高中化学性质实验方案的设计试题

【化学—选修3：物质结构与性质】
CuSO₄在活化闪锌矿（主要成分是ZnS）方面有重要作用，主要是活化过程中生成CuS、Cu₂S等一系列铜的硫化物活化组分。
（1）Cu^2＋基态的电子排布式可表示为                      ；
（2）SO₄^2－的空间构型为             (用文字描述)；中心原子采用的轨道杂化方式是    ；写出一种与SO₄^2－互为等电子体的分子的化学式：          ；
（3） 向CuSO₄溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu (OH)₄ ]^2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)₄]^2－的结构可用示意图表示为                     ；
（4）资料显示ZnS为难溶物，在活化过程中，CuSO₄能转化为CuS的原因是          。
（5）CuS比CuO的熔点          （填高或低），原因是                   。
（6）闪锌矿的主要成分ZnS，晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为____________(列式并计算)，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)。

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。

CuCl和CuCl₂都是重要的化工原料，常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等。已知：
①CuCl可以由CuCl₂用适当的还原剂如SO₂、SnCl₂等还原制得：
2Cu²⁺＋2Cl^-＋SO₂＋2H₂O＝2CuCl↓＋4H⁺＋SO₄^2-
2CuCl＋SnCl₂＝2CuCl↓＋SnCl₄
②CuCl₂溶液与乙二胺(H₂N—CH₂—CH₂—NH₂)可形成配离子[Cu(En)₂]²⁺（En是乙二胺的简写）：

请回答下列问题：
（1）配离子[Cu(En)₂]²⁺的中心原子基态外围电子排布式为          ，
H、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是            ；
（2）SO₂分子的空间构型为               ；
（3）乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为            ，乙二胺和三甲胺[N(CH₃)₃]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，原因是                                                                     。
（4）配离子[Cu(En)₂]²⁺的配位数为       ，该微粒含有的微粒间的作用力类型有         （填字母）；

A．配位键

B．极性键

C．离子键

D．非极性键

E．氢键        F．金属键
（5）CuCl的晶胞结构如右图所示，其中Cl^-的配位数（即与Cl^-最近距离的Cu⁺的个数）为          。

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）

A、B、C、D、E是元素周期表中前四周期常见元素，其原子序数依次增大。已知：

A	单质在自然界中硬度最大
B	原子中s能级与p能级电子数相等且有单电子
C	C同在B的下一周期，C的电离能数据（kJ ·mol^-1）为：I1=738  I2=1451  I3=7732  I4=10540
D	单质密度小，较好的延展性，广泛用于食品包装，D的氧化物是两性氧化物
E	单质是一种常见金属，与O元素能形成黑色和砖红色两种氧化物

（1）写出A元素基态原子的价电子排布图                 。当C单质、D单质和NaOH溶液形成原电池时，该原电池的负极的电极反应式为：                         
（2）常温下,某气态单质甲分子与AB分子核外电子数相等，则一个甲分子中包含     个π键，在A—H、B—H两种共价键中，键的极性较强的是           （用元素符号表示）。D元素原子核内中子数比质子数多1，则D原子可以表示为            ，其原子核外有        种运动状态不同的电子。
（3）B的氢化物的熔沸点比与它同主族的下一周期元素的氢化物的熔沸点高，原因是
                                                      。
（4）通常情况下，A的燃烧热为a kJ ·mol^-1，C的燃烧热为b kJ ·mol^-1，则C与AO₂反应生成A的热化学方程式为                                                。

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

[化学——物质结构与性质]
物质结构理论有助于人们研究化学反应规律。请回答下列问题：
（1）在第三周期中，第一电离能大于硫的元素有      种；
（2）铜及其化合物在科学研究和工农业生产中有许多用途。
①铜原子价电子排布式为                        
②氯、钾、铜（+1价）三元素可形成一种化合物，该化合物阴离子为无限长链结构（如图甲），a位置上Cl原子的杂化轨道类型为    。该化合物阴离子的化学式为    ；

③向CuSO₄溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH₃)₄]SO₄，下列说法正确的是     。

A．氨气极易溶液水，是因为NH3分子和H2O分子之间形成3种不同的氢键

B．NH3分子的键角小于H2O分子的键角

C．[Cu(NH3)4]SO4所含的化学键有离子键、极性共价键和配位键

D．[Cu(NH3)4]SO4组成元素中电负性最大的是氮元素

④葡萄糖与新制氢氧化铜的碱性溶液反应生成砖红色沉淀A，其晶胞如右图乙所示。A的化学式为            ，晶胞中的白点代表的原子是          （填元素名称）。

已知A、B、C、D和E都是元素周期表中前20号的元素，它们的原子序数依次增大。A原子的价电子层的p轨道中只有1个电子；B、C、D元素的基态原子具有相同的能层数，B、D元素的原子的p能级上都有1个未成对电子，D原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满，C原子的p轨道中有3个未成对电子；E是同周期第一电离能最小的元素。
回答下列问题：
（1）写出下列元素的符号：A _____、 B_____、C______；
（2）上述五种元素中最高价氧化物对应水化物酸性最强的是__________，（填写化学式）碱性最强的是_________；（填写电子式）
（3）用元素符号表示D所在周期(除稀有气体元素外)第一电离能最大的元素是_____，电负性最大的元素是__________；
（4）在AD₃分子中A元素原子的原子轨道发生的是     杂化，分子空间构型为             ；
（5）将B 的单质投入E的最高价氧化物对应水化物中，发生反应生成物中有此离子［B(OH)₄］^–离子方程式是___________________________________。
（6）石墨具有平面层状结构，同一层中的原子构成许许多多的正六边形，它与熔融的E单质相互作用，形成某种青铜色的物质（其中的元素E用“●”表示），原子分布如图所示，该物质的化学式为              。

[化学一物质结构与性质](13分)钛被称为“国防金属’’和“生物金属”，是重要的结构材料。
（1）基态钛原子的核外电子排布式是_______________________________，钛所在的周期中第一电离能最小的元素是______________________________.
（2）金红石(TiO₂)的熔点，用熔盐法直接电解金红石可获得金属钛，金红石所属的晶体类型是______________________________________晶体。
（3）TiCl₄能与NH₄CI反应生成配合物(NH₄)₂[TiCl₆]。此配合物中，形成配位键时提供孤对电子的有_____________．(填元素符号)，空间构型呈正四面体的微粒是___________。
（4）TiO²⁺与H₂O₂在稀酸中反应生成橘红色的[TiO(H₂O₂) ] ²⁺离子，可用于钛的定性检验。
[TiO(H₂O₂) ] ²⁺中不含有_____________________________.
A．极性键   
B．非极性键   
C．键   
D．键   
E．离子键
（5）H₂O₂分子可看成H₂O分子中的一个H被OH所取代，下列关于H₂O₂的说法正确的是______
A．H₂O₂分子结构对称为非极性分子
B．I mol H₂O₂最多能形成2mol氢键
C．H₂O₂不稳定是因为氢键的键能较小
D．H₂O₂分子的空间构型为直线形

水是生命之源，它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂。
（1）水分子中氧原子核外电子排布图为______________________________；
（2）写出与H₂O分子互为等电子体的微粒______________________（填2种）；
（3）水分子在特定条件下容易得到一个H^＋，形成水合氢离子（H₃O⁺）。下列对上述过程的描述不合理的是___________；

A．氧原子的杂化类型发生了改变	B．微粒的形状发生了改变
C．微粒的化学性质发生了改变	D．微粒中的键角发生了改变

（4）在冰晶体中，以一个水分子为中心，画出水分子间最基本的连接方式(水分子用结构式表示)；
（5）下列是钾、碘、金刚石、氯化钠晶体的晶胞图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是_____，D晶体的空间利用率为      。

下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。

a

b

c

d

e

f

g

试回答下列问题（凡涉及的物质均用化学式表示）：
（1）a的氢化物的分子构型为        ，中心原子的杂化形式为     ；d在空气中燃烧产物的分子构型为         ，中心原子的杂化形式为      ，该分子是      （填“极性”或“非极性”）分子。
（2）b、d、e三种元素的氢化物中的沸点最高的是       ，原因是：                                                    。
（3）将g的无水硫酸盐溶解于水中，溶液呈蓝色，是因为生成了一种呈蓝色的配合离子。此配合离子空间构型为        ，请写出生成此配合离子的离子方程式：                                      。
（4）f(NH₃)₅BrSO₄可形成两种配合物 ，已知f^3＋ 的配位数是6，为确定f的配合物的结构，现对两种配合物进行如下实验：在第一种配合物的溶液中加BaCl₂溶液时，产生白色沉淀，在第二种配合物溶液中加入BaCl₂溶液时，则无明显现象，第二种配合物的化学式为                 ，该配合物的配体是         、            ；
（5）c单质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。

c单质晶体中原子的配位数为      。若已知c的原子半径为r，N_A代表阿伏加德罗常数，c的相对原子质量为M。该晶体的密度为                （用字母表示）。

(12分) 工业上以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料可得到硫酸钾、过二硫酸钠和铁红颜料等产品，该方法原料的综合利用率较高。
（1）基态钛原子的核外电子排布式为       。
（2）TiCl₄在常温下呈液态，而FeCl₃可用升华法提纯，则两种氯化物均属于         晶体。
（3）SO₄^2—和 S₂O₈^2—（过二硫酸根）结构中，硫原子均位于由氧原子组成的四面体的中心，且所有原子的最外层电子均满足8电子结构。下列说法正确的是       。
A．SO₄^2—中存在σ键和π键且与PO₄^3—离子互为等电子体
B．S₂O₈^2—中存在非极性键且有强氧化性
C．S₂O₈^2—比SO₄^2—稳定且两者的氧元素的化合价相同
（4）KCl与MgO的晶体结构跟NaCl的晶体结构相似，则KCl与MgO两者中熔点高的是       ，原因是       。
（5）硫与氯可形成化合物SCl₂，则该分子中硫原子的杂化方式为       ，分子的空间构型为       。
（6）在一定条件下铁形成的晶体的基本结构单元如下图1和图2所示，则图1和图2的结构中铁原子的配位数之比为      。

（1）金属镁有许多重要的用途，法国化学家维多克·格利雅因发明了在有机合成方面用途广泛的格利雅试剂而荣获诺贝尔化学奖，格利雅试剂的结构简式可表示为RMgX，它是金属镁和卤代烃反应的产物，简称格氏试剂，它在醚的稀溶液中以单体形式存在，并与二分子醚络合，在浓溶液中以二聚体存在，结构如下图：
 
①上述2种结构中均存在配位键，把你认为是配位键的用“→”标出。
②由原子间的成键特点，可以预测中心原子Mg的杂化类型可能为______ ；Mg 原子的核外电子排布式可表示为______________________。
③下列比较中正确的是____________ 
A．金属键的强弱：Mg＞Al      B．基态原子第一电离能：Mg＞Al
C．金属性：Mg＞Al           D．晶格能：NaCl＞MgCl₂
（2）将TiCl₄在氩气保护下与镁共热得到钛：
TiCl₄+2MgTi+2MgCl₂
①Ti元素在元素周期表中的位置是     ，     钛原子的外围电子排布式为      。
②TiCl₄在常温下是无色液体，在水或潮湿空气中易水解而冒白烟。则TiCl₄属于      (填“原子”、“分子”或“离子”)晶体。
③二氧化钛作光催化剂能将居室污染物甲醛、苯等有害气体转化为二氧化碳和水，达到无害化。有关甲醛、苯、二氧化碳及水，下列说法正确的是          。
A．苯与B₃N₃H₆互为等电子体     
B．甲醛、苯分子中碳原子均采用sp²杂化
C．苯、二氧化碳是非极性分子，水和甲醛是极性分子
D．水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间能形成氢键
(3)2001年报导的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高纪录。下图中示意的该化合物的晶体结构单元:镁原子间形成正六棱柱，在棱柱的上下底面还各有一个镁原子，六个硼原子位于棱柱内,则该化合物的化学式可表示为          。（填字母选项）

A．MgB       B．MgB₂     C．Mg₂B      D．Mg₃B₂

（1）中国古代四大发明之一——黑火药，它的爆炸反应为：
2KNO₃＋3C＋SA＋N₂↑＋3CO₂↑(已配平)
①除S外，上述元素的电负性从大到小依次为                      ；
②在生成物中，含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为_______， A的晶体类型为____________。
③已知CN^－与N₂结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________________。
（2）原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2。T的基态原子外围电子(价电子)排布为__________，Q^2＋的未成对电子数是____________。
（3）在CrCl₃的水溶液中，一定条件下存在组成为[CrCl_n(H₂O)_6－n]^x＋(n和x均为正整数)的配离子，将其通过氢离子交换树脂(R—H)，可发生离子交换反应：[CrCl_n(H₂O)_6－n]^x＋＋xR—H―→R_x[CrCl_n(H₂O)_6－n]＋xH^＋
交换出来的H^＋经中和滴定，即可求出x和n，确定配离子的组成。
将含0.0015 mol [CrCl_n(H₂O)_6－n]^x＋的溶液，与R—H完全交换后，中和生成的H^＋需浓度为0.1200 mol·L^－1NaOH溶液25.00 mL，可知该配离子的化学式为                                               。

已知A、B、C、D和E都是元素周期表中前36号元素，它们的原子序数依次增大。A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族。B和C属同一主族，D和E属同一周期，又知E是周期表中1-18列中的第7列元素。D的价电子数为2，D跟B可形成离子化合物，其晶胞结构如图。请回答：

（1）A的元素符号是_____
（2）B与A形成的化合物比C 与A形成的化合物沸点高，其原因是_____
（3）E元素名称是      ；它的+2价离子的电子排布式为_____
（4）从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物的化学式为          ；在晶体中与D距离最近且相等的B有    个, D跟B形成的离子化合物的熔点       D跟C形成的离子化合物的熔点（填“>”或“<”）。