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高中三年级化学

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    下表中列出五种短周期元素A、B、C、D、E的信息,请推断后作答

    (1)写出D元素最高价氧化物的水化物电子式:_____________。
    (2)盐X水溶液显_____(填“酸”“碱”“中”)性,用离子方程式解释其原因_______________。
    (3)D2CA3的溶液与B的单质能发生反应,其反应的离子方程式为__________________________。
    (4)已知E元素的某种氢化物Y与A2的摩尔质量相同。Y与空气组成的燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20~30%的KOH溶液。该燃料电池放电时,正极的电极反应式是_____________。
    (5)1L 0.5mol/LC的最高价氧化物的水化物与1L 0.5mol/LD的最高价氧化物的水化物反应,放出28.65kJ热量,该反应的热化学方程式为__________________。
    本题信息:2011年湖南省期末题化学推断题难度较难 来源:于丽娜
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本试题 “下表中列出五种短周期元素A、B、C、D、E的信息,请推断后作答(1)写出D元素最高价氧化物的水化物电子式:_____________。(2)盐X水溶液显_____(填“酸”“碱”...” 主要考查您对

氯气

元素的推断

电子式的书写

热化学方程式

水解方程式

原电池电极反应式的书写

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氯气:

①化学式:Cl2
②氯元素在周期表中的位置:第三周期ⅦA族
③氯原子的电子式:
④氯的原子结构示意图:
⑤氯原子的外围电子排布式:
⑥化学键类型:非极性共价键
⑦氯分子的电子式:
⑧氯分子的结构式:


氯气的物理性质和化学性质:

(1)物理性质:黄绿色,有刺激性气味,有毒,密度比空气大,能溶于水(1:2)。
(2)化学性质:氯气(Cl2)是双原子分子,原子的最外层有七个电子,是典型的非金属元素,单质是强氧化剂。
①氯气与金属反应: 2Na+Cl22NaCl(反应剧烈,产生大量白烟) 2Fe+3Cl22FeCl3(反应剧烈,产生大量棕褐色烟,溶于水成黄色溶液) Cu+Cl2CuCl2(反应剧烈,产生大量棕色的烟,溶于水成蓝色或绿色溶液)氯气能与绝大数金属都能发生反应,表明氯气是一种活泼的非金属单质。
②与非金属的反应 H2+Cl22HCl(纯净的氢气在氯气中安静的燃烧,芒白色火焰,在瓶口处有白雾产生)H2+Cl22HCl(发生爆炸) 2P+3Cl22PCl3(液态) PCl3+Cl2==PCl5(固态)磷在氯气中剧烈燃烧,产生大量的烟、雾。雾是PCl3,烟是PCl5。氯气能有很多非金属单质反应,如S、C、Si等。
③与碱反应 Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O 2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
④与某些还原性物质反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3 Cl2+SO2+2H2O==2HCl+H2SO4
⑤有机反应(参与有机反应的取代和加成反应)
CH4+Cl2→CH3Cl+HCl
CH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HCl
CHCl3+Cl2→CCl4+HCl
Cl2+CH2=CH2→CH2Cl-CH2Cl(加成反应)
⑥与水反应 Cl2+H2OHCl+HClO

元素性质推断知识点归纳:
 
(1)质量最轻的元素是氢(H),其单质可以填充气球;质量最轻的金属是锂(Li);熔点最高的非金属单质是石墨;熔点最高的金属单质是钨(W);熔点最低的金属单质是汞(Hg)。
(2)地壳中含量最多是氧(O),其次是Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、H、Ti。
(3)既难得电子,又难失电子且为单原子分子的气体是稀有气体。
(4)最高正价与最低负价绝对值之差为4的是硫(S);最高正价与最低负价绝对值之差为零的是碳(C)和硅(Si)。
(5)碳(C)是形成化合物最多的元素,是构成有机物的骨架元素,可形成多种同素异形体,其中硬度最大的是金刚石,而C60是分子晶体,熔点较低。
(6)常温下能与水反应放出氧气,单质是氟(F2),化合物是过氧化钠(Na2O2)。
(7)硅(Si)是构成地壳岩石骨架的主要元素,单质硅可被强碱溶液腐蚀且能放出氢气,还能被弱酸氢氟酸所溶解。
(8)能在空气中自然的非金属单质是白磷(P4),白磷有毒,能溶于CS2,和红磷互为同素异形体,红磷不能自然,不溶于CS2,白磷与红磷在一定的条件下可以相互转化。
(9)既能在二氧化碳中燃烧,又能在氮气中燃烧的金属是Mg,既能与酸溶液又能与碱溶液作用且均放出氢气的金属是铝(Al)。
(10)同一元素的气态氢化物和最高价氧化物的水化物化合生成盐的元素一定是氮(N)。
(11)同一元素的气态氢化物和气态氧化物反应生成该元素得单质和水,该元素可能是氮(N)或硫(S)。
(12)光照时可以释放电子的是铷(Rb)和铯(Cs);常温下呈液态的金属是汞(Hg),非金属单质是溴(Br2)。
解元素推断题必备知识归纳
(1)与元素的原子结构相关知识归纳
①最外层电子数等于次外层电子数的元素是Be、Ar;最外层电子数是次外层电子数2倍的元素有C;最外层电子数是次外层电子数3倍的元素有O;最外层电子数是次外层电子数4倍的元素有Ne。
②次外层电子数是最外层电子数2倍的元素有Li、Si;次外层电子数是最外层电子数4倍的元素有Mg。
③内层电子数是最外层电子数2倍的元素有Li、P;电子总数是最外层电子数2倍的元素有Be。原子核内无中子的元素是11H。
④常见等电子微粒:

电子数  

分子

阳离子

阴离子

2  

H2、He

Li+、Be2+

H-

10  

Ne、HF、H2O、NH3、CH4

Na+、Mg2+、Al3+、H3O+、NH4+ O2-、F-、OH-、NH2-

18 

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

K+、Ca2+

S2-、HS-、Cl-

(2)元素在周期表中的位置相关知识归纳
①主族序数与周期序数相同的元素有H、Be、Al;主族序数是周期序数2倍的元素有C、S;主族序数是周期序数3倍的元素有O。
②周期序数是主族序数2倍的元素有Li、Ca;周期序数是主族序数3倍的元素有Na。
③最高正价与最低负价的绝对值相等的元素有C、Si;最高正价是最低负价的绝对值3倍的元素有S。
④上一周期元素所形成的阴离子和下一周期元素最高价态阳离子的电子层结构与上一周期零族元素原子的电子层结构相同。
(3)与元素性质相关知识归纳
①元素所形成的单质及化合物的物理特性
A.颜色:常温下,单质为有色气体的元素是F、Cl;单质为淡黄色固体的元素是S;焰色反应火焰呈黄色的元素是Na,呈紫色的元素是K(通过兰色钴玻璃)。
B.状态:常温下,单质呈液态的非金属元素是Br;单质为白色蜡状固体的元素是P。
C.气味:有臭鸡蛋气味的非金属元素是S。
D.熔点:单质熔点最低的金属元素是Hg;熔点最高的金属元素是W。单质熔点最高的非金属元素是C。氢化物熔点最高的非金属元素是O。氧化物熔点最高的非金属元素是Si。
E.硬度:单质为天然物质中硬度最大的元素是C。
F.密度:单质最轻的金属元素是Li;单质最轻的非金属元素是H。
G.溶解性:气态氢化物最易溶于水的元素是N。
H.导电性:单质能导电的非金属元素是C;单质属于半导体材料的是Si。
②元素所形成的单质及化合物的化学特性
A.无正价、无含氧酸的元素是F;单质氧化性最强、其氢化物水溶液可雕刻玻璃的元素是F;气态氢化物稳定性最强的元素是F;最高价氧化物对应的水化物酸性最强的元素是Cl。
B.其两种同素异形体对人类生存都非常重要的元素是O(O3层被称为人类和生物的保护伞);气态氢化物与最低价氧化物能反应生成单质的是S。
C.气态氢化物与最高价氧化物对应水化物能起化合反应的元素是N;气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的元素是N;其中一种同素异形体在空气中能自燃的元素是P。
③元素性质递变规律
A.元素金属性强弱比较规律
I.依据元素周期表,同一周期中,从左到右,金属性逐渐减弱;同一主族中,由上到下,金属性逐渐增强。
II.依据最高价氧化物的水化物碱性强弱,碱性越强,金属性越强。
III.依据金属活动性顺序(极少数例外)。
IV.依据金属单质与酸或水反应的剧烈程度,反应越剧烈,金属性越强。
V.依据金属单质与盐溶液之间的置换反应。
VI.依据原电池原理,原电池中作负极的金属比作正极的金属金属性强。
VII.依据电解原理,电解时,阴极上后析出的金属比先析出的金属金属性强。
B.元素非金属性强弱比较规律
I.依据元素周期表,同一周期中,从左到右,非金属性逐渐增强;同一主族中,由上到下,非金属性逐渐减弱。
II.依据最高价氧化物的水化物的酸性强弱,酸性越强,非金属性越强。
III.依据与H2化合的难易,越容易化合,非金属性越强。
IV.依据其气态氢化物的稳定性,稳定性越强,非金属性越强。
V.依据非金属单质与盐溶液之间的置换反应。
C.微粒半径大小比较规律
I.同周期阳离子半径随原子序数递增逐渐减小,如第3周期中:Na+>Mg2+>Al3+;同周期阴离子半径随原子序数递增逐渐减小,如第3周期中:P3->S2->Cl-
II.同主族阳离子半径随原子序数递增逐渐增大,如第IA族中:Li<Na+<K+,同主族阴离子半径随原子序数递增逐渐增大,如第VIIA族中:F-<Cl-<Br-
III.阳离子半径总比相应原子半径小,如Na+<Na,阴离子半径总比相应原子半径大,如S2->S。
IV.电子层结构相同的离子半径随原子序数的增大而减小,如S2->Cl->K+>Ca2+,O2->F->Na+>Mg2+>Al3+
④元素的含量地壳中质量分数最大的元素是O,其次是Si;地壳中质量分数最大的金属元素是Al,其次是Fe;氢化物中氢元素质量分数最大的是C;所形成的有机化合物中种类最多的是C。
(3)解元素推断题的方法解答元素推断题,必须抓住原子结构和元素的有关性质,掌握元素周期表中主要规律,熟悉某些元素(短周期或前20号元素)的性质、存在和用途的特殊性,用分析推理法确定未知元素在周期表中的位置。对于有突破口的元素推断题,可利用题目暗示的突破口,联系其它条件,顺藤摸瓜,各个击破,推出结论。对无明显突破口的元素推断题,可利用题示条件的限定,逐渐缩小推求范围,并充分考虑各元素的相互关系予以推断。有时限制条件不足,则可进行讨论,得出合理结论,有时答案不止一组,只要能解释通都可以,若题目只要求一组,则选择自己最熟悉、最有把握的。有时需要运用直觉,大胆尝试、假设,再根据题给条件进行验证,也可推出。

定义:

在化学反应中,一般是原子的最外层电子数目发生变化。为了简便起见,化学中常在元素符号周围用小黑点“· ”或小叉“×”来表示元素原子的最外层电子,相应的式子叫做电子式。
(1)原子的电子式:H· 、Na· 、
(2)阳离子的电子式:不画出离子最外层电子数,元素右上角标出“n+”电荷字样:Na+、Al3+、Mg2+
(3)阴离子的电子式:要画出最外层电子数,用 “[  ]”括起来,右上角标出“n-”:
(4)离子化合物的电子式:由阴、阳离子的电子式组成,相同离子不能合并:

(5)共价化合物的电子式:画出离子最外层电子数:
(6)用电子式表示物质形成的过程:
氯化氢的形成过程:
氯化镁的形成过程:

结构式:

共价键中的每一对共用电子用一根短线表示,未成键电子不写出,物质的电子式就变成了结构式。
例如:











书写电子式的常见错误:

 1.漏写未参与成键的电子,如:
2.化合物类型不清,漏写或多写“[]”及错写电荷数,如:
3.书写不规范,错写共用电子对如:N2的电子式为:,不能写成:,更不能写成:
4.不考虑原子间的结合顺序如:HClO的电子式为,而非。因氧原子需形成2对共用电子才能达到稳定结构,而H、 Cl各需形成1对共用电子就能达到稳定结构。
5.不考虑原子最外层有几个电子均写成8电子结构如:的电子式为,而非, 因中碳原子最外层应有6个电子(包括共用电子),而非8个电子。
6.不清楚A如型离子化合物中两个B是分开写还是写一块如:均为-l 价,Br-、H-已达到稳定结构,应分开写;C原子得一个电子,最外层有5个电子,需形成三对共用电子才能达到稳定结构,不能分开写;氧原子得一个电子,最外层有7个电子,需形成一对共用电子才能达到稳定结构,也不能分开写。它们的电子式分别为:


热化学方程式:

1.定义表示反应所放出或吸收热量的化学方程式,叫做热化学方程式。
2.表示意义不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明厂化学反应中的能量变化。例如:,表示在25℃、101kPa下,2molH2(g)和1mol O2(g)完全反应生成2molH2O(l)时要释放571.6kJ 的能量。
热化学反应方程式的书写:

热化学方程式与普通化学方程式相比,在书写时除厂要遵守书写化学方程式的要求外还应注意以下问题:
1.注意△H的符号和单位 △H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应,△H为“-”;若为吸热反应,△H为“+”。△H的单位一般为kJ/moJ。
2.注意反应条件反衄热△H与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明△H的测定条件。绝大多数△H是是25℃、101kPa下测定的,此条件下进行的反应可不注明温度和压强。
3.注意物质的聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同,反应热△H不同。因此,必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”,液体用:l“,固体用“s”,溶液用“aq”。
4.注意热化学方程式的化学计量数
(1)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,并不表示物质的分子数或原子数,因此化学计量数可以是整数,也可以是分数。
(2)热化学方程式中的反应热表示反应已完成时的热量变化,由于△H与反应完成的量有关,所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与△H相对应,如果化学计量数加倍,则△H也要加倍。当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。

水解方程式:

1、定义:表示盐水解的式子。
2、书写水解方程式的注意事项:
(1)找出盐类组成中会发生水解的离子(弱酸阴离子或弱碱阳离子),直接写出盐类水解的离子方程式。
(2)盐类的水解反应是中和反应的逆反应,中和反应的程度很大,水解反应的程度很小,故写盐类的水解反应方程式或离子方程式时,一般不写“=”而写“”。
(3)一般盐类水解的程度很小,水解产物也少,通常不生成沉淀或气体,也不发生分解。在书写盐类水解的离子方程式时一般不标“↑”或“↓”,也不把生成物(如NH3·H2O、H2CO3)写成其分解产物的形式。
(4)多元弱酸的盐中弱酸根离子分步水解,第一步比较容易发生,第二步比第一步难。水解时以第一步为主。多元弱酸的水解反应式应分步书写,而多元弱碱的水解反应不分步书写。
(5)某些盐溶液在混合时,由于一种盐的阳离子和另一种盐的阴离子都能发生水解,水解后溶液的性质相反,它们在一起时就能相互促进对方的水解,使两种离子的水解趋于完全。称为双水解。如:铝盐和碳酸盐混合:
,双水解反应中如果有复分解反应的条件(沉淀、气体、水等生成),则反应比较完全。书写时一般用“=”,标“↑”或“↓”。

盐类水解方程式的书写:

一般来说,盐类水解的程度不大,应该用可逆号“”表示,盐类水解一般不会产生沉淀和气体,所以不用“↑”“↓”符号表示。
1.一元弱酸的强碱盐和一元弱碱的强酸盐的水解。

2.多元弱酸的强碱盐的水解是分步进行的,不能合并,以第一步为主。

3.多元弱碱的强酸盐的水解。

4.弱酸的铵盐的水解。

5.完全双水解的离子间的反应用“==”表示,标明“↑”“↓”符号。如



原电池电极反应式的书写:

(1)以铜锌原电池为例:
负极(Zn):Zn-2e-=Zn2+
正极(Cu):2H++2e-=H2
(2)正负极反应式的书写技巧:
①先确定原电池的正负极,在两极的反应物上标出相同数目的电子得失。
②根据物质放电后生成物的组成和电解质溶液中存在的离子,找到电极反应中还需要的其它离子。此时要注意溶液的酸碱性,从而判断应该是H+、OH-还是H2O参与了反应。因Zn反应后生成了Zn(OH)2,而KOH为电解质,可知负极上OH-参与了反应。MnO2生成了MnO(OH),即增加了氢元素,可知正极上有水参与了反应。
③根据电子守恒和电荷守恒写出电极反应式,即要注意配平和物质的正确书写形式,应按照离子方程式的书写要求进行。②中反应的电极反应式为:
负极:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 正极:2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-
(若只要求写正极的反应式,也可以写成MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-
原电池总反应式的书写:将正负电极反应相加,即为原电池总反应式。

原电池正、负极的判断方法:

原电池有两个电极,一个是正极,一个是负极,判断正极和负极的方法有以下几种。
1.由组成原电池的两极材料判断一般相对较活泼的金属为负极,相对不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
2.根据电流方向或电子流动方向判断在外电路,电流由正檄流向负极;电子由负极流向正极
3.根据原电池里电解质溶液中离子的定向移动方向判断在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
4.根据原电池两极发生的变化来判断原电池的负极总是失电子发生氧化反应,正极总是得电子发生还原反应。
5.X极增重或减轻工作后,X极质量增加,说明X极有物质析出,X 极为正极:反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X 极为负极
6.X极有气泡冒出工作后,x极上有气泡冒出,一般是发生了析出H,的电极反应,说明x极为正极。
7.X极附近pH的变化析氢或吸氧的电极反应发生后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,因而工作后,X极附近pH增大了,说明X极为正极。
8.特例在判断金属活泼性的规律中,有一条为“当两种金属构成原电池时,活泼金属作负极,不活泼金属作正极”,但这条规律也有例外情况,如Mg和Al为原电池的两极,KOH为电解质溶液时,虽然Mg比Al活泼,但因Mg不和KOH反应,所以Mg作原电池的正极等。


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