- 物质性质的研究
- 共799题
元素A-D是元素周期表中短周期的四种元素，请根据表中信息回答下列问题．
（1）上表中与A属于同一周期的元素是（写元素符号）______；写出D离子的电子排布式______．
（2）D和C形成的化合物属于______晶体．
写出C单质与水反应的化学方程式______．
（3）对元素B的单质或化合物描述正确的是______
a．B元素的最高正价为+6 b．常温、常压下单质难溶于水
c．单质分子中含有18个电子 d．在一定条件下镁条能与单质B反应
（4）A和D两元素金属性较强的是（写元素符号）______．写出能证明该结论的一个实验事实______．
正确答案
由A的性质制成的高压灯，发出的黄光透雾力强、射程远可知，A为钠；B的性质为通过分离液态空气获得其单质，原子的最外层未达到稳定结构，则B为氮或氧；C的原子的L层有一个未成对的p电子，其电子排布为1s22s1或1s22s22p5，单质为气体，则C为氟；D的+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同，则D为镁，
（1）A为Na，D为Mg，都在第三周期，镁离子的电子排布中第二层有8个电子，则电子排布式为1s22s22p6，故答案为：Mg；1s22s22p6；
（2）形成化合物时，镁易失去电子，氟易得到电子，则D和C以离子键形成化合物，为离子化合物，氟与水反应生成HF和氧气，反应为2F2+2H2O═4HF+O2↑，
故答案为：离子；2F2+2H2O═4HF+O2↑；
（3）a、元素B为氧或氮，最高正价都不是+6，且氧只有负价，故a错误；
b、氮气或氧气在常温、常压下单都难溶于水，故b正确；
c、氮气中含有10个电子，氧气中含有12个电子，故c错误；
d、点燃时镁与氧气反应生成氧化镁，镁与氮气反应生成氮化镁，故d正确；
故答案为：bd；
（4）Na、Mg均在第三周期，由同周期元素的金属性从左到右在减小可知，Na的金属性强，可利用金属单质与水反应的剧烈程度来判断，
故答案为：Na；钠与水反应比镁与水反应剧烈．
有A、B、C、D四种元素，它们的核电荷数依次增大．已知：
①A原子最外层电子数是次外层电子数的两倍．D原子M层上的电子比K层多5个．
②B的阴离子与跟氖原子的电子层结构相同．0°C、101.3KPa时B可形成B2气体，经测定0.2molB2气体为6.4g．
③C与B构成的CB2中，C的质量分数为50%．在C原子核中，质子数与中子数相同．
回答：
（1）写出A～D各元素的名称：A______、B______、C______、D______．
（2）写出下列微粒的结构示意图或电子式．
①B的阴离子的电子式______；
②C的离子的结构示意图______；
③D的阴离子的电子式______．
正确答案
A、B、C、D四种元素，它们的核电荷数依次增大．已知：
①A原子最外层电子数是次外层电子数的两倍，则A原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故A为碳元素；D原子M层上的电子比K层多5个，则其M层电子数为7，故D为Cl；
②0℃、101.3KPa时B可形成B2气体，经测定0.2molB2气体为6.4g，则B2气体的摩尔质量=
③C与B构成的CB2中，C的质量分数为50%，则C的相对原子质量=32，在C原子核中，质子数与中子数相同，故其质子数为16，则C为S元素，
（1）由上述分析可知，A、B、C、D分别为：碳，氧，硫，氯，故答案为：碳；氧；硫；氯；
（2）①B的阴离子为O2-，其电子式为
②S2-离子核外电子数为18，有3个电子层，最外层电子数为8，其结构示意图为
③D的阴离子为Cl-，其电子式为
有A、B、C、D、E五种短周期元素，已知相邻的A、B、C、D四种元素原子核外共有56个电子，在周期表中的位置如图所示．E的单质可与酸反应，1molE单质与足量酸作用，在标准状况下能产生33.6LH2；E的阳离子与A的阴离子核外电子层结构完全相同．
回答下列问题：
（1）B的元素名称为______，D在周期表中的位置______．
（2）A，C，D对应的离子半径由大到小顺序为______，（用化学符号表示）
（3）D的单质与水反应的离子方程式为______．
（4）向D与E形成的化合物的水溶液中滴入过量烧碱溶液，用离子方程式表述______．
正确答案
由短周期及元素在周期表的位置，设C的质子数为x，B的为x-1，D的为x+1，A的为x-8，
由A、B、C、D四种元素原子核外共有56个电子，则
x+（x-1）+（x+1）+（x-8）=56，解得x=16，
即C为硫，B为磷，D为氯，A为氧；
又1molE单质与足量酸作用，在标准状况下能产生33.6LH2，设E的化合价为y，
由电子守恒可知，1mol×（y-0）=
解得y=+3，
且E的阳离子与A的阴离子核外电子层结构完全相同，即E的质子数为10+3=13，则E为铝；
（1）B为磷，D为氯，Cl原子有3个电子层，最外层电子数为7，则在第三周期ⅦA族，故答案为：磷；第三周期ⅦA族；
（2）根据电子层数越多，半径越大，具有相同结构的离子，原子序数越小的离子半径越大，则离子半径为S2-＞Cl-＞O2-，故答案为：S2-＞Cl-＞O2-；
（3）氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，离子反应中气体、水、次氯酸应保留化学式，则离子反应为Cl2+H2O=H++Cl-+HClO，故答案为：Cl2+H2O=H++Cl-+HClO；
（4）D和E形成的化合物为AlCl3，水溶液中滴入过量烧碱溶液生成偏铝酸钠和水，离子反应为Al3++4OH--=AlO2-+2H2O，故答案为：Al3++4OH--=AlO2-+2H2O．
现有A、B、C、D四种短周期元素，它们的相关结构和性质信息如下表所示，请结合相关信息，完成相关的问题：
（1）表中所述A的单质晶体中微粒间的相互作用有_____________、_____________。
（2）B元素的氧化物所对应的晶体属于____晶体（填“分子”、“原子”、“离子”、“金属”），工业上制备B元素单质的化学方程式：_______________________。
（3）钠与C元素形成的Na3C晶体中，C元素以C3-存在，C3-的电子排布式为_____________。C元素的气态氢化物溶于水后溶液呈碱性的原因（用方程式表示）_____________（填序号）。
（4）与D同主族的短周期元素，其单质及其化合物与D的单质及化合物均具有的性质为____ （填序号）。
A．常温下单质跟水剧烈反应并放出氧气 B．气态氮化物具有很强的热稳定性
C．气态氢化物极易溶于水并呈强酸性 D．在HXO中X的化合价均为+l价
正确答案
（本题共8分）（1）共价键、分子间作用力（2分）
（2）离子晶体，化学方程式：2Al2O3→4Al+3O2↑ （2分）
（3）ls22s22p6，原因NH3+H2O
试题分析：A单质的一种晶体不是金属晶体，但是电的良导体，且难熔、质软并有润滑性，可用作原子核反应堆的慢化剂、火箭发动机喷灌和电极材料等，则A是C元素，且A单质是石墨；B单质既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应，其简单离子在第三周期单核离子中半径最小，则B是Al元素；C是蛋白质的组成元素之一，组成蛋白质的主要元素有C、H、N、O，原子核外有三种不同能量的电子，且未成对电子数最多的元素是氮元素，则C是N元素；D原子核外最外层电子排布式为nsnnp2n+1，n为2，则D原子最外层电子排布式为2s2np5，所以D是F元素。
通过以上分析知，A单质是石墨，石墨晶体中，碳原子之间存在共价键，层与层之间存在分子间作用力，所（1）以A的单质晶体中微粒间的相互作用有共价键和分子间作用力。
（2）B元素的氧化物是氧化铝，氧化铝的构成微粒是阴阳离子，所以氧化铝属于离子晶体。金属铝是活泼的金属，工业上用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，反应的化学方程式为2Al2O3
（3）钠与N元素形成的Na3N晶体中，N元素以N3－存在，氮离子中含有10个电子，根据构造原理知C3－的核外电子排布式为ls22s22p6；氨气和水反应生成一水合氨，一水合氨电离生成氢氧根离子，导致氨水中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度而使氨水呈碱性，有关反应的方程式为NH3+H2O
（4）D为氟元素，与D同主族的短周期元素为氯元素。A、氧气与水不反应，A不正确；B．F和O都是活泼的非金属，所以气态氢化物具有很强的热稳定性，B正确；C、氢氟酸是弱酸，C不正确；D、F是最活泼的非金属，没有含氧酸，D不正确，答案选B。
A．氟气、氯气具有强氧化性，一定条件下其单质易与活泼金属反应，故A正确；
B．氢氟酸是弱酸，氢氯酸是强酸，故B错误；
C．氟元素、氯元素的非金属性很强，气态氢化物具有很好的热稳定性，故C正确；
D．常温下氟气与水剧烈反应生成氧气，氯气与水反应不剧烈，不能生成氧气，故D错误
(9分)原子序数依次增加的A、B、C、D、E、F六种常见元素中，A、B、C、D是短周期非金属元素，B、C、D同周期，E、F是第四周期的金属元素，F＋的三个能层电子全充满。下表是主要化合价及原子半径数据：
（1）B、C、D三种元素第一电离能数值由小到大的顺序是 (填元素符号)；
（2）B的氢化物中心原子采取 杂化，空间构型是 形，是 分子(填“极性”或“非极性”)；
（3）F2＋与NH3 形成配离子的结构式为 ；往某种蓝色溶液中加入氨水，形成蓝色沉淀，继续加入氨水，难溶物溶解变成蓝色透明溶液，可得到含有上述配离子的配合物。写出沉淀溶解的离子方程式 。
（4）A 、E两种元素形成晶体晶胞是下图中的 (填①、②、③或④)；
① ② ③ ④
（5）如图四条折线分别表示ⅣA族、ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族元素气态氢化物沸点变化，请选出C的氢化物所在的折线 （填n、m、x或y）。
正确答案
（9分）⑴ S＜P＜Cl （1分） ⑵ Sp3 三角锥 极性（各1分，共3分）
⑶ [Cu(NH3)4]2+（1分），Cu(OH)2＋ 4NH3·H2O ＝ [Cu(NH3)4]2+ ＋ 2OH-＋ 4H2O （2分）
⑷ ② （1分）⑸ n（1分）
试题分析：F＋的三个能层电子全充满，且位于第四周期，所以根据F的主要化合价可知，F是铜。E的原子半径大于铜的，也位于第四周期，主要化合价是＋2价，所以E是钙。根据短周期元素A、B、C、D的主要化合价和原子半径可知，A是F，B是P，C是S，D是Cl。
（1）非金属性越强，第一电离能越大，但由于P元素的3p轨道电子处于半充满状态，其第一电离能大于S元素的，即S＜P＜Cl。
（2）PH3分子中P原子含有（5－1×3）÷2＝1对孤对电子，所以是三角锥形结构，属于极性分子，P原子是sp3杂化。
（3）铜离子和氨气能形成配位键，其化学式是 [Cu(NH3)4]2+。由于铜离子和氨气能形成配位键，属于氢氧化铜能溶解在氨水中，反应的离子方程式是Cu(OH)2＋ 4NH3·H2O ＝ [Cu(NH3)4]2+ ＋ 2OH-＋ 4H2O。
（4）CaF2形成的晶体是离子晶体，其晶胞是②，答案选②。
（5）由于水分子间存在氢键，其熔沸点最高，所以符合S的氢化物的曲线应该是n。
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。
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