- 物质性质的研究
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元素A~G是元素周期表中的7种短周期元素,请根据表中信息回答下列问题:
(1)上表中与B元素同周期的元素符号是______.
(2)写出D离子的结构示意图______.
(3)写出C单质与水反应的化学方程式______.
(4)写出G与烧碱溶液反应的离子方程式______.
(5)写出F元素常见的两种同素异形体的名称______.
(6)对元素B的单质或化合物描述正确的是(填序号)______.
①B元素的最高正价为+6 ②常温常压下,其单质很难与其他物质反应
③单质分子中含有18个电子 ④其氢化物极易溶于水
(7)C、E和F 三种元素的氢化物中,沸点最高的氢化物的化学式是______;C和F 两元素的氢化物中,还原性较强的是(填名称)______.
(8)A和D 两元素金属性较强的是(填元素符号)______.写出能证明该结论的一个实验事实______.
正确答案
元素A~G是元素周期表中的7种短周期元素,A制成的高压灯,发出的黄光透雾能力强、射程远,则A为Na;C单质常温常压下是气体,元素的常见化合价为-1及多种正价,则C为Cl元素;D元素+2价阳离子核外电子数与氖原子相同,则D为Mg元素;E和F是同主族元素,都有同素异形体.E的一种分子与F原子电子数目相同,则E为氧元素、F为硫元素;常温下,G的单质能与烧碱溶液反应放出气体,其氧化物能与强酸或强碱溶液反应,则G为Al元素;工业上通过分离液态空气获得B的单质.原子的最外层未达稳定结构,则B为氮元素,
(1)由上述分析可知,上表中与B元素同周期的元素符号是N,
故答案为:N;
(2)D为镁元素,镁离子的结构示意图为:
,
故答案为:
;
(3)C为Cl元素,氯气与水反应的化学方程式为:Cl2+H2O=HClO+HCl,
故答案为:Cl2+H2O=HClO+HCl;
(4)G为Al元素,AlG与烧碱溶液反应的离子方程式为:2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑,
故答案为:2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑;
(5)F为硫元素,常见的两种同素异形体的名称为:斜方硫、单斜硫,
故答案为:斜方硫、单斜硫;
(6)B为氮元素
①N元素的最高正价为+6,故①错误;
②常温常压下,氮气分子含有N≡N三键,化学性质物质,很难与其他物质反应,故②正确;
③氮气分子中含有14个电子,故③错误;
④氨气极易溶于水,故④正确;
故答案为:②④;
(7)C、E和F 三种元素的氢化物分别为HCl、H2O、H2S,常温下H2O为液态,HCl、H2S为气体,H2O的沸点最高;
非金属性Cl>S,故HCl、H2S中,还原性较强的是硫化氢,
故答案为:H2O;硫化氢;
(8)同周期自左而右金属性减弱,故金属性Na>Mg,Na与水反应比Mg与水反应剧烈或氢氧化钠的碱性比氢氧化镁强,可以证明Na的金属性强,
故答案为:Na;Na与水反应比Mg与水反应剧烈或氢氧化钠的碱性比氢氧化镁强.
如图为元素周期表中的一部分,A、B、C、D、E均为短周期主族元素,B元素原子的最外层有4个电子,E原子最外层电子数与C的原子序数相等.回答下列问题:
(1)B、D形成的化合物甲,C、D形成的化合物乙,二者晶体结构均为空间网状结构,则其晶体类型为______;乙的化学式为______.
(2)B、D分别可与E形成化合物丙、丁,丙属于______ (填“非极性”或“极性”)分子,试将甲、乙、丙、丁四种物质按熔点由高到低的顺序排列:______.(用化学式表示)
(3)B和C元素形成的物质(BC)2可称为拟卤素,写出该物质与NaOH溶液反应的离子方程式______.
(4)C、E形成的分子的空间构型为三角锥形,分子中各原子最外层均达8电子稳定结构,该物质在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,生成含C的无色氧化物气体、C的最高价含氧酸及E的氢化物,写出该反应的化学方程式______.
正确答案
A、B、C、D、E均为短周期主族元素,由各元素的相对位置可知,B、C处于第二周期,A、D、E处于第三周期,B元素原子的最外层有4个电子,则B为碳元素,故C为氮元素;B、D同主族,故D为硅元素;E原子最外层电子数与C的原子序数相等,则E最外层电子数为7,故E为氯元素.
故B为碳元素,C为氮元素,D为硅元素,E为氯元素.
(1)B为碳元素、C为氮元素、D为硅元素,B、D形成的化合物甲为SiC,C、D形成的化合物乙,二者晶体结构均为空间网状结构,则其晶体类型为原子晶体;乙的化学式为Si3N4.
故答案为:原子晶体;Si3N4.
(2)B为碳元素、D为硅元素、E为氯元素.B、D分别与E形成化合物丙为CCl4、丁为SiCl4,CCl4是正四面体结构,反应非极性分子;甲(SiC)、乙(Si3N4)是原子晶体,键长C-Si键比N-Si键长,N-Si键更稳定,所以沸点乙>甲,丙(CCl4)、丁(SiCl4)都是分子晶体,结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点越高,沸点丁>丙,原子晶体沸点高于分子晶体,所以沸点Si3N4>SiC>SiCl4>CCl4.
故答案为:非极性;Si3N4>SiC>SiCl4>CCl4.
(3)B为碳元素、C为氮元素,B和C元素形成的物质(CN)2为拟卤素,性质与氯气类似,(CN)2与NaOH溶液反应的离子方程式为(CN)2+2OH-=CN-+CNO-+H2O.
故答案为:(CN)2+2OH-=CN-+CNO-+H2O.
(4)C为氮元素、E为氯元素,二者形成的分子的空间构型为三角锥形,分子中各原子最外层均达8电子稳定结构,该物质为NCl3,NCl3在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,生成含C的无色氧化物气体为NO、C的最高价含氧酸为HNO3,E的氢化物为HCl,该反应的化学方程式为3NCl3+5H2O=2NO+HNO3+9HCl.
故答案为:3NCl3+5H2O=2NO+HNO3+9HCl.
X、Y、Z为三种常见短周期元素,它们位于同一周期,且原子序数依次增大,X的最高价氧化物对应的水化物为强碱,Y、Z的最高价氧化物对应的水化物均为强酸,W与Z同主族,且其原子序数相差18.请回答下列问题:
(1)Z的含氧酸中相对分子质量最小的是______.(填化学式)
(2)X2Y与W2在水溶液中反应的离子方程式为______.
(3)如图装置(Ⅰ)是一种可充电电池的示意图,装置(Ⅱ)为电解池的示意图.装置(Ⅰ)的离子交换膜只允许X+通过.电池充电、放电的电池反应为:X2Y4+3XW 2X2Y2+XW3,当闭合K时,X及附近溶液变红色.下列说法正确的是______.
A.闭合K时,X+从右到左通过离子交换膜
B.闭合K时,负极反应为3XW-2e-=XW3+2X+
C.闭合K时,X电极的电极反应为2Cl-2e-=Cl2↑
D.闭合K时,当有0.1mol X+通过离子交换膜,X电极上析出标准状况下气体1.12L.
正确答案
X、Y、Z为三种常见短周期元素,它们位于同一周期,且原子序数依次增大,X的最高价氧化物对应的水化物为强碱,Y、Z的最高价氧化物对应的水化物均为强酸,W与Z同主族,且其原子序数相差18,则Z属于第三周期元素,X对应的碱是强碱,则X是钠元素,Y的原子序数小于Z,则Y、Z的最高价氧化物对应的水化物均为强酸,所以Y是硫元素,Z是氯元素,W是溴元素.
(1)Z的含氧酸中相对分子质量最小的应该是含有氧原子个数最少的,所以是HClO,故答案为:HClO;
(2)硫化钠具有还原性,溴具有氧化性,所以硫化钠能被溴氧化生成硫单质,同时自身被还原生成溴离子,反应离子反应方程式为:S2-+Br2═S↓+2Br-,故答案为:S2-+Br2═S↓+2Br-;
(3)I是原电池,II是电解池,当闭合K时,X及附近溶液变红色则X电极是阴极,阴极上氢离子放电,Y电极是阳极,A是负极,B是正极
A.闭合K时,X+向正极移动,所以应该是从左到右通过离子交换膜,故错误;
B.闭合K时,负极上失电子化合价升高而发生氧化反应,故错误;
C.闭合K时,X电极上氢离子放电生成氢气,故错误;
D.闭合K时,当有0.1mol X+通过离子交换膜,X电极上析出标准状况下气体=×22.4L/mol=1.12L,故正确;
故选D.
(1)现有A、B、C、D、E五种元素,A的原子核中没有中子;B、C元素处于同一周期,C的原子半径较小,B、C的质子数之和为27,质子数之差为5;0.96g D的单质跟足量盐酸反应,生成D3+和1.2L(标准状况)氢气;E和C能形成E2C型离子化合物,且E、C两元素的简单离子具有相同电子层结构.
①写出元素符号:A______,C______,E______.
②B、D的最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式为:______.
③用电子式表示C与E形成E2C的过程:______.
(2)元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和元素的性质.右图是元素周期表的一部分.
①阴影部分元素N在元素周期表中的位置为第______周期第______族.
根据元素周期律,预测:酸性强弱 H3AsO4______H3PO4.(用“>”或“<”表示)
②元素S的最高正价和最低负价的代数和为______,在一定条件下,S与H2反应有一定限度(可理解为反应进行的程度),请判断:在相同条件下Se与H2反应的限度比S与H2反应限度______.(选填“更大”、“更小”或“相同”)
③Br2具有较强的氧化性,SO2具有较强的还原性,将SO2气体通入溴水后,溶液中存在的主要离子是______.
④下列说法正确的是______
A.C、N、O、F的原子半径随着原子序数的增大而减小
B.Si、P、S、Cl元素的非金属性随着核电荷数的增加而增强
C.干冰升华、液态水转变为气态都要克服分子内的共价键
D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱.
正确答案
(1)A的原子核中没有中子,应为H元素;B、C元素处于同一周期,C的原子半径较小,则C的原子序数大于B,B、C的质子数之和为27,质子数之差为5,则B的原子序数为11,为Na元素,C的原子序数为16,为S元素,
0.96g D的单质跟足量盐酸反应,生成D3+和1.2L(标准状况)氢气;根据元素的化合价和转移的电子数可知,
n(H2)=,n(D)=
,M(D)=
=27,应为Al元素,
E和C能形成E2C型离子化合物,且E、C两元素的简单离子具有相同电子层结构,则E为K元素,
①由以上分析可知,A为H元素,C为S元素,E为K元素,故答案为:H,S,K;
②B、D的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH和Al(OH)3,Al(OH)3具有两性,
反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,故答案为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
③C与E形成的E2C为K2S,为离子化合物,用电子式表示的形成过程为
,
故答案为:
;
(2)①根据周期表可知,N在周期表中第二周期ⅤA族,同一主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱,则对应的最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱,故答案为:二,ⅤA;<;
②元素S的最高正价为+6价,最低负价为-2价,则代数和为+4价,同一主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱,越不易与氢气反应,反应的限度越小,故答案为:+4;更小;
③Br2具有较强的氧化性,SO2具有较强的还原性,将SO2气体通入溴水后,发生反应为:Br2+SO2+2H2O=2Br-+SO42-+4H+,
溶液中存在的主要离子是Br-、SO42-、H+,故答案为:Br-、SO42-、H+;
④A.C、N、O、F位于同一周期,从左到右原子半径随着原子序数的增大而减小,故A正确;
B.同一周期从左到右非金属性逐渐增强,则Si、P、S、Cl元素的非金属性随着核电荷数的增加而增强,故B正确;
C.干冰升华、液态水转变为气态都要克服分子间作用力,故C错误;
D.同主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱,对应氢化物的稳定逐渐减弱,则HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,故D正确;
故答案为:A、B、D.
A、B、C为短周期元素,在周期表中所处的位置如图所示.A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数.B原子核内质子数和中子数相等.
(1)写出A、B、C三种元素的名称分别为______、______、______;
(2)B位于元素周期表中第______周期,第______族;
(3)C的原子结构示意图为______,C的单质与水反应的化学方程式为______;
(4)比较B、C的原子半径;B______C,写出A的气态氢化物与B的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式______.
正确答案
(1)依题意,A、B、C为短周期元素,从A、B、C的相对位置看,A、C只能处在第二周期,而B处在第三周期.设A的原子序数为x-1,则C为x+1,B为x+8,则有:(x-1)+x+1=x+8 x=8.所以A、B、C的原子序数分别为7、16、9,对应的元素分别为N、S、F.
故答案为:氮 硫 氟
(2)S位于第三周期ⅥA主族,故答案为:三ⅥA
(3)F原子核外有2个电子层,最外层7个电子,原子结构示意图为
,F2与H2O反应生成氟化氢和氧气,
故答案为:
;2F2+2H2O═4HF+O2(4)S的原子半径比同主族的O要大,而O比同周期的F要大,因此,S的原子半径大于F的原子半径.A的气态氢化物NH3与B的最高价氧化物对应水化物H2SO4反应生成(NH4)2SO4
故答案为:>2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4
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