高中化学性质实验方案的设计试题

下表为长式周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

请回答下列问题：
（1）表中属于d区的元素是          （填编号）。
（2）表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状分子名称为     ；
（3）④ ⑤ ⑥ ⑦四种元素的第一电离能由大到小的顺序是          （用元素符号表示）。
（4）按原子轨道的重叠方式，③与⑥形成的化合物中σ键有     个，π键有     个。
（5）某元素的特征电子排布式为nsⁿnpⁿ⁺¹，该元素原子的核外最外层电子的孤对电子数为      ；该元素与元素①形成的分子X的空间构形为          ，属于       分子（填“极性”或“非极性”）。
（6）某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素⑤与元素②的氢氧化物有相似的性质。请写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式：                 。
（7）1183 K以下⑨元素形成的晶体的基本结构单元如图1所示，1183 K以上转变为图2所示结构的基本结构单元，在两种晶体中最邻近的原子间距离相同。
       
在1183 K以下的晶体中，与⑨原子等距离且最近的⑨原子数为______个，在1183 K以上的晶体中，与⑨原子等距离且最近的⑨原子数为________。

卤族元素的单质和化合物很多，请用物质结构与性质的相关知识回答：
（1）在一定浓度的氢氟酸溶液中，存在（HF）_n缔合分子，使HF分子缔合的作用力是___。
（2）ClO₄^－中心氯原子的杂化方式为_____，离子的立体构型为__________。
（3）已知碘酸（HIO₃）和高碘酸（H₅IO₆）的分子结构分别如图I、II所示：请比较酸性强弱：HIO₃_____H₅IO₆（填“＞”、“＜”或“＝”）。H₅IO₆分子中σ键与π键的个数比为          。

（4）下图为碘晶体晶胞结构。有关说法中正确的是___。

A．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子

B．碘晶体中分子的配位数为12，具有分子密堆积特征

C．碘晶体中存在的相互作用有非极性键和范德华力

D．碘晶体中碘分子有3种排列方向

（5）观察CaF₂晶胞结构，判断F^－占据Ca²⁺ 形成的    面体空隙中，Ca²⁺ 占据F^－形成的     面体空隙中。若相邻两个Ca²⁺ 的核间距为a cm，晶胞密度为ρ g/cm³，N_A为阿伏加德罗常数，则CaF₂的摩尔质量可以表示为________g/mol。

（本题15分）铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途.请回答以下问题：
（1）Cu⁺基态核外电子排布式为          
（2）与OH^－互为等电子体的一种分子为       （填化学式）。
（3）氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，其阴离子均为无限长链结构（如图），a位置上Cl原子的杂化轨道类型为__________。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl₃，另一种的化学式为___________；

（4）Cu₂O的熔点比Cu₂S的           （填“高”或“低”），请解释原因_________。
（5）一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_______；该晶体中，原子之间的作用力是________；
（6）上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构为CaF₂的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为__________。
（7）将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO₄作催化剂，即发生反应，生成硫酸铜。其反应过程的第2步是：2Fe^3＋＋Cu===2Fe^2＋＋Cu^2＋，请写出其第l步反应的离子方程式__________________________________。

有A、B、C、D四种元素，其中A元素和B元素的原子都有1个未成对电子，A^＋比
B^－少一个电子层，B原子得一个电子后3p轨道全满；C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D的质量分数为序40%，且其核内质子数等于中子数。R是由A、D两元素形成的离子化合物，其中A与D离子的数目之比为2∶1。请回答下列问题。
(1)A单质、B单质、化合物R的熔点大小顺为下列的________(填序号)。
①A单质>B单质>R  ②R>A单质>B单质
③B单质>R>A单质  ④A单质>R>B单质
(2)CB₃分子的空间构型是________，其固体时的晶体类型为______________。
(3)写出D原子的核外电子排布式：________________________，C的氢化物比D的氢化物在水中的溶解度大得多的原因是__________________________________________。
(4)B元素和D元素的电负性大小关系为____________。
(5)A与B形成的离子化合物的晶胞中，每个A^＋周围与它距离相等且最近的B^－有______个，这些B^－围成的空间几何构型为____________。

过渡金属的某些氧化物能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛，如铜锰氧化物（CuMn₂O₄）等。
（1）铜元素位于第4周期第ⅠB族。基态Cu⁺的核外电子排布式为________。SO₄^2-的空间构型为________。
（2）HCHO中含有的σ键和π键数目之比为_________________。
（3）火山喷出的岩浆中含有多种硫化物，冷却时ZnS比HgS先析出，原因是_______________。
（4）CuCl的盐酸溶液能吸收CO形成配合物氯化羰基亚铜[Cu₂Cl₂(CO)₂·2H₂O]，其结构如图所示。

下列说法不正确的是___________

A．该配合物质只含有离子键和配位键	B．该配合物中Cl原子的杂化类型为sp^3
C．该配合物只有CO和H2O作为配体	D．CO与N2的价电子总数相同，其结构为

（5）请判断键角NF₃____ NH₃，其原因是_________________________。
（6）Cu₃N形成的晶体结构如图所示。则与同一个N^3-相连的Cu⁺有______个，Cu⁺的半径为a pm，N^3-的半径为b pm，则Cu₃N的密度为___________g/cm³。

【物质结构与性质】
Fe、C、N、O、H可以组成多种物质。回答以下问题：
（1）基态铁原子中，未成对电子数有      个。
（2）铁单质在一定条件下可与CO反应生成配位化合物——羰基铁[Fe（CO)₅]，其结构如图。已知CO分子与N₂分子结构相似，分子中C、O原子均能提供孤电子对形成配位键。

①CO分子中σ键与π键数目之比为                 ；
②从电负性角度分析，Fe（CO)₅中与Fe形成配位键的是    （填“碳”或“氧”）原子。
③与羰基铁分子的极性相似的分子是            。
A．SO₂    B．CS₂     C．BF₃     D．PCl₃
（3）CH₄、H₂O分子的键角分别为a、b。则a    b（填>、=或<），原因是            。
（4）血红素分子结构如图所示。

①血红素分子间存在的作用力有         （填名称）；
②与Fe通过配位键结合的氮原子的编号是      。

选修：物质结构与性质】（铁和铜都是日常生活中常见的金属，有着广泛的用途。请回答下列问题：
（1）铁在元素周期表中的位置       ______
（2）k₃[Fe(CN)₆]溶液可用于检验     ______（填离子符号）CN^-中碳原子杂化轨道类型为     ____，C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序为         ___（用元素符号表示）。
（3）配合物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）。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在一定条件下发生反应：Fe(CO)_x（s）Fe（s）+xCO（g）。已知反应过程中只断裂配位键，则该反应生成物含有的化学键类型有       _________。
（4）铜晶体铜碳原子的堆积方式如右图所示。
     
①基态铜原子的核外电子排布式为    ________________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目               。
（5）某M原子的外围电子排布式为3s²3p⁵，铜与M形成化合物的晶胞如附图所示（黑点代表铜原子）。
①该晶体的化学式为               。
②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于     _______（填“离子”、“共价”）化合物。
③已知该晶体的密度为g.cm^-3，阿伏伽德罗常数为N_A，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为      ________________pm（只写计算式）。

A、B、C是中学化学中常见的三种短周期元素。已知：①A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；②B元素最高正价与最低负价的代数和为2；③C元素有多种化合价，且常温下C元素的单质与某种一元强碱溶液反应，可得到两种含C元素的化合物；④B、C两种元素质子数之和是A元素质子数的4倍。
（1）写出常温下C的单质和强碱溶液反应的离子方程式____________________。
（2）意大利罗马大学的FuNvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的B₄气态分子。B₄分子结构与白磷分子结构相似，已知断裂1 mol B—B键吸收167 kJ的热量，生成1 mol B≡B键放出942 kJ热量。试判断相同条件下B₄与B₂的稳定性顺序是：______________。
（3）由B、C两种元素组成的化合物X，常温下为易挥发的淡黄色液体，X分子为三角锥形分子，且分子里B、C两种原子最外层均达到8个电子的稳定结构。X遇水蒸气可形成一种常见的漂白性物质。则X与水反应的化学方程式是____________________________。
（4）A、B两种元素可形成一种硬度比金刚石还大的化合物Y。在化合物Y中，A、B原子间以单键相结合，且每个原子的最外层均达到8个电子的稳定结构。则Y的化学式为
______________，其熔沸点比金刚石_____(填“高”、“低“或“无法比较”)。

已知X，Y，Z，Q为短周期非金属元素，R是长周期元素，X原子的电子占据2个电子层且原子中成对电子数是未成对电子数的2倍；Y的基态原子有7种不同运动状态的电子；Z元素在地壳中含量最多；Q是电负性最大的元素；R⁺离子只有三个电子层且完全充满电子。
回答下列问题：（答题时，X、Y、Z、Q、R用所对应的元素符号表示）
（1）X元素为        ，X、Y、Z中第一电离能最大的是        。
（2）已知Y₂Q₂分子存在如图所示的两种结构（球棍模型，短线不一定代表单键）：

该分子中Y原子的杂化方式是        。
（3）X与Y元素可以形成一种超硬新材料，其晶体部分结构如图所示，有关该晶体的说法正确的是    （填正确答案编号）。

A．该晶体属于分子晶体

B．此晶体的硬度比金刚石还大

C．晶体的化学式是X3Y4

D．晶体熔化时破坏共价键

（4）有一种AB型分子与Y单质分子互为等电子体，它是一种常用的还原剂，其化学式为             。
（5）R的基态原子的电子排布式为         ，R与Z形成的某离子晶体的晶胞结构如图，则该晶体的化学式为         ，该晶体的密度为a g·cm^－3，则晶胞的体积是         cm³。

锂亚硫酰氯（Li-SOCl₂）电池具有能量密度高、工作电压和放电电压平稳、工作温度范围宽及贮存寿命长等优点，在航海、医疗及井下油田设备等方面的应用广泛。
（1）Li-SOCl₂电池总反应可表示为：4Li+2SOCl₂ =" 4LiCl" +S +SO₂，该反应的反应物和生成物中不存在的相互作用是       （填序号）。
a.离子键    
b.共价键    
c.氢键    
d.范德华力     
e.金属键
（2）亚硫酰氯（SOCl₂）中硫的化合价为           ，1molSOCl₂中的σ键数目是      。S、O、Cl三种元素电负性从大到小的顺序是              。
（3）在Li-SOCl₂电池的碳正极中加入金属酞菁配合物可提高电池的容量和寿命。右图为一种铁酞菁配合物的结构，其中M为Fe²⁺，写出Fe²⁺的价电子排布式             。请在图中用箭头表示出配位键。

（4）人们发现Li⁺溶剂化倾向和形成共价键倾向很强，提出类似氢键的锂键。如LiF·HF中就存在锂键，下列LiF·HF的结构式正确的是（其中锂键用…表示）            。（填序号）
a. F—H…Li—F                   b.H—F…Li—F

【化学——选修《物质结构与性质》】
I.信息：在20℃、1个大气压下，水可以结成冰，称为“热冰”（如下图)：

（1）s轨道与s轨道重叠形成的共价键可用符号表示为δs－s，p轨道以“头碰头”方式重叠形成的共价键可用符号表示为δp－p，则H₂O分子中含有的共价键用符号表示为________.
（2）下列物质熔化时，所克服的微粒间的作用与“热冰”熔化时所克服的作用类型完全相同的是________.
A．金刚石     B．干冰        C．食盐       D．固态氨
（3）已知：2H₂OH₃O^＋＋OH^－，H₃O^＋的立体构型是______，含1molH₂O的冰中最多可形成“氢键”___mol.
（4）根据等电子原理，写出短周期元素原子形成的与H₃O^＋互为等电子体的分子或离子________.
II.A、B、C、D分别代表四种不同的短周期元素.A、B元素原子的价电子排布分别为ns¹、ns²np²，C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍，D元素原子的M电子层的p能级中有1个电子.
（1）A、C形成的化合物________（填序号).
①一定属于离子化合物
②一定属于共价化合物
③可能属于离子化合物，也可能属于共价化合物
（2）C原子的电子排布式为________.
（3）若A元素的原子最外层电子排布为1s¹，写出A、C形成的含有配位键的一种微粒符号________.
（4）当n＝2时，每个BC₂中含有________个σ键，________个π键.当n＝3时，B与C形成的晶体类型为________.
（5）若D元素与Fe形成某种晶体，该晶体的晶胞如图所示.则该晶体的化学式是________（用元素符号表示)；若晶胞的边长为a nm，则合金的密度为________g/cm³.

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．HCHO与水分子间能形成氢键
B．HCHO和CO₂分子中的中心原子均采用sp²杂化
C．苯分子中含有6个键和1个大键，苯是非极性分子
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）铁原子核外有__________种运动状态不同的电子。
（4）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。
（5）Ti的一种氧化物X，其晶胞结构如图所示，则X的化学式为             。

（6）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         。

有以下六种元素：A是宇宙中最轻的元素。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的原子序数差8.
L位于周期表第四周期、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____________（填“>”“<”或“＝”）M元素的电负性。
（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）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___________（填“极性”或“非极性”）分子。
（4）L的外围电子排布式为____________，该元素位于周期表中的____________族。
（5）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。（阿常数用NA表示）

元素周期表第ⅤA族元素包括氮、磷、砷（As）、锑（Sb）等。这些元素无论在研制新型材料，还是在制作传统化肥、农药等方面都发挥了重要的作用。请回答下列问题：
（1）N₄分子是一种不稳定的多氮分子，这种物质分解后能产生无毒的氮气并释放出大量能量，能被应用于制造推进剂或炸药。N₄是由四个氮原子组成的氮单质，其中氮原子采用的轨道杂化方式为sp³，该分子的空间构型为________，N—N键的键角为________。
（2）基态砷原子的最外层电子排布式为________。
（3）电负性是用来表示两个不同原子形成化学键时吸引键合电子能力的相对强弱，是元素的原子在分子中吸引共用电子对的能力。由此判断N、P、As、Sb的电负性从大到小的顺序是______________。
（4）联氨（N₂H₄）可以表示为H₂N—NH₂，其中氮原子采用的轨道杂化方式为________，联氨的碱性比氨的碱性________（填“强”或“弱”），其原因是________________________________________________________________。
写出N₂H₄与N₂O₄反应的化学方程式：____________________。
（5）元素X与N同周期，且X的原子半径是该周期主族元素原子半径中最小的，X与Ca形成的化合物CaX₂的晶胞结构如图所示：

CaX₂的晶体类型是________，一个晶胞中含有Ca的离子数为________，含有X的离子数为________。

[化学——选修3：物质结构与性质](15分)As、N、O等非金属元素的化合物在工业生产中有重要的应用。
（1）核电荷数比As小4的元素基态原子的电子排布式为                  。
（2）前四周期元素中，基态原子中未成对电子与其所在周期数相同的元素有      种。
（3）已知氮的最高价氧化物为无色晶体．它由两种离子构成，其阴离子构型为平面正三角形，则其阳离子的构型为          形，阳离子中氮的杂化方式为       。
（4）磷化硼有多种晶型，下图示意的是磷化硼分子的分子结构图，其分子式为      。
  
（5）钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体，其结构如下图所示。由此判断该钙的氧化物的化学式为        。已知该氧化物的密度是ρg·cm ^-3．则晶胞离得最近的两个钙离子间的距离为        cm(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA)。