1、备战高考化学元素周期律( 大题培优 ) 含答案解析一、元素周期律练习题（含详细答案解析）1 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
2、化学键的断裂和新化学键的生成22-1(4)已知： N (g) O (g) = 2NO(g)H = a kJmolN (g) 3H (g) = 2NH (g)-1H = b kJmol2232H2(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：_。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
3、大，原子半径更小，原子核对外层电子的吸引力更强bc 4NH3(g) + 6NO(g) =5N2(g) + 6H2O(l) H = (3c-3a-2b) kJ mol-1-+2-2-2HSO3+ 2e + 2H = S2O4+ 2H2 O 2NO + 2SO4+2H2O = N2 + 4HSO3-【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+5O24NO+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
4、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 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
5、 = a kJmoli；223-1N (g) 3H (g) = 2NH (g)H = b kJmol ii；222-12H (g) O (g) = 2H O(l)H = c kJmoliii；根据盖斯定律 iii3- i3可-ii得24NH322-1；(g) + 6NO(g) = 5N (g) + 6H O(l)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，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
6、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 -。2 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， Li4SiO4 与 CO2 发生如下反应：Li4SiO4(s)+CO2(g)Li2SiO3(s)+Li2CO3(s)。（3）该反应的平衡常数表达式K=_，反应 2
7、0min ，测得容器内固体物质的质量增加了8.8g，则 020min 内 CO2 的平均反应速率为 _。（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温度下，达到平衡时-1，保持其他条件不变，通入一定量的CO1c(CO2)为 amol L2，重新达到平衡时-1c(CO2)为 bmol L 。试比较 a、b 的大小，并说明理由 _。【答案】 5SiO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 22个电子层，原子半径NaLi，则原子核对外层电子的吸引能力：NaLi
8、，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 CO21CO2，平衡会正向进行，但由于温度不变，该反应的平衡常数不变，故达到新K= c CO 2平衡时 c（ CO2）不变，即 a=b【解析】【分析】【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
9、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 Li4 422323SiO (s)+CO (g)Li SiO (s)+Li CO (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
10、=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-1L-1min-1，故答案为：t=20min=0.005mol1； 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T1温度下，达到平衡时2-1 ，保持其他c(CO )为 amol L条件不变，
11、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1c（ CO2）不变，即 a=b，故答案为：放热；K= c CO 2不变，故达到新平衡时a=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 CO2故达到新平衡时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。3 下表列出了十种元素在周期表中的位置。族周期 A01 AA A AA A23
12、回答下列问题：(1)、按原子个数比1: 1 组成的分子的电子式为_ ；由、两种元素组成的一种无毒化合物的结构式为_。(2)这 10 种元素中，化学性质最不活泼的元素是_(填元素符号，下同)，得电子能力最强的原子是_ ，失电子能力最强的单质与水反应的化学方程式是 _ 。(3)用化学方程式表示和两种元素的非金属性强弱：_ 。(4)元素的气态氢化物和元素的气态氢化物中，易于制备的是_(填化学式 )(5)元素的最高价氧化物对应的水化物与元素的最高价氧化物对应的水化物反应，其离子方程式为 _ 。(6)元素 、两两之间可以形成两种类型的化合物，写出一种共价化合物的化学式：_ ；写出一种离子化合物的化学式：
13、_。(7)写出的单质置换出的单质的化学方程式：_ 。【答案】O=C=ONe O2Na+2H242HC1OO=2NaOH+H 232422A1(OH)3-2-222 22+Na CO =CO +2NaC1O +H OH S+OH = A1O+2 H OH O（或 H O ）Na O（或 Na222Mg+ CO22MgO+CO 或 NaH）【解析】【分析】从表中元素所在的位置，可推出为氢(H)，为碳 (C)，为磷 (P)，为氧 (O) ，为钠(Na) ，为镁 (Mg) ，为铝 (Al) ，为硫 (S)，为氯 (Cl) ，为氖 (Ne) 。【详解】(1)、为H 和O，二者按原子个数比1:1 组成分子
14、H2O2，电子式为；、两种元素为C 和O，二者组成的一种无毒化合物为CO2，结构式为O=C=O。答案为：； O=C=O；(2)这 10 种元素中，化学性质最不活泼的元素是稀有气体元素Ne，得电子能力最强的原子是 O，失电子能力最强的元素是Na，它的单质与水反应生成NaOH 和 H2，化学方程式是2Na+2H2O=2NaOH+H2 。 答案为： Ne；O；2Na+2H2O=2NaOH+H2 ；(3)和分别为C 和 Cl，比较两种元素的非金属性强弱，可利用HClO4 与碳酸钠反应，方程式为： 2HC1O4 +Na2CO3=CO2 +2NaC1O4 +H2O。答案为： 2HC1O4 +Na2CO3=
15、CO2 +2NaC1O4+H2O；(4)元素的气态氢化物为PH3，元素的气态氢化物为H2S，易于制备的是H2S。答案为：H2S；(5)元素的最高价氧化物对应的水化物为NaOH，与元素的最高价氧化物对应的水化物322A1(OH)3-2-2Al(OH) 反应，生成NaAlO和 H O，其离子方程式为+OH = A1O+2 H O。答案为： A1(OH) 3 +OH- = A1O2- +2 H2 O；(6)元素 、分别为 H、 O、 Na，两两之间反应，生成共价化合物可能为水或双氧水，化学式为 H2O（或 H2O2）；离子化合物可能为氧化钠、过氧化钠、氢化钠，化学式为Na2O(或 Na2O2 或 N
16、aH)。答案为： H2O（或 H2O2 ）； Na2O(或 Na2O2 或 NaH)；(7)的单质Mg与CO2 在点燃条件下反应，置换出的单质C，同时生成MgO，化学方程式为：2Mg+ CO22MgO+C。答案为：2Mg+ CO22MgO+C。【点睛】比较氧与氯的得电子能力，如果利用周期表中元素所在位置，无法比较；利用同一反应，O2 可以制 Cl2 ，Cl 2 也可以制以解决问题。O2，所以我们最好利用同一化学式，比如HClO ，从化合价可4 如图是元素周期表的一部分，请回答下列问题：IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0 族1 23(1)在这些元素中，单质的化学性质最不活泼的是 _（填
17、元素符号）。(2)的气态氢化物的电子式_，形成的气态化合物的结构式_。(3)这些元素形成的最高价氧化物的水化物中，碱性最强的化合物为_（填物质的化学式），写出它的电子式：_；酸性最强的含氧酸为 _（填物质的化学式），写出它的电离方程式： _。(4)在和两种元素中，非金属性较强的是_（填元素名称），的单质可以和的最高价氧化物的水化物反应，请写出有关化学方程式_。(5)与 Si 元素分别形成的最高价氧化物，_的熔点更高，原因是 _。【答案】 ArO=C=ONaOHHClO44+4-氮HClO =H +ClOC+4HNO (浓 )CO +4NO +2H OSiOSiO 为原子晶体，熔融时需破坏共价键
18、322222【解析】【分析】由表中元素所在的位置，可确定为氢(H)，为碳 (C)，为氮 (N)，为氧 (O)，为钠(Na)，为镁 (Mg)，为硫 (S)，氯 (Cl)，为氩 (Ar)。【详解】(1)在这些元素中，单质的化学性质最不活泼的是稀有气体元素Ar。答案为： Ar ；(2)为氮元素，其气态氢化物的化学式为NH3，电子式为，形成的气态化合物为 CO2，它的结构式为O=C=O。答案为：； O=C=O；(3)这些元素形成的最高价氧化物的水化物中，碱性最强的是钠的氢氧化物，化学式为NaOH，它的电子式为；酸性最强的含氧酸为高氯酸，化学式为HClO ，它是一4元强酸，发生完全电离，电离方程式为HC
19、lO4 +4-。答案为： NaOH；=H +ClOHClO4； HClO4=H+ClO4-；(4)同周期元素，从左往右，非金属性依次增强，则在和两种元素中，非金属性较强的是氮，的单质为碳，和的最高价氧化物的水化物硝酸反应，生成二氧化碳、二氧化氮和水，有关化学方程式为C+4HNO3(浓 )2223CO +4NO +2H O。答案为：氮；C+4HNO (浓 )CO +4NO +2H O；222(5)与 Si 元素分别形成的最高价氧化物为CO 、 SiO ，前者为分子晶体，后者为原子晶22体， SiO2的熔点更高，原因是222SiO 为原子晶体，熔融时需破坏共价键。答案为：SiO ； SiO为原子晶
20、体，熔融时需破坏共价键。【点睛】碳与稀硝酸即便在加热条件下也不能发生化学反应，碳与浓硝酸混合液，若不加热，反应不能发生，也就是说，只有碳与浓硝酸在加热条件下才能反应，生成三种非金属氧化物。5 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 组成的共价化合物M ，M
21、 为常见液态化合物，其稀溶液易被催化分解，请写出M 的电子式 _，M 的结构式 _ 。(5)写出 元素的最高价氧化物对应水化物分别与元素 、 的最高价氧化物对应水化物的水溶液反应的离子方程式_ 、_ 。(6)的金属性强于 ，下列表述中能证明这一事实的是_。a 的单质和 的单质熔沸点不同b 的最高价氧化物水化物的碱性比 的最高价氧化物水化物的碱性强c 最外层的电子数比 多d 的单质与稀盐酸反应比 的缓和一些(7) 和 形成的气态氢化物与 和 形成的气态氢化物相比较， _沸点高（填化学式），理由是_ 。【答案】OSNa H2 334H OO3-CO HNO HClOH Al(OH) +OH- -=
22、AlO2-+2H2O Al(OH)3 +3H+=Al3+3H2O bd H2O H2O 分子间能形成氢键，氢键可以极大地提高水的熔沸点【解析】【分析】由表中元素所在的位置，可以确定为氢(H)，为碳 (C)，为氮 (N)，为氧 (O)，为氟(F)，为钠 (Na)，为铝 (Al)，为硫 (S)，为氯 (Cl)，为氩 (Ar)。【详解】(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是稀有气体氩，其原子结构示意图是。答案为：；(2)、分别为O、Na、 S 元素， O 的电子层数比Na、 S 少一层，在 Na 的右方，由此得出原子半径由小到大的顺序为OSNa。答案为：Na 与 S 同周期且
23、OSNa；S(3)、分别为C、N、 Cl，碳酸为弱酸，硝酸为强酸，高氯酸为最强的含氧酸，它们的最高价氧化物的水化物的酸性由弱到强的顺序是H2CO3HNO3HClO4。答案为：H2CO3HNO3Al； Li 的最外层电子数比 Ca 少，但金属性 LiCa。6 下表为元素周期表的一部分，请参照元素在表中的位置，回答下列问题：族 A0周期1 A A A A A A23（ 1）三种元素构成的化合物的电子式： _；的最高价氧化物对应水化物的化学式： _。（ 2）、的简单离子半径由大到小的顺序：_(用离子符号填写 )。（3）用一个化学方程式表示、二种元素非金属性的强弱_。（4）的单质与的最高价氧化物对应水
24、化物的水溶液反应的离子方程式为_。（5）元素、元素以原子个数比为11 形成化合物 Q，元素、元素形成化合物M， Q 和 M 的电子总数相等。以 M 为燃料， Q 为氧化剂，可作火箭推进剂，最终产物对空气没有污染，写出该反应的化学方程式：_。【答案】HClO4 S2- F- Al3+2F2 +2H2O=4HF+O2 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2N2 H4 2H2 O2=N2 4H2O【解析】【分析】由元素周期表可知为 H；为 C；为 N；为 O；为 F；为 Na；为 Al；为 S；为 Cl；（1）三种元素构成的化合物为NaOH；的最高价氧化物对应水化物为HClO4；（ 2）、
25、的简单离子半径通过电子层数和原子质量进行判断；（ 3）通过置换反应比较二种元素非金属性的强弱；（ 4）的单质为 Al的最高价氧化物对应水化物的水溶液为NaOH；（ 5）元素、元素以原子个数比为 11 形成化合物 Q 为 H2 O2，元素、元素形成化合物 M， Q 和 M 的电子总数相等， M 为 N2H4，以此分析。【详解】由元素周期表可知为 H；为 C；为 N；为 O；为 F；为 Na；为 Al；为 S；为 Cl。（1）三种元素构成的化合物为NaOH，电子式为，的最高价氧化物对应水化物为HClO4，故答案为：； HClO4；（2）、的简单离子为F-、 Al3+、 S2-，则离子半径S2-F-
26、 Al3+，故答案为：S2- F-Al3+；（3）氟气与水反应生成氧气可证明F 的非金属强于O，反应方程式为：2F2 +2H 2 O=4HF+O 2 ，故答案为：2F2 +2H 2O=4HF+O 2 ；（4）的单质为Al，的最高价氧化物对应水化物为NaOH ，离子方程式为：2Al+2OH- +2H2O=2AlO2- +3H2，故答案为：2Al+2OH- +2H 2O=2AlO2 - +3H 2；（5）元素、元素以原子个数比为11 形成化合物Q 为 H2 O2，元素、元素形成化合物 M， Q 和 M 的电子总数相等，则M 为 N2H4，该反应的化学方程式为：N 2H 42H 2O 2 =N 24
27、H 2 O ，故答案为：N 2 H 42H 2O 2 =N 24H 2O 。7 已知 O、 S、 Se、 Te、 Po、Lv 是同主族元素，其原子序数依次增大。回答下列问题：(1)Lv 在周期表中的位置是_。(2)下列有关性质的比较，能用元素周期律解释的是_。a离子半径： Te2- Se2-b热稳定性： H2O H2Sc熔、沸点： H O H Sd酸性： H SO H SeO222424(3)从原子结构角度解释Se 与 S 的最高价氧化物对应的水化物酸性不同的原因_。(4)实验室用如下方法制备H2S 并进行性质验证。Te2- Se2-，能用元素设计 B 装置的目的是证明 _， B 中实验现象为
28、 _ 。实验中经检测发现 C 中溶液 pH 降低且出现黑色沉淀。C 中反应的离子方程式是_。有同学根据 “强酸制弱酸 ”原理认为装置 A、C 中两个反应相矛盾，认为C 中不可能出现上述现象。该观点不正确的理由是_ 。【答案】第七 (或 7)周期 VIA 族abdSe与 S 是同主族元素， Se 比 S 电子层数多、半径大，吸引电子能力弱，非金属性弱，故H24242出现淡黄SeO 酸性弱于H SOH S 具有还原性2+CuS色(或乳白色 )沉淀 (或浑浊 ) Cu+H2S=CuS +2H 该反应发生的原因是生成了难溶的沉淀，不是因为生成弱电解质【解析】【分析】(1)根据 O、 S、Se、Te、
29、Po、 Lv 都是氧族元素，且原子序数依次增大分析解答；(2)根据元素的非金属性、氢化物的稳定性、最高价氧化物的水化物的酸性等元素周期律的变化规律分析判断；(3)Se 与 S 是同主族元素，最外层电子数相等，Se 比 S 电子层数多、半径大，结合核对最外层电子的吸引力的变化，引起非金属性的变化分析解答；(4)双氧水具有较强的氧化性， H2S具有还原性；硫化氢能够与硫酸铜反应生成黑色不溶于硫酸的 CuS沉淀；结合装置 A 和 C 中发生反应的原理分析解答。【详解】(1) O、 S、 Se、 Te、 Po、Lv 是同主族元素，都是氧族元素，位于第VIA 族， O、S、Se、 Te、Po、 Lv 是
30、同主族元素，其原子序数依次增大，因此Lv 位于第 七（或 7）周期，在周期表中的位置为，故答案为：第七（或 7）周期 VIA 族；(2)a同一主族元素，从上到下，离子半径逐渐增大，因此离子半径：周期律解释，故a 选； b同一主族元素，从上到下，非金属性逐渐减弱，氢化物的稳定性减弱，因此热稳定性： H2OH2S，能用元素周期律解释，故b 选； c物质的熔沸点是物理性质，不能用元素周期律解释，故c 不选； d同一主族元素，从上到下，非金属性逐渐减弱，最高价含氧酸的酸性减弱，因此酸性：H2SO4 H2SeO4，能用元素周期律解释，故d选；故答案为： abd；(3)Se 与 S 是同主族元素，Se 比 S 电子层数多、半径大，吸引电子能力弱，非金属性弱，故H2SeO4 酸性弱于H2SO4，故答案为：Se 与 S 是同主族元素，Se 比 S 电子层数多、半径大，吸引电子能力弱，非金属性弱，故H2SeO4 酸性弱于H2SO4；(4)双氧水具有较强的氧化性， H2S具有还原性，能够被双氧水氧化生成硫单质沉淀，故答案为： H2S 具有还原性；出现淡黄色沉淀；硫化氢能够与硫酸铜反应生成黑色不溶于硫酸的CuS沉淀，反应的离子
