高中化学性质实验方案的设计试题

（选考）水是地球表面上普遍存在的化合物，我们可以用我们学习的物质结构与性质的有关知识去认识它。
（1）水的组成元素为氢和氧。氧的基态原子的价电子排布图为______________，氧的第一电离能在同周期元素中由大到小排第______位。
（2）根据杂化轨道理论，水分子中的氧原子采取的杂化形式是_______；根据价层电子对互斥理论，水分子的VSEPR模型名称为______________；根据等电子体原理，写出水合氢离子的一个等电子体（写结构式）_____________。
（3）水分子可以形成许多水合物。
①水分子可以作配体和铜离子形成水合铜离子[Cu（H₂O）₄]²⁺，1mol水合铜离子中含有σ键数目为_________。
②图是水合盐酸晶体H₅O₂⁺·Cl^-中H₅O₂⁺离子的结构。

在该离子中，存在的作用力有______________。
a．配位键  
b．极性键  
c．非极性键  
d．离子键
e．金属键  
f．氢键  
g．范德华力 
h．π键  
i．σ键
（4）韩国首尔大学科学家将水置于一个足够强的电场中，在20℃时，水分子瞬间凝固形成了“暖冰”。请从结构上解释生成暖冰的原因_________________________________。
（5）最新研究发现，水能凝结成13种类型的结晶体，除普通冰以外其余各自的冰都有自己奇特的性质：有在-30℃才凝固的超低温冰，它的坚硬程度可和钢相媲美，能抵挡炮弹轰击；有在180℃高温下依然不变的热冰；还有的冰密度比水大，号称重冰。图为冰的一种骨架形式，依此为单位向空间延伸。

①该冰中的每个水分子有_________个氢键；
②冰融化后，在液态水中，水分子之间仍保留有大量氢键将水分子联系在一起，分子间除了无规则的分布及冰结构碎片以外，一般认为还会有大量呈动态平衡的、不完整的多面体的连接方式。下图的五角十二面体是冰熔化形成的理想多面体结构。假设图中的冰熔化后的液态水全部形成下图的五角十二面体，且该多面体之间无氢键，则该冰熔化过程中氢键被破坏的百分比为________。

③如果不考虑晶体和键的类型，哪一物质的空间连接方式与这种冰连接类似?____________；
④已知O－H…O距离为295pm，列式计算此种冰晶体的密度               g/cm³（已知295²=8．70×10⁴，295³=2．57×10⁷，=1．41，=1．73）。

【化学——选修3 物质结构与性质】A，B，C，D，E五种元素，均位于周期表的前四周期，它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为57；B原子的L层P轨道中有2个电子，C的原子核外有三个未成对电子，D与B原子的价电子数相同，E原子的K层电子数与最外层电子数之比为2:1，其d轨道处于全充满状态。
（1）B，D可分别与A形成只含一个中心原子的共价化合物X和Y，其中X的电子式为       ；Y采取的杂化轨道类型为        ；C与A形成的常见化合物的分子构型为    。
（2）B和D的最高价氧化物的晶体中熔点较高的是（填化学式）           ，其原因        。
（3）B与C比较电负性较大的是         （填元素符号），E^2＋的核外电子排布式为              。
（4）E^2＋与C的常见氢化物形成的配离子的离子反应方程式为                  。
（5）铝单质的晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。若已知铝原子半径为d，N_A表示阿伏加德罗常数，摩尔质量为M，则该原子的配位数        ，该晶体的密度可表示为______________，据下图计算，Al原子采取的面心立方堆积的空间利用率为 __________。

【化学—选修3物质结构与性质】已知：碳、氮、氢、氧四种元素可形成多种化合物，且有非常重要的用途。
（1）C、N、H电负性的大小顺序为             。
（2）甲烷与二氧化氮可发生如下反应：CH₄(g)+2NO₂(g)=CO₂(g)+N₂(g)+2H₂O(g) ,若反应中有2mol C-H键断裂，则形成的π键共有          mol。
（3）F₂与NH₃在一定条件下可形成NF₃，NF₃分子的空间构型为            形 。
（4）现已合成出一种硬度比金刚石还大的晶体氮化碳，其化学式为           。其硬度比金刚石大的主要原因是              。
（5）配合物Y的结构如图所示，Y中含有                   （填序号）。

A.非极性共价键
B.配位键
C.极性键
D.氢键
E.金属键
Y中碳原子的杂化方式有                                   。
写出镍（Ni）原子的价电子排布式                          。
（6）氨气与铁在一定条件下发生置换反应，一种产物的晶胞结构如下图所示，若该立方体晶胞的棱长为a pm，则该晶体的密度为          g/cm³（N_A为阿佛加德罗常数的值）。

【化学一选修3：物质结构与性质】(15分)己知A、B、C、D、E、F、G、H八种元素都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，A是原子半径最小的主族元素，B有三种不同的能级且每种能级上所含电子数相同，C的单质性质稳定且一种氢化物极易溶于水，D能形成两种互为同素异形体的气态单质，A、D、E的核内质子数之和与F的核内质子数相同，F的基态原子中有4个未成对电子，G比F原子多一个核内质子，上述H元素的＋l价阳离子的KLM能层为全充满结构。
回答下列问题：
（1）A、B、C、D几种元素中第一电离能最大的是____(填元素符号)；D元素的原子核外有     种不同运动状态的电子：E原子M能层中具有的轨道数为__   。
（2）F有两种常见的离子，画出低价态离子价电子排布图  ____．在这两种离子之间    更稳定(填化学式)：从微观结构角度解释该离子更稳定的原因：____  。
（3）由A、B、C、D四种元素形成的某种离子化合物，其原予个数比为4:1:2:11，科学家第一次合成有机物利用的便是这种离子化合物，请根据等电子体原理写出该离子化合物的电子式：____  。

X、Y、Z、M、W是原子序数依次增大的前四周期元素，X元素原子核外有三个能级，各能级电子数相等，Y的单质在空气中燃烧生成一种淡黄色的固体；Z元素原子的最外层电子数比次外层电子数少2，M原子外围电子排布式为3dⁿ4sⁿ；W的内层电子已全充满，最外层只有2个电子。请回答：
（1）X元素在周期表中的位置是     ；
W^2＋离子的外围电子排布式为      。
（2）X 能与氢、氮、氧三种元素构成化合物 XO(NH₂)₂，其中X原子和N原子的杂化方式为分别为      、      ，该化合物分子中的键与键的个数之比是      ；该物质易溶于水的主要原因是               。
（3）已知Be和Al元素处于周期表中对角线位置，化学性质相似，请写出Y元素与Be的最高价氧化物的水化物相互反应的化学方程式
（4）M晶体的原子堆积方式为六方堆积（如图所示），则晶体中M原子配位数是         。某M配合物化学式是[M(H₂O)₅Cl]Cl₂·H₂O，1 mol该配合物中含配位键的数目是      。

（5）X 的某种晶体为层状结构，可与熔融金属钾作用。钾原子填充在各层之间，形成间隙化合物，其常见结构的平面投影如图①所示，则其化学式可表示为                  。

（6）Y离子和Z离子比较，半径较大的是＿＿＿（写离子符号），元素Y与元素Z形成的晶体的晶胞结构是如图②所示的正方体，设晶胞中最近的两个Z离子的距离为a cm ，该化合物的摩尔质量为bg/ mol ，则该晶胞密度的计算式为             。(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数用N_A表示)。

（1）有9种微粒：①NH₂^－；②—NH₂；③Br^－；④OH^－；⑤—NO₂；⑥—OH；⑦NO₂；⑧CH₃^＋；⑨—CH₃．属于官能团的有(填序号)___         _____ 。
（2）有下列8种晶体，用序号回答下列问题：

A．水晶

B．冰

C．白磷

D．固态氩

E．氯化铵  
F．铝 
G．金刚石
①属于原子晶体是             ，直接由原子构成的分子晶体是  _____ 。
②由极性分子构成的分子晶体是          ,含有共价键的离子晶体是  _____ 。
③在一定条件下能导电而不发生化学反应的是  _____。
分子内存在化学键，但受热熔化时，化学键不发生变化的是  _____。
（3）在NaCl晶胞中8个顶点 、6个面心处各有一个Na^＋ ，12条棱的中点、体心各有一个Cl^－ ，KCl和NaCl的晶格型式相同。已知Na^＋离子的半径是Cl^－离子的0.5倍，是K^＋离子的0.7 倍，计算：KCl晶胞和NaCl晶胞的边长之比为  _____ 。
（4）如下图：由正五边形构成的多面体有20个顶点，多面体中有_____个正五边形，共有____条棱边.

[化学——选修3:物质结构与性质](15分)硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。请回答下列问题:
（1）Ga与B同主族，Ga的基态原子核外电子排布式为      ，从原子结构的角度分析，B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序是         。
（2）硼酸(H₃B0₃)是白色片状晶体(层状结构如图)，有滑腻感，在冷水中溶解度很小，加热时溶解度增大。

①硼酸中B原子的杂化轨道类型为      。
②硼酸晶体中存在的作用力有范德华力和      。
③加热时，硼酸的溶解度增大，主要原因是     。
④硼酸是一元弱酸，在水中电离时，硼酸结合水电离出的OHˉ而呈酸性。写出硼酸的电离方程式_     。
（3）硼氢化钠(NaBH₄)是有机化学中的一种常用还原剂，在热水中水解生成硼酸钠和氢气，用化学方程式表示其反应原理    。[BH₄]^－的空问构型是____。
（4）B₃N₃H₆可用来制造具有耐油、耐高温性能的特殊材料。写出它的一种等电子体物质的分子式      。
（5）硼化镁晶体在39K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，下图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为      。

（6）金刚石的晶胞如图。立方氮化硼的结构与金刚石相似，已知晶胞边长为361.5pm，则立方氮化硼的密度是____g·cmˉ³(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数用N_A表示)。

【化学一一选修物质结构与性质】X、Y、Z、M、N、Q、P为元素周期表前四周期的7种元素。其中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量最高的元素，M的内层电子数是最外层电子数的9倍，N的原子序数比M小1，Q在元素周期表的各元素中电负性最大。P元素的第三电子层处于全充满状态，第四电子层只有一个电子。请回答下列问题：
（1）X元素在周期表中的位置是              ，它的外围电子的电子排布图为          。P元素属于         区元素，
（2）分子的空间构型是           ，分子中Y的杂化轨道类型为        ，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是               （写分子式），理由是                        。
（3）含有元素N的盐的焰色反应为              色，许多金属盐都可以发生焰色反应，其因是                                            。
（4）元素M与元素Q形成晶体结构如图1所示设其晶胞边长为a pm，该化合物的摩尔质量为Dg/mol。求该晶胞密度的计算式为                        

（5）三聚氰胺是一种含氮化合物，其结构简式如图2所示。三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是        ，1 mol三聚氰胺分子中o键的数目为           。

乙炔是有机合成工业的一种重要原料。工业上曾用CaC₂与水反应生成乙炔。
（1）CaC₂中C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，O₂²⁺的电子式可表示为            ，1mol O₂²⁺中含有的π键数目为          。
（2）将乙炔通入[Cu(NH₃)₂]Cl溶液中生成红棕色沉淀Cu₂C₂。Cu⁺简写的核外电子排布式为          。
（3）乙炔与HCN反应可得到丙烯腈（CH₂=CH—C≡N）, 丙烯腈分子中碳原子轨道的杂化类型是         ；分子中处于同一直线上原子数目最多有       个。
（4）CaC₂晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似（如图所示），但CaC₂晶体中哑铃形的C₂^2-的存在，使晶胞沿一个方向拉长， CaC₂晶体中一个Ca²⁺周围距离最近的C₂^2-数目为         。

选做(15分)【化学选修3：物质结构与性质】
原子序数依次增大的X、Y、Z、Q、E五种元素中，X元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，Q原子核外的M层中只有两对成对电子，E^＋核外各能层电子均已充满。请回答下列问题：
（1）X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为               。(用元素符号表示)
（2）已知YZ₂^＋ 与XQ₂互为等电子体，则l mol YZ₂^＋ 中含有π键数目为      。
（3）Z的气态氢化物沸点比Q的气态氢化物高得多，其原因是               。
（4）Y、Z与氢元素可形成化合物HYZ₃，是实验室常用试剂。HYZ₃分子中Y的杂化方式为              ，YZ₃^—的空间构型是                          。
（5）E原子的价层电子排布式为                 ；E有可变价态，它的基价态的离子与Z的阴离子形成晶体的晶胞如图所示。

①该晶体的化学式为             ，Z的阴离子的配位数为               。
②Z的阴离子的堆积模型为           。
A．简单立方         B．六方最密         C．面心立方
③已知晶胞边长为apm，则晶胞的密度为        g• cm^—3(阿伏加德罗常数用N_A表示)。

选做(12分)【化学一物质结构与性质】原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，B原子核外电子有6种不同的运动状态，B与C可形成正四面体形分子，D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。
请回答下列问题：
（1）这四种元素中电负性最大的元素，其基态原子的价电子排布式为_________，第一电离能最小的元素是__________(填元素符号)。
（2）C所在主族的前四种元素分别与A形成的化合物，沸点由高到低的顺序是________(填化学式)。
（3）B元素可形成多种单质。一种晶体结构如图一所示，其原子轨道的杂化类型为________。另一种的晶胞如图二所示，若此晶胞中的棱长为356.6pm，则此晶胞的密度为_________g·cm^-3(保留两位有效数字)。(已知：)

（4）D的醋酸盐晶体局部结构如图三，该晶体中含有的化学键是________(填选项序号)。
①极性键    ②非极性键    ③配位键    ④金属键
（5）向D的硫酸盐溶液中滴加过量氨水，观察到首先形成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液。请写出沉淀溶解的离子方程式：_________________。

(12分)【化学——物质结构与性质】硼在半导体工业中被大量用作半导体掺杂物，同时含硼化合物在杀虫剂、防腐剂及新型储氢材料的制造中也有重要的地位。请回答下列问题：
（1）在第2周期的元素中，基态原子的第一电离能小于硼的元素有_________种。
（2）硼砂是人们最早使用的含硼化合物之一，其阴离子X^m-( X^m-中只含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示，则在X^m-中，硼原子轨道的杂化类型分别为_____、_____；图中标注为2号的原子与相邻原子成键形成的键角_____4号原子与相邻原子成键形成的键角(填“大于”“小于”或“等于”)。在下列各项中，在X^m-内不存在的化学键是____(填下列序号字母)。

a．离子键         b．共价键          c．配位键
（3）氨硼烷(NH₃BH₃)与镧镍合金(LaNi_x)都是优良的储氢材料。镧镍合金的晶胞结构示意图如图所示(只有1个原子位于晶胞内部)，则x=____。氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体，具有类似金刚石的结构，硬度略小于金刚石。则在下列各项中，立方氮化硼晶体不可用作______(填下列序号字母)。

a．耐磨材料          b．切削工具          c．导电材料           d．钻探钻头

选做【化学——物质结构与性质】
氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，配位氢化物、富氢载体化合物是目前所采用的主要储氢材料。
（1）Ti(BH₄)₂是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。
①在基态Ti^2＋中，电子占据的最高能层符号为________，该能层具有的原子轨道数为______。
②BH₄^－的空间构型是________（用文字描述）。
（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用，实现储氢和输氢。下列说法正确的是________。
a．［Cu(NH₃)₄］^2＋中，N原子是配位原子
b．NH₃分子中氮原子的轨道杂化方式为sp²杂化
c．键角NH₄^＋<NH₃
d．相同压强时，NH₃的沸点比PH₃的沸点高
（3）富氢材料NH₃和F₂在Cu催化剂存在下反应直接得到NF₃

上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有________（填序号）
a．离子晶体       b．分子晶体
c．原子晶体       d．金属晶体
（4）某种合金材料有较大的储氢容量，其晶体结构的最小单元如图所示。则这种合金的化学式为________________。

【化学—物质结构与性质】金属及其合金应用广泛。
（1）与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是___________________。
（2）下图是部分主族元素第一电离能梯度图，图中，a点对应的元素为氢，b点对应的元素为______（填元素符号）。

（3）乙醇可被三氧化铬（CrO₃）氧化为乙醛（CH₃CHO）。乙醇与乙醛的相对分子质量相差不大，但乙醇的沸点（78.5℃）却比乙醛的沸点（20.8℃）高出许多，其原因是_____________________。
（4）将CrCl₃·6H₂O溶解在适量水中得到深绿色溶液，溶液中Cr^3＋以［Cr(H₂O)₅Cl］^2＋形式存在。［Cr(H₂O)₅Cl］^2＋中Cr^3＋的轨道杂化方式不是sp³，理由是                 。
（5）元素Al与元素Fe形成某种晶体结构如图所示。若晶胞的边长为a nm，则合金的密度为_______g·cm^—3。

【化学——选修3：物质结构与性质】
I.S₄N₄的结构如图：

（1）S₄N₄的晶体类型是__       _。
（2）用干燥的氨作用于S₂Cl₂的CCl₄，溶液中可制S₄N₄。化学反应方程为：6S₂Cl₂+16NH₃= S₄N₄ +S₈+12NH₄Cl
①上述反应过程中，没有破坏或形成的微粒间作用力是__  _。
a．离子键
b．极性键
c．非极性键
d．金属键
e．配位键
f．范德华力
②S₂Cl₂中，S原子轨道的杂化类型是 __     __。
II.二甘氨酸合铜(II)是最早被发现的电中性内配盐，它的结构如图：

（3）基态Cu²⁺的最外层电子排布式为_             _。
（4）二甘氨酸合铜(II)中，第一电离能最大的元素与电负性最小的非金属元素可形成多种微粒，其中一种是5核10电子的微粒，该微粒的空间构型是             _    。
（5）lmol二甘氨酸合铜(II)含有的二键数目是     _。
（6）二甘氨酸合铜(II)结构中，与铜形成的化学键中一定属于配位键的是  ______(填写编号)。