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

下表是元素周期表的一部分, 针对表中的①～⑨种元素,填写下列空白:

主族 周期	ⅠA	ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA	0族
2				①	②	③
3	④		⑤			⑥	⑦	⑧
4	⑨

（1） 在这些元素中,化学性质最不活泼的是:_____________ (填具体元素符号,下同)。
（2） 在最高价氧化物的水化物中，酸性最强的化合物的分子式是_______，碱性最强的化合物的电子式是:_____________。
（3） 最高价氧化物是两性氧化物的元素是___________；写出它的氧化物与氢氧化钠反应的离子方程式________________________。
（4） 用电子式表示元素④与⑥形成的的化合物的形成过程______________________ ，该化合物属于__________________(填 “共价”或“离子”)化合物。
（5）元素①与⑦形成的的化合物的电子式为__________________，该化合物是由___________ （填“极性”“非极性”）键形成的。

A、B、C三种元素的原子具有相同的电子层数，而B的核电荷数比A大1，C原子的电子总数比B原子的电子总数多4； 1molA的单质跟足量盐酸反应，可置换出标准状况下22.4L的H₂，这时A转变为与氖原子具有相同电子层结构的离子。请回答：
（1）用电子式表示A和C组成的化合物的形成过程为__________________；
（2）B离子的电子式是            ，与B的离子具有相同电子数的分子中，有一种分子可与盐酸化合生成盐，该分子的电子式是         ；
（3）周期表中与C上下相邻的同族元素形成的气态氢化物中，沸点最高的是       ，（填氢化物化学式），原因是                      ；
（4）写出B最高价氧化物的水化物和C最高价氧化物的水化物之间反应的离子方程式（本题涉及的含C元素的物质均易溶于水）：                          。

门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”、“类硅”在内的11种元素。
（1）门捷列夫预言的“类硅”，多年后被德国化学家文克勒发现，命名为锗（Ge）。
①已知主族元素锗的最高化合价为+4价，其最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物。试比较元素的非金属性Si________Ge（用“>”或“<”表示）。
②若锗位于硅的下一周期，写出“锗”在周期表中的位置________。根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，预测锗单质的一种用途是________。
③硅和锗单质分别与H₂反应时，反应较难进行的是________（填“硅”或“锗”）。
（2）“类铝”在门捷列夫预言4年后，被布瓦博德朗在一种矿石中发现，命名为镓（Ga）。
①由镓的性质推知，镓与铝同主族，且位于铝的下一周期。试从原子结构的角度解释镓与铝性质相似的原因____________。冶炼金属镓通常采用的方法是____________。
②为判断Ga（OH）₃是否为两性氢氧化物，设计实验时，需要选用的试剂有GaCl₃溶液、____和____。

A、B、C、D、E五种微粒，它们可能是原子或离子，并且所含的元素都在短周期。A显负价时，不能被任何氧化剂氧化；金属B的原子核内质子数比前一周期的同族元素多8，其单质不能从CuSO₄溶液中置换出Cu；C元素有三种同位素，C_l、C₂、C₃，C₁的质量数分别为C₂、C₃的1/2和1/3；D的气态氢化物溶于水后显碱性；E是由两种不同元素组成的带负电荷的微粒，它共有10个电子，E极易与C⁺结合成中性微粒。回答：
（1）写出五种微粒的符号：A        、B        、C        、D        、E        。
（2）C的同位素名称：C₂        。
（3）C和D形成分子的电子式为        ，空间结构为        。

一位同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下列实验。
Ⅰ．（1）将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：________与盐酸反应最剧烈，________与盐酸反应的速度最慢；________与盐酸反应产生的气体最多。
（2）向Na₂S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，反应的离子方程式为________________
Ⅱ．利用下图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律：

（3）仪器B的名称为________，干燥管D的作用为____________。
（4）若要证明非金属性：Cl>I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO₄(KMnO₄与浓盐酸常温下反应生成氯气)，C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液_________________的现象，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用________溶液吸收尾气。
（5）若要证明非金属性：C>Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO₃、C中加Na₂SiO₃溶液，观察到C中溶液________的现象，即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有_______溶液的洗气瓶除去。

某同学做元素周期律性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象如下表(记录现象时随手记在纸片上，不对应，需整理)：

实验方案	实验现象
①用砂纸擦后的镁带与沸水反应再向反应液中滴加酚酞	A．浮于水面，熔成小球，在水面上无定向移动随之消失，溶液变成红色
②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水	B．产生大量气体，可在空气中燃烧，溶液变成浅红色
③钠与滴有酚酞试液的冷水反应	C．反应不十分剧烈，产生气体可以在空气中燃烧
④镁带与2 mol·L^－1的盐酸反应	D．剧烈反应，产生的气体可以在空气中燃烧
⑤铝条与2 mol·L^－1的盐酸反应	E．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失
⑥向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠	F．生成淡黄色沉淀

请帮助该同学整理并完成实验报告。
（1）实验目的：______________________。
（2）实验用品：______________________。
（3）实验内容：

实验方案 (填序号)	实验现象 (填序号)	有关化学方程式

（4）实验结论：_____________________。
（5）请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因___________________

短周期原子序数依次增大的主族元素R、T、Q、W、Y具有如下信息：① R、Y原子的最外层电子数与电子层数相同；② Q是地壳中含量最高的元素，R与T的核电荷数之和等于Q的核电荷数；③ W与R同主族。下列说法正确的是

A．元素Q与W形成的两种常见化合物中含有相同比例的阴、阳离子

B．元素T、Q、W、Y的原子半径大小为：T<Q<Y<W

C．Q与Y组成的常见物质是一种两性物质，结构中含有共价键

D．由Y和T组成的物质YT，在电子和陶瓷工业上有广泛应用，可以直接由单质Y和T在低温下合成

有A、B、C、D四种短周期元素，其原子序数依次增大。A、B可形成A₂B和A₂B₂两种化合物，B、C同主族且可形成CB₂和CB₃两种化合物。回答下列问题。
（1）B在周期表中的位置______________。
（2）CB₂通入A₂B₂溶液中可被氧化为W，方程式为____________。用W的溶液（体积为1L，假设变化前后溶液体积变化忽略不计）组装成原电池（如图所示）

电池总反应可表示为：PbO₂ +Pb+ 2W＝ 2PbSO₄ + 2H₂O 。若电池中转移0．1 mol电子时，则W的浓度由质量分数39 % （密度1．3 g·cm^－3）变为____________mol·L^－1。
（3）金属元素E是中学化学常见元素，位于元素周期表的第四周期。该元素可与D形成ED₂和ED₃两种化合物。将E的单质浸入ED₃溶液中（如下图甲所示），溶液由黄色逐渐变为浅绿色，该反应的离子方程式为_________________________。

（4）依据（3）中的反应，可用单质E和石墨为电极设计一个原电池，则在该原电池工作时，石墨一极发生的反应可以表示为________________。比较甲、乙两图，说明石墨除形成闭合回路外所起的作用是                     。

卤族元素包括F、Cl、Br等元素。
（1）下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是      。

（2）利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，下图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为      ，该功能陶瓷的化学式为      。

（3）BCl₃和NCl₃中心原子的杂化方式分别为          和        。第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有___   种。

下表是元素周期表一部分，列出了九种元素在周期表中的位置:

族 周期	IA	IIA	IIIA	IVA	VA	VIA	VIIA	0
2				⑤	⑥	⑦	⑧
3	①	③	④				⑨
4	②

请用化学用语回答下列问题
（1）在上述元素中，金属性最强的是       ，在③～⑦元素中，原子半径最大的是      ；
（2）①～⑨中元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是    （填物质化学式）。写出①和④的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式                  。
（3）用电子式表示③和⑨形成的化合物的形成过程                      。
（4）表中元素①和⑦可以形成一种淡黄色物质X，写出X的电子式：           ，该物质所含化学键类型          ，0.1mol X与水反应转移电子数为：          。
（5）表中元素⑥和⑧可形成一种相对分子量为66的共价化合物Y，Y分子中各原子均达到“8电子稳定结构”，Y的结构式               。

下表为部分短周期元素化合价及相应氢化物沸点的数据：

元素性质	元素编号
A	B	C	D	E	F	G	H
氢化物的沸点（℃）	－60.7	－33.4	－111.5	100	－87.7	19.54	－84.9	－161.5
最高化合价	+6	+5	＋4		+5		+7	＋4
最低化合价	－2	－3	－4	－2	－3	－1	－1	－4

已知：①A与D可形成化合物AD₂、AD₃，可用于制备强酸甲；
②B与D可形成化合物BD、BD₂，可用于制备强酸乙。
请回答：
（1）表中属于第三周期元素的是          （用表中元素编号填写）。
写出H的最高价氧化物的结构式：                        。
（2）比较A、D、G三种简单阴离子的半径大小：r(   )＞r(   )＞r(   )。比较元素F、G的氢化物的沸点高低，并说明理由                （均用实际的元素符号表示）。
（3）由表中D元素和氢元素的原子按1:1组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解，可使用的催化剂为（填序号）________。
a．MnO₂         b．FeCl₃          c．Na₂SO₃        d．KMnO₄
（4）分子组成为ADG₂的物质在水中会强烈水解，产生使品红溶液褪色的无色气体和一种强酸。该反应的化学方程式是：                                         。
（5）以下说法正确的是        （填编号）。
a．元素H与元素C的单质、其氢化物、最高价氧化物的沸点都是H的高
b．工业上单质C的制备要用到单质H、G；单质C可以与强碱、F的氢化物的水溶液反应
c．能说明元素D的非金属性比A强的实验：把D的单质通入到A的氢化物的水溶液来实现

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

族 周期	IA		0
1	①	ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA
2				②		③
3	④		⑤	⑥			⑦

（1）①和②形成的最简单有机化合物分子的结构式为_____________。
（2）下列事实能证明②的非金属性比⑥强的是
A．Na₂CO₃+SiO₂Na₂SiO₃+CO₂↑
B．SiO₂+2CSi+2CO↑
C．Na₂SiO₃+CO₂+2H₂O＝H₂SiO₃↓+Na₂CO₃
D．CH₄比SiH₄稳定
（3）写出①、③、④三种元素组成化合物的电子式___________。
（4）③、④、⑤所形成的简单离子半径由大到小的顺序：___          ____。
（5）①、②、⑦三种元素按原子个数之比为11︰5︰1组成的有机化合物中含有两个-CH₃的同分异构体有      种。
（6）最近科学家制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入液化石油气(以C₄H₁₀表示）．电池的电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2－．已知该电池的负极反应为：
C₄H₁₀＋13O^2－－26e^－===4CO₂＋5H₂O
则该电池的正极反应为__________________，电池工作时，电池中O^2－向________极移动．

A、B、C、D 4种元素，A元素所处的周期数、主族序数、原子序数均相等；B的原子半径是其所在主族中最小的，B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO₃；C元素原子的最外层电子数比次外层少2个；B的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布，可与C形成化合物D₂C．
（1）B元素的名称               ；B在周期表中的位置         ；
（2）A、B形成的化合物的化学式                      ；
（3）C的元素符号________，C的最高价氧化物的化学式
（4）D的最高价氧化物对应的水化物的化学式     ．
（5）A、B、C、D四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是____________。

下表是元素周期表的一部分，请针对表中所列标号为①～⑩的元素回答下列问题。

（1）非金属性最强的元素是______(填元素符号，下同)，形成化合物种类最多的元素是____________。
（2）第三周期元素除⑩外原子半径最小的是______(填元素符号)，这些元素的最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是__________(填化学式，下同)，具有两性的是____________。
（3）⑤⑥⑦单质的活泼性顺序为______＞______＞______(填元素符号)，判断的实验依据是_______(写出一种)。

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

族 周期	IA		0
1	①	ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA
2				②	③	④
3	⑤		⑥	⑦			⑧

（1）⑧的原子结构示意图为_________。
（2）②的气态氢化物分子的结构式为_______,②和⑦的气态氢化物的稳定性相比,其中较弱的是____(用该氢化物的化学式表示)。
（3）②、③的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是               （填化学式）。
（4）⑤、⑥元素的金属性强弱依次为___________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）④、⑤、⑥的形成的简单离子半径依次_________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（6）①、④、⑤元素可形成既含离子键又含共价键的化合物，写出它的电子式：        ，形成的晶体是         晶体。