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專題攻略 之物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律(下)六、 實戰(zhàn)高考(二)
1.(2015福建)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置如右下圖所示,其中W原子的質(zhì)子
數(shù)是其最外層電子數(shù)的三倍,下列說法不正確的是( )
X
Y
Z
W
A.原子半徑:W>Z>Y>X
B.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性:X>W>Z
C.最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:Y>X>W>Z
D.元素X、Z、W的最高化合價分別與其主族序數(shù)相等
2.(2015上海)短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序數(shù)依次增大,甲和丁的原子核外均有兩個未成對電子,乙、丙、丁最高價氧化物對應(yīng)的水化物兩兩之間能相互反應(yīng)。下列說法錯誤的是( )
A.元素丙的單質(zhì)可用于冶煉金屬 B.甲與丁形成的分子中有非極性分子
C.簡單離子半徑:丁 > 乙 > 丙 D.甲與乙形成的化合物均有強氧化性
3.(2015山東)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置如圖所示。已知YW的原子充數(shù)之和是Z的3倍,下列說法正確的是( )
Y
Z
X
W
A.原子半徑:X
Z
C.Z、W均可與Mg形成離子化合物
D.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性:Y>W
4.(2015浙江)右下表為元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W為短周期元素,W元素的核電荷數(shù)為X元素的2倍。下列說法正確的是( )
A.X、W、Z元素的原子半徑及它們的氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性均依次遞增
B.Y、Z、W元素在自然界中均不能以游離態(tài)存在,它們的最高價氧化物的水化物的酸性依次遞增
C.YX2晶體熔化、液態(tài)WX3氣化均需克服分子間作用力
D.根據(jù)元素周期律,可以推測T元素的單質(zhì)具有半導(dǎo)體特性,T2X3具有氧化性和還原性
5.(2015廣東)甲~庚等元素在周期表中的相對位置如下表,己的最高氧化物對應(yīng)水化物有強脫水性,甲和丁在同一周期,甲原子最外層與最內(nèi)層具有相同電子數(shù)。下列判斷正確的是( )
A.丙與戊的原子序數(shù)相差28
B.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:庚<己<戊
C.常溫下,甲和乙的單質(zhì)均能與水劇烈反應(yīng)
D.丁的最高價氧化物可用于制造光導(dǎo)纖維
6.(2014課標(biāo)Ⅰ) W、X、Y、Z均是短周期元素,X、Y處于同一周期,X、Z的最低價離子分別為
X2-和Z- ,Y+和Z-離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是( )
A. 原子最外層電子數(shù):X>Y>Z B. 單質(zhì)沸點:X>Y>Z
C. 離子半徑:X2->Y+>Z- D. 原子序數(shù):X>Y>Z
7.(2014浙江)如表所示的五種元素中,W、X、Y、Z為短周期元素,這四種元素的原子最外層電子數(shù)之和為22。下列說法正確的是
X
Y
W
Z
T
A.X、Y、Z三種元素最低價氫化物的沸點依次升高
B.由X、Y和氫三種元素形成的化合物中只有共價鍵
C.物質(zhì)WY2、W3X4、WZ4均有熔點高、硬度大的特性
D.T元素的單質(zhì)具有半導(dǎo)體的特性,T與Z元素可形成化合物TZ4
8. (2015天津)隨原子序數(shù)的遞增,八種短周期元素(用字母X表示)原子半徑的相對大小、最高正價或最低負價的變化如下圖所示。
根據(jù)判斷出的元素回答問題:
(1)f在元素周期表的位置是__________。
(2)比較d、e常見離子的半徑的小(用化學(xué)式表示,下同)_______>__________;比較g、h的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性強弱是:_______>__________。
(3)任選上述元素組成一種四原子共價化合物,寫出其電子式__________。
(4)已知1mole的單質(zhì)在足量d2中燃燒,恢復(fù)至室溫,放出255.5kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:___________________。
(5)上述元素可組成鹽R:zx4f(gd4)2,向盛有10mL1molL-1R溶液的燒杯中滴加1molL-1NaOH溶液,沉淀物質(zhì)的量隨NaOH溶液體積變化示意圖如下:
①R離子濃度由大到小的順序是:__________。
②寫出m點反應(yīng)的離子方程式_________________。
③若R溶液改加20mL1.2 molL-1Ba(OH)2溶液,充分反應(yīng)后,溶液中產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量為__________mol。
9.(2015海南)單質(zhì)Z是一種常見的半導(dǎo)體材料,可由X通過如下圖所示的路線制備,其中X為Z的氧化物,Y為氫化物,分子結(jié)構(gòu)與甲烷相似,回答下列問題:
(1)能與X發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是 ;由X制備Mg2Z的化學(xué)方程式為 。
(2)由Mg2Z生成Y的化學(xué)反應(yīng)方程式為 ,Y分子的電子式為 。
(3)Z、X中共價鍵的類型分別是 。
10.(2014天津)元素單質(zhì)及其化合物有廣泛用途,請根據(jù)周期表中第三周期元素相關(guān)知識回答下列問題:
(1)按原子序數(shù)遞增的順序(稀有氣體除外),以下說法正確的是 。
a.原子序數(shù)和離子半徑均減小 b.金屬性減弱,非金屬性增強
c.氧化物對應(yīng)的水合物堿性減弱,酸性增強 d.單質(zhì)的熔點降低
(2)原子最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相同的元素名稱為 ,氧化性最弱的簡單陽離子是 。
(3)已知:
化合物
MgO
Al2O3
MgCl2
AlCl3
類型
離子化合物
離子化合物
離子化合物
共價化合物
熔點/℃
2800
2050
714
191
工業(yè)制鎂時,電解MgCl2而不電解MgO的原因是 ;制鋁時,電解Al2O3而不電解AlCl3的原因是 。
(4)晶體硅(熔點1410℃)是良好的半導(dǎo)體材料。由粗硅制純硅過程如下:
寫出SiCl4的電子式: ;在上述由SiCl4制純硅的反應(yīng)中,測得每生成1.12kg純硅需吸收akJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。
(5)P2O5是非氧化性干燥劑,下列氣體不能用濃硫酸干燥,可用P2O5干燥的是 。
a.NH3 b.HI c.SO2 d.CO2
(6)KClO3可用于實驗室制O2,若不加催化劑,400℃時分解只生成兩種鹽,其中一種是無氧酸鹽,另一種鹽的陰陽離子個數(shù)比為1:1。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
11.(2014重慶)月球含有H、He、N、Na、Mg、Si等元素,是人類未來的資源寶庫。
(1)3He是高效核能原料,其原子核內(nèi)中子數(shù)為_____________。
(2)Na的原子結(jié)構(gòu)示意圖為______,Na在氧氣中完全燃燒所得產(chǎn)物的電子式為_______。
(3)MgCl2在工業(yè)上應(yīng)用廣泛,可由MgO制備。
①MgO的熔點比BeO的熔點________(填“高”或“低”)
②月球上某礦石經(jīng)處理得到的MgO中含有少量SiO2,除去SiO2的離子方程式為______;SiO2的晶體類型為________。
③MgO與炭粉和氯氣在一定條件下反應(yīng)可制備MgCl2。若尾氣可用足量NaOH溶液完全吸收,則生成的鹽為______(寫化學(xué)式)。
(4)月壤中含有豐富的3He,從月壤中提煉1 kg3He同時可得6000kgH2和700kgN2,若以所得H2和N2為原料經(jīng)一系列反應(yīng)最多可制得碳酸氫銨___kg。
1.【答案】A
【解析】在短周期元素中,W原子的質(zhì)子數(shù)是其最外層電子數(shù)的三倍,則W是15號的P元素,根據(jù)元素
在周期表中的相對位置關(guān)系可確定:X是N元素,Y是O元素;Z是Si元素。A.同一周期的元素,原子
序數(shù)越大,原子半徑越??;不同周期的元素,原子核外電子層數(shù)越多,原子半徑就越大。因此這四種
元素的原子半徑大小關(guān)系是:Z>W>X > Y,錯誤。B.元素的非金屬性越強,其最高價氧化物對應(yīng)的水化物
的酸性越強。由于元素的非金屬性:X>W>Z,所以它們的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性:X>W>Z,正確。
C.元素的非金屬性越強,其相應(yīng)的最簡單的氫化物的穩(wěn)定性就越強。由于元素的非金屬性:Y>X>W>Z,所
以元素的氫化物的穩(wěn)定性:Y>X>W>Z,正確。D.除非金屬性很強的F、O元素外,一般情況下,元素原
子的最外層電子數(shù)等于該元素原子的最外層電子數(shù)。X、Z、W的最高化合價分別與其主族序數(shù)相等,正確。
2.【答案】D
3.【答案】C
【解析】設(shè)元素Y的原子序數(shù)為y,根據(jù)各元素在元素周期表中的位置可得:y+y+10=3(y+1),解得y=7,
則Y為N元素、X為Si元素、Z為O元素、W為Cl元素。A、同周期主族元素,從左向右原子半徑逐漸
減小,則ZS>Na。即:Z > X>Y 。錯誤;B、Na形成的金屬晶體, S形成的是分子晶體,在室溫下為固
體, F單質(zhì)F2形成的是分子晶體,在室溫下是氣態(tài)。晶體的熔點變化規(guī)律是:原子晶體>離子晶體>分子晶
體。因此它們形成的單質(zhì)的沸點關(guān)系是:Y>X> Z。錯誤。C、Na+、F-是電子層結(jié)構(gòu)相同。對于電子層結(jié)構(gòu)
相同的離子來說,核電荷數(shù)越大,離子的半徑越小,S2-比Na+、F-多一個電子層。對于電子層結(jié)構(gòu)不同的離
子來說,電子層數(shù)越多,離子半徑就越大。因此離子半徑X2-> Z- >Y+。錯誤;D、根據(jù)上述敘述可知:原子
序數(shù)X>Y>Z。正確。
7.【答案】D
【解析】W、X、Y、Z為短周期元素,這四種元素的原子最外層電子數(shù)之和為22,則X、Y為第二周期元
素,W、Z為第三周期元素,設(shè)X的最外層電子為x,則Y、W、Z的原子序數(shù)分別為x+1、x-1、x+2,所
以x+x+1+x-1+x+2=22,解得x=5,即X為N,Y為O,W為Si,Z為Cl,W與T同主族,則T為Ge,
則A、X、Y、Z三種元素最低價氫化物分別為NH3、H2O、HCl,H2O、氨氣分子中均存在氫鍵,沸點高于
氯化氫的,其中水的沸點高于氨氣的,故A錯誤;B、N、H、O三種元素可形成NH4NO3,既有共價鍵也
有離子鍵,故B錯誤;C、SiO2、Si3N4屬于原子晶體,熔點高,硬度大,而SiCl4屬于分子晶體,熔點低,
硬度小,故C錯誤;D、Ge元素位于金屬與非金屬之間的分界線,因此具有半導(dǎo)體的特性,與碳屬于同一
主族,最外層四個電子,性質(zhì)相似,可形成GeCl4,故D正確,答案選D。
8.【答案】(1)第三周期ⅢA族 (2)r(O2-)>r(Na+)、HClO4>H2SO4
(3) (或)
(4)2Na(s)+O2(g) =Na2O2(s) △H=-511kJmol-1
(5) ①c(SO42-)>c(NH4+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)
②NH4+ + OH-=NH3H2O ③0.022
(3)四原子共價化合物,可以是NH3、H2O2、C2H2等,其電子式為: (或)
(4)1molNa的單質(zhì)在足量O2中燃燒,放出255.5kJ熱量,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:2Na(s)+O2(g) =Na2O2(s) △H=-511kJmol-1
(5) ① R是NH4Al(SO4)2, Al3+比 NH4+水解程度更大,故離子濃度由大到小的順序是:c(SO42-)>c(NH4+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)②m點過程中加入氫氧化鈉沉淀物質(zhì)的量不變,是NH4+ 發(fā)生了反應(yīng),離子方程式為:NH4+ + OH-=NH3H2O
③ 10mL1molL-1 NH4Al(SO4)2,溶液中Al3+ 物質(zhì)的量為0.01mol,NH4+的物質(zhì)的量為0.01mol ,SO42-的物質(zhì)的量為0.02mol, 20mL1.2 molL-1Ba(OH)2溶液Ba2+物質(zhì)的量為0.024mol,OH—為0.048mol,反應(yīng)生成沉淀為0.022mol。
9.【答案】(1)氫氟酸;SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si;
(2)Mg2Si+4HCl=2 MgCl2+SiH4↑;;
(3)非極性(共價鍵)、極性(共價鍵)
【解析】Z為半導(dǎo)體單質(zhì),則Z是Si元素;Si可與氫氟酸反應(yīng);其氧化物為二氧化硅,根據(jù)反應(yīng)的流程圖
可知,二氧化硅與Mg反應(yīng)生成Mg2Si,Mg2Si與鹽酸反應(yīng)生成的Y為氫化物,則Y的分子式是SiH4,加
熱分解可得到Si單質(zhì)。其余問題可解。
10.【答案】(1)b (2)氬 Na+(鈉離子)
(3)MgO的熔點高,熔融時耗費更多資源,增加生產(chǎn)成本
AlCl3是共價化合物,熔融態(tài)難導(dǎo)電
(4)
SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g) ?H= +0.025 kJ?mol ̄1 (5)b
(6)
(4)SiCl4中Si分別與Cl形成1對共用電子,所以電子式為:
生成1.12kg純硅需吸收akJ熱量,則生成28g純硅需吸收0.025 kJ,可得熱化學(xué)方程式。
(5)NH3既不能用濃硫酸干燥,也不能用P2O5干燥,HI不能用濃硫酸干燥,可用P2O5干燥,SO2不能用濃硫酸干燥,CO2能用濃硫酸干燥,所以b項正確。
(6)一種是無氧酸鹽,另一種鹽的陰陽離子個數(shù)比為1:1,根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理,這兩種鹽為KCl、KClO4,配平可得化學(xué)方程式。
11. 【答案】(1)1 (2) ;
(3)①高 ②2OH-+SiO2=SiO32-+H2O;原子晶體 ③NaCl、NaClO、Na2CO3 (4)3950
(3)①氧化鎂和氧化鋇形成的晶體均是離子晶體,離子晶體的熔點與晶格能有關(guān)系。晶格能越大,熔點越高。形成離子鍵的離子半徑越小,離子的電荷數(shù)越多離子鍵越強,晶格能越大。由于鎂離子半徑小于鋇離子半徑,因此氧化鎂中晶格能大于氧化鋇中晶格能,則氧化鎂的熔點高于氧化鋇的熔點。
②氧化鎂是堿性氧化物,二氧化硅是酸性氧化物,能與氫氧化鈉溶液反應(yīng),而氧化鎂與氫氧化鈉溶液不反應(yīng),因此除去氧化鎂中的二氧化硅可以用氫氧化鈉溶液,反應(yīng)的離子方程式為2OH-+SiO2=SiO32-+H2O;二氧化硅是由硅原子和氧原子通過共價鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體屬于原子晶體。
③氧化鎂、炭粉和氯氣在一定條件下反應(yīng)制備氯化鎂,另一種生成物可以被氫氧化鈉溶液完全吸收,則氣體應(yīng)該是二氧化碳,二氧化碳與足量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉。另外過量的氯氣有毒也需要尾氣處理,氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉,則鹽的化學(xué)式為NaCl、NaClO、Na2CO3。
(4)根據(jù)反應(yīng)的方程式可知
3H2 + N2 = 2NH3
6kg 28kg 34kg
6000kg 28000kg 34000kg
因此氮氣不足,則實際生成的氨氣的物質(zhì)的量為2,根據(jù)氮原子守恒可知,最終生成碳酸氫銨的質(zhì)量為279g/mol=3950000g=3950kg。
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