高中化学性质实验方案的设计试题

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          。

【物质结构与性质】铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材   料。回答下列问题：
（1）基态铜原子的电子排布式为           ；已知高温下CuO—→Cu₂O+O₂，试从铜原子价层电子结构变化角度解释这一反应发生的原因：                           。
（2）硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物，则它们形成的组成最简单的氢化物中，分子构型分别为            ，若“Si-H”中键合电子偏向氢元素，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，则硒与硅的电负性相对大小为__               __。
（3）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性（价电子数少于价层轨道数），其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物，如BF₃能与NH₃反应生成BF₃．NH₃，BF₃．NH₃中B原子的杂化轨道类型为_______________，B与N之间形成               键。
（4）金刚砂（SiC）的硬度为9.5，其晶胞结构如图所示；则金刚砂晶体类型为          ，在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为            ，若晶胞的边长为a pm，则金刚砂的密度为        。

决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题。
(1)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:　。 
组成蛋白质的最简单的氨基酸中的碳原子杂化类型是　　　　。 

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

 
(2)C、—CH₃(甲基)、C都是重要的有机反应中间体,有关它们的说法中正确的是(　　)
A.它们均由甲烷去掉一个氢原子所得
B.它们互为等电子体,碳原子均采取sp²杂化
C.C与NH₃、H₃O⁺互为等电子体,几何构型均为三角锥形
D.C中的碳原子采取sp²杂化,所有原子均共面
E.两个—CH₃(甲基)或一个C和一个C结合均可得到CH₃CH₃
(3)金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越强,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下图所示,其分子内不含有　　　　(填序号)。 
A.离子键　B.极性键　C.金属键　D.配位键　E.氢键　F.非极性键

已知：A、B、C、D、E、F五种元素核电荷数依次增大，属周期表中前四周期的元素。其中A原子核外有三个未成对电子；B在第三周期且化合物B₂E的晶体为离子晶体，E原子核外的M层中只有两对成对电子；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最高的；F原子核外最外层电子数与B相同，位于第四周期第I_B族，请根据以上信息，回答下列问题：
（1）A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为               。(用元素符号表示)
（2）B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点  （填高或低），理由是               。
（3）E的最高价氧化物分子的空间构型是                。
（4）F的核外电子排布式是                           ，F的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子的化学式为          .
（5）A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示，则其化学式为             ；（黑色球表示F原子）

（6）A、C形成的化合物具有高沸点和高硬度，是一种新型无机非金属材料，其晶体中所含的化学键类型为              。

A、B、D、E是短周期中构成蛋白质的重要元素，其性质见下表。Fe、Co元素的常见化合价为+2、+3，能形成各种有色配离子。

	A	B	D	E
化合价	-4	-2	-3	-2
电负性	2.5	2.5	3.0	3.5

（1）基态Fe原子的电子排布式为              。
（2）Fe、Co两元素的第三电离能I₃（Fe）   I₃（Co）（填“＜”或“＞”）。
（3）B、D、E的气态氢化物的沸点由高到低的顺序为                 （填化学式）。
（4）Co与E形成的化合物晶胞如右图所示，则该化合物的化学式为        。（用元素符号表示）

（5）Co的离子能与AD^-离子生成各种配合物。紫色的配离子[Co(AD)₆]^4-是一种相当强的还原剂，在加热时能与水反应生成[Co(AD)₆]^3-。   
①HAD分子中A元素的杂化类型为     ，D元素的化合价为   。
②写出[Co(AD)₆]^4-在加热时与水反应生成[Co(AD)₆]^3-的离子方程式：              。

已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等;B原子核外电子有6种不同的运动状态;D原子L电子层上有2对成对电子;E⁺原子核外有3层电子且各层均处于全满状态。
请填写下列空白。
(1)E元素基态原子的核外电子排布式为　。 
(2)B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为　　　　(填元素符号),其原因为　。 
(3)B₂A₄是重要的基本石油化工原料。B₂A₄分子中B原子轨道的杂化类型为　　　　;1 mol B₂A₄分子中含　　　　mol σ键。 
(4)已知D、E能形成晶胞如下图所示的两种化合物,化合物的化学式,甲为　　　　,乙为　　　　;高温时,甲易转化为乙的原因为　。 

砷(As)在地壳中含量不大,但砷的化合物却是丰富多彩.
(1)基态砷原子的电子排布式为_______________,砷与溴的第一电离能较大的是______.
(2)AsH₃是无色稍有大蒜味气体.AsH₃的沸点高于PH₃,其主要原因是
________________________________________________.
(3)Na₃AsO₄可作杀虫剂.AsO₄^3-的空间构型为_____________,与其互为
等电子体的一种分子为______________.
(4)某砷的氧化物俗称“砒霜”,其分子结构如图所示,该化合物的分子式为__________,As原子采取_______杂化.

(5)GaAs等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与金刚石相似。GaAs晶体中,每个As与_______个Ga相连，As与Ga之间存在的化学键有_____________(填字母)。

A．离子键

B．氢键

C．配位键

D．金属键 E.极性键

(1)锌是一种重要的金属,锌及其化合物有着广泛的应用。
①指出锌元素在周期表中的位置:　　　　周期,　　　　族,　　　　区。 
②NH₃分子中氮原子的杂化轨道类型为　　　　,基态氮原子的核外电子排布式是　。 

③如图表示锌与某非金属元素X形成的化合物晶胞,其中Zn和X通过共价键结合,该化合物的化学式为　　　　;该化合物的晶体熔点比干冰高得多,原因是　。 
(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已知金刚石中的C—C的键长为154.45 pm,C₆₀中C—C键长为140~145 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,其晶胞如右图所示,该物质在低温时是一种超导体。该物质的K原子和C₆₀分子的个数比为　　　　。 
③继C₆₀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　　　　。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　　　　。 

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为极性分子，水也为极性分子，根据相似相溶原理，HCHO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个键和1个大键，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
（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合金的立体晶胞如下图所示。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＝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。

太阳能电池的发展已经进入了第三代。第三代就是铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。完成下列填空:
(1)亚铜离子(Cu⁺)基态时的电子排布式为　。 
(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),用原子结构观点加以解释　。 
(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成加合物,如BF₃能与NH₃反应生成BF₃·NH₃。BF₃·NH₃中B原子的杂化轨道类型为　　　　,B与N之间形成　　　　键。 

(4)单晶硅的结构与金刚石相似,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,则得上图所示的金刚砂(SiC)结构;在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为　　　　。 

【化学——物质结构与性质】选做X、Y、Z、L四种元素分别位于周期表中三个紧邻的周期且原子序数依次增大，它们相关信息如下：
X元素原子的价电子构型为nsⁿnp²ⁿ，Y和Z位于同一周期，最外层都有两个未成对电子L元素原子的基态未成对电子数是同周期最多的元素。
请回答如下问题：
（1）L元素在周期表中的位置是         。该原子核外电子排布式是           。其最高正价氧化物对应的水化物的化学式是            和             。
（2）元素X与Y形成的化合物晶体类型是       晶体，1mol该化合物含有的化学键数目为        （用阿伏加德罗常数N_A表示）
（3）元素M是周期表中电负性最强的元素,X与M形成的化合物XM₂的分子几何构型是        ，该化合物中X原子的杂化轨道类型是            。
（4）X与碳、氢三种元素形成的相对分子质量最小的分子里有     个σ键，   个π键
（5）金属元素N与Z形成的离子化合物的晶胞结构如图，晶胞中Z离子数目为        。

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1所示。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2所示。

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　　　　。 

【化学—选:3：物质结构与性质】
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的原子序数比E小5，D跟B可形成离子化合物，其晶胞结构如右图。
请回答：
 (1)A元素的名称是                    ；
 (2)B元素原子核外运动状态不同的电子数为    ，C元素原子价电子层的电子排布图为              ，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)元素E在周期表中的位置是        ，它的+2价离子的电子排布式为                   ：
（4）由以上五种元素的任意两种形成的常见化合物中，所含离子键成分最多的可能为                 
 (5) 如图所示，D跟B形成的离子化合物晶体的密度为ag·cm^-3，则晶胞的体积是
                   (只要求列出算式)。

A、B、C、D、E、F为前四周期元素且原子序数依次增大,其中A含有3个能级,且每个能级所含的电子数相同;C的最外层有6个运动状态不同的电子;D是短周期元素中电负性最小的元素;E的最高价氧化物的水化物酸性最强;F除最外层原子轨道处于半充满状态,其余能层均充满电子。G元素与D元素同主族,且相差3个周期。
(1)元素A、B、C的第一电离能由小到大的是　　　　(用元素符号表示)。 
(2)E的最高价含氧酸中E的杂化方式为　　　　。 
(3)F原子的外围电子排布式为　　　　。 
(4)DE,GE两种晶体,都属于离子晶体,但配位数不同,其原因是　。 
(5)已知DE晶体的晶胞如图所示,若将DE晶胞中的所有E离子去掉,并将D离子全部换为A原子,再在其中的4个“小立方体”中心各放置一个A原子,且这4个“小立方体”不相邻。位于“小立方体”中的A原子与最近的4个A原子以单键相连,由此表示A的一种晶体的晶胞(已知A—A键的键长为a cm,N_A表示阿伏加德罗常数的数值),则该晶胞中含有　　　　个A原子,该晶体的密度是　　　　g·cm^-3(列式表示)。 

砷(As)在地壳中含量不大,但砷的化合物却是丰富多彩。
(1)基态砷原子的电子排布式为　　　　;砷与溴的第一电离能较大的是　　　　。 
(2)AsH₃是无色稍有大蒜味的气体。AsH₃的沸点高于PH₃,其主要原因是　。 
(3)Na₃AsO₄可作杀虫剂。As的空间构型为　　　　,与其互为等电子体的一种分子为　　　　。 
(4)某砷的氧化物俗称“砒霜”,其分子结构如图所示。该化合物的化学式为　　　　,As原子采取　　　　杂化。 

(5)GaAs等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与金刚石相似。GaAs晶体中,每个As与　　　　个Ga相连,As与Ga之间存在的化学键有　　　　(填字母)。 

A．离子键

B．σ键

C．π键

D．氢键　E.配位键　F.金属键　G.极性键