高中化学性质实验方案的设计试题

已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X是有机物主要组成元素。X的一种1∶1型气态氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素,Z的核电荷数小于28,且次外层有2个未成对电子。
(1)X在该氢化物中以　　　　方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该　　　　(填“高于”或“低于”)X氢化物的熔点。 
(2)Y在周期表中位于　　　　　　　　　　　　;Z⁴⁺的核外电子排布式为　　　　。 
(3)工业上利用ZO₂和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M(M可看作一种含氧酸盐)。经X射线分析,M晶体的最小重复单位为正方体(如图),边长为4.03×10^-10 m,顶点位置为Z⁴⁺所占,体心位置为Ba²⁺所占,所有棱心位置为O^2-所占。

①制备M的化学反应方程式是　　　　　　　　　　　　(Z用元素符号表示)。 
②在M晶体中,Ba²⁺的氧配位数(Ba²⁺周围等距且最近的O^2-的数目)为　　　　。 
③晶体M密度的计算式为ρ=　　　　　　　　　　(Z相对原子质量为48)。

氮元素可形成多种离子，如N^3—、N₃^—、NH₂^—、NH₄⁺、N₂H₅⁺、N₂H₆²⁺等。
（1）与N相邻的两种元素C、O，三者第一电离能由大到小为_______
（2）N≡N的键能为942 kJ·mol^-1，N－N单键的键能为247 kJ·mol^-1，说明N₂中的    键比     键稳定（填“σ”或“π”）。
（3）液态氨可电离出NH₂^－。NH₂^－的电子式为            。
（4）已知NH₄H为离子化合物，写出其与重水D₂O反应的生成物（加热）            ；Na₃N也为离子化合物，则Na₃N与水反应的化学方程式为                          ，反应类型为           。
（5）X⁺中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N^3—形成的晶体结构如图所示。与同一个N^3—相连的X⁺ 有          个。X原子的基态电子排布式为_____________

（6）最近科学家研制出某元素Z与N元素形成的晶体ZN，已知ZN晶体具有与NaCl相似的晶体结构。下图是从ZN晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断符合ZN晶体结构图的是_______ 

A               B              C              D

 

(12分)【选做题】本题包括A、B两小题，请选定其中一小题作答。若多做，则按A小题评分。
A．【物质结构与性质】
氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)及新型多相催化剂组成的纳米材料能利用可见光分解水，生成氢气和氧气。

（1）Zn^2＋基态核外电子排布式为________。
（2）与水分子互为等电子体的一种阴离子是________(填化学式)。
（3）氮化镓(GaN)的晶体结构如图1所示，其中氮原子的杂化轨道类型是________；N、Ga原子之间存在配位键，该配位键中提供电子对的原子是________。
（4）ZnO是两性氧化物，能跟强碱溶液反应生成[Zn(OH)₄]^2－。 不考虑空间构型，[Zn(OH)₄]^2－的结构可用示意图表示为________。
（5）某种ZnO晶体的晶胞如图2所示，与O^2－距离最近的Zn^2＋有________个。

( 12分)有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请回答问题。

A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素

B元素原子的核外p电子数比s电子数少1

C原子的第一至第四电离能分别是: I1=738kJ/mol  I2 =" 1451" kJ/mol  I3 = 7733kJ/mol  I4 = 10540kJ/mol

D原子核外所有p轨道全满或半满

E元素的主族序数与周期数的差为4

F是前四周期中电负性最小的元素

G在周期表的第八列

（1）已知BA₅ 为离子化合物，是由    、    两种微粒构成的（填化学符号）。
（2）B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有   个方向，原子轨道呈      形。
（3）某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布为，
该同学所画的电子排布图违背了                               。
（4）G位于       族，G³⁺价电子排布式为                。GE₃常温下为固体，熔点，沸点，在以上升华，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断GE₃的晶体类型为________________。
（5）DE₃ 中心原子的杂化方式为         ，其空间构型为            。
（6）前四周期中与F同一族的所有元素分别与E元素形成化合物，其晶体的熔点由高到低的排列顺序为（写化学式）                        ，原因是                                                                    

有原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素，A是短周期中族序数等于周期数的非金属元素；B元素的原子既不易失去，也不易得到电子，其基态原子每种轨道中电子数相同；C元素的价电子构型为nsⁿnp^n＋1；D的最外层电子数与电子层数之比为3∶1；E是地壳中含量仅次于铝的金属元素，其合金用途最广，用量最大。
(1)B与D形成的非极性分子中中心原子的孤电子对数是________，中心原子的杂化轨道类型为________。
(2)A分别与B、C、D能形成电子数为10的化合物，它们的沸点由高到低的顺序是________(写分子式)，它们的稳定性由弱到强的顺序是________(写分子式)。
(3)分子ABC、BA₂D的空间构型分别是________、________。
(4)B、C、D三种元素的电负性由大到小的顺序是________(用元素符号表示)，第一电离能由大到小的顺序是________(用元素符号表示)。
(5)一个C的单质分子中存在________个π键、________个σ键。
(6)E的三种同素异形体，晶胞如图所示：

其中晶胞γ的堆积模型中E原子的配位数为________，该晶胞中所含原子数为________。

已知A、B、C、D和E都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族。B和C属同一主族，D和E属同一周期，又知E是周期表中1～18列中的第7列元素。，D跟B可形成离子化合物其晶胞结构如图。
请回答：
(1)A元素的名称是________；
(2)B的元素符号是________，C的元素符号是________，B与A形成的化合物比C与A形成的化合物沸点高，其原因是________________；
(3)E属元素周期表中第________周期，第________族的元素，其元素名称是________，它的＋2价离子的电子排布式为________________；
(4)从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物的化学式为________；该离子化合物晶体的密度为a g·cm^-3，则晶胞的体积是________(只要求列出算式)。

A、B、C、D、E、R六种元素位于周期表的前四周期，其原子序数依次增大。已知A原子核外有三个未成对电子；Ｂ的最外层电子数是内层电子数的３倍；化合物C₂E的晶体为离子晶体；D单质的熔点在同周期单质中最高；E原子核外的M层中只有两对成对电子；R原子核外最外层电子数与C相同，其余各层均充满。请根据以上信息，回答下列问题：
（1）A、B、C、D四种原子的第一电离能由小到大的顺序为______（用元素符号表示）。
（2）C的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点高，理由是                           。
（3）基态R⁺离子的核外电子排布式是                          。
（4）Q分子是A₂B的等电子体，Q的结构式为                    。
（5）图一是R单质的晶胞结构，配位数为                  ；图二是B、R两元素组成的一种化合物的晶胞，其化学式为                   。

铜、碳、氮、硫、氯等是组成物质的重要元素。
(1)S、Cl组成的一种化合物的分子结构与H₂O₂相似，则此化合物的结构式为________。N、O、S三种元素的电负性由大到小的顺序为____________。
(2)铜离子是人体内多种酶的辅因子，人工模拟酶是当前研究的热点。某化合物Y与Cu(Ⅰ)(Ⅰ表示化合价为＋1)结合形成图甲所示的离子。
①写出Cu(Ⅰ)的电子排布式：____________；
②该离子中含有化学键的类型有________(填序号)；

A．极性键

B．离子键

C．非极性键

D．配位键

③该离子中C原子的杂化方式有________。

(3)向氯化铜溶液中通入足量的二氧化硫，生成白色沉淀M，M的结构如图乙所示。写出该反应的离子方程式：_____________________________________
___________________________________。

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)。