2020-2021【化学】化学二模试题分类汇编——元素周期律综合及详

细答案

一、元素周期律练习题（含详细答案解析）

1．已知A、B、C、D、E、F均为短周期主族元素，且它们的原子序数依次增大.B和E同主族，A、B在元素周期表中处于相邻的位置，C元素原子在同周期主族元素中原子半径最大，D是地壳中含量最多的金属元素，E元素原子的最外层电子数是电子层数的2倍.请回答下列问题：

（1）画出F的原子结构示意图_____。

（2）B、C、E对应简单离子的半径由大到小的顺序为_____（用具体微粒符号表示）。 （3）A的气态氢化物与其最高价氧化物对应水化物反应，生成的化合物属于_____（填“离子化合物”或“共价化合物”）。

（4）加热条件下，B单质与C单质的反应产物的电子式为______。

（5）D元素最高价氧化物对应水化物与C元素最高价氧化物对应水化物的溶液反应的化学方程式为______。 【答案】

S2- > O2-> Na+ 离子化合物

Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O 【解析】 【分析】

A、B、C、D、E、F均为短周期主族元素，且它们的原子序数依次增大，B和E同主族，D是地壳中含量最多的金属元素，则D为Al元素；E、F原子序数均大于Al，处于第三周期，而E元素原子的最外层电子数是电子层数的2倍，最外层电子数为6，故E为S元素，F为Cl；B和E同主族，则B为O元素；A、B在元素周期表中处于相邻的位置，A为N元素；C元素原子在同周期主族元素中原子半径最大，处于IA族，原子序数介于氧、铝之间，故C为Na，以此分析解答。 【详解】

(1)根据上述分析可知：F为Cl元素，原子结构示意图为

，故答案：

。

(2)根据上述分析可知：B为O元素，C为Na元素，E为S元素，电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，离子电子层越多离子半径越大，故离子半径：S2- > O2-> Na+，故答案为：S2- > O2-> Na+；

(3)根据上述分析可知：A为N元素，A的气态氢化物、最高价氧化物对应水化物分别为氨气、硝酸，二者反应生成硝酸铵，属于离子化合物，故答案为：离子化合物； (4)根据上述分析可知：B为O元素，C为Na元素，加热条件下氧气与钠的反应生成Na2O2，含有离子键、共价键，所以电子式为：

；

(5)根据上述分析可知：D为Al元素，C为Na元素。Al的最高价氧化物对应水化物为

，故答案：

Al(OH)3，Na最高价氧化物对应水化物NaOH ,两者能发生中和反应，反应的化学方程式为：Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O，故答案：Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O。

2．南京理工教授制出了一种新的全氮阴离子盐—AgN5，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Mn2+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(H2O)6]2+[(N5)2(H2O)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 X Y Z I1/kJ?mol-1 737.7 1313.9 1402.3 I2/kJ?mol-1 1450.7 3388.3 2856.0 I3/kJ?mol-1 7732.7 5300.5 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?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?6)，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，NA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、NA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，

6n8.9?1022 其失去第一个电子较难，I1较大，则Z为氮元素 配位键 氢键 sp ? 12

NA?a32

54【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=【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?4；

(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+的数目为含有Ag+的数目为8×

5m计算密度大小。 V3?8=12个；在一个晶胞中2111+6×=4，含有N5-的数目为1+12×=4，晶胞体积为V=(2a×10-7)3 824cm，则ρ=m?V2a?10?73

4?178?g/molNA/mol??8.9?1022 g/cm3。 ?33NA?a3cm【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。

3．比较下列性质（用“＞”、“=”、“＜”填空） ①半径 P ________F ②酸性 H3PO4 ________ H2SO4 ③碱性Mg（OH）2 ________Al（OH）3 ④稳定性 H2S ________ H2O ⑤还原性H2S ________ HCl ⑥氧化性 Cl2 ________Br2 ． 【答案】> < > < > > 【解析】 【分析】

①根据不同周期元素的原子核外电子层数越多，半径越大分析；

②根据元素的非金属性越强，对应最高价氧化物的水化物的酸性越强分析； ③根据元素的金属性越强，对应最高价氧化物的水化物的碱性越强分析； ④根据元素的非金属性越强，对应氢化物的稳定越强分析；

⑤根据元素的非金属性越强，单质的氧化性越强，则对应氢化物的还原性越弱分析； ⑥根据元素的非金属性越强，单质的氧化性越强分析。 【详解】

①P和F分别位于周期表第三周期和第二周期，P原子核外有3个电子层，F原子核外有2个电子层，元素的原子核外电子层数越多，半径越大，故答案为：＞；

②P和S位于同一周期，S的非金属性大于P，元素的非金属性越强，对应最高价氧化物的水化物的酸性越强， 故答案为：＜；

③Mg的金属性大于Al，元素的金属性越强，对应最高价氧化物的水化物的碱性越强， 故答案为：＞；

④O的非金属性大于S，元素的非金属性越强，对应氢化物的稳定越强， 故答案为：＜；

⑤Cl的非金属性大于S，元素的非金属性越强，单质的氧化性越强，则对应氢化物的还原性越弱， 故答案为：＞；

⑥Cl的非金属性大于Br，元素的非金属性越强，单质的氧化性越强， 故答案为：＞。

4．如图是元素周期表的一部分，请回答下列问题：