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

(9分)下表是元素周期表的一部分。表中所列的数分别代表某一种化学元素。

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

（1）表中①-⑩化学性质最不活泼的元素，其原子结构示意图为                        。
（2）表中能形成两性氢氧化物的元素是       （用元素符号表示），写出该元素的氧化物与⑨最高价氧化物的水化物反应的离子方程式                       。
（3）①、②、⑥、⑦四种元素的最高价氧化物的水化物中酸性最强的是     （填化学式）。
（4）③、⑦、⑩的氢化物沸点最低的是    （填化学式）。③元素与⑩元素两者核电荷数之差是    。
（5）设计实验方案：比较⑦与⑩单质氧化性的强弱，请将方案填入下表。
可供选择的试剂：氯水、溴水、酒精、淀粉、CCl₄、NaCl溶液、NaBr溶液。

实验步骤	实验现象与结论

 

A、B、C、D、E、F、G是核电荷数依次增大的短周期主族元素，A元素原子的核外电子数、电子层数和最外层电子数均相等，元素B的一种常见单质可做惰性电极材料，C、D、G三种元素在周期表中的相对位置如图①所示，C、D、F的质子数之和等于E、G的质子数之和．E、F为金属元素，只有G元素的单质能与水反应生成两种酸。甲、乙、M、W、X、Y、Z七种物质均由A、C、D三种元素中的一种或几种组成，其中只有M分子同时含有三种元素；W为A、C两元素组成的18电子分子，可作火箭燃料；甲、乙为非金属单质。它们之间的转化关系如图②所示。

请回答下列问题：
（1）Z的化学式为___________。乙的结构式为                 。
（2）B的最高价氧化物的电子式为                 。
（3）用电子式表示A元素和E元素形成化合物的过程：____________________________。
（4）G的单质与水反应的离子方程式的________________________________________。
（5）F的单质与E的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为                 。
（6）W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。W空气燃料电池放电时负极反应式为________________________________。

A、B、C、D、E是核电荷数依次增大的五种短周期主族元素，A元素的原子核内只有1个质子，B元素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多4个；C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布，两元素可形成化合物D₂C；C、E同主族。
（1）B在周期表中的位置为第___________周期第___________族。
（2）E元素形成的氧化物对应的水化物的化学式为________________。
（3）元素C、D、E形成的离子半径大小关系是________>________>__________（用离子符号表示）。
（4）用电子式表示化合物D₂C的形成过程________________________。C、D还可形成化合物D₂C₂，D₂C₂含有的化学键是__________________。
（5）由A、B、C三种元素形成的离子化合物的化学式为______________，它与强碱溶液共热，发生反应的离子方程式是____________________。
（6）某一反应体系中含有D₂E、D₂EC₃、D₂EC₄三种物质，若此反应为分解反应，则此反应的化学方程式为______________________（化学式用具体的元素符号表示）。

(6分)现代科技的高度快速发展离不开C和Si元素。
（1）写出Si的基态原子核外电子排布式__________________。
（2）从电负性角度分析，C、Si、O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为______。
（3）SiC的晶体结构与晶体硅的相似，其中C原子的杂化方式为_____，微粒间存在的作用力是_______。
（4）C、Si为同一主族的元素，CO₂、SiO₂的化学式相似，但结构和性质有很大的不同。CO₂中C与O原子间形成σ键和π键，SiO₂中Si与O原子间不形成上述π键。从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成上述π键，而Si、O原子间不能形成上述π键：_________________________

短周期元素X、Y、Z的原子序数依次递增，其原子的最外层电子数之和为13，X与Y、Z位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍或者Y原子最外层电子数的3倍。下列说法正确的是

A．X的氢化物溶于水显酸性且稳定性弱于HF

B．Y的氧化物是离子化合物，Y的氢氧化物碱性比氢氧化钠弱

C．Z的氢化物的水溶液在空气中存放不易变质

D．X和Z的最高价氧化物对应的水化物都是弱酸

短周期元素T、Q、R、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族序数相等。它们的最高价氧化物的水化物依次为甲、乙、丙、丁。下列叙述不正确的是：

A．R的氧化物在空气中与其它物质作用可形成光化学烟雾

B．常温下丁的浓溶液可用T单质所制的容器来盛装

C．丁的浓溶液与Q的单质加热发生反应，可生成体积比为1:2的两种气体

D．甲、乙、丙、丁受热均易分解

如下表所示的五种元素中，W、X、Y、Z为短周期元素，这四种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是：

A．X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高

B．由X、Y和氢三种元素形成的化合物中一定只有共价键

C．W、X、Z三种元素最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱

D．T元素的单质具有半导体的特性，T与Z元素可形成化合物TZ4

下表是元素周期表中的一部分，表中所列字母分别表示一种元素。(选项中的物质都由下表中的元素组成)

由以上信息可推断下列说法正确的是：

A．宇航员在飞船活动舱内会产生d和f组成的气体，吸收这种气体的化合物应该由e和f组成

B．活动舱内还要营造一种适合宇航员生存的人工生态环境，即充入a和f的常见单质

C．c和f以原子个数之比为1：1组成的化合物可用作宇航员所需f单质的来源

D．《阿凡达》中潘多拉星球上存在^32b，地球上此元素主要以^42b形式存在，^32b比^42b少一个质子

下列说法中，不正确的是：

A．短周期元素中，最外层电子数是其电子层数两倍的元素共有3种

B．第三周期元素的离子半径大小比较：Cl^-＞S^2-＞Na^+＞Mg^2+＞Al^3+

C．日本福岛核电站释放出的放射性核素互为同位素

D．相同条件下，测定同浓度的H2CO3溶液和H2SO4溶液的酸性，可比较C和S的非金属性强弱

有A、B、C、D四种短周期主族元素，其原子序数依次增大。A、B可形成A₂B和A₂B₂两种共价化合物，B、C同主族且可形成CB₂和CB₃两种化合物。完成下列问题。
（1）C的名称为________
（2）写出表示非金属性C＜D的化学方程式（任一个）：________              。
（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，溶液由黄色逐渐变为浅绿色，该反应的离子方程式为______________。
（4）请依据（4）中的反应，设计一个原电池。要求：画出实验装置图，注明电解质溶液名称、正负极及正负极材料，并标出电子移动方向，写出负极反应式。
负极反应式：__________________________________________________________。

(11分)研究物质的微观结构，有助于人们理解物质变化的本质。请回答下列问题。
（1）C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是_______________。
（2）A、B均为短周期金属元素。依据下表数据，写出B原子的电子排布式：________。

电离能/kJ·mol^－1	I1	I2	I3	I4
A	932	1 821	15 390	21 771
B	738	1 451	7 733	10 540

（3）依据第2周期元素第一电离能的变化规律，参照右图中B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。

（4）基态铜原子的核外电子排布式为________。
（5）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为______，该能层具有的原子轨道数为________、电子数为________。

(10分)五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A和C同族，B和D同族，C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A和B形成的化合物在水中呈碱性，C和E形成的化合物在水中呈中性。回答下列问题：
（1）五种元素中，原子半径最大的是________，非金属性最强的是______。(填元素符号)
（2）由A和B、D、E所形成的共价型化合物中，热稳定性最差的是_________(用化学式表示)。
（3）A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应，产物的化学式为________，其中存在的化学键类型为________________。
（4）D最高价氧化物的水化物的化学式为________。
（5）单质E与水反应的离子方程式为________________________。

(10分)元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含许多信息和规律。下表所列是五种短周期元素的原子半径及主要化合价：

元素代号	A	B	C	D	E
原子半径/nm	0.16	0.143	0.102	0.089	0.074
主要化合物	＋2	＋3	＋6，－2	＋2	－2

（1）在下表中标出上述五种元素在元素周期表中的对应位置(用元素符号)。
（2）在下表中表明通常寻找催化剂材料的区域(用斜线阴影)。

（3）A、B、E三种元素各自形成简单离子，其中半径最大的为________(填离子符号)。
（4）证明B元素的单质与A元素的单质在化学性质上有明显不同的离子方程式为：_________________。
（5）周期表中有些处于对角(左上→右下)位置的元素，它们的单质及其化合物的性质存在“对角线相似”的现象，请写出D的氧化物与强碱溶液反应的离子方程式：________________。

X、Y、Z、W、M、N六种元素均位于元素周期表的前四周期(如下图所示)。有关这六种元素的下列叙述中不正确的是

A．元素的简单离子半径M<W<Z	B．Y元素在自然界存在多种同素异形体
C．最高价氧化物的水化物酸性W>N	D．N与Z的质子数之差为16

部分短周期元素的原子半径及主要化合价如下表，根据表中信息，判断以下叙述正确的是

元素代号	L	M	Q	R	T
原子半径/nm	0.166	0.143	0.112	0.104	0.066
主要化合价	＋2	＋3	＋2	＋6、－2	－2

A．氢化物的稳定性为H₂T<H₂R          B．单质与稀盐酸反应的速率为L<Q
C．M与T形成的化合物具有两性      D．L^2＋与R^2－的核外电子数相等