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

Q、W、X、Y、Z是原子序数逐渐增大的短周期元素。已知Q在所有原子中的原子半径最小，W是形成化合物种类最多的元素，Y的最外层电子数是内层电子数的3倍，Y和Z能形成原子个数比为1：1和1：2的两种离子化合物。（注：答题应根据题目要求，用元素符号或化学式来表示对应元素或物质）
（1）Z的离子结构示意图          
（2）为了提高工业合成XQ₃产率（该反应为放热反应），下列措施合理的是    
a．升高温度
b．加入催化剂
c．将XQ₃分离出去    
d．增大反应体系压强
（3）WQ₄与Y₂反应通过下图装置可将化学能转化为电能。b电极反应式为       

（4）标况下2．24LWY₂被200mL 1 mol／LZYQ溶液吸收，所得溶液阴离子浓度从大到小的顺序是                                
（5）下图为某反应体系各物质（均为气体）的量及能量关系，该反应的热化学方程式为    。

（6）X和Z组成的一种离子化合物，能与水反应生成两种碱，其化学方程式是      。

X、Y、Z、W是周期表前四周期中的常见元素，它们的原子序数依次增大，其相关信息如下表：

请根据以上信息回答下列问题：
（1）X元素所在族中的两种短周期元素形成的原子晶体的化学式为          ；其熔点比X、Y两元素形成的化合物的熔点          （填“高”或“低”）。
（2）Z元素与Y元素所形成的原子个数比为1：1的化合物的电子式为        。
（3）W元素基态原子的价电子排布式为       ；W或W的化合物，是中学化学课本中常见反应的催化剂，请写出其中一个用W或W的化合物做催化剂的化学反应的化学方程式：
                                                              。

则X（s）与Y₂（g）反应生成XY（g）的热化学反应方程式为：                   。

北京奥运会主会场“鸟巢”内灯火辉煌，鼓瑟齐鸣。璀璨的烟花在空中组成奥运五环等图案，与场内表演相呼应。请回答下列问题：

（1）火焰利用了部分金属的______反应，该反应属于______（填“物理”或“化学”）变化。
（2）右图Ⅰ所示的五圆环代表A、B、C、D、E五种化合物，圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素，五种化合物由五种短周期元素形成，每种化合物仅含两种元素。A是沼气的主要成分；B、E分子中所含电子数均为18，B不稳定，具有较强的氧化性，其稀溶液是医疗上广泛使用的消毒剂，E的分子结构模型如图Ⅱ；C、D均为原子晶体，C可作为光导纤维的主要材料，D中所含两种元素的原子个数比为3∶4，电子总数之比为3∶2。根据以上信息回答下列问题：
①B的水溶液呈弱酸性，其主要的电离方程式可表示为                            ，D的化学式是         。
② A、B、E中均含有的一种元素为            （填元素名称）。
③NH₃分子中的N原子有一对孤对电子，能发生反应：NH₃ + HCl = NH₄Cl。试写出E与足量盐酸发生反应的化学方程式                                              。
（3）我国科研人员在实验室应用电子计算机模拟出具有高能的物质N₆₀，它的结构与C₆₀十分相似。已知N₆₀分子中每个N原子均以氮氮单键结合三个氮原子，且N₆₀结构中每个氮原子均形成8个电子的稳定结构。试推测1个N₆₀分子的结构中含有_________个N—N键。

A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大。已知：A元素的原子半径最小，B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，C元素的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应能生成盐，D与E同主族，E元素原子的最外层电子数比次外层电子数少2。请回答：
（1）元素C在周期表中的位置是             。
（2）元素D的单质与金属钠反应生成的化合物可作潜水面具中的供氧剂，这种化合物与水反应的离子方程式                       。
（3）D和E两种元素相比较，其原子得电子能力较强的是      （写名称）。
以下说法中，可以证明上述结论的是      （填写编号）。
a. 比较这两种元素的常见单质的沸点
b. 二者形成的化合物中，D元素的原子显负价
c. 比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
d. 比较这两种元素氢化物的水溶液的酸性
（4）元素A、D、E与钠元素可形成两种酸式盐（均含有该四种元素），这两种酸式盐在水溶液中反应的离子方程式是：                               。
（5）由元素A、B、D组成的一元酸X为日常生活中的调味剂，元素A、F组成的化合物为Y。在等体积、等pH的X、Y的溶液中分别加入等质量的锌粉，反应后若最后仅有一份溶液中存在锌粉，则反应过程中两溶液中反应速率的大小关系是：X    Y（填“>”、“=”或“<”）
（6）元素F的单质常温下是一种气体，工业上主要是通过电解其钠盐的饱和溶液的方法获得该气体，假定装入的饱和溶液为100mL（电解前后溶液体积变化可忽略），当测得阴极上产生11.2mL（标准状况）气体时停止通电，将溶液摇匀，此时溶液的pH为        。

V、W、X、Y、Z五种短周期元素的原子序数依次增大，在周期表中W与V、X相邻，Y与Z相邻，X、Y同主族。Z的化合物可以发生某一反应，其离子方程式为：
（未完成）。
（1）Y、Z两种元素的简单离子的半径大小关系为　　　　　　（用离子符号表示）。
（2）五种元素中分子的空间构型相同的氢化物沸点高低排列顺序为　　　　　　
（用分子式表示），其原因是　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）V与Z单质不能直接化合生成VZ₄，在催化剂作用下由VY₂与Z₂反应制得VZ₄，其化学反应方程式为VY₂+Z₂→VZ₄+Y₂Z₂（未配平）。
①写出上述化学反应方程式　　　　　　　　　　　　　　　。
②Y₂Z₂分子中，Y与Z均满足8e^－结构，则Y₂Z₂的结构式为　　　　　　　。
③Y与W两种元素形成一种重要化合物A，A分子的结构如图所示：

6mol Y₂Z₂与16mol W的简单氢化物恰好完全反应生成A、Y单质和一种中学化学中常见的盐。写出该反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　。

决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题。
（1）已知A和B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
A	578	1817	2745	11578
B	738	1451	7733	10540

　　    A通常显     价，A的电负性        B的电负性（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）紫外光的光子所具有的能量约为399 kJ·mol^－1。根据下表有关蛋白质分子中重要化学键的信息，说明人体长时间照射紫外光后皮肤易受伤害的原因：                     。组成蛋白质的最简单的氨基酸中的碳原子杂化类型是              。

共价键	C－C	C－N	C－S
键能/ kJ·mol^－1	347	305	259

（3）实验证明：KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似（如下图所示），其中3种离子晶体的晶格能数据如下表：

离子晶体	NaCl	KCl	CaO
晶格能/kJ·mol^－1	786	715	3401

则该 4种离子晶体（不包括NaCl）熔点从高到低的顺序是：                 。
其中MgO晶体中一个Mg^2＋周围和它最邻近且等距离的Mg^2＋有       个。
（4）金属阳离子含未成对电子越多，则磁性越大，磁记录性能越好。离子型氧化物V₂O₅和CrO₂中，适合作录音带磁粉原料的是             。
（5）某配合物的分子结构如右图所示，其分子内不含有        （填序号）。

A．离子键         B．极性键         C．金属键
D．配位键         E．氢键           F．非极性键

雄黄(As₄S₄)和雌黄(As₂S₃)是提取砷的主要矿物原料，二者在自然界中共生。根据题意完成下列填空：
（1） As₂S₃和SnCl₂在盐酸中反应转化为As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S气体。若As₂S₃和SnCl₂正好完全反应，则氧化剂与氧化产物的物质的量之比为               。
（2）上述反应中产生的气体可用            吸收。
（3） As₂S₃和HNO₃有如下反应：As₂S₃+ 10H⁺+ 10NO₃^— = 2H₃AsO₄+ 3S+10NO₂↑+ 2H₂O
若生成48g S，则生成标准状况下的NO₂的体积为       L。若准确测得的实际体积小于理论值（计算值），请分析可能原因                                  。
（4）某课外活动小组设计了以下实验方案验证Ag与浓HNO₃反应的过程中可能产生NO。其实验流程图如下：

①测定硝酸的物质的量：
反应结束后，从如图B装置中所得100 mL溶液中取出25.00 mL溶液，用0.1 mol·L^－1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂，滴定前后的滴定管中液面的位置如上图所示。在B容器中生成硝酸的物质的量为          。

②测定NO的体积：
若实验测得NO的体积为112.0 mL(已折算到标准状况)，则Ag与浓硝酸反应的过程中     （填“有”或“没有”）NO产生，作此判断的依据是                     。

阅读下表中的相关信息。除N外，其余都是主族元素。

元素代号	相关信息
T	T的单质能与冷水剧烈反应，所得强碱性溶液中含有两种电子数相同的阴、阳离子
X	X的原子2p轨道未成对电子数和成对电子数相等
Y	在第三周期元素中，Y的简单离子半径最小
Z	T、X、Z组成的36电子的化合物A是家用消毒剂的主要成分
M	M的氧化物是制造光导纤维的重要原料
N	位于第四周期,是人类最早使用的金属之一，单质呈红色

请按要求回答：
（1）元素T与X按原子个数比1∶1形成的化合物中所含的化学键类型有        
             ，元素M与X形成的化合物B属于       晶体（填写晶体类型）。
（2）写出N基态原子电子排布式：                                     。
（3）元素T、Y、Z对应的单质的熔点高低顺序：    >   >   （填化学式）。
（4）元素X、Y形成的简单离子半径大小：      >     （填相应的离子）。
（5）向Y与Z形成的化合物的水溶液中，加入过量T的最高价氧化物对应水化物的溶液，写出该反应的离子方程式：                                            。
(6) 一定条件下，X、Y两种单质以及有孔惰性电极在化合物TZ的水溶液中可形成原电池，为新型海水航标灯提供能源，该电池正极电极反应是：                 。

A、B、C、D、E、F是六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A、D及C、F分别是同一主族元素。A、C两元素可形成原子个数之比为2︰:1、1︰1型化合物。B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍，E元素的最外层电子数等于其电子层数。F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍。请回答：
（1）D与F形成D₂F的电子式为______________；A、C、D三种元素组成的化合物含有化学键的类型是________________；
（2）由E、F两种元素组成的化合物1 mol跟由A、C、D三种元素组成的化合物的溶液发生反应，消耗后者物质的量最大值为___________ mol。
（3）A、C、F间形成的甲、乙两种微粒，甲有18个电子，乙有10个电子，它们均为负一价双原子阴离子，则甲与乙反应的离子方程式为_________________________________ 。
（4）工业上在高温的条件下，可以用A₂C和BC反应制取单质A₂。在等体积的Ⅰ、Ⅱ两个密闭容器中分别充入1 mol A₂C和1 mol BC、2 mol A₂C和2 mol BC。一定条件下，充分反应后分别达到平衡（两容器温度相同）。下列说法正确的是________________ 。
A．达到平衡所需要的时间：Ⅰ＞Ⅱ             B．达到平衡后A₂C的转化率：Ⅰ＝Ⅱ
C．达到平衡后BC的物质的量：Ⅰ＞Ⅱ         D．达到平衡后A₂的体积分数：Ⅰ＜Ⅱ
E．达到平衡后吸收或放出的热量：Ⅰ＝Ⅱ       F．达到平衡后体系的平均相对分子质量：Ⅰ＜Ⅱ

已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X₂Y₃，Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题：
（1）X元素原子基态时的电子排布式为________                   __，该元素的符号是_________。
（2）Y元素原子的价电子的轨道表示式为__                 __，该元素的名称是__________。
（3）X与Z可形成化合物XZ₃，该化合物的空间构型为___              _________。
（4）已知化合物X₂Y₃在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ₃，产物还有ZnSO₄和H₂O，该反应的化学方程式是_____________________________________。
（5）比较X的氢化物与同族第二、第三周期元素所形成的氢化物稳定性高低________________________。(用分子式表示)

A、B、C、D、E、F五种短周期元素的原子序数依次增大。周期表中A元素的原子半径最小，B形成化合物种类最多，C是空气中含量最多的元素，D是地壳中含量最多的元素，短周期主族元素中E的原子半径最大且其单质能与冷水剧烈反应，F既能与盐酸反应也能与烧碱溶液反应制得A单质。
（1）B在周期表中的位置是____________________，C的原子结构示意图为________
（2）A、B形成的最简单化合物名称是___________，分子构型是__________________
（3）BD₂的结构式为：__________。已知：298K，BD生成1molBD₂(g)时放出热量283.0kJ·mol^-1，B单质生成1molBD₂(g)时放出热量393.5kJ·mol^-1，则B单质反应生成BD的热化学方程式为                                                      。
（4）室温时，仅由B、D、E三种元素形成的某种常见的离子化合物水溶液的pH_____7（填“>”、“=”或“<”），理由是（用离子方程式表示）_________________________________
（5）硒（se）是人体必需的微量元素，与D同一主族，Se原子比D原子多两个电子层，则Se的原子序数为_______，其最高价氧化物对应的水化物化学式为_________。
（6）F的最高价氧化物与E的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式是
__________________________________________________________
（7）A单质和D单质可组成最简单的燃料电池，若用稀硫酸作电解质，该电池的正极反应式是：______________________________________________

原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，四种元素的原子序数之和为32，在周期表中X是原子半径最小的元素，W的单质为淡黄色固体，Y、Z左右相邻，Z、W位于同主族。
⑴ X元素是         ；W的原子结构示意图        。
⑵ X与W组成的化合物中存在            键（填“离子”“共价”）。
⑶ Y、Z形成的简单离子的半径由大到小的顺序为                    。
⑷工业上由X的单质与Y的单质化合生成1molA气体时放出46.2kJ的热量，写出该反应的热化学方程式                                                。
⑸由X、Y、Z、W和Fe五种元素组成的式量为392的化合物B，1 mol B中含有6mol结晶水。对化合物B进行如下实验：
a. 取B的溶液加入过量浓NaOH溶液并加热，产生白色沉淀和无色刺激性气味气体。过一段时间白色沉淀变为灰绿色，最终变为红褐色；
b. 另取B的溶液，加入过量BaCl₂溶液产生白色沉淀，加盐酸沉淀不溶解
① B的化学式为                    。
② 已知1 mol·L^—1 100mL B的溶液能与1 mol·L^—1 20mLKMnO₄溶液（硫酸酸化）恰好反应。写出反应的离子方程式                                     。

X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，部分信息如下表所示：

	X	Y	Z	M	R	Q
原子半径/nm			0.186	0.074	0.099	0.143
主要化合价		-4，+4		-2	-1，+7	+3
其它	阳离子核外无电子	无机非金属材料的主角	焰色反应呈黄色

 
（1）R在元素周期表中的位置是________________；R在自然界中有质量数为35和37的两种核素，它们之间的关系互为________________。
（2）Z的单质与水反应的离子方程式是_________________________。
（3）根据表中数据推测，Y的原子半径的最小范围是________________。
（4）Z、M、Q的简单离子的离子半径的大小顺序为________________。
（5）Y与R相比，非金属性较强的是________________（用元素符号表示），下列事实能证明这一结论的是________________（选填字母序号）。
a.常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态
b.稳定性XR ＞YX₄
c.Y与R形成的化合物中Y呈正价
（6）甲、乙是上述部分元素的最高价氧化物的水化物，且甲+乙→丙+水。若丙的水溶液呈碱性，则丙的化学式是_______________________________。
（7）Y的单质能和Z的最高价氧化物的水化物的水溶液发生反应，生成相同条件下密度最小的气体。请写出该反应的化学方程式_____________________。

X、Y、Z、W是周期表中原子序数依次增大的前20号元素。X、Y同周期。Y、Z同主族，Z^n-与Wⁿ⁺离子的电子层结构相同。由这四种元素形成的单质、化合物有如下图转化关系。已知：常温下A为液体，B、C、E、G为气态化合物，且A、C、G均为直线型分子；D是由元素W、Y形成的常见化合物。

（1）元素W的名称           ，A的电子式                 ，Wⁿ⁺离子的结构示意图为                ，F晶体中含有的化学键类型                   。
（2）写出D、E的化学式：D             、E               。
（3）F与水反应的化学方程式：                                    。

下图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：

(1)上述元素的单质中熔点最高的可能是________(填字母)。
(2)在一定条件下，a与e可形成一种简单化合物，其晶体类型为________，空间结构是________；a与d形成的简单化合物中含________键。(填“极性”或“非极性”)
(3)现有另一种元素X，其原子获得一个电子时所释放出的能量比表中所列元素中都要大，则X是________元素，属于周期表中________族元素。
(4)NH₃·H₂O的电离方程式为试判断NH₃溶于水后，形成的NH₃·H₂O的合理结构是________(填序号)。