5.1 元素周期律和元素周期表 同步练习(含解析) 2023-2024高一上学期化学苏教版(2019)必修第一册

5.1 元素周期律和元素周期表 同步练习
一、单选题
1.下列元素的原子半径最大的是(  )
A.F B.Cl C.Br D.I
2.某粒子的结构图是 ,关于该粒子的说法错误的是(  )
A.核外电子数为17 B.其离子具有氖的电子层结构
C.易得电子 D.容易与金属原子形成化合物
3.下列元素中金属性最强的是(  )
A.K B.Mg C.Al D.Si
4.下列关于F、Cl、Br、I的比较,错误的是(  )
A.它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
B.单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱
C.它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
D.单质的颜色随核电荷数的增加而加深
5.下列同周期元素中,原子半径最大的是(  )
A.Al B.Mg C.Si D.Cl
6.元素R、T、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示,其中Z单质与H2混合遇强光会发生爆炸.则下列判断错误的是(  )
A.原子半径 Z>Y>R
B.R与Y的电子数相差8
C.非金属性:Z>Y>X
D.HZO4是目前无机酸中最强的含氧酸
7.我国嫦娥五号探测器带回月球土壤,经分析土壤中含有的短周期元素X、Y、Z、W,原子序数依次增大,原子半径依次减小,最外层电子数之和为16. X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,下列结论正确的是(  )
A.最高正化合价大小顺序为X>Y>Z>W
B.光导纤维成分可以是Z单质
C.X可能位于周期表第二周期IIA族
D.化合物YW3中的化学键为离子键
8.X、Y、Z、Q、R是原子序数依次递增的短周期元素,其中Z元素与R元素同主族,Y、Z、Q元素的原子最外层电子数之和等于R元素的原子序数,化合物X2Q常温下呈液态。下列说法错误的是(  )
A.原子半径:Q<Z<R
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>R>Y
C.由X、Y、Z、Q四种元素可以组成化学式为Y2X7ZQ2的离子化合物
D.由这五种元素中的一种或多种元素的原子构成的含14个电子的分子只有2种
9.一种由四种短周期主族元素组成的化合物(如图所示)可用作化肥和防火剂,W、X、Y,Z的原子序数依次增大,且X与Y、Z在周期表中位置均相邻。下列说法错误的是(  )
A.该化合物中Z显+5价
B.简单氢化物的稳定性:X<Y
C.X和W形成的化合物可能含有非极性键
D.Z的最高价氧化物对应的水化物为强酸
10.下列化合物中,所有原子的最外层都满足8电子稳定结构的是(  )
A. B. C. D.
11.下列排列顺序正确的是(  )
①原子半径:Na>Al>N ②热稳定性:H2O>HF>H2S
③还原性:S2﹣>Cl﹣>F﹣④酸性:H3PO4>H2SO4>HClO4.
A.②④ B.①③ C.①④ D.②③
12.下列说法正确的是(  )
A.原子最外层电子数等于或大于3的元素一定是主族元素
B.原子最外层只有1个电子的元素一定是第IA族元素
C.最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期
D.某元素的离子最外层电子数与次外层电子数相同,该元素一定位于第三周期
13.已知短周期主族元素X、Y、Z、W、R,其中X的原子半径在短周期主族元素中最大, Y元素的原子最外层电子数为m,次外层电子数为n,Z 元素的原子L层电子数为m+n,M层电子数为m-n,W与Z同主族,R 元素原子与Y元素原子的核外电子数之比为2∶1。下列叙述错误的是(  )
A.Y的氢化物比R的氢化物稳定,且熔沸点高
B.RY2、WY2通入BaCl2溶液中均有白色沉淀生成
C.Z、W、R 最高价氧化物对应水化物的酸性:R>W>Z
D.X与Y形成的两种化合物中阴、阳离子的个数比均为1∶2
14.下列叙述能说明X的非金属性比Y强的是(  )
A.X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定
B.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
C.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来
D.Y在暗处可与H2反应,X在加热条件下才能与H2反应
15.下列说法不正确的是(  )
A.第ⅦA族元素的最高化合价均为+7
B.第IA族元素的原子最外层电子数均为1
C.金属元素无负化合价
D.元素的周期序数等于其相应原子的电子层数
16.有关短周期元素原子的说法正确的是(  )
A.当原子形成简单离子后,其最外层上的电子数可超过8个
B.原子最外层上的电子数少于4个时,电子数越多,还原性越强
C.原子核外电子中,最外层上的电子能量最高
D.当最外层上的电子数变为4个时即达稳定结构
二、综合题
17.如图是元素周期表的一部分
(1)元素⑩的次外层电子数为   个.
(2)如果在温度接近373K时,根据M=m/n测定⑤的气态氢化物的相对分子质量,结果发现测定结果比理论值高,其原因是   ;
(3)某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如上表中元素⑦与元素②的氢氧化物有相似的性质.写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式   ;
(4)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位:kJ mol﹣1),回答下面各题:
元素代号 I1 I2 I3 I4
Q 2080 4000 6100 9400
R 500 4600 6900 9500
S 740 1500 7700 10500
T 580 1800 2700 11600
U 420 3100 4400 5900
①在周期表中,最可能处于同一主族的是   .(填元素代号)
②T元素最可能是   (填“s”、“p”、“d”、“ds”等)区元素;若T为第二周期元素,Z是第三周期元素中原子半径最小的主族元素,则T、Z形成的化合物分子键角为   .
18.下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑧在表中的位置,回答下列问题:
(1)地壳中含量最高的金属元素在周期表中的位置是   .
(2)⑧形成的单质与水反应的离子方程为   .
(3)②⑦的非金属性强弱可通过比较这两种元素   (填编号)
a.原子的得电子的能力 b.含氧酸的酸性
c.气态氢化物的稳定性 d.单质的熔沸点
(4)写出一种由④⑤⑧元素形成的既含有离子键又含有共价键的物质的电子式   .
(5)化工行业最近合成了由元素②和③形成的化合物,其硬度比金刚石还大.该物质所形成的晶体还可能具有的性质或特点有   (填编号)
①熔点很高 ②可以导电 ③不存在单个分子 ④具有空间网状结构
(6)①和③形成的某液态化合物摩尔质量与氧气相同.在常温常压下0.25mol该液态物质在足量的氧气中完全燃烧生成③的气态单质和液态水,同时放出QkJ的热量.写出该反应的热化学方程式   .
19.元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题:
(1)按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是   。
a.单质的熔点降低
b.原子半径和简单离子半径均减小
c.元素的金属性减弱,非金属性增强
d.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强
(2)氧化性最弱的简单阳离子是   ;热稳定性:H2O   H2S(填>、<、=)。
(3)写出SiCl4的电子式:   。
(4)已知化合物M由第三周期的两种相邻元素按原子个数比1:1组成,不稳定,遇水反应生成谈黄色沉淀A和两种无色有刺意性气味气体B、C,相应物质的转化关系如图:
①已知M的摩尔质量为135g/mol,写出M的化学式   。
②任选一种合适的氧化剂Y,写出C的浓溶液与Y反应生成D的离子反应方程式   。
③M中的一种元素可形成化合物KXO3,可用于实验室制O2。若不加催化剂,400℃时KXO3分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1:1。写出该反应的化学方程式:   。
20.图1是部分短周期元素的常见化合价与原子序数的关系图:
(1)画出元素F的原子结构示意图   .
(2)从上述元素中选取两种元素形成既含离子键又含共价键的化合物,该化合物的电子式为   .
(3)这些元素中,最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的化合物分子式为   .
(4)C、D、G对应的简单离子半径由小到大的顺序是   .(用离子符号回答)
(5)某同学设计实验装置如图2,证明A、B、F的非金属性强弱关系:
①溶液a和溶液b分别为   ,   .
②溶液c中的离子反应方程式为   .
③请从原子结构的角度解释非金属性B>A的原因   
(6)将1mol D2C2投入200mL 3mol/L EH3溶液中,
①转移电子的物质的量为   .
②用一个化学反应方程式表示该反应   
21.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)B的原子结构示意图   ;
(2)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);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   .
(3)在100mL18mol/L的浓的A、C、E 组成酸溶液中加入过量的铜片,加热使之充分反应,产生的气体在标准状况下的体积可能是   ;(填序号)
a.7.32L b.6.72L c.20.16L d.30.24L
若使上述反应中剩余的铜片继续溶解,可向其中加入硝酸钠,反应的离子方程式为:   .
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】F、Cl、Br、I位于同主族,同主族元素从上到下,随原子序数的增大,原子半径逐渐增大,I的原子序数最大,则原子半径最大,
故答案为:D。
【分析】同主族,越往下,原子半径越大
2.【答案】B
【解析】【解答】A、核外电子数=2+8+7=17,故A不符合题意;
B、该原子最外层电子数为7,易得1个电子成为稳定结构,其离子的K、L、M层分别排有2、8、8个电子,具有氩的电子层结构,故B符合题意;
C、该原子最外层电子数为7,易得1个电子成为稳定结构,故C不符合题意;
D、该原子易得电子,金属原子易失电子,容易与金属原子以得失电子的方式形成化合物,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、核外电子数等于每层电子数之和;
B、根据电子层结构的排布规律,结合元素在周期表中的位置分析;
C、根据原子最外层电子数分析;
D、金属易失电子,该原子易得电子,据此解答。
3.【答案】A
【解析】【解答】同周期自左向右金属性逐渐减弱,同主族从上到下金属性逐渐增强。Si是非金属,金属性是K>Mg>Al,即金属性最强的是K,A符合题意;
故答案为:A
【分析】根据元素周期表中金属性的递变规律分析。
4.【答案】C
【解析】【解答】A. F、Cl、Br、I的原子核外电子层数分别为2、3、4、5,随核电荷数的增加而增多,故A不符合题意;
B. F、Cl、Br、I原子半径增大,原子核对电子的引力逐渐减小,单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱,故B不符合题意;
C.元素的非金属性越强,其氢化物的稳定性越强,非金属性F>Cl>Br>I, F、Cl、Br、I原子半径增大,与氢原子的作用力逐渐减小,它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而减弱,故C符合题意;
D. 单质的颜色分别是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色和紫黑色,单质的颜色随核电荷数的增加而加深,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.F、Cl、Br、I的原子核外电子层数分别为2、3、4、5;
B.元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强;
C.元素的非金属性越强,其氢化物的稳定性越强;
D.卤素单质的颜色随着核电荷数的增加而加深。
5.【答案】B
【解析】【解答】同周期元素从左到右半径依次减小,Al、 Mg 、 Si 、 Cl都是第三周期元素,原子序数Mg< Al < Si < Cl ,所以Mg原子半径最大、Cl原子半径最小,故B符合题意。
【分析】几种原子都是第三周期的元素,同周期元素,原子的半径由左到右逐渐减小。
6.【答案】A
【解析】【解答】解:Z单质与H2混合遇强光会发生爆炸,则Z的单质为氯气,Z为Cl元素;结合各Se元素,元素在周期表中的相对位置可知,R为O、X为P、Y为S、T为Se元素,
A.电子层越多,原子半径越大,电子层相同时核电荷数越大,原子半径越小,则原子半径Y>Z>R,故A错误;
B.R为O、Y为S,原子序数分别为8、16,二者原子序数相差8,故B正确;
C.同一周期中,原子序数越大,非金属性越强,则非金属性:Z>Y>X,故C正确;
D.无机酸中最强的含氧酸为高氯酸,分子式为HClO4,是Z的最高价含氧酸,故D正确;
故选A.
【分析】元素R、T、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示,其中Z单质与H2混合遇强光会发生爆炸,则Z的单质为氯气,Z为Cl元素;结合各Se元素,元素在周期表中的相对位置可知,R为O、X为P、Y为S、T为Se元素,据此结合元素周期律知识解答.
7.【答案】C
【解析】【解答】A.Mg、Al、Si、Cl的最高正化合价分别是+2、+3、+4、+7,故最高正化合价大小顺序为Cl>Si>Al>Mg,即W>Z>Y>X,A不符合题意;
B.光导纤维成分是SiO2不是硅单质,B不符合题意;
C.X为Mg,位于周期表第二周期ⅡA族,C符合题意;
D.化合物YW3是AlCl3,化学键为共价键,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】X、Y、Z、W的原子序数依次增大,原子半径依次减小,说明四种元素位于同周期,最外层电子数之和为16,X、Y、Z为同周期相邻元素且均不与W同族,设X的最外层电子数为x,W的最外层电子数为y,则x+x+1+x+2+y=16,整理可得3x+y=13,且x≤4、y≤8,x=1时y=10>8(不符合),x=2时y=7,结合原子序数、原子半径可知X为Mg,Y为Al,Z为Si,W为Cl元素或X为Be,Y为B,Z为C,W为F元素,x=3时y=4,Y、W同主族(不符合要求),x=4时y=1(不符合要求)。
综上所述,X、Y、Z、W依次为Be、B、C、F元素或Mg、Al、Si、Cl元素。
8.【答案】D
【解析】【解答】根据以上分析可知X、Y、Z、Q、R分别是H、C、N、O、P。则
A.同主族从上到下原子半径逐渐增大,同周期自左向右原子半径逐渐减小,则原子半径O<N<P,A项不符合题意;
B.非金属性N>P>C,则最高价氧化物对应水化物的酸性:酸(强酸)>磷酸(中强酸)>碳酸(弱酸),B项不符合题意;
C.Y2X7ZQ2可能为醋酸铵(CH3COONH4),醋酸铵是离子化合物,C项不符合题意;
D.H、C、N、O、P构成的14电子分子可以是N2、CO2、C2H2、HCN等,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】常温下呈液态的短周期元素原子构成的化合物X2Q型分子,易想到水分子,所以X为H元素,Q为O元素。Z元素与R元素同主族,设R的原子序数为a,则Z元素的原子最外层电子数为(a-8-2),设Y元素原子最外层电子数为b,因为b+(a-8-2)+6=a,解得b=4,Y为C元素,Z为N元素,R为P元素。据此解答。
9.【答案】D
【解析】【解答】A.据分析,该化合物中Z显+5价,A不符合题意;
B.非金属性越强,简单氢化物越稳定,元素非金属性N<O ,则简单氢化物的稳定性:X<Y(即N<O),B不符合题意;
C. X和W形成的化合物如NH3、N2H4等,NH3中只有极性键、N2H4含有极性键和非极性键,C不符合题意;
D. Z的最高价氧化物对应的水化物磷酸为中强酸、不属于强酸,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】W形成1个共价键,W、X、Y、Z的原子序数依次增大,且X与Y、Z均相邻,则W是H元素;X为N元素,Y能够形成2个共价键,且可以与H形成共价键,则Y为O;Z元素在周期表中与N元素相邻,其原子序数大于O,则Z为P元素。
10.【答案】B
【解析】【解答】A.H的最外层只有2个电子,故A不符合题意;
B.的电子式为,所有原子最外层均满足8电子稳定,故B符合题意;
C.Li离子最外层2个电子,故C不符合题意;
D.中P原子最外层电子数为10电子,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】判断分子中原子的最外层是否满足8电子稳定结构:可根据原子的最外层电子数+|化合价|是否为8。若为8,则该原子的最外层满足8电子稳定结构;若不为8,则不满足。
11.【答案】B
【解析】【解答】解:①电子层越多,原子半径越大;同周期原子序数大的原子半径小,则原子半径为Na>Al>N,故正确;②非金属性F>O>S,对应氢化物的稳定性为HF>H2O>H2S,故错误;③非金属性F>Cl>S,对应阴离子的还原性为S2﹣>Cl﹣>F﹣,故正确;④非金属性Cl>S>P,对应最高价含氧酸的酸性为H3PO4<H2SO4<HClO4,故错误;
故选B.
【分析】①电子层越多,原子半径越大;同周期原子序数大的原子半径小;②非金属性越强,对应氢化物越稳定;③非金属性越强,对应阴离子的还原性越弱;④非金属性越强,对应最高价含氧酸的酸性越强.
12.【答案】C
【解析】【解答】解:
A.副族元素最外层有1﹣2个电子,稀有气体的最外层电子数可为8,则原子最外层电子数等于或大于3的元素不一定是主族元素,故A错误;
B.原子最外层只有1个电子的元素,可能为副族元素,如副族元素Cr,故B错误;
C.每层容纳的电子为2n2个,无论哪层为最外层时,最外层电子不超过8个,显然外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期,故C正确;
D.某元素的离子最外层电子数与次外层电子数相同,该元素不一定位于第三周期,可能为第四周期的K、Ca等,故D错误;
故选C.
【分析】A.副族元素最外层有1﹣2个电子,稀有气体的最外层电子数为2或8;
B.原子最外层只有1个电子的元素,可能为副族元素;
C.每层容纳的电子为2n2个,无论哪层为最外层时,最外层电子不超过8个;
D.某元素的离子最外层电子数与次外层电子数相同,可能为第四周期的金属阳离子.
13.【答案】B
【解析】【解答】X的原子半径在短周期主族元素中最大,所以X是钠。Z元素的原子L层电子数为m+n,M层电子数为m-n,说明电子充满L层,L层电子数为m+n=8,而Y元素的原子最外层电子数为m,次外层电子数为n,说明次外层是第一层且充满电子,所以n=2,m=6,Y是氧,Z是硅。W与Z同主族,且W是短周期元素,所以W是碳。R元素原子与Y元素原子的核外电子数之比为2∶1,所以R是硫。A. 非金属性:O>S,所以Y的氢化物比R 的氢化物稳定,水分子之间存在氢键,所以水的熔沸点高,故A不符合题意;
B.亚硫酸和碳酸的酸性弱于盐酸,所以 RY2、WY2通入BaCl2溶液中均没有白色沉淀生成,故B符合题意;
C.硫酸是强酸,碳酸、硅酸是弱酸,且硅酸酸性更弱,所以Z、W、R最高价氧化物对应水化物的酸性:R>W>Z,故C不符合题意;
D. X与Y形成的两种化合物氧化钠和过氧化钠中阴、阳离子的个数比均为1∶2,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.元素的非金属性越强,其氢化物的稳定性就越强;氢键是一种特殊的分子之间作用力,可以使物质的熔沸点升高;
B.根据强酸制弱酸的道理,亚硫酸钡和碳酸钡都会溶于盐酸;
C.元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强;
D.氧化钠中的阴离子是氧离子,而过氧化钠中的阴离子是过氧根离子。
14.【答案】A
【解析】【解答】A. 气态氢化物越稳定,非金属性越强,因此X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定,能说明X的非金属性比Y强,故A符合题意;
B. 电子层数多少与非金属性无直接关系,故B不符合题意;
C. Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来,说明Y的非金属性比X强,故C不符合题意;
D. Y在暗处可与H2反应,X在加热条件下才能与H2反应,说明Y 的非金属性比X强,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A. 气态氢化物越稳定,非金属性越强;
B. 电子层数多少与非金属性无直接关系;
C.依据强制弱分析;
D. 非金属性越强,与氢化合的条件越容易,反应越剧烈。
15.【答案】A
【解析】【解答】A.第ⅦA族元素中,F元素没有正化合价,其余元素的正化合价为+7,选项错误,A符合题意;
B.主族的族序数等于其最外层电子数,因此第ⅠA族元素其原子最外层电子数为1,选项正确,B不符合题意;
C.金属元素一般没有正化合价,选项正确,C不符合题意;
D.元素的周期数等于电子层数,选项正确,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.主族元素的最高正价等于其最外层电子数,O和F例外;
B.主族的族序数等于其最外层电子数;
C.金属元素只含有正化合价;
D.周期数等于电子层数;
16.【答案】C
【解析】【解答】A. 当原子形成简单离子后,其最外层上的电子数不可能超过8个,A不符合题意;
B. 原子最外层上的电子数少于4个时,电子数越多,还原性越弱,B不符合题意;
C. 根据核外电子排布规律可知原子核外电子中,最外层上的电子能量最高,C符合题意;
D. 当最外层上的电子数变为2个或8个时即达稳定结构,D不符合题意,
故答案为:C。
【分析】同周期元素原子半径从左到右逐渐减小,电子层越多原子半径越大;同主族元素从上到下非金属性逐渐弱。比较非金属性强弱时,应根据非金属形成的最高价氧化物的水化物的酸性强弱进行比较
17.【答案】(1)14
(2)分子间存在氢键,H2O分子发生缔合
(3)2OH﹣+Be(OH)2=BeO22﹣+2H2O
(4)R和U;p;120°
【解析】【解答】解:由元素在周期表中位置,可知①为H、②为Be、③为C、④为N、⑤为O、⑥为Na、⑦为Al、⑧为Cl、⑨为Ti、⑩为Fe.
(1.)元素⑩为Fe,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,次外层电子排布为3s23p63d6,次外层电子数为14,故答案为:14;
(2.)分子间存在氢键,H2O分子发生缔合,相对分子质量测定结果比理论值高,故答案为:分子间存在氢键,H2O分子发生缔合;
(3.)元素②的氢氧化物为Be(OH)2,与氢氧化铝性质相似,Be(OH)2与NaOH溶液反应生成NaBeO2与水,反应离子方程式为:2OH﹣+Be(OH)2=BeO22﹣+2H2O,故答案为:2OH﹣+Be(OH)2=BeO22﹣+2H2O;
(4.)由元素的电离能可以看出,Q的电离能很大,可能为零族元素,R和U的第一电离能较小,第二电离能剧增,故表现+1价,最外层电子数为1,二者位于同一族,S的第一、第二电离能较小,第三电离能剧增,故表现+2价,最外层电子数为2,T的第一、第二、第三电离能较小,第四电离能剧增,表现+3价,最外层电子数为3.①由上述分析可知,R和U的第一电离能较小,第二电离能剧增,故表现+1价,最外层电子数为1,二者位于同一族,故答案为:R和U;②T元素第四电离能剧增,最外层电子数为3,外围电子排布为ns2np1,处于周期表中p区,若T为第二周期元素,则T为B元素,Z是第三周期元素中原子半径最小的主族元素,则Z为Cl,二者形成化合物为BCl3,B原子形成3个B﹣Cl键,不含孤电子对,为平面正三角形结构,键角为:120°,故答案为:p;120°.
【分析】由元素在周期表中位置,可知①为H、②为Be、③为C、④为N、⑤为O、⑥为Na、⑦为Al、⑧为Cl、⑨为Ti、⑩为Fe.
(1.)元素⑩为Fe,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2;
(2.)分子间存在氢键,H2O分子发生缔合;
(3.)元素②的氢氧化物为Be(OH)2,与氢氧化铝性质相似,Be(OH)2与NaOH溶液反应生成NaBeO2与水;
(4.)由元素的电离能可以看出,Q的电离能很大,可能为零族元素,R和U的第一电离能较小,第二电离能剧增,故表现+1价,最外层电子数为1,二者位于同一族,S的第一、第二电离能较小,第三电离能剧增,故表现+2价,最外层电子数为2,T的第一、第二、第三电离能较小,第四电离能剧增,表现+3价,最外层电子数为3.①R和U的第一至第四电离能变化规律相似,即R和U最可能在同一主族;②T元素第四电离能剧增,最外层电子数为3,外围电子排布为ns2np1,若T为第二周期元素,则T为B元素,Z是第三周期元素中原子半径最小的主族元素,则Z为Cl,二者形成化合物为BCl3,B原子形成3个B﹣Cl键,不含孤电子对,为平面正三角形结构.
18.【答案】(1)第三周期ⅢA族
(2)Cl2+H2O HClO+H++Cl﹣
(3)a、c
(4)
(5)①③④
(6)N2H4(l)+O2(g)═N2(g)+2H2O(l)△H=﹣4Q kJ mol﹣1
【解析】【解答】解:(1)地壳中含量最高的金属元素是铝,在周期表中的位置是第三周期ⅢA族,故答案为:第三周期ⅢA族;(2)氯气与水反应的离子方程为Cl2+H2O HClO+H++Cl﹣,故答案为:Cl2+H2O HClO+H++Cl﹣;(3)元素的非金属性越强,原子的得电子的能力就越强,最高价的含氧酸的酸性就越强,气态氢化物的稳定性也越强,所以a、c正确,
故答案为:a、c;(4)由④⑤⑧元素形成的既含有离子键又含有共价键的物质为NaClO等,其电子式为 ,
故答案为: ;(5)由元素②和③形成的化合物,其硬度比金刚石还大,则该物质所形成的晶体为原子晶体,根据原子晶休可知,该物质熔点很高、不存在单个分子、具有空间网状结构,原子晶体一般不导电,
故选:①③④;(6)①和③形成的某液态化合物摩尔质量与氧气相同,则该物质为N2H4,在常温常压下0.25mol该液态物质在足量的氧气中完全燃烧生成氮气和液态水,同时放出QkJ的热量,则1molN2H4反应可放出4QkJ的热量,该反应的热化学方程式为:N2H4(l)+O2(g)═N2(g)+2H2O(l)△H=﹣4Q kJ mol﹣1,
故答案为:N2H4(l)+O2(g)═N2(g)+2H2O(l)△H=﹣4Q kJ mol﹣1.
【分析】由元素在周期表中的位置可知,①是H,②是C,③是N,④是O,⑤是Na,⑥是Al,⑦是Si,⑧是Cl.(1)地壳中含量最高的金属元素为铝元素;(2)⑧形成的单质为氯气,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸;(3)元素的非金属性越强,原子的得电子的能力就越强,最高价的含氧酸的酸性就越强,气态氢化物的稳定性也越强;(4)由④⑤⑧元素形成的既含有离子键又含有共价键的物质为NaClO等;(5)由元素②和③形成的化合物,其硬度比金刚石还大,则该物质所形成的晶体为原子晶体,根据原子晶休可能具有的性质或特点判断;(6)①和③形成的某液态化合物摩尔质量与氧气相同,则该物质为N2H4,在常温常压下0.25mol该液态物质在足量的氧气中完全燃烧生成氮气和液态水,同时放出QkJ的热量,则1molN2H4反应可放出4QkJ的热量,注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式.
19.【答案】(1)c
(2)Na+(或钠离子);>
(3)
(4)S2Cl2;MnO2+2Cl-+4H+=Mn2++Cl2↑+2H2O(或2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O其他合理答案也给分);4KClO3 KCl+3KClO4
【解析】【解答】(1)a.金属单质的熔点降低,即Na<Mg<Al<Si(原子晶体),而非金属单质是分子晶体,熔点比金属单质低,整体趋势是Si>Al>Mg>S>P>Na>Cl2>Ar,选项a错误;
B.原子半径和离子半径均减小;第三周期中,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,而离子半径需要根据阴阳离子进行讨论,阳离子只有2个电子层,随着核电荷数在增大,半径逐渐减小,而阴离子有3个电子层,随着核电荷数的增加逐渐减小,但是阴离子半径整体大于阳离子半径,从阴离子到阳离子,半径在增大,选项b错误;
C.金属性减弱,非金属性增强;同一周期中,随着核电荷数的递增,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,选项c正确;
D.最高价氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强,选项d错误;
故答案为:c;(2)金属的还原性越强,对应离子的氧化性越弱,所以第三周期中氧化性最弱的简单阳离子是Na+(或钠离子);非金属性O>S,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,所以稳定性: H2O>H2S;(3)SiCl4为共价化合物,其电子式为: ;(4)M遇水反应生成谈黄色沉淀A(应为硫单质)和两种无色有刺意性气味气体B、C(应为二氧化硫和氯化氢气体),化合物M由第三周期的两种相邻元素按原子个数比1:1组成,不稳定, M的摩尔质量为135g/mol,可推知M为S2Cl2,则可知D为氯气,E为硫酸。①由上述分析可知,M的化学式为S2Cl2;②C的浓溶液浓盐酸与氯化剂Y若为二氧化锰或离锰酸钾反应生成D即氯气的离子反应方程式为MnO2+2Cl-+4H+=Mn2++Cl2↑+2H2O或2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;③M中的一种元素氯元素可形成化合物KXO3即KClO3,可用于实验室制O2。若不加催化剂,400℃时KClO3分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐KCl其氯元素化合价降低,则另一种盐中氯元素化合价升高,其阴阳离子个数比为1:1,故为KClO4,该反应的化学方程式为:4KClO3 KCl+3KClO4。
【分析】(1)在同一周期中,从左到右元素的非金属性是逐渐增强的,最高价氧化物对应的水化物的酸性是逐渐增强的;
(2)金属性越强,其对应的离子的氧化性就越弱;非金属性越强,其氢化物的稳定性就越强;
(3)化学中常在元素符号周围用黑点“.”和叉“×”来表示元素原子的最外层电子。这种表示的物质的式子叫做电子式;
(4)在氧化还原反应中,氧化剂的化合价会降低,发生还原反应;而还原剂的化合价会降低,发生氧化反应。
20.【答案】(1)
(2)
(3)HClO4
(4)Na+<O2﹣<S2﹣
(5)硝酸;饱和NaHCO3溶液;SiO32﹣+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32﹣;碳和氮元素处于同一周期,氮原子的核电荷数大于碳原子,原子半径较碳原子小,氮原子核对最外层电子的吸引力更大,得电子能力更强
(6)1mol;10Na2O2+6H2O+6AlCl3=2NaAlO2+4Al(OH)3↓+18NaCl+5O2
【解析】【解答】解:短周期元素中,A、F均有+4、﹣4价,处于ⅣA族,且原子序数A<F,故A为碳、F为Si;C、G均有﹣2价,且G有+6,G的原子序数较大,故C为O元素、G为S元素;B有+5、﹣3价,原子序数介于碳、氧之间,故B为N元素;H有+7、﹣1价,原子序数大于硫,则H为Cl;D有+1价,E有+3价,分别处于ⅠA族、ⅢA族,原子序数:氧<D<E<Si,故D为Na,E为Al.
(1.)Si原子核外电子数为14,有3个电子层,各层电子数为2、8、4,原子结构示意图为: ,故答案为: ;
(2.)两种元素形成既含离子键又含共价键的化合物为Na2O2等,过氧化钠的电子式为 ,故答案为: ;
(3.)这些元素中,最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的化合物为HClO4,故答案为:HClO4;
(4.)电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,离子的电子层越多离子半径越大,故离子半径:Na+<O2﹣<S2﹣,故答案为:Na+<O2﹣<S2﹣;
(5.)由装置图可知,实验原理是利用强酸制备弱酸,硝酸易挥发,为防止干扰应除去,故锥形瓶中产生二氧化碳,应为硝酸与碳酸盐反应,溶液b吸收挥发的硝酸,应为饱和的碳酸氢钠,烧杯中应是二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸,①由上述分析可知,溶液a为硝酸,溶液b为饱和NaHCO3溶液,故答案为:硝酸;饱和NaHCO3溶液;②溶液c中的离子方程式为:SiO32﹣+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32﹣,故答案为:SiO32﹣+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32﹣;③碳和氮元素处于同一周期,氮原子的核电荷数大于碳原子,原子半径较碳原子小,氮原子核对最外层电子的吸引力更大,得电子能力更强,因此氮元素的非金属性强于碳元素,故答案为:碳和氮元素处于同一周期,氮原子的核电荷数大于碳原子,原子半径较碳原子小,氮原子核对最外层电子的吸引力更大,得电子能力更强;
(6.)①Na2O2投 AlCl3溶液中,先与水生成氢氧化钠与氧气,反应中过氧化钠起氧化剂、还原剂作用,各占一半,起还原剂的过氧化钠中O元素化合价有﹣1升高为0价,故1molNa2O2费用转移电子为1mol× ×2×[0﹣(﹣1)]=1mol,故答案为:1mol;②将1mol Na2O2投入200mL 3mol/L AlCl3溶液中,生成2mol NaOH、0.5mol氧气,AlCl3溶的物质的量为0.2L×3mol/L=0.6mol,1:4<n(AlCl3):n(NaOH)=3:10<1:3,故生成Al(OH)3、NaAlO2,溶液中溶质为偏铝酸钠、氯化钠,根据电荷守恒可知反应中n(AlO2﹣)=2mol﹣0.6mol×3=0.2mol,故n(AlO2﹣)=n(NaAlO2)=0.2mol,根据Al元素守恒可知,n[Al(OH)3]=0.6mol﹣0.2mol=0.4mol,故n[Al(OH)3]:n(NaAlO2):n(氧气)=0.4mol:0.2mol:0.5mol=4:2:5,反应方程式为:10Na2O2+6H2O+6AlCl3=2NaAlO2+4Al(OH)3↓+18NaCl+5O2,故答案为:10Na2O2+6H2O+6AlCl3=2NaAlO2+4Al(OH)3↓+18NaCl+5O2.
【分析】短周期元素中,A、F均有+4、﹣4价,处于ⅣA族,且原子序数A<F,故A为碳、F为Si;C、G均有﹣2价,且G有+6,G的原子序数较大,故C为O元素、G为S元素;B有+5、﹣3价,原子序数介于碳、氧之间,故B为N元素;H有+7、﹣1价,原子序数大于硫,则H为Cl;D有+1价,E有+3价,分别处于ⅠA族、ⅢA族,原子序数:氧<D<E<Si,故D为Na,E为Al.(1)Si原子核外电子数为14,有3个电子层,各层电子数为2、8、4;(2)两种元素形成既含离子键又含共价键的化合物为Na2O2等;(3)这些元素中,最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的化合物为高氯酸;(4)电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,离子的电子层越多离子半径越大;(5)由装置图可知,实验原理是利用强酸制备弱酸,硝酸易挥发,为防止干扰应除去,故锥形瓶中产生二氧化碳,应为硝酸与碳酸盐反应,溶液b吸收挥发的硝酸,应为饱和的碳酸氢钠,烧杯中应是二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸;(6)①反应中过氧化钠起氧化剂、还原剂作用,各占一半,结合O元素化合价变化计算转移电子;②将1mol Na2O2投入200mL 3mol/L AlCl3溶液中,生成2mol NaOH、0.5mol氧气,AlCl3溶的物质的量为0.2L×3mol/L=0.6mol,1:4<n(AlCl3):n(NaOH)=3:10<1:3,故生成Al(OH)3、NaAlO2,溶液中溶质为偏铝酸钠、氯化钠,根据电荷守恒计算n(AlO2﹣),而n(AlO2﹣)=n(NaAlO2),根据Al元素守恒计算n[Al(OH)3],进而确定n[Al(OH)3]:n(NaAlO2):n(氧气),再配平书写.
21.【答案】(1)
(2)S2﹣>O2﹣>Na+;离子键、共价键
(3)ab;3Cu+8H++2NO3﹣+=3Cu2++2NO↑+4H2O
【解析】【解答】解:A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素,B、C和E在周期表中相邻,且C、E同主族,则B、C处于第二周,E处于第三周期,A和D最外层电子数相同,二者同主族,结合原子序数可知D只能处于第三周期,B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数,B、C最外层电子数之和最大为13,D的核外电子数只能为11或13,其中仅含有一种金属元素,且A和C可形成两种常见的液态化合物,则A为H元素、B为N元素、C为O元素、D为Na、E为S元素.(1)B为N元素,原子结构示意图: ,故答案为: ;(2)离子的电子层数越多,其离子半径越大,电子层结构相同的离子中,离子半径随着核电荷数的增大而减小,所以离子半径大小顺序是S2﹣>O2﹣>Na+,由A、B、C三种元素按4:2:3组成的化合物为NH4NO3,所含的化学键类型有离子键、共价键,故答案为:S2﹣>O2﹣>Na+;离子键、共价键;(3)在100mL 18mol/L的浓H2SO4溶液中加入过量的铜片,加热使之充分反应,铜片部分溶解,随反应进行浓硫酸变为稀硫酸,稀硫酸不与Cu反应,硫酸的物质的量为0.1mol/L×18mol/L=1.8mol,发生反应:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,假设浓硫酸完全反应,生成二氧化硫为0.9mol,故实际生成二氧化硫的体积小于0.9mol×22.4L/mol=20.16L,欲使上述反应中剩余的铜片继续溶解,可向其中加入B的最高价含氧酸所形成的钠盐,即进入NaNO3,反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO3﹣+=3Cu2++2NO↑+4H2O,故选:ab;3Cu+8H++2NO3﹣+=3Cu2++2NO↑+4H2O.
【分析】A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素,B、C和E在周期表中相邻,且C、E同主族,则B、C处于第二周,E处于第三周期,A和D最外层电子数相同,二者同主族,结合原子序数可知D只能处于第三周期,B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数,B、C最外层电子数之和最大为13,D的核外电子数只能为11或13,其中仅含有一种金属元素,且A和C可形成两种常见的液态化合物,则A为H元素、B为N元素、C为O元素、D为Na、E为S元素,据此解答

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