高中化学性质实验方案的设计填空题

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](15分)
Ⅰ．德国和美国科学家首先制出由20个碳原子组成的空心笼状分子C₂₀，该笼状结构是由许多正五边形构成如图｡

①C₂₀分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；
②多面体的顶点数､面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2，
请回答：C₂₀分子共有         个正五边形，共有         条棱边｡
Ⅱ．A､B､C是短周期非金属元素，核电荷数依次增大｡A原子外围电子排布为ns²np²，C是地壳中含量最多的元素｡D元素的核电荷数为29｡请用对应的元素符号或化学式填空：
（1）A､B､C的第一电离能由小到大的顺序为       ｡
（2）分子(AB)₂中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，每个原子最外层电子数均满足八电子，其结构式为       ，1mol该分子中含有π键的数目为          ｡该分子中碳原子的杂化轨道类型是       ，该分子属于          分子(填“极性”或“非极性”)｡
（3）基态D原子的电子排布式为           ｡

【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。

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。

过渡金属元素铁能形成多种配合物，如：Fe（CO）_x等。
1．①基态Fe³⁺的M层电子排布式为                          ．
②尿素（H₂NCONH₂）分子中C、N原子的杂化方式分别是             、               ；
③配合物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）．
2．O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为              ．已知该晶胞的密度为ρ g/cm³，阿伏加德罗常数为N_A，求晶胞边长a=            cm．（用含ρ、N_A的计算式表示）

3．下列说法正确的是
A． 第一电离能大小：S＞P＞Si
B． 电负性顺序：C＜N＜O＜F
C． 因为晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔点低
D． SO₂与CO₂的化学性质类似，分子结构也都呈直线型，相同条件下SO₂的溶解度更大
E． 分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高

(10分)HN₃称为叠氮酸，常温下为无色有刺激性气味的液体。N₃^－也被称为类卤离子。用酸与叠氮化钠反应可制得叠氮酸。而叠氮化钠可从下列反应制得：NaNH₂+N₂O=NaN₃+H₂O。HN₃、浓盐酸混合液可溶解铜、铂、金等不活泼金属，如溶解铜生成CuCl₂^－。铜和铂的化合物在超导和医药上有重要应用，Cu的化合物A（晶胞如图，图中小黑球代表氧原子，其余大黑球为Y 、Cu 、Ba原子）即为超导氧化物之一，而化学式为Pt(NH₃)₂Cl₂的化合物有两种异构体，其中异构体B可溶水，可用于治疗癌症。试回答下列问题：

（1）基态氮原子核外电子排布的轨道表示式为                  。
（2）元素N、P、S的第一电离能（I₁）由大到小的顺序为           。
（3）HN₃属于        晶体，与N₃^－互为等电子体的分子的化学式          （写1种）NH₂^－的电子式为         ，其中心原子的杂化类型是                。
（4）CuCl₂^－中的键型为          ，1mol超导氧化物A晶胞中实际占有的氧原子的物质的量为   。
（5）治癌药物B的结构简式为                       。

【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    。

【选做题】本题包括A、B两小题，请选定其中一小题，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]
高氯酸三碳酰肼合镍{[Ni(CHZ)₃](ClO₄)₂ }是一种新型的起爆药。
（1）Ni²⁺基态核外电子排布式为   。
（2）ClO₄^－的空间构型是   ；与ClO₄^－互为等电子体的一种分子为   （填化学式）。
（3）化学式中CHZ为碳酰肼，组成为CO(N₂H₃)₂，碳酰肼中碳原子的杂化轨道类型为        ；1molCO(N₂H₃)₂分子中含有σ键数目为   。
（4）高氯酸三碳酰肼合镍可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成。NiO的晶胞结构如图所示，晶胞中含有的Ni²⁺数目为a，Ni²⁺的配位数为b，NiO晶体中每个镍离子距离最近的镍离子数目为c，则a∶b∶c＝           。

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)。

(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。

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)。

第四周期过渡元素Fe、Ti可与C、H、N、O形成多种化合物。
（1）①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为____________。
②下列叙述不正确的是________。（填字母）
A．因为HCHO与水分子间能形成氢键，所以CH₂O易溶于水
B．HCHO和CO₂分子中的中心原子均采用sp²杂化
C．C₆H₆分子中含有6个σ键和1个大π键，C₂H₂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
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________。
（2）Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物。
①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是________________________________________________________________________。
②六氰合亚铁离子[Fe（CN）₆]^{4 －}中不存在________。
A．共价键　B．非极性键　C．配位键　
D．σ键　E．π键
写出一种与 CN^－互为等电子体的单质的分子式________。
（3）根据元素原子的外围电子排布特征，可将周期表分成五个区域，其中Ti属于________区。
（4）一种Al—Fe合金的立体晶胞如图所示。请据此回答下列问题：

①确定该合金的化学式____________。
②若晶体的密度为ρ g/cm³，则此合金中最近的两个Fe原子之间的距离（用含ρ的代数式表示，不必化简）为__________cm。

[化学——选修3： 物质结构与性质]Sn是人类最早使用的元素之一，能形成SnCl₂，SnCl₄两种氯化物，SnCl₂常温下为白色晶体，具有一维链状的聚合结构，气态时以单分子形式存在，而SnCl₄常温下为无色液体。白锡和灰锡是Sn的两种同素异形体，白锡的晶体结构中Sn原子的配位数为4和6，灰锡的晶体结构与金刚石的晶体结构相似。白锡的密度大于灰锡的密度。
（1）Sn元素价层电子排布式为           。
（2）SnCl₂的一维链状聚合结构如图所示，在分子结构中标出所含有的配位键。其固体分子及气体分子中Sn的杂化方式为      。

（3）SnCl₄分子的空间构型为               ，SnCl₄与CCl₄中
沸点较高的是             。
（4）锡的某种氧化物的晶胞如图，其化学式为              。

（5）解释白锡分子的密度大于灰锡的密度的原因：               。
（6）若灰锡的晶胞边长为a pm，计算灰锡的密度为                 。