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

(13分) （1）下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系（Z为核电荷数，Y为元素的有关性质）。请把与下面元素有关性质相符的曲线标号（a、b、c、d）填入相应的空格中：
①ⅡA族元素的最外层电子数   ▲　 。  ②第3周期元素的最高化合价  ▲  。
③F^-、 Na⁺ 、Mg²⁺、Al³⁺的离子半径  ▲ 。

（2）元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知Y原子
最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4；M原子的最外层电子数与次外电子数之比为
3∶4；N^-、Z⁺、X⁺离子半径逐渐减小；化合物XN常温下为气体，据此回答：
①Y和M形成的常见化合物的化学式是           ▲             。
②化合物A、B均为由上述五种元素中的任意三种元素组成的强电解质，且两种物质水溶液的酸碱性相同，组成元素的原子数目之比均为1∶1∶1，若A能抑制水的电离，B能促                
进水的电离，则化合物A的化学式为      ▲   ，B的化学式是     ▲    。
③Z与Y形成的稳定化合物的电子式为     ▲     。
④X与Y、X与M均可形成18电子分子，写出这两种分子在水溶液中反应生成M单质的化学方程式：                ▲                               
该反应中转移的电子数目为      ▲      。

(5分)A、B、C、D、E是周期表中五种常见的短周期元素，原子序数依次增大。C、D、E最高价氧化物对应的水化物两两均可以相互反应生成盐和水；A的原子序数与C的最外层电子数相同:B的氢化物水溶液显碱性；E的氢化物水溶液为强酸。回答下列问题：
(1) D在周期表中的位置是__________，写出D的氧化物与强酸反应的离子方程式：____________________
(2) B的氢化物呈碱性的原因: ______________________________(用方程式表示)
(3) 用电子式来表示化合物CE的形成过程: ______________________________
(4) E的单质与A的一种氧化物反应生成具有漂白性的物质。有关反应的化学方程式为: ________________________________________

（Ⅰ）W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能形成红色（或砖红色）的和黑色的ZO两种氧化物。
（1）W位于元素周期表第_________周期第_________族。
W的气态氢化物稳定性比__________（填“强”或“弱”）。
（2）Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是
_________________________________________________________________________。
（3）            
      
X的单质和FeO反应的热化学方程式是_________________________________________。
（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____________           __
(2)Y元素原子的价层电子的轨道表示式为____________           _
(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________________________________________。

16分）现有六种短周期元素A、B、C、D、E、F，其原子序数依次增大，其中B与C、D与F分别位于同一周期，A与D、C与F分别位于同一主族，且A、D两元素原子的质子数之和是C、F两元素原子质子数之和的一半。又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下三种是气体，三种是固体。请回答下列问题：
（1）D离子的结构示意图                    ;
F元素氧化物的晶体类型为              。
（2）比较B、C、D元素简单离子半径的大小：    ＞    ＞    (填微粒符号)
（3）请说出C的氢化物比F的氢化物稳定的根本原因：                         ；
用高能射线照射液态水时，一个A₂C分子能释放出一个电子，同时产生一种具有较
强的氧化性的阳离子，试写出阳离子的电子式：                    ，该阳离
子中存在的化学键有                    ，并写出该阳离子与F氢化物的水溶
液反应的离子方程式：                  。
（4）E是金属元素，且E单质可以与空气中的N₂、CO₂等反应，E的最高价氧化物的水化物难溶于水，已知298K时，该难溶物质的的K_SP=5．6×10^-12，若此时测得溶液pH
=13．00，则此温度下残留在溶液中的E离子物质的量浓度为       mol·L^-1。 

10分）阅读下表中部分短周期主族元素的相关信息，请回答：

元素代号	相关信息
X	X的原子最外层电子数是其内层电子数的三倍
Y	在第三周期的所有金属离子中，Y的离子半径最小
Z	Z与Y同周期，是所在周期中原子半径最小的元素
T	T的单质能与冷水剧烈反应，生成的强碱电离出两种电子数相等的阴、阳离子

（1）元素T与X按原子个数比1:1形成的化合物B的电子式为              ，该化合物中所含的化学键有______（填化学键名称）。
（2）单质T与冷水反应的化学方程式为                                                                                     
（3）将Y与Z形成的化合物的水溶液，逐滴加入到T的最高价氧化物对应水化物的溶液中直至过量（边滴加边振荡），写出此过程中发生反应的离子方程式                         ，                              .

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，Y、Z左右相邻，Z、W位于同主族。
（1）X元素符号是         
（2）Z、W形成的气态氢化物的稳定性　　    ＞　　　 （写化学式）。
（3）由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的一种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反应，离子方程式为                                                    。
（4）由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物A，已知①1mol A能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44．8L气体。②A能与盐酸反应产生气体，该气体能与氯水反应，写出该气体与氯水反应的离子方程式                      。
（5）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由实验a 、b 推知B溶液中含有的离子为                          ；
②B的化学式为                     。

几种短周期元素的原子半径及主要化合价见下表：

元素符号	X	Y	Z	R	T
原子半径（nm）	0．160	0．080	0．102	0．143	0．074
主要化合价	+2	+2	-2,+4,+6	+3	-2

   根据表中信息，判断以下说法正确的是        （   ）
A．单质与稀硫酸反应的速率快慢：R>Y>X      
B．离子半径：T^2－＞X²⁺
C．元素最高价氧化物的水化物的碱性：Y > R >X
D．单质与氢气化合的难易程度：Z＞T

右图是元素周期表的另一种画法——三角形元素周期表的一部分，图上标有第ⅦA族和碳、钾两种元素的位置。回答下列问题：

⑴请在右图中将过渡元素所在的位置“用斜线”画出。
⑵R的第一电离能    A的第一电离能（填大于、小于或等于）；写出铷元素原子的外围电子排布式             ；
⑶R的氢化物在A的氢化物中溶解度极大，原因是                               ；
A的氢化物比B的氢化物热稳定性强，原因是                                    。
⑷图中A、B两元素形成的离子中，B元素呈现最高价，B原子位于由A原子组成的四面体的中心，且所有原子的最外层电子均满足8电子结构。该离子可能具有的化学性质是_________，依据是_______________________________。
⑸第三周期8种元素按单质熔点(℃)高低的顺序如右图，(已知序号“1”代表Ar)，其中序号 “8”代表      （填元素符号）；其中电负性最大的是     （填下图中的序号）。

⑹C、Si为同一主族的元素，CO₂和SiO₂化学式相似，但结构和性质有很大不同。CO₂中C与O原子间形成σ键和π键，SiO₂中Si与O原子间不形成上述π键。从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成，而Si、O原子间不能形成上述π键的原因
_______________________________________________________________

短周期中五种元素A、B、C、D、E原子序数依次增大，其中A、B、C原子核外电子层数之和是5，且C原子最外层上的电子数为A和B两元素原子最外电子层上电子数的总和，C原子的价电子构型为，A原子的最外层电子数等于其电子层数。D和E可以形成原子个数比为1:1和1:2的两种离子化合物，且D原子的2p能级上有两个未成对电子，试回答下列问题：
(1)B、C、D、E四种元素的原子，半径从大到小的顺序是                      (填元素符号或化学式，下同)；第一电离能从大到小的顺序是                
(2)C原子的电子排布图_____________,D^2-的结构示意图___________。A、D可形成多种化合物，其中一种是氧化剂，其水溶液有弱酸性，写出该化合物的结构式________________,分子中含有_____________________键（填“极性”或“非极性”，下同）是__________分子。
(3) A、B、D三种元素可以形成多种有机化合物分子，其中最简单原子数最少的一种是室内装潢时形成的主要气体污染物。试写出它的电子式_        _，根据价层电子对互斥（VSEPR）理论推测该分子中心原子的杂化方式为    杂化，空间构型为__         。
(4) C和E形成一种离子化合物Y，其摩尔质量为65 g/mol，Y受热或撞击时立即分解为两种单质。则Y的化学式为            ，Y的阴离子是一种弱酸根离子，全由C元素组成，Y与盐酸反应的离子方程式为                 。

根据下列五种元素的第一至第四电离能数据（单位：kJ/mol），回答下面各题：

（1）在周期表中，最可能处于同一族的是___________
A．Q和R      B．E和T      C．T和U      D．R和T      E．R和U
（2）下列离子的氧化性最弱的是____________
A．         B．R⁺         C．T³⁺        D．
（3）下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是____________
A．硼            B．铍           C．氦         D．氢        
（4）T元素最可能是_______区元素，其氯化物的化学式为___________________
（5）每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，这一事实从一个侧面说明了原子核外________________________________________________。
（6）如果R、E、T是同周期的三种主族元素，其中元素_______的第一电离能反常高的原因是____        _________。

根据部分短周期元素的原子半径及主要化合价信息，判断以下叙述正确的是 

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

A．氢化物的沸点为H₂T<H₂R                B．金属性强弱：L<Q
C．M与T形成的化合物的化学式是Al₂O₃    D．L^2＋与R^2－的核外电子数相等

下列说法错误的是(　　)

A．ns电子的能量不一定高于(n－1)p电子的能量

B．6C的电子排布式1s^22s^22p违反了洪特规则

C．电子排布式(21Sc)1s^22s^22p^63s^23p^63d^3违反了能量最低原理

D．电子排布式(22Ti)1s^22s^22p^63s^23p^10违反了泡利原理

Ⅰ．A、B、C、D、E为短周期的五种元素，它们原子序数依次递增，B是构成有机物的主要元素；A与C可形成10电子化合物W，它可使紫色石蕊试液变蓝；D元素的原子最外层电子数是其次外层电子数3倍；E是同周期元素中原子半径最大的元素；A、B、C、D可形成化合物X，在X晶体中阳离子与阴离子个数比为1∶1；A、D、E可形成化合物Y。A、C、D可形成离子化合物Z。回答下列问题：
⑴Y的电子式：                  ；W的空间构型：                      ；
⑵写出Z的水溶液中各离子浓度由大到小的顺序：                          ；
⑶写出常温下X与足量的Y在溶液中反应的离子方程式：                            ；
⑷写出由A、B、D形成的化合物在一定条件下制取常见果实催熟剂的化学方程式：
⑸用石墨为电极电解Y的水溶液时，阳极的电极反应式为                           ，一段时间后溶液的pH        （从“增大”“减小”或“不变”中选填）．
Ⅱ．南昌大学研发出一种新型纳米锂电池，已跻身国内领先地位。以下是某种锂离子的电池反应方程式：（C₆Li表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料，LiMO₂表示含锂的过渡金属氧化物）回答：
⑴锂电池放电时的负极反应为：C₆Li－xe^－＝C₆Li_1－x＋xLi⁺，则正极反应为：            ；⑵电池放电时若转移1mol e^－，消耗的负极材料               g。

X、Y、Z、W为四种短周期主族元素。其中X、Z同族，Y、Z同周期，W与X、Y既不同族也不同周期；X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍；Y的最高正价与最低负价的代数和为6。下列说法正确的是                （  ）

A．X与W可以形成W2X、W2X2两种化合物

B．Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H2YO4

C．原子序数由小到大的顺序为W＜X＜Y＜Z

D．Y、Z两元素的简单离子的半径Y＞Z

A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依次增大；A元素是所有原子中半径最小的原子；B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物生成一种盐X；D与A同主族，且与E同周期；E元素的最外层电子数是其次外层电子数的3/4，A、B、D、E这四种元素中，每一种都与C元素形成原子个数比不相同的化合物。
请回答下列问题：
（1）D位于元素周期表第       周期      族。
（2）C和E两元素相比较，非金属性较强的是__________（填元素名称），可以验证该结论的是_________________（填写编号）；
A．比较这两种元素的气态氢化物的沸点 
B．比较这两种元素的单质在常温下的状态
C．比较这两种元素气态氢化物的稳定性
D．比较这两种元素单质与氢气化合的难易
（3）写出C、D两元素形成的原子个数比为1:1的化合物与水反应的化学方程式：
                                                                 。
（4）A与C间可形成负一价双原子阴离子，有10个电子，写出该阴离子与盐酸反应的
离子方程式为                                       ；
（5）A、C 、D、E四种元素可形成两种酸式盐，两种酸式盐相互反应的离子方程式为      
                                                  ．