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

(12分)
Ⅰ．短周期元素组成的单质X₂、Y，标准状况下X₂的密度为3.17g·L^－1；常温下，Y为浅黄色固体。Z是一种化合物，焰色反应呈浅紫色(透过钴玻璃)；0.1mol·L^－1 Z的水溶液pH=13。X₂、Y 和Z之间有如下转化关系(其他无关物质已略去)

（1）写出常温下单质X₂与Z反应的离子方程式                                   
（2）已知C能与硫酸反应生成能使品红溶液褪色的气体
①D的化学式是         ；D的水溶液pH＞7，原因是(用离子方程式表示)                  
②将20mL 0.5mol·L^{－1 C}溶液逐滴加入到20 mL 0.2mol·L^－1 KMnO₄溶液(硫酸酸化)中，溶液恰好褪为无色。写出反应的离子方程式                                 
Ⅱ．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一元素．

某种金属元素的单质G，可以发生如下图所示转化：

其中化合物M是一种白色胶状沉淀；K的溶液与过量B的某种氧化物反应的化学方程式为___________________________；一种新型无机非金属材料由G元素和C元素组成，其化学式为        。

X、Y、Z、W是元素周期表中前30号元素，且原子序数依次增大。其相关信息如下表：

元素	相关信息
X	X原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍
Y	Y的基态原子最外层电子排布式为ns^nnp^n+2
Z	Z元素的最高正价与负价代数和为6
W	W基态原子未成对电子数是前30号元素中最多的

 
（1）W位于元素周期表第    周期第    族，其基态原子最外层有    个电子。
（2）X的第一电离能比Y的       （填“大”或“小”），1mol X₂^2-中含有的键数目为     。
（3）X和Y的气态氢化物中，较稳定的是        （写化学式）,Y的同族元素（包括Y）的最简单氢化物中沸点最低的是      。
（4）写出KZY₃与HZ浓溶液反应制取Z₂的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目                                                   。
（5）已知：X(s)+Y₂(g)=XY₂(g)        ΔH ₁= －393.5 kJ•mol^－1
XY(g) +1/2Y₂(g)=XY₂(g)   ΔH ₂= －282.9 kJ•mol^－1
则X(s)与Y₂(g)反应生成XY(g)的热化学反应方程式为                   。

短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。X氢化物的水溶液显碱性；Y在元素周期表中所处的周期序数与族序数相等；Z单质是将太阳能转化为电能的常用材料；W是重要的“成盐元素”，主要以钠盐的形式存在于海水中。请回答：
（1）X氢化物的电子式是_________________________________________。
（2）X氢化物的水溶液与W氢化物的水溶液混合后恰好反应时，溶液呈（填“酸”、“碱”或“中”）性，用离子方程式表示其原因是_____________________________________.
（3）Y—AgO电池是应用广泛的鱼雷电池，其原理如图所示。

该电池的负极反应式是___________________________________。
（4）Z和W比较，非金属性较弱的是_______________（填元素符号），下列不能验证这一结论的是________（填序号）。
a．元素在地壳中的含量  
b．最高价氧化物对应水化物的酸性
c．断开氢化物中1 mol H—Z或H—W键所需的能量
d．Z与W以共价键形成化合物时，Z或W显示的电性

A、B、C、D、E为五种常见的短周期元素，常温下，A、B可形成B₂A₂和B₂A两种液态化合物，B与D可组成分子X，X水溶液呈碱性，C元素的焰色反应呈黄色，E与C同周期，且E的简单离子半径是同周期元素形成的简单离子中半径最小的。试回答：
（1）D元素在周期表中的位置为                    。
（2）B₂ A和X的分子结合质子的能力不同，只用一个离子方程式就能证明，写出该离子反应方程式                                                   。
（3）A、D、E三种元素形成的盐（化学式A₉D₃E）的水溶液呈酸性，用离子方程式解释其原因                                                         ；
（4）W、Q是由A、B、C、D四种元素中任意三种组成的不同类型的强电解质，常温下0.1mol·L^—1W的水溶液的pH为13，Q的水溶液呈酸性且能和W反应放出气体，物质的量浓度相同的 W、Q溶液中水的电离程度是前者小于后者。则：W为      ，Q为       （填化学式）。
（5）B和E形成的化合物E₂B₆常在有机合成中作强还原剂，甚至可将二氧化碳重新还原成甲烷，写出该反应方程式                                          。
（6）已知工业合成X的反应方程式：D₂ (g)+3B₂ (g)2X(g)；△H ="-92.4" kJ·mol^－1，在适当的催化剂和恒温恒压条件下反应，下列说法正确的有        。
A．达到化学平衡时，正逆反应速率相等
B．反应过程中不断分离出X，使平衡常数K减小，平衡正向移动有利于合成X
C．达到平衡后，升高温度，平衡常数K增大，B₂的转化率降低
D．达到化学平衡的过程中，气体平均相对分子质量减小

X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素，原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0；Q与X同主族；Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。请回答下列问题：
五种元素原子半径最大是（写元素符号）       
X与Z形成的化合物中，既含极性键又含非极性键的是（写分子式）————
由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系

①其中C是溶于水显酸性的气体；D是淡黄色固体。写出C与D反应的化学方程式
                                  
②如果A由四种元素组成、B均由三种元素组成，B为两性不溶物，则A为（填名称）           
由A与过量C反应转化为B的离子方程式                               
③如果A由三种元素组成，B由四种元素组成，A、B溶液均显碱性。则B为（填化学式）      。A、B浓度均为0．1mol/L的混合溶液，碱性较强的是（填溶液名称）            

A、B、C、D、E、F六种短周期元素，其原子序数依次增大，其中B与C同周期，D与E和F同周期，A与D同主族，C与F同主族，C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍，D是所在周期原子半径最大的主族元素。又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，三种是固体。请回答下列问题：
（1）C、D、F三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是(用离子符号表示)              。 （2）由A、B两种元素以原子个数比5∶1形成离子化合物X，X的电子式为                 。
（3）由A、B元素形成的化合物B₂A₄可以与O₂、KOH溶液形成原电池，该原电池负极的电极反应式为                                      。
（4）①若E是金属元素，其单质与氧化铁反应常用于焊接钢轨，请写出反应的化学方程式：          。②若E是非金属元素，其单质在电子工业中有重要应用，其氧化物晶体中E原子的杂化方式为     。 （5）由A、C、D、F四种元素形成的化合物Y(DAFC₃)（已知A₂FC₃的Ka₁＝1.3×10^-2、Ka₂＝6.3×10^-8），则Y溶液中各离子浓度由大到小的顺序为                                    ；向Y溶液中加入一定量的NaOH，使溶液中c(AFC₃^-)＝c(FC₃^2-)，则此时溶液呈       (填“酸性”、“碱性”或“中性”)；用惰性电极电解Y的水溶液，阳极无气体产生，阳极的电极反应式为          。

A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依次增大；A元素是原子半径最小的原子；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，每一种与C元素都能形成元素的原子个数比不相同的若干种化合物。请回答下列问题：
（1）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．比较这两种元素的原子的电子层数
C．比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
D．比较这两种元素的单质与氢化合的难易
（2）C、D两元素形成的原子个数比为1:1的化合物与C、E两元素形成的两种化合物都能反应，且有一种共同的产物，写出这两个反应的化学方程式：                       ；                        。
（3）某工业生产的核心反应是 ：2EC₂(g) ＋ C₂(g) 2EC₃(g)  △H＜0，回答下列问题：
①此反应的平衡常数表达式为K=                ，随着温度的升高，上述平衡常数
           (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②将一定量的EC₂(g)和C₂(g)放入1L密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得EC₂为0.11mol，C₂为0.05mol，EC₃为0.12mol。计算该条件下，反应的平衡常数K=                    。EC₂的转化为EC₃转化率=                   。
（4）A、C、E间可形成甲、乙两种微粒，它们均为负一价双原子阴离子，且甲有18个电子，乙有10个电子，则甲与乙反应的离子方程式为                      ；
（5）①在火箭推进器中装有液态B₂A₄和液态A₂C₂，已知0.4mol.液态B₂A₄和足量液态A₂C₂反应，生成气态B₂和气态A₂C，放出256.6kJ的热量。试写出该反应的热化学方程式：                    。
②B₂A₄又称为肼，是一种可燃性液体，肼一空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%—30%的KOH溶液，该电池放电时的电极反应式为：正极     ，负极             

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的元素的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的含氧酸盐只有一种，则该含氧酸盐的化学式是            
（6）在298K下，Q、T的单质各1mol完全燃烧，分别放出热量aKJ和bKJ。又知一定条件下，T的单质能将Q从它的最高价氧化物中置换出来，若此置换反应生成3molQ的单质，则该反应在298K下的= 　　　　　　   ( 注：题中所涉单质均为最稳定单质)。

X、Y、Z、M、Q、G六种短周期元素，原子序数依次增大。X、Z同主族，可形成离子化合物ZX；Y、M同主族，Y的一种同位素原子常用于测定文物的年代；Q形成的单质为淡黄色固体。请回答下列问题（涉及物质均用化学式表示）。
（1）离子化合物ZX中X离子的结构示意图为                ； Y在元素周期表中的位置是_______________。
（2）上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_______________，Q与G的气态氢化物还原性更强的是__________________。
（3）工业上制备M的高纯度单质，其中一个重要反应是：由MXG₃与X₂在高温下反应。该反应过程必须控制无水无氧，因为MXG₃遇水剧烈反应生成H₂、        和        ，而混入氧气，引起的后果是                             。
（4）X₂Q的燃烧热为a kJ·mol^-1，下列X₂Q燃烧反应的热化学方程式正确的是           。

A．2X2Q(g) + O2(g) =" 2Q(s)" + 2X2O(g)△H=" -2a" kJ·mol^-1

B．X2Q(g) + 2O2(g) = QO3(g) + X2O(l)△H=" +a" kJ·mol^-1

C．2X2Q(g)+ 3O2(g) = 2QO2(g) + 2X2O(l)△H=" -2a" kJ·mol^-1

D．X2Q(g) + 2O2(g) = QO3(g) + X2O(l)△H=" -a" kJ·mol^-1

（5）熔融状态下，Z的单质和FeG₂能组成可充电电池（装置示意图如下），反应原理为：2Z + FeG₂ Fe + 2ZG 放电时，电池的正极反应式为:                                                          该电池的电解质为___________________。

下表为元素周期表的一部分，请参照元素①一⑧在表中的位置，用化学用语回答下列问题：

Ⅰ.（1）请画出元素⑧的阴离子结构示意图               。
（2）④、⑤、⑦的原子半径由小到大的顺序为                 。
（3）⑤和⑥的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱为         >       。
（4）④、⑤两种元素的原子按1:1组成的常见化合物的电子式为            。
Ⅱ.由表中①一⑧中的一种或几种元素形成的常见物质A、B、C可发生以下反应（副产物已略去），试回答：

（1）若X是一种常见过渡金属单质，向C的水溶液中滴加AgNO₃溶液，产生不溶于稀HNO₃的白色沉淀，检验此C溶液中金属离子的方法是                 ；又知在酸性溶液中该金属离子能被双氧水氧化，写出该反应的离子方程式                                      。
（2）若A、B、C为含有同一金属元素的无机化合物，X为强电解质，A溶液与C溶液反应生成B，则B的化学式为            ，写出A与C两溶液反应的离子方程式____                                  。

A、B、C、D、E、F六种短周期元素，其原子序数依次增大，其中B与C同周期，D与E和F同周期，A与D同主族，C与F同主族，C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍，D是所在周期原子半径最大的主族元素。又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，三种是固体。
请回答下列问题：
（1）元素D在周期表中的位置_______________________。
（2）C、D、F三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是（用离子符号表示）___________.
（3）由A、B、C三种元素以原子个数比4 ：2 ：3形成化合物X，X中所含化学键类型有________________.
（4）若E是金属元素，其单质与氧化铁反应常用于焊接钢轨，请写出反应的化学方程式：____________；若E是非金属元素，其单质在电子工业中有重要应用，请写出其氧化物溶于强碱溶液的离子方程式：________________。
（5）FC₂气体有毒，排放到大气中易形成酸雨，写出FC₂与氧气和水蒸气反应的化学方________________。

A、B、C、D是四种短周期元素，它们的原子序数依次增大。其中A、D元素同主族，B、C元素同周期；由A、B、C、D中的两种元素可形成原子个数比为1:1的多种化合物，甲、乙、丙、丁为其中的四种，它们的元素组成如下表所示：

常温下，甲物质为气体，密度略小于空气；乙物质为液体；丙物质和丁物质为固体且都为离子化合物。请填写下列空白：
（1）D元素形成的简单离子的结构示意图为         ，丙物质的化学式为       ，丁物质中阴离子与阳离子的个数之比为                     。
（2）若标准状况下5.6L甲物质完全燃烧放出的热量为QKJ，试写出表示甲物质燃烧热的热化学方程式                                 。
（3）研究表明乙物质具有弱酸性，则乙物质在水中的电离方程式为               。
（4）B、C两种元素按原子个数比为1：2可形成化合物戊，A、C、D三种元素按原子个数比为1：1：1可形成化合物己，则戊与己按物质的量3：4反应后溶液中溶质为         。
（5）某同学设计了一个以结构简式是BA₃－CA物质为燃料的电池，并用该电池电解200mL一定浓度NaCl与CuSO₄混合溶液，其装置如下：

①写出ⅰ中通入该物质这一极的电极反应式                        。
②理论上ⅱ中两极所得气体的体积随时间变化的关系如坐标图所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出在t₁后，石墨电极上的电极反应式                   ；在t₂时所得溶液的H⁺ 浓度约为                   。

X、Y、Z、W四种常见元素，其中X、Y、Z为短周期元素。有关信息如下表：

	原子或分子相关信息	单质及其化合物相关信息
X	ZX4分子是由粗Z提纯Z的中间产物	X的最高价氧化物对应的水化物为无机酸中最强酸
Y	Y原子的最外层电子数等于电子层数	Y的氧化物是典型的两性氧化物，可用于制造一种极有前途的高温材料
Z	Z原子的最外层电子数是次外层电子数的1/2	Z是无机非金属材料的主角，其单质是制取大规模集成电路的主要原料
W	W原子的最外层电子数小于4	W的常见化合价有+3、+2，WX3稀溶液呈黄色

（1）W在周期表的位置为         ，W（OH）₂在空气中不稳定，极易被氧化，由白色迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应的化学方程式为                       。
（2）X的简单阴离子的结构示意图为         ，X的最高价氧化物对应水化物的水溶液与Y的氧化物反应的离子方程式为                                      。
（3）Z的氧化物在通讯领域用来作              ，工业上制备Z的单质的化学反应方程式为                                     。锗与Z是同一主族元素，门捷列夫曾预言了这一元素的存在，它用来制造半导体晶体管，最新研究表明：有机锗具有明显的抗肿瘤活性，锗不与NaOH 溶液反应但在有H₂O₂存在时可与NaOH 溶液反应生成锗酸盐，其方程式为                  。
（4）在50 mL l mol·L^-1的YX₃溶液中逐滴加入0.5 mol·L^-1的NaOH溶液，得到1.56 g沉淀，则加入NaOH溶液的体积最多为          mL。

X、Y、Z、L、M、N是六种原子序数依次增大的前四周期元素。X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素，M是地壳中含量最高的金属元素。N的核电荷数比L的核电荷数的3倍多2， 回答下列问题：
（1）X和Y可以形成10电子、14电子、18电子分子，写出X元素质子数和中子数相等的核素的符号     。由X和Y元素组成的14电子分子的电子式为          。
（2）在水溶液中将Fe³⁺还原为Fe²⁺，+4Fe³⁺→4Fe²⁺+……其中化学反应式中的部分物质计量数已给出，该反应的离子方程式为______________________________。
（3）一定条件下，M与TiO₂、C(石墨)反应只生成M的氧化物和碳化钛(TiC)，二者均为某些高温结构陶瓷的主要成分。已知。该反应生成lmol M的氧化物时放出536kJ的热量，其热化学方程式为                                              。
（4）Z元素的气态氢化物和最高价氧化物对应的水化物化合生成一种盐，该盐的水溶液呈     (填“酸”、“碱”或“中”）性，该水溶液中各离子浓度由小到大的顺序     。
（5）N的低价硫酸盐溶液与过氧化钠反应。若N的低价硫酸盐与过氧化钠的物质的量之比为2：1，且无气体生成，则该反应的离子方程式为                                               。

X，Y，Z，Q，R是五种短周期元素，原子序数依次增大．X，Y两元素最高正价与最低负价之和均为0；Q与X同主族；Z，R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素．请回答下列问题：
（1）上述元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号)              
（2）X，Y，Z能形成多种化合物，其中既含极性键又含非极性键，且相对分子质量最小的物质是(写名称)              
该物质能使酸性高锰酸钾溶液褪色同时生成一种生活中常见有机物，此过程的离子方程式为
                                                                                     
（3）由以上某些元素组成的化合物A，B，C，D有如下转化关系

其中C是溶于水显酸性的气体；D是淡黄色固体．
写出C的结构式                          ；
①如果A，B均由三种元素组成，B为两性不溶物，则由A转化为B的离子方程式              
②如果A由三种元素组成，B由四种元素组成，A，B溶液均显碱性．用离子方程式表示A溶液显碱性的原因               ． A，B浓度均为0．1mol/L的混合溶液中，离子浓度由大到小的顺序是                 ；常温下，在该溶液中滴加稀盐酸至中性时，溶质的主要成分有