2020-2021高考化学培优(含解析)之元素周期律附答案

2020-2021高考化学培优(含解析)之元素周期律附答案一、元素周期律练习题（含详细答案解析）1．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、YB．原子半径由大到小的顺序：Z、W、X、YC．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：AlSiOF，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：HFH2OSiH4，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。2．如图是元素周期表的一部分，请回答下列问题：IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0族1①2②③④3⑤⑥⑦⑧⑨(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】ArO=C=ONaOHHClO4HClO4=H++ClO4-氮C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2OSiO2SiO2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。3．Ⅰ.在146C、147N、168O、3517Cl、23592U、23892U中：（1）___和_____的质量数相等，但不能互称为同位素。（2）___和____的中子数相等，但质子数不相等，所以不是同一种元素。以上所列共有______种元素。Ⅱ.物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个基本视角。（3）Y的分子式为________。（4）图中X的电子式为；其水溶液长期在空气中放置容易变浑浊，原因是________(用化学方程式表示)；该变化体现出：S非金属性比O____(填“强”或“弱”)。用原子结构解释原因：同主族元素从上到下，__________，得电子能力逐渐减弱。（5）Z与图表中某物质反应生成SO2的化学方程式是______________________。【答案】146C147N146C168O5SO32H2S＋O2=2S↓＋2H2O弱电子层数增多，原子半径增大Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2O【解析】【分析】Ⅰ.(1)同位素中核素质子数相同；(2)中子数=质量数-质子数；一种元素符号对应一种元素；Ⅱ.(3)Y为S元素+6价的氧化物；(4)H2S在空气中变浑浊是因为被氧气氧化为S；同主族元素最外层电子数相同，原子半径自上而下逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强；(5)Z为S元素+4价的盐，可以与硫酸反应生成SO2。【详解】Ⅰ.(1)同位素中核素质子数相同，因此质量数相等，但不能互称为同位素的核素为146C和147N，故答案为：146C；147N；(2)中子数=质量数-质子数，上述核素的中子数分别为8、7、8、18、143、146，因此146C和168O的中子数相等，但质子数不相等，二者不是同一种元素；一种元素符号对应一种元素，因此上述一共有5种元素，故答案为：146C；168O；5；Ⅱ.(3)Y为S元素+6价的氧化物SO3，故答案为：SO3；(4)X为H2S，H2S在空气中变浑浊是因为被氧气氧化为S，反应为2H2S＋O2=2S↓＋2H2O，所以S非金属性比O弱，从结构上可知，氧和硫同主族，同主族元素最外层电子数相同，从上到下，电子层数增多，原子半径增大，得电子能力逐渐减弱，故答案为：2H2S＋O2=2S↓＋2H2O；弱；电子层数增多，原子半径增大；(5)Z为S元素+4价的盐，如Na2SO3，可以与硫酸反应生成SO2，化学方程式为H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O，故答案为：H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O。【点睛】本题注意区分Ⅰ，①不同核素可能具有相同的质子数，如21H、31H；也可能具有相同的中子数，如146C、168O；也可能具有相同的质量数，如146C、147N；②同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应；③同位素之间可形成不同的同位素单质，如氢的三种同位素形成的单质有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同；④同位素之间可形成不同的同位素化合物，如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等，他们的相对分子质量不同，物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。4．1869年俄国化学家门捷列夫制出第一张元素周期表，到现在形成的周期表经过了众多化学家的艰辛努力，历经142年，元素周期表体现了元素位构性的关系，揭示了元素间的内在联系。如图是元素周期表的一部分，回答下列问题。（1）元素Ga在元素周期表中的位置为：___（写明周期和族）。（2）Sn的最高正价为___，Cl的最高价氧化物对应水化物的化学式为___，As的气态氢化物为___。（3）根据元素周期律，推断：①阴影部分元素氢化物热稳定性最高的是___（填化学式）。②H3AsO4、H2SeO4的酸性强弱：H3AsO4___H2SeO4（填“＞”、“＜”或“=”）。③氢化物的还原性：H2O___H2S（填“＞”、“＜”或“=”）。（4）可在图中分界线（虚线部分）附近寻找___（填序号）。A.优良的催化剂B.半导体材料C.合金材料D.农药（5）①Se2Cl2常用作分析试剂，其电子式为___。②硒（Se）化铟（In）是一种可应用于未来超算设备的新型半导体材料。下列说法正确的是___（填字母）。A.原子半径：In＞SeB.In的金属性比Se强C.In的金属性比Al弱D.硒化铟的化学式为InSe2③工业上常从电冶铜的阳极泥中提取纳米硒。向浆化的阳极泥中通入氯气，Cu2Se被溶液中的HClO氧化为H2SeO3及CuCl2，反应中HClO与Cu2Se的物质的量之比为___。（6）请设计实验比较C、Si的非金属性强弱顺序（可供选择的药品有：CaCO3固体、稀硫酸、盐酸、饱和NaHCO3溶液、饱和Na2CO3溶液、硅酸钠溶液，化学仪器根据需要选择）。实验步骤实验现象与结论在试管中加入___，再加入___，将生成气体通过___洗气后，通入___；现象：___；结论：非金属性C＞Si【答案】4，ⅢA+4HClO4AsH3HF＜＜BAB4：1CaCO3固体盐酸NaHCO3溶液Na2SiO3溶液生成白色胶状沉淀【解析】【分析】【详解】（1）Ga和Al同主族，在Al的下一个周期，即第四周期，第ⅢA族，故答案为：4；ⅢA；（2）Sn和碳同主族，最高价是+4价；Cl的最高价是+7价，最高价氧化物对应水化物的化学式为HClO4；As和N元素同主族，所以最低负价是-3价，As的气态氢化物为AsH3；故答案为：+4；HClO4；AsH3；（3）①同主族元素从上到下，氢化物稳定性减弱，同周期元素从右到左，氢化物稳定性减弱，所以阴影部分元素氢化物热稳定性最高的是HF，故答案为：HF；②As和Se同一周期，同周期元素从右到左，最高价含氧酸的酸性减弱，所以H3AsO4、H2SeO4的酸性强弱：H3AsO4＜H2SeO4，故答案为：＜；③氢化物的还原性：H2O＜H2S，故答案为：＜；（4）可在金属和非金属的分界线附近来寻找半导体材料，故答案为：B；（5）①硒的原子序数为34，是硫的同主族元素，位于S的下方，则位于周期表第四周期ⅥA族，Se2Cl2的电子式为；故答案为：。②铟（In）与铝同族且比铝多两个电子层，位于第五周期IIIA族，A．电子层越多，原子半径越大，则原子半径：In＞Se，故A正确；B．元素周期表中左下方元素的金属性强，则In的金属性比Se强，故B正确；C．同主族从上到下金属性增强，则In的金属性比Al强，故C错误；D．硒化铟的化学式为In2Se3，故D错误；故答案为：AB；③Cu2Se被溶液中的HClO氧化为H2SeO3及CuCl2，可知Cl元素的化合价由+1价降低为-1价，Cu元素的化合价由+1价升高为+2价、Se元素的化合价由-2价升高为+4价，由电子守恒可知HClO与Cu2Se的物质的量之比为2214211=4：1，故答案为：4：1；（6）C、Si的非金属性强弱顺序为C＞Si，可以根据碳酸酸性强于硅酸来证明，化学反应中，强酸可以制得弱酸，即在试管中加入CaCO3固体，再加入盐酸，将生成气体通过NaHCO3溶液洗气后，通入Na2SiO3溶液；生成白色胶状沉淀，则碳酸酸性强于硅酸，结论：非金属性C＞Si。故答案为：CaCO3固体；盐酸，NaHCO3溶液；Na2SiO3溶液；现象：生成白色胶状沉淀。5．下表为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑨在表中的位置，回答下列问题：族周期ⅠA01①ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2②③④⑤3⑥⑦⑧⑨（1）①④⑥三种元素构成的化合物的电子式：__；⑨的最高价氧化物对应水化物的化学式：__。（2）⑤、⑦、⑧的简单离子半径由大到小的顺序：__(用离