- 原子结构与元素的性质
- 共14409题
氮化硅是一种非氧化物高温陶瓷结构材料,具有高硬度、高强度、耐腐蚀等特性,其超强的拉弯强度达到8× 104~10×104 N·cm-2,并且在1200℃高温下不会下降。用氮化硅陶瓷制成的内燃机不需冷却装置, 可节约燃料30%左右,热转换率提高到40%~ 50%。粉末状的氮化硅可以由SiCl4的蒸气和氨气的混合物反应制取。粉末状的氮化硅在空气和水中都不稳定,但若将粉末状的氮化硅和适量的MgO在230×1.01×105 Pa和185℃的密闭容器中热处理,可以制得结构十分紧密而且在空气和水中都十分稳定的高温结构材料。氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸以外,它不与其他无机酸反应。
(1)根据元素周期律和元素周期表知识,请写出氮化硅的化学式_____________。
(2)写出由SiCl4和NH3反应制备氮化硅的化学反应方程式:______________。 过去,工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1 300℃ 反应制氮化硅,现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下,加强热发生反应,也可制得较高纯度的氮化硅,其反应方程式为____________。
(3)分别写出粉末状氮化硅与氢氟酸、H2O、O2反应的化学方程式____________。
(4)推测该氮化硅陶瓷被腐蚀的化学反应方程式____________。
(5)试思考说明为什么结构紧密的氮化硅不受H2O、O2的侵蚀________________。
正确答案
(1) Si3N4 (2)3SiCl4+4NH3=Si3N4+12HCl ,3SiCl4+2N2+6H2Si3N4 +12 HCl
(3)Si3N4+12HF=3SiF4↑+4NH3↑ ,Si3N4+6H2O=3SiO2+4NH3↑ ,Si3N4+3O2=3SiO2+2N2(4)Si3N4+12HF=3SiF4↑+4NH3↑
(5) Si3N4与MgO在密闭容器中经高压加热处理后,使Si3N4固体表面形成了一层SiO2保护膜,阻止了Si3N4继续与空气和水接触而被侵蚀。
下表是元素周期表的一部分,回答下列有关问题
(1)写出下列元素符号:①_______,⑥_______,⑦_______。
(2)画出原子的结构示意图:④_______,⑧_______。
(3)在①~12元素中,金属性最强的元素是_______,非金属性最强的元素是_______,最不活泼的元素是_______。(均填元素符号)
(4)元素⑦与元素⑧相比,非金属性较强的是_______(用元素符号表示),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
(5)第三周期中原子半径最大的元素是_______(填序号),跟它同周期原子半径最小的元素是_______(填序号),它们可以形成_______(填离子或共价)化合物,用电子式表示其形成过程:____________________________。
(6)已知某元素原子最外层电子数是其次外层电子数的2倍,该元素可以与⑧形成一种AB4型的化合物,请用电子式表示其形成过程:____________________________。
正确答案
(1)①N;⑥Si;⑦S
(2)④;⑧
(3)K;F;Ar
(4)Cl;b
(5)③;⑧;离子;
(6)
上海世博会中国馆采用压缩岩棉做保温材料,压缩岩棉在保温的同时还能防火、隔音、吸声。岩棉中含
Si、Al、 Ca、Mg、Fe、O等元素。
(1)按原子半径从大到小的顺序给上述主族元素排序 ____(用元素符号表示),上述元素中处于金属和 非金属分界线附近的元素是____(用元素符号表示)。
(2)表示原子结构的化学用语有:原子结构示意图、核外电子排布式、电子排布图,从中选择最详尽描述核外电子运动状态的方式,来表示氧元素原子核外电子的运动状态________;氧元素原子核外有____种不同能级的电子。
(3)Ca与最活泼的非金属元素Y能形成化合物D,D的电子式为________,D的熔点比Si与Y形成的化合物E的熔点____。(填“高”“低”或“无法确定”)
(4)石英是自然界存在的纯净SiO2晶体。关于SiO2晶体结构的叙述正确的是____
a. 其基本结构微粒是SiO2分子
b. 1个O跟4个Si结合形成正四面体结构
c. 最小的环上,Si和O原子数之比为1:2
d. 最小的环上,有6个Si原子和6个O原子
正确答案
(1)Ca>Mg>Al>Si>O;Al、Si
(2);3
(3);高
(4)d
钠、镁、铝是重要的金属元素,与我们的生活和生产关系密切。
(1)元素的性质特别是化学性质取决于元素原子结构。钠离子的电子排布式为_______,铝元素的原子结构示意图为_________。
(2)①钠、镁、铝元素的阳离子半径由小到大的顺序是_____________(用离子符号表示)。②在短周期中非金属性最强的元素位于第____周期____族。
(3)钠、镁、铝的单质及其化合物在某些性质上存在着递变规律。下列有关说法正确的是___________(选填编号)。
a.三种元素的金属性越强,金属单质的熔点就越高
b.其碱性按NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3顺序依次减弱
c.常温下都能与浓硝酸剧烈反应生成硝酸盐,但剧烈程度依次减弱
d.等质量的钠、镁、铝与足量稀硫酸反应生成氢气的物质的量依次增加
(4)1932年,美国化学大师Linus Pauling提出电负性(用希腊字母χ表示)的概念,用来确定化合物中原子某种能力的相对大小。Linus Pauling假定氟元素的电负性为4,并通过热化学方法建立了其他元素的电负性。第三周期主族元素的电负性如下
从上表可以看出电负性的大小与元素非金属性的强弱关系是____________________;大量事实表明,当两种元素的χ值相差大于或等于1.7时,形成的化合物一般是离子化合物,根据此经验规律,AlBr3中的化学键类型应该是_________________。
正确答案
(1)1s22s22p6;
(2)①Al3+<Mg2+<Na+ ②;二 VIIA
(3)b、d
(4)元素的电负性越大,其非金属性越强;共价键
下表是元素周期表的一部分,回答下列有关问题:
(1).写出下列元素符号:①______,⑥______,⑦ ________,_________ 。
(2).在这些元素中,最活泼的金属元素是_______,最活泼的非金属元素是________,最不活泼的元素是___________(用元素符号做答)。
(3).在这些元素的最高价氧化物对应水化物中,酸性最强的是_______(填化学式),碱性最强的是___________,呈两性的氢氧化物是__________,写出三者之间相互反应的化学方程式:_____________;_____________;_____________________。
(4).在这些元素中,原子半径最小的是__________(填元素符号),原子半径最大的是__________ 。
(5).在⑤与④中,化学性质较活泼的是________(填元素名称),设计两个原理不同的简单实验(只要写出实验方案即可),用化学实验证明。方案一:________________________;方案二:______________________ 。
(6).在⑧与⑦ 中,化学性质较活泼的是___________,写出可以验证该结论的一个离子反应方程式____________。
正确答案
(1) N;Si;S;Ca
(2) K;F;Ar
(3) HClO4;KOH;Al(OH)3 ;3HClO4 + Al(OH)3 = Al(ClO4)3 + 3H2O;HClO4 + KOH = KClO4 + H2O ;
KOH + Al(OH)3 = KAlO2 + 2H2O
(4) K;F
(5)Mg; 方案一:用Mg条和Al片分别和同浓度的盐酸反应反应,观察其反应速率的快慢;
方案二:分别向AlCl3溶液、MgCl2溶液中加入NaOH溶液,观察其沉淀及其溶解情况。(或其他合理答案)
(6) 氯; H2S + Cl2 = 2HCl + S↓
X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大。X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素,M是地壳中含量最高的金属元素。请回答下列问题:
⑴ L的元素符号为________ ;M在元素周期表中的位置为______________;五种元素的原子半径从大到小的顺序是____________________(用元素符号表示)。
⑵ Z、X两元素按原子数目比l∶3和2∶4构成分子A和B,A的电子式为_____________,B的结构式为____________。
⑶ 硒(se)是人体必需的微量元素,与L同一主族,Se原子比L原子多两个电子层,则Se的原子序数为_______,其最高价氧化物对应的水化物化学式为_______。该族2 ~ 5周期元素单质分别与H2反应生成l mol气态氢化物的反应热如下,表示生成1 mol硒化氢反应热的是__________(填字母代号)。
a.+99.7 mol·L-1 b.+29.7 mol·L-1 c.-20.6 mol·L-1 d.-241.8 kJ·mol-1⑷ 用M单质作阳极,石墨作阴极,NaHCO3溶液作电解液进行电解,生成难溶物R,R受热分解生成化合物Q 。写出阳极生成R的电极反应式:_____________________________;由R生成Q的化学方程式:_________________________。
正确答案
⑴O;第3周期第ⅢA族;Al > C > N > O > H
⑵;
⑶34;H2SeO4;b
⑷Al + 3HCO3- -3e-=Al(OH)3↓ + CO2↑(或Al-3e- =Al3+、Al3+ + 3HCO3- = Al(OH)3↓ + CO2↑);
2Al(OH)3Al2O3 + 2H2O
在元素周期表中,元素的金属性和非金属性及其强弱比较与周期序数(n)和主族序数(A)有如下经验公式:K=A/n(K为A与n的比值),则:
(1)当n一定时,K值越大,则元素的_______性越强(填字母,下同)。
(2)当A一定时,K值越小,则元素的_______性越强。
(3)当K=0,则该元素是______元素;当K=1时,则该元素是______元素;当K<1时,则该元素是____元素;当K>1时,则该元素是____ 元素。
a. 两性 b.金属 c.非金属 d.稀有气体
正确答案
(1)c
(2)b
(3)d;a;b;c
元素周期表中第三周期相邻的三种主族元素X、Y、Z的第一电离能的大小与原子序数的关系如图所示。
(1)元素X的原子结构示意图是_______。
(2)元素Y的基态原子的电子排布式是______________。
(3)元素Z的最高价氧化物对应的水化物的化学式为___________。
(4)下列有关X、Y、Z三种元素的比较中符合上图递变趋势的还有_______(填字母)。
A.原子半径 B.最高正价 C.未成对电子数 D.电负性
正确答案
(1)
(2)1s22s22p63s23p2
(3)H3PO4
(4)BCD
已知编号为①~⑧的八种元素的某些性质如下表所示
请根据已学过的元素周期表的性质,确定以上8种元素在周期表中的位置,并将元素的编号填入下表中
正确答案
有A、B、C、D四种元素,A元素形成的-2价阴离子比氦的核外电子数多8个。B元素的一种氧化物为淡黄色固体,该固体遇到空气能生成A的单质。C为原子核内有12个中子的二价金属,当2.4gC与足量热水反应时,在标准状态下放出氢气2.24L。D的M层上有7个电子。
(1)A、B、C、D各是什么元素?A__________B__________C__________D__________
(2)写出B、C、D最高价氧化物的水化物化学式,并比较其酸碱性。__________,__________,
__________,_____________________
(3)比较D的气态氢化物与H2S和HF的稳定性__________,理由是______________________________。
正确答案
(1)A:O;B:Na;C:Mg;D:Cl
(2)NaOH;Mg(OH)2;HClO4;酸性由强到弱:HClO4、Mg(OH)2、NaOH(或碱性由强到弱:NaOH 、Mg(OH)2、HClO4)
(3)HF>HCl>H2S;元素非金属性由强到弱是F>Cl>S
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