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- 2021-07-06 发布
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元素周期律
1、甲、乙、丙、丁、戊是中学化学中常见的无机物,其中甲、乙为单质,它们的转化关系如下图所示(某些条件和部分产物已略去)。下列说法不正确的是
A.若甲、丙、戊含有同一种元素,则三种物质中,该元素的化合价由低到高的顺序可能为甲<丙<戊
B.若甲为短周期中原子半径最大的主族元素的单质,且戊为碱,则丙为Na2O2
C.若丙、丁混合产生白烟,且丙分子为18电子分子,丁分子为10电子分子,则乙的水溶液可能具有漂白作用
D.若甲既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应,则丙可能属于两性氧化物
2、铝和镓的性质相似,如M(OH)3都是难溶的两性氢氧化物。在自然界镓常以极少量分散于铝矿(如Al2O3)中。用NaOH溶液处理铝矿(Al2O3)时,生成NaAlO2、NaGaO2;而后通入适量CO2,得Al(OH)3沉淀,而NaGaO2留在溶液中(循环多次后成为提取镓的原料)。发生后一步反应是因为
A.镓酸酸性强于Al(OH)3B.Al(OH)3酸性强于镓酸
C.镓浓度小,所以不沉淀D.Al(OH)3酸性强于碳酸
3、原子序数依次增大的四种短周期元素X、Y、Z、W,X与Z同主族且X最外层电子比次外层电子多2个,Y元素的周期序数等于族序数,W元素的最高正价与最低负价代数和为4,下列说法错误的是()
A.最高价氧化物对应水化物的酸性:W>X>Z>Y
B.氢化物的稳定性:X>Z
C.Y单质可用于钢轨的焊接
D.原子半径大小顺序:XZ
C.Z、W元素的最简单氢化物的沸点和稳定性均为H2Z>H2W
D.X与Y、Z之间形成的核外电子总数为10的微粒只有YX3和X2Z
17、科学研究表明,亚硒酸钠(Na2SeO3)能消除加速人体衰老的活性氧。
①其中硒元素(Se)的化合价是______。
②向亚硒酸钠溶液中滴加CuSO4溶液,有蓝色的亚硒酸铜沉淀生成,该反应的化学方程式为_____________________________。
18、V、W、X、Y、Z是原子序数依次递减的五种常见元素.X元素是地壳中含量最多的元素,Y、Z组成的气态化合物M的水溶液呈碱性,W的单质在X2中燃烧产物可使品红溶液褪色,V是一种历史悠久、应用最广泛的金属元素.请回答:
(1)Y元素在周期表中的位置是 ;写出X、Z两种元素组成的化合物Z2X2的电子式 .
(2)X、Y、Z三种元素可组成一种强酸U,M在适当条件下被U吸收生成一种盐.该盐的水溶液的pH 7(填“大于”、“小于”或“等于”);原因是(用离子方程式表示) .
(3)若将V金属投入到盐酸溶液中,生成了浅绿色溶液N,N的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式: .
(4)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以Y2、Z2为电极反应物,以HCl-NH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池,试写出该电池的正极电极反应式 ;放电时溶液中H+向 (填“正”或“负”)极.
19、有V、W、X、Y、Z五种元素,它们的原子序数依次增大,且都小于20。其中X和Z是金属元素。已知V和Z属同一族,它们原子的最外电子层上只有1个电子。W和Y也属同一族,W原子最外电子层上的电子数是次外电子层上电子数的3倍。X原子最外电子层上电子数等于Y原子最外电子层上电子数的一半。请用相关的元素符号回答:
(1)X、Z各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生盐和水,该反应的离子方程式为;
(2)X最高价氧化物对应的水化物在水中电离方程式为:;
(3)W与Z可形成化合物Z2W2,该化合物的电子式为;
(4)Y与Z形成的化合物水溶液pH7(填“>”、“<”或“=”),用离子方程式表示其原因;
(5)标准状况下,Y的最高价氧化物为无色晶体,该条件下0.25mol该物质与一定量液态水混合得到一种稀溶液,并放出QkJ的热量。写出该反应的热化学方程式:。
20、A、B、C、D为短周期元素,核电荷数依次增大,且A、B、C三种元素的原子核外电子层数之和为5。已知A是原子结构最简单的元素;B元素原子最外层上的电子数是其电子层数的2倍;A和C之间可形成A2C和A2C2两种化合物;D在同周期主族元素中原子半径最大,请回答下列问题。
(1)C元素在元素周期表中的位置是____________;C、D两种元素所形成的简单离子,离子半径由大到小的顺序是________________。(用离子符号表示)
(2)写出A2C2的电子式__________。
(3)在恒温下,体积为2L的恒容容器中加入一定量的B单质和1molA2C蒸汽,发生:B(s)+A2C(g)?BC(g)+A2(g)。2min后,容器的压强增加了20%,则2min内A2C的反应速率为________。一段时间后达到平衡,下列说法正确的是__________。
A.增加B单质的量,反应速率加快
B.恒温恒容时在该容器中通入Ar,反应速率加快
C.气体的密度不再变化可以判断该反应达到了平衡
D.2min时,A2C的转化率为80%
E.气体的平均摩尔质量不变时,该反应达到平衡
(4)BC与C2在DCA溶液中可形成一种燃料电池。该电池的负极反应式为:___________。
(5)将0.2molD2C2投入到含有0.1molFeCl2的水溶液中恰好充分反应,反应的总化学方程式为:______________________________________________。
21、甲、乙、丙、丁、戊具有如图所示的结构或结构单元,图中四面体外可能有的部分未画出,只有实线表示共价键,X、Y可同可不同.
已知:甲、乙晶体类型相同,单质甲能与乙发生置换反应,丙、丁、己三种粒子均含有等量的总电子数,其中丙、己是同一类晶体中的分子,己在常温下呈液态,能产生两种10电子的离子,丁是阳离子且与丙符合“等电子原理”(具有相同电子数和原子数的分子或离子互称为等电子体),戊通常为液体与丙结构相似,但分子中多了24个价电子.
(1)写出液态己产生两种等电子粒子的电离方程式: 。
(2)X、Y原子的最外层都满足8电子的分子是 (填字母代号)。
A.甲B.乙C.丙D.戊E.己
(3)写出甲与乙发生置换反应的反应方程式: 。
(4)丙是目前重要的能源之一.
①丙和己在催化、加热条件下得到可燃性的两种气体,其反应的化学方程式是: .
②现代高能电池中,常用丙作燃料电池的原料,在碱性介质(KOH
溶液)的情况下,其正极反应的电极方程式为 .
(5)请写出一种与戊符合“等电子原理”的离子 .
22、A、B、C、D、E五种短周期元素,原子序数依次增大.A、E同主族,A与B、C分别构成电子数相等的化合物w、k,且w是一种能产生温室效应的气体;D元素最外层电子数是次外层电子数的3倍;A、B、C、E可形成化合物x;A、D、E可形成化合物y;A、C、D可形成化合物z.x、y、z均为阳离子和阴离子个数比是1:1的离子化合物.回答下列问题:
(1)y的电子式为 ;w属于 (填“极性”或“非极性)分子。
(2)与E同主族且为第七周期的元素原子序数为 。
(3)在同主族氢化物的性质递变中,k的沸点反常,这可以用 来解释(填字母序号)。
A.共价健B.离子键 C.氢键 D.范德瓦耳斯力
(4)常温下,x与y以物质的量之比1:2反应后所得溶液显 (填“酸”、“碱”或“中”)性,由产物分析,原因是 (用离子方程式表示)。
(5)由k与D的单质、KOH溶液构成原电池,负极会产生C的单质.则其负极反应为 ;一段时间后,溶液pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。
23、X、Y、Z、J、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。元素Z在地壳中含量最高,J元素的焰色反应呈黄色,Q的最外层电子数与其电子总数之比为3∶8,X能与J形成离子化合物,且J+的半径大于X-的半径,Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。
请回答:
(1)Q元素在周期表中的位置为________________。
(2)将这五种元素原子半径从大到小排列,排在第三的元素原子是______________(填元素符号)。
(3)元素的非金属性Z________Q(填“>”或“<”)。下列各项中,不能说明这一结论的事实有________(填序号)。
A.Q的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊B.Z与Q之间形成的化合物中元素的化合价
C.Z和Q的单质的状态D.Z和Q在周期表中的位置
(4)X与Y可形成分子A,也可形成阳离子B,A、B
在水溶液中酸、碱性恰好相反,写出A的电子式:__________;X与Q在一定条件下可以形成极不稳定的原子个数比为1:1的化合物,该化合物分子中既有极性键又有非极性键,写出该分子的结构式________________。
(5)M和N均为上述五种元素中的三种组成的化合物,且M和N都为强电解质,M和N在溶液反应既有沉淀出现又有气体产生,写出M和N反应的化学方程式:______。
24、A~E是核电荷数均小于20的元素。已知:A原子的原子核内无中子;B原子的L层电子数是K层电子数的3倍;C元素的原子M层比L层电子数少1个;D元素的+2价阳离子和氖原子具有相同的电子数;
E原子的最外层电子数与B相同。
(1)写出五种元素的元素符号:A_____;B_____;C_____;D_____;E_____。
(2)写出D2+离子的结构示意图_____。
(3)写出C形成离子时的电子式_____。
(4)A与B可形成两种化合物,其原子个数比分别为2:1和1:1,且这两种化合物中电子总数分别为10和18。请写出这两种化合物的化学式:_____、_____。
(5)A元素与C元素组成的化合物的电离方程式:_____。
25、A、B、C、D、E为短周期元素,且原子序数依次增大,质子数之和为39,B、C同周期,A、D同主族,A、C常温下能形成两种液态化合物A2C和A2C2,E元素的周期数与主族序数相等。请用化学用语回答下列问题:
(1)E元素在周期表中的位置为____________,请写出E最高价氧化物对应水化物的电离方程式:_________________________________。
(2)C、D、E三种元素对应简单离子半径从大到小的顺序为(用离子符号表示)_____>_____>_____;由A、B、C三种元素组成的18电子微粒的分子式为______________________。
(3)用电子式表示BC2的形成过程:_________________________________。
(4)原子序数比C小1的元素F,也能与A形成18电子的分子,已知1mol该分子在一定条件下可以还原4mol氧化铜,同时生成一种无污染的气体单质和红色固体还有水。请写出化学方程式_____________。
(5)废印刷电路板上含有铜,以往的回收方法是将其灼烧使铜转化为氧化铜,再用硫酸溶解。现改用A2C2和稀硫酸浸泡废印刷电路板既达到上述目的,又保护了环境,试写出反应的离子方程式:___________。
(6)元素D的单质在一定条件下,能与A单质化合生成一种化合物DA,DA能与水反应放出氢气,若将1molDA和1molE单质混合加入足量的水,充分反应后生成的气体在标准状况下的体积是_________L。
参考答案
1、【答案】B
【解析】
【详解】
A.若甲、丙、戊分别是硫、SO2和硫酸,其中化合价由低到高的顺序为:甲<丙<戊,符合题意,故A说法正确;
B.甲为短周期中原子半径最大的主族元素的单质,则甲为金属钠,丙可以是过氧化钠,与可以是氧化钠,故B说法错误;
C.C中丙是氯化氢,丁是氨气,所以甲和乙分别是氢气和氯气,氯气具有漂白性,故C说法正确;
D.甲既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应,则甲为铝,丙为氧化铝,是两性氢氧化物,故D说法正确;
答案选B。
2、【答案】A
【解析】M(OH)3的酸性越弱,其电离出氢离子的程度越小,则MO2-越易结合H+,用NaOH溶液处理铝矿(Al2O3)时,生成NaAlO2、NaGaO2,而后通入适量CO2,得Al(OH)3沉淀,而NaGaO2留在溶液中,说明AlO2-易结合氢离子,则镓酸的酸性强于Al(OH)3,故答案选A。
3、【答案】D
【解析】解:本题考查元素周期表和元素周期律的应用。X为碳,Y为铝,Z为硅,W为硫,原子半径最大的是铝,所以选D。
4、【答案】B
【解析】解:本题考查位置结构性质的相互关系及应用.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性是:HXO4>H2YO4>H3ZO4,则非金属性X>Y>Z.
A.同周期元素的原子从左到右,原子半径逐渐减小,非金属性增强,所以原子半径:X<Y<Z,故A错误;
B.元素非金属性越强,其单质的氧化性,则元素的单质的氧化性:X>Y>Z,故B正确;
C.元素非金属性越强,阴离子的还原性越弱,由于非金属性X>Y>Z,所以阴离子的还原性Z3﹣>Y2﹣>X﹣,故C错误;
D.非金属性越强,氢化物越稳定,由于非金属性X>Y>Z,所以气态氢化物的稳定性:X>Y>Z,故D错误,
故选B.
5、【答案】D
【解析】解:本题考查原子结构与元素周期律.aXm+、bYn+、cZm﹣和dRn﹣具有相同的电子层结构,a、b、c、d不相等且m>n,属于四种不同元素的离子,且a﹣m=b﹣n=c+m=d+n,故原子序数大小顺序是a>b>d>c,结合离子所得电荷可知,X、Y为金属元素,Z、R为非金属元素,且X、Y位于Z和R的下一周期.
A.X、Y同周期,Z和R同周期,X、Y位于Z、R的下一周期,故A错误;
B.由于a、b、c、d不相等,是不同元素的离子,故B错误;
C.核外电子数相等且m>n,故a﹣m=b﹣n=c+m=d+n,故原子序数大小顺序是a>b>d>c,故C错误;
D.核电荷数a>b>d>c,电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径:Xm+<Yn+<Zn﹣<Rm﹣,故D正确,
故选D.
6、【答案】C
【解析】解:A、Y在X、Z的上一周期,X、Z在同一周期,X在Z的前面,所以原子序数一定是Z>X>Y,故A正确;B、X在Z的前面,为金属,X为钠或镁,Z为镁或铝,离子半径X>Z,阳离子所带电荷Z>X,金属键Z>X,沸点Z>X,故B正确;C、若Y为O、F无最高价氧化物,如Z为Mg元素,则不能溶于NaOH溶液,故C错误;D、Na、Mg、Al都为活泼金属,工业上常用电解方法冶炼,故D正确;故选C。
7、【答案】C
【解析】解:因为M层电子数为奇数,所以可能为1、3、5、7,Y形成阳离子,m>n,则m应为3,n为1,则X为钠,Y为铝,Z为氯。A、钠离子和铝离子为2层,氯离子3层,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,所以铝离子半径最小,正确,不选A;B、氯元素的最高价为+7价,最高价氧化物的水化物的分子式为HClO4
,正确,不选B;C、三种元素都在第三周期,原子半径大小为钠、铝、氯,错误,选C;D、氢氧化铝和氢氧化钠反应,和高氯酸也反应,正确,不选D。
8、【答案】B
【解析】解:同一周期的元素,原子序数越大,原子半径越小,同一主族的元素,原子序数越大,原子半径越大。由于P与N是同一主族的元素,所以原子半径R(P)>R(S);R(P)R(P)>1.02×10-10m。对选项给出的半径大小进行判断,得到结论是只有1.10×10-10m,故选项是B。
9、【答案】B
【解析】解:考查原子结构示意图。A为碳元素,B为氟元素,C为钠元素,D为铝离子,所以氧化性最强的为氟原子,选B。
10、【答案】C
【解析】解:本题考查元素周期律和元素周期表的综合应用.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,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.
A.W为硫元素,原子核外有3个电子层,最外层电子数为6,处于第三周期VIA族,故A错误;
B.同周期自左而右原子半径减小、同主族自上而下原子半径增大,故原子半径T>Q>R,故B错误;
C.碳酸属于弱酸,硫酸属于强酸,则S元素电子能力比碳的强,碳元素与硫元素可形成共价化合物CS2,故C正确;
D.原子序数比R多1的元素为氧,其氢化物有H2O、H2O2,故D错误,
故选:C.
11、【答案】D
【解析】
【详解】
A.元素电负性数值的大小可判断一种元素是金属还是非金属,一般电负性大于1.8的元素为非金属,故A说法正确;
B.元素电负性可判断化合物中元素正负价,电负性大的元素显负价,故B说法正确;
C.元素电负性可判断化学键类型,电负性差大于1.7的键一般形成离子键,故C
说法正确;
D.化合物溶解度与电负性没有必然联系;故D说法错误;
答案选D。
12、【答案】C
【解析】A.硫原子原子核外有16个电子最外层6个电子,故A错误;B.为丙烷的球棍模型,丙烷的比例模型为,故B错误;C.为原子核内有8个质子,10个中子的氧原子,故C正确;D.对氯甲苯是甲苯中甲基对位上有氯原子,结构简式:,故D错误;故选C。
13、【答案】D
【解析】解:本题考查原子结构与元素的性质.X、Y化合价分别为+2、+3,分别处于ⅡA、ⅢA族,W有﹣2价,处于ⅥA族,原子半径与X、Y相差较大,可知W处于第二周期,X、Y处于第三周期,故X为Mg、Y为Al、W为O,Z有+5、+3、﹣3价,处于ⅤA族,原子半径与W相差不大,二者应同周期,故Z为N元素.
A.同周期自左而右金属性减弱,故金属性X(Mg)>Y(Al),故A错误;
B.氮气与氧气在放电或高温条件下反应生成NO,不能直接得到NO2,故B错误;
C.Y的最高价氧化物对应的水化物为氢氧化铝,是两性氢氧化物,能溶于强酸、强碱,不能溶于弱碱氨水,故C错误;
D.Z为N元素,N的最高价氧化物的水化物硝酸是强酸,故D正确,
故选D.
14、【答案】B
【解析】解:本题考查元素周期表和元素周期律的相关知识。X、Y、Z、W为短周期元素,由元素周期表可知:X应位于第二周期,且应处于周期表中右半部分,W与X处于同一主族,且W元素原子的核电荷数为X元素的2倍,那么X为O,W为S,那么Z为P,T为As,Y为Si。A、元素的非金属性越强,其气态氢化物越稳定,由于非金属性O>S>P,故H2O>H2S>H3P,A正确;B、S元素在自然界中存在游离态单质,常在火山口附近,B错误;C、固态SO3属于分子晶体,气化均需克服分子间作用力,C
正确;D、As处于元素周期表的金属与非金属分界线上,具有半导体的性能,D正确。
15、【答案】B
【解析】主族元素原子的最外层电子数等于该元素所在族序数,但副族元素不一定,A错误;含有共价键的化合物不一定是共价化合物,离子化合物中可能含有共价键,如氢氧化钠中存在离子键和共价键,氢氧根中氢和氧通过共价键结合,而氢氧化钠为离子价化合物,B正确;如分子间存在氢键,则沸点较高,如H2O分子间存在氢键,虽然H2S相对分子质量较大,但H2O的沸点高,C错误;非金属性和金属性只与得失电子的难易程度有关,与得失电子的多少无关,D错误。
16、【答案】D
【解析】X、Y、Z和W代表原子序数依次增大的四种短周期主族元素,在元素周期表中,Z与Y、W均相邻,Y、Z、W三种元素的原子最外层电子数之和为17,若Y、Z、W三者处于同一周期或同一主族,最外层电子数之和不可能为17,处于不同周期的Y、Z、W两两相邻,可能出现的位置关系有:、,设Y的最外层电子数为x,若为第一种情况,则有x+x+1+x+1=17,解得x=5,Y、Z、W对应的三种元素分别为N,O,S;若为第二种情况,则有x+x+x+1=17,解得x=,不合理,且X、Y、W分别位于不同周期,则X为H元素。A.X、Y、Z可形成的化合物可为HNO3或NH4NO3等,前者为共价化合物,后者为离子化合物,故A正确;B.Y、Z位于同一周期,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径大小顺序为:Y>Z,故B正确;C.Z、W分别为O、S元素,其氢化物分别为水、硫化氢,非金属性越强,氢化物稳定性越强,且水分子之间存在氢键,则二者最简单氢化物的沸点和稳定性均为H2Z>H2W,故C正确;D.H与N、O元素之间形成的核外电子总数为10的微粒有NH3、NH4+、OH-、H2O、H3O+等,故D错误;故选D。
17、【答案】(1).+4(2).Na2SeO3+CuSO4=CuSeO3↓+Na2SO4。
【解析】①根据化合价代数和等于0,设亚硒酸钠(Na2SeO3)中硒元素的化合价为x,则(+1)×2+x-2×3=0;解得x=+4;②向亚硒酸钠溶液中滴加CuSO4溶液,发生复分解反应生成亚硒酸铜沉淀和硫酸钠,反应化学方程式是Na2SeO3+CuSO4=CuSeO3↓+Na2SO4。
18、【答案】(1)第二周期VA族;;
(2)小于;NH4++H2ONH3·H2O+H+;
(3)2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
(4)N2+8H++6e﹣=2NH4+;正.
【解析】解:本题考查原子结构与元素周期律的关系.
V、W、X、Y、Z是原子序数依次递减的五种常见元素.X元素是地壳中含量最多的元素,则X为O元素;Y、Z组成的气态化合物M的水溶液呈碱性,可推知Y为N元素、Z为H元素,M为NH3;W的单质在X2中燃烧产物可使品红溶液褪色,可推知W为S元素;V是一种历史悠久、应用最广泛的金属元素,则V为Fe元素,
(1)Y为N元素,在周期表中的位置是:第二周期第ⅤA族,X、Z两种元素组成的化合物H2O2的电子式为,
故答案为:第二周期VA族;;
(2)O、N、H三种元素可组成一种强酸U为HNO3,氨气在适当条件下被HNO3吸收生成NH4NO3,该盐的水溶液中NH4+离子水解:NH4++H2ONH3·H2O+H+,破坏水的电离平衡,溶液呈酸性,溶液pH小于7,
故答案为:小于;NH4++H2ONH3·H2O+H+;
(3)将Fe投入到盐酸溶液中,生成了浅绿色FeCl2溶液,双氧水具有强氧化性,酸性条件下将亚铁离子氧化为铁离子,同时生成水,FeCl2的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,
故答案为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
(4)以N2、H2为电极反应物,以HCl﹣NH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池,正极发生还原反应,氮气在正极获得电子,酸性条件下生成NH4+,该电池的正极电极反应式为:N2+8H++6e﹣=2NH4+,放电时溶液中H+向正极移动,
故答案为:N2+8H++6e﹣=2NH4+;正.
19、【答案】(1)Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
(2)H++AlO2-+H2OAl(OH)3Al3++3OH-
(3)
(4)>,S2-+H2OHS-+OH-
(5)SO3(s)+H2O(l)=H2SO4(aq)△H=—4QkJ·mol-1
【解析】解:本题考查元素的推断及性质的应用.
W元素原子L层电子数是K层电子数的3倍,W是氧;W和Y元素原子的最外层电子数相同,Y的核电荷数比W大,且都小于20,Y为硫;Z的核电荷数比硫大,小于20,金属元素,Z元素原子的最外层电子只有一个,Z是钾;X元素原子的最外层电子数是Y元素原子最外层电子数的一半,硫的核电荷数比X大,X的原子序数比氧大,X是铝;V元素原子的最外层电子只有一个,非金属元素,V的核电荷数比氧小,V是氢.
(2)Al(OH)3的水中的电离分为酸式电离和碱式电离,方程式为H++AlO2-+H2OAl(OH)3Al3++3OH-.
(3)电子式模仿Na2O2的电子式.
(4)S2-+H2OHS-+OH-所以溶液是碱性的.
(5)热化学方程式的系数表示参加反应的物质的量,SO3(s)+H2O(l)=H2SO4(aq)△H=-4QkJ·mol-1.
20、【答案】第二周期VIA族O2->Na+0.05mol/(L·min)CECO+4OH--2e-==CO32-+2H2O8Na2O2+4FeCl2+10H2O===4Fe(OH)3↓+8NaOH+8NaCl+3O2↑
【解析】分析:A、B、C、D为短周期元素,核电荷数依次增大,A是原子结构最简单的元素,故A为氢,属于第一周期,A、B、C三种元素的原子核外电子层数之和为5,故B、C只能处于第二周期,B元素原子最外层上的电子数是其电子层数的2倍,最外层电子数为4,则B为碳元素,A和C之间可形成A2C和A2C2两种化合物,故C为氧元素;D在同周期主族元素中原子半径最大,处于IA族,原子序数大于氧,故D为Na。
详解:(1)根据以上分析,C为氧元素,在元素周期表中的位置是第二周期第VIA族,C、D两种元素所形成的简单离子分别为O2-、Na+,二者电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径由大到小的顺序是:O2-、Na+,
因此,本题正确答案是:第二周期第VIA族;O2-、Na+;
(2)H2O2的电子式为
因此,本题正确答案是:;
(3)设转化的水的物质的量为amol,则
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)
开始(mol)100
转化(mol)aaa
平衡(mol)1-aaa
2min后,容器的压强增加了20%,则1mol(1+20%)=1+a,解a=0.2,故2min内H2O的反应速率为=0.05mol/(L·min);
A.增加固体单质的量,不会影响化学反应速率,故A错误;
B.恒温恒容时在该容器中通入Ar,不改变反应中各种物质的浓度,故化学反应速率不变,故B错误;
C.随反应过程中,混合气体的质量增大,容器体积不变,混合气体密度增大,密度不再变化可以判断该反应达到了平衡,所以C选项是正确的;
D.2min时,H2O的转化率为100%=20%,故D错误;
E.1mol水反应得到1mol、1mol氢气,生成物的平均相对分子质量为15,故混合气体中平均相对分子质量减小,平均相对分子质量不变说明到达平衡,故E正确。
因此,本题正确答案是:0.05mol/(L·min);CE;
(4)CO燃烧生成二氧化碳,二氧化碳与碱反应生成碳酸根,负极发生氧化反应,故燃料电池的负极反应为:CO+4OH--2e-==CO32-+2H2O,
因此,本题正确答案是:CO+4OH--2e-==CO32-+2H2O;
(5)将0.2molD2C2投入到含有0.1molFeCl2的水溶液中恰好充分反应,过氧化钠反应得到0.4molNaOH、0.1molO2,0.1molFeCl2反应消耗0.2molNaOH,得到0.1molFe(OH)2,剩余0.2molNaOH,0.1molFe(OH)2转化为0.1molFe(OH)3消耗氧气为=0.025mol,则剩余0.075molO2,反应的总的化学方程式为:8Na2O2+4FeCl2+10H2O===4Fe(OH)3↓+8NaOH+8NaCl+3O2↑
因此,本题正确答案是:8Na2O2+4FeCl2+10H2O===4Fe(OH)3↓+8NaOH+8NaCl+3O2↑。
21、【答案】(1)2H2OH3O++OH﹣;
(2)D.
(3)SiO2+2CSi+2CO↑;
(4)①CH4+H2OCO+3H2;
②2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣;
(5)SO42﹣或SiO44﹣或PO43﹣.
【解析】解:本题考查等电子粒子的分析判断。丙、丁、己三种粒子均含有等量的总电子数,其中丙、己是同一类晶体中的分子,己在常温下呈液态,能产生两种10电子的离子,推断己为H2O,电离生成水合氢离子和氢氧根离子;与水电子数相同的正四面体的分子,丙为10电子微粒推断为CH4,丁是阳离子且与丙符合“等电子原理”,为10电子阳离子,所以丁为NH4+;甲、乙、丙、丁、戊均具有如图所示的结构或结构单元.实线表示共价键,都是正四面体结构,甲、乙晶体类型相同,单质甲能与乙发生置换反应,单质为四面体和化合物为四面体的物质发生置换反应,推断甲为C,乙为SiO2,戊通常为液体与丙结构相似,但分子中多了24个价电子,则判断为CCl4,价电子数=6+4×7=34,甲烷价电子=6+4=10,符合结构特征。
(1)液态戊为H2O产生两种等电子粒子的电离方程式为2H2OH3O++OH﹣,故答案为:2H2OH3O++OH﹣;
(2)A、甲是C,由原子构成,不存在分子,故A错误;
B、乙为SiO2,属于原子构成的无分子存在,故B错误;
C、丙为CH4,氢原子不是8电子结构,故C错误;
D、戊为CCl4,碳原子和氯原子最外层都达到8电子稳定结构,故D正确;
E、己为H2O,分子中氢原子是2电子稳定结构,故E错误;
X、Y原子的最外层都满足8电子的分子是D,
故电能为:D.
(3)甲与乙是C和SiO2发生置换反应的反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑,故答案为:SiO2+2CSi+2CO↑;
(4)①丙为CH4和戊为H2O在催化、加热条件下得到可燃性的两种气体,判断为氢气和一氧化碳,其反应的化学方程式是:CH4+H2OCO+3H2,
故答案为:CH4+H2OCO+3H2;
②丙为CH4作燃料电池的原料,在碱性介质(KOH溶液)的情况下,甲烷做原电池负极失去电子发生氧化反应,正极是氧气得到电子发生还原反应,O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
;在碱性介质(KOH溶液)的情况下,电池总反应为:CH4+2O2+2OH﹣=CO32﹣+3H2O;依据电池总反应减去正极电极反应,消去氧气得到负极反应的电极方程式为:CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O,
故答案为:2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣;
(5)戊通常为液体与丙结构相似,但分子中多了24个价电子,则判断为CCl4,价电子数=6+4×7=34,甲烷价电子=6+4=10,所以CCl4符合结构特征,具有相同电子数和原子数的分子或离子互称为等电子体,与戊符合“等电子原理”的离子可以为SO42﹣或SiO44﹣或PO43﹣;
故答案为:SO42﹣或SiO44﹣或PO43﹣.
22、【答案】(1)非极性;
(2)87;
(3)C;
(4)碱;NH3·H2ONH4++OH﹣、CO32﹣+H2OHCO3﹣+OH﹣;
(5)2NH3﹣6e﹣+6OH﹣═N2+6H2O;减小.
【解析】解:本题考查位置、结构与性质的综合应用,涉及极性、水解、电离、原电池等.
A、B、C、D、E五种短周期元素,原子序数依次增大.A、E同主族,A与B、C分别构成电子数相等的化合物w、k,且w是一种能产生温室效应的气体,w为CH4;可知A为H,E为Na,B为C;D元素最外层电子数是次外层电子数的3倍,则D为O,可知C为N,k为NH3;A、B、C、E可形成化合物x,x为NaHCO3;A、D、E可形成化合物y;A、C、D可形成化合物z.x、y、z均为阳离子和阴离子个数比是1:1的离子化合物,则y为NaOH,z为NH4NO3,
(1)y为NaOH,其电子式为;w为CH4,为正四面体结构,则属于非极性分子,故答案为:非极性;
(2)E为Na,原子序数为11,位于第三周期,与E同主族且为第七周期的元素原子序数为11+8+18+18+25=87,故答案为:87;
(3)k为NH3,含氢键,导致其沸点反常的高,故答案为:C;
(4)x为NaHCO3,y为NaOH,二以物质的量之比1:2反应,发生NH4HCO3+2NaOH═Na2CO3+NH3.H2O+H2O
,一水合氨电离显碱性,碳酸钠水解显碱性,则反应后溶液为碱性,相关离子反应为NH3·H2ONH4++OH﹣、CO32﹣+H2OHCO3﹣+OH﹣,
故答案为:碱;NH3·H2ONH4++OH﹣、CO32﹣+H2OHCO3﹣+OH﹣;
(5)NH3、O2和KOH形成的原电池中,NH3被氧化生成N2,则负极反应为2NH3﹣6e﹣+6OH﹣═N2+6H2O,反应的总方程式为4NH3+3O2=2N2+6H2O,溶液体积增大,OH﹣浓度减小,则溶液pH减小,
故答案为:2NH3﹣6e﹣+6OH﹣═N2+6H2O;减小.
23、【答案】(1).第三周期第ⅥA族(2).N(3).>(4).C(5).(6).H-S-S-H(7).Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
【解析】Z元素在地壳中含量最高,Z为O元素;J元素的焰色反应呈黄色,J为Na元素;Q的原子序数大于J,Q的最外层电子数与其电子总数之比为3:8,Q为S元素;Y的原子序数小于Z,Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一,Y为N元素;X的原子序数小于Y,X能与J形成离子化合物且J+的半径大于X-的半径,X为H元素。
(1)Q为S元素,S元素在周期表中的位置为第三周期第VIA族。
(2)根据“层多径大,序大径小”,五种元素原子半径由大到小的顺序为Na>S>N>O>H,排在第三的元素原子是N。
(3)Z为O元素,Q为S元素,O位于第二周期第VIA族,S位于第三周期第VIA族,根据“同主族从上到下元素的非金属逐渐减弱”,元素的非金属性Z>Q。A项,Q的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊,发生的反应为O2+2H2S=2S↓+2H2O,通过该反应能说明O的非金属性强于S;B项,O与S形成的化合物中,O呈负价,S呈正价,能说明O的非金属性强于S;C项,Z和Q的单质的状态属于物理性质,不能说明O和S的非金属性强弱;D项,O和S处于同主族,O在S的上面,根据“同主族从上到下元素的非金属逐渐减弱”,Z和Q在周期表中的位置能说明O的非金属性强于S;答案选C。
(4)H与N可形成分子A,也可形成阳离子B,A、B在水溶液中酸、碱性恰好相反,则A为NH3,B为NH4+,NH3的电子式为。H与S形成的极不稳定的原子个数比为1:1的化合物中既有极性键又有非极性键,该化合物为H2S2,H2S2的电子式为,结构式为H—S—S—H。
(5)由H、N、O、Na、S中的三种组成的化合物M和N均为强电解质,M和N在溶液中反应既有沉淀出现又有气体产生,M和N为H2SO4和Na2S2O3,M和N反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。
24、【答案】(1).H(2).O(3).Cl(4).Mg(5).S(6).(7).(8).H2O(9).H2O2(10).HCl=H++Cl-
【解析】A原子的原子核内无中子,则A为H;B原子的L层(第二层)电子数是K层(第一层)电子数的3倍,即第二层6个电子,则B为O;C元素的原子M层(第三层)比L层电子数少1个,即第三层7个电子,C为Cl;氖原子电子数为10,即D元素核外电子数为12,D为Mg;E原子的最外层电子数与B相同且E原子序数小于20,E为S。
(1)A:HB:OC:ClD:MgE:S
(2)镁离子;
(3)氯离子,电子式加中括号。;
(4)A与B可形成H2O和H2O2
(5)氢原子和氯原子形成氯化氢,属于强电解质,完全电离,HCl=H++Cl-。
25、【答案】(1).第三周期,第IIIA族(2).H++AlO2-+H2OAl(OH)3Al3++3OH-(3).O2->Na+>Al3+(4).CH4O(5).(6).N2H4+4CuON2+2Cu2O+2H2O(7).Cu+2H++H2O2Cu2++2H2O(8).56
【解析】(1)E为Al元素,原子序数为13,原子核外有3个电子层,最外层电子为3,位于周期表第三周期第ⅢA族,氢氧化铝的电离方程式为:H++AlO2-+H2O?Al(OH)3?Al3++3OH-,故答案为:第三周期第ⅢA族;H++AlO2-+H2O?Al(OH)3?Al3++3OH-;
(2)电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径:O2->Na+>Al3+,由H、C、O三种元素组成的18电子微粒的分子式为CH4O,故答案为:O2-;Na+;Al3+;CH4O;
(3)用电子式表示CO2的形成过程:,故答案为:;
(4)原子序数比C小1的元素F为氮元素,也能与氢元素形成18电子的分子,该分子为N2H4,1mol该分子在一定条件下可以还原4mol氧化铜,同时生成一种无污染的气体单质和红色固体还有水,该气体单质为氮气,设Cu元素在还原产物中的化合价为x,根据电子转移守恒,则1mol×2×[0-(-2)]=4mol×(2-x),解得x=1,故红色固体为Cu2O,反应化学方程式:N2H4+4CuON2+2Cu2O+2H2O,故答案为:N2H4+4CuON2+2Cu2O+2H2O;
(5)Cu、稀硫酸、H2O2反应生成硫酸铜和水,反应的离子方程式为Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O,故答案为:Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O;
(6)NaH+H2O=NaOH+H2↑
1mol1mol1mol
2NaOH+2Al+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,
1mol1mol1.5mol
n(H2)=1mol+1.5mol=2.5mol,V(H2)=2.5mol×22.4L/mol=56L,故答案为:56。