2020-2021高考化学压轴题专题元素周期律的经典综合题附详细答案

2020-2021高考化学压轴题专题元素周期律的经典综合题附详细答
案
一、元素周期律练习题（含详细答案解析）
1．在实验室可以将硫化氢气体通入装有硫酸铜溶液的洗气瓶中而将其吸收。

现象是洗气瓶中产生黑色沉淀，同时蓝色溶液逐渐变浅而至无色。

完成下列填空：
（1）写出发生反应的化学方程式___，该反应能够发生是因为（选填编号）___。

A.强酸生成了弱酸
B.强氧化剂生成了弱还原剂
C.生成的黑色沉淀不溶于水，也不溶于一般的酸
D.生成的无色溶液不能导电，也不能挥发出气体
（2）该反应体系中的属于弱电解质的溶液，跟含有与该弱电解质等物质的量的氢氧化钠的溶液混合发生反应后，混合溶液中存在的离子一共有___种，这些离子的浓度大小不同，其中浓度第二大的离子的符号是___，从物料平衡的角度分析：溶液中c(Na+)=___。

（3）硫化铜与一般酸不反应，但可与浓硝酸发生反应：___CuS+___HNO3（浓）—
___CuSO4+___NO2↑+___H2O，配平此反应方程式，将系数填写在对应的横线上。

（4）若反应中转移1.6mol电子时，则产生的气体在标准状况下体积为___L；若反应的氧化产物为0.8mol时，则反应中转移电子数为___。

（5）此反应体系中的含硫物质形成的晶体类型为___，此反应体系中非金属元素的原子半径由大到小的是（用元素符号表示）___。

【答案】CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4 C 5 HS- c(HS-)+c(S2-)+c(H2S) 1 8 1 8 4 35.84 6.4N A离子晶体 S＞N＞O＞H
【解析】
【分析】
【详解】
(1)将硫化氢气体通入装有硫酸铜溶液的洗气瓶中，洗气瓶中产生黑色沉淀，为CuS，同时蓝色溶液逐渐变浅而至无色，反应的化学方程式为CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4，反应生成的CuS黑色沉淀不溶于水，也不溶于硫酸，使得该反应能够发生，故答案为：
CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4；C；
(2)该反应体系中的属于弱电解质的是H2S，与等物质的量的氢氧化钠的溶液混合，发生反应生成NaHS，溶液中存在NaHS的电离平衡和水解平衡，溶液中存在的离子有Na+、HS-、S2-、OH-、H+，一共有5种离子；但NaHS的电离程度和水解程度均较小，这些离子的浓度第二大的离子为HS-，溶液中存在物料守恒，c(Na+)= c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)，故答案为：5；HS-；c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)；
(3)根据化合价升降守恒，硫化铜中的S元素由-2价升高为+6价，化合价升高8，硝酸中N元素的化合价由+5价降低为+4价，化合价降低1，最小公倍数为8，因此硫化铜与浓硝酸的反应方程式为：CuS+8HNO3(浓)=CuSO4+8NO2↑+4H2O，故答案为：1；8；1；8；4；
(4)根据反应的方程式CuS+8HNO3(浓)=CuSO4+8NO2↑+4H2O，反应中转移的电子为8，若反应中转移1.6mol电子时，则产生1.6mol NO2气体，在标准状况下体积为1.6mol
×22.4L/mol =35.84L；该反应的氧化产物为CuSO4，若反应的氧化产物为0.8mol时，则反应中转移电子为0.8mol×8=6.4mol，数目为6.4N A，故答案为：35.84；6.4N A；(5)此反应体系中的含硫物质为CuS和CuSO4，形成的晶体类型均为离子晶体，此反应体系中非金属元素为S、H、N、O，同一周期，从左到右，原子半径逐渐减小，同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，原子半径由大到小的顺序为S＞N＞O＞H，故答案为：离子晶体；S＞N＞O＞H。

2．Ⅰ.某化合物A由两种元素组成，可以发生如下的转化。

已知：标准状况下，气体B的密度是氢气的8倍。

请回答：
（1）组成A的元素有_________，A的化学式是_________
（2）请写出A与NaOH溶液反应的化学方程式_________
（3）A可用于金属的冶炼，请写出A与Fe2O3的化学反应方程式_________
Ⅱ.某实验小组做了如下实验：
请回答：
（1）写出硬质管中发生反应的化学方程式：_________
（2）有同学认为乙醇的催化氧化反应产物中含有乙酸，请设计实验检验产物成分：
_____。

【答案】Al、C Al4C3 Al4C3+4NaOH+4H2O=3CH4↑+4NaAlO2
Al4C3+4Fe2O3=2Al2O3+8Fe+3CO2↑ CH3CH2OH+CuO=CH3CHO+Cu+H2O 将产生的气体分别通入两份新制氢氧化铜悬浊液中，标为A、B，对B进行加热，若A沉淀溶解，B出现砖红色沉淀，则既有乙酸也有乙醛；若A沉淀溶解，B无砖红色沉淀，则只有乙酸；若A沉淀不溶解，B出现砖红色沉淀，则只有乙醛
【解析】
【分析】
Ⅰ.已知标准状况下，气体B的密度是氢气的8倍，则气体B的摩尔质量为16g/mol，应为CH4气体，则A中含有C元素，同时A能与氢氧化钠溶液反应，则A中含有Al元素，A为Al4C3，C为NaAlO2，NaAlO2溶液中通入过量二氧化碳得到D为氢氧化铝固体，进一步灼烧得到E为氧化铝，据此分析解答；
Ⅱ.(1)乙醇被CuO氧化，反应生成乙醛、铜单质和水；
(2)根据乙酸和乙醛与新制氢氧化铜悬浊液反应现象的不同分析比较。

【详解】
Ⅰ. (1)由以上分析知，组成A的元素有Al、C，A的化学式是Al4C3，故答案为：Al、C；
Al4C3；
(2)Al4C3与NaOH溶液反应生成CH4和4NaAlO2，故反应的化学方程式为
Al4C3+4NaOH+4H2O=3CH4↑+4NaAlO2；
(3)Al4C3可用于金属的冶炼，其与Fe2O3反应生成Al2O3、Fe和CO2，故反应的化学反应方程式为Al4C3+4Fe2O3=2Al2O3+8Fe+3CO2↑；
Ⅱ.(1)乙醇被CuO氧化，反应生成乙醛、铜单质和水，反应的化学方程式为
CH3CH2OH+CuO=CH3CHO+Cu+H2O；
(2)根据乙酸和乙醛性质的区别，可将产生的气体分别通入两份新制氢氧化铜悬浊液中，标为A、B，对B进行加热，若A沉淀溶解，B出现砖红色沉淀，则既有乙酸也有乙醛；若A 沉淀溶解，B无砖红色沉淀，则只有乙酸；若A沉淀不溶解，B出现砖红色沉淀，则只有乙醛。

3．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、Y
B．原子半径由大到小的顺序：Z、W、X、Y
C．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：Al>Si>O>F，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：
HF>H2O> SiH4，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。

4．元素周期表是学习化学的重要工具。

下表为8种元素在周期表中的位置。

（1）如图所示的模型表示的分子中，可由A 、D 形成的是____。

c 与氯气反应生成的二元取代物有____种，
d 分子的结构简式____。

（2）Na 在F 单质中燃烧产物的电子式为____。

该燃烧产物中化学键的类型为：____。

上述元素的最高价氧化物的水化物中，碱性最强的是____(写化学式)。

（3）A 与D 组成的化合物中，质量相同，在氧气中完全燃烧消耗氧气最多的是：____ （4）关于（1）中d 分子有下列问题：
①d 分子中同一平面的原子最多有____个。

②若用－C 4H 9取代d 上的一个H 原子，得到的有机物的同分异构体共有____种。

【答案】acd 1
+
2-+Na [:O:O:]Na ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 离子键和非极性共价键 KOH CH 4 13 16 【解析】
【分析】
A 为H 、D 为C 、F 为O 、G 为Mg 、Q 为Al 、M 为S 、R 为Cl 、N 为K ；
(1)由A 、D 形成的是烃，据此选择；c 为甲烷，与氯气反应生成的二元取代物为二氯甲烷，按空间构型判断种类，d 为甲苯，据此写分子的结构简式；
(2)Na 在F 单质中燃烧产物为过氧化钠，据此写电子式并判断化学键的类型；上述元素中金属性最强的元素其最高价氧化物的水化物碱性最强；
(3)A 与D 组成的化合物为烃，质量相同，在氧气中完全燃烧消耗氧气最多的是氢质量分数最大的那个；
(4) d 分子为甲苯，－C 4H 9有4种，据此回答；
【详解】
(1)由A 、D 形成的是烃，据此选择acd ；
答案为：acd ；
c 为甲烷，与氯气反应生成的二元取代物为二氯甲烷，甲烷是正四面体结构，故二氯甲烷只有一种；
答案为：1；
d 为甲苯，其结构简式为；
(2)Na 在F 单质中燃烧产物为过氧化钠，其电子式为+
2-+Na [:O:O:]Na ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅，所含化学键为离
子键和非极性共价键；上述元素中金属性最强的元素为K ，则最高价氧化物的水化物碱性最强的为KOH ；
答案为：+
2-+Na [:O:O:]Na ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅；离子键和非极性共价键；KOH ； (3)A 与D 组成的化合物为烃，等质量的甲烷、乙烯和甲苯中，氢质量分数最大的是甲烷，在氧气中完全燃烧消耗氧气最多的是甲烷；
答案为：甲烷；
(4)①d 分子为甲苯，甲苯分子中有一个甲基，甲基是四面体结构，最多13个原子共面； 答案为：13；
②甲苯苯环上一个H 被－C 4H 9取代时，－C 4H 9和甲基可以处以邻位、间位和对位，－C 4H 9有4种，可得12种同分异构体，当甲苯的甲基上有一个H 被－C 4H 9替代，又可得到可得4种同分异构体，故一共16种；
答案为：16。

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。

N5-为平面正五边形，说明N 原子的杂化类型为sp2杂化；在N5-中，每个N原子的sp2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，N5-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5
4
π；
(3)根据AgN5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38
2
⨯
=12个；在一个晶胞中
含有Ag+的数目为8×
1
8
+6×
1
2
=4，含有N5-的数目为1+12×
1
4
=4，晶胞体积为V=(2a×10-7)3
cm3，则ρ=
()
22
A/mol
33
73
A
4178?g/mol
N
m8.910
V N a
2a10cm
-
⨯
⨯
==
⨯
⨯
g/cm3。

【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．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。

7．X、Y、Z、W、Q、R 是周期表中前 36 号元素，核电荷数依次增大，其中 X、Y、Z、 W 都是元素周期表中短周期元素。

X 为非金属元素，且 X 原子的核外成对电子数是未成对电
子数的 2 倍，Z 的次外层电子数是最外层电子数的1
3
，W 原子的 s 电子与 p 电子数相等，Q
是前四周期中电负性最小的元素，R 的原子序数为 29。

回答下列问题：
（1）X的最高价氧化物对应的水化物分子中，中心原子采取______________杂化。

（2）化合物 XZ 与 Y 的单质分子互为______________，1mol XZ 中含有π键的数目为
______________。

（3）W 的稳定离子核外有______________种运动状态的电子。

W元素的第一电离能比其同周期相邻元素的第一电离能高，其原因是：_____。

（4）Q 的晶体结构如图所示，则在单位晶胞中 Q 原子的个数为______________，晶体的配位数是______________。

（5）R元素的基态原子的核外电子排布式为________；Y 与 R 形成某种化合物的晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度为ρg∙cm-3，阿伏加德罗常数的数值为 N A，则该晶体中 R 原子和 Y 原子之间的最短距离为______________cm。

（只写计算式）
【答案】sp2等电子体 2N A 10 Mg 原子的价电子排布式为 3s2，3s 轨道处于全满状
态，比较稳定， 失去一个电子比较困难 2 8 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1 3A
12062ρN 【解析】
【分析】 X 、Y 、Z 、W 、Q 、R 是周期表中前 36 号元素，核电荷数依次增大，其中 X 、Y 、Z 、 W 都是元素周期表中短周期元素。

X 为非金属元素，且 X 原子的核外成对电子数是未成对电子数的 2 倍，则X 的核外电子排布式为1s 22s 22p 2，则X 为碳；Z 的次外层电子数是最外层电子数的13
，则Z 为氧，Y 为氮；W 原子的 s 电子与 p 电子数相等，则W 的核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 2，W 为镁；Q 是前四周期中电负性最小的元素，则Q 为钾；R 的原子序数为 29，则R 为铜，据此分析解答。

【详解】
（1）X 的最高价氧化物对应的水化物为H 2CO 3，结构式为
，则中心原子C 采取sp 2杂化，故答案为：sp 2；
（2）化合物CO 与N 2分子具有相同的原子个数及价层电子数，属于等电子体；CO 的结构与N 2相似，为C O ≡，其中含有π键的数目为2N A ，故答案为：等电子体；2N A ；
（3）Mg 2+核外有10个电子，则有10种运动状态的电子；W 元素的第一电离能比其同周期相邻元素的第一电离能高，其原因是Mg 原子的价电子排布式为 3s 2，3s 轨道处于全满状态，比较稳定，失去一个电子比较困难；故答案为：10；Mg 原子的价电子排布式为 3s 2，3s 轨道处于全满状态，比较稳定，失去一个电子比较困难；
（4）根据晶胞结构知，钾原子在顶点和体心，则在单位晶胞中钾原子的个数为8×
18
+1=2；离体心钾原子最近的钾原子处于晶胞的8个顶点，则晶体的配位数是8；故答案为：2；8 （5）铜基态原子的核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1；晶胞中含有N 原子数为：8×18=1，含有的Cu 原子数为：12×14=3，则晶胞的质量为A A
14+643206=N N ⨯，设晶胞的棱长为d ，则d 3=
A 206N ρ，则R 原子和Y 3A 12062ρN 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 13A
12062ρN
8．A 、B 、C 、D 是原子序数依次增大的同一短同期元素，A 、B 是金属元素，C 、D 是非金属元素，A 、B 的最高价氧化物对应的水化物可以发生反应生成盐和水。

(1)A 与 C 可形成化合物 A 2C ，写出该化合物的电子式为_____。

(2)B 与 D 形成的化合物是_____(填“离子化合物”或“共价化合物”)，验证该结 论的实验方法是_____。

(3)C 的低价氧化物通入 D 单质的水溶液中，发生反应的化学方程式为_____。

(4)用 C 的最高价含氧酸 W 的溶液作电解质溶液(物质的量浓度为 5.2mol/L ，体积为1L ， 假设反应前后溶液体积变化忽略不计)组装成原电池如图所示。

①在 a 电极上发生的反应可表示为_____。

②若电池工作一段时间后，a 极消耗 0.05molPb ， b 电极的质量变化为________g ，则此时 W 溶液的浓度 为___________mol/L 。

【答案】 共价化合物 将该化合物加热至熔融状态做导电性实验，如果该化合物在熔融状态下不导电，说明该化合物是共价化合物 SO 2+Cl 2+2H 2O=H 2SO 4+2HCl Pb-2e -+SO 42-=PbSO 4 3.2 5.1
【解析】
【分析】
A 、
B 是金属元素，A 、B 的最高价氧化物对应的水化物可以发生反应生成盐和水，A 是Na 元素、B 是Al 元素；Na 与
C 可形成化合物 A 2C ，C 显-2价，C 是S 元素；A 、B 、C 、
D 是原子序数依次增大，所以D 是Cl 元素。

【详解】
根据以上分析，(1) A 是Na 元素、C 是S 元素，形成化合物Na 2S 是离子化合物，电子式为
；
(2) B 是Al 元素、 D 是Cl 元素，形成的化合物AlCl 3是共价化合物，共价化合物在熔融状态下不导电，将该化合物加热至熔融状态做导电性实验，如果该化合物在熔融状态下不导电，说明该化合物是共价化合物；
(3)S 的低价氧化物是SO 2， D 单质是氯气，SO 2通入氯水发生反应的化学方程式为SO 2+Cl 2+2H 2O=H 2SO 4+2HCl ；
(4) H 2SO 4溶液、Pb 、PbO 2构成原电池，Pb 是负极、PbO 2是正极；
①a 极是负极，Pb 失电子生成PbSO 4沉淀，a 电极上发生的反应可表示为Pb-2e -+SO 42-=PbSO 4；
②b 是正极，b 电极反应式是PbO 2+2e -+4H ++SO 42-=PbSO 4+2H 2O ；a 极消耗 0.05molPb ，转移电子的物质的量是0.1mol ， b 电极消耗0.05mol PbO 2，生成0.05mol PbSO 4质量变化为303g/mol 0.05mol-239g/mol 0.05mol=⨯⨯ 3.2g ；根据总反应式Pb+ PbO 2+ H 2SO 4= 2PbSO 4+2H 2O ，a 极消耗 0.05molPb ，总反应消耗0.1mol H 2SO 4，此时 H 2SO 4溶液的浓度 为
5.2mol/L 1L-0.1m L ol 1⨯ =5.1mol/L 。

9．下列问题涉及前 20 号元素，请按要求用相应的化学用语作答：
（1）族序数等于周期数 2 倍的元素_____
（2）最外层电子数是内层电子数的一半且单质可作为电极材料的元素，其在周期表中的位置是_____
（3）原子半径最大的短周期元素和地壳中含量最多的元素形成原子个数比为 1:1 的化合物，其阴离子符号为________________________________
（4）最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素，其最高价氧化物与短周期元素中最稳定的气态氢化物的水溶液间发生反应的化学方程式___________________________
（5）第三周期元素中，简单离子半径最小的元素，其离子结构示意图为_____
（6）简单离子 X n+与 Y n-具有相同的电子层结构，X n+的焰色为淡紫色，则 Y 的最高价氧化物对应水化物的名称为_____
【答案】C、S 第两周期IA 族 O22- SiO2+ 4HF = SiF4↑+2H2O 高氯酸
【解析】
【分析】
（1）族序数等于周期数 2 倍的元素是碳和硫元素；
（2）最外层电子数是内层电子数的一半，单质可作为电极材料的元素，该元素为金属，是锂元素；
（3）原子半径最大的短周期元素是Na、地壳中含量最多的元素是O；
（4）最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素是ⅣA族的C、Si ，其最高价氧化物分别是CO2、SiO2，短周期元素中最稳定的气态氢化物是HF；
（5）第三周期元素中，简单离子半径最小的元素是Al；
（6）X n+的焰色为淡紫色，X是K元素，简单离子K+与 Y-具有相同的电子层结构，则Y是Cl元素；
【详解】
（1）族序数等于周期数 2 倍的元素，如为第二周期的元素，族序数是4，则为C，如为第三周期的元素，族序数是6，则为S；
（2）最外层电子数是内层电子数的一半，单质可作为电极材料的元素，该元素为金属，所以是锂元素，在周期表中的位置是第两周期IA 族；
（3）原子半径最大的短周期元素是Na、地壳中含量最多的元素是O，形成原子个数比为1:1 的化合物是Na2O2，其阴离子符号为O22-；
（4）最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素是ⅣA族的C、Si ，其最高价氧化物分别是CO2、SiO2，短周期元素中最稳定的气态氢化物是HF，能与HF反应的是SiO2，反应方程式是SiO2+ 4HF = SiF4↑+2H2O；
（5）第三周期元素中，简单离子半径最小的元素是Al，Al3+结构示意图为；
（6）Y是Cl元素，Cl的最高价氧化物对应水化物是HClO4，名称为高氯酸；
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
-21a 16464
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，次外层的所有轨道均充满电子，则E 是Cu 元素。

【详解】
(1)同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA 族、第VA 族元素第一电离能大于相邻元素，故C 、N 、O 的第一电离能大小关系为：N ＞O ＞C ；Cu 为29号原子，核外电子排布式为[Ar]3d 104s 1，其价电子排布图为
；
(2)BD 2为CO 2，含有3个原子，价电子数为16，等电子体是指原子总数相等，价电子总数相等的微粒，所以由以上元素组成的与CO 2互为等电子体的分子为N 2O ；
(3)D 为O 元素，所以D 3+离子为O 3+，中心氧原子的价层电子对数为2+6-22-12
⨯=2.5，按作
3计算，所以为sp 2杂化，孤电子对数为1，所以立体构型为V 形；
(4)温度接近水的沸点的水蒸气中存在大部分的水分子因为氢键而相互缔合，形成缔合分子，导致其测定值偏大；
(5)无色的[Cu(NH 3)2]+在空气中不稳定，立即被氧化为深蓝色的[Cu(NH 3)4]2+，氧气作氧化剂，该反应应在氨水中进行，结合元素守恒可知该过程中还有氢氧根和水生成，离子方程式为4[Cu(NH 3)2]++O 2+8NH 3•H 2O=4[Cu(NH 3)4]2++4OH -+6H 2O ；
(6))Cu 和O 形成一种晶体，该晶胞中Cu 原子个数=4、O 原子个数=8×18+6×12=4，所以晶胞的质量为()A 64+164
N ⨯g ，该晶胞体积V =(a×10-7 cm)3，则该晶体密度
()()-213-213A A a 10cm 64+164g
64+1a 1064m ===g/cm V N N ρ⨯⨯⨯⨯。

【点睛】
同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA 族(最外层全满)、第VA 族(最外层半满)元素第一电离能大于其相邻元素。

二、化学键练习题（含详细答案解析）
11．
(1)下面列出了几组物质：A ．金刚石与石墨；B ．丙烯与环丙烷；C ．氕与氘；D ．甲烷与戊烷；E.液氨与氨水；F. 与；G. 与，请将物质的合适组号填写在空格上。

①同位素_________
②同素异形体_________
③同系物_________
④同分异构体_________
⑤同一物质_________。

(2)下列物质中：①Ar ②MgBr 2 ③Na 2O 2 ④H 2SO 4 ⑤CS 2 ⑥NH 4Br ⑦BaO ⑧RbOH 。

只存在共价键的是_________ (填序号，下同)，只存在离子键的是_________，既存在离子键又存在极性共价键的是_________，既存在离子键又存在非极性共价键的是_________。

(3)异丁烷的一氯代物有_________种，新戊烷的一氯代物有_________种。

C 3H 2Cl 6的同分异构体有_________种，C 5HCl 11的同分异构体有_________种，乙烷和氯气在光照条件下发生取代反应所得产物最多有_________种。

【答案】C A D B 、F G ④⑤ ②⑦ ⑥⑧ ③ 2 1 4 8 10
【解析】
【分析】。