2020-2021全国高考化学化学键的综合高考模拟和真题分类汇总含详细答案

2020-2021全国高考化学化学键的综合高考模拟和真题分类汇总含详细答案

2020-2021 全国高考化学 化学键的综合高考模拟和真题分类汇总含 详细答案 一、化学键练习题（含详细答案解析） 1． 煤气中主要的含硫杂质有 H2S以及 COS（有机硫），煤气燃烧后含硫杂质会转化成 SO2从 而引起大气污染。煤气中 H2S的脱除程度已成为其洁净度的一个重要指标。回答下列问 题： （1）将 H2S通入 FeCl3 溶液中，该反应的还原产物为 ___________。 （2）脱除煤气中 COS的方法有 Br2 的 KOH 溶液氧化法、 H2 还原法以及水解法等。 ①COS的分子结构与 CO2 相似， COS的电子式为 _____________。 ②Br 2 的 KOH 溶液将 COS氧化为硫酸盐和碳酸盐的离子方程式为 _____________。 ③已知断裂 1mol 化学键所需的能量如下 ( 能量的单位为 kJ) ： H—H C═O C═S H—S C≡O 436 745 577 339 1072 H2 还原 COS发生的反应为 H2（g）+COS（g） ═H2S（g）+CO（g），该反应的 △H=________kJ ·mol -1。 ④用活性 α—Al2O3 催化 COS水解的反应为 COS（g）+ H2 O（g） 垐 ?噲 ? CO2（g）+ H2S （g） △H<0，相同投料比、相同流量且在催化剂表面停留相同时间时，不同温度下 COS的 转化率（未达到平衡）如图 1 所示；某温度下， COS的平衡转化率与 2n H O n(COS) 的关系如图 2 所示。 由图 1 可知，催化剂活性最大时对应的温度约为 ________；由图 2 可知， P 点时平衡常数 K=_____（保留 2 位有效数字）。 【答案】 Fe2+（或 FeCl2） COS + 4Br2 + 12OH－ = CO32- + SO42- + 8Br－ + 6H2O +8 150℃ 0.048 【解析】 【分析】 【详解】 （1）将 H2S通入 FeCl3 溶液中，反应为： H2S + 2Fe3+ = S ↓ + 2Fe2+ + 2H+，Fe3+被还原为 Fe2+，故还原产物为 Fe2+（或 FeCl2）； （2） ① COS 的分子结构与 CO2 相似， COS的电子式为 ； ② 碱性溶液， OH－参与反应生成水， Br2 作氧化剂还原为 Br－，故 Br2 的 KOH溶液将 COS氧 化为硫酸盐和碳酸盐的离子方程式为 COS + 4Br2 + 12OH－ = CO32- + SO42- + 8Br－ + 6H2O； ③ 结合表格数据和反应 H2( g) +COS( g) ═H2S( g) +CO( g) ，则 △H=(436+745+577-2×339-1072) kJ ·mol -1=+8 kJ ·mol -1； ④ 由图 1 可得，相同投料比、相同流量且在催化剂表面停留相同时间时， 150℃时 COS转 化率最大，所以该温度下反应速率最快，催化剂活性最大，由图 2（单位： mol/L ）： COS（g） H2 O（g） CO2（g） H2S （g） 开始 1 3 0 0 转化 0.3 0.3 0.3 0.3 平衡 0.7 2.7 0.3 0.3 则 K= 2 2 2 c( )c( ) c( )c( ) CO H S COS H O = 0.3 0.3 0.7 2.7 = 1 21 ≈ 0.048。 【点睛】 在一定的条件下，某可逆反应的 K 值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的 正反应进行的程度越大，即该反应进行的越完全，反应物转化率越大；反之，反应就越不 完全，转化率就越小。当 K=105 时，该反应就能基本进行完全，一般看成非可逆反应；而 K 在 0.1~10 之间的反应是典型的可逆反应。 2． (1)下面列出了几组物质： A．金刚石与石墨； B．丙烯与环丙烷； C．氕与氘； D．甲烷与 戊烷； E.液氨与氨水； F. 与 ； G. 与 ，请将物 质的合适组号填写在空格上。 ①同位素 _________ ②同素异形体 _________ ③同系物 _________ ④同分异构体 _________ ⑤同一物质 _________。 (2)下列物质中：① Ar ②MgBr 2 ③Na2O2 ④H2SO4 ⑤CS2 ⑥NH4Br ⑦ BaO ⑧RbOH。只存在共 价键的是 _________ (填序号，下同 )，只存在离子键的是 _________，既存在离子键又存在 极性共价键的是 _________，既存在离子键又存在非极性共价键的是 _________。 (3)异丁烷的一氯代物有 _________种，新戊烷的一氯代物有 _________种。 C3H2Cl6 的同分异 构体有 _________种， C5HCl11 的同分异构体有 _________种，乙烷和氯气在光照条件下发生 取代反应所得产物最多有 _________种。 【答案】 C A D B、F G ④⑤ ②⑦ ⑥⑧ ③ 2 1 4 8 10 【解析】 【分析】 【详解】 (1)上述物质中，①氕与氘的质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同核素称为同位 素，故答案为： C； ②金刚石和石墨是由同一种元素组成的不同种单质，互为同素异形体，故答案为： A； ③甲烷和戊烷是结构相似，分子组成相差 4 个 CH2 原子团的同一类有机物，互称为同系 物，故答案为： D； ④丙烯与环丙烷的分子式均为 C3H6，但结构不同， 与 的 分子式均为 C5H12 相同，但结构不同，分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体， 故答案为： B、F； ⑤ 与 属于同一种物质，故答案为： G； (2)①Ar 为单原子分子，不含有化学键； ②MgBr 2 是离子化合物， Mg2+和 Br-形成离子键； ③Na2O2 是离子化合物， Na+和 O22-形成离子键， O22-中 O 和 O 形成非极性共价键； ④H2SO4 是共价化合物，只存在极性共价键； ⑤CS2 是共价化合物， C 和 S形成极性共价键； ⑥NH4Br 是离子化合物， NH4+和 Br- 形成离子键， NH4+中 N 和 H 形成极性共价键； ⑦BaO 是离子化合物， Ba2+和 O2-形成离子键； ⑧RbOH 是离子化合物， Rb+与 OH-形成离子键， OH-中 H 和 O 形成极性共价键； 综上所述，只存在共价键的是④⑤，只存在离子键的是②⑦，既存在离子键又存在极性共 价键的是⑥⑧，既存在离子键又存在非极性共价键的是③，故答案为：④⑤；②⑦； ⑥⑧；③； (3)异丁烷 (2-甲基丙烷 )有两种等效氢，其一氯代物有 2 种； 新戊烷 (2，2-二甲基丙烷 )只有一种等效氢，其一氯代物有 1 种； 分子式为 C3H2Cl6 的有机物可以看作 C3Cl8 中的两个 Cl 原子被两个 H 原子取代，碳链上的 3 个碳中，两个氢原子取代一个碳上的氯原子，有两种， CCl3-CCl2-CClH2（取代那面甲基上的 氢原子时一样）、 CCl3-CH2-CCl3；分别取代两个碳上的氯原子，有两种： CCl2H-CCl2-CCl2H （两个边上的）， CCl2H-CHCl-CCl3（一中间一边上），故 C3H2Cl6 共有 4 种； C5HCl11 可看作 C5C12 中的一个 Cl 被 H 取代，先定碳骨架： C5 有三种碳骨架： 、 、 ，后根据对称性移动官能团：氢原子的 位置有 、 、 ，因此 C5HCl11 的同分异构体有 3+4+1=8 种； 乙烷和氯气在光照条件下发生取代反应所得产物中，一氯取代物有 1 种，二氯取代物有 2 种，三氯取代物有 2 种，四氯取代物有 2 种（与二氯取代物个数相同），五氯取代物有 1 种（与一氯取代物个数相同），六氯取代物 1 种，另外还有氯化氢生成，所以共有 10 种； 综上所述，答案为： 2；1；4；8；10。 3． ．《自然》杂志曾报道我国科学家通过测量 SiO2 中 26Al 和 10Be 两种元素的比例确定 “北京 人”年龄的研究结果，这种测量方法叫 “铝铍测年法 ”。完成下列填空： （1） l0Be 和 9Be___（填序号）。 a.是同一种原子 b.具有相同的中子数 c.具有相同的化学性质 d.互为同位素 （2）写出 A1(OH)3 与 NaOH 溶液反应的化学方程式： ___。 （3）研究表明 28A1 可以衰变为 26Mg，可以比较这两种元素金属性强弱的方法是 __（填序 号）。 a.比较 Mg(OH)2 与 A1(OH)3 的碱性强弱 b.比较这两种元素的最高正化合价 c.将打磨过表面积相同的镁条和铝片分别和 100℃热水作用，并滴入酚酞溶液 d.比较这两种金属的硬度和熔点 （4）目前还有一种测量方法叫 “钾氩测年法 ”。 两种常见简单阴离子的核外电子排布与 Ar 相同，两者的半径大小关系为： ___(用化学符号 表示 )；其中一种离子与钾同周期相邻元素的离子所形成的化合物可用作干燥剂，用电子式 表示该物质的形成过程： ___。 【答案】 cd 2Al+2H2O+2NaOH= 2NaAlO2+3H2↑ ac S2->Cl- 【解析】 【分析】 【详解】 （1） l0Be 和 9Be 是中子数不同，质子数相同的 Be 的两种核素，互为同位素，它们的化学 性质相似，故答案为： cd； （2）A1(OH)3 具有两性，能与 NaOH 溶液反应，其反应的化学方程为 2Al+2H2O+2NaOH= 2NaAlO2+3H2↑，故答案为： 2Al+2H2O+2NaOH= 2NaAlO2+3H2↑； （3）a. 金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，则比较 Mg(OH)2 与 A1(OH)3 的碱性强弱，可以比较这两种元素金属性强弱，故 a 正确； b. 金属性为元素是否容易失去电子，而不是失去几个电子，则比较这两种元素的最高正化 合价不能比较这两种元素金属性强弱，故 b 错误； c. 判断金属性可以用金属单质与水反应的剧烈程度进行判断，镁条能与热水发生反应，而 铝几乎与水不发生反应，则可以比较这两种元素金属性强弱，故 c 正确； d. 硬度和熔点属于物理性质，不能用于比较金属性，故 d 错误； 综上所述，故答案为： ac； （4）核外电子排布与 Ar 相同的阴离子可以为 S2-、Cl-，二者电子层数相同，核电荷数小的 半径大，则 S2->Cl-；氯化钙可用作干燥剂，用电子式表示氯化钙的形成过程为 ，故答案为： S2->Cl-； 。 4． 现有 a～g7 种短周期元素，它们在元素周期表中的相对位置如表所示，请回答下列问题： （1）下列选项中，元素的原子间最容易形成离子键的是 ___（填序号，下同），元素的原 子间最容易形成共价键的是 ___。 A．c 和 f B．b 和 g C．d 和 g D．c 和 e （2）下列由 a～ g7 种元素原子形成的各种分子中，所有原子最外层都满足 8 电子稳定结构 的是 ___（填序号）。 A．ea3 B．ag C．fg3 D．dg4 （3）由题述元素中的 3 种非金属元素形成的 AB 型离子化合物的电子式为 ___。 （4）c 与 e 可形成一种化合物，试写出该化合物的化学式： ___，其含有的化学键类型为 ___，其与过量稀盐酸反应的化学方程式为 ___。 【答案】 B C CD Mg3N2 离子键 Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4Cl 【解析】 【分析】 首先确定 a～g 的 7 种元素具体是什么元素， (1)一般来说，活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键，非金属元素之间易形成共价 键； (2)根据各分子中非金属元素的原子形成的共用电子对情况分析； (3)3 种非金属元素形成的 AB 型离子化合物是 NH4Cl； (4)根据化合物中的成键元素来判断化学键类型，并根据物质的性质来书写方程式。 【详解】 根据元素在元素周期表中的相对位置可知 a、b、c、d、e、f、g 分别为 H、Na、Mg、C、 N、P、Cl， (1)碱金属元素原子与卤素原子间最容易形成离子键，故 Na 与 Cl 最容易形成离子键，故 B 符合； c 为金属元素，不容易与其他元素形成共价键，非金属元素间一般形成共价键，则 C 与 Cl 之间最容易形成共价键，故 C 符合，故答案为： B；C； (2)各选项对应的分子分别为 NH3、HCl、PCl3、CCl4，其中 NH3、HCl 中由于氢形成的是 2 电 子稳定结构，故不符合题意；而 PCl3 中，磷原子核外最外层电子数为 5，它与氯原子形成 共价键时，构成 PCl3 中的磷原子、氯原子最外层都达到 8 电子结构，同理， CCl4 亦符合题 意，故答案为： CD； (3)3 种非金属元素形成的 AB 型离子化合物是 NH4Cl，其电子式为 ，故答案为： ； (4)Mg 与 N 形成离子化合物 Mg 3N2，该物质与过量稀盐酸反应生成 MgCl2 和 NH4Cl，故答案 为： Mg3N2；离子键； Mg 3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4Cl。 5． 试用相关知识回答下列问题： （1）有机物大多难溶于水，而乙醇和乙酸可与水互溶，原因是 _______。 （2）乙醚（ 2 5 2 3C H OC H ）的相对分子质量大于乙醇，但乙醇的沸点却比乙醚的高得多， 原因是 _________________。 （3）从氨合成塔里分离出 NH3，通常采用的方法是 _____________，原因是 _____________。 （4）水在常温下的组成的化学式可用（ H2O）n 表示，原因是 _______________。 【答案】乙醇、乙酸和水均为极性分子，且乙醇和乙酸均可与水形成分子间氢键 乙醇分 子间存在较强的氢键 加压使 3NH 液化后，与 H2、N2 分离 NH3 分子间存在氢键，易液化 水分子间存在氢键，若干个水分子易缔合成较大的 “分子 【解析】 【分析】 由于氢键的存在，可以让乙醇和乙酸与水互溶，可以增大物质的熔沸点，易让氨气液化， 使多个水分子缔合在一起形成大分子，但是氢键不是化学键。 【详解】 （1）乙醇分子中的羟基 (—OH)、乙酸分子中的羧基 (—COOH)中的 O 原子与水分子中的 H 原子可以形成氢键、乙醇分子中的羟基 (—OH)、乙酸分子中的羧基 (—COOH)中的 H 原子与 水分子中的 O 原子可以形成氢键，故乙醇和乙酸可与水互溶的原因：乙醇、乙酸和水均为 极性分子，且乙醇和乙酸均可与水形成分子间氢键； （2）乙醇分子间通过氢键结合产生的作用力比乙醚分子间的作用力大，故乙醇的相对分子 质量虽小，但其分子间作用力比较大，所以沸点高； （3）氨气分子间由于存在氢键，沸点较高，加压会使它容易液化，从而可以和氢气、氮气 分离； （4）在常温下，由于水分子之间存在氢键，会使多个水分子缔合在一起，形成较大的分 子。 6． 原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据所学物质结构知识，请回答下 列问题： (1)苏丹红颜色鲜艳、价格低廉，常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂，严 重危 害人们健康。苏丹红常见有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 4 种类型，苏丹红Ⅰ的分子结构如图所示： 苏丹红Ⅰ在水中的溶解度很小，微溶于乙醇，有人把羟基取代在对位形成如图所示的结 构： 则其在水中的溶解度会 _____(填“增大 ”或 “减小 ”)，原因是 _____。 (2)已知 Ti3+可形成配位数为 6，颜色不同的两种配合物晶体，一种为紫色，另一种为绿色。 两种晶体的组成皆为 TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验： a.分别取 等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液； b.分别往待测溶液中滴入 AgNO3 溶液，均 产生白色沉淀； c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体 的水溶液得到的白色沉淀质量为原紫色晶体的水溶液得到的沉淀质量的 2/3。则绿色晶体配 合物的化学式为 _______，由 Cl-所形成的化学键类型是 _______。 (3)如图中 A、B、C、D 四条曲线分别表示第Ⅳ A、Ⅴ A、Ⅵ A、Ⅶ A 族元素的氢化物的沸点， 其中表示Ⅶ A 族元素氢化物沸点的曲线是 _____；表示Ⅳ A 族元素氢化物沸点的曲线是 _____；同一族中第 3、4、5 周期元素的氢化物沸点依次升高，其原因是 __________；A、 B、C曲线中第二周期元素的氢化物的沸点显著高于第三周期元素的氢化物的沸点，其原因 是 _______________。 【答案】增大 苏丹Ⅰ已形成分子内氢键而使在水中的溶解度很小，而修饰后的结构易已 形成分子间氢键，与水分子形成氢键后有利于增大在水中的溶解度 [TiCl(H2O)5]Cl2·H2O 离子键、配位键 B D 结构与组成相似，分子间不能形成氢键，相对分子质量越大，分 子间作用力越大，沸点越高 水、氨气、 HF分子之间均能形成氢键，沸点较高 【解析】 【分析】 【详解】 (1)因为苏丹红Ⅰ易形成分子内氢键，而使在水中的溶解度很小，微溶于乙醇，而修饰后的 结构易形成分子间氢键，与水分子形成氢键后有利于的增大在水中的溶解度，因此，本题 答案是：增大；苏丹红Ⅰ易形成分子内氢键而使在水中的溶解度很小，而修饰后的结构易 形成分子间氢键，与水分子形成氢键后有利于的增大在水中的溶解度； (2)Ti 3+的配位数均为 6，往待测溶液中滴入 AgNO3 溶液均产生白色沉淀，则有氯离子在配合 物的外界，两份沉淀经洗涤干燥后称量 ,发现原绿色晶体的水溶液与 AgNO3 溶液反应得到的 白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的 2 3 ，可以知道紫色品体中含 3 个氯 离子，绿色晶体中含 2 个氯离子，即绿色晶体的化学式为 [TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，氯原子形成 化学键有含有离子键、配位键，因此，本题答案是： [TiCl(H2O)5]Cl2· H2O；离子键、配位 键； (3)第二周期中元素形成的氢化物中，水为液态，其它为气体，故水的沸点最高，且相对分 子质量越大，沸点越高，故 B 曲线为 VIIA 族元素氢化物沸点； HF 分子之间、氨气分子之 间均存在氢键，沸点高于同主族相邻元素氢化物，甲烷分子之间不能形成氢键，同主族形 成的氢化物中沸点最低，故 D 曲线表示 IVA 族元素氢化物沸点；同一族中第 3、4、5 周期 元素的氢化物结构与组成相似，分子之间不能形成氢键，相对分子质量越大，分子间作用 力越大，沸点越高；水分子之间、氨气分子之间、 HF分子之间均形成氢键，沸点较高；因 此，本题答案是： B；D；结构与组成相似，分子之间不能形成氢键，相对分子质量越大， 分子间作用力越大，沸点越高；水、氨气、 HF 分子之间均形成氢键，沸点较高。 7． 同一周期 (短周期 )各元素形成单质的沸点变化如下图所示 (按原子序数连续递增顺序排列 )。 该周期部分元素氟化物的熔点见下表。 氟化物 AF BF2 DF4 熔点 /K 1266 1534 183 (1)A 原子核外共有 _______种不同运动状态的电子、 _______种不同能级的电子； (2)元素 C的最高价氧化物对应水化物的电离方程式为 __________； (3)解释上表中氟化物熔点差异的原因： _______； (4)在 E、G、 H 三种元素形成的氢化物中，热稳定性最大的是 _______（填化学式）。 A、 B、C三种原子形成的简单离子的半径由大到小的顺序为 ______（填离子符号）。 【答案】 11 4 AlO2-+H++H2O Al(OH)3 Al3++3OH- NaF与 MgF2 为离子晶体，离子 之间以离子键结合，离子键是强烈的作用力，所以熔点高； Mg 2+的半径比 Na+的半径小， 离子电荷比 Na+多，故 MgF2 的熔点比 NaF 高； SiF4 为分子晶体，分子之间以微弱的分子间 作用力结合，故 SiF4 的熔点低 HCl Na+>Mg 2+>Al3+ 【解析】 【分析】 图中曲线表示 8 种元素的原子序数 (按递增顺序连续排列 )和单质沸点的关系， H、I 的沸点 低于 0℃，根据气体的沸点都低于 0℃，可推断 H、I 为气体，气体元素单质为非气体，故 为第三周期元素，则 A 为 Na，B 为 Mg，C为 Al，D 为 Si， E为 P、 G 为 S，H 为 Cl，I 为 Ar。 (1)原子中没有运动状态相同的电子，由几个电子就具有几种运动状态； 根据核外电子排布式判断占有的能级； (2)氢氧化铝为两性氢氧化物，有酸式电离与碱式电离； (3)根据晶体类型不同，以及同种晶体类型影响微粒之间作用力的因素解答； (4)同周期自左而右非金属性增强，非金属性越强氢化物越稳定； 电子层结构相同核电荷数越大离子半径越小，据此解答。 【详解】 由上述分析可知： A 为 Na，B 为 Mg，C 为 Al，D 为 Si，E 为 P、G 为 S，H 为 Cl，I 为 Ar。 (1)A 为 Na 元素，原子核外电子数为 11，故共有 11 种不同运动状态的电子，原子核外电子 排布式为 1s22s22p63s1，可见有 4 种不同能级的电子； (2)Al(OH)3 为两性氢氧化物，在溶液中存在酸式电离和碱式电离两种形式的电离作用，电离 方程式为： AlO2-+H++H2O Al(OH)3 Al3++3OH-； (3)NaF 与 MgF2 为离子晶体，阳离子与阴离子之间以强烈的离子键结合，断裂化学键需消耗 较高的能量，因此它们的熔沸点较高；由于 Mg 2+的半径比 Na+的半径小，带有的电荷比 Na+多，所以 MgF2 的熔点比 NaF 高；而 SiF4 为分子晶体，分子之间以微弱的分子间作用力 结合，破坏分子间作用力消耗的能量较少，故 SiF4 的熔点低； (4)同一周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强，元素的非金属性： Cl>S>P。元素的非 金属性越强，其相应的简单氢化物就越稳定，故 HCl 最稳定性， Na+、Mg 2+、 Al3+核外电子 排布都是 2、8，电子层结构相同，对于电子层结构相同的离子来说，离子的核电荷数越 大，离子半径越小，故离子半径 Na+>Mg2+>Al3+。 【点睛】 本题考查核外电子排布规律、晶体结构与性质的关系、元素周期律等的应用，根据图象信 息判断出元素是解题关键，突破口为二、三周期含有气体单质数目。 8． 在构成宇宙万物的一百多种元素中，金属约占了 80%，它们在现代工业和新材料、新技术 研究中具有至关重要的意义。现有 a、b、c、d 四种金属元素， a 是人体内含量最多的金属 元素， b 是地壳中含量最多的金属元素， c 是海水中含量最多的金属元素， d 是人类冶炼最 多的金属元素。 ( 1) 元素 a 在元素周期表中的位置为 ______；a 原子的核外能量不同的电子有 ____种。 ( 2) 下列可以证明 b、c 金属性强弱的是 _____。 A．最高价氧化物对应水化物的溶解性： b＜c B．单质与水反应的剧烈程度： b＜ c C．相同条件下，氯化物水溶液的 pH 值： b＜c D．c 可以从 b 的氯化物水溶液中置换出 b ( 3) 人类冶炼 d 的时候一般得到的是 d 的合金，潮湿环境中其表面会产生一层水膜，从而 发生腐蚀。下列关于该腐蚀的说法正确的是 _____。 A．腐蚀过程中，一定会有气体放出 B．腐蚀过程中，水膜的碱性会增强 C．在酸性条件下，负极的电极反应式为： 2H++2e- =H2↑ D．与电源的负极相连，可以防止发生这种腐蚀 ( 4) d 单质在高温下会与水蒸气反应生成一种黑色固体和一种易燃性气体，且每生成 1 mol 该易燃气体放出 37. 68 kJ热量，请写出此反应的热化学方程式： _____________。 【答案】第四周期第Ⅱ A 族 6 种 BC BD 3Fe( s)+ 4H2O( g)= Fe3O4( s)+ 4H2( g) △H=- 150. 72 kJ/ mol 【解析】 【分析】 a、b、c、d 四种金属元素， a 是人体内含量最多的金属元素，则为 Ca；b 是地壳中含量最 多的金属元素， b 为 Al；c 是海水中含量最多的金属元素， c 为 Na；d 是人类冶炼最多的金 属元素，为 Fe，然后逐一分析解答。 【详解】 根据上述分析可知： a 是 Ca；b 是 Al； c 是 Na；d 是 Fe。 ( 1) a 为 Ca，原子序数为 20，核外电子排布为 2、8、8、2，原子结构中有 4 个电子层、最 外层电子数为 2，因此位于元素周期表中第四周期Ⅱ A 族； a 原子的核外能量不同的电子有 1s、2s、2p、3s、3p、4s 共 6 种； ( 2) A. 金属元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，则失电子能力越强，金属性越 强，与最高价氧化物对应水化物的溶解性无关， A 错误； B. 金属元素的单质与水或酸反应置换出氢气越容易，则失电子能力越强，单质与水反应的 剧烈程度： b＜c，则金属性： b＜c， B 正确； C. 盐溶液的 pH 越小，盐的水解程度越大，则对应的碱的碱性越弱，其金属元素的金属性 越弱，相同条件下，氯化物水溶液的 pH 值： b＜c，则金属性 b＜c，C 正确； D. 活泼金属能将不活泼金属从其盐中置换出来，但是， Na 非常活泼，能与水反应， Na 不 与溶液中的金属离子反应，因此 c 不可以从 b 的氯化物水溶液中置换出 b，D 错误； 故合理选项是 BC； ( 3) A．Fe 发生吸氧腐蚀时，没有气体放出，铁发生析氢腐蚀是有氢气生成， A 错误； B．Fe 的腐蚀过程中，若是酸性环境，不断消耗 H + ，使溶液的酸性逐渐减弱，则根据水的 离子积不变，则溶液中 OH- 会逐渐增大，因此水膜的碱性会增强， B 正确； C．在酸性条件下，负极为 Fe 失电子生成亚铁离子，则负极电极反应式为： Fe- 2e- =Fe2+ ，C 错误； D．与电源的负极相连， Fe 作阴极被保护，就可以防止 Fe 发生原电池的腐蚀作用， D 正 确； 故合理选项是 BD； ( 4) 根据 d 单质在高温下会与水蒸气反应生成一种黑色固体和一种易燃性气体，且每生成 1 mol 该易燃气体放出 37. 68 kJ 热量，故热化学方程式为： 3Fe( s)+ 4H2O( g)= Fe3O4( s)+ 4H2( g) △H=- 150. 72 kJ/ mol 。 【点睛】 本题考查元素周期表的结构及应用、金属的电化学腐蚀与防护、热化学方程式的书写，注 意把握金属的判断及原子结构与元素位置的关系为解答的关键，注重考查基础知识的综合 应用。 9． Q、R、X、Y、Z 是原子序数依次增大的五种短周期元素，在短周期的所有元素中 Q 的原子 半径与 Z 的原子半径之比最小 (不包括稀有气体 )，R、X、 Y三种元素的原子核外电子层数相 同，同一周期中 R的一种单质的熔点最高， Y 与 Q、R、X、Z 均能形成多种常见化合物。 (1)周期表中的位置： _________，其原子核外有 ______种不同形状的电子云。这五种元素 中，最外层有两个未成对电子的元素是 ________(用元素符号表示 )。 (2)Q 分别与 X、Y 形成的最简单化合物的稳定性 ______>______(用分子式表示 ) (3)Q 与 R两元素组成的分子构型可能是 ________(填写序号 )。 a．直线型 b．平面形 c．三角锥形 d．正四面体 (4)元素 X、Y在周期表中位于同一主族，化合物 Cu2X 和 Cu2Y可发生如下转化 (其中 D 是淀 粉水解的最终产物 )： 非金属 X_______Y(填“>”或 “<”)，请用事实说明该结论： __________。 【答案】第二周期第 VA 族 2 C O H2O>NH3 abd < 2H2S+O2=2H2O+S↓ 【解析】 【分析】 Q、R、X、Y、Z 是原子序数依次增大的五种短周期元素，在短周期的所有元素中 Q 的原子 半径与 Z 的原子半径之比最小 (不包括稀有气体 )，则 Q 的原子半径最小， Z 的原子半径最 大，所以 Q 是 H 元素， Z 是 Na 元素； R、X、Y三种元素的原子核外电子层数相同，这三种 元素处于第二周期，同一周期中 R 的一种单质的熔点最高，金刚石的熔点最高，所以 R 是 C元素， Y与 Q、R、X、Z 均能形成多种常见化合物，则 Y 是 O 元素，所以 X 是 N 元素。 【详解】 根据上述分析可知 Q 是 H，R是 C，X 是 N，Y 是 O，Z是 Na 元素。 (1)X 是 N 元素，原子核外电子排布为 2、5，所以其处于第二周期第 VA 族，其核外电子排 布式为 1s22s22p3，有 s、 p 两种轨道，故有两种不同形状的电子云，这五种元素中，最外层 有两个未成对电子的元素是 C和 O 元素； (2)Q 分别与 X、Y 形成的最简单化合物是 NH3、H2O，元素的非金属性越强，其氢化物的稳 定性越强， O 的非金属性大于 N 元素，所以氢化物的稳定性： H2O>NH3； (3)Q 与 R两元素组成的分子可能是甲烷、乙烯、乙炔、苯等烃类物质，其中甲烷为正四面 体结构，乙烯为平面结构，乙炔为直线形结构，故合理选项是 abd； (4)X 是 N，Y 是 O，二者是同一周期的元素，元素的非金属性越强，其相应的氢化物的稳定 性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，活动性强的可以把活动性弱的置换出 来，所以可根据置换反应： 2H2S+O2=2H2O+S↓，比较出元素的非金属性： N

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