长春高考化学综合题专题复习【元素周期律】专题解析.docx

1、长春高考化学综合题专题复习【元素周期律】专题解析一、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 可以使高锰酸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应( 在如图装置a 容器中反应) ，则：写出 a

2、 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_( 填“ M”或“ N” ) 。【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 ( C) ； Y 元素原子半径是所有原子中最小的，则Y 为氢 ( H) 。元素 X、 Y 可形成两种常见化合物M 和 N，已知 M

3、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 C4 H8 的烯烃， N 是分子式为 C6H6 的苯。( 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 CHCH2CH3或CH3CH CHCH3

4、；=( 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 3Br23+ 2FeBr 、+Br 2FeBr3+HBr。答案为： 2Fe+3Br 2 2FeBr3、+Br 2FeBr3+HBr；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层，下层无色，上层紫红色。答案为：

5、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 _。氮原子核外能量最高的那些电子之间相互比

6、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B. 逆反应速率先减小后增大C.

7、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+4CON2+4CO2+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P2 P1，试在图上作出该反应在P2 条件下的变化曲线_。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、D不能该反应中，气体反应物与气体生成物的物质

8、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，不能说明硫元素的非金属性比碳元素强，故A 不选； B. 不

9、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，AK值不变，. 温度不变，故 A 错误；

10、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是N2和CO2，N2含有3+个共用电子对，C

11、O2 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+4CO2 是一个气体的物质的量减小的反应，增大压

12、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弱。3 根据下表回答问题：（ 1）元素在周期

13、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

14、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+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。4 高温下，正硅酸锂（ Li4SiO4）能与 CO2 发生反应，对控制 CO2 的排放具有重要的理论意义和实用价值。完成下列填空：（ 1）硅原子核外电子占

15、有 _种能量不同的轨道； Li、 C、 Si 的最高价氧化物中，属于原子晶体的是 _。（2）钠元素的金属性比锂强，用原子结构的知识说明理由_。一定温度下，在2L 的密闭容器中， Li4 42SiO与 CO 发生如下反应：Li SiO (s)+CO (g)Li SiO (s)+Li CO (s)。4422323（3）该反应的平衡常数表达式K=_，反应 20min ，测得容器内固体物质的质量增加了8.8g，则 020min 内 CO的平均反应速率为_。2（4）在 T122、 T 温度下，恒容容器中c(CO )随时间 t 的变化关系如图所示。该反应是 _反应（选填“” “”放热 或 吸热 ）。若 T

16、-1 ，保持其他条件不变，通入一定量的CO1 温度下，达到平衡时c(CO2)为 amol L2，重新-1达到平衡时 c(CO2)为 bmol L 。试比较 a、b 的大小，并说明理由 _。【答案】 5 SiO2钠元素和锂元素均为第 A 族元素， Na 原子有 3 个电子层， Li 原子有 2个电子层，原子半径NaLi，则原子核对外层电子的吸引能力：NaLi，因此金属性Na 强于 Li0.005mol L-1 min -1放热a=b，通入一定量的c CO212不变，故达到新CO ，平衡会正向进行，但由于温度不变，该反应的平衡常数K= c CO 2平衡时 c（ CO2）不变，即 a=b【解析】【分

17、析】【详解】(1)硅是 14 号元素，基态硅原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，其核外电子共占有 5种能量不同的轨道； Li、 C、 Si 的最高价氧化物分别为Li2O、 CO2、 SiO2， Li2O 是离子晶体、CO2 是分子晶体、 SiO2 是原子晶体，故答案为： 5； SiO2；(2) 钠元素的金属性比锂强，从原子结构解释：钠元素和锂元素均为第A 族元素， Na 原子有 3 个电子层， Li 原子有 2 个电子层，原子半径NaLi，则原子核对外层电子的吸引能力： NaLi，因此金属性 Na强于 Li，故答案为：钠元素和锂元素均为第 A 族元素， Na 原子有 3 个电

18、子层， Li 原子有2 个电子层，原子半径 NaLi，则原子核对外层电子的吸引能力： NaLi，因此金属性Na 强于 Li；(3)平衡常数等于生成物的平衡浓度幂之积除以反应物的平衡浓度幂之积，根据化学反应方程式 Li4SiO4(s)+CO2(g)Li2SiO3(s)+Li2 CO3(s)，反应物为气体的是二氧化碳，生成物均为固体，则平衡常数 K=1；反应中固体增加的质量即为消耗的CO2 的质量，反应 20minc CO2消耗的 CO2的质量为2-1，则020min内 CO2的平均8.8g， ?c(CO )=8.8g 44g/mol 2L=0.1molL反应速率CO 2 =cCO20.1molL

19、-1-1min-1，故答案为：t=20min=0.005mol L1； 0.005mol L-1min -1；c CO 2(4)由图像分析可知，T1 先达到平衡，则温度T1T2， T2 到 T1的过程是升温， c(CO2)增大，平衡逆向移动，则该反应是放热反应；若T温度下，达到平衡时-1 ，保持其他1c(CO2)为 amol L条件不变，通入一定量的CO2，平衡会正向进行，但由于温度不变，该反应的平衡常数1不变，故达到新平衡时c（ CO2）不变，即 a=b，故答案为：放热；K= c CO 2a=b，通入一定量的 CO2，平衡会正向进行，但由于温度不变，该反应的平衡常数K=1不变，c CO 2故

20、达到新平衡时c（ CO2）不变，即a=b。【点睛】第(3) 小问为本题的难点，需要学生正确理解平衡常数的表达方式，同时理解反应中固体增加的质量即为消耗的 CO2 的质量为本题的解答关键，第 (4)题的第二问 a、 b 的大小比较为易错点，注意巧用化学平衡常数作答。5 原子序数依次增大的AB C DEF六种元素。其中A的基态原子有3个不同的能、 、 、 、级，各能级中的电子数相等；C 的基态原子2p 能级上的未成对电子数与A 原子的相同； D为它所在周期中原子半径最大的主族元素；E 和 C 位于同一主族，F 的原子序数为29。(1)F 原子基态的外围核外电子排布式为_。(2)在A、 B、 C 三

21、种元素中，第一电离能由小到大的顺序是_( 用元素符号回答)。(3)元素 B 的简单气态氢化物的沸点_(高于，低于)元素A 的简单气态氢化物的沸点，其主要原因是_。(4)由 A、 B、 C 形成的离子CAB 与 AC2 互为等电子体，则CAB 的结构式为 _。(5)在元素 A 与 E 所形成的常见化合物中，A 原子轨道的杂化类型为_。(6)由 B、 C、 D 三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示，则该化合物的化学式为_。【答案】 3d10 1CO N324s高于 NH 分子之间存在氢键N C Osp NaNO【解析】【分析】原子序数依次增大的 A、B、 C、 D、 E、 F 六种元素， A 的

22、基态原于有 3 个不同的能级，各能级中的电子数相等，则A 是 C元素； C 的基态原子 2p 能级上的未成对电子数与A 原子的相同， C 原子序数大于A，则 C 为 O 元素； B 原子序数大于A 而小于 C，则 B 是 N 元素； E 和 C 位于同一主族，则E 是 S元素； D 为它所在周期中原子半径最大的主族元素，原子序数小于 S，则 D 是 Na 元素； F 的原子序数为 29，为 Cu 元素；(1)F 是 Cu 元素，其原子核外有29 个电子，根据构造原理书写F 基态原子的外围核外电子排布式；(2)A、 B、C 分别是 C、 N、 O 元素，同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增

23、大而呈增大趋势，但第 IIA 族、第 VA 族元素第一电离能大于其相邻元素；(3)含有氢键的氢化物熔点较高；(4)由 C、 N、 O 形成的离子 OCN-与 CO2 互为等电子体，等电子体原子个数相等、价电子数相等；(5)在元素C 与S所形成的常见化合物CS2 中，根据价层电子对理论确定A 原子轨道的杂化类型；(6)由 N、 O、 Na 三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示，利用均摊法确定其化学式。【详解】(1)F 为 ds 区，因此核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1 或 Ar3d 104s1，外围核外电子排布式为 3d104s1；(2)同周期从左向右第一电离能增

24、大，但IIA IIIA、 VAVIA，第一电离能大小顺序是C ON；(3)B 的氢化物是 NH ， A 的简单氢化物是CH ， NH 分子之间存在氢键，而CH 分子间的作3434用是范德华力，氢键比范德华力更强，NH3 的沸点较高；(4)CAB 的化学式为OCN ， AC2 的化学式为 CO2，两者为等电子体，它们的结构相似，因此OCN 的结构式为： N=C=O- ；(5)形成的化合物是CS2，结构式为 S=C=S，杂化轨道数等于价层电子对数，即C 的杂化类型为 sp；(6)根据半径大小，大黑球是Na，大黑球位于晶胞的棱上，因此真正属于晶胞的个数为1NO2-，其位于顶点和体心，真正的个8 =2

25、，大白球为 N，小白球为 O，两者形成离子是4数为 81+1=2，因此化学式为 NaNO2。86 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。26 2+5 2 2 4 2-的晶体的部分结构如图1 所示：(2)Mg(HO) (N ) (H O) N、 O、 Mg 元素的前3 级电离能如下表所示：元素I1 /kJ?mol-1I2/kJ?mol-1I3/kJ?mol-1X737.71450.77732.7Y1313.93388.35300.5Z14

26、02.32856.04578.1X、 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-等平面环状结构离子的盐，这一类离子中都存在大键，可用符号nm 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 _ 。(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

27、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 ，I1 大， Z 氮元素sp258.91022其失去第一个 子 ，配位 氢键412a3NA【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；

28、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、 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

29、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(H 2 6 2+的中心离子 Mg2+含有空 道，而配位体 H2O的 O 原子上O) 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)2(H2O)42-上 N5-与 H2O 的 H 原子之 通 合在一起，形成NH-O，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

30、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 是由4 个原子、 5 个 子形成，可表示 54 ；(3)根据 AgN5 的晶胞结构示意图可知，假设以晶胞顶点Ag+为研究对象，在晶胞中与该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

31、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含有 Ag 的数目为+6 =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、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。7 下表为元素周期表的一部分，请参照元素 在表中的位置，用相应的化学用语回答下列问题：族IA0周期1 A A AA A A23(1)表中用序号标出的 10 种元素中，化学性质最不活泼的元素的原子结构示意图是_ 。(2)、 、 的原子半径由小到大的顺序为_（用元素符号作答）。(3)、 、 的最高价氧化物的水化物的酸性由弱到强的顺序是_（用化学式作答）。(4)由表中两种元素的原子按1： 1