高中化学性质实验方案的设计填空题

已知A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，A的周期数等于其主族序数，B原子的价电子排布为nsⁿnpⁿ，D是地壳中含量最多的元素。E是第四周期的p区元素且最外层只有2对成对电子，F元素的基态原子第四能层只有一个电子，其它能层均已充满电子。
（1）基态E原子的价电子排布图                      。
（2）B、C、D三元素第一电离能由大到小的顺序为            (用元素符号表示).
（3）BD中心原子杂化轨道的类型为           杂化；CA₄⁺的空间构型为        (用文字描述)。
（4）1mol B^一中含有键的数目为                   N_A。
（5）D、E元素最简单氢化物的稳定性        >        (填化学式)，理由是             .
（6）C、F两元素形成的某化合物的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式是          ，C原子的配位数是       。若相邻C原子和F原子间的距离为a cm，阿伏伽德罗常数为N_A，则该晶体的密度为       g／cm³(用含a、N_A的符号表示)。

已知A、B、C、D、E、F、G都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，其中A、B、C、D、E为不同主族的元素。A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍，B的电负性大于C，透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色，F的基态原子中有4个未成对电子，G的+1价阳离子正好充满K、L、M三个电子层。回答下列问题：
（1）A、B、C、D、E、F、G几种元素中第一电离能最小的是___________(填元素符号)，D元素的原子核外有     种不同运动状态的电子；有      种不同能级的电子。基态的F³⁺核外电子排布式是        。
（2）B的气态氢化物在水中的溶解度远大于A、C的气态氢化物，原因是                   。
（3）化合物AC₂的电子式是            。
（4）FD₃与ECAB溶液混合，得到含多种配合物的血红色溶液，其中配位数为5的配合物的化学式是                            。
（5）化合物EF[F(AB)₆]是一种蓝色晶体，下图表示其晶胞的1/8（E^＋未画出）。该蓝色晶体的一个晶胞中E^＋的个数为           。

（6）G的二价阳离子能与乙二胺（H₂N—CH₂一CH₂一NH₂）形成配离子：该配离子中含有的化学键类型有                     。（填字母）
a．配位键        b．极性键        c．离子键       d．非极性键

阴离子CAB^－中的A原子与乙二胺（H₂N—CH₂一CH₂一NH₂）中C原子的杂化方式分别为       和       。

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σ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在H₂O中，则氧化石墨烯中可与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，晶胞如图丙所示，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           。

当今世界，能源的发展日益成为全世界、全人类共同关心的问题。
（1）A和B的单质单位质量的燃烧热大，可用作燃料。已知A和B为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：

电离能(kJ/mol)	I1	I2	I3	I4
A	899	1 757	14 840	21 000
B	738	1 451	7 733	10 540

①请根据上述信息，写出A的核外电子排布式：__________________。
②某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图1所示，该同学所画的电子排布图违背了________。

（2）氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C₆₀可用作储氢材料。
①已知金刚石中碳碳键的键长为154.45 pm，C₆₀中碳碳键的键长为145 pm和140 pm，有同学据此认为C₆₀的熔点高于金刚石，你认为是否正确并阐述理由，      理由：_____________________。
②科学家把C₆₀和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图2所示，该物质在低温时是一种超导体。该物质中K原子和C₆₀分子的个数比为____________。
③继C₆₀后，科学家又合成Si₆₀、N₆₀，请比较C、Si、N原子电负性由大到小的顺序          。Si₆₀分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则一个Si₆₀分子中所含π键的数目为__________。

选考[化学---选修3：物质结构与性质] (15分)
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）铟与镓同是IIIA族元素，写出铟基态原子的电子排布式：      。
（2）硒为第四周期VIA族元素，与其相邻的元素有砷（33号）、溴（35号），则三种元素的电负性由小到大的顺序为      。（用元素符号表示）
（3）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）硼元素具有缺电子性，其化合物往往具有加合性，如硼酸（H₃BO₃）在水溶液中能与水反应生成[B(OH)₄]^－，其中B原子的杂化类型为      。
（6）金属铜投入氨水中或投入H₂O₂溶液中均无明显现象，但投入氨水—过氧化氢混合液中，则铜片溶解，溶液呈深蓝色，写出该反应的离子方程式：      。
（7）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      ；若该晶体的晶胞参数为a pm，则该合金密度为      g/cm³。（列出计算式，不要求计算结果，阿伏伽德罗数的值为N_A）

已知：A、B、C、D、E、F、G七种元素的核电荷数依次增大，属于元素周期表中前四周期的元素。其中A原子在基态时p轨道半充满且电负性是同族元素中最大的；D、E原子核外的M层中均有两个未成对电子；G原子核外价电子数与B相同，其余各层均充满。B、E两元素组成化合物B₂E的晶体为离子晶体。C、F的原子均有三个能层，C原子的第一至第四电离能(KJ·mol^－1)分别为578、1817、2745、11575；C与F能形成原子数目比为1∶3、熔点为190 ℃的化合物Q。
(1)B的单质晶体为体心立方堆积模型，其配位数为____________；E元素的最高价氧化物分子的立体构型是________________。F元素原子的核外电子排布式是_______________，G的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子的化学式为________________。
(2)试比较B、D分别与F形成的化合物的熔点高低并说明理由________________。
(3)A、G形成某种化合物的晶胞结构如图所示。若阿伏加德罗常数为N_A，该化合物晶体的密度为a g·cm^－3，其晶胞的边长为________ cm。

(4)在1.01×10⁵ Pa、T₁℃时，气体摩尔体积为53.4 L·mol^－1，实验测得Q的气态密度为5.00 g·L^－1，则此时Q的组成为________________。

（选考）A.［物质结构与性质］
2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。共同工作多年的二人因“突破性地”用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而获奖。制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。石墨烯的球棍模型示意图如下：

（1）下列有关石墨烯说法正确的是          ；
A．石墨烯的结构与金刚石相似
B．石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面
C．12g石墨烯含键数为N_A
D．从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力
（2）化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一，催化剂为金、铜、钴等金属或合金，含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。
①钴原子在基态时，核外电子排布式为           __________；
②乙醇沸点比氯乙烷高，主要原因是______________________          ；
③金与铜可形成的金属互化物合金（如图），它的化学式可表示为          ；
④下列分子属于非极性分子的是          ；
a．甲烷        b．乙炔        c．苯        d．乙醇
⑤酞菁与酞菁铜染料分子结构如图，酞菁分子中氮原子采用的杂化方式是          ；酞菁铜分子中心原子的配位数为          。

已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大。其中A、C原子的L层有2个未成对电子。D与E同主族，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。F³⁺离子M层3d轨道电子为半满状态。请根据以上情况，回答下列问题：（答题时，用所对应的元素符号表示）
（1）F元素的电子排布式为                ，A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为                       。
（2）A的氢化物的分子空间构型是                  ，其中心原子采取              杂化，
属于                （填“极性分子”和“非极性分子”）。
（3）F和M（质子数为25）两元素的部分电离能数据列于下表：

元   素	M	F
电离能 （kJ·mol^－1）	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

比较两元素的I₂、I₃可知，气态M^2＋再失去一个电子比气态F^2＋再失去一个电子难。对此，你的解释                               ；
（4）晶体熔点：DC      EC（填“<、=、>”），原因是                                           。
（5）H₂S和C元素的氢化物(分子式为H₂C₂)的主要物理性质比较如下：

	熔点／K	沸点／K	标准状况时在水中的溶解度
H2S	187	202	2.6
H2C2	272	423	以任意比互溶

H₂S和H₂C₂的相对分子质量基本相同，造成上述物理性质差异的主要原因              。

A、B、C、D、E、F、G七种前四周期元素且原子序数依次增大，A的最高正价和最低负价的绝对值相等，B的基态原子有3个不同的能级且各能级中电子数相等，D的基态原子与B的基态原子的未成对电子数目相同，E的基态原子s能级的电子总数与p能级的电子数相等，F的基态原子的3d轨道电子数是4s电子数的4倍，G²⁺的3d轨道有9个电子，请回答下列问题：
（1）F的基态原子电子排布式为    。
（2）B、C、D的原子的第一电离能由小到大的顺序为    （用元素符号回答）
（3）下列关于B₂A₂分子和A₂D₂分子的说法正确的是    。
a．分子中都含有σ键和π键
b．B₂A₂分子的沸点明显低于A₂D₂分子
c．都是含极性键和非极性键的非极性分子
d．互为等电子体，分子的空间构型都为直线形
e．中心原子都是sp杂化
（4）由B、E、F三种元素形成的一种具有超导性的晶体，晶胞如图所示．B位于E和F原子紧密堆积所形成的空隙当中。与一个F原子距离最近的F原子的数目为    ，该晶体的化学式为    。

（5）向GSO₄(aq)中逐滴加入过量氨水，会发生先产生蓝色沉淀后沉淀消失，写出沉淀消失的离子反应方程式：    。
（6）某电池放电时的总反应为：Fe＋F₂O₃＋3H₂O = Fe(OH)₂＋2F(OH)₂（注：F₂O₃和F(OH)₂为上面F元素对应的化合物），写出该电池放电时正极反应式    。

【化学——选修3：物质结构与性质】人民网2012年11月8日西宁电，青海盐湖海纳化工有限公司15万吨电石项目投产。以电石(CaC₂ )为原料可生产许多重要的有机物质，电石可由CaO制得(同时还得到一种可燃性气体物质)，有关转化关系如下图所示

（1）写出制备电石及由电石生成乙炔的化学方程式为__________________、__________________。
（2）基态Ca^2＋的电子排布式为______________，上面转化关系图中涉及到的元素中，电负性最大的元素是______________，第一电离能最小的元素是________________。
（3）CH三CH、乙烷分子中的碳原子杂化类型分别为__________、______，甲烷的空间构型是________，该空间构型中，键角____(填>、<、＝)109°28′。
（4）与CH₂＝CH₂相比，CH₂＝CHCl属于易液化的气体，原因是___________________。
（5）假设下图是电石的晶胞，则一个晶胞中含有_____个钙离子，研究表明，哑玲形C的存在，使晶胞沿一个方向拉长，则该晶胞中一个Ca^2＋周围距离相等且最近的C有________个。

【化学——选修3：物质结构与性质】
Q、R、X、Y、Z为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。已知：
①Q为元素周期表中原子半径最小的元素；
②R的基态原子中电子占据三种能量不同的能级，且每种能级中的电子总数相同；
③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；
④Q、R、Y三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，Q、R两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N的质荷比最大值为78；
⑤Z有“生物金属”之称，Z⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同。
请回答下列问题（答题时，Q、R、X、Y、Z用所对应的元素符号表示）
（1）化合物M的空间构型为        ，其中心原子采取   杂化；化合物N在固态时的晶体类型为           。
（2）R、X、Y三种元素的第一电离能由小到大的顺序为                。
（3）由上述一种或多种元素组成的与RY₂互为等电子体的分子为         （写分子式）。
（4）Z原子基态时的外围电子排布式为     ；Z的一种含氧酸钡盐的晶胞结构如图所示，晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子数为   。

（5）由R、X、Y三种元素组成的RXY^-离子在酸性条件下可与NaClO溶液反应，生成X₂、RY₂等物质。该反应的离子方程式为    。

硼元素在化学中有很重要的地位，硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料、富燃料材料、复合材料等高新材料领域。
（1）三氟化硼在常温常压下为具有刺鼻恶臭和强刺激性的无色有毒腐蚀性气体，其分子的立体构型为                   ，B原子的杂化类型为                        。
（2）磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。下图是磷化硼晶体的晶胞示意 图，则磷化硼的化学式为                         ，该晶体的晶体类型是                       。

（3）硼酸(H₃B0₃)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H₃B0₃分子间通过氢键相连(如图)。

①硼酸分子中B最外层有         个电子，1 molH₃B0₃的晶体中有      mol氢键。
②硼酸溶于水生成弱电解质一水合硼酸B(OH)₃·H₂ O，它电离生成少量[B(OH)₄]^一和H⁺，则硼酸为  元酸，[B(OH)₄]^一含有的化学键类型为           。
（4）H₃P0₄的K₁、K₂、K₃分别为7.6×10^-3、6.3×10^-8、4.4×10^-13，硝酸完全电离，而亚硝酸K=5.1×10^-4， 请根据结构与性质的关系解释：
①H₃PO₄的K₁远大于K₂的原因                               ；
②硝酸比亚硝酸酸性强的原因                                              。
（5）NiO晶体结构与NaCl晶体类似，其晶胞的棱长为a cm，则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离为          (用含有a的代数式表示)。在一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”(如图)

可以认为氧离子作密致单层排列，镍离子填充其中，列式并计算每平方米面积上分散的该晶体的质量为
         g(氧离子的半径为1.40×10^-10m， 1.732)。

Cu₃N具有良好的电学和光学性能，在电子工业领域、航空航天领域、国防领域、通讯领域以及光学工业等领域中，发挥着广泛的、不可替代的巨大作用。
（1）N位于周期表中第     周期     族，与N^3-含有相同电子数的三原子分子的空间构型是                    。
（2）C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为
（3）Cu⁺电子排布式为           ，其在酸性溶液中不稳定，可发生歧化反应生成Cu²⁺和Cu，但CuO在高温下会分解成Cu₂0，试从结构角度解释高温下CuO何会生成Cu₂O：                           。
（4）在Cu的催化作用下，乙醇可被空气氧化为乙醛，乙醛分子中碳原子的杂化方式是                         ，乙醛分子中H—C—O的键角    (填“大于”“等于”或“小于”)乙醇分子中的H—C一0的键角。
（5）[Cu(H₂0)₄]²⁺为平面正方形结构，其中的两个H₂0被Cl^-取代有两种不同的结构，试画出[Cu(H₂0)₂(C1)₂]具有极性的分子的结构式：                                     。
（6）Cu₃N的晶胞结构如图，N^3-的配位数为    ，Cu⁺半径为a pm，N^3- 半径为b pm，Cu₃N的密度为    g·cm^-3。(阿伏加德罗常数用N_A表示)

【化学——物质结构与性质】
氢能是一种洁净的可再生能源，制备和储存氢气是氢能开发的两个关键环节。
Ⅰ．氢气的制取
（1）水是制取氢气的常见原料，下列说法正确的是    （填序号）。
A．H₃O^＋的空间构型为三角锥形
B．水的沸点比硫化氢高
C．冰晶体中，1 mol水分子可形成4 mol氢键
（2）科研人员研究出以钛酸锶为电极的光化学电池，用紫外线照射钛酸锶电极，使水分解产生氢气。已知钛酸锶晶胞结构如图，则其化学式为             。

Ⅱ．氢气的存储
（3）Ti(BH₄)₂是一种储氢材料。
①Ti原子在基态时的核外电子排布式是                  。
②Ti(BH₄)₂可由TiCl₄和LiBH₄反应制得，TiCl₄熔点－25.0℃，沸点136.94℃，常温下是无色液体，则TiCl₄晶体类型为        。
（4）最近尼赫鲁先进科学研究中心借助ADF软件对一种新型环烯类储氢材料（C₁₆S₈）进行研究，从理论角度证明这种分子中的原子都处于同一平面上（结构如图所示），每个平面上下两侧最多可储存10个H₂分子。

①元素电负性大小关系是：C    S（填“＞”、“＝”或“＜”）。
②分子中C原子的杂化轨道类型为         。
③有关键长数据如下：

	C—S	C＝S	C16S8中碳硫键
键长/pm	181	155	176

从表中数据可以看出，C₁₆S₈中碳硫键键长介于C—S与C＝S之间，原因可能是：                 。
④C₁₆S₈与H₂微粒间的作用力是              。

(12分)〔物质结构与性质〕
我国部分城市灰霾天占全年一半，引起灰霾的PM2.5微细粒子包含（NH₄）₂SO₄、NH₄NO₃,有机颗粒物及扬尘等。通过测定灰霾中锌等重金属的含量，可知目前造成我国灰霾天气主要是交通污染。
（1）Zn²⁺在基态时核外电子排布式为     
（2）SO₄^2-的空间构型是     (用文字描述)。
（3）PM2.5富含大量的有毒、有害物质，易引发二次光化学烟雾污染，光化学烟雾中含有NO_X、O₃,CH₂=CH-CHO,HCOOH,CH₃COOONO₂(PAN)等二次污染物。
①下列说法正确的是     (不定项选择)。
a.N₂O结构式可表示为N=N=O
b.O₃分子呈直线形
c.CH₂=CH-CHO分子中碳原子均采用sp²杂化
d.相同压强下，HCOOH沸点比CH₃OCH₃高，说明前者是极性分子，后者是非极性分子
②1mo1PAN中含σ键数目为     。
③NO能被FeSO₄溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H₂O)₅]S0₄,该配合物中心离子的配位数为    (填数字).
（4）测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β一射线吸收法，β一射线放射源可用⁸⁵Kr，已知Kr晶体的晶胞结构如图所示，设晶体中与每个Kr原子相紧邻的Kr原子有m个，晶胞中含Kr原子为n个，则m/n=     (填数字)。