- 物质结构元素周期律
- 共75155题
(15分)I.(9分)某同学做同周期元素性质递变规律实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象如下表。
请你帮助该同学整理并完成实验报告:
(1)实验目的:探究同周期元素的金属性和非金属性的递变规律。
(2)实验用品:
仪器:①试管 ②酒精灯 ③胶头滴管 ④试管夹⑤镊子⑥小刀⑦玻璃片⑧砂纸 ⑨烧杯等。
药品:钠、镁带、铝条、2 mol·L-1的盐酸、新制的氯水、饱和的H2S溶液等。
(3)实验内容:(填写与实验方案相对应的实验现象)
① ② ③ ④ ⑤ (用A-E表示)
写出③的离子方程式 。
(4)实验结论: 。
II. (6分)实验室利用如图装置进行中和热的测定,请回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少一种玻璃仪器是 。
(2)做1次完整的中和热测定实验,温度计需使用 次。
(3)某同学为了省去清洗温度计的麻烦,建议实验时使用两支温度计分别测量酸和碱的温度,你是否同意该同学的观点,为什么?
正确答案
I.(9分)
(3)① B ②E ③ A ④ D ⑤ C (共3分,错1个扣1分,错3个以上不得分
2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ (2分)
(4)金属性:Na > Mg > Al 非金属性:Cl > S (4分)
II. (6分)(1)环形玻璃搅拌棒(2分)
(2)3次(2分) (3)不同意,因为不同的温度计误差不同。(2分)
I中通过实验考查了元素周期律相关知识,主要是第三周期元素单质的金属性及非金属的强弱比较。II是关于中和热实验的测定,实验的关键是减小热量损失,减少实验误差。
如图是从元素周期表中截取的一个片断,其中X、Y、Z、W均属于短周期元素。请回答下列问题。
(1)若X单质为空气中的主要成分之一,则W的原子结构示意图为________。
(2)若Y、W、Z的最高价氧化物对应的水化物依次为一元酸、二元酸、三元酸,这三种酸的正盐的含氧酸根离子中,有两种的电子数相等,这两种离子的离子符号是________、________。
(3)若Na与Y和Z的单质分别反应可以生成摩尔质量相同的两种化合物,其中Na与Y形成的化合物的电子式为________,所含化学键的类型为________。
(4)Y元素在元素周期表中处于第________纵行(写出所有可能纵行数)。
正确答案
(1) (2)SO42— PO43—
(3) 离子键、非极性共价键(或共价键)
(4)15、16、17
(1)若X的单质为空气的主要成分之一,则X是N元素、W是Ar元素,Ar元素的原子结构示意图为 (2)若Y、W、Z的最高价氧化物对应的水化物依次为一元酸、二元酸、三元酸,则分别为HNO3、H2SO4、H3PO4;其中SO42—、PO43—的电子数相等。(3)若Na与Y和Z的单质分别反应生成摩尔质量相同的两种化合物,即为Na2O2、Na2S,其中Na2O2的电子式为
,它含有离子键和非极性共价键。(4)由元素周期表截图可知,Y元素可能位于第15、16、17纵行。
W、X、Y、Z是元素周期表中原子前四周期的四种元素,有关它们的信息如下表所示。
(1)Y位于元素周期表第________周期第________族;X的基态原子核外电子排布式是 。
(2)W的简单离子半径 X的简单离子半径(填“>”、“<”或“=”);Y的第一电离能比Z的 (填“大”或“小”);W、X的最简单气态氢化物中,沸点较高的是 (填化学式)。
(3)在150℃左右时,化合物ZW与氢气反应生成红色的Z2W粉末,该反应的化学方程式为 。
(4)W元素形成的多种化合物分子中,含有极性共价键和非极性共价键的分子名称为
(任写一种)。
(5)在25℃、101 kPa下,已知Z固体单质在Y2气体中完全燃烧后恢复至原状态,平均每转移1mol 电子放热110.05kJ,该反应的热化学方程式是 。
正确答案
(1)三 ⅦA(2分) 1s22s22p3 (2分)
(2)< (1分) 大(1分) H2O (2分)
(3)2CuO + H2Cu2O + H2O (2分)
(4)过氧化氢(双氧水)(2分)
(5)Cu(s) +Cl2(g)=CuCl2(s) △H=-220.10kJ/mol(3分)
试题分析:W的基态原子L层电子数是K层电子数的3倍,则W为O元素;X与氢元素形成的一种化合物可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则X为N元素;Y的单质为黄绿色气体,最高价氧化物对应的水化物化学式为HYO4,则Y为Cl元素;Z的基态原子外围电子排布式为(n-1)d10ns1,因为这四种元素位于元素周期表的前四周期,所以Z为CuO。
(1)Y为Cl元素,位于元素周期表第三周期、ⅦA族;X为N元素,其基态原子核外电子排布式为:1s22s22p3
(2)O2‾与N3‾电子排布相同,原子序数越大,离子半径越小,所以O2‾半径
(3)在150℃左右时,化合物ZW与氢气反应生成红色的Z2W粉末,H2把CuO还原为Cu2O,化学方程式为:2CuO + H2Cu2O + H2O
(4)氧元素形成的化合物中,含有极性共价键和非极性共价键的分子,最常见的为过氧化氢。
(5)首先写出化学方程式并注明物质的状态,每转移1mol 电子放热110.05kJ,则1molCu完全反应放热-220.10kJ,进而写出热化学方程式为:Cu(s) +Cl2(g)=CuCl2(s) △H=-220.10kJ/mol
下表是元素周期表的一部分,请回答以下问题:
(1)在这些元素中,最活泼的非金属元素是 (元素符号),原子最外层达到稳定结构的元素是(元素符号);
(2)元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是 (填化学式);
(3)写出③、④的最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式
;
(4)③、⑥、⑧的原子半径由大到小为 ﹥ ﹥ (填元素符号),
①、⑤的最高价含氧酸酸性 ﹥ (均填化学式);
(5)写出证明非金属性⑥比⑨强(用置换反应证明)的化学方程式 ;
(6)写出工业上制备⑤单质的化学方程式 。
正确答案
(16分)(1) F Ar (2) HClO4 (本题每空2分)
(3) Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]
(4) K ﹥Na﹥Cl; H2CO3 ﹥ H2SiO3或H4SiO4
(5) 2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2 (6) SiO2 + 2CSi + 2CO ↑。
试题分析:①为C元素;②为F元素;③为Na元素;④为Al元素;⑤为Si元素;⑥为Cl元素;⑦为Ar元素;⑧为K元素;⑨为Br元素。
(1)(2)同周期,金属性自左向右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强;同主族,金属性自上向下金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。最活泼的非金属元素是F,原子最外层达到稳定结构的元素是Ar。元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HClO4。
(3)③、④的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、 Al(OH)3 ,其发生反应方程式为Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]。
(4)③、⑥属于同一周期,从左到右核电荷数依次增多,原子半径逐渐减小,即原子半径③>⑥;③、⑧属于同一主族,从左到右核电荷数依次增多,原子半径逐渐增大,即原子半径⑧>③,故原子半径大小数序为K ﹥Na﹥Cl。①、⑤的最高价含氧酸分别为H2CO3、H2SiO3或H4SiO4,因为C的非金属性大于Si的非金属性,故酸性强弱为H2CO3﹥ H2SiO3或H4SiO4。
(5)比较非金属性的强弱,可以根据氢化物的稳定性、和氢气反应难易程度、最高价氧化物的水化物酸性的强弱、单质之间互相置换来比较。⑥为Cl元素,⑨为Br元素,可以通过置换反应来证明,方程式为2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2。
(6)⑤为Si元素,工业制取Si单质的化学方程式为SiO2 + 2CSi + 2CO ↑。
点评:本题考查学生根据元素周期表知识进行综合分析解题的能力,解题的关键是掌握有关元素周期表的规律。
( 9分)A、B都是短周期元素,原子最外层电子排布式分别为(n+1)sx、nsx+1npx+3。A与B可形成化合物D。D溶于水时有气体逸出,该气体能使带火星的木条复燃。请回答下列问题:
(1)比较电离能:I1(A)________I1(B)(填“>”或“<”,下同),比较电负性:A________B。
(2)通常A元素的化合价是________,对A元素呈现这种价态进行解释:
①用原子结构的观点进行解释: _______________________________________。
②用电离能的观点进行解释: ___________________________________________。
③写出D跟水反应的离子方程式:_______________________________________。
正确答案
( 9分 ) (1)①< (1分) ②< (1分) (2)+1价(1分)
①钠原子失去一个电子后形成1s22s22p6式的原子轨道全充满的+1价阳离子。该离子结构体系能量低,极难再失去电子(2分)
②Na原子的第一电离能相对较小,第二电离能比第一电离能大很多倍。通常Na原子只能失去一个电子 (2分)③2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑(2分)
试题分析:根据构造原理可知,s轨道最多容纳2个电子,所以x=1。D溶于水时有气体逸出,该气体能使带火星的木条复燃,所以D是过氧化钠,则n=2,所以A是钠,B是氧元素。
(1)非金属性越强,第一电离能越大,所以钠的第一电离能小于氧元素的。同样电负性也是钠的小于氧元素的。
(2)钠最外层电子数是1个,通常显+1价。
①由于钠原子失去1个电子后形成1s22s22p6式的原子轨道全充满的+1价阳离子。该离子结构体系能量低,极难再失去电子,所以通常显+1价。
②由于Na原子的第一电离能相对较小,而第二电离能比第一电离能大很多倍。通常Na原子只能失去一个电子,因此显+1价。
③过氧化钠溶于水生成氧气和氢氧化钠,反应的离子方程式是2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑。
点评:在判断原子核外电子的排布时,应该利用构造原理进行分析。另外本题的关键还在于能使带火星的木条复燃的气体是氧气,继而逐一分析即可。
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)k在空气中燃烧产物的分子构型为 ,中心原子的杂化形式为 ,该分子是 (填“极性”或“非极性”)分子。
(3)含10电子的d的氢化物分子的VSEPR模型为 。元素c、a、e按原子个数1:2:1组成生活中常见有甜味分子,该分子中有 个手性碳原子。
(4)g、h、i三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号)。
(5)所有元素中电负性最大的是 (填图中序号所示的元素符号),元素k有两种氧化物,它们对应的水化物的酸性强弱顺序为 。(填化学式)
正确答案
(1)1s22s22p63s23p63d64s2 (2)V形, sp2杂化, 极性
(3)四面体形, 4 (4)Mg>Al>Na (5)F, H2SO4>H2SO3
试题分析:(1)根据元素在周期表中的相对位置可知,元素o位于第四周期第Ⅷ族,是26号元素铁。则根据构造原理可知,元素铁的基态原子电子排布式为)1s22s22p63s23p63d64s2。
(2)k位于第三周期第ⅥA族,是硫元素。单质硫在空气中燃烧产物是SO2。根据价层电子对互斥理论可知,SO2分子中S原子含有的孤对电子对数==1,因此SO2是V型结构,属于极性分子,S原子是sp2杂化。
(3)d元素位于第二周期第ⅤA族,因此含10电子的N的氢化物分子是NH3。根据价层电子对互斥理论二者,N原子含有的孤对电子对数==1,因此氨气分子的VSEPR模型为四面体形。元素c、a、e分别是C、H、O三种元素,按原子个数1:2:1组成生活中常见有甜味分子是葡萄糖。由于将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子(常以*标记手性碳原子),所以根据葡萄糖的结构简式CH2OH(CHOH)4CHO可知,该分子中间的4个碳原子均是手性碳原子,所以含有4个手性碳原子。
(4)g、h、i三种元素位于第三周期,分别是Na、Mg、Al。同周期自左向右金属性逐渐减弱,第一电离能逐渐增大。但由于Mg元素的3s电子处于全充满状态,稳定性强于Al元素的,因此镁的第一电离能大于铝元素的第一电离能,所以三种元素的第一电离能由大到小的顺序为Mg>Al>Na。
(5)同周期自左向右非金属性逐渐增强,同主族自上而下非金属性逐渐减弱。由于非金属性越强,电负性越大,所以所有元素中电负性最大的是是第二周期第ⅦA族的F元素。元素S有两种氧化物,它们对应的水化物分别是亚硫酸和硫酸,化学式分别是H2SO3、H2SO4。在含氧酸中(HO)mROnn值越大,酸性越强,由于亚硫酸和硫酸分别可写成(HO)2RO、(HO)2RO2,所以硫酸的酸性强于亚硫酸的酸性,即酸性强弱顺序为H2SO4>H2SO3。
A、B、C、D、E属于短周期元素,且原子序数依次增大,已知A 与E同主族,B、C、D、E同周期,A与B可形成两种离子化合物甲和乙,在甲中A、B 离子的电子层结构相同;C的简单离子半径是同周期所有离子中最小的,高纯度的D单质可制造芯片;又知 C、D的单质都能与强碱溶液反应。
(1)写出: A D (元素符号),乙 (化学式 )
(2)E元素在周期表中的位置是第 周期,第 族。
(3)画出B的原子结构示意图 ;
(4)C单质与NaOH溶液反应的离子方程式 ;
(5)举出C单质在工业上的一种重要用途(必须用化学方程式表示) 。
正确答案
(10分)
(1)O Si, Na2O2 (2)3, ⅥA。 各 1分
(3) ; 1分
(4) 2Al+2OH-+6H2O = 2[Al(OH)4]-+3H2↑;---2分
(5) 2Al + Fe2O3Al2O3+2Fe 或4Al + 3MnO2
2Al2O3+3Mn 2分。
试题分析:由高纯度的D单质可制造芯片,得知D为Si元素。C、D的单质都能与强碱溶液反应,得知C为Al元素。A与B可形成两种离子化合物甲和乙,在甲中A、B 离子的电子层结构相同,得知A为O元素,B为Na元素。A 与E同主族,得知E为S元素。
(1)A为O元素,D为Si元素。乙为Na2O2。
(2)E为S元素,在周期表中的位置是第三周期,第ⅥA族。
(3)B为Na元素,原子结构示意图为。
(4)C为Al元素,与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O = 2[Al(OH)4]-+3H2↑。
(5)C为Al元素,其单质可以用来焊接铁轨和制取金属单质,方程式为2Al + Fe2O3Al2O3+2Fe,4Al + 3MnO2
2Al2O3+3Mn。
点评:本题考查元素位置结构性质关系及应用,题目难度中等,本题侧重于电子式的书写,学习中注意把握书写要点。
W、M、N、X、Y、Z是五种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数变化如右图所示。已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;M和Ne原子的核外电子数相差1;N与X相邻;X的单质是一种常见的半导体材料;Y的最外层电子数是其最内层电子数的3倍;Z的非金属性在同周期主族元素中最大。
(1)元素X在周期表中的位置是_______________;元素Y的离子结构示意图为____________
(2)下列有关物质性质的比较中.正确的是________________
(3)元素W与M按原子个数比1:1形成的化合物A的电子式为______________。
(4)X、Z与氢三种元素按1:2:2形成的五原子化合物属于_______分子(填 “极性” “非极性”)
(5)与Z同族的元素都能形成氢化物,其中水溶性最强的是______(填化学式)
(6)含有N元素的两种常见离子能发生双水解反应,试写出该离子方程式 ________________。
正确答案
(1)第三周期第IVA族(1+1分); (2分)
(2)B(2分)
(3) (2分)
(4)极性(2分)
(5)HF(2分)
(6)Al3+ + 3AlO2﹣+ 6H2O = 4Al(OH)3↓(2分)
试题分析:(1)X单质是一种半导体材料,所以X为硅元素,Y的最外层电子数是最内层电子数的三倍又在硅元素后面,所以Y是硫元素;
(2)推断W为氧,M是钠,N是铝,X是硅,Y是硫,Z是氯,A、M、X、Z形成的单质熔沸点X>M>Z,错误;B、正确;C、硅和氧形成的是共价键,硅和氯形成的是离子键,错误;D、盐酸的酸性没有硫酸的强,错误。
(3)过氧化钠中既有共价键也有离子键;
(4)氯元素以离子键与别的元素结合,含有离子键,所以为极性分子;
(5)卤素氢化物的水溶性HF>HCl>HBr>HI;
(6)铝离子和偏铝酸根离子能发生双水解。
(14分)下表为元素周期表的一部分:
Ⅰ.用化学用语回答下列问题:
(1)写出元素④在周期表中的位置: ;
(2)②③⑤的原子半径由大到小的顺序为 ;
(3)④⑤⑥的气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是 ;
(4)①②③⑥中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物,写出其中两种化
合物的电子式: 。
Ⅱ.由上述部分元素组成的物质间,在一定条件下,可以发生下图中的变化,其中A是一
种淡黄色固体。则:
(1)写出固体A与液体X反应的离子方程式: ;
(2)气体Y是一种大气污染物,直接排放会形成酸雨。可用溶液B吸收,当B与Y物质的量之比为1∶1且恰好完全反应时,所得溶液D的溶质为 (填化学式);已知溶液D显酸性,则D溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为 ;
(3)在100 mL 18 mol/L的F浓溶液中加入过量铜片,加热使之充分反应,产生气体的体积(标况下)可能为: 。
A.40.32 L B.30.24 L C.20.16 L D.13.44 L
正确答案
(14分)
Ⅰ.⑴第三周期ⅣA族;(1分) ⑵ Na>S>O ;(2分)
⑶ HCl>H2S>SiH4 ;(2分) ⑷ Na+ 、
;(2分)
Ⅱ.⑴ 2Na2O2 + 2H2O = 4Na+ + 4OH-+ O2↑;(2分)
⑵ NaHSO3;(1分) c(Na+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO
)>c(OH-) ;(2分)
⑶ D 。(2分)
试题分析:Ⅰ.根据元素周期表的结构判断①②③④⑤⑥分别是H、O、Na、Si、S、Cl元素。
(1)元素④Si在周期表中的位置是第三周期ⅣA族;
(2)②③⑤的原子半径由大到小的顺序为Na、S在第三周期,O在第二周期,Na在S的右侧,所以原子半径:Na>S>O;
(3)④⑤⑥元素的非金属性强弱顺序是Si2S>SiH4;
(4)①②③⑥中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物,如NaOH、NaClO、NaClO3等,电子式为Na+ 、
;
Ⅱ.(1)A是一种淡黄色固体,由A能与某种液体反应,说明A是过氧化钠,该液体是水,二者反应的化学方程式为2Na2O2 + 2H2O = 4Na+ + 4OH-+ O2↑;
(2)溶液B是氢氧化钠溶液,气体C是氧气,气体Y是一种大气污染物,直接排放会形成酸雨。说明气体Y是二氧化硫。二氧化硫与氢氧化钠1:1完全反应时的产物根据元素守恒法可判断为NaHSO3;NaHSO3溶液显酸性,说明HSO3-的电离程度大于其水解程度,所以溶液中的离子浓度的大小关系是c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-);
(3)F为硫酸,100 mL 18 mol/L的硫酸浓溶液中硫酸的物质的量是1.8mol,浓硫酸与Cu完全反应,最多生成0.9mol的二氧化硫,但随着反应的进行,硫酸浓度变稀,Cu不与稀硫酸反应,所以产生的二氧化硫的物质的量小于0.9mol,体积(标准状况)则小于20.16L,所以答案选D。
A、B、C、D、E、F、G七种短周期主族元素的原子序数依次增大。A和E最外层电子数相同,短周期主族元素的原子中,E原子的半径最大;B、C和F在周期表中相邻,B、C同周期,C、F同主族,F原子的质子数是C原子质子数的2倍;A和C可形成两种常见的液态化合物X和Y(相对分子质量X<Y );D形成的分子为双原子分子。回答问题:
(1)D元素的名称为 , F形成的离子的结构示意图为 。
(2)写出液态化合物Y的一种用途 。
(3)用某种金属易拉罐与A、C、E组成的化合物的水溶液反应,产生的气体可充填气球,请写出该反应的离子方程式 ________ ,使用这种气球存在的隐患是 。
(4)P和Q两种物质都是由A、C、E、F四种元素组成的盐,其水溶液都显酸性,等物质的量的P和Q恰好完全反应。写出该反应的离子方程式: 。
(5)A、B、G三种元素两两组合形成的化合物在空气中相遇形成白烟,反应的化学方程式为 。
正确答案
(1)氟
(2)一定浓度的H2O2溶液作消毒剂
(3)2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ 易燃、易爆
(4)H++HSO3-=SO2↑+H2O
(5)NH3+HCl=NH4Cl
E原子半径在短周期主族元素中最大,E为Na;A与E最外层电子数相同,A、E同主族,A为H;C元素在第二周期,H元素与C元素形成两种常见的液态化合物,C为氧元素;F质子数是C的2倍,F为S;B、C同周期且相邻,B为N;D为F;G为Cl。
(1)D元素名称为氟,S2-的结构示意图为
(2)化合物Y为H2O2,可以作医用消毒剂和漂白剂等。
(3)Al与NaOH溶液反应产生H2,反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。氢气球存在的问题是易燃、易爆。
(4)H、O、Na、S形成的化合物都显酸性,则为NaHSO4和NaHSO3,反应的离子方程式为:H++HSO3-=SO2↑+H2O。
(5)H、N、Cl三种元素形成的NH3与HCl反应的化学方程式为:NH3+HCl=NH4Cl。
下列为元素周期表中的一部分,用化学式或元素符号回答下列问题:
(1)11种元素中,化学性质最不活泼的是________。
(2)①②⑤中,最高价氧化物对应的水化物碱性最强的是________。
(3)元素⑦的氢化物分子式为________,该氢化物与元素①的单质反应的离子方程式是_______________________________________________。
(4)①的最高价氧化物对应的水化物的化学式为__________。①和⑨两元素形成化合物的化学式为_________________________,该化合物灼烧时焰色为________,该化合物的溶液与元素⑧的单质反应的离子方程式为 。
正确答案
(1)Ar (2)KOH (3)H2O 2K+2H2O===2K++2OH-+H2↑
(4)NaOH NaBr 黄色 Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
试题分析:(1)稀有气体元素的最外层电子数已经达到稳定状态,所以化学性质最不活泼,因此化学性质最不活泼的是Ar元素。
(2)同周期自左向右金属性逐渐减弱,同主族自上而下金属性逐渐增强。金属性越强,最高价氧化物的水化物的碱性越强,则①②⑤中,最高价氧化物对应的水化物碱性最强的是KOH。
(3)⑦元素是氧元素,则其氢化物的化学式是H2O。K是活泼的碱金属,极易和水反应,生产氢氧化钾和氢气,反应的化学方程式是2K+2H2O=2KOH+H2↑。
(4)①是Na元素,其最高价氧化物对应的水化物的化学式为NaOH。⑨是Br元素,二者形成的化合物的化学式是NaBr,焰色反应显黄色。⑧是氯元素,氯元素的非金属性强于溴元素的,所以该化合物的溶液与元素⑧的单质反应的离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。
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。
短周期元素X、Y、Z、M、N原子序数依次增大,有关信息如下:
(1)XY2的电子式是 ;Z2Y2中所含化学键类型是 ;XY2与Z2Y2反应的化学方程式是 。
(2)恒容条件下,一定量的NY2、Y2发生反应:2NY2(g)+Y2(g)2NY3(g)。温度分别为T1和T2时,NY3的体积分数随时间变化如下图。该反应的△H 0(填“>”、“<”或“=”,下同);若T1、T2时该反应的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1 K2。
(3)X的非金属性比M (填“强”或“弱”),能证明此结论的事实是 (用离子方程式表示)。
正确答案
(1)(1分);离子键和非极性共价键(1分);2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2(2分)
(2)<(1分);>(1分)(3)强(1分);SiO32-+CO2+H2O=CO32-+H2SiO3(胶体)(2分)
试题分析:短周期元素X、Y、Z、M、N原子序数依次增大,X最外层电子数是次外层的2倍,则X为碳元素;Y元素主要化合价为-2价,则B为氧元素;Z其单质及化合物的焰色为黄色,则C为钠元素;M与X同主族,其单质为半导体材料,则M为硅元素;N其单质在Y单质中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,则M为硫元素;
(1)根据共价化合物电子式的书写方法;根据过氧化钠的电子式来判断;根据过氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气;二氧化碳的电子式为;过氧化钠的电子式
,含有离子键和非极性共价键;过氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(2)由图可知,温度为T2先到达平衡,所以T1>T1,温度越高,NY3的体积分数减少,说明升高温度平衡向逆反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为放热反应;根据化学平衡常数分别为K1、K2只与温度有关,平衡正向移动,平衡常数增大;
(3)同一主族,从上到下,元素的非金属性逐渐减弱;元素的非金属性越强,对应的最高价含氧酸的酸性越强以及强酸制弱酸来分析;碳元素的非金属性大于硅元素,则碳酸大于硅酸,碳酸能与可溶性硅酸盐反应生成硅酸和碳酸盐,离子方程式式为:SiO32-+CO2+H2O=CO32-+H2SiO3;
结构决定性质,性质决定用途;已知X、Y、Z、W是元素周期表中短周期中的四种非金属元素,它们的原子序数依次增大,X元素的原子形成的阳离子就是一个质子,Z、W在元素周期表中处于相邻的位置,Z的单质在常温下均为无色气体,W原子的最外层电子排布是nSn npn+2,Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍。试回答:
(1)写出W元素的元素符号和该原子基态的电子排布式:__ _____
(2)写出Z元素的原子结构示意图和该原子基态的电子排布图: _ _____
(3)X单质和Z单质在一定条件下反应生成化合物E,则E的电子式是: 。E可以进行喷泉实验的主要原因是: 。
(4)仅由X、Z、W三种元素组成的某种盐是一种速效肥料,但长期施用会使土壤酸化,有关的离子反应方程式为___________ __________________
(5)这四种元素可组成原子个数比为5∶1∶1∶3的化合物(按X、Y、Z、W的顺序)为(写名称) ,该化合物的浓溶液与足量NaOH热浓溶液反应的离子方程式为:____________ __ __
正确答案
(1)O,1s22s22p4(2) 1s22s22p3
(3)NH3 的电子式为;因为NH3极易溶于水;
(4)NH4++ H2O NH3.H2O + H+
(5)碳酸氢铵;NH+4 + HCO-3 + 2OH—CO2-3 + NH3↑ + 2H2O(注明加热条件)
试题分析:根据题意可以推断:X为氢;Y为碳; Z为氮; W为氧;(1)中,W元素的元素符号和该原子基态的电子排布式为O,1s22s22p4;(2)中,Z元素的原子结构示意图和该原子基态的电子排布图:,1s22s22p3;(3)E为NH3,NH3 的电子式为
NH3可以进行喷泉实验的主要原因是因为NH3极易溶于水;(4)由X、Z、W三种元素组成的盐为NH4NO3,长期施用会使土壤酸化是因为NH4+发生了水解,即NH4++ H2O NH3.H2O + H+;(5)中,四种元素可组成原子个数比为5∶1∶1∶3的化合物为碳酸氢铵,碳酸氢铵与NaOH热浓溶液反应的离子方程式为:
NH4+ + HCO3-+ 2OH—CO32-+ NH3↑ + 2H2O
点评:该题综合考查了部分常见元素的相关性质以及部分有这些元素构成的化合物,有一定的综合性,但是本题总体不难。
某元素X的同位素构成的气态双原子分子有三种,相对分子质量分别为70、72、74。此三种分子的物质的量之比是9∶6∶l,请回答:
(1)X元素有几种同位素?质量数分别是多少?
(2)各同位素的原子数之比是多少?
(3)X元素的近似相对原子质量是多少?
正确答案
(1)2 35,37
(2)3∶1
(3)35.5
(1)由双原子构成的单质,可由同种同位素原子构成,也可由同种元素的不同同位素原子构成。由元素X构成的三种双原子分子,其同位素原子只有2种,质量数为35,37。
(2)三种分子的物质的量之比为
35X2 35X37X 37X2
9 6 1
原子数之比(9+9)∶(6+6)∶(1+1)
故35X与37X原子数之比为(9+9+6)∶(6+1+1)=3∶1。
(3)X元素的近似相对原子质量为:35×+37×
=35.5。
(15分)元素周期表中第ⅦA族元素的单质及其化合物的用途广泛。
(1)与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为 。
(2)能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据是 (填序号)。
a.Cl2、Br2、I2的熔点 b. Cl2、Br2、I2的氧化性
c.HCl、HBr、HI的热稳定性 d. HCl、HBr、HI的酸性
(3)工业上,通过如下转化可制得KClO3晶体:
NaCl溶液 NaClO3溶液
KClO3晶体
①完成I中反应的总化学方程式:□NaCl+□H2O=□NaClO3+□ 。
②Ⅱ中转化的基本反应类型是 ,该反应过程能析出KClO3晶体而无其它晶体析出的原因是 。
(4)一定条件,在水溶液中1 mol Cl-、ClO-(x=1,2,3,4)的能量(KJ)相对大小如右图所示。
①D是 (填离子符号)。
②B→A+C反应的热化学方程式为 (用离子符号表示)。
正确答案
⑴ ⑵b、c
⑶①1NaCl+3H2O=1NaClO3+3H2↑
②复分解反应 室温下,氯酸钾在水中的溶解度明显小于其它晶体
⑷①ClO4-
②3ClO-(aq)=ClO3- (aq)+2Cl-(aq),ΔH=-117KJ·mol-1
试题分析:⑴与氯元素同族的短周期元素为氟元素,其原子结构示意图为。
⑵非金属单质的氧化性、非金属元素的氢化物的稳定性能作为判断非金属性递变规律的判断依据,而非金属单质的熔点(物理性质)、非金属元素的氢化物的酸性(没有相似的递变规律)不能作为判断非金属性递变规律的判断依据。
⑶①首先分析80 ℃下电解NaCl溶液在阳极产生NaClO3,在阴极产生H2,然后根据氧化还原反应化合价升降法将其配平。
②Ⅱ中所发生的反应为:NaClO3+KCl=KClO3↓+NaCl,属于复分解反应;由于室温下,氯酸钾在水中的溶解度明显小于其它晶体,故该反应过程能析出KClO3晶体而无其它晶体析出。
⑷①据图知D对应的化合价为+7,则其含氯的离子为ClO4- 。
②据图知A为Cl-,B为ClO-,C为ClO3- ,则B→A+C反应的化学方程式(并标出状态)为:3ClO-(aq)=ClO3- (aq)+2Cl-(aq),反应放出热量:60×3-63×1-0×2=117KJ/mol,故其反应热ΔH=-117KJ/mol,综上便可写出完整的热化学方程式。
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