2020-2021化学元素周期律的专项培优练习题(含答案)

2020-2021化学元素周期律的专项培优练习题(含答案)
一、元素周期律练习题（含详细答案解析）
1．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，回答问题：
族
ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0
周期
1①
2②③④
3⑤⑥⑦⑧⑨
（1）表中用于半导体材料的元素在周期表中的位置是__________________。

（2）③、④、⑧的原子半径最小是___________________（用元素符号
．．．．回答）。

（3）⑤、⑥、⑦的最高价氧化物对应的水化物，碱性最强的是__________（用化学式
．．．回答）。

（4）②、③、④的气态氢化物，稳定性最强的是__________（用结构式
．．．回答）。

（5）②和③按原子数1:2形成的化合物的电子式
．．．为____________，该晶体气化的过程中克服的微粒间作用力为_______________________。

（6）③和⑧形成的化合物属于_______________（填“离子化合物”或“共价化合物”），该晶体属于________晶体（填“离子”、“分子”、“原子”）。

（7）元素⑤、⑦的最高价氧化物的水化物互相反应的化学方程式为：
___________________。

【答案】第3周期IVA族 F NaOH H－F 分子间作用力共价化合物
原子 Al(OH)3+NaOH＝NaAlO2+2H2O
【解析】
【分析】
根据元素①～⑨在表中的位置可知分别是H、C、O、F、Na、Mg、Al、Si、Cl。

据此解答。

【详解】
（1）半导体材料应在金属与非金属交界处寻找，根据上述元素周期表的部分结构，半导体材料是晶体硅，位于第三周期第IVA族；
（2）同周期从左向右原子半径减小，同主族从上到下原子半径增大，因此原子半径大小顺序是Mg＞O＞F，即原子半径最小的是F；
（3）同周期从左向右金属性减弱，金属性越强，其最高价氧化物的水化物的碱性越强，即NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，碱性最强的是NaOH；
（4）同周期从左向右非金属性增强，其氢化物的稳定性增强，因此氢化物的稳定性：HF
＞H2O＞CH4，最稳定的氢化物是HF，其结构式为H－F；
（5）②和③按原子数1:2形成的化合物是CO2，其电子式为：，CO2属于分子晶体，熔化时克服分子间作用力；
（6）③和⑧构成的化合物是SiO2，属于共价化合物，其晶体为原子晶体；
（7）⑤是钠元素，其最高价氧化物的水化物是NaOH，⑦是Al，其最高价氧化物的水化物是Al(OH)3，Al(OH)3表现两性，与碱反应的化学方程式为Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋
2H2O。

2．X、Y、Z、E、F五种元素的原子序数依次递增。

已知：①F位于周期表中第四周期IB族，其余的均为短周期主族元素：②E的氧化物是光导纤维的主要成分；③Y原子核外L层电子数为奇数；④X是形成化合物种类最多的元素；⑤Z原子p轨道的电子数为4。

请回答下列问题：
(1)写出一种X元素形成氢化物的化学式_____________。

(2)在1个由F与Z形成的2F Z晶胞中(结构如图所示)所包含的F原子数目为____________个。

NH的氮原子提供的__________形成配位键。

(3)在[F(NH3)4]2+离子中，2+
F的空轨道接受3
(4)常温下X、Z和氢元素按原子数目1:1:2形成的气态常见物质A是__________(写名称)，A物质分子中X原子轨道的杂化类型为__________，1molA分子中 键的数目为N。

__________A
(5)X、Y、E三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为__________(写元素符号)。

【答案】CH4 4 孤电子对甲醛sp2杂化 3 Si＜C＜N
【解析】
【分析】
X、Y、Z、E、F五种元素的原子序数依次递增。

根据①F位于周期表中第四周期IB 族可判断其为Cu；根据②E的氧化物是光导纤维的主要成分可判断E为Si；根据④X是形成化合物种类最多的元素可判断X为C；根据③Y原子核外L层电子数为奇数且原子序数比X的大可判断其属于第二周期的元素，可能为N或F；根据⑤Z的原子P轨道的电子数为4推测出Z可能为O或S，但E的原子序数大于Z，E为Si，所以Z只能为O，处于C和O之间的Y只能为N，所以X、Y、Z、E、F分别为C、N、O、Si、Cu，据此解题。

【详解】
(1)X为C，X元素形成的氢化物有很多，有烷烃、烯烃、炔烃等，其中的一种的化学式为CH4；
(2)2F Z为Cu2O，根据化学式中原子个数比Cu:O=2:1，然后算出图中该晶胞的黑球个数为：1×4=4，白球个数为：8×1/8+1=2，所以黑球代表的是Cu原子，白球代表的是O原子，所以该晶胞中所包含的Cu原子数目为4个；
(3)在[Cu(NH3)4]2+离子中，2+
Cu的空轨道接受3
NH的氮原子提供的孤电子对形成配位键；
(4)常温下C、O和氢元素按原子数目1:1:2形成的气态常见物质A是甲醛，甲醛分子中C 原子可以形成四个化学键，因为碳的价电子数是4，其中，有两个单电子一起与氧的两个电子形成C=O，C剩余的两个单电子各与两个H形成两个C-H键，双键中含有一条σ键和一条π键，两条C-H单键都是σ键，所以σ键数=2+1=3，杂化轨道数=σ键数+孤对电子数(C无孤对电子，所以孤对电子数为0)，所以杂化轨道数=3，为sp2杂化，1mol HCHO分子中σ键的数目为3A
N；
(5)X、Y、E三种元素分别为C、N、Si，根据每周期第一种元素电离能最小，最后一种元素的电离能最大，呈逐渐增大的趋势；同族元素从上到下第一电离能变小来进行判断，C、N、Si的第一电离能数值由小到大的顺序为：Si＜C＜N。

3．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
B B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 3 2p 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)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。

4．NaClO、NaNO3、Na2SO3等钠盐在多领域有着较广的应用。

（1）上述三种盐所涉及的五种元素中，半径较小的原子是______________；原子核外最外层p亚层上电子自旋状态只有一种的元素是_____________。

（2）碱性条件下，铝粉可除去工业废水中的NaNO2，处理过程中产生一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。

产物中铝元素的存在形式_____________（填化学符号）；每摩尔铝粉可处理_____________gNaNO2。

（3）新冠疫情发生后，有人用电解食盐水自制NaClO 消毒液，装置如图（电极都是石墨）。

电极a 应接在直流电源的_____________极；该装置中发生的化学方程式为_____________
（4）Na 2SO 3溶液中存在水解平衡23SO -+H 2O 3HSO -+OH -设计简单实验证明该平衡
存在__________________。

0.1mol/L Na 2SO 3溶液先升温再降温，过程中（溶液体积变化不计）PH 如下。

时刻 ① ② ③ ④
温度/℃ 25 30 40 25
PH 9.66 9.52 9.37 9.25
升温过程中PH 减小的原因是_____________；①与④相比；C(3HSO -）①____________④（填“>”或“<”）.
【答案】O N 2AlO - 34.5 正 2NaCl+2H 2O
2NaOH+H 2+Cl 2，Cl 2+2NaOH →NaCl+NaClO+H 2 向溶液中滴加酚酞，发现变红 温度升高，Kw 变大，c(H +)增大，pH 变小（Na 2SO 3被氧化） >
【解析】
【分析】
（1）电子层数越少，半径越小，电子层数相同，质子数越多半径越小；p 亚层的电子数3≤，p 亚层上电子自旋状态只有一种；根据洪特规则，当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同；
（2）铝在碱性条件下，生成偏铝酸盐；铝粉除去工业废水中的NaNO 2，处理过程中产生氨气，反应方程式是2223+NaOH+H O=2NaAlO 2Al+NaNO NH +↑ ；
（3）氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，为使氯气与氢氧化钠充分反应，a 极应生成氯气；
（4）由于该水解平衡的存在，使Na 2SO 3溶液显碱性；水电离吸热，升高温度，水的电离平衡正向移动；①与④相比，温度相同，①的pH 大于④，说明④中3HSO -
浓度减小。

【详解】
（1）上述三种盐所涉及的五种元素中，Na 、Cl 、S 有3个电子层，半径较大，O 、 N 有2个电子层，且O 的质子数大于N ，所以半径较小的原子是O ；根据洪特规则，当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同，所以p 亚层上电子自旋状态只有一种的元素是N ；
（2）铝在碱性条件下，生成偏铝酸盐，产物中铝元素的存在形式是2AlO -；铝粉除去工业
废水中的NaNO 2，反应方程式是2223+NaOH+H O=2NaAlO 2Al+NaNO NH +↑，根据方程式1molAl 粉处理0.5mol NaNO 2，质量是0.5mol×69g/mol=34.5g ；
（3）a 极氯离子失电子生成氯气，所以a 极是阳极，应接在直流电源的正极；用石墨电极电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气，氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，该装置中发生的化学方程式为2NaCl+2H 2O =通电2NaOH+H 2+Cl 2，Cl 2+2NaOH=NaCl+NaClO+H 2O ； （4）该水解平衡的存在，Na 2SO 3使溶液显碱性，向溶液中滴加酚酞，发现变红，则证明该平衡的存在；水电离吸热，升高温度，水的电离平衡正向移动，Kw 变大，c (H +)增大，pH
变小； ①与④相比，温度相同，①的pH 大于④，说明④中3HSO -浓度减小，c (3HSO -）
①>④。

5．南京理工教授制出了一种新的全氮阴离子盐—AgN 5，目前已经合成出钠、锰、铁、钴、镍、镁等几种金属的全氮阴离子盐。

(1)基态Mn 2+的价电子排布式为____；银与铜位于同一族，银元素位于元素周期表的___区。

(2)[Mg(H 2O)6]2+[(N 5)2(H 2O)4]2-的晶体的部分结构如图1所示：
N 、O 、Mg 元素的前3级电离能如下表所示： 元素
I 1/kJ∙mol -1 I 2/kJ∙mol -1 I 3/kJ∙mol -1 X
737.7 1450.7 7732.7 Y
1313.9 3388.3 5300.5 Z 1402.3 2856.0 4578.1
①X、Y、Z中为N元素的是____，判断理由是__________。

②从作用力类型看，Mg2+与H2O之间是________、N5与H2O之间是________。

③N5-为平面正五边形，N原子的杂化类型是_______。

科学家预测将来还会制出含N4-、N6-等平面环状结构离子的盐，这一类离子中都存在大π键，可用符号πn
m
表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π66)，则N4-中的大π键应表示为_________。

(3)AgN5的立方晶胞结构如图2所示，Ag+周围距离最近的Ag+有_______个。

若晶体中紧邻的N5-与Ag+的平均距离为a nm，N A表示阿伏加德罗常数的值，则AgN5的密度可表示为
_____g∙cm-3（用含a、N A的代数式表示）。

【答案】3d5 ds Z X最外层为2个电子，X为镁；N的2p轨道处于半充满的稳定状态，
其失去第一个电子较难，I1较大，则Z为氮元素配位键氢键 sp254π 12
22
3
A
8.910 N a
⨯
⨯
【解析】
【分析】
(1)根据构造原理书写出25号Mn元素的原子核外电子排布式，Mn原子失去最外层2个电子得到Mn2+；根据原子结构与元素在周期表的位置确定Ag在周期表所属区域；
(2)①根据元素的电离能大小结合原子结构确定X、Y、Z三种元素，然后判断哪种元素是N 元素；
②根据图示，判断晶体中阳离子、阴离子中含有的作用力类型；
③结合N5-为平面正五边形结构，结合原子杂化类型与微粒构型关系分析判断，结合微粒的原子结构分析大π键的形成；
(3)根据晶胞中离子的相对位置判断Ag+的配位数，利用均摊方法计算1个晶胞中含有的
AgN5的个数，结合ρ=m
V
计算密度大小。

【详解】
(1)Mn是25号元素，根据构造原理可得Mn原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d54s2，Mn原子失去最外层2个电子得到Mn2+，其价电子排布式为3d5；Ag、Cu在周期表中位于第IB，发生变化的电子有最外层的s电子和次外层的d电子，属于ds区元素；
(2)①X的第一、第二电离能比较小且很接近，说明X原子最外层有2个电子，容易失去，则X为Mg元素，Z的第一电离能在三种元素中最大，结合N原子2p轨道处于半充满的稳定状态，其失去第一个电子较难，I1较大，可推知Z为N元素，Y是O元素；
②在该晶体中阳离子[Mg(H2O)6]2+的中心离子Mg2+含有空轨道，而配位体H2O的O原子上含有孤电子对，在结合时，Mg2+提供空轨道，H2O的O原子提供孤电子对，二者形成配位键；在阴离子[(N5)2(H2O)4]2-上N5-与H2O的H原子之间通过氢键结合在一起，形成N…H-O，故二者之间作用力为氢键；
③若原子采用sp3杂化，形成的物质结构为四面体形；若原子采用sp2杂化，形成的物质结
构为平面形；若原子采用sp 杂化，则形成的为直线型结构。

N 5-为平面正五边形，说明N 原子的杂化类型为sp 2杂化；在N 5-中，每个N 原子的sp 2杂化轨道形成2个σ键，N 原子上还有1个孤电子对及1个垂直于N 原子形成平面的p 轨道，p 轨道间形成大π键，N 5-为4个N 原子得到1个电子形成带有1个单位负电荷的阴离子，所以含有的电子数为5个，其中大π键是由4个原子、5个电子形成，可表示为54π；
(3)根据AgN 5的晶胞结构示意图可知，假设以晶胞顶点Ag +为研究对象，在晶胞中与该Ag +距离相等且最近的Ag +在晶胞面心上，通过该顶点Ag +可形成8个晶胞，每个面心上的Ag +被重复使用了2次，所以与Ag +距离相等且最近的Ag +的数目为
382⨯=12个；在一个晶胞中含有Ag +的数目为8×18+6×12=4，含有N 5-的数目为1+12×14
=4，晶胞体积为V =(2a×10-7)3
cm 3，则ρ=()22A/mol
3373A 4178?g /mol N m 8.910V N a 2a 10cm
-⨯⨯==⨯⨯ g/cm 3。

【点睛】
本题考查了物质结构，涉及电离能的应用、作用力类型的判断、大π的分析、晶胞计算，掌握物质结构知识和晶体密度计算方法是解题关键，要注意电离能变化规律及特殊性，利用均摊方法分析判断晶胞中含有微粒数目，结合密度计算公式解答。

6．下表列出了①～⑩十种元素在周期表中的位置。

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：______________________。

(7)写出⑥的单质置换出②的单质的化学方程式：________________________。

【答案】 O=C=O Ne O 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 2HC1O4
+Na2CO3=CO2↑+2NaC1O4 +H2O H2S A1(OH) 3 +OH- = A1O2- +2 H2O H2O（或H2O2） Na2O （或Na2O2或NaH）2Mg+ CO22MgO+C
【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，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)；
(7)⑥的单质Mg与CO2在点燃条件下反应，置换出②的单质C，同时生成MgO，化学方程式为：2Mg+ CO22MgO+C。

答案为：2Mg+ CO22MgO+C。

【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；利用同一反应，O2可以制Cl2，Cl2也可以制O2，所以我们最好利用同一化学式，比如HClO，从化合价可以解决问题。

7．硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O，相对分子质量392]晶体又称莫尔盐，易溶易电离但却比一般的亚铁盐稳定，因此广泛应用于制药、电镀以及定量分析。

回答下列与之有关的问
题：
(1)在莫尔盐所涉及的五种元素中：
①S元素在门捷列夫元素周期表中的位置是 ______________ ；
②其中处于同主族的两种元素非金属性更强的是：_____________。

(2)为检验莫尔盐是否变质，可用的试剂为_______________。

碘是合成人体甲状腺激素的重要原料，食盐中加KIO3是我国为解决普遍性碘缺乏问题的国家规定，下图是自动电位滴定法测定食盐中碘含量的实验过程：
(3)已知“溶解”过程中IO3-的还原产物为碘单质，写出该反应的离子反应方程式：
______________________________。

(4)取50. 00 mL样品，用0.005 mol/L酸性K2Cr2O7溶液滴定剩余Fe2+，滴定操作时使用的锥形瓶未干燥，导致结果_____________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）
【答案】第三周期第ⅥA族 O 硫氰化钾(KSCN)溶液 2IO3-+10Fe2++12H+=I2+10Fe3++6H2O 无影响
【解析】
【分析】
【详解】
(1)①S元素在元素周期表中的位置为第三周期第ⅥA族，故答案为：第三周期第ⅥA族；
②莫尔盐中处于同主族的两种元素是O和S，其中非金属性更强的是O，故答案为：O；
(2)硫酸亚铁铵中含有Fe2+，Fe2+容易被氧化成Fe3+，可加入硫氰化钾(KSCN)溶液检验是否有Fe3+生成，故答案为：硫氰化钾(KSCN)溶液；
(3)溶解过程中，IO3-与Fe2+发生氧化还原反应生成I2和Fe3+，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子反应方程式为2IO3-+10Fe2++12H+=I2+10Fe3++6H2O，故答案为：
2IO3-+10Fe2++12H+=I2+10Fe3++6H2O；
(4)滴定操作时使用的锥形瓶未干燥，不会影响Fe2+的物质的量，因此对滴定结果无影响，故答案为：无影响。

8．现有部分短周期元素的性质或原子结构如表：
元素编号元素性质或原子结构
T M层上有6个电子
X最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性
Z元素最高正价是＋7价
W其单质既能跟酸反应，又能跟强碱反应，都产生H2
（1）元素X的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是_____。

（2）元素Y与氢元素形成一种离子YH4＋，写出某溶液中含该微粒的电子式_____，如何检验该离子_____。

（3）元素Z在周期表中的位置_____，元素Z与元素T相比，非金属性较强的是_____（用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是_____（填序号）。

a.常温下Z的单质和T的单质状态不同
b.Z的氢化物比T的氢化物稳定
c.一定条件下，Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
（4）探寻物质性质的差异性是学习化学的重要方法之一。

T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物的水化物中化学性质明显不同于其他三种的是_____，理由是_________。

Z的最高价氧化物的水化物与W的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为_____________。

【答案】14
6
C取少量试样加入到试管中，加入浓NaOH溶液并加热，在
试管口用湿润的红色石蕊试纸检验放出的气体，试纸变为蓝色，说明试样中存在NH4+第三周期ⅦA族 Cl b H2CO3只有H2CO3为弱酸，其余为强酸 3H++Al(OH)3=Al3++3H2O 【解析】
【分析】
根据题给元素性质或原子结构可知：
T的核外电子数为16，为S元素；X最外层电子数是次外层电子数的2倍，则X为第二周期元素，为C元素；常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性可知单质为N2，氢化物的水溶液是NH3·H2O，则Y为N元素；元素最高正价等于其族序数，则Z为第ⅦA元素，F元素无正价，故Z为Cl元素；单质既能跟酸反应，又能跟强碱反应，都产生H2，该单质为金属Al，故W为Al元素。

据此进行分析判断。

【详解】
（1）14
6C在考古工作中用于测定一些文物的年代，答案为：14
6
C；
（2）元素Y与氢元素形成一种离子YH4＋是NH4+，其电子式为：；检验该离
子的方法为：取少量试样加入到试管中，加入浓NaOH溶液并加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验放出的气体，试纸变蓝，说明试样中存在NH4+。

答案为：
；取少量试样加入到试管中，加入浓NaOH溶液并加热，在试管口用湿润的
红色石蕊试纸检验放出的气体，试纸变蓝，说明试样中存在NH 4+；
（3）Z 为Cl 元素，在周期表中位于第三周期、第ⅦA 族。

同一周期从左向右，元素的非金属性逐渐增强，故Cl 元素与S 元素相比，非金属性较强的是Cl 元素。

可根据元素周期律来选择判断能证明这一事实的选项：
a ．单质的状态与相应元素的非金属性强弱之间不存在必然联系，a 项错误；
b ．相应元素的非金属性就越强，生成的氢化物的稳定性越强，故可以证明Cl 元素的非金属性比较强，b 项正确；
c ．单质能与NaOH 溶液反应与相应元素的非金属性强弱没有必然联系，c 项错误； 答案选b ；
故答案为：第三周期ⅦA 族；Cl ；b ；
（4）T 、X 、Y 、Z 四种元素的最高价氧化物的水化物分别是：H 2SO 4、H 2CO 3、HNO 3和HClO 4，其中H 2CO 3性质不同于其他三种，因为只有H 2CO 3为弱酸，其余为强酸。

W 的最高价氧化物的水化物为Al(OH)3，与HClO 4反应的离子方程式为：3H ++Al(OH)3=Al 3++3H 2O 。

答案为：H 2CO 3；只有H 2CO 3为弱酸，其余为强酸；3H ++Al(OH)3=Al 3++3H 2O 。

【点睛】
对于主族元素而言，元素的最高正化合价和主族序数相同，但氟没有正价，氧无最高正价，一般为零价或负价。

9．X 、Y 、Z 、Q 、E 五种元素中，X 原子核外的M 层中只有两对成对电子，Y 原子核外的L 层电子数是K 层的两倍，Z 是地壳中含量最多的元素，Q 的核电荷数是X 与Z 的核电荷数之和，E 是元素周期表中电负性最大的元素。

请回答下列问题：
（1）X 、Y 的元素符号依次为__________、__________。

（2）2XZ 与2YZ 分别属于__________（填“极性分子”或“非极性分子”，下同）和__________。

（3）Q 的元素符号是__________，它位于第__________周期，它的基态原子的核外电子排布式为____________________，在形成化合物时它的最高化合价为__________。

（4）用氢键表示式写出E 的氢化物溶液中存在的所有氢键：
______________________________。

【答案】S C 极性分子 非极性分子 Cr 四 22626511s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 6+
F-H F ⋅⋅⋅、F-H O ⋅⋅⋅、O-H F ⋅⋅⋅、O-H F ⋅⋅⋅
【解析】
【分析】
X 原子核外的M 层中只有两对成对电子，则X 的价电子轨道表示式为，因此X 为S 元素；Y 原子核外的L 层电子数是K 层的两倍，则Y 为C 元素；地壳中含量最多的元素为氧元素，因此Z 为O 元素；Q 的核电荷数为S 和O 的核电荷数之和，因此Q 为24号元素Cr ；在元素周期表中电负性最大的元素是F 元素,因此E 是F 。

【详解】
（1）由分析可知，X 、Y 的元素符号依次为S 、C ；
（2）XZ 2与YZ 2分别为SO 2、CO 2，它们的立体构型分别为V 形和直线形，SO 2为极性分子，CO 2为非极性分子。

（3）Q 为Cr 元素，Cr 在元素周期表中位于第四周期，它的基态原子的核外电子排布式为
[Ar]3d 54s 1，其价电子排布式为3d 54s 1，因此在形成化合物时Cr 的最高化合价为+6价； （4）E 为F 元素，HF 的水溶液中，存在HF 分子之间的氢键，HF 分子和H 2O 分子之间的氢键，H 2O 分子之间的氢键，即 、、、 。

【点睛】
在写HF 溶液中存在的所有氢键的时候，一共四种形式，即、、、，书写时不要遗漏。

10．周期表前四周期的元素 A 、B 、C 、D 、E ，原子序数依次增大。

A 的核外电子总数与其期序数相同，B 和D 位于同一周期且未成对电子数等于其周期序数，E 为第四周期元素，最外层只有一个电子，次外层的所有轨道均充满电子。

(1)B 、C 、D 三种元素第一电离能由大到小的顺序为___(填元素符号)，E 基态原子价层电子排布图为_____。

(2)写出由以上元素组成的BD 2的等电子体的分子 _________。

(3)已知D 可形成D 3+离子，该离子中心原子杂化方式为___，立体构型为__。

(4)温度接近沸点时，D 的简单氢化物的实测分子量明显高于用原子量和化学式计算出来的分子量，原因是 _______。

(5)无色的[E(CA 3)2]+在空气中不稳定、立即被氧化成深蓝色的[E (CA 3)4]2+，利用这个性质可除去气体中的氧气，该反应的离子方程为________。

(6)已知E 和D 形成的一种晶体胞结构如图所示，已知晶胞边长为anm ，阿伏加德罗常数为N A ，则该晶体的密度为_________ g/cm 3(列出计算表达式即可)。

【答案】N ＞O ＞C N 2O sp 2 V 形 水蒸气中大部分的水分子因为氢键而相互缔合，形成缔合分子 4[Cu(NH 3)2]++O 2+8NH 3•H 2O=4[Cu(NH 3)4]2++4OH -+6H 2O ()A
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0+1N ⨯⨯
【解析】
【分析】 A 的核外电子总数与其周期数相同，则A 是H 元素；B 和D 位于同一周期且未成对电子数等于其周期序数，若两者都为第三周期，未成对电子数为3，符合条件的元素第三周期只有一个，不符合题意，若B 、D 为第二周期，则核外有2个未成对电子，即2p 2和2p 4，所以B 为C 元素，D 为O 元素，则C 为N 元素；E 为第四周期元素，最外层只有一个电子，。