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

甲、乙、丙三种物质均由短周期元素组成，一定条件下，存在下列转化关系：甲＋乙→丙+H₂0
（1）若丙为Na₂CO₃，反应的化学方程式为      （任写一个）。
溶液中，所含的离子按物质的量浓度由大到小的顺序排列为      。
（2）若甲是石油裂解气的主要成分之一，乙为O₂，且甲分子和乙分子具有相同的电子数。25℃、101 kPa时，1g甲完全燃烧生成CO₂气体与液态水，放出50．5 kJ的热量，该反应的热化学方程式为       ；利用该反应设计的燃料电池中，通入甲的电极为电池的     （填“正极”或“负极”）。
（3）若甲、乙是同主族元素的化合物，丙为单质。
①丙所含元素在元素周期表中的位置为     。
②甲与水相比，热稳定性较强的是     （填化学式）。

下表为元素周期表的一部分，请参照元素①－⑧在表中的位置，用元素符号或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
3	④		⑤	⑥			⑦

（1）①和②形成的最简单有机化合物分子的结构式为_____________。
（2）下列事实能证明②的非金属性比⑥强的是
A．Na₂CO₃+SiO₂Na₂SiO₃+CO₂↑
B．SiO₂+2CSi+2CO↑
C．Na₂SiO₃+CO₂+2H₂O＝H₂SiO₃↓+Na₂CO₃
D．CH₄比SiH₄稳定
（3）写出①、③、④三种元素组成化合物的电子式___________。
（4）③、④、⑤所形成的简单离子半径由大到小的顺序：___          ____。
（5）①、②、⑦三种元素按原子个数之比为11︰5︰1组成的有机化合物中含有两个-CH₃的同分异构体有      种。
（6）最近科学家制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入液化石油气(以C₄H₁₀表示）．电池的电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2－．已知该电池的负极反应为：
C₄H₁₀＋13O^2－－26e^－===4CO₂＋5H₂O
则该电池的正极反应为__________________，电池工作时，电池中O^2－向________极移动．

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：_______________。

有A、B、C、D四种短周期元素，其原子序数依次增大。A、B可形成A₂B和A₂B₂两种化合物，B、C同主族且可形成CB₂和CB₃两种化合物。回答下列问题。
（1）B在周期表中的位置______________。
（2）CB₂通入A₂B₂溶液中可被氧化为W，方程式为____________。用W的溶液（体积为1L，假设变化前后溶液体积变化忽略不计）组装成原电池（如图所示）

电池总反应可表示为：PbO₂ +Pb+ 2W＝ 2PbSO₄ + 2H₂O 。若电池中转移0．1 mol电子时，则W的浓度由质量分数39 % （密度1．3 g·cm^－3）变为____________mol·L^－1。
（3）金属元素E是中学化学常见元素，位于元素周期表的第四周期。该元素可与D形成ED₂和ED₃两种化合物。将E的单质浸入ED₃溶液中（如下图甲所示），溶液由黄色逐渐变为浅绿色，该反应的离子方程式为_________________________。

（4）依据（3）中的反应，可用单质E和石墨为电极设计一个原电池，则在该原电池工作时，石墨一极发生的反应可以表示为________________。比较甲、乙两图，说明石墨除形成闭合回路外所起的作用是                     。

卤族元素包括F、Cl、Br等元素。
（1）下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是      。

（2）利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，下图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为      ，该功能陶瓷的化学式为      。

（3）BCl₃和NCl₃中心原子的杂化方式分别为          和        。第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有___   种。

一位同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下列实验。
Ⅰ．（1）将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：________与盐酸反应最剧烈，________与盐酸反应的速度最慢；________与盐酸反应产生的气体最多。
（2）向Na₂S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，反应的离子方程式为________________
Ⅱ．利用下图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律：

（3）仪器B的名称为________，干燥管D的作用为____________。
（4）若要证明非金属性：Cl>I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO₄(KMnO₄与浓盐酸常温下反应生成氯气)，C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液_________________的现象，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用________溶液吸收尾气。
（5）若要证明非金属性：C>Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO₃、C中加Na₂SiO₃溶液，观察到C中溶液________的现象，即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有_______溶液的洗气瓶除去。

某学习小组研究同周期元素性质递变规律时，设计并进行了下列实验（表中的“实验步骤”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溶液中滴加新制的氯水	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．生成淡黄色沉淀。

（1）请将各实验步骤对应的实验现象填写入下表中：

实验步骤	①	②	③	④	⑤	⑥
实验现象（填A~F）				C	D

（2）此实验可得出的结论是：
Na、Mg、Al金属性强弱关系：             ，Cl、S非金属性强弱关系：         。

【化学—选修3物质结构与性质】
已知A、B、C、D四种短周期元素，它们的核电荷数依次增大。A与C原子的基态电子排布中L能层都有两个未成对电子，C、D同主族。 E、F都是第四周期元素，
E原子的基态电子排布中有4个未成对电子，F原子除最外能层只有
1个电子外，其余各能层均为全充满。根据以上信息填空：
（1）基态D原子中，电子占据的最高能层符号   ，该能层具有的原子轨道数为    。
（2）E^2＋离子的价层电子排布图是        ，F原子的电子排布式是              。
（3）A元素的最高价氧化物对应的水化物中心原子采取的轨道杂化方式为         ，B元素的气态氢化物的VSEPR模型为      。
（4）化合物AC₂、B₂C和阴离子DAB^－互为等电子体，它们结构相似，DAB^－的电子式为      。
（5）配合物甲的焰色反应呈紫色，其内界由中心离子E^3＋与配位体AB^－构成，配位数为6，甲的水溶液可以用于实验室中E^2＋离子的定性检验，检验E^2＋离子的离子方程为      。
（6）某种化合物由D，E，F三种元素组成，其晶胞如图所示，则其化学式为           ，该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，根据图中所示的数据列式计算该晶体的密度d=      g/cm³。（保留两位小数）

周期表中有X、Y、Z三种元素，已知：①X原子核外电子排布占有3个轨道，并且其第一电离能在同周期中按由大到小的顺序排列居第三位。②Y位于X的相邻周期，且Y最外层的p轨道有一个未成对电子。③Z与Y可组成化合物ZY₃，ZY₃溶液遇苯酚呈紫色。请回答：
（1）Z元素原子的价电子排布式为       ，其能与一些分子或离子形成配合物，[Z(CN)₆]^4－中离子CN^－的电子式为     。
（2）将ZY₃溶液滴入沸水可得到红褐色液体,反应的离子方程式是        此液体具有的性质是   。
A．光束通过该液体时形成光亮的“通路”
B．插入电极通直流电后，有一极附近液体颜色加深
C．向该液体中加入硝酸银溶液，无沉淀生成
D．将该液体加热、蒸干、灼热后，有氧化物生成
（3）①常温下，将20mL 0.1mol·L^—1Y的最高价氧化物对应水化物的水溶液与VmL  0.1mol·L^—1 X气态氢化物的水溶液混合后pH＝7，则V 20mL(填“>”“<”或“＝”)。
②常温下，将pH=2的Y的最高价氧化物对应水化物的水溶液V₁mL与V₂mL0.0lmol·L^—1X气态氢化物的水溶液混合后，溶液呈酸性，则V₁与V₂的关系满足
A．V₁>V₂       B．V₁<V₂       C．V₁=V₂        D．无法确定
此时溶液中离子浓度大小顺序可能为
A．c(YO₄^—)>c(XH₄⁺)>c(H⁺)>c(OH^—)
B．c(YO₄^—)>c(H⁺)>c(XH₄⁺)>c(OH^—)
C．c(YO₄^—)>c(XH₄⁺)=c(H⁺)>c(OH^—)
D．c(H⁺)>c(YO₄^—)>c(XH₄⁺) >c(OH^—)
（4）氨催化氧化是硝酸工业的基础，在某催化剂作用下只发生主反应①和副反应②
4NH₃(g)+5O₂(g) 4NO(g)+6H₂O(g);△H=－905kJ/mol①
4NH₃(g)+3O₂(g)2N₂(g)+6H₂O(g);△H=－1268kJ/mol②
下列说法正确的是

A．工业上进行氨催化氧化生成NO时,温度应控制在  780⁰C~840⁰C之间，且780⁰C时的平衡常数大于840⁰C时的平衡常数
B．工业上采用物料比n(O₂)/n(NH₃)在1.7~2.0之间,主要是为了提高反应速率
C．在加压条件下生产能力可提高5~6倍,主要是因为加压可提高原料的转化率
D．氮气氧化为NO的热化学方程式为：N₂(g)+O₂(g)2NO(g); △H=－181.5kJ/mol

通过分析元素周期表的结构和各元素性质的变化趋势，下列关于砹(原子序数为85)及其化合物的叙述中肯定不正确的是

A．由KAt的水溶液制备砹的化学方程式为2KAt＋Cl2===2KCl＋At2

B．相同条件下HAt比HI稳定

C．AgAt是一种难溶于水的化合物

D．At元素位于第六周期

现有A、B、C、D、E五种常见短周期元素，已知：
①元素的原子序数按A、B、C、D、E依次增大，原子半径按D、E、B、C、A顺序依次减小；
②A、D同主族，A是所有元素中原子半径最小的元素；B与C的位置相邻；C元素原子最外层电子数是次外层电子数的3倍；
③B、D、E三者的最高价氧化物有水化物依次为甲、乙、丙，它们两两之间均可反应生成可溶性盐和水，且所得盐中均含C元素；
④B、E两种元素原子最外层电子数之和等于A、C、D三种元素原子最外层电子数之和。
请填写下列空白：
（1）写出乙+丙在溶液中反应的离子方程式                                  。
（2） 化合物BA₃与BC在加热和有催化剂存在的条件下能发生反应，生成两种无毒物质，其反应的化学方程式为：___________________________________________。
（3）用电子式表示化合物D₂C的形成过程                                         。
（4）某原电池中，电解质为KOH溶液,分别向负极通入碳元素与元素C（原子物质的量之比1：1）形成的化合物,向正极通入元素C最常见的单质,试完成下列问题：
正极反应：________________________；负极反应：________________________；

门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”、“类硅”在内的11种元素。
（1）门捷列夫预言的“类硅”，多年后被德国化学家文克勒发现，命名为锗（Ge）。
①已知主族元素锗的最高化合价为+4价，其最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物。试比较元素的非金属性Si________Ge（用“>”或“<”表示）。
②若锗位于硅的下一周期，写出“锗”在周期表中的位置________。根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，预测锗单质的一种用途是________。
③硅和锗单质分别与H₂反应时，反应较难进行的是________（填“硅”或“锗”）。
（2）“类铝”在门捷列夫预言4年后，被布瓦博德朗在一种矿石中发现，命名为镓（Ga）。
①由镓的性质推知，镓与铝同主族，且位于铝的下一周期。试从原子结构的角度解释镓与铝性质相似的原因____________。冶炼金属镓通常采用的方法是____________。
②为判断Ga（OH）₃是否为两性氢氧化物，设计实验时，需要选用的试剂有GaCl₃溶液、____和____。

某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1装置来一次性完成N、C、Si三种元素的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律。A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。

（1）图1中仪器A的名称是              。甲同学实验步骤：连接仪器、              、加药品、滴入试剂。
（2）①图1中烧瓶B中的盛放试剂为碳酸钙，C中盛放试剂为硅酸钠溶液，则甲同学设计实验的依据是                 。
②能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是                。
（3）图2中A处反应的离子方程式                   。
（4）乙同学发现图2中B处试纸变蓝，C处红纸褪色，据此     (填“能”或“不能”)得出溴的非金属性强于碘，理由是                  。

X、Y、Z、M四种短周期元素的原子半径依次减小。甲、乙、丙是由它们形成的三种常见分子；甲是人体必需的基本营养物质之一，约占人体体重的2/3；乙是日常生活的基础能源，其中含元素Y的质量分数为75%；丙是具有强氧化性的弱酸。丁为丙的钠盐，常用于漂白或消毒。戊与甲的组成元素相同，其分子具有18电子。请按要求回答下列问题：
（1）元素X、Y的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱为（填化学式）_____  __；丁的电子式为___________；与甲分子具有相同电子数且含元素种类相同的离子有（填化学式）_______、______。
（2）元素E、F与X同周期。
①常温下E的单质与甲反应缓慢，加热至沸反应迅速，滴加酚酞试液，溶液变红色；此反应的化学方程式为                  。
②F的单质粉末加油漆后即得“银粉漆”，在汽车漆家族中有重要地位。写出保存“银粉”时的注意事项：_____________、_____________等。
（3）向盛有一定浓度戊溶液的烧杯中逐滴加入用少量稀硫酸酸化的硫酸亚铁溶液。滴加过程中可依次观察到的现象：
a．浅绿色溶液变成黄色
b．有少量气泡产生，片刻后反应变得更剧烈，并放出较多热量
c．继续滴加溶液，静置一段时间，试管底部出现红褐色沉淀
①现象a中反应的离子方程式：____________________；
②现象b中反应剧烈的化学方程式：_____________________；
③解释现象c：_________________________。

（Ⅰ）.A、B、C、D、E、F是六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中C、F分别是同一主族元素，A、F两种元素的原子核中质子数之和比C、D两种元素原子核中质子数之和少2，F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍。又知B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍，E元素的最外层电子数等于其电子层数。请回答：
（1）1 mol由E、F二种元素组成的化合物跟由A、C、D三种元素组成的化合物反应生成两种盐和水，完全反应后消耗后者的物质的量为                     。
（2）A、C、F间可以形成甲、乙两种负一价双原子阴离子，甲有18个电子，乙有10个电子，则甲与乙反应的离子方程式为                   ；
（3）科学研究证明：化学反应热只与始终态有关，与过程无关。单质B的燃烧热为a kJ/mol。由B、C二种元素组成的化合物BC 14g完全燃烧放出热量b kJ，写出单质B和单质C反应生成BC的热化学方程式：                      ；
（4）工业上在高温的条件下，可以用A₂C与BC反应制取单质A₂。在等体积的I、II两个密闭容器中分别充入1 molA₂C和1mol BC、2 mol A₂C和2 mol BC。一定条件下，充分反应后分别达到平衡（两容器温度相等）。下列说法正确的是                      。
A．达到平衡所需要的时间：I>II
B．达到平衡后A₂C的转化率：I=II
C．达到平衡后BC的物质的量：I>II
D．达到平衡后A₂的体积分数：I<II
（5）用B元素的单质与E元素的单质可以制成电极浸入由A、C、D三种元素组成化合物的溶液中构成电池，则电池负极反应式为                  。
（Ⅱ）.A、B、C、D、E、F是短周期元素组成的中学常见的物质，他们的转化关系如图所示（部分反应条件略去）：
（1）若所有转化都是非氧化还原反应，B、D、E含有同种金属元素，F为强碱（部分产物略去），则B+D→E的离子方程式为            ，C为同周期元素构成的1:1型化合物，则C的电子式为              。

（2）若A、D、F为单质，B、C、E为化合物，B为两种非金属元素所组成的化合物，则E的化学式为       。A+B→C+D的化学方程式为                    。