高考化学元素周期律综合经典题附详细答案一、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O 2的物质的量较多的是________(填“M ”或“N ”)。
【答案】3 CH 2＝CH －CH 2－CH 3 2Fe +3Br 2＝2FeBr 3、+Br 23FeBr −−−→+HBr 吸收HBr 和Br 2，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C 4H 8的烯烃；N 是一种常用溶剂，它的实验式XY ，则N 为苯(C 6H 6)。
【详解】由以上分析可知，M 是分子式为C 4H 8的烯烃，N 是分子式为C 6H 6的苯。
(1)符合条件的M 有CH 2=CHCH 2CH 3、CH 3CH =CHCH 3、(CH 3)2C =CH 2，共3种。
答案为：3；(2)一种不带支链的M 的结构简式为CH 2=CHCH 2CH 3或CH 3CH =CHCH 3。
答案为：CH 2=CHCH 2CH 3或CH 3CH =CHCH 3；(3)①a 容器中，Fe 与Br 2发生反应生成FeBr 3、苯与Br 2在FeBr 3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 +3Br 2＝2FeBr 3、+Br 23FeBr −−−→ +HBr 。
答案为：2Fe +3Br 2＝2FeBr 3、+Br 23FeBr −−−→ +HBr ；②不管是Br 2(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Br 2，防止污染环境。
答案为：吸收HBr 和Br 2，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 (C 4H 8)、N (C 6H 6)完全燃烧时消耗O 2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．黑火药是我国古代四大发明之一，它的爆炸反应为：2KNO 3+3C+SK 2S+N 2↑+3CO 2↑完成下列填空：（1）上述反应中的还原剂为___，还原产物有___，当有1molKNO 3参加反应时，转移电子的数目为___。
（2）KNO 3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SO 2和Cl 2分别通入品红溶液中，产生的现象是___；若将SO 2和Cl 2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___；K 2S 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 ：Na 2CO 3＞Na 2SO 4b.酸性：H 2SO 3＞H 2CO 3c.CS 2中碳元素为+4价，硫元素为-2价d.分解温度：CH 4＞H 2S【答案】C K 2S 和N 2 6N A 离子晶体 离子键、共价键 1s 22s 22p 63s 23p 4或[Ne]3s 23p 4 5 品红溶液均褪色 不褪色 将SO 2和Cl 2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SO 2+Cl 2+2H 2O=H 2SO 4+2HCl ，盐酸和硫酸无漂白性) N<C<S c (K +)>c (S 2-)>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K 2S 和N 2；当有1molKNO 3参加反应时，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×4N A mol -1=6N A ；（2）KNO 3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：N<C<S；K2S属于强碱弱酸盐，在溶液中能够发生水解，S2-一级水解程度>S2-二级水解程度>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。
3．煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如图所示：(1)②中NH3参与反应的化学方程式为_______。
(2)焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶()，其分子中相邻的C和N原子相比，N原子吸引电子能力更___________(填“强”或“弱”)，从原子结构角度解释原因：________。
(3)工业合成氨是人工固氮的重要方法。
2007年化学家格哈德·埃特尔证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意如图：下列说法正确的是________(选填字母)。
a. 图①表示N2、H2分子中均是单键b. 图②→图③需要吸收能量c. 该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成(4)已知：N2(g) ＋ O2(g) = 2NO(g) ΔH = a kJ·mol-1N2(g) ＋ 3H2(g) = 2NH3(g) ΔH = b kJ·mol-12H2(g) ＋ O2(g) = 2H2O(l) ΔH = c kJ·mol-1反应后恢复至常温常压，①中NH3参与反应的热化学方程式为________。
(5)用间接电化学法除去NO的过程，如图所示：①已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间，写出阴极的电极反应式：________。
②用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：__________。
【答案】4NH3+5O2催化剂Δ4NO+6H2O 强 C和N原子在同一周期(或电子层数相同)，N原子核电荷数更大，原子半径更小，原子核对外层电子的吸引力更强 bc 4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(l) ΔH = (3c-3a-2b) kJ·mol-1 2HSO3- + 2e- + 2H+ = S2O42- + 2H2O 2NO + 2S2O42-+2H2O = N2 + 4HSO3-【解析】【分析】【详解】(1)氨气在催化剂条件下与氧气反应生成一氧化氮和水，为重要的工业反应，反应的化学方程式为4NH 3+5O 2催化剂Δ4NO+6H 2O ；(2)由于C 和N 原子在同一周期(或电子层数相同)，N 原子核电荷数更大，原子半径更小，原子核对外层电子的吸引力更强，所以N 原子吸引电子能力更强；(3)a ．氮气中两个氮原子之间为三键，故a 错误；b ．分析题中图可以知道，图②表示N 2、H 2被吸附在催化剂表面，而图③表示在催化剂表面，N 2、H 2中化学键断裂，断键吸收能量，所以图②→图③需要吸收能量，故b 正确；c ．在化学变化中，氮分子和氢分子在催化剂的作用下断裂成氢原子和氮原子，发生化学键的断裂，然后原子又重新组合成新的分子，形成新的化学键，所以该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成，故c 正确；答案选bc 。