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填空题

利用周期表中同族元素的相似性，可预测元素的性质。
（1）P元素的基态原子有_______个未成对电子，白磷的分子式为P₄，其结构如下图所示。

科学家目前合成了N₄分子，N原子的杂化轨道类型是________，N -N键的键角为________；N₄分解后能产生N₂并释放出大量能量，推测其用途为________。
（2） N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为________。
（3）立方氮化硼晶体的结构如下图所示：

该晶体中，B原子填充在N原子的________空隙，且占据此类空隙的比例为________ (填百分数)。
（4） N与As是同族元素，B与Ga是同族元素，立方砷化镓晶体与立方氮化硼晶体结构类似，两种晶体中熔点较高的是________；立方砷化镓晶体的晶胞边长为a pm，则其密度为________g·cm^-3 (用含a的式子表示，设N_A为阿伏加德罗常数的值)。

钴（Co）是人体必需的微量元素。含钴化合物作为颜料，具有悠久的历史，在机械制造、磁性材料等领域也具有广泛的应用。请回答下列问题：
（1）Co基态原子的电子排布式为                    ；
（2）酞菁钴近年来在光电材料、非线性光学材料、光动力学疗法中的光敏剂、催化剂等方面得到了广泛的应用。其结构如图所示，中心离子为钴离子。

①酞菁钴中三种非金属原子的电负性由大到小的顺序为              ；
（用相应的元素符号作答）；碳原子的杂化轨道类型为              ；
②与钴离子通过配位键结合的氮原子的编号是                    ；
（3）CoCl₂中结晶水数目不同呈现不同的颜色。

CoCl₂可添加到硅胶（一种干燥剂，烘干后可再生反复使用）中制成变色硅胶。简述硅胶中添加CoCl₂的作用：                     ；
（4）用KCN处理含Co²⁺的盐溶液，有红色的Co(CN)₂析出，将它溶于过 量的KCN溶液后，可生成紫色的[Co(CN)₆]^4-，该配离子具有强还原性，在加热时能与水反应生成淡黄色[Co(CN)₆]^3-，写出该反应的离子方程式：                     ；
（5）Co的一种氧化物的晶胞如右图所示，在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子有________个；筑波材料科学国家实验室一个科研小组发现了在 5K 下呈现超导性的晶体，该晶体具有CoO₂的层状结构(如下图所示，小球表示Co原子，大球表示O原子）。下列用粗线画出的重复结构单元示意图不能描述CoO₂的化学组成的是              。


A.                  B.                  C.                   D.

填空题
（1）碳原子最外电子层含有__________个电子，一个碳原子可以跟其他非金属原子形成__________共价键。
（2）在有机合成过程中，引入碳碳双键的三种方法是_____________、________________、_____________。
（3）根据官能团不同，单糖可分为_______________和________________________。
（4）核酸分为DNA和RNA，DNA的主要功能是________________；RNA的主要功能是____________。

神舟十号飞船是中国“神舟”号系列飞船之一，它是中国第五艘搭载太空人的飞船。神舟十号飞船发射成功后，将与2011年发射升空的天宫一号目标飞行器进行交会对接，开展相关空间科学试验。火箭推进器是成功发射的重要因素，事实上，推进器的发展经历了一个漫长的过程。
（1）20世纪前，黑火药是世界上唯一的火箭推进剂，黑火药是由硝酸钾、硫磺、木炭组成，黑火药爆炸的化学方程式为：S+3C+2KNO₃＝K₂S+N₂↑+3CO₂↑。
①K₂S的电子式为                     。
②取黑火药爆炸后的残留固体，加水溶解过滤，得到滤液。写出检验此溶液中是否含有K^＋的实验操作方法                         。
（2）20世纪60年代，火箭使用的是液体推进剂，常用的氧化剂有四氧化二氮、液氧等，可燃物有肼（N₂H₄）、液氢等。
①肼（N₂ H₄）溶于水显碱性，其原理与氨相似，但其碱性不如氨强，写出其溶于水呈碱性的离子方程式：                               。
②一种与N₂ H₄电子数相等的绿色氧化剂，能将油画表面黑色的PbS氧化成白色的PbSO₄，使油画变白、翻新，化学方程式为：                               。
（3）以上的火箭推进剂一般含有氮元素，含氮化合物种类丰富。有一含氮化合物，具有很强的爆炸性,86g该化合物爆炸分解会生成标况下N₂67. 2L和另一种气体单质H₂。写出其爆炸的化学方程式                。

卤族元素的单质能与H₂反应

H2+F2=2HF	在暗处能剧烈化合并发生爆炸
H2+Cl2=2HCl	光照或点燃发生反应
H2+Br2=2HBr	加热至一定温度才能反应
H2+I2=2HI	不断加热才能缓慢反应，生成的HI会分解

（1）卤族元素位于周期表中的__________族。
（2）用电子式表示HCl的形成过程__________。
（3）依据上表，可以推测出：随着原子序数的递增，__________（填字母）。
a. 单质的熔沸点逐渐升高             b. 元素的非金属性逐渐减弱
c. 卤化氢的还原性依次减弱           d. 卤化氢的稳定性依次减弱
（4）不同卤素原子之间可形成卤素互化物，其性质与卤素单质相近。写出BrCl和SO₂在水溶液中发生反应的化学方程式____________。

将过量的氨水加到硫酸铜溶液中，溶液最终变成深蓝色，继续加入乙醇，析出深蓝色的晶体[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O。
（1）Cu²⁺基态核外电子排布式为          ；[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O中，与Cu²⁺形成配位键的原子是         (填元素符号)。
（2）乙醇分子中O原子轨道杂化类型为           。与NH₃互为等电子体的一种阳离子为         (填化学式)。
（3）N、O、S第一电离能由大到小的顺序为             。
（4）某含有结晶水的铜的氯化物的晶胞结构如右图所示，该化合物的化学式是                 。

周期表前四周期的元素Q、R、X、Y、Z原子序数依次增大，Q元素的原子形成的离子就是一个质子；R基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；X基态原子s能级的总电子数比p能级的总电子数多1；Y原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；Z原子的价电子排布为3d⁷4S²。
回答下列问题：
（1）R、X、Y中第一电离能最大的是         （填元素符号），其中Y原子的电子排布式为           。
（2）Q、R元素形成的某分子中共有14个电子，该分子中R原子采取                 杂化，该分子的立体构型为                。
（3）RY可以和很多过渡金属形成配合物，如Fe( RY)₅、Ni(RY)₄。其中Fe(RY)₅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Fe (RY)₅晶体属于             （填晶体类型）。RY与N₂互为等电子体，与RY互为等电子体的离子有                （任写一种）。
（4）向含Z²⁺的溶液中加入过量的氨水，并通入适量的Y₂气体，生成有[Z(NH₃)₆]³⁺离子，则该反应的离子方程式为                  。

运用元素周期律研究元素及其化合物的性质具有重要的意义。
I.部分短周期主族元素的最高价氧化物对应的水化物（浓度均为0.01mol.L^-1)溶液的PH和原子序数的关系如下图所示。

（1）元素R在周期表中的位置是                     。
（2）元素Y和W形成的Y₂W₂型化合物中含有化学键的类型为                   。
（3）测定Z元素最高价氧化物对应水化物溶液物质的量浓度的方法为            。
II.短周期元素C、O、S能形成多种化合物，如CO₂、CS₂、COS等
（1）下列能说明碳、硫两种元素非金属性相对强弱的是           （填序号）
A．相同条件下水溶液的PH：Na₂CO₃ >Na₂SO₄
B．酸性:H₂SO₃ >H₂CO₃
C．CS₂中碳元素为+4价，硫元素为-2价
（2）羰基硫（COS）可作为一种熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫的危害，其分子结构和CO₂相似
①羰基硫（COS）的电子式为：             。
②羰基硫（COS）用氢氧化钠溶液处理及利用的过程如下：

已知A是一种正盐，则A的化学式为            ；若气体a为单质，反应 II的离子方程式为                          。

短周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大，X原子核外最外层电子数是次外层的2倍，Y的氟化物YF₃分子中各原子均达到8电子稳定结构，Z、W是常见金属，Z的氧化物可做耐火材料，W的简单离子是同周期中离子半径最小的，Q的p能级上有一个未成对电子．试回答下列问题：
（1）比较第一电离能：Z_________W（填“＞”、“＜”或“=”，后同）；电负性：X________Y。
（2）写出Q的价电子排布图_____________，YF₃的结构式_____________，
（3）向硫酸铜溶液中逐滴滴入Y的氢化物的水溶液至过量，用离子方程式表示该过程出现的现象变化：答：________________________________________。

X、Y、Z、W为四种短周期元素，其中Y元素原子核外最外层电子数是其电子层数的3倍，它们在周期表中的相对位置如下图所示：

X	Y
	Z	W

请回答下列问题：
（1）W位于周期表中第__________周期，第________族；
（2）X可形成双原子分子，其分子的电子式是___________；Y和氢元素形成的10电子微粒中常见的+1价阳离子为_________(填化学式，下同)；Z和氢元素形成的18电子微粒中常见的-1价阴离子为__________；
（3）工业上将干燥的W单质通入熔融的Z单质中可制得化合物Z₂W₂，该物质可与水反应生成一种能使品红溶液褪色的气体，0.2mol该物质参加反应时转移0.3mol电子，其中只有一种元素化合价发生改变，写出Z₂W₂与水反应的化学方程式______________________。
（4）在一定条件下，由元素Y和Z组成的一种气态化合物可发生催化氧化反应，反应达平衡进有三种气态物质共存，已知每转移4mol电子放热190.0kJ，该反应的热化学方程式是_____________。

微粒^AX^2-核外有18个电子，则它的核电荷数为          ，核内中子数为         。

已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，B原子基态时s电子数与P电子数相等，C在元素周期表的各元素中电负性最大，D的基态原子核外有6个能级且全部充满电子，E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的。F原子核外最外层电子数与Na相同,其余各层电子均充满。
（1）E³⁺的价电子排布式为           。
（2）AB₃^2— 的立体构型是        ，其中A原子的杂化轨道类型是        。
（3）A₂^2— 与B₂²⁺ 互为等电子体，B₂²⁺的电子式可表示为       ___________，1mol B₂²⁺ 中含有的键数目为        。
（4化合物DC₂的晶胞结构如右图所示，形成的离子化合物的电子式为__________该离子化合物晶体的密度为a g／cm³，则晶胞的体积是        ____ cm³(只要求列算式，阿伏加德罗常数的值为N_A)。

铁是最常见的金属材料．铁能形成[Fe(H₂NCONH₂)₆](NO₃)₃[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]和Fe(CO)_x等多种配合物．
（1）基态Fe³⁺的M层电子排布式为                ；
（2）尿素(H₂NCONH₂)分子中C、N原子的杂化方式分别是               、              ；
（3）配合物Fe(CO)_x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x=              ． Fe(CO)_x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Fe(CO)_x晶体属于        (填晶体类型)．
（4）常温条件下，铁的晶体采用如图所示的堆积方式．则这种堆积模型的配位数为            ，如果铁的原子半径为a cm，阿伏加德常数的值为N_A，则此种铁单质的密度表达式为            g/cm³．

V、W、X、Y、Z是由四种短周期元素中的两种或三种组成的5种化合物，其中W、X、Z均由两种元素组成，X是导致温室效应的主要气体，Z是天然气的主要成分，Y、W都既能与酸反应，又能与强碱溶液反应。上述5种化合物涉及的四种元素的原子序数之和等于28；V由一种金属元素和两种非金属元素组成，其原子个数比为1︰3︰9，所含原子总数等于其组成中金属元素的原子序数。它们之间的反应关系如下图：

（1）写出W物质的一种用途               。
（2）写出V与足量NaOH溶液反应的化学方程式                    。
（3）将过量的X通入某种物质的水溶液中可以生成Y，该反应的离子方程式为                 。
（4）4 g Z完全燃烧生成X和液态水放出222.5 kJ的热量，请写出表示Z燃烧热的热化学方程式                   。
（5）在200 mL 1.5 mol·L^-1 NaOH溶液中通入标准状况下4.48 L X气体，完全反应后所得溶液中，各种离子浓度由大到小的顺序是             。
（6）Y是一种难溶物质，其溶度积常数为1.25×10^-33。将0.01 mol Y投入1 L某浓度的盐酸中，为使Y完全溶解得到澄清透明溶液，则盐酸的浓度至少应为             （体积变化忽略不计，结果保留三位有效数字）。

已知由短周期常见元素形成的纯净物A、B、C、D、E、F、X转化关系如下图所示，B、X为单质，D常温下为无色液体，A、B含同一种元素。（某些产物可能略去）

请回答下列问题：
（1）若E是有色气体，F是一元强酸，反应①是工业制备F的第一步反应。
①写出A与X反应的化学方程式：                          。
②A的分子结构模型为                            。
③已知常温下46g气体E发生反应③放出46kJ热量，写出气体E与H₂O反应的热化学方程式                   。
④在常温下，向V₁LpH=a的A溶液中加入V₂LpH=b的盐酸，且a+b=14，若反应后溶液的pH＜7，则V₁和V₂的关系为V₁          V₂（填无法确定），所得溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序可能是                      。（写出一种情况即可）
（2）若E为无色无味气体，F是二元弱酸。
①E的电子式为                    ；
②将少量气体E通入氢氧化钡溶液中得不溶物H，H的Ksp=8.1×10^—9。现将该沉淀放入0.1mol/L的BaCl₂溶液中，其Ksp             ，（填：增大、减小或不变），此时，组成不溶物H的阴离子在溶液中的浓度为         mol/L。