高中化学性质实验方案的设计试题

X、Y、Z、R、W均为周期表中前四周期的元素，其原子序数依次增大；X^2－和Y^＋有相同的核外电子排布；Z的气态氢化物的沸点比其上一周期同族元素气态氢化物的沸点低；R的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多；W为金属元素，X与W形成的某种化合物与Z的氢化物的浓溶液加热时反应可用于实验室制取Z的气体单质。回答下列问题（相关回答均用元素符号表示）：
（1）R的基态原子的核外电子排布式是____________。
（2）Z的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低的原因是________________________________________________________________________。
（3）X与Z中电负性较大的是________。Z的某种含氧酸盐常用于实验室制取X形成的单质，此酸根离子的空间构型为________，此离子中所含化学键的类型是________，X—Z—X的键角________109°28′（填“＞”、“＜”或“＝”，已知：孤电子对之间的斥力＞孤电子对与成键电子对之间的斥力＞成键电子对之间的斥力）。
（4）X与Y形成的化合物Y₂X的晶胞如图。其中X离子的配位数为________，与一个X离子距离最近的所有的Y离子为顶点的几何体为________。该化合物与MgO相比，熔点较高的是________。

（5）已知该化合物的晶胞边长为a pm，则该化合物的密度为________g·cm^－3（只要求列出算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的数值为N_A）。

已知A、B、C、D和E都是元素周期表中前36号的元素，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跟B可形成离子化合物其晶胞结构如图。
请回答：
(1)A元素的名称是________；
(2)B的元素符号是________，C的元素符号是________，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属元素周期表中第________周期，第________族的元素，其元素名称是________，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________；该离子化合物晶体的密度为a g·cm^-3，则晶胞的体积是________(只要求列出算式)。

研究物质的微观结构，有助于人们理解物质变化的本质。请回答下列问题：
（1）C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是___________________________，
C₆₀和金刚石都是碳的同素异形体，二者相比，熔点高的是________，原因是____________________________。
（2）A、B均为短周期金属元素，依据表中数据，写出B的基态原子的电子排布式：________________。

电离能/（kJ·mol^－1）	I1	I2	I3	I4
A	932	1 821	15 390	21 771
B	738	1 451	7 733	10 540

 
（3）过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色，与其d轨道电子排布有关。一般地，d⁰或d¹⁰排布无颜色，d¹～d⁹排布有颜色。如[Co（H₂O）₆]^2＋显粉红色。据此判断：[Mn（H₂O）₆]^2＋________（填“无”或“有”）颜色。
（4）利用CO可以合成化工原料COCl₂、配合物Fe（CO）₅等。
①COCl₂分子的结构式为，每个COCl₂分子内含有________个σ键，________个π键，其中心原子采取________杂化轨道方式。
②Fe（CO）₅在一定条件下发生分解反应：Fe（CO）₅（s）=Fe（s）＋5CO（g）。反应过程中，断裂的化学键只有配位键，则形成的化学键类型是________。

U、V、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的六种常见元素。Y的单质在W₂中燃烧的产物可使品红溶液褪色。Z和W元素形成的化合物Z₃W₄具有磁性。U的单质在W₂中燃烧可生成UW和UW₂两种气体。X的单质是一种金属，该金属在UW₂中剧烈燃烧生成黑、白两种固体。
请回答下列问题：
（1）V的单质分子的结构式为_______________；XW的电子式为____________；
Y元素在周期表中的位置是___________              __。
（2）U元素形成的同素异形体的晶体类型可能是（填序号）             。
①原子晶体   ②离子晶体   ③分子晶体   ④金属晶体
（3）U、V、W形成的10电子氢化物中，U、V的氢化物沸点较低的是（写化学式）____________；V、W的氢化物分子结合H^＋能力较强的是（写化学式）______________；U的氢化物的标准燃烧热为-890.31kJ·mol^-1，请写出其燃烧的热化学方程式：                             
（4）YW₂气体通人BaCl₂和HNO₃的混合溶液，生成白色沉淀和无色气体VW，有关反应的离子方程式为__________________________________________，由此可知VW和YW₂还原性较强的是（写化学式）______________________________。

主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。请回答下列问题：
（1）W元素原子的L层电子排布式为________，W₃分子的空间构型为________；
（2）X单质与水发生主要反应的化学方程式为________________；
（3）化合物M的化学式为________，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl。M熔点较高的原因是________。将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂，用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯。在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式有_____ ___，O—C—O的键角约为________；
（4）X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X∶Y∶Z＝________；
（5）含有元素Z的盐的焰色反应为_____          ___色。许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是___________________。

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    。

（1）在配合物Fe(SCN)²⁺中，提供空轨道接受孤对电子的微粒是_________    __，[Cu(H₂O)₄]²⁺名称为               ，画出该配离子中的配位键__________ _______。
（2）根据VSEPR预测HCN的空间结构为                    形，其中C原子用于形成σ键的是           个            轨道，用于形成π键的是          个          轨道。
（3）根据甲醛的分子结构特点推测俗称光气的二氯甲醛分子（COCl₂）结构式为                 ，中心原子杂化方式为           ，空间结构为            形。
（4）按要求写出仅由第三周期非金属元素的原子构成且中心原子通过sp³杂化形成分子的化学式（各写一种）：
正四面体分子____         _，三角锥形分子____      ____，V形分子_____ ____。

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
（1）与钛同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有      （填元素符号）。
（2）[Ti(OH)₂(H₂O)₄]²⁺中的化学键有        。

A．σ键

B．π键

C．离子键

D．配位键

（3）纳米TiO₂是一种应用广泛的催化剂，纳米TiO₂催化的一个实例如下图所示。

化合物甲的分子中采取sp²杂化方式的碳原子个数为        ，化合物乙中采取sp³杂化的原子的第一电离能由小到大的顺序为        。
（4）有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该晶体的化学式为    ，该晶体中Ti原子周围与它距离最近且相等的N原子的个数______。

I、金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。
（1）基态Ni原子的价电子（外围电子）排布式为                                  ；
（2）金属镍能与CO形成配合物Ni（CO）₄，写出与CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式                          、                          ；
（3）很多不饱和有机物在Ni催化下可与H₂发生加成反应。
如①CH₂＝CH₂、②HC≡CH、③、④HCHO其中碳原子采取sp²杂化的分子有
                          （填物质序号），HCHO分子的立体结构为                          形；
（4）Ni^2＋和Fe^2＋的半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO                          FeO
（填“＜”或“＞”）；
（5）金属镍与镧（La）形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如左下图所示。该合金的化学式为                                  ；
（6）丁二酮肟常用于检验Ni^2＋：在稀氨水中，丁二酮肟与Ni^2＋反应生成鲜红色沉淀，其结构如右下图所示。该结构中，除共价键外还存在配位键和氢键，请在图中用箭头和“…”表示出配位键和氢键。
     

(8分，每空2分)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)写出与H₂O分子互为等电子体的微粒___      ___(填1种)。
(2)水分子在特定条件下容易得到一个H^＋，形成水合氢原子(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

(3)下列是钠、碘、金刚石、干冰、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________(请用相应的编号填写)。

(4)在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键(如下图所示)，已知冰的升华热是51 kg/mol，除氢键外，水分子间还存在范德华力(11 kJ/mol)，则冰晶体中氢键的“键能”是_____    ___kJ/mol；

（10分，每空2分）决定物质性质的重要因素是物质的结构。请回答下列问题：
(1)已知A和B为第三周期元素，其原子的第一至第四电离如下表所示：

电离能/kJ·mol^－^1	I1	I2	I3	I4
A	578	1 817	2 745	11 578
B	738	1 451	7 733	10 540

A通常显____价，A的电负性__  __B的电负性(填“＞”、“＜”或“＝”)。
(2)已知：波长为300 nm的紫外光的光子所具有的能量约为399 kJ·mol^－1。根据下表有关蛋白质分子中重要化学键的信息，说明人体长时间照射紫外光后皮肤易受伤害的原因：    
                                            。

共价键	C—C	C—N	C—S
键能/kJ·mol^－^1	347	305	259

 (3)研究物质磁性表明：金属阳离子含未成对电子越多，则磁性越大，磁记录性能越好。离子型氧化物V₂O₅和CrO₂中，适合作录音带磁粉原料的是________________。
(4)某配合物的分子结构如图所示，其分子内不含有__________(填字母)。

A．离子键   B．共价键   
C．金属键  D．配位键    E．氢键

（12分，每空2分）
当今世界，能源的发展日益成为全世界、全人类共同关心的问题。
(1)A和B的单质单位质量的燃烧热大，可用作燃料。已知A和B为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：

电离能(kJ/mol)	I1	I2	I3	I4
A	899	1 757	14 840	21 000
B	738	1 451	7 733	10 540

 
①请根据上述信息，写出A基态原子的核外电子排布式：__________________。
②某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图1所示，该同学所画的电子排布图违背了______________________。

(2)氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C₆₀可用作储氢材料。
①已知金刚石中C—C键的键长为154.45 pm，C₆₀中C—C键的键长为145 pm和140 pm，有同学据此认为C₆₀的熔点高于金刚石，你认为是否正确并阐述理由____________________________                         ________________。
②科学家把C₆₀和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图2所示，该物质在低温时是一种超导体。该物质中K原子和C₆₀分子的个数比为______________________。
③继C₆₀后，科学家又合成Si₆₀、N₆₀，C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是__________      。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______。

(13分) 下表为元素周期表的一部分，其中编号代表对应的元素。

请回答下列问题：
（1）写出元素⑦的基态原子排布式                    ，元素⑧位于       区。
⑤元素原子的价层电子的轨道表示式为                                ，
（2）若元素①③⑤形成的某化合物显酸性，经测定这三种元素的质量比为1：6：16，该化合物对氢气的相对密度为23，则其中所有杂化原子的杂化方式分别为     和    。
（3）元素④和⑥的第一电离能大小顺序是      >       （用元素符号表示）。请写出由④和⑤两种元素形成的与N₃^-互为等电子体的离子的化学式           ，其VSEPR构型为           。
（4）在测定①和⑥形成的化合物的相对分子质量时，实验测得值一般高于理论值，其主要原因是                                   。
（5）④和⑧形成某种化合物的晶胞结构如右图所示（每个球均表示1个原子，其中④显-3价），则其化学式为           。

⑧的常见离子和④的最简单氢化物形成的配离子的名称为              ，
其水溶液颜色为                  。

下表为周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。

请回答下列问题:
(1)表中属于d区的元素是　　　　(填编号)。 
(2)元素⑥形成的最高价含氧酸根的立体构型是　　　　,其中心原子的杂化轨道类型是　　　　。
(3)元素②的一种氢化物是重要的化工原料,常把该氢化物的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。有关该氢化物分子的说法正确的是　　　　。

A．分子中含有氢键

B．属于非极性分子

C．含有4个σ键和1个π键

D．该氢化物分子中,②原子采用sp^2杂化

(4)某元素的特征电子排布式为nsⁿn,该元素原子的核外最外层电子的孤电子对数为　　　　;该元素与元素①形成的分子X构形为　　　　;X在①与③形成的分子Y中的溶解度很大,其主要原因是                                                  。
(5)科学发现,②、④、⑨三种元素的原子形成的晶体具有超导性,其晶胞的结构特点如图(图中②、④、⑨分别位于晶胞的体心、顶点、面心),则该化合物的化学式为　　　　(用对应的元素符号表示)。 

(1)已知X、Y、Z为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表:

电离能/kJ·mol^-1	I1	I2	I3	I4
X	578	1 817	2 745	11 578
Y	738	1 451	7 733	10 540
Z	496	4 562	6 912	9 543

则X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为　　　　　　(用元素符号表示),元素Y的第一电离能大于X的第一电离能的原因是　          
                                                     　。 
(2)A、B、C、D是周期表中前10号元素,它们的原子半径依次减小。D能分别与A、B、C形成电子总数相等的分子M、N、W,且在M、N、W分子中,A、B、C三原子都采取sp³杂化。
①A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为　　　　　　(用元素符号表示)。 
②M是含有　　　　键的　　　　分子(填“极性”或“非极性”)。 
③N是一种易液化的气体,请简述其易液化的原因:                 
                                                    　。 
④W分子的VSEPR模型的空间构型为　　　　,W分子的空间构型为　　　　。 
⑤AB^-中和B₂分子的π键数目比为　　　　。 
(3)E、F、G三元素的原子序数依次增大,三原子的核外的最外层电子排布均为4s¹。
①E元素组成的单质的晶体堆积模型为　　　　(填字母)。 
a.简单立方堆积  b.体心立方堆积　
c.六方最密堆积  d.面心立方最密堆积
②F元素在其化合物中最高化合价为　　　　。 
③G²⁺的核外电子排布式为　                                ,G²⁺和N分子形成的配离子的结构式为　　　　　　。