2024届高三新高考化学大一轮专题训练题-----元素或物质推断题
1.(2021·浙江·高三开学考试)由三种短周期元素组成的化合物X是易挥发的无色液体,存在如下转化关系。其中未用硫酸酸化且恰好完全反应,沉淀A是混合物,G的结构与相似。
请回答:
(1)组成X的三种元素是 (填元素符号)。
(2)写出化合物X与溶液反应的化学方程式 。
(3)G遇水反应生成沉淀、气体,写出反应的化学方程式 。
(4)①将灼烧至红热的铁丝迅速伸入盛有气体C的集气瓶中,观察到的现象是 。
②向反应后的集气瓶中加适量水,充分振荡,滴入几滴KSCN,观察到溶液变血红色,能说明反应生成了+3价铁吗?说明原因 。
2.(2022秋·高三课时练习)前四周期元素X、Y、Z、W核电荷数依次增大,核电荷数之和为58;Y原子的M层p轨道有3个未成对电子;Z与Y同周期,且在该周期中电负性最大;W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4:1,其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5:2。
(1)写出Z元素在元素周期表中的位置: 。
(2)与X形成共价化合物A,Z与X形成共价化合物B,A与B还原性较强的是 写分子式。
(3)的最高价氧化物的水化物的化学式为 ;
(4)单质与在一定条件下恰好完全反应生成化合物C,一个C分子中所含有的σ键数目为 ;
(5)含W元素的最高化合价的含氧酸根离子是 ,该含氧酸根离子在分析化学中有重要作用,在酸性条件下该含氧酸根离子可将氧化成,请写出该反应的离子方程式 。
3.(2021·山西吕梁·统考一模)甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素,它们之间的转化关系如图示(部分反应物及生成物已略去)。
(1)若甲为气态氢化物,乙为黄色固体,写出此时反应①的化学方程式 。
(2)若甲为两性氧化物,乙的水溶液呈酸性,请用离子方程式写出乙的水溶液呈酸性的原因 ,写出此时反应④的离子方程式 。
(3)若甲为金属单质,反应④为置换反应,则往乙溶液中滴加KSCN,溶液变为 。
(4)若甲为气体单质,乙为含有极性共价键的非极性分子,请写出乙的电子式 。
4.(2021·高三课时练习)已知A、B、C、D、E、F为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素,A与B,C、D与E分别位于同一周期。A原子L层上有2对成对电子,B、C、D的核外电子排布相同的简单离子可形成一种C3DB6型离子晶体X,CE、FA为电子数相同的离子晶体。
(1)A元素的基态原子价电子排布式: 。
(2)X的化学名称为 。
(3)试解释工业冶炼D不以DE3而是以D2A3为原料的原因: 。
(4)CE、FA的晶格能分别为786 kJ·mol-1、3401 kJ·mol-1,试分析导致两者晶格能差异的主要原因是 。
(5)F与B可形成离子化合物,其晶胞结构如下图所示。F与B形成的离子化合物的化学式为 ;该离子化合物晶体的密度为a g·cm-3,则晶胞的体积是 (只要求列出算式)。
5.(2021·高三课时练习)A、B、C、D、E五种元素原子序数依次增大,A元素原子的价电子排布为ns2np2,B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍,E元素原子的价电子排布为3d64s2。C、D的电离能数据如下(kJ·mol-1):
I1 I2 I3 I4
C 738 1451 7733 10540
D 577 1817 2745 11578
(1)化合价是元素的一种性质。由C、D的电离能数据判断,C通常显 价,D显 价。
(2)某气态单质甲与化合物AB分子中电子总数相等,则甲分子中包含1个 键,2个 键。
(3)AB的总键能大于甲的总键能,但AB比甲容易参加化学反应。根据下表数据,说明AB比甲活泼的原因是 。
单键 双键 叁键
AB键能/(kJ·mol-1) 357.7 798.9 1071.9
甲键能/(kJ·mol-1) 154.8 418.4 941.7
6.(2021春·高三课时练习)将黑色固体单质甲加热至红热,投入黄色的溶液乙中,反应后产生混合气体A,A在常温下不与空气反应,根据图中转化关系回答下列问题:
(1)甲是 ,乙是 ,丙是 。
(2)混合气体A的主要成分是 。
(3)丙与溶液C反应的化学方程式是 。
(4)若32.0 g丙与一定量的溶液乙反应,当丙反应完时,共产生13.44 L(标准状况下)气体,则消耗的溶液乙中溶质的物质的量为 。
7.(2021·高三课时练习)有A、B、C、D、E、F六种元素,已知:
①它们位于三个不同的短周期,核电荷数依次增大;
②E元素的电离能数据如表所示():
…
496 4562 6912 9540 …
③B元素与F元素同主族;
④A元素、E元素均能与D元素按原子个数比为1:1或2:1形成化合物;
⑤B元素、C元素均能与D元素按原子个数比为1:1或1:2形成化合物。
请回答下列问题:
(1)写出只含有A、B、D、E四种元素的两种盐的化学式: 、 。
(2)分子中存在 个σ键, 个π键。
(3)如表所示列出了上述部分元素形成的化学键的键能:
化学键
键能/() 452 226 347.7 745 497.3
则下列3种物质的稳定性由高到低的顺序为 (填标号)。
a.B与D形成的稳定化合物 b.F的单质 c.F与D形成的化合物
8.(2021·高三课时练习)如图是元素周期表的一部分,图中所列字母分别代表某一化学元素。
(1)图中所列元素中,基态原子最外层只有2个电子的短周期元素是 (填元素符号);元素j的最高价氧化物对应水化物的化学式为 ;元素i最高价氧化物的化学式为 。
(2)g离子的结构示意图为 ,元素c在周期表中的位置为 。
(3)已知与f在同一周期的元素R位于第p主族,则R的原子序数为 ,(用含p的代数式表示)R能形成气态氢化物,其简单氢化物的化学式为 。
(4)根据构造原理,写出基态m原子的核外电子排布式: 。
9.(2021·高三课时练习)W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数的变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;X和Ne原子的核外电子数相差1;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的电负性在同周期主族元素中最大。
请回答下列问题:
(1)X位于元素周期表第 周期第 族;W的基态原子核外有 个未成对电子。
(2)W和X的简单离子的半径由大到小的顺序为 (用离子符号表示);Z的气态氢化物和溴化氢相比,较稳定的是 (写化学式)。
(3)Y与Z形成的化合物与足量水反应,生成一种弱酸和一种强酸,该反应的化学方程式是 。
10.(2021春·高三课时练习)现有甲、乙、丙、丁四种元素,已知:甲元素是地壳中含量最多的元素;乙元素为金属元素,它的原子核外K、L层电子数之和等于M、N层电子数之和;丙元素的单质及其化合物的焰色试验都显黄色;氢气在丁元素的单质中燃烧,火焰呈苍白色。请回答下列问题。
(1)写出元素符号:乙 ,丁 。
(2)甲、乙两元素可形成原子个数比为1∶2的化合物,其电子式为 。
(3)下列有关与丙同主族的金属元素的叙述中,错误的是 (填字母)。
A.各元素的单质在氧气中燃烧均生成相应的过氧化物
B.随电子层数增加,各元素单质的熔、沸点逐渐降低
C.各元素单质均能与水反应生成氢气
D.各元素单质均能保存于煤油中
(4)乙和丁形成的化合物的类型是 (填“离子”或“共价”)化合物,用电子式表示其形成过程: 。
11.(2021春·高三课时练习)一种融雪剂,其主要成分的化学式为,X、Y均为元素周期表前20号元素,其阳离子和阴离子的电子层结构相同,且1含有54电子。
(1)该融雪剂的化学式是 ,该物质中化学键类型是 。
(2)元素D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,D与Y相邻,则D的离子结构示意图是 。
(3)W是与D同主族的短周期元素,Z是第三周期金属性最强的元素,Z的单质在W的常见单质中反应时有两种产物:不加热时生成 (填化学式),其化学键类型为 ;加热时生成 (填化学式)。
12.(2021·高三课时练习)现有四种短周期元素A、B、C、D,已知:①C、D在同一周期,A、B在同一主族;②它们可以组成化合物A2C、B2C2、DC2、D2A4等;③B的简单阳离子与C的简单阴离子的核外电子排布相同;④B2C2与A2C或DC2反应都生成气体C2,单质B与A2C反应生成气体A2,A2与气体C2按体积比2:1混合后点燃发生爆炸,其产物是一种常温下常见的无色无味的液体。请回答下列问题:
(1)写出元素符号:A 、B 、C 、D 。
(2)在A2C、B2C2、DC2和D2A4中,同时含有离子键和非极性共价键的化合物的电子式为 ,按原子轨道重叠方式,其非极性键的类型是 。化合物DC2的结构式为 。
(3)A2C分子的电子式为 ,按原子轨道重叠方式,其共价键的类型是 。D2A4是平面形分子,其分子中含有 个σ键, 个π键。
13.(2021·高三课时练习)X、Y、Z、W、R、Q为前30号元素,且原子序数依次增大。X是元素周期表中原子半径最小的元素;Y元素基态原子有三个能级上有电子,且每个能级上的电子数相等;Z元素基态原子的单电子数在同周期元素基态原子中最多;W与Z同周期,第一电离能比Z的低;R与Y同主族;Q的最外层只有一个电子,其他电子层均有个电子(n表示电子层序数)。请回答下列问题:
(1)的核外电子排布式为 。
(2)化合物中W的杂化方式为 ;的空间结构为 。
(3)Y、R的最高价氧化物中沸点较高的是 (填化学式),原因是 。
(4)Y有多种同素异形体,其中一种同素异形体的晶胞结构如图所示,该晶体的晶胞中所含Y原子的个数为 ;若晶胞的边长为,晶体的密度为,则阿伏加德罗常数的值为 (用含a和ρ的代数式表示)。
14.(2021·高三课时练习)已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增大。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物为离子化合物,D形成的二价阳离子与C形成的简单阴离子具有相同的电子层结构。为非极性分子。B、C的简单氢化物的沸点比它们同主族相邻周期元素的氢化物的沸点高。E是前四周期中原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素。请根据以上情况,回答下列问题:
(1)A、B、C的电负性由小到大的顺序为 (用对应元素符号表示,下同)
(2)A的氢化物中有一种组成为的分子,其中A原子的轨道杂化类型为 ,所含键的数目为 。
(3)写出化合物的电子式: 。
(4)E的价电子排布式是 。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时,B被还原到最低价,该反应的化学方程式是 。
15.(2021·高三课时练习)a、b、c、d为四种由短周期元素组成的物质,它们的组成微粒(化学式)中都含有14个电子,且四种物质中均只含共价键。试回答下列问题:
(1)a是单质,可用作半导体材料,则构成a物质的原子的核外电子排布式为 。
(2)b是双核化合物,常温下为无色无味的气体,则b的化学式为 。
(3)c是双核单质,其电子式为 ,c分子中所含共价键类型为 (填“极性键”或“非极性键”)。
(4)d是四核化合物,其结构式为 ,1个d分子中含有 个σ键, 个π键,其中σ键的强度 。(填“>”“<”或“=”)π键,原因是 。
16.(2021·全国·高三专题练习)现有一混合物的水溶液,只含有以下离子中的若干种:K+、NH、Cl﹣、Ba2+、CO、SO,Mg2+ 现取三份均100mL溶液进行如下实验:①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生②第二份加足量NaOH溶液加热后,标准状况下收集到气体0.896L③第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33g。试回答下列问题
(1)由实验②可知溶液中含有的离子为 ,该实验中生成气体的离子方程式为 。
(2)由实验③可以判断溶液中含有的离子为
(3)由上述实验信息判断下列说法中正确的是
A.K+一定存在 B.100mL溶液中含0.02mol CO
C.Ba2+和Mg2+可能存在 D.Cl﹣可能存在,Mg2+一定不存在
(4)请你设计实验,确认Cl﹣是否存在,要求写出实验步骤、现象和结论 。
17.(2021·高三课时练习)A、B、C、D是四种短周期元素,E是过渡元素。A、B、C同周期,C、D同主族,A的原子结构示意图为,B是同周期第一电离能最小的元素,基态C原子的最外层有三个未成对电子,基态E原子的外围电子排布式为。
回答下列问题:
(1)写出下列元素的名称:A ,B ,C ,D 。
(2)D所在周期第一电离能最大的元素是 (用元素符号表示,下同),电负性最大的元素是 。
(3)E元素在周期表的第 周期、第 族,已知元素周期表可按电子排布分为s区、p区、d区、区和f区,则E元素在 区。
(4)用电子式表示B的硫化物的形成过程: 。
(5)写出A的最高价氧化物与B的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式: 。
18.(2022·全国·高三专题练习)利用物质类别及核心元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系。回答下列问题:
(1)质量相同的和,物质的量之比为 。
(2)的浓溶液能与反应产生一种气体,该气体的化学式为 。
(3)将足量的通入溶液中,下列说法正确的是 (填标号)。
A.溶液中出现白色沉淀
B.溶液没有明显变化
C.若再通入或,则溶液中均会出现白色沉淀
(4)宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载,“银针验毒”的原理:。在该反应中 (填标号)。
A.是氧化剂 B.是还原剂 C.既是氧化剂也是还原剂 D.既不是氧化剂也不是还原剂
(5)已知为正盐,且能被酸性氧化为,被还原为,写出此反应的离子方程式: 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1. Si、H、Cl 3+2+2H2O=2↓+3↓+2KCl+7HCl 2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl↑ 剧烈燃烧,生成红棕色的烟 若反应生成+2价铁可在过量氯气中被氧化生成+3价的铁,再与KSCN反应,使溶液变为血红色
【详解】白色沉淀F是AgCl,可推出X中含有Cl 元素的物质的量为0.3mol、质量为10.65g。沉淀A是混合物,能与浓盐酸反应产生黄绿色气体,说明含有;沉淀D不溶于过量的浓盐酸中,且X由三种短周期元素组成,可推知D是硅酸;因此固体E是,有Si 0.1mol、2.8g。13.55g X,除氯与硅还差0.1g,因此是为氢元素,为0.1mol。得出X为。
(1)组成X的三种元素是Si、H、Cl;
(2)化合物X为,与溶液反应生成沉淀、以及氯化钾溶液,反应的化学方程式为3+2+2H2O=2↓+3↓+2KCl+7HCl;
(3)黄绿色气体C为氯气,与硫反应生成G的结构与相似,则为S2Cl2,G遇水反应生成沉淀S、气体二氧化硫和氯化氢,反应的化学方程式为2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl↑;
(4)①将灼烧至红热的铁丝迅速伸入盛有气体C的集气瓶中,铁丝在氯气中燃烧,观察到的现象是剧烈燃烧,生成红棕色的烟;
②向反应后的集气瓶中加适量水,充分振荡,滴入几滴KSCN,观察到溶液变血红色,不能说明反应生成了+3价铁,因为若反应生成+2价铁可在过量氯气中被氧化生成+3价的铁,再与KSCN反应,使溶液变为血红色。
2. 第三周期第ⅦA族 12
【分析】前四周期元素X、Y、Z、W核电荷数依次增加,Y原子的M层p轨道有3个未成对电子,则外围电子排布为,故Y为P元素;Z与Y同周期,且在该周期中电负性最大,则Z为Cl元素;W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4:1,最外层电子数为2,其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5:2,d轨道数目为5,外围电子排布为,故W为Mn元素,则X、Y、Z、W四种元素的核电荷数之和为58,则X核电荷数为,故X为H元素。
【详解】(1)Z为Cl元素,原子核外有3个电子层,最外层电子数为7,在元素周期表中的位置为第三周期第ⅦA族;故答案为:第三周期第ⅦA族。
(2)Y与X形成共价化合物A为,Z与X形成共价化合物B为HCl,由于非金属性,故氢化物还原性较强的是;故答案为:。
(3)为Cl元素,最高价氧化物的水化物的化学式为;故答案为:。
(4)单质的物质的量为在一定条件下恰好完全反应生成化合物,在分子中,每个分子中有12个键,含有的σ键数目为12;
故答案为:12。
(5)含W(Mn)元素的最高化合价的含氧酸根离子是离子与溶液反应的离子方程式:;故答案为:。
3. 2H2S + O2 2S + 2H2O Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ Al2O3 + 2OH- =2 AlO+ H2O 血红色
【详解】(1)若甲为气态氢化物,乙为黄色固体,根据甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素和它们之间的转化关系图可知:甲为H2S,乙为S,丙为SO2,故此时反应①的化学方程式2H2S + O2 2S + 2H2O,故答案为:2H2S + O2 2S + 2H2O;
(2)若甲为两性氧化物,乙的水溶液呈酸性,根据甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素和它们之间的转化关系图可知:甲为Al2O3,乙为Al2(SO4)3或者AlCl3,丙为AlO,故乙的水溶液呈酸性的原因为Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+,此时反应④的离子方程式为Al2O3 + 2OH- =2 AlO+ H2O,故答案为:Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+;Al2O3 + 2OH- =2 AlO+ H2O;
(3)若甲为金属单质,反应④为置换反应,根据甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素和它们之间的转化关系图可知:甲为Fe,乙为Fe3+,丙为Fe2+,故往乙溶液中滴加KSCN,溶液变为血红色,故答案为:血红色;
(4)若甲为气体单质,乙为含有极性共价键的非极性分子,根据甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素和它们之间的转化关系图可知:甲为CH4,乙为CO2,丙为CO,故乙的电子式为:,故答案为:。
4. 2s22p4 六氟合铝酸钠 Al2O3为离子晶体(或者离子化合物),而AlCl3为分子晶体(或者共价化合物) CaO晶体中Ca2+、O2-带的电荷大于NaCl晶体中Na+、Cl-带的电荷 CaF2
【分析】已知A、B、C、D、E、F为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素,A原子L层上有2对成对电子,所以A为O元素,其基态原子电子排布式为1s22s22p4;由于B与A同周期且原子序数比A大,则B为F元素;B、C、D的核外电子排布相同的简单离子可形成一种C3DB6型离子晶体X,且C、D分别位于同一周期,所以X为Na3AlF6,即C是Na元素、D是Al元素;CE、FA为电子数相同的离子晶体,则E为Cl元素、F为Ca元素。
【详解】(1)根据分析,A为O元素,其基态原子价电子排布式为2s22p4;
(2)根据分析,X的化学式为Na3AlF6,名称为六氟合铝酸钠;
(3)因为Al2O3为离子晶体,熔融状态可导电,而AlCl3为分子晶体,熔融状态不导电,故工业上工业冶炼Al不以AlCl3而是以Al2O3为原料;
(4)根据分析,CE、FA分别为NaCl、CaO,其晶格能分别为786 kJ·mol-1、3401 kJ·mol-1,导致两者晶格能差异的主要原因是因为Ca2+和Cl-电子层结构相同,O2-和Na+电子层结构相同,且Ca2+、O2-带的电荷数大于NaCl晶体中Na+、Cl-,故NaCl晶格能低于CaO晶格能;
(5)根据晶胞结构,用均摊法进行计算,每个晶胞中钙原子的个数=×8+×6=4(个),F原子位于晶胞内部,未被其他晶胞共用,故F原子的个数为8,所以该化合物的化学式为CaF2。假设现有1 mol CaF2,其中含有NA个钙离子,则含有个晶胞,再假设一个晶胞的体积为V cm3,则1 mol CaF2的体积为×V cm3,根据质量关系列关系式得×V×a=78,解得该晶胞的体积V=。
5. +2 +3 σ π CO打开第一个键需要1071.9kJ·mol-1-798.9kJ·mol-1=273kJ·mol-1能量,而N2打开第一个键需要941.7kJ·mol-1-418.4kJ·mol-1=523.3kJ·mol-1能量
【分析】A、B、C、D四种短周期元素原子序数依次增大,B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍,由于最外层电子数不超过8,1个电子层最多容纳2个电子,故B原子有2个电子层,最外层电子数为6,则B为氧元素;A元素原子的价电子排列为ns2np2,处于ⅣA族,原子序数小于氧元素,则A为碳元素;C元素的第三电离能剧增,表现+2价,处于ⅡA,原子序数大于氧元素,故C为Mg元素;D元素的第四电离能剧增,表现+3价,处于ⅢA族,则D为Al元素;E元素原子的价电子排布为3d64s2,核外电子数为26,为Fe元素,据此解答。
【详解】(1)C元素的第三电离能剧增,表现+2价;D元素的第四电离能剧增,表现+3价,故答案为:+2;+3;
(2)某单质甲分子与化合物CO分子中电子总数相等,则甲分子为N2,分子中存在N≡N三键,包含1个σ键,2个π键,故答案为:σ;π;
(3)据表中数据可知,断裂C≡O中的一个π键消耗的能量是1071.9kJ/mol-798.9kJ/mol=273kJ/mol,断裂N≡N中的一个π键消耗的能量是941.7kJ/mol-418.4kJ/mol=523.3kJ/mol,断裂一个π键CO比N2更容易,所以CO更活泼,故答案为:断裂C≡O中的一个π键消耗的能量是273kJ/mol,断裂N≡N中的一个π键消耗的能量是523.3kJ/mol,断裂一个π键CO比N2更容易,所以CO更活泼。
6. C 浓硝酸 Cu CO2和NO2 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 1.6 mol
【分析】由反应①②以及黑色固体单质甲加热至红热,投入黄色的溶液乙中,反应产生混合气体A可知,甲为碳、乙为浓硝酸、A为二氧化碳与二氧化氮的混合气体、B为一氧化氮;由反应③可知单质丙为铜,溶液C为稀硝酸。
【详解】(1)由分析可知,甲为碳、乙为浓硝酸、丙为铜,故答案为:C;浓硝酸;Cu;
(2) 由分析可知,A为二氧化碳与二氧化氮的混合气体,故答案为:CO2和NO2;
(3) 丙与溶液C的反应为铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,故答案为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
(4) 32.0 g铜的物质的量为 =0.5 mol,标准状况下13.44 L气体的物质的量为=0.6 mol,由氮原子守恒可知,反应消耗HNO3的物质的量为2n(Cu)+n(气体)=2×0.5mol+0.6mol=1.6mol,故答案为:1.6mol。
7. 3 2 a>c>b
【详解】由E元素的电离能数据可知,E为碱金属元素,A元素、E元素均能与D元素形成原子个数比为1:1或2:1的化合物,说明D为O,E为Na,A为H。B元素、C元素均能与O形成原子个数比为1:1或1:2的化合物,则B为C(碳),C为N。B元素与F元素同主族,则F为Si。
(1)H、C、O、Na四种元素可形成或等盐。
(2)1个分子中含有1个和2个,即含有3个σ键和2个π键。
(3)共价键的键能越大,形成的物质越稳定。稳定性由高到低的顺序为:a>c>b。
8. 、 第二周期第ⅣA族 (或)
【分析】由元素在周期表中对应的位置关系可知,a为H,b为,c为C,d为N,e为O,f为,g为,h为,i为P,j为,k为,l为,m为,n为。
【详解】(1)图中所列元素中,基态原子最外层只有2个电子的短周期元素是、,元素的最高价氧化物对应水化物的化学式为,元素最高价氧化物的化学式为,故答案为:、;;;
(2)形成的离子为,的核外电子数为10,故其离子结构示意图为;元素位于第二周期第ⅣA族,故答案为:;第二周期第ⅣA族;
(3)元素R与在同一周期,位于第p主族,则R的原子序数为,R能形成简单气态氢化物,则其氢化物的化学式为,故答案为:;;
(4)m为,处于第四周期第ⅦA族,其基态原子核外电子排布式为或,故答案为:(或);
9. 三 ⅠA 2 HCl (或)
【分析】由题意知W的原子序数为8,W为O;结合原子半径与原子序数的关系以及X和Ne原子的核外电子数相差1知,X为Na;Y的单质为一种常见的半导体材料,Y为Si;Z在同周期(即第三周期)主族元素中电负性最大,Z为Cl。
【详解】(1)Na位于第三周期第ⅠA族,O的表外展电子数为6,价层电子排布式为,有2个未成对电子;
(2)与的核外电子排布相同,核电荷数越大,其离子半径越小,即离子半径;Cl与Br同主族,Cl的非金属性强于Br,故的稳定性较强;
(3)与反应得到的强酸是,得到的弱酸是(或),因此该反应的化学方程式为(或)。
10. Ca Cl AD 离子
【详解】(1)甲元素是地壳中含量最多的元素,甲是O;乙元素为金属元素,它的原子核外K、L层电子数之和等于M、N层电子数之和,乙是;丙元素的单质及其化合物的焰色试验都显黄色,丙是;氢气在丁元素的单质中燃烧,火焰呈苍白色,丁是。
(2)甲、乙两元素可形成原子个数比为1∶2的化合物是过氧化钙,其电子式为。
(3)各元素的单质在氧气中燃烧不一定均生成相应的过氧化物,例如锂只能生成氧化锂,A错误;随电子层数增加,各元素单质的熔、沸点逐渐降低,B正确;各元素单质均能与水反应生成氢气,C正确;各元素单质不一定均能保存于煤油中,如不能保存在煤油中,应保存在石蜡中,D错误。
(4)乙和丁形成的化合物氯化钙是离子化合物,用电子式表示其形成过程为
11. CaCl2 离子键 Na2O 离子键 Na2O2
【详解】(1)X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同,且1中含54电子,则每摩尔或Y的离子含18,可推出X为,Y为,即其化学式应为,化学键类型是离子键。
(2)D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,则可能为、C、S或,又因D与Y相邻,则D为S。硫离子结构示意图是。
(3)W是与硫元素同主族的短周期元素,则W是氧元素;Z是第三周期金属性最强的元素,则乙是。在中反应,不加热时生成,加热时生成,属于离子化合物,中与间形成离子键。
12. H Na O C σ键 O=C=O σ键
5 1
【分析】由A2与气体C2按体积比2∶1混合后点燃能发生爆炸,其产物是一种常温下常见的无色无味的液体可知,A为H元素,C为O元素;由C、D在同一周期,A、B在同一主族,B2C2同A2C或DC2反应都生成气体C2可知,B2C2为Na2O2,A2C为H2O,DC2为CO2,则B为Na元素,D为C元素。
【详解】(1)由分析可知A为H元素,B为Na元素,C为O元素,D为C元素;
(2)H2O为共价化合物,不含有离子键,Na2O2为离子化合物,含有离子键和非极性共价键,CO2为共价化合物,不含有离子键,C2H4为共价化合物,不含有离子键,则含有离子键和非极性共价键的Na2O2的电子式为,过氧根离子中O原子间以头碰头的形式形成键;化合物分子中的键角是180°的是CO2,结构式为O=C=O,故答案为;σ键;O=C=O;
(3)A2C为H2O分子,其电子式为,按原子轨道重叠方式其共价键的类型是σ键,C2H4为结构对称的非极性分子,分子中含有4个碳氢σ键,1个碳碳σ和1个碳碳π,故答案为σ键;5;1。
13. (或) 杂化 V形 为共价晶体,为分子晶体 8
【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有三个能级上有电子,且每个能级上的电子数相等,则Y的核外电子排布式为,故Y为C元素;R与Y同主族,结合原子序数大小顺序可知,R为元素;而Z元素基态原子的单电子数在同周期元素基态原子中最多,则Z的价电子排布式为,且原子序数小于,则Z为N元素;W与Z同周期,第一电离能比Z的低,则W为O元素;Q的最外层只有一个电子,其他电子层均有个电子,不可能为短周期元素,原子序数小于30,故核外电子排布式为或,则Q为元素。
【详解】(1) 失去最外层1个电子得到,核外电子排布式为或;
(2) 化合物是,的结构式为,O原子价层电子对数为4,故O原子采取杂化;中N原子的孤电子对数为,价层电子对数为,故其空间结构为Ⅴ形。
(3)Y、R的最高价氧化物分别为、,为共价晶体,为分子晶体,故沸点较高的是。
(4)题图晶胞中所含C原子的个数为;晶胞的边长为,则晶胞的体积为,晶体的密度为,则晶胞的质量为,则,故。
【点睛】本题考查物质结构与性质,涉及核外电子排布、杂化轨道、分子构型、晶胞结构与计算,利用“均摊原则”计算晶胞中原子数是解题关键。
14. 杂化
【分析】A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增大,化合物为离子化合物,D形成的二价阳离子与C形成的简单阴离子具有相同的电子层结构,C形成-2价阴离子,且D位于C的下一周期,B、C的简单氢化物的沸点比它们同主族相邻周期元素的氢化物的沸点高,即氢化物分子中存在氢键C形成-2价阴离子,则C为氧元素,D为镁元素,核电荷数,则B为氮元素;其中A、B、C是同一周期的非金属元素,为非极性分子,则A为碳元素;E是前四周期中原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素,则E的原子序数为24,为元素。
【详解】(1)A为碳元素、B为氮元素、C为氧元素,则电负性由小到大的顺序为;
(2)A的氢化物中一种组成为的分子是,此分子中C原子的轨道杂化类型为杂化;乙炔的结构式为,1个乙炔分子中有3个键,则分子中所含键的数目为;
(3)化合物是,分子中碳原子与氧原子之间有2个共用电子对,电子式为:;
(4)E为元素,原子序数为24,原子核外有24个电子,价电子排布式是;
(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液为稀硝酸,D的单质为,稀硝酸与反应时,N被还原到最低价,即生成硝酸铵,根据得失电子守恒和原子守恒可知,该反应的化学方程式为。
15. 1s22s22p63s23p2 CO 非极性键 H—CC—H 3 2 > 形成σ键的原子轨道的重叠程度比π键的大,形成的共价键强
【解析】a是单质,可用作半导体材料,且化学式中含有14个电子,则a是;b是双核化合物,化学式中含有14个电子,且常温下为无色无味的气体,则b为;c是双核单质,每个原子中含有7个电子,则c为;d是四核化合物,即4个原子共有14个电子,则d为,的结构式为,1个分子中含有3个键,2个π键。
【详解】(1) a是单质,可用作半导体材料,且化学式中含有14个电子,则a是,原子的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p2;
(2) b是双核化合物,化学式中含有14个电子,且常温下为无色无味的气体,则b为的化学式为;
(3) c是双核单质,每个原子中含有7个电子,则c为,其电子式为,c分子中所含共价键类型为非极性键;
(4) d为,的结构式为,1个分子中含有3个键,2个π键,形成σ键的原子轨道就头碰头的重叠程度大,而π键是肩并肩,重叠程度小,故σ键强于π键。
16. NH CO、SO ABD 取少量溶液,向其中加入足量硝酸钡溶液,产生白色沉淀,过滤,再向滤液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则原溶液中一定含有氯离子,反之,则无。
【解析】实验②的气体为氨气,由生成,可知原溶液中含有NH,且其物质的量为,实验③中:2.33g为硫酸钡, 6.27g为硫酸钡和碳酸钡的混合物,则可以判断溶液中含有的离子为CO、SO,计算出它们的物质的量,同时判断原溶液中不含Ba2+、Mg2+,结合溶液中的电荷守恒可知,有K+存在,Cl﹣可能存在,据此分析回答;
【详解】(1) 实验②中,加热下,铵离子和氢氧根离子反应生成氨气和水,则原溶液中含有NH,且其物质的量为 ,反应的离子方程式为。
(2)实验③中:2.33g为硫酸钡,则一定含有SO,其物质的量是 ,6.27g为硫酸钡和碳酸钡的混合物,则碳酸钡沉淀为6.27g-2.33g=3.94g,则一定含有CO,其物质的量是,可以判断溶液中含有的离子为CO、SO。
(3)由上述实验信息和分析,则:A.100mL溶液中含0.02mol CO、0.01mol SO、0.04mol NH,则原溶液中不含Ba2+、Mg2+,结合溶液中的电荷守恒可知,有K+存在,每100mL溶液中,K+物质的量至少为0.02mol×2+0.01mol×2 0.04mol =0.02mol,A正确; B.由(2)知,100mL溶液中含0.02mol CO,B正确;C.Ba2+和CO、SO会生成沉淀,Mg2+ 能和CO生成沉淀,故Ba2+和Mg2+不可能存在,C错误; D.实验①:加入AgNO3溶液有沉淀产生,沉淀中必定有碳酸银沉淀、硫酸银沉淀,也可能存在氯化银,则Cl﹣可能存在,而Mg2+一定不存在,D正确;则答案是ABD。
(4)由于硫酸根离子有干扰,要确认Cl﹣是否存在,不能直接加酸化的硝酸银,应先把硫酸根沉淀分离后,再在滤液中检验是否存在氯离子,其检验方法为:取少量溶液,向其中加入足量硝酸钡溶液,产生白色沉淀,过滤,再向滤液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则原溶液中一定含有氯离子,反之,则无。
17. 硅 钠 磷 氮 F 四 Ⅷ d
【解析】由A的原子结构示意图为可知, ,则A是元素;B是第三周期第一电离能最小的元素,则B是元素;基态C原子的最外层有三个未成对电子,则C是P元素,由C、D同主族可知,D是N元素;基态E原子的外围电子排布式为,则E是元素。
【详解】(1)由分析可知,A、B、C、D分别为Si元素、Na元素、P元素、N元素,名称分别是硅、钠、磷、氮,故答案为:硅;钠;磷;氮;
(2)N元素位于第二期,第二周期第一电离能最大的元素是稀有气体元素,电负性最大的元素是非金属性最强的F元素,故答案为:Ne;F;
(3)铁元素的原子序数为26,位于元素周期表的第四周期Ⅷ族,根据基态铁原子的外围电子排布式可知最后填充的为电子,则元素在d区,故答案为:四;Ⅷ;d;
(4)硫化钠是离子化合物,钠原子核硫原子形成硫化钠的过程用电子式可表示为,故答案为:;
(5)二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,反应的离子方程式为,故答案为:。
18. BC D
【详解】(1)由图可知a是SO2,b是SO3,由公式m=nM可得,质量相同的和,物质的量之比为是摩尔质量的反比,即n(SO2):n(SO3)=80:64=5:4故答案为:5:4;
(2)由图可知c是H2SO4,浓硫酸会和S发生归中反应生成SO2,故答案为:SO2;
(3)将足量的通入溶液中,溶液没有明显变化,若再通入会发生氧化还原反应,最后生成硫酸钡沉淀,若通入,碱性环境下则会生成亚硫酸钡沉淀,故答案为:BC;
(4)由知,反应前后的化合价都没变,故在该反应中既不是氧化剂也不是还原剂,故答案为:D;
(5)已知为正盐,且能被酸性氧化为,则为,则反应的离子方程式:,故答案为:。
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