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．元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3：4，M原子的最外层电子数与次外层电子数之比为3 ：4，且M原子的质子数是Y原子的2倍；N^－、Z^＋、X^＋离子半径逐渐减小；化合物XN常温下为气体，请回答下列问题：
（1）写出Y、Z、N按原子个数之比1 ：1：1形成的化合物的电子式_______________。
（2）写出由X、Y、Z、M、N中某些原子形成的18电子分子和18电子离子发生氧化还原反应的离子方程式：_________________。

（3）上图表示由上述两种元素组成的气体分子在一定条件下的密闭容器中充分反应前后的转化关系，请写出该转化过程的化学方程式：________________。
Ⅱ．A、B、C、D是原子序数均小于20的四种元素。A与B同主族，且能形成BA₂、BA₃的型分子。B、C、D所形成的简单离子电子层结构相同，且B、C、D离子半径依次减小。请回答下列问题：
（4）D元素在元素周期表中的位置是_____。B与D所形成的化合物的化学键类型为______。
（5）将C单质的水溶液滴加到B与D所形成化合物的水溶液中，其反应的离子方程式为_。

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。

短周期主族元素A，B，C，D，E，F的原子序数依次增大，它们的原子核外电子层数之和为13。B的化合物种类繁多，数目庞大；C，D是空气中含量最多的两种元素，D，E两种元素的单质反应可以生成两种不同的离子化合物；F为同周期半径最小的元素。试回答以下问题：
（一）（1）D在周期表中的位置是        ，写出实验室制备单质F的离子方程式           。
（2）化学组成为BDF₂的电子式为：       ，A、C、F三种元素形成的化合物CA₄F为         化合物(填 “离子”或“共价”)。
（3）化合物甲、乙由A，B，D，E中的三种或四种组成，且甲、乙的水溶液均呈碱性。则甲、乙反应的离子方程式为：                               。
（4）由C，D，E，F形成的简单离子的离子半径由大到小的顺序是           (用元素离子符号表示)。
（5）元素B和F的非金属性强弱，B的非金属性         于F(填“强”或“弱”)，并用化学方程式证明上述结论                                                    。
（二）以CA₃代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点。
（1）CA₃燃料电池使用的电解质溶液是2mol•L^﹣1的KOH溶液，电池反应为：4 CA₃+3O₂=2C₂+6H₂O．该电池负极的电极反应式为         ；每消耗3.4g CA₃转移的电子数目为       。
（2）用CA₃燃料电池电解CuSO₄溶液，如图所示，A、B均为铂电极，通电一段时间后，在A电极上有红色固体析出，则B电极上发生的电极反应式为       ；此时向所得溶液中加入8gCuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度，则电解过程中收集到的气体在标准状况下体积为         L。

（3）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO₃中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。

图1                     图2
0～t₁时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是     ，溶液中的H^＋向      极移动（填“正”或“负”），t₁时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是            。

X、Y、Z、W、L、M六种短周期主族元素的原子序数依次增大，其中X、M的单质在常温下呈气态，Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，Z在同周期的主族元素中原子半径最大，W是地壳中含量最多的金属元素，L的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。
（1）L的元素符号为___________；M在元素周期表中的位置为__________________。
（2）Y、L、M的最高价含氧酸的酸性由弱到强的顺序是_________________。该三种酸同温同浓度的前提下，电离平衡常数最小的是_____________（填化学式）
（3）Y的最高价氧化物的电子式为__________。原子序数比Y多2的元素的一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，此分解反应的化学方程式是____________________________。
X与Y能形成多种化合物，其中一种含有10电子的化合物是______________，该化合物可与氧气在碱性溶液的条件下形成原电池供能，写出负极涉及的电极方程式____________________。
（4）R与Y同周期，R的单质分子R₂中有3个共价键，R与L能形成一种新型无机非金属材料，其化学式是_____________。

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。

下表是元素周期表的一部分，根据表中列出的10种元素，回答下列问题。

周期  族	ⅠA	ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA	0
2					N	O	F	Ne
3	Na	Mg	Al	Si		S	Cl

（1）非金属性最强的元素是           ；
（2）Ne原子结构示意图为            ；
（3）N和O中，原子半径较小的是          ；
（4）H₂S和HCl中，热稳定性较强的是          ；
（5）MgO和Al₂O₃中，属于两性氧化物的是         ；
（6）元素最高价氧化物对应的水化物中，碱性最强的是           （填化学式）；
（7）SiO₂常用于制造                     （填一种高性能的现代通讯材料的名称）；
（8）誉称为“绿色氧化剂”的过氧化氢，它的化学式是          ，其中氢元素与氧元素的质量比为m(H)：m(O)=              ；（相对原子质量：H—1，O—16）
（9）镁是制造汽车、飞机、火箭的重要材料。写出工业上电解熔融氯化镁获得金属镁的化学方程式：                  。

已知：相同的两种元素组成的四种微粒A、B、C、D的质子数依次增多， A、B、C、D的电子数如表（A、B、C、D有两组可能），且D中的电子数等于质子数，D1可作医用消毒液。 其中B₁的沸点比B₂高。

①	A1	B1	C1	D1
电子数	10	10	10	18
②	A2	B2	C2	D2
电子数	10	10	10	18

试回答下列问题：
（1）上述两组八种微粒的组成元素中，原子序数处在中间的元素在元素周期表的位置是           ； D₁的电子式为：         。
（2）液态的B₂与Na反应的方程式：               。
（3）①亚氯酸钠（NaClO₂）主要可用于棉纺、造纸业做漂白剂，也用于食品消毒、水处理等，制备亚氯酸钠，可以将ClO₂气体通入D₁和NaOH的混合液中，请写出制备方程式         ，其中D₁的作用是          ；
②利用①中原理制备出NaClO₂•3H₂O晶体的试样，可以用“间接碘量法”测定试样（不含能与I^―发生反应的氧化性杂质）的纯度，过程如下（已知：I₂ + 2S₂O₃²ˉ = S₄O₆²ˉ + 2Iˉ）：

步骤一的离子方程式为_______；步骤二的指示剂是______；步骤三中出现________现象时，达到滴定终点；计算该试样中NaClO₂•3H₂O的质量百分数为_______。

Ⅰ.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、D元素同主族，B、C元素同周期；由A、B、C、D中的两种元素可形成原子个数比为1:1的多种化合物，甲、乙、丙、丁为其中的四种，它们的元素组成如下表所示：

常温下，甲物质为气体，密度略小于空气；乙物质为液体；丙物质和丁物质为固体且都为离子化合物。请填写下列空白：
（1）丙物质的电子式为         ，丁物质中阴离子与阳离子的个数之比为             ，写出丁与水反应的离子方程式           。
（2）若标准状况下5.6L甲物质完全燃烧放出的热量为QKJ，试写出表示甲物质燃烧热的热化学方程式               。
（3）B、C两种元素按原子个数比为1：2可形成化合物戊，A、C、D三种元素按原子个数比为1：1：1可形成化合物己，则己与戊按物质的量之比为3:2完全反应后的溶液中各离子浓度的大小关系为          。
Ⅱ.下图是无机物A～N在一定条件下的转化关系（部分产物及反应条件未列出）。其中，I是由第三周期元素组成的单质中熔点最高的金属，K是一种红棕色气体。N中只含有两种元素，N可作为工业生产C的原料。

请填写下列空白：
（1）单质G：                  。
（2）在反应②、③、⑥、⑨中，既属于化合反应又属于非氧化还原反应的是             （填写序号）。
（3）反应⑩的离子方程式是                       。
（4）反应④的离子方程式是                       。
（5）将化合物D 与KNO₃、KOH 共融，可制得一种“绿色”环保高效净水剂K₂FeO₄（高铁酸钾）。同时还生成KNO₂和H₂O。该反应的化学方程式是：                   。
（6）现有1molN参加反应，假设各步反应均完全，生成C的质量为490g，生成G的质量为224g，则反应①的化学方程式为                      

下表是元素周期表的一部分，针对表中元素，填写下列空白

主族 周期	ⅠA	ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA	0
二	Li	Be	B	C	N	O	F	Ne
三	Na	Mg	Al	Si	P	S	Cl	Ar

（1）比HCl、H₂S更稳定的氢化物是：__________________
（2）P、N、Mg原子半径由小到大的顺序是：_____________________
（3）Cl^—的离子结构示意图是：________________________
（4）最高价氧化物对应水化物酸性最强的是：____________ （填名称）。：
（5）形成化合物种类最多的元素是：____________
（6）Si的最高价氧化物对应的水化物的化学式为：__________________
（7）Na与CuSO₄溶液反应的化学方程式为（分步写）：                      ；
                       。

现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。

A元素的核外电子数和电子层数相等

B元素原子的核外p电子数比s电子数少1

C原子的第一至第四电离能如下：

I1＝738 kJ·mol^－1 I2＝1451 kJ·mol^－1 I3＝7733 kJ·mol^－1 I4＝10540 kJ·mol^－1

D原子核外所有p轨道全满或半满

E元素的主族序数与周期数的差为4

F是前四周期中电负性最小的元素

G在周期表的第七列

（1）已知BA₅为离子化合物，写出其电子式：______________________________。
（2）B元素基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有__________个方向，原子轨道呈_______形。
（3）某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布图为该同学所画的电子排布图违背___________________。
（4）G位于________族________区，该元素的核外电子排布式为_________________。
（5）DE₃中心原子的杂化方式为____________，用价层电子对互斥理论推测其空间构型为__________。
（6）检验F元素的方法是____________，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因：_____________。

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、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                    。

Ⅰ．A、B、C、D、E、F、G均为短周期元素，原子序数依次递增。A元素原子核内无中子，B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，D是地壳中含量最多的元素，E是短周期中金属性最强的元素，F与G位置相邻，G是同周期元素中原子半径最小的元素．请用化学用语回答：
（1）推断B元素在元素周期表中的位置_______________________。
（2）A与D形成的18电子的化合物与FD₂化合生成一种强酸，其化学方程式为_____________。
（3）用电子式表示化合物E₂F的形成过程_______________________。
（4）下图为某新型发电装置示意图，其负极电极反应为_______________________。

（5）在101kPa、25℃下，16g液态C₂A₄在D₂中完全燃烧生成气体C₂，放出312kJ热量，则C₂A₄和D₂反应的热化学方程式为_______________________。
Ⅱ．A、B、C、X均为常见的纯净物，它们之间有如下转化关系（副产品已略去）。

试回答：
（1）若X是强氧化性单质，则A不可能是___________。
a．S         b．N₂         c．Na        d．Mg        e．Al
（2）若X是金属单质，向C的水溶液中滴入AgNO₃溶液，产生不溶于稀HNO₃的白色沉淀，则B的 化   学式为___________。
（3）若A、B、C为含某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___________。

【化学—选修2：物质结构与性质】A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2-和B+具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：
（1）四种元素中电负性最大的是________(填元素符号)，其中C原子的核外电子排布式为________；
（2）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是________(填分子式)，原因是________；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为______和_______；
（3）C和D反应可生成组成比为1：3的化合物E，E的立体构型为________，中心原子的杂化轨道类型_______；
（4）化合物D₂A的立体构型为________，中心原子的价层电子对数为________，单质D与湿润的Na₂CO₃反应可制备D₂A，其化学方程式为_______；
（5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a=0.566nm，F的化学式为________，晶胞中A原子的配位数为_______；列式计算晶体F的密度_______。

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               。