高中化学性质实验方案的设计填空题

【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 __________。

[选修3—物质结构与性质]
19—Ⅰ下列物质的结构或性质与氢键无关的是      。

A．乙醚的沸点	B．乙醇在水中的溶解度
C．氢化镁的晶格能	D．DNA的双螺旋结构

19—Ⅱ钒（₂₃V）是我国的丰产元素，广泛用于催化及钢铁工业。
回答下列问题：
（1）钒在元素周期表中的位置为          ，其价层电子排布图为               。
（2） 钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为     、       。
（3）V₂O₅常用作SO₂转化为SO₃的催化剂。SO₂分子中S原子价层电子对数是       对，分子的立体构型为        ；SO₃气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为        ；SO₃的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为       ；该结构中S—O键长由两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较短的键为       (填图2中字母），该分子中含有       个σ键。

（4）V₂O₅溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na₃VO₄），该盐阴离子的立体构型为        ；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图3所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为       。

【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）。

锂亚硫酰氯（Li-SOCl₂）电池具有能量密度高、工作电压和放电电压平稳、工作温度范围宽及贮存寿命长等优点，在航海、医疗及井下油田设备等方面的应用广泛。
（1）Li-SOCl₂电池总反应可表示为：4Li+2SOCl₂ =" 4LiCl" +S +SO₂，该反应的反应物和生成物中不存在的相互作用是       （填序号）。
a.离子键    
b.共价键    
c.氢键    
d.范德华力     
e.金属键
（2）亚硫酰氯（SOCl₂）中硫的化合价为           ，1molSOCl₂中的σ键数目是      。S、O、Cl三种元素电负性从大到小的顺序是              。
（3）在Li-SOCl₂电池的碳正极中加入金属酞菁配合物可提高电池的容量和寿命。右图为一种铁酞菁配合物的结构，其中M为Fe²⁺，写出Fe²⁺的价电子排布式             。请在图中用箭头表示出配位键。

（4）人们发现Li⁺溶剂化倾向和形成共价键倾向很强，提出类似氢键的锂键。如LiF·HF中就存在锂键，下列LiF·HF的结构式正确的是（其中锂键用…表示）            。（填序号）
a. F—H…Li—F                   b.H—F…Li—F

【化学──物质结构与性质】某钙钛型复合氧化物（如图），以A原子为晶胞的顶点，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B位是V、Cr、Mn、Fe时，这种化合物的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化(巨磁电阻效应）。

（1）用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式       。在图中，与A原子配位的氧原子数目为      。
（2）基态Cr原子的核外电子排布式为           ，其中电子的运动状态有       种。
（3）某些钙钛型复合氧化物能够催化NO直接分解为N₂和O₂，N和O的基态原子中，未成对的电子数目比为         。
（4）下表是几种碳酸盐的热分解温度和阳离子半径

碳酸盐	CaCO3	SrCO3	BaCO3
热分解温度/℃	900	1172	1360
阳离子半径/pm	99	112	135

请解释碳酸钙热分解温度最低的原因：___________________________________。
（5）用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏伽德罗常数。对金属钙的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为558pm。又知钙的密度为1.54g·cm^－3，则1cm³钙晶体中含有      个晶胞，阿伏伽德罗常数为                    （列式计算）。

已知：G、Q、R、T、X、Y、Z都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大。G的简单阴离子最外层有2个电子，Q原子最外层电子数是内层电子数的两倍，X元素最外层电子数与最内层电子数相同；T₂R的晶体类型是离子晶体，Y原子基态3p原子轨道上有2个未成对电子，其单质晶体类型属于分子晶体；在元素周期表中Z元素位于第11列。
回答下列问题：
（1）Z的核外外围电子排布式是____________________________________________。
（2）X以及与X左右相邻的两种元素，其第一电离能由小到大的顺序为____________(填元素符号)。
（3）QR₂分子中，Q原子采取________杂化，写出与QR₂互为等电子体的一种分子的化学式：____________。
（4）分子式为G ₂R、G ₂Y的两种物质中一种更稳定，原因是_____________；T的氯化物的熔点比Q的氯化物的熔点高，原因是___________________。
（5）据报道，由Q、X、Z三种元素形成的一种晶体具有超导性，其晶体结构如下图所示。晶体中距每个X原子周围距离最近的Q原子有______个。

【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：____  。

[化学一选修3：物质结构与性质]第四周期的过渡元素在工业、农业、科学技术以及人类生活等方面有重要作用。其中Ni-Cr-Fe合金是常用的电热元件材料。请回答：
（1）基态Ni原子核外电子排布式为_______；第二周期中基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性大的元素为________。金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)，该分子呈正四面体构型。试推测Ni(CO)的晶体类型为________，Ni(CO)易溶于下列_______（填选项字母）中。

A．水

B．四氯化碳

C．苯

D．硫酸镍溶液

（2）FeO、NiO晶体中r(Ni^2＋)和r(Fe^2＋)分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO_________FeO（填“>”或“<”），原因为_____________；黄血盐是一种配合物，其化学式为K₄[Fe(CN)₆] ·3H₂O，该配合物中配体的化学式为_________，黄血盐溶液与稀硫酸加热时发生非氧化还原反应，生成硫酸盐和一种与该配体互为等电子体的气态化合物，该反应的化学方程式为_______________。
（3）酸性高锰酸钾溶液能氧化硝基苯酚，邻硝基苯酚和对硝基苯酚在20水中的溶解度之比为0.39，其原因为_________。
（4）在铬的硅酸盐中，SiO₄^4-四面体[如下图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大结构型式。图(b)为一种链状结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为________，其化学式为_________。

下表是元素周期表的一部分，其中A—G分别代表一种元素。   

请根据表中所列元素，回答下列问题：
（1）所列元素中第一电离能最小的是       （填元素符号）；D元素原子核外有    种不同运动状态的电子；基态原子的价电子层中，未成对电子数最多的元素是     （填元素符号）。 
（2）AC₂分子的空间构型是       ，该分子中A原子的杂化方式为      。
（3）B的气态氢化物在水中的溶解度远大于A、C的气态氢化物的溶解度，原因是       。
（4）基态G²⁺的核外电子排布式是     ，乙二胺（结构简式为H₂N—CH₂一CH₂—NH₂）分子中的碳原子的杂化方式为     ，G²⁺与乙二胺可形成配离子该配离子中含有的化学键类型有       （填字母编号）。
a．配位键  b．极性键  c．离子键  d．非极性键
（5）化合物EF[F（AB）₆]是一种常见的蓝笆晶体，其中的AB^—与B₂为等电子体，则、AB^—的电子式为   。下图为该蓝色晶体晶胞的（E⁺未画出），该蓝色晶体的一个晶胞中E⁺的个数为    个。

太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池，第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池，第三代就是铜铟镓硒CIGS（CIS中掺入Ga）等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。
（1）亚铜离子（Cu⁺）基态时的价电子排布式表示为                  。
（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）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。
①[B(OH)₄]^－中B的原子杂化类型为                     ；
②不考虑空间构型，[B(OH)₄]^－的结构可用示意图表示为                    。
（4）单晶硅的结构与金刚石结构相似，若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键，则得右图所示的金刚砂（SiC）结构；若在晶体硅所有Si—Si键中插入O原子即得SiO₂晶体。

①在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为                   ；
②判断a. SiO₂，b.干冰，c.冰3种晶体的熔点从小到大的顺序是        （填序号）。

[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---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)

选做[化学—选修3:物质结构与性质] (15分）X、Y、Z、W、R、Q为前30号元素，且原子序数依次增大。X是所有元素中原子半径最小的，Y有三个能级，且每个能级上的电子数相等，Z原子单电子数在同周期元素中最多，W与Z同周期，第一电离能比Z的低，R与Y同一主族，Q的最外层只有一个电子，其他电子层电子均处于饱和状态。请回答下列问题：
（1）R核外电子排布式为__________________。
（2）X、Y、Z、W形成的有机物YW(ZX₂）₂中Y、Z的杂化轨道类型分别为__________，ZW₃^-离子的立体构型是__________。
（3）Y、R的最高价氧化物的沸点较高的是_____________（填化学式），原因是_________________。
（4）将Q单质的粉末加入到ZX₃的浓溶液中，并通入W₂，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式为______________________________________。
（5）W和Na的一种离子化合物的晶胞结构如图，该离子化合物为____________（填化学式）。Na⁺的配位数为_____________，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ρg·cm^-3，阿伏加德罗常数为N_A，则两个最近的W离子间距离为            nm(用含ρ、N_A的计算式表示）。

氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：
（1）基态氮原子的价电子排布式是                 。
（2）肼(N₂H₄)分子可视为NH₃分子中的一个氢原子被－NH₂（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。
①N₂H₄的结构式为         。
②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N₂O₄(l)＋2N₂H₄(l)===3N₂(g)＋4H₂O(g)
若该反应中有4mol N－H键断裂，则形成的π键有      mol。
③肼能与硫酸反应生成N₂H₆SO₄。N₂H₆SO₄与硫酸铵晶体类型相同，则N₂H₆SO₄的晶体内不存在    。
A．离子键     B．共价键     C．配位键    D．范德华力
（3）FeCl₃溶液与KSCN溶液混合，得到含多种配合物的红色溶液，其中配位数为5的配合物的化学式是          。KSCN中的阴离子与CO₂互为等电子体，该阴离子的电子式是              。
（4）美国科学家合成了结构呈“V”形对称的N₅⁺，已知该离子中各原子均达到8电子稳定结构。则有关该离子的下列说法中正确的是                       。
A．每个N₅⁺中含有35个质子和36个电子   
B．该离子中有非极性键和配位键
C．该离子中含有2个π键                
D．与PCl₄⁺互为等电子体
（5）图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点（见图2），分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。

下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是_________（填标号）。
a．CF₄         b．CH₄        c．NH₄^＋       d．H₂O
（6）N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，阳离子中氮的杂化方式为         。

ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种化合价，含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：
（1）Se原子中电子占据的最高能层符号是________，该能层具有的原子轨道数为     ，其核外M层电子的排布式为________；
（2）S单质的常见形式为S₈，其环状结构如下图所示，S原子采用的轨道杂化方式是________；

（3）H₂Se的酸性比H₂S________(填“强”或“弱”)。气态SeO₃分子的立体构型为________，SO₄^2-离子的立体构型为________；
（4）含氧酸可表示为：(HO)_mRO_n，酸的强度与酸中的非羟基氧原子数n有关，n越大，酸性越强。一般n="0" 弱酸，n="1" 中强酸，n=2强酸，n="3" 超强酸。
据实验事实可知硼酸（H₃BO₃）是一元弱酸，而亚磷酸是中强酸（H₃PO₃）
①写出硼酸（H₃BO₃）的电离方程式               。
②写出亚磷酸与过量的NaOH反应的化学方程式             。
（5）ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如图所示，ZnS的密度为d g·cm^-3，则其晶胞中a位置S^2－离子与b位置Zn^2＋离子之间的距离为________pm(列式表示)。