高中化学性质实验方案的设计试题

选考(12分)【化学一物质结构与性质】太阳能电池板材料除单晶硅外，还有铜、铟、镓、硒等化学物质。
（1）镓的基态原子的电子排布式是__________________________。
（2）硒为第4周期元素，相邻的元素有砷和溴，则3种元素的第一电离能从大到小顺序为________(用元素符号表示)。
（3）气态SeO₃分子的立体构型为____________________。
（4）硅烷(Si_nH_2n+2)的沸点与相对分子质量的关系如图所示，呈现这种变化的原因是________________。

（5）一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构，在晶胞中金原子位于顶点，铜原子位于面心，则该合金中金原子(Au)与铜原子(Cu)个数比为________________；若该晶体的边长为a cm，则该合金密度为____________g·cm^-3(阿伏加德罗常数的值为N_A)。

镓(Ga)、锗( Ge)、砷(As)、硒(Se)均为第四周期的元素，它们在高科技尖端科学特别是信息领域有着广泛的用途。已知砷化镓的晶胞结构如图。试回答下列问题：

（1）下列说法不正确的是（选填序号）    。

A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同

B．第一电离能：Se >As> Ge> Ga

C．镓、锗、砷、硒都属于p区元素

D．半导体GaP、SiC与砷化镓为等电子体

（2）砷化镓是将(CH₃)₃Ga和AsH₃反应制备得到，该反应在700℃进行，反应的方程式为       ，AsH₃空间形状为                 。  
（3）Ge的核外电子排布式为              ，H₂ Se中硒原子的杂化方式为            。
（4）AsH₃沸点比NH₃低，其原因是：             。

【化学—选修3：物质结构与性质】
CuSO₄在活化闪锌矿（主要成分是ZnS）方面有重要作用，主要是活化过程中生成CuS、Cu₂S等一系列铜的硫化物活化组分。
（1）Cu^2＋基态的电子排布式可表示为                      ；
（2）SO₄^2－的空间构型为             (用文字描述)；中心原子采用的轨道杂化方式是    ；写出一种与SO₄^2－互为等电子体的分子的化学式：          ；
（3） 向CuSO₄溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu (OH)₄ ]^2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)₄]^2－的结构可用示意图表示为                     ；
（4）资料显示ZnS为难溶物，在活化过程中，CuSO₄能转化为CuS的原因是          。
（5）CuS比CuO的熔点          （填高或低），原因是                   。
（6）闪锌矿的主要成分ZnS，晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为____________(列式并计算)，a位置S^2－离子与b位置Zn^2＋离子之间的距离为___________________pm(列式表示)。

A-E是周期表中1一36号的元素，它们的原子序数依次递增且分别位于前四周期的各个周期中。对它们的性质及结构的描述如下。
A原子的基态只有一种形状的电子云，并容易形成共价键；B原子的最外电子层的电子排布可表示为nsⁿnpⁿ，其元素最高正化合价与最低负化合价的代数和为0；C与B同周期，其第一电离能髙于周期表中与之相邻的所有元素；D元素在周期表中位于C元素的下一周期，其电负性在同周期元素中最大；E原子最外电子层只有未成对电子，其内层所有轨道全部充满，但并不是第IA族元素。
（1）请写出E原子基态的电子排布式____________。
（2）A与C形成的最简单化合物(甲）分子的立体结构是____________，其中C原子的杂化方式是______
（3）A与D元素形成的化合物（乙）与甲相比,沸点较低的是（写化学式）____________原因是________________________
（4）B元素可形成B₇₀单质，它在一定条件下吸收可见光后可高效杀灭癌细胞，有望成为癌症治疗药物的候选材料。它与金属钾掺杂在一起的化合物，其晶胞如图所示（白球位于立方体的体心和顶点，小黑球位于立方体的面上），则该化合物中B₇₀与钾原子个数比为______。

铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。回答下列问题：
（1）基态铜原子的电子排布式为           ；已知高温下CuO—→Cu₂O+O₂，试从铜原子价层电子结构变化角度解释这一反应发生的原因：________________________。
（2）硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物，则它们形成的组成最简单的氢化物中，分子构型分别为      ，若“Si-H”中键合电子偏向氢元素，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，则硒与硅的电负性相对大小为________________。
（3）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性（价电子数少于价层轨道数），其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物，如BF3能与NH₃反应生成BF₃．NH₃，BF₃．NH₃中B原子的杂化轨道类型为____，B与N之间形成             键。
（4）金刚砂(SiC)的硬度为9.5，其晶胞结构如图所示；则金刚砂晶体类型为              ，在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为            ，若晶胞的边长为a pm，则金刚砂的密度为       。

在5－氨基四唑（）中加入金属Ga，得到的盐是一种新型气体发生剂，常用于汽车安全气囊。
（1）基态Ga原子的电子排布式可表示为     ；
（2）5－氨基四唑中所含元素的电负性由大到小的顺序为     ，其中N原子的杂化类型为     ；在1 mol 5－氨基四唑中含有的σ键的数目为     。
（3）叠氮酸钠(NaN₃)是传统安全气囊中使用的气体发生剂。
①叠氮酸钠(NaN₃)中含有叠氮酸根离子（N₃^－），根据等电子体原理N₃^－的空间构型为     。
②以四氯化钛、碳化钙、叠氮酸盐作原料，可以生成碳氮化钛化合物。其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞（结构如图）顶点的氮原子，这种碳氮化钛化合物的化学式为     。

下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

k

m

试回答下列问题：
（1）d的基态原子电子排布图为                ；k的外围电子排布式为            
（2）ci₂的结构式为            ；ci₂与ce₂比较，沸点较低的是                （写化学式）
（3）m的晶体的晶胞如图所示，则一个晶胞中m原子的个数        个。每一个m周围有      个M与其相邻且距离相等。

（4）根据等电子体原理，写出与d₂互为等电子体的粒子            、            （写化学式）
（5）下列关于元素在元素周期表中的位置的叙述正确的是            。
A．m位于元素周期表中第四周期、ⅡB族，属于ds区元素；
B．k位于元素周期表中第四周期、ⅣB族，属于d区元素；
C．g位于元素周期表中第三周期、ⅡA族，属于s区元素；
D．j位于元素周期表中第三周期、ⅦA族，属于ds区元素；
（6）将氨水逐滴滴入到m的硫酸盐溶液中，直至过量，现象                      ，若加入极性较小的溶剂乙醇，现象                。写出反应过程中总的离子方程式                       。

［化学—选修3物质结构与性质】（巧分）已知A, B、C、D, E, F为元素周期表前四周期原子序数依次增大的六种元素，其中A的一种同位素原子中无中子，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，D与E同主族，且E的原子序数是D的2倍，F元素在地壳中的含量位于金属元素的第二位。试回答下列问题：
（l）F元素的价层电子排布式为      。
（2）关于B₂A₂的下列说法中正确的是      （填选项序号）。
①B₂A₂中的所有原子都满足8电子稳定结构
②B₂A₂是由极性键和非极性键构形成的非极性分子
③每个B₂A₂分子中键和键数目比为1:1
④B₂A₂分子中的A-B键属于键
（3）B,C,D三种元素第一电离能按由大到小的顺序排列为   （用元素符号表示） B、C、D三种元素中与BD₂互为等电子体的分子式为    （用元素符号表示）
（4）A₂E分子中心原子的杂化类型为_____。比较A₂D与A₂E分子的沸点，其中沸点较高的原因为      。元素D可形成两种同素异形体，其中在水中溶解度更大的是      （填分子式）。
（5） F单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，信息如下：

则方式I与方式II中F原子配位数之比为      ，晶体密度之比为      。

过渡金属元素及其化合物的应用广泛，是科学家们进行前沿研究的方向之一。
（1）测定土壤中铁的含量时需先将三价铁还原为二价铁，再采用邻啡罗啉做显色剂，用比色法测定，若土壤中含有高氯酸盐时会对测定有干扰。相关的反应如下：
4FeCl₃+2NH₂OH•HCl＝4FeCl₂+N₂O↑+6HCl+H₂O
①基态Fe原子中，电子占有的最高能层符号为__________，核外未成对电子数为__________，Fe³⁺在基态时，外围电子排布图为______________________________。
②羟胺中（NH₂OH）采用sp³杂化的原子有_______________，三种元素电负性由大到小的顺序为________；与ClO₄^-互为等电子体的分子的化学式为_______________________。
（2） 过渡金属原子可以与CO分子形成配合物，配合物价电子总数符合18电子规则。如Cr可以与CO形成Cr(CO)₆分子：价电子总数（18）=Cr的价电子数（6）+CO提供电子数（2×6）。Fe、Ni两种原子都能与CO形成配合物，其化学式分别为_____________、______________。
（3） Pt²⁺的常见配合物Pt(NH₃)₂Cl₂存在两种不同的结构：一种为淡黄色(Q)，不具有抗癌作用，在水中的溶解度较小；另一种为黄绿色(P)，具有抗癌作用，在水中的溶解度较大。
①Q是_________________分子(选填“极性”或“非极性”)。
②P分子的结构简式为__________________________。
（4）Ni_XO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值为0.88，晶胞边长为a pm。晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为___________pm。若晶体中的Ni分别为Ni²⁺、Ni³⁺，此晶体中Ni^2﹢与Ni^3﹢的最简整数比为_________。

【化学—选修3：物质结构与性质】
在元素周期表中，除稀有气体外几乎所有元素都能与氢形成氢化物
（1）氨气是共价型氢化物。工业常用氨气和醋酸二氨合铜{[Cu（NH₃）₂]Ac}的混合液来吸收一氧化碳（醋酸根CH₃COO^-简写为Ac^-）。反应方程式为：[Cu（NH₃）₂]Ac+ CO+NH₃[Cu（NH₃）₃CO]Ac
①请写出基态Cu原子的电子排布式                  。
②氨水溶液中各元素原子的第一电离能从大到小排列顺序为                ，理由是                ；其中NH3应为            （填“极性”或“非极性”）分子。
③醋酸分子中的两个碳原子的化方式分别是               。
④生成物[Cu（NH₃）₃CO]Ac中所含化学键类型有          。（填序号）
a．离子键       b．金属键     c． 共价键        d． 配位键
（2）某离子型氢化物化学式为XY₂，晶胞结构如下图所示，其中6个Y原子（○）用阿拉伯数字1~6标注。

①已知1、2、3、4号Y原子在晶胞上、下面上。则5、6号Y原子均在晶胞         。（填“侧面”或“内部”）
②根据以上信息可以推知，XY₂晶体的熔沸点             （填“＞”“＝”“＜”）固态氨的沸点。
③若该晶胞的边长为a nm，密度为，XY₂的摩尔质量为，则阿伏加德罗常数可表示为         

A、B、C、D、E、F、G为前四周期元素。A、B最外层电子排布可表示为as^a、bs^bbp^b(a≠b)；C元素对应单质是空气中含量最多的物质；D的最外层电子数是内层电子数的3倍；E与D同主族，且位于D的下一周期；F与E同周期，且是本周期中电负性最大的元素，基态G原子核外电子填充在7个能级中，且价层电子均为单电子。
（1）元素B、C、D的第一电离能由大到小的顺序为______________（用元素符号表示）。
（2）ED₃分子的空间构型为________，中心原子的杂化方式为_________。
（3）四种分子①BA₄②ED₃③A₂D④CA₃键角由大到小排列的顺序是__________（填序号）。
（4）CA₃分子可以与A⁺离子结合成CA₄⁺离子，这个过程中发生改变的是_________（填序号）。
a．微粒的空间构型    b．C原子的杂化类型
c．A-C-A的键角     d．微粒的电子数
（5） EBC^-的等电子体中属于分子的有__________（填化学式），EBC^-的电子式为______________。
（6）G的价层电子排布式为________，化合物[G(CA₃)_6]F₃的中心离子的配位数为              。
（7）B的某种单质的片层与层状结构如图1所示，其中层间距离为hcm.图2为从层状结构中取出的晶胞。试回答：

①在B的该种单质的片层结构中，B原子数、B-B键数、六元环数之比为              。
②若B的该种单质中B-B键长为a cm，则B的该种单质的密度为               g.cm^-3。

A、B、C、D、E、F是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，相关信息如下表：

元素	相关信息
A	可形成自然界硬度最大的单质
B	与A元素同周期，核外有三个未成对电子
C	最外层电子数是其电子层数的3倍
D	第一电离能至第四电离能分别是I1=578KJ/mol，I2=1817KJ/mol，I3=2745KJ/mol, I4=11575KJ/mol
E	常温常压下，E的单质是固体，其氧化物是形成酸雨的主要物质
F	F的一种同位素的质量数为63，中子数为34

（1）A、B、C元素的第一电离能由大到小的顺序为              （用元素符号表示）。F的基态原子核外电子排布式为                。
（2）AE₂是一种常用的溶剂，是          （填“极性”或“非极性”）分子，分子中σ键与π键个数比为       。
（3）写出D与NaOH溶液反应的离子方程式        。DB形成的晶体与金刚石类似，它属于                晶体。B的最简单氢化物容易液化，理由是        
    
（4）已知F的晶体结构如图所示，又知F的密度为9．00g·cm^-3，则晶胞边长为             ；FEC₄常作电镀液，其中EC₄^2-的空间构型是             ，其中E原子的杂化轨道类型是               。
（5）F的一种氯化物晶胞体结构如图所示，该氯化物的化学式是               。

（4-5必做）根据已学知识，请你回答下列问题：
（1）最外层电子排布为4s24p1的原子的核电荷数为__________。某元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”，其原子的外围电子排布是4s24p4，该元素的名称是_________。
（2）根据VSEPR模型，PO43-的分子立体结构为：        ；乙醇易溶于水的原因是          ；HClO4的酸性强于HClO的原因是        ；
（3）三氯化铁常温下为固体，熔点282°C，沸点315°，在300°C以上易升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为________。
（4）某元素核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6，写出该元素原子的电子排布式是_____。写出铬元素在周期表中的位置________，它位于______区。
（5）如图是氯化铯晶体的晶胞示意图（晶体中最小的重复结构单元），已知晶体中2个最近的Cs＋核间距为a pm，氯化铯（CsCl）的相对分子质量M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度为      g/cm3。

[化学一物质结构与性质](13分)钛被称为“国防金属’’和“生物金属”，是重要的结构材料。
（1）基态钛原子的核外电子排布式是_______________________________，钛所在的周期中第一电离能最小的元素是______________________________.
（2）金红石(TiO₂)的熔点，用熔盐法直接电解金红石可获得金属钛，金红石所属的晶体类型是______________________________________晶体。
（3）TiCl₄能与NH₄CI反应生成配合物(NH₄)₂[TiCl₆]。此配合物中，形成配位键时提供孤对电子的有_____________．(填元素符号)，空间构型呈正四面体的微粒是___________。
（4）TiO²⁺与H₂O₂在稀酸中反应生成橘红色的[TiO(H₂O₂) ] ²⁺离子，可用于钛的定性检验。
[TiO(H₂O₂) ] ²⁺中不含有_____________________________.
A．极性键   
B．非极性键   
C．键   
D．键   
E．离子键
（5）H₂O₂分子可看成H₂O分子中的一个H被OH所取代，下列关于H₂O₂的说法正确的是______
A．H₂O₂分子结构对称为非极性分子
B．I mol H₂O₂最多能形成2mol氢键
C．H₂O₂不稳定是因为氢键的键能较小
D．H₂O₂分子的空间构型为直线形

A、B、C、D、E、F为前四周期元素且原子序数依次增大,其中A含有3个能级,且每个能级所含的电子数相同;C的最外层有6个运动状态不同的电子;D是短周期元素中电负性最小的元素;E的最高价氧化物的水化物酸性最强;F除最外层原子轨道处于半充满状态,其余能层均充满电子。G元素与D元素同主族,且相差3个周期。
(1)元素A、B、C的第一电离能由小到大的是　　　　(用元素符号表示)。 
(2)E的最高价含氧酸中E的杂化方式为　　　　。 
(3)F原子的外围电子排布式为　　　　。 
(4)DE,GE两种晶体,都属于离子晶体,但配位数不同,其原因是　。 
(5)已知DE晶体的晶胞如图所示,若将DE晶胞中的所有E离子去掉,并将D离子全部换为A原子,再在其中的4个“小立方体”中心各放置一个A原子,且这4个“小立方体”不相邻。位于“小立方体”中的A原子与最近的4个A原子以单键相连,由此表示A的一种晶体的晶胞(已知A—A键的键长为a cm,N_A表示阿伏加德罗常数的数值),则该晶胞中含有　　　　个A原子,该晶体的密度是　　　　g·cm^-3(列式表示)。