2020-2021化学一模试题分类汇编——原子结构与元素周期表综合含答案解析
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2020-2021备战高考化学一模试题分类汇编——原子结构与元素周期表综合附答案一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析)1.磷化铝(AlP )和磷化氢(PH 3)都是粮食储备常用的高效熏蒸杀虫剂。
(1)磷元素在元素周期表中的位置:________________。
AlP 遇水蒸气会发生反应放出PH 3气体,该反应的另一种产物的化学式为________。
(2)PH 3具有强还原性,能与CuSO 4溶液反应,配平该反应的化学方程式:________CuSO 4+_____PH 3+_____H 2O =_____Cu 3P ↓+_____H 3PO 4+_____H 2SO 4(3)工业制备PH 3的流程如图所示。
①次磷酸属于________元酸。
②白磷和烧碱溶液反应的化学方程式为:____________________________________。
③若起始时有1 mol P 4参加反应,则整个工业流程中共生成________mol PH 3。
(不考虑产物的损失)【答案】第3周期第VA 族 Al (OH )3 24 11 12 8 3 24 1 P 4 + 3NaOH + 3H 2O =PH 3↑+ 3NaH 2PO 2 2.5【解析】【分析】(1)原子结构中电子层数等于周期数,最外层电子数等于族序数,AlP 遇水蒸气会发生反应放出PH 3气体,根据元素守恒确定该反应的另一种产物的化学式;(2)配平化学方程式,就是通过在各物质的化学式前面添加系数,使反应中每种原子个数在反应前后相等的过程,但对于复杂的化学反应通常通过观察,找出变化的特点或规律,常使用化合价来配平,保证化合价升高与降低的数相等即可;(3)①根据物质电离出的氢离子数目确定酸的元数;②根据图示信息:白磷和烧碱溶液反应生成PH 3、NaH 2PO 2,据此书写方程式; ③根据发生反应的过程寻找关系式,进行计算即可。
【详解】(1)P 处于第3周期ⅤA 族,AlP 遇水蒸气会发生反应放出PH 3气体,根据元素守恒,确定该反应的另一种产物是Al (OH )3,故答案为:第3周期第VA 族;Al (OH )3;(2)该方程式中Cu 价态由+2下降为+1,P 价态由-3升高为+5,为保证化合价升降数相等,Cu 3P 与H 3PO 4计量数分别为8、3,CuSO 4的系数是24,H 2SO 4系数是24,根据元素守恒,得到:4323342424CuSO +11PH +12H O=8Cu P +3H PO +24H SO ,故答案为:24,11,12,8,3,24;(3)①根据氢氧化钠过量时只能生成NaH 2PO 2可知次磷酸只能电离出1个氢离子,因此次磷酸属于一元酸,故答案为:1;②根据图示信息:白磷和烧碱溶液反应生成PH 3、NaH 2PO 2,方程式为:42322P + 3NaOH + 3H O = PH + 3NaH PO ↑;故答案为:42322P + 3NaOH + 3H O = PH + 3NaH PO ↑;③P 4+3NaOH +3H 2O =PH 3↑+3NaH 2PO 2;2H 3PO 2=PH 3↑+H 3PO 4,即P 4~2.5PH 3,若起始时有1molP 4参加反应,则整个工业流程中共生成2.5molPH 3;故答案为:2.5。
2020-2021高考化学压轴题专题原子结构与元素周期表的经典综合题及详细答案一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析)1.为探究乙烯与溴的加成反应,甲同学设计并进行如下实验:先取一定量的工业用乙烯气体(在储气瓶中),使气体通入溴水中,发现溶液褪色,即证明乙烯与溴水发生了加成反应;乙同学发现在甲同学的实验中,褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质,推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性气体杂质,由此他提出必须先除去杂质,再让乙烯与溴水反应。
请回答下列问题:(1)甲同学设计的实验________(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴发生了加成反应,其理由是________(填序号)。
①使溴水褪色的反应不一定是加成反应②使溴水褪色的反应就是加成反应③使溴水褪色的物质不一定是乙烯④使溴水褪色的物质就是乙烯(2)乙同学推测此乙烯中一定含有的一种杂质气体是________,它与溴水反应的化学方程式是________________。
在实验前必须全部除去,除去该杂质的试剂可用________。
(3)为验证乙烯与溴发生的反应是加成反应而不是取代反应,丙同学提出可用pH 试纸来测试反应后溶液的酸性,理由是_____________________________________________________________________________。
【答案】不能 ①③ 2H S 22H S Br 2HBr S ++↓ NaOH 溶液(答案合理即可) 若乙烯与2Br 发生取代反应,必定生成HBr ,溶液的酸性会明显增强,若乙烯与2Br 发生加成反应,则生成22CH BrCH Br ,溶液的酸性变化不大,故可用pH 试纸予以验证【解析】【分析】根据乙同学发现在甲同学的实验中,褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质,推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性气体杂质,该淡黄色的浑浊物质应该是具有还原性的硫化氢与溴水发生氧化还原反应生成的硫单质,反应方程式为22H S Br 2HBr S =++↓,据此分析解答。
2020-2021高考化学原子结构与元素周期表综合练习题及答案一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析)1.南京理工教授制出了一种新的全氮阴离子盐—AgN5,目前已经合成出钠、锰、铁、钴、镍、镁等几种金属的全氮阴离子盐。
(1)基态Mn2+的价电子排布式为____;银与铜位于同一族,银元素位于元素周期表的___区。
(2)[Mg(H2O)6]2+[(N5)2(H2O)4]2-的晶体的部分结构如图1所示:N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示:元素I1/kJ∙mol-1I2/kJ∙mol-1I3/kJ∙mol-1X737.71450.77732.7Y1313.93388.35300.5Z1402.32856.04578.1①X、Y、Z中为N元素的是____,判断理由是__________。
②从作用力类型看,Mg2+与H2O之间是________、N5与H2O之间是________。
③N5-为平面正五边形,N原子的杂化类型是_______。
科学家预测将来还会制出含N4-、N6-等平面环状结构离子的盐,这一类离子中都存在大π键,可用符号πnm表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π66),则N4-中的大π键应表示为_________。
(3)AgN5的立方晶胞结构如图2所示,Ag+周围距离最近的Ag+有_______个。
若晶体中紧邻的N5-与Ag+的平均距离为a nm,N A表示阿伏加德罗常数的值,则AgN5的密度可表示为_____g∙cm-3(用含a、N A的代数式表示)。
【答案】3d5 ds Z X最外层为2个电子,X为镁;N的2p轨道处于半充满的稳定状态,其失去第一个电子较难,I1较大,则Z为氮元素配位键氢键 sp254π 12223A8.910 N a⨯⨯【分析】(1)根据构造原理书写出25号Mn 元素的原子核外电子排布式,Mn 原子失去最外层2个电子得到Mn 2+;根据原子结构与元素在周期表的位置确定Ag 在周期表所属区域;(2)①根据元素的电离能大小结合原子结构确定X 、Y 、Z 三种元素,然后判断哪种元素是N 元素;②根据图示,判断晶体中阳离子、阴离子中含有的作用力类型;③结合N 5-为平面正五边形结构,结合原子杂化类型与微粒构型关系分析判断,结合微粒的原子结构分析大π键的形成;(3)根据晶胞中离子的相对位置判断Ag +的配位数,利用均摊方法计算1个晶胞中含有的AgN 5的个数,结合ρ=m V 计算密度大小。
2020-2021高考化学原子结构与元素周期表的综合题试题含详细答案一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析)1.磷化铝(AlP )和磷化氢(PH 3)都是粮食储备常用的高效熏蒸杀虫剂。
(1)磷元素在元素周期表中的位置:________________。
AlP 遇水蒸气会发生反应放出PH 3气体,该反应的另一种产物的化学式为________。
(2)PH 3具有强还原性,能与CuSO 4溶液反应,配平该反应的化学方程式:________CuSO 4+_____PH 3+_____H 2O =_____Cu 3P ↓+_____H 3PO 4+_____H 2SO 4(3)工业制备PH 3的流程如图所示。
①次磷酸属于________元酸。
②白磷和烧碱溶液反应的化学方程式为:____________________________________。
③若起始时有1 mol P 4参加反应,则整个工业流程中共生成________mol PH 3。
(不考虑产物的损失)【答案】第3周期第VA 族 Al (OH )3 24 11 12 8 3 24 1 P 4 + 3NaOH + 3H 2O =PH 3↑+ 3NaH 2PO 2 2.5【解析】【分析】(1)原子结构中电子层数等于周期数,最外层电子数等于族序数,AlP 遇水蒸气会发生反应放出PH 3气体,根据元素守恒确定该反应的另一种产物的化学式;(2)配平化学方程式,就是通过在各物质的化学式前面添加系数,使反应中每种原子个数在反应前后相等的过程,但对于复杂的化学反应通常通过观察,找出变化的特点或规律,常使用化合价来配平,保证化合价升高与降低的数相等即可;(3)①根据物质电离出的氢离子数目确定酸的元数;②根据图示信息:白磷和烧碱溶液反应生成PH 3、NaH 2PO 2,据此书写方程式; ③根据发生反应的过程寻找关系式,进行计算即可。
【详解】(1)P 处于第3周期ⅤA 族,AlP 遇水蒸气会发生反应放出PH 3气体,根据元素守恒,确定该反应的另一种产物是Al (OH )3,故答案为:第3周期第VA 族;Al (OH )3;(2)该方程式中Cu 价态由+2下降为+1,P 价态由-3升高为+5,为保证化合价升降数相等,Cu 3P 与H 3PO 4计量数分别为8、3,CuSO 4的系数是24,H 2SO 4系数是24,根据元素守恒,得到:4323342424CuSO +11PH +12H O=8Cu P +3H PO +24H SO ,故答案为:24,11,12,8,3,24;(3)①根据氢氧化钠过量时只能生成NaH 2PO 2可知次磷酸只能电离出1个氢离子,因此次磷酸属于一元酸,故答案为:1;②根据图示信息:白磷和烧碱溶液反应生成PH 3、NaH 2PO 2,方程式为:42322P + 3NaOH + 3H O = PH + 3NaH PO ↑;故答案为:42322P + 3NaOH + 3H O = PH + 3NaH PO ↑;③P 4+3NaOH +3H 2O =PH 3↑+3NaH 2PO 2;2H 3PO 2=PH 3↑+H 3PO 4,即P 4~2.5PH 3,若起始时有1molP 4参加反应,则整个工业流程中共生成2.5molPH 3;故答案为:2.5。
2020-2021高考化学压轴题专题复习—原子结构与元素周期表的综合附答案一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析)1.锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。
回答下列问题:(1)Zn 原子核外电子排布式为__________洪特规则内容_____________泡利不相容原理内容______________________(2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn 和Cu 组成。
第一电离能I 1(Zn)__________I 1(Cu)(填“大于”或“小于”)。
原因是__________(3)ZnF 2具有较高的熔点(872℃ ),其化学键类型是__________;ZnF 2不溶于有机溶剂而ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是__________(4)金属Zn 晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为__________,配位数为____六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为N A ,Zn 的密度为__________g·cm -3(列出计算式)。
【答案】1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2或[Ar ]3d 104s 2 原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时,电子尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,这样整个原子的能量最低 每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子 大于 Zn 核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子 离子键 ZnF 2为离子化合物,ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2的化学键以共价键为主、极性较小 六方最密堆积(A 3型2A 3N 6a c ⨯⨯⨯ 【解析】【分析】【详解】(1)Zn 原子核外有30个电子,分别分布在1s 、2s 、2p 、3s 、3p 、3d 、4s 能级上,其核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2或[Ar]3d 104s 2,洪特规则是指原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时,电子尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,这样整个原子的能量最低,而泡利原理是指每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子,故答案为:1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2或[Ar]3d 104s 2;原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时,电子尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,这样整个原子的能量最低;每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子;(2)轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定,失去电子需要的能量较大,Zn 原子轨道中电子处于全满状态,Cu 失去一个电子内层电子达到全充满稳定状态,所以Cu 较Zn 易失电子,则第一电离能Cu <Zn ,故答案为:大于;Zn 核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子;(3)离子晶体熔沸点较高,熔沸点较高ZnF 2,为离子晶体,离子晶体中含有离子键;根据相似相溶原理知,极性分子的溶质易溶于极性分子的溶剂,ZnF 2属于离子化合物而ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2为共价化合物,ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2分子极性较小,乙醇、乙醚等有机溶剂属于分子晶体极性较小,所以互溶,故答案为:离子键;ZnF 2为离子化合物,ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2的化学键以共价键为主,极性较小;(4)金属锌的这种堆积方式称为六方最密堆积,Zn 原子的配位数为12,该晶胞中Zn 原子个数=12×16+2×12+3=6,六棱柱底边边长为acm ,高为ccm ,六棱柱体积=[(6×23a )×3×c]cm 3,晶胞密度=2A m V 3N 6a c =⨯⨯⨯,故答案为:六方最密堆积(A 3型);12;2A 3N 6a c ⨯⨯⨯。
2020-2021高考化学原子结构与元素周期表综合题及答案一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析)1.完成下列问题:(1)氮和磷氢化物热稳定性的比较:NH3______PH3(填“>”或“<”)。
(2)PH3和NH3与卤化氢的反应相似,产物的结构和性质也相似。
下列对PH3与HI反应产物的推断正确的是_________(填序号)。
a.不能与NaOH反应 b.含离子键、共价键 c.受热可分解(3)已知H2与O2反应放热,断开1 mol H-H键、1 mol O=O键、1 mol O-H键所需要吸收的能量分别为Q1 kJ、Q2 kJ、Q3 kJ,由此可以推知下列关系正确的是______。
①Q1+Q2>Q3②2Q1+Q2<4Q3③2Q1+Q2<2Q3(4)高铁电池总反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,写出电池的正极反应:__________,负极反应 ________________。
【答案】> bc ② FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH- Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2【解析】【分析】(1)根据元素的非金属性越强,其相应的简单氢化物越稳定分析;(2)PH3与HI反应产生PH4I,相当于铵盐,具有铵盐的性质;(3)根据旧键断裂吸收的能量减去新键生成释放的能量的差值即为反应热,结合燃烧反应为放热反应分析解答;(4)根据在原电池中,负极失去电子发生氧化反应,正极上得到电子发生还原反应,结合物质中元素化合价及溶液酸碱性书写电极反应式。
【详解】(1)由于元素的非金属性:N>P,所以简单氢化物的稳定性:NH3>PH3;(2) a.铵盐都能与NaOH发生复分解反应,所以PH4I也能与NaOH发生反应,a错误;b.铵盐中含有离子键和极性共价键,所以PH4I也含离子键、共价键,b正确;c.铵盐不稳定,受热以分解,故PH4I受热也会发生分解反应,c正确;故合理选项是bc;(3)1 mol H2O中含2 mol H-O键,断开1 mol H-H、1 mol O=O、1 mol O-H键需吸收的能量分别为Q1、Q2、Q3 kJ,则形成1 mol O-H键放出Q3 kJ热量,对于反应H2(g)+12O2(g)=H2O(g),断开1 mol H-H键和12mol O=O键所吸收的能量(Q1+12Q2) kJ,生成2 mol H-O新键释放的能量为2Q3 kJ,由于该反应是放热反应,所以2Q3-(Q1+12Q2)>0,2Q1+Q2<4Q3,故合理选项是②;(4)在原电池中负极失去电子发生氧化反应,正极上得到电子发生还原反应。
2020-2021高考化学原子结构与元素周期表的综合复习一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析)1.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+。
2020-2021化学一模试题分类汇编——原子结构与元素周期表综合附详细答案一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析)1.著名化学家徐光宪在稀土化学等领域取得了卓越成就,被誉为“稀土界的袁隆平”。
稀土元素包括钪、钇和镧系元素。
请回答下列问题:(1)写出基态二价钪离子(Sc2+)的核外电子排布式____,其中电子占据的轨道数为 ____。
(2)在用重量法测定镧系元素和使镧系元素分离时,总是使之先转换成草酸盐,然后经过灼烧而得其氧化物,如2LnCl3+3H2C2O4+nH2O=Ln2(C2O4)3∙nH2O+6HCl。
①H2C2O4中碳原子的杂化轨道类型为____;1 mol H2C2O4分子中含σ键和π键的数目之比为 ___。
②H2O的VSEPR模型为 ___;写出与H2O互为等电子体的一种阴离子的化学式_______。
③HCI和H2O可以形成相对稳定的水合氢离子盐晶体,如HCl∙2H2O,HCl∙2H2O中含有H5O2+,结构为,在该离子中,存在的作用力有___________a.配位键b.极性键c.非极性键d.离子键e.金属键 f氢键 g.范德华力h.π键i.σ键(3)表中列出了核电荷数为21~25的元素的最高正化合价:元素名称钪钛钒铬锰元素符号Sc Ti V Cr Mn核电荷数2122232425最高正价+3+4+5+6+7对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价,你发现的规律是___________(4)PrO2(二氧化镨)的晶胞结构与CaF2相似,晶胞中Pr(镨)原子位于面心和顶点。
假设相距最近的Pr原子与O原子之间的距离为a pm,则该晶体的密度为_____g∙cm-3(用N A表示阿伏加德罗常数的值,不必计算出结果)。
【答案】1s22s22p63s23p63d1 10 sp2杂化 7:2 四面体形 NH2- abfi 五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层s电子和次高能层d电子数目之和()3-10A4141+16234a103N⨯⨯⎛⎫⨯⨯⎪⎝⎭【解析】 【分析】(1)Sc(钪)为21号元素,1s 22s 22p 63s 23p 63d 14s 2,据此写出基态Sc 2+核外电子排布式;s 、p 、d 能级分别含有1、3、5个轨道,基态Sc 2+的核外电子3d 轨道只占了一个轨道,据此计算Sc 2+占据的轨道数;(2)①根据杂化轨道理论进行分析;根据共价键的类型结合该分子的结构进行分析计算; ②根据价层电子对互斥理论分析H 2O 的分子空间构型;等电子体是原子数相同,电子数也相同的物质,据此写出与之为等电子体的阴离子; ③HCl ∙2H 2O 中含有H 5O 2+,结构为,据此分析该粒子存在的作用力;(3)根据表中数据,分别写出Sc 、Ti 、V 、Cr 、Mn 的外围电子排布式为:3d 14s 2、3d 24s 2、3d 34s 2、3d 54s 1、3d 54s 2,则有五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层s 电子和次高能层d 电子数目之和;(4)根据均摊法进行计算该晶胞中所含粒子的数目,根据密度=mV进行计算。
2020-2021高考化学一模试题分类汇编——原子结构与元素周期表综合含详细答案一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析)1.南京理工教授制出了一种新的全氮阴离子盐—AgN5,目前已经合成出钠、锰、铁、钴、镍、镁等几种金属的全氮阴离子盐。
(1)基态Mn2+的价电子排布式为____;银与铜位于同一族,银元素位于元素周期表的___区。
(2)[Mg(H2O)6]2+[(N5)2(H2O)4]2-的晶体的部分结构如图1所示:N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示:元素I1/kJ∙mol-1I2/kJ∙mol-1I3/kJ∙mol-1X737.71450.77732.7Y1313.93388.35300.5Z1402.32856.04578.1①X、Y、Z中为N元素的是____,判断理由是__________。
②从作用力类型看,Mg2+与H2O之间是________、N5与H2O之间是________。
③N5-为平面正五边形,N原子的杂化类型是_______。
科学家预测将来还会制出含N4-、N6-表示,其中m代表等平面环状结构离子的盐,这一类离子中都存在大π键,可用符号πnm参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π66),则N4-中的大π键应表示为_________。
(3)AgN5的立方晶胞结构如图2所示,Ag+周围距离最近的Ag+有_______个。
若晶体中紧邻的N5-与Ag+的平均距离为a nm,N A表示阿伏加德罗常数的值,则AgN5的密度可表示为_____g∙cm-3(用含a、N A的代数式表示)。
【答案】3d5 ds Z X最外层为2个电子,X为镁;N的2p轨道处于半充满的稳定状态,其失去第一个电子较难,I1较大,则Z为氮元素配位键氢键 sp254π 12223A8.910 N a⨯⨯【解析】【分析】(1)根据构造原理书写出25号Mn元素的原子核外电子排布式,Mn原子失去最外层2个电子得到Mn2+;根据原子结构与元素在周期表的位置确定Ag在周期表所属区域;(2)①根据元素的电离能大小结合原子结构确定X、Y、Z三种元素,然后判断哪种元素是N 元素;②根据图示,判断晶体中阳离子、阴离子中含有的作用力类型;③结合N5-为平面正五边形结构,结合原子杂化类型与微粒构型关系分析判断,结合微粒的原子结构分析大π键的形成;(3)根据晶胞中离子的相对位置判断Ag+的配位数,利用均摊方法计算1个晶胞中含有的AgN5的个数,结合ρ=mV计算密度大小。
2020-2021高考化学原子结构与元素周期表综合练习题及详细答案一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析)1.完成下列问题:(1)氮和磷氢化物热稳定性的比较:NH3______PH3(填“>”或“<”)。
(2)PH3和NH3与卤化氢的反应相似,产物的结构和性质也相似。
下列对PH3与HI反应产物的推断正确的是_________(填序号)。
a.不能与NaOH反应 b.含离子键、共价键 c.受热可分解(3)已知H2与O2反应放热,断开1 mol H-H键、1 mol O=O键、1 mol O-H键所需要吸收的能量分别为Q1 kJ、Q2 kJ、Q3 kJ,由此可以推知下列关系正确的是______。
①Q1+Q2>Q3②2Q1+Q2<4Q3③2Q1+Q2<2Q3(4)高铁电池总反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,写出电池的正极反应:__________,负极反应 ________________。
【答案】> bc ② FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH- Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2【解析】【分析】(1)根据元素的非金属性越强,其相应的简单氢化物越稳定分析;(2)PH3与HI反应产生PH4I,相当于铵盐,具有铵盐的性质;(3)根据旧键断裂吸收的能量减去新键生成释放的能量的差值即为反应热,结合燃烧反应为放热反应分析解答;(4)根据在原电池中,负极失去电子发生氧化反应,正极上得到电子发生还原反应,结合物质中元素化合价及溶液酸碱性书写电极反应式。
【详解】(1)由于元素的非金属性:N>P,所以简单氢化物的稳定性:NH3>PH3;(2) a.铵盐都能与NaOH发生复分解反应,所以PH4I也能与NaOH发生反应,a错误;b.铵盐中含有离子键和极性共价键,所以PH4I也含离子键、共价键,b正确;c.铵盐不稳定,受热以分解,故PH4I受热也会发生分解反应,c正确;故合理选项是bc;(3)1 mol H2O中含2 mol H-O键,断开1 mol H-H、1 mol O=O、1 mol O-H键需吸收的能量分别为Q1、Q2、Q3 kJ,则形成1 mol O-H键放出Q3 kJ热量,对于反应H2(g)+12O2(g)=H2O(g),断开1 mol H-H键和12mol O=O键所吸收的能量(Q1+12Q2) kJ,生成2 mol H-O新键释放的能量为2Q3 kJ,由于该反应是放热反应,所以2Q3-(Q1+12Q2)>0,2Q1+Q2<4Q3,故合理选项是②;(4)在原电池中负极失去电子发生氧化反应,正极上得到电子发生还原反应。
2020-2021化学一模试题分类汇编——原子结构与元素周期表综合含答案解析一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析)1.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+。
2.同一周期(短周期)各元素形成单质的沸点变化如下图所示(按原子序数连续递增顺序排列)。
该周期部分元素氟化物的熔点见下表。
氟化物AF BF2DF4熔点/K12661534183(1)A原子核外共有_______种不同运动状态的电子、_______种不同能级的电子;(2)元素C的最高价氧化物对应水化物的电离方程式为__________;(3)解释上表中氟化物熔点差异的原因:_______;(4)在E、G、H三种元素形成的氢化物中,热稳定性最大的是_______(填化学式)。
A、B、C三种原子形成的简单离子的半径由大到小的顺序为______(填离子符号)。
【答案】11 4 AlO 2-+H++H2O Al(OH)3Al3++3OH- NaF与 MgF2为离子晶体,离子之间以离子键结合,离子键是强烈的作用力,所以熔点高;Mg2+的半径比Na+的半径小,离子电荷比Na+多,故MgF2的熔点比NaF高;SiF4为分子晶体,分子之间以微弱的分子间作用力结合,故SiF4的熔点低 HCl Na+>Mg2+>Al3+【解析】【分析】图中曲线表示8种元素的原子序数(按递增顺序连续排列)和单质沸点的关系,H、I的沸点低于0℃,根据气体的沸点都低于0℃,可推断H、I为气体,气体元素单质为非气体,故为第三周期元素,则A为Na,B为Mg,C为Al,D为Si,E为P、G为S,H为Cl,I为Ar。
(1)原子中没有运动状态相同的电子,由几个电子就具有几种运动状态;根据核外电子排布式判断占有的能级;(2)氢氧化铝为两性氢氧化物,有酸式电离与碱式电离;(3)根据晶体类型不同,以及同种晶体类型影响微粒之间作用力的因素解答;(4)同周期自左而右非金属性增强,非金属性越强氢化物越稳定;电子层结构相同核电荷数越大离子半径越小,据此解答。
【详解】由上述分析可知:A为Na,B为Mg,C为Al,D为Si,E为P、G为S,H为Cl,I为Ar。
(1)A为Na元素,原子核外电子数为11,故共有11种不同运动状态的电子,原子核外电子排布式为1s22s22p63s1,可见有4种不同能级的电子;(2)Al(OH)3为两性氢氧化物,在溶液中存在酸式电离和碱式电离两种形式的电离作用,电离方程式为:AlO 2-+H++H2O Al(OH)3Al3++3OH-;(3)NaF与MgF2为离子晶体,阳离子与阴离子之间以强烈的离子键结合,断裂化学键需消耗较高的能量,因此它们的熔沸点较高;由于Mg2+的半径比Na+的半径小,带有的电荷比Na+多,所以MgF2的熔点比NaF高;而SiF4为分子晶体,分子之间以微弱的分子间作用力结合,破坏分子间作用力消耗的能量较少,故SiF4的熔点低;(4)同一周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强,元素的非金属性:Cl>S>P。
元素的非金属性越强,其相应的简单氢化物就越稳定,故HCl最稳定性,Na+、Mg2+、Al3+核外电子排布都是2、8,电子层结构相同,对于电子层结构相同的离子来说,离子的核电荷数越大,离子半径越小,故离子半径Na+>Mg2+>Al3+。
【点睛】本题考查核外电子排布规律、晶体结构与性质的关系、元素周期律等的应用,根据图象信息判断出元素是解题关键,突破口为二、三周期含有气体单质数目。
3.A、B、C、D、E、F、X、Y、Z九种主族元素的原子序数依次增大,且均不大于20。
B 元素的最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应生成一种正盐;盐EYC与AY的浓溶液反应,有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到含EYC的溶液;X元素的最外层电子数是其次外层电子数的34倍,D、Y、Z元素的最外层电子数之和为15;E、F、X三种元素对应的最高价氧化物的水化物间两两皆能反应生成盐。
请回答下列问题:(1)B元素的原子结构示意图是____,X元素在周期表中的位置是第__周期第__族。
(2)这九种元素中,金属性最强的是____,非金属性最强的是____。
(3)EYC中化学键类型:_____________,其电子式为___________。
(4)A与B、C、D形成的化合物中,共价键的极性由强到弱的顺序是________(用化学式表示),这些化合物的稳定性由强到弱的顺序为__________(用化学式表示)。
(5)D、E、F简单离子半径由大到小的顺序为_________(填离子符号),F和镁条用导线连接插入NaOH溶液中,镁条作______(填“正极”或“负极”)。
【答案】三 VIA K或钾 F或氟离子键、共价键(或极性键)HF>H2O>NH3 HF>H2O>NH3 F->Na+>Al3+正极【解析】【分析】B元素的最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应生成一种正盐,则B为氮元素;盐EYC与AY的浓溶液反应,有黄绿色气体产生,该气体为氯气,氯气同冷烧碱溶液作用,可得到含次氯酸钠溶液,则E为钠元素,Y为氯元素,C为氧元素,A氢元素,因此D是F;X元素的最外层电子数是其次外层电子数的34倍,则X为硫元素;D、Y、Z元素的最外层电子数之和为15,则Z为钾元素;E、F、X三种元素对应的最高价氧化物的水化物间两两皆能反应生成盐,则F为铝元素。
【详解】(1)B为氮元素,原子结构示意图是;X为硫元素,在周期表中的位置是第三周期第VIA族,故答案为:三;VIA;(2)由分析和元素周期律可知,这九种元素中,金属性最强的是钾元素,非金属性最强的是氟元素,故答案为:K或钾;F或氟;(3)次氯酸钠为离子化合物,次氯酸根中有极性共价键,所以次氯酸钠中的化学键为离子键和共价键(或极性键),次氯酸钠的电子式为,故答案为:离子键、共价键(或极性键);;(4)根据非金属性F>O>N,可知氨气、水、氟化氢中,共价键的极性由强到弱的顺序是HF>H2O>NH3,键能大小关系为HF>H2O>NH3,则稳定性由强到弱的顺序为HF>H2O>NH3,故答案为:HF>H2O>NH3;HF>H2O>NH3;(5)氟离子、钠离子、铝离子的核外电子层数相同,则原子序数小的半径大,即离子半径由大到小的顺序为F->Na+>Al3+,铝和镁条用导线连接插入NaOH溶液中,因为镁与氢氧化钠不发生反应,而铝与氢氧化钠能发生氧化还原反应,则镁条作正极,故答案为:F->Na+>Al3+;正极。
【点睛】在原电池判断负极时,要注意一般活泼性不同的两个金属电极,活泼的金属电极作负极,但要考虑负极要发生氧化反应,所以在镁、铝、氢氧化钠形成的原电池中,铝作负极,镁作正极。
4.下表是元素周期表的一部分,回答下列问题:(1)B在周期表中的位置是__;写出A、B的单质之间发生反应的化学方程式:__。
(2)写出表中位于长周期的卤族元素的名称:__;属于短周期的碱金属元素的元素符号为__。
【答案】第3周期ⅥA族 2K+S 加热K2S 溴 Li、Na【解析】【分析】根据元素周期表的结构及物质性质分析解答。
【详解】(1)B在周期表中的位置是第3周期,VIA族;A为钾,B为硫,则单质之间加热反应生成硫化钾,反应的化学方程式:2K+S 加热K2S,故答案为:第3周期ⅥA族;2K+S 加热K2S;(2)表中的长周期为第4周期,卤族元素为ⅦA族元素,则该元素为溴;碱金属元素指IA 族元素中H以外的元素,短周期指前3周期,则元素符号为Li、Na;故答案为:溴;Li、Na。
5.已知A、B、C三种元素的原子中,质于数:A<B<C,且都小于18。
A元素原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍;B元素原子的M层电子数是L层电子数的一半;C元素原子的次外层电子数比最外层电子数多1。
试回答下列问题。
(1)写出三种元素的名称和符号:A______,B______,C______。
(2)画出三种元素的原子结构示意图:A______,B______,C______。
【答案】碳C 硅Si 氯Cl【解析】【分析】A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,则A原子核外电子排布为2、4,A是C元素;B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半,则B原子核外电子排布为2、8、4,B为Si元素;C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个,且原子序数大于B小于18,所以C原子核外电子排布为2、8、7,C是Cl元素,据此答题。
【详解】根据上述分析可知A是C元素,B是Si元素,C是Cl元素。
(1)A为碳元素,元素符号为C;B为硅元素,元素符号为Si;C为氯元素,元素符号为Cl;(2)碳原子的结构示意图为,硅原子的结构示意图为,氯原子的结构示意图为。