内容正文:
题型01 元素推断与元素周期律综合题
1.(23-24高一下·山东德州·期末)已知:A-G均为短周期元素,它们的最高(或最低)化合价与原子序数的关系如下图。
(1)画出G元素的原子结构示意图 ,元素C、E、F的简单离子的半径由大到小顺序为 (用离子符号表示)。
(2)元素A、B、G可形成离子化合物,写出该化合物的电子式 。
(3)图中所示元素中金属性最强的是 (填元素符号),工业上得到该元素的单质的原理为 (填化学方程式)。
(4)写出实验室中用化学方法清洗试管壁上的F单质的化学方程式 。
(5)元素E的最高价氧化物溶于D的最高价氧化物对应水化物的离子方程式 。
(6)请从原子结构角度解释F的得电子能力小于G的原因 。
2.(23-24高一下·山东东营·期末)观察下面的周期表,并回答问题
(1)某元素单质在常温下是一种淡黄色的固体,该元素在周期表中的位置为 。
(2)a与e可以形成一种二元化合物,可以做供氧剂,请写出该化合物的电子式 ,该化合物中存在的化学键为 。
(3)b、d、e、f元素的简单氢化物最稳定的是 (填化学式)
(4)e与i的简单离子半径较大的是 (用离子符号表示),现有一化合物,(其中元素只有+1价和+2价,无0价),计算 (用含x的式子表示)
(5)e、j能形成一种三原子二元化合物分子,其中所有原子都满足8电子稳定结构,请写出该分子的结构式 ,该化合物与溶液反应生成“84”消毒液,请写出反应的化学方程式 。
(6)某同学想在实验室验证b、d、g三种元素的非金属性强弱,设计如图装置:
①反应过程中观察到的实验现象为 。
②根据现象 (填“能”或“否”)得出实验结论,若能请写出三种元素的非金属性强弱顺序,若不能请说明理由 。
3.(23-24高一下·山东济南·期末)下表是元素周期表的一部分,请参照元素M、Q、R、W、X、Y在表中的位置。
回答下列:
(1)Q的氢化物的电子式是 ,M、R、X简单离子半径由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。
(2)以下事实正确且能反映Q与R金属性强弱关系的是 。
a.等物质的量的单质Q与R分别与足量的稀盐酸反应,后者产生的气体更多
b.单质Q与水反应比单质R与水反应更剧烈
c.常温下,Q加入CuSO4溶液中产生蓝色沉淀,R加入后产生红色固体
(3)Y元素的原子结构示意图为 ,下列推断正确的是 。
a.YO2只有还原性
b.热稳定性:H2Y>H2X
c.H2Y的水溶液易被空气氧化
(4)元素M、X与氢原子组成一种酸式盐,其中阳离子、阴离子分别为10e-和18e-微粒;向该溶液中加过量的氢氧化钠溶液并加热,反应的离子方程式为 。
(5)单质W在高温下可还原MnO2实现金属锰的冶炼,其化学方程式为 。
4.(23-24高一下·山东青岛·期末)U、V、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四常见元素。Y的单质在中燃烧的产物可使品红溶液褪色。Z和W元素形成的化合物具有磁性。U的单质在中燃烧可生成UW和两种气体。X的单质是一种金属,该金属单质在中剧烈燃烧生成黑、白两种固体。
请回答下列问题:
(1)X在周期表中的位置: ,的电子式为 ;
(2)Z在高温下与水反应的化学方程式 ;设计实验方案,检验中含的方法 。
(3)U、V、W形成的10电子氢化物中,氢化物的稳定性从强到弱的顺序是 (写化学式),V的氢化物与空气可以构成一种环保燃料电池,电解质溶液是KOH,其负极的电极反应式为 。
5.(23-24高一下·山东青岛·期末)T、X、Y、Z、Q是原子序数依次递增的前四周期的元素,元素的性质与原子(或分子)结构见下表:
元素编号
元素性质与原子(或分子)结构
T
原子半径最小的元素
X
一种核素可用于考古时测文物的年代
Y
常温下单质由双原子分子构成,1个分子中有14个电子
Z
M层电子数是K层的3倍
Q
+2价阳离子的核外电子排布与稀有气体相同
回答下列问题。
(1)Q原子的原子结构示意图 。
(2)Y与T可形成10或18的分子,其中10分子的电子式为 。18分子的结构式为 。
(3)X与T构成的分子中所有原子处于同一直线上,该物质可由与水反应制取,其方程式为 。
(4)T、X、Y、Z可以组成原子个数比为4:1:2:1的物质W,W的分子结构与尿素相似。
①W易溶于水,其原因是 。
②W分子中Y-X-Z键角 Y-X-Y键角(填“>”“<”或“=”)。
③W分子中键与键的数目之比为 。
6.(23-24高一下·山东青岛·期末)Co元素的某些配合物在催化剂、光电材料等方面有广泛应用。回答下列问题。
(1)一种用于合成催化剂的配合物如图a所示:
①Co在元素周期表中的位置 ;基态未成对电子的数目为 。
②虚线框内有大键,这种大键可以表示为 。
③中心离子的杂化方式为 ,碳原子的杂化方式为 (填标号)。
A. B. C. D.
(2)一种具有光催化作用的配合物如图b所示。
①外界的空间构型为 。
②1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 mol。
③图b中①号N比②号N更易与钴形成配位键的原因为 。
7.(23-24高一下·山东日照·期末)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。W和X原子序数之和等于的核外电子数,Z的最高正价与最低负价的代数和为2,化合物可用作化学电源的电解质。
回答下列问题:
(1)W在元素周期表中的位置为 ,的结构示意图为 。
(2)的电子式为 ;X、Z的简单氢化物相比,热稳定性较弱的为 (填化学式)。
(3)易与水反应,其中一种产物为碱性气体,该反应的化学方程式为 。
(4)与水反应的化学方程式为 。
(5)与Z同主族且位于Z下一周期的元素的原子序数为 ,该元素最高价氧化物的化学式为 。
8.(23-24高一下·山东泰安·期末)以下是元素周期表的一部分,请参照元素①—⑦在表中的位置,回答问题。
(1)①②形成的的化合物的电子式为 ,用电子式表示③和⑤构成化合物的形成过程 。
(2)下列不能作为比较③和④金属性强弱依据的是 (填序号)
a.测两种元素单质的熔点
b.比较单质与同浓度盐酸反应置换出氢气的难易程度
c.比较两种元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
d.比较单质与盐酸反应时产生氢气的量
(3)①⑥形成的化合物与溶液反应的离子方程式 。
(4)⑤的氢化物和④最高价氧化物发生反应的化学方程式 。
(5)工业上常用④单质(用表示)和金属氧化物反应制备金属单质:利用上述方法可制取的主要原因是 (填序号)
a.高温时的活泼性大于 b.高温有利于分解
c.的沸点比的高 d.高温时比稳定
9.(23-24高一下·山东泰安·期末)元素周期表是探索物质世界的重要工具。元素周期表的一部分如图。请根据所学知识回答下列问题:
(1)a有三种微粒,分别是1a、2a、3a,1a、2a、3a互为 (填“同位素”或“同素异形体”)。
(2)基态f原子中能量最高的电子所占据的原子轨道电子云轮廓图为 形。
(3)a分别与b、c、e形成的最简单化合物的稳定性由强到弱的顺序是 (填化学式)。
(4)写出c、d的单质在加热条件下生成的产物的电子式: ,该产物中含有的化学键类型为 (从组成元素的电负性角度分析)。
(5)物质dg和hg在灼烧时,焰色不同的原因为 。
(6)i(OH)3的性质类似于Al(OH)3,写出其与h的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式: 。
(7)下列事实能证明元素g和j的非金属性强弱顺序的是___________ (填标号)。
A.g的单质熔、沸点比j的单质低
B.g的单质能从含j离子的溶液中置换出j
C.氧化物对应水化物的酸性:g强于j
D.g的氢化物的分子间作用力比j的氢化物强
10.(23-24高一下·山东泰安·期末)最新报道,我国科学家通过与多个国家进行科技合作,成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟,使我国时间频率基准的精度从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒,标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列,已知铯位于元素周期表中第六周期第IA族,根据艳在元素周期表中的位置,推断下列内容:
(1)铯的原子核外共有 个电子层,最外层电子数为 .
(2)铯单质与水剧烈反应,放出 色气体,同时使紫色石蕊溶液显 色.
(3)预测铯单质的还原性比钠单质的还原性 (填“弱”或“强”).
11.(23-24高一下·山东泰安·期末)如图,实线部分表示的是教材所附元素周期表,它被分成甲、乙、丙三个区域(用虚线表示)。周期表中标注了六种元素。回答下列问题:
(1)甲、乙、丙三个区域中,全部是金属元素的是 (填“甲”、“乙”或“丙”)。
(2)元素⑥在周期表的位置是: ,其最高价含氧酸的化学式为 。
(3)①与②可以形成原子个数比分别为1:1和2:1的两种化合物,其中含10个电子的分子的电子式为 ,含18个电子的分子的结构式为 。
(4)③、④的最高价氧化物对应水化物之间反应的离子方程式为: 。
(5)下列事实不能说明⑥的非金属性比⑤强的是___________(填选项字母)。
A.气态氢化物的稳定性:⑥>⑤
B.气态氢化物水溶液的酸性:⑥>⑤
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:⑥>⑤
D.⑥的单质可以从⑤的气态氢化物水溶液中置换出单质⑤
12.(23-24高一下·山东菏泽·期末)部分中学化学常见元素原子的结构及性质如下表所示
元素
结构及性质
A
A是一种常见的金属元素,它的一种氧化物是具有磁性的黑色晶体
B
B原子有三个电子层,其形成的简单离子的半径是所在周期所有元素中最小的
C
C的气态氢化物易液化,常用作制冷剂
D
D的单质为灰黑色具有金属光泽的固体,是太阳能电池板的常用材料
E
E的原子最外层电子数是内层电子总数的3倍
F
F在周期表中排在第族,也有人提出可以排在第族
回答下列问题:
(1)A元素在周期表中的位置为 ,B、C元素所形成的单核离子半径较大的是 (填离子符号)。
(2)简单气态氢化物的还原性:C E(填“>”“<”或“=”)。
(3)①F与E可以形成原子个数比分别为的两种化合物X和Y,请写出Y的电子式 。
②F与C组成的某种化合物所含的电子数与Y相等,则该化合物化学式为 。
(4)已知自然界中含A、B元素氧化物的部分矿石共生,在炼制A元素单质时需要首先分离除去B元素,用离子方程式表示除去矿石中B元素的氧化物的原理 。
13.(23-24高一下·山东滨州·期末)离子液体是指在室温或接近室温时呈液态的盐类物质,某离子液体的结构如图。X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Q是地壳中含量最多的金属元素。
回答下列问题:
(1)该离子液体中存在的化学键类型有 。Y在元素周期表中的位置为 ,Z的气态氢化物的电子式为 。
(2)Z、Q、W形成的简单离子半径由大到小的顺序为 (用离子符号表示)。Q的最高价氧化物对应水化物与NaOH溶液反应的离子方程式为 。
(3)X和Z形成的18电子化合物甲是一种液态火箭燃料,已知甲的摩尔燃烧焓(298 K,101 kPa)为-622,写出甲在氧气中完全燃烧的热化学方程式 。
(4)Y、Z元素原子得电子能力的相对强弱:Y Z(填“>”或“<”),写出能证明两者得电子能力强弱的离子方程式 。
13.(1)离子键、共价键 第二周期ⅣA族
(2)Cl->N3->Al3+ Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-
(3)N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ∆H=-622
(4)< CO+2H+=H2O+CO2 ↑(合理均可)
【分析】X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Q是地壳中含量最多的金属元素,Q为Al元素,W与Q形成一个Q-W键,W为Cl元素。X为H,Y能形成4个单键,Y为C,Z为N元素。
【解析】(1)阴、阳离子间形成离子键,Al-Cl、C-N、C-H、C-C形成共价键,该离子液体中存在的化学键类型有离子键、共价键。Y为C,Y在元素周期表中的位置为第二周期ⅣA族,Z的气态氢化物NH3 的电子式为。故答案为:离子键、共价键;第二周期ⅣA族;;
(2)电子层数越多,原子或离子的半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,对核外电子的吸引能力越强,离子半径越小,Z、Q、W形成的简单离子半径由大到小的顺序为Cl->N3->Al3+。Q的最高价氧化物对应水化物Al(OH)3与NaOH溶液反应生成四羟基合铝(Ⅲ)酸钠,离子方程式为Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-。故答案为:Cl->N3->Al3+;Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-;
(3)X和Z形成的18电子化合物甲是一种液态火箭燃料,甲为N2H4,已知甲的摩尔燃烧焓(298 K,101 kPa)为-622,甲在氧气中完全燃烧生成氮气和水,热化学方程式N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ∆H=-622。故答案为:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ∆H=-622;
(4)周期表中同主族从下到上,同周期从左到右,元素的非金属性增强,C、N元素原子得电子能力的相对强弱:Y<Z,元素的非金属性增强,最高价氧化物对应的水化物的酸性增强,能证明两者得电子能力强弱的反应是碳酸盐与硝酸反应生成二氧化碳和水,离子方程式CO+2H+=H2O+CO2 ↑(合理均可)。故答案为:<;CO+2H+=H2O+CO2 ↑(合理均可)。
14.(23-24高一下·山东威海·期末)A可作为检验Cu2+的灵敏试剂,其化学式为C5H10NS2Na,其与Cu2+反应生成黄棕色配合物B,它们的结构简式如图所示。回答下列问题:
(1)基态Na原子中核外电子的空间运动状态有 种,其占据的最高能级电子云轮廓图形状为 。
(2)Cu在元素周期表中的位置是 ,基态Cu2+价电子的轨道表示式为 。
(3)化合物B含有化学键的类型有 。
a.氢键 b.配位键 c.π键
(4)下列曲线表示S所在主族元素性质随原子序数的变化趋势,其中正确的是 (填序号)。
(5)胍()是平面形分子,其组成元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。胍中三个N原子的杂化方式 (填“相同”或“不同”)。胍分子内存在类似苯的大π键,苯分子内的大π键可表示为,则胍中的大π键可表示为 。胍易吸收空气中的水蒸气,其原因是 。
15.(23-24高一下·山东潍坊·期末)周期表在学习、研究中有很重要的作用。原子序数逐渐增大的5种短周期元素相关信息如下表。
元素
元素相关信息
原子获得2个电子达到原子结构
同周期主族元素中原子半径最大
最高价氧化物既可以与酸反应,又可以与碱反应
原子最外层电子数是原子最外层电子数的2倍
原子核内所含质子数比多6
回答下列问题:
(1)W在元素周期表中的位置是 ;组成的化合物所含化学键类型为 ;与的最高价氧化物对应水化物酸性强弱比较 (用化学式表示)。
(2)最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式为 。
(3)将通入氯化钡溶液中,无明显现象,再向其中通入单质,观察到的现象是 ,发生反应的离子方程式为 。
(4)无隔膜电解海水制,生产过程中阳极生成HRW,则阳极的电极反应为 。
16.(23-24高一下·山东潍坊·期末)X、Y、Z、W、Q、R为元素周期表中原子序数依次增大的六种短周期主族元素,相关信息如表。
元素编号
元素性质或原子结构
X
元素周期表中原子半径最小的元素
Y
最外层电子数是内层电子数的2倍
Z
简单氢化物能与其最高价氧化物对应的水化物反应生成盐
W
与X同主族
Q
单质是一种淡黄色固体
回答下列问题:
(1)R的简单阴离子结构示意图为 ;Q在周期表中的位置 ;Q与Y形成化合物的电子式为 。
(2)X分别与Q、R形成的简单化合物中,热稳定性较差的是 (写化学式)。
(3)由Z与R组成的化合物A(),各原子最外层均满足8电子稳定结构,与水反应后溶液可用于漂白和杀菌,同时生成一种碱性气体。写出A与水反应的化学方程式 。
(4)下列说法正确的是_______(填标号)。
A.简单离子半径:
B.氧化物对应水化物的酸性:
C.由X与Z、Y与R形成的化合物所含化学键类型相同
D.向2mL单质R的饱和溶液中加入几滴紫色石蕊试剂,溶液显红色
(5)设计实验证明Q元素与R元素非金属性强弱 (可选用试剂:固体,稀盐酸,浓盐酸,溴水,溶液,)。
17.(23-24高一下·山东烟台·期末)X、Y、Z、W、K、L、M为原子序数依次增大的七种短周期主族元素。Y原子的最外层电子数是其所在周期序数的2倍,K原子在短周期中半径最大。由X、Z、W、L四种元素组成的常见物质间转化关系如下图所示,其中m是单质,Q是由三种元素组成的盐。
回答下列问题:
(1)M在元素周期表中的位置为 ,Q中含有的化学键类型为 。
(2)W、K、L简单离子的半径由大到小的顺序是 (用离子符号表示)。
(3)由X、Y两种元素形成的10电子分子的空间结构为 。由X、Y两种元素组成的分子中只含有22个共价单键的链状化合物的分子式为 ,其主链含有五个碳原子的同分异构体有 种。
(4)常温下,以K的最高价氧化物对应的水化物为电解质溶液,与为电极反应物构成的燃料电池,具有能量利用效率高、产物无污染等优点。
①的电子式为 ;负极电极反应式为 。
②以此燃料电池电解溶液,若电解后需加入才能使电解液复原,则燃料电池理论上消耗标准状况下的体积为 L。
18.(23-24高一下·山东淄博·期末)在如图所示的物质转化关系中,A是简单气态氢化物,B是能使带火星的木条复燃的无色无味气体,E为强酸,G是一种紫红色金属单质(反应条件和部分产物未列出)。回答下列问题:
I.若E的相对分子质量比D的大17,则:
(1)A的电子式为 ,写出A的一种用途 。
(2)反应①的化学方程式为 。反应④体现了E的酸性和 性。
Ⅱ.若E的相对分子质量比D大18,则:
(3)C的化学式为 ,反应④的化学方程式为 。
(4)在I、Ⅱ条件下,下列说法正确的是 (填标号)。
a.D均为酸性氧化物
b.反应③均为氧化还原反应
c.C均可导致酸雨的形成
d.常温下E的浓溶液均能用铁制容器盛放
19.(23-24高一下·山东威海·期末)元素周期表中的8种元素a、b、c、d、e、f、g、h,原子序数依次增大。
元素
有关描述
a
基态原子价电子排布为nsnnpn
b
最高价氧化物对应的水化物与其最简单氢化物反应可生成一种盐
c
电负性最强的元素
d
基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反
e
人体中含量最多的金属元素
f
基态原子3d轨道上有4个未成对电子
g
g2+的d轨道中有10个电子
h
单质在金属活动性顺序表中排在最末位
回答下列问题:
(1)同周期主族元素中第一电离能比b小的元素有 种。基态g2+的价电子排布式为 。
(2)b与c可形成化合物b2c2,分子中各原子均满足8电子稳定结构。b2c2的结构式为 (用元素符号表示,下同)。
(3)d与e形成的化合物的电子式为 。
(4)c和d可分别与氧形成氧化物Oc2和d2O,则Oc2的熔、沸点 (填“高于”或“低于”) d2O,原因是 。
(5)已知:两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键,小于1.7时,形成共价键。f、d两元素可形成化合物fd3,f、d的电负性分别为1.8和3.0,则推断fd3是 化合物(填“共价”或“离子”),设计一个简单的实验方案证明该推断 。
(6)g2+、h+分别与ab-形成配离子[g(ab)4]2-、[h(ab)2]-。工业上常用g的单质与[h(ab)2]-反应生成[g(ab)4]2-和h的单质,该反应的离子方程式为 。
20.(23-24高一下·山东威海·期末)氮与其他元素可形成多种物质,回答下列问题:
(1)N与H、B可形成氨硼烷(结构式为),是一种新型储氢材料。H—N—H键角:NH3BH3 NH3(填“>”“<”或“=”),原因是 。
(2)氮与锂形成的一种晶体,是由LixN平面层(如图1所示)和非密置层的Li交替排列形成,LixN平面层的Li排列如石墨层中的C,N处于六元环的中心,则x= 。
(3)立方氮化硼属于原子晶体,其晶胞结构如图2所示。
①硼原子处于氮原子围成的 (填空间结构)空隙中;
②立方氮化硼晶胞沿体对角线的投影图为 (填序号,图中表示N原子的投影位置,表示B原子的投影位置) 。
(4)氮化钴属于立方晶系,经Li掺杂得催化剂X,经Cu掺杂得催化剂Y。
①X属于六方晶系,A点原子的分数坐标为(0,0,0),B点原子位于与其相邻的三个Co原子位置的中心,则B点原子的分数坐标为 ;
②Y属于立方晶系,晶胞参数为a nm。Y的化学式为 ;Co原子形成的空间构型为正八面体,则距离最近的2个Co原子核间距为 nm;Y晶体密度为ρ,则阿伏加德罗常数NA可表示为 (用含a、ρ的式子表示)。
21.(23-24高一下·山东青岛·期末)在冶金工业上,铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬等,其主要成分是铁、镁和铬的氧化物,还含有铝、碳、硅等元素。回答下列问题。
(1)基态Cr原子价电子排布式为 ;基态Mg原子核外电子的空间运动状态有 种。
(2)下列事实能证明失电子能力镁大于铝的是_______。
A.镁比铝核电荷数小,半径大,对核外电子的吸引力弱
B.能溶于NaOH,而不能溶
C.等物质的量的镁和铝失电子数:镁<铝
D.形状大小相同的镁片和铝片与等浓度的稀硫酸反应的剧烈程度:镁>铝
(3)为共价化合物,易发生二聚,写出二聚物的结构式 。
(4)铬能形成多种配合物。中提供孤电子对的原子是 ,已知配位体中键角约为107.3°,则中键角 107.3°(填“大于”“小于”或“等于”),原因为 。
(5)草酸亚铁晶体常用作照相显影剂,该晶体的单链结构如图所示。
①的配位数为 ,连接单链之间的作用力主要是
②铁氧化钾是检验的灵敏试剂,的电子式为 。已知物质磁性大小以磁矩表示,与未成对电子数之间的关系为(为未成对电子数)。测得的B.M(B.M为磁矩单位),则的杂化类型为 。
A. B. C. D.
22.(23-24高一下·山东青岛·期末)铁的配合物呈现不同的颜色,可用于离子检验。、、、、邻二氮菲等微粒则是常见的配体。某同学为探究铁的配合物及转化,进行如下实验:
已知:①在水中易水解生成而显黄色,在酸性溶液中的水解程度很弱;
②为浅紫色、为黄色、为红色、为无色。
回答下列问题。
(1)基态Cl原子的价电子轨道表示式为 。
(2)处于激发态的粒子能够发射光谱。下列状态的铁原子或离子中,能用原子发射光谱捕捉以鉴别铁元素的是_______(填标号)。
A. B. C. D.
(3)为了能更好的观察到溶液1中的浅紫色,可向该溶液中加入_______(填标号)。
A.HCl B. C. D.NaOH
(4)含有键的物质的量为 mol。相同条件下,的配位能力 (填“强于”或“弱于”),能说明这一结论的现象为 。若向溶液3中加入足量的KSCN固体,溶液再次变为红色,则说明影响离子配位能力的因素有 。
(5)可与邻二氮菲形成稳定的橙红色的配合物,邻二氮菲结构如图。邻二氨菲中N原子的价层孤电子对占据 轨道。
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题型01 元素推断与元素周期律综合题
1.(23-24高一下·山东德州·期末)已知:A-G均为短周期元素,它们的最高(或最低)化合价与原子序数的关系如下图。
(1)画出G元素的原子结构示意图 ,元素C、E、F的简单离子的半径由大到小顺序为 (用离子符号表示)。
(2)元素A、B、G可形成离子化合物,写出该化合物的电子式 。
(3)图中所示元素中金属性最强的是 (填元素符号),工业上得到该元素的单质的原理为 (填化学方程式)。
(4)写出实验室中用化学方法清洗试管壁上的F单质的化学方程式 。
(5)元素E的最高价氧化物溶于D的最高价氧化物对应水化物的离子方程式 。
(6)请从原子结构角度解释F的得电子能力小于G的原因 。
【答案】(1)
(2)
(3)Na
(4)
(5)
(6)S原子与Cl原子电子层数相同,半径S>Cl,核电荷数S<Cl,原子核对最外层电子的吸引力S<Cl,所以得电子能力S<Cl
【分析】由图可知,A为H元素、B为N元素、C为O元素、D为Na元素、E为Al元素、F为S元素、G为Cl元素。
【解析】(1)氯原子的核电荷数为17,核外有3个电子层,最外层电子数为7,原子的结构示意图为;同主族元素,从上到下离子半径依次增大,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则三种离子的半径由大到小顺序为,故答案为:;;
(2)氯化铵是含有离子键和共价键的离子化合物,电子式为,故答案为:;
(3)同周期元素,从左到右金属性依次减弱,同主族元素,从上到下金属性依次增强,所以七种元素中金属性最强的是钠元素;工业上用电解熔融氯化钠的方法制备金属钠,反应的化学方程式为,故答案为:Na;;
(4)实验室中清洗试管壁上的硫单质发生的反应为硫与氢氧化钠溶液反应生成硫化钠、亚硫酸钠和水,反应的化学方程式为,故答案为:;
(5)氧化铝是两性氧化物,能与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠,反应的离子方程式为,故答案为:;
(6)S原子与Cl原子电子层数相同,半径S>Cl,核电荷数S<Cl,原子核对最外层电子的吸引力S<Cl,所以得电子能力S<Cl,故答案为:S原子与Cl原子电子层数相同,半径S>Cl,核电荷数S<Cl,原子核对最外层电子的吸引力S<Cl,所以得电子能力S<Cl。
2.(23-24高一下·山东东营·期末)观察下面的周期表,并回答问题
(1)某元素单质在常温下是一种淡黄色的固体,该元素在周期表中的位置为 。
(2)a与e可以形成一种二元化合物,可以做供氧剂,请写出该化合物的电子式 ,该化合物中存在的化学键为 。
(3)b、d、e、f元素的简单氢化物最稳定的是 (填化学式)
(4)e与i的简单离子半径较大的是 (用离子符号表示),现有一化合物,(其中元素只有+1价和+2价,无0价),计算 (用含x的式子表示)
(5)e、j能形成一种三原子二元化合物分子,其中所有原子都满足8电子稳定结构,请写出该分子的结构式 ,该化合物与溶液反应生成“84”消毒液,请写出反应的化学方程式 。
(6)某同学想在实验室验证b、d、g三种元素的非金属性强弱,设计如图装置:
①反应过程中观察到的实验现象为 。
②根据现象 (填“能”或“否”)得出实验结论,若能请写出三种元素的非金属性强弱顺序,若不能请说明理由 。
【答案】(1)第三周期第VIA 族
(2) 离子键、共价键
(3)HF
(4)S2- (2-2x):x
(5) Cl2O + 2NaOH = 2NaClO + H2O
(6)锥形瓶中有气泡产生,烧杯中出现白色混浊 否 稀硝酸有挥发性,有可能从锥形瓶进入烧杯中与 Na2SiO3 反应
【分析】根据元素周期表的位置关系,表中元素分别为a(Na)、b(C)、d(N)、e(O)、f(F)、g(Si)、h(P)、i(S)、j(Cl)、m(Se),据此回答问题。
【解析】(1)淡黄色的固体单质为S,硫元素在元素周期表中的位置为第三周期ⅥA族;
(2)Na与O形成的能够作供氧剂的二元化合物为Na2O2,电子式为;过氧化钠中过氧根离子中含有非极性共价键,钠离子和过氧根离子间含有金属键;
(3)b、d、e、f元素所对应的简单氢化物分别为CH4、NH3、H2O、HF;非金属元素非金属越强,所对应的简单氢化物越稳定;同一周期,从左至右非金属性逐渐增强,F的非金属性最强,故HF最稳定;
(4)O2-电子层小于S2-,故半径S2->O2-;Cu2-xSe中Se元素为第ⅥA族,呈-2价,则(2-x)mol铜离子和亚铜离子总价为+2价,设铜离子物质的量为x,则亚铜离子物质的量为2-x-x=2-2x,因为2x+2-2x=+2,故n(Cu+)∶n(Cu2+)=(2-2x)∶x;
(5)
e、j形成一种三原子二元化合物分子,其中所有原子都满足8电子稳定结构,该分子为Cl2O,结构式为;与溶液反应生成“84”消毒液的化学方程式为Cl2O + 2NaOH = 2NaClO + H2O;
(6)①锥形瓶中稀硝酸与碳酸钠溶液反应生成二氧化碳,烧杯中二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀,故锥形瓶中产生气泡,烧杯中出现白色浑浊;②根据现象不能得出实验结论,因为稀硝酸有挥发性,有可能从锥形瓶进入烧杯中与 Na2SiO3 反应,也会产生白色沉淀。
3.(23-24高一下·山东济南·期末)下表是元素周期表的一部分,请参照元素M、Q、R、W、X、Y在表中的位置。
回答下列:
(1)Q的氢化物的电子式是 ,M、R、X简单离子半径由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。
(2)以下事实正确且能反映Q与R金属性强弱关系的是 。
a.等物质的量的单质Q与R分别与足量的稀盐酸反应,后者产生的气体更多
b.单质Q与水反应比单质R与水反应更剧烈
c.常温下,Q加入CuSO4溶液中产生蓝色沉淀,R加入后产生红色固体
(3)Y元素的原子结构示意图为 ,下列推断正确的是 。
a.YO2只有还原性
b.热稳定性:H2Y>H2X
c.H2Y的水溶液易被空气氧化
(4)元素M、X与氢原子组成一种酸式盐,其中阳离子、阴离子分别为10e-和18e-微粒;向该溶液中加过量的氢氧化钠溶液并加热,反应的离子方程式为 。
(5)单质W在高温下可还原MnO2实现金属锰的冶炼,其化学方程式为 。
【答案】(1) Mg2+<N3-<S2-
(2)bc
(3) c
(4)NH+HS-+2OH- NH3↑+S2-+2H2O
(5)4Al+3MnO2 2Al2O3+3Mn
【分析】根据各元素在元素周期表中的位置可知,M为N元素,Q、R、W、X依次为Na、Mg、Al、S元素,Y为Se元素。
【解析】(1)
Q为Na元素,Na的氢化物为NaH,NaH属于离子化合物,电子式为;,M、R、X简单离子依次为N3-、Mg2+、S2-,根据“层多径大、序大径小”,三种简单离子半径由小到大的顺序为Mg2+<N3-<S2-。故答案为:;Mg2+<N3-<S2-;
(2)a.可通过金属单质与水或酸反应置换出氢的难易判断金属性的强弱,Q、R分别为Na、Mg,等物质的量的单质Na与Mg分别与足量的稀盐酸反应,后者产生的气体更多,不能说明Na、Mg金属性的强弱,a项不符合题意;
b.可通过金属单质与水或酸反应置换出氢的难易判断金属性的强弱,单质Na与水反应比单质Mg与水反应更剧烈,说明Na的金属性强于Mg的金属性,b项符合题意;
c.Na加入CuSO4溶液中产生蓝色沉淀说明Na与CuSO4溶液中的水发生反应,Mg加入CuSO4溶液中发生置换反应产生红色固体Cu,说明常温下Mg与CuSO4溶液中的水没有发生反应,说明Na的金属性强于Mg的金属性,c项符合题意;
故答案为:bc;
(3)Y为Se元素,Se在元素周期表中位于第四周期第ⅥA族,Se的原子结构示意图为,
a.SeO2中Se元素的化合价为+4价,处于中间价,SeO2既有氧化性、又有还原性,a项错误;
b.同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱,简单气态氢化物的稳定性逐渐减弱,则热稳定性H2X>H2Y,b项错误;
c.同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱,简单气态氢化物的还原性逐渐增强,则H2Se易被空气中的O2氧化,c项正确;
故选c。
故答案为:;c;
(4)M、X分别为N、S,N、S与H组成一种酸式盐,其中阳离子、阴离子分别为10e-和18e-微粒,则该酸式盐为NH4HS,NH4HS与过量NaOH溶液加热反应生成Na2S、NH3和H2O,反应的离子方程式为NH+HS-+2OH- NH3↑+S2-+2H2O。故答案为:NH+HS-+2OH- NH3↑+S2-+2H2O;
(5)W为Al,Al与MnO2高温下发生置换反应生成Mn和Al2O3,反应的化学方程式为4Al+3MnO2 2Al2O3+3Mn。故答案为:4Al+3MnO2 2Al2O3+3Mn。
4.(23-24高一下·山东青岛·期末)U、V、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四常见元素。Y的单质在中燃烧的产物可使品红溶液褪色。Z和W元素形成的化合物具有磁性。U的单质在中燃烧可生成UW和两种气体。X的单质是一种金属,该金属单质在中剧烈燃烧生成黑、白两种固体。
请回答下列问题:
(1)X在周期表中的位置: ,的电子式为 ;
(2)Z在高温下与水反应的化学方程式 ;设计实验方案,检验中含的方法 。
(3)U、V、W形成的10电子氢化物中,氢化物的稳定性从强到弱的顺序是 (写化学式),V的氢化物与空气可以构成一种环保燃料电池,电解质溶液是KOH,其负极的电极反应式为 。
【答案】(1)第三周期第ⅡA 族
(2)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 取少量于一试管中,加入稀硫酸溶解,再滴入铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀生成,则证明含有
(3)H2O>NH3>CH4 2NH3 - 6e- +6OH-=N2+6H2O
【分析】Y的单质在W2中燃烧的产物可使品红溶液褪色,该气体为SO2,则Y为S元素,W为O元素,Z的单质在W中燃烧生成的化合物Z3W4具有磁性,则Z3W4为Fe3O4,Z为Fe元素,U的单质在W2中燃烧可生成UW和UW2两种气体,U原子序数小于O元素,应为CO和CO2气体,U为C元素,X的单质是一种金属,该金属在UW2中剧烈燃烧生成黑、白两种固体,应为Mg和CO2的反应,则X为Mg元素,V的原子序数介于碳、氧之间,则V为N元素。
【解析】(1)
X为Mg元素,在周期表中位于第三周期第ⅡA 族;CO2的电子式为。
(2)铁在高温下与水反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2;取少量于一试管中,加入稀硫酸溶解,再滴入铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀生成,则证明含有。
(3)元素的非金属性越强,氢化物越稳定,U、V、W形成的10电子氢化物中,氢化物的稳定性从强到弱的顺序是H2O>NH3>CH4;氨与空气可以构成一种环保燃料电池,负极上氨失去电子发生氧化反应,电极反应式为2NH3 - 6e- +6OH-=N2+6H2O。
5.(23-24高一下·山东青岛·期末)T、X、Y、Z、Q是原子序数依次递增的前四周期的元素,元素的性质与原子(或分子)结构见下表:
元素编号
元素性质与原子(或分子)结构
T
原子半径最小的元素
X
一种核素可用于考古时测文物的年代
Y
常温下单质由双原子分子构成,1个分子中有14个电子
Z
M层电子数是K层的3倍
Q
+2价阳离子的核外电子排布与稀有气体相同
回答下列问题。
(1)Q原子的原子结构示意图 。
(2)Y与T可形成10或18的分子,其中10分子的电子式为 。18分子的结构式为 。
(3)X与T构成的分子中所有原子处于同一直线上,该物质可由与水反应制取,其方程式为 。
(4)T、X、Y、Z可以组成原子个数比为4:1:2:1的物质W,W的分子结构与尿素相似。
①W易溶于水,其原因是 。
②W分子中Y-X-Z键角 Y-X-Y键角(填“>”“<”或“=”)。
③W分子中键与键的数目之比为 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)能与水分子间形成氢键 > 7:1
【分析】T是原子半径最小的元素,T为H,X的一种核素可用于考古时测文物的年代,X为C,Y常温下单质由双原子分子构成,1个分子中有14个电子,Y为N,Z的M层电子数是K层的3倍,Z为S,Q的+2价阳离子的核外电子排布与稀有气体相同,原子序数大于S,Q为Ca。
【解析】(1)Ca原子的原子结构示意图为;
(2)N与H可形成10或18的分子,其中10分子为氨气,电子式为;18分子为N2H4,结构式为;
(3)C与H构成的分子中所有原子处于同一直线上,为C2H2, 该物质可由与水反应制取,其方程式为;
(4)H、C、N、S可以组成原子个数比为4:1:2:1的物质W,W的分子结构与尿素相似,W为;
①易溶于水,其原因是能与水分子间形成氢键;
②分子中N-C-S键角大于N-C-N键角,因为C、S之间有两对共用电子对,对成键电子排斥力更大;
③分子含有7个键,1个键,键与键的数目之比为7:1。
6.(23-24高一下·山东青岛·期末)Co元素的某些配合物在催化剂、光电材料等方面有广泛应用。回答下列问题。
(1)一种用于合成催化剂的配合物如图a所示:
①Co在元素周期表中的位置 ;基态未成对电子的数目为 。
②虚线框内有大键,这种大键可以表示为 。
③中心离子的杂化方式为 ,碳原子的杂化方式为 (填标号)。
A. B. C. D.
(2)一种具有光催化作用的配合物如图b所示。
①外界的空间构型为 。
②1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 mol。
③图b中①号N比②号N更易与钴形成配位键的原因为 。
【答案】(1)第4周期Ⅷ族 4 C D
(2)三角锥形 5 ②号氮原子孤电子对参与形成大π键,使电子云密度降低,与钻配位能力减弱
【解析】(1)①Co是27号元素,在元素周期表中的位置第4周期Ⅷ族;的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d6,其中未成对电子的数目为4;
②由图可知,虚线框内3个碳形成大键,并且带有1个正电荷,则可以表示为:;
③由图可知,中心离子有6个配位键,其杂化方式为;碳原子的杂化方式为sp3,故选C;D;
(2)①外界的价层电子对数为4,孤电子对数为1,则其空间构型为三角锥形;
②螯合是指具有以下两个或多个配位原子的多齿配体与同一金属进行离子相互之间没有形成螯合环,通过螯合作用形成的配位键有5个,则1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有5mol;
③由图可知,②号氮原子孤电子对参与形成大π键,使电子云密度降低,与钻配位能力减弱。
7.(23-24高一下·山东日照·期末)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。W和X原子序数之和等于的核外电子数,Z的最高正价与最低负价的代数和为2,化合物可用作化学电源的电解质。
回答下列问题:
(1)W在元素周期表中的位置为 ,的结构示意图为 。
(2)的电子式为 ;X、Z的简单氢化物相比,热稳定性较弱的为 (填化学式)。
(3)易与水反应,其中一种产物为碱性气体,该反应的化学方程式为 。
(4)与水反应的化学方程式为 。
(5)与Z同主族且位于Z下一周期的元素的原子序数为 ,该元素最高价氧化物的化学式为 。
【答案】(1)第2周期ⅠA族
(2) (或)
(3)
(4)
(5)33
【分析】W和X原子序数之和等于Y−的核外电子数,Y−由于带一个单位的负电荷,Y为氟元素,Y−的核外电子数是10,化合物W+[ZY6]−可用作化学电源的电解质,所以W为金属锂,则X为氮元素,Z的最高正价与最低负价的代数和为2,Z是磷元素。所以W、X、Y、Z分别是Li、N、F、P
【解析】(1)W是Li,所以一共有两个电子层,最外层有1个电子,所以在元素周期表中的位置为第二周期ⅠA族,故答案为:第二周期ⅠA族;
Y是F元素,一共有9个质子,其离子带10个单位负电荷,所以F−的结构示意图为;故答案为:
(2)X是N元素,X2的电子式为,故答案为:;
X是N元素,Z是P元素,根据元素周期律,N的氧化性强于P,X、Z的简单氢化物相比,热稳定性较弱的为PH3(或H3P),故答案为:PH3(或H3P);
(3)W3X是Li3N,与水反应,其中一种产物为碱性气体,产生了氨气,根据元素守恒,另外一种产物是LiOH,故方程式为:Li3N+3H2O=3LiOH+NH3,故答案为:Li3N+3H2O=3LiOH+NH3
(4)Y2与水反应产生HF和水,所以化学方程式为:2F2+2H2O=4HF+O2,故答案为:2F2+2H2O=4HF+O2
(5)Z是磷元素,与Z同主族且位于Z下一周期的元素的原子序数相差为18,所以原子序数为:15+18=33,
As元素位于VA族,所以其最高价为+5价,氧化物的化学式为As2O5,
故答案为:2F2+2H2O=4HF+O2,As2O5
8.(23-24高一下·山东泰安·期末)以下是元素周期表的一部分,请参照元素①—⑦在表中的位置,回答问题。
(1)①②形成的的化合物的电子式为 ,用电子式表示③和⑤构成化合物的形成过程 。
(2)下列不能作为比较③和④金属性强弱依据的是 (填序号)
a.测两种元素单质的熔点
b.比较单质与同浓度盐酸反应置换出氢气的难易程度
c.比较两种元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
d.比较单质与盐酸反应时产生氢气的量
(3)①⑥形成的化合物与溶液反应的离子方程式 。
(4)⑤的氢化物和④最高价氧化物发生反应的化学方程式 。
(5)工业上常用④单质(用表示)和金属氧化物反应制备金属单质:利用上述方法可制取的主要原因是 (填序号)
a.高温时的活泼性大于 b.高温有利于分解
c.的沸点比的高 d.高温时比稳定
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
【分析】由图可知,①—⑦分别为氧、钠、镁、铝、氯、硅、氟;
【解析】(1)
①②形成的的化合物为离子化合物过氧化钠,电子式为;镁失去电子形成镁离子、氯得到电子形成氯离子,两者形成离子化合物氯化镁:;
(2)a.元素金属性的强弱和其单质的硬度和熔、沸点无关,a符合题意;
b.金属性越强,则其单质越容易与同浓度盐酸反应置换出氢气,b不符合题意;
c.金属性越强,则其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,c不符合题意;
d.单质与盐酸反应时产生氢气的量不能体现金属失去电子能力强弱,不体现其金属性强弱,d符合题意;
故选ad;
(3)①⑥形成的化合物为二氧化硅,二氧化硅与溶液反应生成硅酸钠和水:;
(4)⑤的氢化物溶液为盐酸,④最高价氧化物为氧化铝,发生反应生成氯化铝和水,化学方程式;
(5)④单质为铝单质;则该反应可以表示为:,铝的金属性比钡弱,钡比铝活泼,铝之所以可以置换出钡是因为钡的沸点较低,在反应条件下钡呈气态,不断离开反应体系,从而使反应不断向右进行;故选c。
9.(23-24高一下·山东泰安·期末)元素周期表是探索物质世界的重要工具。元素周期表的一部分如图。请根据所学知识回答下列问题:
(1)a有三种微粒,分别是1a、2a、3a,1a、2a、3a互为 (填“同位素”或“同素异形体”)。
(2)基态f原子中能量最高的电子所占据的原子轨道电子云轮廓图为 形。
(3)a分别与b、c、e形成的最简单化合物的稳定性由强到弱的顺序是 (填化学式)。
(4)写出c、d的单质在加热条件下生成的产物的电子式: ,该产物中含有的化学键类型为 (从组成元素的电负性角度分析)。
(5)物质dg和hg在灼烧时,焰色不同的原因为 。
(6)i(OH)3的性质类似于Al(OH)3,写出其与h的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式: 。
(7)下列事实能证明元素g和j的非金属性强弱顺序的是___________ (填标号)。
A.g的单质熔、沸点比j的单质低
B.g的单质能从含j离子的溶液中置换出j
C.氧化物对应水化物的酸性:g强于j
D.g的氢化物的分子间作用力比j的氢化物强
【答案】(1)同位素
(2)哑铃(或纺锤)
(3)H2O>CH4>SiH4
(4) 离子键、非极性共价键(或写共价键也给分)
(5)在火焰上灼烧时,原子中的电子吸收能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,但处于能量较高轨道上的电子不稳定,很快跃迁回能量较低的轨道,这时多余的能量以不同波长的光的形式放出
(6)Cr(OH)3+OH-=[Cr(OH)4]-
(7)B
【分析】根据元素位置可知,a为H,b:C,c:O,d:Na,e:Si,f:S,g:Cl,h:K,i:Cr,j:Br,以此分析;
【解析】(1)H元素,中子数不同,质量数不同,互为同位素;
故答案为:同位素;
(2)f为S元素,能量最高的电子在3p能级,电子云轮廓图为哑铃(或纺锤);
故答案为:哑铃(或纺锤);
(3)H分别与C、O、Si,非金属的氧化性越强,气态氢化物稳定性越强,氧化性:O>C>Si,则气态氢化物的稳定性:H2O>CH4>SiH4;
故答案为:H2O>CH4>SiH4;
(4),过氧化钠电子式为;过氧化钠中含有离子键、非极性共价键;
故答案为:;离子键、非极性共价键;
(5)焰色反应实质,NaCl和KCl在火焰上灼烧时,原子中的电子吸收能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,但处于能量较高轨道上的电子不稳定,很快跃迁回能量较低的轨道,这时多余的能量以不同波长的光的形式放出;
故答案为:在火焰上灼烧时,原子中的电子吸收能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,但处于能量较高轨道上的电子不稳定,很快跃迁回能量较低的轨道,这时多余的能量以不同波长的光的形式放出;
(6)Al(OH)3为两性氢氧化物,与强碱反应,Cr(OH)3+OH-=[Cr(OH)4]-;
故答案为:Cr(OH)3+OH-=[Cr(OH)4]-;
(7)A.非金属性为元素的化学性质,熔沸点为物理性质,A不符合题意;
B.Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,氧化性:Cl2>Br2,B符合题意;
C.非金属最高价氧化物对应水化物酸性越强,氧化性越强,C不符合题意;
D.分子间作用力影响物质的物理性质,与非金属氧化性无关,D不符合题意;
故答案为:B。
10.(23-24高一下·山东泰安·期末)最新报道,我国科学家通过与多个国家进行科技合作,成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟,使我国时间频率基准的精度从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒,标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列,已知铯位于元素周期表中第六周期第IA族,根据艳在元素周期表中的位置,推断下列内容:
(1)铯的原子核外共有 个电子层,最外层电子数为 .
(2)铯单质与水剧烈反应,放出 色气体,同时使紫色石蕊溶液显 色.
(3)预测铯单质的还原性比钠单质的还原性 (填“弱”或“强”).
【答案】 6 1 无 蓝 强.
【解析】(1)铯位于元素周期表中第六周期第ⅠA族,则铯的原子核外共有6个电子层,最外层电子数为1,故答案为6;1;
(2)金属性Cs>Na,与水反应更剧烈,反应为2Cs+2H2O=2CsOH+H2↑,生成氢气和碱,则观察到无色气体生成,紫色石蕊溶液显蓝色,故答案为无;蓝;
(3)同主族从上到下金属性增强,则铯单质的还原性比钠单质的还原性强,故答案为强。
11.(23-24高一下·山东泰安·期末)如图,实线部分表示的是教材所附元素周期表,它被分成甲、乙、丙三个区域(用虚线表示)。周期表中标注了六种元素。回答下列问题:
(1)甲、乙、丙三个区域中,全部是金属元素的是 (填“甲”、“乙”或“丙”)。
(2)元素⑥在周期表的位置是: ,其最高价含氧酸的化学式为 。
(3)①与②可以形成原子个数比分别为1:1和2:1的两种化合物,其中含10个电子的分子的电子式为 ,含18个电子的分子的结构式为 。
(4)③、④的最高价氧化物对应水化物之间反应的离子方程式为: 。
(5)下列事实不能说明⑥的非金属性比⑤强的是___________(填选项字母)。
A.气态氢化物的稳定性:⑥>⑤
B.气态氢化物水溶液的酸性:⑥>⑤
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:⑥>⑤
D.⑥的单质可以从⑤的气态氢化物水溶液中置换出单质⑤
【答案】(1)乙
(2)三周期
(3)
(4)
(5)B
【分析】根据元素在周期表中相对位置可知①~⑥分别是,结合元素周期律和物质的性质分析解答。
【解析】(1)甲区域内有元素,丙区域内有族元素、族元素、卤族元素、稀有气体元素,只有乙区域全部是金属元素;
(2)元素⑥为,在周期表的位置是第三周期,最高价含氧酸是;
(3)①与②分别为,可以形成原子个数比分别为1:1和2:1的两种化合物:和,其中含10个电子的分子的电子式为;含18个电子的分子的结构式为;
(4)③、④的最高价氧化物对应水化物分别为与,两者之间反应的离子方程式为;
(5)⑥和⑤分别是与,
A.非金属性越强,氢化物越稳定,则气态氢化物的稳定性:⑥>⑤,能说明⑥的非金属性比⑤强,A不选;
B.气态氢化物水溶液的酸性与非金属性强弱没有关系,B选;
C.非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,则最高价氧化物对应水化物的酸性:⑥>⑤,能说明⑥的非金属性比⑤强,C不选;
D.根据强制弱可知⑥的单质可以从⑤的气态氢化物水溶液中置换出单质⑤,能说明⑥的非金属性比⑤强,D不选;
故选B。
12.(23-24高一下·山东菏泽·期末)部分中学化学常见元素原子的结构及性质如下表所示
元素
结构及性质
A
A是一种常见的金属元素,它的一种氧化物是具有磁性的黑色晶体
B
B原子有三个电子层,其形成的简单离子的半径是所在周期所有元素中最小的
C
C的气态氢化物易液化,常用作制冷剂
D
D的单质为灰黑色具有金属光泽的固体,是太阳能电池板的常用材料
E
E的原子最外层电子数是内层电子总数的3倍
F
F在周期表中排在第族,也有人提出可以排在第族
回答下列问题:
(1)A元素在周期表中的位置为 ,B、C元素所形成的单核离子半径较大的是 (填离子符号)。
(2)简单气态氢化物的还原性:C E(填“>”“<”或“=”)。
(3)①F与E可以形成原子个数比分别为的两种化合物X和Y,请写出Y的电子式 。
②F与C组成的某种化合物所含的电子数与Y相等,则该化合物化学式为 。
(4)已知自然界中含A、B元素氧化物的部分矿石共生,在炼制A元素单质时需要首先分离除去B元素,用离子方程式表示除去矿石中B元素的氧化物的原理 。
【答案】(1)第四周期第Ⅷ族 N3-
(2)>
(3)向两种液体中分别加入二氧化锰,有大量气泡冒出的为H2O2,无明显现象的为H2O N2H4
(4)Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-
【分析】A是一种常见的金属元素,它的一种氧化物是具有磁性的黑色晶体,即四氧化三铁,A为Fe;B原子有三个电子层,位于第三周期,电子层结构相同核电荷数越大,离子半径越小,电子层越多离子半径越大,B为Al元素;C的气态氢化物易液化,常用作制冷剂是氨气,C为N;D的单质为灰黑色具有金属光泽的固体,是太阳能电池板的常用材料,D为Si;E的原子最外层电子数是内层电子总数的3倍,满足条件的核外各层电子数依次为2、6,E是O;F在周期表中排在第IA族,也有人提出可以排在第ⅦA族,F为H。
【解析】(1)A为Fe,在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族,B、C分别为Al、N,二者简单离子电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,离子半径较大的是N3-。
(2)非金属性越强,气态氢化物的还原性越弱,非金属性:O>N,则简单气态氢化物的还原性:N>O。
(3)①H、O形成的原子个数比分别为2∶1、1∶1的两种化合物X和Y分别为H2O、H2O2,过氧化氢在二氧化锰催化下能快速分解产生氧气,因此区别X和Y的实验方法是:向两种液体中分别加入二氧化锰,有大量气泡冒出的为H2O2,无明显现象的为H2O;
②H2O2中含有18个电子,H和N形成与H2O2电子数相同的化合物N是N2H4。
(4)Fe2O3里混有少量的Al2O3杂质,可利用Al2O3是两性氧化物,能与强碱溶液反应,往试样里加入足量的 NaOH溶液,使其中 Al2O3转化为可溶性 Na[Al(OH)4],然后过滤,洗涤难溶物,即为纯净的Fe2O3,离子方程式为:Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-。
13.(23-24高一下·山东滨州·期末)离子液体是指在室温或接近室温时呈液态的盐类物质,某离子液体的结构如图。X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Q是地壳中含量最多的金属元素。
回答下列问题:
(1)该离子液体中存在的化学键类型有 。Y在元素周期表中的位置为 ,Z的气态氢化物的电子式为 。
(2)Z、Q、W形成的简单离子半径由大到小的顺序为 (用离子符号表示)。Q的最高价氧化物对应水化物与NaOH溶液反应的离子方程式为 。
(3)X和Z形成的18电子化合物甲是一种液态火箭燃料,已知甲的摩尔燃烧焓(298 K,101 kPa)为-622,写出甲在氧气中完全燃烧的热化学方程式 。
(4)Y、Z元素原子得电子能力的相对强弱:Y Z(填“>”或“<”),写出能证明两者得电子能力强弱的离子方程式 。
13.(1)离子键、共价键 第二周期ⅣA族
(2)Cl->N3->Al3+ Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-
(3)N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ∆H=-622
(4)< CO+2H+=H2O+CO2 ↑(合理均可)
【分析】X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Q是地壳中含量最多的金属元素,Q为Al元素,W与Q形成一个Q-W键,W为Cl元素。X为H,Y能形成4个单键,Y为C,Z为N元素。
【解析】(1)阴、阳离子间形成离子键,Al-Cl、C-N、C-H、C-C形成共价键,该离子液体中存在的化学键类型有离子键、共价键。Y为C,Y在元素周期表中的位置为第二周期ⅣA族,Z的气态氢化物NH3 的电子式为。故答案为:离子键、共价键;第二周期ⅣA族;;
(2)电子层数越多,原子或离子的半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,对核外电子的吸引能力越强,离子半径越小,Z、Q、W形成的简单离子半径由大到小的顺序为Cl->N3->Al3+。Q的最高价氧化物对应水化物Al(OH)3与NaOH溶液反应生成四羟基合铝(Ⅲ)酸钠,离子方程式为Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-。故答案为:Cl->N3->Al3+;Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-;
(3)X和Z形成的18电子化合物甲是一种液态火箭燃料,甲为N2H4,已知甲的摩尔燃烧焓(298 K,101 kPa)为-622,甲在氧气中完全燃烧生成氮气和水,热化学方程式N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ∆H=-622。故答案为:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ∆H=-622;
(4)周期表中同主族从下到上,同周期从左到右,元素的非金属性增强,C、N元素原子得电子能力的相对强弱:Y<Z,元素的非金属性增强,最高价氧化物对应的水化物的酸性增强,能证明两者得电子能力强弱的反应是碳酸盐与硝酸反应生成二氧化碳和水,离子方程式CO+2H+=H2O+CO2 ↑(合理均可)。故答案为:<;CO+2H+=H2O+CO2 ↑(合理均可)。
14.(23-24高一下·山东威海·期末)A可作为检验Cu2+的灵敏试剂,其化学式为C5H10NS2Na,其与Cu2+反应生成黄棕色配合物B,它们的结构简式如图所示。回答下列问题:
(1)基态Na原子中核外电子的空间运动状态有 种,其占据的最高能级电子云轮廓图形状为 。
(2)Cu在元素周期表中的位置是 ,基态Cu2+价电子的轨道表示式为 。
(3)化合物B含有化学键的类型有 。
a.氢键 b.配位键 c.π键
(4)下列曲线表示S所在主族元素性质随原子序数的变化趋势,其中正确的是 (填序号)。
(5)胍()是平面形分子,其组成元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。胍中三个N原子的杂化方式 (填“相同”或“不同”)。胍分子内存在类似苯的大π键,苯分子内的大π键可表示为,则胍中的大π键可表示为 。胍易吸收空气中的水蒸气,其原因是 。
【答案】(1)6 球形
(2)第4周期第IB族
(3)bc
(4)ad
(5)N>C>H 相同 胍与H2O能形成分子间氢键
【解析】(1)Na是11号元素,根据构造原理可知基态Na原子核外电子排布式是1s22s22p63s1,Na原子核外电子运动的轨道数目是1+1+3+1=6,因此基态Na原子中,核外电子的空间运动状态有6种;其占据的最高能级是3s能级,该能级电子云轮廓图形状为球形;
(2)
铜元素的原子序数为29,位于元素周期表中第4周期ⅠB族;铜元素的原子序数为29,铜原子失去2个电子形成铜离子,则铜离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9,价电子排布式为3d9,价电子排布图为;
(3)化合物B中S原子与Cu形成配位键,C=S中含有π键;B中的H与C相连,不能形成氢键;故选bc;
(4)a.氧族元素性质随核电荷数的增大,核外电子层数越来越大,基态原子越易失去电子,其第一电离能随原子序数的增大成减小趋势,故a正确;
b.氧族元素从上到下随着核电荷数的依次增大,非金属性依次减弱,故b错误;
c.氧族元素中,O无最高正价,S和Se最高正价为+6价,故c错误;
d.氧族元素从上到下随着核电荷数的依次增大,非金属性依次减弱,电负性依次减小,故d正确;
故答案为:ad;
(5)同周期从左到右元素的电负性逐渐增大,其组成元素为N、C、H,电负性由大到小的顺序为;N>C>H,胍为平面形分子,N原子的杂化轨道方式都为为sp2;胍中3个N与1个C形成大π键,C原子形成3个键,剩余1个价电子共用;上面的N原子形成2个键,拿出1个电子共用,氨基的N原子形成3个键,每个N原子拿出2个电子共用,故有6个电子共用,大π键表示为;胍易吸收空气中H2O,其原因是:胍与H2O能形成分子间氢键;
15.(23-24高一下·山东潍坊·期末)周期表在学习、研究中有很重要的作用。原子序数逐渐增大的5种短周期元素相关信息如下表。
元素
元素相关信息
原子获得2个电子达到原子结构
同周期主族元素中原子半径最大
最高价氧化物既可以与酸反应,又可以与碱反应
原子最外层电子数是原子最外层电子数的2倍
原子核内所含质子数比多6
回答下列问题:
(1)W在元素周期表中的位置是 ;组成的化合物所含化学键类型为 ;与的最高价氧化物对应水化物酸性强弱比较 (用化学式表示)。
(2)最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式为 。
(3)将通入氯化钡溶液中,无明显现象,再向其中通入单质,观察到的现象是 ,发生反应的离子方程式为 。
(4)无隔膜电解海水制,生产过程中阳极生成HRW,则阳极的电极反应为 。
【答案】(1)第二周期第ⅥA族 共价键、离子键
(2)
(3)生成白色沉淀
(4)
【分析】W、X、Y、Q、R五种短周期元素原子序数逐渐增大,W原子获得2个电子达到原子结构,则W为O;Y的最高价氧化物既可以与酸反应,又可以与碱反应,说明该氧化物具有两性为Al2O3,则Y为Al;X为同周期主族元素中原子半径最大,则X为第三周期元素Na;Q原子最外层电子数是Y原子最外层电子数的2倍,则Q为S;R原子核内所含质子数比X多6,则R为Cl;综上所述,W为O,X为Na,Y为Al,Q为S,R为Cl,据此分析解答。
【解析】(1)W为O,位于元素周期表的第二周期第ⅥA族;W、X、Q组成的化合物如Na2SO3、Na2SO4、Na2S2O3等,均为钠盐,所含化学键类型为共价键、离子键;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:Cl>S,则最高价氧化物对应水化物的酸性:。
(2)最高价氧化物对应水化物分别为NaOH和Al(OH)3,二者反应的离子方程式为。
(3)将SO2通入氯化钡溶液中,无明显现象,再向其中通入Cl2,观察到生成白色沉淀,反应的离子方程式为。
(4)阳极生成HClO,Cl-失电子发生氧化反应,电极反应式为。
16.(23-24高一下·山东潍坊·期末)X、Y、Z、W、Q、R为元素周期表中原子序数依次增大的六种短周期主族元素,相关信息如表。
元素编号
元素性质或原子结构
X
元素周期表中原子半径最小的元素
Y
最外层电子数是内层电子数的2倍
Z
简单氢化物能与其最高价氧化物对应的水化物反应生成盐
W
与X同主族
Q
单质是一种淡黄色固体
回答下列问题:
(1)R的简单阴离子结构示意图为 ;Q在周期表中的位置 ;Q与Y形成化合物的电子式为 。
(2)X分别与Q、R形成的简单化合物中,热稳定性较差的是 (写化学式)。
(3)由Z与R组成的化合物A(),各原子最外层均满足8电子稳定结构,与水反应后溶液可用于漂白和杀菌,同时生成一种碱性气体。写出A与水反应的化学方程式 。
(4)下列说法正确的是_______(填标号)。
A.简单离子半径:
B.氧化物对应水化物的酸性:
C.由X与Z、Y与R形成的化合物所含化学键类型相同
D.向2mL单质R的饱和溶液中加入几滴紫色石蕊试剂,溶液显红色
(5)设计实验证明Q元素与R元素非金属性强弱 (可选用试剂:固体,稀盐酸,浓盐酸,溴水,溶液,)。
【答案】(1) 第三周期第VIA族
(2)H2S
(3)NCl3+3H2O=NH3+3HClO
(4)A
(5)将浓盐酸与固体高锰酸钾反应产生的氯气通入硫化钠溶液,产生黄色沉淀,说明氯元素非金属性强于硫元素
【分析】X是元素周期表中原子半径最小的元素,则X为H元素;Y最外层电子数是内层电子数的2倍,则Y为C;Z的简单氢化物能与其最高价氧化物对应的水化物反应生成盐,则Z为N元素;W与X同主族,则Y为Na元素;Q的单质是一种淡黄色固体,则Q是S元素,R为Cl元素;据此分析解答。
【解析】(1)
R为Cl元素,简单阴离子结构示意图为;Q为S元素,在周期表中的位置为第三周期第VIA族;Y为C元素,Q与Y形成化合物为C2S,电子式为;
(2)X分别与Q、R形成的简单化合物H2S、HCl,元素周期表中同周期元素从左到右非金属性逐渐增强,非金属性越强,简单氢化物稳定性越强,则热稳定性H2S<HCl,即热稳定性较差的是H2S;
(3)由Z与R组成的化合物A(M<150),各原子最外层均满足8电子稳定结构,与水反应后溶液生成HClO,可用于漂白和杀菌,生成一种碱性气体为NH3,则化合物A为NCl3,化学方程式为;
(4)A.一般而言,电子层数多的离子半径大,简单离子结构相同时,原子序数越大,离子半径越小,则简单离子半径S2->Cl->Na+,即Q>R>W,A正确;
B.非金属R>Z>Y,则最高价氧化物对应的水化物的酸性:Cl>N>C,B错误;
C.X与Z形成化合物NH3(只含极性键)或N2H4(极性键和非极性键),Y与R形成的化合物为CCl4(极性键),由X与Z、Y与R形成的化合物所含化学键类型不一定相同,C错误;
D.2mL饱和溶液氯水中含有HCl和HClO,加入几滴紫色石蕊试剂,溶液先变红后褪色,D错误;
故选A。
(5)根据元素非金属强弱分析,氯气能把硫元素从硫化钠中置换出来;可将浓盐酸与固体高锰酸钾反应产生的氯气通入硫化钠溶液,产生黄色沉淀,说明氯元素非金属性强于硫元素;
17.(23-24高一下·山东烟台·期末)X、Y、Z、W、K、L、M为原子序数依次增大的七种短周期主族元素。Y原子的最外层电子数是其所在周期序数的2倍,K原子在短周期中半径最大。由X、Z、W、L四种元素组成的常见物质间转化关系如下图所示,其中m是单质,Q是由三种元素组成的盐。
回答下列问题:
(1)M在元素周期表中的位置为 ,Q中含有的化学键类型为 。
(2)W、K、L简单离子的半径由大到小的顺序是 (用离子符号表示)。
(3)由X、Y两种元素形成的10电子分子的空间结构为 。由X、Y两种元素组成的分子中只含有22个共价单键的链状化合物的分子式为 ,其主链含有五个碳原子的同分异构体有 种。
(4)常温下,以K的最高价氧化物对应的水化物为电解质溶液,与为电极反应物构成的燃料电池,具有能量利用效率高、产物无污染等优点。
①的电子式为 ;负极电极反应式为 。
②以此燃料电池电解溶液,若电解后需加入才能使电解液复原,则燃料电池理论上消耗标准状况下的体积为 L。
【答案】(1)第三周期ⅦA族 离子键、共价键
(2)
(3)正四面体形 5
(4) 22.4
【分析】Y原子的最外层电子数是其所在周期序数的2倍,则Y为C元素或S元素,结合Y的位置可知Y为C元素,K原子在短周期中半径最大,K可以考虑为Na元素,由X、Z、W、L四种元素组成的常见物质间转化关系如下图所示,其中m是单质,Q是由三种元素组成的盐,Q最后可以转化为两种强酸,可以考虑为和 的合成路线,则Q为,则X为H,Y为C,Z为N,W为O,K为Na,L为S,M为Cl元素,据此解题。
【解析】(1)Cl在元素周期表中的位置为第三周期ⅦA族,Q为,其含有的化学键为离子键、共价键,故答案为:第三周期ⅦA族;离子键、共价键;
(2)W为O,K为Na,L为S,一般来说电子层数越多,半径越大,电子数相同,核电荷数越大,半径越小,故其顺序为,故答案为:;
(3)
C、H两种元素形成的10电子分子为甲烷,其空间结构为正四面体形,由C、H两种元素组成的分子中只含有22个共价单键的链状化合物为庚烷,其分子式为,若取代基为两个甲基,其主链含有五个碳原子的同分异构体采用定一移一的方法一共有4种,分别是、(箭头指另一个甲基的位置);若取代基为一个乙基,只有一种,3-乙基戊烷,故同分异构体有5种,故答案为:正四面体形;;5;
(4)①以NaOH为电解质溶液,与为电极反应物构成的燃料电池,其作为负极,电极反应为,氧气为正极,电极反应为;的电子式为,故答案为:;;
②电解硫酸铜溶液,阳极的反应为,阴极的反应为先、后,若电解后需加入,即1mol[CuO·H2O]才能使电解液复原,则电解过程阴极消耗的为1mol,消耗水电离的H+为2mol,则转移电子4mol,由阳极的反应可知,消耗标况下体积为22.4L,故答案为:22.4。
18.(23-24高一下·山东淄博·期末)在如图所示的物质转化关系中,A是简单气态氢化物,B是能使带火星的木条复燃的无色无味气体,E为强酸,G是一种紫红色金属单质(反应条件和部分产物未列出)。回答下列问题:
I.若E的相对分子质量比D的大17,则:
(1)A的电子式为 ,写出A的一种用途 。
(2)反应①的化学方程式为 。反应④体现了E的酸性和 性。
Ⅱ.若E的相对分子质量比D大18,则:
(3)C的化学式为 ,反应④的化学方程式为 。
(4)在I、Ⅱ条件下,下列说法正确的是 (填标号)。
a.D均为酸性氧化物
b.反应③均为氧化还原反应
c.C均可导致酸雨的形成
d.常温下E的浓溶液均能用铁制容器盛放
【答案】(1) 做制冷剂
(2)4NH3+5O26H2O+4NO 氧化
(3)SO2 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(4)cd
【分析】I.B能使带火星的木条复燃的无色无味气体,则B是氧气,G是一种紫红色金属单质,则G是铜,A是常见的气态氢化物,能与氧气反应生成C与F,C能与氧气反应生成D,则C为氧化物,F是水,D与水反应得到E,E能与Cu反应得到C,中学中N、S元素化合物符合转化关系,由于E的相对分子质量比D大17,可推知E为硝酸、D是NO2,则A是氨气,C是NO;
Ⅱ.B是能使带火星的木条复燃的无色、无味气体,则B为O2,E的相对分子质量比D的大18,则说明F为H2O,G是一种紫红色金属单质,则G为Cu,A是常见的气态氢化物,与氧气可反应生成C和水,C与氧气继续反应可生成D。D与水发生化合反应生成E,E与Cu反应可生成C,则A为H2S,C为SO2,D为SO3,E为H2SO4,据此分析解答。
【解析】(1)根据分析A是氨气,分子中H与N以共用电子对形成,属于共价化合物,其电子式为:;液氨气化时吸收热量,可做制冷剂;
(2)A是氨气,B是氧气,发生催化氧化生成水和NO,反应①的化学方程式为4NH3+5O26H2O+4NO,反应④为铜和稀硝酸的反应,反应的离子方程式为3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O,体现了硝酸的酸性和氧化性;
(3)根据分析C的化学式为SO2,反应④为铜和浓硫酸加热下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
(4)a.在I条件下,D是NO2,二氧化氮和水反应生成硝酸和NO,NO2不是酸性氧化物,故a错误;
b.在II条件下,D是SO3,E为H2SO4,反应③是三氧化硫和水反应生成硫酸,无元素化合价发生变化,不是氧化还原反应,故b错误;
c.在I条件下,C是NO,能被氧化为二氧化氮,继续与水反应生成硝酸,形成硝酸型酸雨,在II条件下,C为SO2,形成硫酸型酸雨,C均可导致酸雨的形成,故c正确;
d.在I条件下E为HNO3,在II条件下E为H2SO4,常温下浓硝酸、浓硫酸均具有强氧化性,能使铁发生钝化反应,均能用铁制容器盛放,故d正确;
故选cd。
19.(23-24高一下·山东威海·期末)元素周期表中的8种元素a、b、c、d、e、f、g、h,原子序数依次增大。
元素
有关描述
a
基态原子价电子排布为nsnnpn
b
最高价氧化物对应的水化物与其最简单氢化物反应可生成一种盐
c
电负性最强的元素
d
基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反
e
人体中含量最多的金属元素
f
基态原子3d轨道上有4个未成对电子
g
g2+的d轨道中有10个电子
h
单质在金属活动性顺序表中排在最末位
回答下列问题:
(1)同周期主族元素中第一电离能比b小的元素有 种。基态g2+的价电子排布式为 。
(2)b与c可形成化合物b2c2,分子中各原子均满足8电子稳定结构。b2c2的结构式为 (用元素符号表示,下同)。
(3)d与e形成的化合物的电子式为 。
(4)c和d可分别与氧形成氧化物Oc2和d2O,则Oc2的熔、沸点 (填“高于”或“低于”) d2O,原因是 。
(5)已知:两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键,小于1.7时,形成共价键。f、d两元素可形成化合物fd3,f、d的电负性分别为1.8和3.0,则推断fd3是 化合物(填“共价”或“离子”),设计一个简单的实验方案证明该推断 。
(6)g2+、h+分别与ab-形成配离子[g(ab)4]2-、[h(ab)2]-。工业上常用g的单质与[h(ab)2]-反应生成[g(ab)4]2-和h的单质,该反应的离子方程式为 。
【答案】(1)5 3d10
(2)F-N=N-F
(3)
(4)低于 OF2和Cl2O都是分子晶体,结构相似,Cl2O的相对分子质量大,Cl2O的熔、沸点高
(5)共价 测定FeCl3在熔融状态下能否导电,若导电则为离子化合物,反之则为共价化合物
(6)2[Au(CN)2]-+Zn=[Zn(CN)4]2-+2Au
【分析】s能级全充满电子数为2,则n=2,基态原子价电子排布为2s22p2,为6号元素,a为C元素,最高价氧化物对应的水化物与其最简单氢化物反应可生成一种盐即HNO3与NH3反应生成NH4NO3,b为N元素,电负性最强的元素是F,则c为F元素,基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反,则核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,则d为Cl元素,人体中含量最多的金属元素是Ca,e为Ca元素,基态原子3d轨道上有4个未成对电子,价电子排布式为3d64s2,则f为Fe元素,g2+的d轨道中有10个电子即3d10,原子核外电子数为2+8+18+2=30,g为Zn元素,单质在金属活动性顺序表中排在最末位是Au,则h为Au元素;
【解析】(1)b为N元素,同周期主族元素中第一电离能呈增大趋势,但IIA、VA比相邻的较大,比N元素的第一电离能大的有F,第二周期主族元素有7种,则比N小的元素有5种,g2+的d轨道中有10个电子,原子核外电子数为2+8+18+2=30,g为Zn元素,基态Zn2+的价电子排布式为3d10;
(2)N2F2分子中各原子均满足8电子稳定结构,则N2F2结构式为F—N=N—F;
(3)Cl与Ca形成的化合物CaCl2是离子化合价,钙离子和氯离子间存在离子键,电子式为;
(4)c为F元素、d为Cl元素,OF2和Cl2O都是分子晶体,结构相似,Cl2O的相对分子质量大,Cl2O的熔、沸点高,故OF2的熔、沸点低于Cl2O;
(5)Fe、Cl的电负性分别为1.8和3.0,电负性差值为3.0-1.8=1.2,小于1.7,形成共价键,根据已知则推断FeCl3是共价化合物,设计实验方案为:测定FeCl3在熔融状态下能否导电,若导电则为离子化合物,反之则为共价化合物;
(6)g为Zn元素,h为Au,a为C元素,b为N元素,工业上常用单质Zn与[Au(CN)2]-反应生成[Zn(CN)4]2和单质Au,该反应的离子方程式为:2[Au(CN)2]-+Zn=[Zn(CN)4]2-+2Au。
20.(23-24高一下·山东威海·期末)氮与其他元素可形成多种物质,回答下列问题:
(1)N与H、B可形成氨硼烷(结构式为),是一种新型储氢材料。H—N—H键角:NH3BH3 NH3(填“>”“<”或“=”),原因是 。
(2)氮与锂形成的一种晶体,是由LixN平面层(如图1所示)和非密置层的Li交替排列形成,LixN平面层的Li排列如石墨层中的C,N处于六元环的中心,则x= 。
(3)立方氮化硼属于原子晶体,其晶胞结构如图2所示。
①硼原子处于氮原子围成的 (填空间结构)空隙中;
②立方氮化硼晶胞沿体对角线的投影图为 (填序号,图中表示N原子的投影位置,表示B原子的投影位置) 。
(4)氮化钴属于立方晶系,经Li掺杂得催化剂X,经Cu掺杂得催化剂Y。
①X属于六方晶系,A点原子的分数坐标为(0,0,0),B点原子位于与其相邻的三个Co原子位置的中心,则B点原子的分数坐标为 ;
②Y属于立方晶系,晶胞参数为a nm。Y的化学式为 ;Co原子形成的空间构型为正八面体,则距离最近的2个Co原子核间距为 nm;Y晶体密度为ρ,则阿伏加德罗常数NA可表示为 (用含a、ρ的式子表示)。
【答案】(1)> 两者中心原子价层电子对均为4对均采取sp3杂化,而NH3中N有1对孤电子对,NH3BH3中N无孤电子对,孤电子对对成键电子对斥力大,形成键角小
(2)2
(3)正四面体 b
(4) CuCo3N
【解析】(1)该结构式中,N、B均连接四根共价键,因此N的价层电子对均为4对,采取sp3杂化,但没有孤电子对,而NH3的中心原子N原子的价层电子对数为,有一对孤电子对成键电子对排斥大键角更小,所以NH3BH3中H-N-H键角大于NH3中H-N-H键角,故答案为:>;两者中心原子价层电子对均为4对均采取sp3杂化,而NH3中N有1对孤电子对,NH3BH3中N无孤电子对,孤电子对对成键电子对斥力大,形成键角小。
(2)LixN平面层Li排列如石墨层中C,N处于六元环的中心,则Li的个数为,则N:Li=1:2,即x=2。
(3)①晶胞中每个B原子连接4个N原子,这4个N原子构成以B原子为体心的正四面体结构;
②立方氮化硼晶胞类似金刚石晶胞,金刚石结构类似甲烷空间构型的正四面体结构,沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图应为规则的正六边形,结合其晶胞图可知应是图b。
(4)
①X属于六方晶系,假设坐标为,根据图中信息可知, ,A点原子的分数坐标为(0,0,0),B点原子位于与其相邻的三个Co原子位置的中心,则点原子在xyz轴上的投影坐标分别为、、1,故分数坐标为;
②Y属于立方晶系,根据“均摊法”,晶胞中含个Cu、个Co、1个N,Y的化学式为:CuCo3N;
距离最近Co原子的核间距为面对角线的二分之,为;
根据题意可知,晶胞参数为a nm,Y晶体密度为,晶体密度为,可知。
21.(23-24高一下·山东青岛·期末)在冶金工业上,铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬等,其主要成分是铁、镁和铬的氧化物,还含有铝、碳、硅等元素。回答下列问题。
(1)基态Cr原子价电子排布式为 ;基态Mg原子核外电子的空间运动状态有 种。
(2)下列事实能证明失电子能力镁大于铝的是_______。
A.镁比铝核电荷数小,半径大,对核外电子的吸引力弱
B.能溶于NaOH,而不能溶
C.等物质的量的镁和铝失电子数:镁<铝
D.形状大小相同的镁片和铝片与等浓度的稀硫酸反应的剧烈程度:镁>铝
(3)为共价化合物,易发生二聚,写出二聚物的结构式 。
(4)铬能形成多种配合物。中提供孤电子对的原子是 ,已知配位体中键角约为107.3°,则中键角 107.3°(填“大于”“小于”或“等于”),原因为 。
(5)草酸亚铁晶体常用作照相显影剂,该晶体的单链结构如图所示。
①的配位数为 ,连接单链之间的作用力主要是
②铁氧化钾是检验的灵敏试剂,的电子式为 。已知物质磁性大小以磁矩表示,与未成对电子数之间的关系为(为未成对电子数)。测得的B.M(B.M为磁矩单位),则的杂化类型为 。
A. B. C. D.
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d44sl或[Ar]3d44sl 6
(2)ABD
(3)
(4)N、O、Cl 小于 P的电负性比N小,且其半径达,则导致中共价键之间的斥力较小
(5)6 氢键 D
【解析】(1)Cr的原子序数为24,其基态原子电子排布式为:1s22s22p63s23p63d44sl或[Ar]3d44sl;Mg为12号元素,其电子排布式为:1s22s22p63s2,核外电子的空间运动状态有1+1+3+1=6种;
(2)A.镁原子比铝原子半径大,最外层电子数多少,原子核对最外层电子的吸引力小,因此失电子能力镁大于铝,A正确;
B.能溶于NaOH,而不能溶,说明Mg的金属性强,容易失去电子,B正确;
C.失电子多少不能证明失电子能力的强弱,C错误;
D.形状大小相同的镁片和铝片与等浓度的稀硫酸反应的剧烈程度:镁>铝,说明镁的金属性强,容易失去电子,D正确;
故选ABD;
(3)
二聚物中Cl的孤对电子和Al形成配位键结构简式为:;
(4)根据配合物的结构可知,中三价铬离子提供空轨道,N、O、Cl提供孤对电子与三价铬离子形成配位键;P的电负性比N小,且其半径达,则导致中共价键之间的斥力较小,键角小于107.3°;
(5)①根据草酸亚铁晶体结构可知,的配位数为6;连接单链之间的作用力主要是氢键;
②的电子式为;中Fe的配位键有6个,则的杂化类型为,故选D。
22.(23-24高一下·山东青岛·期末)铁的配合物呈现不同的颜色,可用于离子检验。、、、、邻二氮菲等微粒则是常见的配体。某同学为探究铁的配合物及转化,进行如下实验:
已知:①在水中易水解生成而显黄色,在酸性溶液中的水解程度很弱;
②为浅紫色、为黄色、为红色、为无色。
回答下列问题。
(1)基态Cl原子的价电子轨道表示式为 。
(2)处于激发态的粒子能够发射光谱。下列状态的铁原子或离子中,能用原子发射光谱捕捉以鉴别铁元素的是_______(填标号)。
A. B. C. D.
(3)为了能更好的观察到溶液1中的浅紫色,可向该溶液中加入_______(填标号)。
A.HCl B. C. D.NaOH
(4)含有键的物质的量为 mol。相同条件下,的配位能力 (填“强于”或“弱于”),能说明这一结论的现象为 。若向溶液3中加入足量的KSCN固体,溶液再次变为红色,则说明影响离子配位能力的因素有 。
(5)可与邻二氮菲形成稳定的橙红色的配合物,邻二氮菲结构如图。邻二氨菲中N原子的价层孤电子对占据 轨道。
【答案】(1)
(2)BD
(3)C
(4)18 强于 步骤③加入NaF溶液后,溶液呈无色 与溶液的酸碱性和配体种类有关
(5)sp2杂化轨道
【解析】(1)基态Cl原子的价电子为3s23p5,轨道表示式为;
(2)A. 为基态铁原子;B. 为Fe3+的基态中一个3d轨道电子激发到4s轨道; C. 为Fe2+的基态;D. 为Fe2+的基态中一个3d轨道电子激发到4s轨道,答案选BD;
(3)为了观察到浅紫色,需要除去红褐色,即抑制铁离子的水解,所以可向溶液中加稀硝酸,加稀盐酸会生成黄色的,加入水会促进水解,加入氢氧化钠会产生氢氧化铁沉淀,故加入HNO3;
(4)中有2个键,配位键也是键,含有键的物质的量为18mol。相同条件下,根据题目实验现象,步骤①加水溶解硝酸铁晶体形成配合物,在步骤②中加入HSCN后显红色,说明形成,SCN-配位能力强于H2O;步骤③加入NaF溶液后,溶液呈无色,形成,故F-的配位能力强于SCN-;不同配体的配位能力不同,根据步骤①,加入水溶液硝酸铁后,形成配合物,但加入硝酸会形成,故配合物形成与溶液的酸碱性和配体种类有关。
(5)邻二氮菲为平面结构,N采用sp2杂化,环上N原子2个sp2杂化轨道上电子形成键,1个p轨道电子形成π键,另外一个sp2杂化轨道上有一对孤对电子,形成配位键,故N原子的孤对电子占据一个sp2杂化轨道。
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