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

1965年合成了催化剂A，实现了温和条件下的烯烃加氢。
5-1 A是紫红色晶体，分子量925.23，抗磁性。它通过RhCl₃·3H₂O和过量三苯膦（PPh₃）的乙醇溶液回流制得。画出A的立体结构。
5-2 A可能的催化机理如下图所示（图中16e表示中心原子周围总共有16个电子）：

画出D的结构式。
5-3 确定图中所有配合物的中心原子的氧化态。
5-4 确定A、C、D和E的中心离子的杂化轨道类型。
5-5 用配合物的价键理论推测C和E显顺磁性还是抗磁性，说明理由。

X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子是外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是                 （   ）

A．元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大
B．元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2	C．元素Y、R分别与元素X形成的氢合物的热稳定性：XmY>XmR
D．元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸

 请回答
（1）若甲、乙、X均是化合物，Y是单质，则Y可能是   。（填化学式，下同）
（2）若酸性X>Y,且甲过量，Y是白色浑浊，则Y是          乙是          （各1分）
（3）若甲、乙是金属单质，X为固体，则反应的化学方程式是               
（4）甲、乙是同主族非金属元素组成的单质，乙通常状况下是深红棕色液体。X、Y是化合物。X溶液呈淡绿色，Y的溶液能使KSCN溶液变红。
①将Y的饱和溶液滴入沸水中，继续加热可得红褐色液体丙，证明丙的操作、现象及结论
是                                                   （3分）
②单质甲、乙和Y溶液中的阳离子氧化性由强到弱的顺序为：    （用化学式表示）
③当X与甲1:1充分反应的离子方程式：                         （2分）

[化学——选修3：物质结构与性质]W、Q、R、X、Y、Z六种元素的原子序数逐渐增大。已知W原子Is轨道上只有一个电子，Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4，Z的原子序数为29，除Z外均为短周期主族元素，Y原子的价电子排布为msnMpn。请回答下列问题：
（1）Q和W能形成一种化合物的相对分子质量为28，则该化合物的中心原子采取的杂化轨道类型是_______，该分子中含有____个键。
（2）Z原子的核外电子排布式为_______；向Z的硫酸盐中逐滴加入氨水先产生沉淀，后沉淀溶解为深蓝色溶液，加入乙醇会析出蓝色晶体，该晶体中Z的离子与NH3之间的化学键为_______。
（3）这六种元素中，电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于____晶体；Q、R、X三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为_______（用元素符号回答）。
（4）元素X的阴离子Xn-中所有电子正好充满K和L电子层，CnX晶体的最小结构单元如图所示。

该晶体中阳离子和阴离子个数比为____，晶体中每个Xn-被_______ 个等距离的C+离子包围。

已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素，其中A是组成有机物的必要元素，元素B的原子最外层电子数是其电子层数的3倍，D单质既能与强酸反应，又能与强碱反应，元素C与E形成的化合物CE是厨房常用调味品。下列说法正确的是      （   ）
A．C、D、E的最高价氧化物对应水化物两两之间能发生反应
B．C和E的单质可通过电解饱和的CE水溶液获得
C．C与B形成的两种化合物中化学键类型完全相同
D．原子半径：C>D>B>A

下表为元素周期表的一部分，元素①－⑦是短周期的主族元素，请参照元素①－⑥在表中的位置，回答下列问题：

				①	②
③		④	⑤		⑥	⑦

（1）写出⑥在元素周期表中的位置   ▲  。
（2）②的气态氢化物的沸点  ▲  ⑥的气态氢化物的沸点。（填大于、小于或等于）
（3）④的最高价氧化物与③的最高价氧化物对应的水化物的水溶液反应的离子方程式为
   ▲  。
（4）①和⑤形成的化合物是化工行业已合成的一种硬度很大、熔点很高的晶体，若已知在此化合物中各元素均处于其最高或最低价态，据此推断：该化合物的化学式可能是   ▲  ， 与该化合物晶体类型相同的是___▲___（请用相应的编号填写）。
                      
A                   B                   C
（5）由①和③形成的化合物甲和乙，甲受到撞击会分解生成一种固体单质和一种气体单质，此反应中反应物、固体单质和气体单质的物质的量之比是2:2:3；乙中加入过量的盐酸后生成两种盐，在其中一种盐中加入NaOH溶液后加热，能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。则化合物甲的化学式为   ▲  ，化合物乙与过量盐酸反应的化学方程式为   ▲  。

已知X、Y、Z为同周期的三种元素，它们的最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱是：HXO₄＞H₂YO₄＞H₃ZO₄。则下列说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．气态氢化物的稳定性：HX＞H2Y＞ZH3	B．元素的非金属性：Y＜X＜Z
C．原子半径：X＞Y＞Z	D．原子序数：Z＞Y＞X

I．有A、B、C、D四种短周期元素，其中A、D同主族；又已知B和A可形成组成为BA的化合物，其中A的化合价为-1，B和C可形成组成为B₂C₂的化合物，A、B、C形成的单核离子的核外电子总数相同。
（1）元素A在周期表中的位置是            。
（2）B、C、D可形成组成为BDC的化合物，该化合物水溶液中通入过量CO₂发生反应的离子方程式为             。
（3）B₂C₂在酸性条件下可形成具有二元弱酸性质的物质，该弱酸性物质和B的最高价氧化物对应水化物反应时可生成一种酸式盐，该酸式盐的电子式为            。
II．长期以来一直认为氟的含氧酸不存在。但是自1971年斯图杰尔和阿佩里曼（美）成功地合成了次氟酸后，这种论点被剧烈地动摇了。他们是在0℃以下将氟化物从细冰末的上面通过，得到毫克量的次氟酸。已知次氟酸的分子构成与次氯酸相仿。
⑴次氟酸中氧元素的化合价为        。
⑵下面给出了几个分子和基团化学键的键能（E）：

	H2	O2	F2	O-H	O-F	H-F
E/(kJ/mol)	432	494	155	424	220	566

请计算反应：2HFO=2HF+O₂的反应热(△H)的近似值为         kJ/mol。
⑶次氟酸刹那间能被热水所分解，生成一种常见的物质H₂O₂，写出次氟酸与热水反应的化学方程式：                             。
（4）1986年，化学家Karl Christe首次用2K₂MnF₆ + 4SbF₅ ="==" 4KSbF₆ + 2MnF₃ + F₂↑化学方法制得了F₂。该反应中被还原的元素化合价从   价变为  价，若反应中生成标准状况下11.2 L的F₂，则有      mol电子发生转移。

稀土元素是周期表中IIIB族钪、钇和镧系元素的总称，它们都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价为+3。其中钇（Y）元素是激光和超导的重要材料。我国蕴藏着丰富的钇矿石（Y₂FeBe₂Si₂O₁₀），以此矿石为原料生产氧化钇（Y₂O₃）的主要流程如下：

已知：①有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表：

	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe^3+	2.7	3.7
Y^3+	6.0	8.2

②在周期表中，铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似。
（1）钇矿石（Y₂FeBe₂Si₂O₁₀）的组成用氧化物的形式可表示为   ▲  。
（2）欲从Na₂SiO₃和Na₂BeO₂的混合溶液中制得Be(OH)₂沉淀。则
①最好选用盐酸、   ▲  （填字母）两种试剂，再通过必要的操作即可实现。
a．NaOH溶液     b．氨水       c．CO₂气      d．HNO₃
②写出Na₂BeO₂与足量盐酸发生反应的离子方程式：   ▲  。
（3）为使Fe³⁺沉淀完全，须用氨水调节pH = a，则a应控制在   ▲  的范围内；检验Fe³⁺是否沉淀完全的操作方法是   ▲  。

下列说法正确的是：  

A．硼元素（相对原子质量为10.8）只有两种同位素^10B与^11B，则其原子质量比为1:4

B．共价化合物中可能有离子键，离子化合物中可能有共价键

C．和原子序数为x的第ⅡA族元素同周期的第ⅢA族元素的原子序数可能是x+1或x+11或x+25

D．原子序数小于11的两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等的元素共有3对

元素A---D是元素周期表中短周期的四种元素，据表中信息回答：

A	单质是热和电的良导体，熔点97.81℃，沸点882.9℃，在O2中燃烧得到淡黄色固体
B	原子核外有7种运动状态不同的电子
C	单质在常温常压下是气体，原子的L层有一个未成对的P电子
D	+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同

（1）B元素原子的最外层轨道表示式是____________________，D离子的核外电子排布式是__________________，C和D形成的化合物的电子式为_______________。
（2）A、B、C、D的原子半径由大到小顺序______________________（用元素符号表示）
（3）D单质在B单质中燃烧的化学方程式______________________________。
（4）A和D两元素金属性较强的是_________（用元素符号表示）。写出能证明该结论的一个实验事实______________________________________。

A、B、M、X、Y、Z是短周期元素，且原子序数依次增大，已知它们的部分化合物的性质如下：

A的氢化物	B的氢化物	M的氢化物	X的氧化物	Y的氢化物分子构型	Z的最高价氧化物
含氢量最高的有机物	水溶液呈碱性	水溶液呈酸性	两性氧化物	正四面体	对应水化物为最强酸

（1）M原子核外电子占据的轨道有________个，B的氢化物的电子式__________。
（2）M、X、Z三种元素简单离子的半径由大到小的顺序____________________（用离子符号和“>”表示）
（3）B的氢化物和Z的氢化物相遇时现象是____________________________。
（4）推测A和Y组成的化合物的熔点____________(填“高”或“低”），理由是________。
（5）A元素的氢化物有多种，1mol A的某种氢化物中含有14 mol电子，已知常温常压下1g该氢化物在足量氧气中充分燃烧生成液态水时放出热量为50 kJ，写出该反应的热化学方程式________________________________________。

X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Z在周期表中的相对位置如右下表。已知：X元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等，Y是地壳中含量最多的金属元素。下列说法错误的是        （   ）

X
		Z

   

A．X和氢组成的化合物分子中可能含有极性共价键和非极性共价键

B．工业上用电解Y和W组成的化合物来制备Y

C．Z、W两元素的气态氢化物中，W的气态氢化物更稳定

D．X、Y、Z、W元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HWO4

⑴1mol H₂SO₄中含______mol个氧原子，             个氢原子。
⑵4.5g水与________g硫酸所含的分子数相等，它们所含氧原子数之比是           。

硼的化学丰富多彩，也是材料化学研究的热点之一。
⑴ 最近美国Rice University的教授Boris Yakobson与其同事预测
了一种硼巴基球(B_n，如图所示)的存在，这种分子组成与C₆₀相似，
但在它每个六边形的中心有一个额外的原子，显著提高了其稳定性。
则n="_______"
⑵ 硼是制造超硬材料的元素之一。提高材料的硬度有两种方法，一是制造具有类似金刚石结构的物质，如立方BM，若M为第三周期的元素，则 M为_______(填元素符号)，二是寻找“不可压缩性的”的金属，这类金属具有高密度，低硬度的特点，它们和硼的化合物有异乎寻常的硬度，最近《Science》杂志报道合成了一种可与金刚石相媲美的超硬材料XB₂，X是第VIIB族元素，则X为______（填元素名称）
⑶ 氮化硼纳米管是一种具有优异性能的材料，于1995年美国加州大学的教授首次合成。该材料可由高温热解法制得，用N₂将由（NH₄）₂SO₄与NaBH₄反应生成的物质A带入含Co、Ni催化剂的硅晶基片上，加热到1000-1100℃反应生成，已知A为苯的等电子体，写出两步反应的方程式