高中化学性质实验方案的设计填空题

(12分)【选做题】本题包括A、B两小题，请选定一中一小题，并在相应的答题区域内作答。若多做，则按A小题评分。
A．[物质结构与性质]下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：
2Cr₂O₇^2－＋3CH₃CH₂OH＋16H^＋＋13H₂O→4[Cr(H₂O)₆]^3＋＋3CH₃COOH
（1）Cr^3＋基态核外电子排布式为_________；配合物[Cr(H₂O)₆]^3＋中，与Cr^3＋形成配位键的原子是________(填元素符号)。
（2）CH₃COOH中C原子轨道杂化类型为______________；1molCH₃COOH分子中含有δ键的数目为______。
（3）与H₂O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)；H₂O与CH₃CH₃OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为___________。

A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A^2-和B⁺具有相同的电子构型；C、 D为同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：
（1)四种元素中电负性最大的是       (填元素符号），其中C原子的核外电子排布布式为            。
（2）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是        (填分子式)，原因是                 ；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为               和                   。
（3）C和D反应可生成组成比为1：3的化合物E， E的立体构型为       ，中心原子的杂化轨道类型为        。
（4）化合物D₂A的立体构型为             ，中心原子的价层电子对数为       ，单质D与湿润的Na₂CO₃反应可制备D₂A，其化学方程式为          。
（5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数，a＝0.566nm，F 的化学式为   ：晶胞中A 原子的配位数为      ；列式计算晶体F的密度(g.cm^-3)                 。
 

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。其材料除单晶硅，还有铜铟镓硒等化合物。

（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)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是：_________________________________。
（5）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性，其化合物往往具有加合性，因而硼酸（H₃BO₃）在水溶液中能与水反应生成[B(OH)₄]^－而体现一元弱酸的性质，则[B(OH)₄]^－中B的原子杂化类型为                ；
（6）金属Cu单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，反应的离子方程式为                                    ；
（7）一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构。在晶胞中，Au原子位于顶点，Cu原子位于面心，则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为_____________，若该晶胞的边长为a pm，则合金的密度为___________ g·cm^-3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为N_A）。

[化学—选修3：物质结构与性质]早期发现的一种天然准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe元素组成。回答下列问题：
（1）准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过       方法区分晶体、准晶体和非晶体。
（2）基态铁原子有      个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为:          ,可用硫氰化钾检验三价铁离子，形成配合物的颜色为             。
（3）新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸，而自身还原成氧化亚铜，乙醛中碳原子的杂化轨道类型为       ,一摩尔乙醛分子中含有的σ键的数目为               。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是：                。氧化亚铜为半导体材料，在其立方晶胞内部有四个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有              个铜原子。
（4）铝单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405nm（晶胞参数就是晶胞立方体的边长），晶胞中铝原子的配位数为           。列式表示铝单质的密度           g·cm^－3（不必计算出结果）

选做【化学——物质结构与性质】化学中的某些元素是与生命活动密不可分的元素，请回答下列问题。
（1）NH₄NO₃是一种重要的化学肥料，其中N原子的杂化方式是     。
（2）维生素C是一种水溶性维生素，水果和蔬菜中含量丰富，该物质结构简式如图所示。以下关于维生素C的说法正确的是          。

a．分子中既含有极性键又含有非极性键
b．1 mol 分子中含有4 mol π键
c．该物质的熔点可能高于NaCl
d．分子中所含元素电负性由大到小的顺序为O＞C＞H
（3）维生素C晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有         。
（4）KSCN溶液可用于Fe^3＋的检验，原因是铁离子外围有较多能量相近的空轨道，因此能与一些分子或离子形成配合物。Fe^3＋的价电子排布为                       ，与之形成配合物的分子或离子中的配位原子应具备的结构特征是              。
（5）1183K以下纯铁晶体的晶胞如图1所示，1183K以上则转变为图2所示晶胞，则图1和图2中，铁原子的配位数之比为         。

选做(12分)【化学——物质结构与性质】X、Y、Z为前四周期元素，且原子序数依次增大。X与氢元素可形成：H₂X、H₂X₂两种化合物，且在常温下均为液态；Y基态原子的M层电子数是K层的3倍；Z²⁺的3d轨道中有10个电子。请回答下列问题：
（1）X所在周期中第一电离能最大的主族元素是_______(填元素符号)；H₂X₂分子中X原子的杂化方式是_______。
（2）Y与X可形成YX₄^2-。
①YX₄^2-的立体构型是_____________。
②写出一种与YX₄^2-互为等电子体分子的化学式__________。
（3）Z的氯化物与氨水反应可形成配合物[Z(NH₃)₄]Cl₂，1 mol该配合物中含有σ键的数目为_________。
（4）Y与Z形成化合物晶体的晶胞如图所示。已知该晶体的密度为a g·cm^-3，则该晶胞的体积为___________cm³(N_A表示阿伏加德罗常数的值)。

【化学—物质结构与性质】前36号元素A、B、C、D的核电荷数依次增大。第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍，B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，C最外层电子数是电子层数的三倍。D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均全充满。请回答下列问题：
（1）A、B、C第一电离能由小到大的顺序为______；基态D原子的价电子排布式为______。
（2）BC₃^-的空间构型为_______。
（3）1 molAB^-中含有的键数目为________个。
（4）已知镧镍合金LaNi_n晶胞（结构如图）体积为9．0×10^-23cm²，，储氢后形成LaNi_nH_3．5合金（晶胞体积不变，则n=________；氢在合金中的密度为________g/cm²（保留小数点后三位数字）。

氮元素可形成卤化物、叠氮化物及络合物等。
（1）在铜催化作用下F₂和过量NH₃反应得到NF₃，其分子立体构型为_____________；NF₃是_________键结合形成的___________分子(填极性或非极性)。固态NF₃晶体熔点比冰______________(填高或低)。
（2）氢叠氮酸(HN₃)是一种弱酸，它的酸性类似于醋酸，微弱电离出H^＋和N₃^－。
①与N₃^－互为等电子体的分子有：        (举2例)，由此可推知N₃^－的立体构型是     型。
②叠氮化物、氰化物能与Fe^3＋及Cu^2＋及Co^3＋等形成络合物，如：[Co(N₃)(NH₃)₅]SO₄、Fe(CN)₆^4－。写出钴原子在基态时的电子排布式：         ；[Co(N₃)(NH₃)₅]SO₄中钴的配位数为       ；配位原子结构特征是________；CN^-的电子式是          。
（3）由叠氮化钠(NaN₃)热分解可得纯N₂：2NaN₃(s)＝2Na(l)+3N₂(g)，有关说法正确的是    (选填序号)

A．NaN3与KN3结构类似，前者晶格能较小

B．第一电离能（I1）：N＞P＞S

C．钠晶胞结构如上图，该晶胞分摊2个钠原子

D．氮气常温下很稳定，是因为氮的电负性大

（4）化学式为Pt(NH₃)₂Cl₂的化合物有两种异构体，其中一种异构体可溶于水，该种异构体的结构可用示意图表示为           。
（5）三氯化铁常温下为固体，熔点282 ℃，沸点315 ℃，在300 ℃以上易升华。易溶于水，也易溶于醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体类型为____________；
（6）金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为________。

[化学——选修3物质结构与性质]氮的化合物在无机化工领域有着重要的地位。请回答下列问题：
（1）基态氮原子的价电子排布图为______。氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成：已知其阴离子构型为平面正三角形，则其阳离子的构型为       形，阳离子中氮的杂化轨道类型为      。
（2）某氮铝化合物X具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，广泛用于陶瓷工业等领域。工业上用氮气与氧化铝和碳在一定条件下反应生成X和CO，X的晶体结构如图所示，工业制备X的化学方程式为_______。

（3）X晶体中包含的化学键类型为______。（填字母标号）

A．离子键

B．共价键

C．配位键

D．金属键

（4）已知氮化硼与X晶体类型相同，且氮化硼的熔点比X高，可能的原因是______
（5）若X的密度为pg/cm³,则晶体中最近的两个N原子的距离为______cm（阿伏加德罗常数用N_A表示，不必化简）。

MnO₂是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一，在活性材料MnO₂中加入CoTiO₃纳米粉体，可以提高其利用率，优化碱锰电池的性能。
（1）写出基态Mn原子的核外电子排布式______________________。
（2）CoTiO₃晶体结构模型如图。在CoTiO₃晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为________个、________个。
    
（3）二氧化钛(TiO₂)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂，常用于污水处理。O₂在其催化作用下，可将CN^－氧化成CNO^－，进而得到N₂。与CNO^－互为等电子体的分子、离子化学式分别为________、________(各写一种)。
（4）三聚氰胺是一种含氮化合物，其结构简式如图。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σ键的数目为________。三聚氰胺的相对分子质量与硝基苯的相近，但三聚氰胺的熔点比硝基苯的高，其原因是__________________。

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)。

1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg，以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。

（1）科学家通过X射线探明，NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似，其中三种晶体的晶格能数据如下表：

晶体	NaCl	KCl	CaO
晶格能／(kJ·mol^－1)	786	715	3401

四种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是                 ，Na、Mg、Al第一电离能I₁从小到大的排列顺序是                  。
（2）科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可简单表示如下，其中配位键和氢键均采用虚线表示。

①实验证明，用蒸汽密度法测得的H₂O的相对分子质量比用化学式计算出来的相对分子质量要大，其原因是                                 。
②SO₄^2-中S原子的杂化类型是             ，与其互为等电子体的分子有             （任写一种）
③Cu²⁺还能与NH₃、Cl^－等形成配位数为4的配合物，［Cu(NH₃)₄］²⁺中存在的化学键类型有          （填序号）。
A．配位键    B．离子键    C．极性共价键   D．非极性共价键
④写出基态Cu原子的外围电子排布式                             ；
金属铜采用面心立方堆积方式，已知Cu原子的半径为r pm，相对原子质量为M，N_A表示阿伏加德罗常数，则金属铜的密度是             g/cm³（列出计算式）。

原子序数依次增大的五种元素A、B、C、D、E位于周期表的前四周期。A基态原子的2p轨道上有2个未成对电子；C的最外层电子数是次外层电子数的3倍，C与D同主族相邻；E位于周期表的ds区，最外层只有一对成对电子。请回答下列问题：
（1）A、B、C三种元素第一电离能最大的是（填元素符号）______，基态E原子的电子排布式为______。
（2）C、D的简单氢化物中沸点较高的是__________（填分子式），原因是____________。
（3）A元素可形成多种单质，其中分子晶体的分子式为______________，原子晶体的名称是          ；A的一种单质为层状结构的晶体（如图），其原子的杂化轨道类型为______________。

（4）①化合物DC₂的立体构型为______________，中心原子的价层电子对数为              。
②用KMn0₄酸性溶液吸收DC₂气体时，MnO₄^-被还原为Mn²⁺，该反应的离子方程式为______________。
（5）D与E能形成化合物X，X的一种晶体晶胞结构如图所示，X的化学式为               ，E的配位数为________________；若晶胞边长为a，则晶体E的密度计算式为ρ=                  。

有A、D、E、G、M、L六种前四周期的元素。A是宇宙中最丰富的元素。D原子核外有1个未成对电子，D⁺比E原子少一个电子层，E原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道呈全充满状态。G原子的2p轨道有2个未成对电子，M的最高化合价和最低化合价的代数和为4，与G的原子序数相差8。L位于周期表第12纵行且是六种元素中原子序数最大的。R是由M、L形成的化合物，其晶胞结构如图所示。请回答下列问题：

（1）E元素的电负性________M元素的电负性（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）G的第一电离能比它同周期前一族相邻元素的第一电离能________（填“大”或“小”）。
（3）E－的最外层共有______种不同运动状态的电子，最外层电子分属______个能级。M₂E₂广泛用于橡胶工业，在该化合物分子中，所有原子最外层均满足8电子稳定结构。则在M₂E₂分子中M原子的杂化类型是__________，M₂E₂是_________分子（填“极性”或“非极性”）。
（4）M和G形成的一种化合物分子式为MG₂，该分子的VSEPR模型为__________，分子的空间构形为___________。
（5）L的价电子排布式为_________，该元素位于周期表中_____族。
（6）R的化学式为________（用元素符号表示），属于_______晶体。已知R晶体的密度为ρ g•cm^－3，则该晶胞的边长a="_____________" cm，（阿伏加德罗常数用N_A表示）。

有A、B、C、D、E五种原子序数均小于30且依次增大的元素。A的基态原子2p能级有3个单电子；C的基态原子2p能级有1个单电子；E原子最外层有1个单电子，其次外层有3个能级且均排满电子；D与E同周期，价电子数为2。则：
（1）C、D形成的化合物化学式为______，A的单质分子中π键的个数为________。
（2）B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的，原因是_____________。
（3）A、B、C三种元素的第一电离能由大到小的顺序为______（用元素符号表示)。
（4）向E单质与适量浓硫酸反应后的溶液中逐滴加入A的最简单气态氢化物的水溶液，看到的现象是____________。
（5）A的最简单氢化物分子易与H^＋结合生成空间正四面体形的阳离子，而A与C形成的分子却难与H^＋结合，原因是_____________。

（6）C和D形成的化合物的晶胞结构如上图所示，已知晶体的密度为ρ g·cm^－3，阿伏加德罗常数为N_A，则晶胞边长a＝________cm（用ρ、N_A的计算式表示) 。