- 物质结构元素周期律
- 共75155题
某课外活动小组研究金属钾的性质．他们首先通过分析钾与钠的原子结构示意图及查阅有关资料，知道钾与钠属于同一类物质，在性质上有许多相似之处．但在金属活动性顺序表中，钾排在钠的前面，钾在空气中燃烧的产物是超氧化钾（KO2）．
完成下列问题：
（1）预测钾的化学性质，完成下列反应的化学方程式．
①钾在氯气中燃烧______；
②点燃钾剧烈燃烧______；
③将小块钾投入冷水中______；
（2）推测钾在自然界中的存在方式是______（填“游离态”或“化合态”）
（3）该小组研究钾的性质时用到了哪些主要方法：______．
他们是按照怎样的程序来研究金属钾的性质的：______．
正确答案
（1）钾与钠属于同一类物质，在性质上有许多相似之处，所以2K+Cl2
（2）因钠的性质活泼，在自然界中以化合态形式存在，而钾与钠的性质相似，故答案为：化合态；
（3）首先观察钾的外观性质，并查阅有关资料后，知道钾与钠属于同一类物质（用了分类的观点），得知它们在结构和性质上有许多相似之处．预测后，用实验法来验证自己的想法，在实验中用观察法来推测产物，最后，通过比较、分析、综合，得出结论，故答案为：比较法、观察法、实验法、分类法；
（4）根据观察钾的外观性质→预测钾的化学性质→实验与观察→分析、解释、整合、结论，故答案为：预测钾的物理性质和化学性质、利用实验来验证预测、作出正确分析和判断．
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：
（1）在这些元素中，化学性质最不活泼的原子的原子结构示意图为______．
（2）地壳中含量最多的金属元素是______．
（3）写出②与④形成的化合物的电子式______．
（4）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______．
（5）写出⑤的氢氧化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：______．
（6）写出⑤与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：______．
正确答案
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
，故答案为：
；
（2）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，故答案为：Al；
（3）②与④形成的化合物为MgF2，为离子化合物，其电子式为
，故答案为：
；
（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）⑤的氢氧化物为Al（OH）3，与NaOH溶液反应的离子反应为Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，故答案为：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；
（6）⑤为Al，与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑．
Ⅰ：元素的金属活动性递变规律是元素周期表学习的重要内容之一．某校研究性学习小组查阅课外资料，看到第IVA族的三种金属锗、锡、铅的性质：“锗、锡在空气中不反应，铅在空气中表面生成一层氧化铅，请解释发生上述变化的原因是______．
Ⅱ：另一研究性学习小组欲通过实验探究Zn、Fe、Cu的金属活动性顺序，根据不同的实验条件设计了如下的几种实验方案：
（1）该小组同学根据提供的Zn片、Fe片和稀硫酸，设计成了一个原电池比较锌与铁的活动性顺序，请在右侧方框内画出原电池装置图．
并写出正极的反应现象及电极反应式．
现象______；电极反应式______．
（2）现只有Fe片、CuO和稀硫酸这几种药品，请你帮忙设计方案比较铁与铜的活动性顺序．你的设计方法是______．
正确答案
Ⅰ：金属越活泼，在空气中越容易发生反应，同主族自上而下，金属性随着原子序数的增大而增强，铅的原子序数最大，所以铅的金属性比锗和锡都强，故易被空气中的氧气氧化成氧化铅．
故答案为：铅的活动性比锗和锡都强，易被空气中的氧气氧化．
Ⅱ：（1）原电池中较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极，锌的活泼性大于铁，所以铁作正极，反应时，电子从负极沿导线流向正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以在正极上看到有气泡生成，电极反应式为2H++2e-=H2↑．
故答案为：表面有气泡产生，2H++2e-=H2↑，该装置图为
．
（2）根据提供的药品知，铁和氧化铜都和稀硫酸反应，如果用铁和硫酸铜反应时，铁表面有红色的铜生成，就说明铁的金属性大于铜的；如果铁表面没有生成红色的铜，就说明铁的金属性小于铜的．
故答案为：先用氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜，再将铁片插入硫酸铜溶液中置换出铜．
W、X、Y、Z为短周期内除稀有气体外的4种元素，它们的原子序数依次增大，其中只有Y为金属元素。Y和W的最外层电子数相等。Y、Z两元素原子的质子数之和为W、X两元素质子数之和的3倍。由此可知：
（1）写出元素符号：W为________，X为________，Y为________，Z为________。
（2）W2Z是由极性键组成的分子，其电子式为________。
（3）由Y、X、W组成的物质中有________键和________键组成的________化合物。
正确答案
（1）H；O；Na；S
（2）
（3）离子；共价；离子
A、B、C三元素原子的核外电子数都比氩原子少，A和C处于同主族，两者间隔一周期，A元素和B元素的原子两者核电荷数之差为5，B原子核外第3电子层比第2电子层少两个电子。
（1）则B的原子结构示意图为___________；A离子的结构示意图为___________；
（2）B与C形成化合物的化学式是___________，它的电子式是___________它属于___________化合物（填“离子”或“共价”）；A与B形成化合物的化学式是____________，它的电子式是_____________，它属于__________化合物。
正确答案
（1）
（2）H2S；
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）上表所列元素中，原子最外层只有2个电子的短周期元素是（填元素符号）______；
元素j的最高价氧化物的化学式为______，元素i最高价氧化物的水化物的化学式为______．
（2）最外层上未成对电子数最多的元素是______（填元素符号）．f单质及Fe单质的融合物两者所属晶体类型是______．
（3）写出m原子的外围电子排布式______．
正确答案
由元素在周期表中的位置可知a为H，b为He，c为C，d为N，e为O，f为Na，g为Mg，h为Al，i为P，j为Cl，k为Fe，l为Ge，m为Br，n为Ba，q为Cr，
（1）原子最外层只有2个电子的短周期元素只有He、Mg，j为Cl，最高价氧化物的化学式为Cl2O7，i为P，最高价氧化物的水化物的化学式为H3PO4，
故答案为：He、Mg；Cl2O7；H3PO4；
（2）最外层上未成对电子数最多为5，具有nd5的结构，应为Cr元素，f为Na，及Fe单质的融合物两者所属晶体类型是金属晶体，故答案为：Cr；金属晶体；
（3）m为Br，原子核外有4个电子层，最外层电子数为7，外围电子排布式4s24p5，故答案为：4s24p5．
下表是元素周期表的一部分．表中所列的字母分别代表某一化学元素．
（1）下表中的实线是元素周期表部分边界，请用铅笔在表中用实线补全元素周期表边界．
（2）写出相应字母所代替的元素（填写元素符号）
b______ e______ g______ i______
（3）利用上表a-i九种元素完成下列填空：（请用具体化学式完成，否则不给分）
①这些元素中最活泼的金属元素是______，最活泼的非金属单质是______．
②这些元素中所能形成的气态氢化物溶于水得到的溶液，酸性最强的是______，溶液呈碱性的是______．用两根玻璃棒分别蘸取上述两种浓溶液在空中相遇，可观察到的现象为______．
③写出h的最高价氧化物对应的水化物与f的最高价氧化物对应的水化物发生反应的离子方程式______．
④写出h在空气中燃烧的产物的电子式______，该产物化学键的类型为______、______．
正确答案
（1）元素周期表的结构以及元素的分布情况，表示元素周期表的部分边界如下：
，故答案为：
；
（2）根据元素在周期表中的分布，a是N，b是O，c是F，d是Cl，e是s，f是Al，g是Mg，h是Na，i是K，
故答案为：O；S；Mg；K；
（3）①根据元素周期律：这些元素中最活泼的金属元素是K，最活泼的非金属元素是F，故答案为：K；F2；
②a是N，b是O，c是F，d是Cl，e是s，f是Al，g是Mg，h是Na，i是K，这些元素中所能形成的气态氢化物溶于水得到的溶液中，酸性最强的是HCl，溶液呈碱性的是氨气，氨气和氯化氢气体反应生成氯化铵白色固体，产生白烟，故答案为：HCl；NH3 ；有白烟产生；
③h的最高价氧化物对应的水化物是氢氧化铝，f的最高价氧化物对应的水化物是氢氧化钠，氢氧化铝是两性氧化物，能和强碱氢氧化钠反应生成盐和水，二者发生反应的离子方程式为：Al（OH）3+OH-═2H2O+AlO2-，故答案为：Al（OH）3+OH-═2H2O+AlO2-；
④h是Na，金属钠在空气中燃烧的产物是过氧化钠，其中含有离子键和共价键，属于离子化合物，电子式为：
，故答案为：
；离子键；共价键．
下表为周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。
用化学用语回答下列问题：
（1）写出元素g的基态原子核外电子排布式___________________________，h2+中未成对电子数为 。
（2）在b2a2分子中，元素b为 杂化，该分子是 分子（填“极性”或“非极性”），该分子中σ键和π键的数目比为 。
（3） bd2与bf2比较，沸点较高的是_______（填分子式），原因是 。
（4）下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的外围电子排布特点的有关叙正确是 。
A．h位于元素周期表中第四周期第VIII族，属于d区元素
B．e的基态原子中，3p能级为半充满，属于p区元素
C．最外层电子排布式为4s2，一定属于IIA族
D．最外层电子排布式为s2p1，该元素可能是ⅢA族或ⅢB族
（5）科学研究表明，元素b与元素c可以形成一种超硬、耐磨、耐高温的新型无机非金属材料，其化学式为 ，其熔点比金刚石 （填“高”或“低”）。
正确答案
（1）1s22s22p63s23p63d54s1 4
（2）sp 非极性 3︰2
（3）CS2 相对分子质量大，分子间作用力（范德华力）大
（4）AB
（5）C3N4 高
M、N、X、Y四种主族元素在周期表里的相对位置如下表所示，已知它们的原子序数总和为46。
(1)M与Y形成的化合物中含______键，属______分子（填“极性”或“非极性”）。
(2)N元素形成的单质分子中的化学键类型及数目是____________。在化学反应中_______（填“σ键”或“π键”）易断裂。
(3)由N、Y的氢化物相互作用所生成的物质的电子式为_______________。其中的化学键有__________。
(4)写出M单质与X元素最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式：__________________
(5)核电荷数比X元素少8的元素可形成多种粒子，按要求填入空格中
正确答案
(1)极性；非极性
(2)一个σ键、两个π键；π键
(3)
(4)C+2H2SO4(浓)
(5)O2；O2-；O22-
某元素的同位素AZX，它的氯化物XCl21．11g溶于水制成溶液后，加入1mol/LAgNO3溶液20mL恰好完全反应。若这种同位素原子核内有20个中子，求：
（1）Z值和A值；
（2）X元素在周期表中的位置，写出其电子排布式；
（3）把X的单质放入水中，有何现象？写出反应的化学方程式。
正确答案
（1）Z=20；A=40
（2）第4周期第IIA族；1s22s22p63s23p64s2（3）与水剧烈反应有气泡生成；Ca+2H2O==Ca(OH)2+H2↑
下表是元素周期表的一部分，针对所给的9种元素，完成下列各小题．
（1）非金属性最强的元素是：______；
（2）H2O的电子式：______；
（3）Ar原子结构示意图为：______；
（4）NaOH与Al（OH）3中，碱性较强的是：______；
（5）制作光导纤维的主要材料是：______；
（6）N与C中，原子半径较小的是：______；
（7）Al2O3与盐酸反应的化学方程式：______．
正确答案
（1）稀有气体的化学性质最不活泼，Ar为稀有气体，故答案为：Ar；
（2）水为共价化合物，H和O通过共用电子对结合，电子式为：
（3）Ar原子质子数为18，核外电子数为18，K层2、L层8、M层8，原子结构示意图为
（4）金属性越强，其最高价氧化物的水化物的碱性越强，金属性：Na＞Al，因此碱性：NaOH＞Al（OH）3，故答案为：NaOH；
（5）制造光导纤维的主要原料是二氧化硅，故答案为：SiO2；
（6）同周期自左到右原子半径逐渐减小，因此原子半径：C＞N，故答案为：N；
（7）Al2O3 与盐酸反应生成氯化铝和水，化学方程式为：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，故答案为：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O．
（1）在上面元素周期表中全部是金属元素的区域为______．
（a）A （b）B （c）C （d）D
（2）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浓硝酸中，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．
用元素符号将甲、乙两元素填写在上面元素周期表中对应的位置．
（3）表中所列小写字母分别代表一种化学元素：①f、m、n、g所形成的氢化物的稳定性还原性由强到弱的顺序为______（填化学式）；
②甲、乙、c、d、e形成的简单离子的半径由小到大的顺序为______．（离子用实际离子符号表示）
③f的最高价氧化物制备对应的水化物的化学方程式______
④c元素的单质用途______（填一条）．
正确答案
（1）在周期表中，所有的过渡元素均是金属元素，金属元素位于该图中的B区域，故答案为：b；
（2）室温下，属于短周期的甲元素单质在冷的浓硫酸或浓硝酸中，表面都生成致密的氧化膜，只有金属铝符合要求，所以甲是Al，在第三周期第ⅢA族，原子核外M电子层与K电子层上的电子数相等的元素是Mg，在第三周期，第ⅡA族，故答案为：
（3）①据元素周期表的结构和元素的分布，可知f、m、n、g分别是：Si、P、S、Cl，同周期元素从左到右，氢化物的稳定性逐渐增强，即HCl＞H2S＞PH3＞SiH4；
②根据元素周期表的结构和元素的分布，可知甲、乙、c、d、e形成的简单离子分别为：Al3+、Mg2+、N3-、O2-、Na+，它们核外电子数相同，则核内质子数越多半径越小，即离子的半径由小到大的顺序为：Al3+、Mg2+、Na+、O2-、N3-，
故答案为：Al3+、Mg2+、Na+、O2-、N3-；
③因二氧化硅不能与水反应，因此二氧化硅先与碱反应生成硅酸钠，然后硅酸钠再与酸反应制得硅酸，故答案为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；Na2SiO3+2HCl═2NaCl+H2SiO3↓；
④氮气是一种重要的工业原料，化学性质稳定，可做保护气，故答案为：氮气是一种重要的工业原料，化学性质稳定，可做保护气．
如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①的最高价氧化物结构式为______，元素②与⑨形成的18e-化合物的电子式______；
（3）②、⑨、⑩三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⑥⑦⑧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与⑤的单质在氢氧化钠溶液中构成原电池，试在下面的方框内画出原电池装置简图，标出原电池的电极材料及正负极．
正确答案
根据元素周期表中元素的分布情况，知①为C，②为O，③为F，④为Mg，⑤为Al，⑥为Se，⑦为S，⑧为Cl，⑨为H，⑩为N．
（1）周期表中，从左到右，元素的非金属性逐渐增强，从下到上，元素的非金属性逐渐增强，非金属强的元素在左上角位置，故为F，故答案为：③；
（2）碳元素的最高价氧化物二氧化碳是含有碳氧共价双键的非极性分子，结构式为：O=C=O，元素O与H形成的18e-化合物为双氧水，氧原子和氢原子之间为共价单键，故答案为：O=C=O；
；
（3）O、H、N三元素形成的化合物中原子个数比为3：4：2，电子总数为42是硝酸铵，其中含有离子键和共价键，故答案为：离子键和共价键；
（4）周期表中，同周期元素的原子从左到右，气态氢化物的稳定性逐渐增强，同主族从下到上，气态氢化物的稳定性逐渐增强，所以稳定性：HCl＞H2O＞H2Se，故答案为：HCl＞H2O＞H2Se；
（5）氧化铝是两性氧化物，能和强碱反应，即Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，故答案为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；
（6）镁、铝、氢氧化钠溶液构成原电池的自发氧化还原反应是金属铝和氢氧化钠的反应，所以金属铝是负极，金属镁是正极，原电池为：
，故答案为：
．
元素周期表揭示了许多元素的相似性和递变规律，同一周期元素构成的某些微粒往往具有相同的电子数，周期表中主族元素可以构成许多电子数为10或18的微粒．如下列周期表中所示的一些分子或离子．
（1）写出⑨元素的原子核外电子排布式______．
（2）比较③、⑤分别与⑦形成的化合物水溶液的pH大小______＞______（写化学式）．
（3）①元素与⑤元素的氢氧化物有相似的性质，写出①元素的氢氧化物与足量的NaOH溶液反应的化学方程式______．
（4）含有⑥元素的某种18电子的离子和H+及OH-均可发生反应，分别写出反应的离子方程式：
______，______．
正确答案
（1）⑨的原子序数为26，为Fe元素，基态原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，
故答案为：1s22s22p63s23p63d64s2；
（2））③为Na，⑤为Al，⑦为Cl元素，对应的化合物分别为NaCl和AlCl3，其中NaCl为强酸强碱盐，溶液呈中性，AlCl3为
强酸弱碱盐，溶液呈酸性，则水溶液的pH：NaCl＞AlCl3，
故答案为：NaCl；AlCl3；
（3）①为Be，⑤为Al，二者处于对角线位置，性质相似，则Be（OH）2为两性氢氧化物，能与强碱反应生成盐和水，Be（OH）2与NaOH反应的化学方程式为
Be（OH）2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O，故答案为：Be（OH）2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O；
（4）⑥为S，对应18电子的离子和H+及OH-均可发生反应，应为HS-，反应的离子方程式分别为HS-+H+=H2S↑；HS-+OH-=S2-+H2O，
故答案为：HS-+H+=H2S↑；HS-+OH-=S2-+H2O．
如图是元素周期表的一部分．表中所列的字母分别代表某一种化学元素．
（1）如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去．核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：一是原子核对核外电子的吸引力；二是形成稳定结构的倾向．
下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量（KJ．mol-1）：
①表中X可能为以上13种元素中的______（填写字母）元素．用元素符号表示x和j形成化合物的化学式：______
②Y是周期表中______族元素．
③以上13种元素中，______（填写字母）元素原子的第一电离能最大．
（2）若表中X和Y均为短周期元素，则X的元素符号是______，元素Y的原子最外层有______个电子．
正确答案
（1）①由表中数据可知，X的第二电离能剧增，故X表现+1价，处于第ⅠA族，且第一电离能比Li的小，说明比锂的金属性强，应为周期表中的a元素，由元素在周期表的位置可知，a为Na元素，j为O元素，钠与氧气形成Na2O、Na2O2，
故答案为：a；Na2O、Na2O2；
②由表中数据可知，Y的第四电离能剧增，故Y表现+3价，最外层电子数为3，应为ⅢA族元素，故答案为：ⅢA；
③稀有气体的第一电离能最大，由元素在周期表中位置可知m为零族元素Ar，故答案为：m；
（2）表中X和Y均为短周期元素，由（1）中分析可知，X为Na元素，Y表现+3价，最外层有3个电子，故答案为：Na；3．
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