内容正文:
专题04 元素推断题的解题方法与思路
解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试
一、元素“位”“构”“性”之间的关系
1.结构与位置的关系
(1)电子层数= ;
(2)质子数= ;
(3)主族元素原子最外层电子数= ;
(4)主族元素的最高化合价=主族序数,最低化合价=主族序数-8(一般规律)。
2.位置与性质的关系
(1)同周期主族元素从左到右, 减弱, 增强。
(2)同主族元素从上到下, 增强, 减弱。
(3)元素的化合价与元素所在主族的规律性
①元素的最高正价与最低负价的代数和为0,则该元素位于 族。
②元素的最高正价与最低负价的代数和为2,则该元素位于 族。
③元素的最高正价与最低负价的代数和为4,则该元素位于 族。
④元素的最高正价与最低负价的代数和为6,则该元素位于 族。
二、解答综合推断题的必备知识
1.由主族元素在周期表中的位置推断
(1)牢记元素周期表的结构(能区分长短周期、主副族、每周期的元素数目等)是求解的基础,一定要做到“心中有表”。
(2)熟悉主族元素在元素周期表中的特殊位置和数据特征,短周期元素位置方面的特殊性如下表:
1
主族序数等于周期数
2
主族序数等于周期数2倍
3
主族序数等于周期数3倍
4
周期数等于主族序数2倍
5
周期数等于主族序数3倍
6
最高正价与最低负价之和为0
7
原子半径最大的元素
8
原子半径最小的元素
2.由元素及其化合物的性质推断
(1)形成化合物种类最多的元素,单质是自然界中硬度最大的物质的元素,气态氢化物中氢的质量分数最高的元素: 。
(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素、元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物能起化合反应的元素: 。
(3)地壳中含量最多的元素,氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素: 。
(4)单质最轻的元素:单质最轻的金属元素: 。
(5)单质在常温下呈液态的非金属元素: ;金属元素: 。
(6)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素: 。
(7)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生氧化还原反应的元素: 。
(8)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素: 。
2.由微粒的结构特征推断元素
元素原子结构方面的特殊性:
1
原子核中没有中子的原子
2
原子最外层电子数与核外电子层数相同
3
各电子层上的电子数均满足2n2
4
电子总数是最外层电子数的2倍
5
最外层电子数与最内层电子数相等
6
最外层电子数与次外层电子数相等
7
最外层电子数是次外层电子数的2倍
8
最外层电子数是次外层电子数的一半
三、解答元素推断题的一般步骤
【例1】下列有关硅及其化合物的说法中正确的是
A.硅在自然界主要以硅单质、硅酸盐和氧化物的形式存在
B.硅酸钠属于盐,不属于碱,所以硅酸钠溶液可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中
C.二氧化硅能与氢氧化钠、氢氟酸反应,是酸性氧化物
D.普通玻璃的主要成分是纯碱、石灰石和石英砂
【例2】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y的原子序数等于W与X的原子序数之和,Z的最外层电子数为K层的一半,同周期元素的基态原子中,X的未成对电子数最多。下列说法错误的是
A.简单离子半径:X>Y>Z
B.X和Y的最简单氢化物的键角:X<Y
C.由W、X、Y三种元素形成的化合物中可能含有离子键
D.在一定条件下,Y的单质与X的简单氢化物反应可置换出X的单质
【例3】如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图,下列说法错误的是
A.X与Y形成的两种化合物中阳、阴离子的个数比均为2:1
B.X、Y、Z、W、R五种元素的原子中半径最大的是 R
C.Y和W的最高价氧化物对应的水化物能相互反应
D.氧化物RO2可作消毒剂
【例4】物质M是一种用于彩色照相和影片洗印的显影剂,其结构如图所示。已知:短周期元素W、X、Y、Z中,W、X、Y的原子序数之和比Z的原子序数小1。下列说法错误的是
A.简单离子半径:Y<X<Z
B.W、X、Y三种元素组成的化合物可能是酸、碱或盐
C.含氧酸的酸性:Z>X
D.在物质M中X、Y、Z最外层均达到了8电子结构
1.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X元素原子最外层电子数是其内层的2倍,元素Y的核电荷数等于W原子的最外层电子数,Z元素原子最外层电子数与其周期数相同。下列说法正确的是
A.气态氢化物的稳定性:X>Y B.最高价氧化物对应水化物的酸性:W>X
C.原子半径:r(Z)<r(W) D.Z、W形成的化合物属于共价晶体
2.短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示,这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是
A.氢化物沸点:X<Z B.简单离子的半径:Y<X
C.化合物熔点: D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>W
3.短周期元素W、X、Z、Y、Q的原子序数依次增大,化合物ZW与水剧烈反应并生成一种强碱和一种可燃性气体单质,X的最外层电子数是内层电子数的3倍,Q与X同族,Y的单质常温下能溶于Q的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液、却不溶于其浓溶液。下列说法正确的是
A.化合物ZW中只含离子键
B.简单离子半径:
C.工业上用电解相应氯化物冶炼Y单质
D.Q与X形成的化合物中,每个原子最外层均满足8电子结构
4.有机物W常用于有机合成,其结构如图所示,其中M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,M是空气中含量最多的元素,X,Z同主族。下列说法正确的是
A.属于非极性分子 B.金属不能在M的单质里燃烧
C.X、Y两种元素都只显负价 D.Y的氢化物可保存在细口玻璃瓶中
5.某芳香族化合物的结构如图所示。已知为原子序数依次增大的短周期元素,W与X的原子序数之差为8,同主族。
下列叙述错误的是
A.Y元素的最高价氧化物属于酸性氧化物
B.最高价氧化物的水化物的酸性:
C.上述部分元素能组成离子化合物
D.简单氢化物的稳定性:
6.短周期主族元素的原子序数依次增大,且分属于不同的主族,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的3倍,Y与Z形成的化合物可用作供氧剂,W的最外层电子数等于Y和Z的最外层电子数之和。下列说法正确的是
A.简单离子半径: B.第一电离能:
C.简单氢化物沸点: D.X与W形成的化合物一定是极性分子
7.X、Y、Z、W、R属于元素周期表中前20号主族元素,且原子序数依次增大。基态X原子2p轨道半充满,Z是元素周期表中电负性最大的元素,Z和W同主族,R的最外层只有1个电子。下列说法正确的是
A.X的简单氢化物分子间能形成氢键
B.简单离子半径:r(R)>r(W)
C.简单气态氢化物的热稳定性:W>Z
D.第一电离能:I1(X)<I1(Y)<I1(Z)
8.W、X、Y、Z为核电荷数依次增大的短周期主族元素,其中W原子的核外电子总数与Y原子的最外层电子数相同,W与Z原子的最外层电子数相同,短周期元素对应的单质中,Y的单质氧化性最强。下列说法正确的是
A.WX2属于酸性氧化物
B.简单离子半径:Z>W>X
C.最简单氢化物的沸点:Y>X>W>Z
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>W>Z
9.某二磷酸腺苷受体拮抗药可用于防治心肌梗死,其结构简式如图a,其中、、、为原子序数依次增大的短周期元素,原子的杂化方式为,的价类二维图如图所示,下列说法错误的是
A.元素的电负性:
B.简单氢化物的稳定性为:
C.原子半径比较:
D.和可以制备的单质
10.短周期主族元素原子序数依次增大,W原子没有中子,X元素为地壳中含量最多的元素,同周期,且最外层电子数之和为与W同主族,X与Z同主族。下列结论错误的是
A.原子半径大小顺序为:
B.氧化物对应的水化物酸性:
C.简单氢化物的稳定性:
D.形成的化合物中一定有离子键,可能还有共价键
11.某物质结构如图所示,W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素,Z元素的最高正价与最低负价代数和为6。下列说法错误的是
A.第一电离能:Z>Y>X>W B.单质熔点最高的是X
C.共价键极性:X-Z>X-Y D.简单氢化物的还原性:Z>Y
12.M、X、Y、Z、W是原子序数依次增大的五种元素,由它们组成的单质甲、乙、丙、丁和化合物A、B、C、D、E、F之间的相互转化关系如图所示,其中丙为黄绿色气体,B的焰色试验为黄色,F为红褐色固体。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.甲与D的水溶液反应生成丁
B.简单离子的半径:
C.X、Y形成的化合物一定含有离子键
D.标准状况下,丙与水反应转移电子数为
13.X、Y、Z、M、W 为五种短周期元素,X、Y、Z 是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为 15;X 与 Z 可形成 XZ2 分子;Y 与 M 形成的气态化合物在标准状态下的密度为 0.76g·L-1;W 的质子数是 X、Y、Z、M 四种元素质子数之和的 1/2.下列说法正确的是
A.原子半径:W>X>Y>Z>M
B.XZ2、W2Z2 均为直线形的共价化合物
C.CaM2 和 CaZ2 两种化合物中,阳离子与阴离子个数比均为 1∶2
D.由 X、Y、Z、M 四种元素共同形成的化合物中一定只有共价键
14.X、Y、Z、M、Q、R是前20号元素,其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法正确的是
A.简单气态氢化物稳定性:Y<Z
B.简单离子半径:M<Q<R
C.Q元素的碳酸盐,进行焰色试验,火焰为紫色
D.X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是酸、碱或盐
15.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素,这四种元素与氢元素可形成一种治疗胃酸过多的药物,其化学式为YZ(XH)2WX3。X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,X和Y能形成一种淡黄色的二元化合物,W是生铁中含量最多的非金属元素,Z的单质常温下能与X的单质反应。下列说法正确的是
A.简单氢化物的稳定性:W>X B.Z位于元素周期表中第13纵列
C.最高价氧化物的水化物的碱性:Z>Y D.该药物最多可消耗3molHCl
16.已知某元素的最高化合价为+6价,下列说法正确的是
A.该元素在元素周期表中一定处于第VIA族 B.该元素可以是氧元素
C.该元素的某种化合物可能具有漂白性 D.该元素的单质没有还原性
17.X、Y、Z、W、Q为五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X只含1个电子,Y和的某同位素测定可用于分析古代人类的食物结构,和同主族,的原子序数是的2倍。下列说法正确的是
A.由X、Z、W三种元素形成的化合物的水溶液一定显酸性
B.、与三种元素形成的可能为离子化合物
C.只有一种的氢化物与的氧化物发生反应生成强酸
D.与形成的10电子微粒有2种
18.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子核外电子只有一种自旋取向,YZ均为原子核外s能级上的电子总数与p能级上电子总数相等的原子,W原子的价电子中,在不同形状的原子轨道中运动的电子数目之比为2:1,下列说法正确的是
A.W的第一电离能比同周期相邻元素的小
B.原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)
C.通常,工业上电解熔融化合物ZY制备单质Z
D.X与Y无法形成含有极性键的物质
19.已知X、Y、Z、W、M、Q是原子序数依次增大的前四周期元素。其中X是宇宙中含量最多的元素;Y元素原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同;Z元素原子的价层电子排布式为;W元素原子中只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子;M与W的最高能层数相同,但其价层电子数等于其电子层数。Q元素基态原子是第四周期单电子最多的。下列说法正确的是
A.第一电离能:
B.电负性:
C.原子半径:
D.第四周期与Q最外层电子数相同的原子还有两种
20.随着原子序数的递增,8种短周期元素(用字母表示)原子半径的相对大小、最高正化合价或最低负化合价的变化如下图所示:
(1)h在元素周期表中的位置是第三周期 族。
(2)d、g的简单氢化物中热稳定性较弱的是 (填化学式)。
(3)z元素最低价氢化物的结构式为 。
(4)e、g形成的离子化合物的电子式为 。
(5)e与f相比,金属性较弱的是 (用元素符号表示),下列事实不能证明这一结论的是 (填字母序号)。
a.e单质的熔点比f单质的低,单质的硬度也比f单质小
b.e单质可与冷水剧烈反应,而f单质与冷水几乎不反应
c.e的最高价氧化物的水化物是强碱,而f的最高价氧化物的水化物具有两性
(6)h的单质遇z的简单氢化物会产生白烟,化学方程式为 。
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专题04 元素推断题的解题方法与思路
解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试
一、元素“位”“构”“性”之间的关系
1.结构与位置的关系
(1)电子层数=周期序数;
(2)质子数=原子序数;
(3)主族元素原子最外层电子数=主族序数;
(4)主族元素的最高化合价=主族序数,最低化合价=主族序数-8(一般规律)。
2.位置与性质的关系
(1)同周期主族元素从左到右,元素金属性减弱,非金属性增强。
(2)同主族元素从上到下,元素金属性增强,非金属性减弱。
(3)元素的化合价与元素所在主族的规律性
①元素的最高正价与最低负价的代数和为0,则该元素位于ⅣA族。
②元素的最高正价与最低负价的代数和为2,则该元素位于ⅤA族。
③元素的最高正价与最低负价的代数和为4,则该元素位于ⅥA族。
④元素的最高正价与最低负价的代数和为6,则该元素位于ⅦA族。
二、解答综合推断题的必备知识
1.由主族元素在周期表中的位置推断
(1)牢记元素周期表的结构(能区分长短周期、主副族、每周期的元素数目等)是求解的基础,一定要做到“心中有表”。
(2)熟悉主族元素在元素周期表中的特殊位置和数据特征,短周期元素位置方面的特殊性如下表:
1
主族序数等于周期数
H、Be、Al
2
主族序数等于周期数2倍
C、S
3
主族序数等于周期数3倍
O
4
周期数等于主族序数2倍
Li
5
周期数等于主族序数3倍
Na
6
最高正价与最低负价之和为0
C、Si
7
原子半径最大的元素
Na
8
原子半径最小的元素
H
2.由元素及其化合物的性质推断
(1)形成化合物种类最多的元素,单质是自然界中硬度最大的物质的元素,气态氢化物中氢的质量分数最高的元素:C。
(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素、元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物能起化合反应的元素:N。
(3)地壳中含量最多的元素,氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素:O。
(4)单质最轻的元素:单质最轻的金属元素:Li。
(5)单质在常温下呈液态的非金属元素:Br;金属元素:Hg。
(6)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素:Al。
(7)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生氧化还原反应的元素:S。
(8)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素:Li、Na、F。
2.由微粒的结构特征推断元素
元素原子结构方面的特殊性:
1
原子核中没有中子的原子
H
2
原子最外层电子数与核外电子层数相同
H、Be、Al
3
各电子层上的电子数均满足2n2
He、Ne
4
电子总数是最外层电子数的2倍
Be
5
最外层电子数与最内层电子数相等
Be、Mg、Ca
6
最外层电子数与次外层电子数相等
Be、Ar
7
最外层电子数是次外层电子数的2倍
C
8
最外层电子数是次外层电子数的一半
Li、Si
三、解答元素推断题的一般步骤
【例1】下列有关硅及其化合物的说法中正确的是
A.硅在自然界主要以硅单质、硅酸盐和氧化物的形式存在
B.硅酸钠属于盐,不属于碱,所以硅酸钠溶液可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中
C.二氧化硅能与氢氧化钠、氢氟酸反应,是酸性氧化物
D.普通玻璃的主要成分是纯碱、石灰石和石英砂
【答案】C
【详解】A.硅在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式存在,硅单质在自然界中不能稳定存在,A错误;
B.硅酸钠溶液具有黏性,能将玻璃塞与试剂瓶瓶口粘在一起,所以硅酸钠溶液不能保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中,应保存在带有橡胶塞的试剂瓶中,B错误;
C.酸性氧化物是能与碱反应只生成盐和水的氧化物。二氧化硅能与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,体现了酸性氧化物的性质;虽然二氧化硅也能与氢氟酸反应,但这是二氧化硅的特性,不影响其酸性氧化物的归类,C正确;
D.普通玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅,而纯碱、石灰石和石英砂是生产普通玻璃的原料,D错误;
故选C。
【例2】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y的原子序数等于W与X的原子序数之和,Z的最外层电子数为K层的一半,同周期元素的基态原子中,X的未成对电子数最多。下列说法错误的是
A.简单离子半径:X>Y>Z
B.X和Y的最简单氢化物的键角:X<Y
C.由W、X、Y三种元素形成的化合物中可能含有离子键
D.在一定条件下,Y的单质与X的简单氢化物反应可置换出X的单质
【答案】B
【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z的最外层电子数为K层的一半,则Z为Na;同周期元素的基态原子中,X的未成对电子数最多,则X为N,由此可得Y为O,W为H。
【详解】A.N3-、O2-、Na+的核外电子数相同,核电荷数越大半径越小,故N3->O2->Na+,故A正确;
B.和的中心原子杂化类型相同,但N原子只有1对孤电子对,O原子有2对孤电子对,故的键角更大,故B错误;
C.H、O、N可能形成NH4NO3,为离子化合物,含有离子键,故C正确;
D.氨气和氧气可以在点燃条件下反应生成氮气和水,故D正确;
故选B。
【例3】如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图,下列说法错误的是
A.X与Y形成的两种化合物中阳、阴离子的个数比均为2:1
B.X、Y、Z、W、R五种元素的原子中半径最大的是 R
C.Y和W的最高价氧化物对应的水化物能相互反应
D.氧化物RO2可作消毒剂
【答案】B
【分析】在短周期元素中,既有+7价又有-1价的,只有Cl,R为Cl元素;X的化合价为-2价,没有正化合价,故X为O;Y的化合价为+1价,处于第三周期,所以Y为Na;Z位于第三周期且化合价为+3价,Z为Al;W的化合价有+6价和-2价,W应为S,据此解答。
【详解】A.X与Y形成的两种化合物中Na2O、Na2O2,阳、阴离子的个数比均为2:1,故A正确;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;五种元素的原子中半径最大的是Na,故B错误;
C.Y和W的最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化钠和硫酸,氢氧化钠和硫酸可以发生反应硫酸钠和水,故C正确;
D.氧化物ClO2具有强氧化性,能杀菌,可做消毒剂,故D正确;
答案选B。
【例4】物质M是一种用于彩色照相和影片洗印的显影剂,其结构如图所示。已知:短周期元素W、X、Y、Z中,W、X、Y的原子序数之和比Z的原子序数小1。下列说法错误的是
A.简单离子半径:Y<X<Z
B.W、X、Y三种元素组成的化合物可能是酸、碱或盐
C.含氧酸的酸性:Z>X
D.在物质M中X、Y、Z最外层均达到了8电子结构
【答案】C
【分析】由该物质的结构图可推知,Z为-1价离子,应为F或Cl元素,W与其他原子形成一根共价键,应为H或F或Cl元素,Y形成两根键,应为O或S元素,X形成四根键,但该离子为+1价阳离子,故X为N或P元素,又W、X、Y的原子序数之和比Z的原子序数小1,则W为H元素,X为N元素,Y为O元素,Z为Cl元素,据此分析解答。
【详解】A.根据电子层数越多,半径越大,故氯离子半径最大,层数相同时核电荷数越大,半径越小,所以离子半径氮离子大于氧离子,则离子半径为:Y<X<Z,A正确;
B.W为H元素,X为N元素,Y为O元素,可形成硝酸、一水合氨、硝酸铵等化合物,故组成的化合物可能是酸、碱或盐,B正确;
C.N的含氧酸有弱酸亚硝酸,强酸硝酸,Cl的含氧酸有弱酸次氯酸,亚氯酸等,强酸有高氯酸,故含氧酸的酸性不一定Z>X,C错误;
D.由结构中N、O、Cl的成键可知三种元素最外层电子数均满足8电子稳定结构,D正确;
故选C。
1.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X元素原子最外层电子数是其内层的2倍,元素Y的核电荷数等于W原子的最外层电子数,Z元素原子最外层电子数与其周期数相同。下列说法正确的是
A.气态氢化物的稳定性:X>Y B.最高价氧化物对应水化物的酸性:W>X
C.原子半径:r(Z)<r(W) D.Z、W形成的化合物属于共价晶体
【答案】B
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X元素原子最外层电子数是内层的2 倍,则X为C元素,Z元素原子最外层电子数与其周期数相同,则Z为Al元素,元素Y的核电荷数等于W原子的最外层电子数,短周期主族元素最外层电子数小于8,则Y元素的核电荷数小于8,大于6,则Y为N元素,W为Cl元素。
【详解】A.同周期从左到右元素非金属性递增,非金属性越强,简单氢化物越稳定,气态氢化物的稳定性:X<Y,即CH4<NH3,A不符合题意;
B.同主族从上到下元素非金属性递减,同周期从左到右元素非金属性递增,非金属性越强,对应最高价含氧酸的酸性越强,高氯酸为强酸,碳酸为弱酸,最高价氧化物的水化物的酸:HClO4>H2CO3,B符合题意;
C.同周期从左到右元素原子半径递减,原子半径:r(Z)>r(W),即r(Al)>r(Cl),C不符合题意;
D.Z、W形成的化合物为氯化铝,由分子构成属于共价化合物,其晶体属于分子晶体,D不符合题意;
故选B。
2.短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示,这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是
A.氢化物沸点:X<Z B.简单离子的半径:Y<X
C.化合物熔点: D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>W
【答案】B
【分析】从图中可以看出,X的最外层电子数比W大1,可设W的最外层电子数为a,则Y、Z最外层电子数分别为a-2、a+2,则存在a+a+1+a+2+a-2=21,a=5,从而得出W、X、Y、Z分别为N、O、Al、Cl元素。
【详解】A.X、Z分别为O和Cl,常温下H2O呈液态,HCl呈气态,所以氢化物沸点:X>Z,A不正确;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;Y、X分别为Al、O,简单离子的半径:Al3+<O2-,D正确;
C.Y2X3、YZ3分别为Al2O3、AlCl3,前者形成离子晶体,后者形成分子晶体,所以化合物熔点:Y2X3>YZ3,C不正确;
D.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,根据非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,Y、W分别为Al、N,最高价氧化物对应水化物的酸性:Y<W,D不正确;
故选B。
3.短周期元素W、X、Z、Y、Q的原子序数依次增大,化合物ZW与水剧烈反应并生成一种强碱和一种可燃性气体单质,X的最外层电子数是内层电子数的3倍,Q与X同族,Y的单质常温下能溶于Q的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液、却不溶于其浓溶液。下列说法正确的是
A.化合物ZW中只含离子键
B.简单离子半径:
C.工业上用电解相应氯化物冶炼Y单质
D.Q与X形成的化合物中,每个原子最外层均满足8电子结构
【答案】A
【分析】短周期元素化合物ZW与水反应生成强碱为NaOH和可燃性气体单质为,故Z元素是Na,W元素是H,X元素最外层电子数是内层电子数的3倍,应为O,Q元素为S,Y元素为Al,常温下能溶于稀硫酸、因钝化不溶于浓硫酸。
【详解】A.化合物NaH为离子化合物,只含离子键,A正确;
B.一般电子层数越多半径越大,核外电子数相同时核电荷数越大半径越小,简单离子半径应为,B错误;
C.工业上用电解熔融氧化铝冶炼铝单质,C错误;
D.S与O形成等,分子内各原子不都满足结构,D错误;
故答案选A。
4.有机物W常用于有机合成,其结构如图所示,其中M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,M是空气中含量最多的元素,X,Z同主族。下列说法正确的是
A.属于非极性分子 B.金属不能在M的单质里燃烧
C.X、Y两种元素都只显负价 D.Y的氢化物可保存在细口玻璃瓶中
【答案】A
【分析】M是空气中含量最高的元素,M为N,X,Z同主族,结合成键,可知X为O,Z为S,Y成一个键,原子序数介于O和S之间,Y为F,据此分析解答;
【详解】A.SF6中S采用d2sp3杂化,形成正八面体结构,正负电荷中心重合,属于非极性分子,A正确;
B.金属能在N2的单质里燃烧,方程式为: ,B错误;
C.在OF2中F的电负性大,显负价,根据化合价的代数和为0可知,O显正价,C错误;
D.HF与玻璃中的反应,应该用塑料瓶盛装,D错误;
故选A。
5.某芳香族化合物的结构如图所示。已知为原子序数依次增大的短周期元素,W与X的原子序数之差为8,同主族。
下列叙述错误的是
A.Y元素的最高价氧化物属于酸性氧化物
B.最高价氧化物的水化物的酸性:
C.上述部分元素能组成离子化合物
D.简单氢化物的稳定性:
【答案】B
【分析】已知为原子序数依次增大的短周期元素,同主族且Z形成两个化学键,故Z为O,T为S;W与X的原子序数之差为8,X为H,W为F;Y形成三个共价键,Y为N。依题意推出,X是氢、Y是氮、Z是氧、W是氟、T是硫。
【详解】A.属于酸性氧化物,A项正确;
B.氟无正价,无最高价氧化物的水化物,B项错误;
C.均属于离子化合物,C项正确;
D.氧元素的非金属性大于氮元素,所以简单氢化物的稳定性:,D项正确;
故选B。
6.短周期主族元素的原子序数依次增大,且分属于不同的主族,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的3倍,Y与Z形成的化合物可用作供氧剂,W的最外层电子数等于Y和Z的最外层电子数之和。下列说法正确的是
A.简单离子半径: B.第一电离能:
C.简单氢化物沸点: D.X与W形成的化合物一定是极性分子
【答案】B
【分析】短周期主族元素的原子序数依次增大,且分属于不同的主族,基态X原子的电子总数是最高能级电子数的3倍,X可能为或C。Y与Z形成的化合物可用作供氧剂,Z是是O,所以X是,W的最外层电子数等于Y和Z的最外层电子数之和,W是。
【详解】A.和电子层数相等,Na元素核电荷数大于O元素,则简单离子半径,A错误;
B.同周期主族元素,从左往右,第一电离能有增大的趋势,但第IIA族和VA族元素第一电离能大于相邻元素,则第一电离能,B正确;
C.分子间存在氢键,沸点较高,则简单氢化物沸点,C错误;
D.C与Cl形成的化合物为,空间构型为正四面体,正负电中心重合,是非极性分子,D错误;
故选B。
7.X、Y、Z、W、R属于元素周期表中前20号主族元素,且原子序数依次增大。基态X原子2p轨道半充满,Z是元素周期表中电负性最大的元素,Z和W同主族,R的最外层只有1个电子。下列说法正确的是
A.X的简单氢化物分子间能形成氢键
B.简单离子半径:r(R)>r(W)
C.简单气态氢化物的热稳定性:W>Z
D.第一电离能:I1(X)<I1(Y)<I1(Z)
【答案】A
【分析】X、Y、Z、W、R属于元素周期表中前20号主族元素,且原子序数依次增大。基态X原子2p轨道半充满,则其价电子排布式为2s22p3,其为氮元素;Z是元素周期表中电负性最大的元素,则其为氟元素,Y为氧元素;Z和W同主族,则W为氯元素;R的最外层只有1个电子,则其价电子排布式为4s1,其为钾元素。从而得出X、Y、Z、W、R分别为N、O、F、Cl、K。
【详解】A.X的简单氢化物为NH3,分子间能形成氢键,A正确;
B.W、R分别为Cl、K,二者的简单离子分别为Cl-、K+,其电子层结构相同,但Cl的核电荷数比K小,所以离子半径:r(K+)<r(Cl-),B不正确;
C.Z、W分别为F、Cl,二者属于同主族元素,非金属性F>Cl,非金属性越强,简单氢化物越稳定,则简单气态氢化物的热稳定性:HCl<HF,C不正确;
D.X、Y、Z分别为N、O、F,三者为同一周期相邻元素,其中N的2p轨道半充满,其原子的能量低,稳定性强,第一电离能比O大,所以第一电离能:I1(O)<I1(N)<I1(F),D不正确;
故选A。
8.W、X、Y、Z为核电荷数依次增大的短周期主族元素,其中W原子的核外电子总数与Y原子的最外层电子数相同,W与Z原子的最外层电子数相同,短周期元素对应的单质中,Y的单质氧化性最强。下列说法正确的是
A.WX2属于酸性氧化物
B.简单离子半径:Z>W>X
C.最简单氢化物的沸点:Y>X>W>Z
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>W>Z
【答案】B
【分析】W、X、Y、Z为核电荷数依次增大的短周期主族元素,短周期元素对应的单质中,Y的单质氧化性最强,则Y为F元素;W原子的核外电子总数与Y原子的最外层电子数相同,则W原子的核外电子数为7,其为N元素;W与Z原子的最外层电子数相同,则Z为P元素,X的原子序数介于N、F之间,则X为O元素。从而得出,W、X、Y、Z分别为N、O、F、P。
【详解】A.WX2的化学式为NO2,其与碱反应生成两种盐,不属于酸性氧化物,A不正确;
B.W、X、Z分别为N、O、P,N3-、O2-核外都有2个电子层,P3-核外有3个电子层,N的核电荷数比O小,则简单离子半径:P3->N3->O2-,B正确;
C.W、X、Y、Z分别为N、O、F、P,其中NH3、H2O、HF都能形成分子间的氢键,PH3不能形成分子间氢键,H2O常温下呈液态,标准状况下,HF呈液态,而NH3呈气态,则最简单氢化物的沸点:H2O>HF>NH3>PH3,C不正确;
D.W、Y、Z分别为N、F、P,F不存在最高价氧化物对应水化物,N的非金属性大于P,则最高价氧化物对应水化物的酸性:HNO3>H3PO4,D不正确;
故选B。
9.某二磷酸腺苷受体拮抗药可用于防治心肌梗死,其结构简式如图a,其中、、、为原子序数依次增大的短周期元素,原子的杂化方式为,的价类二维图如图所示,下列说法错误的是
A.元素的电负性:
B.简单氢化物的稳定性为:
C.原子半径比较:
D.和可以制备的单质
【答案】A
【分析】X形成三对共用电子对,且杂化方式为sp3杂化,原子序数最小,X为N元素,Y形成两对共用电子对,Y为O元素,Z形成两对共用电子对,Z为S元素,W形成一对共用电子对,短周期元素且序数序数最大,W的化合价最高为+7价,最低为-1价,W为Cl元素。
【详解】A.非金属性越强、电负性越大,元素的电负性:O>Cl>S,A错误;
B.非金属性越强、简单氢化物越稳定,稳定性NH3<H2O,B正确;
C.一般情况下,电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同,核电荷数越多半径越小,原子半径S>Cl>N>O,C正确;
D.b为HCl,f为氯酸盐,浓盐酸和氯酸盐发生归中反应可生成Cl2单质,D正确;
答案选A。
10.短周期主族元素原子序数依次增大,W原子没有中子,X元素为地壳中含量最多的元素,同周期,且最外层电子数之和为与W同主族,X与Z同主族。下列结论错误的是
A.原子半径大小顺序为:
B.氧化物对应的水化物酸性:
C.简单氢化物的稳定性:
D.形成的化合物中一定有离子键,可能还有共价键
【答案】B
【分析】W、X、Y、Z、Q,W原子没有中子,所以W时H元素,X元素为地壳中含量最多的元素,所以X为O元素,Y、Z、Q同周期,且Y、Z、Q最外层电子数之和为14,Y与W同主族,所以Y为Na,Z为S元素,Q为Cl元素。
【详解】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径大小顺序为:,A正确;
B.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,非金属性越强,非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,但是没有说明是否为最高价氧化物对应水合物酸性,故不能判断,B错误;
C.非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,简单氢化物的稳定性:,C正确;
D.O、Na可以形成化合物Na2O、Na2O2,Na2O中只含有离子键,Na2O2中既含有离子键又含有共价键,故一定有离子键,可能有共价键,D正确;
故选B。
11.某物质结构如图所示,W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素,Z元素的最高正价与最低负价代数和为6。下列说法错误的是
A.第一电离能:Z>Y>X>W B.单质熔点最高的是X
C.共价键极性:X-Z>X-Y D.简单氢化物的还原性:Z>Y
【答案】D
【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素,Z元素的最高正价与最低负价代数和为6,可知Z为Cl;W的阳离子带一个单位的正电荷,可知W为Na;X能形成4个共价键,可知X为Si;Y能形成2个共价键但原子团带一个负电荷,则Y为P,综上W为Na,X为Si,Y为P,Z为Cl。
【详解】A.W为Na,X为Si,Y为P,Z为Cl,同周期从左向右第一电离能呈增大趋势,故电离能大小关系为Z>Y>X>W,A项正确;
B.四种单质中,熔点最高的是单质Si,即熔点最高的单质为X,B项正确;
C.X与Z形成键,X与Y形成键,Cl的电负性大于P,吸引电子的能力更强,因而键的极性更强,即共价键极性X-Z>X-Y ,C项正确;
D.Y的简单氢化物为,Z的氢化物为,同周期从左向右非金属性逐渐增强,氢化物的还原性逐渐减弱,故简单氢化物的还原性Z<Y,D项错误;
答案选D。
12.M、X、Y、Z、W是原子序数依次增大的五种元素,由它们组成的单质甲、乙、丙、丁和化合物A、B、C、D、E、F之间的相互转化关系如图所示,其中丙为黄绿色气体,B的焰色试验为黄色,F为红褐色固体。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.甲与D的水溶液反应生成丁
B.简单离子的半径:
C.X、Y形成的化合物一定含有离子键
D.标准状况下,丙与水反应转移电子数为
【答案】C
【分析】F为红褐色固体,则为,B与E反应生成,且B的焰色试验为黄色,则B为。据此可依次推出甲、乙、丙、丁分别为Na、、、Fe,则A、B、C、D、E、F分别为、、、、、,因此元素M、X、Y、Z、W 分别为H、O、Na、Cl、Fe。
【详解】A.单质钠还原性很强,首先与溶液中的水反应,与溶液反应无法置换出,A项错误;
B.根据电子层结构,简单离子的半径:,B项错误;
C.和形成的化合物有和,均含有离子键,C项正确;
D.与水的反应为可逆反应,氯气既是氧化剂又是还原剂,无法完全反应,转移电子数小于,D项错误;
故选C。
13.X、Y、Z、M、W 为五种短周期元素,X、Y、Z 是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为 15;X 与 Z 可形成 XZ2 分子;Y 与 M 形成的气态化合物在标准状态下的密度为 0.76g·L-1;W 的质子数是 X、Y、Z、M 四种元素质子数之和的 1/2.下列说法正确的是
A.原子半径:W>X>Y>Z>M
B.XZ2、W2Z2 均为直线形的共价化合物
C.CaM2 和 CaZ2 两种化合物中,阳离子与阴离子个数比均为 1∶2
D.由 X、Y、Z、M 四种元素共同形成的化合物中一定只有共价键
【答案】A
【分析】X、Y、Z、M、W为五种短周期元素,Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g•L-1,该化合物的摩尔质量为0.76g•L-1×22.4L/mol≈17g/mol,该化合物为NH3,X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,则Y为N元素,M为H元素;X与Z可形成XZ2分子,则X位于偶数族,X、Y、Z原子最外层电子数之和为15,X、Z的最外层电子数之和为15-5=10,Z最外层电子数为偶数,二者平均最外层电子数为5,则Z处于第ⅥA族,X处于第ⅣA族,X为C元素,Z为O元素;W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的,W的质子数为(6+7+8+1)=11,则W为Na元素,以此来解答。
【详解】A.分析可知,W、X、Y、Z、M分别为Na、C、N、O、H,电子层越多原子半径越大,电子层结构相同时,核电荷数越大原子半径越小,则原子半径为Na>C>N>O>H即W>X>Y>Z>M,A正确;
B.由分析可知,W为Na、Z为O、X为C,故XZ2即CO2为直线形的共价化合物,而W2Z2即Na2O2为离子化合物,B错误;
C.由分析可知,M为H、Z为O,CaM2 即CaH2在阳离子与阴离子个数比为1:2, CaZ2 即CaO2中阳离子与阴离子个数比为1:1, C错误;
D.由分析可知,X、Y、Z、M四种元素分别为C、N、O、H,由C、N、O、H四种元素形成的化合物一定有共价键,可能含有离子键,如NH4HCO3中含有共价键和离子键,D错误;
答案选A。
14.X、Y、Z、M、Q、R是前20号元素,其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法正确的是
A.简单气态氢化物稳定性:Y<Z
B.简单离子半径:M<Q<R
C.Q元素的碳酸盐,进行焰色试验,火焰为紫色
D.X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是酸、碱或盐
【答案】D
【分析】X、Y、Z、M、Q、R为元素周期表前20号元素,M有+7、-1价,则M为Cl元素;Y有-2价,Y处于VIA族,而Z有+5、-3价,可知Z处于ⅤA族,原子半径Y<Z<M(氯),故Y为O元素、Z为N元素;X、Q均有+1价,二者处于IA族,其中X的原子半径小于Y(氧),故X为H元素,R有+2价,则R处于ⅡA族,原子半径M(氯)<Q<R,可推知Q为Na元素、R为Ca元素,综上所述:X为H、Y为O、Z为N、M为Cl、Q为Na、R为Ca。
【详解】A.元素的非金属性越强,其简单氢化物越稳定,非金属性O>N,则稳定性:H2O>NH3,故A错误;
B.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,而离子的电子层越多离子半径越大,则离子半径:Cl->Ca2+>Na+,故B错误;
C.Q为Na元素,Na元素的碳酸盐,进行焰色试验,火焰为黄色,故C错误;
D.X、Y、Z三种元素组成的化合物有HNO3、NH3•H2O、NH4NO3等,三者分别属于是酸、碱、盐,故D正确;
故选D。
15.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素,这四种元素与氢元素可形成一种治疗胃酸过多的药物,其化学式为YZ(XH)2WX3。X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,X和Y能形成一种淡黄色的二元化合物,W是生铁中含量最多的非金属元素,Z的单质常温下能与X的单质反应。下列说法正确的是
A.简单氢化物的稳定性:W>X B.Z位于元素周期表中第13纵列
C.最高价氧化物的水化物的碱性:Z>Y D.该药物最多可消耗3molHCl
【答案】B
【分析】根据X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,可知X是O,氧元素与钠元素可形成淡黄色的Na2O2,因此Y是Na,生铁的主要成分是铁和碳,再结合W是短周期元素,可知W是C,结合题中给出的化学式,可判断Z显+3价,再结合Z的单质在常温下能与氧气反应,可知Z是Al,据此分析。
【详解】A.非金属性:C<O,故稳定性:CH4<H2O,A项错误;
B.Z是Al元素,铝元素属于第ⅢA族元素,位于元素周期表的第13纵列,B项正确;
C.金属性:Al<Na,故最高价氧化物的水化物的碱性:Al(OH)3<NaOH,C项错误;
D.1mol该药物中含有2molOH-和1molCO,故最多可消耗4molHCl,D项错误;
答案选B。
16.已知某元素的最高化合价为+6价,下列说法正确的是
A.该元素在元素周期表中一定处于第VIA族 B.该元素可以是氧元素
C.该元素的某种化合物可能具有漂白性 D.该元素的单质没有还原性
【答案】C
【详解】A.元素的最高化合价为+6价,可能位于第VIA族(S)或第VIB族(Cr),A错误;
B.氧元素最高正价为+2价,B错误;
C.元素的最高化合价为+6价,可能位于第VIA族的S元素,S元素形成的SO2有漂白性,C正确;
D.元素的最高化合价为+6价,可能位于第VIB族的Cr元素,Cr能够和O2反应生成Cr2O3,具有还原性,D错误;
故选C。
17.X、Y、Z、W、Q为五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X只含1个电子,Y和的某同位素测定可用于分析古代人类的食物结构,和同主族,的原子序数是的2倍。下列说法正确的是
A.由X、Z、W三种元素形成的化合物的水溶液一定显酸性
B.、与三种元素形成的可能为离子化合物
C.只有一种的氢化物与的氧化物发生反应生成强酸
D.与形成的10电子微粒有2种
【答案】B
【分析】X只含1个电子,则X为H元素;Y 和 Z 的某同位素测定可用于分析古代人类的食物结构,可知Y为C元素,Z 为 N元素;W和Q同主族,Q的原子序数是W的 2 倍,设W的原子序数为x,则Q的原子序数为x + 8,可得x+8 = 2x,解得x = 8,所以W为O元素,Q为S元素。
【详解】A.由 H、N、O三种元素形成的化合物,如NH3·H2O,其水溶液显碱性,A错误;
B.H、C、N三种元素可以形成离子化合物,如NH4CN等,B正确;
C.H2O与SO3反应生成H2SO4,H2O2与SO2反应也能生成H2SO4,C错误;
D.H与O形成的10电子微粒有H2O、H3O+、共 3 种,D错误;
故选B。
18.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子核外电子只有一种自旋取向,YZ均为原子核外s能级上的电子总数与p能级上电子总数相等的原子,W原子的价电子中,在不同形状的原子轨道中运动的电子数目之比为2:1,下列说法正确的是
A.W的第一电离能比同周期相邻元素的小
B.原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)
C.通常,工业上电解熔融化合物ZY制备单质Z
D.X与Y无法形成含有极性键的物质
【答案】A
【分析】X原子核外电子只有一种自旋取向,说明X只有1个电子,X为H元素。YZ均为原子核外s能级上的电子总数与p能级上电子总数相等的原子。Y原子序数较小,若Y为第二周期元素,电子排布式为1s22s22p4,Y是O元素;Z原子序数大于Y,Z电子排布式为1s22s22p63s2,Z是Mg元素。W原子的价电子中,在不同形状的原子轨道中运动的电子数之比为2:1,且W是短周期主族元素且原子序数大于Z,则W价电子排布式为3s23p1,W是Al元素。
【详解】A.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,ⅡA和ⅤA族其第一电离能比同周期相邻元素大,第一电离能Al比Si、Mg,A正确;
B.原子半径大小顺序为r(H)<r(O)<r(Al)<r(Mg),即r(X)<r(Y)<r(W)<r(Z),B错误;
C.工业上是电解熔融MgCl2来制备单质Mg,因为MgO熔点很高,熔融时耗能大,C错误;
D.X(H)与Y(O)可以形成H2O、H2O2,其中H−O键为极性键,D错误;
故选A。
19.已知X、Y、Z、W、M、Q是原子序数依次增大的前四周期元素。其中X是宇宙中含量最多的元素;Y元素原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同;Z元素原子的价层电子排布式为;W元素原子中只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子;M与W的最高能层数相同,但其价层电子数等于其电子层数。Q元素基态原子是第四周期单电子最多的。下列说法正确的是
A.第一电离能:
B.电负性:
C.原子半径:
D.第四周期与Q最外层电子数相同的原子还有两种
【答案】D
【分析】X:宇宙中含量最多的元素为氢(H);
Y:最高能级(p轨道)的每个轨道均有1个电子且自旋相同,对应氮(N);
Z:价层电子排布为 ,由原子序数推断, 时为 ,对应氧(O);
W:电子云形状为s和p,最外层仅1个自旋方向单一的电子,对应钠(Na,);
M:与W同最高能层(第三层),价层电子数等于电子层数(3),则为铝(Al);
Q:第四周期单电子最多,基态为 ,对应铬(Cr)。
【详解】A.钠比氢容易失去电子,则第一电离能:,A错误
B.非金属性越强,电负性越大,则电负性:,B错误;
C.电子层数越多,半径越大,电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,则原子半径:,C错误;
D.第四周期与Q(Cr)最外层电子数相同的还有K和Cu,共两种,D正确;
故选D。
20.随着原子序数的递增,8种短周期元素(用字母表示)原子半径的相对大小、最高正化合价或最低负化合价的变化如下图所示:
(1)h在元素周期表中的位置是第三周期 族。
(2)d、g的简单氢化物中热稳定性较弱的是 (填化学式)。
(3)z元素最低价氢化物的结构式为 。
(4)e、g形成的离子化合物的电子式为 。
(5)e与f相比,金属性较弱的是 (用元素符号表示),下列事实不能证明这一结论的是 (填字母序号)。
a.e单质的熔点比f单质的低,单质的硬度也比f单质小
b.e单质可与冷水剧烈反应,而f单质与冷水几乎不反应
c.e的最高价氧化物的水化物是强碱,而f的最高价氧化物的水化物具有两性
(6)h的单质遇z的简单氢化物会产生白烟,化学方程式为 。
【答案】(1)ⅦA
(2)H2S
(3)
(4)
(5) Al a
(6)
【分析】依据原子序数和化合价以及原子半径的关系,x为H元素,y为C元素,z为N元素,d为O元素,e为Na元素,f为Al元素,g为S元素,h为Cl元素;
【详解】(1)h为Cl元素,位于第三周期VIIA族;
(2)d、g的简单氢化物分别为H2O和H2S,非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,非金属性O>S,热稳定性弱的是H2S;
(3)z元素最低价氢化物为NH3,结构式为;
(4)e、g形成的离子化合物为Na2S,属于离子化合物,电子式为;
(5)e为Na,f为Al,属于同周期元素,同周期元素从左到右核电荷数依次增加,原子半径依次减小,失电子能力依次减弱,金属性依次减弱,金属性弱的是Al;
a.金属性与单质的熔点和硬度无关,a符合题意;
b.单质与水或酸反应的剧烈程度越大,金属性越强,b不符合题意;
c.最高价氧化物的水化物碱性越强,对应的元素的金属性越强,c不符合题意;
答案选a;
(6)h单质为Cl2,z的简单氢化物为NH3,二者反应生成N2和NH4Cl,化学方程式为:。
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