高中化学性质实验方案的设计试题

氮元素可形成卤化物、叠氮化物及络合物等。
（1）在铜催化作用下F₂和过量NH₃反应得到NF₃，其分子立体构型为_____________；NF₃是_________键结合形成的___________分子(填极性或非极性)。固态NF₃晶体熔点比冰______________(填高或低)。
（2）氢叠氮酸(HN₃)是一种弱酸，它的酸性类似于醋酸，微弱电离出H^＋和N₃^－。
①与N₃^－互为等电子体的分子有：        (举2例)，由此可推知N₃^－的立体构型是     型。
②叠氮化物、氰化物能与Fe^3＋及Cu^2＋及Co^3＋等形成络合物，如：[Co(N₃)(NH₃)₅]SO₄、Fe(CN)₆^4－。写出钴原子在基态时的电子排布式：         ；[Co(N₃)(NH₃)₅]SO₄中钴的配位数为       ；配位原子结构特征是________；CN^-的电子式是          。
（3）由叠氮化钠(NaN₃)热分解可得纯N₂：2NaN₃(s)＝2Na(l)+3N₂(g)，有关说法正确的是    (选填序号)

A．NaN3与KN3结构类似，前者晶格能较小

B．第一电离能（I1）：N＞P＞S

C．钠晶胞结构如上图，该晶胞分摊2个钠原子

D．氮气常温下很稳定，是因为氮的电负性大

（4）化学式为Pt(NH₃)₂Cl₂的化合物有两种异构体，其中一种异构体可溶于水，该种异构体的结构可用示意图表示为           。
（5）三氯化铁常温下为固体，熔点282 ℃，沸点315 ℃，在300 ℃以上易升华。易溶于水，也易溶于醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体类型为____________；
（6）金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为________。

( 9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：

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

①某同学根据上述信息，某同学推断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____________。A原子杂化类型是_______________。
（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145～140 pm，有同学据此认识C₆₀的熔点高于金刚石，你认为是否正确__________理由是____________________________。
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____________。晶胞中每个C₆₀分子周围与之等距离且最近的C₆₀分子数是_________。

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________。
（3）1986年，瑞士两位科学家发现一种性能良好的金属氧化物超导体，使超导工作取得突破性进展，为此两位科学家获得了1987年的Nobel物理学奖。其晶胞结构如图。

①根据图示晶胞结构，推算晶体中Y、Cu、Ba和O原子个数比，其化学式________。
②已知该化合物中各元素的化合价Y为＋3价，Ba为＋2价，Cu为＋2价和Cu为＋3价，根据①所推出的化合物的组成，试计算化合物中这两种价态Cu原子个数比_______________。
③Ba²⁺的配位数为___________。

本题由两小题构成，共16分。
Ⅰ、(8分)A、B、C、D、E都是元素周期表中前20号元素，其原子序数依次增大。B、C、D同周期，A、D同主族，E和其他元素既不在同周期也不在同主族。B、C、D的最高价氧化物对应水化物均能互相发生反应生成盐和水。A和E可形成离子化合物，其晶胞结构如下图所示。

（1）A和E所形成化合物的电子式是__________。
（2）A、B、C、D四各元素的原子半径由小到大的顺序为__________(用元素符号表示)。
（3）A和E形成的化合物的晶体中，每个阳离子周围与它最近且距离相等的阳离子共有_________个。
（4）已知A和E所形成化合物晶体的晶胞体积为1.6×10^－22 cm³，则A和E组成的离子化合物的密度为(结果保留一位小数)__________。
Ⅱ．(8分)现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：

元素编号	元素性质或原子结构
T	M层上有2对成对电子
X	最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y	常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性
Z	元素最高正价是＋7价

（1）元素T的原子最外层共有________种不同运动状态的电子。元素X的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是________。
（2）元素Y与氢元素形成一种离子YH₄⁺，写出该微粒的电子式________(用元素符号表示)。
（3）元素Z与元素T相比，非金属性较强的是________(用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是________。
a．常温下Z的单质和T的单质状态不同
b．Z的氢化物比T的氢化物稳定
c．一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
d．Z原子的价电子数比T原子多
e．Z的最高价氧化物的水化物酸性强于T的最高价氧化物的水化物
f．Z的单质能与T的氢化物水溶液发生置换反应
（4）Z有多种常见含氧酸，酸性由强到弱的顺序是________________________。

按要求回答以下问题：
（1）X、Y、Z 是短周期非金属元素，核电荷数依次增大。X原子外围电子排布为ns²np²，Z是地壳中含量最多的元素。W、Q是第四周期元素，其中Q元素的核电荷数为29。W原子核外未成对电子数在同周期中最多。
①Y元素在周期表中的位置为______________ ；其轨道表示式为_________________。
②X、Y、Z元素的第一电离能由大到小的顺序为_________________（用元素符号作答），X与Z形成三原子分子的电子式为___________（用相关的化学用语作答）。
③Y的氢化物沸点_______Z的氢化物的沸点（填“ >”“<”或 “=”）。
④基态W原子的外围电子排布式为                   。
⑤Q的氢化物的晶胞结构如图所示，其化学式是         。

（2）过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。

①应用于合成氨反应的催化剂(铁)的表面上存在氮原子，上图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子)。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为________。
②现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS，化学式为[Fe₂(OH)_n(SO₄)_3－n/2]_m，n＜5，m＜10}在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是______。(填序号)

元素	Mn	Fe
电离能
(kJ·mol^－1)
I1	717	759
I2	1 509	1561
I3	3 248	2 957

A．PFS中铁显＋3价
B．铁原子的价电子排布式是3d⁶4s²
C．由FeSO₄溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程
D．由上表可知气态Fe^2＋再失去一个电子比气态Mn^2＋再失去一个电子难
③铂（Pt）单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。

晶胞中铂（Pt）原子的配位数数为为       。

选考[化学一物质结构与性质]铜是应用较为广泛的有色金属。
（1）基态铜原子的核外电子排布式为            。
（2）金属化合物Cu₂Zn合金具有较高的熔点、较大的强度、硬度和耐磨度。Cu₂Zn合金的晶体类型是     。
（3）某含铜化合物的离子结构如图所示。

①该离子中存在的作用力有         ；
a．离子键       
b．共价键       
c．配位键
d．氢键         
e．范德华力
②该离子中第二周期的非金属元素的第一电离能由大到小的顺序是            ；
③该离子中N原子的杂化类型有            。
（4）铜与氧形成化合物的晶体结构如图。该化合物的化学式为        ，O的配位数是      。

氮（N）元素与多种元素可以形成多种化合物。
（1）NH₄Cl受热分解时克服的化学键有             ；NH₄Cl晶体不能导电的原因是             。
（2）N、H元素除了可以形成10电子分子NH₃外，还可形成18电子分子肼，肼的结构简式为NH₂—NH₂。若将肼分子中的2个H原子替换为甲基（—CH₃），所得分子的结构简式可能为           、           。
（3）平面型BF₃很容易与特定化合物[如N(CH₃)₃]以配位键形成四面体配位化合物，请在下图中用“→”标出B、N原子间存在的配位键。

（4）氮化硼（BN）是一种新型无机非金属材料，氮化硼有两种重要晶型A型和B型。A型氮化硼硬度很高，是特殊的耐磨和切削材料；B型氮化硼化学稳定性较好，是一种优良的润滑剂。A型氮化硼结构下图中   （选填“I”或“Ⅱ”）所示。工业上氮化硼以三氯化硼、氢气、氮气为原料，在高温条件下反应制得，写出该反应的化学方程式             。

（5）氢氧化铜与氨水形成铜氨溶液，已知［Cu(NH₃)₄]²⁺中的两个NH₃被两个Cl^－取代，能得到两种不同结构的产物，则［Cu(NH₃)₄]²⁺的空间构型为         （选填“平面四边形”或“正四面体”）。［Cu(NH₃)₂]^＋在空气中立即转化为深蓝色的［Cu(NH₃)₄]²⁺，简述发生转化的可能原因             。
（6）向[Cu(NH₃)₄]SO₄溶液中通入SO₂至微酸性，有白色沉淀生成。该沉淀包含一种正四面体型的阳离子和一种三角锥型的阴离子，摩尔质量为162g/mol，且Cu、S、N的物质的量之比为1:1:1，则该白色沉淀的化学式为             。

下表是元素周期表的一部分，回答下列问题（答题时用具体元素符号表示）。

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

（1）①、③形成的6原子气态化合物中含         个σ键，         个π键。
（2）元素⑨的原子核外次外层电子数为         个。焊接钢轨时，常利用元素⑨的氧化物与⑦的单质在高温下发生反应，写出其中一种反应的化学方程式           。
（3）④、⑤两元素原子第一电离能较大的是         ，两元素以质量比7:12组成的化合物A是一种高效火箭推进剂，相对分子质量为152，A的分子式为         。
（4）⑥和⑧可形成某离子化合物，下图所示结构         （选填“能”或“不能”）表示该离子化合物的晶胞；下图所示结构中，X离子的堆积方式为           （选填“ABAB…”或“ABCABC…”）。

（5）元素⑩单质的晶胞如图所示，该晶胞中金属原子的配位数为         ，每个晶胞“实际”拥有的原子数是         。

氧化物经氯化作用生成氯化物是工业生产氯化物的常用方法，Cl₂、CCl₄是常用的氯化剂。
如：Na₂O+Cl₂==2NaCl+O₂       2CaO+2Cl₂==2CaCl₂+O₂
SiO₂+2CCl₄==SiCl₄+2COCl₂        Cr₂O₃+3CCl₄==2CrCl₃+3COCl₂
请回答下列问题：
（1）COCl₂俗称光气，分子中C原子采取sp²杂化，则该分子的结构式是         ，分子的立体构型是         。
（2）写出CCl₄的电子式           ，与CCl₄互为等电子体的分子和离子分别有         和         （各举一例，写化学式）。
（3）比较下列物质的熔点，用“＞”“＜”或“＝”填写。
Na₂O         NaCl             
CCl₄         SiCl₄
（4）石英的主要成分是SiO₂，晶体类型是         晶体，实验室         （选填“能”或“不能”）用石英坩埚融化氢氧化钠固体。

锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu₄O（PO₄）₂，可通过下列反应制备：
2Na₃PO₄+4CuSO₄+2NH₃·H₂O=Cu₄O（PO₄）₂↓+3Na₂SO₄+（NH₄）₂SO₄+H₂O
（1）基态Cu²⁺的核外电子排布式为                       。
（2）根据价层电子对互斥模型（VSEPR），PO₄^3－离子内中心原子价层成键电子对和孤电子对之和为       ，离子的空间构型是                         。
（3）液氨分子间存在自耦电离：2NH₃ NH₂^－+NH₄⁺，NH₂^－中氮原子轨道的杂化类型是           ，H⁺易与NH₃形成NH₄⁺，配位键的解释是               。
（4）胆矾CuSO₄·5H₂O的结构示意图如下，其含有的微粒间作用力有             。（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
（5）在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu（CN）₄]^2－，Cu²⁺的配位数为      ，1mol CN^－中含有的π键的数目为         。

选考(12分)【化学一物质结构与性质】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）镓的基态原子的电子排布式是__________________________。
（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)。
（3）气态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）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________________；若该晶体的边长为a cm，则该合金密度为____________g·cm^-3(阿伏加德罗常数的值为N_A)。

【化学——选修3 物质结构与性质】选考下图为元素周期表的一部分，字母下方数值为该元素电负性，根据信息回答下列问题（用相应元素符号进行答题）：

（1）b、h两元素可形成化合物bh₂，写出其电子式：        。
（2）e、g两元素可形成两种化合物eg₃、e₂g₆，eg₃的分子构型为       ，eg₃、e₂g₆中心原子e的杂化方式分别为       、       。
（3）d元素形成的单质可与g的氢化物浓溶液在加热条件下反应生成一种以二价d离子为内界中心原子（配位数为4）的配位化合物与一种可燃性气体，写出反应的化学方程式：               。
（4）f、g、h、i四种元素对应单质分子的键能如下表：

共价键	f—f	g—g	h—h	i—i
键能（kJ/mol）	157	242.7	193.7	152.7

试从原子半径角度阐述f—f键键能反常的原因：              。
（5）c元素的元素符号是       ，价电子排布式为       ，下图是
一种受到较多关注的c元素单质与金属镧（La）形成的储氢材料的结构示意图，请在图中勾画出该晶体的一个晶胞。计算出该合金的化学式为：                           。

【化学－选修3，物质结构与性质】X、Y、Z、W都是元素周期表中的前四周期元素，它们的核电荷数依次增大。X原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，Y是地壳中含量最多的元素。Z元素形成的一种化合物常用作净水剂。W元素是第四周期元素中未成对电子数最多的元素，WCl₃能与X、Y的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2∶1，1mol配合物与足量的AgNO₃溶液反应能生成3molAgCl。请回答下列问题：
（1）XH₃可作低温溶剂，它易液化的原因是                ，Y所在周期中第一电离能最大的主族元素是            。
（2）XY₃^－离子的立体构型是     ，其中心原子采取    杂化。
（3）W^3＋的核外电子排布式是         ，WCl₃形成的六配位的配合物化学式为     。
（4）某种Z—Fe合金的晶胞如图所示，该合金的化学式为         。若晶胞的边长为a nm，则合金的密度为        g·cm^－3。

[化学——选修3：物质结构与性质] 周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族,e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。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），其原因是__________________。
（3）a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式为  ；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是    （填化学式，写出两种）。
（4）已知c、e能形成晶胞如图甲和图乙所示的两种化合物，化合物的化学式为分别为：甲________，乙     ；甲高温易转化为乙的原因是__________________。
（5）这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构;阳离子呈轴向狭长的八面体结构（如图丙所示）。该化合物中，阴离子为  ，该化合物加热时首先失去的组分是  ，判断理由是     。

［化学—选修3物质结构与性质】（巧分）已知A, B、C、D, E, F为元素周期表前四周期原子序数依次增大的六种元素，其中A的一种同位素原子中无中子，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，D与E同主族，且E的原子序数是D的2倍，F元素在地壳中的含量位于金属元素的第二位。试回答下列问题：
（l）F元素的价层电子排布式为      。
（2）关于B₂A₂的下列说法中正确的是      （填选项序号）。
①B₂A₂中的所有原子都满足8电子稳定结构
②B₂A₂是由极性键和非极性键构形成的非极性分子
③每个B₂A₂分子中键和键数目比为1:1
④B₂A₂分子中的A-B键属于键
（3）B,C,D三种元素第一电离能按由大到小的顺序排列为   （用元素符号表示） B、C、D三种元素中与BD₂互为等电子体的分子式为    （用元素符号表示）
（4）A₂E分子中心原子的杂化类型为_____。比较A₂D与A₂E分子的沸点，其中沸点较高的原因为      。元素D可形成两种同素异形体，其中在水中溶解度更大的是      （填分子式）。
（5） F单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，信息如下：

则方式I与方式II中F原子配位数之比为      ，晶体密度之比为      。

(化学一物质结构与性质，13分)铜及其化合物在现代生活中应用广泛。
（1）用黄铜矿炼铜的最后一步反应为：
①硫元素的基态原子核外电子排布式为__________________。
②铜元素的电离能：___________ (填“>"或“<")。
③反应中形成的化学键类型为_________________。
（2）硫酸铜与有机物X按1:2反应生成配合物M,其配离子结构如图。

已知A为第二周期元素。
①配合物M的晶体类型为________________。
②构成配离子的元素中，有两种元素基态原子未成对电子数相同，这两种元素的电负性从大到小的顺序是_______________(填元素符号)。
③1 mo1有机物X中含键的数目为________________。
（3）Cu²⁺在生成[Cu(NH₃)₄]²⁺时，核外3d轨道上的1个未成对电子跃迁到4p轨道上，则Cu²⁺的轨道杂化方式不是sp³的原因是________________________。