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

(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              

今有甲、乙、丙、丁四种元素。已知:甲元素是自然界中含量最多的元素;乙元素为金属元素,它的原子核外K层、L层电子数之和等于M、N层电子数之和;丙元素的单质及其化合物的焰色反应都显黄色;氢气在丁元素单质中燃烧火焰呈苍白色。
(1)试推断并写出甲、乙、丙、丁四种元素的名称和符号;
(2)写出几种上述元素两两化合形成的化合物的化学式。

［化学——物质结构与性质］由Cu、N、B等元素组成的新型材料有着广泛用途。
（1）基态 Cu⁺ 的核外电子排布式为            。在高温下CuO 能分解生成Cu₂O，试从原子结构角度解释其原因：                               。
（2）立方氮化硼是一种新型的超硬、耐磨、耐高温的结构材料，它属于　  　晶体。
（3）化合物A (H₃BNH₃) 是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状化合物 (HB=NH)₃通过3CH₄ + 2 (HB=NH)₃ + 6H₂O →3CO₂ + 6H₃BNH₃ 制得。
①与上述化学方程式有关的叙述不正确的是         。（填标号）

A．反应前后碳原子的轨道杂化类型不变

B．CH4、H2O、CO2分子空间构型分别是：正四面体形、V形、直线形

C．第一电离能：N＞O＞C＞B

D．化合物A中存在配位键

②1个 (HB=NH)₃分子中有　　个σ键。
（4）在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。图（a）是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为　　      。图（b）是硼砂晶体中阴离子的环状结构，其中硼原子采取的杂化类型为　      　　。

由下列元素在周期表中的位置，写出元素原子的价电子排布式。
（1）第4周期ⅥB族；
（2）第5周期ⅠB族；
（3）第5周期ⅣA族；
（4）第6周期ⅡA族；
（5）第4周期ⅦA族。

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：                                                。

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：
（1）写出D与E以1∶1的原子个数比形成的化合物的电子式：    _____    。F的原子结构示意图为：          。
（2）B、D形成的化合物BD₂中存在的化学键为                  键（填“离子”或“共价”，下同）。A、C、F三种元素形成的化合物CA₄F为   _____ 化合物。
（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）A、C、D、E的原子半径由大到小的顺序是                     （用元素符号表示）。
（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                             。

有A、B、C、D、E、R六种短周期元素，其元素特征信息如下表：

元素编号	元素特征信息
A	其单质是密度最小的物质
B	其阴离子带两个单位的负电荷，单质是空气主要成分之一
C	其阳离子与B的阴离子具有相同的电子层结构，其原子的最外层电子数是次外层的1/4
D	其氢氧化物和氧化物都有两性，且与C同周期
E	与C同周期，其原子半径在该周期最小
R	有多种化合价，其最高正价为+6价

回答下列问题：
（1）写出下列元素的名称：C        ，E         ；画出B的阴离子结构示意图：                   。
（2）B、C、D的简单离子半径由大到小的顺序是                    （用化学式表示）。E元素的最高价含氧酸的化学式是          ；
（3）实验证明D的氢氧化物（或氧化物）具有两性的操作方法是：                   。
（4）在一定条件下，RO₃^2－与R^2－可发生反应：RO₃^2－＋2R^2－＋6H^＋ = 3R＋3H₂O，下列有关叙述中，正确的是          （填序号）。
A．元素R位于周期表中第3 周期，ⅥA族         
B．R^2－与氖原子电子层结构相同
C．RO₃^2－在它能发生的所有反应中都只具有氧化性
D．反应中消耗1 mol RO₃^2－ ，转移的电子的物质的量为4 mol
（5）请写出涉及上述元素间的两个反应的离子方程式，要求：（1）单质之间的置换 （2）在方程式中如为两种非金属则必须是不同主族的。                       ；                   。

N电子层的s轨道或p轨道中只有一个未成对电子的元素，它们的原子序数分别为多少？

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      。

A、B、C、D、E、F六种元素分属三个短周期，且原子序数依次增大。A、D同主族，可形成离子化合物X；B的氢化物与F的氢化物可反应生成离子化合物Y， 且B的单质是空气中含量最高的物质；C原子的最外层电子是次外层电子数的3倍；D、E、F 3种原子最外层共有11个电子， 且这3种元素的最高价氧化物的水化物两两皆能发生反应生成盐和水。
（1）B元素的名称是________，B单质的结构式为_____________。
（2）用电子式表示化合物X的形成过程__________________________________。
（3）化合物Y的电子式为_____________，A₂C₂的电子式为_____________。
（4）D、E最高价氧化物的水化物之间反应的离子方程式为          ___________。

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_______________________ 。