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

(14分)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（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

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为两性化合物，且不溶于水，则由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0.1mol/L等体积的混合溶液中，离子浓度由大到小的顺序为     。

X、Y、Z、W是元素周期表前四周期常见的四种元素，原子序数依次增大。X原子核外有两种形状的电子云，四种伸展方向，常温下以双原子分子存在，性质稳定；Y的单质是生活中常见的合金材料成分之一，原子核外只有一个未成对电子，Z原子的半径比X大，其基态原子最外层的p电子是该层s电子的两倍，W是最常见的黑色金属之一。
（1）Z位于元素周期表中的位置是         ，W³⁺的最外层电子排布式是______，X的氧化物XO₂与H₂O比较，熔点较高的是______ (填化学式)。
（2）加热条件下，Z的单质与足量的X的最高价氧化物的水化物的浓溶液反应，生成Z的最髙价含氧酸，写出此反应的化学方程式                                              。.
（3）比较Y、W性质的活泼性                                 （用一个化学反应方程式表示）。
（4）2013年初，全国各地多个城市都遭遇“十面霾伏”，造成“阴霾天”的主要根源之一是汽车尾气和燃煤尾气排放出来的固体小颗粒PM2.5。汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)+2CO(g) 2CO₂(g)+N₂(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO₂)随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线如图所示。

据此判断：
该反应为          反应（放热、吸热）；在T₂温度下，0~2s内的平均反应速率：υ(N₂)=              ；
（5）当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S₁＞S₂，
在上图中画出c(CO₂)在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
（6）若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是        （填代号）。
（下图中υ_正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和质量）

下表为元素周期表的一部分，请参照元素①一⑧在表中的位置，用化学用语回答下列问题：

Ⅰ．（1）请画出元素⑧的阴离子结构示意图               。
（2）④、⑤、⑦的原子半径由小到大的顺序为                 。
（3）⑤和⑥的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱为         >       。
（4）④、⑤两种元素的原子按1:1组成的常见化合物的电子式为            。
Ⅱ．由表中①一⑧中的一种或几种元素形成的常见物质A、B、C可发生以下反应（副产物已略去），试回答：

（1）若X是一种常见过渡金属单质，向C的水溶液中滴加AgNO₃溶液，产生不溶于稀HNO₃的白色沉淀，检验此C溶液中金属离子的方法是                 ；又知在酸性溶液中该金属离子能被双氧水氧化，写出该反应的离子方程式                                      。
（2）若A、B、C为含有同一金属元素的无机化合物，X为强电解质，A溶液与C溶液反应生成B，则B的化学式为      ，写出A与C两溶液反应的离子方程式____                  。

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（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

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与过量的C反应转化为B的离子方程式                                     。
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0．1mol/L的混合溶液中，离子浓度由大到小的顺序是                                    。

下表为元素周期表的一部分，请参照元素①－⑧在表中的位置，用化学用语回答下列问题：

族 周期	IA		0
1	①	ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA
2				②	③	④
3	⑤		⑥	⑦			⑧

（1）④、⑤、⑥的离子半径由大到小的顺序为【用离子符号表示】                  。
（2）②、⑧、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是【用化学式表示】               。
（3）①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物，写出其中一种化合物的电子式：                               。
（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：

X溶液与Y溶液反应的离子方程式为                                    ，N→⑥的单质的化学方程式为                                                             。

A、B、C、D、E是短周期的五种主族元素。A元素的某种原子，其核内没有中子；B元素的基态原子2p轨道上只有一对成对电子；C与B处于同一周期，且原子半径小于B；D与C是同主族元素；E元素的一价阳离子和C元素的阴离子具有相同的电子层结构。根据上述信息回答下列问题：
（1）B元素的原子结构示意图是　　　　   　　；C元素原子的电子排布图是　　　　　　　　　；D元素原子的价电子排布式是　　　　　　　；
（2）A元素分别与C、D两元素形成的化合物的稳定性由强到弱的顺序是（用化学式表示）　　　　　；（3）由B、D、E三种元素组成的某种化合物的水溶液能使pH试纸先变蓝后褪色，写出该化合物的化学式　　　　　；用一个离子方程式表明该化合物水溶液使pH试纸先变蓝后褪色的原因　　　　　。

第一电离能I₁是指气态原子X(g)失去一个电子成为气态阳离子X⁺(g)所需的能量。继续失去第二个电子所需能量称第二电离能。下图是部分元素原子的第一电离能I₁随原子序数变化的曲线图。回答下列问题：

（1）同一周期元素的第一电离能从左到右总趋势是   （填增大、减小或不变，下同）；同一主族元素原子从上到下的第一电离能I₁变化规律是______________；稀有气体的第一电离能在同周期中是最大的，原因是______________________________________________________________________。
（2）认真分析上图中同周期元素第一电离能的变化规律，发现有一些反常，第一电离能 IIA＞IIIA，VA＞VIA: 如I₁（铍）＞I₁（硼），2号大于1号，I₁（氮）＞I₁（氧），5号大于4号。可能原因是    。（3）已知2号的I₁＝738KJ/mol, 则它的I₂   738KJ/mol， I₃    3×738KJ/mol；（填＞、＜、＝）（4）已知5号和6号元素的电负性分别为2.1和3.0，则4号元素的电负性可能为（ ）

A．3.5

B．1.8

C．2.5

D．4.0

（5）上图中4、5、6三种元素最高价含氧酸的酸性从强到弱顺序为   _________ （用对应酸的化学式表示）；它们的气态氢化物的稳定性均比同主族上一周期的元素气态氢化物弱，原因是：  ______ 。

元素周期表前四周期A、B、C、D、E五种元素，A元素的原子最外层电子排布式为ms¹；B元素的原子价电子排布式为ns²np²；C元素位于第二周期且原子中p能级与s能级电子总数相等；D元素原子的M能层的p能级中有3个未成对电子；E元素原子有五个未成对电子。
（1）写出元素名称：C       、D       、E        。
（2）C基态原子的电子排布图为___________________，若A为非金属元素，则按原子轨道的重叠方式，A与C形成的化合物中的共价键属于________键(填“σ”或“π”)。
（3）当n＝2时，B的最简单气态氢化物的电子式为____________，BC₂分子的结构式是 ______________；当n＝3时，B与C形成的化合物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是                          。 （4）若A元素的原子最外层电子排布为2s¹，B元素的原子价电子排布为3s²3p²，A、B、C、D四种元素的第一电离能由大到小的顺序是__________________(用元素符号表示)。
（5）E元素原子的特征电子构型是      ，在元素周期表中位置是             ，其最高价氧化物的化学式是           。

下表是元素周期表的一部分，A、B、C、D、E、X是下表中给出元素组成的常见单质或化合物。

已知A、B、C、D、E、X存在如图所示转化关系（部分生成物和反应条件略去）

（1）若E为单质气体，D为白色沉淀，A的化学式可能是                 ， C与X反应的离子方程式为                                                       。
（2）若E为氧化物，则A与水反应的化学方程式为                              。
①当X是碱性盐溶液，C分子中有22个电子时，则C的结构式为           ，表示X呈碱性的离子方程式为                                                     。
②当X为金属单质时，X与B的稀溶液反应生成C的离子方程式为                                                                         。
（3）若B为单质气体，D可与水蒸气在一定条件下发生可逆反应，生成C和一种可燃性气体单质，写出该可逆反应的化学方程式                               。t℃时，在密闭恒容的某容器中投入等物质的量的D和水蒸气，一段时间后达到平衡，该温度下反应的平衡常数K=1，D的转化率为         。

现有A、B、C、D、E、F六种短周期元素，它们的原子序数依次增大，A、D同主族，C与E同主族，D、E、F同周期，A、B的最外层电子数之和与C的最外层电子数相等，A能分别与B，C形成电子总数为10的分子，且A与C形成的化合物常温下为液态，A能分别与E、F形成电子总数为18的气体分子。请回答下列问题（题中的字母只代表元素代号，与实际元素符号无关）；
（1）A～F六种元素原子，原子半径最大的是          （填元素符号），B元素在元素周期表中的位置          。
（2）D与E可形成化合物D₂E，该化合物的电子式为          。
（3）A、C、E三种元素形成的一种常见化合物，其浓溶液在加热条件下可与碳反应，该反应的化学方程式为           ________________________________。
（4）比较E、F气态氢化物的稳定性：    >   （用分子式表示）。
（5）请写出：CH₃OH和O₂与KOH溶液组成的燃料电池总反应式：                           。

A、B、C、D是四种短周期元素，它们的原子序数依次增大，其中A元素的原子只有一个电子层，又知A与C、B与D分别属于同一主族元素，B、D两元素的原子核中质子数之和是A、C两元素原子核中质子数之和的二倍，又知四种元素的单质常温常压下有两种气体、两种固体。请回答下列问题：
（1）D元素在元素周期表中的位置：                       。
（2）B元素比D元素的非金属性强的依据是          （填序号）。
a．两元素组成的化合物中D元素为正价           b．单质的熔沸点的高低
c．最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱         d．气态氢化物的稳定性
（3）由A、B、D三种元素中的两种可分别形成甲、乙两种离子，它们均为负一价双原子核的阴离子，且甲离子含有18个电子，乙离子含有10个电子，则甲与乙反应的离子方程式为                                                                   。
（4）写出C和D两元素的最高价氧化物对应的水化物在稀溶液里反应的热化学方程式：                                               （已知此反应生成1 molH₂O时放出的热量为57.3 kJ）。
（5）用A元素的单质与B元素的单质可以制成燃料电池，燃料电池中装有KOH浓溶液，用多孔的金属惰性电极浸入KOH溶液，在M极通入A的单质，N极通入B的单质，则N极的电极反应式为：                                                      。

以下是一些元素的信息，其中有一种元素不在短周期。

元素A	元素B	元素C	元素X	元素Y
单质是一种常见金属，与元素X形成黑色和红棕色三种常见化合物	基态原子M层p轨道上有5个电子	短周期中金属性最强，与X反应能生成两种常见化合物	最外层电子数是内层电子数的3倍，能形成双原子阴离子	单质为双原子分子，结构中键与数目比为1:2

根据上述信息回答下列问题：
（1）写出A元素基态原子的核外电子排布式                   。
（2）B、C、X的简单离子半径由大到小的顺序为            （填离子符号）。
（3）H−X与H−Y两种共价键中，键的极性较强的是        ，键长较长的是           
（X、Y用元素符号表示）。
（4）X、Y二种元素第一电离能从大到小的顺序是            （填元素符号）；Y的常见氢化物易液化的主要原因是                                                 。
（5）X常见氢化物的蒸气与A 的粉末在高温条件下充分反应，生成一种黑色磁性固态化合物和一种气体单质，此反应的化学方程式是                                    。

A、B、C、D、E五种短周期元素，A与D同周期，A的单质既可与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，B的单质在放电条件下能与氧气反应，C元素的离子不含电子，D元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3/4，E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍。
（1）A的原子结构示意图为                           。
（2）0.1 mol／L  A的硫酸盐溶液与0.1 mol／L  NaOH溶液等体积混合，反应的离子
方程式为                                                          。
（3）以A的单质和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)₂，该电池总反应的化学方程式是              。
（4）化合物甲由元素A、B组成，具有良好电绝缘性。
化合物甲能与水缓慢反应生成含B的化合物乙，乙分子中含有10个电子。写出该
反应的化学方程式：                                        。
工业用A的单质和化合物乙在高于1700K反应制备甲。已知该反应可以认为是置
换反应，该反应的化学方程式是                                        。
（5）D和E两种元素相比较，非金属性较强的是(填元素名称)    ，可以验证该结论的是(填写编号)           ；
a.比较这两种元素的常见单质的沸点
b.比较这两种元素的单质与氢气化合的难易
c.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
（6）C、D、E间可形成丙、丁两种分子，它们均含有18个电子，则丙与丁反应生成D单质的化学方程式为                       ；

J、L、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素，J、R在周期表中的相对位置如下表；J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等

		J
				R

 
M的气态原子逐个失去1~ 4个电子所需能量（电离能）如下表所示，

	I1	I2	I3	I4	……
电离能(kJ/mol)	578	1817	2745	11578	……

 
（1）M的电子排布式为________；元素T在周期表中的位置为________。
（2）J和氢能形成多种化合物，其中分子成直线型的，且相对分子质量最小的物质的结构式为________。
（3）M和T形成的化合物在潮湿的空气中冒白雾，反应的化学方程式为_________________。
（4）由J、R形成的液态化合物JR₂ 0.2 mol在O₂中完全燃烧，生成两种气态氧化物，298 K时放出热量215 kJ。该反应的热化学方程式为________。
（5）能源材料已成为当今科学研究的热点。氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C₆₀可用作储氢材料。继C₆₀后，科学家又合成了Si₆₀、N₆₀，下列有关说法正确的是_______（填序号）。
a. C₆₀、Si₆₀、N₆₀都属于新型化合物
b. C₆₀、Si₆₀、N₆₀互为同分异构体
c. 已知N₆₀结构与C₆₀相似，由于N-N键能小于N≡N，故N₆₀的稳定性弱于N₂
d. 已知金刚石中C－C键长154pm，C₆₀中C－C键长145~140pm，故C₆₀熔点高于金刚石

（1）R⁺与S^2–所含电子数相同，则R元素的原子序数为           
（2）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，正极上的反应为：O₂ + 4e^– + 4H⁺  = 2H₂O，检测有酒精时，电解质溶液中的H⁺向     极移动，该电池负极上的反应为：                                       
（3）X、Y、Z、M、G五种分属三个短周期主族元素，且原子序数依次增大。Z存在质量数为23，中子数为12的核素A；Y、M同主族，可形成MY₂、MY₃两种分子。
回答下列问题：
①用化学符号表示核素A：                  ；
②上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是         (写化学式)，写出该物质与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：                                ；
③X₂M的电子式为       ；
④ZG用途广泛，下列说法正确的是：                                。

A．作调味剂

B．用于食物防腐

C．用于氯碱工业

D．用于医疗