高中化学性质实验方案的设计试题

Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知：
①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；
②Y原子价电子（外围电子）排布msⁿmpⁿ
③R原子核外L层电子数为奇数；
④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。
请回答下列问题：
（1）Z²⁺的核外电子排布式是                           。
（2）在[Z(NH₃)₄]²⁺离子中，Z²⁺的空间轨道接受NH₃分子提供的         形成配位键。
（3）Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是       。
a.稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙       
b.稳定性：甲>乙，沸点：甲<乙
c.稳定性：甲<乙，沸点：甲<乙       
d.稳定性：甲<乙，沸点：甲>乙
（4）Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为           （用元素符号作答）
（5）Q的一种氢化物相对分子质量为26，其中分子中的σ键与π键的键数之比为        。
（6）五种元素中，电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于      。

有a、b、c、d、f五种前四周期元素，原子序数依次增大，a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，第一电离能I₁(a)<I₁(c)<I₁(b)且其中基态b原子的2p轨道处半充满状态，已知bc₂⁺与ac₂互为等电子体，d为周期表前四周期中电负性最小的元素，f的原子序数为29。请回答下列问题。(如需表示具体元素请用相应的元素符号)
（1）写出bc₂⁺的电子式__________，基态f原子的核外电子排布式为___________。
（2）b的简单氢化物极易溶于c的简单氢化物，其主要原因是                 。

（3）化合物甲由c、d两种元素组成，其晶胞如甲图，甲的化学式___________。
（4）化合物乙的部分结构如乙图，乙由a、b两元素组成，硬度超过金刚石。①乙的晶体类型为________________________，其硬度超过金刚石的原因是_________________________。
②乙的晶体中a、b两种元素原子的杂化方式均为___________________。

已知A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次递增，都位于前四周期。A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍。E有“生物金属”之称，E⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同。F处于周期表中第9列。
（1）B、C、D三种元素的氢化物的沸点高低顺序为     ，稳定性顺序为   。
（2）同时含有A、B、D三种元素的化合物M是此类物质中为数不多的气体，且分子中所有原子共平面，则M中σ键和π键个数比为       ，B原子的杂化类型为     ，M能和水以任意比混溶的原因是              。
（3）C的最高价含氧酸根的空间构型为     ，E的基态原子的价电子排布式为      
（4）“生物金属”E内部原子的堆积方式与铜相同，都是面心立方堆积方式，如图。则E晶胞中E的配位数为     ，若该晶胞的密度为a g/cm³，阿伏加德罗常数为N_A，E原子的摩尔质量为M g/mol，则E原子的半径为          cm

（5）F可形成分子式均为F(NH₃)₅BrSO₄的两种配合物，其中一种化学式为[F(NH₃)₅Br]SO₄，往其溶液中加BaCl₂溶液时，产生的现象是                        ；往另一种配合物的溶液中加入BaCl₂溶液时，无明显现象，若加入AgNO₃溶液时，产生淡黄色沉淀，则第二种配合物的化学式为              。

M是原子序数<30的一种金属，常用于航空、宇航、电器及仪表等工业部门，M原子的最外层有空轨道，且有两个能级处于电子半充满状态。
（1）M原子的外围电子排布式为_____________________，在周期表中属于    区元素。
（2）M的堆积方式属于钾型，其晶胞示意图为______(填序号)。

（3）MCl₃·6H₂O有三种不同颜色的异构体
A、[M(H₂O)₆]Cl₃，B、[M(H₂O)₅Cl]Cl₂·H₂O和C、[M(H₂O)₄Cl₂]Cl·2H₂O。为测定蒸发MCl₃溶液析出的暗绿色晶体是哪种异构体，取0.010 mol MCl₃·6H₂O配成溶液，滴加足量AgNO₃溶液，得到沉淀2.870 g。该异构体为_______________ (填A或B或C)。
（4） MO₂Cl₂常温下为暗红色液体，熔点－96.5℃，沸点117℃，能与丙酮(CH₃COCH₃)、CCl₄、CS₂等互溶。
①固态MO₂Cl₂属于________晶体；
②CS₂中碳原子和丙酮(CH₃COCH₃)羰基中的碳原子分别采取的杂化方式为______杂化和________杂化。
（5）＋3价M的配合物K[M(C₂O₄)₂(H₂O)₂]中，配体是______，与C₂O₄^2-互为等电子体的分子是(填化学式)__________。

有A、D、E、G、M、L六种前四周期的元素。A是宇宙中最丰富的元素。D原子核外有1个未成对电子，D⁺比E原子少一个电子层，E原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道呈全充满状态。G原子的2p轨道有2个未成对电子，M的最高化合价和最低化合价的代数和为4，与G的原子序数相差8。L位于周期表第12纵行且是六种元素中原子序数最大的。R是由M、L形成的化合物，其晶胞结构如图所示。请回答下列问题：

（1）E元素的电负性________M元素的电负性（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）G的第一电离能比它同周期前一族相邻元素的第一电离能________（填“大”或“小”）。
（3）E－的最外层共有______种不同运动状态的电子，最外层电子分属______个能级。M₂E₂广泛用于橡胶工业，在该化合物分子中，所有原子最外层均满足8电子稳定结构。则在M₂E₂分子中M原子的杂化类型是__________，M₂E₂是_________分子（填“极性”或“非极性”）。
（4）M和G形成的一种化合物分子式为MG₂，该分子的VSEPR模型为__________，分子的空间构形为___________。
（5）L的价电子排布式为_________，该元素位于周期表中_____族。
（6）R的化学式为________（用元素符号表示），属于_______晶体。已知R晶体的密度为ρ g•cm^－3，则该晶胞的边长a="_____________" cm，（阿伏加德罗常数用N_A表示）。

第四周期过渡元素Mn、Fe、Ti可与C、H、O形成多种化合物。
（1）下列叙述正确的是      。（填字母）
A．CH₂O与水分子间能形成氢键
B．CH₂O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，C₆H₆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）Mn和Fe的部分电离能数据如下表：

元   素	Mn	Fe
电离能 /kJ·mol^－1	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

 
Mn元素价电子排布式为          ，气态Mn^2＋再失去一个电子比气态Fe^2＋再失去一个电子难，其原因是                         。
（3）根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域，其中Ti属于　　　　区。
（4）Ti的一种氧化物X，其晶胞结构如图所示，则X的化学式为            。

（5）电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN^－离子，可在X的催化下，先用NaClO将CN^－氧化成CNO^－，再在酸性条件下CNO^－继续被NaClO氧化成N₂和CO₂。
①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为                   。
②与CNO^－互为等电子体微粒的化学式为          （写出一种即可）。
③氰酸（HOCN）是一种链状分子，它与异氰酸（HNCO）互为同分异构体，其分子内各原子最外层均已达到稳定结构，试写出氰酸的结构式      　 。

阅读下表中短周期主族元素的相关信息。

请回答：
(1)写出E在元素周期表中的位置：________；C的简单离子的结构示意图：______；
(2)写出A₂B₂晶体中存在的化学键有：_______________________；
(3)常温下，0．1 mol·L^-1X溶液的pH   7(填“>”、“=”或“<”)。简述X可以做家用消毒剂的理由：_______________________________________。

【化学—物质结构与性质】W、X、Y、Z（W、X、Y、Z分别代表元素符号）均为元素周期表中前四周期的元素，其原子序数依次增大，其中W、X、Y为短周期元素，它们的单质在通常状况下均为无色气体。X元素的基态原子在同周期元素基态原子中含有的未成对电子数最多，Y元素的基态原子中s能级上的电子数等于p能级上的电子数，Z为金属元素，其基态原子是具有4s¹结构的基态原子中质子数最多的原子，试回答下列各题：
（1）写出X的基态原子的核外电子排布式_________________；
（2）比较X、Y两元素基态原子的第一电离能大小：X_____Y（填“>”、“<”或“=”），理由是___________________；
（3）W、X两元素能形成一种常见气体M，每个M分子中含有l0个电子，M分子中心原子的杂化方式为______；W、X两种元素还能形成一种常见阳离子N，每个N中也含有10个电子，但在N与M中所含化学键的键角大小不同，其原因是______________；
（4）Z²⁺可与M分子在水溶液中形成[Z（M）₄]²⁺，其中M分子和Z²⁺通过____________结合；
（5）单质Z的晶胞结构如图所示，则每个晶胞中含有原子Z的个数为______________。

试根据上表填空：

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

L

K

M

N

Q

（1）请写出元素Q的基态原子电子排布式                         ；元素N在周期表中的位置        周期         族。
（2）基态D原子核外有    个未成对电子；D₂分子中分别有     个，      个π键。
（3）化合物DA₅中既含离子键，又含共价键和配位键，请写出它的电子式     。
（4）表四中的元素能形成XY₂型的共价分子有CE₂、CL₂、BK₂、LE₂四种，其分子的空间构型中有一种与其他三种不同，它是        （填化学式）；而形成XY₃型的共价分子也有四种，它们分别是DA₃、DF₃、DK₃、LE₃，其分子的空间构型中也有一种与其他三种不同，它是          （填化学式）,它是由_       键（填“极性”或“非极性”，下同）构成的           分子。
（5）第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如右图所示，其中序号“8”所代表的元素是          （填元素符号）；其中气态氢化物稳定性最强的元素是          （填下图中的序号）。

（6）科学家证实，IK₃属于共价化合物，分子式为I₂K₆，其结构式为下列四种中的一种，你认为正确的结构式是____________。

（7）向Q的硫酸盐溶液中加入足量的DA₃的水溶液过程中，请写出发生反应的离子方程式                                                    ；最后生成配离子的结构式为                         。

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图，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）。

磁性材料氮化铁镍合金可用Fe(NO₃)₃、Ni(NO₃)₂、丁二酮肟、氨气、氮气、氢氧化钠、盐酸等物质在一定条件下反应制得。
（1）基态Ni原子的价电子排布式是      。
（2）丁二酮肟（结构式如图所示）中碳原子的杂化方式为   。

（3）NH₃的沸点高于PH₃，其主要原因是   。
（4）与N ^3- 离子具有相同电子数的三原子分子的空间构型是   。
（5）向Ni(NO₃)₂溶液中滴加氨水，刚开始时生成绿色Ni(OH)₂沉淀，当氨水过量时，沉淀会溶解，生成[Ni(NH₃)₆]²⁺的蓝色溶液，则1 mol [Ni(NH₃)₆]²⁺含有的σ键为   mol。
（6）下图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构示意图。该合金储氢后，含1 mol La的合金可吸附H₂的数目为      。

一定条件下， Ni²⁺与丁二酮肟生成鲜红色沉淀A。

（1）基态Ni²⁺的核外电子排布式为   。
（2）丁二酮肟组成元素中C、N、O的电负性由大到小的顺序为   。丁二酮肟分子中C原子轨道的杂化类型是   。
（3）元素Ni的一种碲（Te）化物晶体的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式为   。
（4）Ni(CO)₄是一种无色液体，沸点为42.1℃，熔点为-19.3℃。Ni(CO)₄的晶体类型是   。请写出一种由第二周期主族元素组成的且与CO互为等电子体的阴离子的电子式   。

[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)

(10分) 纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。
（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：

①某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图所示，该同学所画的电子排布图违背了           。

②根据价层电子对互斥理论，预测A和氯元素形成的简单分子空间构型为       。
（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154．45pm，C₆₀中C－C键长为145~140pm，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             。

[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_________。