化学一模试题分类汇编——元素周期律综合.docx

1、化学一模试题分类汇编元素周期律综合一、元素周期律练习题（含详细答案解析）1 短周期主族元素X、Y、 Z、 W原子序数依次增大，X 原子最外层有6 个电子，Y 是至今发现的非金属性最强的元素，Z 在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，W 的单质广泛用作半导体材料。下列叙述不正确的是（）A最高正价由低到高的顺序：Z、 W、X、YB原子半径由大到小的顺序：Z、 W、 X、 YC Z、 W 分别与 X 形成的化合物：均既能与酸又能与碱反应D简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序： Y、 X、 W 【答案】 A【解析】【分析】X、 Y、 Z、 W 原子序数依次增大，Y 是至今发现的非金属性最强的元素，Y

2、 是 F 元素； X 原子最外层有6 个电子， X 是 O 元素； Z 在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，Z 位于第三周期、 A 族， Z 是Al 元素； W的单质广泛用作半导体材料，W 是Si 元素。【详解】A主族元素最高正价等于族序数(O、F 除外 )， F 没有正价，故A 错误；B电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，原子半径由大到小的顺序： AlSiOF，故 B 正确；C Al O是两性氢氧化物既能与酸又能与碱反应，SiO是酸性氧化物，能与碱反应生成硅232酸盐， SiO2 也能与氢氟酸反应生成SiF4 气体和水，故C 正确；D非金属性越强，气态氢化物越稳定，简

3、单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：HFH2O SiH4 ，故 D 正确；故选 A。【点睛】本题考查元素周期表和元素周期律，熟记元素及其化合物特殊的性质是解题关键，明确氟是至今非金属性最强的元素，无正价，SiO2 是酸性氧化物，但能与氢氟酸反应。2 煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如图所示：(1)中 NH3 参与反应的化学方程式为_。(2)焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶()，其分子中相邻的C 和 N 原子相比， N原子吸引电子能力更_(填 “强”或 “弱 ”)，从原子结构角度解释原因：_。(3)工业合成氨是人工固氮的重要方法。2007 年化学家格哈德埃特尔证实了氢气与氮气在固体催化剂表

4、面合成氨的反应过程，示意如图：下列说法正确的是_(选填字母 )。a. 图表示N2、 H2 分子中均是单键b. 图 图需要吸收能量c. 该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成(4)22-1已知： N (g) O (g) = 2NO(g) H = a kJmol223-1N (g) 3H (g) = 2NH (g)H = b kJmol2H2(g) O2(g) = 2H2O(l)-1H = c kJmol反应后恢复至常温常压，中NH3 参与反应的热化学方程式为 _。(5)用间接电化学法除去NO 的过程，如图所示：已知电解池的阴极室中溶液的pH 在47 之间，写出阴极的电极反应式：

5、_。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：_。催化剂【答案】 4NH3+5O24NO+6H2O强C和 N 原子在同一周期(或电子层数相同 )， N 原子核电荷数更大，原子半径更小，原子核对外层电子的吸引力更强bc4NH3(g) + 6NO(g) =22H = (3c-3a-2b) kJ mol-13 -+2 42-22NO + 2SO42-5N (g) + 6H O(l)2HSO+ 2e + 2H = S O+ 2H O223-+2H O = N + 4HSO【解析】【分析】【详解】(1)氨气在催化剂条件下与氧气反应生成一氧化氮和水，为重要的工业反应，反应的化学方催化剂程式为 4NH3+5O

6、24NO+6H2O；(2)由于 C 和 N 原子在同一周期 (或电子层数相同 )， N 原子核电荷数更大，原子半径更小，原子核对外层电子的吸引力更强，所以N 原子吸引电子能力更强；(3)a氮气中两个氮原子之间为三键，故a 错误；b分析题中图可以知道，图表示N2、H 被吸附在催化剂表面，而图表示在催化剂表2面， N2 、H2 中化学键断裂，断键吸收能量，所以图图需要吸收能量，故b 正确；c在化学变化中，氮分子和氢分子在催化剂的作用下断裂成氢原子和氮原子，发生化学键的断裂，然后原子又重新组合成新的分子，形成新的化学键，所以该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成，故c 正确；答案选

7、 bc。(4)中 NH3 参与的反应为：4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(l)；-1已知： N2(g) O2(g) = 2NO(g) H = a kJmoli；N2(g) 3H2(g) = 2NH3(g)-1H = b kJmol ii；2H2(g) O2(g) = 2H2O(l)-1H = c kJmoliii；根据盖斯定律 iii 3- i3可-ii得24NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(l)-1；H=(3c-3a-2b)kJ mol(5)阴极发生还原反应，据图可知亚硫酸氢根离子得电子被还原生成S2O42- ，电解质溶液显弱酸性

8、，所以电极反应式为：2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O；据图可知S2O42- 与一氧化氮发生氧化还原反应，生成氮气和亚硫酸氢根，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为：2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3 -。3 南京理工教授制出了一种新的全氮阴离子盐AgN5，目前已经合成出钠、锰、铁、钴、镍、镁等几种金属的全氮阴离子盐。(1)基态 Mn 2+的价电子排布式为_；银与铜位于同一族，银元素位于元素周期表的_区。(2)Mg(H 2 O)6 2+(N5)2(H2O)42-的晶体的部分结构如图1 所示：N、 O、 Mg 元素的前3 级电离能如下表所示：

9、元素I1 /kJ?mol-1I2/kJ?mol-1I3/kJ?mol-1X737.71450.77732.7Y1313.93388.35300.5Z1402.32856.04578.1X、 Y、 Z 中为N 元素的是_，判断理由是_。从作用力类型看，Mg2+与 H2O 之间是 _、 N5 与 H2O 之间是 _。N5-为平面正五边形，N 原子的杂化类型是_。科学家预测将来还会制出含N4 -、 N6-等平面 状 构离子的 ， 一 离子中都存在大 ，可用符号mn 表示，其中 m 代表参与形成大 的原子数， n 代表参与形成大 的 子数 (如苯分子中的大 可表示 66 )， N4-中的大 表示 _

10、。(3)AgN5 的立方晶胞 构如 2 所示， Ag+周 距离最近的Ag+有 _个。若晶体中 的 N5-与 Ag+的平均距离 a nm ，NA 表示阿伏加德 常数的 ， AgN5 的密度可表示 _g?cm-3（用含 a、 NA 的代数式表示）。【答案】 3d5ds ZX最外 2 个 子， X ； N 的 2p 道 于半充 的 定状 ，其失去第一个 子 ，I1 大， Z 氮元素配位 氢键sp258.91022412a3NA【解析】【分析】(1)根据构造原理 写出25 号 Mn 元素的原子核外 子排布式，Mn 原子失去最外 2个 子得到 Mn 2+；根据原子 构与元素在周期表的位置确定Ag 在周期

11、表所属区域；(2)根据元素的 离能大小 合原子 构确定X、 Y、 Z 三种元素，然后判断哪种元素是N元素；根据 示，判断晶体中阳离子、阴离子中含有的作用力 型； 合 N5- 平面正五 形 构， 合原子 化 型与微粒构型关系分析判断， 合微粒的原子 构分析大 的形成；(3)根据晶胞中离子的相 位置判断Ag+的配位数，利用均 方法 算1 个晶胞中含有的mAgN5 的个数， 合= 算密度大小。V【 解】(1)Mn 是 25 号元素，根据构造原理可得Mn 原子的核外 子排布式 1s22s22p63s23p63d54s2， Mn 原子失去最外 2 个 子得到 Mn 2+，其价 子排布式 3d5；Ag、

12、Cu 在周期表中位于第IB， 生 化的 子有最外 的s 子和次外 的 d 子，属于ds 区元素；(2) X 的第一、第二 离能比 小且很接近， 明X 原子最外 有2 个 子，容易失去，则 X 为 Mg 元素， Z 的第一 离能在三种元素中最大， 合N 原子2p 道 于半充 的 定状 ，其失去第一个 子 ，I1 大，可推知Z 为 N 元素， Y 是 O 元素；在 晶体中阳离子Mg(H2O)62+的中心离子 Mg2+含有空 道，而配位体H2 O 的 O 原子上含有孤 子 ，在 合 ，Mg 2+提供空 道， H2O 的 O 原子提供孤 子 ，二者形成配位 ；在阴离子 (N 5 22 42-上 N5-

13、与 H2NH-O，)(H O)O 的 H 原子之 通 合在一起，形成故二者之 作用力 ；若原子采用sp3 化，形成的物 构 四面体形；若原子采用sp2 化，形成的物 构 平面形；若原子采用sp 化， 形成的 直 型 构。N5 - 平面正五 形， 明 N原子的 化 型 sp2 化；在 N5- 中，每个 N 原子的 sp2 化 道形成 2 个 ， N 原子上 有 1 个孤 子 及1 个垂直于 N 原子形成平面的 p 道， p 道 形成大 ， N5-为4 个 N 原子得到 1 个 子形成 有 1 个 位 荷的阴离子，所以含有的 子数 5 个，其中大 键是由4 个原子、 5个电子形成，可表示为54 ；

14、5+为研究对象，在晶胞中与该Ag+(3)根据 AgN 的晶胞结构示意图可知，假设以晶胞顶点Ag距离相等且最近的Ag+在晶胞面心上，通过该顶点Ag+可形成 8个晶胞，每个面心上的Ag+被重复使用了 2 次，所以与 Ag+距离相等且最近的Ag+的数目为3 8=12 个；在一个晶胞中2+11-1-7 38 +6含有 Ag 的数目为=4，含有 N5 的数目为1+12 =4，晶胞体积为 V=(2a 10)8244 178?g / mol3mN A/mol8.910223。cm ，则 =g/cmV2a 10 7 3 cm3N Aa3【点睛】本题考查了物质结构，涉及电离能的应用、作用力类型的判断、大 的分析

15、、晶胞计算，掌握物质结构知识和晶体密度计算方法是解题关键，要注意电离能变化规律及特殊性，利用均摊方法分析判断晶胞中含有微粒数目，结合密度计算公式解答。4X、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)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

16、，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ZYZ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，其中方程式为 _。【答案】AlPN4HNO3(浓 )+Cu 2NO23 22三 AP 原子和 +Cu(NO)+2H OS 原子的电子层数相同， P 原子半径较大，

17、得电子能力较弱H S PHSO +NH H2O2323NH HSO高温2AlN+3COAl O +3C+N43232【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CO2，电子式为；元素Y、 Z、 W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

18、和浓HNO3 发生反应，生成Cu(NO3)2、 NO2 等，化学方程式为4HNO3(浓 )+Cu2NO2 +Cu(NO3)2+2H2O。答案为：4HNO3(浓)+Cu 2NO2 +Cu(NO3)2+2H2O；(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：H2 S PH3。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；H2SPH3；(4)SO2 能使品红溶液褪色，工业上用NH3 的

19、水溶液作吸收剂，与足量SO2 反应生成NH4HSO3 ，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高温1:3，则该反应的化学方程式为Al2O3+3C+N22AlN+3CO。答案为：高温2322AlN+3CO。Al O +3C+N【点睛】氨水中通入二氧化硫，起初生成(NH4)2SO3，继续通入二氧化硫，与(NH4 )2SO3、 H2O 反应生成 NH43HSO。5 下表是元素周期表的一部分，回答相关的问题。（1）写出的元素

20、符号 _。（2）在这些元素中，最活泼的金属元素与水反应的离子方程式：_。（3）在这些元素中，最高价氧化物的水化物酸性最强的是_(填相应化学式，下同 )，碱性最强的是 _。（4）这些元素中 (除外 )，原子半径最小的是 _(填元素符号，下同)，原子半径最大的是_。（5）的单质与的最高价氧化物的水化物的溶液反应，其产物之一是OX2， (O、 X 分别表示氧和的元素符号，即OX2 代表该化学式 )，该反应的离子方程式为 (方程式中用具体元素符号表示 )_。（6）的低价氧化物通入足量Ba(NO3)2 溶液中的离子方程式_。【答案】 Mg2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2HClO4NaOHFNa2

21、F+2OH-=OF2 +2F-+H2O3SO2+2NO3-+3Ba2+2H2O=3BaSO4 +2NO+4H+【解析】【分析】根据元素在元素周期表正的位置可以得出，为N 元素，为 F 元素，为 Na 元素，为 Mg 元素，为 Al 元素， Si 元素，为S元素，为 Cl 元素，为 Ar 元素，据此分析。【详解】（ 1）为 Mg 元素，则的元素符号为 Mg ；（ 2）这些元素中最活泼的金属元素为Na， Na 与水发生的反应的离子方程式为2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2 ；（3）这些元素中非金属性最强的是Cl 元素，则最高价氧化物对应的水化物为HClO4，这些元素中金属性最强的元素是Na

22、元素，则最高价氧化物对应的水化物为NaOH；（4）根据元素半径大小比较规律，同一周期原子半径随原子序数的增大而减小，同一主族原子半径随原子序数的增大而增大，可以做得出，原子半径最小的是F 元素，原子半径最大的是 Na 元素；（5） F2 与 NaOH 反应生成 OF2，离子方程式为 2F2+2OH-=OF2+2F-+H2O；（6）为 S 元素，的低价氧化物为SO2， SO2 在 Ba(NO3)2 溶液中发生氧化还原反应， SO2变成 SO42-， NO3-变成 NO，方程式为 3SO2+2NO3-+3Ba2+2H2O=3BaSO4 +2NO+4H+。6 如图是元素周期表的一部分，按要求回答问题

23、：(1)元素在周期表中位置是_。元素的最高价氧化物的化学式为_。(2)元素组成化合物电子式为_。(3)元素的单质与的最高价氧化物的水化物热的浓溶液反应的化学方程式为_。(4)元素与形成的化合物与元素的氢化物的水溶液反应的离子方程式为_。(5)元素形成的简单离子，其离子半径由小到大的顺序为_(用离子符号表示)。(6)AF 发生如图所示的转化，A、 B、 C、 D 为 中某种元素形成的单质，E、 F、 G 为B、 C、 D 与 A 形成的二元化合物，G 是一种常见温室气体，与B 可以反应生成E，E 中B 元素的质量分数为60%， F 为两性物质。A 和 F 的化学式分别为 _、 _。B 与 G 反

24、应的化学方程式为_ 。C 与 NaOH 溶液反应的离子方程式为_。【答案】第二周期第 VIA 族N2O5C+2H2SO4(浓 ) CO2 +2SO +2H2OAl3+3NH3?H2O=Al(OH)3 +3NH4 +Mg2+Na+O2 Na+Mg2+；综上可知Mg2+Na+O2S2 ；（6） G 是一种常见温室气体，可推知G 为 CO2 ，结合 A、 B、 C、 D 为 中某种元素形成的单质，且 A 和 D 生成 G，推断 A 为 O2 或 C（碳单质）， F 为两性物质且 F 为 C 与 A 形成的二元化合物，可推知F 为 Al2O3，因而 A 为 O2， D 为 C（碳单质）， C 为 Al

25、； E 中 B 元素的质量分数为 60%，结合 E 为 B 与 A 形成的二元化合物， E 中 O 元素的质量分数为1640%，则E 的相对分子质量为40 ，则B 元素的相对原子质量为40-16=24，可推知B0.4为 Mg， E 为 MgO，结合 G 是一种常见温室气体，与生成 MgO 和 C，证明上述推断合理；综上A 为为质）， E 为 MgO， F 为 Al2O3， G 为 CO2。由上分析知A 和 F 的化学式分别为O2， Al2O3；B 可以反应生成O2， B 为 Mg， C 为E，即 CO2 与 MgAl；D 为 C（碳单点燃点燃B 与 G 反应，即 Mg 与 CO2 反应，其化学

26、方程式为 2Mg+CO22MgO+C；C 为 Al，则 C 与 NaOH 溶液反应的离子方程式 2Al+2OH242+6H O=2Al(OH)+3H 。【点睛】第一步，先看电子层数，因为微粒半径大小的决定因素是电子层数。电子层数越多，其半径越大。这里主要是指同一主族，不同族不能直接比较，不能认为具有3 个电子层的氯原子半径大于具有 2 个电子层的锂原子。第二步在电子层数相同的情况下看核电荷数，因为核电荷数的多少是影响半径大小的次要因素。而核电荷数越多，其半径越小。第三步在电子层数和核电荷数相同的情况下看电子数，核外电子数是影响半径大小的最小因素。核外电子数越多，其半径越大。注意的是此三步不可颠

27、倒。71869 年俄国化学家门捷列夫制出第一张元素周期表，到现在形成的周期表经过了众多化学家的艰辛努力，历经 142 年，元素周期表体现了元素位构性的关系，揭示了元素间的内在联系。如图是元素周期表的一部分，回答下列问题。（1）元素 Ga 在元素周期表中的位置为：_（写明周期和族）。（2） Sn 的最高正价为 _， Cl 的最高价氧化物对应水化物的化学式为_， As 的气态氢化物为 _。（3）根据元素周期律，推断：阴影部分元素氢化物热稳定性最高的是_（填化学式）。AsO 、 H SeO的酸性强弱： HAsO _H SeO （填“”、“”或“=”）。H34243424氢化物的还原性：H2 O_H2

28、S（填“”、“”或“=”）。（4）可在图中分界线（虚线部分）附近寻找_（填序号）。A. 优良的催化剂B. 半导体材料C. 合金材料D. 农药（5） Se2 2_。Cl 常用作分析试剂，其电子式为硒（ Se）化铟（ In）是一种可应用于未来超算设备的新型半导体材料。下列说法正确的是_（填字母）。A. 原子半径： InSeB. In 的金属性比 Se 强C. In 的金属性比Al 弱D. 硒化铟的化学式为InSe2工业上常从电冶铜的阳极泥中提取纳米硒。向浆化的阳极泥中通入氯气，Cu2Se 被溶液中的 HClO氧化为 H2SeO3 及 CuCl2，反应中HClO与 Cu2Se 的物质的量之比为_。（

29、 6）请设计实验比较 C、Si 的非金属性强弱顺序（可供选择的药品有： CaCO3 固体、稀硫酸、盐酸、饱和 NaHCO3 溶液、饱和 Na2CO3 溶液、硅酸钠溶液，化学仪器根据需要选择）。实验步骤实验现象与结论在试管中加入 _，再加入 _，将生成气体通过现象： _；结论：非金属性C Si_洗气后，通入_；【答案】 4， A+4 HClO43 BABAsH HF4：1 CaCO3 固体盐酸NaHCO3 溶液Na2SiO3 溶液生成白色胶状沉淀【解析】【分析】【详解】（1） Ga 和 Al 同主族，在 Al 的下一个周期，即第四周期，第A 族，故答案为：4； A；（2） Sn 和碳同主族，最高

30、价是 +4 价； Cl 的最高价是 +7价，最高价氧化物对应水化物的化学式为 HClO4； As 和 N 元素同主族，所以最低负价是 - 3价， As 的气态氢化物为AsH3；故答案为： +4； HClO4； AsH3；（3）同主族元素从上到下，氢化物稳定性减弱，同周期元素从右到左，氢化物稳定性减弱，所以阴影部分元素氢化物热稳定性最高的是HF，故答案为： HF；As 和 Se 同一周期，同周期元素从右到左，最高价含氧酸的酸性减弱，所以H3AsO4 、H2SeO4 的酸性强弱：H3AsO4 H2SeO4，故答案为：；氢化物的还原性：H2 O H2S，故答案为：；（4）可在金属和非金属的分界线附近

31、来寻找半导体材料，故答案为：B；（5）硒的原子序数为34，是硫的同主族元素，位于S 的下方，则位于周期表第四周期A 族， Se2Cl2 的电子式为；故答案为：。铟（ In）与铝同族且比铝多两个电子层，位于第五周期IIIA 族，A电子层越多，原子半径越大，则原子半径：In Se，故 A 正确；B元素周期表中左下方元素的金属性强，则In 的金属性比 Se 强，故 B 正确；C同主族从上到下金属性增强，则In 的金属性比 Al 强，故 C 错误；D硒化铟的化学式为 In2 Se3，故 D 错误；故答案为： AB；Cu2232+1 价降低为 - 1Se 被溶液中的 HClO 氧化为H SeO 及 CuCl ，可知 Cl 元素的化合价由价， Cu 元素的化合价由+1 价升高为 +2 价、 Se 元素的化合价由- 2 价升高为 +4 价，由电子22142守恒可知 HClO 与 Cu2 Se 的物质的量之比为11=4： 1，故答案为：4：1；（6） C、Si 的非金属性强弱顺序为C Si，可以根据碳酸酸性强于硅酸来证明，化学反应