高中化学金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系试题

X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在周期表中位置如下图所示，若W原子的最外层电子数是内层电子总数的7/10，下列说法中正确的是（  ）

A．阴离子的半径从大到小排列顺序为：X＞Y＞Z＞W

B．Y的两种同素异形体在常温下可以相互转化

C．X、Y两元素的氢化物分子间分别均可以形成氢键

D．最高价氧化物对应的水化物的酸性：Z＞W

已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2∶1，三个氯离子位于外界。请根据以上情况，回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）
（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为                 。
（2）B的氢化物的分子空间构型是      。其中心原子采取                       杂化
（3）写出化合物AC2的电子式            ；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为             。
（4）ECl3与B、C的氢化物形成配位数为六的配合物的化学式为                      。

、（1）下表是部分短周期元素的原子半径及主要化合价

元素代号	L	M	Q	R	T
原子半径/nm	0.160	0.143	0.112	0.104	0.066
主要化合价	+2	+3[	+2	+6、-2	-2

①L元素的名称是______，R元素的名称是______。
②能与T元素组成的化合物具有两性的是________________（写化学式）。 
（2）某种融雪剂主要成分为XY₂，X、Y均为周期表中前20号元素，其阳离子和阴离子的电子层结构相同，且1molXY₂含有54mol电子。
①该融雪剂主要成分的化学式为__________；X与氢元素形成的化合物的电子式为____________________。
②元素D、E原子的最外层电子数是相应原子电子层数的2倍，D与Y相邻，D元素是______，E元素是______。

（本题共12分）（1）现有A、B、C、D、E五种元素，A的原子核中没有中子；B、C元素处于同一周期，C的原子半径较小，B、C的质子数之和为27，质子数之差为5；54 g D的单质跟足量盐酸反应，生成D^3＋和67.2 L（标准状况）氢气；E和C能形成E₂C型离子化合物，且E、C两元素的简单离子具有相同电子层结构。

①B、D的最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式为：                             。
②用电子式表示C与E形成E₂C的过程：          。
（2）元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。右图是元素周期表的一部分。
①阴影部分元素N在元素周期表中的位置为      。
②在一定条件下，S与H₂反应有一定限度(可理解为反应进行的程度)，请判断：在相同条件下Se与H₂反应的限度比S与H₂反应限度  　　　。(选填“更大”、“更小”或“相同”)
③Br₂具有较强的氧化性，SO₂具有较强的还原性，将SO₂气体通入溴水后，反应离子方程式是__________________________________________。
④下列说法正确的是         
A．C、N、O、F的原子半径随着原子序数的增大而减小
B．Si、P、S、Cl元素的非金属性随着核电荷数的增加而增强
C．干冰升华、液态水转变为气态都要克服分子内的共价键
D．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱

原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种元素，原子序数均小于36。已知X、Y和Z为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表：

电离能/kJ·mol^—1	I1	I2	I3	I4
X	496	4562	6912	9543
Y	738	1451	7733	10540
Z	578	1817	2745	11578

（1）X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为           （用元素符号表示），元素Y的第一电离能大于Z的原因是                  。
（2）W元素应用广泛，是一种重要的生物金属元素，如人体内W元素的含量偏低，则会影响O₂在体内的正常运输。已知W²⁺与KCN溶液反应得W（CN）₂沉淀，当加入过量KCN溶液时沉淀溶解，生成配合物，其配离子结构如图所示。

①W元素基态原子价电子排布式为                 。
②已知CN^—与    分子互为等电子体，1molCN^—中键数目为   。
③上述沉淀溶解过程的化学方程式为                    。

某化学兴趣小组的同学设计了一套实验方案探究元素周期表中元素性质的变化规律：1、同一周期内从左到右元素金属性的递变规律；
2、同一主族内从上到下元素非金属性的递变规律。

实验方法（Ⅰ）	实验现象（Ⅱ）
1．钠与冷水反应，再向反应后溶液中滴加酚酞。	A．产生白烟
2．向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水	B．反应不十分剧烈，产生的气体能燃烧，溶液变成浅红色。与酸反应剧烈，产生大量气泡且可以燃烧
3．镁带用砂纸打磨后在空气中燃烧	C．产生大量气泡、气体可以燃烧
4．NaI溶液中加入溴水和CCl4	D．下层溶液变橙色
5．镁带用砂纸打磨后与沸水反应，再向反应后溶液中滴加酚酞。镁带用砂纸打磨后与2mol/L盐酸反应。	E．浮于水面，熔成小球，迅速向四处游动，溶液变成红色
6．蘸浓氨水与浓盐酸的两玻璃棒接近	F．下层溶液变紫色
7．NaBr溶液中加入氯水和CCl4	G．发出耀眼的强光，生成白色物质
8．铝片用砂纸打磨后与2mol/L盐酸反应	H．生成淡黄色沉淀

回答下列问题：
(1) 从上表（Ⅰ）中选择实验方法，从（Ⅱ）中选择相应的实验现象，上下对应地填写符合要求的答案在空格中（有几个填几个，不一定把空格填满）。

	探究同一周期从左到右元素金属性的递变规律	探究同一主族内从上到下元素非金属性的递变规律
Ⅰ
Ⅱ

（2）实验结论（用元素符号表示具体的强弱顺序）：
元素的金属性：                     ，元素的非金属性：               。
（3）上表（Ⅰ）中实验方法8反应的离子方程式                                   
（4）上表（Ⅱ）中实验现象D反应的离子方程式                                              

有A、B、C、D、E五种短周期主族元素，原子序数由A到E逐渐增大。
　　①A元素最外层电子数是次外层电子数的2倍。
　　②B的阴离子和C的阳离子与氖原子的电子层结构相同。
　　③在通常状况下，B的单质是气体，0.1molB的气体与足量的氢气完全反应共有0.4mol电子转移。
　　④C的单质在点燃时与B的单质充分反应，生成淡黄色的固体，此淡黄色固体能与AB₂反应可生成B的单质。
　　⑤D的气态氢化物与其最高价含氧酸间能发生氧化还原反应。
请写出：　　
（1）A元素的最高价氧化物的电子式　          　。
（2）B元素在周期表中的位置　         　　。
（3）B单质与C单质在点燃时反应的生成物中所含化学键类型有               。
（4）D元素的低价氧化物与E的单质的水溶液反应的化学方程式为______________。
（5）C与D能形成2:1的化合物，用电子式表示该化合物的形成过程的             。
（6）元素D与元素E相比，非金属性较强的是          （用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是                （填选项序号）。
a．常温下D的单质和E的单质状态不同
b．E的氢化物比D的氢化物稳定
c．一定条件下D和E的单质都能与钠反应
d．D的最高价含氧酸酸性弱于E的最高价含氧酸
e．D的单质能与E的氢化物反应生成E单质

某研究性学习小组设计了如下二组实验:
（I）实验验证元素周期律中, 非金属元素的非金属性越强，对应的最高价含氧酸的酸性就越强。设计了如下图装置以验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱。

设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱，已知A是强酸，常温下可与铜反应；B是块状固体；打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到有白色沉淀生成。
(1)写出所选用物质的化学式：
A：              ，B：              ，C：              。
(2)写出烧杯中发生反应的离子方程式：                               。
(Ⅱ )为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂的催化效果，甲、乙两位同学分别设计了如图一、图二所示的实验。
（1）图一可通过观察                                                         
定性比较得出结论。有同学提出将CuSO₄改为CuCl₂更为合理，其理由是             ，或者将FeCl₃溶液改成物质的量浓度为              mol/L的Fe₂(SO₄)₃溶液。

（2）检查图二装置气密性的方法是                                          ;
图二所示实验中需测量的数据是                                       。

(14分)硼酸(H₃BO₃)是一种片层状结构的白色晶体(下图)，有滑腻感，可做润滑剂。硼酸对人体受伤组织有缓和和防腐作用，故可以用于医药和食品防腐等方面。回答下列问题：
       
(1)B原子结构示意图为_______________________。
(2)硼酸为一元弱酸，在水中电离方程式为H₃BO₃＋H₂O[B(OH)₄]^－＋H^＋，写出硼酸与NaOH溶液反应的离子方程式_______________________________________________。
(3)下列有关硼酸晶体的说法正确的是_______________。
A、H₃BO₃分子的稳定性与氢键有关
B、平均1 mol H₃BO₃的晶体中有3 mol氢键
C、硼酸晶体中层与层之间作用力是范德华力
D、B为sp²杂化，同一层内主要作用力是共价键和氢键
(4)根据对角线规则，与B性质相似的元素是________。
(5)含氧酸的通式为(HO)_mRO_n，根据非羟基氧原子数判断，与H₃BO₃酸性最接近的是______。
A HClO         B．H₄SiO₄        C．H₃PO₄        D．HNO₂
(6)一种硼酸盐的阴离子为B₃O₆^n－，n＝______；B₃O₆^n－结构中只有一个六元环，B的空间化学环境相同，O有两种空间化学环境，画出B₃O₆^n－的结构图(注明所带电荷数)：
____________________________________________________________。

(12分)前四周期元素X、Y、Z、W核电荷数依次增加，核电荷数之和为58；Y 原子的M层p轨道有3个未成对电子；Z与Y同周期，且在该周期中电负性最大；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4∶1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5∶2。
（1）X的元素符号为_______，Z元素位于周期表第_______周期第________族。
（2）Y与X形成共价化合物A，Z与X形成共价化合物B，A与B还原性较强的是________(写分子式)。
（3）Z的最高价氧化物的水化物的化学式为________________。
（4）12.4 g单质Y₄与0.3 mol O₂在一定条件下恰好完全反应生成0.1 mol化合物C，一个C分子中所含有的键数目为            。
（5）含W元素的最高化合价的含氧酸根离子是___________，该含氧酸根离子在分析化学中有重要作用，请写出在酸性条件下该含氧酸根离子与Fe^2＋反应的离子方程式：
______________________________________________________________________。

(12分)X、Y、Z、W、Q、R六种短周期主族元素，原子序数依次增大，Z基态原子核外有三个未成对电子，Y、Z、W分别与X形成常见化合物的分子结构依次为正四面体、三角锥形和V形，Q的各级电离能如下表，W与R是同族元素。

Q	I1	I2	I3	I4	I5	…
电离能(kJ/mol)	496	4562	6912	9543	13353	…

回答下列有关问题：
(1)W原子的价电子排布图为_______________________________。
(2)化合物Q₂W₂的电子式_________________，化合物XYZ的结构式________________。
（3）Y、Z、W分别与X形成常见化合物的沸点由高到低的顺序是____________________(用分子式表示)。
(4)RW₃分子中的键角___________，W₃分子的立体构型是_______________形。
(5)根据等电子原理，指出与YW₂互为等电子体且含有Z原子的微粒有      、      
(要求写一种分子和一种离子)。

(16分)下表为周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。

用化学用语回答下列问题：
(1)写出元素f的基态原子核外电子排布式___________________________。
(2)在c₆a₆分子中，元素c为    杂化，该分子是       分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)ci₂分子的电子式为_________________________，ci₂与ce₂比较，沸点较高的是_____________(写分子式)。
(4)第一电离能：h______i；电负性：g______b(填“＞”、“＜”或“＝”)。
(5)下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的外围电子排布特点的有关叙正确是             。

A．j位于元素周期表中第四周期、ⅠB族，属于ds区元素

B．d的基态原子中，2p能级为半充满，属于p区元素

C．最外层电子排布式为4s^1，一定属于ⅠA族

D．最外层电子排布式为ns^2np^1，该元素可能是ⅢA族或ⅢB族

(6)将氨水滴入到j的硫酸盐溶液中，先产生蓝色沉淀，然后沉淀逐渐溶解并得到深蓝色溶液，显深蓝色的离子是____________________，写出蓝色沉淀溶解在氨水中的离子方程式______________________________________________________________________。
(7)j的金属晶体的晶胞如图所示，则一个晶胞中j原子的个数是_______个。

(18分)下表是元素周期表中短周期元素的一部分，表中所列字母分别代表一种元素。

A							B
			D	E	F
C					G	H

(1)     C的原子结构示意图为：__________________；
(2)     A与G形成的化合物X的结构式为____________，其中X中含有的化学键是________
X属于_________化合物（填“离子”或“共价”）。
(3)     比较非金属性强弱：G _____ H（填“＞”或“＜”），用一个化学方程式表示该强弱关系_____________________________________________________________________。
(4)     在一定条件下，A与E可形成一种化合物X，其相对分子质量与O₂相同，则X为______； X可在纯氧中燃烧，所得产物无污染，涉及的化学方程式为：_____________________。
(5)     “神舟”六号载人飞船内需要用化合物X（由上表中的某2种元素组成）来吸收航天员呼出的CO₂，请用化学方程式表示吸收原理：_______________________________。飞船中需要制造一种适合航天员生存的人工态环境，还应该在氧气中充入一种稀释气体，该气体为_______。
(6)     E的气态氢化物与其最高价氧化物水化物反应的产物X在一定温度下分解，生成两种氧化物，每1 mol X分解时转移的电子为4 mol，X受热分解的化学方程式为_______

A、B、C、D、E、F、G均为短周期元素，原子序数依次递增。A元素原子核内无中子，B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，D是地壳中含量最多的元素，E是短周期中金属性最强的元素，F与G位置相邻，G是同周期元素中原子半径最小的元素。
请用化学用语回答：
（1）推断B元素在元素周期表中的位置       ，写出C的单质的电子式            。
（2）A与D形成的18电子的化合物与FD₂化合生成一种强酸，其化学方程式为         。
（3）E、F、G三种元素所形成的简单离子，其离子半径由大到小的顺序是              。（用离子符号表示）
（4）用电子式表示化合物E₂F的形成过程                     。
（5）下图为某新型发电装置示意图，其负极电极反应为         。

下表为长式周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

（1）写出上表中元素⑨原子的外围电子排布式            。
（2）在元素③与①形成的水果催熟剂气体化合物中，元素③的杂化方式为：   
（3）按要求完成下列各题
a．第一电离能：元素④      元素⑤（选填“＞”、“＝”、“＜”)。
b．与元素④所形成的单质互为等电子体的分子、离子的化学式       、       （各写一种）。
c．元素④的气态氢化物X的水溶液在微电子工业中，可作刻蚀剂H₂O₂的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，其化学方程式为________________________________
d．由X与氧气、KOH溶液构成原电池，负极会产生元素④的单质。则其负极反应式为_____________________________。
（4）由元素③和⑧形成的液态化合物Z，是非极性的直线形分子。0.2mol的Z在O₂中完全燃烧，生成两种气态氧化物，298K时放出热量215kJ。该反应的热化学方程式为_________________________
（5）在测定①与⑥形成化合物的相对分子质量时，实验测得的值一般高于理论值的主要原因是：                                                。
（6）元素⑩所形成的单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。已知该原子的半径为d，相对原子质量为M，N_A代表阿伏加德罗常数，请回答：
晶体中该原子的配位数为     ，一个晶胞中包含的原子数目为       ；该晶体的密度为            （用字母表示）