上海高考化学三年(2020-2022)模拟题分类汇编-116元素周期表,元素周期率(2)
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一、单选题
1.(2022·上海虹口·统考模拟预测)已知非金属元素X、Y的单质能发生如下反应,下列说法正确的是
A.氧化产物: B.氧化性:
C.非金属性: D.每生成,转移电子
2.(2022·上海徐汇·统考三模)金属表面的电子在光线照射下逸出产生电流的现象称为光电效应。以下碱金属中最容易发生光电效应的是
A.Na B.K C.Rb D.Cs
3.(2022·上海普陀·统考二模)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z,化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是
A.原子半径:r(Z)>r(Y)>r(X)>r(W)
B.非金属性:W>X>Y>Z
C.含有Z的含氧酸均为强酸
D.Y的最高价氧化物的水化物是强碱
4.(2022·上海普陀·统考二模)已知某微粒的核外电子排布式是1s22s22p63s23p4,下列判断错误的是
A.该元素在周期表的位置是第三周期IVA族
B.该元素最高价是+6,最低价是-2
C.该微粒原子核外有16种运动状态不同的电子
D.该微粒原子核外有5种能量不同的电子
5.(2022·上海·统考模拟预测)短周期元素X、Y、Z、M、R 的原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列说法错误的是
A.R一定能与水反应
B.Y和M在自然界均有单质存在
C.X、Y形成的化合物都可以燃烧
D.Z、X形成的气体可使湿润的蓝色石蕊试纸变红
6.(2022·上海·统考二模)如图所示是周期表前四周期的一部分,其中粗实线为金属与非金属的分界线。下列有关R、X、Y、Z四种元素说法正确的是
A.核外未成对电子数:Z>X
B.简单离子半径:Y>X
C.元素最高正化合价:X>Z
D.气态氢化物热稳定性:R>X
7.(2022·上海徐汇·统考二模)下列推断合理的是
A.O的非金属性比S大,可推断比稳定
B.电子云重叠程度比的大,可推断比稳定
C.的相对分子质量比小,可推断的沸点比的低
D.具有氧化性,可推断过硫化氢()也具有氧化性
8.(2022·上海·统考二模)向NaBr、NaI混合液中,通入一定量氯气后,将溶液蒸干并充分灼烧,剩余固体的组成可能是:
A.NaCl、NaBr、NaI B.NaCl、NaBr、I2
C.NaCl、NaI D.NaCl、NaI、Br2
9.(2022·上海徐汇·统考二模)高纯度的锗是一种半导体材料,下图是锗在元素周期表中的信息,下列说法正确的是
A.位于VIA族,处于金属元素与非金属元素分界处
B.原子序数为32
C.最外层电子数为2
D.原子的相对原子质量为72.61
10.(2022·上海闵行·统考模拟预测)如图所示的四种短周期主族元素,已知元素X的原子核外电子数是M的2倍。相关叙述中,错误的是
A.X元素是镁 B.M元素可形成一种温室气体
C.最高价氧化物对应水化物酸性:N>M D.Y的氧化物是铝热剂的成分之一
11.(2022·上海崇明·统考一模)以下性质比较,不能用元素周期律解释的是
A.非金属性O>N B.碱性KOH>LiOH
C.热稳定性H2S>PH3 D.酸性H2SO3>H2SiO3
12.(2022·上海宝山·统考一模)a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,b的最外层电子数为内层电子数的2倍,c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,c与d同周期,非金属性:d>c。下列关于a、b、c、d四种元素的叙述错误的是
A.a元素的金属性最强
B.它们对应的单质中不可能有离子晶体
C.只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物
D.b、c、d分别与氢元素形成的化合物中化学键均为极性共价键
13.(2022·上海·模拟预测)在周期表1~18号元素中,下列说法不正确的是
A.原子半径最小的是H
B.金属性最强的是Na
C.非金属性最强的是F
D.Na、Cl元素组成的NaCl是共价化合物
14.(2022·上海浦东新·统考一模)常用作半导体材料的碳、硅、锗、砷元素在周期表中的位置如图所示,四种元素中
A.碳的非金属性最弱
B.硅单质是原子晶体
C.锗原子最外层电子排布为3s23p2
D.砷的原子半径最大
15.(2022·上海静安·统考一模)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,Z是地壳中含量最高的金属元素。已知:2W2X+2Y2→4WY+X2。M分子中含有碳、氮、W、X四种元素,M分子部分结构如图所示(…表示氢键)。下列说法正确的是
A.氢键是特殊的化学键
B.稳定性:W2X>WY
C.简单离子半径:X>Y>Z
D.Z的最高价氧化物对应的水化物是强碱
16.(2022·上海·统考一模)科学家研制出了一种漂白效率极高的新型漂白剂(结构如图所示),其中W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大。常温下,0.1mol/LZ的氢化物的水溶液pH=1,且Z与Y位于不同周期。下列叙述正确的是
A.简单离子半径:X>Y>Z
B.氢化物沸点:Y>W>X
C.W和Y可组成含极性键的非极性分子
D.Y的单质均可用于杀菌消毒
17.(2022·上海嘉定·统考二模)已知表是几种常见元素的原子半径数据:
元素
C
O
Na
Mg
Si
原子半径/nm
0.077
0.073
0.154
0.130
0.111
下列说法正确的是
A.随着核电荷数的增加,原子半径逐渐增大
B.元素F的原子半径在0.073~0.154 nm之间
C.最外层电子数相同的元素,电子层数越多,原子半径越大
D.Mg2+的半径大于Mg的半径
18.(2022·上海·模拟预测)下列性质的比较,不能用元素周期律解释的是
A.原子半径:S>Cl B.热稳定性:HCl>H2S
C.非金属性:Cl>S D.酸性:HClO3>H2SO3
19.(2022·上海·模拟预测)下列关于Li、O、Al、S元素及其化合物的叙述错误的是
A.Al3+离子的电子排布式:1s22s22p63s23p1 B.碱性:LiOH>Al(OH)3
C.原子半径 D.简单气态氢化物的热稳定性:H2O>H2S
20.(2022·上海松江·统考一模)下列事实不能说明氮和氧非金属性相对强弱的是
A.热稳定性:H2O>NH3 B.常温下水为液体而氨为气态
C.NO中N为+2价,氧为-2价 D.NH3在纯氧中燃烧可生成N2
21.(2022·上海·模拟预测)下列性质的比较,不能用元素周期律解释的是
A.酸性:HClO4>H2SO3>H2SiO3 B.碱性:KOH>NaOH>LiOH
C.热稳定性:H2O>H2S>SiH4 D.非金属性:F>O>N
22.(2022·上海杨浦·统考一模)下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高价之和为8。下列分析正确的是
W
X
Y
Z
A.X是半导体材料 B.Y的最高价氧化物的水化物是弱碱
C.Z没有负价 D.W的最高价氧化物的水化物是强酸
23.(2022·上海·模拟预测)下列各元素中,一定属于主族元素的是
A.最高价氧化物是酸性氧化物
B.原子最外层电子数为2
C.能形成+7价的含氧酸及其盐
D.简单阴离子最外层满足8个电子稳定结构
24.(2022·上海·统考一模)4种短周期主族元素X、Y、Z和Q的原子序数依次增大,相关信息如下表:
元素
相关信息
X
最外层电子数等于次外层电子数
Y
与X在同一主族
Z
单质为淡黄色固体,常存在于火山喷口附近
Q
同周期主族元素中原子半径最小
下列说法正确的是
A.X的金属性比Y强 B.Y的离子半径是同周期中最大的
C.Q的气态氢化物比Z的气态氢化物稳定 D.Q的含氧酸是最强酸
25.(2022·上海闵行·统考一模)不能作为卤族元素(氯、溴、碘)非金属性递变规律的判断依据的是
A.单质的氧化性 B.氢卤酸的酸性
C.卤化氢的热稳定性 D.与氢气化合的难易程度
二、结构与性质
26.(2022·上海普陀·统考二模)氨基磺酸( )是一种固体强酸,制备原理:CO(NH2)2+H2SO4+SO32HOSO2NH2+CO2,完成下列填空:
(1)O、S属同一主族,该族元素的最外层电子轨道表示式为___;CO2的电子式是___。
(2)反应原理中涉及的第二周期元素的非金属性由强到弱的顺序是_______。
(3)完成氨基磺酸受热分解的化学方程式_______,其中还原产物是_______。
____HOSO2NH2SO2↑+____SO3↑+____N2↑+2H2↑+______H2O
(4)用过量的NaOH(aq)充分吸收氨基磺酸热解产生的混合气体,所得吸收液中含硫微粒浓度由大到小的顺序是_______。向吸收液中加入_______试剂,有_______现象,说明氨基磺酸热解产生SO3。
(5)氨基磺酸趋向于形成内盐:H2NSO3H→H3NSO3,可作氯水的稳定剂。H3NSO3与Cl2经取代反应生成的一氯代物缓慢水解成HClO,写出该一氯代物水解的化学方程式_______。
27.(2022·上海徐汇·统考二模)卤族元素在自然界中主要以卤化物形式存在,完成下列填空:
(1)工业电解铝以铝土矿(Al2O3)为原料,冰晶石(Na3AlF4)为助熔剂。
①铝土矿中的晶体类型_______;
②比较的简单离子半径大小_______;
③最外层电子的电子云形状为_______。
(2)从海水中获取的主要用于氯碱工业,写出阳极的电极反应_______。
(3)采用“空气吹出法”从浓海水中吹出,并用纯碱吸收。纯碱吸收的主要反应为:,吸收时,转移电子为_______mol。
(4)工业生产纯碱的方法是:向饱和食盐水中通入和,即有晶体析出。结合速率与平衡理论解释析出的原因_______。
(5)向碘水溶液中通入过量的,发生反应:,配平上述方程式_______。
三、填空题
28.(2022·上海·统考二模)I.碳元素作为一种形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物具有广泛的用途。
(1)储能材料是当今科学研究的热点,C60(结构如图)可用作储氢材料。继C60后,科学家又合成了Si60、N60,下列有关说法正确的是_______。
a.C60、Si60、N60都属于新型化合物
b.C60、Si60、N60互为同分异构体
c.已知N60结构与C60相似,由于N-N键能小于N≡N,故N60的稳定性弱于N2
d.已知金刚石中C-C键长154pm,C60中C-C键长145-140pm,故C60熔点高于金刚石
II.玻璃生产离不开碳酸盐,原料在熔炉里发生的主要反应如下:2Na2CO3+CaCO3+3SiO22Na2SiO3+CaSiO3+3CO2↑
(2)上述反应中,反应物之一在熔融状态下不导电,该物质属于_______晶体。写出气体产物的电子式_______,其属于_______分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)上述反应中,在周期表中相邻的两种元素的原子半径_______>_______(填元素符号);处于第三周期的元素名称是_______;金属性最强的短周期元素原子核外有_______种不同能级的电子,其单质在O2中燃烧,生成的产物可能有_______(写化学式)。
III.碳元素能形成多种酸,如常见的碳酸、草酸(H2C2O4)等。已知下列3个变化:→CO2、→CO2、Fe3+→Fe2+。
(4)找出其中一个变化与“→Mn2+”组成一个反应,写出该反应的离子方程式并配平_______。
(5)上述反应中的高锰酸钾在不同条件下可发生如下反应:+5e+8H+→Mn2++4H2O;+3e+2H2O→MnO2+4OH-;+e→
①由此可知,高锰酸根离子()反应后的产物与_______有关。
②高锰酸钾溶液与硫化亚铁发生如下反应:10FeS+6KMnO4+24H2SO4→3K2SO4+6MnSO4+5Fe2(SO4)3+10S↓+24H2O,已知该反应进行一段时间后,固体的质量减少了2.8g,则硫元素与KMnO4之间发生电子转移的数目为_______个。
29.(2022·上海松江·统考一模)神舟十二号飞船携带3名航天员返回地球时,为了减弱返回舱着陆的速度,反推发动机的燃料是高氯酸铵(NH4ClO4)和铝粉混合物。
完成下列填空:
(1)上述燃料涉及的元素所形成的简单离子中,核外电子数相同的离子半径由大到小顺序为___________(离子符号表示),上述元素的原子中,未成对电子数最多的核外电子排布式为___________。
(2)写出NH的电子式___________,其空间构型与甲烷空间构型相同,为___________型。
(3)氮气性质比较稳定,从分子结构的角度说明理由。___________
(4)配平以下方程式: ___________
_____Al+_____NH4ClO4→______Al2O3+_____AlCl3+_____N2↑+____ H2O 。
上述反应中被氧化的元素是___________,若产生42g氮气,过程中氮元素转移电子为___________mol。
(5)若回收地点附近的水中Al3+浓度超标,加入碳酸氢钠,可有效降低Al3+浓度,减少了水污染,请说明理由___________
30.(2022·上海·模拟预测)全球“青年化学家元素周期表”中多种元素由我国科学家代言,如氮、硫、钪(Sc)等。完成下列填空。
(1)钪(Sc)的原子结构示意图为 ,钪原子核外最外层电子排布式为___________;Sc与第II主族相邻,Sc位于元素周期表的第___________族;钪的最高价态可能是___________。
(2)下列比较正确的是___________(选填选项)。
A.原子半径: B.热稳定性:
C.溶解性: D.微粒种类:氢硫酸<氨水
(3)工业上以N2为原料,以、为产品,实现了“向空气要氮肥”的目标。
①在如下价、类二维图中用“→”和途径中间产物的化学式,画出了由N2转化为路径。
②工业上常以氨为原料制硝酸。写出氨催化氧化的化学方程式。___________
(4)硫酸铵[(NH4)2SO4],也称肥田粉,是我国生产和施用最早的氮肥之一、写出硫酸铵使用时的注意事项及对环境的影响(各一条),并说明理由。
①___________。
②___________。
参考答案:
1.B
【分析】中Y由+5价降为0价,X由0价升高为+5价,X2是还原剂,为氧化剂,为氧化产物,为还原产物。
【详解】A. Y由+5价降为0价,还原产物:,故A错误;
B. 氧化剂的氧化性大于氧化产物,氧化性:,故B正确;
C. 氧化性:,或还原性:X2>Y2,非金属性:,故C错误;
D. 每生成,转移电子,故D错误;
故选B。
2.D
【详解】同主族元素,从上到下金属性依次增强,失去电子的能力依次增强,发生光电效应的能力依次增强,则最容易发生光电效应的碱金属是金属性最强的铯,故选D。
3.D
【分析】化合物XW3与WZ相遇会产生白烟,说明X为氮,W为氢,Z为氯,根据四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z分析,Y为钠元素。
【详解】A.原子半径根据电子层越多半径越大,同电子层,核电荷数越大,半径越小分析,半径关系为:r(Y)>r(Z)> r(X)>r(W),A错误;
B.非金属性氯元素最强,B错误;
C.含有氯元素的含氧酸不一定是强酸,例如次氯酸为弱酸,C错误;
D.钠的最高价氧化物的水化物为氢氧化钠,为强碱,D正确;
故选D。
4.A
【分析】该元素为硫元素。
【详解】A.硫元素在第三周期ⅥA族,A错误;
B.硫最高价为+6价,最低价-2价,B正确;
C.硫元素有16个电子,有16种运动状态不同的电子,C正确;
D.该原子的电子占据5个不同电子能级,有5种能量不同的电子,D正确;
故选A。
5.D
【分析】X、R原子最外层电子数都为1,X、R位于第IA族,X的原子半径最小,X为H元素;Y、Z、M的最外层电子数依次为4、5、6,Y、Z、M依次位于第IVA族、第VA族、第VIA族,原子半径R>M>Y>Z,则R为Na元素、Y为C元素、Z为N元素、M为S元素。
【详解】A.R为Na,Na与H2O反应生成NaOH和H2,A项正确;
B.Y为C元素, C元素在自然界中有单质存在如石墨等,M为S元素,游离态的硫常存在于火山口附近或地壳的岩石中,B项正确;
C.X为H,Y为C,H、C形成的化合物为烃,烃都可以燃烧,C项正确;
D.Z为N、X为H,N与H形成的气体NH3可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D项错误;
答案选D。
6.A
【分析】图为周期表前四周期的一部分,应该为二、三、四周期,粗实线为金属与非金属的分界线,所以Y应该为第三周期第三主族元素Al,依此类推R为C,X为O,Z为As。
【详解】A.As价电子排布式为4s24p3, 核外未成对电子数为3,O价电子排布式为2s22p4核外未成对电子数为2,所以Z>X ,A正确;
B.O2-和Al3+核外具有相同的电子数,核内质子数越少离子半径越大,所以 O2->Al3+,即Y
7.D
【详解】A.非金属性越大,气态氢化物的稳定性越大,因O的非金属性比S大,可推断比稳定,A错误;
B.电子云重叠程度越大,键能越大,化学键越稳定,因的电子云重叠程度大于的,可推断比稳定,B错误;
C.和均属于分子晶体,但水分子间存在氢键,所以沸点:>,C错误;
D.同族元素的性质具有相似性,与互为等电子体,结构相似,过氧化氢中过氧根离子具有氧化性,推测过硫化氢也具有氧化性,D正确;
答案选D。
8.A
【详解】已知Br-的还原性弱于I-,即向NaBr、NaI混合液中,通入一定量氯气,则先氧化I-,反应为:2I-+Cl2=I2+2Cl-,当I-完全消耗后,才氧化Br-,反应为:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,据此分析解题:
A.当通入的氯气很少,NaI过量时,生成的I2易升华,则剩余固体为NaCl、NaBr、NaI,A符合题意;
B.由于生成的I2易升华,故固体不可能还含有I2,B不合题意;
C.由于Br-的还原性弱于I-,通入氯气时先氧化I-而不是Br-,即当NaI过量时,不可能NaBr被氧化,即固体不可能是NaCl、NaI ,C不合题意;
D.由于Br-的还原性弱于I-,通入氯气时先氧化I-而不是Br-,即当NaI过量时,不可能NaBr被氧化,且Br2易挥发,即固体不可能是NaCl、NaI、Br2,D不合题意;
故答案为:A。
9.B
【详解】A.根据价电子排布式4s24p2,可得Ge位于IVA族,位于金属元素与非金属元素分界处,故A错误;
B.根据锗在元素周期表中的信息,可知原子序数为32,故B正确;
C.根据价电子排布式4s24p2,最外层电子数为4,故C错误;
D.锗元素的相对原子质量为72.61,故D错误;
故选B。
10.D
【分析】四种短周期主族元素,由图可知,为第二、三周期元素;已知元素X的原子核外电子数是M的2倍,设M原子序数为x,则X原子序数为x+6,则(x+6)=2x,x=6,则M、N、X、Y分别为碳、氮、镁、铝;
【详解】A.X元素是镁,A正确;
B.碳元素形成的二氧化碳是一种温室气体,B正确;
C.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性氮大于碳,则最高价氧化物对应水化物酸性:N>M,C正确;
D.Al是铝热剂的成分之一,D错误;
故选D。
11.D
【详解】A.同周期元素从左到右非金属性逐渐增强,非金属性O>N ,A正确;
B.同主族金属性从上到下逐渐增强,对应碱的碱性逐渐增强,碱性KOH>LiOH,B正确;
C.同周期元素从左到右非金属性逐渐增强,元素的非金属性越强,形成的气态氢化物就越稳定,热稳定性H2S>PH3,C正确;
D.同周期元素从左到右非金属性逐渐增强,元素的非金属性越强,最高价氧化物对应的水化合物酸性越强,亚硫酸不是最高价氧化物对应的水化合物,不能比较,D错误;
答案选D。
12.D
【分析】a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,则a为Na元素;b的最外层电子数为内层电子数的2倍,b只能含有2个电子层,最外层含有4个电子,则b为C元素;c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,c位于ⅥA族,c为S元素,c与d同周期,非金属性:d>c,则d为Cl元素,结合分析可知,a为Na,b为C,c为S,d为Cl元素,以此分析解答。
【详解】A.钠元素为短周期中金属性最强的元素,则四种元素中a的金属性最强,故A正确;
B.离子晶体必须为离子化合物,四种元素的单质中不可能有离子晶体,故B正确;
C.四种元素中,只有Na为活泼金属,其他均为非金属元素,则只有Na与其他元素生成的化合物都是离子化合物,故C正确;
D.碳与氢元素形成的化合物为烃,除了甲烷以外,其他烃分子中均含有C﹣C非极性键,故D错误;
故选:D。
13.D
【详解】A.原子半径最小的是H,正确;
B.周期表中,同周期随核电荷数增大金属性越弱,同主族元素随核电荷数的增加金属性越强,故1~18号元素中金属性最强的是Na,正确;
C.周期表中,同周期随核电荷数增大非金属性越强,同主族元素随核电荷数的增加非金属性越弱,故1~18号元素中非金属性最强的是F,正确;
D.Na、Cl元素组成的NaCl是离子化合物,错误;
故选D。
14.B
【详解】A.同主族元素从上到下非金属性减弱,同周期元素从左到右非金属性增强,因此非金属性最弱的是锗,故A错误;
B.硅原子间通过共价键连接形成空间网状结构的原子晶体,故B正确;
C.锗为第四周期元素,其原子最外层电子排布为4s24p2,故C错误;
D.同主族元素从上到下原子半径增大,同周期元素从左到右原子半径减小,因此原子半径最大的是锗,故D错误;
故选B。
15.C
【分析】Z是地壳中含量最高的金属元素,即Z为Al,根据结构图以及氢键的形成条件,W为H,X形成2个共价键,四种元素是原子序数依次增大的短周期元素,则X为O,已知:2W2X+2Y2→4WY+X2,推出Y为F,据此分析;
【详解】A.氢键不属于化学键,故A错误;
B.W2X为H2O,WY为HF,F的非金属性强于O,则HF比H2O稳定,故B错误;
C.Al3+、O2-、F-核外电子排布相同,原子序数越大,离子半径越小,即简单离子半径大小顺序是O2->F->Al3+,故C正确;
D.Al的最高价氧化物对应水化物为Al(OH)3,氢氧化铝属于两性氢氧化物,故D错误;
答案为C。
16.C
【分析】由新型漂白剂的结构可知,W形成的价键数为4,X形成的价键数为3,Y形成的价键数为2,Z形成的价键数为1;W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,常温下,0.1mol/LZ的氢化物的水溶液pH=1,则Z为Cl;Z与Y位于不同周期,则Y为O元素、W为C元素、X为N元素,据此分析解题。由分析知:W为C元素、X为N元素、Y为O元素、Z为Cl元素。
【详解】A.一般电子层数越多半径越大,故离子半径Cl->N3->O2-,故A错误;
B.H2O常温下为液体,NH3和H2O分子间存在氢键,三种元素简单氢化物的沸点由高到低的顺序为H2O>NH3>CH4,但C的氢化物包括多碳的烃,常温下有固体,有液体,即碳的氢化物沸点也可能比H2O高,故B错误;
C.C和O可组成CO2,为含极性键的非极性分子,故C正确;
D.O3具有强氧化性,具有杀菌消毒作用,但是氧气不可用于杀菌消毒,故D错误;
故答案为C。
17.C
【详解】A.同一周期的元素从左到右,核电荷数逐渐增大,对电子层的吸引力逐渐增大,原子半径逐渐减小,故A错误;
B.同一周期的元素从左到右,核电荷数逐渐增多,原子半径逐渐减小,而电子层数越多,原子半径越大,故F的原子半径小于O,更小于Na,故F的原子半径小于0.073nm,故B错误;
C.最外层电子数相同的元素,原子半径受电子层数的影响,电子层数越多,则微粒半径越大,故C正确;
D.电子层数越多,则微粒半径越大,Mg2+比Mg少一个电子层,故Mg2+的半径小于Mg的半径,故D错误。
故选:C。
18.D
【详解】A.同一周期从左往右主族元素的原子半径依次减小,故原子半径:S>Cl可以用元素周期律解释,A不合题意;
B.同一周期从左往右主族元素的非金属性增强,其简单气态氢化物的热稳定性也依次增强,故热稳定性:HCl>H2S可以用元素周期律解释,B不合题意;
C.同一周期从左往右主族元素的非金属性增强,故非金属性:Cl>S符合元素周期律,C不合题意;
D.非金属元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性与元素的非金属性一致,但HClO3、H2SO3不是Cl、S的最高价氧化物对应水化物,故酸性:HClO3>H2SO3不能用元素周期律解释,D符合题意;
故答案为:D。
19.A
【详解】A.Al3+离子核外有十个电子,电子排布式:1s22s22p6,故A错误;
B.Al(OH)3是两性的,具有了一定的非金属性,故碱性:LiOH>Al(OH)3,故B正确;
C.原子层数越多半径越大,同周期原子从左到右半径依次减小,故原子半径,故C正确;
D.O和S是同主族元素,氧的非金属性大于硫,非金属性越大简单氢化物的稳定性越强,H2O>H2S,故D正确;
故答案为:A
20.B
【详解】A.简单气态氢化物的热稳定性可以说明非金属性强弱,A不符合题意;
B.水、NH3的状态反应的是物质熔沸点,即物理性质,而非金属性属于化学性质,两者不能相互说明,B符合题意;
C.NO中O显负价,N显正价,说明吸引电子能力O大于N,即非金属性O大于N,C不符合题意;
D.NH3与O2反应生成N2,说明O2可以置换出N2,可以说明非金属性O大于N,D不符合题意;
故答案选B。
21.A
【详解】A.元素的最高价氧化物对应水化物的酸性与其非金属性一致,非金属性:Cl>Si,故酸性:HClO4>H2SiO3,但H2SO3不是最高价氧化物对应水化物,故无法用元素周期律解释,A符合题意;
B.元素的最高价氧化物对应水化物的碱性与其金属性一致,Li、Na、K是同一主族元素,从上往下金属性依次增强,即金属性:K>Na>Li,故碱性:KOH>NaOH>LiOH,B不合题意;
C.元素的简单气态氢化物的稳定性与其非金属性一致,非金属性:O>S>Si,故热稳定性:H2O>H2S>SiH4,C不合题意;
D.同一周期,从左往右,元素的非金属依次增强,故非金属性:F>O>N,D不合题意;
故答案为A。
22.D
【分析】该表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W位于第二周期,X、Y、Z位于第三周期,W与X的最高价化合价之和为8,设X的最外层电子数为a, W的最外层电子数为a+2,W、X的最高价化合价之和=a+a+2=8,解得a=3,则X为Al,Y为Si,Z为P,W为N元素,以此分析解答。
【详解】根据上述分析可知:W为N,X为Al,Y为Si,Z为P元素。
A.X是Al元素,属于金属元素,能够导电,而不是半导体材料,A错误;
B.Y为Si,其最高价氧化物的水化物是H2SiO3,该物质属于弱酸,B错误;
C.Z为P元素,其最高为+5价,最低为-3价,可见Z元素有负化合价,C错误;
D.W为N,N的最高价氧化物的水化物是HNO3,HNO3是一元强酸,D正确;
故合理选项是D。
23.D
【详解】A.最高价氧化物是酸性氧化物的元素不一定是主族元素,如Mn2O7是酸性氧化物,但Mn是副族元素,而SO3、CO2等是酸性氧化物,S、C是主族元素,A不合题意;
B.原子最外层电子数为2的元素不一定是主族元素,如Mg、Ca为主族元素,而Sc、Ti、V、Zn等则为副族元素,B不合题意;
C.能形成+7价的含氧酸及其盐的元素不一定是主族元素,如HMnO4、KMnO4,但Mn属于副族元素,而HClO4、KClO4,Cl是主族元素,C不合题意;
D.能够形成简单阴离子的元素一定是非金属元素,而非金属元素都是主族元素,故简单阴离子最外层满足8个电子稳定结构一定是主族元素,D符合题意;
故答案为:D。
24.C
【分析】X最外层电子数等于次外层电子数,且为主族元素,则X的核外电子层结构为2、2,为Be元素;Y与X在同一主族,且为短周期元素,则Y为Mg元素;Z的单质为淡黄色固体,常存在于火山喷口附近,则Z为S元素;Q为同周期主族元素中原子半径最小,其原子序数大于S,则Q为Cl元素。
【详解】A.同主族元素自上而下金属性增强,所以X的金属性比Y弱,A错误;
B.Y为Mg元素,位于第三周期,第三周期元素形成的阳离子核外有2层电子,形成的阴离子核外有3层电子,核外电子层数越多,半径越大,所以Y的离子半径不是同周期中最大的,B错误;
C.同周期元素自左至右非金属性增强,非金属性Cl>S,则Cl的气态氢化物比S的气态氢化物稳定,C正确;
D.Q为Cl元素,有多种含氧酸,其中HClO、HClO2等为弱酸,D错误;
综上所述答案为C。
25.B
【分析】非金属性比较的方法:
1.元素在周期表中的相对位置如:同主族元素自上而下,非金属性依次减弱,如F>CI>Br> I;
2.非金属单质与氢气化合的越容易,非金属性越强如:F2、Cl2、Br2、I2与H2化合由易到难,所以非金属性F>C1>Br>I;
3.气态氢化物的越稳定,非金属性越强如:稳定性HBr>HI>所以非金属性:Br>I;
4.最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,非金属性越强如酸性:HClO4> HBrO4>则非金属性:Cl>Br;
5.非金属性强的元素的单质能置换出非金属性弱的元素的单质,Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2;以此来解析;
【详解】A.非金属性越强,单质氧化性越强,则Cl2、Br2、I2的氧化性能作为Cl、Br、 I元素非
金属性递变规律的判断依据,A不符合题意;
B.氢卤酸的酸性非金属性强弱无关,其酸性强弱不能作为Cl、Br、I元素非金属性递变规律的判断依据,B符合题意;
C. HCl、HBr、HI的热稳定性与非金属性强弱有关,其氢化物稳定性能作为Cl、Br、I元素非金属性递变规律的判断依据,C不符合题意;
D.与氢气化合的难易程度与非金属性强弱有关,与氢气化合的难易能作为Cl、Br、I元素非金属性递变规律的判断依据,D不符合题意;
故选B。
26.(1)
(2)O>N>C
(3) 2HOSO2NH2SO2↑+SO3↑+N2↑+2H2↑+H2O SO2、H2
(4) c()>c()>c()>c(H2SO3) 过量HCl(aq),再加BaCl2(aq) 白色沉淀生成
(5)ClH2NSO3+H2OH3NSO3+HClO
【详解】(1)氧元素和硫元素都位于元素周期表ⅥA族,ⅥA族价电子排布式为ns2np4,价电子轨道表示式为 ;二氧化碳是共价化合物,电子式为,故答案为: ; ;
(2)同周期元素,从左到右元素非金属性依次增强,则反应原理中涉及的第二周期元素的非金属性由强到弱的顺序为O>N>C,故答案为:O>N>C;
(3)由未配平的化学方程式可知,氨基磺酸受热分解生成二氧化硫、三氧化硫、氮气、氢气和水,配平的化学方程式为2HOSO2NH2SO2↑+SO3↑+N2↑+2H2↑+H2O,反应中硫元素和氢元素的化合价部分降低被还原,还原产物为二氧化硫和氢气,故答案为:2HOSO2NH2SO2↑+SO3↑+N2↑+2H2↑+H2O;SO2、H2;
(4)用过量的氢氧化钠溶液充分吸收氨基磺酸热解产生的混合气体,二氧化硫、三氧化硫与氢氧化钠溶液反应得到含有氢氧化钠、强酸强碱盐硫酸钠、强碱弱酸盐亚硫酸钠的吸收液,由于亚硫酸根离子在溶液中发生水解反应,所以溶液中含硫微粒浓度由大到小的顺序为c()>c()>c()>c(H2SO3);向吸收液中加入过量的盐酸后,再加入氯化钡溶液,有白色沉淀生成说明氨基磺酸热解产生的混合气体中含有三氧化硫,故答案为:c()>c()>c()>c(H2SO3);过量HCl(aq),再加BaCl2(aq);白色沉淀生成;
(5)由题意可知,一氯代物ClH2NSO3发生水解反应生成H3NSO3和次氯酸,反应的化学方程式为ClH2NSO3+H2OH3NSO3+HClO,故答案为:ClH2NSO3+H2OH3NSO3+HClO。
27.(1) 离子晶体 F->Na+>Al3+ 球形
(2)
(3)
(4)结合成晶体的速率大于电离成的速率,所以有晶体析出
(5)
【解析】(1)
①电解熔融氧化铝冶炼金属铝,说明氧化铝在熔融状态下能导电,的晶体类型离子晶体;
②电子层数相同,质子数越多半径越小,的简单离子半径大小F->Na+>Al3+;
③最外层电子排布为3s1,电子云形状为球形。
(2)
电解饱和溶液,阳极氯离子失电子生成氯气,阳极的电极反应式为;
(3)
纯碱吸收的主要反应为:,溴元素化合价由0降低为-1、溴元素化合价由0升高为+5,3molBr2反应转移5mol电子,则吸收时,转移电子为mol。
(4)
向饱和食盐水中通入和,和反应生成碳酸氢铵,结合成的速率大于电离成的速率,所以有晶体析出。
(5)
向碘水溶液中通入过量的,氯元素化合价由0降低为-1、碘元素化合价由0升高为+5,根据得失电子守恒,发生反应的离子方程式为。
28.(1)c
(2) 原子(共价) 非极性
(3) Si C 钠、硅 4 Na2O、Na2O2
(4)5+2+16H+→2Mn2++10CO2↑+8H2O
(5) 溶液酸碱性 6.02×1022
【解析】(1)
a.C60、Si60、N60分别是C、Si、N的新的单质,不属于化合物,a错误;
b.同分异构体是指分子式相同而结构不同的物质,则C60、Si60、N60的分子式不同,不互为同分异构体,b错误;
c.已知N60结构与C60相似,化学键的键能越小,物质的稳定性越差,由于N-N键能小于N≡N,故N60的稳定性弱于N2,c正确;
d.已知金刚石中C-C键长154pm,C60中C-C键长145-140pm,由于金刚石是原子(共价)晶体,而C60是分子晶体,故C60熔点低于金刚石,d错误;
故答案为:c;
(2)
上述反应中,反应物中Na2CO3、CaCO3均为离子化合物,熔融状态下能够导电,而SiO2属于共价化合物,其在熔融状态下不导电,该物质SiO2属于原子(共价)晶体,气体产物即CO2,CO2是共价化合物,则其电子式为,CO2是直线形分子,其正负电荷中心重合,故其属于非极性分子,故答案为:原子(共价);;非极性;
(3)
上述反应2Na2CO3+CaCO3+3SiO22Na2SiO3+CaSiO3+3CO2↑中,在周期表中相邻的两种元素即C、Si,是同一主族元素,从上往下原子半径依次增大,故二者的原子半径Si>C,其中C、O位于第二周期,Na、Si位于第三周期,Ca位于第四周期,故处于第三周期的元素名称是硅,金属性最强的短周期元素即Na,核电荷数为11,核外电子排布式为:1s22s22p63s1,故原子核外有4种不同能级的电子,其单质即Na在O2中燃烧,生成的产物可能氧化钠和过氧化钠,故答案为:Si;C;钠、硅;4;Na2O、Na2O2;
(4)
→Mn2+过程中Mn的化合价降低,根据氧化还原反应中“化合价有降必有升”可知,另一个过程为:→CO2,C的化合价升高,根据氧化还原反应配平可得:5+2+16H+→2Mn2++10CO2↑+8H2O,故答案为:5+2+16H+→2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(5)
上述反应中的高锰酸钾在不同条件下可发生如下反应:+5e+8H+→Mn2++4H2O;+3e+2H2O→MnO2+4OH-;+e→
①有上述转化过程可知,高锰酸根离子()反应后的产物与溶液的酸碱性有关,故答案为:溶液的酸碱性;
②高锰酸钾溶液与硫化亚铁发生如下反应:10FeS+6KMnO4+24H2SO4→3K2SO4+6MnSO4+5Fe2(SO4)3+10S↓+24H2O,根据反应可知,10molFeS参与反应,引起固体质量减少:10×88-10×32=560g,硫元素与KMnO4之间转移了10×2=20mol,已知该反应进行一段时间后,固体的质量减少了2.8g,,解得n=0.1mol,则硫元素与KMnO4之间发生电子转移的数目为6.02×1022个,故答案为:6.02×1022。
29.(1) N3−>O2−>Al3+ 1s22s22p3
(2) 正四面体
(3)氮氮叁键键能更大,很难断开,更稳定
(4) 10Al+6NH4ClO4→4Al2O3+2AlCl3+3N2↑+12H2O 0价的Al,-3价的N 9
(5)Al3+水解(结合水中的OH−使溶液)显酸性,HCO水解(结合水中的H+使溶液)显碱性;彼此互相促进,直至产生白色沉淀和气体,有效降低了Al3+浓度。(或Al3+与HCO双水解, Al3++3HCO→Al(OH)3↓+3CO2↑,有效降低了Al3+浓度)
【解析】(1)
核外电子数相同的离子,原子序数越大,离子半径越小,则由大到小顺序为N3−>O2−>Al3+,未成对电子数最多的是N元素,为7号元素,核外电子排布式为1S22S22P3;
(2)
NH的N和H原子共用一对电子对,其电子式为,甲烷中碳原子形成4个C-H键,没有孤电子对,价层电子对数为4,故甲烷的空间构型为正四面体,NH空间构型与甲烷空间构型相同,为正四面体;
(3)
氮氮叁键键能更大,很难断开,所以氮气性质比较稳定;
(4)
Al元素从0价升高到+3价,N元素从-3价升高到0价,Cl元素从+7降到-1价,由N和Cl原子的个数,根据配平的奇数变偶数,需要AlCl3配2、N2配3,NH4ClO4前配6,再由升降相等,则Al配10、Al2O3配6,结合原子守恒配平方程式:10Al+6NH4ClO4→4Al2O3+2AlCl3+3N2↑+12H2O;反应中被氧化的元素是0价的Al,-3价的N,每产生3mol氮气,质量为m=nM=3mol×28g/mol=84g,氮元素转移电子18mol,则产生42g氮气,过程中氮元素转移电子为9mol;
(5)
Al3+结合水中的OH−发生水解反应使溶液显酸性,HCO结合水中的H+发生水解反应使溶液显碱性;彼此互相促进,直至产生白色沉淀和气体,有效降低了Al3+浓度。
30.(1) 4s2 ⅢB +3
(2)C
(3)4NH3+5O24NO+6H2O
(4) 不要与碱性物质混放或混用;硫酸铵遇碱时放出氨气,所以不要与碱性物质混放或混用。 不宜长期施用;长期施用,会使土壤酸化、板结,所以不宜长期施用
【解析】(1)
钪(Sc)的原子结构示意图为 ,由此可知钪原子核外最外层电子排布式为4s2;
Sc与第II主族相邻,根据元素周期表的结构可知:Sc位于元素周期表的第四周期第IIIB,原子在发生化学反应时,不仅最外层的2个4s电子容易失去,次外层3d上也可能会失去1个电子,元素最高价态一般与族序数相同,故其可能的最高价态为+3价。
(2)
A.同一周期元素,原子序数越大,原子半径越小;不同周期元素,原子核外电子层数越多,原子半径就越大,N、O是第二周期元素,S是第三周期元素,所以原子半径由小到大的顺序是:r(O)<r(N)<r(S),A错误;
B.元素的非金属性越强,其相应的氢化物稳定性就越强。元素的非金属性:S<N<O,所以氢化物的稳定性:H2S<NH3<H2O,B错误;
C.H2S能溶于水,而NH3极易溶于水,所以在水中的溶解性:H2S<NH3,C正确;
D.H2S溶于水,与水反应产生氢硫酸,该反应是可逆反应,反应产生的氢硫酸是二元弱酸,存在电离平衡,其电离分步进行,且在溶液中存在水的电离平衡,电离产生H+、OH-,溶液中含有的微粒种类有:H2S、H2O、H+、HS-、S2-、OH-,可见该溶液中含有6种微粒;NH3溶于水得到氨水,NH3与水反应产生NH3∙H2O,该反应是可逆反应,反应产生的NH3∙H2O是一元弱碱,存在电离平衡,电离产生、OH-,同时溶液中存在水的电离平衡,电离产生H+、OH-,故氨水中存在微粒种类有:NH3、NH3∙H2O、H2O、、H+、OH-,也是6种微粒,可见氢硫酸与氨水种类相同,D错误;
故合理选项是C。
(3)
NH3具有还原性,可以与O2在催化剂存在条件下加热,发生氧化还原反应产生NO、H2O,根据电子守恒、原子守恒,可得NH3催化氧化反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。
(4)
硫酸铵[(NH4)2SO4]中含有农作物生成需要的氮元素,所以硫酸铵[(NH4)2SO4]又称肥田粉,但由于该铵盐与碱混合会发生反应产生NH3,导致大气污染,因此不要与碱性物质混放或混用;硫酸铵[(NH4)2SO4]是强酸弱碱盐,水解使溶液显酸性。若长期施用,会使土壤酸化、土地板结成块,所以不宜长期施用。
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