高中化学性质实验方案的设计试题

已知A、B、C、D和E都是元素周期表中前36号元素，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的价电子数为2，D跟B可形成离子化合物，其晶胞结构如图。请回答：

（1）A的元素符号是_____
（2）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）E元素名称是      ；它的+2价离子的电子排布式为_____
（4）从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物的化学式为          ；在晶体中与D距离最近且相等的B有    个, D跟B形成的离子化合物的熔点       D跟C形成的离子化合物的熔点（填“>”或“<”）。

(7分)
（1）NF₃分子中N原子的杂化轨道类型为__________，该分子的空间构型为________
（2）[Cu(NH₃)₄]SO₄属于配合物，其中    原子提供孤对电子。配合物 Fe(CO)₅常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，Fe(CO)₅晶体属于       （填晶体类型）。
（3）金属铜晶体的晶胞结构如图所示（面心立方晶胞）：若该晶胞边长为dnm，铜的相对原子质量为64，阿伏加德罗常数为N_A，则该晶体的密度为            g/cm³（列表达式）

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.

选做[化学——选修3：物质结构与性质]已知A、B、C、D、E、F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的一种单质是自然界硬度最大的物质，B是地壳中含量最多的元素，C的单质能从B的一种氢化物中置换出B的一种单质，D是人体骨骼中的常见元素，D的氢氧化物常用来检验A和B形成的一种化合物，F的原子序数比E大1，F是Ⅷ族元素中原子序数最小的一种元素。
（1）E的基态原子电子排布式为     ，比较F和 E的各级电离能后发现，气态E^2＋再失去一个电子比气态F^2＋再失去一个电子难，其原因是           。
（2）写出 DA₂的电子式           。
（3）DC₂的一个晶胞如图所示，则图中实心球表示D还是C？
答：     （填元素名称）。该晶体的密度为a g/cm³，则晶胞的体积是          （只要求列出算式）。

（4）AB₃^2- 离子的空间立体构型为     ，AB气体在配合物中常作为配体，如近年来开始使用的一种新型汽油防震剂F(AB)₅，该化合物中F元素的化合价为     。

[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)。

选做[化学—物质结构与性质]氨是重要的化工原料，用途很广。
（1）合成氨工厂常用醋酸二氨合铜（由[Cu(NH₃)₂]⁺ 和CH₃COO^－构成）溶液吸收对氨合成催化剂有毒害的CO气体。
①醋酸二氨合铜所含的元素中，第一电离能最大的是    （填元素名称）。
②醋酸二氨合铜所含元素组成的单质，所属的晶体类型有    （填标号）。
a．离子晶体     b．分子晶体      c．原子晶体       d．金属晶体
③第4周期元素中，基态原子与基态Cu原子具有相同未成对电子数的有       种（不含Cu）。
（2）BF₃气体与NH₃相遇立即生成一种白色晶体：BF₃ + NH₃＝ F₃B—NH₃。
①BF₃和NH₃分子的空间构型分别为     、     。
②晶体F₃B—NH₃中，B原子的杂化轨道类型为      。
（3）NH₃可用于合成尿素、硫酸铵等氮肥。某化肥厂从生产的硫酸铵中检出一种组成为N₄H₄(SO₄)₂的物质。该物质易溶于水，在水溶液中以SO₄^2－和N₄H₄⁴⁺两种正四面体构型的离子存在。N₄H₄⁴⁺遇碱生成一种形似白磷的N₄分子。

①下列相关说法中，正确的是     （填序号）。
a．N₄是N₂的同分异构体
b．1mol N₄分解生成N₂，形成了4mol π键
c．白磷的沸点比N₄高，原因是P—P键键能比N—N键大
d．白磷的化学性质比N₂活泼，说明P的非金属性比N强
②画出N₄H₄⁴⁺的结构（标明其中的配位键）：           。

[化学—物质结构与性质]选做人类生活和工业生产都离不开金属。请根据相关信息回答：
（1）²³⁵U可用于核能发电。科学家们采用“气体扩散法”从UF₆ 获得高浓度的²³⁵U。已知UF₆在常温常压下是固体，在56.4℃升华成气体，说明UF₆属于                    晶体。
（2）某丁香酸金属铜配合物的结构简式如下图所示，请回答。

该化合物中碳原子的杂化方式有        ，Cu原子的外围电子排布式         。
（3）某铜的配合物在煤的液化中起催化作用，其阳离子结构如下图。

①在该离子内部含有的化学键类型有     （填字母）。
a．离子键   
b．极性键   
c．非极性键  
d．配位键
e．范德华力   
f．氢键
②煤液化获得的甲醇经催化氧化可得到重要工业原料甲醛（HCHO）。甲醇的沸点  64.96℃，甲醛的沸点-21℃，甲醛的沸点更低的原因是分子间没有氢键。你认为甲醛分子间没有氢键的原因是         。
③甲醛分子σ键和π键的个数比为            。
（4）具有6 配位的Co^3＋的配合物[Co(NH₃)_mCl_n]Cl_(3-n)具有一定的抗肿瘤活性。1 mol该配合物与足量AgNO₃溶液反应生成2 mol AgCl沉淀，则m=       、n＝     。

【化学一选修3：物质结构与性质】(15分）
（1）PM2.5富含大量的有毒、有害物质，易引发二次光化学烟雾，光化学烟雾中含有NO_x、HCOOH、（PAN）等二次污染物。
①1mol PAN中含有的σ键数目为_______。PAN中除H外其余三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_________________。
②NO能被FeSO₄溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H₂O)₅]SO₄，该配合物中中心离子的配位数为_______，中心离子的核外电子排布式为_______________。
③相同压强下，HCOOH的沸点比CH₃OCH₃____（填“高”或“低”），其原因是___________________。
（2）PM2.5微细粒子包含(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃等。
①(NH₄)₂SO₄晶体中各种微粒间的作用力不涉及___________（填序号）。
a．离子键 
b．共价键  
c．配位键 
d．范德华力 
e．氢键
②NH₄NO₃中阳离子的空间构型为_____，阴离子的中心原子轨道采用_______杂化。
（3）测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β—射线吸收法，β—射线放射源可用⁸⁵Kr。已知Kr晶体的晶胞结构如图所示，设晶体中与每个Kr原子紧相邻的Kr原子有m个，晶胞中Kr原子为n个，则m/n=_____（填数字）。

【化学—选修3物质结构与性质】（1）A和B单质燃烧时均放出大量热，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	932	1821	15390	21771
B	738	1451	7733	10540

根据上述信息，写出B的基态原子核外电子排布式         ，预测A和氯元素形成的简单分子空间构型为           。
（2）钴(Co)可形成分子式均为Co(NH₃)₅BrSO₄的两种配合物，往其中一种配合物的溶液中加入AgNO₃溶液时，无明显现象，往其溶液中加BaCl₂溶液时若，产生白色沉淀，则该配合物的化学式为                ，中心离子的配位数为      。
（3）参考下表中的物质熔点回答下列问题

物质	NaF	NaCl	NaBr	NaI	NaCl	KCl	RbCl	CsCl
熔点(℃)	995	801	755	651	801	776	715	646

根据上表数据解释钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点变化规律                 。
（4）C₆₀可用作储氢材料。C₆₀的结构如图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             。科学家把C₆₀和钾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，该物质的K原子和C₆₀分子的个数比为        。

（5）三聚氰胺分子的结构简式如图3，则其中氮原子轨道杂化类型是       ，l mol三聚氰胺分子中含        mol键。
（6）碳化硅的晶胞与金刚石的晶胞相似如图4，设晶胞边长为a cm，碳原子直径为b cm，硅原子直径为c cm，则该晶胞的空间利用率为                         （用含a、b、c的式子表示）。

原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。其中A的基态原子有3个不同的能级，各能级中的电子数相等；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同；D为它所在周期中原子半径最大的主族元素；E和C位于同一主族，F的原子序数为24。
（1）F原子基态的核外电子排布式为                 。
（2）在A、B、C三种元素中，第一电离能由大到小的顺序是          （用元素符号回答）。
（3）元素B的简单气态氢化物的沸点远高于元素A的简单气态氢化物的沸点，其主要原因是       。
（4）由A、B、C形成的离子CAB^－与AC₂互为等电子体，则CAB^－的结构式为     。
（5）在元素A与E所形成的常见化合物中，A原子轨道的杂化类型为        。
（6）由B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示，则该化合物的化学式为                 。

【化学—物质结构与性质】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到H₂O中，则氧化石墨烯可与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__________。

铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝,广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题:
（1）铜原子基态电子排布式为                       ;
（2）用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果:晶胞为面心立方最密堆积,边长为361 pm。又知铜的密度为9.00 g·cm^-3,则铜晶胞的体积是     cm³、晶胞的质量是     g,阿伏加德罗常数为             (列式计算,已知A₁(Cu)=63.6);
（3）氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物,这两种化合物都可用于催化乙炔聚合,其阴离子均为无限长链结构(如下图),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,另一种化学式为     ;

（4）金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,其原因是                      ,反应的化学方程式为             。

选做[化学—选修3:物质结构与性质] (15分）X、Y、Z、W、R、Q为前30号元素，且原子序数依次增大。X是所有元素中原子半径最小的，Y有三个能级，且每个能级上的电子数相等，Z原子单电子数在同周期元素中最多，W与Z同周期，第一电离能比Z的低，R与Y同一主族，Q的最外层只有一个电子，其他电子层电子均处于饱和状态。请回答下列问题：
（1）R核外电子排布式为__________________。
（2）X、Y、Z、W形成的有机物YW(ZX₂）₂中Y、Z的杂化轨道类型分别为__________，ZW₃^-离子的立体构型是__________。
（3）Y、R的最高价氧化物的沸点较高的是_____________（填化学式），原因是_________________。
（4）将Q单质的粉末加入到ZX₃的浓溶液中，并通入W₂，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式为______________________________________。
（5）W和Na的一种离子化合物的晶胞结构如图，该离子化合物为____________（填化学式）。Na⁺的配位数为_____________，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为__________。已知该晶胞的密度为ρg·cm^-3，阿伏加德罗常数为N_A，则两个最近的W离子间距离为            nm(用含ρ、N_A的计算式表示）。

[化学—选修3：物质结构与性质]Fe²⁺、Fe³⁺与O₂^2—、CN^—、F^—、有机分子等形成的化合物具有广泛的应用。
（1）N、O、F三种元素原子的第一电离能由大到小的顺序是         。
（2）基态Fe³⁺核外M能层的电子排布式为           。
（3）铁有δ、γ、α三种同素异形体（如下图），则γ晶胞原子堆积名称为_____________。假设各种晶型的铁单质都是由半径为r的铁原子堆积而成，则晶胞δ与晶胞α的密度比为_______________（列式并化简）。

（4）乙酰基二茂铁是常用汽油抗震剂，其结构如图1所示。此物质中碳原子的杂化方式有            。

（5）配合物K₃[Fe(CN）₆]可用于电子传感器的制作。与配体互为等电子体的一种分子的电子式为        。已知(CN）₂是直线形分子，并具有对称性，则(CN）₂中π键和σ键的个数比为       。
（6）F^—不仅可与Fe³⁺形成[FeF₆]^3—，还可以与Mg²⁺、K⁺形成一种立方晶系的离子晶体，此晶体应用于激光领域，结构如图2所示。该晶体的化学式为        。在该晶体中与一个F^—距离最近且相等的F^—的个数为          。