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

短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如下图所示。

请回答下列问题：
（1）X代表的元素符号____________，在周期表中所处的位置是第______周期______族,固态X₂属于________(填“原子”、“离子”或“分子”)晶体。
（2）W和Y形成的化合物中，W呈现最高化合价的化合物的化学式是__________________；
（3）Z和Y形成的化合物Z₂Y₃是______性化合物，它与NaOH溶液反应的方程式为________。
（4）Q的氢化物的电子式___________________，把它溶于水，由于_______________受到破坏而电离出H⁺和Q^-，使溶液呈__________性.结构类型相同Y、W的氢化物的沸点从高到低排列次序是(填化学式)____________。
（5）上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是________(写化学式)。
（6）Y、Q的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有____________,________(写出其中两种物质的化学式)。

某化学兴趣小组利用如下图装置验证元素非金属性的变化规律。

（1）仪器A的名称为________，干燥管D的作用是________。
（2）实验室中现有药品KMnO₄、MnO₂、浓盐酸、Na₂S，请选择合适药品设计实验验证非金属性：Cl>S，装置A、B、C中所装药品应分别为浓盐酸、________、Na₂S溶液，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，装置C中发生反应的离子方程式为____________。
（3）若利用上装置证明非金属性：S>C>Si。在A中加入稀硫酸、B中加入Na₂CO₃溶液、C中加入Na₂SiO₃溶液，观察到B中产生气泡，试管C中出现________现象，则可以证明非金属性：S>C>Si。
若将A中的稀硫酸改为稀盐酸，试管C中会出现同样的现象，是否可以得出结论：非金属性Cl>C>Si？__________（填“是”或“否”），你的理由是______________________。

附加题：（共10分）铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题：
（1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，则 PbO₂的酸性比CO₂的酸性        （填“强”或“弱”）。
（2）PbO₂与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为                     。
（3）瓦纽科夫法熔炼铅，其相关反应的热化学方程式如下:
①2PbS（s）+3O₂（g）=2PbO（s）+2SO₂（g）  △H=" a" kJ·mol^-1
②PbS（s）+2PbO（s）=3Pb（s）+SO₂（g）  △H=" b" kJ·mol^-1
③PbS（s）+PbSO₄（s）=2Pb（s）+2SO₂（g）  △H=" c" kJ·mol^-1
反应3PbS（s）+ 6O₂（g）=3PbSO₄（s）   ΔH=             kJ ·mol^-1（用含a,b ,c的代数式表示）。
（4）引爆导弹、核武器的工作电源通常Ca/PbSO₄热电池，其装置如图所示，该电池正极的电极反应式为                                   。

（5）PbO₂在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%（）的残留固体，若a点固体组成表示为PbO_x或mPbO₂·nPbO，则计算x=       _和m:n=_        _。

下列结论错误的是
①微粒半径：K^＋>Al^3＋>S^2－>Cl^－
②氢化物的稳定性：HF>HCl>H₂S>PH₃>SiH₄
③离子的还原性：S^2－>Cl^－>Br^－>I^－
④氧化性：Cl₂>S>Se>Te
⑤酸性：H₂SO₄>H₃PO₄>H₂CO₃>HClO₄
⑥非金属性：O>N>P>Si
⑦金属性：Be<Mg<Ca<K
⑧沸点：H₂Se>H₂S> H₂O

A．①⑤

B．①③⑤⑧

C．②④⑥⑦

D．②④⑥

下表为元素周期表的一部分，用元素符号或化学式回答下列问题。

主族 周期	ⅠA	ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA	0
2				⑥		⑦
3	①	③	⑤				⑧	⑩
4	②	④					⑨

（1）10种元素中，化学性质最不活泼的是        ，除⑩外原子半径最大的是       。
（2）①②⑤三种元素最高价氧化物对应的水化物碱性最强的是                   。
（3）①②③④⑤⑧六种元素形成的离子半径由大到小的顺序为                   。
（4）元素⑦的氢化物的化学式为         ；该氢化物和元素②单质反应的化学方程式为                                      。
（5）①⑨形成的化合物灼烧时火焰焰色为       ；该化合物的溶液与元素⑧的单质反应的化学方程式为                                        。
（6）①、⑤和⑧最高价氧化物对应水化物间相互反应的离子方程式____________________。
（7）③的单质在⑥⑦形成化合物中燃烧的化学方程式为         ___；单质⑨溶入⑥⑧形成化合物所得溶液的颜色为       _____；⑦⑧⑨形成氢化物的稳定性由强到弱顺序为_____________________。

A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，其原子序数依次增大，其中B与C同周期，D与E 和F同周期，A与D同主族，C与F同主族，C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍，D是所在周期原子半径最大的主族元素。又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，三种是固体。请回答下列问题：
（1）元素F在周期表中的位置________。
（2）C、D、F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、C三种元素以原子个数比4：2：3形成化合物X，X中所含化学键类型有______。检验该化合物中的阳离子的方法是________(用离子方程式表示)。
（4）若E是金属元素，其单质与氧化铁反应常用于焊接钢轨，请写出D元素的最高价氧化物对应的水化物与E的最高价氧化物反应的离子方程式：________________________。若E是非金属元素，其单质在电子工业中有重要应用，请写出其单质溶于强碱溶液的离子方程式：_______________。

钛、铜可以作为多种催化剂的主体。如以TiO₂覆盖在Cu₂Al₂O₄表面作催化剂，可以将CO₂与CH₄直接转化成乙酸。
请回答下列问题：
（1）钛有和两种原子，它们互称为    ，Ti的基态原子电子排布式为    。
（2）Cu在元素周期表中的位置是      。乙酸分子中碳原子的杂化形式有     。
（3）由Ca、Ti、O三种元素组成某矿物晶体，其晶胞结构如图所示。则该矿物的化学式为         。

（4）用TiCl₄与热水反应可制备TiO₂，反应的化学方程式是            ｡
（5）用稀硝酸溶解Cu₂Al₂O₄的离子方程式是            ｡
（6）用H₂O₂和H₂SO₄的混合溶液可溶出印刷电路板上的Cu。
已知：ⅰ、CuSO₄（aq）+ H₂（g）="=" Cu（s）+H₂SO₄（aq）      ΔH=-64.4kJ/mol
ⅱ、2H₂O₂（l）="=" 2H₂O（l）+ O₂（g）          ΔH= -196.4 kJ/mol
ⅲ、H₂（g）+O₂（g）="=" H₂O（l）            ΔH= -285.8 kJ/mol
写出Cu与H₂SO₄、H₂O₂反应生成CuSO₄（aq）和H₂O（l）的热化学方程式：          。

下表列出了A～M 13种元素在周期表中的位置：

族 周期	IA	IIA	IIIA	IVA	VA	VIA	VIIA	0
1	A
2				B	C	D	E
3	F	G	H			I	J	K
4	L	M

（1）这些元素中，金属性最强的元素是___________（填元素名称），非金属性最强的元素是________（填元素名称），最不活泼的元素是________（填元素符号）,原子半径最小的元素是_______（填元素符号）。
（2）写出C元素的气态氢化物与I元素的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式：______________。
（3）将C、D、E三种元素的氢化物按还原性增强的顺序排列为________。（用化学式表示）
（4）I^2—、J^－、L^＋、M^2＋等微粒中，半径最大的是_________（填离子符号）。
（5）A与D形成的化合物A₂D₂是______化合物（填共价或离子），其电子式为__________。

A、B、C、D、E都是元素周期表中前20号元素，原子序数依次增大，A是地壳中含量最高的元素，B、C、D同周期，E和其他元素既不在同周期也不在同主族，D的氢化物和最高价氧化物的水化物均为强酸，且B、C、D的最高价氧化物的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水。据此回答下列问题：
（1）写出A单质的结构式___________。B的最高价氧化物的水化物的电子式__________。
（2）用电子式表示B₂A的形成过程：__________________________________。
（3）A和Ｄ的氢化物中，沸点较高的是__________（写出化学式）。
（4）写出E离子的离子结构示意图__________。元素D在元素周期表中的位置是______________。
（5）A、D、E可以形成多种盐，其中一种盐中A、D、E三种元素的原子个数比为2:2:1，该盐的名称为 _________。它的水溶液与D的氢化物的水溶液反应可生成D的单质，该离子方程式为____________。

(10分)如图是依据各种元素(原子)的性质与原子序数(1～20)的关系而作出的，各图的纵轴可能代表下列某一性质：核电荷数、中子数、最高正化合价、原子半径、得电子能力，A、B、C分别代表三种元素。(注意：图3中原子序数为8、9的元素和图4中原子序数为2、10、18的元素在纵轴上没有对应的数值)

请回答下列问题：
（1）图2纵轴代表的性质是     ，图4纵轴代表的性质是     。
（2）A元素的其最低负化合价为           。
（3）B、C两种元素形成的化合物中，C显最高正化合价而B显最低负化合价，该化合物的化学式为   。
（4）1～20号元素中，原子半径最大的是（稀有气体除外）      。

下表是元素周期表的一部分, 针对表中的①～⑨种元素,填写下列空白:

主族 周期	ⅠA	ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA	0族
2				①	②	③
3	④		⑤			⑥	⑦	⑧
4	⑨

（1） 在这些元素中,化学性质最不活泼的是:_____________ (填具体元素符号,下同)。
（2） 在最高价氧化物的水化物中，酸性最强的化合物的分子式是_______，碱性最强的化合物的电子式是:_____________。
（3） 最高价氧化物是两性氧化物的元素是___________；写出它的氧化物与氢氧化钠反应的离子方程式________________________。
（4） 用电子式表示元素④与⑥形成的的化合物的形成过程______________________ ，该化合物属于__________________(填 “共价”或“离子”)化合物。
（5）元素①与⑦形成的的化合物的电子式为__________________，该化合物是由___________ （填“极性”“非极性”）键形成的。

（Ⅰ）A、B、C和D代表原子序数依次增大的四种短周期非金属元素，它们满足以下条件：
①C的原子序数是A、B的原子序数之和，A、C、D的最外层电子数和为13；
②D的原子序数是C的2倍，D的最高价氧化物对应的水化物是二元强酸。
试根据以上叙述回答：
（1）B单质的电子式为  ，画出C元素的原子结构示意图       ；
（2）下列环境问题与B与C形成的化合物有关的是         ；
A．温室效应      B．光化学烟雾      C．酸雨     D．PM2.5
（Ⅱ）现有下列短周期元素相关性质的数据：

元素编号 元素性质	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦
原子半径（10^－10m）	0.74	1.60	1.52	1.10	0.99	1.86	0.75
最高正化合价		+2	+1	+5	+7	+1	+5
最低负化合价	－2			－3	－1		－3

试回答下列问题：
（1）元素⑤在周期表中的位置             ；
（2）元素④与元素⑦相比较，气态氢化物较稳定的是         （填结构式）；
（3）元素④形成的+3和+5价的氯化物中，各原子均达到8电子稳定结构的化合物是    （写化学式）；
（4）以下叙述正确的是          。
A．氢化物的沸点为④＜⑦               B．①与②形成的化合物具有两性
C．与稀盐酸反应单质②比单质⑥快        D．最高价氧化物对应水化物的碱性③>⑥

为验证氧化性Cl₂ > Fe^3＋ > SO₂，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器和A中加热装置已略，气密性已检验）。

实验过程：
I. 打开弹簧夹K₁~K₄，通入一段时间N₂，再将T型导管插入B中，继续通入N₂，然后关闭K₁、K₃、K₄。
Ⅱ. 打开活塞a，滴加一定量的浓盐酸，给A加热。
Ⅲ. 当B中溶液变黄时，停止加热，夹紧弹簧夹K₂。
Ⅳ. 打开活塞b，使约2mL的溶液流入D试管中，检验其中的离子。
Ⅴ. 打开弹簧夹K₃、活塞c，加入70%的硫酸，一段时间后夹紧弹簧夹K₃。
Ⅵ. 更新试管D，重复过程Ⅳ，检验B溶液中的离子。
（1）过程Ⅰ的目的是                     。
（2）棉花中浸润的溶液为                   。
（3）A中发生反应的化学方程式为                。
（4）用70%的硫酸制取SO₂，反应速率比用98%的硫酸快，原因是               。
（5）甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，结论如下表所示。他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl₂ > Fe^3＋ > SO₂的是        （填“甲”“乙”“丙”）。

	过程Ⅳ  B溶液中含有的离子	过程Ⅵ  B溶液中含有的离子
甲	有Fe^3^＋无Fe^2^＋	有SO4^2^－
乙	既有Fe^3^＋又有Fe^2^＋	有SO4^2^－
丙	有Fe^3^＋无Fe^2^＋	有Fe^2^＋

（6）进行实验过程Ⅴ时，B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色，停止通气，放置一段时间后溶液颜色变为浅绿色。
查阅资料：Fe^2＋（aq）＋ SO₃^2－ （aq） FeSO₃（s）（墨绿色）
提出假设：FeCl₃与 SO₂的反应经历了中间产物FeSO₃，溶液的红棕色是FeSO₃（墨绿色）与FeCl₃（黄色）的混合色。
某同学设计如下实验，证实该假设成立：

①溶液E和F分别为             、           。
②请用化学平衡原理解释步骤3中溶液由红棕色变为浅绿色的原因             。

(13分)下图为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑧在表中的位置，回答下列问题

（1）表中某元素最高正价氧化物的水化物与其氢化物之间能相互反应生成离子化合物，则该离子化合物的名称是______，由元素④、⑥、⑦、⑧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，下同)。②、④、⑤元素的氢化物的沸点由高到低的顺序是____________。
（2）分别由上述两种元素组成、均为10e^-的阴、阳离子，在加热条件下反应生成两种10e^-的分子，写出该离子反应方程是________________。
（3）由表中四种元素形成X、Y、Z、M、N等常见物质，X、Y含有一种相同元素，其中X焰色反应呈黄色，可发生以下反应：

①X、Y与水混合后反应的离子方程式为________________。
②N→⑦的单质反应的化学方程式为_________________。
③若将Y溶液加热蒸干、灼烧后得到的物质的化学式是________________。

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_______。