1、2020-2021【化学】化学元素周期律的专项培优练习题( 含答案 ) 及答案一、元素周期律练习题（含详细答案解析）1 已知元素 X、 Y 均为短周期元素，X 元素的一种核素常用于测文物的年代，Y 元素原子半径是所有原子中最小的，元素X、Y 可形成两种常见化合物 M 和 N，已知 M 可以使高锰酸钾酸性溶液褪色， M 分子中所含 X 元素的质量是Y 元素质量的 6 倍，且 M 的相对分子质量为 56。 N 是一种常用溶剂，它的实验式XY。回答下列问题：( 1) 符合条件的 M 的有 _种。( 2) 任意写一种不带支链的M 的结构简式 _ 。( 3) 若在 N 与液溴的混合液中加入铁粉可以发生反
2、应( 在如图装置 a 容器中反应 ) ，则：写出 a 容器中发生的所有反应的化学方程式：_ 。d 容器中 NaOH 溶液的作用是 _。( 4) 在碘水中加入N 振荡静置后的现象是_。( 5) 等质量 M、 N 完全燃烧时消耗O2的物质的量较多的是_M”或“N” ) 。( 填“【答案】 3CH22323+Br2FeBr3 CH CHCH2Fe+3Br2FeBr、+HBr 吸收 HBr 和 Br2，防止污染环境溶液分层，下层无色，上层紫红色M【解析】【分析】短周期元素X元素的一种核素常用于测文物的年代，则X为碳 (CY元素原子半径是所有) ；原子中最小的，则Y 为氢 ( H) 。元素 X、 Y 可
3、形成两种常见化合物M 和 N，已知 M 可以使高锰酸钾酸性溶液褪色，M 分子中所含 X 元素的质量是Y 元素质量的6 倍，且 M 的相对分子质量为 56，则 M 为分子式 C4H8 的烯烃； N 是一种常用溶剂，它的实验式XY，则 N 为苯( C6H6) 。【详解】由以上分析可知，M 是分子式为 C48的烯烃， N 是分子式为66的苯。HC H( 1) 符合条件的 M 有 CH2233332233=CHCHCH、CH CH CHCH、 (CH)C CH，共=种。答案为： ；( 2) 一种不带支链的 M 的结构简式为 CH22333=CHCH CH或 CH CH=CHCH 。答案为：CH2 CH
4、CH2CH3或CH3CH CHCH3；=( 3) a 容器中， Fe 与 Br2发生反应生成3、苯与23的催化作用下发生反应生FeBrBr在 FeBr成溴苯和溴化氢，发生的所有反应的化学方程式：2Fe+3Br2 2FeBr3、+Br 2FeBr3+HBr。答案为： 2Fe+3Br 23 2FeBr 、Br 2FeBr3HBr；+不管是 Br2gHBr都是大气污染物，都应除去，所以d容器中NaOH溶液的作用是( ) 还是吸收 HBr 和 Br2，防止污染环境。答案为：吸收HBr 和 Br2，防止污染环境；( 4) 在碘水中加入苯，由于碘溶于苯、苯难溶于水且密度比水小，所以振荡静置后的现象是溶液分
5、层，下层无色，上层紫红色。答案为：溶液分层，下层无色，上层紫红色；( 5) M 中含氢量高于 N 中含氢量，所以等质量M ( C4H8662) 、N C H) 完全燃烧时消耗O的物(质的量较多的是 M。答案为： M 。【点睛】计算耗氧量时，若质量一定，则先将化学式改写碳原子个数为1 的最简式，然后比较氢原子数，氢原子数越多，耗氧越多；若物质的量一定，则看化学式，4 个氢原子与1 个碳原子的耗氧量相同，依据需要可进行互换。2 我国十分重视保护空气不被污染，奔向蓝天白云，空气清新的目标正在路上。硫、氮、碳的大多数氧化物都是空气污染物。完成下列填空：I. （ 1）碳原子的最外层电子排布式为 _。氮原
6、子核外能量最高的那些电子之间相互比较，它们不相同的运动状态为 _。硫元素的非金属性比碳元素强，能证明该结论的是（选填编号） _。A. 它们的气态氢化物的稳定性B. 它们在元素周期表中的位置C. 它们相互之间形成的化合物中元素的化合价D. 它们的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 . 已知 NO2 ( g)+ SO2( g)NO( g)+ SO3( g) ，在一定容积的密闭容器中进行该反应。（ 2）在一定条件下，容器中压强不发生变化时， _（填“能”或“不能”）说明该反应已经达到化学平衡状态，理由是： _。在一定温度下，若从反应体系中分离出SO3，则在平衡移动过程中（选填编号）_。A. K 值减小
7、B. 逆反应速率先减小后增大C. K 值增大D. 正反应速率减小先慢后快. 化学家研究利用催化技术进行如下反应：2NO2+4CO22N +4CO +Q( Q0)（3）写出该反应体系中属于非极性分子且共用电子对数较少的物质的电子式_。按该反应正向进行讨论，反应中氧化性：_ _。若该反应中气体的总浓度在2min 内减少了0. 2mol / L，则用 NO2 来表示反应在此 2min 内的平均速率为 _。（4）已知压强 P212条件下的变化曲线 _。 P ，试在图上作出该反应在P该反应对净化空气很有作用。请说出该反应必须要选择一个适宜的温度进行的原因是：_。【答案】 2s22p2电子云的伸展方向C、
8、D不能该反应中，气体反应物与气体生成物的物质的量相等，一定条件下，不管反应是否达到平衡，气体总物质的量不变，压强也不变。所以压强不变，不可说明反应已达到平衡BNO22CO 0. 2mol/（L?min）若温度过低，催化剂活性可能小，化学反应速率可能太小，若温度过高，使化学反应平衡向逆方向移动，反应物转化率小【解析】【分析】【详解】( 1) 碳为 6 号元素，碳原子的最外层电子排布式为2s22p2。氮为 7 号元素，氮原子核外能量最高的电子排布为2p3，排在相互垂直的的三个轨道上，它们的电子云的伸展方向不相同； A. 非金属性越强，气态氢化物越稳定，但H2S 的稳定性不如甲烷稳定，不能说明硫元素
9、的非金属性比碳元素强，故A 不选； B. 不能简单的根据它们在元素周期表中的位置判断非金属性的强弱，故B不选；C S和C相互之间形成的化合物为CS2.，其中 C 显正价， S 显负价，说明硫元素的非金属性比碳元素强，故C选； D. 硫酸的酸性比碳酸强，能够说明硫元素的非金属性比碳元素强，故D 选；故选 CD；故答案为： 2s22p2；电子云的伸展方向；CD；( 2) NO2g2gNOg3g()+SO()SO)为气体物质的量不变的反应，在一定容积的密闭容()+(器中，容器中气体的压强为恒量，压强不发生变化，不能说明该反应已经达到化学平衡状态；在一定温度下，若从反应体系中分离出SO3SO3浓度减小
10、，AK值不变，. 温度不变，故 A 错误； B. SO3 浓度减小，逆反应速率减小，平衡正向移动，随后又逐渐增大，故B 正确； C. 温度不变， K 值不变，故 C 错误； D. SO3 浓度减小，平衡正向移动，正反应速率逐渐减小，开始时反应物浓度大，反应速率快，随后，反应物浓度逐渐减小，反应速率减小，因此正反应速率逐渐减小先快后慢，故D 错误；故选 B；故答案为：不能；该反应中，气体反应物与气体生成物的物质的量相等，一定条件下，不管反应是否达到平衡，气体总物质的量不变，压强也不变。所以压强不变，不可说明反应已达到平衡；B；( 3) 2NO2 4CON2 4CO2，该反应体系中属于非极性分子的
11、是N2和CO2，N2含有3+个共用电子对，CO2 含有 4 个共用电子对，共用电子对数较少的是氮气，电子式为。氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，反应中氧化剂为NO2，氧化产物为CO2，因此氧化性：NO2 CO2；由于2NO2+4CON2+4CO2 反应后气体的浓度变化量为 1，若该反应中气体的总浓度在2min 内减少了 0. 2mol / L，说明 2min 内 NO2 的浓度减小了 0. 4mol / L， v= c= 0.4mol / L =0. 2mol/( L?min) ，故答案为：； NO2 ；CO2；t2min0.2mol/(L min) ；?( 4) 2NO2+4CON2+4C
12、O2 是一个气体的物质的量减小的反应，增大压强，平衡正向移动，氮气的浓度增大，压强越大，反应速率越快，建立平衡需要的时间越短，压强P2P1，在P2 条件下的变化曲线为；该反应是一个放热反应，温度过低，催化剂活性可能小，化学反应速率可能太小，若温度过高，使化学反应平衡向逆方向移动，反应物转化率小，因此该反应必须要选择一个适宜的温度进行，故答案为：；若温度过低，催化剂活性可能小，化学反应速率可能太小，若温度过高，使化学反应平衡向逆方向移动，反应物转化率小。【点睛】本题的易错点为 ( 1) ，元素非金属性强弱的判断方法很多，但要注意一些特例的排除，如本题中不能通过硫化氢和甲烷的稳定性判断非金属性的强
13、弱。3Q、 W、X、Y、 Z 是5 种短周期元素，原子序数逐渐增大，Q 与W 组成的化合物是一种温室气体， W 与 Y、 X 与 Y 组成的化合物是机动车排出的大气污染物，数比为 1：1 和 1： 2 的两种离子化合物。Y 和Z 能形成原子个（ 1） W 在元素周期表中的位置是 _。（ 2） 2.24L（标准状况） XQ3 被 200mL 1mol/L QXY3 溶液吸收后，所得溶液中离子浓度从大到小的顺序是 _。（3） WQ42的反应可将化学能转化为电能，其工作原理如图所示，a 极的电极反应式Y 与 YCH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；是 _ 。（4）已知： W（ s） +
14、Y22（g） H=-393.5kJ/mol WY （ g） +22（ g） WYY （ g） WY（ g） H=-283.0kJ/mol24g W 与一定量的 Y2 反应，放出热量 362.5kJ，所得产物的物质的量之比是 _。（ 5） X 和 Z 组成的一种离子化合物，能与水反应生成两种碱，该反应的化学方程式是_。【答案】第二周期IVA 族c（NO3- ） c（H+ ） c（NH4+） c（ OH-） CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2On（ CO2 ）： n（ CO） =1： 3Na3N+4H2O=3NaOH+NH3 H2O【解析】【分析】Q、 W、 X、 Y、 Z 是 5
15、种短周期元素，染物，机动车排出的大气污染物常见的有W 与 Y、 X 与 Y 组成的化合物是机动车排出的大气污CO 和 NO， W、 X、 Y 原子序数依次增大，则W为 C 元素， X 为N 元素，Y 为O 元素；Q 与 W 组成的化合物是具有温室效应的气体，为CH4 气体，则Q 为H 元素； Y 和Z 能形成原子个数比为1： 1 和1： 2 的两种离子化合物，应为Na2O 和 Na2O2 两种化合物，则Z 为Na 元素，以此解答该题。【详解】（1） W 为C 元素，有2 个电子层，最外层电子数为4，位于周期表第二周期IVA 族；故答案为：第二周期IVA 族；（ 2） 2.24L（标准状况） N
16、H3 为 0.1mol ， 200mL1mol/L HNO 3 溶液含有 HNO30.2mol ，氨气被硝酸溶液吸收，溶液相当于含有0.1molHNO 3 与0.1molNH 4NO3 混合，铵根离子水解不大，溶液呈酸性，所得溶液中离子浓度从大到小的顺序是c( NO3-) c( H+) c( NH4+) c( OH-) ；故答案为： c( NO3-) c( H+) c( NH4+) c( OH-) ；（3）由图可知，电子从a 极流出， a 极为原电池负极，负极发生氧化反应，CH4O 在负极上放电，电极反应式为故答案为： CH3OH-6e-+8OH-=CO32- +6H2O；（ 4）已知： C(
17、 s) +O2 ( g) =CO2( g) H=-393.5kJ/mol ； CO( g) + 1 O2 ( g) =CO2( g) H=-283.0kJ/mol ；2由 -得 C( s) + 1O2( g) =CO( g) H=-110kJ/mol ；224gC 的物质的量为2mol，与一定量的 O2 反应，若只生成二氧化碳，放出热量为393.5kJ/mol 2mol=787kJ；若只生成一氧化碳，放出热量为110kJ/mol 2mol=220kJ，实际放出热量 362.5kJ，故生成二氧化碳与一氧化碳，令生成二氧化碳的物质的量为x，一氧化碳的物质的量为y，所以 x+y=2，393.5x+1
18、10y=362.5 ，解得 x=0.5 mol ， y=1.5 mol ，所以n( CO2) ： n( CO) =1：3；故答案为： n( CO2) ： n( CO) =1：3；( 5) X 和 Z 组成的一种离子化合物，能与水反应生成两种碱，该化合物为Na3N，该反应的化学方程式是Na3N+4H2O=3NaOH+ NH3 H2O；故答案为： Na3N+4H2O=3NaOH+ NH3 H2O。4 根据下表回答问题：（ 1）元素在周期表中的位置是 _。（ 2）元素和的原子序数相差 _。（ 3）写出元素的最高价氧化物对应的水化物与元素形成的单质反应的化学方程式_。（ 4）写出元素形成的不同化合价的
19、化合物的化学式 (写出四个 )_，其中能与元素形成的单质反应的化学方程式为 _。【答案】第 3 周期第 A 族 102NaOH+ClNH3 、NO、 NO2、 HNO32=NaCl+NaClO+H2OAl+4HNO3=Al(NO3)3+NO +2H2O【解析】【分析】元素是钠，其最高价为 +1，所以最高价氧化物对应的水化物为NaOH；为 N，其常见化合价为 -3、 +2、 +4、 +5 等。【详解】(1)由图可知元素在周期表中的位置是第3 周期第 IVA 族。(2)元素和的原子序数分别为1 和 11。(3)元素的最高价氧化物对应的水化物是NaOH，元素形成的单质是Cl2，所以反应为2NaOH+
20、Cl2=NaCl+NaClO+H2O。(4) 为 N，其常见化合价为 -3、 +2、 +4、+5 等，形成的不同化合价的化合物的化学式为NH3、 NO、 NO2、 HNO3 等。(5)元素是 Al， HNO3 与 Al 反应， Al+4HNO3=Al(NO3)3+NO +2H2O。5X、Y、 Z、 W、 R 是短周期元素，原子序数依次增大。X 原子核外各层电子数之比为1: 2， Y 原子和Z 原子的核外电子数之和为20， W 和R 是同周期相邻元素，Y 的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨。请回答下列问题：(1)元素X 的最高价氧化物的电子式为_；元素Y、Z、 W 的原子半径由大到小顺序为_。(2
21、)单质铜和元素Y 的最高价氧化物对应水化物的浓溶液发生反应的化学方程式为_。(3)元素W 位于周期表的第_周期第_族，其非金属性比R 弱，用原子结构的知识解释原因： _ 。元素 W 和 R 的气态氢化物的稳定性关系为：_(写出化学式 )。(4)R 的一种氧化物能使品红溶液褪色，工业上用Y 的气态氢化物的水溶液作该氧化物的吸收剂，写出吸收剂与足量该氧化物反应的化学方程式：_。(5)Y 和 Z 组成的化合物ZY，被大量用于制造电子元件。工业上用Z 的氧化物、 X 单质和 Y单质在高温下制备ZY，其中 Z 的氧化物和 X 单质的物质的量之比为1: 3，则该反应的化学方程式为 _。【答案】AlPN 4
22、HNO3(浓 )+Cu 2NO2 +Cu(NO3)2+2H2O三 A P 原子和S 原子的电子层数相同，P 原子半径较大，得电子能力较弱H2 S PH3SO2+NH3H2ONH HSOAl O +3C+N高温2AlN+3CO43232【解析】【分析】X 原子核外各层电子数之比为1: 2，则原子核外有两个电子层，电子数分别为2、 4，X 为碳元素； Y 的氧化物和 R 的氧化物均能形成酸雨，则Y 为氮、 R 为硫；由 Y 原子和 Z 原子的核外电子数之和为20，可确定 Z 为铝；由 W 和 R 是同周期相邻元素，可确定W 为磷。【详解】(1)由以上分析知， X 为碳元素，其最高价氧化物为CO ，
23、电子式为；元素 Y、 Z、 W2分别为 N、 Al、P，原子半径由大到小顺序为Al P N。答案为：；Al P N；(2)单质 Cu 和浓 HNO3 发生反应，生成Cu(NO3)2、 NO2 等，化学方程式为 4HNO3(浓 )+Cu2NO +Cu(NO)+2H O。答案为： 4HNO (浓)+Cu 2NO +Cu(NO)+2H O；23 22323 22(3)元素 W 为磷，位于周期表的第三周期第 A 族，其非金属性比 R 弱，用原子结构的知识解释原因为： P 原子和 S 原子的电子层数相同， P 原子半径较大，得电子能力较弱。元素P的非金属性比S 弱，气态氢化物的稳定性关系为：H23S P
24、H 。答案为：三； A； P 原子和S 原子的电子层数相同， P 原子半径较大，得电子能力较弱；H SPH ；23(4)SO 能使品红溶液褪色，工业上用NH 的水溶液作吸收剂，与足量SO 反应生成232NH4HSO3 ，化学方程式为 SO2 +NH3H2ONH4HSO3。答案为： SO2+NH3H2O NH4HSO3 ；(5)工业上用 Al2O3、 C 和 N2 在高温下反应制备AlN，其中 Al2O3 和 C 单质的物质的量之比为1:3，则该反应的化学方程式为Al O +3C+N高温2AlN+3CO。答案为：232高温Al2 O3+3C+N22AlN+3CO。【点睛】氨水中通入二氧化硫，起初
25、生成(NH4234 232) SO，继续通入二氧化硫，与(NH ) SO 、 H O 反应生成 NH4 HSO3。6 短周期元素Q R TW在元素周期表中的位置如图所示，其中T所处的周期数与主族、 、 、序数相等。(1)W 在周期表中的位置是_，Q、 R、 T 三种元素原子半径由大到小的顺序为_( 用元素符号表示)， Q 的最高价氧化物的化学式为_，(2)元素的原子得电子能力： Q_W(填 “强于 ”或 “弱于 ”)。(3)原子序数比R 多 1 的元素有一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，该反应的化学方程式为 _ 。【答案】第三周期第 A 族 AlCN CO2弱于 2H2 O 2MnO 2 2
26、H 2 O+O 2【解析】【分析】由短周期元素Q、R、 T、 W 在元素周期表中的位置，可知Q、R 处于第二周期， T、 W 处于第三周期，其中T 所处的周期序数与主族序数相等，则T 为 Al，可推知 Q 为 C 元素、 R 为N 元素、 W 为 S元素，以此解答。【详解】(1)根据上述分析：W 为 S元素，原子序数为16，位于周期表中第三周期V IA 族；原子的电子层越多，原子半径越大，电子层相同时，核电荷数越大，原子半径越小，根据上述分析： Q 为 C 元素、 R 为 N 元素、 T 为 Al，则 Q、 R、T 三种元素原子半径由大到小顺序为:AlCN；Q 的最高价氧化物的化学式为CO2
27、，故答案：第三周期第A 族； AlCN； CO2；(2) 根据上述分析： Q 为 C 元素、 W 为 S 元素，非金属性： SC，则酸性：硫酸 碳酸，故答案为：弱于；(3) 根据上述分析： R 为 N 元素，原子序数比 R 多 1 的元素为 O 元素，氧元素一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，为过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下分解生成水与氧气，该分解反应的化学方程式是：2H22222222；O2H O+O ，故答案： 2H O2H O+O7X、Y、 Z、 W、 Q、 R 是周期表中前 36 号元素，核电荷数依次增大，其中X、Y、 Z、 W都是元素周期表中短周期元素。X 为非金属元素，且X 原子
28、的核外成对电子数是未成对电子数的 2 倍， Z 的次外层电子数是最外层电子数的1 ，W 原子的 s 电子与 p 电子数相等， Q3是前四周期中电负性最小的元素，R 的原子序数为29。 回答下列问题：（1） X 的最高价氧化物对应的水化物分子中，中心原子采取_杂化。（ 2）化合物 XZ 与 Y 的单质分子互为 _，1mol XZ 中含有 键的数目为_。（ 3） W 的稳定离子核外有 _种运动状态的电子。 W 元素的第一电离能比其同周期 相邻元素的第一电离能高，其原因是：_。（4） Q 的晶体结构如图所示，则在单位晶胞中Q 原子的个数为_，晶体的配位数是_。（5） R 元素的基态原子的核外电子排布
29、式为_；Y 与 R 形成某 种化合物的晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度为-3NA，则该晶体中 R 原子gcm，阿伏加德罗常数的数值为和 Y 原子之间的最短距离为_cm。（只写计算式）【答案】 sp2等电子体AMg 原子的价电子排布式为2轨道处于全满状2N 103s，3s态，比较稳定， 失去一个电子比较困难2 8226263d10112061s2s 2p 3s 3p4s23N A【解析】【分析】X、 Y、 Z、 W、 Q、 R 是周期表中前36号元素，核电荷数依次增大，其中X、 Y、 Z、 W 都是元素周期表中短周期元素。X 为非金属元素，且X 原子的核外成对电子数是未成对电子数的 2 倍，则
30、 X 的核外电子排布式为 1s22s2 2p2，则 X 为碳； Z 的次外层电子数是最外层电子数的 1 ，则 Z 为氧， Y 为氮； W 原子的 s 电子与 p 电子数相等，则 W 的核外电子排布式为31s22s22p63s2， W 为镁； Q 是前四周期中电负性最小的元素，则Q 为钾； R 的原子序数为29，则 R 为铜，据此分析解答。【详解】（1） X 的最高价氧化物对应的水化物为H2 3，则中心原CO ，结构式为子 C 采取 sp2 杂化，故答案为：sp2 ；（2）化合物 CO 与 N2 分子具有相同的原子个数及价层电子数，属于等电子体；CO 的结构与 N2相似，为 CO ，其中含有2N
31、A，故答案为：等电子体；2NA；键的数目为（3） Mg 2+核外有10 个电子，则有 10 种运动状态的电子； W 元素的第一电离能比其同周期相邻元素的第一电离能高，其原因是Mg 原子的价电子排布式为 3s2， 3s 轨道处于全满状态，比较稳定，失去一个电子比较困难；故答案为：10； Mg 原子的价电子排布式为3s2，3s 轨道处于全满状态，比较稳定，失去一个电子比较困难；（4）根据晶胞结构知，钾原子在顶点和体心，则在单位晶胞中钾原子的个数为81+1=2；离体心钾原子最近的钾原子处于晶胞的8 个顶点，则晶体的配位数是8；故答8案为： 2； 8（5）铜基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；晶胞中含有N 原子数为：1Cu 原子数为： 12114+6432068 =1，含有的=3，则晶胞的质量为N A=，设晶胞的84N A棱长为 d，则 d3=206，则 R 原子和 Y 原子之间的最短距离为13206 ；故答案为：N A2N A12061s22s22p63s23p63d104s1；3。
