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

A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的六种短周期元素。F的单质在D₂中燃烧的产物可使品红溶液褪色；B的单质在D₂中燃烧可生成BD和BD₂两种气体；E的原子序数为B的两倍；A元素的一种核素中不含中子。请回答下列问题：
（1）C的单质分子的结构式为             ；ED的电子式为               。
（2）E单质在BD₂中剧烈燃烧生成黑白两种固体，该反应的化学方程式为         。 
（3）FD₂气体通入BaCl₂和HNO₃的混合溶液中，生成白色沉淀和无色气体CD，有关反应的离子方程式为        ，由此可知CD和FD₂中还原性较强的是      （填化学式）。
（4）A、C、D、F四种元素按原子个数比为5 ：1 ：4 ：1形成化合物甲，则甲的化学式为           。将0.01mol/L的甲溶液与0.03mol/L的Ba(OH)₂溶液等体积混合得到沉淀，已知该沉淀的Ksp="x" ，则混合溶液中酸根离子的浓度为             mol / L（用含x的代数式表示，混合后溶液体积变化忽略不计）。

（1）碳、氮、氧的第一电离能大小顺序为             ，氧原子电子排布式为       。
（2）氨分子氮原子杂化类型        ，氨水中四种氢键哪一种是主要的         ，规律是什么？                   。画出氢氟酸溶液中最主要氢键                  。
                                
（3）DNA中四种碱基间通过氢键可能的配对方式，用虚线把氢键表示出来

（4）试分析富马酸的K₂大于其顺式异构体马来酸K₂的原因。

（5）下表是三种火箭推进剂的沸点，为什么火箭推进剂选择氮元素？               。

物质	H2	N2H4	H2NN(CH3)2
沸点／℃	-252．8	113．5	～116

（6）常压下，水冷却至0 ℃以下，即可结晶成六方晶系的冰。日常生活中见到的冰、霜和雪等都是属于这种结构，其晶胞如下图所示（只显示氧原子，略去氢原子），晶胞参数侧棱c＝737 pm，菱形底边a＝452 pm，底面菱形的锐角是60°。

回答下列问题：
①计算晶胞中含有几个水分子。 ②计算冰的密度。

已知A、B、C、D、E、F、G和H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是周期表中原子半径最小的元素，B原子最外层电子数是内层电子数的两倍，C的基态原子核外有7种不同运动状态的电子，E是电负性最大的元素，F的氢化物和最高价氧化物对应的水化物均为强酸，G、H分别是周期表中1—18纵列中的第10、12纵列元素。请回答下列问题：
（1）D元素在周期表位置是         ，G的核外价层电子排布式为       。
（2）E与A形成的化合物比F与A形成的化合物的沸点    （填“高”或“低”），其原因是    。
（3）B、C原子的第一电离能较大的是      （填元素符号），其原因是        。
（4）BD₃^2－离子中B原子采取    杂化，任写一种与BD互为等电子体的分子的电子式    。
（5）元素H的一种硫化物晶体的晶胞结构如图所示，该硫化物的化学式是          。元素H的氢氧化物可溶于氨水中，生成和铜氨配离子相同配位数的离子，写出该反应的离子方程式为               。

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）。

亚硝酸钠(NaNO₂）易溶于水，微溶于乙醚，是常用的食品发色剂
（1）第一电离能：N ＿＿＿O（填“＜”、“＞”或“＝”）；NO₂^－的空间构型为＿＿＿＿
（2）亚硝酸钠在320⁰C会分解生成氧化钠、一氧化二氮等物质，该反应的化学方程式为＿＿＿＿
（3）亚硝酸钠是亚硝酸的钠盐。HNO₂的结构如图所示，则HNO₂分子中有＿＿＿个键：
HNO₂的酸性比HN0₃弱是因为＿＿＿＿＿

（4）亚硝基钻钠是钴的一种配合物，易溶于水，与钾离子反应生成淡黄色的
沉淀，可用于检验K⁺的存在。
①基态的价层电子排布图为＿＿＿＿＿
②用亚硝酸钻钠检验K⁺的离子方程式是
③金属钴的堆积方式如图所示，若一个钴原子的半径为r，，则晶胞的体积V(晶胞）＝＿＿

【物质结构与性质】
根据元素周期表中第四周期元素的相关知识，回答下列问题：
（1）第四周期元素的基态原子的电子排布中4s轨道上只有1个电子的元素有________种；写出Cu⁺的核外电子排布式________。
（2）按电子排布，可将周期表里的元素划分成五个区域，第四周期元素中属于s区的元素有________种，属于d区的元素有________种。
（3）CaO晶胞如所示，CaO晶体中Ca²⁺的配位数为    ；CaO的焰色反应为砖红色，许多金属或它们的化
合物都可以发生焰色反应，其原因是_______。

（4）由叠氮化钾（KN₃）热分解可得纯N₂：2KN₃(s)=2K(l)+3N₂(g)，下列有关说法正确的是_______（填选项字母）。
A NaN₃与KN₃结构类似，前者晶格能较小
B晶体钾的晶胞结构如图所示：，每个晶胞中分摊2个钾原子
C氮的第一电离能大于氧
D氮气常温下很稳定，是因为氮的电负性小
（5）二氧化钛(TiO₂)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂。O₂在其催化作用下，可将CN^-氧化成CNO^-。CN^-的电子式为_______,CNO^-的中心原子的杂化方式为______。
（6）在CrCl₃溶液中，一定条件下存在组成为[CrCl_n(H₂O)_6－n]^x＋ (n和x均为正整数）的配离子，将其通过氢离子交换树脂（R-H)，可发生离子交换反应：
[CrCl_n(H₂O)_6-n]^X++ xR-R_x[CrCl_n(H₂O)_6－n]+xH⁺。将含0.0015 mol[CrCl_n(H₂O)_6－n]^x＋的溶液，与R-H完全交换后，中和生成的H⁺需浓度为0.1200 mol·L^-1NaOH溶液25.00 mL，则该配离子的化学式为_______。

【物质结构与性质】
过渡元素具有较多的空轨道，所以第四周期的Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等多种金属能形成配合物。
（1）基态Cu原子的核外电子排布式为                         ；
（2）科学家通过X射线测得胆矾结构示意图可简单表示如下：
     
图中虚线表示的作用力为                    ；
（3）胆矾溶液与氨水在一定条件下可以生成Cu(NH₃)₄SO₄·H₂O晶体。在Cu(NH₃)₄SO₄·H₂O晶体中，[Cu(NH₃)₄]²⁺为平面正方形结构，则呈正四面体结构的原子团是       ，其中心原子的杂化轨道类型是      ；
（4）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)₄，呈正四面体构型。试推测四羰基镍的晶体类型是　     ， Ni(CO)₄易溶于下列      。

A．水

B．四氯化碳

C．苯

D．硫酸镍溶液

（5）元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子最外层电子数是其内层的3倍。X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示，该化合物的化学式为        。

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、F为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素，A、B与C；D、E与F分别位于同一周期。A原子L层上有3个未成对电子，B的简单负二价离子与C原子核外电子排布相同、含有D元素的盐的焰色反应火焰为黄色，EF₃是由活泼金属和活泼非金属组成的共价化合物，G有多种氧化物，其中一种氧化物有磁性，填写下列空白
(1)元素的第一电离能最大的是________，属于过渡元素的是________(填写元素符号)
(2)写出B元素的基态原子价电子排布式__________________，F离子电子排布式_________________。
(3)AF₃分子中A原子的杂化类型是________，AF₃分子的几何构型为___________。
(4)已知E₂B₃的晶格比DF的晶格能大得多，试分析导致两者晶格能差异的主要原因是：________________________________________________________。
(5)构成G晶体的微粒是________，G的晶胞结构如下图甲所示，G的晶胞为________结构。若G原子的半径为1.27×10^－10 m，G金属晶体中的晶胞长度，即下图乙中AB的长度为________m。

【物质结构与性质】
X、Y、Z、M、N、Q为元素周期表前四周期的六种元素。其中X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素，M的内层电子数是最外层电子数的9倍，N的原子序数比M小1, Q在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题：
（1）X元素在周期表中的位置是       ，属      区元素，它的最外层电子的电子排布图为                    。
（2）XZ₂分子的立体结构是       ，YZ₂分子中Y的杂化轨道类型为     ，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是    （写分子式），理由是       。
（3）含有元素N的盐的焰色反应为      色，许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是            。
（4）元素M与元素Q形成晶体结构如图所示，设其晶胞边长为a pm，则a位置与b位置之间的距离为_______pm（只要求列算式）。

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）                  。

(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___________________。

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______________________________。

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_______________。

（1）下表中的实线表示元素周期表部分边界，请用实线画出周期表未完成的边界及金属元素与非金属元素的分界线。

（2）把符合下列要求的元素的元素符号标在表中对应位置处。
① 最高价氧化物的水化物碱性最强（放射性元素除外）
② 气态氢化物最稳定的非金属元素（3）元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系_______________________ 。