备战高考化学综合题专题复习元素周期律专题解析含详细答案.docx

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备战高考化学综合题专题复习元素周期律专题解析含详细答案

2020-2021备战高考化学综合题专题复习【元素周期律】专题解析含详细答案

一、元素周期律练习题（含详细答案解析）

1．已知元素X、Y均为短周期元素，X元素的一种核素常用于测文物的年代，Y元素原子半径是所有原子中最小的，元素X、Y可形成两种常见化合物M和N，已知M可以使高锰酸钾酸性溶液褪色，M分子中所含X元素的质量是Y元素质量的6倍，且M的相对分子质量为56。

N是一种常用溶剂，它的实验式XY。

回答下列问题：

（1）符合条件的M的有______种。

（2）任意写一种不带支链的M的结构简式__________。

（3）若在N与液溴的混合液中加入铁粉可以发生反应（在如图装置a容器中反应），则：

①写出a容器中发生的所有反应的化学方程式：

_____________。

②d容器中NaOH溶液的作用是_____________。

（4）在碘水中加入N振荡静置后的现象是__________。

（5）等质量M、N完全燃烧时消耗O2的物质的量较多的是________（填“M”或“N”）。

【答案】3CH2＝CH－CH2－CH32Fe+3Br2＝2FeBr3、

+Br2

+HBr吸收HBr和Br2，防止污染环境溶液分层，下层无色，上层紫红色M

【解析】

【分析】

短周期元素X元素的一种核素常用于测文物的年代，则X为碳（C）；Y元素原子半径是所有原子中最小的，则Y为氢（H）。

元素X、Y可形成两种常见化合物M和N，已知M可以使高锰酸钾酸性溶液褪色，M分子中所含X元素的质量是Y元素质量的6倍，且M的相对分子质量为56，则M为分子式C4H8的烯烃；N是一种常用溶剂，它的实验式XY，则N为苯（C6H6）。

【详解】

由以上分析可知，M是分子式为C4H8的烯烃，N是分子式为C6H6的苯。

（1）符合条件的M有CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3、（CH3）2C=CH2，共3种。

答案为：

3；

（2）一种不带支链的M的结构简式为CH2=CHCH2CH3或CH3CH=CHCH3。

答案为：

CH2=CHCH2CH3或CH3CH=CHCH3；

（3）①a容器中，Fe与Br2发生反应生成FeBr3、苯与Br2在FeBr3的催化作用下发生反应生成溴苯和溴化氢，发生的所有反应的化学方程式：

2Fe+3Br2＝2FeBr3、

+Br2

+HBr。

答案为：

2Fe+3Br2＝2FeBr3、

+Br2

+HBr；

②不管是Br2（g）还是HBr都是大气污染物，都应除去，所以d容器中NaOH溶液的作用是吸收HBr和Br2，防止污染环境。

答案为：

吸收HBr和Br2，防止污染环境；

（4）在碘水中加入苯，由于碘溶于苯、苯难溶于水且密度比水小，所以振荡静置后的现象是溶液分层，下层无色，上层紫红色。

答案为：

溶液分层，下层无色，上层紫红色；

（5）M中含氢量高于N中含氢量，所以等质量M（C4H8）、N（C6H6）完全燃烧时消耗O2的物质的量较多的是M。

答案为：

M。

【点睛】

计算耗氧量时，若质量一定，则先将化学式改写碳原子个数为1的最简式，然后比较氢原子数，氢原子数越多，耗氧越多；若物质的量一定，则看化学式，4个氢原子与1个碳原子的耗氧量相同，依据需要可进行互换。

2．元素周期表是打开物质世界奧秘之门的一把金钥匙，1869年，门捷列夫发现了元素周期律并发表了元素周期表。

下图为元素周期表的一部分，回答下列问题。

（1）.上述元素中化学性质最稳定的是________（填元素符号，下同），非金属性最强的是_____。

（2）c的最高价氧化物对应水化物的化学式为__________。

（3）h元素的原子结构示意图为__________，写出h单质的一种用途:

__________。

（4）b、d、f三种元素原子半径由大到小的顺序是__________（用元素符号表示）。

（5）a、g、j的氢氧化物中碱性最强的是__________（填化学式），写出其溶液与g的氧化物反应的离子方程式:

___________________________________。

【答案】ArFHNO3

制光电池Mg>C>OKOHAl2O3+2OH-=2AlO2-+H2O

【解析】

【分析】

由元素周期表可知，a为Li、b为C、c为N、d为O、e为F、f为Mg、g为Al、h为Si、i为Ar、j为K。

【详解】

（1）0族元素的化学性质最稳定，故上述元素中化学性质最稳定的是Ar；F元素的非金属性最强；

（2）c为N，其最高价氧化物对应的水化物为HNO3；

（3）h为Si，核电荷数为14，原子的核外电子数也是14，Si的原子结构示意图为

；Si单质的一种用途是可以制光电池；

（4）b为C、d为O、f为Mg，当电子层数相同时，核电荷数越大原子半径越小；电子层数越多原子半径越大，故b、d、f三种元素原子半径由大到小的顺序是Mg>C>O；

（5）a为Li、g为Al、j为K，K的金属性最强，金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，故a、g、j的氢氧化物中碱性最强的是KOH；g的氧化物为Al2O3，Al2O3与KOH溶液反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O。

3．黑火药是我国古代四大发明之一，它的爆炸反应为：

2KNO3+3C+S

K2S+N2↑+3CO2↑

完成下列填空：

（1）上述反应中的还原剂为___，还原产物有___，当有1molKNO3参加反应时，转移电子的数目为___。

（2）KNO3晶体类型是___，其晶体中存在的化学键有___。

（3）硫原子的核外电子排布式为___，原子核外有___种不同能量的电子。

将SO2和Cl2分别通入品红溶液中，产生的现象是___；若将SO2和Cl2等体积混合后再缓缓通入品红溶液，发现品红溶液___，其原因是___。

（4）S、C和N三种元素的原子半径从小到大的顺序是___；K2S溶液中除OH-外其它各离子物质的量浓度的大小顺序为___。

（5）下列事实能说明碳与硫两元素非金属性相对强弱的有___。

a.同温同浓度溶液pH：

Na2CO3＞Na2SO4

b.酸性：

H2SO3＞H2CO3

c.CS2中碳元素为+4价，硫元素为-2价

d.分解温度：

CH4＞H2S

【答案】CK2S和N26NA离子晶体离子键、共价键1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p45品红溶液均褪色不褪色将SO2和Cl2等体积混合后在溶液中恰好完全反应生成了盐酸和硫酸，不再具有漂白性（或SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl，盐酸和硫酸无漂白性）Nc（S2-）>c（HS-）>c（H+）ac

【解析】

【分析】

【详解】

（1）该反应中N、S元素化合价均降低，C元素化合价升高，因此还原剂为C；还原产物为K2S和N2；当有1molKNO3参加反应时，有1.5molC参加反应，C元素化合价从0价升高至+4价，因此转移数目为1.5mol×4NAmol-1=6NA；

（2）KNO3为活泼金属阳离子与含氧酸根阴离子组成的化合物，其晶体类型属于离子晶体；晶体中阴阳离子通过离子键连接，硝酸根内N原子与O原子之间通过共价键连接，因此KNO3晶体中存在离子键、共价键；

（3）S原子核内质子数为16，核外电子数为16，因此核外电子排布式为：

1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4；核外电子分别处于5个不同的能级中，因此原子核外有5种不同能量的电子；SO2具有漂白性，能够使品红溶液褪色，Cl2与水反应生成的HClO具有漂白性，能够使品红溶液褪色；将SO2和Cl2等体积混合后再缓缓通入品红溶液，SO2与Cl2在水中能够发生反应：

SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl，生成的HCl、H2SO4均不具有漂白性，因此不能使品红溶液褪色；

（4）C、N原子核外电子层数小于S，因此S原子半径最大，C、N处于同一周期，核外电子层数相同，质子数越大，其半径越小，因此半径相对大小关系为：

NS2-二级水解程度>水的电离程度，因此溶液中除OH-外离子浓度关系为：

c（K+）>c（S2-）>c（HS-）>c（H+）；

（5）a．同温同浓度溶液pH：

Na2CO3>Na2SO4，根据“越弱越水解”，说明酸性：

H2SO4>H2CO3，H2SO4、H2CO3分别对应S、C的最高价氧化物对应水化物，可说明非金属性：

S>C，故a符合题意；

b．酸性：

H2SO3>H2CO3，说明亚硫酸电离出氢离子的能力强于碳酸，因H2SO3并非S元素对应最高价氧化物对应水化物，不能说明碳元素与硫元素非金属性相对强弱，故b不符合题意；

c．CS2中碳元素为+4价，硫元素为-2价，可直接说明S的非金属性强于C，所以S才显负价，碳元素显示正价，故c符合题意；

d．分解温度：

CH4>H2S，其原因是C、S均采取sp3杂化，CH4为非极性分子，H-C键能较强，在1000℃左右分解，而H2S为极性分子，H-S-H键角为92.1º，由于H-S键能较弱，导致H2S在300℃左右分解，故不能据此比较C元素与S元素非金属性，故d不符合题意；

故答案为：

ac。

【点睛】

常见非金属性的比较规律：

1、由元素对应简单单质的氧化性判断：

一般情况下，氧化性越强，元素对应非金属性越强；

2、由单质和水反应程度判断：

反应越剧烈，非金属性越强；

3、由对应简单氢化物的稳定性判断：

氢化物越稳定，非金属性越强；

4、由和氢气化合的难易程度判断：

化合越容易，非金属性越强；

5、由最高价氧化物对应水化物的酸性来判断：

酸性越强，非金属性越强；

值得注意的是：

氟元素没有正价态，氧目前无最高正价，硝酸则因分子内氢键导致酸性较弱，所以最高价氧化物对应水合物的酸性最强的是高氯酸，而不是非金属性高于氯的氮、氧、氟。

4．1869年俄国化学家门捷列夫制出第一张元素周期表，到现在形成的周期表经过了众多化学家的艰辛努力，历经142年，元素周期表体现了元素位构性的关系，揭示了元素间的内在联系。

如图是元素周期表的一部分，回答下列问题。

（1）元素Ga在元素周期表中的位置为：

___（写明周期和族）。

（2）Sn的最高正价为___，Cl的最高价氧化物对应水化物的化学式为___，As的气态氢化物为___。

（3）根据元素周期律，推断：

①阴影部分元素氢化物热稳定性最高的是___（填化学式）。

②H3AsO4、H2SeO4的酸性强弱：

H3AsO4___H2SeO4（填“＞”、“＜”或“=”）。

③氢化物的还原性：

H2O___H2S（填“＞”、“＜”或“=”）。

（4）可在图中分界线（虚线部分）附近寻找___（填序号）。

A.优良的催化剂B.半导体材料C.合金材料D.农药

（5）①Se2Cl2常用作分析试剂，其电子式为___。

②硒（Se）化铟（In）是一种可应用于未来超算设备的新型半导体材料。

下列说法正确的是___（填字母）。

A.原子半径：

In＞Se

B.In的金属性比Se强

C.In的金属性比Al弱

D.硒化铟的化学式为InSe2

③工业上常从电冶铜的阳极泥中提取纳米硒。

向浆化的阳极泥中通入氯气，Cu2Se被溶液中的HClO氧化为H2SeO3及CuCl2，反应中HClO与Cu2Se的物质的量之比为___。

（6）请设计实验比较C、Si的非金属性强弱顺序（可供选择的药品有：

CaCO3固体、稀硫酸、盐酸、饱和NaHCO3溶液、饱和Na2CO3溶液、硅酸钠溶液，化学仪器根据需要选择）。

实验步骤

实验现象与结论

在试管中加入___，再加入___，将生成气体通过___洗气后，通入___；

现象：

___；结论：

非金属性C＞Si

【答案】4，ⅢA+4HClO4AsH3HF＜＜B

AB4：

1CaCO3固体盐酸NaHCO3溶液Na2SiO3溶液生成白色胶状沉淀

【解析】

【分析】

【详解】

（1）Ga和Al同主族，在Al的下一个周期，即第四周期，第ⅢA族，故答案为：

4；ⅢA；

（2）Sn和碳同主族，最高价是+4价；Cl的最高价是+7价，最高价氧化物对应水化物的化学式为HClO4；As和N元素同主族，所以最低负价是-3价，As的气态氢化物为AsH3；

故答案为：

+4；HClO4；AsH3；

（3）①同主族元素从上到下，氢化物稳定性减弱，同周期元素从右到左，氢化物稳定性减弱，所以阴影部分元素氢化物热稳定性最高的是HF，故答案为：

HF；

②As和Se同一周期，同周期元素从右到左，最高价含氧酸的酸性减弱，所以H3AsO4、H2SeO4的酸性强弱：

H3AsO4＜H2SeO4，故答案为：

＜；

③氢化物的还原性：

H2O＜H2S，故答案为：

＜；

（4）可在金属和非金属的分界线附近来寻找半导体材料，故答案为：

B；

（5）①硒的原子序数为34，是硫的同主族元素，位于S的下方，则位于周期表第四周期ⅥA族，Se2Cl2的电子式为

；故答案为：

。

②铟（In）与铝同族且比铝多两个电子层，位于第五周期IIIA族，

A．电子层越多，原子半径越大，则原子半径：

In＞Se，故A正确；

B．元素周期表中左下方元素的金属性强，则In的金属性比Se强，故B正确；

C．同主族从上到下金属性增强，则In的金属性比Al强，故C错误；

D．硒化铟的化学式为In2Se3，故D错误；

故答案为：

AB；

③Cu2Se被溶液中的HClO氧化为H2SeO3及CuCl2，可知Cl元素的化合价由+1价降低为-1价，Cu元素的化合价由+1价升高为+2价、Se元素的化合价由-2价升高为+4价，由电子守恒可知HClO与Cu2Se的物质的量之比为

=4：

1，故答案为：

4：

1；

（6）C、Si的非金属性强弱顺序为C＞Si，可以根据碳酸酸性强于硅酸来证明，化学反应中，强酸可以制得弱酸，即在试管中加入CaCO3固体，再加入盐酸，将生成气体通过NaHCO3溶液洗气后，通入Na2SiO3溶液；生成白色胶状沉淀，则碳酸酸性强于硅酸，结论：

非金属性C＞Si。

故答案为：

CaCO3固体；盐酸，NaHCO3溶液；Na2SiO3溶液；现象：

生成白色胶状沉淀。

5．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，回答下列问题：

族

周期

ⅠA

0

1

①

ⅡA

ⅢA

ⅣA

ⅤA

ⅥA

ⅦA

2

②

③

④

⑤

3

⑥

⑦

⑧

⑨

（1）①④⑥三种元素构成的化合物的电子式：

__；⑨的最高价氧化物对应水化物的化学式：

__。

（2）⑤、⑦、⑧的简单离子半径由大到小的顺序：

__（用离子符号填写）。

（3）用一个化学方程式表示④、⑤二种元素非金属性的强弱__。

（4）⑦的单质与⑥的最高价氧化物对应水化物的水溶液反应的离子方程式为__。

（5）元素①、元素④以原子个数比为1∶1形成化合物Q，元素①、元素③形成化合物M，Q和M的电子总数相等。

以M为燃料，Q为氧化剂，可作火箭推进剂，最终产物对空气没有污染，写出该反应的化学方程式：

__。

【答案】

HClO4S2-＞F-＞Al3+2F2+2H2O=4HF+O22Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑N2H4＋2H2O2=N2＋4H2O

【解析】

【分析】

由元素周期表可知①为H；②为C；③为N；④为O；⑤为F；⑥为Na；⑦为Al；⑧为S；⑨为Cl；

（1）①④⑥三种元素构成的化合物为NaOH；⑨的最高价氧化物对应水化物为HClO4；

（2）⑤、⑦、⑧的简单离子半径通过电子层数和原子质量进行判断；

（3）通过置换反应比较二种元素非金属性的强弱；

（4）⑦的单质为Al⑥的最高价氧化物对应水化物的水溶液为NaOH；

（5）元素①、元素④以原子个数比为1∶1形成化合物Q为H2O2，元素①、元素③形成化合物M，Q和M的电子总数相等，M为N2H4，以此分析。

【详解】

由元素周期表可知①为H；②为C；③为N；④为O；⑤为F；⑥为Na；⑦为Al；⑧为S；⑨为Cl。

（1）①④⑥三种元素构成的化合物为NaOH，电子式为

，⑨的最高价氧化物对应水化物为HClO4，故答案为：

；HClO4；

（2）⑤、⑦、⑧的简单离子为F-、Al3+、S2-，则离子半径S2-＞F-＞Al3+，故答案为：

S2-＞F-＞Al3+；

（3）氟气与水反应生成氧气可证明F的非金属强于O，反应方程式为：

，故答案为：

；

（4）⑦的单质为Al，⑥的最高价氧化物对应水化物为NaOH，离子方程式为：

，故答案为：

；

（5）元素①、元素④以原子个数比为1∶1形成化合物Q为H2O2，元素①、元素③形成化合物M，Q和M的电子总数相等，则M为N2H4，该反应的化学方程式为：

，故答案为：

。

6．X、Y、Z、W为四种常见元素，其中X、Y、Z为短周期元素。

有关信息如下表。

（1）Z的氧化物在通讯领域用来作__。

（2）X的最高价氧化物对应水化物的水溶液与Y的氧化物反应的离子方程式为__。

一种含X元素的化合物是家用消毒液的有效成分，它能有效杀灭2019-coVn，请写出工业上制备它的离子反应方程式__，但在使用时特别注意不能与洁厕灵混用，原因是__（用化学方程式表示）。

（3）W在周期表中的位置为__，聚硅酸W是目前无机高分子絮凝剂研究的热点，一种用钢管厂的废W渣（主要成分W3O4，含少量碳及二氧化硅）为原料制备的流程如图：

①加热条件下酸浸时，W3O4与硫酸反应生成W的离子。

②酸浸时，通入O2的目的是___。

③“W3+浓度检测”是先将100mL含W3+溶液用适量的SnCl2还原为W2+；再用酸性K2Cr2O7标准溶液测定W2+的量（Cr2O72-被还原为Cr3+），此时发生反应的离子方程式___，若用掉0.2mol·L-1K2Cr2O7溶液50mL，则W3+浓度为___。

【答案】光导纤维Al2O3+6H＋＝2Al3＋+3H2OCl2+2OH－＝Cl－+ClO－+H2ONaClO+2HCl＝Cl2↑+NaCl+H2O第四周期第Ⅷ族将FeSO4氧化为Fe2（SO4）36Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O0.6mol/L

【解析】

【分析】

X、Y、Z为短周期元素，X的最高价氧化物对应的水化物为无机酸中最强酸，则X为Cl；Y的氧化物是典型的两性氧化物，可用于制造一种极有前途的高温材料，Y原子的最外层电子数等于电子层数，则Y为Al；Z是无机非金属材料的主角，其单质是制取大规模集成电路的主要原料，原子的最外层电子数是次外层电子数的1/2，则Z为Si；W原子的最外层电子数小于4，常见化合价有+3、+2，WX3稀溶液呈黄色，则W为Fe，据此进行解答。

【详解】

根据以上分析可知X是Cl，Y是Al，Z是Si，W是Fe。

（1）Z的氧化物二氧化硅在通讯领域用来作光导纤维。

（2）X的最高价氧化物对应水化物的水溶液高氯酸与Y的氧化物氧化铝反应的离子方程式为Al2O3+6H＋＝2Al3＋+3H2O。

一种含X元素的化合物是家用消毒液的有效成分，它能有效杀灭2019-coVn，该化合物是次氯酸钠，工业上制备它的离子反应方程式为Cl2+2OH－＝Cl－+ClO－+H2O，由于次氯酸钠能氧化盐酸生成氯气，而洁厕灵中含有盐酸，所以在使用时特别注意不能与洁厕灵混用，反应的化学方程式为NaClO+2HCl＝Cl2↑+NaCl+H2O。

（3）铁在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族。

②加热条件下酸浸时，Fe3O4与硫酸反应生成硫酸铁和硫酸亚铁，碳与二氧化硅不溶于稀硫酸也不反应，滤渣的主要成分是碳和二氧化硅；由于酸浸时有亚铁离子生成，通入氧气能将亚铁离子氧化为铁离子；

③在酸性条件下，再用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+（Cr2O72-被还原为Cr3+），则亚铁离子被氧化为铁离子，发生的离子方程式为：

6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；根据反应和原子守恒可知

解得c＝0.6mol/L

7．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A2C，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SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HClPb-2e-+SO42-=PbSO43.25.1

【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A2C，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Na2S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AlCl3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SO2，D单质是氯气，SO2通入氯水发生反应的化学方程式为SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；

（4）H2SO4溶液、Pb、PbO2构成原电池，Pb是负极、PbO2是正极；

①a极是负极，Pb失电子生成PbSO4沉淀，a电极上发生的反应可表示为Pb-2e-+SO42-=PbSO4；

②b是正极，b电极反应式是PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O；a极消耗0.05molPb，转移电子的物质的量是0.1mol，b电极消耗0.05molPbO2，生成0.05molPbSO4质量变化为

3.2g；根据总反应式Pb+PbO2+H2SO4=2PbSO4+2H2O，a极消耗0.05molPb，总反应消耗0.1molH2SO4，此时H2SO4溶液的浓度为

=5.1mol/L。

8．图1是部分短周期元素的常见化合价与原子序数的关系图：

请回答下列问题：

（1）元素F在周期表中的位置为________________

（2）C、D、E、G的简单离子半径由大到小的顺序为_______________（用离子符号表示）。

（3）二元化合物X是含有元素A的18电子分子，3gX（g）在25℃101kPa下完全燃烧生成稳定的化合物时放出QkJ的热量，写出表示X燃烧热的热化学方程式：

________________

（4）某同学设计实验用图2所示装置证明元素A、B、F的非金属性强弱（其中溶液b和溶液c均足量