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

动手实践：某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象(见下表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。

实验步骤	实验现象
①将镁条用砂纸打磨后，放入试管中，加入少量水后，加热至水沸腾；再向溶液中滴加酚酞溶液	A．浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色
②向新制得的Na2S溶液中满加新制的氯水	B．有气体产生，溶液变成浅红色
③将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中	C．剧烈反应，迅速产生大量无色气体
④将镁条投入稀盐酸中	D．反应不十分剧烈；产生无色气体
⑤将铝条投入稀盐酸中	E．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失
⑥向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量	F．生成淡黄色沉锭

请你帮助该同学整理并完成实验报告。
（1）实验目的：研究              元素性质的递变规律
（2）实验用品：
试剂：金属钠，镁条，铝条，稀盐酸，新制氯水，新制Na₂S溶液，AlC1₃溶液，NaOH溶液，酚酞溶液等。
仪器：①          ，②          ，③          ，试管夹，镊子，小刀，玻璃片，砂纸，火柴等。
（3）实验内容：(填写与实验步骤对应的实验现象的编号和②③的化学方程式)

实验内容	①	②	③	④	⑤	⑥
实验现象（填A—F）

实验步骤②涉及方程式              ，实验步骤③涉及方程式                      。
（4）实验结论：                                                          。

W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如下图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10，X和Ne的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的吸引电子的能力在同周期主族元素中最大。请回答下列问题：

（1）X元素位于元素周期表中位置是                ；
（2）Z的气态氢化物和溴化氢相比，较稳定的是         (写化学式)
（3）用元素符号将W、X、Y按照原子半径由大到小的顺序排列出来        
（4）X的一种氧化物与W的氢化物反应能够生成W的单质，该氧化物中含有化学键的类型是       。

A、B、C、D、E、F六种短周期元素，且原子序数逐渐增大。已知：A、C、F三种原子的最外层共有11个电子，且这三种元素的最高价氧化物的水化物之间两两皆能反应。D元素原子的最外层电子数比次外层电子数少4个，E元素原子的次外层电子数比最外层电子数多3个。回答下列问题：
（1）写出D的元素名称          ，D的气态氢化物的化学式     E的最高价氧化物的水化物的化学式       。
（2）画出B元素的离子结构示意图                。
（3）若构成F元素的一种核素的中子数为18，写出该核素的表示符号            。
（4）C与F元素最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为                     。
（5）将A、C、F的简单离子按照半径由大到小的顺序排列             （用离子符号表示）

（1）在上面元素周期表中的A、B、、C、D四个区域中，全部是金属元素的区域为           。
（2）现有甲、乙两种短周期元素，室温下，甲元素单质在冷的浓硫酸或空气中，表面都生成致密的氧化膜，乙元素原子核外M电子层与K电子层上的电子数相等。
①用元素符号将甲、乙两元素填写在上面元素周期表中对应的位置。
②甲、乙两元素，金属性较强的是     （填名称），能验证该结论的实验是   （填编号）
a．将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中
b．将这两种元素单质的粉末分别和同浓度的盐酸反应
c．将这两种元素的单质粉末分别和热水作用，并滴入酚酞溶液
d．比较这两种元素的气态氢化物的稳定性

已知几种短周期元素的原子半径、常见的最高价和最低价如下表，下列说法不正确的是

元素性质	元素编号
①	②	③	④	⑤	⑥	⑦
原子半径（nm）	0.073	0.075	0.152	0.110	0.099	0.186	0.143
最高正化合价	无	+5	+1	+5	+7	+1	+3
最低负化合价	－2	－3	无	－3	－1	无	无

A．⑦的简单离子不是同周期元素离子半径最小的
B．气态氢化物的稳定性①>②
C．②的气态氢化物浓溶液可用于检验氯气管道的泄漏
D．阴离子的还原性④大于⑤，最高价氧化物的水化物的碱性③小于⑥

元素X、Y、Z、W、M、N原子序数依次增大，X与M、W与N分别同主族，且元素X、Y、Z、W分属两个短周期，它们四者原子序数之和为22，最外层电子数之和为16，在化合物Y₂X₂、Z₂X₄、X₂W₂中，相应分子内各原子最外层电子都满足稳定结构，请回答下列问题：
（1）Y元素在周期表中的位置是__________________________，X、Y、Z、W、M的原子半径由大到小的顺序为：_______________（用元素符号表示）。
（2）写出Y₂X₂的电子式____________；Z₂X₄结构式 _______________。
（3）X、Z、W形成的化合物，水溶液一定显酸性的盐是______________，其原因是_____________（用离子方程式表示）,该物质所含化学键的类型是_____________。
（4）均含X、W、M、N四种元素的两种化合物相互反应有刺激性气味气体放出，反应的离子方程式为_______________。
（5）火箭发动机曾经利用Z₂X₄作燃料X₂W₂作助燃剂，产物环保无污染，写出二者反应的方程式___________________。
（6）写出N W₂通入硝酸钡溶液中的离子方程式 ______________。

X、Y、Z、W、E五种短周期元素在元素周期表的位置如图。其中W的原子序数是Y的2倍。

（1）能证明X、Z两元素非金属性强弱的离子方程式为
（2）一定条件下，在恒容容器中，充人一定量的WY₂ (g)和XY (g)，发生反应：
时，各物质的平衡浓度如下表：

①若温度升高到 T₂℃时，反应的平衡常数为6.64，则该反应的逆反应为______反应（填“吸热”或“放热”）。
②其他条件不变，若该反应在恒压条件下进行，平衡时XY的转化率a₂______a₁（T₁℃时的转化率）（填“<”“>”“=”）
（3）室温下，Mg(OH)₂饱和溶液______（填“能”或“不能”）使石蕊试液变蓝，通过计算说明原因(已知：。答
（4）化学反应在工业生产中有重要的地位，若要提高E₂的转化率，可采取的措施是______（填字母代号）
a．升高温度       b．加催化剂       c．增加H₂的浓度      d．分离出EH₃
一定条件下，1mol E₂与3molH₂在密闭容器中反应达到平衡，E₂的转化率为25%且放出23.lkJ能量，则该条件下反应的热化学反应方程式为____________________．
（5）电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染，其原理如图所示。其中B为电源的______极，其电极反应式为______。

在复习元素周期律过程中，某研究性学习小组的几位同学拟通过具体的实验来探讨某些金属元素的性质差异，下面是他们设计的探究性实验方案，请填写下列空白：
（1）实验目的：比较钠、镁、铝金属性强弱。
（2）实验用品：酒精灯、   、试管、试管夹、砂纸、滤纸；钠、镁条、铝片、酚酞、蒸馏水、6 mol·L^－1的盐酸
（3）实验过程与现象记录
Ⅰ．甲同学的方案如下：

实验过程	预期现象	实际观察到的现象
a取已切去表皮的一小块金属钠，放入盛有水的某容器中	立即剧烈反应	开始时钠块浮在水面上不反应，稍后才开始与水剧烈反应
b向盛有适量水（内含2滴 酚酞的试管中加入一小段镁条	有气泡产生，溶液变红色	没有相应现象，加热后仍无明显变化
c向两支盛有3mL6mol·L^－1盐酸的试管中加入大小相同的镁片和铝片	镁、铝与盐酸反应产生气泡剧烈程度不同	镁与盐酸反应产生气泡速率较快

①你认为a、b两步实验中出现异常现象的可能原因是：
a                                       
b                                           
②上面的实验表明：钠、镁、铝三种元素的金属性由强到弱的顺序为                    
Ⅱ乙同学的方案：他认为只需要一种试剂就可以确定钠、镁、铝的金属性强弱，预计他的主要实验操作
是                    

【原创】甲、乙、丙、丁、戊、己是六种短周期元素，原子序数依次增大。甲、乙两元素最高正价与最低负价之和均为0；戊与甲同主族；丁、己分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。请回答下列问题：
（1）丁在元素周期表中的位置为________________。
（2）六种元素原子半径由大到小的顺序是（写元素符号）_________________________。
（3）甲和戊的化合物的电子式为___________；甲和戊化合物与水反应放出气体的化学方程式为____________。
（4）甲、丁两元素能形成两种化合物的电子式分别为              和        。
（5）甲和丙的单质在一定条件下反应生成物质庚，化学方程式为：______________。
（6）己的氧化物和戊的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式是__________________。

Co₂(OH)₂CO₃和Co(CH₃COO)_2·nH₂O均是生产高比能锂电池正极材料的前驱体。
（1）这两种钴的化合物中钴的化合价为       。
（2）Co₂(OH)₂CO₃在空气中充分加热生成四氧化三钴，该反应的化学方程式为      。
（3）为确定Co(CH₃COO)₂·nH₂O中的n值及其热分解过程，取一定量的样品在氮气氛围中加热，样品的固体残留率（）随温度的变化如下图所示（样品在300℃前失去结晶水，图中A、B、C、D各处固体均为纯净物，其中C、D为氧化物）。

①Co(CH₃COO)_2·nH₂O晶体中n=      (填自然数)。
②A→B点反应释放的气体为纯净物（由两种元素组成），该气体的结构简式为     。
③B→C点反应释放CO、CO₂两种气体，n(CO)∶n(CO₂)=    。
④D点残留固体的化学式为      。（列出上述计算过程）

（6分,每空1分）已知A、B、C、D均为短周期元素，它们的原子序数依次递增。 A是最外层为一个电子的非金属元素，C 原子的最外层电子数是次外层的3倍； C和D可形成两种固态化合物，其中一种为淡黄色固体；B和C可形成多种气态化合物。A、B、C三种元素可以形成离子晶体，该晶体中各元素原子的物质的量之比为A:B:C＝4:2:3。
请回答下列问题：
（1）写出B的原子结构示意图      ，写出C和D形成的淡黄色固体化合物的电子式           。
（2）元素原子的物质的量之比为A:B:C="4:2:3" 的晶体名称为           。
（3）请写出与A₂C和BA₃分子中电子数相同，且仍由A、B、C元素中任意两种元素组成的微粒的符号（举两例）            、             。
（4）写出由B、C元素组成且元素原子质量比为B:C=7:12的化合物的化学式          。

I．有X、Y、Z、R四种短周期元素，Y、Z、R同周期。相关信息如下：

	相关信息
X	单质为双原子分子。若低温蒸发液态空气，因其沸点较低可先获得X的单质
Y	含Y元素的物质焰色反应为黄色
Z	同周期元素中原子半径最小
R	R元素原子的最外层电子数是K层电子数的3倍

（1）Z元素在周期表的位置是   ，Y、Z、R简单离子的半径从大到小的顺序是   （用离子符号表示）；
（2）由X、Z两种元素组成的化合物甲，常温下为易挥发的淡黄色液体，甲分子构型为三角锥形，且分子里X、Z两种原子最外层均达到8个电子的稳定结构。甲遇水蒸气可形成一种常见的漂白性物质。则甲的结构式为   ；
（3）化合物乙（Y₂R）溶液在空气中长期放置，与氧气反应会生成与过氧化钠的结构和化学性质相似的物质Y₂R₂，其溶液显黄色。则Y₂R₂的电子式为   ，写出乙溶液在空气中变质过程的化学方程式   。
II．元素X与氢可形成多种化合物，如丙、丁、戊。
（4）丙与醋酸类似，为一元弱酸，对热十分稳定但受撞击就爆炸。8.6 g丙爆炸分解生成H₂和6.72 L(标况下)X₂。写出其爆炸的化学方程式   ；
（5）丁为离子化合物，遇水反应生成H₂和气体戊，标况下戊的密度为0.76 g·L^－1，则物质丁的化学式为   ；
（6）戊在高温条件下能还原Fe₂O₃，生成两种单质，写出该反应的化学方程式   ，有人提出生成的产物中可能还有FeO，请设计实验方案验证(用化学方法)   。

（Ⅰ）短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X氢化物的水溶液显碱性；Y在元素周期表中所处的周期序数与族序数相等；Z单质是将太阳能转化为电能的常用材料；W是重要的“成盐元素”，主要以钠盐的形式存在于海水中，请回答：
（1）X在元素周期表中的位置是           ；Y氢化物的电子式           。
（2）X氢化物的水溶液与W氢化物的水溶液混合后恰好反应时，溶液呈    。（填“酸性”、“碱性”或“中性”），用离子方程式表示其原因是                  。
（3）Y-AgO电池是应用广泛的鱼雷电池，其原理如图所示，该电池的负极反应式                  。

（4）由Z和W组成的化合物遇水立即水解产生两种酸，写出此反应的化学方程式           。
（Ⅱ）A、B、C分别是由H、C、O、N、Na、Cu六种元素中的两种或多种元素组成的化合物。现对A、B、C三种化合物分别做以下实验：
A是一种蓝色固体，B是无色晶体，其式量为68，C是白色固体，分别取A、B、C三种物质少量于三支试管中，加适量水溶解，发现A不溶于水，B、C都能溶于水，并且用pH试纸测定，B与C的水溶液都显碱性。
（1）取A物质少量于一支试管中，后加适量稀盐酸溶解，并用酒精灯微热，发现固体溶解时，伴有气泡产生。将56.8gA隔绝空气加热分解生成40g黑色固体X、无色酸性气体Y（标准状况下，密度为1.96g/L）和水，生成的Y折合成标准状况下的体积为6.72L，则A的化学式为                。
（2）取B的水溶液2ml与新制Cu(OH)₂混合加热，发现能出现砖红色沉淀，则物质B为            。
（3）取16.8gC固体加强热，将生成的气体依次通过经称量过的装CaCl₂固体的干燥管和装足量Ba(OH)₂水溶液的洗气瓶，后经再次称量发现干燥管增重1.8g，洗气瓶增重4.4g。写出C物质加入水后的溶液显碱性的原因               。（用离子方程式和必要文字解释）

A、B、C、D、E五种短周期元素，A与D同周期，A的单质既可与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，B的单质在放电条件下能与氧气反应，C元素的离子不含电子，D元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3/4，E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍。
（1）A的原子结构示意图为                           。
（2）0．1 mol／L  A的硫酸盐溶液与0．1 mol／L NaOH溶液等体积混合，反应的离子方程式为                                。
（3）以A的单质和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）₂，该电池总反应的化学方程式是              。
（4）化合物甲由元素A、B组成，具有良好电绝缘性。化合物甲能与水缓慢反应生成含B的化合物乙，乙分子中含有10个电子。写出该反应的化学方程式：              。工业用A的单质和化合物乙在高于1700K反应制备甲。已知该反应可以认为是置换反应，该反应的化学方程式是              。
（5）D和E两种元素相比较，非金属性较强的是（填元素名称）    ，可以验证该结论的是（填写编号）           ；
a．比较这两种元素的常见单质的沸点
b．比较这两种元素的单质与氢气化合的难易
c．比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
（6）C、D、E间可形成丙、丁两种分子，它们均含有18个电子，则丙与丁反应生成D单质的化学方 程式为                       ；

已知甲、乙、丙分别代表中学化学中的常见物质，请根据题目要求回答下列问题：
Ⅰ．若甲的化学式为RCl₃，其溶液在加热蒸干并灼烧时可发生反应：
a．甲+H₂O乙+丙   
b．乙氧化物+H₂O
①若甲为某用途广泛的金属元素的氯化物，其溶液在上述变化中生成的氧化物为红棕色粉末，则甲发生a反应的化学方程式为：               ；
②若甲为某短周期金属元素的氯化物，则该金属在周期表中的位置是：                ；
若向30 mL 1 mol/L的甲的溶液中逐渐加入浓度为4 mol/L的NaOH溶液，若产生0.78 g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为          （选填编号）.

A．3 mL

B．7.5 mL

C．15 mL

D．27.5 mL

③将以上两种金属单质用导线连接，插入一个盛有NaOH溶液的烧杯中构成原电池，则负极发生的电极反应为                        。
Ⅱ．若甲，乙、丙均是短周期中同一周期元素形成的单质或化合物，常温下乙为固体单质，甲和丙均为气态化合物，且可发生反应：甲+乙丙。则：
①写出上述反应的化学方程式                                  。
②0.5 mol气体甲与足量的过氧化钠反应，转移电子的数目为               。
③将一定量气体甲通入某浓度的NaOH溶液得溶液A，向A溶液中逐滴滴入稀盐酸，加入n(HCl)与生成n(甲)的关系如图所示，溶液A中各离子浓度由大到小的顺序为                           。