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

I（1）某同学做如下实验，以检验反应中的能量变化。

实验中发现反应后（a）中温度升高，由此可以判断（a）中反应是__________热反应；（b）中温度降低， 根据能量守恒定律，（b）中反应物的总能量应该__________其生成物的总能量。
（2）下列反应：①氢氧化钠与硫酸，②一氧化碳与氧气，③八水合氢氧化钡与氯化铵，④金属铜与硝酸银。其中（用序号填空）：
能设计成原电池的反应是____________________________________________。
II（1）有下列几种物质
A．金刚石和石墨   
B．C₂H₆和C₅H₁₂   
C．C₂H₄和C₂H₆
D．CH₃CH₂CH₂CH₃和CH₃CH（CH₃）₂   
E．³⁵Cl和³⁷Cl
属于同分异构体的是________；属于同素异形体的是________；属于同系物的是________；属于同位素的是________。
（2）两种粒子的核外电子排布相同，核电荷数不同，则它们可能是（   ）
A．两种不同元素的原子        B．一定是两种不同的离子
C．同一元素的原子和离子      D．两种不同元素的原子和离子
III:（1）C₇H₁₆名称        
（2）指出下列反应的类型
乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色：_________________
（3）写出反应的化学方程式：三氯甲烷与氯气在光照下反应_________________

【化学——选修3物质结构与性质】原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，B原子核外电子有6种不同的运动状态，B与C可形成正四面体形分子，D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。
请回答下列问题：
（1）这四种元素中电负性最大的元素，其基态原子的价电子排布图为            。
（2）C所在主族的前四种元素分别与A形成的化合物，沸点由高到低的顺序是          （填化学式），呈现如此递变规律的原因是                             。
（3）B元素可形成多种单质，一种晶体结构如图一所示，其原子的杂化类型为         ，另一种的晶胞如图二所示，该晶胞的空间利用率为          （保留两位有效数字）。（）

（4）D元素形成的单质，其晶体的堆积模型为          ，D的醋酸盐晶体局部结构如图三，该晶体中含有的化学键是           (填选项序号)。
①极性键    ②非极性键    ③配位键    ④金属键
（5）向D的硫酸盐溶液中滴加过量氨水，观察到的现象是           。请写出上述过程的离子方程式                              。

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____________。

(A)【化学—物质结构与性质】
物质中铁含量的测定方法是多种多样的。
I．土壤中铁含量的测定是先将Fe³⁺还原为Fe²⁺，然后使Fe³⁺与邻啡罗啉结合显橙红色，再用比色法测定。其中涉及以下反应：4FeCl₃ + 2NH₂OH·HCl＝4FeCl₂ + N₂O↑+ 6HCI + H₂O。
（1）基态Fe²⁺的核外电子排布式为             。
（2）羟胺(NH₂OH)中采用sp3杂化的原子是        ；羟胺极易溶于水，主要原因是            。
（3）羟胺的组成各元素中，元素的第一电离能(I₁)由大到小的顺序为             （用元素符号表示）。
（4）吡啶和邻啡罗啉都是含氮的有机物，l mol吡啶中含有σ键的物质的量为   mol。
Ⅱ．奶粉中铁含量的测定是在酸性介质中使Fe³⁺与K₄Fe(CN)₆生成普鲁士蓝（Ⅱ）（化学式为Fe₄[Fe(CN)₆]₃），再用光度法测定铁的含量。反应原理如下：
3K₄Fe(CN)₆+4FeCl₃＝Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓+12KCl
（5）Fe₄[Fe(CN)6]3是一种配合物，其中含有的化学键有_______；
a．共价键   
b．氢键   
c．配位键   
d．金属键   
e．离子键
（6）若K₄ Fe(CN)6和FeCl3的物质的量按某种比例发生反应，可生成普鲁士蓝（I），其晶胞结构如下图所示：据此判断普鲁士蓝（I）中n(K⁺)：n(Fe³⁺)：n (Fe²⁺)：n (CN^—)=         。

已知A、B、C、D、E是短周期中的5种非金属元素，它们的原子序数依次增大。A元素原子形成的离子核外电子数为零，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。
（1）请写出元素符号：
A：    ， B：  ，C：_______，D：____。
（2）画出E的阴离子的结构示意图：            。
（3）C的单质和D的单质在一定条件下反应生成化合物X，该反应的化学方程式为          。
（4）A分别与其他四种元素形成的化合物，水溶液显碱性的是        （写化学式）。
（5）将12 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溶液中发生反应，写出反应的离子方程式：                                           。

Ⅰ.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的最高价氧化物的水化物呈两性。试回答：
（1）D元素在周期表中的位置为                         ;
（2）由A、D、E三种元素形成的盐的水溶液呈酸性，用离子方程式解释其原因      ；
（3）用A单质和B单质可制取气体燃料电池，该电池用多孔的惰性电极浸入浓KOH溶液，两极分别通入A单质和B单质。写出该电池负极的电极反应式：          。
Ⅱ.将20mLpH=2的NaHSO₄溶液逐滴加入到20mL 0.1mol·L^－1Na₂CO₃溶液中，向此反应后的溶液中滴加0.001 mol·L^－1BaCl₂溶液，首先析出的沉淀是                    。[K_SP（BaSO₄）=1.1×10^-10mol²·L^-2；K_SP（BaCO₃）=5.1×10^-9mol²·L^-2]
Ⅲ.某温度下在容积固定的密闭容器中，下列反应达到平衡：M(g)+H₂O(g)N(g)+H₂(g)

n(M):n(H2O)	M转化率	H2O转化率
1：1	0.5	0.5
1：2	0.67	0.33
1：3	0.75	0.25

①该反应的平衡常数为_____。该温度下，向容器中充入1molM、3mol H₂O、2mol N、1.5molH₂，则起始时该反应速率V正____V逆（填“>”、“<”或“=”）
②结合表中数据判断下列说法中正确的是                 。
A．增加H₂O（g）的量，M的转化率升高而H₂O（g）的转化率降低
B．若M与H₂O（g）的转化率相同时，二者的初始投入量一定相同
C．M和H₂O（g）初始物质的量之比等于二者转化率之比
D．当M与H₂O（g）物质的之比为1：4时，M的转化率为0.85

（Ⅰ）.A、B、C、D、E、F是六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中C、F分别是同一主族元素，A、F两种元素的原子核中质子数之和比C、D两种元素原子核中质子数之和少2，F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍。又知B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍，E元素的最外层电子数等于其电子层数。请回答：
（1）1 mol由E、F二种元素组成的化合物跟由A、C、D三种元素组成的化合物反应生成两种盐和水，完全反应后消耗后者的物质的量为                     。
（2）A、C、F间可以形成甲、乙两种负一价双原子阴离子，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                   ；
（3）科学研究证明：化学反应热只与始终态有关，与过程无关。单质B的燃烧热为a kJ/mol。由B、C二种元素组成的化合物BC 14g完全燃烧放出热量b kJ，写出单质B和单质C反应生成BC的热化学方程式：                      ；
（4）工业上在高温的条件下，可以用A₂C与BC反应制取单质A₂。在等体积的I、II两个密闭容器中分别充入1 molA₂C和1mol BC、2 mol A₂C和2 mol BC。一定条件下，充分反应后分别达到平衡（两容器温度相等）。下列说法正确的是                      。
A．达到平衡所需要的时间：I>II
B．达到平衡后A₂C的转化率：I=II
C．达到平衡后BC的物质的量：I>II
D．达到平衡后A₂的体积分数：I<II
（5）用B元素的单质与E元素的单质可以制成电极浸入由A、C、D三种元素组成化合物的溶液中构成电池，则电池负极反应式为                  。
（Ⅱ）.A、B、C、D、E、F是短周期元素组成的中学常见的物质，他们的转化关系如图所示（部分反应条件略去）：
（1）若所有转化都是非氧化还原反应，B、D、E含有同种金属元素，F为强碱（部分产物略去），则B+D→E的离子方程式为            ，C为同周期元素构成的1:1型化合物，则C的电子式为              。

（2）若A、D、F为单质，B、C、E为化合物，B为两种非金属元素所组成的化合物，则E的化学式为       。A+B→C+D的化学方程式为                    。

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形成化合物CE。下列说法正确的是
A．五种元素中原子半径最大的是E，最小的是A
B．A和B、D、E均能形成共价型化合物中，稳定性最差的是A、D形成的化合物
C．E最高价氧化物对应水化物化学式为H₂EO₄
D．C的单质在空气中燃烧产物的化学式为C₂O

钢铁分析中常用过硫酸盐氧化法测定钢中锰的含量，反应原理为：
2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O  2MnO₄^-+10SO₄^2-+16H⁺
（1）基态锰原子的价电子排布式为           。
（2）上述反应涉及的元素属于同主族元素，其第一电离能由大到小的顺序为         (填元素符号)。
（3）已知H₂S₂O₈的结构如图。

①H₂S₂O₈硫原子的轨道杂化方式为                。
②上述反应中被还原的元素为                  。
③上述反应每生成1 mol MnO₄^-，S₂O₈^2- 断裂的共价键类型及其数目为           、          。
(4)一定条件下，水分子间可通过氢键将从H₂O分子结合成三维骨架结构，其中的多面体孔穴中可包容气体小分子，形成笼形水合包合物晶体。

①右图是一种由水分子构成的正十二面体骨架(“o”表示水分子)，其包含的氢键数为           ；
②实验测得冰中氢键的作用能为18.8kJ·mol^-1，而冰的熔化热为5.0kJ·mol^-1，其原因可能是                 。
（5）MnO₂可用于碱锰电池材料的正极材料，加入某种纳米粉体可以优化碱锰电池的性能，该纳米粉体的结构如右图。该纳米粉体的化学式为__________。
（6）铑（Rh）与钴属于同族元素，性质相似。铑的某配合物的化学式为CsRh(SO₄)₂·4H₂O，该物质易溶于水，向其水溶液中加入一定浓度的BaCl₂溶液，无沉淀生成，该盐溶于水的电离方程式为               。

我国从国外进口某原料经测定主要含有A、B、C、D、E五种前四周期元素，且原子序数依次增大。元素A、B、C、D、E的原子结构等信息如下：
元素 元素性质或原子结构
A   周期表中原子半径最小的元素
B   原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同
C   最外层p轨道半充满
D   位于短周期，其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍
E   位于ds区且原子的最外层电子数与A的相同
请回答下列问题(用A、B、C、D、E所对应的元素符号作答)：
（1）B、C、D第一电离能由小到大为______________。
（2）E的二价离子的电子排布式为______________。
（3）A₂B₂D₄常用作除锈剂，该分子中B的杂化方式为_______________；1 mol A₂B₂D₄分子中含有σ键数目为____________。
（4）与化合物BD互为等电子体的阴离子化学式为________________(任写一种)。
（5）B₂A₆、C₂A₄分子中均含有18个电子，它们的沸点相差较大，主要原因是__________________。
（6）BD₂在高温高压下所形成晶体的晶胞如图所示。一个该晶胞中含______________个D原子。

A、B、D、R、Q五种短周期主族元素，其原子序数依次增大，其中A原子核内无中子，B与D同周期，R与Q同周期，A与R同主族，D与Q同主族，D元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍，B元素的最高正价和最低负价代数和为2。请用对应的化学用语回答下列问题：
（1）Q元素位于元素周期表中第______周期_____族。
（2）D、R、Q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两种元素以原子个数比为5：1形成的离子化合物X，X的电子式为_______。
（4）由A、B元素形成的A₂B₄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____。
（5）由A、D、R、Q四种元素形成的化合物Y（RAQD₃）（已知A₂QD₃的Ka₁=1.2×10^-2、Ka₂=6.3×10^-8），则Y溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_______________；室温下，向Y溶液中加入一定量的NaOH，使溶液中c(AQD₃^-)=c(QD₃^2-)，则此时溶液呈______（填“酸性”、“碱性”或“中性”）
（6）Fe与D元素可形成Fe₂D₃、Fe₃D₄等化合物。向5.2g Fe₂D₃、Fe₃D₄、Cu的混合中加入0.5mol/L的硫酸溶液140mL时，固体恰好完全溶解，所得溶液中不含Fe³⁺。若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为______g。

下表给出了五种元素的相关信息，其中A、B、C、D为短周期元素。

元素	相关信息
A	在常温、常压下，其单质是气体，随着人类对环境的认识和要求的提高，它将成为倍受青睐的清洁燃料。
B	工业上通过分离液态空气获得其单质，其某种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障。
C	植物生长三要素之一，它能形成多种氧化物，其中一种是早期医疗中使用的麻醉剂。
D	室温下其单质呈粉末状固体，加热易熔化。该单质在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰。
E	它是人体不可缺少的微量元素，其单质也是工业生产中不可缺少的金属原材料，常用于制造桥梁、轨道等。

 
根据上述信息填空：
（1）B在元素周期表中的位置是                   
（2）D的单质与烧碱水溶液加热时发生自身的氧化还原反应生成两种具有强还原性的阴离子，写出该反应的离子方程式                             
（3）C与A形成的化合物X，分子中原子个数比为1∶2；相同条件时，相同质量时，氢气的体积为X气体体积的16倍；分子中有极性键和非极性键，可作火箭燃料。写出X分子的结构式                   
（4）以上这五种元素能组成一种工业上用途极广的复盐（类似明矾，含一种阴离子和两种阳离子），该物质中的A、B、C、D、E的质量比为5∶56∶7∶16∶14。请写出该化合物的化学式________             

（Ⅰ）A、B、C和D代表原子序数依次增大的四种短周期非金属元素，它们满足以下条件：
①C的原子序数是A、B的原子序数之和，A、C、D的最外层电子数和为13；
②D的原子序数是C的2倍，D的最高价氧化物对应的水化物是二元强酸。
试根据以上叙述回答：
（1）B单质的电子式为  ，画出C元素的原子结构示意图       ；
（2）下列环境问题与B与C形成的化合物有关的是         ；
A．温室效应      B．光化学烟雾      C．酸雨     D．PM2.5
（Ⅱ）现有下列短周期元素相关性质的数据：

元素编号 元素性质	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦
原子半径（10^－10m）	0.74	1.60	1.52	1.10	0.99	1.86	0.75
最高正化合价		+2	+1	+5	+7	+1	+5
最低负化合价	－2			－3	－1		－3

试回答下列问题：
（1）元素⑤在周期表中的位置             ；
（2）元素④与元素⑦相比较，气态氢化物较稳定的是         （填结构式）；
（3）元素④形成的+3和+5价的氯化物中，各原子均达到8电子稳定结构的化合物是    （写化学式）；
（4）以下叙述正确的是          。
A．氢化物的沸点为④＜⑦               B．①与②形成的化合物具有两性
C．与稀盐酸反应单质②比单质⑥快        D．最高价氧化物对应水化物的碱性③>⑥

下表是元素周期表中的一部分。

根据A—J在周期表中的位置，用元素符号或化学式回答下列问题：
（1）化学性质最不活泼的元素是      ，氧化性最强的单质是    ，还原性最强的单质是     。
（2）最高价氧化物对应的水化物中，碱性最强的是           ，酸性最强的是           ，呈两性的是               。
（3）A分别与E、F、G、H、I形成的化合物中，最稳定的是              。
（4）在B、C、D、G、I中，原子半径最大的是                      。
（5）元素C与I形成的化合物的电子式是                        。

某同学设计实验以探究元素性质的递变规律，实验装置如图所示。
      
实验Ⅰ：根据元素最高价含氧酸的酸性强弱探究元素非金属性递变规律。利用上述装置图1一次性完成Cl、C、Si三种非金属元素的非金属性强弱比较的实验研究
（1）实验中选用的物质名称为：A____________，B__________，C____________；
（2）C处反应的离子方程式为________________。
（3）根据实验现象推知，可得出碳、硅、氯三种元素非金属性的强弱顺序是                  。
实验Ⅱ：已知常温下高锰酸钾与浓盐酸混合可产生氯气和Mn²⁺，利用上述装置图2探究卤族元素性质的递变规律，A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸。
（4）写出圆底烧瓶中发生反应的离子方程式：_______________________________________。
（5）B处的实验现象为 ______________________________________________。
（6）根据A、B两处的实验现象能否推出非金属性Cl>Br>I，    （填“能”或“否”），原因________。