。
(2)比较C和E简单离子半径大小: 。
(3)元素E的一种常见的可溶性盐溶液呈碱性,其原因是(用离子方程式表示): ;
(4)X、Y、Z、甲、乙、丙是由A、B、C分别与D形成的化合物,六种化合物可以排成下表,其中同一横行的分子中电子数相同,同一纵行的物质所含元素种类相同,其中X、Y、甲常温常压下为气体,Z、乙、丙常温常压下为液体。
①甲的分子式为 ;丙的电子式为 。
②乙的分子式为B2D4,乙和丙常作火箭推进器的燃料,反应后的产物无污染。已知8g液态乙与足量液态丙完全反应,产物均为气体时,放出热量为160.35kJ,试写出该反应的热化学方程式: 。
正确答案
(1)第二周期ⅣA族。(2分)
(2)O2->Al3+(2分)。
(3)A1O2—+2H2OAl(OH)3+OH—(3分)
(4)①C2H6, (各2分)
②N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g) △H=-641.40kJ/mol(3分)
A、B、C相邻同周期,且A、C的原子序数之比为3:4,可以推知分别为C、N、O元素,E的最外层电子数等于电子层数,可能为H、Be、Al,结合占有三个周期,且D原子序数小于E,可以确定,D为第一周期,为H;E为第三周期为Al。
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