新高考化学二轮复习专题练习元素周期表 元素周期律(含解析)
展开新高考化学二轮复习元素周期表 元素周期律专题练习
一、选择题(共17题)
1.下列对Na、Mg、Al的有关性质的叙述正确的是
A.原子半径:Na<Mg<Al B.碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
C.金属性:Na<Mg<Al D.第一电离能:Na<Mg<Al
2.下列关于钠元素的几种表达式错误的是
A.Na+的电子排布图
B.Na+的结构示意图:
C.基态Na原子的电子排布式:1s22s22p53s2
D.基态Na原子的价电子排布式:3s1
3.W、Q、X、Y、Z属于周期表中前20号元素,且原子序数依次增大。W元素最外层电子数是次外层的3倍,Q是所在周期中原子半径最大的元素,X是地壳中含量最高的金属元素,Y元素最高化合价与最低化合价代数和为4,Z和Q同主族。下列判断正确的是
A.原子半径:r(Q)>r(X)>r(Y)>r(Z) B.简单氢化物的热稳定性:W<Y
C.最高价氧化物对应水化物的碱性:Q>X>Z D.Q、X、Y最高价氧化物对应水化物两两之间均能反应
4.下列事实中,能说明氯原子得电子能力比硫原子强的是
①盐酸的酸性比氢硫酸(H2S水溶液)酸性强 ②HCl的稳定性比H2S大 ③Cl2与铁反应生成FeCl3 ,而S与铁反应生成FeS ④Cl2能与H2S反应生成S ⑤还原性:Cl-
5.我国科学家意外发现一种罕见无机化合物YZX2W3(结构如图所示) ,其中W、X、Y为同一短周期元素, X、Z为短周期同一主族元素且Z的核电荷数是X的2倍,下列说法正确的是
A.元素非金属性强弱顺序为X>Y> W
B.Z的氧化物的水化物是强酸
C.NaY的水溶液不能存放在玻璃试剂瓶中
D.X与Z具有相同的最高化合价
6.短周期元素的四种离子、、、都具有相同的电子层结构,下列说法错误的是
A.四种离子的质子数:
B.四种元素的电负性:Z>W>Y>X
C.四种离子的半径:
D.四种元素原子的最外层电子数目:W>Z>X>Y
7.下列对一些实验事实的理论解释正确的是
选项
实验事实
理论解释
A
深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入乙醇析出晶体
乙醇增强了溶剂的极性,降低晶体的溶解度
B
用KSCN检验溶液中的Fe3+
Fe3+遇SCN-生成血红色沉淀
C
CH4熔点低于CO2
碳氢键比碳氧键的键长短、键能大
D
氮原子的第一电离能大于氧原子
氮原子2p能级半充满
A.A B.B C.C D.D
8.X、Y、Z、Q、R 是五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y 最高正价与最低负价之和均为0,Q与X同主族,Z的氧化物是大气的主要污染物之一,Z与R的最外层电子数之和为8,下列说法正确的是
A.原子半径大小顺序为:R>Q>Z>Y>X
B.Y的氢化物的沸点一定低于Z的氢化物
C.Z、Q、R的最高价氧化物对应的水化物两两之间可以相互反应
D.元素Q、R分别与氯元素形成的化合物均为离子化合物
9.下列对碱金属性质叙述错误的是
A.都可以保存在煤油中
B.都可以与水反应产生氢气
C.它们的熔点比较低,导热性和导电性很好
D.随核电荷数增加电子层数也增加
10.主族元素M、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20;M原子的最外层电子数与次外层电子数之和为8;Y、Z是处于不同周期的金属元素;X、Y、Z原子最外层电子数之和为11。下列说法正确的是
A.简单离子半径:Y
C.X的最高价氧化物对应的水化物在其同族元素中酸性最强
D.常温下,Y和Z的单质均能与水剧烈反应
11.某离子化合物的结构如图所示,其中W、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W的最低负价与Y的最高正价代数和为0,W与X构成的某种化合物是一种绿色氧化剂,X与Z同主族。下列说法正确的是
A.X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液一定呈碱性
B.原子半径大小:Y > Z >X>W
C.W、Y组成的化合物中各微粒均达8电子稳定结构
D.最简单氢化物的稳定性:Z > X
12.下列叙述中,正确的是
A.1s电子云界面图是一个球面,电子云中的每个小黑点代表一个电子
B.NaH中的σ键是由两个原子的s、p轨道以“头碰头”方式重叠形成的
C.对于组成结构相似的分子,一定是相对分子质量越大,熔、沸点越高
D.在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析
13.甲~辛等元素在周期表中的相对位置如图所示。甲与戊的原子序数相差3,戊是空气中含量最多的元素,丁与辛是同周期元素。下列说法正确的是( )
A.丙不能与水发生反应
B.己和氯气反应的产物只有一种
C.丙与庚的原子核外电子数相差13
D.乙形成的氧化膜疏松,不能保护内层金属
14.W、Q、Y和Z为短周期元素,它们在周期表中的位置如图所示,这4种元素的原子最外 层电子数之和为21。下列说法不正确的是
A.Q的原子半径比Y的大
B.Z的氧化物的水化物的酸性比WW的强
C.Y的氢化物可能具有强氧化性
D.Q与W或Y形成的化学键类型相同
15.下列说法不符合ⅦA族元素性质特征的是
A.易形成-1价离子 B.从上到下原子半径逐渐减小
C.从上到下非金属性逐渐减弱 D.从上到下氢化物的稳定性依次减弱
16.W、X、Y、Z均是短周期主族元素,X、Y、Z处于同一周期,W、X、Z的简单离子具有相同的电子层结构,W的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物能反应生成盐,X的氧化物既能溶于酸又能溶于碱,Y的最高正价与最低负价的代数和为0。下列说法正确的是
A.离子半径:W>X>Z B.原子半径:Z>X>Y
C.单质的熔点:W>Z>Y D.最高正价:Z>W>X
17.原子序数依次递增的四种短周期元素可形成简单离子X2-、Y+、Z3+、M2-,下列说法错误的是
A.工业上常采用电解法冶炼Z单质
B.气态氢化物的稳定性:H2X>H2M
C.离子半径由大到小:M2->Y+>Z3+>X2-
D.X、Y形成的化合物中阳离子、阴离子个数比一定是2:1
二、综合题(共6题)
18.某小组探究元素周期律,甲根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系,设计了如图装置来一次性完成N、C、Si的非金属性强弱比较的研究;乙根据置换反应的规律,利用下图装置完成O元素的非金属性比S强的研究。回答:
(1)图中A装置名称是______________。
(2)从以下所给物质中选出甲同学设计的实验所用到物质:
①稀HNO3溶液 ②稀盐酸 ③碳酸钙 ④Na2SiO3溶液 ⑤SiO2
试剂A与C分别为_________(填序号);试管中发生反应的离子方程式为_______________.有同学认为此实验不能说明N、C、S的非金属性强弱,你认为原因是_________________
(3)乙同学设计的实验所用到试剂A为________;如果C试剂为硫化氢的水溶液,则试管中可以观察到的现象为_______________
19.A、B、C、D是四种常见的有机物,其中,A是一种气态烃,在标准状况下的密度是1.25g/L,其产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志之一;C的分子式为C2H4O2;B和C在浓硫酸和加热的条件下发生反应,生成的有机物有特殊的香味;A、B、C、D在一定条件下的转化关系如图所示(反应条件已省略):
根据以上材料和你所学的化学知识回答下列问题:
(1)B中所含官能团名称________,C中所含官能团名称________
(2)丙烯酸(CH2=CH—COOH)。的性质可能有(______)
①加成反应②取代反应③加聚反应④中和反应⑤氧化反应
a.只有①③
b.只有①③④
c.只有①③④⑤
d.①②③④⑤
(3)写出下列反应方程式
①A→B____________________________________________
反应类型为______________
②丙烯酸+B→丙烯酸乙酯___________________________
反应类型为_____________
(4)聚丙烯酸的结构简式_____________,丙烯中最多有________个原子共面。
20.如图是部分短周期元素(用字母x等表示)化合价与原子序数的关系图。
根据判断出的元素回答问题:
(1)h在周期表中的位置是__________。
(2)比较z、f、g、r常见离子的半径大小(用化学式表示,下同):______>______>______>______;比较r、m的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱:______>______>;比较d、m的氢化物的沸点:______>______。
(3)x与氢元素能形成多种化合物,其中既含极性键又含非极性键,且相对分子质量最小的物质是(写分子式)______,实验室制取该物质的化学方程式为:____________________________________。
(4)由y、m和氢元素组成一种离子化合物,写出其电子式:___________________________。
(5)用铅蓄电池作电源,惰性电极电解饱和em溶液,则电解反应的生成物为(写化学式)___________________________。铅蓄电池放电时正极反应式为式)___________________________。
21.锗是一种呈灰白色的稀有金属,在自然界中的分布极为分散,所以很难看到有独立成矿的锗,一般与含硫化物的铅、锌、铜以及特定的煤炭伴生,提取比较麻烦,产量也不高。如图为工业上利用锗锌矿(主要成分GeO2和ZnS少量Fe2O3)来制备高纯度锗的流程。
已知:1.GeCl4沸点低(83.1℃)易水解,在浓盐酸中溶解度低。
2.GeO2可溶于强碱溶液,生成锗酸盐。
(1)根据元素周期表中位置推测,锗和砷元素最高正价含氧酸的酸性: > (用含氧酸化学式表示)__。滤渣2中除含有MgGeO3外,还含有少量__。
(2)步骤⑤中加入浓盐酸,发生主要反应的化学方程式为__,不用稀盐酸的原因是__。
(3)步骤⑥发生反应的化学方程式为__。
(4)如表是不同镁化合物对锗回收率的影响,实验中选用MgCl2、MgSO4或MgO作为沉淀剂,以及不同n(Mg)/n(Ge)条件下锗的回收率。
表1不同Mg/Ge摩尔比条件下的错回收率/%
水解母液
n(Mg)/n(Ge)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
1#
65.3
92.4
95.9
98.5
99.1
99.1
2#
57.1
90.5
94.9
98.2
98.8
98.9
3#
41.6
87.1
93.1
97.5
98.5
98.5
表2不同镁化合物对锗回收率的影响
镁化合物
回收率/%
MgCl2
98.3
MgSO4
98.2
MgO
85.3
由表1可知工业上n(Mg)/n(Ge)=__,锗的回收率比较理想,由表2可知,MgCl2与MgSO4作为沉淀剂,锗的回收率都比较理想,而MgO的沉淀效果不理想,这可能是因为__。
(5)用氢气还原GeO2可制得金属锗。其反应如下:①GeO2+H2=GeO+H2O②GeO+H2=Ge+H2O③GeO2+2H2=Ge+2H2O。反应式③△H=+13728kJ•mol-1,△S=+15600J/(K•mol-1),则还原反应的温度一般控制在__℃范围内。(已知GeO在700℃会升华,T(K)=t(℃)+273)
(6)锗的性质与铝相似,锗在硝酸中的溶解速度受硝酸浓度、搅拌速度、温度等因素影响。如图,锗溶解速度有最大值,硝酸的浓度小于此值时,随浓度增加溶解速度增加,反之降低,这是由于硝酸浓度高时锗表面被__所致。
22.联合国大会将2019年定为“化学元素周期表国际年”,显示了元素周期律的重要性。下表列出了a~j10种元素在周期表中的位置:
周期
IA
0
1
a
IIA
…
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
2
b
…
e
d
3
c
f
…
g
h
i
j
(1)因在元素b的电池材料领域做出了杰出贡献,97岁的古迪纳夫荣获2019年诺贝尔化学奖,b原子结构示意图为____;此类电池工作时,将___能转化为电能。
(2)a~j10种元素中,最外层电子数比K层电子数多的元素有___种(填数字);金属性最强的元素有_____(写元素符号)。
(3)元素g的最高价氧化物对应的水化物与NaOH溶液反应的离子方程式为:_______;
(4)h、i、j三种元素的气态氢化物中,最稳定的氢化物是______(写化学式);
(5)元素i的一种氧化物常用于漂白纸浆、草帽辫等。该氧化物具有还原性,在一定条件下能与常见氧化剂发生反应,写出其中一个反应的化学方程式:_______ 。
23.A、B、C、D、E代表前四周期原子序数依次增大的五种元素。A、D同主族且有两种常见化合物DA2和DA3;工业上电解熔融C2A3制取单质C;B、E除最外层均只有2个电子外,其余各层全充满,E位于元素周期表的ds区。回答下列问题:
(1)B、C中电负性较大的是___________,基态D原子价电子的排布图_________________,DA2分子的VSEPR模型是___________,H2A比H2D熔沸点高得多的原因____________________________。
(2)实验测得C与氯元素形成化合物的实际组成为C2Cl6,其球棍模型如图所示。已知C2Cl6在加热时易升华,与过量的NaOH溶液反应可生成Na[C(OH)4]。
①C2Cl6属于___________晶体(填晶体类型),其中C原子的杂化轨道类型为___________杂化。
②[C(OH)4]-中存在的化学键有________________________。
③工业上制备的B单质是熔融B的氯化物,而不是电解BA原因是___________________________。
(3)B、C的氟化物晶格能分别是2957kJ·mol-1、5492kJ·mol-1,二者相差很大的原因是______。
(4)D与E所形成化合物晶体的晶胞如图2所示。
①在该晶胞中,E的配位数为________________________。
②原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。图2晶胞中,原子坐标a为(0,0,0);b为(1/2,0,1/2);c为(1/2,1/2,0),则d原子的坐标
参数为________________________。
③已知该晶胞的密度为ρg/cm3,则其中两个D原子之间的距离为_______pm(NA为阿伏伽德罗常数,列出计算式即可)
参考答案
1.B
【详解】
A.同周期主族元素自左至右原子半径依次减小,所以原子半径Na>Mg>Al,故A错误;
B.非金属性越强最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,金属性Na>Mg>Al,所以碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,故B正确;
C.同周期元素自左至右金属性减弱,所以金属性Na>Mg>Al,故C错误;
D.同周期元素第一电离能自左至右呈增大趋势,但Mg原子最外层为全满状态,第一电离能大于相邻元素,所以第一电离能:Na
2.C
【解析】试题分析:A、钠离子的原子核外有10个电子,所以正确,不选A;B、钠离子是11号元素,原子核外有10个电子,所以正确,不选B;C、基态的钠原子核外有11个电子,最外层有1个电子,所以选C;D、基态钠原子的价电子有1个电子,所以不选,不选D。
考点:原子的电子排布。
3.D
【分析】
W、Q、X、Y、Z属于周期表中前20号元素,且原子序数依次增大。W元素最外层电子数是次外层的3倍,则W为O元素;Q是所在周期中原子半径最大的元素,其原子序数大于O,则Q为Na;X是地壳中含量最高的金属元素,则X为Al;Y元素最高化合价与最低化合价之和为4,位于ⅥA族,则Y为S;Z和Q同主族,其原子序数大于Na,则Z为K元素,据此解答。
【详解】
A.同一周期从左向右原子半径逐渐减小,同一主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径大小为:r(Z)>r(Q)>r(X)>r(Y),A错误;
B.非金属性越强,简单氢化物越稳定,非金属性:O>S,则简单氢化物的稳定性:W(H2O)>Y(H2S),B错误;
C.金属性越强,最高价氧化为对应水化物的碱性越强,金属性:K>Na>Al,则最高价氧化物对应水化物的碱性:Z(KOH)>X(NaOH)>Q[Al(OH)3],C错误;
D.Na、Al、S的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、氢氧化铝和硫酸,氢氧化铝为两性氧化物,三者之间可以相互反应,D正确;
答案选D。
4.D
【解析】
【详解】
①氢化物的酸性不能用来比较非金属性强弱,例如HCl水溶液的酸性比HI的弱,但Cl的非金属性比I强,故①错误;
②元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,故②正确;
③Cl2与铁反应生成FeCl3,而S与铁反应生成FeS,说明Cl原子得电子能力强,故③正确;
④Cl2能与H2S反应生成S,说明氯气的氧化性比S强,单质的氧化性越强,对应的元素的非金属性越强,故④正确;
⑤元素的非金属性越强,对应阴离子的还原性越弱,故⑤正确;
故选D。
5.C
【分析】
X、Z为短周期同一主族元素且Z的核电荷数是X的2倍,则X为O,Z为S,其中W、X、Y为同一短周期元素,无机化合物YZX2W3(结构如图所示),根据结构Y为一个价键,W为三个价键,因此得到W为N,Y为F。
【详解】
A. 同周期从左到右非金属性增强,因此元素非金属性强弱顺序为F>O>N (Y>X >W),故A错误;
B. Z的氧化物的水化物可能为亚硫酸,故B错误;
C. NaF的水溶液中F-水解生成HF,HF与玻璃反应,因此NaF不能存放在玻璃试剂瓶中,故C正确;
D. S最高化合价为+6价,O没有+6价,故D错误。
综上所述,答案为C。
6.B
【详解】
A.短周期元素的四种离子、、、都具有相同的电子层结构,可以推出X、Y、Z、W分别是Al、Mg、N、O,离子的质子数和相应原子的质子数相等,四种离子的质子数:Al3+>Mg2+>O2->N3-,选项A正确;
B.根据同周期从左到右元素的电负性逐渐增大,同主族从上到下元素的电负性逐渐减小,四种元素的电负性:O>N>Al>Mg,选项B错误;
C.四种离子具有相同的电子层结构,依据“序大径小”规律,离子半径:,选项C正确;
D.O、N、Al、Mg四种元素的最外层电子数目分别是6、5、3、2,选项D正确;
答案选B。
7.D
【详解】
试题分析:A.[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,所以加入乙醇的目的是降低溶剂的极性,促使[Cu(NH3)4]SO4晶体析出,A错误;B.Fe3+遇SCN-生成血红色络合物而不是沉淀,B错误;C.熔沸点与分子间作用力有关,与共价键无关,分子间作用力越大,熔沸点越高,C错误;D.原子轨道中电子处于全空、半满、全满时最稳定,氮原子2p能级半充满,则氮原子的第一电离能大于氧原子,D正确;答案选D。
【考点定位】本题主要是考查化学实验方案评价及原子结构和物质性质
【名师点晴】该题为高频考点,考查的知识点较多,涉及配位键、铁离子检验、分子间作用力以及第一电离能比较等。明确实验原理、物质性质、物质和原子结构是解本题关键,注意络合物不是沉淀,分子晶体熔沸点与氢键和分子间作用力有关,其稳定性与化学键有关。
8.C
【分析】
X、Y、Z、Q、R是五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0,则X是H,Y为C,Q与X同主族,则Q为Na,Z的氧化物是大气的主要污染物之一,Z是N,Z与R的最外层电子数之和为8,则R是P,X、Y、Z、Q、R分别是:H,C,N,Na,Al,以此解题。
【详解】
A.—般而言,电子层数越多,半径越大,电子层数相同,质子数越小,半径越大,所以原子半径大小顺序为:Na >Al > C > N > H,A错误;
B.Y的氢化物碳原子数可能比较多,常温的时候可能为固态,沸点较大,B错误;
C.Z、Q、R的最高价氧化物对应的水化物分别为硝酸,氢氧化钠,氢氧化铝,这些物质两两之间可以相互反应,C正确;
D.AlCl3为共价化合物,不是离子化合物,D错误;
故选C。
9.A
【详解】
A.锂的密度小于煤油,浮在煤油表面,不能隔绝空气,故A错误;B.碱金属均为活泼金属,能与水反应生成氢气,故B正确;C.碱金属的熔点均较低,有良好的导电和导热性,故C正确;D.碱金属随着原子序数的增加,原子核外电子层数增加,故D正确;故选A。
10.B
【分析】
主族元素M、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20;M原子的最外层电子数与次外层电子数之和为8,则M含有2个 电子层,最外层含有6个电子,为O元素;Y、Z是处于不同周期的金属元素,二者原子序数大于O,则Y、Z分别位于第三、第四周期;Y只能为Na、Mg、Al的一种,X的原子序数大于O小于Y,则X为F元素;X、Y、Z原子最外层电子数之和为11,X、Y的最外层电子数之和为11-7=4,若X为Mg,则Y为Ca元素,若X为Al,则Y为K,据此解答。
【详解】
根据分析可知:M为O,X为F,Y为Mg或Al,Z为Ca或K。
A. 氧离子、氟离子、镁离子(铝离子)都含有2个电子层,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径Y
C. F元素非金属性最强,没有最高价含氧酸,故C错误;
D. 常温下Ca(或K)与水反应剧烈,但Mg与水反应缓慢,Al与水几乎不反应,故D错误;
答案选B。
11.B
【分析】
W、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,由W与X构成的某种化合物是一种绿色氧化剂可知,X为O元素、W为H元素;由X与Z同主族可知,Z为S元素;由W的最低负价与Y的最高正价代数和为0可知,Y为Na元素,由题给离子化合物的结构可知,离子化合物为硫酸氢钠。
【详解】
A.O、Na、S三种元素组成的化合物硫酸钠是强酸强碱盐,水溶液呈中性,故A错误;
B.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,同主族元素,从上到下原子半径依次增大,则原子半径大小:Na> S>O>H,故B正确;
C.H、Na组成的化合物为NaH,氢离子最外层电子数为2,没有达到8电子稳定结构,故C错误;
D.元素的非极性越强,最简单氢化物的稳定性越强,氧元素的非金属性强于硫元素,则水的稳定性强于硫化氢,故D错误;
故选B。
12.D
【解析】
试题分析:A、小黑点代表电子某时刻在此经过,故错误;B、NaH属于离子化合物,没有共价键,故错误;C、还要看是否含有分子间氢键,如H2O和H2S,结构相似,但H2O含有分子间氢键,因此H2O的熔沸点比H2S高,故错误;D、原子光谱和元素一一对应,故正确。
考点:考查电子云、共价键、熔沸点高低等知识。
13.C
【详解】
戊是空气中含量最多的元素,则戊是N元素,甲与戊的原子序数相差3,则甲是Be,可推知乙是Mg,丙是Ca,丁是Sc元素,戊是N,己是P,庚是As,辛是Ge。
A.丙是Ca,Ca是活泼的金属,能够与水反应产生Ca(OH)2和H2,A错误;
B.己是P,P与Cl2反应产生PCl3、PCl5,产物不只有一种,B错误;
C.丙是Ca,原子序数是20,庚是As,原子序数是33,二者的原子序数差为33-20=13,C正确;
D.乙是Mg,乙形成的氧化膜MgO非常致密,能对内层的金属起保护作用,D错误;
故合理选项是C。
14.B
【解析】
【分析】
设元素Q的原子最外层电子数为x,可得方程式为:x+x+x+2+x+3=21,解得x=4。W、Q、Y和Z为短周期元素,则W、Y、Q、Z分别为C、O、Si、Cl,据此答题。
【详解】
A.Y、Q分别为O、Si,周期数越大,元素电子层数越多,原子半径越大,所以Si的原子半径比O的大,故A正确;
B.应描述为最高价氧化物对应水化物的酸性,不是最高价氧化物,则不一定,如碳酸酸性比次氯酸酸性强,故B错误;
C.O的氢化物为H2O或H2O2,若为H2O2,具有强氧化性,故C正确;
D.O与Si形成的化合物为SiO2,所含化学键为共价键,O与C形成的化合物为CO2,所含化学键为共价键,类型相同,故D正确。
故选B。
15.B
【详解】
A.因ⅦA族元素最高正价为+7价,则最低价为7−8=−1价,最外层为7个电子,易得到一个电子,达到稳定结构,即易形成−1价离子,故A符合ⅦA族元素性质特征;
B.ⅦA族元素从上到下电子层数增多,则原子半径增大,故B不符合ⅦA族元素性质特征;
C.ⅦA族元素从上到下得电子的能力减弱,则非金属性逐渐减弱,故C符合ⅦA族元素性质特征;
D.ⅦA族元素从上到下非金属性减弱,则对应的氢化物的稳定性依次减弱,故D符合ⅦA族元素性质特征;
答案选B。
16.B
【详解】
试题分析:W、X、Y、Z均是短周期主族元素,W的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物能反应生成盐,则W为N元素;X的氧化物既能溶于酸又能溶于碱,则X为Al;X、Y、Z处于同一周期,即均处于第三周期,Y的最高正价与最低负价的代数和为0,Y为Si元素;W、X、Z的简单离子具有相同的电子层结构,则Z为Na或Mg。A.电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,离子半径:W>Z>X,A项错误;B.同周期自左而右原子半径减小,原子半径,Z>X>Y,B项正确;C.W单质为氮气,属于分子晶体,Z单质为Na或Mg,Y单质为原子晶体,熔点Y>Z>W,C项错误;D.Z的最高正价为+1或+2,W的最高正价为+5,X的最高正价为+3,最高正价:W>X>Y,D项错误;答案选 B。
【考点定位】考查元素的推断,元素周期律的应用等知识。
17.C
【解析】A.Z为Al元素,常用电解熔融的氧化铝的方法制备铝,故A正确;B.元素的非金属性越强,其氢化物越稳定,非金属性:O大于S,则气态氢化物的稳定性:H2O强于H2S,故B正确;C.电子层数越多离子半径越大,电子排布相同的离子,原子序数越大,离子半径越小,所以S2->O2->Na+>Al3+-,则Y2->X2->Y+>M3+-,故C错误;D.X、Y 形成的化合物为Na2O或Na2O2,阴、阳离子个数比一定是1∶2,故D正确;故选C。
18.分液漏斗 ①④ CO2+H2O+=H2SiO3+ HNO3有挥发性也会和硅酸钠反应生成硅酸 双氧水 有淡黄色浑浊出现
【分析】
甲的思路:A中放N的最高价含氧酸的水溶液即稀硝酸,B中放碳酸钙,稀硝酸和碳酸钙反应产生碳酸,碳酸分解产生二氧化碳进入右侧试管中,右侧试管中发生二氧化碳、水和硅酸钠反应产生白色的胶状硅酸沉淀,即看到右侧试管中出现白色胶状沉淀,说明酸性:硝酸>碳酸>硅酸,证明非金属性:N>C>Si;
乙的思路:A中放过氧化氢,B中放MnO2,过氧化氢和二氧化锰反应产生氧气,C中放硫化氢的水溶液,氧气和硫化氢在右侧试管中反应产生淡黄色浑浊物,证明氧气置换出了硫化氢中的S,证明非金属性:O>S,据此解答。
【详解】
(1)由仪器的结构特征,可知A为分液漏斗;
(2)探究元素非金属性,由图可知应是利用最高价含氧酸的酸性强弱比较,所以A中试剂为稀硝酸,B中为碳酸钙,C中为Na2SiO3溶液;试管中为Na2SiO3溶液中通CO2生成硅酸白色沉淀,发生反应的离子方程式为CO2+H2O+=H2SiO3+;通入试管中的CO2气体中混有挥发性的硝酸,硝酸也能与硅酸钠溶液反应生成硅酸,无法确定CO2是否与与硅酸钠溶液反应,即不能说明N、C、S的非金属性强弱;
(3)乙同学欲证明氧的非金属性比硫强,需要通过实验证明氧气能制取硫单质来实现,则试剂A为H2O2,在MnO2催化作用下分解生成氧气;生成的氧气通入盛有硫化氢的水溶液中,有淡黄色浑浊出现,说明有硫生成,O的非金属性强于S。
19.羟基 羧基 d CH2=CH2+H2OCH3CH2OH 加成反应 取代(酯化)反应 7
【详解】
A、B、C、D是四种常见的有机物,其中A是一种气态烃,在标准状况下的密度是1.25g/L,其产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志之一,所以A是乙烯;乙烯和水发生加成反应生成B是乙醇,C的分子式为C2H4O2,这说明乙醇被酸性高锰酸钾氧化生成乙酸,即C是乙酸,B和C在浓硫酸和加热的条件下发生反应,生成的有机物有特殊的香味,D是乙酸乙酯;则
(1)乙醇中所含官能团名称为羟基,乙酸中所含官能团名称为羧基;(2)丙烯酸含有碳碳双键,可发生加成反应、加聚反应和氧化反应,含有羧基,可发生取代反应、中和反应,答案选d;(3)①根据以上分析可知A→B是乙烯和水的加成反应,方程式为CH2=CH2+H2OCH3CH2OH;②丙烯酸和乙醇发生酯化反应生成丙烯酸乙酯,方程式为CH2=CHCOOH+CH3CH2OHCH2=CHCOOCH2CH3+H2O;(4)丙烯酸发生加聚反应生成聚丙烯酸,结构简式为。碳碳双键是平面形结构,又因为单键可以旋转,所以丙烯中最多有7个原子共面。
20.第三周期第ⅣA族 S2- O2- Mg2+ Al3+ HClO4 H2SO4 HF HCl C2H2 CaC2 + 2H2O→CH≡CH↑+ Ca(OH)2 NaOH、H2、Cl2 PbO2+4H++SO42--2e-=2H2O+PbSO4
【分析】
根据元素的化合价与原子序数的关系图可知,x、y、z、d为第二周期元素,e、f、g、h、w、r、m为第三周期元素,则e为Na元素、f为Mg元素、g为Al元素、h为Si元素、w为P元素、r为S元素、m为Cl元素;z、d只有负价,没有正价,z为O元素、d为F元素,则x为C元素、y为N元素。结合元素周期律分析解答。
【详解】
根据上述分析,x为C元素、y为N元素、z为O元素、d为F元素、e为Na元素、f为Mg元素、g为Al元素、h为Si元素、w为P元素、r为S元素、m为Cl元素。
(1)h为Si元素,在周期表中位于第三周期第ⅣA族,故答案为第三周期第ⅣA族;
(2)一般而言,电子层数越多,半径越大,电子层数相同,原子序数越大,半径越小,则z、f、g、r常见离子的半径大小为S2->O2->Mg2+>Al3+;非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,r、m的最高价氧化物对应水化物的酸性HClO4>H2SO4;HF分子间能够形成氢键,沸点较高,d、m的氢化物的沸点HF>HCl,故答案为S2-;O2-;Mg2+;Al3+;HClO4;H2SO4;HF;HCl;
(3)x与氢元素能形成的化合物为烃类,其中既含极性键又含非极性键,且相对分子质量最小的物质是乙炔,实验室用电石与水反应制取乙炔,反应的化学方程式为CaC2 + 2H2O→CH≡CH↑+ Ca(OH)2,故答案为C2 H2;CaC2 + 2H2O→CH≡CH↑+ Ca(OH)2;
(4)由y、m和氢元素组成一种离子化合物为氯化铵, 氯化铵属于离子化合物,铵根离子中存在共价键,电子式为,故答案为;
(5)用铅蓄电池作电源,惰性电极电解饱和NaCl溶液,反应的方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;铅蓄电池放电时,PbO2为正极,电极反应式为PbO2+4H++SO42--2e-=2H2O+PbSO4,故答案为NaOH、H2、Cl2;PbO2+4H++SO42--2e-=2H2O+PbSO4。
21.
(1) H3AsO4>H2GeO3 Mg(OH)2
(2) MgGeO3+6HCl(浓)=MgCl2+GeCl4+3H2O HCl浓度大可抑制四价锗水解,获得GeCl4沉淀
(3)GeCl4+(2+n)H2O=GeO2•H2O+4HCl
(4) 1.5 MgCl2与MgSO4在水溶液中都可以电离出Mg2+,而MgO则不能
(5)607~700
(6)钝化
【分析】
酸浸锗锌矿(主要成分GeO2和ZnS少量Fe2O3),碱浸出液中含有四价锗和氢氧化钠,滤渣1为Fe2O3、ZnS,滤液中氯化镁溶液,滤渣2得到含有Ge的沉淀和氢氧化镁,将沉淀MgGeO3到用浓盐酸溶解生成GeCl4,GeCl4在浓盐酸中溶解度低,过滤后得到GeCl4,GeCl4在纯水中水解生成GeO2·nH2O,GeO2·nH2O既水后再次得到GeO2,用氢气加热还原GeO2得到高纯度Ge,以此来解析;
(1)
砷是第四周期第V A族,锗在第四周期第IV A,非金属性砷大于锗H3ASO4> H2GeO4碱浸过程加氢氧化钠,MgGeO3外,还含有少量Mg(OH)2;
(2)
MgGeO3+6HC1(浓)=MgC12+GeC14+3H2O,HC1浓度大可抑制四价锗水解,同时GeCl4在浓盐酸中溶解度低,易获得GeCl4沉定;
(3)
GeCl4和纯水反应生成GeO2·nH2O,反应的化学方程式为:GeCl4+(2+n)H2O=GeO2·nH2O+4HC1;
(4)
当Mg / Ge摩尔比达到1.5时,锗的回收率比较理想,继续增加Mg / Ge摩尔比对锗回收率的影响不是非常明显因此,将Mg /Ge摩尔比确定为1.5. MgC12与MgSO4在水溶液中都可以电离出Mg2+,而MgO则不能;
(5)
使还原反应进行,反应③ΔG=ΔH-TΔS= +13728kJ/ mol-15.6kJ/(K•mol-1)T<0,T > 880K,即温度高于880- 273 = 607℃,由于GeO在700C会升华,所以还原反应的温度一船控制在607C~ 700C范围内;
(6)
Ge与A1在周期表中处于对角线,Ge 的性质与A1相似,HNO3浓度高时,Ge 的溶解速率随浓度增加而降低,这是由于HNO3浓度高时钝化加剧所致;
22. 化学 6 Na Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O HCl 2SO2+O2 2SO3或SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl等
【分析】
根据元素周期表可得元素a:H、b:Li、c:Na、d:F、e:B、f:Mg、g:Al、h:P、i:S、j:Cl。
【详解】
(1) b为Li,核电荷数和核外电子数是3,所以原子结构示意图为;锂电池工作时,是原电池,原电池将化学能转化为电能。
(2) K层有2个电子,最外层电子数比K层电子数多的元素有F、B、Al、P、S、Cl,共有6种;同周期元素金属性从左到右逐渐减弱,同主族元素从上到下金属性逐渐增强,所以金属性最强的元素是Na;
(3) 元素g的最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3,Al(OH)3是两性氢氧化物,与碱反应生成盐和水,所以与NaOH溶液反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O;
(4)h、i、j三种元素的气态氢化物为PH3、H2S、HCl,同周期元素非金属性从左到右逐渐增强,非金属性越强,氢化物越稳定,最稳定的氢化物是HCl;
(5)元素i的一种氧化物SO2常用于漂白纸浆、草帽辫等。SO2具有还原性,能与氧化剂反应,如:2SO2+O2 2SO3或SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl等。
23.铝(或Al) 平面三角形 水分子间存在氢键 分子 sp3 极性共价键、配位键(或共价键、配位键) 熔融MgCl2融能导电,可电解;MgO熔点高,电解能耗大 Al3+比Mg2+电荷高、半径小,AlF3的晶格能比MgCl2大得多 4 (1,1/2,1/2) ××1010
【分析】
A、B、C、D、E代表前四周期原子序数依次增大的五种元素。A、D同主族且有两种常见化合物DA2和DA3,因此A是O,D是S;工业上电解熔融C2A3制取单质C,则C是Al;B、E除最外层均只有2个电子外,其余各层全充满,E位于元素周期表的ds区,因此B是Mg,E是Zn。
【详解】
(1)同周期自左向右金属性逐渐减弱,金属性越强,则电负性越小,则Al的电负性大于Mg;基态S原子价电子排布式为3s23d4,其排布图为;SO2分子中价层电子对数是2+(6-2×2)=3,所以其VSEPR模型是平面三角形;由于H2O分子间存在氢键,H2S分子间存在范德华力,因此H2O比H2S熔沸点高得多;
(2)①Al2Cl6的熔沸点较低,易升华,属于分子晶体;其中Al原子形成4个共价键,杂化轨道类型为sp3杂化;
②[Al(OH)4]-中存在的化学键有O-H间的极性共价键、Al-O间的配位键;
③由于熔融MgCl2能导电,可电解,但MgO熔沸点高,电解熔融MgO能耗大,所以工业上制备Mg的单质是电解熔融氯化镁,而不是电解氧化镁;
(3)Al3+比Mg2+电荷多、半径小,形成的离子键键能大,则AlF3的晶格能比MgCl2大得多;
(4)①在该晶胞中,Zn的周围最近且距离相等的S原子有4个,则锌的配位数为4;
②根据晶胞结构可知d原子位于右侧面心处,所以坐标参数为(0,1/2,1/2);
③该晶胞中S和Zn的原子个数均是4个,晶胞的密度为ρ g/cm3,则晶胞的边长是cm。两个S原子之间的距离为面对角线的一半,即为×cm=××1010pm。
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