2024届高三化学二轮复习题—元素或物质推断题
1.(2022·甘肃天水·统考一模)A、B、C、D、E、F均为短周期元素,其原子序数依次增大。已知:A的最外层电子数等于其电子层数;B的最外层电子数是次外层电子数的两倍;D是地壳中含量最高的元素;D和F、A和E分别同主族;E是所有短周期主族元素中原子半径最大的元素。根据以上信息回答下列问题:
(1)B与D形成化合物BD2的结构式为______________。
(2)A、C、D三元素能形成一种强酸甲,写出单质B与甲的浓溶液反应的化学反应方程式_________。FD2气体通入BaCl2和甲的混合溶液,生成白色沉淀和无色气体CD,有关反应的离子方程式为_____。
(3)均由A、D、E、F四种元素组成的两种盐,其相对分子质量相差16,写出它们在溶液中相互作用的离子方程式为____________________________________;由B、D、E组成的盐溶于水后溶液显碱性,其原因是(用离子方程式表示)_______________。
(4)C2A4─空气燃料电池是一种碱性燃料电池。电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。则燃料电池放电时:正极的电极反应式是______________;负极的电极反应式为__________。
2.(2022·安徽淮北·统考一模)X、Y、Z、W四种常见元素,其相关信息如下表:
元素 相关信息
X 空气含量最多的元素
Y 3p能级只有一个电子
Z 单质用于制造集成电路和太阳能板的主要原料
W 常见化合价有+2、+3,其中一种氧化物为红褐色
(1)W位于周期表的第________周期,第____________族。
(2)用“>”或“<”填空。
离子半径 电负性 第一电离能 单质熔点
X____Y Z______W X________Z X________W
(3)X2、碳和Z的氧化物在1300℃时可合成Z3X4。写出该反应化学方程式_____________。Z3X4是一种耐高温的结构陶瓷材料,是________化合物(填“共价”或“离子”)。
(4)查阅资料知道:
4Y(s)+3O2(g)=2Y2O3(s) △H=-3351.4 kJ/mol
3W(s)+2O2(g)=W3O4(s) △H=-1120 kJ/mol
则Y与W3O4反应的热化学方程式是:____________________。
3.(2022·四川成都·统考一模)A、B、C是与生命运动密切相关的三种化合物,它们所含的元素不超过三种,并有下列转化关系:
其中化合物D也是日常生活中常见的化合物,在一定条件下可与单质甲进一步发生如下变化:
回答下列有关问题:
(1)在A、B、C、D四种化合物中,所含元素相同的是_______、_______(填物质名称)。
(2)常温下,A和B是通过什么途径转化为C的?_______。
(3)目前,化合物B在自然界中的含量呈上升趋势,对环境产生了不良的影响,发生这种变化的主要原因是_______。
(4)化合物D另有一种同分异构体,这种同分异构体的结构简式是_______。
4.(2022·河南·统考一模)1000mL某待测液中除含有0.2mol·L-1的Na+外,还可能含有下列离子中的一种或多种:
阳离子 K+、NH、Fe3+、Ba2+
阴离子 Cl-、Br-、CO、HCO、SO、SO
现进行如图实验操作(每次实验所加试剂均过量):
(1)写出生成白色沉淀B的离子方程式:_______。
(2)待测液中肯定不存在的阳离子是_______。
(3)若无色气体D是单一气体:
阴离子 Cl- Br- CO HCO SO SO
浓度/mol/L ____ ____ _____ ____ ___ ____
①将阴离子的物质的量浓度填入表中(一定不存在的填“0”,不能确定的填“?”):
②判断原溶液中K+是否存在,若存在,求其物质的量浓度的最小值,若不存在,请说明理由:_______。
(4)若无色气体D是混合气体:
①待测液中一定含有的阴离子是_______。
②沉淀A中能与稀硝酸反应的成分是_______(写化学式)。
5.(2022·山东济宁·济宁一中校考一模)某化学研究性学习小组对某无色水样的成分进行检验,已知该水样中只可能含有K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Ag+、Ca2+、CO32-、SO42-、Cl-中的若干种离子。该小组同学取100 mL水样进行实验,向水样中先滴加硝酸钡溶液,再滴加1 mol·L-1的硝酸,实验过程中沉淀质量的变化情况如图所示:
注明:Ob段表示滴加硝酸钡溶液;bd段表示滴加稀硝酸
(1)水样中一定含有的阴离子是________,其物质的量浓度之比为________。
(2)写出BC段所表示反应的离子方程式:__________________________________________。
(3)由B点到C点变化过程中消耗硝酸的体积为________。
(4)试根据实验结果推断K+是否存在?________(填“是”或“否”);若存在,K+的物质的量浓度c(K+)的范围是__________________。(若K+不存在,则不必回答该问)
(5)设计简单实验验证原水样中可能存在的离子:_____________________。(写出实验步骤、现象和结论)
6.(2022·河北衡水·统考二模)元素及其化合物的知识是高中化学重要的组成部分,是考查化学基本概念和理论、化学计算、化学实验知识的载体。
(1)元素周期表1-20号元素中,某两种元素的原子序数相差3,周期数相差1。
①这样的两种元素的组合有________种。
②若这样的两种元素形成的化合物中原子数之比为1∶1。
写出其中一种化合物的名称:_______________________;
(2)A是自然界存在最广泛的ⅡA族元素,常以化合物F存在.从单质A起始发生的一系列化学反应可由下图表示:
请回答下列问题:
①F的化学式为________,D的电子式为________________。
②E与水反应的化学方程式为___________________________________________;
③实际生产中,可由F为原料制备单质A,写出制备过程的化学方程式(不需考虑综合经济效益)_______________________________________________________。
7.(2022·江西抚州·统考一模)【化学------选修物质结构与性质】
五种短周期元素甲、乙、丙、丁、戊的原子序数依次增大,甲和丙同族,乙离子和丙离子具有相同的电子层结构。甲和乙、丁、戊均能形成共价型化合物。甲和乙形成的化合物在水中呈碱性,单质丁在单质戊中可燃烧产生白色烟雾。回答下列问题:
(1)五种元素中,原子半径最大的是__________,非金属性最强的是__________;(填元素符号)
(2)由甲和乙、丁、戊所形成的共价型化合物中,热稳定性最差的是__________;(用化学式表示);
(3)甲和乙形成的化合物的中心原子的杂化类型为__________________;甲和乙形成的化合物可与甲和戊形成的化合物反应,其产物中存在的化学键类型为________________;
(4)除乙外,上述元素的电负性从大到小依次为___________;(填元素符号);
(5)单质戊与水反应的离子方程式为__________________________________;
(6) 一定条件下1.86g单质丁与2.912L单质戊(标准状况)反应, 则产物为________,(用化学式表示)其物质的量之比为__________________。
8.(2022·山东·统考一模)A、B、C、D、E代表5种元素。请填空:
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为______;
(2)B元素的负一价离子的电子层结构与氩相同,C元素的正一价禽子的电子层结构与氙相同,B、C形成的化合物的化学式为______;其晶体内每个B离子周围有______个C离子与之紧相邻。其晶体的主要物理性质有:______(写出两条即可)。
(3)D元素的正三价离子的3d亚层为半充满,D的元素符号为______,其基态原子的电子排布式为______。
(4)E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,其单质在一定条件下能与硫(S)反应,试写出该反应方程式 ______。
9.(2022·河南商丘·统考三模)短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大。A是周期表中原子半径最小的元素,B原子的价电子数等于该元素最低化合价的绝对值,C与D能形成D2C和D2C2两种化合物,而D是同周期中金属性最强的元素,E的负一价离子与C和A形成的某种化合物分子含有相同的电子数。
(1)A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为_______________。
(2)已知:①E-E→2E·;△H=+a kJ·mol-1
② 2A·→A-A;△H=-b kJ·mol-1
③E·+A·→A-E;△H=-c kJ·mol-1(“·”表示形成共价键所提供的电子)
写出298K时,A2与E2反应的热化学方程式____________________________________。
(3)在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容,使之发生反应:2A2(g)+BC(g)X(g);△H=-dJ·mol-1(d>0,X为A、B、C三种元素组成的一种化合物)。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:
实验 甲 乙 丙
初始投料 2 molA2、1 molBC 1 molX 4 molA2、2 molBC
平衡时n(X) 0.5mol n2 n3
反应的能量变化 放出Q1kJ 吸收Q2kJ 放出Q3kJ
体系的压强 P1 P2 P3
反应物的转化率 α1 α2 α3
①在该温度下,假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min,则该时间段内A2的平均反应速率v(A2)________。
②该温度下此反应的平衡常数K的值为___________。
③三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是_______(填序号)。
A.α1+α2=1 B.Q1+Q2=d C.α3<α1
D.P3<2P1=2P2 E.n2<n3<1.0mol F.Q3=2Q1
④在其他条件不变的情况下,将甲容器的体系体积压缩到1L,若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为65.5%,请在下图中画出第5min 到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。_______
10.(2022·浙江宁波·校联考一模)A、B、C、D、E、F六种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素。它们之间的关系如下:
Ⅰ.原子半径:A < C < B < E< D
Ⅱ.原子的最外层电子数:A = D C= E A + B = C
Ⅲ.原子的核外电子层数:B =C= 2A
Ⅳ.B元素的主要化合价:最高正价+最低负价=2
请回答:
(1)甲为由A、B两种元素组成的常见气体,写出其电子式_______;
(2)写出某黑色含F的磁性氧化物与E最高价氧化物对应水化物的稀溶液反应的离子方程式:_______。装置1经过一段时间向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液,可观察到碳棒附近的溶液变红,该电极反应为_______。单质F发生_______(填电化学腐蚀类型)
(3)向A、B、C三种元素组成的某盐稀溶液中滴加AgNO3溶液生成白色沉淀,该反应的化学方程式为_______,已知该盐溶液常温下呈酸性,则0.1mol/L该盐溶液中离子浓度的大小顺序为_______。
(4)上述元素中的五种元素可形成一种常见复盐,经检测该复盐中三种离子的个数比为2:1:2。则该复盐的化学式为_______。为检验该复盐中的某种有色离子存在,请写出实验的操作步骤和现象_______。
11.(2022·四川凉山·统考三模)下表为元素周期表的一部分,请参照元素在表中的位置,回答下列问题(凡能用化学用语的必须用相应的化学用语回答):
(1)用原子符号表示中子数为8的编号为③的原子____,以上元素中原子的电子层数等于最外层电子数的元素为____,⑤、⑥、⑦、⑧三元素的简单离子半径由大到小的顺序为_________。
(2)②①④三种元素能按原子个数比1:2:1形成一种在室内装修过程中常见的气体污染物。该气体分子的中心原子的杂化轨道类型为____,1mol该分子中π键的数目为____。
(3)写出⑥的单质在④的单质中燃烧产生的化合物的电子式_________,该化合物与足量⑨的低价硫酸盐溶液反应的离子方程式_______________。
(4)同主族元素的单质及化合物在许多性质上都存在着递变规律。下图是①、⑤、⑧、⑩的单质及①分别和⑤、⑧、⑩形成的化合物的键能大小。
由图中键能数据推断得知:①—R键(R表示⑤、⑧、⑩)的键能随分子中键长的增长而___(填“增大”或“减小”)。同主族元素随着原子序数的递增,非金属元素的单质分子中化学键的键长逐渐增大,键能____(填“一定减小”或“不一定减小”)根据图中键能数据,写出①的气态单质在⑧的气态单质中燃烧的热化学方程式____。
12.(2022·山东菏泽·统考二模)A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素,其中仅含有一种金属元素,A和D最外层电子数相同;B、C和E在周期表中相邻,且C、E同主族。B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数,A和C可形成两种常见的液态化合物。
请回答下列问题:
(1)C、D、E三种原子对应的离子半径由大到小的顺序是___________(填具体离子符号);由A、B、C三种元素按 4:2:3组成的化合物所含的化学键类型属于_____________________。
(2)用某种废弃的金属易拉罐与 A、C、D组成的化合物溶液反应,该反应的离子方程式为:______________________________________________________。
(3)A、C两元素的单质与熔融K2CO3,组成的燃料电池,其负极反应式为_______________________,
用该电池电解1L1mol/LNaCl溶液,当消耗标准状况下1.12LA2时, NaCl溶液的pH=_____(假设电解过程中溶液的体积不变) 。
(4)可逆反应2EC2(气)+C2(气)2EC3(气)在两个密闭容器中进行, A容器中有一个可上下移动的活塞, B 容器可保持恒容 (如图所示) ,若在 A 、B 中分别充入lmolC2和2molEC2,使V (A ) =V( B ) ,在相同温度下反应,则:达平衡所需时间:t(A )______t ( B )(填>、<、二,或:无法确定,下同)。平衡时 EC2的转化率:a( A )_______ a( B )。
(5)欲比较C和E两元素的非金属性相对强弱,可采取的措施有_____________(填“序号”)。
a.比较这两种元素的气态氢化物的沸点
b.比较这两种元素的单质在常温下的状态
c.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
d.比较这两种元素的单质与氢气化合的难易
13.(2018·甘肃天水·天水市第一中学校考一模)A、B、C、D都是中学化学中的常见化合物,均由周期表前18号元素组成,D为红棕色气体,甲、乙是两种单质,以上单质和化合物之间在如图1所示的反应关系(反应物和生成物均无省略)。
请回答下列问题:
(1)图1所示转化过程中包含的反应类型有__________(填字母)。
a.置换反应 b.复分解反应 c.分解反应 d.化合反应
(2)图1中反应①的化学方程式是________________________________。
(3)图1中反应③在一定条件下为可逆反应,反应的能量变化如图2所示,当该反应处于平衡状态时,下列措施中有利于提高C的平衡转化率的是 (填字母)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强
D.减小压强 E.加入催化剂 F.增加C的量
(4)若将l.00 mol甲和2.00 mol C混合充入容积为2 L的密闭容器中,3分钟后反应达到平衡。平衡后混合气体总物质的量为2.55mol,用甲表示的化学反应速率为
_________mol L-1 min-1。
(5)容积均为2 L的四个密闭容器中均进行着(4)中的反应,某温度下,各物质物质的量(mol)及正逆反应速率关系如下表所示:
容器编号 n(甲) n(C) n (D) v正与v逆的关系
Ⅰ 0.20 0.10 0.20 v正=v逆
Ⅱ 0.20 0.40 1.00 ②
Ⅲ 0.60 1.20 0.80 ③
①若方程式系数为最简整数比,则该温度下的平衡常数K=______________________
填写表中空格: ②_____________ ③_______________
14.(2016·江西赣州·统考三模)金属铝在酸性或碱性溶液中均可与发生氧化还原反应,转化关系如下:
已知:气体D和F反应可生成盐,气体D和A溶液反应生成白色沉淀。
请回答下列问题
(1)A和B两溶液混合产生白色沉淀,产生该沉淀的离子反应方程式为_____________________。
(2)C、E排入大气中会造成大气污染,在催化剂存在下,D可以将C、E转化为无毒的气态单质,该单质的电子式__________。
(3)完成并配平下列离子方程式:Al++OH-+H2O——__________+_______。
(4)Al与在酸性条件下反应,Al与被还原的的物质的量之比是________。
15.(2011·山西晋中·统考一模)下表是元素周期表的一部分,用元素符号或化学式回答下列问题:
族周期 IA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1 ①
2 ② ③ ④
3 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(1)在这些元素中_______是最活泼的金属元素;其氢氧化物具有两性的元素是_______
(2)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的物质的化学式_________
(3)从⑤到⑩元素中_______原子半径最小。
(4)最不活泼的元素的单质的化学式是_______________________。若该元素某核素原子核内中子数与质子数相等,则该核素的摩尔质量是___________
(5)用电子式表示⑩、⑥两元素形成化合物的过程______________
(6)与元素⑨非金属性强弱最接近的元素是____________
(7)根据下表判断:最接近磷原子半径R(10-10m)的取值范围的是_______________
元 素 N S O Si
原子半径/10-10m 0.75 1.02 0.74 1.17
16.(2011·黑龙江·统考三模)中学化学中常见的几种物质存在如下关系,其中甲是黑色非金属单质,乙是生活中常见的金属单质,D是红棕色气体。(图中部分产物和反应条件已略去)
回答下列问题:
(1)写出甲与A的浓溶液反应的化学方程式:________________。
(2)将等体积等浓度的G溶液和H溶液混合后得到的溶液中的离子浓度大小关系为________。
(3)除去G固体中含有H杂质采用的方法是_______________________。
(4)A溶液与一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体反应,生成一种盐,该盐的溶液呈酸性,其原因是(用离子方程式表示)_______________。
(5)写出向E溶液中加入少量稀硫酸后反应的离子方程式_______________________________。
将溶液F加热蒸干、灼烧到质量不再减少时所得固体物质的化学式为________________。
(6)确定E中阳离子实验的方法为______________________________。
17.(2011·福建三明·统考二模)A、D、E、X、Y是原子序数依次增大的短周期主族元素。其中X原子最外层电子数是内层电子总数的3倍;X、Y同族;A与X、Y既不同族也不同周期;D元素的某种同位素原子在考古方面有重要应用。
(1)Y的离子结构示意图为_______________。
(2)钠、A和X三种元素组成的化合物,其所含的化学键类型有_____________。
(3)甲由A、E两种元素组成,分子中含有18个电子,只存在共价单键。常温下甲是一种无色液体。
①甲是一种二元弱碱,写出其一级电离方程式:__________________。
②甲在碱性溶液中能够将CuO还原为Cu2O,已知每1mol甲参加反应有 4 mol电子转移,该反应的化学方程式为:___________________________。
(4)处理含DX、YX2烟道气污染的一种方法,是在催化剂作用下使两者反应,产物之一为单质Y。已知反应生成1 g Y固体单质时放出8.4 kJ热量,此反应的热化学方程式为_______________________________。
(5)将0.050 mol YX2(g)和0.030 mol X2(g)放入容积为1 L的密闭容器中,反应: X2(g) +2YX2(g) 2YX3(g)在一定条件下达到平衡。
①若其他条件不变,增大体系的压强,平衡常数K______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②平衡时测得c(X2)=0.010 mol·Lˉ1。该条件下反应的平衡常数K=__________,YX2的平衡转化率为_________________。
18.(2011·新疆乌鲁木齐·统考三模)A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表中八种原子序数依次增大的短周期元素。
①A元素的原子半径在周期表中最小
②B元素的原子最外层电子数是次外层电子数的两倍
③C元素的最高价氧化物的水化物和氢化物反应生成盐
④D元素和E元素可以形成E2D、E2D2两种离子化合物
⑤G与D两种元素同主族,F、G、H三种元素同周期
⑥F元素是同周元素中离子半径最小的元素,H元素是同周期元素中原子半径最小的元素
(1)写出A、D、E三种元素形成的化合物的电子式__________;
(2)用惰性电极电解由E与H两元素形成的化合物的水溶液,其化学方程式为_________;
(3)八种元素中任意三种组成的易溶于水的酸性物质,能促进水电离的是________,能抑制水电离的是______________(各写一种化学式);
(4)某科研单位依据电化学原理用GD2来制备一种强酸R,装置如右图,电极为含有某种催化剂的多孔材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。通入GD2的电极为___________极,其电极反应式为___________;
(5)甲、乙、丙分别是B、F、G三种元素最高价含氧酸的钠盐,甲、乙都能与丙发生反应,且丙用量不同,反应产物不同。回答问题:
①向甲溶液中缓慢滴加过量的丙溶液,可观察到的实验现象是__________;
②向乙溶液中缓慢滴加过量的丙溶液发生反应的离子方程式为_________、_________。
参考答案:
1. O=C=O C + 4HNO3(浓)CO2↑+ 4NO2↑+2H2O 3SO2 + 2NO3 + 3Ba2+ + 2H2O ="=" 3BaSO4↓+ 2NO + 4H+ H+ + HSO3 ="=" SO2↑+ H2O CO32 -+ H2OHCO3 -+ OH O2 + 2H2O + 4e ="=" 4OH N2H4 + 4OH 4e ="=" 4H2O + N2↑
【详解】试题分析:A、B、C、D、E、F均为短周期元素,其原子序数依次增大。已知:A的最外层电子数等于其电子层数,,则A只能是氢元素;B的最外层电子数是次外层电子数的两倍,所以B只能是第二周期元素,即B是碳元素;D是地壳中含量最高的元素,则D是氧元素;C元素原子序数介于B和D之间,则C是氮元素;D和F、A和E分别同主族,因此F是硫元素;E是所有短周期主族元素中原子半径最大的元素,则E是钠元素。
(1)B与D形成化合物是CO2,的结构式为O=C=O。
(2)A、C、D三元素能形成一种强酸甲,甲是硝酸,硝酸具有强氧化性,则碳与浓硝酸反应的化学反应方程式为C + 4HNO3(浓)CO2↑+ 4NO2↑+2H2O。 硝酸能把SO2氧化为硫酸,则SO2气体通入BaCl2和甲的混合溶液,生成白色沉淀硫酸钡和无色气体NO,有关反应的离子方程式为3SO2 + 2NO3 + 3Ba2+ + 2H2O ="=" 3BaSO4↓+ 2NO + 4H+。
(3)均由A、D、E、F四种元素组成的两种盐,其相对分子质量相差16,即二者分别是亚硫酸氢钠和硫酸氢钠,它们在溶液中相互作用的离子方程式为H+ + HSO3 ="=" SO2↑+ H2O;由B、D、E组成的盐是碳酸盐,溶于水后碳酸根水解,溶液显碱性,离子方程式为CO32 -+ H2OHCO3 -+ OH 。
(4)原电池中负极失去电子发生氧化反应,正极得到电子,发生还原反应,则该燃料电池中N2H4在负极放电,空气中的氧气在正极得到电子发生还原反应,所以燃料电池放电时正极的电极反应式是O2 + 2H2O + 4e ="=" 4OH ,负极的电极反应式为N2H4 + 4OH 4e ="=" 4H2O + N2↑。
考点:考查元素推断的应用
2. 四 VIII > > > < 2N2+3SiO2+6CSi3N4+6CO↑ 共价 8Al(s)+3Fe3O4(s)=4Al2O3(s)+9Fe(s) △H=-3342.8 kJ·mol-1
【分析】X空气含量最多的元素,则X为N元素,Y的3p能级只有一个电子,则Y为Al元素,Z单质用于制造集成电路和太阳能主板的主要原料,则Z为Si元素,W常见化合物有+2、+3,其中一种氧化物为红褐色,则W为Fe元素;
【详解】根据以上分析X为N元素,Y为Al元素,Z为Si元素,W为Fe元素;
(1) W为Fe元素,位于周期表中第四周期,第VIII族;
(2)在N、Al、Si、Fe四种元素中,氮离子和铝离子具有相同的电子层结构,氮原子核电荷数小于铝,所以离子半径:N3->Al3+;硅是非金属元素,铁是金属元素,所以电负性:Si>Fe;由于氮的非金属性强于硅,且氮原子的2p轨道处于稳定结构,所以第一电离能:N>Si;常温下氮气是气态,铁是固态,所以单质熔点:N2
(4) 查阅资料知道:①4Y(s)+3O2(g)=2Y2O3(s) △H=-3351.4 kJ·mol-1;②3W(s)+2O2(g)=W3O4(s) △H=-1120kJ·mol-1;则Y与W3O4反应可以看做是①×2-②×3得到,根据盖斯定律可知该反应反应热为(-3351.4×2+1120×3) kJ·mol-1=-3342.8 kJ·mol-1,所以反应的热化学方程式为8Al(s)+3Fe3O4(s)=4Al2O3(s)+9Fe(s) △H=-3342.8 kJ·mol-1。
3.(1) 葡萄糖 乙醇
(2)水和二氧化碳是通过植物进行光合作用转化为葡萄糖的
(3)二氧化碳在空气中的含量呈上升趋势产生“温室效应”的主要原因是:大量燃烧含碳燃料、人口膨胀、森林大面积砍伐等
(4)CH3—O—CH3
【分析】A、B、C是与生命运动密切相关的化合物,则A、B、C可能为水,糖类,油,蛋白质等,人呼吸时吸进氧气,呼出二氧化碳,二氧化碳也是与生命运动相关的化合物,根据“目前,化合物B在自然界中的含量呈上升趋势,对环境产生不良影响”,可推知B为二氧化碳,化合物A与化合物B(CO2)反应生成单质甲和化合物C,由于水和二氧化碳在植物光合作用转化为葡萄糖和氧气,所以根据植物的光合作用,可知A为水,甲为氧气,化合物C为葡萄糖,葡萄糖能在酒化酶作用下转化成乙醇和二氧化碳,则化合物D为乙醇,据此回答。
【详解】(1)在A、B、C、D四种化合物中,所含元素相同的是葡萄糖、乙醇;
(2)常温下,水和二氧化碳是通过植物进行光合作用转化为葡萄糖的;
(3)CO2的大量排放导致了温室效应,则发生这种变化的主要原因是大量燃烧含碳燃料,人口膨胀、森林大面积砍伐等;
(4)化合物D是乙醇,根据同碳数的饱和一元醇和醚互为同分异构体,则化合物D另有一种同异构体是甲醚,甲醚的结构简式为CH3—O—CH3。
4.(1)Ba2++HCO+OH-=BaCO3↓+H2O
(2)Fe3+、Ba2+
(3) ? 0 0.1 0.1 0 0.05 存在;其最小的物质的量浓度为0.1mol/L
(4) CO、HCO、SO BaCO3、BaSO3
【分析】向待测溶液中加入BaCl2溶液,形成白色沉淀A,向A中加入硝酸,会产生无色气体D及还有不是沉淀D,则证明该溶液中含有SO、CO,由于Ba2+与SO、CO会发生沉淀反应而不能大量共存,可确定在原溶液中不含有Ba2+;根据白色沉淀D可知:n(SO)=11.65g÷233g/mol=0.05mol;根据无色气体D形成的白色沉淀E,可知:n(CO)=10g÷100g/mol=0.1mol;向过滤得到的滤液中加入足量的NaOH溶液得到的气体的体积可知:n(NH)=0.1mol;同时还产生白色沉淀,则不含有Fe3+,则原溶液中还含有HCO。
【详解】(1)发生反应的方程式是:Ba2++HCO+OH-=BaCO3↓+H2O,n(HCO)=19.7g÷197g/mol=0.1mol;向滤液B中通入氯气,得到淡黄绿色溶液,证明在原溶液中不含有Br-,向滤液B中加入硝酸和AgNO3溶液,产生白色沉淀,只能证明在滤液B中含有Cl-离子,由于在前边加入了BaCl2溶液,所以不能证明原溶液中是否含有Cl-离子。
(2)Fe3+与OH-会形成红褐色沉淀,因此不能存在;Ba2+与SO、CO不能共存,有SO、CO,因此也不能大量存在Ba2+;待测液中肯定不存在的阳离子是Fe3+、Ba2+;因此待测液中肯定不存在的阳离子是Fe3+、Ba2+;
(3)若无色气体D是单一气体,则原溶液中一定不存在SO;①通过上述判断及计算各种阴离子的物质的量浓度关系表是:
阴离子 Cl- Br- CO HCO SO SO
浓度/mol/L ? 0 0.1 0.1 0 0.05
②在溶液中电荷呈中性,2×n(SO)+1×n(HCO)+2×n(CO)=2×0.05mol+1×0.1mol+2×0.1mol=0.4mol;n(NH4+)+n(Na+)=0.1mol×1+0.2mol=0.3mol;由于阳离子所带的正电荷总数小于负电荷总数,所以一定含有阳离子K+;若原溶液中不存在Cl-,则Na+其物质的量是0.4mol-0.3mol=0.1mol,K+浓度是c(K+)=0.1mol÷1L=0.1mol/L,若存在Cl-,则K+的浓度应该大于0.1mol/L。故c(K+)≥0.1mol/L。
(4)若无色气体D是混合气体,由于硝酸有强氧化性,能够把SO氧化,所以①待测液中一定含有的阴离子是:CO、HCO、SO;②则沉淀A中能与稀硝酸反应的成分是有还原性的BaSO3。
5. SO42- CO32- 1:2 BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O 40 mL 是 c(K+)≥0.6 mol·L-1 取少量水样于试管中,向其中加入过量的硝酸钡溶液和稀硝酸,待沉淀完全后,向上层清液中滴加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则原水样中含Cl-;若不产生白色沉淀,则原水样中不含Cl-
【分析】该水样为无色溶液,可知水样中一定不含Fe3+、Cu2+,结合图象可知,加入硝酸钡溶液生成沉淀,加入稀硝酸,沉淀部分溶解证明水样中一定含有SO42-,CO32-,又因为Al3+与CO32-发生双水解,CO32-与Ag+、Ca2+、Mg2+发生反应生成沉淀不能大量存在,所以Al3+、Ag+、Ca2+、Mg2+不存在,由电荷守恒可知溶液中一定含阳离子,阳离子K+一定存在,原溶液中可能含有Cl-,以此来解答。
【详解】(1)该水样为无色溶液,Fe3+、Cu2+不存在;依据图象分析加入硝酸钡溶液生成沉淀,加入稀硝酸,沉淀部分溶解证明水样中一定含有SO42-、CO32-;,又因为Al3+与CO32-发生双水解,CO32-与Ag+、Ca2+、Mg2+发生反应生成沉淀不能大量存在,所以Al3+、Ag+、Ca2+、Mg2+不存在;n(SO42-)==0.01mol,m(BaCO3)=6.27g-2.33g=3.94g,n(CO32-)=n(BaCO3)==0.02mol,所以c(SO42-)∶c(CO32-)=1∶2;
(2)BC段所表示反应是碳酸钡溶于稀硝酸的反应,反应的离子方程式为BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O;
(3)由B点到C点变化过程中依据图象分析溶解的碳酸钡的物质的量n(BaCO3) =0.02 mol;消耗稀硝酸物质的量为0.04 mol,消耗硝酸的体积==0.04L=40 mL;
(4)依据电解质溶液呈电中性,阳离子K+一定存在;根据电荷守恒得到:0.01 mol×2+0.02 mol×2+n(Cl-)=n(K+)推知n(K+)≥0.06 mol,则c(K+)≥0.6 mol·L-1;
(5)可能存在的离子是Cl-,实验设计为:取少量水样于试管中,向试管中加入过量的硝酸钡溶液和稀硝酸,待沉淀完全和无气体生成后,向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液,若生成白色沉淀,则原水样中含有Cl-;若无白色沉淀生成,证明无Cl-存在。
6.(1) ①7 (2分) ;
③过氧化钠或过硫化钾(1分)
(2)①CaCO3 (1分) (1分) ②NaH+H2O===NaOH+H2↑(1分)
③CaCO3CaO+CO2 2CaO 2Ca+O2 (2分)
或CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O CaCl2Ca+Cl2(2分)
【详解】试题分析:(1):1-20号元素中,两种元素的原子序数相差3,周期数相差1的有:H和Be,He和B,O和Na,F和Mg,Ne和Al,S和K,Cl和Ca。7组。形成的化合物中原子数之比为1∶1的有Na2O2或者K2S2 :名称为过氧化钠或过硫化钾。
(2):自然界存在最广泛的ⅡA族元素为Ca,以CaCO3形式存在,F为CaCO3,故D为二氧化碳,电子式: ,G为氧化钙,C为氢氧化钙,结合Na与水的反应可知,钙与水反应,B为氢气。E为NaH。与水反应:NaH+H2O===NaOH+H2↑。
③通过Na的制备可得:CaCO3CaO+CO2 2CaO2Ca+O2 (2分)
或CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O CaCl2Ca+Cl2
考点:元素及其化合物
点评:本题是对元素及其化合物的考查,但是更多的是对知识的迁移和应用能力的考查。在对物质进行推断时,应结合已学物质的性质。
7.(1) Na Cl
(2)PH3
(3) sp3 离子键和共价键
(4)Cl>P〉H〉Na
(5)Cl2+H2O=H++Cl-+HClO
(6) PCl3和PCl5 1:2
【分析】五种短周期元素甲、乙、丙、丁、戊的原子序数依次增大,甲和丙同族,乙离子和丙离子具有相同的电子层结构。甲和乙、丁、戊均能形成共价型化合物。甲和乙形成的化合物在水中呈碱性,则该化合物是氨气,甲是氢元素,乙是氮元素,丙是钠元素。单质丁在单质戊中可燃烧产生白色烟雾为PCl3,所以丁是P元素,戊是氯元素。
【详解】(1)同周期自左向右原子半径逐渐减小,同主族自上而下原子半径逐渐增大,则五种元素中,原子半径最大的是Na;同周期自左向右非金属性逐渐增强,同主族自上而下非金属性逐渐减弱,所以非金属性最强的是Cl。
(2)非金属性越强,氢化物的稳定性越强,则由甲和乙、丁、戊所形成的共价型化合物中,热稳定性最差的是PH3。
(3)甲和乙形成的化合物是氨气,氨气是三角锥形结构,其中中心原子氮原子含有1对孤对电子,其杂化类型为sp3杂化;甲和乙形成的化合物氨气与甲和戊形成的化合物氯化氢反应生成氯化铵,其产物中存在的化学键类型为离子键和共价键。
(4)非金属性越强电负性越大,因此除氮元素外,上述元素的电负性从大到小依次为Cl>P>H>Na。
(5)氯气与水反应的离子方程式为Cl2+H2O=H++Cl-+HClO。
(6)1.86g单质丁的物质的量=1.86g÷31g/mol=0.06mol,2.912L氯气(标准状况)的物质的量=2.912L÷22.4L/mol=0.13mol。设PCl3和PCl5的物质的量分别为x和y,则x+y=0.06mol、3x+5y=0.26mol,解得x=0.02mol、y=0.04mol,即产物为PCl3和PCl5,其物质的量之比为1:2。
8.(1)N
(2) CsCl 8 熔融时能导电、较高的熔点等
(3) Fe 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar] 3d64s2
(4)2Cu + S Cu2S
【详解】(1)最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,说明2p轨道排了3个电子,A为N。
(2)B元素的负一价离子的电子层结构与氩相同,说明B为Cl,C元素的正一价离子的电子层结构与氙相同,说明C为Cs,二者形成的化合物为CsCl;其晶体结构为体心立方结构,每个Cl 周围有8个Cs+与之紧相连;CsCl晶体为离子晶体,具有熔融时能导电、较高的熔点等性质。
(3)D元素的正三价离子的3d亚层为半充满,则D原子3d排了6个电子,D元素为Fe。
(4)E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,说明3d排满为10个电子,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,4S排了1个电子,M为Cu,Cu与S加热反应生成Cu2S。
9. 离子键、共价键 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=(a+b-2c)kJ·mol-1 0.125mol·L-1·min-1 4 ABD
【详解】A是周期表中原子半径最小的元素,即为H,B是形成化合物种类最多的元素,即为C,C是自然界含量最多的元素,即为O,D是同周期中金属性最强的元素,即为Na,F的负一价离子与C的氢化物分子含有相同的电子数,即为Cl;
(1)A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为:离子键、共价键;
(2)已知①Cl-Cl→2Cl;△H=+a kJ mol-1
②2H→H-H;△H=-b kJ mol-1
③Cl+H→HCl;△H=-c kJ mol-1
所以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)可以是①-②+③×2得到的,所以反应的焓变△H=-(2c-a-b)kJ/mol;
(3)①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);
初始量:2 1 0
变化量:1 0.5 0.5
平衡量:1 0.5 0.5
在该温度下,A2的平均反应速率v(A2)==0.125 mol L-1 min-1;
②该温度下,反应2A2(g)+BC(g)X(g) 的平衡常数K==4mol-2 L2;
③A.投料2molH2、1molCO和1molCH4O建立的平衡是等效的,只是建立的方向不一样,所以α1+α2=1,故A正确;B.料2molH2、1molCO和1molCH3OH建立的平衡是等效的,反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)是放热的,放出的热量应该是Q1+Q2=a,故B正确;C.当氢气和一氧化碳的投料增加一倍,则压强会增大,导致化学平衡正向移动,移动的结果是反应物的转化率增大,即α3>α1,故C错误;D.投料2molH2、1molCO和1molCH3OH建立的平衡是等效的,所以P1=P2,当氢气和一氧化碳的投料增加一倍,则压强应是增大一倍,但是压强增大,导致化学平衡正向移动,移动的结果是压强比原来的2倍要小,即P3<2P1=2P2,故D正确;E.由D中分析可知,n2=0.5,n3>1.0mol,故E错误;F.当氢气和一氧化碳的投料增加一倍,能量变化数值理论上也应该是原来的2倍,但是压强引起化学平衡正向,而正向放热,结果使得Q3>2Q1,故F错误;选ABD;
④将甲容器的体系体积压缩到1L,若在第8min 达到新的平衡时,
2H2(g)+CO(g)CH4O(g)
初始量:2 1 0
变化量:1.5 0.75 0.75
平衡量:0.5 0.25 0.75
所以达到平衡时,甲醇的物质的量浓度是0.75mol/L,在第5min时,由于体积减半,所以甲醇的浓度应该加倍,即为0.25mol/L×2=0.5mol/L,所以5-8min内,甲醇的物质的量浓度从0.5mol/L升高到0.75mol/L,如图所示:。
10. Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O O2+2H2O+4e-=4OH- 吸氧腐蚀 NH4NO2 + AgNO3=AgNO2↓+NH4NO3 c(NO>c(NH)>c(H+)>c(OH-) (NH4)2Fe(SO4)2 取少量该复盐于试管中并加水溶解,滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加新制氯水,溶液立即变红色,证明有Fe2+
【详解】A、B、C、D、E、F六种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素。根据原子的核外电子层数:B=C=2A可知,A为H元素,B、C为第二周期元素。原子的最外层电子数A=D,则D为Na元素。根据B元素的主要化合价:最高正价+最低负价=2可知,B为N元素。根据原子的最外层电子数:A+B=C可知,C为O元素。原子的最外层电子数:C=E可知,E为S元素。根据题中“某黑色含F的磁性氧化物”可知,F为Fe元素。
(1)A为H元素,B为N元素,甲为由A、B两种元素组成的常见气体,应为NH3。氨气是含有极性键的共价化合物,其电子式为。
(2)黑色含F的磁性氧化物是四氧化三铁,其中Fe元素的化合价有+2价和+3价两种。E最高价氧化物对应水化物是硝酸,具有强氧化性,其稀溶液与四氧化三铁反应的离子方程式是Fe3O4+8H+=2Fe3++ Fe2++4H2O;根据装置1的构成可知,该装置是原电池,其中铁是负极,碳棒是正极。由于溶液是食盐水,所以发生的是钢铁的吸氧腐蚀,其中正极是氧气得到电子,其电极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-。
(3)A、B、C三种元素组成的盐为NH4NO2或NH4NO3,滴加AgNO3溶液生成白色沉淀,应为AgNO2沉淀,因为AgNO3溶于水,所以反应的化学方程式是NH4NO2 + AgNO3=AgNO2↓+NH4NO3;NH4NO2为强酸弱碱盐,水解呈酸性,所以溶液中离子浓度大小顺序为c(NO2-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)。
(4)复盐中三种离子的个数比为2:1:2,常见为(NH4)2Fe(SO4)2。其中有色离子是亚铁离子,亚铁离子具有还原性,其检验方法是取少量该复盐于试管中并加水溶解,滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加新制氯水,溶液立即变红色,证明有Fe2+(或加氢氧化钠溶液,出现白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色。)
11. H、Al Cl->F-> Na+ > Al3+ SP2 NA 3Na2O2+6Fe2++6H2O=4Fe(OH)3↓+2Fe3++6Na+ 减小 不一定减小 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H=-184.9kJ/mol
【详解】结合题中周期表可推出:①H ;②C; ③N; ④O ;⑤F ;⑥Na ;⑦Al ;⑧Cl ;⑨Fe ;⑩Br。
(1)中子数为8的N的原子;电子层数等于最外层电子数的元素为H、Al;Cl-有三个电子层,F-、Na+、Al3+有二个电子层,电子层结构相同,序数越大半径越小。
(2)原子个数比1:2:1形成一种在室内装修过程中常见的气体污染物为甲醛(CH2O), C是SP2杂化;1个CH2O分子中有一个π键,
(3)Na单质在O2中燃烧产生的化合物:Na2O2。
(4)由表中数据可知,键长越大,键能越小;同主族元素随着原子序数的递增,单质分子中化学键的键长逐渐增大,但⑧的键能大于⑤、⑩,则键能不一定减小;①的气态单质在⑧的气态单质中燃烧△H=436kJ+242.7kJ-2×431.8kJ=-184.9kJ/mol,则热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184.9kJ/mol,故答案为减小;不一定减小;H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184.9kJ/mol。
12. S2->O2->Na+ 共价键和离子键 2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑ H2-2e-+CO32-=CO2+H2O 13 < > c、d
【分析】A和C可形成两种常见的液态化合物,因此A是氢元素,C是氧元素,两种液态化合物分别是水和双氧水。C、E同主族,E的原子序数大于C,所以在短周期中E是S元素。A和D最外层电子数相同,且D的原子序数大于氧元素的,小于S元素的,所以D应该是钠元素。B、C和E在周期表中相邻,B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数,且B的原子序数小于氧元素的,因此B是氮元素。
【详解】(1)同主族自上而下离子半径逐渐增大,则微粒半径是S2->O2-。核外电子排布相同的微粒,其微粒半径随原子序数的增大而减小,所以微粒半径是O2->Na+。所以C、D、E三种原子对应的离子半径由大到小的顺序是S2->O2->Na+;由H、N、O三种元素按4:2:3组成的化合物是NH4NO3,所含的化学键类型是离子键和共价键。
(2)A、C、D组成的化合物溶液是氢氧化钠溶液,易拉罐中含有金属铝,和氢氧化钠溶液反应的离子方程式是2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑。
(3)原电池中负极失去电子,发生氧化反应。所以氢气在负极通入。由于电解质是熔融的碳酸钾,所以负极电极反应式是H2-2e-+CO32-=CO2+H2O。消耗氢气的物质的量是1.12L÷22.4L/mol=0.05mol,反应中失去0.05mol×2=0.1mol电子。则根据电子得失守恒可知,生成氢氧化钠的物质的量是0.1mol,因此氢氧化钠溶液的浓度是0.1mol÷1L=0.1mol/L,所以pH=13。
(4)根据装置图可知,A容器保持恒温恒压,B保持恒温恒容。由于反应2SO2+O22SO3是体积减小的可逆反应,在反应过程中压强是减小的。这说明在反应过程中A中的压强大于B中的压强,压强大反应速率快,到达平衡的时间少,所以达平衡所需时间:t(A ) < t ( B );压强大有利于平衡向正反应方向移动,所以反应物的转化率高,即平衡时 EC2的转化率:a( A ) >a( B )。
(5)a、非金属性强弱与气态氢化物的沸点没有关系,a不正确;
b、非金属强弱与非金属单质的状态没有关系,b不正确;
c、非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,所以选项c正确;d、非金属性越强,越容易与氢气化合,所以选项d可以说明,答案选cd。
13.(1)c、d
(2)4NH3+5O24NO + 6H2O
(3)BC
(4)0.075
(5) 40 < >
【分析】D为红棕色气体,则D是NO2,因此反应③是NO和氧气发生的氧化还原反应,即甲是氧气,C是NO。氧气和B反应生成物也是NO,这说明B是氨气,反应①属于氨的催化氧化,则A是H2O,电解水得到氢气和氧气,所以乙是氢气。
【详解】(1)由图中物质转化可知,②、③分别是分解反应和化合反应,①是氧化还原反应,故选c、d。答案为:c、d;
(2)反应①为氨气发生的催化氧化反应,化学方程式为4NH3+5O24NO + 6H2O。答案为:4NH3+5O24NO + 6H2O;
(3)反应③的反应式为2NO+O22NO2,根据图象可判断,反应是放热反应。所以要提高转化率可以通过降低温度,或增大压强来提供转化率。催化剂不能影响平衡状态,转化率不变;增加C的物质的量,平衡向正反应方向移动,但C的转化率会降低,故选B、C。答案为:B、C;
(4)若将l.00 mol甲和2.00 mol C混合充入容积为2 L的密闭容器中,3分钟后反应达到平衡。平衡后混合气体总物质的量为2.55mol。设参加反应O2的物质的量为x,则可建立如下三段式:
由此得出:2-2x+1-x+2x=2.55,解得x=0.45mol。所以用甲表示的化学反应速率为=0.075 mol L-1 min-1。答案为:0.075;
(5)正逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,所以平衡常数K==40。
在Ⅱ中,Qc==62.5>40,所以v正<v逆。在Ⅲ中,Qc==1.48<40,所以v正>v逆。答案为:40;<;>。
【点睛】同时改变反应物和生成物的投入量,判断平衡移动时,可利用浓度商与平衡常数进行比较分析。
14. Al3++3 + 6H20===4Al(OH)3 ↓ 8 3NH3 1:1
【详解】试题分析:根据转化关系,A为硝酸铝、B为偏铝酸盐、C为一氧化氮、D为氨气、E为二氧化氮、F为硝酸;(1)硝酸铝和偏铝酸盐溶液混合产生氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为Al3++3 + 6H20===4Al(OH)3 ↓;(2)在催化剂存在下,氨气可以将二氧化氮、一氧化氮转化为无毒的氮气,氮气的电子式;(3)根据电子守恒和元素守恒,平衡方程式为8Al+3+5OH-+2H2O=8+3NH3,(4)Al与在酸性条件下反应的离子方程式为, Al与被还原的的物质的量之比是1:1。
考点:本题考查无机推断。
15. Na Al HClO4 Cl He 4g/mol N 1.02<R<1.17
【分析】根据元素在周期表中的位置知,①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩分别是He、N、O、F、Na、Mg、Al、P、S、Cl元素;
(1)在这些元素中最活泼的金属元素位于周期表左下角;氢氧化铝呈两性;
(2)元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物酸性越强;
(3)原子的电子层数越少其原子半径越小,同一周期元素,原子半径随着原子序数增大而减小;
(4)最不活泼的元素是稀有气体,若该元素某核素原子核内中子数与质子数相等,其质量数=质子数+中子数,其摩尔质量在数值上等于其质量数;
(5)⑩是Cl元素、⑥是Mg元素,两元素形成离子化合物氯化镁;
(6)处于对角线上的两种元素性质相似;
(7)同一周期元素,原子半径随着原子序数增大而减小,同一主族元素,原子半径随着原子序数增大而增大。
【详解】根据元素在周期表中的位置知,①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩分别是He、N、O、F、Na、Mg、Al、P、S、Cl元素;
(1)在这些元素中最活泼的金属元素位于周期表左下角为Na元素;氢氧化铝呈两性,所以氢氧化物呈两性的元素是Al;
(2)元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物酸性越强,这几种元素中非金属性最强的是Cl元素,其最高价氧化物的水化物酸性最强的是HClO4;
(3)原子的电子层数越少其原子半径越小,同一周期元素,原子半径随着原子序数增大而减小,所以这几种元素中原子半径最小的是Cl元素;
(4)最不活泼的元素是稀有气体He,若该元素某核素原子核内中子数与质子数相等,其质量数=质子数+中子数=2+2=4,其摩尔质量在数值上等于其质量数,所以其摩尔质量为4g/mol;
(5)⑩是Cl元素、⑥是Mg元素,两元素形成离子化合物氯化镁,其形成过程为;
(6)处于对角线上的两种元素性质相似,所以与S非金属性相似的是N元素;
(9)同一周期元素,原子半径随着原子序数增大而减小,同一主族元素,原子半径随着原子序数增大而增大,则磷原子半径取值范围为1.02<R<1.17。
16.(1)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
(2)c(Na+)>c()>c()>c(OH-)>c(H+)
(3)加热
(4)+H2ONH3 H2O+H+
(5) 3Fe2+++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O Fe2O3
(6)取少量E中溶液于试管中,先加入KSCN溶液,溶液无明显变化,再加入氯水(或H2O2溶液等)溶液变红色
【分析】D是红棕色气体,说明D是NO2;甲是黑色非金属单质,且和A的浓溶液反应生成NO2,说明甲是碳,A溶液是浓硝酸,则B是CO2,C是H2O;CO2和足量NaOH溶液反应生成Na2CO3和水,而CO2和少量NaOH溶液反应生成NaHCO3和水,所以G是Na2CO3,而H是NaHCO3;NO2和水反应生成HNO3;由HNO3和少量乙反应生成F,和过量乙反应生成E,F和乙又可生成E,可知乙为金属铁,而F为硝酸铁,E为硝酸亚铁。据此回答问题。
【详解】(1)甲是碳,A溶液是浓硝酸,则B是二氧化碳,C是水,反应的化学方程式为:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O;故答案为:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O;
(2)G是Na2CO3,H是NaHCO3,Na2CO3和NaHCO3的混合液中,的水解程度大于的水解程度,溶液显示碱性,离子浓度大小关系是:c(Na+)>c()>c()>c(OH-)>c(H+),故答案为:c(Na+)>c()>c()>c(OH-)>c(H+);
(3)NaHCO3受热分解为Na2CO3、水以及二氧化碳,而Na2CO3受热稳定,可以用加热法除去Na2CO3中的NaHCO3,故答案为:加热;
(4)能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体反应是NH3,硝酸和NH3反应生成硝酸铵,硝酸铵溶液中水解导致溶液显示酸性,故答案为:+H2ONH3 H2O+H+;
(5)向Fe(NO3)2中加入硫酸,相等于存在硝酸,硝酸可以将Fe2+氧化,实质是:3Fe2+++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,Fe(NO3)2易被氧气氧化为Fe(NO3)3,Fe3+水解生成氢氧化铁,受热分解为Fe2O3,故答案为:3Fe2+++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O;Fe2O3;
(6)Fe2+易被氧化为Fe3+,Fe3+遇到KSCN显示红色,Fe2+的检验方法:取少量E中溶液于试管中,先加入KSCN溶液,溶液无明显变化,再加入氯水(或H2O2溶液等)溶液变红色,故答案为:取少量E中溶液于试管中,先加入KSCN溶液,溶液无明显变化,再加入氯水(或H2O2溶液等)溶液变红色。
17.(1)
(2)离子键、共价键
(3) N2H4+H2O N2H+ OHˉ N2H4+4CuO=N2↑+2Cu2O+2H2O
(4)2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(s) ΔH=–268.8 kJ·molˉ1
(5) 不变 1.6×103 80%或0.8
【分析】A、D、E、X、Y是原子序数依次增大的五种短周期元素,X原子最外层电子数是内层电子总数的3倍,则X原子有2个电子层,最外层电子数为6,故X为氧元素;X、Y同族,原子序数Y>X,则Y为硫元素;A与X、Y既不同族也不同周期,则A为氢元素;D元素的某种同位素原子在考古方面有重要应用,则D为碳元素,因为E的原子序数介于D与X之间,所以E为氮元素,据此答题。
【详解】(1)Y为硫元素,Y的离子有3个电子层,核内质子数为16,最外层有8个电子,S2 结构示意图为;故答案为:;
(2)钠、A和X三种元素组成化合物为NaOH,属于离子化合物,由钠离子与氢氧根离子构成,钠离子与氢氧根离子之间形成离子键,氢氧根离子中氧原子与氢原子之间形成1对共用电子对,为共价键,故答案为:离子键、共价键;
(3)①甲由A、E两种元素组成,分子中含有18个电子,只存在共价单键,常温下甲是一种无色液体,且为二元弱碱,则甲为N2H4,其一级电离方程式为N2H4+H2O N2H+ OHˉ;故答案为:N2H4+H2O N2H+ OHˉ;
②N2H4在碱性溶液中能够将CuO还原为Cu2O,每1mol乙参加反应有 4mol电子转移,令氮元素在氧化产物中的化合价为x,根据电子转移守恒,2mol×[x ( 2)]=4mol,解得x=0,则氮元素被氧化为氮气,反应方程式为N2H4+4CuO=N2↑+2Cu2O+2H2O;故答案为:N2H4+4CuO=N2↑+2Cu2O+2H2O;
(4)热化学方程式中的ΔH与化学计量数成比例,生成1mol S单质时放出32×8.4kJ=268.8kJ热量,故热化学方程式为:2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(s) ΔH=–268.8 kJ·molˉ1;故答案为:2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(s) ΔH=–268.8 kJ·molˉ1;
(5)①化学平衡常数只受温度的影响,所以改变压强,平衡常数不变,故答案为:不变;
②X2为O2,YX2为SO2, ,所以平衡常数K= =1.6×103,SO2的平衡转化率为×100%=80%或0.8,故答案为:1.6×103;80%或0.8。
18. 2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH Al2(SO4)3 HNO3HNO3 负 SO2+2H2O-2e-=4H++SO42- 开始无明显现象,后来有大量气体生成 AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓ Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
【分析】A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表中八种原子序数依次增大的短周期元素,
①A元素的原子半径在周期表中最小,A为H元素;
②B元素的原子最外层电子数是次外层电子数的两倍,有2个电子层,最外层电子数为4,B为C元素;
③C元素的最高价氧化物的水化物和氢化物反应生成盐,C为N元素;
④D元素和E元素可以形成E2D、E2D2两种离子化合物,E为Na元素,D为O元素;
⑤G与D两种元素同主族,故G为S元素,F、G、H三种元素同周期,处于第三周期;
⑥F元素是同周元素中离子半径最小的元素,H元素是同周期元素中原子半径最小的元素,F为Al元素,H为Cl元素。
【详解】A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表中八种原子序数依次增大的短周期元素,
①A元素的原子半径在周期表中最小,A为H元素;
②B元素的原子最外层电子数是次外层电子数的两倍,有2个电子层,最外层电子数为4,B为C元素;
③C元素的最高价氧化物的水化物和氢化物反应生成盐,C为N元素;
④D元素和E元素可以形成E2D、E2D2两种离子化合物,E为Na元素,D为O元素;
⑤G与D两种元素同主族,故G为S元素,F、G、H三种元素同周期,处于第三周期;
⑥F元素是同周元素中离子半径最小的元素,H元素是同周期元素中原子半径最小的元素,F为Al元素,H为Cl元素;
(1)A、D、E三种元素形成的化合物是NaOH,属于离子化合物,由钠离子与氢氧根离子构成,电子式为;
(2)E与H两元素形成的化合物为NaCl,电解NaCl溶液生成氢气、氯气、氢氧化钠,反应方程式为:2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH;
(3)八种元素中任意三种组成的易溶于水的酸性物质,能促进水电离的是为强酸弱碱盐,如Al2(SO4)3,能抑制水电离,为酸,如HNO3;
(4)用SO2来制备一种强酸为H2SO4,反应中SO2发生氧化反应,应在负极通入,SO2在负极放电,有水参加,反应生成氢离子与硫酸根离子,电解反应式为:SO2+2H2O-2e-=4H++SO42-;
(5)甲、乙、丙分别是B、F、G三种元素最高价含氧酸的钠盐,乙为NaAlO2,甲、乙都能与丙发生反应,且丙用量不同,反应产物不同,故甲为Na2CO3、丙为NaHSO4;
①向Na2CO3溶液中缓慢滴加过量的NaHSO4溶液,先生成碳酸氢钠,碳酸钠完全转化为碳酸氢钠后,碳酸氢根离子与氢离子反应生成二氧化碳,故可观察到的实验现象是:开始无明显现象,后来有大量气体生成;
②向NaAlO2溶液中缓慢滴加过量的NaHSO4溶液,开始偏铝酸根与氢离子反应生成氢氧化铝沉淀,偏铝酸根反应完毕,氢氧化铝与氢离子反应生成铝离子与水,反应离子方程式为:AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O。