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

某学习小组研究同周期元素性质递变规律时，设计并进行了下列实验（表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不一定是对应关系）。

实验步骤	实验现象
① 将镁条用砂纸打磨后，放入试管中，加入少量水后，加热至水沸腾；再向溶液中滴加酚酞溶液	A．浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色。
② 向新制得的Na2S溶液中滴加新制的氯水	B．有气体产生，溶液变成浅红色
③ 将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中	C．剧烈反应，迅速产生大量无色气体
④ 将镁条投入稀盐酸中	D．反应不十分剧烈；产生无色气体。
⑤ 将铝条投入稀盐酸中	E．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失
⑥ 向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量	F．生成淡黄色沉淀。

（1）请将各实验步骤对应的实验现象填写入下表中：

实验步骤	①	②	③	④	⑤	⑥
实验现象（填A~F）				C	D

（2）此实验可得出的结论是：
Na、Mg、Al金属性强弱关系：             ，Cl、S非金属性强弱关系：         。

现有A、B、C、D、E五种常见短周期元素，已知：
①元素的原子序数按A、B、C、D、E依次增大，原子半径按D、E、B、C、A顺序依次减小；
②A、D同主族，A是所有元素中原子半径最小的元素；B与C的位置相邻；C元素原子最外层电子数是次外层电子数的3倍；
③B、D、E三者的最高价氧化物有水化物依次为甲、乙、丙，它们两两之间均可反应生成可溶性盐和水，且所得盐中均含C元素；
④B、E两种元素原子最外层电子数之和等于A、C、D三种元素原子最外层电子数之和。
请填写下列空白：
（1）写出乙+丙在溶液中反应的离子方程式                                  。
（2） 化合物BA₃与BC在加热和有催化剂存在的条件下能发生反应，生成两种无毒物质，其反应的化学方程式为：___________________________________________。
（3）用电子式表示化合物D₂C的形成过程                                         。
（4）某原电池中，电解质为KOH溶液,分别向负极通入碳元素与元素C（原子物质的量之比1：1）形成的化合物,向正极通入元素C最常见的单质,试完成下列问题：
正极反应：________________________；负极反应：________________________；

(10分)如图是依据各种元素(原子)的性质与原子序数(1～20)的关系而作出的，各图的纵轴可能代表下列某一性质：核电荷数、中子数、最高正化合价、原子半径、得电子能力，A、B、C分别代表三种元素。(注意：图3中原子序数为8、9的元素和图4中原子序数为2、10、18的元素在纵轴上没有对应的数值)

请回答下列问题：
（1）图2纵轴代表的性质是     ，图4纵轴代表的性质是     。
（2）A元素的其最低负化合价为           。
（3）B、C两种元素形成的化合物中，C显最高正化合价而B显最低负化合价，该化合物的化学式为   。
（4）1～20号元素中，原子半径最大的是（稀有气体除外）      。

附加题：（共10分）铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题：
（1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，则 PbO₂的酸性比CO₂的酸性        （填“强”或“弱”）。
（2）PbO₂与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为                     。
（3）瓦纽科夫法熔炼铅，其相关反应的热化学方程式如下:
①2PbS（s）+3O₂（g）=2PbO（s）+2SO₂（g）  △H=" a" kJ·mol^-1
②PbS（s）+2PbO（s）=3Pb（s）+SO₂（g）  △H=" b" kJ·mol^-1
③PbS（s）+PbSO₄（s）=2Pb（s）+2SO₂（g）  △H=" c" kJ·mol^-1
反应3PbS（s）+ 6O₂（g）=3PbSO₄（s）   ΔH=             kJ ·mol^-1（用含a,b ,c的代数式表示）。
（4）引爆导弹、核武器的工作电源通常Ca/PbSO₄热电池，其装置如图所示，该电池正极的电极反应式为                                   。

（5）PbO₂在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%（）的残留固体，若a点固体组成表示为PbO_x或mPbO₂·nPbO，则计算x=       _和m:n=_        _。

元素周期表中第VIIA族元素的单质及其化合物的用途广泛。
（1）与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为                  。
（2）能作为氯、溴、碘元素非金属性（原子得电子能力）递变规律的判断依据为      （填字母）。

A．Cl2、Br2、I2的熔点	B．Cl2、Br2、I2的氧化性
C．HCl、HBr、HI的热稳定性	D．HCl、HBr、HI的酸性

（3）一定条件，在水溶液中1 mol Cl^－、ClO_x^－（x＝1，2，3，4）的能量（KJ）相对大小如图所示。

①D为              （填离子符号）。
②B→A＋C反应的热化学方程式为                       （用离子符号表示）。
（4）某化合物是一种不稳定的物质，其分子组成可用O_xF_y表示，10mLO_xF_y气体能分解生成15mLO₂和10mLF₂（同温同压）。
①该化合物的化学式为           。
②已知该化合物分子中x个氧原子呈…O—O—O…链状排列，则其电子式为          ，…O—O—O…链状排列中中间氧的价态为        。

下表列出了①～⑨九种元素在周期表中的位置。请回答（用化学用语）：

族 周期	ⅠA	ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA	0
2				⑤		⑥
3	①	③	④				⑦	⑨
4	②						⑧

（1）在这些元素中，最活泼的金属元素是   ；最活泼非金属元素是    ；最不活泼的元素是    。
（2）这些元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的化合物的分子式是     ；碱性最强的化合物的电子式        ；能形成两性氢氧化物的元素是      。
（3）①、②、③三种元素的原子半径由大到小的顺序依次为      。
（4）⑥元素的氢化物是       ，该氢化物在常温下与②发生反应的化学方程式为            ，所得溶液的PH    7．
（5）用电子式表示 ①和⑧元素形成化合物的过程                        。

短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如下图所示。

请回答下列问题：
（1）X代表的元素符号____________，在周期表中所处的位置是第______周期______族,固态X₂属于________(填“原子”、“离子”或“分子”)晶体。
（2）W和Y形成的化合物中，W呈现最高化合价的化合物的化学式是__________________；
（3）Z和Y形成的化合物Z₂Y₃是______性化合物，它与NaOH溶液反应的方程式为________。
（4）Q的氢化物的电子式___________________，把它溶于水，由于_______________受到破坏而电离出H⁺和Q^-，使溶液呈__________性.结构类型相同Y、W的氢化物的沸点从高到低排列次序是(填化学式)____________。
（5）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)。
（6）Y、Q的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有____________,________(写出其中两种物质的化学式)。

某化学兴趣小组利用如下图装置验证元素非金属性的变化规律。

（1）仪器A的名称为________，干燥管D的作用是________。
（2）实验室中现有药品KMnO₄、MnO₂、浓盐酸、Na₂S，请选择合适药品设计实验验证非金属性：Cl>S，装置A、B、C中所装药品应分别为浓盐酸、________、Na₂S溶液，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，装置C中发生反应的离子方程式为____________。
（3）若利用上装置证明非金属性：S>C>Si。在A中加入稀硫酸、B中加入Na₂CO₃溶液、C中加入Na₂SiO₃溶液，观察到B中产生气泡，试管C中出现________现象，则可以证明非金属性：S>C>Si。
若将A中的稀硫酸改为稀盐酸，试管C中会出现同样的现象，是否可以得出结论：非金属性Cl>C>Si？__________（填“是”或“否”），你的理由是______________________。

有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：

元素	结构、性质等信息
X	构成有机物的核心元素，该元素的一种氧化物和气态氢化物都是典型的温室气体
Y	短周期中（除稀有气体外）原子半径最大的元素，该单质液态时可用作核反应堆的传热介质
Z	与Y同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性
M	海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂

请根据表中信息填写：
（1）X元素在周期表中的位置是______________，其相对分子质量最小的气态氢化物的化学式是______________。
（2）Y离子半径比Z离子的半径______（填“大”或“小”），Y元素的最高价氧化物的水化物和Z元素的最高价氧化物相互反应的离子方程式是：_____________________。
（3）X与M两元素的气态氢化物的稳定性更强的是______________（填化学式），请再举出一个实例比较M与X两元素的非金属性强弱（用化学方程式表示）______________。

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：

（1）④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为__________________________。
（2）②、③、⑦的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是___________________。
（3）写出⑥的最高价氧化物对应水化物分别与⑤、⑧的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式：                                 ，                               。
（4）由表中①、④两种元素的原子按1∶1组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解，可使用的催化剂为（填序号）______________。

A．MnO2

B．NaCl

C．Na2SO3

D．KMnO4

有A、B、C、D、E四种短周期元素，原子序数依次增大，在周期表中B与C相邻、D与E相邻。已知A原子的电子层数与它的核外电子总数相同。B元素的氢化物与E元素的氢化物反应只生成一种盐；C、D位于同一族，它们能组成DC₂、DC₃两种常见化合物。请回答下列问题：
（1）C是________，D是____________，E是____________(填元素名称)。
（2）由A、B、C中的两种元素组成，且与A₂C分子具有相同电子数的两种阳离子是________和________(写化学式)。
（3）D与E可形成共价化合物D₂E₂，分子中D与E均满足8电子稳定结构，则D₂E₂的电子式为_______。
（4）A、B、C可以形成一种盐，此盐中A、B、C元素的原子的个数比为4：2：3，该盐的化学式是____________。该盐受热可产生B的单质和B的最高价氧化物的水化物，对应化学方程式是____________。
（5）A、B可以形成一种离子化合物，电子式是____________

A、B、C、D、E均为短周期元素，且原子序数依次增大，请根据表中信息回答下列问题：

元素符号	元素性质或原子结构
A	A是形成化合物最多的元素
B	B元素的单质在空气中含量最多
C	C元素在地壳中含量最多
D	D元素在同周期中金属性最强
E	常温常压下，E元素形成的单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积

（1）E在元素周期表中的位置                 ；
（2）B的最简单气态氢化物分子空间构型             ；其沸点高于同主族的其它气态氢化物原因       ；
（3）D的最高价氧化物对应水化物的化学键类型              ；
（4）B、C、D、E简单离子半径大小                （用元素符号表示）；
（5）由A、B、C与H元素组成的一种常见的酸式盐与过量的D的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式                       ，在25℃，101kPa下，2gE单质在C₂气体中完全燃烧后恢复到原状态，放热18.72kJ，该反应的热化学方程式                     ．

下列叙述错误的是：
①热稳定性：H₂O>HF>H₂S         
②熔点：Al>Na>K
③ⅡA族元素的阳离子与上周期稀有气体元素的原子具有相同的核外电子排布
④元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
⑤多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高
⑥已知H₂SO₄(aq)＋2NaOH(aq)=2H₂O(l)+Na₂SO₄(aq) △H= －114.6kJ·mol^－1 则中和热为57.3kJ·mol^－1
⑦两个非金属元素原子间只可能形成共价键，而含金属元素的化合物中一定含离子键

A．②④⑥

B．①⑤⑥

C．②③④

D．①⑤⑦

A～F六种元素中，除C外其他均为短周期元素，它们的原子结构或性质如下表所示。

元素	原子结构或性质
A	原子最外层电子数是内层电子总数的1/5
B	形成化合物种类最多的元素，其单质为固体
C	生活中常见的金属，它有两种常见的氯化物，且相对分子质量相差35.5
D	地壳中含量最多的元素
E	与D同主族
F	与E同周期，且最外层电子数等于电子层数

请回答下列问题：（用对应的化学用语回答）
（1）B在元素周期表中的位置是__________；用电子式表示A和E形成的化合物的形成过程        。
（2）A、 D 、E、 F离子半径由大到小的顺序为________________________________。
（3）C的某种氯化物的浓溶液可以腐蚀印刷电路板上的金属铜，此反应的离子方程式是__________________；
（4）B的单质与D的氢化物在一定条件下反应生成BD和另一产物的化学方程式是____________________。该反应为        反应。（填“吸热”或“放热”）
（5）F的最高价氧化物与E的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为              。
（6）如图：将A和F的单质与烧碱液构成原电池，负极的电极反应式为                ；外电路中电子从     电极流向     电极 。

某同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意图时，忘记在圆圈内标出其质子数，请你根据下面的提示做出自己的判断。

（1）该微粒是中性微粒，这种微粒的元素符号是____________；
（2）该微粒的符号为X^3－，则这种微粒的单质的电子式为___________；
（3）该微粒的还原性很弱，失去1个电子后变为原子，原子的氧化性很强，该单质与水反应的化学方程式___________________________________；
（4）该微粒的氧化性很弱，得到1个电子后变为原子，原子的还原性很强，该单质与水反应的离子方程式：________________________________；
（5）该微粒的还原性很弱，失去2个电子后变成原子，其氢化物的结构式：__________；
（6）该微粒的符号为X³⁺，其氢氧化物与强碱反应的离子方程式：______________________.