上海市高考化学模拟试题分类汇编专题18物质结构与元素化合物的综合.docx

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上海市高考化学模拟试题分类汇编专题18物质结构与元素化合物的综合

专题18物质结构与元素化合物的综合

1．【2018届长宁区第二学期期中】砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。

部分元素在周期表中位置如下：

回答下列问题：

（1）六种元素中，非金属性最强的元素是：

_______。

写出As原子的最外层的电子排布式_______，As原子核外有_______个未成对电子。

（2）根据元素周期律，可判断原子半径Ga_______As。

（选填“＞”、“＜”或“=”）。

写出铝的最高价氧化物对应水化物的电离方程式：

______。

（3）NH3的分子构型是_____。

GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，可能的原因是_____。

写出C2H2的电子式为：

____。

（4）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_____。

【答案】P4s24p33＞Al（OH）3

Al3++3OH_或Al（OH）3

 H++AlO2-+H2O三角锥形GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体

GeCl4、GeBr4、GeI4的熔沸点依次上升。

因为其组成和结构相似的物质，都是分子晶体，随分子䟿增大，范德华力增大，熔沸点上升

NH3分子的价层电子对数＝3＋

＝4，即含有一对孤对电子，所以立体构型为三角锥形；由于GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，所以离子晶体GaF3的熔沸点高；C2H2的电子式为：

；（4）GeCl4、GeBr4、GeI4的熔沸点依次上升。

因为其组成和结构相似的物质，都是分子晶体，随分子䟿增大，范德华力增大，熔沸点上升。

2．【2018届杨浦区二模】氮化钠（Na3N）和叠氮酸钠（NaN3）是氮和钠的两种重要化合物。

Na3N能与水反应：

。

（1）写出该反应产物中属于离子化合物的电子式：

_______________。

（2）写出Na3N与足量盐酸反应的化学方程式：

______________________________________。

（3）将该反应中四种元素的简单离子按离子半径由大到小的顺序排列：

___________________。

（4）该反应四种元素中的三种，能组成一种在水溶液中显酸性的盐，写出该盐的化学式：

______。

（5）O元素的非金属性比N元素强，请用一个事实说明：

____________________________。

（6）叠氮酸钠（NaN3）受撞击会分解：

，故NaN3可应用于汽车安全气囊，若产生67.2L（标准状况下）氮气，则该反应中转移电子______________个。

（7）叠氮酸（HN3）是弱酸，酸性与醋酸相似，写出HN3的电离方程式：

___________________；将NaN3水溶液中的离子按浓度由大到小排序：

__________________________________。

【答案】

Na3N+4HCl=3NaCl+NH4ClN3->O2->Na+>H+NH4ClH2O的热稳定性比NH3强等，合理即可2NAHN3

H++N3-c（Na+）>c（N3-）>c（OH-）>c（H+）

3．【2018届松江区二模】I.2Al+Fe2O3

Al2O3+2Fe在化学反应过程中产生超高热，曾用于钢轨焊接。

完成下列填空：

（1）氧元素在元素周期表中的位置为_______________，其离子结构示意图为__________。

（2）铝盐常用作净水剂，用文字和化学用语进行解释_______________________________。

（3）氧的非金属性强于氮，用元素周期律知识分析原因_____________________________。

（4）Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式为______________________________________。

II.NH4Al（SO4）2·12H2O水溶液呈_____性（选填“酸”、“碱”或“中”），比较溶液中离子浓度大小c（NH4+）_____c（Al3+）（选填“＞”、“＜”或“=”）。

【答案】第二周期第ⅥA族

Al3+水解产生氢氧化铝胶体，能吸附水中悬浮物使之凝聚达到净水目的，Al3++3H2O

Al（OH）3（胶体）+3H+同一周期，从左到右，随着原子序数的递增，元素的非金属性逐渐增强Al2O3+2OH-→2AlO2-+H2O酸＞

点睛：

本题的疑惑点时离子浓度大小比较，可以从氢氧化铝沉淀制备入手，用可溶性铝盐与过量氨水的反应，Al3＋＋3NH3·H2O=Al（OH）3↓＋3NH4＋，说明Al3＋结合OH－能力强于NH4＋，即Al3＋水解抑制NH4＋水解，得出c（NH4＋）>c（Al3＋）。

4．【2018届松江区上学期期末】下表为元素周期表的一部分。

完成下列填空：

IA

IIA

IIIA

IVA

VA

VIA

VIIA

二

①

②

三

③

④

⑤

⑥

⑦

（1）表中元素，原子半径最大的是_____（填写元素符号）；原子核外有两个未成对电子的元素是_____________（填写编号）；③和⑥两元素形成化合物的电子式为__________。

（2）⑥⑦两种元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是__________（填化学式）。

（3）比较③、④、⑤三种元素的简单离子半径：

＞＞（填离子符号________；元素④最高价氧化物对应的水化物与硫酸反应的离子方程式为________________________。

（3）用一个化学方程式来证明元素②比元素⑥的非金属性强__________________________。

（4）③和⑥两元素形成的化合物溶于水，其溶液中离子浓度由大到小的顺序：

__________。

【答案】Na①②⑥

HClO4Na+＞Mg2+>Al3+Mg（OH）2+2H+→Mg2++2H2O2H2S+O2→2S↓+2H2O（合理即可）c（Na+）＞c（S2-）＞c（OH-）＞c（HS-）＞c（H+）

（2）元素的非金属性越强，该元素最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性硫小于氯，所以两种元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是HClO4；正确答案：

HClO4。

（3）核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，因此比较③、④、⑤三种元素的简单离子半径Na+＞Mg2+>Al3+；元素④最高价氧化物对应的水化物为氢氧化镁与硫酸反应生成硫酸镁和水，离子方程式为Mg（OH）2+2H+→Mg2++2H2O；正确答案：

Na+＞Mg2+>Al3+；Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O。

（4）②为氧，⑥为硫；硫化氢气体在氧气中燃烧可以生成单质硫和水，体现了氧气置换硫，氧元素的非金属性大于硫元素；反应方程式2H2S+O2=2S↓+2H2O；正确答案：

2H2S+O2=2S↓+2H2O。

（5）③为钠，⑥为硫；③和⑥两元素形成的化合物为硫化钠，溶于水后硫离子水解，溶液显碱性，因此硫化钠溶液中离子浓度由大到小的顺序：

c（Na+）＞c（S2-）＞c（OH-）＞c（HS-）＞c（H+）；正确答案：

c（Na+）＞c（S2-）＞c（OH-）＞c（HS-）＞c（H+）。

点睛：

短周期元素中，原子半径最大的为钠，原子半径最小的为氢；原子核外有两个未成对电子的元素位于碳族和氧族；最高价氧化物水化物含氧酸酸性最强的为高氯酸，最高价氧化物水化物的碱性最强的为氢氧化钠。

5．【2018届青浦区一模】I.SO2是一种重要的化工原料，其合理利用以及废气处理一直是化工研究的热点。

（1）氧元素在元素周期表中位于第______周期______族，硫原子核外有_____种能量不同的电子。

（2）元素的非金属性S比O______（填“强”或“弱”），从原子结构的角度解释原因：

__________。

II.工业上利用反应SO2+MnO2→MnSO4可以制备高纯MnSO4，实验装置如下图：

（3）请标出反应SO2+MnO2→MnSO4的电子转移方向和数目____________

（4）在通入干燥空气的条件下，一段时间后，测得反应后溶液中的n（SO42-）明显大于n（Mn2+），请说明原因：

___________________。

用化学方程式表示石灰乳的作用：

___________________。

III.SO2可用于处理含Cr2O72－（铬元素化合价为+6）的废水，最后转化为铬沉淀（铬元素化合价为+3）除去。

一种处理流程如下：

（5）NaHSO3与Cr2O72－反应时，物质的量之比为__________。

【答案】二ⅥA5弱硫原子半径大于氧原子半径，硫原子和氧原子的最外层电子数相等，硫原子的得电子能力比氧原子弱

在溶液中，空气中的氧气将二氧化硫氧化为H2SO4SO2+Ca（OH）2→CaSO3+H2O（或2SO2+2Ca（OH）2+O2→2CaSO4+2H2O）3∶1

【解析】试题分析：

（1）氧原子核外有2个电子层，最外层有6个电子，硫原子核外电子排布式是1S22S22P63S23P4；

（2）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;（3）反应SO2+MnO2→MnSO4中，硫元素化合价由+4升高为+6，锰元素化合价由+4降低为+2；（4）氧气能把二氧化硫氧化为H2SO4；二氧化硫污染空气，用氢氧化钙能吸收二氧化硫；（5）NaHSO3与Cr2O72－反应时，硫元素化合价由+4升高为+6，铬元素化合价由+6降低为+3，根据化合价升降相同计算物质的量之比。

点睛：

氧化还原反应中，氧化剂得电子化合价降低，还原剂失电子化合价升高，根据氧化还原反应的升降规律，氧化剂得电子数一定等于还原剂失电子数。

6．【2018届浦东新区二模】硫氰化钾（KSCN）是重要的化学试剂和药品。

它易溶于水，水溶液呈中性。

完成下列填空：

（1）钾离子的电子式为______。

碳原子的电子排布式为______；C和N的原子半径大小比较为C______N（填“＞”、“＝”或“＜”）。

（2）如图装置所示是KSCN溶于水时的实验现象，该现象说明KSCN溶于水时会____（填“吸收”或“放出”）热量，则该溶解过程水合的热效应______（填“＞”、“＝”或“＜”）扩散的热效应。

（3）KSCN水溶液呈中性，则硫氰酸（HSCN）的电离方程式为__________________；硫氰化铵（NH4SCN）溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是______________。

（4）若用KSCN溶液检验氯化亚铁溶液是否变质，实验方法是_________________。

【答案】K+1s22s22p2>吸收c（NH4+）>c（H+）>c（OH－）取样，向其中滴加KSCN溶液，若变血红色，证明FeCl2溶液已经变质，若不变红，则未变质

7．【2018届闵行区二模】I.氨是一种重要的工业原料。

回答下列问题：

（1）催化剂存在下，NH3可用来消除NO的污染，生成两种对环境无害的物质。

写出反应的化学方程式____________；该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为____。

（2）当运输氨气的管道发生泄漏时，可用一种挥发性液体________（写试剂名称）进行检查，出现的现象是___________________________________。

II.联氨（N2H4）具有较强的还原性。

工业上用过量氨气和NaClO溶液来制备。

（1）制取NaClO所用的原料是_________、_________。

解释氨气过量的原因_________。

常温下，向10mLpH=2的盐酸中滴加等浓度氨水。

加入氨水的体积（V）与溶液pH的关系如图所示。

（2）a点溶液中由水电离产生的c（H+）___10-7mol/L（填＞、＜或＝）；用平衡移动原理解释b点溶液呈酸性的原因___________。

（3）比较c点溶液中所有离子浓度大小关系是_________________。

【答案】4NH3+6NO

5N2+6H2O2：

3浓盐酸（或浓硝酸）产生（大量）白烟Cl2NaOH防止N2H4被NaClO氧化＜NH4+水解结合水电离出的OH-，使水的电离平衡H2O

H++OH-向正方向移动，溶液中c（H+）＞c（OH-），所以溶液呈酸性c（NH4+）＝c（Cl-）＞c（H+）＝c（OH-）

（2）当运输氨气的管道发生泄漏时，可以用浓盐酸（或浓硝酸）反应有白烟产生，烟为氯化铵或硝酸铵固体小颗粒；正确答案：

浓盐酸（或浓硝酸）；产生（大量）白烟。

II．

（1）氯气和氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠和氯化钠，N2H4中的氮元素为-2价，还原性较强，为防止N2H4被NaClO氧化，要加入过量的氨气；正确答案：

Cl2；NaOH；防止N2H4被NaClO氧化。

（2）a点溶液为盐酸溶液，pH=2的盐酸，c（H+）=10-2mol/L，由水电离产生的c（H+）=10-12mol/L＜10-7mol/L；由于盐酸和氨水浓度相等，b点溶液为氯化铵溶液，NH4+水解结合水电离出的OH-，使水的电离平衡H2O

H++OH-向正方向移动，溶液中c（H+）＞c（OH-），所以溶液呈酸性；正确答案：

＜；NH4+水解结合水电离出的OH-，使水的电离平衡H2O

H++OH-向正方向移动，溶液中c（H+）＞c（OH-），所以溶液呈酸性。

（3）c点溶液为中性，根据电荷守恒：

c（NH4+）+c（H+）=c（OH-）+c（Cl-），由于c（H+）＝c（OH-），所以c（NH4+）＝c（Cl-），因此c点溶液中所有离子浓度大小关系是c（NH4+）＝c（Cl-）＞c（H+）＝c（OH-）；正确答案：

c（NH4+）＝c（Cl-）＞c（H+）＝c（OH-）。

8．【2018届闵行区上学期期末】工业生产、生活中需要优质的水资源，可选用不同的化学物质进行预处理。

（1）FeCl3具有净水作用，但其溶液会腐蚀钢铁设备，除H＋作用外，另一主要原因是

_______________________ （用离子方程式表示）。

（2）NH4Fe（SO4）2用作工业废水的凝结剂，为检验其中的铁元素可选用的试剂是_____。

相同条件下，0.1mol/LNH4Fe（SO4）2中c（Fe3+）______0.1mol/LFeCl3中c（Fe3+）。

（填“=”、“<”或“>”）

（3）氯水可以杀菌消毒。

氯水中存在多个平衡，含氯元素的平衡是____________。

已知HClO的杀菌能力比ClO–强，氯水处理饮用水时，在夏季的杀菌效果比在冬季差，可能原因是

_______________________（一种原因即可）。

（4）在氯水中，下列关系正确的是_______（选填编号）。

a．c（H+）=c（ClO–）+c（Cl–）b．c（H+）=c（ClO–）+c（Cl–）+c（OH–）

c．c（HClO）

（5）工业上用ClO2除去水中的MnCl2，产物为MnO2和盐酸。

写出该反应的化学方程式

_____________________________。

【答案】Fe+2Fe3+→3Fe2+KSCN溶液（写名称亦可）>Cl2＋H2O

HClO＋HCl（写成离子方程式也得分）、HClO

H+＋ClO－、Cl2（g）

Cl2（aq）夏季，温度高，HClO易分解，HClO浓度减小，杀菌效果比在冬季差（或HClO电离是吸热过程，夏季有更多的HClO电离为H+和ClO－，HClO浓度减小；或温度高氯气的溶解度降低，HClO浓度减小bc2ClO2+5MnCl2+6H2O→5MnO2↓+12HCl

多的HClO电离为H+和ClO－，HClO浓度减小；或温度高氯气的溶解度降低，HClO浓度减小；（4）a．c（H+）=c（ClO–）+c（Cl–），不符合电荷守恒，错误；b．c（H+）=c（ClO–）+c（Cl–）+c（OH–），符合电荷守恒，正确；c．c（HClO）

故答案选bc。

（5）工业上用ClO2除去水中的MnCl2，产物为MnO2和盐酸。

发生反应的化学方程式：

2ClO2+5MnCl2+6H2O→5MnO2↓+12HCl。

点睛：

平衡存在很多方面，如溶解与结晶平衡、电离平衡、水解平衡、反应平衡等，如试题第（3）问，应根据平衡的可能性依次分析得出。

9．【2018届静安区上学期期末】某学生社团根据老师的指导进行实验研究：

一块下衬白纸的玻璃片上有a、b、c、d四个位置，分别滴加浓度为0.1mol/L的四种溶液各1滴，每种彼此分开，形成一个个小液滴。

在圆心e处放置2粒芝麻粒大小的KMnO4晶体，然后向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸，并将表面皿盖好。

可观察到a、b、c、d、e五个位置均有明显反应。

完成下列填空：

（1）.e处立即发生反应，化学方程式如下，请配平，并标出电子转移方向和数目。

___________

KMnO4＋

HCl（浓）→

KCl＋

MnCl2＋

Cl2↑＋

H2O

（2）.在元素周期表中Cl、Br、I位于___________________族，它们最高价氧化物所对应水化物酸性最强的是__________________（填化学式）。

（3）.b处实验现象为________________________。

d处反应的离子方程式为

____________________________________________，通过此实验________（填“能”或“不能”）比较Cl2、FeCl3、KMnO4三种物质氧化性的强弱。

若能，则其氧化性由强到弱的顺序是

___________________________________。

（4）.常温下，向饱和氯水中逐滴滴入0.1mol/L的氢氧化钠溶液，pH变化如下图所示，下列有关叙述正确的是________

A．①处所示溶液中存在的电离平衡不止一个

B．由①到②的过程中，溶液由酸性逐渐变为碱性

C．由①到②的过程中，水的电离程度逐渐减弱

D．②处所示溶液中：

c（Na+）＝c（Cl－）+c（ClO－）

【答案】

ⅦA族HClO4由无色变为蓝色Cl2＋2Fe2+→2Cl－＋2Fe3+能KMnO4>Cl2>FeCl3A、D

（2）Cl、Br、I最外层均为7个电子，在元素周期表中均位于ⅦA族，元素的非金属性越强，最高价氧化物所对应水化物酸性越强，酸性最强的是HClO4，故答案为：

ⅦA；HClO4；

（3）在圆心e处放置2粒芝麻粒大小的KMnO4晶体，然后向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸，浓盐酸与高锰酸钾反应放出氯气。

b处氯气能置换出碘，2KI+Cl2═2KCl+I2，碘遇淀粉变蓝色，d处发生的反应为：

2FeCl2+Cl2═2FeCl3，离子方程式为Cl2＋2Fe2+=2Cl－＋2Fe3+，Fe3+和SCN-反应使溶液变红色。

e处实验说明氧化性KMnO4＞Cl2，d处实验说明氧化性Cl2＞FeCl3，因此，三种物质氧化性强弱顺序为KMnO4＞Cl2＞FeCl3，故答案为：

由无色变为蓝色；Cl2＋2Fe2+=2Cl－＋2Fe3+；能；KMnO4>Cl2>FeCl3；

（4）A．①点时没有加入氢氧化钠，溶液中存在HClO和水的电离平衡，故A正确；B．根据图像，由①到②的过程中，溶液由酸性逐渐减弱，直至中性，没有变成碱性，故B错误；C．①到②溶液c（H+）之间减小，酸对水的电离的抑制程度减小，则水的电离程度逐渐增大，故C错误；D．②点时溶液pH=7，则c（H+）=c（OH-），根据电荷守恒得c（H+）+c（Na+）=c（Cl-）+c（ClO-）+c（OH-），所以

c（Na+）=c（Cl-）+c（ClO-），故D正确；故选AD。

点睛：

本题考查了氧化还原反应方程式的配平和规律。

掌握元素化合价的分析方法是解题的关键，本题的易错点为电子转移方向和数目的表示方法。

若用双线桥可以表示为

。

10．【2018届金山区一模】工业上用废铁为主要原料生产黄色颜料氧化铁黄（化学式：

FeOOH）的一种工艺流程如下：

主要反应：

4FeSO4+O2+8NaOH→4FeOOH↓+4Na2SO4+2H2O，完成下列填空：

（1）钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀的正极反应式为___________________，钢铁的电化学保护有一种是外加电流阴极保护法，另一种是______________阴极保护法。

（2）废铁在反应前需清洗表面油污，请用水解平衡移动原理解释常用热的纯碱溶液清洗废铁表面油污的原因________________________________________________。

（3）FeSO4的氧化过程若温度太高会发生副反应而产生红褐色沉淀[Fe（OH）3]，其离子方程式是_________________、___________________。

（4）检验氧化铁黄沉淀洗涤是否完全的方法是：

向最后一次洗涤液中加入_______试剂，若出现_______现象则表明未洗涤完全。

【答案】O2+2H2O+4e-→4OH－牺牲阳极CO32－+H2O

HCO3－+OH－，加热能促进纯碱水解，使OH－浓度增大，增强了去油污的能力Fe2++2OH－→Fe（OH）2↓4Fe（OH）2+O2+2H2O→4Fe（OH）3BaCl2溶液白色沉淀

（2）用水解平衡移动原理解释常用热的纯碱溶液清洗废铁表面油污的原因：

CO32－+H2O

HCO3－+OH－，加热能促进纯碱水解，使OH－浓度增大，增强了去油污的能力。

11．【2018届虹口区二模】工业制玻璃时，发生的主要反应的化学方程式为：

完成下列填空：

（1）钠原子核外具有______种不同能量的电子，钠元素在周期表中的位置为____________。

（2）在上述反应中，反应物和生成物的晶体类型共有_____种，写出气体产物的电子式_______________。

（3）上述物质中的非金属元素原子半径由大到小顺序为___________（用元素符号表示），下列能判断它们的非金属性强弱的依据是：

________（选填编号）。

a．气态氢化物的熔沸点b．最高价氧化物对应水化物的酸性

c．气态氢化物的热稳定性d．三种元素两两形成的化合物中电子对偏向

（4）常温下，相同物质的量浓度的

和

溶液中，

_____

（填“>”、“<”或“=”）。

（5）向10mL一定浓度的

溶液中逐滴加入0.1mol/L的稀盐酸，加入盐酸的体积与产生气体的体积有如图关系。

由此可知原

溶液的物质的量浓度为__________。

在滴入盐酸的整个过程中，溶液中

的变化情况是______________。

【答案】4第三周期第IA族3

Si>C>Ocd<0.04mol/L先增