压轴题04 “位-构-性”元素推断-【压轴题】2025年高考化学培优训练（江苏专用）

压轴题04“位-构-性”元素推断 1.常见考查方向 （1）元素金属性、非金属性强弱的判断 （2）元素电离能、电负性的递变规律 ①同一周期，从左到右，元素的电负性逐渐增大；同一主族，自上而下，元素的电负性逐渐减小。 ②同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈增大的趋势，稀有气体元素的第一电离能最大，碱金属元素的第一电离能最小；同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小。 ③同能级的轨道为全充满、半充满时，元素的第一电离能较相邻元素要大，即第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能均大于同周期相邻元素。 2.结构型元素推断技巧 根据离子键和共价键成键规律判断原子价电子数，再结合题干信息确定元素。 （1）卤素或氢原子形成一个共价键。 （2）O、S形成两个共价键。 （3）N、P一般能形成三个共价键，也可能形成四个共价键（含一个配位键），P还能形成五个共价键。 （4）C、Si能形成四个共价键，C也可以形成双键或三键。 （5）B能形成三个共价键，也可以形成四个共价键（含一个配位键）。 3.根据元素原子核外电子排布推断 （1）熟记主族元素的价层电子排布式 第ⅠA族：ns1　第ⅡA族：ns2　第ⅢA族：ns2np1 第ⅣA族：ns2np2　第ⅤA族：ns2np3 第ⅥA族：ns2np4　第ⅦA族：ns2np5 （2）掌握第四周期副族元素的价层电子排布式 Sc：3d14s2　Ti：3d24s2　V：3d34s2　Cr：3d54s1 Mn：3d54s2　 Fe：3d64s2　Co：3d74s2　Ni：3d84s2　Cu：3d104s1　Zn：3d104s2 01 位置结构性质推导 1．（24-25高三上·黑龙江·阶段练习）已知、、、四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示。下列表述正确的是 A B C D A．B元素的最高正价可能为+6价 B．D元素的周期数有可能等于其族序数 C．C的最高价氧化物有可能与的最高价氧化物对应的水化物反应 D．若为氧元素，则离子半径顺序： 02 元素周期律物质性质比较 2.（2024·广州二模）化合物XY（ZW4）2可作食品膨松剂，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，W的基态原子s能级上的电子总数和p能级上的电子总数相等，W和Z同族，Y是地壳中含量最多的金属元素，下列说法正确的是（　　） A.第一电离能：X＞Y＞Z B.简单氢化物沸点：Z＞W C.原子半径：Z＞Y＞X＞W D.ZW2和W3的空间结构均为V形 03 物质元素性质与实验 8．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）下列实验操作或装置能达到相应实验目的的是 A．实验室制取NH3 B．证明氧化性：Cl2>I2、Br2>I2 C．验证SO2的漂白性 D．验证酸性：H2SO4>H2CO3>H2SiO3 A．A B．B C．C D．D 04 物质结构推断 4．（24-25高三上·黑龙江大庆·期中）能够在锂离子电池负极形成稳定低阻抗的膜。的结构如图，图中原子最外层都达到8电子稳定结构，X、Y、Z、W位于同一短周期，元素X的最外层电子数是其内层电子数的倍，W是同周期中原子半径最小的元素。下列说法正确的是 A．铍元素的第一电离能大于X元素的第一电离能 B．该物质中X、Y、Z原子的杂化方式相同 C．最高价氧化物对应的水化物的酸性： D．Z、W分别形成的简单氢化物的沸点，后者高于前者 1．元素的“位、构、性”是指元素在周期表中的位置、元素原子的核外电子排布与元素性质的关系。下列有关说法正确的是 A．元素周期表中同一个“格”内只表示一种原子 B．原子最外层电子数为1的元素的最高价氧化物对应的水化物为碱 C．F、Cl、Br得电子能力和氢化物的稳定性均依次减弱 D．非金属都集中在元素周期表的右上角 2．X、Y、Z、M、N五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X是宇宙中含量最丰富的元素。Z原子的2p轨道有4个电子且与M同主族，Y与Z相邻。下列说法不正确的是 A．单质氧化性： B．键角： C．水解产生两种强酸 D．化合物中离子键百分数： 3．短周期主族元素X、Y、Z、M、N的原子序数依次增大，其中基态Y原子s能级电子数是p能级电子数的两倍，Z和M位于同一主族且其基态原子中未成对电子数在同周期元素中最多，由上述五种元素形成的某化合物可作离子导体，其结构如图所示，阳离子有类似苯环的结构。下列说法错误的是 A．该离子导体中含有离子键、共价键、配位键 B．简单阴离子半径大小顺序：Z > N > M C．电负性大小顺序：X < Y < Z D．化合物ZN3的水解产物之一可用于漂白 4．某化合物用作某些植物的脱叶剂及用于制造人造芥子油等。X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Z、W的原子序数呈等差数列，Y、Z的最外层电子数之和与W的最外层电子数相等，Z的原子半径在短周期主族元素中最大，X与Y位于相邻主族。下列说法正确的是 A．简单离子半径： B．最简单氢化物的沸点： C．的空间结构为直线形 D．第一电离能： 5．一种麻醉剂的分子结构式如图所示。均为短周期主族元素，其中原子的核外电子运动状态只有一种，元素的原子序数依次增大，元素基态原子最外层均有两个未成对电子，元素的原子比原子多8个电子。下列说法不正确的是 A．键角： B．氮原子提供孤电子对形成配位键的能力： C．非金属性： D．原子半径： 6．麦角硫因是化妆品中常用的美白抗衰成分，其结构如图。其中X、Y、Z、W、R是元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素。下列说法正确的是 A．Z同周期元素中，第一电离能比Z大的元素有2种 B．简单气态氢化物的沸点： C．化合物XYZ中，Y的杂化方式是 D．X、Y、Z、R形成的化合物一定是共价化合物 7．短周期主族元素的原子序数依次增大，其中，存在没有中子的核素，基态原子的未成对电子数比多，形成的一种单质的含量在空气中排第二，与位于同一主族。下列说法正确的是 A．简单离子半径： B．第一电离能： C．与形成的二元化合物共5种 D．电负性： 8．锂离子电池中某阻燃剂的合成方法如图所示，其中是原子序数依次增大的短周期主族元素，位于同一主族，基态原子的价层电子排布式为。下列说法正确的是 A．基态原子的未成对电子数： B．原子半径： C．简单氢化物的稳定性： D．第一电离能： 9．如图所示物质烘焙时可生成具有香味的化合物。已知W、X、Y、Z、R为原子序数依次增大的短周期主族元素，基态Z原子和基态R原子最外层电子数相同。下列说法正确的是 A．第一电离能：X<Y<Z B．简单氢化物的沸点：X<Z<R C．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y<X D．XW4、YW3和W2R的VSEPR模型名称均为四面体形 10．根据元素周期表和元素周期律判断，下列叙述不正确的是 A．氢元素与其他元素既可形成共价化合物也可形成离子化合物 B．气态氢化物的稳定性：H2O > NH3 > SiH4 C．用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族 D．下图所示实验可证明元素的非金属性：Cl > C > Si 11．元素周期表和元素周期律可指导人们进行规律性推测和判断。下列说法中不合理的是 A．分别加热 气体和 气体， 气体更易分解，稳定性： B．将足量盐酸与 溶液混合，生成 ，则元素的非金属性： C．硅、锗都位于金属元素与非金属元素的交界处， 都可用作半导体材料 D．将形状、大小相同的 和 分别投入冷水， 与 反应更剧烈，金属性： 12．依据元素周期表与元素周期律回答以下问题： (1)根据元素周期表对角线规则，金属Be与Al单质及其化合物性质相似。写出Be与溶液反应离子方程式： 。 (2)硒()和S位于同一主族。的稳定性比的 (填“强”或“弱”，断开键吸收的能量比断开键吸收的能量 (填“多”或“少”)。用原子结构解释原因：同主族元素最外层电子数相同，从上到下 。 (3)氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)为元素周期表原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题： ①砷在元素周期表中的位置 。 ②的电子式为 ，沸点： (填“>”或“<”)，判断依据是 。 ③和与卤化氢的反应相似，产物的结构和性质也相似。下列对与反应所得产物的推断正确的是 (填序号)。 a.只含共价键    b.难于水     c.受热易分解   d.能与溶液反应 13．五氯化锑主要作为氟化工的催化剂，也用作纺织工业中织物的阻燃剂等。锑的两种氯化物性质如下表： 物质 熔点 沸点 部分性质 73.4℃ 223℃ 易水解 2.8℃ 68℃（1.86kPa）；176℃（101.3kPa），140℃发生分解 易水解，露置空气发烟 某兴趣小组在实验师的指导下，根据反应原理，利用如下装置（夹持仪器，抽气装置已略）制备。 回答下列问题： (1)仪器A的名称是 ；球形干燥管c内应填装的试剂是 （填名称）。 (2)仪器B中固体试剂不可能是 （填字母）。 a．        b．            c．            d． (3)实验前通入氮气的目的是 。 (4)三口烧瓶内多孔玻璃泡的作用是 。 (5)分离时采用减压蒸馏的原因 。 (6)经元素分析仪测得产品仅含Cl、Sb两种元素，且物质的量之比为4.8∶1，则产品中的物质的量分数为 。（假设该产品只含一种杂质） (7)常作为氯化物质的氯源，如乙烯与之反应生成1，2-二氯乙烷和另一氯化物，该反应的化学方程式为： 。 14．人工合成金刚石的两种方法所涉反应如下： ①4Na+CCl44NaCl+C；②4Na+3CO22Na2CO3+C． (1)上述反应所涉及的元素中，第一电离能最小的是 。 A．钠    B．碳    C．氯    D．氧 (2)若碳原子核外电子排布有A(1s22s12p3)和B(1s22s22p2)两种状态，由状态到状态时能量 。 A．升高    B．降低    C．不变 (3)NaCl的电子式为 。每个CCl4和CO2分子中σ键的个数比为 。 15．碳的常见单质有金刚石、石墨和C60.最近我国科学家合成出了新型共价晶体碳材料：T-碳，可以看做金刚石晶胞中的一个碳原子被四个碳原子构成的一个正四面体结构单元替代，结构如下图所示。 (1)下列关于含碳的物质和材料的说法中，正确的是 。 A．金刚石、石墨、C60互为同分异构体 B．T-碳晶体不具有各向异性 C．C60晶体中存在的微粒间作用力是共价键和分子间作用力 D．已知，则石墨比金刚石更加稳定 (2)结合下表中的数据和石墨的晶体结构，解释说明石墨硬度小于金刚石，但是熔点却高于金刚石。 石墨 金刚石 碳碳键键长/pm 142 154 莫氏硬度 1~2 10 熔点/℃ 3652~3697 3550 (3)已知T-碳的晶胞边长为acm，则T-碳的密度ρ= g·cm-3.(用含有a和NA的代数式表示) 16．Ⅰ.“零碳甲醇”可实现循环内零碳排放，是符合“碳中和”属性的绿色能源。 (1)关于甲醇中C、H、O元素性质的比较，正确的是________。 A．原子半径：O > C >H B．电负性： O > C >H C．第一电离能：C > O >H D．气态氢化物的稳定性：CH4>H2O (2)甲醇分子中碳原子的杂化方式是 。 A．sp杂化          B．sp2杂化         C．sp3杂化 Ⅱ.钢铁企业以焦炉气中的H2和工业烟气中捕获的CO2为原料，在适宜催化剂的作用下生产零碳甲醇：CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(l) + H2O(l)   ΔH0 (3)已知： 物质 燃烧热 (kJ·mol−1) H2(g) -286 CH3OH(l) -726 根据表格信息，计算该反应的ΔH0= 。 (4)可作为 CO2捕获剂的是___________。(不定项) A．NaOH 溶液 B．氨水 C．CH3CH2OH D．NH4Cl溶液 Ⅲ.一种捕集烟气中CO2的过程如图所示。 T°C时用0.1mol·L-1KOH吸收CO2，溶液中含碳物种的浓度c总=c(H2CO3)+ c(HCO)+c(CO)。T°C时，H2CO3电离常数分别为Ka1=4.4×10-7，Ka2=5.0×10-11。 不考虑通入CO2所引起的溶液体积变化和H2O的挥发。 (5)吸收一定量CO2后，吸收装置的溶液中c(CO)∶c(HCO)=1∶2，则该溶液的pH= 。 (6)在“转化”后所得上层清液中：c(Ca2+)·c(CO) Ksp(CaCO3)(选填“>”、“=”或“<”)。 (7)当c总=0.1mol·L-1时，溶液呈 (选填“酸性”、“中性”或“碱性”)，请说明理由： 。 Ⅳ.一定温度下，向2L密闭恒容容器中充入2molCO2和6mol H2，发生如下反应： 反应Ⅰ (主反应)CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)    ΔH1<0  K1 反应Ⅱ(副反应)CO2(g) +4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g)   ΔH2<0   K2 反应Ⅲ(副反应)CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)   ΔH3>0   K3 (8)反应均达平衡后，测得数据如下： 物质 CH3OH CH4 CO 物质的量(mol) 1 0.4 0.2 则CH3OH的选择性= 。(CH3OH选择性=)，反应Ⅱ的平衡常数K2= (列出包含数据的计算式，无须算出结果)。 (9)不同温度下，若测得上述反应CO2的平衡转化率与甲醇的选择性如下图： ①试根据图中信息判断，更适合生产甲醇的温度为 。 A．1000°C        B．800 °C         C． 600°C         D．400°C ②当温度高于800 °C，CO2转化率反而增大，主要原因是 。 17．物质的结构决定其性质，元素周期表和元素周期律揭示了化学元素间的内在联系，使其构成了一个完整的体系。回答下列问题： (1)在硼、氮、氧、氟中，第一电离能由大到小排序为 (用元素符号表示，下同)。四种元素中的基态原子中，未成对电子数最多的是 。 (2)已知硼酸的电离方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]+H+。 ①硼酸是 元酸。 ②[B(OH)4]－中含有的化学键类型有 (填标号)。 a．σ键        b．π键        c．配位键        d．非极性键 ③由[B(OH)4]－推出[Al(OH)4]－的结构式为 。 (3)氟化硝酰(NO2F)与NO3－的结构相似，则其分子的立体构型是 ，N原子的杂化轨道类型为 。 (4)已知单质硼晶体的熔点为1873℃，单质硼晶体是 晶体。 (5)磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料，其立方晶胞如图所示。已知晶胞中B－P键键长均为anm，阿伏加 德罗常数的值为NA，则磷化硼晶体的密度为 g·cm－3(列出计算式)。 18．根据原子结构、元素周期表和元素周期律的知识回答下列问题： (1)X元素基态原子次外层电子数是最外层电子数的，其价电子轨道表示式是 。 (2)Y是1~36号元素原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素，Y元素的名称是 ，在元素周期表中的位置是 。 (3)Z元素基态原子的轨道表示式是图中的 (填写序号)， ① ② 另一轨道表示式不能作为基态原子的轨道表示式是因为它不符合 。 a．能量最低原理      b．泡利不相容原理    c．洪特规则 (4)第三周期元素的气态电中性基态原子失去最外层一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量叫作第一电离能(I1)。如图所示： ①同周期内，随着原子序数的增大，I1值变化的总趋势是 。 ②根据图中提供的信息，可推断出I氧 I氟(填“>”“<”或“=”，下同)。 ③根据第一电离能的含义和元素周期律，可推断出I镁 I钙。 19．汽车尾气中的、、碳氮化合物是大气污染物。科研工作者经过研究发现，可以用不同方法处理氮氧化物，防止空气污染。回答下列问题： I.的还原转化：在有氧条件下，作催化剂，氨气将还原成的一种反应历程如图1所示。 (1)上述历程中，钒元素被氧化的过程是反应 （填序号）；写出图1所示总反应的化学方程式： 。 (2)按上述图中、和的比例进行催化脱硝反应。反应一定的时间，和的转化率与温度的关系如图2所示。高于200℃后，的转化率急剧下降，而的转化率仍维持较高，可能的原因是 。 II.的氧化吸收：用溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中的去除率。其他条件相同，的转化率随溶液初始的变化如图3所示。 (3)在酸性溶液中，可以氧化生成和，该反应的离子方程式为 。 (4)溶液的初始越大，转化率越低的原因是 。 II.活性炭对的处理： 。 (5)在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的气体，实验测得：在、时，的平衡转化率为80%，该反应的化学平衡常数 。已知：用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度可以表示化学平衡常数（记作）；气体分压气体总压体积分数。 (6)科研人员进一步对比研究了活性炭负载钙、镧氧化物的反应活性。在两个反应器中分别加入、，通入使其浓度达到。不同温度下，测得时的去除率如图4所示： ①根据图4分析，490℃以下反应活化能较大的是 （填“a”或“b”）。 ②490℃时，此反应的平衡常数为100，则反应达到平衡时，的去除率为 %（保留两位有效数字）。 20．周期表中ⅡA族元素包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)，也称为碱土金属，这些元素单质及其化合物在生活、工业、医药等领域有重要的用途。 (1)下列铍元素的不同微粒，若再失去一个电子需要能量最大的是_______(填字母)。 A． B． C． D． (2)镁元素所在周期，第一电离能大于镁的主族元素有 种；MgH2是一种具有良好的复合储氢材料之一，是一种单层的二维材料，二维晶胞俯视图如下图，MgH2中Mg的配位数为 。 (3)螯合钙比普通的补钙剂更容易被人体吸收，结构如下图，其中∠1 ∠2(填“>”、“<”或“=”)，螯合物中非金属元素的杂化类型为 ，所含元素电负性由大到小的顺序 。 (4)Ca与B组成的金属硼化物结构如下图所示，硼原子全部组成B6正八面体，各个顶点通过B-B键互相连接成三维骨架，具有立方晶系的对称性，该晶体的化学式为 ；M点原子的分数坐标为(，，)，已知B6八面体中B-B键的键长为rpm，晶胞参数为apm，则N点原子的分数坐标为 ，Ca与最近B原子间的距离d= pm(列出计算式即可)。 试卷第14页，共14页 试卷第15页，共15页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 压轴题04“位-构-性”元素推断 1.常见考查方向 （1）元素金属性、非金属性强弱的判断 （2）元素电离能、电负性的递变规律 ①同一周期，从左到右，元素的电负性逐渐增大；同一主族，自上而下，元素的电负性逐渐减小。 ②同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈增大的趋势，稀有气体元素的第一电离能最大，碱金属元素的第一电离能最小；同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小。 ③同能级的轨道为全充满、半充满时，元素的第一电离能较相邻元素要大，即第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能均大于同周期相邻元素。 2.结构型元素推断技巧 根据离子键和共价键成键规律判断原子价电子数，再结合题干信息确定元素。 （1）卤素或氢原子形成一个共价键。 （2）O、S形成两个共价键。 （3）N、P一般能形成三个共价键，也可能形成四个共价键（含一个配位键），P还能形成五个共价键。 （4）C、Si能形成四个共价键，C也可以形成双键或三键。 （5）B能形成三个共价键，也可以形成四个共价键（含一个配位键）。 3.根据元素原子核外电子排布推断 （1）熟记主族元素的价层电子排布式 第ⅠA族：ns1　第ⅡA族：ns2　第ⅢA族：ns2np1 第ⅣA族：ns2np2　第ⅤA族：ns2np3 第ⅥA族：ns2np4　第ⅦA族：ns2np5 （2）掌握第四周期副族元素的价层电子排布式 Sc：3d14s2　Ti：3d24s2　V：3d34s2　Cr：3d54s1 Mn：3d54s2　 Fe：3d64s2　Co：3d74s2　Ni：3d84s2　Cu：3d104s1　Zn：3d104s2 01 位置结构性质推导 1．（24-25高三上·黑龙江·阶段练习）已知、、、四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示。下列表述正确的是 A B C D A．B元素的最高正价可能为+6价 B．D元素的周期数有可能等于其族序数 C．C的最高价氧化物有可能与的最高价氧化物对应的水化物反应 D．若为氧元素，则离子半径顺序： 【答案】C 【详解】A．若B的最高正价为+6价，则B为S，那C、D就位于第四周期，不属于短周期元素，A错误； B．D元素可能为Si、P、S，这三种元素都是第三周期，Si元素是第ⅣA族，P元素是第ⅤA族，S元素是第ⅥA族，W的周期数不可能等于其族序数，B错误； C．若C为Al，则B为N，Al2O3能与HNO3反应生成硝酸铝和水，C正确； D．若A为O，则B为F，C为P，D为S，离子的电子层数越多，离子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径P3->S2->O2->F-，D错误； 故答案选C。 02 元素周期律物质性质比较 2.（2024·广州二模）化合物XY（ZW4）2可作食品膨松剂，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，W的基态原子s能级上的电子总数和p能级上的电子总数相等，W和Z同族，Y是地壳中含量最多的金属元素，下列说法正确的是（　　） A.第一电离能：X＞Y＞Z B.简单氢化物沸点：Z＞W C.原子半径：Z＞Y＞X＞W D.ZW2和W3的空间结构均为V形 【答案】D 【详解】　短周期元素中，W的基态原子s能级上的电子总数和p能级上的电子总数相等，W可能为O，也可能为Mg，根据化合物的化学式，W只能为O，W和Z同主族，且属于短周期元素，则Z为S，Y是地壳中含量最多的金属元素，则Y为Al，根据化合物中各元素的化合价代数和为0，则X在该化合物中显＋1价，即X为Na。同周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势，即第一电离能：S＞Al＞Na，A错误；Z、W简单氢化物分别为H2S、H2O，常温下水为液体，H2S为气体，沸点：H2O＞H2S，B错误；一般情况下，电子层数越多，半径越大，相同电子层，原子序数越大，半径越小，因此原子半径大小顺序是Na＞Al＞S＞O，C错误；W3为O3，ZW2为SO2，其中心原子的价层电子对数为2＋（6－2×2）＝3，空间结构为V形，SO2、O3互为等电子体，空间结构相同，均为V形，D正确。 03 物质元素性质与实验 8．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）下列实验操作或装置能达到相应实验目的的是 A．实验室制取NH3 B．证明氧化性：Cl2>I2、Br2>I2 C．验证SO2的漂白性 D．验证酸性：H2SO4>H2CO3>H2SiO3 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．氯化铵和氢氧化钙共热反应生成氯化钙、氨气和水，氨气的密度比空气小，应用向下排空气法收集氨气，为防止氨气扩散到空气中，应在试管口放一团棉花，而不能用橡胶塞堵塞试管口，则题给装置不能达到制氨气的实验目的，A不选； B．高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气，氯气的氧化性强于溴、碘，会优先与碘化钾溶液反应置换出碘，干扰溴与碘化钾溶液的反应，无法比较溴和碘的氧化性强弱，则题给装置不能达到验证卤素单质氧化性强弱的实验目的，B不选； C．二氧化硫与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应导致酸性高锰酸钾褪色，无法验证二氧化硫的漂白性，则题给装置不能达到实验目的，C不选； D．碳酸钠和稀硫酸生成二氧化碳气体，稀硫酸不挥发，纯净二氧化碳进入硅酸钠溶液生成硅酸沉淀，说明酸性，则题给装置能达到实验目的，D选； 故选D。 04 物质结构推断 4．（24-25高三上·黑龙江大庆·期中）能够在锂离子电池负极形成稳定低阻抗的膜。的结构如图，图中原子最外层都达到8电子稳定结构，X、Y、Z、W位于同一短周期，元素X的最外层电子数是其内层电子数的倍，W是同周期中原子半径最小的元素。下列说法正确的是 A．铍元素的第一电离能大于X元素的第一电离能 B．该物质中X、Y、Z原子的杂化方式相同 C．最高价氧化物对应的水化物的酸性： D．Z、W分别形成的简单氢化物的沸点，后者高于前者 【答案】A 【分析】根据题意，X 是B元素，故X、Y 、Z、W都是第二周期元素，第二周期中原子半径最小的元素是F元素，故W是F元素，又因为图中原子最外层都达到8电子稳定结构，Z原子形成2个共价键能达到8电子稳定结构，Z是O元素；同理，Y是C元素。 【详解】A．同一周期从左至右，第一电离能呈增大的趋势，第ⅡA族大于第ⅢA族，故铍元素第一电离能大于硼元素，A正确； B．该物质中X(B)原子杂化方式为sp3，Y(C)原子杂化方式为sp2，Z(O)原子杂化方式为sp3，B错误； C．非金属性C>B，非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，故最高价氧化物对应的水化物的酸性：，C错误； D．Z和W分别与H元素形成的简单氢化物为H2O和HF，常温下H2O是液体，HF是气体，所以H2O的沸点高，D错误； 答案选A。 1．元素的“位、构、性”是指元素在周期表中的位置、元素原子的核外电子排布与元素性质的关系。下列有关说法正确的是 A．元素周期表中同一个“格”内只表示一种原子 B．原子最外层电子数为1的元素的最高价氧化物对应的水化物为碱 C．F、Cl、Br得电子能力和氢化物的稳定性均依次减弱 D．非金属都集中在元素周期表的右上角 【答案】C 【详解】A．元素周期表的一个“格”内表示了同一种元素的不同核素，A错； B．氢原子最外层电子数为1，但其最高价氧化物是水，不是碱，B错； C．同主族的得电子能力和氢化物的稳定性随着电子层数的增加而减弱，C正确； D．氢在元素周期表的左上角，D错； 故选：C。 2．X、Y、Z、M、N五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X是宇宙中含量最丰富的元素。Z原子的2p轨道有4个电子且与M同主族，Y与Z相邻。下列说法不正确的是 A．单质氧化性： B．键角： C．水解产生两种强酸 D．化合物中离子键百分数： 【答案】C 【详解】A．非金属性O＞S，则单质氧化性：，A正确； B．中心原子O的价层电子对数是，有1对孤对电子，中心原子O的价层电子对数是，有2对孤对电子，两种粒子均采用杂化，孤对电子越多，斥力越大，键角越小，故减小：，B正确； C．NCl3水解反应：，产物中为弱碱，HClO为弱酸，无强酸生成，C错误； D．O的电负性大于S，CaO中离子键百分数更高，D正确； 故选C。 3．短周期主族元素X、Y、Z、M、N的原子序数依次增大，其中基态Y原子s能级电子数是p能级电子数的两倍，Z和M位于同一主族且其基态原子中未成对电子数在同周期元素中最多，由上述五种元素形成的某化合物可作离子导体，其结构如图所示，阳离子有类似苯环的结构。下列说法错误的是 A．该离子导体中含有离子键、共价键、配位键 B．简单阴离子半径大小顺序：Z > N > M C．电负性大小顺序：X < Y < Z D．化合物ZN3的水解产物之一可用于漂白 【答案】B 【详解】A．该离子导体中有阴阳离子，有离子键，阴阳离子内有共价键，阴离子为PCl，PCl中P形成了6个键，其中还有配位键；故A正确； B．Z形成的阴离子只有2个电子层，离子半径最小，P3-和Cl-电子层结构相同，P3-的核电荷数小半径大，故离子半径P3->Cl->N3-，即M>N>Z，故B错误； C．同周期从左到右电负性逐渐增大，电负性：H<C<N，故C正确； D．化合物为，其水解反应为，产物之一为，具有漂白作用，故D正确； 4．某化合物用作某些植物的脱叶剂及用于制造人造芥子油等。X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Z、W的原子序数呈等差数列，Y、Z的最外层电子数之和与W的最外层电子数相等，Z的原子半径在短周期主族元素中最大，X与Y位于相邻主族。下列说法正确的是 A．简单离子半径： B．最简单氢化物的沸点： C．的空间结构为直线形 D．第一电离能： 【答案】C 【分析】Z的原子半径在短周期主族元素中最大，则Z元素为；Y、Z的最外层电子数之和与W的最外层电子数相等，则W的最外层电子数大于或等于2，且X、Z、W的原子序数呈等差数列，X元素为C，W元素为S，X与Y位于相邻主族，则Y元素为N。 【详解】A．根据层多径大，核大径小原则，简单离子半径，A项错误； B．NH3可以形成分子间氢键，的沸点低于，B项错误； C．为CS2，结构类似于CO2，空间结构为直线形，C项正确； D．同周期元素，从左到右，第一电离呈增大趋势，第一电离能，D项错误； 故选C。 5．一种麻醉剂的分子结构式如图所示。均为短周期主族元素，其中原子的核外电子运动状态只有一种，元素的原子序数依次增大，元素基态原子最外层均有两个未成对电子，元素的原子比原子多8个电子。下列说法不正确的是 A．键角： B．氮原子提供孤电子对形成配位键的能力： C．非金属性： D．原子半径： 【答案】B 【分析】由结构式可知，X、Y、Z、W、E形成的共价键数目分别为1、4、2、1、1，X原子的核外电子运动状态只有一种，则是元素；元素、、的原子序数依次增大，元素基态原子最外层均有两个未成对电子，因此可能为元素中的两种；又因为元素的原子比原子多8个电子，五种元素均为短周期元素，、原子序数依次增大，则为元素、为元素、为元素、为元素。 【详解】A．中碳原子的价层电子对数为3，孤电子对数为的空间结构为平面三角形，中碳原子的价层电子对数为4，弧电子对数为的空间结构为三角锥形，所以的键角大于的键角，A正确； B．中氟原子是吸电子基，会使氮原子周围的电子云密度下降，给出孤电子对的能力弱，并且氟的电负性大于氮，使氮原子带正电性，所以氮原子难以提供孤电子对形成配位键，B错误； C．同周期主族元素，原子序数越大，非金属性越强，则非金属性，C正确； D．同一周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，C＞F，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，Cl＞F，核外电子层数越多，其原子半径越大，Cl＞C，D正确； 故选B。 6．麦角硫因是化妆品中常用的美白抗衰成分，其结构如图。其中X、Y、Z、W、R是元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素。下列说法正确的是 A．Z同周期元素中，第一电离能比Z大的元素有2种 B．简单气态氢化物的沸点： C．化合物XYZ中，Y的杂化方式是 D．X、Y、Z、R形成的化合物一定是共价化合物 【答案】A 【分析】X、Y、Z、W、R是元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素，Y可以形成 4个共价键，则Y为C元素；X形成1个共价键，则X为H元素，W形成2个共价键，W为O元素，Z形成3个共价键，则Z为N元素，R形成2个共价键，且原子序数大于氧，R为S元素，综上分析可知， 、分别是。 【详解】A．由分析可知，Z为N，根据同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势，ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常，故同周期元素中第一电离能比N大的元素有F、Ne共2种，A正确； B．分子间均含有氢键，水中含有两个氢键，则H2O分子间氢键比NH3强，简单气态氢化物的沸点：，B错误； C．化合物的结构为，其中的杂化方式是sp，C错误； D．、、、形成的化合物可以是，为离子化合物，D错误； 故选A。 7．短周期主族元素的原子序数依次增大，其中，存在没有中子的核素，基态原子的未成对电子数比多，形成的一种单质的含量在空气中排第二，与位于同一主族。下列说法正确的是 A．简单离子半径： B．第一电离能： C．与形成的二元化合物共5种 D．电负性： 【答案】A 【分析】存在没有中子的核素为；形成的一种单质的含量在空气中排第二为；基态原子的未成对电子数比多，Y的原子序数小于Z，基态Z原子的未成对电子数为2，则Y的未成对电子数为3，Y为N；短周期主族元素与位于同一主族，且原子序数大于为，据此分析解答。 【详解】A．离子核外电子排布不同时，一般来说，电子层数越多，离子半径越大；离子核外电子排布相同时，原子序数越小，离子半径越大，则简单离子半径，A正确； B．基态原子的价层电子排布式为轨道为半充满结构，较稳定，第一电离能，B错误； C．形成的化合物有、等，多于5种，C错误； D．同周期主族元素从左到右电负性依次增大，同主族元素从上到下电负性依次减小，则电负性，D错误； 故选：A。 8．锂离子电池中某阻燃剂的合成方法如图所示，其中是原子序数依次增大的短周期主族元素，位于同一主族，基态原子的价层电子排布式为。下列说法正确的是 A．基态原子的未成对电子数： B．原子半径： C．简单氢化物的稳定性： D．第一电离能： 【答案】C 【分析】基态原子的价电子排布式为，即，则为；位于同一主族，的原子序数小于，且均为短周期主族元素，则为；形成1个共价键，的原子序数大于，且均为短周期主族元素，则为；的原子序数小于，根据可形成和可知，为。 【详解】A．基态原子的价电子排布式分别为，基态原子的未成对电子数，故A错误； B．同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，原子半径，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，原子半径，故B错误； C．非金属性，简单氢化物的稳定性，故C正确； D．一般来说，同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，第一电离能，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，第一电离能，故D错误； 故答案为C。 9．如图所示物质烘焙时可生成具有香味的化合物。已知W、X、Y、Z、R为原子序数依次增大的短周期主族元素，基态Z原子和基态R原子最外层电子数相同。下列说法正确的是 A．第一电离能：X<Y<Z B．简单氢化物的沸点：X<Z<R C．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y<X D．XW4、YW3和W2R的VSEPR模型名称均为四面体形 【答案】D 【分析】W、X、Y、Z、R为原子序数依次增大的短周期主族元素，基态Z原子和基态R原子最外层电子数相同，为同族元素，W形成一条共价键，X形成四条共价键，Z形成两条共价键，可推知Z为O，R为S，X为C，Y为N，W为H，据此分析； 【详解】A．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素，故第一电离能：X<Z <Y，A错误； B．X简单氢化物为CH4，Z简单氢化物为H2O，R简单氢化物为H2S，H2O、H2S结构相似，H2O含有氢键，沸点高于H2S，均属于分子晶体，因H2S的相对分子质量大于CH4，范德华力较大，所以沸点较高，简单氢化物的沸点：X<R<Z，B错误； C．同周期从左到右元素非金属性依次增强，同主族从上到下元素非金属性依次减弱，则非金属性：Y>X，最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>X，C错误； D．CH4的价层电子对数，NH3的价层电子对数，H2S的价层电子对数，VSEPR模型名称均为四面体形，D正确； 故选D。 10．根据元素周期表和元素周期律判断，下列叙述不正确的是 A．氢元素与其他元素既可形成共价化合物也可形成离子化合物 B．气态氢化物的稳定性：H2O > NH3 > SiH4 C．用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族 D．下图所示实验可证明元素的非金属性：Cl > C > Si 【答案】D 【详解】A．H与F、Cl等可形成共价化合物，与Na等可形成离子化合物，故氢元素与其他元素可形成共价化合物也可形成离子化合物，A正确； B．非金属性O>N>Si，非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，故气态氢化物的稳定性H2O > NH3 > SiH4，B正确； C．118号元素的原子结构中有7个电子层、最外层电子数为8，故118号元素在周期表中位于第七周期0族，C正确； D．利用最高价含氧酸的酸性比较非金属性，HCl不是最高价含氧酸，故不能比较Cl、C的非金属性，D错误； 故选D。 11．元素周期表和元素周期律可指导人们进行规律性推测和判断。下列说法中不合理的是 A．分别加热 气体和 气体， 气体更易分解，稳定性： B．将足量盐酸与 溶液混合，生成 ，则元素的非金属性： C．硅、锗都位于金属元素与非金属元素的交界处， 都可用作半导体材料 D．将形状、大小相同的 和 分别投入冷水， 与 反应更剧烈，金属性： 【答案】B 【详解】A．元素的非金属性越强，其氢化物越稳定，非金属性：，分别加热 气体和 气体， 气体更易分解，稳定性：，A合理； B．元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，HCl不是氯元素的最高价含氧酸，应将足量与 溶液混合，生成 ，酸性：，则元素的非金属性：，B不合理； C．硅、锗都位于金属元素与非金属元素的交界处，具有一定金属性与非金属性，都可用作半导体材料，C合理； D．元素的金属性越强，其单质与水或酸反应越剧烈，将形状、大小相同的 和 分别投入冷水， 与 反应更剧烈，金属性：，D合理； 故选B。 12．依据元素周期表与元素周期律回答以下问题： (1)根据元素周期表对角线规则，金属Be与Al单质及其化合物性质相似。写出Be与溶液反应离子方程式： 。 (2)硒()和S位于同一主族。的稳定性比的 (填“强”或“弱”，断开键吸收的能量比断开键吸收的能量 (填“多”或“少”)。用原子结构解释原因：同主族元素最外层电子数相同，从上到下 。 (3)氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)为元素周期表原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题： ①砷在元素周期表中的位置 。 ②的电子式为 ，沸点： (填“>”或“<”)，判断依据是 。 ③和与卤化氢的反应相似，产物的结构和性质也相似。下列对与反应所得产物的推断正确的是 (填序号)。 a.只含共价键    b.难于水     c.受热易分解   d.能与溶液反应 【答案】(1)Be＋2OH－=BeO＋H2↑ (2) 弱 少 电子层数增加，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引力减弱，元素的非金属性减弱 (3) 第四周期第VA族 ＞ N2H4分子之间存在氢键 c 【分析】(1) Al与NaOH反应生成NaAlO2和H2，Be和Al性质相似，Be与NaOH溶液反应的离子方程式为Be＋2OH－=BeO＋H2↑，故答案为Be＋2OH－=BeO＋H2↑； (2) S和Se属于同主族，同主族从上到下，非金属性减弱，非金属性越强，其最简单气体氢化物越稳定，稳定性：H2Se＜H2S；Se的原子半径大于S，即H－Se键长比H－S键长长，容易断裂，因此断开1molH－Se键吸收的能量比断开1molH－S键吸收的能量少；用原子结构解释原因：同主族元素最外层电子数相同，从上到下电子层数增加，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引力减弱，元素的非金属性减弱；故答案为弱；少；电子层数增加，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引力减弱，元素的非金属性减弱； (3) ①As与元素P同主族，处于P元素的下一周期，砷在元素周期表中的位置：第四周期第VA族；故答案为第四周期第VA族； ②N2H4又名联氨，即电子式为；元素非金属性N＞P，氮原子半径小，N2H4分子之间存在氢键，P2H4不存在分子间氢键，因此沸点：N2H4＞P2H4；故答案为＞；N2H4分子之间存在氢键； ③PH3和NH3与卤代烃的反应相似，产物的结构和性质也相似，铵盐中离子键和共价键，PH3与HI反应生成PH4I，PH4I为离子化合物， a．PH4I为离子化合物，含有共价键和离子键，故a错误； b．铵盐都溶于水，因此PH4I也溶于水，故b错误； c．铵盐受热易分解，PH4I受热易分解，故c正确； d．铵盐能与NaOH溶液发生复分解反应，PH4I也能与NaOH溶液反应，故d错误； 答案为c。 13．五氯化锑主要作为氟化工的催化剂，也用作纺织工业中织物的阻燃剂等。锑的两种氯化物性质如下表： 物质 熔点 沸点 部分性质 73.4℃ 223℃ 易水解 2.8℃ 68℃（1.86kPa）；176℃（101.3kPa），140℃发生分解 易水解，露置空气发烟 某兴趣小组在实验师的指导下，根据反应原理，利用如下装置（夹持仪器，抽气装置已略）制备。 回答下列问题： (1)仪器A的名称是 ；球形干燥管c内应填装的试剂是 （填名称）。 (2)仪器B中固体试剂不可能是 （填字母）。 a．        b．            c．            d． (3)实验前通入氮气的目的是 。 (4)三口烧瓶内多孔玻璃泡的作用是 。 (5)分离时采用减压蒸馏的原因 。 (6)经元素分析仪测得产品仅含Cl、Sb两种元素，且物质的量之比为4.8∶1，则产品中的物质的量分数为 。（假设该产品只含一种杂质） (7)常作为氯化物质的氯源，如乙烯与之反应生成1，2-二氯乙烷和另一氯化物，该反应的化学方程式为： 。 【答案】(1) 恒压滴液漏斗 碱石灰 (2)c (3)排除空气，防止、水解 (4)增大接触面积，加快反应速率 (5)降低沸点，防止分解 (6)90% (7) 【详解】（1）①仪器A的名称是恒压滴液漏斗； ②球形干燥管c内应填装碱石灰，吸收多余的氯气并防止外界水蒸气进入D中； （2）图中没有加热，可知仪器B中固体试剂不可能是二氧化锰； （3）、易水解，实验前通入氮气排除空气防止其水解； （4）三口烧瓶内多孔玻璃泡的作用是将气体分散成小气泡，增大接触面积，加快反应速率； （5）由已知信息知140℃发生分解且压强低沸点低，故减压蒸馏的原因为降低沸点，防止受热分解； （6）设的物质的量为xmol，的物质的量为ymol，根据已知信息得，解方程组得，则产品中的物质的量分数为； （7）由题意知乙烯与反应生成1，2-二氯乙烷和另一氯化物，根据元素守恒可推测另一氯化物为，故该反应化学方程式为。 含碳的物质和材料广泛地应用于生产生活和科学研究中。 14．人工合成金刚石的两种方法所涉反应如下： ①4Na+CCl44NaCl+C；②4Na+3CO22Na2CO3+C． (1)上述反应所涉及的元素中，第一电离能最小的是 。 A．钠    B．碳    C．氯    D．氧 (2)若碳原子核外电子排布有A(1s22s12p3)和B(1s22s22p2)两种状态，由状态到状态时能量 。 A．升高    B．降低    C．不变 (3)NaCl的电子式为 。每个CCl4和CO2分子中σ键的个数比为 。 15．碳的常见单质有金刚石、石墨和C60.最近我国科学家合成出了新型共价晶体碳材料：T-碳，可以看做金刚石晶胞中的一个碳原子被四个碳原子构成的一个正四面体结构单元替代，结构如下图所示。 (1)下列关于含碳的物质和材料的说法中，正确的是 。 A．金刚石、石墨、C60互为同分异构体 B．T-碳晶体不具有各向异性 C．C60晶体中存在的微粒间作用力是共价键和分子间作用力 D．已知，则石墨比金刚石更加稳定 (2)结合下表中的数据和石墨的晶体结构，解释说明石墨硬度小于金刚石，但是熔点却高于金刚石。 石墨 金刚石 碳碳键键长/pm 142 154 莫氏硬度 1~2 10 熔点/℃ 3652~3697 3550 (3)已知T-碳的晶胞边长为acm，则T-碳的密度ρ= g·cm-3.(用含有a和NA的代数式表示) 【答案】14． A B 2∶1 15． D 碳-碳单电子σ键少了一个电子，所以带正电荷 D 16． CD 石墨晶体具有层状结构，层与层之间存在的范德华力相互作用，范德华力作用力弱，石墨形变时只需克服分子间作用力，所以硬度很小；石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，键能大，融化时需要破坏共价键，所需能量多，所以石墨的熔点高于金刚石 【解析】14．(1)金属元素的第一电离能小于非金属元素的第一电离能，在钠、碳、氯、氧元素中第一电离能最小的是钠元素，故选A； (2)2s能级上电子能量低于2p能级上电子能量，电子排布由A(1s22s12p3)到B(1s22s22p2)状态，发生电子由能量高跃迁到能量低的状态，能量降低，故选B； (3)NaCl是离子化合物，电子式为；CCl4中有4个σ键，CO2有2个σ键，σ键个数比为2：1； 16．(1)上图所示物质的正离子中苯环上的碳原子采用sp2杂化，其余碳原子周围的价层电子对数为4，采用sp3杂化，即该正离子中碳原子的杂化方式是sp2、sp3，故选D； (2)根据题干信息，该正离子结构中碳-碳单电子σ键少了一个电子，所以带正电荷； (3)依据价层电子对互斥理论，负离子[I-I-I]-的中心碘原子价层电子对数为2+=5，故选D； 16．(1)A．金刚石、石墨、C60都是C元素组成的单质，互为同素异形体，故A错误； B．T-碳属于晶体，晶体具有各向异性，故B错误； C．C60属于分子晶体，C60分子间存在分子间作用力，C60分子中碳与碳之间是共价键，故C正确； D．能量低的物质稳定，金刚石到石墨是放热反应，金刚石能量高，石墨能量低，所以石墨比金刚石稳定，故D正确； 选CD。 (2)由图和表中数据可知，石墨晶体具有层状结构，层与层之间存在的范德华力相互作用，范德华力作用力弱，石墨形变时只需克服分子间作用力，所以硬度很小；石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，键能大，融化时需要破坏共价键，所需能量多，所以石墨的熔点高于金刚石； (3)T-碳的晶胞边长为acm，体积为a3cm3，T-碳的晶胞中碳原子个数为(×8+6×)×4=32，晶胞的质量为g=g，晶胞的密度为g/cm3。 17．Ⅰ.“零碳甲醇”可实现循环内零碳排放，是符合“碳中和”属性的绿色能源。 (1)关于甲醇中C、H、O元素性质的比较，正确的是________。 A．原子半径：O > C >H B．电负性： O > C >H C．第一电离能：C > O >H D．气态氢化物的稳定性：CH4>H2O (2)甲醇分子中碳原子的杂化方式是 。 A．sp杂化          B．sp2杂化         C．sp3杂化 Ⅱ.钢铁企业以焦炉气中的H2和工业烟气中捕获的CO2为原料，在适宜催化剂的作用下生产零碳甲醇：CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(l) + H2O(l)   ΔH0 (3)已知： 物质 燃烧热 (kJ·mol−1) H2(g) -286 CH3OH(l) -726 根据表格信息，计算该反应的ΔH0= 。 (4)可作为 CO2捕获剂的是___________。(不定项) A．NaOH 溶液 B．氨水 C．CH3CH2OH D．NH4Cl溶液 Ⅲ.一种捕集烟气中CO2的过程如图所示。 T°C时用0.1mol·L-1KOH吸收CO2，溶液中含碳物种的浓度c总=c(H2CO3)+ c(HCO)+c(CO)。T°C时，H2CO3电离常数分别为Ka1=4.4×10-7，Ka2=5.0×10-11。 不考虑通入CO2所引起的溶液体积变化和H2O的挥发。 (5)吸收一定量CO2后，吸收装置的溶液中c(CO)∶c(HCO)=1∶2，则该溶液的pH= 。 (6)在“转化”后所得上层清液中：c(Ca2+)·c(CO) Ksp(CaCO3)(选填“>”、“=”或“<”)。 (7)当c总=0.1mol·L-1时，溶液呈 (选填“酸性”、“中性”或“碱性”)，请说明理由： 。 Ⅳ.一定温度下，向2L密闭恒容容器中充入2molCO2和6mol H2，发生如下反应： 反应Ⅰ (主反应)CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)    ΔH1<0  K1 反应Ⅱ(副反应)CO2(g) +4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g)   ΔH2<0   K2 反应Ⅲ(副反应)CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)   ΔH3>0   K3 (8)反应均达平衡后，测得数据如下： 物质 CH3OH CH4 CO 物质的量(mol) 1 0.4 0.2 则CH3OH的选择性= 。(CH3OH选择性=)，反应Ⅱ的平衡常数K2= (列出包含数据的计算式，无须算出结果)。 (9)不同温度下，若测得上述反应CO2的平衡转化率与甲醇的选择性如下图： ①试根据图中信息判断，更适合生产甲醇的温度为 。 A．1000°C        B．800 °C         C． 600°C         D．400°C ②当温度高于800 °C，CO2转化率反而增大，主要原因是 。 【答案】(1)B (2)C (3)-132 kJ·mol−1 (4)AB (5)10.0 (6)= (7) 碱性 c总=0.1，此时溶液为KHCO3溶液，Kh2=，表明HCO3-水解程度大于电离程度，所以溶液呈碱性 (8) 62.5% (9) D 反应Ⅰ和反应Ⅱ为放热反应，温度高于800℃，平衡逆向移动，反应Ⅲ为吸热反应，温度高于800℃平衡正向移动，说明温度高于800℃，反应Ⅲ占主导，所以二氧化碳的平衡转化率增大 【详解】（1）A．电子层数越多，半径越大，同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则原子半径的大小顺序为C > O > H，故A错误； B．元素的非金属性越强，电负性越大，元素的非金属性强弱顺序为O > C，甲烷中C为负化合价，则元素的电负性大小顺序：O> C>H，故B正确； C．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，H原子半径小，不易失去电子，其第一电离能大于C，所以第一电离能：O > H > C，故C错误； D．元素的非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，氧元素的非金属性强于碳元素，气态氢化物的稳定性：CH4<H2O，故D错误； 选B； （2）甲醇分子的结构简式为CH3OH，碳原子为饱和碳原子，杂化方式为sp3杂化，故选C； （3）H2燃烧热为-286kJ•mol-1，H2燃烧的热化学方程式为：①H2(g)+O2(g)=H2O(1) △H1=-286 kJ•molˉ1； CH3OH(l)燃烧热化学方程式为：②CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) △H2=-726 kJ•molˉ1； 根据盖斯定律3×①-②得CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(l) + H2O(l) ΔH0== -132kJ•molˉ1； （4）CO2是酸性氧化物，能和碱反应，故可作为CO2捕获剂的是NaOH 溶液、氨水，选AB； （5）吸收液中c(CO)∶c(HCO)=1∶2，碳酸的，，pH=10； （6）转化时，碳酸钾、碳酸氢钾反应生成氢氧化钾和碳酸钙沉淀，故上层清液是碳酸钙的饱和溶液，因此c(Ca2+)·c(CO32-)=Ksp(CaCO3)； （7）当c总=0.1mol·L-1时，，此时溶液为KHCO3溶液，碳酸氢根离子的水解常数Kh2=，表明HCO3-水解程度大于电离程度，所以溶液呈碱性。 （8）根据碳元素守恒可知，有1.6mol CO2参加了反应，故CH3OH选择性==62.5%；则平衡时，n(CO2)=0.4mol，由氧元素守恒可知，n(H2O)=(22-20.4-1-0.2)mol=2mol，由氢元素守恒可知，n(H2)=mol=1.2mol，所以反应②的平衡常数为； （9）①由选择性的定义可知，选择性越好，说明该物质的产率越高，由图可知400℃二氧化碳的转化率为60%、甲醇的选择性为50%，600℃二氧化碳的转化率为30%、甲醇的选择性为75%，800℃二氧化碳的转化率为20%、甲醇的选择性为60%，1000℃二氧化碳的转化率为40%、甲醇的选择性为25%，因为400℃的二氧化碳的转化率与甲醇的选择性之积最大，所以更适合生产甲醇的温度为400℃，故选D； ②反应Ⅰ和反应Ⅱ为放热反应，温度高于800℃，平衡逆向移动，反应Ⅲ为吸热反应，温度高于800℃平衡正向移动，说明温度高于800℃，反应Ⅲ占主导，所以二氧化碳的平衡转化率增大。 17．物质的结构决定其性质，元素周期表和元素周期律揭示了化学元素间的内在联系，使其构成了一个完整的体系。回答下列问题： (1)在硼、氮、氧、氟中，第一电离能由大到小排序为 (用元素符号表示，下同)。四种元素中的基态原子中，未成对电子数最多的是 。 (2)已知硼酸的电离方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]+H+。 ①硼酸是 元酸。 ②[B(OH)4]－中含有的化学键类型有 (填标号)。 a．σ键        b．π键        c．配位键        d．非极性键 ③由[B(OH)4]－推出[Al(OH)4]－的结构式为 。 (3)氟化硝酰(NO2F)与NO3－的结构相似，则其分子的立体构型是 ，N原子的杂化轨道类型为 。 (4)已知单质硼晶体的熔点为1873℃，单质硼晶体是 晶体。 (5)磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料，其立方晶胞如图所示。已知晶胞中B－P键键长均为anm，阿伏加 德罗常数的值为NA，则磷化硼晶体的密度为 g·cm－3(列出计算式)。 【答案】 F＞N＞O＞B N 一 ac 或 平面三角形 sp2 原子 【分析】(1) 同一周期，从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素；根据硼、氮、氧、氟在周期表中的位置判断第一电离能的排序；再根据电子排布式判断四种基态原子中未成对电子数最多的原子； (2) ①根据电离方程式H3BO3+H2O[B(OH)4]+H+判断； ②B最外层只有3个电子，存在空轨道，据此判断[B(OH)4]－中含有的化学键； ③由[B(OH)4]－推出[Al(OH)4]－中也存在σ键和配位键； (3) NO3-中N原子形成3个σ键，没有孤电子对，杂化类型为sp2，立体构型为平面三角形，据此分析解答； (4)根据单质硼晶体的熔点为1873℃，结合常见晶体的物理性质特征判断； (5)根据均摊法结合晶胞结构计算一个晶胞中含有P原子和B原子数目，计算晶胞的质量；晶胞中B－P键键长为晶胞体对角线长度的，求出晶胞棱长，据此分析计算。 【详解】(1) 同一周期，从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素；在硼、氮、氧、氟中，第一电离能由大到小排序为F＞N＞O＞B。四种元素中的基态原子中，未成对电子数最多的是N。其2p轨道有3个未成对电子，故答案为：F＞N＞O＞B；N； (2) ①根据电离方程式H3BO3+H2O [B(OH)4]+H+可知，硼酸是一元酸，故答案为：一； ②B最外层只有3个电子，存在空轨道，因此[B(OH)4]－中含有σ键和配位键，故答案为：ac； ③由[B(OH)4]－推出[Al(OH)4]－中也存在σ键和配位键，结构式为，故答案为：； (3) NO3-中N原子形成3个σ键，没有孤电子对，杂化类型为sp2，立体构型为平面三角形，氟化硝酰(NO2F)与NO3－的结构相似，则其分子的立体构型也是平面三角形，N原子的杂化轨道类型为sp2，故答案为：平面三角形；sp2； (4)根据单质硼晶体的熔点为1873℃，符合原子晶体的物理性质特征，单质硼晶体是原子晶体，故答案为：原子； (5)根据晶胞结构，一个晶胞中含有P原子的数目=8×+6×=4，含有4个B原子，则晶胞的质量为g，晶胞中B－P键键长均为anm，为晶胞体对角线长度的，则晶胞棱长=anm=a×10-6cm，则磷化硼晶体的密度为= g·cm－3，故答案为：。 18．根据原子结构、元素周期表和元素周期律的知识回答下列问题： (1)X元素基态原子次外层电子数是最外层电子数的，其价电子轨道表示式是 。 (2)Y是1~36号元素原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素，Y元素的名称是 ，在元素周期表中的位置是 。 (3)Z元素基态原子的轨道表示式是图中的 (填写序号)， ① ② 另一轨道表示式不能作为基态原子的轨道表示式是因为它不符合 。 a．能量最低原理      b．泡利不相容原理    c．洪特规则 (4)第三周期元素的气态电中性基态原子失去最外层一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量叫作第一电离能(I1)。如图所示： ①同周期内，随着原子序数的增大，I1值变化的总趋势是 。 ②根据图中提供的信息，可推断出I氧 I氟(填“>”“<”或“=”，下同)。 ③根据第一电离能的含义和元素周期律，可推断出I镁 I钙。 【答案】(1) (2) 铬 第四周期VIB族 (3) ② C (4) 递增 ＜ ＞ 【详解】（1） X元素基态原子次外层电子数是最外层电子数的，则X为原子序数为10的氖元素，基态原子的价电子轨道表示式为，故答案为：； （2）1∼36号元素，未成对电子数最多的元素为有6个未成对电子的铬元素，位于元素周期表中第四周期ⅥB族，故答案为：铬；第四周期ⅥB族； （3）由电子排布图中原子的电子数可知，C元素为硅元素，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，由洪特规则可知，当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同，则基态原子的电子排布图为②；电子排布图①违背了洪特规则，故选C，故答案为：②；C； （4）①由图可知，同周期内，随着原子序数的增大，第一电离能值呈增大的趋势，故答案为：增大； ②由图可知，同周期内，随着原子序数的增大，第一电离能值呈增大的趋势，则氧元素的第一电离能小于氟元素，故答案为：<； ③同主族元素，从上到下元素的金属性依次增强，第一电离能依次减小，则镁元素的第一电离能大于钙元素，故答案为：>。 19．汽车尾气中的、、碳氮化合物是大气污染物。科研工作者经过研究发现，可以用不同方法处理氮氧化物，防止空气污染。回答下列问题： I.的还原转化：在有氧条件下，作催化剂，氨气将还原成的一种反应历程如图1所示。 (1)上述历程中，钒元素被氧化的过程是反应 （填序号）；写出图1所示总反应的化学方程式： 。 (2)按上述图中、和的比例进行催化脱硝反应。反应一定的时间，和的转化率与温度的关系如图2所示。高于200℃后，的转化率急剧下降，而的转化率仍维持较高，可能的原因是 。 II.的氧化吸收：用溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中的去除率。其他条件相同，的转化率随溶液初始的变化如图3所示。 (3)在酸性溶液中，可以氧化生成和，该反应的离子方程式为 。 (4)溶液的初始越大，转化率越低的原因是 。 II.活性炭对的处理： 。 (5)在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的气体，实验测得：在、时，的平衡转化率为80%，该反应的化学平衡常数 。已知：用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度可以表示化学平衡常数（记作）；气体分压气体总压体积分数。 (6)科研人员进一步对比研究了活性炭负载钙、镧氧化物的反应活性。在两个反应器中分别加入、，通入使其浓度达到。不同温度下，测得时的去除率如图4所示： ①根据图4分析，490℃以下反应活化能较大的是 （填“a”或“b”）。 ②490℃时，此反应的平衡常数为100，则反应达到平衡时，的去除率为 %（保留两位有效数字）。 【答案】(1) 4 (2)高于200℃后，与反应生成 (3) (4)溶液的初始越大，溶液中的浓度越小，氧化的能力越弱 (5)4 (6) b 95 【分析】根据题中反应历程图所示，反应过程中V形成共价键的个数可知反应1、反应2中V元素化合价未反应，反应3中去N2过程，V原子成键的数目减少，元素化合价降低发生还原反应。反应4中V原子成键的数目增多， 元素化合价升高，钒元素被氧化。 【详解】（1）根据题中反应历程图所示，反应过程中V形成共价键的个数可知反应1、反应2中V元素化合价未反应，反应3中去N2过程，V原子成键的数目减少，元素化合价降低发生还原反应。反应4中V原子成键的数目增多， 元素化合价升高，钒元素被氧化，故矾元素被氧化过程是反应4；图1是在有氧条件下，作催化剂，氨气将还原成，总反应为，故答案为：4；； （2）一定条件下，和反应生成，高于200℃后，，导致的转化率急剧下降，而转化率仍维持较高，故答案为：高于200℃后，与反应生成； （3）由题意得在酸性溶液中，可氧化生成和，其离子方程式为，故答案为：； （4）溶液的初始越大，即浓度越小，的浓度越小，氧化的能力越弱，转化率越低，故答案为：溶液的初始越大，溶液中的浓度越小，氧化的能力越弱； （5）该温度下达到平衡状态时，的平衡转化率达到80%，假设NO起始量为1mol，则消耗NO为0.8mol，可列三段式： 此时， ，故答案为：4； （6）①根据图4分析，490℃以下作为催化剂时的去除率较低，说明反应速率较慢，反应活化能较大，故答案为； ②若该温度下反应的平衡常数，列三段式有： 则有，解得：，则此时的去除率为95%，故答案为：95。 20．周期表中ⅡA族元素包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)，也称为碱土金属，这些元素单质及其化合物在生活、工业、医药等领域有重要的用途。 (1)下列铍元素的不同微粒，若再失去一个电子需要能量最大的是_______(填字母)。 A． B． C． D． (2)镁元素所在周期，第一电离能大于镁的主族元素有 种；MgH2是一种具有良好的复合储氢材料之一，是一种单层的二维材料，二维晶胞俯视图如下图，MgH2中Mg的配位数为 。 (3)螯合钙比普通的补钙剂更容易被人体吸收，结构如下图，其中∠1 ∠2(填“>”、“<”或“=”)，螯合物中非金属元素的杂化类型为 ，所含元素电负性由大到小的顺序 。 (4)Ca与B组成的金属硼化物结构如下图所示，硼原子全部组成B6正八面体，各个顶点通过B-B键互相连接成三维骨架，具有立方晶系的对称性，该晶体的化学式为 ；M点原子的分数坐标为(，，)，已知B6八面体中B-B键的键长为rpm，晶胞参数为apm，则N点原子的分数坐标为 ，Ca与最近B原子间的距离d= pm(列出计算式即可)。 【答案】(1)C (2) 4 6 (3) > sp2、sp3 O＞N＞C＞H＞Ca (4) CaB6 (0，0，) 【详解】（1） 铍元素的原子序数为4，基态原子的价电子排布式为1s22s2，元素的第二电离能大于第一电离能，且原子的激发态能量高于基态原子，易失去电子，则再失去一个电子需要能量最大的是，故选C； （2）同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，镁原子的3s轨道为全充满的稳定结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则第一电离能大于镁元素的主族元素是硅、磷、硫、氯，共有4种；由二维晶胞俯视图可知，氢化镁晶胞中位于顶点的镁原子与位于顶点的氢原子距离最近，则镁原子的配位数为6，故答案为：4；6； （3）由图可知，碳氧双键碳原子的杂化方式为sp2杂化，双键对单键的斥力大于单键对单键的斥力，所以键角∠1大于∠2；螯合物中单键非金属元素的原子的杂化方式为sp3杂化、双键非金属元素的原子杂化方式为sp2杂化；金属元素的电负性小于非金属元素，元素的非金属性越强，电负性越大，螯合物中元素非金属性强弱顺序为O＞N＞C＞H，则电负性大小顺序为O＞N＞C＞H＞Ca，故答案为：>；sp2、sp3；O＞N＞C＞H＞Ca； （4）由晶胞结构可知，位于顶点的B6个数为8×=1，位于体心的钙原子个数为1，则晶胞的化学式为CaB6；位于体心M点原子的分数坐标为(，，)，已知B6八面体中B-B键的键长为rpm，晶胞参数为apm，则位于八面体顶点N点原子的分数坐标为(0，0，)；钙原子与硼原子的最短距离为N与M的距离，由勾股定理可知，最短距离为，故答案为：CaB6；(0，0，)；。 试卷第26页，共27页 试卷第25页，共27页 学科网（北京）股份有限公司 $$