高中化学性质实验方案的设计试题

选做(12分)【化学——物质结构与性质】X、Y、Z为前四周期元素，且原子序数依次增大。X与氢元素可形成：H₂X、H₂X₂两种化合物，且在常温下均为液态；Y基态原子的M层电子数是K层的3倍；Z²⁺的3d轨道中有10个电子。请回答下列问题：
（1）X所在周期中第一电离能最大的主族元素是_______(填元素符号)；H₂X₂分子中X原子的杂化方式是_______。
（2）Y与X可形成YX₄^2-。
①YX₄^2-的立体构型是_____________。
②写出一种与YX₄^2-互为等电子体分子的化学式__________。
（3）Z的氯化物与氨水反应可形成配合物[Z(NH₃)₄]Cl₂，1 mol该配合物中含有σ键的数目为_________。
（4）Y与Z形成化合物晶体的晶胞如图所示。已知该晶体的密度为a g·cm^-3，则该晶胞的体积为___________cm³(N_A表示阿伏加德罗常数的值)。

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________。

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         。

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】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】（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________________________。

[化学-物质结构与性质]碳、氮、氧、铁、铜是常见的几种元素，请回答以下问题：
（1）已知碳、氧、氯三种元素可形成CCl₄、ClO：等物质，则C,O、Cl的电负性从大到小的顺序为______。
（2）基态铜原子的核外电子排布式为___________________________。
（3）三氯化铁常温下为固体，熔点282~C，沸点315~C，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁的晶体类型为_________。
（4）lmolCH₃COOH分子中含有ɑ键数目为___________。
（5）维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢，并有保护神经系统的作用。该物质的结构式为
①维生素B1中碳原子的杂化轨道类型有__________________
②维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间的作用力有________________。

A．离子键、共价键	B．离子键、氢键、共价键
C．氢键、范德华力	D．离子键、氢键、范德华力

（6）通常酸式盐在水中的溶解度大于正盐，但NaHCO₃，的溶解度却小于Na₂C0₃，这是由于____________。

选考[化学一选修3：物质结构与性质]砷化稼为第三代半导体，以其为材料制造的灯泡寿命长，耗能少。己知砷化稼的晶胞结构如图所示。请回答下列问题：

（1）下列说法正确的是____（填序号）。

A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同

B．第一电离能As>Ga

C．电负性As>Ga

D．原子半径As>Ga

（2）砷化镓可由(CH₃)₃Ga和AsH₃在700℃下反应制得，反应的方程式为_________________；
（3）AsH₃空间形状为_______；已知(CH₃)₃Ga为非极性分子，则其中镓原子的杂化方式为____________；
Ⅱ．金属铜的导电性仅次于银，居金属中的第二位，大量用于电气工业。
（4）请解释金属铜能导电的原因___________，Cu²⁺的核外电子排布式为_________________
（5）在硫酸铜溶液中通入过量的氨气，小心蒸发，最终得到深蓝色的[Cu(NH₃)₄]SO₄晶体，晶体中含有的化学键除普通共价键外，还有___________和____________。

[化学—选修3：物质结构与性质](15分)
Ⅰ．德国和美国科学家首先制出由20个碳原子组成的空心笼状分子C₂₀，该笼状结构是由许多正五边形构成如图｡

①C₂₀分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；
②多面体的顶点数､面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2，
请回答：C₂₀分子共有         个正五边形，共有         条棱边｡
Ⅱ．A､B､C是短周期非金属元素，核电荷数依次增大｡A原子外围电子排布为ns²np²，C是地壳中含量最多的元素｡D元素的核电荷数为29｡请用对应的元素符号或化学式填空：
（1）A､B､C的第一电离能由小到大的顺序为       ｡
（2）分子(AB)₂中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，每个原子最外层电子数均满足八电子，其结构式为       ，1mol该分子中含有π键的数目为          ｡该分子中碳原子的杂化轨道类型是       ，该分子属于          分子(填“极性”或“非极性”)｡
（3）基态D原子的电子排布式为           ｡

【选做题】本题包括A、B两小题，请选定其中一小题，并在相应的答题区域内作答。若多做，则按A小题评分。
A．[物质结构与性质]
高氯酸三碳酰肼合镍{[Ni(CHZ)₃](ClO₄)₂ }是一种新型的起爆药。
（1）Ni²⁺基态核外电子排布式为   。
（2）ClO₄^－的空间构型是   ；与ClO₄^－互为等电子体的一种分子为   （填化学式）。
（3）化学式中CHZ为碳酰肼，组成为CO(N₂H₃)₂，碳酰肼中碳原子的杂化轨道类型为        ；1molCO(N₂H₃)₂分子中含有σ键数目为   。
（4）高氯酸三碳酰肼合镍可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成。NiO的晶胞结构如图所示，晶胞中含有的Ni²⁺数目为a，Ni²⁺的配位数为b，NiO晶体中每个镍离子距离最近的镍离子数目为c，则a∶b∶c＝           。

(12分)【选做题】本题包括A、B两小题，请选定其中一小题作答。若多做，则按A小题评分。
A．【物质结构与性质】
氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)及新型多相催化剂组成的纳米材料能利用可见光分解水，生成氢气和氧气。

（1）Zn^2＋基态核外电子排布式为________。
（2）与水分子互为等电子体的一种阴离子是________(填化学式)。
（3）氮化镓(GaN)的晶体结构如图1所示，其中氮原子的杂化轨道类型是________；N、Ga原子之间存在配位键，该配位键中提供电子对的原子是________。
（4）ZnO是两性氧化物，能跟强碱溶液反应生成[Zn(OH)₄]^2－。 不考虑空间构型，[Zn(OH)₄]^2－的结构可用示意图表示为________。
（5）某种ZnO晶体的晶胞如图2所示，与O^2－距离最近的Zn^2＋有________个。

（ 在5-氨基四唑（）中加入金属Ga，得到的盐是一种新型气体发生剂，常用于汽车安全气囊。
（1）基态Ga原子的电子排布式可表示为            ；
（2）5-氨基四唑中所含元素的电负性由大到小的顺序为       ；
在1mol 5-氨基四唑中含有的σ键的数目为    。
（3）叠氮酸钠（NaN₃）是传统家用汽车安全气囊中使用的气体发生剂。
①叠氮酸钠（NaN₃）中含有叠氮酸根离子（N₃^-），根据等电子体原理N₃^-的空间构型为       。②以四氯化钛、碳化钙、叠氮酸盐作原料，可以生成碳氮化钛化合物。其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞（结构如图示）顶点的氮原子，这种碳氮化钛化合物的化学式为       。
 
③与钛同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有        。（填写元素符号）
④[Ti(OH)₂(H₂O)₄]²⁺中的化学键有        。

A．σ键

B．π键

C．离子键

D．配位键

(10分)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。
（1）基态镍原子的外围电子排布式为            。
（2）金属镍能与CO形成配合物Ni(CO)₄,写出与CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式  、  。
（3）很多不饱和有机物在Ni催化下可与H₂发生加成反应。
如①CH₂=CH₂、②HC≡CH、③、④HCHO,其中碳原子采取sp²杂化的分子有
(填物质序号),HCHO分子的立体结构为   形。
（4）金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如左下图所示。该合金的化学式为          。

（5）丁二酮肟常用于检验Ni²⁺:在稀氨水中,丁二酮肟与Ni²⁺反应生成鲜红色沉淀,其结构如上右图所示。该结构中,除共价键外还存在配位键和氢键,请在图中用箭头和“…”表示出配位键和氢键。