2020-2021全国高考化学元素周期律的综合高考模拟和真题汇总含答案 21页

2020-2021 全国高考化学元素周期律的综合高考模拟和真题汇总含 答案 一、元素周期律练习题（含详细答案解析） 1．下表列出了①～⑩十种元素在周期表中的位置。 族 周期 ⅠA 0 1 ① Ⅱ A ⅢA Ⅳ A Ⅴ A ⅥA Ⅶ A 2 ② ④ ⑩ 3 ⑤ ⑥ ⑦ ③ ⑧ ⑨ 回答下列问题： (1)①、④按原子个数比 1:1 组成的分子的电子式为 ____________________ ；由②、④两种 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②和⑨两种元素的非金属性强弱： ________________________ 。 (4)元素③的气态氢化物和元素⑧的气态氢化物中，易于制备的是 ____________________(填化学式 ) (5)元素⑤的最高价氧化物对应的水化物与元素⑦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 ①、④、⑤两两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： ______________________。 【答案】 O=C=O Ne O 2Na+2H2O=2NaOH+H2 ↑ 2HClO4 +Na2CO3=CO2↑ +2NaClO4 +H2O H2S Al(OH) 3 +OH- = AlO2- +2 H2O H2O( 或 H2O2) Na2O( 或 Na2O2 或 NaH) 【解析】 【分析】 从表中元素所在的位置，可推出①为氢 (H)，②为碳 (C)，③为磷 (P)，④为氧 (O)，⑤为钠 (Na)，⑥为镁 (Mg)，⑦为铝 (Al)，⑧为硫 (S)，⑨为氯 (Cl)，⑩为氖 (Ne)。 【详解】 (1)①、④为 H 和 O，二者按原子个数比 1:1 组成分子 H2O2，电子式为 ；②、④两 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)②和⑨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=CO2↑ +2NaC1O4 +H2O； (4)元素③的气态氢化物为 PH3，元素⑧的气态氢化物为 H2S，非金属性： S大于 P，易于制 备的是 H2S，答案为： H2S； (5)元素⑤的最高价氧化物对应的水化物为 NaOH，与元素⑦的最高价氧化物对应的水化物 Al(OH)3 反应，生成 NaAlO2 和 H2O，其离子方程式为 A1(OH) 3 +OH- = A1O2- +2 H2O，答案 为： A1(OH) 3 +OH- = A1O2- +2 H2O； (6)元素 ①、④、⑤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 NaH)，答案为： H2O(或 H2O2)；Na2O(或 Na2O2 或 NaH)。 【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；可以利用同一化 学式，比如 HClO，从化合价可以解决问题。 2．Ⅰ.某化合物 A 由两种元素组成，可以发生如下的转化。 已知：标准状况下，气体 B 的密度是氢气的 8 倍。请回答： （1）组成 A 的元素有 _________， A 的化学式是 _________ （2）请写出 A 与 NaOH 溶液反应的化学方程式 _________ （3）A 可用于金属的冶炼，请写出 A 与 Fe2O3 的化学反应方程式 _________ Ⅱ.某实验小组做了如下实验： 请回答： （1）写出硬质管中发生反应的化学方程式： _________ （2）有同学认为乙醇的催化氧化反应产物中含有乙酸，请设计实验检验产物成分： _____。 【答案】 Al、C Al4C3 Al4C3+4NaOH+4H2O=3CH4↑ +4NaAlO2 Al4C3+4Fe2O3=2Al2O3+8Fe+3CO2↑ CH3CH2OH+CuO=CH3CHO+Cu+H2O 将产生的气体分别通 入两份新制氢氧化铜悬浊液中，标为 A、B，对 B 进行加热，若 A 沉淀溶解， B 出现砖红色 沉淀，则既有乙酸也有乙醛；若 A 沉淀溶解， B 无砖红色沉淀，则只有乙酸；若 A 沉淀不 溶解， B 出现砖红色沉淀，则只有乙醛 【解析】 【分析】 Ⅰ.已知标准状况下，气体 B 的密度是氢气的 8 倍，则气体 B 的摩尔质量为 16g/mol ，应为 CH4 气体，则 A 中含有 C 元素，同时 A 能与氢氧化钠溶液反应，则 A 中含有 Al 元素， A 为 Al4C3，C 为 NaAlO2，NaAlO2 溶液中通入过量二氧化碳得到 D 为氢氧化铝固体，进一步灼烧 得到 E 为氧化铝，据此分析解答； Ⅱ.(1)乙醇被 CuO氧化，反应生成乙醛、铜单质和水； (2)根据乙酸和乙醛与新制氢氧化铜悬浊液反应现象的不同分析比较。 【详解】 Ⅰ. (1)由以上分析知，组成 A 的元素有 Al、C， A 的化学式是 Al4C3，故答案为： Al、C； Al4C3； (2)Al4C3 与 NaOH 溶液反应生成 CH4 和 4NaAlO2，故反应的化学方程式为 Al4C3+4NaOH+4H2O=3CH4↑ +4NaAlO2； (3)Al4C3 可用于金属的冶炼，其与 Fe2O3 反应生成 Al2O3、Fe 和 CO2，故反应的化学反应方程 式为 Al4C3+4Fe2O3=2Al2O3+8Fe+3CO2↑； Ⅱ.(1)乙醇被 CuO氧化，反应生成乙醛、铜单质和水，反应的化学方程式为 CH3CH2OH+CuO=CH3CHO+Cu+H2O； (2)根据乙酸和乙醛性质的区别，可将产生的气体分别通入两份新制氢氧化铜悬浊液中，标 为 A、B，对 B 进行加热，若 A 沉淀溶解， B 出现砖红色沉淀，则既有乙酸也有乙醛；若 A 沉淀溶解， B 无砖红色沉淀，则只有乙酸；若 A 沉淀不溶解， B 出现砖红色沉淀，则只有 乙醛。 3．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、Y B．原子半径由大到小的顺序： Z、 W、X、Y C．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 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、 ⅢA 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： Al>Si>O>F，故 B 正确； C．Al2O3 是两性氢氧化物既能与酸又能与碱反应， SiO2 是酸性氧化物，能与碱反应生成硅 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，简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序： HF>H2O> 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。 4．Q、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， 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。 （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）WQ4Y 与 Y2 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 是 ______。 （4）已知： W（s）+Y2（g）═WY2（g）△H=-393.5kJ/mol WY（g）+ Y2（g）═WY2 （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-+6H2O n（CO2）： n（CO）=1： 3 Na3N+4H2O=3NaOH+NH3 H2O 【解析】 【分析】 Q、W、X、Y、Z 是 5 种短周期元素， W 与 Y、X 与 Y 组成的化合物是机动车排出的大气污 染物，机动车排出的大气污染物常见的有 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） NH3 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 CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O； 故答案为： CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O； （4）已知：① C( s) +O2 ( g) =CO2( g) △H=-393.5kJ/mol ； ②CO( g) + 1 2 O2 ( g) =CO2( g) △H=-283.0kJ/mol ； 由① -②得 C( s) + 1 2 O2( g)=CO( g) △H=-110kJ/mol ； 24gC 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+110y=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。 5．短周期元素 Q、R、T、W 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 ⅥA 族 Al>C>N CO2 弱于 2 2 2 2 2 MnO 2H O 2H O+O 【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 : Al>C>N；Q 的最高价氧化物的化学式为 CO2，故答案：第三周期第Ⅵ A 族； Al>C>N； CO2； (2) 根据上述分析： Q 为 C 元素、 W 为 S元素，非金属性： S>C，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： 2H2O2 2H2O+O2↑，故答案： 2H2O2 2H2O+O2↑； 6．下表为元素周期表的一部分，表中列出 12 种元素在周期表中的位置，请回答： 族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 一 ① 二 ⑦ ⑨ ? 三 ② ④ ⑥ ⑧ ⑩ 四 ③ ⑤ ? （1）这 12 种元素中，化学性质最不活泼的元素是 ______（填元素符号或化学式，下 同），得电子能力最强的原子是 ______，常温下单质为液态的非金属单质是 ____________。 （2）失电子能力最强的单质与水反应的离子反应方程式是 ________________， （3）写出⑦⑧⑨与①形成的简单化合物中最稳定的分子式 ________。写出⑧⑩两种元素最 高价氧化物对应水化物中酸性较弱的化学式 ________ 。 （4）写出⑨⑩ ? 与①形成的化合物中沸点最低的化学式 ______酸性最强的化学式 _______。 （5）写出④的单质置换出⑦的单质的化学反应方程式： __________________。②和⑥两种 元素最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式为 _____________。 （6）用电子式表示⑤与⑨组成的二元化合物的形成过程 ________________________。 【答案】 Ne F Br2 2K＋ 2H2O＝2K＋＋H2↑＋2OH－ HF H3PO4 HCl HBr 2Mg＋ CO2 2MgO ＋C OH－＋Al(OH)3＝AlO2 －＋2H2O 【解析】 【分析】 由元素在周期表中位置，可知①为 H、②为 Na、③为 K、④为 Mg、⑤为 Ca、⑥为 Al、⑦ 为 C、⑧为 P、⑨为 F、⑩为 Cl、? 为 Br、 ? 为 Ne。 【详解】 （1）稀有气体 Ne 最外层为稳定结构，化学性质最不活泼；上述元素中 F 的非金属性最 强，得电子能力最强；已知元素中常温下单质为液态的非金属单质是 Br 2； 故答案为： Ne；F； 2K+2H2O=2K＋ +H2↑+2OH－；Br2 ； （2）上述元素中 K 的金属性最强，失去电子能力最强， K 与水反应生成 KOH和 H2，离子方 程式为 2K+2H2O=2K＋+H2↑+2OH－； 故答案为： 2K+2H 2O=2K＋ +H2↑+2OH－； （3）同主族自上而下元素非金属性逐渐减弱，非金属性越强，其简单的气态氢化物越稳 定，最高价含氧酸的酸性越强，⑦为 C、⑧为 P、⑨为 F与 H形成为氢化物分别为 CH4、 PH3 、HF，非金属性 F>C>P,形成的简单化合物中最稳定的分子式 HF。⑧为 P⑩为 Cl，非金 属性 Cl>P，所以最高价含氧酸的酸性酸性： HClO4＞H3PO4，故答案为： HF；H3PO4 ； （4）⑨⑩ ? 与 H形成为氢化物分别为 HF、HCl、HBr，由于 HF分子之间存在氢键，使 HF 的沸点大于 HCl，HCl 和 HBr 的结构相似，但 HCl 的相对分子质量小、分子间作用力弱，使 HBr 的沸点大于 HCl；Br 原子半径大于 Cl、F，使 H-Br 键的键能最小、容易断裂，所以 HF、 HCl、HBr 中酸性最强的是 HBr，故答案为： HCl；HBr； （5）Mg与 CO2 反应生成 MgO和 C，化学方程式为 2Mg＋CO2 2MgO ＋C；Na、Al 最高 价氧化物的水化物分别为强碱 NaOH和两性氢氧化物 Al （OH） 3，二者反应生成 NaAlO2 和 H2O，离子方程式为 OH－＋Al(OH)3＝AlO2 －＋2H2O； 故答案为： 2Mg＋CO2 2MgO ＋C； OH－＋Al(OH)3＝AlO2 －＋ 2H2O； （6）F 与 Ca形成离子化合物 CaF2，用电子式表示⑤与⑨组成的二元化合物的形成过程 。 故答案为： 。 【点睛】 本题考查元素周期表与元素周期律的应用，侧重于元素周期表和周期律的考查，学习中注 意把握元素周期表的组成和元素周期律的递变规律，易错点（ 6），用电子式表示 CaF2 的 形成过程，注意：电子是由氟失给钙，箭头的起点和终点位置易错，离子化合物的电子式 中 [] 加在阴离子或原子团上。 7．如图是元素周期表的一部分，请回答下列问题： IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 0 族 1 ① 2 ② ③ ④ 3 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ (1)在这些元素中，单质的化学性质最不活泼 ．．．． 的是 ___（填元素符号）。 (2)③的气态氢化物的电子式 ___，②④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②和③两种元素中，非金属性较强的是 ___（填元素名称），②的单质可以和③的最 高价氧化物的水化物反应，请写出有关化学方程式 ___。 (5)②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】 Ar O=C=O NaOH HClO4 HClO4=H++ClO4- 氮 C+4HNO3(浓 ) CO2↑ +4NO2↑ +2H2O SiO2 SiO2 为原子晶体，熔融时需破坏共价键 【解析】 【分析】 由表中元素所在的位置，可确定①为氢 (H)，②为碳 (C)，③为氮 (N)，④为氧 (O)，⑤为钠 (Na)，⑥为镁 (Mg)，⑦为硫 (S)，⑧氯 (Cl)，⑨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)③为氮元素，其气态氢化物的化学式为 NH3，电子式为 ，②④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 HClO4，它是一 元强酸，发生完全电离，电离方程式为 HClO4=H++ClO4-。答案为： NaOH； ； HClO4；HClO4=H++ClO4-； (4)同周期元素，从左往右，非金属性依次增强，则在②和③两种元素中，非金属性较强的 是氮，②的单质为碳，和③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 ) CO2↑ +4NO2↑ +2H2O。答案为：氮； C+4HNO3(浓 ) CO2↑ +4NO2↑ +2H2O； (5)②与 Si 元素分别形成的最高价氧化物为 CO2、SiO2，前者为分子晶体，后者为原子晶 体， SiO2 的熔点更高，原因是 SiO2 为原子晶体，熔融时需破坏共价键。答案为： SiO2；SiO2 为原子晶体，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。 8．如图是元素周期表的一部分，按要求回答问题： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ (1)元素④在周期表中位置是 _______。元素③的最高价氧化物的化学式为 ________。 (2)元素①⑤组成化合物电子式为 ___________。 (3)元素②的单质与⑧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⑦与⑨形成的化合物与元素③的氢化物的水溶液反应的离子方程式为 _____。 (5)元素④⑤⑥⑧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)A—F 发生如图所示的转化， A、B、C、D 为① —⑨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。 ①A 和 F 的化学式分别为 _______、_______。 ②B 与 G 反应的化学方程式为 ____________________。 ③C 与 NaOH 溶液反应的离子方程式为 ______________。 【答案】第二周期第 VIA 族 N2O5 C+2H2SO4(浓 ) Δ CO2↑ +2SO2↑ +2H2O Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓ +3NH4+ Mg2+Na+>Mg2+；综上可知 Mg2+