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简答题

已知A、B、C、D、E是短周期中的5元素，它们的原子序数依次增大。A是原子半径最小的元素，C、D在元素周期表中处于相邻的位置，B原子的最外层电子数是内层电子数的2倍。E元素与D元素同主族；E的单质为黄色晶体，易溶于二硫化碳。回答下列问题：
（1）元素D在周期表中的位置是                        。
（2）画出E的阴离子的结构示意图：                                  。
（3）写出一种由A、B、C、D四种元素组成的离子化合物的化学式：              。
写出一种由A、C、D三种元素组成的共价化合物的化学式：                 。
（4）将9 g B单质在足量的D单质中燃烧，所得气体通入1 L 1 mol·L^－1NaOH溶液中，
完全吸收后，溶液中大量存在的阴离子是                 。

［化学——物质结构与性质］由Cu、N、B等元素组成的新型材料有着广泛用途。
（1）基态 Cu⁺ 的核外电子排布式为            。在高温下CuO 能分解生成Cu₂O，试从原子结构角度解释其原因：                               。
（2）立方氮化硼是一种新型的超硬、耐磨、耐高温的结构材料，它属于　  　晶体。
（3）化合物A (H₃BNH₃) 是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状化合物 (HB=NH)₃通过3CH₄ + 2 (HB=NH)₃ + 6H₂O →3CO₂ + 6H₃BNH₃ 制得。
①与上述化学方程式有关的叙述不正确的是         。（填标号）

A．反应前后碳原子的轨道杂化类型不变

B．CH4、H2O、CO2分子空间构型分别是：正四面体形、V形、直线形

C．第一电离能：N＞O＞C＞B

D．化合物A中存在配位键

②1个 (HB=NH)₃分子中有　　个σ键。
（4）在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。图（a）是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为　　      。图（b）是硼砂晶体中阴离子的环状结构，其中硼原子采取的杂化类型为　      　　。

【选修3-物质的结构与性质】

上表为周期表的一部分，其中的编号代表所对应的元素。请回答下列问题：
（1）⑨号元素的基态原子的价电子排布式是________，与其同周期，且基态原子的核外未成对电子数最多的元素是______(写出元素符号)，②号元素基态原子的电子排布图为___。
（2） ①号与③号元素形成的含有18电子的物质为________(写出名称)，②号与③号元素形成的，能造成温室效应的物质的空间构型为________。
②、④、⑧三种元素的原子形成的晶体，其晶胞的结构特点如图所示，则该化合物的化学式为________(用对应的元素符号表示)，常温条件下丙烯是气态，而相对分子质量比丙烯小的甲醇，常温条件下却呈液态，出现这种现象的原因是____________。

（3）①、②两种元素能形成多种平面形分子，其中有一种相对分子质量最小，有关该分子的说法中正确的是________。
a．该分子属于含有极性键的非极性分子b．该分子含有4个σ键和1个π键
c．该分子中的②原子采取sp²杂化d．该物质易溶于水，并能和水反应得到酒精
（4）某元素的价电子排布式为nsⁿnp^n＋1，该元素可与元素①形成含有10个电子的分子X，将过量的X通入盛有硫酸铜溶液的试管里，产生的现象为_______。
（5） 若D元素与Fe元素形成某种晶体如图所示。若晶胞的边长为a nm，则合金的密度为________g/cm³。

（1）下表中的实线表示元素周期表部分边界，请用实线画出周期表未完成的边界及金属元素与非金属元素的分界线。

（2）把符合下列要求的元素的元素符号标在表中对应位置处。
① 最高价氧化物的水化物碱性最强（放射性元素除外）
② 气态氢化物最稳定的非金属元素（3）元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系_______________________ 。

金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：
(1)Ni原子的核外电子排布式为______________________________；
(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni²⁺和Fe^2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO ________ FeO(填“<”或“>”)；
(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为_______________、_______________；
(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如左下图所示。该合金的化学式为_______________；

(5)丁二酮肟常用于检验Ni²⁺：在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni²⁺反应可生成鲜红色沉淀，其结构如右上图所示。
①该结构中，碳碳之间的共价键类型是键，碳氮之间的共价键类型是______________，氮镍之间形成的化学键是_______________；
②该结构中，氧氢之间除共价键外还可存在_______________；
③该结构中，碳原子的杂化轨道类型有_______________。

亚硝酸钠(NaNO₂）易溶于水，微溶于乙醚，是常用的食品发色剂
（1）第一电离能：N ＿＿＿O（填“＜”、“＞”或“＝”）；NO₂^－的空间构型为＿＿＿＿
（2）亚硝酸钠在320⁰C会分解生成氧化钠、一氧化二氮等物质，该反应的化学方程式为＿＿＿＿
（3）亚硝酸钠是亚硝酸的钠盐。HNO₂的结构如图所示，则HNO₂分子中有＿＿＿个键：
HNO₂的酸性比HN0₃弱是因为＿＿＿＿＿

（4）亚硝基钻钠是钴的一种配合物，易溶于水，与钾离子反应生成淡黄色的
沉淀，可用于检验K⁺的存在。
①基态的价层电子排布图为＿＿＿＿＿
②用亚硝酸钻钠检验K⁺的离子方程式是
③金属钴的堆积方式如图所示，若一个钴原子的半径为r，，则晶胞的体积V(晶胞）＝＿＿

以色列科学家达尼埃尔·谢赫特曼因发现“准晶体”而独享2011年诺贝尔化学奖以及奖金。现在，准晶体已在很多应用领域“大展拳脚”，可用来制造不粘锅、发光二极管、热电转化设备等。
（1）铁在周期表中的位置              ，铝的原子结构示意图为          ；
（2）工业炼铝用的原料是       （填Al₂O₃或AlCl₃），不用另一种的原因是     
                                                               ；
（3）铜在潮湿的空气中会生成铜绿，写出该反应方程式
                                                           ；
（4）用电解法制Fe(OH)₂沉淀，下列可做电解质溶液的是     

A．纯净水

B．NaCl溶液

C．NaOH溶液

D．CuCl2溶液

碳、氮、氧、氟都是位于第二周期的重要的非金属元素。请回答下列问题：
（1）基态氟原子的核外电子排布式是______________ 。
（2）C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是_________________。
（3）碳和另外三种元素均可形成化合物。四氟化碳的空间构型为____________，CF₄可以利用甲烷与Cl₂和HF在一定条件下反应来制备，其反应方程式为___________；CO是__________分子(填“极性”或“非极性”)，CO的常见等电子体为N₂、CN^－，已知CN^－与N₂结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为___________；C₃N₄是一种新型材料，它的硬度比金刚石还高，可做切割工具，可推测出C₃N₄属于_________晶体。
（4）N₄分子结构和白磷一样都是正四面体。又已知断裂1molN－N键吸收167kJ热量，生成1 molN≡N键放出942kJ热量，0.1 molN₄转变为N₂将放出____________热量：
（5）CaF₂和CaC₂都属于离子晶体。CaF₂晶体的密度为a g·cm^－3，则晶胞(如图)的体积是_______________(只要求列出算式)。

（6）CaC₂晶体的晶胞与氯化钠相似，但由于CaC₂晶体中的C存在，使晶胞沿一个方向拉长，则CaC₂晶体中1个C周围距离最近且相等的Ca^2＋数目为__________，C与O 互为等电子体，O的电子式为____________。

已知A、B、C、D、E、F、G和H都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A是周期表中原子半径最小的元素，B原子最外层电子数是内层电子数的两倍，C的基态原子核外有7种不同运动状态的电子，E是电负性最大的元素，F的氢化物和最高价氧化物对应的水化物均为强酸，G、H分别是周期表中1—18纵列中的第10、12纵列元素。请回答下列问题：
（1）D元素在周期表位置是         ，G的核外价层电子排布式为       。
（2）E与A形成的化合物比F与A形成的化合物的沸点    （填“高”或“低”），其原因是    。
（3）B、C原子的第一电离能较大的是      （填元素符号），其原因是        。
（4）BD₃^2－离子中B原子采取    杂化，任写一种与BD互为等电子体的分子的电子式    。
（5）元素H的一种硫化物晶体的晶胞结构如图所示，该硫化物的化学式是          。元素H的氢氧化物可溶于氨水中，生成和铜氨配离子相同配位数的离子，写出该反应的离子方程式为               。

C、Si、Ge、Sn是同族元素，该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应用．请回答下列问题：
（1）32号元素Ge的原子核外电子排布式为           ；
（2）C、Si、Sn三种元素的单质中，能够形成金属晶体的是         ；
（3）已知SnO₂是离子晶体，写出其主要物理性质         ；（写出2条即可）
（4）已知：

	CH4	SiH4	NH3	PH3
沸点（K）	101.7	161.2	239.7	185.4
分解温度（K）	873	773	1073	713.2

分析上表中四种物质的相关数据，请回答：
①CH₄和SiH₄比较，NH₃和PH₃比较，沸点高低的原因是           ；
②CH₄和SiH₄比较，NH₃和PH₃比较，分解温度高低的原因是        ；
结合上述数据和规律判断，一定压强下HF和HCl的混合气体降温时     ；
（5）)用价层电子对互斥理论推断SnBr₂分子中Sn—Br的键角　　　120°（填“＞”“＜”或“＝”）。
(6)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb⁴⁺处于立方晶胞顶点，Ba²⁺处于晶胞中心，O^2-处于晶胞棱边中心，该化合物化学式为　　　　　　　，每个Ba²⁺与　　　　个O^2-配位。

已知A、B、C、D、E、F为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素，A、B与C；D、E与F分别位于同一周期。A原子L层上有3个未成对电子，B的简单负二价离子与C原子核外电子排布相同、含有D元素的盐的焰色反应火焰为黄色，EF₃是由活泼金属和活泼非金属组成的共价化合物，G有多种氧化物，其中一种氧化物有磁性，填写下列空白
(1)元素的第一电离能最大的是________，属于过渡元素的是________(填写元素符号)
(2)写出B元素的基态原子价电子排布式__________________，F离子电子排布式_________________。
(3)AF₃分子中A原子的杂化类型是________，AF₃分子的几何构型为___________。
(4)已知E₂B₃的晶格比DF的晶格能大得多，试分析导致两者晶格能差异的主要原因是：________________________________________________________。
(5)构成G晶体的微粒是________，G的晶胞结构如下图甲所示，G的晶胞为________结构。若G原子的半径为1.27×10^－10 m，G金属晶体中的晶胞长度，即下图乙中AB的长度为________m。

 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五种元素组成的相对分子质量为392的化合物B，lmolB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_________________。

四种元素A、B、C、D，其中A元素原子的原子核内只有一个质子；B的基态原子s能级的总电子数比p能级的总电子数多1；C元素的原子最外层电子数是次外层的3倍； D是形成化合物种类最多的元素。
（1）A、D形成的某种化合物甲是一种重要的化工产品，可用作水果和蔬菜的催熟剂，甲分子中σ键和π键数目之比为________；写出由甲制高聚物的反应方程式             。
（2）A、C形成的某种化合物乙分子中含非极性共价键，乙分子属于________（“极性分子”或“非极性分子”）；其电子式________；将乙加入浅绿色酸性溶液中，溶液变为棕黄色，写出该反应的离子方程式           。
（3）写出B的基态原子电子排布图为　　　               。与PH₃相比，BA₃易液化的主要原因是___________________________________；
（4）笑气(B₂C)是一种麻醉剂，有关理论认为B₂C与DC₂分子具有相似的结构。故B₂C的空间构型是________，其为________(填“极性”或“非极性”)分子 。

近现代战争中，制造坦克战车最常用的装甲材料是经过轧制和热处理后的合金钢，热处理后整个装甲结构的化学和机械特性和最大限度的保持一致。钢中合金元素的百分比含量为：铬0.5~1.25 镍0.5~1.5 钼0.3~0.6 锰0.8~1.6 碳0.3
（1）铬元素的基态原子的价电子层排布式是                 。
（2）C元素与其同主族下一周期元素组成的晶体中，C原子的杂化方式为　　　　.
（3）Mn和Fe的部分电离能数据如表：

元   素	Mn	Fe
电离能 /kJ·mol^－1	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

 
根据表数据，气态Mn^2＋再失去一个电子比气态Fe^2＋再失去一个电子难，其原因是         。
（4）镍（Ni）可形成多种配合物，且各种配合物有广泛的用途。
某镍配合物结构如右图所示，分子内含有的作用力
有               （填序号）。
A．氢键     B．离子键    C．共价键   D．金属键   E．配位键
组成该配合物分子且同属第二周期元素的电负性由大到小的顺序是   　　     。
（5）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)₄，呈四面体构型。423K时，Ni(CO)₄分解为Ni和CO，从而制得高纯度的Ni粉。试推测：四羰基镍的晶体类型是   　　      
（6）铁能与氮形成一种磁性材料，其晶胞结构如右图所示，则该磁性材料的化学式为              

A、B、C、D、E 五种短周期主族元素分占三个周期。A、B、C为同一周期依次相邻的3种元素；A和C的原子核外P能级中都有两个未成对电子，其中A的P能级有一个空轨道；E原子的电子层数等于最外层电子数，D的原子序数是E的1/13倍。请回答相关问题：
（1）A元素在周期表中的位置      ；写出B的电子排布式        。
（2）比较C和E简单离子半径大小：       (用离子符号表示)；比较B和C第一电离能大小:               (用元素符号表示)。
（3）元素E的一种常见的可溶性盐溶液呈酸性，其原因是（用离子方程式表示）：        。
（4）X、Y、Z、甲、乙、丙是由A、B、C分别与D形成的化合物，六种化合物可以排成下表，其中同一横行的分子中电子数相同，同一纵行的物质所含元素种类相同，其中X、Y、甲常温常压下为气体，Z、乙、丙常温常压下为液体。

①丙的电子式为                   。
②若化合物甲的电子数与C元素的单质C₂相同，则甲的结构式为               ；
③乙的分子式为B₂D₄，乙和丙常作火箭推进器的燃料，反应后的产物无污染。已知8g液态乙与足量液态丙完全反应，产物均为气体时，放出热量为160.35kJ，试写出该反应的热化学方程式：                                                。