4周期表周期律推断表格数据计算题.docx

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4周期表周期律推断表格数据计算题

高一化学竞赛——艰苦卓绝玉汝于成

第四章周期表周期律推断表格数据的计算

一、推断题的知识储备

（一）元素金属性和非金属性强弱的判断

（二）粒子半径的大小比较：

（三）化学键类型的判断和化合物的类型和分子间作用力

（四）位构性的关系

（五）四同的比较

（六）常见物质的电子式的书写

二、强化训练

1、（Ⅰ）用A＋、B－、C2－、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子八种微粒（离子或分子）。

请回答：

⑴A元素是、B元素是、C元素是（用元素符号表示）。

⑵D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是。

⑶E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是。

⑷F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是，电子式是。

⑸G分子中含有4个原子，其分子式是。

⑹H分子中含有8个原子，其分子式是。

（Ⅱ）通常情况下，微粒A和B为分子，C和E为阳离子，D为阴离子，它们都含有10个电子；B溶于A后所得的物质可电离出C和D；A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀。

请回答：

（1）用化学符号表示下列4种微粒：

A：

B：

C：

D：

（2）写出A、B、E三种微粒反应的离子方程式：

、

2、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短同期元素，W、X是金属元素，Y、Z是非金属元素。

（1）W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生盐和水，该反应的离子方程式为＿＿。

（2）W与Y可形成化合物W2Y，该化合物的电子式为。

（3）Z的最高价氧化物为无色液体，0.25mol该物质与一定量水混合得到一种稀溶液，并放出QKj的热量。

写出该反应的热化学方程式：

。

X的硝酸盐水溶液显＿＿性，用离子方程式解释原因＿。

（4）Y的低价氧化物通入Z单质的水溶液中，发生反应的化学方程式为。

（5）比较Y、Z气态氢化物的稳定性＿＿＞＿＿（用分子式表示）

（6）W、X、Y、Z四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是：

＿＞＿＞＿＞＿。

3、根据元素周期表1—20号元素的性质和递变规律，回答下列问题。

（1）属于金属元素的有________种，金属性最强的元素与氧反应生成的化合物_________

（2）属于稀有气体的是___________（填元素符号，下同）；（3）形成化合物种类最多的两种元素是____________________；（4）第三周期中，原子半径最大的是（稀有气体除外）______________；（5）推测Si、N最简单氢化物的稳定性_________大于_________（填化学式）。

4、下表中阿拉伯数字（1、2……）是元素周期表中行或列的序号。

请回答下列问题。

纵行

横行　　

1

2

13

14

15

16

17

18

1

A

2

B

C

D

E

3

F

G

H

I

（1）B、C两元素中非金属性较强的是________（写出元素名称），请设计一个简单的实验证明这一结论_________________________________________________________________。

（2）表中某元素能形成两性氧化物，写出该氧化物溶于氢氧化钠溶液的离子反应方程式________________。

（3）表中某元素的单质在常温下为气态，该元素能与A～I中的一种元素构成原子个数比为1∶1和1∶2的两种共价化合物X和Y，该元素还能与A～I中的另一种元素构成离子个数比为1∶1和1∶2的两种离子化合物Z和M。

写出Z与Y反应的化学方程式：

_________________________________。

5、下表中的实线表示元素周期表的部分边界。

①～⑤分别表示元素周期表中对应位置的元素。

（1）请在上表中用实线补全元素周期表边界。

（2）元素③氢化物的电子式为_______。

（3）元素④—般在化合物中显_____价，但与_____形成化合物时，所显示的价态则恰好相反。

（4）在元素①的单质、元素②的单质和元素①②形成的合金这三种物质中，熔点最低的是_____。

A元素①的单质B元素②的单质C元素①②形成的合金D无法判断

6、下表为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑧在表中的位置，用化学用语回答下列问题：

族

周期

IA

0

1

①

A

A

A

A

A

A

2

②

③

④

3

⑤

⑥

⑦

⑧

（1）④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为_________________________。

（2）②、

、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是_________________________。

（3）①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物，写出其中一种化合物的电子式：

____________________。

（4）由表中两种元素的原子按1:

1组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解，可使用的催化剂为（填序号）_________________。

a．MnO2b．FeCl3c．Na2SO3d．KMnO4

（5）由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应：

X溶液与Y溶液反应的离子方程式为_______________。

N→⑥的单质的化学方程式为___________。

常温下，为使0.1mol/LM溶液中由M电离的阴、阳离子浓度相等，应向溶液中加入一定量的Y溶液至___________________。

7、D、E、X、Y、Z是周期表中的前20号元素，且原子序数逐渐增大。

它们的最简氢化物分子的空间构型依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形（V形）、直线形。

回答下列问题：

（1）Y的最高价氧化物的化学式为__________；

（2）上述5种元素中，能形成酸性最强的含氧酸的元素是___________，写出该元素的任意3种含氧酸的化学式：

___________________________________；

（3）D和Y形成的化合物，其分子的空间构型为____________；

（4）D和X形成的化合物，其化学键类型属___________，其晶体类型属__________；

（5）金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物是___________，此产物与水反应生成两种碱，该反应的化学方程式是____________________；

（6）试比较D和X的最高价氧化物熔点的高低并说明理由：

_______

三、推断题的突破口

突破口之一----元素之最：

1．空气中含量最多的元素—N，其次—O

2．地壳中含量最多的元素（非金属）—O，地壳中含量最多的金属元素—Al

3．自然界形成化合物种类最多的元素—C

4．短周期表内原子半径最大的—Na，原子半径最小的—H

5．短周期表内金属性最强的—Na，非金属性最强的是（电负性最大的元素）—F

6．目前应用最广泛的金属—Fe

7．单质是自然界硬度最大的元素—C（金刚石）

8．单质最轻（或单质密度最小）的元素—H

9．气态氢化物最稳定的—F

突破口之二----短周期元素原子结构特征：

1．最外层电子数等于电子层数—H、Be、Al

2．最外层电子数等于电子层数2倍—He、C、S

3．最外层电子数等于电子层数3倍—O

4．最外层电子数等于次外电子层数—Be、Ar

5．最外层电子数等于次外电子层数2倍—C

6．最外层电子数等于次外电子层数3倍—O

7．最外层电子数等于次外电子层数4倍—Ne

8．原子核内无中子、原子序数与电子层数和最外层电子数都相等—H

9．最外层电子数为2—ⅡA和He

10．最高正化合价与它的负化合价代数和等于0的元素—C、Si

11．最高正化合价与它的负化合价代数和等于2的元素—N、P

12．最高正化合价与它的负化合价代数和等于4的元素—S

13．最高正化合价与它的负化合价代数和等于6的元素—Cl（Br、I）

14．原子核外各电子层上电子数均达到2n2的元素—He、Ne

突破口之三----10电子和18电子粒子

1．10电子—原子：

Ne

分子：

HF、H2O、NH3、CH4

阳离子：

Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+

阴离子：

N3-、O2-、F-、OH-、NH2-

2．18电子—原子：

Ar

分子：

HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4

阳离子：

K+、Ca2+、N2H5+、N2H62+

阴离子：

P3-、Cl-、S2- 、O22-、HS-

突破口之四----颜色特征：

1、焰色反应—Na或Na+（黄色）、K或K+（紫色）（透过蓝色钴玻璃）

2、红色—Cu、Cu2O、Fe2O3、        

3、浅黄色—S或Na2O2或AgBr（AgI、Ag3PO4黄色）

4、黄绿色—Cl2

5、黑色—C、CuO、MnO2、Fe3O4、FeO、CuS、FeS

6、红棕色—Br2、NO2

7、蓝色—Cu2+、Cu（OH）2

8、浅绿色—Fe2+

9、白色（胶状）—Al（OH）3、Fe（OH）2、Mg（OH）2

10、红褐色—Fe（OH）3

11、燃烧产生苍白色火焰—H2在Cl2中燃烧

12、气态氢化物遇酚酞试液变红的气体—NH3

13、在空气中由无色迅速变为红棕色—NO

14、向溶液中加入碱液，产生白色沉淀—灰绿色—红褐色—Fe2+

15、遇SCN-显红色，遇OH-生成红褐色沉淀，遇苯酚显紫色—Fe3+

16、使品红溶液褪色的气体—Cl2、SO2；

17、使品红溶液褪色的物质—HClO、NaClO、Ca（ClO）2、Na2O2、H2O2、氯水

18、在Cl2中燃烧产生白色烟雾—P

19、遇淀粉显蓝色—I2

突破口之五----物质结构特征：

1、四面体结构—ＣＨ４、CCl4、SiH4、Ｐ４、ＮH４+

2、正四面体网状结构—金刚石（C）、硅（Si）、二氧化硅（SiO2）

3、三角锥形结构—NH3、NF3、NCl3

4、平面三角形结构—BF3、BCl3

5、角形（V形）结构—H2O、H2S

6、直线形结构—CO2、CS2、HCl、HF、XeF2

7、A2B2型—Na2O2、H2O2、C2H2

突破口之六----化学反应特征：

1、在冷的浓硝酸和浓硫酸中“钝化”的金属—Al和Fe

2、既能与酸反应，又能与碱反应—Al、Al2O3、A1（OH）3、氨基酸、弱酸的铵盐、弱酸的酸式盐

3、使带火星木条复燃—O2、NO2

4、反应条件是高温—CaCO3、FeS2与O2、CO与Fe2O3、Al与Fe2O3（铝热反应）、Fe与H2O、C与H2O

5、反应条件需通电—2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2#+H2#、2Al2O3 4A1+3O2#、MgCl2 Mg+C12#、2NaCl2Na+Cl2#、2CuSO4+2H2O2Cu+O2#+2H2SO4

 6、反应条件需催化剂—NH3与O2、N2与H2、KClO3、H2O2、SO2与O2

7、单质与水在一定条件下反应生成两种气体的元素—C（水煤气反应）

　　8、可做半导体材料的元素—Si、Se等

9、能与碱溶液作用产生H2的非金属—Si

10、能与水反应放出O2的非金属—F2

11、常温下氢化物为液态的元素—O

四、巩固练习

1．右下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素的核电荷数为X元素的2倍。

下列说法正确的是（）

A．X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增

B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增

C．YX2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力

D．根据元素周期律，可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性

2．甲～庚等元素在周期表中的相对位置如下表，己的最高氧化物对应水化物有强脱水性，甲和丁在同一周期，甲原子最外层与最内层具有相同电子数。

下列判断正确的是（）

A．丙与戊的原子序数相差28

B．气态氢化物的稳定性：

庚<己<戊

C．常温下，甲和乙的单质均能与水剧烈反应

D．丁的最高价氧化物可用于制造光导纤维

3．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。

X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍，Y是地壳中含量最高的元素，Z2＋与Y2－具有相同的电子层结构，W与X同主族。

下列说法正确的是（）

A．原子半径大小顺序：

r（W）＞r（Z）＞r（Y）＞r（X）

B．Y分别与Z、W形成的化合物中化学键类型相同

C．X的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的弱

D．Y的气态简单氢化物的热稳定性比W的强

4．W、X、Y、Z均是短周期元素，X、Y处于同一周期，X、Z的最低价离子分别为X2－和Z－，Y＋和Z-离子具有相同的电子层结构。

下列说法正确的是（）

A．原子最外层电子数：

X＞Y＞ZB．单质沸点：

X＞Y＞Z

C．离子半径：

X2－＞Y＋＞Z－D．原子序数：

X＞Y＞Z

5．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，且原子最外层电子数之和为13。

X的原子半径比Y的小，X与W同主族，Z是地壳中含量最高的元素。

下列说法正确的是（）

A．原子半径的大小顺序:

r（Y）>r（Z）>r（W）

B．元素Z、

W的简单离子的电子层结构不同

C．元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强

D．只含X、Y、Z三种元素的化合物，可能是离子化合物，也可能是共价化合物

6．下列推论正确的是（　　）

A．SiH4的沸点高于CH4，可推测PH3的沸点高于NH3

B．NH4+的正四面体结构，可推测PH4+也为正四面体结构

C．CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体

D．C2H6是碳链为直线型的非极性分子，可推测C3H8也是碳链为直线型的非极性分子

7、短周期元素X、Y、Z、W在元索周期表中的相对位置如右下图所示，其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍，下列说法不正确的是（）

A．

原子半径:

W>Z>Y>X

B.最高价氧化物对应水化物的酸性：

X>W>Z

C.最简单气态氢化物的热稳定性:

Y>X>W>Z

D.元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等

8、a．b．c．d为短周期元素，a的M电子层有1个电子，b的最外层电子数为内层电子数的2倍，c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍，c与d同周期，d的原子半径小于c。

下列叙述错误的是（）

A．d元素的非金属性最强B．它们均存在两种或两种以上的氧化物

C．只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物

D．b．c．d与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键

9、短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。

已知YW的原子充数之和是Z的3倍，下列说法正确的是

Y

Z

X

W

A原子半径：

X

X>Z

CZ、W均可与Mg形成离子化合物D最高价氧化物对应水化物的酸性：

Y>W

10、原子序数依次增大的元素a、b、c、d，它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。

a-的电子层结构与氦相同，b和c的次外层有8个电子，c-和d+的电子层结构相同。

下列叙述错误的是

A.元素的非金属性次序为c>b>aB.a和其他3种元素均能形成共价化合物

C.d和其他3种元素均能形成离子化合物

D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6

11、、W、X、Y、Z均为的短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。

下列说法正确的是（）

A．单质的沸点：

W>XB．阴离子的还原性：

W>Z

C．氧化物的水化物的酸性：

Y

12、右下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素的核电荷数为X元素的2倍。

下列说法正确的是（）

A．X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增

B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增C．YX2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力

D．根据元素周期律，可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性

13、下列说法正确的是（）

A．I的原子半径大于Br，HI比HBr的热稳定性强

B．P的非金属性强于Si，H3PO4比H2SiO3的酸性强

C．Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应

D.SO2和SO3混合气体通入Ba（NO3）2溶液可得到BaSO3和BaSO4

五、表格数据的计算

1、在标准状况下，取甲、乙、丙各30.0mL相同浓度的盐酸，然后分别慢慢加入组成相同的镁铝合金粉末，得下表中有关数据（假设反应前后溶液体积不发生变化）。

请回答：

实验序号

甲

乙

丙

合金质量/mg

255

385

459

气体体积/mL

280

336

336

（1）甲组实验中，盐酸（选填“过量”、“适量”或“不足量”，下同）__________；乙组实验中盐酸__________。

（2）盐酸的物质的量浓度为__________。

（3）合金中Mg、Al的物质的量之比为__________。

2、某天然碱（纯净物）可看作由CO2和NaOH反应后的产物所组成。

称取天然碱样品四份，溶于水后，分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30mL，产生CO2的体积标准状况如下表：

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

盐酸溶液的体积mL

30

30

30

30

样品g

3.32

4.15

5.81

7.47

二氧化碳的体积mL

672

840

896

672

（1）由第Ⅰ组数据中的CO2体积与样品质量之比，可以推测用249g样品进行同样的实验时，产生CO2mL标准状况。

（2）另取332g天然碱样品于300℃加热分解至完全300℃时Na2CO3不分解），产生CO2112mL（标准状况）和水045g，计算并确定该天然碱的化学式。

（3）已知Na2CO3和HClaq的反应分下列两步进行：

Na2CO3＋HClNaCl＋NaHCO3NaHCO3＋HClNaC1＋CO2＋H2O

由上表中第Ⅳ组数据可以确定所用的HClaq的浓度为mol/L

（4）依据上表所列数据以及天然碱的化学式，讨论并确定上述实验CO2（标准状况）体积VmL与样品质量Wg之间的关系式。

3、钢铁工业是国家工业的基础。

2006年我国粗钢产量突破4亿吨，居世界首位。

某中学社会实践活动小组利用假期对当地钢铁厂进行了调研，对从矿石开始到钢铁产出的工艺流程有了全面的感性认识。

请您对社会实践活动小组感兴趣的问题进行计算：

（1）将6.62g铁矿石样品投入适量的盐酸中（充分反应），过滤，然后在滤液中加过量的NaOH溶液，充分反应后，过滤、洗涤、灼烧得4.80gFe2O3。

现以该铁矿石为原料炼铁，若生产过程中铁元素损失4%，计算每生产1.00t生铁（含铁96%），至少需要这种铁矿石多少吨?

（保留两位小数）

（2）取某钢样粉末28.12g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，得到CO2气体224mL（标准状况）。

①计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比。

②再取三份不同质量的钢样粉末分别加到100mL相同浓度的H2SO4溶液中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：

实验序号

加入钢样粉末的质量/g

2.812

5.624

8.436

生成气体的体积/L（标准状况）

1.120

2.240

2.800

计算硫酸溶液的物质的量浓度。

③若在实验

中继续加入mg钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为多少?

（用含m的代数式表示）

4、为了防环境污染并对尾气进行综合利用，某硫酸厂用氨水吸收尾气中的SO2，再向吸收液中加入浓硫酸，以制取高浓度的SO2及（NH4）2SO4和NH4HSO4固体。

为测定上述（NH4）2SO4和NH4HSO4固体混合物的组成，现称取该样品四份，分别加入相同浓度的NaOH溶液各40.00mL，加热至120℃左右，使氨气全部逸出[（NH4）2SO4和NH4HSO4的分解温度均高于200℃]，测得有关实验数据如下（气体体积均折算到标准状况的体积）：

实验序号

样品质量（克）

NaOH溶液的体积（mL）

氨气的体积（L）

Ⅰ

7.4

40.00

1.68

Ⅱ

14.8

40.00

3.36

Ⅲ

22.2

40.00

1.12

IV

37.0

40.00

0.00

（1）实验过程中有关反应的离子方程式为：

；。

（2）计算用1.85克样品进行同样实验时，生成氨气在标准状况的体积为L。

（3）欲计算该NaOH溶液的物质的量浓度应选择第组数据，由此求得NaOH溶液的物质的量浓度为。

5、已知：

4NH3十5O2→4NO+6H2O；4NO十3O2十2H2O→4HNO3

设空气中氧气的体积分数为0.20，氮气体积分数为0.80,请完成下列填空及计算

（1）amolNO完全转化为HNO3需要氧气_______mol

（2）为使NH3恰好完全氧化为一氧化氮，氨－空气混合物中氨的体积分数为________（保留2位小数）。

（3）20.0moL的NH3和一定量空气充分反应后，再转化为HNO3

①在下图中画出HNO3的物质的量n（A）和空气的物质的量n（B）关系的理论曲线。

②写出当125≤n（B）≤200时，n（A）和n（B）的关系式__________________________。

编号

①

②

③

④

稀硝酸体积/mL

100

200

300

400

剩余金属/g

18.0

9.6

0

0

NO体积/mL

2240

4480

6720

V

6、铁粉和铜粉的均匀混合物，平均分成4份，分别加入同浓度的稀硝酸，充分反应后，在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表（设硝酸的还原产物只有NO）下列结果正确的是A．硝酸的浓度为4mol/LB．①中溶解了5.6gFeC．②中溶解了9.6gCuD．④中V=8960