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简答题

Ⅰ．下面的虚线框中每一列、每一行相当于周期表的每一族和每一周期，但它的列数和行数都多于元素周期表。

I．请在下面的虚线框中用实线画出周期表第一至第六周期的轮廓，并画出金属与非金属的分界线。（要求：左上角的第一个格是第一周期第IA族元素）
II．X、Y、Z、M、N为短周期的五种主族元素，其中X、Z同主族，Y、Z同周期，M与X，Y既不同族，也不同周期。X原子最外层电子数是核外电子层数的三倍，Y的最高化合价与其最低化合价的代数和等于6。N是短周期主族元素中原子半径最大的非金属元素。
（1）请写出下列元素的元素符号：X__________，Y__________，M__________。
（2）请写出N元素在周期表中的位置         周期、         主族；与N同族的短周期元素L，其最高价氧化物的电子式为          ；N的最高价氧化物与NaOH溶液反应离子方程式：                   。
（3）Y与Z的最高价氧化物的水化物的酸性强弱                 （用化学式表示）Y与Z相比，非金属性较强的元素是__________，可以证明该结论的实验是（用化学方程式表示）                  。

在原子序数1—18号元素中，按要求用合适的化学用语填空
（1）与水反应最剧烈的金属是_____________。
（2）与水反应最剧烈的非金属单质是_____________。
（3）原子半径最小的元素是_____________。
（4）气态氢化物最稳定的化学式是_____________。
（5）最高价氧化物对应水化物的酸性最强的化学式是_____________。
（6）电子数为10的分子（写5个）

(12分)根据下列某些短周期元素中元素性质回答问题。

	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦	⑧	⑨	⑩
原子半径/10 ^-10m	0.37	1.86	0.74	1.43	0.77	1.10	0.99	1.52	0.75	0.71
最高价态	+1	+1		+3	+4	+5	+7	+1	+5
最低价态	-1		-2		-4	-3	-1		-3	-1

（1）元素③、⑥和⑨的氢化物中沸点由高到低的顺序是__________ （填化学式）。
（2）元素①和⑨形成阳离子 ，其结构式为__________________。
（3）某元素R的原子半径为1.02×10 ^-10m ，它与钠形成Na₂R₂,其电子式是_________（R用元素符号表示）。
（4）元素②和⑦形成晶体的部分结构可用下图中的_________来表示（填序号）。

（5）①、③、⑨可以形成原子个数之比为4:3:2的中学常见无机化合物，该化合的水溶液显酸性的原因是_________________(用离子方程式表示)，其水溶液中离子浓度由大到小的顺序是___________________。

现有5种短周期元素A、B、C、D、E，原子序数依次增大。A的同位素中有一种核素无中子，B最外层上电子数是次外层电子数的两倍，C元素最简单的氢化物Y的水溶液呈碱性，E是短周期中电负性最小的元素。D与可与A、B、C、E四种元素分别形成原子个数比不相同的常见化合物。回答下列问题：
（1）写出A、E两元素形成的原子个数比为1:1的化合物的电子式      。
（2）CS₂和B、D元素形成的一种化合物为等电子体，则CS₂的分子结构为    ，1molCS₂中含有的π键为           个。
（3）Y的中心原子的杂化轨道类型为     ，分子的立体构型为        。
（4）由A、B、D、E形成的化合物W、Z，其中W由三种元素组成，Z由四种元素组成，水溶液物显碱性，用离子方程式表示Z溶液显碱性的原因       。等浓度，等体积的W，Z的混合溶液中，离子浓度由大到小的顺序为           。
（5）有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示，钛原子的电子排布式为     ，该氮化钛的化学式为  ，氮原子的配位数为      。晶胞中N、Ti之间的最近距离为apm，则氮化钛的密度为 g.cm³（N_A为阿佛加德罗常数值，只列式计算）。

某配位化合物为深蓝色晶体，由原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素组成，其原子个数比为l4:4:5:1:1。其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍，E元素的外围电子排布为(n-1)d^n＋6ns^l，回答下列问题。
(1)元素D在周期表中的位置是                        。
（2）该配位化合物的化学式为                  。
(3)C元素可与A元素形成两种常见的化合物，其原子个数比分别为1：1和l：2，两种化合物可任意比互溶，解释其主要原因为                          。
(4)A元素与B元素可形成分子式为A₂B₂的某化合物，该化合物的分子具有平面结构，则其结构式为             。
（5）已知E的晶胞结构如下图所示，又知晶胞边长为3．61×10^-8cm，则E的密度为         ；EDC₄常作电镀液，其中DC的空间构型是        ，其中D原子的杂化轨道类型是     。

A、B、C、D、E 五种短周期主族元素分占三个周期。A、B、C为同一周期依次相邻的3种元素；A和C的原子核外P能级中都有两个未成对电子，其中A的P能级有一个空轨道；E原子的电子层数等于最外层电子数，D的原子序数是E的1/13倍。请回答相关问题：
（1）A元素在周期表中的位置      ；写出B的电子排布式        。
（2）比较C和E简单离子半径大小：       (用离子符号表示)；比较B和C第一电离能大小:               (用元素符号表示)。
（3）元素E的一种常见的可溶性盐溶液呈酸性，其原因是（用离子方程式表示）：        。
（4）X、Y、Z、甲、乙、丙是由A、B、C分别与D形成的化合物，六种化合物可以排成下表，其中同一横行的分子中电子数相同，同一纵行的物质所含元素种类相同，其中X、Y、甲常温常压下为气体，Z、乙、丙常温常压下为液体。

①丙的电子式为                   。
②若化合物甲的电子数与C元素的单质C₂相同，则甲的结构式为               ；
③乙的分子式为B₂D₄，乙和丙常作火箭推进器的燃料，反应后的产物无污染。已知8g液态乙与足量液态丙完全反应，产物均为气体时，放出热量为160.35kJ，试写出该反应的热化学方程式：                                                。

W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，它们中的两种或三种元素组成化合物甲、乙、丙、丁，几种物质的转化关系如图I所示。常温下0．01mol/L^-1丙溶液
PH=12；XY₂分子是非极性分子，但科学家在特殊条件下制得了XY₂的原子晶体，其晶胞结构如图II所示。请回答下列问题：

（1）甲与乙反应的化学方程式是______。
（2）甲的中心原子杂化轨道类型为_____；
XY₂分子中，键与π键的数目之比为_________；
XY₂原子晶体的1个晶胞中含有_______个原子。
W、X、Y、Z四种元素电负性由大到小的顺序是_______（用元素符号表示）。
工业上用氯气与潮湿的丁反应制备次氯酸的酸酐（棕黄色气体），同时生成小苏打和食盐混合物，反应的化学方程式是______________________________。

元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含着许多信息和规律，下面是八种短周期元素的相关信息（已知铍的原子半径为0.089nm）

元素代号	A	B	C	D	E
原子半径/nm	0.16	0.143	0.102	0.099	0.074
主要化合价	+2	+3	+6，-2	-1	-2

F原子中无中子，G最高正价数与负价数相等，且最外层电子数是次外层的二倍，H元素单质焰色反应呈黄色(用相应的元素符号完成下列空白)
（1）B元素在元素周期表中的位置___________________，上述八种元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是__________，A离子的结构示意图_______________。
（2）用电子式表示A、D形成化合物的过程：____________________________________。H、E形成原子个数比为1：1的化合物的电子式为___________，含有的化学键类型为____________。C₂D₂的电子式为______________________。
（3）下列说法能说明D的非金属性比C强的选项____________
①H₂CO₄比HDO稳定②HDO₄比H₂CO₄酸性强③C^2-比D^-易被氧化④HD比H₂C稳定⑤铜与HD不反应，但能与浓H₂CO₄反应⑥铁与D₂加热生成FeD₃，铁与C加热生成FeC⑦C原子与D原子电子层数相同，D原子半径小于C原子。
A、全部    B、②③④⑥⑦  C、①②④⑤⑥   D、除①以外
（4）A、B、C、D、E形成的简单离子半径由大到小的顺序为_______________________。（用具体离子符号表示）
（5）C单质与H的最高价氧化物对应水化物在加热条件下能发生反应，若有3mol的C参与反应，转移4N_A的电子，请写出离子反应方程_______________________________________，氧化剂与还原剂的质量之比_____________________。

(13分)有短周期元素A、B、C、D、E、F六种短周期元素，其原子序数依次增大。其中A是周期表中原子半径最小的元素，B的核外有两个电子层，其核外电子数为两层电子数之差的三倍；A、E和D、F分别同族。D的最外层电子数等于B的原子序数。试根据以上叙述回答：
(1)写出元素符号：C____________、D____________、E_____________、F_____________；
(2)写出由A、D、E、F四种元素组成的两种盐反应的离子方程式________________________；
(3)E单质点燃时生成的淡黄色固态化合物与水反应的化学方程式：______；
（4）A与C的最低价形成的化合物为M：
① 设计简单实验验证M的浓溶液的酸碱性________________________。（写出操作、现象和结论）
②写出M催化氧化的化学方程式_________________。

现有X、Y、Z、W、R五种元素，其中前四种为短周期主族元素。X原子的最外层电子数是核外电子层数的3倍，Y的最高正价与最低负价的代数和为6；X、Z同主族，W与X、Y均不同周期，R²⁺的价电子排布式为3d⁵。
（1）R元素在周期表中的位置              ；W₂X₂的电子式           。
（2）X、Y、Z的最低价氢化物中：沸点最高的是         （填化学式）；共价键键能最小的是         ；X、Y、Z的杂化类型        （填相同或不相同）。
（3）若R的晶体中每个晶胞平均含有2个R原子，请在下图晶胞中用•标出未画出的R原子。

（4）将1.19g ZXY₂溶于100ml水中发生非氧化还原反应，生成2种酸，反应方程式为                       ；所得溶液中阴离子浓度由大到小的顺序是                     。

已知A、B、C、D、E是短周期中的5元素，它们的原子序数依次增大。A是原子半径最小的元素，C、D在元素周期表中处于相邻的位置，B原子的最外层电子数是内层电子数的2倍。E元素与D元素同主族；E的单质为黄色晶体，易溶于二硫化碳。回答下列问题：
（1）元素D在周期表中的位置是                        。
（2）画出E的阴离子的结构示意图：                                  。
（3）写出一种由A、B、C、D四种元素组成的离子化合物的化学式：              。
写出一种由A、C、D三种元素组成的共价化合物的化学式：                 。
（4）将9 g B单质在足量的D单质中燃烧，所得气体通入1 L 1 mol·L^－1NaOH溶液中，
完全吸收后，溶液中大量存在的阴离子是                 。

(12分)下表为元素周期表的一部分，请参照元素①－⑨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	⑨

（1）在①～⑨元素中，金属性最强的元素是       ，氧化物有两性的
元素是        。（均填元素符号）
（2）元素⑦与元素⑧相比，⑧的非金属性较强，下列表述中能证明这一事实的是   　　
a．常温下⑦的单质和⑧的单质状态不同　　
b．⑧的氢化物比⑦的氢化物稳定
c．一定条件下⑦和⑧的单质都能与氢氧化钠溶液反应
d．⑦的氧化物的水化物比⑧的氧化物的水化物酸性弱
设计一个简单实验，证明元素⑦与元素⑧的非金属性强弱，只写出反应的化学方程式（不写实验步骤）______________________________________
（3）⑤与⑥两元素最高价氧化物的水化物相互反应的离子方程式为 _____________________________________________________
（4）③的氢化物的电子式为__________________
（5）①④⑤三种元素形成的最简单一种化合物含有的化学键类型有              

【选修3-物质的结构与性质】

上表为周期表的一部分，其中的编号代表所对应的元素。请回答下列问题：
（1）⑨号元素的基态原子的价电子排布式是________，与其同周期，且基态原子的核外未成对电子数最多的元素是______(写出元素符号)，②号元素基态原子的电子排布图为___。
（2） ①号与③号元素形成的含有18电子的物质为________(写出名称)，②号与③号元素形成的，能造成温室效应的物质的空间构型为________。
②、④、⑧三种元素的原子形成的晶体，其晶胞的结构特点如图所示，则该化合物的化学式为________(用对应的元素符号表示)，常温条件下丙烯是气态，而相对分子质量比丙烯小的甲醇，常温条件下却呈液态，出现这种现象的原因是____________。

（3）①、②两种元素能形成多种平面形分子，其中有一种相对分子质量最小，有关该分子的说法中正确的是________。
a．该分子属于含有极性键的非极性分子b．该分子含有4个σ键和1个π键
c．该分子中的②原子采取sp²杂化d．该物质易溶于水，并能和水反应得到酒精
（4）某元素的价电子排布式为nsⁿnp^n＋1，该元素可与元素①形成含有10个电子的分子X，将过量的X通入盛有硫酸铜溶液的试管里，产生的现象为_______。
（5） 若D元素与Fe元素形成某种晶体如图所示。若晶胞的边长为a nm，则合金的密度为________g/cm³。

前四周期原子序数依次增大的元素A，B，C，D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，平且A^—和B⁺的电子相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。
回答下列问题：
（1）D²⁺的价层电子排布图为_______。
（2）四种元素中第一电离最小的是________，电负性最大的是________。（填元素符号）
（3）A、B和D三种元素责成的一个化合物的晶胞如图所示。

①该化合物的化学式为_________________；D的配位数为___________；
②列式计算该晶体的密度_______g·cm^-3。
（4）A^-、B⁺和C³⁺三种离子组成的化合物B₃CA₆，其中化学键的类型有_________；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为________，配位体是      。

金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：
(1)Ni原子的核外电子排布式为______________________________；
(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni²⁺和Fe^2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO ________ FeO(填“<”或“>”)；
(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为_______________、_______________；
(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如左下图所示。该合金的化学式为_______________；

(5)丁二酮肟常用于检验Ni²⁺：在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni²⁺反应可生成鲜红色沉淀，其结构如右上图所示。
①该结构中，碳碳之间的共价键类型是键，碳氮之间的共价键类型是______________，氮镍之间形成的化学键是_______________；
②该结构中，氧氢之间除共价键外还可存在_______________；
③该结构中，碳原子的杂化轨道类型有_______________。