高考化学元素周期律的综合题试题附答案解析

高考化学元素周期律的综合题试题附答案解析一、元素周期律练习题（含详细答案解析）1．我国十分重视保护空气不被污染，奔向蓝天白云，空气清新的目标正在路上。硫、氮、碳的大多数氧化物都是空气污染物。完成下列填空：I.（1）碳原子的最外层电子排布式为___。氮原子核外能量最高的那些电子之间相互比较，它们不相同的运动状态为___。硫元素的非金属性比碳元素强，能证明该结论的是（选填编号）___。A.它们的气态氢化物的稳定性B.它们在元素周期表中的位置C.它们相互之间形成的化合物中元素的化合价D.它们的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱Ⅱ.已知NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)，在一定容积的密闭容器中进行该反应。（2）在一定条件下，容器中压强不发生变化时，___（填“能”或“不能”）说明该反应已经达到化学平衡状态，理由是：___。在一定温度下，若从反应体系中分离出SO3，则在平衡移动过程中（选填编号）___。A.K值减小B.逆反应速率先减小后增大C.K值增大D.正反应速率减小先慢后快Ⅲ.化学家研究利用催化技术进行如下反应：2NO2+4CON2+4CO2+Q(Q＞0)（3）写出该反应体系中属于非极性分子且共用电子对数较少的物质的电子式___。按该反应正向进行讨论，反应中氧化性：___＞___。若该反应中气体的总浓度在2min内减少了0.2mol/L，则用NO2来表示反应在此2min内的平均速率为___。（4）已知压强P2＞P1，试在图上作出该反应在P2条件下的变化曲线___。该反应对净化空气很有作用。请说出该反应必须要选择一个适宜的温度进行的原因是：___。【答案】2s22p2电子云的伸展方向C、D不能该反应中，气体反应物与气体生成物的物质的量相等，一定条件下，不管反应是否达到平衡，气体总物质的量不变，压强也不变。所以压强不变，不可说明反应已达到平衡BNO2CO20.2mol/（L•min）若温度过低，催化剂活性可能小，化学反应速率可能太小，若温度过高，使化学反应平衡向逆方向移动，反应物转化率小【解析】【分析】【详解】(1)碳为6号元素，碳原子的最外层电子排布式为2s22p2。氮为7号元素，氮原子核外能量最高的电子排布为2p3，排在相互垂直的的三个轨道上，它们的电子云的伸展方向不相同；A.非金属性越强，气态氢化物越稳定，但H2S的稳定性不如甲烷稳定，不能说明硫元素的非金属性比碳元素强，故A不选；B.不能简单的根据它们在元素周期表中的位置判断非金属性的强弱，故B不选；C.S和C相互之间形成的化合物为CS2，其中C显正价，S显负价，说明硫元素的非金属性比碳元素强，故C选；D.硫酸的酸性比碳酸强，能够说明硫元素的非金属性比碳元素强，故D选；故选CD；故答案为：2s22p2；电子云的伸展方向；CD；(2)NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)为气体物质的量不变的反应，在一定容积的密闭容器中，容器中气体的压强为恒量，压强不发生变化，不能说明该反应已经达到化学平衡状态；在一定温度下，若从反应体系中分离出SO3，SO3浓度减小，A.温度不变，K值不变，故A错误；B.SO3浓度减小，逆反应速率减小，平衡正向移动，随后又逐渐增大，故B正确；C.温度不变，K值不变，故C错误；D.SO3浓度减小，平衡正向移动，正反应速率逐渐减小，开始时反应物浓度大，反应速率快，随后，反应物浓度逐渐减小，反应速率减小，因此正反应速率逐渐减小先快后慢，故D错误；故选B；故答案为：不能；该反应中，气体反应物与气体生成物的物质的量相等，一定条件下，不管反应是否达到平衡，气体总物质的量不变，压强也不变。所以压强不变，不可说明反应已达到平衡；B；(3)2NO2+4CON2+4CO2，该反应体系中属于非极性分子的是N2和CO2，N2含有3个共用电子对，CO2含有4个共用电子对，共用电子对数较少的是氮气，电子式为。氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，反应中氧化剂为NO2，氧化产物为CO2，因此氧化性：NO2＞CO2；由于2NO2+4CON2+4CO2反应后气体的浓度变化量为1，若该反应中气体的总浓度在2min内减少了0.2mol/L，说明2min内NO2的浓度减小了0.4mol/L，v=ct=0.4/2molLmin=0.2mol/(L•min)，故答案为：；NO2；CO2；0.2mol/(L•min)；(4)2NO2+4CON2+4CO2是一个气体的物质的量减小的反应，增大压强，平衡正向移动，氮气的浓度增大，压强越大，反应速率越快，建立平衡需要的时间越短，压强P2＞P1，在P2条件下的变化曲线为；该反应是一个放热反应，温度过低，催化剂活性可能小，化学反应速率可能太小，若温度过高，使化学反应平衡向逆方向移动，反应物转化率小，因此该反应必须要选择一个适宜的温度进行，故答案为：；若温度过低，催化剂活性可能小，化学反应速率可能太小，若温度过高，使化学反应平衡向逆方向移动，反应物转化率小。【点睛】本题的易错点为(1)，元素非金属性强弱的判断方法很多，但要注意一些特例的排除，如本题中不能通过硫化氢和甲烷的稳定性判断非金属性的强弱。2．有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：元素结构、性质等信息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BB与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性C元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂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32p哑铃Al（OH）3+NaOH═NaAlO2+2H2O3HCl+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)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。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”）。若T1温度下，达到平衡时c(CO2)为amol·L-1，保持其他条件不变，通入一定量的CO2，重新达到平衡时c(CO2)为bmol·L-1。试比较a、b的大小，并说明理由_____。【答案】5SiO2钠元素和锂元素均为第ⅠA族元素，Na原子有3个电子层，Li原子有2个电子层，原子半径NaLi，则原子核对外层电子的吸引能力：NaLi，失电子能力：NaLi，因此金属性Na强于Li21cCO0.005mol·L-1·min-1放热a=b，通入一定量的CO2，平衡会正向进行，但由于温度不变，该反应的平衡常数K=21cCO不变，故达到新平衡时c（CO2）不变，即a=b【解析】【分析】【详解】(1)硅是14号元素，基态硅原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，其核外电子共占有5种能量不同的轨道；Li、C、Si的最高价氧化物分别为Li2O、CO2、SiO2，Li2O是离子晶体、CO2是分子晶体、SiO2是原子晶体，故答案为：5；SiO2；(2)钠元素的金属性比锂强，从原子结构解释：钠元素和锂元素均为第ⅠA族元素，Na原子有3个电子层，Li原子有2个电子层，原子半径NaLi，则原子核对外层电子的吸引能力：NaLi，失电子能力：NaLi，因此金属性Na强于Li，故答案为：钠元素和锂元素均为第ⅠA族元素，Na原子有3个电子层，Li原子有2个电子层，原子半径NaLi，则原子核对外层电子的吸引能力：NaLi，失电子能力：NaLi，因此金属性Na强于Li；(3)平衡常数等于生成物的平衡浓度幂之积除以反应物的平衡浓度幂之积，根据化学反应方程式Li4SiO4(s)+CO2(g)Li2SiO3(s)+Li2CO3(s)，反应物为气体的是二氧化碳，生成物均为固体，则平衡常数21K=cCO；反应中固体增加的质量即为消耗的CO2的质量，反应20min消耗的CO2的质量为8.8g，∆c(CO2)=8.8g÷44g/mol÷2L=0.1mol·L-1，则0~20min内CO2的平均反应速率-12-1-12cCO0.1molLCO===0.005molLmint20min，故答案为：21cCO；0.005mol·L-1·min-1；(4)由图像分析可知，T1先达到平衡，则温度T1T2，T2到T1的过程是升温，c(CO2)增大，平衡逆向移动，则该反应是放热反应；若T1温度下，达到平衡时c(CO2)为amol·L-1，保持其他条件不变，通入一定量的CO2，平衡会正向进行，但由于温度不变，该反应的平衡常数K=21cCO不变，故达到新平衡时c（CO2）不变，即a=b，故答案为：放热；a=b，通入一定量的CO2，平衡会正向进行，但由于温度不变，该反应的平衡常数K=21cCO不变，故达到新平衡时c（CO2）不变，即a=b。【点睛】第(3)小问为本题的难点，需要学生正确理解平衡常数的表达方式，同时理解反应中固体增加的质量即为消耗的CO2的质量为本题的解答关键，第(4)题的第二问a、b的大小比较为易错点，注意巧用化学