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

A～E五种元素中，除E外均为短周期元素，且原子序数依次增大。它们的原子
结构或性质如下表所示：

元素	A	B	C	D	E
结构或性质	原子半径最小的元素	地壳中含量最多的元素	可与B形成阴阳离子个数比为1:2的两种化合物	与B同主族	单质是生活中最常见的金属，可被磁铁吸引

 
（1）元素D在周期表中的位置为       。
（2）C与B形成原子个数比为1∶1的化合物中，含有的化学键类型为       。
（3）化合物甲、乙是由A、B、C、D四种元素中的三种组成的强电解质，且两种物质水溶液均显碱性。若甲能抑制水的电离，乙能促进水的电离，则化合物甲的电子式为       ；乙的化学式是       。
（4）以E构成的单质为Y极，碳棒为X极，在6 mol/L的NaOH溶液中进行电解，制取高效净水剂Na₂YO₄（溶液呈紫红色）。其装置如图。电解过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色，且Y电极变细；电解液澄清。Y极发生的电极反应为：4OH^－－4e^－2H₂O＋O₂↑和       。若在X极收集气体672 mL，在Y极收集气体168 mL（均已折算为标况下体积），则Y电极质量减少       g。

（5）Se是人体必备的微量元素，与B、D同一主族。Se的原子序数为34，且B、D、Se元素气态单质分别与H₂反应生成1 mol气态氢化物的反应热如下：
a．+ 29．7 kJ/mol     b．－20．6 kJ/mol     c．－241．8 kJ/mol
表示生成1 mol H₂Se的反应热是       （填序号）；依据是：       。

三种短周期元素X、Y、Z，它们的原子序数之和为16，X、Y、Z三种元素的常见单质在常温下都是无色气体。已知X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，X和Y的单质直接化合形成气体A，X和Z的单质直接化合形成液态化合物B，Y和Z的单质直接化合形成的化合物C是一种无色有刺激性气味的气体。
请回答下列问题：
（1）Y元素在周期表中的位置是       。
（2）C可在X的单质中燃烧得到Y的单质和化合物B，利用此反应可制成新型的化学电源(KOH溶液做电解质溶液)，两个电极均由多孔碳制成，通人的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电，则正极通入的物质是        (填物质名称)；负极的电极反应式为                       。
（3）C与X的单质反应生成A的化学方程式为          。
（4）常温下，C的水溶液的pH=12，则该溶液中由水电离的C(OH^-)=      。若向C溶液中加入等体积、等物质的量浓度的盐酸，所得溶液中水的电离程度      (填“大于”、“等于”或“小于”)相同条件下C溶液中水的电离程度。
（5）在2L密闭容器中放入1molC气体，在一定温度进行如下反应：
2C(g) Y₂(g)+3Z₂(g)，反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表

时间t／min	0	1	2	3	4	5
总压强P l00 kPa	4	4.6	5.4	5.8	6	6

 
该反应的化学平衡常数表达式是             (用具体物质的化学式表示)；平衡时C的转化率为             。
（6）已知：①Y₂(g)+2X₂(g)=2YX₂(g) H=+67．7 kJ·mol^-1。
②Y₂Z₄(g)+X₂(g)=Y₂(g)+2Z₂X(g)   H="-534" kJ·mol^-1。
则2Y₂Z₄(g)+2YX₂(g)=3Y₂(g)+4Z₂X(g) H=    kJ·mol^-1

短周期元素R、Q、M、T在元素周期表中的相对位置如下表，已知R原子最外层电子数与次外层电子数之比为2：1。

（1）人的汗液中台有T的简单离子，其离子结构示意图为_________________；元素M在元素周期表中的位置是___________________。
（2）R的最高价氧化物所含的化学键类型是__________键(选填“离子”或“共价”)。
（3）加热时，Q的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与单质R反应的化学方程式为__________(用具体的化学式表示)。
（4）在一定条件下甲、乙、丙有如下转化：甲乙丙，若其中甲是单质，乙、丙为化合物，x是具有氧化性的无色气体单质，则甲的化学组成不可能是________(选填序号，下同)。
①R    ②Q₂  ③M    ④T₂
（5）工业上，常利用。RO与MO₂反应生成固态M单质和RO₂，从而消除这两种气体对大气的污染。
已知：2RO(g)+O₂(g)＝2RO₂(g) △H＝-akJ·mol^-l
M(s)+O₂(g)＝MO₂(g)     △H＝-bkJ·mol^-l
则反应2RO(g)+MO₂(g)＝2RO₂(g)+M(s)  △H＝___________。
（6）元素T的含氧酸HTO具有漂白性。往20mL 0.0lmol·L^-l的HTO溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液，测得混合溶液的温度变化如下图所示。据此判断：该烧碱溶液的浓度为______________mol·L^-l；下列有关说法正确的是_______________。

①HTO的电离常数：b点＞a点
②由水电离出的c(OH^—)：b点＜c点
③从a点到b点，混合溶液中可能存在：c(TO^—)= c(Na⁺)
④从b点到c点，混合溶液中一直存在：c(Na^＋)＞c(TO^－)＞c(OH^－)＞c(H^＋)

碳及其化合物应用广泛。
I.工业上利用CO和水蒸汽反应制氢气，存在以下平衡:CO(g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g)
（1）沸石分子筛中含有硅元素，请写出硅原子结构示意图__________。
（2）向1L恒容密闭容器中注人CO和H₂o(g),830℃时测得部分数据如下表。则该温度下反应的平衡常
数K=______________。

（3）相同条件下，向1L恒容密闭容器中，同时注人1mol CO、1mol H₂O(g),2molCO₂和2mo1 H₂，此时v(正 ) __________v(逆)(填“＞”“＝”或“＜”)
II.已知CO(g)+1/2 O₂ (g)＝CO₂ (g)             △H＝一141 kJ·mol^-1
2H₂(g)+ O₂(g)＝2H₂O(g)                       △H＝一484 kJ·mol^-1
CH₃OH（1）+3/2O₂ (g)＝CO₂(g)+2H₂O(g)         △Hl＝一726 kJ·mol^-1
（4）利用CO、H₂化合制得液态甲醇的热化学方程式为___________。
III.一种新型氢氧燃料电池工作原理如下图所示

（5）写出电极A的电极反应式_____________。
（6）以上述电池电解饱和食盐水，若生成0.2mo1 Cl₂，则至少需通人O₂的体积为_____L(标准状况)。

I．短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中相对位置如图所示，其中Y所处的周期序数与族序数相等。按要求回答下列问题：

（1）写出X的原子结构示意图_______________。
（2）列举一个事实说明W非金属性强于Z: _______________(用化学方程式表示)。
（3）含Y的某种盐常用作净水剂，其净水原理是__________(用离子方程式表示)。
II．运用所学化学原理，解决下列问题：
（4）已知：Si+2NaOH+H₂O＝Na₂SiO₃+2H₂。某同学利用单质硅和铁为电极材料设计原电池(NaOH为电解质溶液)，该原电池负极的电极反应式为_________________。
（5）已知：①C(s)+ O₂(g)＝CO₂(g) H＝a kJ· mol^-1；②CO₂(g) +C(s)＝2CO(g) H＝b kJ· mol^-1；③Si(s)+ O₂(g)＝SiO₂(s) H＝c kJ· mol^-1。工业上生产粗硅的热化学方程式为____________。
（6）已知：CO(g)+H₂O(g)H₂(g) + CO₂(g)。右表为该反应在不同温度时的平衡常数。则：该反应的H________0(填“＜”或“＞”)；500℃时进行该反应，且CO和H₂O起始浓度相等，CO平衡转化率为_________。

A~H均为短周期元素，A~F在元素周期表中的相对位置如图1所示，G与其它七种元素

图1
A	B	C
D		E	F
图2

 
不在同一周期，H是短周期中原子半径最大的主族元素。由B、G构成的最简单化合物常为氮肥工业和纯碱工业的原料。由上述某些元素组成的物质甲~戊的转化关系如图2所示。请回答下列问题：
（1）已知图2中反应①是复分解反应，生成物中水已略去。
a．若戊是含有18电子的双原子分子，则甲的电子式为：_________。实验室制取气体丙的化学方程式为：___________________________。
b．若甲的水溶液呈碱性，丙的凝胶经干燥脱水后，常用做干燥剂，写出甲的一种用途                  。
c．若将a和b中甲的饱和溶液混合，会出现白色胶状沉淀，同时伴有刺激性气味的气体产生，则该反应的离子方程式：                            。
（2）已知图2中反应①是置换反应，戊是单质，则戊可能是   或  ，分别写出一个对应的反应①的化学方程式                            、                            。

X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素，原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0；Q与X同主族；Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。
请回答下列问题：
(1)五种元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号)________________。
(2)X与Y能形成多种化合物，其中既含极性键又含非极性键，且相对分子质量最小的物质是(写分子式)____________。
(3)由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系：
AB(在水溶液中进行)
其中，C是溶于水显酸性的气体；D是淡黄色固体。写出C的结构式：________；D的电子式：________。
①如果A、B均由三种元素组成，B为两性不溶物，则A的化学式为________；由A转化为B的离子方程式为______________________________。
②如果A由三种元素组成，B由四种元素组成，A、B溶液均显碱性。用离子方程式表示A溶液显碱性的原因：______________________。A、B浓度均为0.1 mol·L^－1的混合溶液中，离子浓度由大到小的顺序是________；常温下，在该溶液中滴加稀盐酸至中性时，溶质的主要成分有______________________。

氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H₂的化合物甲和乙。将6.00 g甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和6.72 L的H₂(已折算成标准状况)。甲与水反应也能放出H₂，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H₂和另一种单质气体丙，丙在标准状况下的密度为1.25 g·L^－1请回答下列问题：
(1)甲的化学式是________；乙的电子式是________。
(2)甲与水反应的化学方程式是________。
(3)气体丙与金属镁反应的产物是________(用化学式表示)。
(4)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙，写出该反应的化学方程式__________________。有人提出产物Cu中可能还混有Cu₂O，请设计实验方案验证之______________________。
(已知：Cu₂O＋2H^＋=Cu＋Cu^2＋＋H₂O)
(5)甲与乙之间________(填“可能”或“不可能”)发生反应产生H₂，判断理由是________。

X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素，原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0；Q与X同主族；Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。
请回答下列问题：
（1）五种元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号)____________________。
（2）X与Y能形成多种化合物，其中既含极性键又含非极性键，且相对分子质量最小的物质是(写分子式)________________。
（3）由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系：AB(在水溶液中进行)
其中，C是溶于水显酸性的气体；D是淡黄色固体。
写出C的结构式：________；D的电子式：________。
①如果A、B均由三种元素组成，B为两性不溶物，则A的化学式为________________________；由A转化为B的离子方程式为___________________。
②如果A由三种元素组成，B由四种元素组成，A、B溶液均显碱性。用离子方程式表示A溶液显碱性的原因：
________________________________________________________________________。
A、B浓度均为0.1 mol·L^－1的混合溶液中，离子浓度由大到小的顺序是____________________；常温下，在该溶液中滴加稀盐酸至中性时，溶质的主要成分有________________________________。

短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系如右图所示，已知在同周期元素的常见简单离子中，W的简单离子半径最小，X、Y、Z、W的单质及其化合物在日常生活中用途极其广泛。

	X	Y	Z
W

 
（1）X元素在元素周期表中的位置___ __________。
（2）X、Y、Z元素的氢化物均有两种或两种以上，其中一定条件下，液态YH₃与液态H₂Z可以发生类似方式电离，则液态YH₃中阴离子的电子式为_______________。
（3）超细WY粉末被应用于大规模集成电路领域。其制作原理为W₂Z₃、Y₂、X在高温下反应生成两种化合物，这两种化合物均由两种元素组成，且原子个数比均为1∶1；其反应的化学方程式为                             _。
（4）以W为材料制成的容器在空气中具有自我保护作用，这种容器____（填“能”或“不能”）用来腌制咸菜，原因是_________________________________________。
（5）某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定XZ的浓度，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇－氧化钠，其中Z^2-可以在固体介质NASICON中自由移动。则负极的反应式___________。

关于该电池的下列说法，正确的是______
A．工作时电极b作正极，Z^2- 通过固体介质NASICON由电极b流向电极a
B．工作时电流由电极a通过传感器流向电极b
C．传感器中通过的电流越大，尾气中XZ的含量越高
（6）由元素X与元素Z组成的某种阴离子具有还原性，能被酸性KMnO₄氧化，请填写相应的离子，并给予配平：。

已知A、B、C、D、E、F六种短周期元素中，A、B、C、D是组成蛋白质的基本元素；A与B的原子序数之和等于C原子核内的质子数；A与E、D与F分别位于同一主族，且F原子核内的质子数是D原子核外电子数的2倍。据此，请回答：
（1）F在周期表中的位置是____________________________。
（2）由A、C、D、F按8:2:4:1原子个数比组成的化合物甲中含有的化学键类型为____________；甲溶液中各离子浓度由大到小的顺序为________________（用离子浓度符号表示）。
（3）化合物乙由A、C组成且相对分子质量为32；化合物丙由A、D组成且分子内电子总数与乙分子内电子总数相等；乙与丙的反应可用于火箭发射（反应产物不污染大气），则该反应的化学方程式为_________________________________________。
（4）由A、D、E、F组成的化合物丁能与硫酸反应并放出刺激性气味的气体，则丁的化学式为＿＿＿＿＿＿＿＿；实验测得丁溶液显弱酸性，由此你能得出的结论是___________________。
（5）由B、A按1:4原子个数比组成的化合物戊与D的常见气态单质及NaOH溶液构成原电池

温度/K

（如图），试分析：

①闭合K，写出左池X电极的反应式__________________________________；
②闭合K，当X电极消耗1.6g化合物戊时（假设过程中无任何损失），则右池两极共放出气体在标准状况下的体积为_________升。

I．X、Ｗ、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是W的4倍，X、Y在周期表中相对位置如下图。

X
		Y

 
（1）X在周期表中的位置是＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）Z单质与石灰乳反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）Y的气态氢化物通入FeCl₃溶液中，有Y单质析出，该反应的离子方程式为＿＿＿。
（4）W-Y高能电池是一种新型电池，它以熔融的W、Y单质为两极，两极之间通过固体电解质传递W⁺离子。电池反应为：16W(l)+nY₈(l)8W₂Y_n(l)。放电时，W⁺离子向＿＿＿极移动；正极的电极反应式为＿＿＿＿＿＿＿＿。
II．在容积可变的密闭容器中充入A、B、C三种气体，发生反应：x A+yBzC，恒温下，通过压缩容器体积改变压强，分别测得A的平衡浓度如下表：

（5）根据①②数据分析得出：x+y ＿＿＿z(填“＞”、“＜”或“＝”)。
（6）该温度下，当压强为1×10⁶ Pa时，此反应的平衡常数表达式为＿＿＿＿＿＿＿＿。

下表为周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。

试填空。
（1）写出上表中元素I的基态原子的电子排布式和价层电子排布图：________________________________________________________________________。
元素C、D、E、F的第一电离能由大到小的顺序是________（用元素符号表示）。
（2）元素A分别与C、D、E形成最简单的常见化合物分子甲、乙和丙。下列有关叙述不正确的有________。
A．甲、乙和丙分子的空间构型分别为正四面体形、三角锥形、V形
B．甲、乙和丙分子中，中心原子均采取sp³的杂化方式
C．三种分子中键角由大到小的顺序是丙＞乙＞甲
D．甲、乙和丙分子均为由极性键构成的极性分子
（3）由元素J、C、E组成一种化学式为J（CE）₅的配位化合物，该物质常温下呈液态，熔点为－20.5 ℃，沸点为103 ℃，易溶于非极性溶剂。据此可判断：
①该化合物的晶体类型为________。
②该化合物的晶体中存在的作用力有________。
A．离子键         B．极性键
C．非极性键       D．范德华力
E．氢键  F．配位键
③根据共价键理论和等电子体理论分析，CE分子中σ键与π键的数目比为________。
（4）在测定A与F形成的化合物的相对分子质量时，实验测得的值一般高于理论值的主要原因是________________________________________________。
（5）某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如表中元素G与元素B，原因是_____________________________________________________________。

下表为部分短周期元素化合价及相应原子半径的数据：

元素性质	元素编号
A	B	C	D	E	F	G	H
原子半径(nm)	0.102	0.110	0.117	0.074	0.075	0.071	0.099	0.077
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；
②E与D可形成多种化合物，其中ED、ED₂是常见的化合物，C可用于制光电池。
(1)E在周期表中位置是________________；
(2)C和H的气态氢化物的稳定性强弱关系为______________(用分子式表示)；
(3)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_____________________________________。
(4)工业上可用纯碱溶液处理ED和ED₂，该反应如下：
ED＋ED₂＋Na₂CO₃===2________＋CO₂
横线上某盐的化学式应为________。
(5)在一密闭容器中发生反应2AD₂＋D₂2AD₃　ΔH＝－47 kJ/mol，在上述平衡体系中加入¹⁸D₂，当平衡发生移动后，AD₂中¹⁸D的百分含量________(填“增加”“减少”或“不变”)其原因为______________________________________________
(6)请设计一个实验方案，使铜和稀的H₂AD₄溶液反应，得到蓝色溶液和氢气。在下列方框内绘出该实验方案装置图。

下表为元素周期表的一部分，参照元素①～⑦在表中的位置，请用化学用语回答下列问题：

（1）④、⑤、⑦的原子半径由大到小的顺序为       （用元素符号表示，下同）。
（2）⑥和⑦的最高价含氧酸的酸性强弱为   >    。
（3）①、②两种元素按原子个数之比为1∶1组成的常见液态化合物,在酸性溶液中能将Fe²⁺氧化，写出该反应的离子方程式            。
（4）由表中元素形成的物质可发生如图中的反应，其中B、C、G是单质，B为黄绿色气体，D溶液显碱性。

①写出D溶液与G反应的化学方程式             。
②写出检验A溶液中溶质的阴离子的方法:                   。
③常温下，若电解1 L 0．1 mol/L的A溶液，一段时间后测得溶液pH为12（忽略溶液体积变化），则该电解过程中转移电子的物质的量为            mol。
④若上图中各步反应均为恰好完全转化，则混合物X中含有的物质有        。