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

短周期元素W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，W与Y最外层电子数之和为X的最外层电子数的2倍，Z最外层电子数等于最内层电子数，X、Y、Z的简单离子的电子层结构相同，W的单质是空气中体积分数最大的气体。下列说法正确的是

A．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强

B．W的气态氢化物比X的稳定

C．离子半径的大小顺序：r(W)＞r(X)＞r(Y)＞r(Z)

D．WX2与ZY2中的化学键类型相同

氮元素在自然界中存在多种价态，结合题干回答下列问题：
23．氮元素原子核外有              个未成对电子，最外层有              种能量不同的电子。
24．氮和磷是同主族元素，下列能说明二者非金属性相对强弱的是              (填编号)。
a．NH₃比PH₃稳定性强
b．氮气与氢气能直接化合，磷与氢气很难直接化合
c．硝酸显强氧化性，磷酸不显强氧化性
d．氮气常温是气体，磷单质是固体
25．已知，氯胺NH₂Cl熔点-66℃，NH₄Cl熔点340℃，氯胺的电子式为           ，从物质结构的角度解释两者熔点相差较大的原因            。
26．NH₂Cl比HClO稳定性高，易水解，因水解后能产生可杀菌消毒的物质而成为饮用水的缓释消毒剂，NH₂Cl发生水解的化学方程式为        。
27．工业上利用铝粉除去含氮废水中的NO₃^－，当控制溶液pH在10.7左右时，反应过程中生成AlO₂^－、氮气和氨气，若氮气和氨气的体积比为4:1，则还原剂和氧化剂的物质的量之比为        ，若氮气和氨气的体积比为1:1，则除去0.1mol NO₃^－，消耗铝______g。

下图是元素周期表的框架，请在表中①～⑩元素中回答问题

请用化学语言回答下列问题：
（1）在表中④、⑤、⑥三种元素的简单离子半径由大到小的顺序为__________________________。
（2）其中⑤与⑦两元素的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为_______________________。
（3）⑧与⑩两种元素非金属较强的是________，请用一个离子方程式证明该结论_________。
（4）①与③的两种单质可以在金属铂做电极时构成一种对环境友好的燃料电池，电解质为⑨的最高价氧化物的水化物，请书写出正极反应式_____________________，电池工作时阴离子定向移动到________极（填正或负）。
（5）元素①与⑧的两种单质在一定条件下可反应生成一种化合物甲，已知下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所吸收的能量（kJ），则生成1mol甲时释放的能量为____________kJ。

化学键	Cl2	Br2	I2	HCl	HBr	HI	H2
能量（kJ）	243	193	151	432	366	298	436

下列叙述错误的是：
①热稳定性：H₂O>HF>H₂S
②熔点：Al>Na>K
③ⅡA族元素的阳离子与上周期稀有气体元素的原子具有相同的核外电子排布
④元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
⑤多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高
⑥已知H₂SO₄(aq)＋2NaOH(aq)=2H₂O(l)+Na₂SO₄(aq) △H= －114.6kJ·mol^－1则中和热为57.3kJ·mol^－1
⑦两个非金属元素原子间只可能形成共价键，而含金属元素的化合物中一定含离子键

A．②④⑥

B．①⑤⑥

C．②③④

D．①⑤⑦

【化学---选修3：物质结构与性质】
已知A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，A的周期数等于其主族序数，B原子的价电子排布为nsⁿnpⁿ，D是地壳中含量最多的元素。E是第四周期元素且最外层只有2对成对电子，F元素与Cr元素位于同一周期的副族元素中且基态原子的最外层电子数与Cr原子相同。

（1）基态E原子的价电子排布图___________________。
（2）B、C、D三元素第一电离能由大到小的顺序为             （用元素符号表示）
（3）BD₃^2-中心原子杂化轨道的类型为__________杂化；CA₄⁺的空间构型为_________________。
（4）1mol BC^－中含有π键的数目为______________。
（5）比较D、E元素最简单氢化物的沸点高低：          （用化学式表示）。
（6）C、F两元素形成的某化合物的晶胞结构如右图所示，顶点为C原子。则该化合物的化学式是         ，C原子的配位数是           。若相邻C原子和F原子间的距离为a cm，阿伏伽德罗常数为N_A，则该晶体的密度为________________g／cm³（用含a、N_A的代数式表示）。

X、Y、Z、W是短周期元素，原子序数依次递增。X与Z位于同一主族，Y元素的+3价阳离子的核外电子排布与氖原子相同，Z原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Y、Z、W原子的最外层电子数之和为14。下列说法正确的是

A．气态氢化物的稳定性：X<Z<W

B．X、Z、W氧化物对应水化物酸性的强弱顺序为X<Z<W

C．Y的阳离子半径比W的阴离子半径小

D．室温下，含Y元素的盐形成的水溶液其pH<7

已知 X、Y、Z、Q、R、E六种元素中，原子序数X＜Y＜Z＜Q＜R＜E，其结构或性质信息如下表。

元素	结构或性质信息
X	原子的L层上s电子数等于p电子数。
Y	原子核外的L层有3个未成对电子。
Z	在元素周期表的各元素中电负性仅小于氟。
Q	单质常温、常压下是气体，原子的M层上有1个未成对的p电子。
R	核电荷数是Y与Q的核电荷数之和
E	原子序数比R大3

请根据信息回答有关问题：
（1）元素Y_­的原子核外共有     种不同运动状态的电子，有      种不同能级的电子。
（2）X、Y、Z三种元素的电负性由高到低的排列次序依次为（写元素符号）       。
（3）X、Z、Q元素均表现最低化合价时的三种氢化物中，沸点由高到低的排列次序依次为（写化学式）                         。
（4）R的最高化合价为              。R的一种配合物的化学式为RCl₃·6H₂O。已知0.01 molRCl₃·6H₂O在水溶液中用过量硝酸银溶液处理，产生0.02 mol AgCl沉淀。此配合物最可能是           。
A．[R(H₂O)₆]Cl₃
B．[R(H₂O)₅Cl]Cl₂·H₂O
C．[R(H₂O)₄Cl₂]Cl·2H₂O
D．[R(H₂O)₃Cl₃]·3H₂O
（5）元素E能形成八面体构型的配合物离子[E (YH₃) _x Q ₂]⁺，则中心离子为（写化学式）       ，配位体为（写化学式）                       ，x 的值为        。

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X ₂W₂的电子式_________，化合物XYZ的结构式__________。
（3）相同条件下，YW₂、RW₂两者在水中的溶解度较大的是          （写分子式），原因是              。
（4）RW₃分子中的键角___________，RW₃^2-分子的立体构型是_______________形。
（5）X、Z、W、三种元素所形成的常见离子化合物的化学式为          ，YW₂中的化学键类型为         共价键（填“极性”或“非极性”），根据等电子原理，指出与YW互为等电子体且含有Z原子的微粒有         (要求写一种即可)。

今有_aX、_bY、_cZ三种元素。已知：①各原子序数a、b、c均小于20，且a+b+c＝25； ②元素Y的原子价电子构型为ns²np^n＋2； ③X和Y在不同条件下可形成X₂Y和X₂Y₂两种化合物，Y和Z在不同条件下可形成ZY和ZY₂两种化合物； ④Z的硫化物的相对分子质量与Z氯化物的相对分子质量之比为38︰77。回答下列问题：
（1）X：        （写元素名称）；Z的价电子排布图为：                              。
（2）X₂Y₂的电子式           ，属于         化合物（填“离子”或“共价”）。
（3）Z的硫化物的VSEPR模型为            ，分子空间构型为             ；Z的氯化物的VSEPR模型和分子空间构型分别是           、            ，其中Z原子分别以             杂化轨道成键，根据原子轨道成键方式分，Z的硫化物分子中含有的键的种类及数目是                 、                。

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

请回答下列问题：
（1）按电子排布，可把周期表中的元素划分成5个区，请在上图中划出区域并注明。
（2）表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状分子名称为      ；③和⑦形成的一种常见溶剂的化学式为        ，其立体构型为__________，键角为______。
（3）某元素原子的价电子排布式为nsⁿnpⁿ⁺¹，该元素原子的最外电子层上孤电子对数为       ；该元素与元素①形成的最简单分子X属于       分子(填“极性”或“非极性”)。
（4）元素④的第一电离能          元素⑤(选填“＞”、“＝”、“＜”)的第一电离能；元素⑥的电负性       元素⑦(选填“＞”、“＝”、“＜”)的电负性。
（5）元素⑥和①形成的化合物的结构式为                     ; 元素⑨的基态原子核外电子排布式是            。
（6）某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素②与元素⑤的氢氧化物有相似的性质。请写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式

请回答：
（1）CO₂的电子式                       
（2）将硫化钠溶液与氯化铝溶液混合，有白色沉淀和气体生成，但此沉淀不是硫化铝。写出该反应的离子反应方程式：                         
（3）将NH₃通过灼热的CuO，有无色无味的难溶于水的气体生成，写出该反应的化学方程式：                             
（4）CoCl₂常用作多彩水泥的添加剂，可用钴的某种氧化物与盐酸反应制备(其中Co的化合价为+2、+3)。现取适量这种钴的氧化物，可与480 mL 5 mol·L^－1盐酸恰好完全反应，得到CoCl₂溶液和6.72 L黄绿色气体(标准状况)。则该反应的化学反应方程式为                          。
Ⅱ下表给出了五种元素的相关信息，其中A、B、C、D为短周期元素。根据以下信息填空：

元素	相关信息
A	在常温、常压下，其单质是气体，随着人类对环境的认识和要求的提高，它将成为备受青睐的清洁燃料
B	工业上通过分离液态空气获得其单质，其某种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障
C	植物生长三要素之一，它能形成多种氧化物，其中一种是早期医疗中使用的麻醉剂
D	室温下其单质为淡黄色粉末状固体，加热易熔化。该单质在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰
E	它在地壳中储量丰富，是人体不可缺少的微量元素之一。其单质为银白色固体，是工农业生产中不可或缺的金属材料，常用于机械制备、建筑等行业

（5） C与A形成的某一化合物能和C与B形成的另一无色化合物(这两种化合物分子中原子个数比皆为1∶2)一起用作火箭助推剂，两者发生反应生成无毒物质，写出上述化学反应方程式：____________。
（6）化合物X是元素D的最高价氧化物的水化物，X在水中的电离方程为             ；常温下，E的单质与化合物X反应生成盐Y，Y的化学式是             。化合物Z仅由元素D和E组成，      Z+      H₂O+      O₂=       X+        Y，产物中n(X)：n(Y)=1：1，写出并配平上述方程式：                              。
（7）盐Y受强热会发生分解反应，其气体产物由元素D的氧化物组成，请设计一个可行的定性实验，验证其气体产物中所含元素D的氧化物的组成                  。

几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：

元素代号	X	Y	Z	W
原子半径/pm	160	143	70	66
主要化合价	+2	+3	+5、+3、-3	-2

下列叙述正确的是
A．X、Y元素的金属性X<Y
B．一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW₂
C．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
D．一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来

六种短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大，其中A与E，B与F同主族，E与F同周期；D的核电荷数是F的最外层电子数的2倍；B的最高正价与最低负价的代数和为0；常温下单质A与E的状态不同。下列判断正确的是
A．A、D两种元素形成的化合物中只含有极性键
B．A、C、D三种元素形成的化合物一定是共价化合物，其溶液一定呈酸性
C．原子半径由大到小的顺序是F＞E＞C＞D
D．最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素是C

A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期主族元素，A原子的最外层电子数为内层电子数的2倍，B原子的M电子层有1个电子，C的氢氧化物既能与强酸反应又能与强碱反应，D的最高正价和最低负价的代数和为4，E在同周期主族元素中原子半径最小。下列叙述错误的是
A．元素C位于周期表中第三周期ⅢA族
B．熔融电解化合物CE₃可制取单质C
C．D的最高价含氧酸的浓溶液与单质A共热时能生成三种氧化物
D．化合物B₂D₂中既含离子键又含非极性共价键

W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中的位置如图所示，其中Y与钠元素和氢元素均可形成原子个数1：1和1：2的化合物。
     
请回答下列问题。
（1）H₂Y₂的电子式为___________，Z在周期表中的位置___________。
（2）在图中，b的pH约为7，且含有Fe²⁺和淀粉KI的水溶液，a为H₂Y₂的水溶液，旋开分液漏斗旋钮，观察到烧瓶中溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2molI^-时，共转移3mol电子，该反应的离子方程式是_________________________。
（3）已知：298K时，金属钠与Y₂气体反应，若生成1molNa₂Y固体时，放出热量414kJ；若生成1molNa₂Y₂固体时，放出热量511kJ。则由Na₂Y固体与Y₂气体反应生成Na₂Y₂固体的热化学方程式为_____________。
（4）有人设想利用原电池原理以气体Z₂和氢气制备一种重要的化工原料，同时获取电能。假设这种想法可行，用石墨作电极材料，用稀盐酸作电解溶液，则通入Z₂的电极为原电池的___________极，其电极反应式为____________________。