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

下表为元素周期表中前四周期的部分元素（从左到右按原子序数递增排列，部分涉及到的元素未给出元素符号），根据要求回答下列各小题：

（1）在以上表格中所有元素里基态原子的电子排布中4s轨道上只有1个电子的元素有          （填元素名称）。
（2）根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表前四周期元素分成4个区域，分别为s区、p区、d区、ds区，，则属于s区的元素有_______种，属于d区的元素有_______种。第二周期元素中除Ne外电负性由高到低的三种元素依次是_______,电离能由高到低的三种元素依次是_______。
（3）Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能数据列于下表：

元素	Mn	Fe
电离能 （ kJ·mol－1）	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

回答下列问题：
Mn元素的电子排布式为____________________________________，
Fe²⁺的电子排布图为__________________________
比较两元素的I₂、I₃可知，气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个 电子难。对此，你的解释是：_____________________________

某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象如下表。请你帮助该同学整理并完成实验报告:

实验方案	实验现象
①用砂纸擦后的镁带与沸水反应，再向反应后溶液中滴加酚酞	（A）浮于水面，熔成小球，在水面上游动，随之消失，溶液变红
②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水	（B）产生气体，可在空气中燃烧，溶液变为浅红色
③钠与滴有酚酞试液的冷水反应	（C）反应不十分强烈，产生的气体可在空气中燃烧
④镁带与2mol/L盐酸反应	（D）剧烈反应，产生可燃气体
⑤铝条与2mol/L盐酸反应	（E）生成白色胶状沉淀，后来沉淀消失
⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量	（F）生成淡黄色沉淀

（1）实验目的：研究同周期元素性质递变规律
（2）实验用品：
仪器: ①________②________③________④试管夹⑤镊子⑥小刀⑦玻璃片⑧砂纸等；
药品：钠、镁带、铝条、2mol/L的盐酸、新制的氯水、饱和的H₂S溶液、AlCl₃溶液、NaOH溶液等。
（3）实验内容：(填写与实验方案相对应的实验现象) 
①______②______③______④______⑤______⑥______(用A-F表示) 
（4）实验结论：
金属性: ________________  非金属性:  ________________
（5）写出⑥的离子方程式：_________________________________。

短周期元素的单质X、Y、Z在通常状况下均为气态，并有下列转化关系（反应条件略去）：

已知： a．常见双原子单质分子中，X分子含共价键最多。
b．甲分子中含10个电子，乙分子含有18个电子。
（1）X的电子式是                                  。
（2）实验室可用下图所示装置（缺少收集装置，夹持固定装置略去）制备并收集甲

①在图中方框内绘出用烧瓶收集甲的仪器装置简图。
②试管中的试剂是（填写化学式）                         。
③烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是（用电离方程式表示）                   
（3）磷在Z中燃烧可生成两种产物，其中一种产物丁分子中各原子最外层不全是8电子结构，丁的化学式是                         。
（4）nmol丁与nmol丙在一定条件下反应，生成4nmol乙和另一化合物，该化合物蒸气的密度是相同状况下氢气的174倍，其化学式是_       ___。

短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如图所示，其中T所处的周期序数与主族序数相等，请回答下列问题：

（1）T的原子结构示意图为        。
（2）元素的非金属性为（原子的得电子能力）：Q      W（填“强于”或“弱于”）。
（3）W的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应，生成两种物质，其中一种是气体，反应的化学方程式为       。
（4）原子序数比R多1的元素是一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，此分解反应的化学方程式是                                   。
（5）R有多种氧化物，其中甲的相对分子质量最小。在一定条件下，2L的甲气体与0.5L的氧气相混合，若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留，所生成的R的含氧酸盐的化学式是                       。

I.氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料，以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF₃和BN，如下图所示：

请回答下列问题：
(1)由B₂O₃制备BF₃、BN的化学方程式依次是                                、
                                                                      ；
(2) BN中B元素的化合价为          。
II. 工业上制取冰晶石(Na₃AlF₆)的化学方程式如下：
2Al(OH)₃+12HF+3Na₂CO₃=2Na₃AlF₆+3CO₂↑+9H₂O
请根据题意填空：
(3）反应物中有两种元素在元素周期表中位置相邻，下列能判断它们的金属性或非金属性强弱的是               (选填字母）。

A．气态氢化物的稳定性	B．最高价氧化物对应水化物的酸性
C．单质与氢气反应的难易	D．单质与同浓度酸发生反应的快慢

(4）2004年，美国科学家通过“勇气”号太空探测出火星大气中含有一种称为硫化羰（化学式为COS）的物质。已知硫化羰与二氧化碳的结构相似，所有原子的最外层都满足8电子结构，且在氧气中会燃烧。请写出硫化羰的电子式                         。

I.某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象如下表。

实验方案	实验现象
①用砂纸擦后的镁带与沸水反应，再向反应后溶液中滴加酚酞	(A)浮于水面,熔成一个小球,在水面上无定向移动,随之消失,溶液变红色
②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水	(B)产生气体,可在空气中燃烧，溶液变成浅红色
③钠与滴有酚酞试液的冷水反应	(C)反应不十分强烈,产生的气体可以在空气中燃烧
④镁带与2 mol·L^－^1的盐酸反应	(D)剧烈反应,产生可燃性气体
⑤铝条与2 mol·L^－^1的盐酸反应	(E) 生成淡黄色沉淀

请你帮助该同学整理并完成实验报告：
(1)实验目的：探究同周期元素的金属性和非金属性的递变规律。
(2)实验用品：
仪器：①试管 ②酒精灯 ③胶头滴管 ④试管夹⑤镊子⑥小刀⑦玻璃片⑧砂纸 ⑨烧杯等。
药品：钠、镁带、铝条、2 mol·L^－1的盐酸、新制的氯水、饱和的H₂S溶液等。
(3)实验内容：（填写与实验方案相对应的实验现象）
①        ②        ③        ④        ⑤        （用A-E表示）
写出③的离子方程式                                     。
(4)实验结论：                                        。
II. 实验室利用如图装置进行中和热的测定，请回答下列问题：

（1）从实验装置上看，图中尚缺少一种玻璃仪器是                      。
（2）做1次完整的中和热测定实验，温度计需使用                  次。
（3）某同学为了省去清洗温度计的麻烦，建议实验时使用两支温度计分别测量酸和碱的温度，你是否同意该同学的观点，为什么？                                    

Q、R、X、Y、Z为周期表前四周期元素，原子序数依次递增。已知：
①Q为元素周期表中原子半径最小的元素；
②R的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；
③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；
④Q、R、Y三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，Q、R两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是中学化学中常见的有机溶剂；
⑤Z有“生物金属”之称，Z⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同。
请回答下列问题（答题时，Q、R、X、Y、Z用所对应的元素符号表示）
（1）化合物M的空间构型为              ，其中心原子采取        杂化；化合物N在固态时的晶体类型为              。
（2）R、X、Y三种元素的第一电离能由小到大的顺序为          ；
（3）由上述一种或多种元素组成的与RY₂互为等电子体的分子为         （写分子式）
（4）由R、X、Y三种元素组成的RXY^-离子在酸性条件下可与NaClO溶液反应，生成X₂、RY₂等物质。该反应的离子方程式为               。
（5）Z原子基态时的外围电子排布式为                ；Z的一种含氧酸钡盐的晶胞结构如图所示，晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子数为               

常用于除去高速公路冰雪的是“氯盐类”融雪剂，如NaCl、MgCl₂等，请回答：
（1）“氯盐类”融雪剂主要成分的晶体类型为            ；
（2）冰比硫化氢熔点高的原因是          ，冰分子中氧原子的杂化轨道类型为        ；
（3）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所示：

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

元素Y第一电离能大于X的原因是                                           ；
（4）融雪剂对环境危害很大，如和路基上的铁等金属形成原电池，加快路面破损。铁元素应用广泛，Fe²⁺与KCN溶液反应得Fe（CN）₂沉淀，KCN过量时沉淀溶解，生成黄血盐，结构如图。

①写出铁元素基态原子价电子的轨道表示式                    ；
②已知CN^- 与 N₂ 结构相似，1 mol CN^- 中键数目为             ；

两种短周期元素组成的化合物中，原子个数比为1:3，若两种元素的原子序数分别为a和b，则a和b的关系可能是（   ）
① a=b+5   ② a+b=8   ③ a+b=30   ④  a=b+8

A．①②③④

B．②③④

C．②③

D．③④

某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图装置来一次性完成N、C、Si的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学根据置换反应的规律，利用下图装置完成了O元素的非金属性比S强的实验研究。回答下列问题：

（1）图中D装置在实验中的作用是                  。
(2)从以下所给物质中选出甲同学设计的实验所用到物质：
图1中试剂A为_________；试剂C为_________（填序号）。
①稀HNO₃溶液②稀盐酸③碳酸钙④Na₂SiO₃溶液⑤SiO_{2 i}
写出烧瓶中发生反应的离子方程式____________________。
写出试管C中发生反应的离子方程式___________________________。
由此判断，元素N、C、Si 非金属性由弱到强的顺序为___________。
(3) 乙同学设计的实验所用到试剂A为________；试剂B为________；试剂C为________。
C处的现象为浅黄色沉淀产生；写出C中发生反应的化学方程式为        ___       。

有A、B、C、D、E五种短周期元素，原子半径依次减小。E元素与其它元素不在同一周期。C、D在周期表中处于相邻位置，它们的单质在通常状况下均为无色气体。A、B同周期，A₂B是离子化合物。请回答：
（1）A₂B的名称为              。
（2）写出D与E形成的具有10电子的4核阳离子的离子符号           ；C与E形成的4核分子的结构式为                。
（3）由上述五种元素中的某几种元素所形成的具有漂白作用的物质的化学式是：_______________（任意写一种）。
（4）B的最高价氧化物的水化物的浓溶液有强氧化性，加热时金属铜可被它氧化，该反应的化学方程式为                                     。
（5）由以上五种元素两两组合所形成的化合物中，有些物质能与水反应生成气体且属于氧化还原反应，请写出其中一个反应的化学方程式                       。

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		ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA
2				①	⑧	②
3	③	④	⑤	⑥	⑦

（1）②、④、⑤的原子半径由大到小的顺序为____________________。
②、④、⑤的离子半径由大到小的顺序为____________________。
（2）①②⑥⑦四种元素所对应的气态氢化物最稳定的是________，最不稳定的是_____（填化学式）。
(3)②、③可形成既含离子键又含共价键的化合物，其阳离子和阴离子的个数比为_____。
（4）③、⑤两元素最高价氧化物对应水化物发生反应的离子方程式为__________________________。
(5)工业上用①单质大量生产⑥单质，反应的化学方程式为_______________________________。
（6）④⑤两元素相比较，金属性较强的是       （填名称），用原子结构知识解释                                    ，可以验证该结论的实验是      （填编号）。
（a）将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中
（b）将形状、大小相同的这两种元素的单质分别和同浓度的盐酸反应
（c）将形状、大小相同的这两种元素的单质分别和热水作用，并滴入酚酞溶液
（d）分别往氯化镁溶液、氯化铝溶液中逐滴滴入氢氧化钠溶液直到过量。
(7)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____________                _________，

某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学设计了如图1装置，根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，可以一次性完成碳族元素中C与Si的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律。A、B、C三处分别是蘸有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、蘸有碱液的棉花。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。

(1)甲同学设计实验的理论依据是_____________________________________；
写出选用试剂分别为：A____________，B__________，C____________；
其中装置B中所盛试剂的作用为_____________________________________；
C中反应的离子方程式为____________________________________________；
(2)乙同学的实验理论依据是______________________________________；
写出A处的离子方程式： ___________________________________________；
B处的现象                     ，C处药品的作用                    。

阅读下面的信息，推断元素及有关物质，按要求回答：
信息①：X、Y、Z、W是常见的短周期元素，其原子序数依次增大，且原子核外最外层电子数均不少于2。
（1）根据信息①，X一定不是         （填序号）。
A氢      B. 碳      C. 氧       D. 硫
信息②：上述四种元素的单质均能在足量的氧气中燃烧，所生成的四种氧化物中，有两种能溶于稀硫酸，三种能溶于浓氢氧化钠溶液，氧化物的相对分子质量都大于26。
（2）这四种元素中是否可能有一种是铝元素？              （填可能或不可能）。
信息③：向上述四种元素单质组成的混合物中加入足量盐酸溶液，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过量的烧碱溶液，最终溶液中析出白色沉淀。
（3）该白色沉淀物的化学式为             。
信息④：向上述四种元素单质组成的混合物中加入足量烧碱溶液，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过量的盐酸溶液，最终溶液中析出白色沉淀。
（4）生成该白色沉淀物的离子方程式为                。
信息⑤：X与W同主族
（5）X与浓硫酸加热时反应的化学方程式为           。

X、Y、Z三种短周期元素，它们的原子序数之和为16。X、Y、Z三种元素的常见单质在常温下都是无色气体，在适当条件下可发生如图所示变化：已知一个B分子中含有的Z元素的原子个数比一个C分子中少一个。请回答下列问题：

（1）B分子的结构式是                      ；
（2）X单质与Z单质可制成新型的化学电源（KOH溶液作电解质溶液），两个电极均由多
孔性炭制成，通入的气体由孔隙中逸出并在电极表面放电，则正极通入          （填
名称）；负极电极反应式为                          ；
（3）C在一定条件下反应生成A的化学方程式为              。