2020-2021高考化学备考之元素周期律压轴突破训练∶培优篇及详细答案

2020-2021高考化学备考之元素周期律压轴突破训练∶培优篇及详

细答案

一、元素周期律练习题（含详细答案解析）

1．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F2Z晶胞中(结构如图所示)所包含的F原子数目为____________个。

(3)在[F(NH3)4]2+离子中，F2+的空轨道接受NH3的氮原子提供的__________形成配位键。 (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__________NA。

(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)F2Z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，Cu2+的空轨道接受NH3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3NA；

(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。

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．Q、W、X、Y、Z是5种短周期元素，原子序数逐渐增大，Q与W组成的化合物是一 种温室气体，W与Y、X与Y组成的化合物是机动车排出的大气污染物，Y和Z能形成原子个数比为1：1和1：2的两种离子化合物。

（1）W在元素周期表中的位置是______。

（2）2.24L（标准状况）XQ3被200mL 1mol/L QXY3溶液吸收后，所得溶液中离子浓度从大到小的顺序是______。

（3）WQ4Y与Y2的反应可将化学能转化为电能，其工作原理如图所示，a极的电极反应式是______。

（4）已知：W（s）+Y2（g）═WY2（g）△H=-393.5kJ/mol WY（g）+

Y2（g）═WY2

（g）△H=-283.0kJ/mol24g W与一定量的Y2反应，放出热量362.5kJ，所得产物的物质的量之比是______。

（5）X和Z组成的一种离子化合物，能与水反应生成两种碱，该反应的化学方程式是______。

【答案】第二周期IVA族 c（NO3-）＞c（H+）＞c（NH4+）＞c（OH-） CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O n（CO2）：n（CO）=1：3 Na3N+4H2O=3NaOH+NH3?H2O 【解析】 【分析】

Q、W、X、Y、Z是5种短周期元素，W与Y、X与Y组成的化合物是机动车排出的大气污染物，机动车排出的大气污染物常见的有CO和NO，W、X、Y原子序数依次增大，则W为C元素，X为N元素，Y为O元素；Q与W组成的化合物是具有温室效应的气体，为CH4气体，则Q为H元素；Y和Z能形成原子个数比为1：1和1：2的两种离子化合物，应为Na2O和Na2O2两种化合物，则Z为Na元素，以此解答该题。 【详解】

（1）W为C元素，有2个电子层，最外层电子数为4，位于周期表第二周期IVA族； 故答案为：第二周期IVA族；

（2）2.24L（标准状况）NH3为0.1mol，200mL1mol/L HNO3溶液含有HNO30.2mol，氨气被硝酸溶液吸收，溶液相当于含有0.1molHNO3与0.1molNH4NO3混合，铵根离子水解不大，溶液呈酸性，所得溶液中离子浓度从大到小的顺序是c(NO3-)＞c(H+)＞c(NH4+)＞c(OH-)； 故答案为：c(NO3-)＞c(H+)＞c(NH4+)＞c(OH-)；

（3）由图可知，电子从a极流出，a极为原电池负极，负极发生氧化反应，CH4O在负极上放电，电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O； 故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；

（4）已知：①C(s)+O2 (g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol； ②CO(g)+

1O2 (g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol； 2由①-②得C(s)+

1O2(g)=CO(g)△H=-110kJ/mol； 224gC的物质的量为2mol，与一定量的O2反应，若只生成二氧化碳，放出热量为

393.5kJ/mol×2mol=787kJ；若只生成一氧化碳，放出热量为110kJ/mol×2mol=220kJ，实际放出热量362.5kJ，故生成二氧化碳与一氧化碳，令生成二氧化碳的物质的量为x，一氧化碳的物质的量为y，所以x+y=2，393.5x+110y=362.5，解得x=0.5 mol，y=1.5 mol，所以n(CO2)：n(CO)=1：3；

故答案为：n(CO2)：n(CO)=1：3；

(5)X和Z组成的一种离子化合物，能与水反应生成两种碱，该化合物为Na3N，该反应的化学方程式是Na3N+4H2O=3NaOH+ NH3?H2O； 故答案为：Na3N+4H2O=3NaOH+ NH3?H2O。

4．煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如图所示：