1.3 元素周期表的应用 课时练习
一、单选题
1.下列有关硅及其化合物的说法中错误的是( )
A.“玉兔号”月球车太阳能电池的主要材料是二氧化硅
B.传统硅酸盐材料包括陶瓷、水泥、普通玻璃
C.氢氟酸可用于蚀刻普通玻璃
D.北斗导航系统计算机的芯片材料是单质硅
2.下列说法错误的是( )
A.石墨烯作为一种复杂的无机高分子,是重要的隐身材料,我国对石墨烯的研究已处于世界领先地位
B.明矾在水中生成的氢氧化铝胶体有吸附性,因此常用明矾对水进行消毒
C.2017年我国北方地区相继开展了“煤改气”和“煤改电”的尝试,此举是改善空气质量的重要措施
D.高科技产业中的压电陶瓷及生物陶瓷属于新型无机非金属材料
3.近年来美国研究人员合成了光伏电池新型硅材料﹣﹣Si24(如图所示).下列相关说法正确的是( )
A.Si24是一种新型化合物
B.Si24是硅的一种同素异形体
C.Si24易与稀硫酸反应生成氢气
D.硅太阳能电池供电原理与原电池相同
4.材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列有关物质的说法正确的是( )
A.石英玻璃、碳化硅陶瓷、水泥、石墨烯都是新型无机非金属材料
B.晶体硅的主要用途是制造光导纤维
C.汽车中小摆件“苹果花”的动力是以Si为原料制作的太阳能电池
D.普通玻璃的主要成分为纯碱、石灰石、石英砂
5.下列有关叙述正确的是( )
A.月壤中含有的3He与地球上的4He互为同素异形体
B.航天服所使用的碳化硅陶瓷、碳纤维均属于无机非金属材料
C.由铁粉和氧化铝构成的铝热剂可用于焊接钢轨
D.制取漂白粉是将氯气通入浓NaOH溶液中
6.请运用元素周期表的有关理论分析判断,下面几种元素及其化合物性质的推断中正确的是( )
A.铊(Tl)的氧化物的水化物可能具有两性
B.砹(At)为无色固体,HAt不稳定,AgAt具有感光性,且不溶于水
C.硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体
D.H2Se是无色、有毒、比H2S稳定的气体
7.四种短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中X是地壳含量最高的元素,W、Z同主族,X、Y、Z能形成一种层状晶体,其结构如下所示,下列说法正确的是( )。
A.原子半径:Z>Y>X>W
B.X与Y形成的化合物一定含有共价键
C.W、Z分别与X形成的化合物熔点:高于
D.W的最高价氧化物对应水化物的酸性强于Z
8.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。基态X原子核外电子仅占据5个原子轨道且有3个未成对电子,Y在周期表中位于ⅢA族,Z与X属于同一主族,基态W原子的核外有1个未成对电子。下列说法错误的是( )
A.原子半径:Y>Z>W
B.最高价含氧酸的酸性:W>X>Z
C.简单氢化物的还原性:X>Z
D.X、Y、Z均可与W形成共价化合物
9.X、Y、Z、R、W为原子序数依次增大的短周期元素,Z、W为同族元素,R的原子半径是同周期主族元素中最大的,X、Y、Z、W形成的化合物可表示为。下列说法正确的是( )
A.元素的最高正化合价:
B.气态氢化物的热稳定性:
C.化合物与中的阴、阳离子个数比都为
D.X、Y、Z形成的化合物一定为共价化合物
10.下列根据元素周期律得出的结论正确的是( )
A.NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性依次增强
B.原子半径:CC.Na+、Mg2+、Al3+的半径依次减小
D.N、O、F的最高化合价依次升高
11.下列排列顺序正确的是( )
A.最高正化合价:P>N>C B.原子半径:Na>Mg>Cl
C.热稳定性:H2O>HF>H2S D.酸性:H2CO3>H3PO4>H2SO4
12.2017年5月9日,最新发现的第113号、115号、117号和118号元素终于有了中文名称
根据元素周期律知识,下列预测或说法肯定不合理的是()
A.Nh的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H3NhO3是一种强酸
B.Mc的最高价阳离子为Mc5+,氧化性比较弱
C.Og是第七周期中的最后一种元素,其原子序数是所有已发现元素中最大的
D.根据金属和非金属的分界线,Ts的中文名称为“钿”可能更合理
13.工业中有着广泛的应用。近年来,我国科学家在分子筛研究领域不断取得新的突破。这些研究中涉及的部分元素在周期表中位置如下:
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
1 H
2 C N O
3 Na Al Si
4 K Ca
传统的分子筛主要含有O、Na、Al和Si元素,通过调控这 4种元素的比例,可获得不同性能的分子筛产品。这4种元素中( )
A.非金属性最强的是O B.核外电子数最少的是 Na
C.金属性最强的是Al D.原子半径最大的是Si
14.某种有机发光材料由不同主族的短周期元素R、W、X、Y、Z组成。五种元素的原子序数依次增大,W和X的原子序数之和等于Z的原子序数,只有W、X、Y同周期,且W、X、Y相邻。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:Z>Y>X
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:ZC.X的含氧酸均为强酸
D.R与W形成的化合物沸点一定低于R与Y形成的化合物
15.中国的量子通信、5G技术在世界上处于领先地位。下列说法不正确的是
A.工业制粗硅反应的化学方程式为SiO2+2C Si+2CO↑
B.光导纤维被广泛应用于光缆通讯,其成分是二氧化硅
C.“北斗”全球导航卫星计算机的芯片材料是高纯度硅
D.普通玻璃的生产以烧碱、石灰石和石英砂为原料
16.X、 Y、Z、W是原子序数递增的短周期主族元素,其中X是地壳中含量最多的元素,X与Z最外层电子数相同,Y为短周期元素中金属性最强的元素,下列说法错误的是( )
A.原子半径:Y>Z>W>X
B.X、Y形成的化合物一定含离子键
C.简单氢化物的沸点: X>Z
D.含氧酸酸性: Z17.如图是一种新型离子化合物,该物质由两种阳离子和两种阴离子构成,其中有一种 18 电子离子和两种 10 电子离子。W、X、Y、Z 均为短周期元素,且均不在同一主族。下列说法错误的是( )
A.X 与 W 形成的化合物沸点高于 X 同族元素与 W 形成的化合物
B.Z 的最高价氧化物对应水化物的酸性比 Y 的强
C.Y 气态氢化物的稳定性比 X 的强
D.如图化合物中,存在极性共价键和非极性共价键
18.已知同周期X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应水化物酸性由强到弱的顺序为:HXO4>H2YO4>H3ZO4,则下列判断中正确的是( )
A.元素非金属性按X、Y、Z的顺序增强
B.原子半径按X、Y、Z的顺序减小
C.气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序增强
D.单质的氧化性按X、Y、Z的顺序减弱
19.硅及其化合物在材料领域中应用广泛.下列叙述中,正确的是( )
A.用带玻璃瓶塞的试剂瓶盛放NaOH溶液
B.硅是地壳中含量最多的元素
C.SiO2不溶于水,也不溶于任何酸
D.晶体硅是良好的半导体材料
20.四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如图所示,元素Z的质子数是元素Y的质子数的两倍。下列有关说法正确的是( )
X Y
Z W
A.原子半径:r(Y)B.第一电离能:I1(Z)C.元素Z的简单气态氢化物的沸点比Y的高
D.元素W的氧化物对应水化物的酸性一定比Z的强
二、综合题
21.下表为元素周期表的一部分,表中列出了11种元素在周期表中的位置,按要求完成下列各小题.
主族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ⑥ ⑦ ⑨
3 ① ③ ⑤ ⑧ ⑩
4 ② ④
(1)化学性质最不活泼的元素是 (填元素符号),其原子结构示意图为 .
(2)元素⑧的名称为,其最高价氧化物的水化物的化学式为 .
(3)元素③与元素⑧形成化合物的电子式为 .
(4)非金属性最强的元素是 (填元素符号).除0族外原子半径最大的元素是 (填元素符号).元素①单质与水反应的离子方程式是 .
(5)①、③、⑤三种元素的最高价氧化物水化物中,碱性最强的化合物的化学式是 .
(6)能形成两性氢氧化物的元素是 (用元素符号表示),写出该元素的单质与①的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式
22.如图是元素周期表的一部分,针对表中的①~⑩中元素,填写下列空格:
(1)在这10种元素中,非金属性最强的是 (填序号);
(2)元素②⑧⑨以原子个数比1:1:1形成的化合物的结构式为 ,元素②与⑨形成的18e﹣化合物的电子式 ;
(3)②、⑨、⑩三种元素形成的化合物M中原子个数比为3:4:2,电子总数为42,M中含有的化学键类型有 ;
(4)比较元素⑦⑧形成的气态氢化物的稳定性: > (用化学式表示)
(5)元素⑤的氧化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式 .
23.回答下列问题
(1)纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域.单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热,可用作燃料.已知A和B为短周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
电离能(kJ/mol) I1 I2 I3 I4
A 932 1821 15399 21771
B 738 1451 7733 10540
①某同学根据上述信息,推断B的核外电子排布如图1所示,该同学所画的电子排布图违背 ,B元素位于周期表五个区域中的 区
②ACl2分子中A的杂化类型为 ,ACl2的空间构型为 .
(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物.
①以体心立方堆积形成的金属铁中,其原子的配位数为 .
②写出一种与CN﹣互为等电子体的单质的电子式 .
③六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]4﹣中不存在 .
A.共价键 B.非极性键 C.配位键 D.σ键 E.π键
(3)一种Al﹣Fe合金的立体晶胞如图2所示.请据此回答下列问题:
①确定该合金的化学式 .
②若晶体的密度=ρ g/cm3,则此合金中最近的两个Fe原子之间的距离(用含ρ的代数式表示,不必化简)为 cm.
24.A、B、C、D 4 种元素的原子序数均小于20,A元素所处的周期数、主族序数、原子序数均相等;B的原子半径是其所在主族中最小的,B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3;C元素原子的最外层电子数是次外层的3倍;C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布,两元素可形成化合物D2C.
(1)由此可知元素A、B、C、D分别为 、 、 、 .
(2)上述元素种任意三种组成的化合物中,既含离子键又含共价键的化合物的化学式为 、 、 .(至少写三种)
(3)四种元素两两组合,能组成共价化合物的化学式有 、 、 .(至少写三种)
25.如图是元素周期表的一部分,表中所列字母分别代表某一化学元素.用化学用语回答下列问题.
(1)d、e、f的离子半径由大到小的顺序为 .b、c、g的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序为 ,a与g、h、i形成的简单化合物的稳定性由强到弱的顺序为 .
(2)i元素的最高价氧化物对应的水化物为 ,它与e的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为 .实验室制取i单质的化学方程式为 .
(3)呈两性的氢氧化物是溶于强碱的离子方程式为 .
(4)e与d能形成一种淡黄色的化合物它的化学键类型为 ,它与h的低价态氧化物反应的化学方程式为 .
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A. 太阳能电池的主要材料是硅单质,A项符合题意;
B. 传统硅酸盐材料包括陶瓷、水泥、普通玻璃,B项不符合题意;
C. 普通玻璃的主要成分为二氧化硅,氢氟酸能与二氧化硅反应,故可用于蚀刻普通玻璃,C项不符合题意;
D. 计算机的芯片材料是单质硅,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】太阳能电池板和计算机芯片的材料的是硅单质,而二氧化硅主要是制备的是光导纤维,其他选项均正确
2.【答案】B
【解析】【解答】A. 石墨烯作为一种复杂的无机高分子,是重要的隐身材料,我国对石墨烯的研究已处于世界领先地位,A不符合题意;
B.氢氧化铝胶体具有吸附性,能吸附水中的悬浮物而净水,没有强氧化性,所以不能杀菌消毒,故B符合题意;
C.开展了“煤改气”和“煤改电”的尝试,减少了二氧化硫气体的排放,此举是改善空气质量的重要措施,C不符合题意;
D. 压电陶瓷及生物陶瓷都属于新型无机非金属材料,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.石墨烯是无机高分子;
B.明矾水解生成的氢氧化铝不具有消毒作用;
C.减少燃煤的使用可以改善空气质量;
D.压电陶瓷及生物陶瓷都属于新型无机非金属材料。
3.【答案】B
【解析】【解答】解:A、Si24只有一种元素组成的纯净物,而不是化合物,故A错误;
B、同种元素形成的不同种单质,所以Si24是硅的一种同素异形体,故B正确;
C、Si24硅与碱反应,而与稀硫酸不反应,故C错误;
D、硅太阳能电池是用半导体原理将光能转化为电能,是物理变化,而该电池是化学能转化为电能,故D错误;
故选B.
【分析】A、Si24只有一种元素组成的纯净物;
B、同种元素形成的不同种单质;
C、Si24不与稀硫酸反应;
D、硅太阳能电池是用半导体原理将光能转化为电能,是物理变化,而该电池是化学能转化为电能;
4.【答案】C
【解析】【解答】A.水泥不属于新型无机非金属材料,A不符合题意;
B.晶体硅常用作半导体材料、计算机芯片和太阳能电热板,光导纤维的主要成分是SiO2,B不符合题意;
C.Si常用作太阳能电池板,C符合题意;
D.普通玻璃的主要成分是纯碱和石英砂,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.水泥属于传统无机非金属材料;
B.光导纤维的主要成分是SiO2;
C.Si常用作太阳能电池板;
D.普通玻璃中不含有石灰石;
5.【答案】B
【解析】【解答】A.3He与4He的质子数相同,中子数不同,属于同位素,A不符合题意;
B.碳化硅陶瓷、碳纤维均属于新型无机非金属材料,B符合题意;
C.铝和氧化铁属于铝热剂,而铁粉和氧化铝不属于铝热剂,C不符合题意;
D.将氯气通入石灰乳中可制备漂白粉,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、同素异形体指同种元素的不同单质;
B、碳化硅陶瓷、碳纤维均属于新型无机非金属材料,玻璃、陶瓷、水泥属于传统无机非金属材料;
C、铝热剂指的是铝粉和活泼性比铝弱的金属氧化物;
D、漂白粉的制取是氯气是氢氧化钙的反应,氯气和氢氧化钠制取漂白液。
6.【答案】C
【解析】【解答】A.同主族元素化合物的性质具有相似性和递变性,铊(Tl)与铝同主族,由于铊比铝活泼性强,所以铊(Tl)的氧化物的水化物不可能具有两性,A不符合题意;
B.同主族元素化合物的性质具有相似性和递变性,砹(At)为有色固体,HAt不稳定,AgAt具有感光性,且不溶于水,B不符合题意;
C.Ba与Sr同主族,硫酸钡是不溶于水的白色沉淀,则硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体,C符合题意;
D.同主族物质具有相似性和递变性,同主族自上而下,非金属性减弱,非金属越强氢化物越稳定,硒(Se)是第VIA族元素与S同族,其氢化物是有毒,稳定性比硫化氢(H2S)弱的气体,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.同主族元素由上到下元素的金属性是逐渐增强的;
B.砹(At)位于第VIIA族,且在碘的下一周期,所以砹(At)的颜色要深于碘的紫色;
D.同主族元素自伤而下,元素的非金属性是逐渐减弱的,其氢化物的稳定性也是逐渐减弱的。
7.【答案】D
【解析】【解答】A.由分析可知,W、X、Y、Z分别为:C、O、Na、Si四种元素,故原子半径: Y>Z>W>X,A不符合题意;
B.由分析可知,X为O与Y为Na形成的化合物有Na2O只含离子键,Na2O2中既有离子键又有共价键,B不符合题意;
C.由分析可知,W、Z分别与X形成的化合物即CO2、SiO2,CO2常温是气体,是分子晶体,SiO2常温下是固体,是原子晶体(或共价晶体),故熔点:低于,C不符合题意;
D.由分析可知,W为C,Z为Si,则C的非金属性强于Si,则W的最高价氧化物对应水化物即H2CO3的酸性强于Z的即H2SiO3,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】四种短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中X是地壳含量最高的元素,X为O; W、Z同主族,由X、Y、Z能形成的晶体结构可知,Z形成4个共价键,结合原子序数可知W为C、Z为Si;Y为带1个单位正电荷的阳离子,结合原子序数可知Y为Na,以此来解答。
8.【答案】C
【解析】【解答】A.同周期主族元素自左至右原子半径依次减小,所以半径Al>P>Cl,即Y>Z>W,A不符合题意;
B.非金属性越强最高价含氧酸的酸性酸性越强,非金属性:Cl(W)>N(X)>P(Z),所以最高价含氧酸的酸性:W>X>Z,B不符合题意;
C.非金属性越强单质的氧化性越强,简单氢化物的还原性越弱,非金属性:N(X)>P(Z),则简单氢化物的还原性:Z>X,C符合题意;
D.N可以和Cl形成共价化学物NCl3,Al可以和Cl形成共价化合物AlCl3,P可以和Cl形成共价化合物PCl3、PCl5,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】基态X原子核外电子仅占据5个原子轨道且有3个未成对电子,则其核外电子排布式为1s22s22p3,为N元素;Z与X属于同一主族,则Z为P元素;Y在周期表中位于ⅢA族,且原子序数大于N,则Y为Al元素;基态W原子的核外有1个未成对电子,且原子序数大于P,则W为Cl元素。
9.【答案】C
【解析】【解答】A.Y为N元素,最高正价为+5价,Z为O元素,通常没有正价,选项A不符合题意;
B.W为S元素,Z为O元素,非金属性O>S,非金属性越强,氢化物越稳定,则氢化物的热稳定性Z>W,选项B不符合题意;
C.O元素与Na形成Na2O2,Na元素与S元素形成Na2S,阴、阳离子个数比都为1:2,选项C符合题意;
D.X、Y、Z形成的化合物NH4NO3为离子化合物,选项D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】 R的原子半径是同周期主族元素中最大的,则R位于ⅠA族,根据原子序数可知,R为Na元素, X、Y、Z、W形成的化合物可表示为,则X为H元素,Y为N元素,W为S元素,Z为O元素。
10.【答案】C
【解析】【解答】A.同周期自左至右主族元素的金属性增强,最高价氧化物对应水化物的碱性增强,即NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性依次减弱,A不符合题意;
B.同周期主族元素自左至右原子半径依次减小,所以原子半径C>N,B不符合题意;
C.电子层数相同,核电荷数越小离子半径越大,所以Na+、Mg2+、Al3+的半径依次减小,C符合题意;
D.O的最高价为+2价,F没有正价,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】同周期元素,从左右到金属性逐渐减弱,对应的最高价氧化物的水合物的碱性减弱,半径逐渐减小,对应的金属阳离子的半径逐渐减少,对应着非金属性逐渐增强,不是所有的非金属都有正价
11.【答案】B
【解析】【解答】A.P元素和N元素均位于元素周期表ⅤA族,最高正化合价相等,故A不符合题意;
B.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则原子半径Na>Mg>Cl,故B符合题意;
C.元素非金属性越强,氢化物的热稳定性越强,非金属性F>O>S,则氢化物的热稳定性HF > H2O>H2S,故C不符合题意;
D.元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性S>P>C,则酸性:H2SO4>H3PO4>H2CO3,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.可根据原子最外层电子数进行判断最高化合价的高低;
B.同周期从左到右原子半径逐渐减小;
C.非金属性越强对应气态氢化物的稳定性越强,结合非金属性的比较进行判断;
D.非金属性越强对应最高价氧化物水化物的酸性越强。
12.【答案】A
【解析】【解答】A.根据原子序数可判断Nh位于第ⅢA族,同主族从上到下金属性逐渐增强,所以最高价氧化物对应的水化物的化学式为H3NhO3一定不是强酸,A符合题意;
B.Mc位于第ⅤA族,最高价阳离子为Mc5+,同主族从上到下金属性逐渐增强,所以相应阳离子的氧化性比较弱,B不符合题意;
C.Og是第七周期中的最后一种元素,属于0族,其原子序数是所有已发现元素中最大的,C不符合题意;
D.同主族从上到下金属性逐渐增强,所以根据金属和非金属的分界线,Ts的中文名称为“钿”可能更合理,D不符合题意,
故答案为:A。
【分析】A.同主族元素,从上至下非金属性是逐渐增强的,金属性是逐渐减弱的;
B.金属单质的还原性越强,其对应阳离子的氧化性就越弱;
C.在同一周期中,0族的元素原子序数最大;在同一族中,第七周期的元素原子序数最大。
13.【答案】A
【解析】【解答】A、主族元素中,从左到右,从下到上,非金属性逐渐增强,因此四种元素中,非金属性最强的是O,A符合题意。
B、O的核外电子数为8,Na的核外电子数为11,Al的核外电子数为13,Si的核外电子数为14,因此核外电子数最少的是O,B不符合题意。
C、Na和Al在同一周期,且Na的原子序数小于Al,因此金属性最强的是Na,C不符合题意。
D、O在第二周期,Na、Al、Si在第三周期,Na的原子序数小于Al、Si,因此Na的原子半径最大,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A、主族元素中,从左到右,从下到上,非金属性逐渐增强。
B、在原子中,核外电子数=核电荷数=质子数=原子序数。
C、主族元素中,从上到下,从右到左,金属性逐渐增强。
D、主族元素中,从上到下,从右到左,原子半径逐渐增大。
14.【答案】B
【解析】【解答】A.电子层数数相同时核电荷数越小离子半径越大,所以离子半径N3->F->Al3+,A项不符合题意;
B.非金属性:Al<C<N,则最高价氧化物对应水化物的酸性:ZC.X为N元素,其含氧酸HNO2为弱酸,C项不符合题意;
D.H与C可以组成烷烃、烯烃等多种烃类化合物,C的个数多熔沸点越高,故其沸点不一定低于R与Y形成的化合物HF,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】五种元素的原子序数依次增大,只有W、X、Y同周期,则R为H元素,Z为第三周期元素,W、X、Y均为第二周期元素;W和X的原子序数之和等于Z的原子序数,五种元素不同主族,则Z不可能为Na,若为Mg,则没有满足条件的W和X,若为Al,则W、X、Y分别为6、7、8号元素,即分别为C、N、O,符合题意;若Z为Si,则没有满足条件的W和X;若Z为P,则W、X、Y分别为7、8、9号,分别为N、O、F,而N与P同主族,不符合题意;若Z的原子序数再增大,则Y不可能为第二周期主族元素;综上所述R为H元素、W为C元素、X为N元素、Y为F元素、Z为Al元素。
15.【答案】D
【解析】【解答】 A.工业利用C还原SiO2制取粗硅,方程式为:SiO2+2CSi+2CO↑,故A正确;
B.光导纤维被广泛应用于光缆通讯,其成分是二氧化硅,故B正确;
C.高纯度硅单质是半导体材料可以做“北斗”全球导航卫星计算机的芯片材料,故C正确;
D.普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料,经混合、粉碎,在玻璃窑中熔融,发生复杂的物理变化和化学变化而制得,故D错误;
故答案为:D。
【分析】依据物质的性质判断应用,D.普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料分析。
16.【答案】D
【解析】【解答】根据分析,X为O,Y为Na,Z为S,W为Cl,
A.利用同周期从左向右原子半径依次减小,同主族从上到下原子半径依次增大,因此原子半径大小顺序是Na>S>Cl>O,故A说法不符合题意;
B.X和Y形成的化合物是Na2O和Na2O2,它们均属于离子化合物,故B说法不符合题意;
C.X的简单氢化物是H2O,常温下为液体,Z的简单氢化物为H2S,常温下为气体,因此H2O的沸点高于H2S,故C说法不符合题意;
D.H2SO4为强酸,HClO为弱酸,硫酸酸性强于HClO,故D说法符合题意;
故答案为D。
【分析】结合题目信息,不难推出X,Y,Z,W,利用同周期原子同主族原子半径变化规律可以比较原子半径,利用非金属性强弱比较最高价含氧酸酸性强弱。
17.【答案】C
【解析】【解答】根据上述分析可知,W为H, X为O, Y为N元素, Z为Cl元素。
A.水分子之间存在氢键,其沸点高于O族元素的其它氢化物,故A不符合题意;
B.非金属性Cl>N ,则最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y,故B不符合题意;
C.非金属性:O>N,则气态氢化物的稳定性:X>Y,故C符合题意;
D.该盐中含有NH 、H3O+和N —离子,其中NH 、H3O+含有极性键,N —中的N-N键为非极性键,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】该物质由两种阳离子和两种阴离子构成,其中有两种10电子离子和一种18电子离子,且W、X、Y、Z均为短周期元素,且均不在同一主族,根据图示可知,W为H,X为O,Y为N元素,Z为Cl元素,含有的离子为NH 、H3O+、N -、Cl-,据此分析解答。
18.【答案】D
【解析】【解答】解:同周期从左向右非金属性增强,由同周期X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应水化物酸性由强到弱的顺序为:HXO4>H2YO4>H3ZO4,可知非金属性X>Y>Z,原子序数为X>Y>Z,
A.元素非金属性按X、Y、Z的顺序减弱,故A错误;
B.同周期原子序数大的原子半径小,则原子半径按X、Y、Z的顺序增大,故B错误;
C.非金属性X>Y>Z,气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序减弱,故C错误;
D.非金属性X>Y>Z,单质的氧化性按X、Y、Z的顺序减弱,故D正确;
故选D.
【分析】同周期从左向右非金属性增强,由同周期X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应水化物酸性由强到弱的顺序为:HXO4>H2YO4>H3ZO4,可知非金属性X>Y>Z,原子序数为X>Y>Z,然后结合元素周期律来解答.
19.【答案】D
【解析】【解答】解:A.用带玻璃瓶塞的试剂瓶盛放NaOH溶液,玻璃主要成分中的二氧化硅与烧碱反应生成硅酸钠和水,反应方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,生成的硅酸钠具有粘性,容易把玻璃塞和玻璃瓶粘在一起,故A错误;
B、地壳中含量最多的元素是氧,而不是硅,故B错误;
C.SiO2不溶于水,但氢氟酸能与二氧化硅反应生成四氟化硅和水,反应的方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O,故C错误;
D.硅是半导体材料,二氧化硅是光导纤维的主要成分,故D正确;
故选D.
【分析】A.玻璃主要成分中的二氧化硅为酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性能与碱反应;
B、地壳中含量最多的元素是氧;
C.SiO2不溶于水,但二氧化硅能和氢氟酸反应生成四氟化硅和水;
D.硅是半导体材料.
20.【答案】B
【解析】【解答】A.根据同一周期从左往右原子半径依次减小,同一主族从上往下依次增大,故原子半径:r(Y) B.第一电离能从左往右呈增大趋势,IIA与IIIA、VA与VIA反常,从上往下依次减小,故第一电离能:I1(Z)C.由分析可知,Y为O,Z为S,由于H2O分子间存在氢键,导致其沸点反常升高,故元素Z的简单气态氢化物的沸点比Y的低,C不符合题意;
D.元素最高价氧化物对应水化物的酸性与元素的非金属性一致,故元素W的最高氧化物对应水化物的酸性一定比Z的强,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】元素Z的质子数是元素Y的质子数的两倍,则Y为O元素,Z为S元素,W为Cl元素,X为N元素。
21.【答案】(1)Ar;
(2)HClO4
(3)
(4)F;K;2Na+2H2O=2Na++2OH﹣+H2↑
(5)NaOH
(6)Al;2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
【解析】【解答】解:由元素周期表可知,①为Na,②为K,③为Mg,④为Ca,⑤为Al,⑥为C,⑦为O,⑧为Cl,⑨为Br,⑩为Ar,(1)以上元素中,只有Ar的最外层电子数为8,为稳定结构,则化学性质最不活泼,其原子结构示意图为 ,故答案为:Ar; ;(2)元素⑧的名称为氯元素,其最高价氧化物的水化物的化学式为HClO4,故答案为:氯;HClO4;(3)元素③与元素⑧形成化合物是氯化镁,其电子式为 ,故答案为: ;(4)非金属性最强的在元素周期表的右上角,元素是F;除0族外原子半径最大在元素周期表的左下角,元素是K;元素钠单质与水反应的离子方程式是2Na+2H2O=2Na++2OH﹣+H2↑,故答案为:F;K;2Na+2H2O=2Na++2OH﹣+H2↑;(4)Na、Mg、Al三种元素的最高价氧化物水化物中,碱性最强,就是中心元素的金属性最强,同周期从左到右金属性减弱,该化合物的化学式是NaOH,故答案为:NaOH;(5)能形成两性氢氧化物的元素是Al,铝与氢氧化钠反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,故答案为:Al;2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑.
【分析】根据元素周期表可知,①为Na,②为K,③为Mg,④为Ca,⑤为Al,⑥为C,⑦为O,⑧为Cl,⑨为F,⑩为Ar,利用元素的单质的性质及金属性越强、对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强,比较半径先看层,具有相同排布的离子半径越小的其原子序数越大,以此来解答.
22.【答案】(1)③
(2)H﹣O﹣Cl;
(3)离子键和共价键
(4)HCl;H2S
(5)Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O
【解析】【解答】解:由元素在周期表中位置,可知①为C、②为O、③为F、④为Mg、⑤为Al、⑥为Se、⑦为S、⑧为Cl、⑨为H、⑩为N.
(1.)同周期自左而右元素非金属性增强,同主族自上而下元素非金属性减弱,故上述元素中F元素非金属性最强,为③号元素,故答案为:③;
(2.)元素②⑧⑨以原子个数比1:1:1形成的化合物为HClO,分子中O原子与Cl原子、H原子之间分别形成1对共用电子对,其结构式为H﹣O﹣Cl;
元素②与⑨形成的18e﹣化合物为H2O2,分子中O原子之间形成1对共用电子对,O原子与H原子之间形成1对共用电子对,其电子式为: ,故答案为:H﹣O﹣Cl; ;
(3.)②、⑨、⑩三种元素形成的化合物M中原子个数比为3:4:2,电子总数为42,M为NH4NO3,含有离子键、共价键,故答案为:离子键、共价键;
(4.)同周期自左而右非金属性最强,非金属性越强,氢化物越稳定,故氢化物稳定性:HCl>H2S,故答案为:HCl>H2S;(5)氧化铝与氢氧化钠反溶液反应生成偏铝酸钠与水,反应离子方程式为:Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O,故答案为:Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O.
【分析】由元素在周期表中位置,可知①为C、②为O、③为F、④为Mg、⑤为Al、⑥为Se、⑦为S、⑧为Cl、⑨为H、⑩为N.(1)同周期自左而右元素非金属性增强,同主族自上而下元素非金属性减弱;(2)元素②⑧⑨以原子个数比1:1:1形成的化合物为HClO,分子中O原子与Cl原子、H原子之间分别形成1对共用电子对;元素②与⑨形成的18e﹣化合物为H2O2,分子中O原子之间形成1对共用电子对,O原子与H原子之间形成1对共用电子对;(3)②、⑨、⑩三种元素形成的化合物M中原子个数比为3:4:2,电子总数为42,M为NH4NO3;(4)非金属性越强,氢化物越稳定;(5)氧化铝与氢氧化钠反溶液反应生成偏铝酸钠与水.
23.【答案】(1)能量最低原理;s;sp杂化;直线形
(2)8;;B
(3)Fe2Al;
【解析】【解答】解:(1)①由图1电子轨道排布图可知,3s能级未填满就填充3p能级,所以违背能量最低原理;由表中电离能可知,二者第三电离能剧增,故为+2价,都为短周期元素,故A为铍、B为Mg,镁价层电子排布为3s2,处于周期表中s区,故答案为:能量最低原理;s;②BeCl2分子中Be的成2个σ键,杂化轨道数为2,采取sp杂化,没有孤对电子对,为直线型,故答案为:sp杂化;直线型;(2)①体心立方堆积,如: ,属于钾、钠和铁型,其原子的配位数为8,故答案为:8;②等电子体中原子个数相等、价电子数相等,CN﹣含有2个原子、价电子数是10,与单质氮气分子是等电子体关系,氮气的电子式为: ,故答案为: ;③六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]4﹣中存在配位键,极性共价键,CN﹣电子式为 ,则C、N间存在σ键和π键,故答案为:B;(3)①由晶胞图2,晶胞中含有4个Al原子,且都位于晶胞内部,则晶胞平均含有4个Al,晶胞中Fe位于顶点的有8个,位于面心的有6个,位于棱上的有12个,位于体心的有1个,含有Fe原子数目为8× +6× +12× +1=8,Fe与 Al原子数目之比为8:4=2:1,故该合金的化学式为Fe2Al,故答案为:Fe2Al;②一个晶胞中含有8个Fe原子和4个Al原子,晶胞的质量为 g,棱长为 = ,两个Fe原子之间的距离为棱长的一半,即 ,故答案为: .
【分析】(1)①由图1电子轨道排布图可知,3s能级未填满就填充3p能级,3s能级能量比3p能级低;由表中电离能可知,二者第三电离能剧增,故为+2价,都为短周期元素,故A为铍、B为Mg,镁价层电子排布为3s2;②BeCl2分子中Be的成2个σ键,杂化轨道数为2,采取sp杂化,没有孤对电子对,为直线型;(2)①体心立方堆积,如: ,属于钾、钠和铁型,其原子的配位数为8;②等电子体中原子个数相等、价电子数相等,CN﹣含有2个原子、价电子数是10,与单质氮气分子是等电子体关系;③六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]4﹣中存在配位键,极性共价键,CN﹣电子式为 ,则C、N间存在σ键和π键;(3)①由晶胞图2,晶胞中含有4个Al原子,且都位于晶胞内部,则晶胞平均含有4个Al,晶胞中Fe位于顶点的有8个,位于面心的有6个,位于棱上的有12个,位于体心的有1个,根据均摊法计算;②一个晶胞中含有8个Fe原子和4个Al原子,晶胞的质量为 g,棱长为 ,两个Fe原子之间的距离.
24.【答案】(1)H;N;O;Na
(2)NaOH;NH4NO3;NaNO3
(3)NH3;H2O;H2O2
【解析】【解答】解:A、B、C、D 4 种元素的原子序数均小于20,C元素原子的最外层电子数是次外层的3倍,最外层最多含有8个电子,则C含有2个电子层,最外层含有6个电子,为O元素;A元素所处的周期数、主族序数、原子序数均相等,则A为H元素;B的原子半径是其所在主族中最小的,B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3,B的最高化合价为+5,位于ⅤA族,则B为N元素;C(O)的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布,则D位于第三周期,两元素可形成化合物D2O,D的化合价为+1,为Na元素,(1)根据分析可知,A为H、B为N、C为O、D为Na元素,
故答案为:H;N;O;Na;(2)A为H、B为N、C为O、D为Na元素,四种元素形成的离子化合物有:NaOH、NH4NO3、NaNO3、NH4N3等,
故答案为:NaOH;NH4NO3;NaNO3;(3)H、N、O、Na四种元素两两组合,能组成共价化合物有:NH3、H2O、H2O2、NO等,
故答案为:NH3;H2O;H2O2.
【分析】A、B、C、D 4 种元素的原子序数均小于20,C元素原子的最外层电子数是次外层的3倍,最外层最多含有8个电子,则C含有2个电子层,最外层含有6个电子,为O元素;A元素所处的周期数、主族序数、原子序数均相等,则A为H元素;B的原子半径是其所在主族中最小的,B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3,B的最高化合价为+5,位于ⅤA族,则B为N元素;C(O)的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布,则D位于第三周期,两元素可形成化合物D2O,D的化合价为+1,为Na元素,据此结合元素周期律知识解答.
25.【答案】(1)O2﹣>Na+>Al3+;HNO3>H2CO3>H2SiO3;HCl>H2S>SiH4
(2)HClO4;OH﹣+H+=H2O;MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)Al(OH)3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O
(4)离子键、共价键;Na2O2+SO2=Na2SO4
【解析】【解答】解:由元素在周期表中位置,可知a为H、b为C、c为N、d为O、e为Na、f为Al、g为Si、h为S、i为Cl.(1)电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,电子层越多离子半径越大,故离子半径:O2﹣>Na+>Al3+;非金属性N>C>Si,故酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3,非金属Cl>S>Si,故氢化物稳定性:HCl>H2S>SiH4,
故答案为:O2﹣>Na+>Al3+;HNO3>H2CO3>H2SiO3;HCl>H2S>SiH4;(2)i元素的最高价氧化物对应的水化物为高氯酸,化学式为HClO4,e的最高价氧化物对应水化物为氢氧化钠,二者反应生成高氯酸钠与水,离子方程式为:OH﹣+H+=H2O,实验室制取用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制备氯气,反应方程式为:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,
故答案为:HClO4;OH﹣+H+=H2O;OH﹣+H+=H2O;MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;(3)氢氧化铝属于两性氢氧化物,与强碱反应生成偏铝酸盐与水,离子方程式为:Al(OH)3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O,故答案为:Al(OH)3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O;(4)e与d能形成一种淡黄色的化合物为Na2O2,含有离子键、共价键;h的低价态氧化物为二氧化硫,与过氧化钠反应生成硫酸钠,反应方程式为:Na2O2+SO2=Na2SO4,
故答案为:离子键、共价键;Na2O2+SO2=Na2SO4.
【分析】由元素在周期表中位置,可知a为H、b为C、c为N、d为O、e为Na、f为Al、g为Si、h为S、i为Cl.(1)电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,电子层越多离子半径越大;非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,氢化物越稳定;(2)i元素的最高价氧化物对应的水化物为高氯酸,e的最高价氧化物对应水化物为氢氧化钠,二者反应生成高氯酸钠与水,实验室制取用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制备氯气;(3)氢氧化铝属于两性氢氧化物,与强碱反应生成偏铝酸盐与水;(4)e与d能形成一种淡黄色的化合物为Na2O2,含有离子键、共价键;h的低价态氧化物为二氧化硫,与过氧化钠反应生成硫酸钠.