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

已知A、B、C、D四种元素分别为短周期元素,表示中三个不同短周期的主族元素，且原子序数依次增
大。D原子的质子数是B原子质子数的2倍，A原子与D原子的最外层电子数之和是B原子与C原子质子
数之和的1/3。A与B可形成BA₃型化合物，该化合物与C的单质在一定条件下反应，能生成化合物BC，请按要求填写下列空白：
（1）D元素的名称             ，C元素在元素周期表中的位置              。
（2）写出BA₃的电子式             ，BA₃跟C的单质在一定条件下反应，能生成化合物BC的化学方程式                                 。
（3）D单质在工业上最重要的用途是          ，写出工业上制取D单质的化学方程式           。
（4）在实验室中B的最高价氧化物的水化物的浓溶液应如何保存                   ，用化学方程
式说明理由                                     。

A、B、C、D、E、F 6种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于36。其中C、E、F是金属元素；A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布为ns¹。B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半。F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子。
请回答下列问题：
（1）C、D、E四种元素的简单离子按半径由小到大的顺序为（用离子符号表示）                。
（2）元素B与D的电负性的大小关系是           ，C与E的第一电离能的大小关系是        。（填＞、＜、=，用元素符号表示）
（3）用轨道表示式表示D元素原子的价电子构型                        。
（4）C、E最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式为                  。
（5）F在元素周期表中的位置是            区，其基态原子的电子排布式为                     。
（6）均为A、B、D、E四种元素组成的两种化合物可以相互反应，写出该反应的离子方程式为         。

（I）A、B、C、D、E为短周期元素，非金属元素A最外层电子数与其周期数相同，B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。B 在C中充分燃烧能生成其最高价化合物BC₂。D^＋与C^2－具有相同的电子数。A在E中燃烧，产物溶于水得到一种强酸。回答下列问题：（1）B在元素周期表中的位置是        ，写出一种工业制备单质E方法的离子方程式        。（2）这五种元素两两之间能形成多种化合物，请写出A₂C和DA相互反应的化学方程式       
（II）化合物甲由四种元素组成，撞击甲容易发生爆炸生成三种物质，产物之一是纯净固体单质乙，另两种产物丙和丁是相对分子质量相同的常见气体，其中丁是空气的主要成分之一，3.0g甲发生爆炸反应，生成2.16g乙和标准状况下0.224L丁，其余为丙．回答下列问题：
（1）丁的结构式             
（2）甲发生爆炸反应的化学方程式为                     
（3）已知化合物甲中，有两种元素的化合价为最高正价，另两种元素的化合价为最低负价，
爆炸反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为               ．

【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）。

A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素，甲、乙、丙、丁、戊是由其中的两种或三种元素组成的化合物，而辛是由C元素形成的单质。已知：甲 + 乙 =丁 +辛，甲 + 丙 = 戊 + 辛；常温下0.1 mol/L 丁溶液的pH为13，则下列说法正确的是
A．元素C形成的单质可以在点燃条件分别与元素A、B、D形成的单质化合，所得化合物均存在共价键
B．元素B、C、D的原子半径由大到小的顺序为：r(D) > r(C) > r(B)
C．1.0 L 0. 1 mol/L戊溶液中含阴离子总的物质的量小于0. 1 mol
D．1 mol甲与足量的乙完全反应共转移约1.204 × 10²⁴个电子

二氧化氯（ClO₂）是国际公认高效、安全的杀菌、保鲜剂，是氯制剂的理想替代品。工业上制备ClO₂的方法很多，NaClO₃和NaClO₂是制取ClO₂的常见原料。
完成下列填空：
（1）以下反应是制备ClO₂的一种方法：H₂C₂O₄ + 2 NaClO₃ + H₂SO₄  → Na₂SO₄ + 2 CO₂↑ + 2 ClO₂↑ + 2 H₂O，上述反应物中属于第三周期的元素的原子半径大小顺序是__________；其中原子半径最大元素的原子，其核外有            种不同能量的电子。
（2）ClO₂的分子构型为“V”形，则ClO₂是______________（选填“极性”、“非极性”）分子，其在水中的溶解度比氯气__________（选填“大”、“小”、“一样”）。
（3）ClO₂具有强氧化性，若ClO₂和Cl₂在消毒时自身均被还原为Cl^-，ClO₂的消毒能力是等质量Cl₂的___________倍（保留2位小数）。
（4）若以NaClO₂为原料制取ClO₂，需要加入具有________（填“氧化”、“还原”）性的物质。
（5）工业上将氯碱工业和制取NaClO₃联合进行。研究发现，电解时，不同反应环境下的总反应分别为：
4 NaCl + 18 H₂O → 4 NaClO₃ + 3 O₂↑+ 18 H₂↑（中性环境）
NaCl + 3 H₂O → NaClO₃ + 3 H₂↑（微酸性环境）
①电解时，氢气在__________极产生。
②更有利于工业生产NaClO₃的反应环境是___________，理由__________________。

X、Y、Z、M、R、W均为周期表中前四周期的元素。X的基态原子外围电子排布式为3s²；Y原子的L电子层的P能级上有一个空轨道；Z元素的基态原子最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子；M 的原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反；R是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素；W为过渡元素，它的基态原子外围电子排布成对电子数和未成对电子数相同且为最外层电子数的两倍。回答下列问题（相关回答均用元素符号表示）：
（1）X的基态原子的外围电子排布式为      ，其基态原子有      种运动状态不同的电子；
（2）R的氢化物的稳定性比其上一周期同族元素氢化物的稳定性   （高或低）其原因是     ；
（3）ZM₃^﹣空间构型为           ，其中Z的杂化方式为                        ；
（4）W与YM易形成配合物W（YM）₅，在W（YM）₅中W的化合价为       ；与YM分子互为等电子体的离子的化学式为             ．
（5）W单质的晶体在不同温度下有两种原子堆积方式，晶胞分别如下图A、B所示：

图B中原子堆积方式为           ，A、B中W原子的配位数之比为         ．A、B晶胞的棱长分别为a cm和b cm，则A、B两种晶体的密度之比为               。
（6）X和W组成的合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图甲（黑球代表W，白球代表X）．则该合金的化学式为                              。

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        。

下列说法不正确的是

A．某金属元素气态基态原子的逐级电离能的数值分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703…，当它与氯气反应时生成的阳离子是X^3+

B．均能一步实现

C．33gCH≡C-CH=CH-CH3中所含的π键数、12g石墨中所含的碳碳键数均为1.5mol

D．灼烧白色粉末，火焰成黄色，证明原粉末中有Na^+，可能含有K^+

随原子序数的递增，八种短周期元素（用字母表示）原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示。根据判断出的元素回答下列问题：

（1）f 在元素周期表的位置是__________。
（2）比较y、g、h最高价氧化物对应水化物的酸性强弱是：_______>________>_______。（用化学式表示）
（3）由表中两种元素的原子按1:1组成的化合物A和B，A中既含离子键又含非极性共价键，其电子式为__________；B是常见的液态化合物，其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）由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应：

①X溶液与Y溶液反应的离子方程式为__________________________
②常温下，为使0.1 mol/L M 溶液中由M电离的阴、阳离子浓度相等，应向溶液中加入一定量的Y溶液至________________
（5）上述元素可组成盐R：zx₄f(gd₄)₂，向盛有10 mL 1mol·L^-1 R溶液的烧杯中滴加1mol·L^-1NaOH溶液，沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化如图所示：

①写出m点反应的离子方程式____________。
②若R溶液中改加20mL 1.2 mol·L^-1Ba(OH)₂溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为____________mol。

元素X 位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p 轨道上有4个电子。元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍。

（1）X与Y所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。
①在1个晶胞中，X离子的数目为                  。
②该化合物的化学式为                 。
（2）在Y的氢化物(H₂Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是               。
（3）Z的氢化物(H₂Z)在乙醇中的溶解度大于H₂Y，其原因是                        。
（4）Y 与Z 可形成YZ₄^2－
①YZ₄^2－的空间构型为                           。
②写出一种与YZ₄^2－互为等电子体的分子的化学式：                        。
（5）X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH₃)₄]Cl₂，1mol该配合物中含有σ键的数目为           。

H、C、N、O、Al、S是常见的六种元素。
完成下列填空：
（1）．碳元素有¹²C、¹³C和¹⁴C等同位素。在¹⁴C原子中，核外存在           对自旋相反的电子。
（2）．碳在形成化合物时，其所成化学键以共价键为主，原因是                   。
（3）．任选上述元素可组成多种四原子的共价化合物，请写出其中含非极性键的一种化合物的电子式             。
（4）．上述元素可组成盐NH₄Al(SO₄)₂。向10mL1mol/L NH₄Al(SO₄)₂溶液中滴加1mol/L的NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下。

①NH₄Al(SO₄)₂溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序是      ，请解释阳离子浓度差异的原因           。
②写出N点反应的离子方程式           。
③若向10mL1mol/L NH₄Al(SO₄)₂溶液中加入20mL1.2mol/LBa(OH)₂溶液，充分反应后，产生沉淀______   mol。

已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素，其中元素A、E、的单质在常温下呈气态，元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，元素C在同周期的主族元素中原子半径最大，元素D的合金是日常生活中常用的金属材料，下列说法正确的是
A．元素A、B组成的化合物常温下一定呈气态
B．元素C、D、E的最高价氧化物对应的水化物两两之间能发生反应
C．工业上常用电解C、D的盐溶液来制备C、D元素的单质
D．化合物AE与CE有相同类型的化学键

已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于短周期。A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。E有“生物金属”之称，E^4＋和氩原子的核外电子排布相同。
请回答下列问题：
（1）B、C、D三种元素的电负性由小到大的顺序为             ，E的基态原子的电子排布式为              。
（2）由B、D形成的BD₃^2－离子中，其VSEPR模型名称是             ，离子的中心原子采用               杂化。
（3）已知由A、C、D三种元素按照4:2:3的原子个数比可形成某离子化合物，常温下测得该离子化合物的水溶液pH=5，则该溶液中水电离出的氢离子浓度为                。
（4） D、E和钡三种元素构成的某化合物的晶胞结构如右图所示，该化合物的化学式为              。

（5）纳米级的EO₂是一种广泛使用的催化剂，实验室往往通过ECl₄在大量水中加热水解制得EO₂·xH₂O，该反应的化学方程式为                                 。