2020-2021高考化学专题题库∶元素周期律的综合题附详细答案
一、元素周期律练习题(含详细答案解析)
1.有四种短周期元素,它们的结构、性质等信息如下表所述: 元素 A B C D 结构、性质等信息 是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素,该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂 B与A同周期,其最高价氧化物的水化物呈两性 元素的气态氢化物极易溶于水,可用作制冷剂 是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素,其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂 请根据表中信息填写:
(1)A原子的核外电子排布式________________.
(2)B元素在周期表中的位置____________________;离子半径:B________A(填“大于”或“小于”).
(3)C原子的电子排布图是_______________________,其原子核外有___个未成对电子,能量最高的电子为___轨道上的电子,其轨道呈___________形.
(4)B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为_______________________________,与D的氢化物的水化物反应的化学方程式为_____________________________.
【答案】1s22s22p63s1 第三周期第ⅢA族 小于
哑铃 Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O 3HCl+Al(OH)3═AlCl3+3H2O 【解析】 【分析】
A是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素,该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂,所以A为Na元素;B与A同周期,其最高价氧化物的水化物呈两性,则B为Al元素;C元素的气态氢化物极易溶于水,可用作制冷剂,则C为N元素;D是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素,其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂,则D为Cl元素,据此回答; 【详解】
(1)A为钠元素,A原子的核外电子排布式1s22s22p63s1; 答案为:1s22s22p63s1;
(2)B为铝元素,B元素在周期表中的位置第三周期第ⅢA族,电子层数相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以铝离子半径小于钠离子; 答案为:第3周期第ⅢA族;小于;
3 2p
(3)C为氮元素,C原子的基态原子的电子排布图是,其原
子核外有3个未成对电子,能量最高的电子为2p轨道上的电子,其轨道呈哑铃; 答案为:
;3;2p;哑铃;
(4)B为铝元素,A为Na元素,B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式为:Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O;D的氢化物HCl,氯化氢与氢氧化铝反应的离子方程式为:3HCl+Al(OH)3═AlCl3+3H2O;
答案为:Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O;3HCl+Al(OH)3═AlCl3+3H2O。 【点睛】
(4)容易错,最高价氧化物的水化物与碱反应方程式为Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O;实际做题时,常用同学找不出Al(OH)3而用最高价氧化物Al2O3替代。
2.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 HNO3溶液含有HNO30.2mol,氨气被硝酸溶液吸收,溶液相当于含有0.1molHNO3与0.1molNH4NO3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:①C(s)+O2 (g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol; ②CO(g)+
1O2 (g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol; 21O2(g)=CO(g)△H=-110kJ/mol; 2由①-②得C(s)+
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。
3.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20min,测得容器内固体物质的质量增加了8.8g,则0~20min内CO2的平均反应速率为_____。
(4)在T1、T2温度下,恒容容器中c(CO2)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”)。
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