高中化学性质实验方案的设计试题

【化学一选修3：物质结构与性质】(15分)己知A、B、C、D、E、F、G、H八种元素都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，A是原子半径最小的主族元素，B有三种不同的能级且每种能级上所含电子数相同，C的单质性质稳定且一种氢化物极易溶于水，D能形成两种互为同素异形体的气态单质，A、D、E的核内质子数之和与F的核内质子数相同，F的基态原子中有4个未成对电子，G比F原子多一个核内质子，上述H元素的＋l价阳离子的KLM能层为全充满结构。
回答下列问题：
（1）A、B、C、D几种元素中第一电离能最大的是____(填元素符号)；D元素的原子核外有     种不同运动状态的电子：E原子M能层中具有的轨道数为__   。
（2）F有两种常见的离子，画出低价态离子价电子排布图  ____．在这两种离子之间    更稳定(填化学式)：从微观结构角度解释该离子更稳定的原因：____  。
（3）由A、B、C、D四种元素形成的某种离子化合物，其原予个数比为4:1:2:11，科学家第一次合成有机物利用的便是这种离子化合物，请根据等电子体原理写出该离子化合物的电子式：____  。

含有NaOH的Cu（OH）₂悬浊液可用于检验醛基，也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu₂O。
（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）醛基中碳原子的轨道杂化类型是       ；1mol乙醛分子中含有ó的键的数为       。
（4）含有NaOH的Cu（OH）₂悬浊液与乙醛反应的化学方程式为                          。
（5）Cu₂O在稀硫酸中生成Cu和CuSO₄。铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为          。

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________。

X、Y、Z、M、W是原子序数依次增大的前四周期元素，X元素原子核外有三个能级，各能级电子数相等，Y的单质在空气中燃烧生成一种淡黄色的固体；Z元素原子的最外层电子数比次外层电子数少2，M原子外围电子排布式为3dⁿ4sⁿ；W的内层电子已全充满，最外层只有2个电子。请回答：
（1）X元素在周期表中的位置是     ；
W^2＋离子的外围电子排布式为      。
（2）X 能与氢、氮、氧三种元素构成化合物 XO(NH₂)₂，其中X原子和N原子的杂化方式为分别为      、      ，该化合物分子中的键与键的个数之比是      ；该物质易溶于水的主要原因是               。
（3）已知Be和Al元素处于周期表中对角线位置，化学性质相似，请写出Y元素与Be的最高价氧化物的水化物相互反应的化学方程式
（4）M晶体的原子堆积方式为六方堆积（如图所示），则晶体中M原子配位数是         。某M配合物化学式是[M(H₂O)₅Cl]Cl₂·H₂O，1 mol该配合物中含配位键的数目是      。

（5）X 的某种晶体为层状结构，可与熔融金属钾作用。钾原子填充在各层之间，形成间隙化合物，其常见结构的平面投影如图①所示，则其化学式可表示为                  。

（6）Y离子和Z离子比较，半径较大的是＿＿＿（写离子符号），元素Y与元素Z形成的晶体的晶胞结构是如图②所示的正方体，设晶胞中最近的两个Z离子的距离为a cm ，该化合物的摩尔质量为bg/ mol ，则该晶胞密度的计算式为             。(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数用N_A表示)。

（1）光气(COCl₂)是一种应用广泛的原料，下列分子的构型与COCl₂分子构型相同的是________(填序号，下同)，属于非极性分子的是________。

A．甲醇(CH4O)

B．甲醛(CH2O)

C．NH3

D．CO2

甲醇(CH₄O)与甲醛(CH₂O)的相对分子质量相近，通常情况下甲醇呈液态而甲醛呈气态，原因是    。
（2）Fe、Al、Cu三种元素基态原子中未成对电子最多的是________(填元素符号)。
（3）CaC₂中C₂^2－与O₂²⁺互为等电子体，1 mol O₂²⁺中含有的π键数目为________。
（4）已知NaCl、MgO的晶体类型相同，但MgO的熔点远远高于NaCl的熔点，原因是__________。

[物质结构与性质]过渡元素铁可形成多种配合物，如：[Fe(CN)₆]^4-、Fe(SCN)₃等。
（1）Fe²⁺基态核外电子排布式为     。
（2）科学研究表明用TiO₂作光催化剂可将废水中CN^-转化为OCN^-、并最终氧化为N₂、CO₂。OCN^-中三种元素的电负性由大到小的顺序为     。
（3）与CN^-互为等电子体的一种分子为     (填化学式)；1mol中含有σ键的数目为     。
（4）铁的另一种配合物Fe(CO)₅熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于CCl₄，据此可以判断Fe(CO)₅晶体属于     (填晶体类型)。
（5）铁铝合金的一种晶体属于面心立方结构，其晶胞可看成由8个小体心立方结构堆砌而成。已知小立方体如图所示。该合金的化学式为     。

某叶绿素的化学式为C₅₅ H₇₂N₄O₆Mg，其在人体代谢的中间产物为CO（ NH:₂）₂0。
（1）该叶绿素所含元素中，基态原子第一电离能最大的是         （填元素符号，下同）；处于s区的元素有                     。
（2）已知CO（ NH₂）₂分子中C、N、O原子均达8电子稳定结构，其中N的杂化轨道类型为         ；在CO（NH₂）₂晶体中存在____         （填序号）o
A．非极性键     B．极性键     C．氢键      D．范德华力
（3）CO（NH₂）₂的熔点远远低于NaCl．其原因是                       。
（4）工业上，用惰性电极电解法除去碱性溶液中的CO（ NH₂）₂，产物均为无毒无害常见物质。则阳极除去CO（NH₂）₂的电极反应式为                                 。

已知A、B、C、D、E、F、G都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，其中A、B、C、D、E为不同主族的元素。A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍，B的电负性大于C，透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色，F的基态原子中有4个未成对电子，G的+1价阳离子正好充满K、L、M三个电子层。回答下列问题：
（1）A、B、C、D、E、F、G几种元素中第一电离能最小的是___________(填元素符号)，D元素的原子核外有     种不同运动状态的电子；有      种不同能级的电子。基态的F³⁺核外电子排布式是        。
（2）B的气态氢化物在水中的溶解度远大于A、C的气态氢化物，原因是                   。
（3）化合物AC₂的电子式是            。
（4）FD₃与ECAB溶液混合，得到含多种配合物的血红色溶液，其中配位数为5的配合物的化学式是                            。
（5）化合物EF[F(AB)₆]是一种蓝色晶体，下图表示其晶胞的1/8（E^＋未画出）。该蓝色晶体的一个晶胞中E^＋的个数为           。

（6）G的二价阳离子能与乙二胺（H₂N—CH₂一CH₂一NH₂）形成配离子：该配离子中含有的化学键类型有                     。（填字母）
a．配位键        b．极性键        c．离子键       d．非极性键

阴离子CAB^－中的A原子与乙二胺（H₂N—CH₂一CH₂一NH₂）中C原子的杂化方式分别为       和       。

石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。

（1）图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为          。
（2）图乙中，1号C的杂化方式是            ,该C与相邻C形成的键角            (填“>”“<”或“=”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。
（3）若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H₂O中，则氧化石墨烯中可与H₂O形成氢键的原子有       (填元素符号)。
（4）石墨烯可转化为富勒烯(C₆₀)，某金属M与C₆₀可制备一 种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为            ，该材料的化学式为           。

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已知金刚石中碳碳键的键长为154.45 pm，C₆₀中碳碳键的键长为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，      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，请比较C、Si、N原子电负性由大到小的顺序          。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，则一个Si₆₀分子中所含π键的数目为__________。

（1）有9种微粒：①NH₂^－；②—NH₂；③Br^－；④OH^－；⑤—NO₂；⑥—OH；⑦NO₂；⑧CH₃^＋；⑨—CH₃．属于官能团的有(填序号)___         _____ 。
（2）有下列8种晶体，用序号回答下列问题：

A．水晶

B．冰

C．白磷

D．固态氩

E．氯化铵  
F．铝 
G．金刚石
①属于原子晶体是             ，直接由原子构成的分子晶体是  _____ 。
②由极性分子构成的分子晶体是          ,含有共价键的离子晶体是  _____ 。
③在一定条件下能导电而不发生化学反应的是  _____。
分子内存在化学键，但受热熔化时，化学键不发生变化的是  _____。
（3）在NaCl晶胞中8个顶点 、6个面心处各有一个Na^＋ ，12条棱的中点、体心各有一个Cl^－ ，KCl和NaCl的晶格型式相同。已知Na^＋离子的半径是Cl^－离子的0.5倍，是K^＋离子的0.7 倍，计算：KCl晶胞和NaCl晶胞的边长之比为  _____ 。
（4）如下图：由正五边形构成的多面体有20个顶点，多面体中有_____个正五边形，共有____条棱边.

[化学——选修3:物质结构与性质](15分)硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。请回答下列问题:
（1）Ga与B同主族，Ga的基态原子核外电子排布式为      ，从原子结构的角度分析，B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序是         。
（2）硼酸(H₃B0₃)是白色片状晶体(层状结构如图)，有滑腻感，在冷水中溶解度很小，加热时溶解度增大。

①硼酸中B原子的杂化轨道类型为      。
②硼酸晶体中存在的作用力有范德华力和      。
③加热时，硼酸的溶解度增大，主要原因是     。
④硼酸是一元弱酸，在水中电离时，硼酸结合水电离出的OHˉ而呈酸性。写出硼酸的电离方程式_     。
（3）硼氢化钠(NaBH₄)是有机化学中的一种常用还原剂，在热水中水解生成硼酸钠和氢气，用化学方程式表示其反应原理    。[BH₄]^－的空问构型是____。
（4）B₃N₃H₆可用来制造具有耐油、耐高温性能的特殊材料。写出它的一种等电子体物质的分子式      。
（5）硼化镁晶体在39K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，下图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为      。

（6）金刚石的晶胞如图。立方氮化硼的结构与金刚石相似，已知晶胞边长为361.5pm，则立方氮化硼的密度是____g·cmˉ³(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数用N_A表示)。

【化学一一选修物质结构与性质】X、Y、Z、M、N、Q、P为元素周期表前四周期的7种元素。其中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量最高的元素，M的内层电子数是最外层电子数的9倍，N的原子序数比M小1，Q在元素周期表的各元素中电负性最大。P元素的第三电子层处于全充满状态，第四电子层只有一个电子。请回答下列问题：
（1）X元素在周期表中的位置是              ，它的外围电子的电子排布图为          。P元素属于         区元素，
（2）分子的空间构型是           ，分子中Y的杂化轨道类型为        ，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是               （写分子式），理由是                        。
（3）含有元素N的盐的焰色反应为              色，许多金属盐都可以发生焰色反应，其因是                                            。
（4）元素M与元素Q形成晶体结构如图1所示设其晶胞边长为a pm，该化合物的摩尔质量为Dg/mol。求该晶胞密度的计算式为                        

（5）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o键的数目为           。

乙炔是有机合成工业的一种重要原料。工业上曾用CaC₂与水反应生成乙炔。
（1）CaC₂中C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，O₂²⁺的电子式可表示为            ，1mol O₂²⁺中含有的π键数目为          。
（2）将乙炔通入[Cu(NH₃)₂]Cl溶液中生成红棕色沉淀Cu₂C₂。Cu⁺简写的核外电子排布式为          。
（3）乙炔与HCN反应可得到丙烯腈（CH₂=CH—C≡N）, 丙烯腈分子中碳原子轨道的杂化类型是         ；分子中处于同一直线上原子数目最多有       个。
（4）CaC₂晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似（如图所示），但CaC₂晶体中哑铃形的C₂^2-的存在，使晶胞沿一个方向拉长， CaC₂晶体中一个Ca²⁺周围距离最近的C₂^2-数目为         。

选做(15分)【化学选修3：物质结构与性质】
原子序数依次增大的X、Y、Z、Q、E五种元素中，X元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，Q原子核外的M层中只有两对成对电子，E^＋核外各能层电子均已充满。请回答下列问题：
（1）X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为               。(用元素符号表示)
（2）已知YZ₂^＋ 与XQ₂互为等电子体，则l mol YZ₂^＋ 中含有π键数目为      。
（3）Z的气态氢化物沸点比Q的气态氢化物高得多，其原因是               。
（4）Y、Z与氢元素可形成化合物HYZ₃，是实验室常用试剂。HYZ₃分子中Y的杂化方式为              ，YZ₃^—的空间构型是                          。
（5）E原子的价层电子排布式为                 ；E有可变价态，它的基价态的离子与Z的阴离子形成晶体的晶胞如图所示。

①该晶体的化学式为             ，Z的阴离子的配位数为               。
②Z的阴离子的堆积模型为           。
A．简单立方         B．六方最密         C．面心立方
③已知晶胞边长为apm，则晶胞的密度为        g• cm^—3(阿伏加德罗常数用N_A表示)。