- 物质结构元素周期律
- 共75155题
(1)根据NaH的存在,有人提议可把氢元素放在 族,那么根据其最高正价与最低负价的绝对值相等,又可把氢元素放在周期表中的 族。
(2)现有甲、乙两种元素,甲元素在第三周期第VIIA族,甲元素与碘元素相比较,非金属性较强的是 (填元素名称),写出可以验证该结论的一个化学反应方程式
(3)现有甲、乙两种短周期元素,室温下,甲元素单质在冷的浓硫酸或空气中,表面都生成致密的氧化膜,乙元素原子核外M电子层与K电子层上的电子数相等。甲、乙两元素相比较,金属性较强的是 (填名称),可以验证该结论的实验是( )。
(a)将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中
(b)将这两种元素的单质粉末分别和同浓度的盐酸反应
(c)将这两种元素的单质粉末分别和热水作用,并滴入酚酞溶液
(d)比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
正确答案
(8分)(1),
(各1分) (2)氯(1分);Cl2+2KI=I2+2KCl(2分)
(3)镁(1分);bc(2分)
试题分析:(1)NaH中氢元素的化合价是-1价,据此可以把氢元素放在第ⅦA族。第ⅣA族元素的最高正价与最低负价的绝对值相等。而氢元素的在最高价是+1价,据此又可把氢元素放在周期表中的第ⅣA族。
(2)甲元素在第三周期第VIIA族,则甲是氯元素。同主族自上而下,非金属性逐渐较弱,所以甲元素与碘元素相比较,非金属性较强的是氯元素。根据活泼性较强的可以置换出活泼性较弱的可知,该反应的化学方程式可以是Cl2+2KI=I2+2KCl。
(3)室温下,甲元素单质在冷的浓硫酸或空气中,表面都生成致密的氧化膜,所以甲是铝。乙元素原子核外M电子层与K电子层上的电子数相等,则乙是Mg。比较元素金属性强弱的一般依据是:在一定条件下金属单质与水反应的难易程度和剧烈程度。一般情况下,与水反应越容易、越剧烈,其金属性越强;常温下与同浓度酸反应的难易程度和剧烈程度。一般情况下,与酸反应越容易、越剧烈,其金属性越强,据此可知选项bc正确,a中因为久置Al表明含有氧化膜,不正确。金属没有氢化物,d不正确,答案选bc。
点评:该题是中等难度的试题,试题基础性强,难易适中,注重知识的灵活性,侧重能力的培养和解题方法的指导和训练。有助于培养学生的逻辑思维能力,提高学生分析问题,特别是灵活运用基础知识解决实际问题的能力。
(9分).有A、B、C、D、E五种短周期元素,其中A、C、B属于同一周期,且原子序数依次增大;A原子最外层p能级的电子数等于次外层的电子总数;B原子最外层中有两个不成对的电子;D、E原子核内各自的质子数与中子数相等;B元素可分别与A、C、D、E生成RB2型化合物,并知在DB2和EB2中,D与B的质量比为7∶8,E与B的质量比为1∶1。试回答:
(1)写出D元素基态原子的电子排布式:____________________________________。
(2)写出AB2的路易斯结构式为:__________________。
(3)B、C两元素的第一电离能大小关系为________>________(填元素符号)。
(4)根据VSEPR模型预测C的氢化物的立体结构为________,中心原子C的轨道杂化类型为________。
(5)C的单质分子中π键的数目为________,B、D两元素的气态氢化物的稳定性大小关系为________>________(填化学式)。
正确答案
(1)1s22s22p63s23p2 (2)
(3)N O (4)三角锥形 sp3杂化 (5)2 H2O SiH4
根据元素的结构及有关性质可知,A、B、C、D、E五种短周期元素分别是C、O、N、Si、S。
(1)根据构造原理可知,硅元素基态原子的电子排布式1s22s22p63s23p2。
(2)CO2是含有极性键的直线型结构,所以电子式是。
(3)由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,所以第一电离能大于氧元素的。
(4)在NH3中中心原子氮原子含有的孤对电子对数是(5-1×3)÷2=1,所以氨气是三角锥形。
(5)氮气中含有氮氮三键,而三键是由1个α键和2个π键构成的,所以氨气中含有的π键数目是2个;非金属性越强,相应氢化物的稳定性越强,因此水的稳定性强于SiH4的。
甲、乙、丙、丁、戊五种短周期元素原子序数依次递增。甲最外层电子数是次外层的两倍,丙的次外层电子数比最外层少4个,丁形成的简单阳离子是同周期元素简单离子中半径最小的,戊是同周期主族元素中原子半径最小的。试用化学式回答下列问题:
(1)乙和戊形成的化合物中各原子最外层均满足8e-结构,其化学式为 ;
(2)写出乙的最高价氧化物的水化物的浓溶液与甲单质反应的化学方程式 ;
(3)戊的最高价氧化物与丁的最高价氧化物的水化物反应的离子反应方程式为 ;
(4)常温下戊单质被NaOH溶液吸收的化学方程式为 ;
(5)氢与丙形成原子个数比为1:1的液体,该物质中存在的作用力有( )
①极性键 ②非极性键 ③离子键 ④氢键 ⑤范德华力
正确答案
(1)NCl3(2)
(3)(4)
(5)①②④⑤
试题分析:甲最外层电子数是次外层的两倍,说明甲元素为C;丙的次外层电子数比最外层少4个,说明丙为O;甲、乙、丙三种短周期元素原子序数依次递增,所以乙为N;丁形成的简单阳离子是同周期元素简单离子中半径最小的,则为Al;戊是同周期主族元素中原子半径最小的,为Cl。
乙和戊形成的化合物中各原子最外层均满足8e-结构,则其化合价和最外层电子数代数和为8的绝对值,NCl3
注意此题重点考查离子反应方程式的书写。戊的最高价氧化物Cl2O7与丁的最高价氧化物的水化物Al(OH)3的反应;,然后拆分成为离子反应式即可。
氢与丙形成原子个数比为1:1的液体,该液体为H2O2,双氧水中含有H-O极性键、O-O非极性键、氢键和范德华力,故选择①②④⑤。
短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。X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族序数相等;Z单质是将太阳能转化为电能的常用材料;W是常见的非金属元素,主要以钠盐的形式存在于海水中。
(1)Y在元素周期表中的位置是________;X氢化物的电子式为_________。
(2)X氢化物的水溶液与W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是________。
(3)Y-Ag2O电池是应用广泛的鱼雷电池,其原理如下图所示。
该电池的负极反应式是________。
(4)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.最高价氧化物对应水化物的酸性
c.断开氢化物中1mol 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
正确答案
(1)第三周期第ⅢA族(1分);(1分)
(2)酸(1分);NH4++H2ONH3·H2O+H+(1分,写成“=”不得分)
(3)Al+4OH--3e-=[Al(OH)4]-(2分)
(4)Si(1分);bcd(2分,全对得2分,有错不得分,选不全得1分)
试题分析:短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。X氢化物的水溶液显碱性,则X是氮元素;Y在元素周期表中所处的周期序数与族序数相等,且原子序数大于氮元素的,所以Y应该是第三周期的铝元素;Z单质是将太阳能转化为电能的常用材料,则Z是硅元素;W是常见的非金属元素,主要以钠盐的形式存在于海水中,则在短周期元素中符合条件的应该是氯元素。
(1)铝是13号元素,在元素周期表中的位置是第三周期第ⅢA族;氮元素是活泼的非金属元素,与氢元素形成极性键,因此其氢化物的电子式为。
(2)氮元素的氢化物是氨气,氯元素的氢化物是氯化氢。氨水与盐酸反应生成氯化铵,NH4+水解溶液呈酸性,反应的离子方程式可表示为NH4++H2ONH3·H2O+H+。
(3)原电池中较活泼的金属做负极,失去电子,发生氧化反应。铝的金属性强于银,铝是负极,失去电子。由于电解质溶液显碱性,所以负极电极反应式为Al+4OH--3e-=[Al(OH)4]-。
(4)同周期自左向右非金属性逐渐减弱,所以Z和W比较,非金属性较弱的是Si。A、地壳中元素的含量高低与元素的非金属性强弱无关,a不正确;b、非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,因此最高价氧化物对应水化物的酸性强弱可以作为判断依据,b正确;c、非金属性越强,与氢元素形成的共价键越强,断键时需要的能量就越高。所以断开氢化物中1mol H—Z或H—W键所需的能量可以作为判断依据,c正确;d、非金属性越强,在形成的共价键中共用电子对就偏向该元素,从而显电性。所以Z与W以共价键形成化合物时,Z或W显示的电性可以作为判断依据,d正确,答案选bcd。
(20分)下图是元素周期表的框架
(1)请在上面元素周期表中画出金属元素与非金属元素的分界线。
(2)依据元素周期表回答下列问题:
a.ⅠA族 b. ⅡA族 c. ⅥA 族 d.ⅦA族
(3)已知甲元素位于第三周期,且其原子半径为同周期金属元素中原子半径最小的,请写出甲的氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式 ;
(4)请写出仅用①②④三种元素形成离子化合物的电子式_________。若用球棍模型表示①和③形成的化合物的分子结构,应该是 。
⑸ 在120℃下1g①的单质在足量③的单质中完全燃烧,放出的热量为a kJ;请写出此条件下①的单质燃烧的热化学方程式 ;
①、③两种元素的单质已被应用于字宙飞船的燃料电池中,如图所示,两个电极均由多孔性碳构成,通入的两种单质由孔隙逸出并在电极表面放电。
请回答:b是电池的 极;a电极上的电极反应式是 。
正确答案
(20分)(1)如图
(2分)
(2)A.NaOH>Mg(OH)2(2分) B.HF>HCl (2分)
C. (2分) D.b;(1分) d (1分)
(3)Al2O3 + 2OH-= 2AlO2-+ H2O (2分)
(4)(2分) B (1分)
(5)H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) △H =-2akJ/mol(2分)
正极 (1分) H2 – 2e-+ 2OH-= 2H2O(2分)
(5)氢氧燃烧电池的:
负极反应: H2 – 2e-+ 2OH-= 2H2O 正极反应:O2+ 4e-+2H2O=4OH—
由燃料电池图示可看出,a极附近流出液体,结合电极反应可知a极为负极;
本题考查了元素周期表、元素周期律的相关内容,知识点全面,但难度低,详见答案
下图是元素周期表的一部分,针对表中的①~⑩中元素,填写下列空格:
(1)在这10种元素中,非金属性最强的是 (填序号);
(2)元素②⑧⑨以原子个数比1:1:1形成的化合物的结构式为 ,元素②与⑨形成的18e-化合物的电子式 ;
(3)②⑨⑩三种元素形成的化合物M中原子个数比为3:4:2,电子总数为42,M中含有的化学键类型有 ;
(4)比较元素⑦⑧形成的气态氢化物的稳定性: > (用化学式表示)
(5)元素⑤的氧化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式 。
(6)元素④和③形成的化合物属于 化合物,用电子式表示其形成过程 。
正确答案
(1)③;(2)H—O—Cl; H∶O∶O∶H ;(3)离子键和共价键
(4)HCl> H2S。(5)Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O (6)离子 电子式形成过程
试题分析:(1)在同一周期的元素中,元素的原子序数越大,元素的非金属性越强,在不同周期的元素中,元素的原子核外的电子层数越少,元素的非金属性越强。因此在这些元素中非金属性最强的是③F元素。(2)元素O、Cl、H三元素以原子个数比1:1:1形成的化合物HClO的结构式为H—O—Cl。元素O、H形成的18e-化合物H2O2的电子式为。(3)H、N、O三种元素形成的化合物M中原子个数比为3:4:2,电子总数为42,M为NH4NO3。该化合物为在化合物,其中含有的化学键类型有离子键、共价键。(4)S、Cl是同一周期的元素。元素的元素半径越小,元素得到电子的能力就越强,元素的非金属性就越强。元素结合H形成的氢化物的稳定性就越强。所以稳定性HCl>H2S。(5)元素⑤是Al,其氧化物Al2O3是两性氧化物,既能与强酸反应液能与强碱发生反应。生成盐和水。Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式为:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O。(6)④元素Mg和③元素F形成的化合物MgF2属于离子化合物,用电子式表示其形成过程为:
。
Q、W、X、Y、Z五种短周期元素,原子序数依次增大。Q在元素周期表中原子半径最小,W元素最高正价与最低负价代数和为0;Y与Q同主族;X、Z分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。请回答下列问题:
(1)X、Z简单离子半径较大是 (用离子符号表示)。
(2)由这五种元素中的若干种组成的化合物甲、乙、丙、丁在水溶液中有如下转化关系:,其中丙是溶于水显酸性的气体,丁是强碱。
①若乙常作为焙制糕点的发酵粉,则乙含有的化学键类型有 ;乙溶液中阳离子浓度之和 阴离子浓度之和(填“>”、“=”或“<”)。
②若乙是难溶物,甲溶液与过量的丙生成乙的离子方程式为: 。
正确答案
(1)O2-(2分)
(2)①离子键、共价键(2分) >(2分)
②[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+ HCO3-(3分)
试题分析:Q在元素周期表中原子半径最小,Q为H元素,X、Z分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素,X为O元素、Z为Al元素,W元素最高正价与最低负价代数和为0,W为ⅣA族元素,根据原子序数依次增大,所以W为C元素,Y与Q同主族,则Y为Na元素。
(1)电子排布相同的离子,原子序数越大,离子半径越小,所以O2‾半径大于Al3+半径。
(2)丙是溶于水显酸性的气体,丁是强碱,则丙为CO2,、丁为NaOH。
①若乙常作为焙制糕点的发酵粉,则乙为NaHCO3,含有的化学键有:离子键、共价键;阳离子为H+、Na+,阴离子为HCO3‾、OH‾、CO32‾,根据电荷守恒可得:c(H+)+c(Na+)=c(HCO3‾)+c(OH‾)+2c(CO32‾),所以阳离子浓度之和>阴离子浓度之和。
②若乙是难溶物,则乙为Al(OH)3,甲溶液与过量的丙生成乙的反应为Na[Al(OH)4]与CO2反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3,离子方程式为:[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+ HCO3-。
(10分)X、Y、Z、W、V为前四周期常见的五种元素,其中四种为短周期元素。X原子核外电子数等于其电子层数;常温常压下,Y单质固体难溶于水而易溶于;Z的氢化物在水中可完全电离出氢离子;W原子的电子层数是其价电子数的3倍;V的单质是一种应用最为广泛的金属。
请回答下列问题:
(1)写出实验室通过加热制备Z单质的离子方程式 ;
(2)W的两种常见氧化物中阳离子和阴离子个数比为2:1的是
(写化学式);
(3)写出X、Y、W三种元素组成的化合物的水溶液与Z单质反应的离子方程式 (可不配平);
(4)检验V的最高价简单离子常用的试剂是 ;
(5)将12gY单质完全燃烧的产物通入1OOmL1.2的氢氧化钠溶液中,所得溶液
中含有的主要离子分别是
正确答案
(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(2分)
(2)Na2O Na2O2(2分) (3)HS-+Cl2=H++S↓+2Cl-(可不配平)(2分)
(4)KSCN溶液(2分) (5)Na+、HSO-3(2分)
X原子核外电子数等于其电子层数X原子核外电子数等于其电子层数,则X是H;常温常压下,Y单质固体难溶于水而易溶于,所以Y是S;Z的氢化物在水中可完全电离出氢离子,且Z是短周期元素,所以是Cl;W原子的电子层数是其价电子数的3倍,则W只能是Na。V的单质是一种应用最为广泛的金属,因此V是Fe。
(1)实验室制取氯气的方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
(2)钠的两种常见氧化物是Na2O、Na2O2。
(3)氯气极易强氧化性,而-2价的S具有还原性,所以反应的方程式是HS-+Cl2=H++S↓+2Cl-
(4)检验铁离子的常用试剂是KSCN溶液。
(5)12gS的物质的量是12g÷32g/mol=0.375mol,生成SO2也是0.375mol。氢氧化钠是0.1L×1.2mol/L=0.12mol,所以在反应中SO2是过量的,因此生产物是亚磷酸氢钠,主要离子是Na+、HSO-3。
下图是元素周期表的框架,请在表中①~⑩元素中回答问题
请用化学语言回答下列问题:
(1)在表中④、⑤、⑥三种元素的简单离子半径由大到小的顺序为__________________________。
(2)其中⑤与⑦两元素的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为_______________________。
(3)⑧与⑩两种元素非金属较强的是________,请用一个离子方程式证明该结论_________。
(4)①与③的两种单质可以在金属铂做电极时构成一种对环境友好的燃料电池,电解质为⑨的最高价氧化物的水化物,请书写出正极反应式_____________________,电池工作时阴离子定向移动到________极(填正或负)。
(5)元素①与⑧的两种单质在一定条件下可反应生成一种化合物甲,已知下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所吸收的能量(kJ),则生成1mol甲时释放的能量为____________kJ。
正确答案
(1) F->Na+>Mg2+ ;(2) Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O ;
(3) Cl>Br Cl2+2Br-=2Cl-+Br2 ;
(4) O2+4e- +2H2O=4OH- , 负 极;(5) 92.5 kJ。
试题分析:由上图可以推断出①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩分别为H、N、O、F、Na、Mg、Al、Cl、K、Br。(1)中,④、⑤、⑥分别为F、Na、Mg,所以离子半径由大到小的顺序为F->Na+>Mg2+;(2)⑤与⑦两元素的最高价氧化物的水化物分别为氢氧化钠和氢氧化铝,所以两者的反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;(3)⑧与⑩两种元素非金属较强的是Cl>Br,可以通过往溴化钠溶液中通入氯气来检验,所以其离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2;(4) )①与③的两种单质在金属铂做电极时构成一种对环境友好的燃料电池为氢氧燃料电池,是以氢氧化钾为电解质溶液,所以其正极反应式为O2+4e- +2H2O=4OH-,由于负极产生了阳离子,所以电池工作时阴离子定向移动到负极;(5)元素①与⑧的两种单质在一定条件下生成的化合物为HCl,其化学反应方程式为:H2+Cl2=2HCl故生成1mol甲时释放的能量为(432-436-243)/2="92.5" Kj.
点评:该题考查了元素周期表中部分元素及其化合物的性质,该题信息量比较大,有一定的综合性,是一道不错的推断题。
[2012·北京大兴一模](11分)下表为元素周期表的一部分,请参照①-⑦相关元素在表中的位置,用化学用语回答下列问题:
(1)④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为 ;②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是 。
(2)由②④⑤三种元素组成的常见物质的水溶液显碱性,用离子方程式表示溶液显碱性的原因:________ ___。
(3)甲、乙是由②③④三种元素中一种或两种元素形成的双原子分子或负二价阴离子,它们的电子总数相等,甲与钙元素组成的化合物既含离子键又含非极性共价键,则该化合物的电子式为:__________,乙是一种常用的还原剂,请用化学方程式表示它在工业上的一种重要用途:__________ __。
(4)已知在25℃、101 kPa下,⑦的气态氢化物在氧气中完全燃烧后恢复至原状态,每转移l mol电子时放热190.0kJ,该反应的热化学方程式可表示为____ 。
(5)以⑥的单质材料为阳极,石墨作阴极,NaHCO3溶液作电解液进行电解,生成有吸附性的难溶物R,写出阳极生成R的电极反应式:_______ ____。
正确答案
(11分)(1)Na>Al>O HNO3>H2CO3>H2SiO3
(2)CO32-+H2OHCO3-+OH-
(3) 3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
(4)SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1520.0 kJ·mol-1
(5)Al-3e-=Al3+ Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑或Al-3e-+3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
(1)④、⑤、⑥分别是O、Na、Al,据它们在周期表中的位置可知,原子半径由大到小的顺序为Na>Al>O;②、③、⑦分别是C、N、Si,据它们在周期表中的位置可知,三种元素非金属性强弱顺序为N>C>Si,故它们的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序为HNO3>H2CO3>H2SiO3。
(2)由C、O、Na三种元素组成的常见物质是Na2CO3,Na2CO3是强碱弱酸盐,因CO32-的水解溶液呈碱性。
(3)C、N、O三种元素中一种或两种元素形成的双原子分子或负二价阴离子有N2、O2、CO、NO、C22-和O22-,其中N2、CO和C22-的电子总数均为14,符合题设条件的甲、乙分别是C22-和CO。甲与钙元素组成的化合物是CaC2,其电子式为;CO在工业上用于铁的冶炼。
(4)Si的氢化物的分子式为SiH4,SiH4完全燃烧的化学方程式为SiH4+2O2=SiO2+2H2O,1molSiH4完全燃烧转移8mol e-,同时放出热量:190.0kJ×8=1520.0 kJ,所以SiH4完全燃烧的热化学方程式是SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1520.0 kJ·mol-1。
(5)用Al作阳极电解NaHCO3溶液时,Al失去电子生成Al3+,Al3+在阳极附近与溶液中的HCO3-发生双水解反应生成有吸附性的难溶物Al(OH)3,同时放出CO2气体。
(11分)某化学兴趣小组的同学设计了一套实验方案探究元素周期表中元素性质的变化规律:1、同一周期内从左到右元素金属性的递变规律;
2、同一主族内从上到下元素非金属性的递变规律。
实验方法(Ⅰ)
实验现象(Ⅱ)
1.钠与冷水反应,再向反应后溶液中滴加酚酞。
A.产生白烟
2.向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水
B.反应不十分剧烈,产生的气体能燃烧,溶液变成浅红色。与酸反应剧烈,产生大量气泡且可以燃烧
3.镁带用砂纸打磨后在空气中燃烧
C.产生大量气泡、气体可以燃烧
4.NaI溶液中加入溴水和CCl4
D.下层溶液变橙色
5.镁带用砂纸打磨后与沸水反应,再向反应后溶液中滴加酚酞。镁带用砂纸打磨后与2mol/L盐酸反应。
E.浮于水面,熔成小球,迅速向四处游动,溶液变成红色
6.蘸浓氨水与浓盐酸的两玻璃棒接近
F.下层溶液变紫色
7.NaBr溶液中加入氯水和CCl4
G.发出耀眼的强光,生成白色物质
8.铝片用砂纸打磨后与2mol/L盐酸反应
H.生成淡黄色沉淀
回答下列问题:
(1) 从上表(Ⅰ)中选择实验方法,从(Ⅱ)中选择相应的实验现象,上下对应地填写符合要求的答案在空格中(有几个填几个,不一定把空格填满)。
(2)实验结论(用元素符号表示具体的强弱顺序):
元素的金属性: ,元素的非金属性: 。
(3)上表(Ⅰ)中实验方法8反应的离子方程式
(4)上表(Ⅱ)中实验现象D反应的离子方程式
正确答案
(1)(上下必须对应才得1分,共5分)
(2) Na>Mg>Al (1分) Cl>Br>I (1分)
(3) 2Al+ 6H+ = 2Al3++3H2↑ (2分)
(4) Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2 (2分)
考查元素周期律的应用。根据元素周期律可知,同主族自上而下金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。同主族自左向右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。金属性越强和水或酸的反应就越容易,反应就越剧烈。非金属性强能把弱的从其盐溶液中中置换出来。
下表是元素周期表的一部分,回答下列有关问题:
(1)写出⑦单质分子的化学式 ;画出负2价的 ⑨离子结构示意图 ;
写出⑩单质与水反应的离子方程式: 。
(2) ①~⑩元素中最高价氧化物的水化物碱性最强的是________(填化学式)。
①、③、④简单阳离子按离子半径由大到小的顺序排列为_________(用离子符号表示)。
(3)写出①、⑧元素按1:1的原子比例组成的化合物与⑤的最高价氧化物反应的化学方程式: 。
(4) X元素①~⑩元素中的其一种,其氢氧化物既能溶于氢氧化钠溶液中反应,也能与盐酸反应。
则 :X的元素符号是 ,它位于元素周期表的位置 。
X的氢氧化物与盐酸反应的离子方程式 。
(5)①与③化学性质较活泼的是_____,(元素符号)设计实验证明:________________________________________________________________________________________________________(简述实验操作步骤及现象)
正确答案
(15分,方程式及实验描述各2分,其余每空一分每空1分)
(1) N2;;Cl2 + H2O = H+ + Cl- + HClO (2)KOH;Na+ >Mg2+>Al3+
(3)2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2 (4)Al;第三周期、第IIIA族;Al(OH)3+ 3H+=Al3+ +3H2O
(5) Na 取相同大小的Na和Mg单质,分别投入两支含有等量蒸馏水的试管中,观察到Na反应更加剧烈。
试题分析:根据元素在周期表中的相对位置可知,①~⑩分别是Na、K、Mg、Al、C、Si、N、O、S、Cl。
(1)⑦单质分子是氮气,其化学式为N2;负2价的 ⑨离子结构示意图是;氯气与水反应的离子方程式是Cl2 + H2O = H+ + Cl- + HClO。
(2)金属性越强,最高价氧化物的水化物的碱性越强,则①~⑩元素中最高价氧化物的水化物碱性最强的是KOH。核外电子排布相同的微粒,其微粒半径随原子序数的增大而减小,则①、③、④简单阳离子按离子半径由大到小的顺序排列为Na+ >Mg2+>Al3+。
(3)①、⑧元素按1:1的原子比例组成的化合物是过氧化钠,⑤的最高价氧化物是CO2,则二者反应的化学方程式是2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2。
(4)氢氧化铝是两性氢氧化物,既能溶于氢氧化钠溶液中反应,也能与盐酸反应,所以X是Al。位于第三周期第IIIA族;氢氧化铝和盐酸反应的离子方程式是Al(OH)3+ 3H+=Al3+ +3H2O。
(5)同周期自左向右金属性逐渐减弱,则①与③化学性质较活泼的Na。比较金属性强弱,可以依据金属单质与水反应的难易程度很累验证,则正确的操作是取相同大小的Na和Mg单质,分别投入两支含有等量蒸馏水的试管中,观察到Na反应更加剧烈。
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。有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力以及规范严谨的答题能力。
【化学–选修3:物质结构与性质】(15分)
X、Y、Z、W四种元素原子序数依次增大且均小于36。 Z基态原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍,Y基态原子是同周期元素中未成对电子数最多的原子,X分别与Y、Z元素组合均可形成10电子微粒, W基态原子有10个价电子。回答下列问题(以下问题均以推知元素符号作答):
(1)若 YX3与X2Z﹑YX2-与ZX-﹑Y3-与Z2-性质相似,请写出Mg(YX2)2在一定条件下分解的化学反应方程式
⑵已知0℃时X2Z的密度为a g/cm3,其晶胞中X2Z分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似,相似的原因是 。两个X2Z分子间的最近距离为 pm(用a和NA表示)。 已知X2Y的升华热是51 kJ/mol,除氢键外,X2Z分子间还存在范德华力(11 kJ/mol),则X2Z晶体中氢键的“键能”是 kJ/mol。
⑶ WZ是一种功能材料,已被广泛用于电池电极、催化剂、半导体、玻璃染色剂等方面。工业上常以W(YZ3)2·6X2Z和尿素[CO(NH2)2]为原料制备。
①W2+的基态核外电子排布式为 ,其核外电子有 种运动状态。
②尿素分子中碳原子的杂化方式为 ,1 mol尿素分子中含有的σ键数为 。
③YZ3-的空间构型 。
④WZ晶体的结构与NaCl相同,但天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷,例如在某种WZ晶体中就存在如图所示的缺陷:一个W2+空缺,另有两个W2+被两个W3+所取代。其结果晶体仍呈电中性,但化合物中W和Z的比值却发生了变化。经测定某样品中W3+与W2+的离子数之比为6∶91。若该晶体的化学式为WxZ,则x= 。
正确答案
(15分)(1)3 Mg(NH2)2==Mg3N2+4NH3↑ (2分)
(2) 水中的O和金刚石中的C都是sp3杂化,且水分子间的氢键具有方向性,每个水分子可与相邻的4个水分子形成氢键(2分)
×1010(2分) 20(1分)
(3)①1s22s22p63s23p63d8(2分) 26 (1分)
②sp2杂化(1分) 7NA(1分) ③平面三角(1分) ④0.97 (2分)
试题分析:Z基态原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍,根据元素原子的最外层不超过8电子的排布规律判断,Z的内层只能是2个电子,最外层为6个电子,所以Z是O元素;Y基态原子是同周期元素中未成对电子数最多的原子,则Y是第二周期元素,其最外层的p轨道最多有3个未成对电子,所以Y是N元素;X分别与Y、Z元素组合均可形成10电子微粒, 水、氨气的分子中是10电子,所以X是H元素;W基态原子有10个价电子,则W是过渡元素,价层电子排布式为3d84s2,所以W是Ni元素。根据分析
(1)Mg(YX2)2相当于Mg(OH)2,分解生成MgO和H2O,所以Mg(YX2)2分解生成Mg3N2和4NH3,化学方程式为3 Mg(NH2)2==Mg3N2+4NH3↑;
(2)0℃时H2O为固态,水中的O和金刚石中的C都是sp3杂化,且水分子间能形成氢键,氢键具有方向性,每个水分子可与相邻的4个水分子形成氢键,所以冰的空间排列方式与金刚石晶胞类似;
两个X2Z分子间的最近距离的计算与金刚石中C与C原子的最近距离的计算相同,冰晶胞中共含8个水分子,2个水分子最近的距离是四面体的中心到顶点的距离,即为晶胞棱长的,设晶胞棱长是bpm,则晶胞的密度a=8×18/NA/(b×10-10)3,b=
×1010,所以两个X2Z分子间的最近距离为
×1010;冰的升华热是51kJ/mol,水分子间还存在范德华力(11kJ/mol),1mol水中含有2mol氢键,升华热=范德华力+氢键,所以冰晶体中氢键的“键能”是20kJ/mol;
(3)①Ni2+核外有26个电子,所以离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8;有26个电子就有26种运动状态;
②尿素分子中碳原子周围有3个σ键,无孤对电子,所以是sp2杂化;尿素分子中除碳氧是双键外其余均是单键,双键中有1个是σ键,所以1 mol尿素分子中含有的σ键数为7NA;
③NO3-的价层电子对数=3+1/2(5+1-3×2)=3,所以NO3-的空间构型是平面正三角形;
④NiO中Ni的化合价为+2价,样品中W3+与W2+的离子数之比为6∶91,若该晶体的化学式为WxZ,根据晶体仍呈电中性,得6/97×x×3+91/97×x×2=2,解得x=0.97.
(13分)近现代战争中,制造坦克战车最常用的装甲材料是经过轧制和热处理后的合金钢,热处理后整个装甲结构的化学和机械特性和最大限度的保持一致。钢中合金元素的百分比含量为:铬0.5~1.25 镍0.5~1.5 钼0.3~0.6 锰0.8~1.6 碳0.3
(1)铬元素的基态原子的价电子层排布式是 。
(2)C元素与其同主族下一周期元素组成的晶体中,C原子的杂化方式为 .
(3)Mn和Fe的部分电离能数据如表:
根据表数据,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,其原因是 。
(4)镍(Ni)可形成多种配合物,且各种配合物有广泛的用途。
某镍配合物结构如右图所示,分子内含有的作用力
有 (填序号)。
A.氢键 B.离子键 C.共价键 D.金属键 E.配位键
组成该配合物分子且同属第二周期元素的电负性由大到小的顺序是 。
(5)金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液态Ni(CO)4,呈四面体构型。423K时,Ni(CO)4分解为Ni和CO,从而制得高纯度的Ni粉。试推测:四羰基镍的晶体类型是
(6)铁能与氮形成一种磁性材料,其晶胞结构如右图所示,则该磁性材料的化学式为
正确答案
(1)3d54S1 (2) sp3
(3)Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态。)
(4) ACE; N>O>C; (5) 分子晶体 (6)Fe4N
试题分析:(1)原子处于全充满、半充满或全空时是稳定的状态。24号铬元素的基态原子的价电子排布式是3d54S1。(2)C元素Si元素组成的SiC晶体是原子晶体。其中的C原子的杂化方式为sp3。(3)根据表数据,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,其原因是Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态)。(4)在某镍配合物中含有共价键、配位键、氢键。选项为ACE。组成该配合物分子且同属第二周期元素有C、N、O。一般情况下,元素的非金属性越强,原子半径越小,元素的电负性就越大。但是对于N原子来说,由于其最外层电子处于半充满的稳定状态,所以失去电子需要的能量比O还多。因此这三种元素的电负性由大到小的顺序是N>O>C。(5) 根据四羰基镍的性质可推知该晶体所以分子晶体。(6)Fe:8×1/8+6×1/2=4;N:1。因此该磁性材料的化学式为Fe4N。
(14分)Ⅰ(1)过渡金属元素有很多不同于主族元素的性质,如能形成多种配合物,如:Fe(CO)x、[Fe(H2NCONH2)6] (NO3)3 [三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]、[Cu(NH3)4]SO4等。
①Cu位于元素周期表第四周期第 族。
②配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于 (填晶体类型)。
(2)O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图,距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为 。
Ⅱ(3)液化石油气中常存在少量有毒气体羰基硫(COS),必须将其脱除以减少环境污染和设备腐蚀。完成下列填空。
①写出羰基硫的电子式 ,羰基硫分子属于 (选填“极性”、“非极性”)分子。
②下列能说明碳与硫两元素非金属性相对强弱的是 。
A.相同条件下水溶液的pH:Na2CO3>Na2SO4 B.酸性:H2SO3>H2CO3
C.CS2中碳元素为+4价,硫元素为-2价
③羰基硫在水存在时会缓慢水解生成H2S,使溶液的pH约为6.5左右,此时钢铁设备会产生的电化学腐蚀主要是 。
正确答案
Ⅰ(1)①ⅠB ;②分子晶体 ;(2)立方体
Ⅱ(3)①; 极性 ②A C ③吸氧腐蚀
试题分析:Ⅰ(1)①Cu是29号元素,核外电子排布是2、8、18、1,因此在元素周期表中位于第四周期第ⅠB。②配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于分子晶体。(2)由该离子化合物的晶胞结构示意图可知:与O2-最近的Na+构成是是立方体结构。Ⅱ(3)①羰基硫(COS)是CO2分子中的一个O原子被S原子代替的结构,所以羰基硫的电子式是;羰基硫分子属于极性分子;②A.NaOH是强碱,若某元素形成的含氧酸是强酸,则其水溶液是中性;若某元素形成的含氧酸是弱酸,则其钠盐呈碱性。因此相同条件下水溶液的pH:Na2CO3>Na2SO4可以证明C的非金属性比S弱。正确。B.元素的非金属性越强,该元素形成的最高价含氧酸的酸性越强,因此酸性:H2SO3>H2CO3.错误。C.两种非金属元素形成化合物,非金属性强的吸引电子能力就强,在化合物中显负化合价,元素非金属性弱的,在化合物中就表现正化合价。CS2中碳元素为+4价,硫元素为-2价,可以证明非金属性S>C。正确。③羰基硫在水存在时会缓慢水解生成H2S,发生反应的方程式是COS+H2O=H2S+CO2,使溶液的pH约为6.5左右,由于是弱酸性环境,所以此时钢铁设备会产生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀。
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