培优 易错 难题元素周期律辅导专题训练及详细答案

培优 易错 难题元素周期律辅导专题训练及详细答案

一、元素周期律练习题（含详细答案解析）

1．Ⅰ.某化合物A由两种元素组成，可以发生如下的转化。

已知：标准状况下，气体B的密度是氢气的8倍。请回答：

（1）组成A的元素有_________，A的化学式是_________

（2）请写出A与NaOH溶液反应的化学方程式_________

（3）A可用于金属的冶炼，请写出A与Fe2O3的化学反应方程式_________

Ⅱ.某实验小组做了如下实验：

请回答：

（1）写出硬质管中发生反应的化学方程式：_________

（2）有同学认为乙醇的催化氧化反应产物中含有乙酸，请设计实验检验产物成分：_____。

【答案】Al、C Al4C3 Al4C3+4NaOH+4H2O=3CH4↑+4NaAlO2

Al4C3+4Fe2O3=2Al2O3+8Fe+3CO2↑ CH3CH2OH+CuO=CH3CHO+Cu+H2O 将产生的气体分别通入两份新制氢氧化铜悬浊液中，标为A、B，对B进行加热，若A沉淀溶解，B出现砖红色沉淀，则既有乙酸也有乙醛；若A沉淀溶解，B无砖红色沉淀，则只有乙酸；若A沉淀不溶解，B出现砖红色沉淀，则只有乙醛

【解析】

【分析】

Ⅰ.已知标准状况下，气体B的密度是氢气的8倍，则气体B的摩尔质量为16g/mol，应为CH4气体，则A中含有C元素，同时A能与氢氧化钠溶液反应，则A中含有Al元素，A为Al4C3，C为NaAlO2，NaAlO2溶液中通入过量二氧化碳得到D为氢氧化铝固体，进一步灼烧得到E为氧化铝，据此分析解答；

Ⅱ.(1)乙醇被CuO氧化，反应生成乙醛、铜单质和水；

(2)根据乙酸和乙醛与新制氢氧化铜悬浊液反应现象的不同分析比较。

【详解】

Ⅰ. (1)由以上分析知，组成A的元素有Al、C，A的化学式是Al4C3，故答案为：Al、C；Al4C3；

(2)Al4C3与NaOH溶液反应生成CH4和4NaAlO2，故反应的化学方程式为Al4C3+4NaOH+4H2O=3CH4↑+4NaAlO2；

(3)Al4C3可用于金属的冶炼，其与Fe2O3反应生成Al2O3、Fe和CO2，故反应的化学反应方程式为Al4C3+4Fe2O3=2Al2O3+8Fe+3CO2↑； Ⅱ.(1)乙醇被CuO氧化，反应生成乙醛、铜单质和水，反应的化学方程式为CH3CH2OH+CuO=CH3CHO+Cu+H2O；

(2)根据乙酸和乙醛性质的区别，可将产生的气体分别通入两份新制氢氧化铜悬浊液中，标为A、B，对B进行加热，若A沉淀溶解，B出现砖红色沉淀，则既有乙酸也有乙醛；若A沉淀溶解，B无砖红色沉淀，则只有乙酸；若A沉淀不溶解，B出现砖红色沉淀，则只有乙醛。

2．根据下表回答问题：

（1）元素⑦在周期表中的位置是___。

（2）元素①和⑤的原子序数相差___。

（3）写出元素⑤的最高价氧化物对应的水化物与元素⑧形成的单质反应的化学方程式___。

（4）写出元素③形成的不同化合价的化合物的化学式(写出四个)___，其中能与元素⑥形成的单质反应的化学方程式为___。

【答案】第3周期第ⅣA族 10 2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O NH3、NO、NO2、HNO3

Al+4HNO3=Al(NO3)3+NO↑+2H2O

【解析】

【分析】

元素⑤是钠，其最高价为+1，所以最高价氧化物对应的水化物为NaOH；③为N，其常见化合价为-3、+2、+4、+5等。

【详解】

(1)由图可知元素⑦在周期表中的位置是第3周期第IVA族。

(2)元素①和⑤的原子序数分别为1和11。

(3)元素⑤的最高价氧化物对应的水化物是NaOH，元素⑧形成的单质是Cl2，所以反应为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O。

(4) ③为N，其常见化合价为-3、+2、+4、+5等，形成的不同化合价的化合物的化学式为NH3、NO、NO2、HNO3等。

(5)元素⑥是Al，HNO3与Al反应，Al+4HNO3=Al(NO3)3+NO↑+2H2O。

3．煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如图所示：

(1)②中NH3参与反应的化学方程式为_______。

(2)焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶()，其分子中相邻的C和N原子相比，N原子吸引电子能力更___________(填“强”或“弱”)，从原子结构角度解释原因：________。

(3)工业合成氨是人工固氮的重要方法。2007年化学家格哈德·埃特尔证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意如图：

下列说法正确的是________(选填字母)。

a. 图①表示N2、H2分子中均是单键

b. 图②→图③需要吸收能量

c. 该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成

(4)已知：N2(g) ＋ O2(g) = 2NO(g) ΔH = a kJ·mol-1

N2(g) ＋ 3H2(g) = 2NH3(g) ΔH = b kJ·mol-1

2H2(g) ＋ O2(g) = 2H2O(l) ΔH = c kJ·mol-1

反应后恢复至常温常压，①中NH3参与反应的热化学方程式为________。

(5)用间接电化学法除去NO的过程，如图所示：

①已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间，写出阴极的电极反应式：________。

②用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：__________。

【答案】4NH3+5O2催化剂Δ4NO+6H2O 强 C和N原子在同一周期(或电子层数相同)，N原子核电荷数更大，原子半径更小，原子核对外层电子的吸引力更强 bc 4NH3(g) + 6NO(g) =

5N2(g) + 6H2O(l) ΔH = (3c-3a-2b) kJ·mol-1 2HSO3- + 2e- + 2H+ = S2O42- + 2H2O 2NO + 2S2O42-

+2H2O = N2 + 4HSO3-

【解析】

【分析】

【详解】

(1)氨气在催化剂条件下与氧气反应生成一氧化氮和水，为重要的工业反应，反应的化学方程式为4NH3+5O2催化剂Δ4NO+6H2O；

(2)由于C和N原子在同一周期(或电子层数相同)，N原子核电荷数更大，原子半径更小，原子核对外层电子的吸引力更强，所以N原子吸引电子能力更强；

(3)a．氮气中两个氮原子之间为三键，故a错误；

b．分析题中图可以知道，图②表示N2、H2被吸附在催化剂表面，而图③表示在催化剂表面，N2、H2中化学键断裂，断键吸收能量，所以图②→图③需要吸收能量，故b正确；

c．在化学变化中，氮分子和氢分子在催化剂的作用下断裂成氢原子和氮原子，发生化学键的断裂，然后原子又重新组合成新的分子，形成新的化学键，所以该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成，故c正确；

答案选bc。

(4)①中NH3参与的反应为：4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(l)；

已知：N2(g) ＋ O2(g) = 2NO(g) ΔH = a kJ·mol-1 i；

N2(g) ＋ 3H2(g) = 2NH3(g) ΔH = b kJ·mol-1 ii；

2H2(g) ＋ O2(g) = 2H2O(l) ΔH = c kJ·mol-1 iii；

根据盖斯定律iii×3- i×3-ii×2可得4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(l) ΔH=(3c-3a-2b)kJ·mol-1；

(5)①阴极发生还原反应，据图可知亚硫酸氢根离子得电子被还原生成S2O42-，电解质溶液显弱酸性，所以电极反应式为：2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O；

②据图可知S2O42-与一氧化氮发生氧化还原反应，生成氮气和亚硫酸氢根，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为：2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-。

4．下表是元素周期表的一部分，回答相关的问题。

（1）写出④的元素符号__。

（2）在这些元素中，最活泼的金属元素与水反应的离子方程式：__。

（3）在这些元素中，最高价氧化物的水化物酸性最强的是__(填相应化学式，下同)，碱性最强的是__。

（4）这些元素中(除⑨外)，原子半径最小的是__(填元素符号，下同)，原子半径最大的是__。

（5）②的单质与③的最高价氧化物的水化物的溶液反应，其产物之一是OX2，(O、X分别表示氧和②的元素符号，即OX2代表该化学式)，该反应的离子方程式为(方程式中用具体元素符号表示)__。

（6）⑦的低价氧化物通入足量Ba(NO3)2溶液中的离子方程式__。

【答案】Mg 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ HClO4 NaOH F Na 2F2+2OH-=OF2+2F-+H2O 3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+

【解析】

【分析】

根据元素在元素周期表正的位置可以得出，①为N元素，②为F元素，③为Na元素，④为Mg元素，⑤为Al元素，⑥Si元素，⑦为S元素，⑧为Cl元素，⑨为Ar元素，据此分析。

【详解】

（1）④为Mg元素，则④的元素符号为Mg；

（2）这些元素中最活泼的金属元素为Na，Na与水发生的反应的离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑；

（3）这些元素中非金属性最强的是Cl元素，则最高价氧化物对应的水化物为HClO4，这些元素中金属性最强的元素是Na元素，则最高价氧化物对应的水化物为NaOH；

（4）根据元素半径大小比较规律，同一周期原子半径随原子序数的增大而减小，同一主族原子半径随原子序数的增大而增大，可以做得出，原子半径最小的是F元素，原子半径最大的是Na元素；

（5）F2与NaOH反应生成OF2，离子方程式为2F2+2OH-=OF2+2F-+H2O；

（6）⑦为S元素，⑦的低价氧化物为SO2，SO2在Ba(NO3)2溶液中发生氧化还原反应，SO2变成SO42-，NO3-变成NO，方程式为3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+。

5．Ⅰ.在146C、147N、168O、3517Cl、23592U、23892U中：

（1）___和_____的质量数相等，但不能互称为同位素。

（2）___和____的中子数相等，但质子数不相等，所以不是同一种元素。以上所列共有______种元素。

Ⅱ.物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个基本视角。

（3）Y的分子式为________。

（4）图中X的电子式为；其水溶液长期在空气中放置容易变浑浊，原因是________(用化学方程式表示)；该变化体现出：S非金属性比O____(填“强”或“弱”)。用原子结构解释原因：同主族元素从上到下，__________，得电子能力逐渐减弱。

（5）Z与图表中某物质反应生成SO2的化学方程式是______________________。