高中化学性质实验方案的设计试题

随着科学的发展，科学家们合成了一些氙的化合物。请回答下列问题。
（1）Xe原子的价电子排布式为_________。稀有气体中只有密度较大的氙能合成出多种化合物，其原因是____________。
A．氙含量比较丰富B．氙原子半径大，电离能小C．氙原子半径小，电离能大
（2）研究报告指出：“关于XePtF₆”的化合价有、两种可能，经证实不溶于等非极性溶剂。”据此可确定中化学键类型为________。
（3）金属采用“…ABCABC…”型堆积方式，抽出一个晶胞，其正确的是________，

已知金属Pt的密度为则Pt原子的半径为_________pm（Pt的相对原子质量195．1）
（4）氙的含氧化合物主要有和，它们都有很强的氧化性，的分子构型是__________，中Xe原子的杂化类型是_______，与分子互为等电子体的离子有___________（填一种）。

C、N、Si、Fe等元素及其化合物有重要的应用。
（1）上述四种元素的原子中，未成对电子数最多的元素是_________________。
（2）C元素是形成有机物的主要元素，下列分子中含有sp和sp3杂化方式的是__________（填写序号）。

（3）继C₆₀之后，科学家又合成了Si₆₀、N₆₀。C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是____________（用元素符号表示）。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Si₆₀分子中π键的数目为____________。
（4）一定条件下，C元素可形成多种晶体。图1是其中某种晶体的一个晶胞，该晶胞中含有___________个C原子。

（5）图2为金属铁某种晶体的晶胞结构，已知该晶体的密度为a g/cm³为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积为_________cm³.

下面是C₆₀、金刚石和二氧化碳的分子模型。

请回答下列问题：
（1）硅与碳同主族，写出硅原子基态时的核外电子排布式：_________________
（2）从晶体类型来看，C₆₀属于_________晶体。
（3）二氧化硅结构跟金刚石结构相似，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子。观察图乙中金刚石的结构，分析二氧化硅的空间网状结构中，Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是__________________________；晶体硅中硅原子与共价键的个数比为            
（4）图丙是二氧化碳的晶胞模型，图中显示出的二氧化碳分子数为14个。实际上一个二氧化碳晶胞中含有________个二氧化碳分子，二氧化碳分子中键与键的个数比为                。
（5）有机化合物中碳原子的成键方式有多种，这也是有机化合物种类繁多的原因之一。丙烷分子中2号碳原子的杂化方式是_______，丙烯分子中2号碳原子的杂化方式是_______，丙烯分子中最多有      个原子共平面。

(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___________。

金属钛性能优越，被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。
（1）写出Ti基态原子的电子排布                     。
（2）钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物。则电负性C    B（选填“>”“<”），第一电离能N>O，原因是                 。
（3）月球岩石·玄武岩的主要成分为钛酸亚铁（FeTiO₃）。FeTiO₃与80％的硫酸反应可生成TiOSO₄。SO^2—₄的空间构型为    ，其中硫原子采用    杂化，氧原子的价电子排布图为     ，任意写出一种SO^2—₄的等电子体      。
（4）将TiOSO₄的稀溶液加热水解后，经进一步反应，可得到钛的某种氧化物。该氧化物的晶胞结构图如图所示。则该氧化物的化学式       （图中钛原子用“O”表示。氧原子用“O”表示）

1932年美国化学家鲍林首先提出了电负性的概念.电负性(用X表示)也是元素的一种重要性质，若 x 越大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为带负电荷的一方.下面是某些短周期元素的 x 值：

元素符号	Li	Be	B	C	O	F	Na	Al	Si	P	S	Cl
x 值	0.98	1.57	2.04	2.55	3.44	3.98	0.93	1.61	1.90	2.19	2.58	3.16

⑴通过分析 x 值变化规律，确定N、Mg的 x 值范围：
       ＜x (N)＜      ，         ＜x (Mg)＜       .
⑵某有机化合物结构中含S－N键，其共用电子对偏向                  （写原子名称）.
⑶经验规律告诉我们：当成键的两原子相应元素的 x 差值△x＞1.7时，一般为离子键，当△ x＜1.7时，一般为共价键.试推断AlBr₃中化学键类型是                .
⑷预测周期表中，x 值最小的元素位于      周期       族.（放射性元素除外）

铁及铁的化合物在生产、生活中有着重要的用途。
(1) 已知铁是26号元素，写出Fe的价层电子电子排布式________。已知自然界丰度最大的铁的同位素是中子数为30的铁原子，则该种同位素符号________。
(2) Fe原子或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，则与之形成配合物的分子的配位原子应具备的结构特征是________。Fe(CO)₃一种配合物，可代替四乙基铅作为汽油的抗爆震剂，其配体是CO分子。写出CO的一种常见等电子体分子的结构式________；两者相比较，沸点较髙的是________填分子式）。
(3) 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，在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。

①图1和图2中，铁原子的配位数之比为________。
②空间利用率是指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中占有的体积百分比，则图1和图2中，铁原子的空间利用率之比为________。

有A、B、C、D、E、F六种元素，A是周期表中原子半径最小的元素，B是电负性最大的元素，C的2p轨道中有三个未成对电子，F原子核外电子数是B 与C核外电子数之和，D 是主族元素且与E同周期，E能形成红色或砖红色E₂O和黑色的EO两种氧化物，D与B可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。请回答下列问题：

（1）E⁺离子基态时的电子排布式为_______________
（2）A₂F的分子空间构型为_____________，FO₃分子中F原子的杂化方式 ______________
（3）CA₃极易溶于水，其原因主要是______________
（4）从图中可以看出，D 与B形成的离子化合物的化
学式为______________（用元素符号表示），该离子晶体的
密度为ag·cm^-3，则晶胞的体积是____________（写出表达式即可，不用化简）
（5）已知E单质的晶体为面心立方最密堆积 (在晶胞的顶点和面心均含有一个E原子)，则 E的晶体中E原子的配位数为   

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)                 。
 

A、B、C都是元素周期表中的短周期非金属元素，它们的核电荷数依次增大。A原子的核外成对电子数与未成对电子数相等，B原子的最外层p轨道的电子为半满结构，C是地壳中含量最多的元素。D、E是第四周期元素，D原子核外最外层电子数有1个电子，其余各层电子均充满；E原子核外未成对电子数在同周期中最多。请用对应的元素符号或化学式填空：

⑴A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为                  。
⑵D与E的原子化热分别为340 kJ·mol^-1和125 kJ·mol^-1，则它们的熔点：D       E(填“＞”、“＜”、“="”" )。
⑶分子A₂B₂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该分子中含有键的数目为              。
⑷基态Ｅ原子的外围电子排布式为                  。EO₂Cl₂熔点：－96 .5℃，沸点：117℃，则固态EO₂Cl₂属于       晶体。
⑸D的氢化物的晶体结构如图所示，其化学式是           ，图中白球构成的晶体结构是由       （填“密置层”或“非置密层”）按一定的方式在三维空间堆积形成的，写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式                          。

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__________________。

【化学－选修3，物质结构与性质】X、Y、Z、W都是元素周期表中的前四周期元素，它们的核电荷数依次增大。X原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，Y是地壳中含量最多的元素。Z元素形成的一种化合物常用作净水剂。W元素是第四周期元素中未成对电子数最多的元素，WCl₃能与X、Y的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2∶1，1mol配合物与足量的AgNO₃溶液反应能生成3molAgCl。请回答下列问题：
（1）XH₃可作低温溶剂，它易液化的原因是                ，Y所在周期中第一电离能最大的主族元素是            。
（2）XY₃^－离子的立体构型是     ，其中心原子采取    杂化。
（3）W^3＋的核外电子排布式是         ，WCl₃形成的六配位的配合物化学式为     。
（4）某种Z—Fe合金的晶胞如图所示，该合金的化学式为         。若晶胞的边长为a nm，则合金的密度为        g·cm^－3。

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=                  。

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）。

［化学—选修3物质结构与性质】（巧分）已知A, B、C、D, E, F为元素周期表前四周期原子序数依次增大的六种元素，其中A的一种同位素原子中无中子，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，D与E同主族，且E的原子序数是D的2倍，F元素在地壳中的含量位于金属元素的第二位。试回答下列问题：
（l）F元素的价层电子排布式为      。
（2）关于B₂A₂的下列说法中正确的是      （填选项序号）。
①B₂A₂中的所有原子都满足8电子稳定结构
②B₂A₂是由极性键和非极性键构形成的非极性分子
③每个B₂A₂分子中键和键数目比为1:1
④B₂A₂分子中的A-B键属于键
（3）B,C,D三种元素第一电离能按由大到小的顺序排列为   （用元素符号表示） B、C、D三种元素中与BD₂互为等电子体的分子式为    （用元素符号表示）
（4）A₂E分子中心原子的杂化类型为_____。比较A₂D与A₂E分子的沸点，其中沸点较高的原因为      。元素D可形成两种同素异形体，其中在水中溶解度更大的是      （填分子式）。
（5） F单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，信息如下：

则方式I与方式II中F原子配位数之比为      ，晶体密度之比为      。