高中化学性质实验方案的设计试题

已知前四周期六种元素A、B、C、D、E、F的原子序数之和为107，且它们的核电荷数依次增大。B原子的p轨道半充满，其氢化物沸点是同族元素中最低的，D原子得到一个电子后3p轨道全充满，A与C能形成A₂C型离子化和物，其中的阴、阳离子相差一个电子层，E^4＋离子和氩原子的核外电子排布相同。请回答下列问题：
（1）A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序是____________（填元素符号）
（2）化合物BD₃的分子空间构型可描述为_________，B的原子轨道杂化类型为________。
（3）已知F元素在人体内含量偏低时，会影响O₂在体内的正常运输。已知F^2＋与KCN溶液反应得F（CN）₂沉淀，当加入过量KCN溶液时沉淀溶解，生成配合物。则F的基态原子价电子排布式为______。CN^－与___________（一种分子）互为等电子体，则1个CN^－中π键数目为___________。
（4）EO₂与碳酸钡在熔融状态下反应，所得晶体的晶胞结构如图所示，则该反应的化学方程式为________
在该晶体中，E^4＋的氧配为数为____________。若该晶胞边长为a nm可 计算该晶体的密度为__________g／cm³（阿伏加德罗常数为N_A）

原子序数依次增加的A、B、C、D、E、F六种常见元素中，A、B、C、D是短周期非金属元素，B、C、D同周期，E、F是第四周期的金属元素，E^2＋核外电子有18种运动状态，F^＋的三个能层电子全充满。下表是主要化合价及原子半径数据：

	A	B	C	D	E	F
主要化合价	-1	-3  +5	-2  +6	-1  +7	+2	+1  +2
原子半径	0．071	0．11	0．102	0．099	0．197	0．117

（1）B、C、D三种元素第一电离能数值由小到大的顺序是             (填元素符号)；
（2）F^2＋与NH₃ 形成配离子的结构式为                       ；该配离子具有对称的空间构型，其中两个NH₃被两个Cl^－取代，能得到两种不同结构的产物，则该配离子的空间构型为              。往某种蓝色溶液中加入氨水，形成蓝色沉淀，继续加入氨水，难溶物溶解变成蓝色透明溶液，可得到含有上述配离子的配合物。写出沉淀溶解的离子方程式                。
（3）A 、E两种元素形成晶体晶胞是下图中的        (填①、②、③或④)；
 
（4）下图四条折线分别表示ⅣA族、ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族元素气态氢化物沸点变化，请选出A的氢化物所在的折线      （填n、m、x或y）。

2012年12月，我国成功实现歼—15飞机在“辽宁号”航母上的起降实验，建造航母平台和舰载飞机离不开如钛、物质A等材料。请回答下列问题：
(1)写出钛基态原子的核外电子排布式：___________________________。
(2)已知元素A处于第3周期，其原子的第一至第四电离能数据如表所示：

电离能(kJ/mol)	I1	I2	I3	I4
A	738	1 451	7 733	10 540

 
①A的元素符号为________。
②与元素A同周期的电负性最大的元素为________(填元素符号)，该元素能与同周期的另一种非金属元素形成5原子分子，该分子的中心原子采用的杂化方式是________，该分子的空间构型为________。
(3)钛镁合金是制造高性能飞机的重要材料。已知钛、镁金属均采用六方最密堆积()，下列说法正确的是________(填序号)。
A．用钛镁合金来制造高性能飞机，主要由于其价格昂贵，制造出的飞机能卖个好价钱
B．在高温下切割金属钛不会产生任何安全事故
C．钛、镁金属晶体中，其配位数均为12
D．金属钛的熔点很高(1 668 ℃)，与金属键关系不大
(4)钙钛型复合氧化物(如图所示)可用于制造航空母舰中的热敏传感器，该晶体以A原子为晶胞的顶点，A可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B是V、Cr、Mn或Fe时，这种化合物具有很好的电化学性能。用A、B、O表示钙钛型复合氧化物晶体的化学式为________。

[化学—物质结构与性质]选做人类生活和工业生产都离不开金属。请根据相关信息回答：
（1）²³⁵U可用于核能发电。科学家们采用“气体扩散法”从UF₆ 获得高浓度的²³⁵U。已知UF₆在常温常压下是固体，在56.4℃升华成气体，说明UF₆属于                    晶体。
（2）某丁香酸金属铜配合物的结构简式如下图所示，请回答。

该化合物中碳原子的杂化方式有        ，Cu原子的外围电子排布式         。
（3）某铜的配合物在煤的液化中起催化作用，其阳离子结构如下图。

①在该离子内部含有的化学键类型有     （填字母）。
a．离子键   
b．极性键   
c．非极性键  
d．配位键
e．范德华力   
f．氢键
②煤液化获得的甲醇经催化氧化可得到重要工业原料甲醛（HCHO）。甲醇的沸点  64.96℃，甲醛的沸点-21℃，甲醛的沸点更低的原因是分子间没有氢键。你认为甲醛分子间没有氢键的原因是         。
③甲醛分子σ键和π键的个数比为            。
（4）具有6 配位的Co^3＋的配合物[Co(NH₃)_mCl_n]Cl_(3-n)具有一定的抗肿瘤活性。1 mol该配合物与足量AgNO₃溶液反应生成2 mol AgCl沉淀，则m=       、n＝     。

[物质结构与性质]已知：A、B、C、D、E、F六种元素，原子序数依次增大。A原子核外有两种形状的电子云，两种形状的电子云轨道上电子数相等；B是短周期中原子半径最大的元素；C元素3p能级半充满；E是所在周期电负性最大的元素；F是第四周期未成对电子最多的元素。
试回答下列有关的问题：
（1）写出F元素的电子排布式：________________。
（2）已知A元素的一种氢化物分子中含四个原子，则在该化合物的分子中A原子的杂化轨道类型为__________。
（3）已知C、E两种元素形成的化合物通常有CE3、CE5两种。这两种化合物中一种为非极性分子，一种为极性分子，属于极性分子的化合物的分子立体构型是________________。
（4）B、C、D、E的第一电离能由大到小的顺序是________（写元素符号）。四种元素最高价氧化物的水化物形成的溶液，物质的量浓度相同时，pH由大到小的顺序是________________（写化学式）。
（5）由B、E两元素形成的化合物组成的晶体中，阴、阳离子都具有球型对称结构，它们都可以看做刚性圆球，并彼此“相切”。如下图所示为B、E形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的剖面图：

晶胞中距离一个B＋最近的B＋有________个。若晶体密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值用NA表示，则E－的离子半径为________cm（用含NA与ρ的式子表达）。

(15分) A、B、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常见元素,原子序数依次增大。A元素可形成自然界硬度最大的单质；B与A同周期,核外有三个未成对电子；X原子的第一电离能至第四电离能分别是:I₁ ="578" kJ/mol，I₂="1" 817 kJ/mol，I₃=" 2" 745 kJ/mol，I₄ ="11" 575 kJ/mol；常温常压下,Y单质是固体,其氧化物是形成酸雨的主要物质；Z的一种同位素的质量数为63,中子数为34。请回答下列问题：
（1）AY₂是一种常用的溶剂,为   分子(填“极性”或“非极性”),分子中存在    个σ键。
（2）X形成的单质与NaOH溶液反应的离子方程式为           超高导热绝缘耐高温纳米XB在绝缘材料中应用广泛,其晶体与金刚石类似,属于    晶体。B的最简单氢化物容易液化,理由是          。
（3）X、氧、B元素的电负性由大到小的顺序为      (用元素符号作答) 。
（4）Z的基态原子核外电子排布式为        。元素Z与人体分泌物中的盐酸以及空气反应可生成超氧酸:Z+HCl+O₂＝ZCl+HO₂, HO₂(超氧酸)不仅是一种弱酸而且也是一种自由基,具有极高的活性。下列说法或表示不正确的是    (填序号)
①氧化剂是O₂
②HO₂在碱中不能稳定存在
③氧化产物是HO₂
④1 mol Z参加反应有1 mol电子发生转移
（5）已知Z的晶胞结构如下图所示,又知Z的密度为9.00 g/cm³,则晶胞边长为   cm。ZYO₄常作电镀液,其中YO₄^2-的空间构型是     ,Y原子的杂化轨道类型是    杂化。

有位于周期表前四周期的A、B、C、D、E、F六种元素，其原子序数依次增大。已知A原子核外有三个未成对电子；A与B形成的一种化合物常温下是红棕色气体；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；F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   （填“高”或“低”），理由是        。
（3）E的最高价氧化物分子的空间构型是                  。
（4）基态F⁺离子的核外电子排布式是                          ，F的高价离子与A的最常见氢化物形成的配离子的化学式为                。
（5）Q分子是A₂B的等电子体，Q的结构式为                   ，Q分子的中心原子的杂化类型是                。
（6）下图是B、F两元素组成的一种化合物的晶胞，其化学式为              。

【化学—物质结构与性质】石墨烯（图甲）是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（图乙）

（1）图甲中，1号C与相邻C形成键的个数为____________________________。
（2）图乙中，1号C的杂化方式是________________，该C与相邻C形成的键角_______（填“>”“<”或“=”）图甲中1号C与相邻C形成的键角。
（3）若将图乙所示的氧化石墨烯分散到H₂O中，则氧化石墨烯可与H₂O形成氢键的原子有_________（填元素符号）。
（4）石墨烯可转化为富勒烯（C₆₀），某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部，该晶胞中M原子的个数为_____________，该材料的化学式为__________。

（物质结构与性质）
Ⅰ.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。

试回答下列问题：
（1）请写出元素D的基态原子电子排布式___________________。
（2）元素A、B形成的单质中，______对应的单质熔点更高，原因是_________________。
（3）写出C的最高价氧化物的水化物与B的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式_______________。
（4）元素D可以形成化学式为D（NH₃）₅BrSO₄，配位数均为6的两种配合物。若往其中一种配合物的溶液中加入BaCl₂溶液时，无明显现象，若加入AgNO₃溶液时，产生淡黄色沉淀，则该配合物的化学式为____________。
Ⅱ.钇钡铜氧的晶胞结构如图。研究发现，此高温超导体中的铜元素有两种价态：＋2价和＋3价。
（5）根据图示晶胞结构，推算晶体中Y，Ba，Cu和O原子个数比，确定其化学式为________。
Ⅲ.BF₃与一定量的水形成晶体Q [（H₂O）₂·BF₃]，Q在一定条件下可转化为R：
（6）晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及________（填字母）。
a．离子键  
b．共价键   
c．配位键
d．金属键  
e．氢键    
f．范德华力
（7）R中阳离子的空间构型为________，阴离子的中心原子轨道采用_____杂化。

第四周期过渡元素Mn、Fe、Ti可与C、H、O形成多种化合物。
（1）下列叙述正确的是       。（填字母）
A．HCHO与水分子间能形成氢键
B．HCHO和CO₂分子中的中心原子均采用sp²杂化
C．苯分子中含有6个键和1个大键，苯是非极性分子
D．CO₂晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
（2）Mn和Fe的部分电离能数据如下表：

元   素	Mn	Fe
电离能 /kJ·mol^－1	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

Mn元素价电子排布式为                ，气态Mn^2＋再失去一个电子比气态Fe^2＋再失去一个电子难，其原因是                               。
（3）铁原子核外有__________种运动状态不同的电子。
（4）根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域，其中Ti属于          区。
（5）Ti的一种氧化物X，其晶胞结构如图所示，则X的化学式为             。

（6）电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN^－离子，可在X的催化下，先用NaClO将CN^－氧化成CNO^－，再在酸性条件下CNO^－继续被NaClO氧化成N₂和CO₂。
①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为                    。
②与CNO^－互为等电子体微粒的化学式为           （写出一种即可）。
③氰酸（HOCN）是一种链状分子，它与异氰酸（HNCO）互为同分异构体，其分子内各原子最外层均已达到稳定结构，试写出氰酸的结构式         。

选修：物质结构与性质】（铁和铜都是日常生活中常见的金属，有着广泛的用途。请回答下列问题：
（1）铁在元素周期表中的位置       ______
（2）k₃[Fe(CN)₆]溶液可用于检验     ______（填离子符号）CN^-中碳原子杂化轨道类型为     ____，C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序为         ___（用元素符号表示）。
（3）配合物Fe(CO)_x常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）_x晶体属于____________（填晶体类型）。Fe(CO)_x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x=____________。Fe(CO)_x在一定条件下发生反应：Fe(CO)_x（s）Fe（s）+xCO（g）。已知反应过程中只断裂配位键，则该反应生成物含有的化学键类型有       _________。
（4）铜晶体铜碳原子的堆积方式如右图所示。
     
①基态铜原子的核外电子排布式为    ________________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目               。
（5）某M原子的外围电子排布式为3s²3p⁵，铜与M形成化合物的晶胞如附图所示（黑点代表铜原子）。
①该晶体的化学式为               。
②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于     _______（填“离子”、“共价”）化合物。
③已知该晶体的密度为g.cm^-3，阿伏伽德罗常数为N_A，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为      ________________pm（只写计算式）。

【化学——选修3：物质结构与性质】
（1）按已知的原子结构规律，27号元素在周期表中的位置是                  ，其价电子的轨道排布图为                      。
（2）若en代表乙二胺（  ）,则配合物[Pt（en）₂]Cl₄中心离子的配位原子数为             。
（3）BeCl₂是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。它们的结构简式如下，指出Be的杂化轨道类型。
①                 ②                  
③                  
（4）磷化硼（BP）是一种有价值的耐磨硬涂层材料，这种陶瓷材料可作为金属表面的保护薄膜。它是通过在高温氢气氛围下（＞750℃）三溴化硼和三溴化磷反应制得。BP晶胞如图所示。

①画出三溴化硼和三溴化磷的空间结构式。
三溴化硼
三溴化磷
②在BP晶胞中B的堆积方式为                    。
③计算当晶胞晶格参数为478pm（即图中立方体的每条边长为478pm）时磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离             。

卤族元素的单质和化合物很多，请用物质结构与性质的相关知识回答：
（1）在一定浓度的氢氟酸溶液中，存在（HF）_n缔合分子，使HF分子缔合的作用力是___。
（2）ClO₄^－中心氯原子的杂化方式为_____，离子的立体构型为__________。
（3）已知碘酸（HIO₃）和高碘酸（H₅IO₆）的分子结构分别如图I、II所示：请比较酸性强弱：HIO₃_____H₅IO₆（填“＞”、“＜”或“＝”）。H₅IO₆分子中σ键与π键的个数比为          。

（4）下图为碘晶体晶胞结构。有关说法中正确的是___。

A．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子

B．碘晶体中分子的配位数为12，具有分子密堆积特征

C．碘晶体中存在的相互作用有非极性键和范德华力

D．碘晶体中碘分子有3种排列方向

（5）观察CaF₂晶胞结构，判断F^－占据Ca²⁺ 形成的    面体空隙中，Ca²⁺ 占据F^－形成的     面体空隙中。若相邻两个Ca²⁺ 的核间距为a cm，晶胞密度为ρ g/cm³，N_A为阿伏加德罗常数，则CaF₂的摩尔质量可以表示为________g/mol。

【化学——选修3 物质结构与性质】选考下图为元素周期表的一部分，字母下方数值为该元素电负性，根据信息回答下列问题（用相应元素符号进行答题）：

（1）b、h两元素可形成化合物bh₂，写出其电子式：        。
（2）e、g两元素可形成两种化合物eg₃、e₂g₆，eg₃的分子构型为       ，eg₃、e₂g₆中心原子e的杂化方式分别为       、       。
（3）d元素形成的单质可与g的氢化物浓溶液在加热条件下反应生成一种以二价d离子为内界中心原子（配位数为4）的配位化合物与一种可燃性气体，写出反应的化学方程式：               。
（4）f、g、h、i四种元素对应单质分子的键能如下表：

共价键	f—f	g—g	h—h	i—i
键能（kJ/mol）	157	242.7	193.7	152.7

试从原子半径角度阐述f—f键键能反常的原因：              。
（5）c元素的元素符号是       ，价电子排布式为       ，下图是
一种受到较多关注的c元素单质与金属镧（La）形成的储氢材料的结构示意图，请在图中勾画出该晶体的一个晶胞。计算出该合金的化学式为：                           。

【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）。