高中化学性质实验方案的设计试题

I．氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，配位氢化物、富氢载体化合韧是目前所采用的主要储氢材料。
（1）Ti（BH₄）₂是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。在基态Ti²⁺中，电子占据的最高能层符号为       ，该能层具有的原子轨道数为     ；
（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用实现储氢和输氢。下列说法正确的是        ；
a．NH₃分子中氮原子的轨道杂化方式为sp²杂化
b．NH⁺₄与PH⁺₄、CH₄、BH^-₄、ClO^—₄互为等电子体
c．相同压强时，NH₃的沸点比PH₃的沸点高
d．[Cu（NH₃）₄]²⁺离子中，N原子是配位原子
（3）已知NF₃与NH₃的空间构型相同，但NF₃不易与Cu²⁺形成配离子，其原因是        ；
II．氯化钠是生活中的常用调味品，也是结构化学中研究离子晶体时常用的代表物，其晶胞结构如图所示。

（1）设氯化钠晶体中Na⁺与跟它最近邻的Cl^—之间的距离为r，则该Na⁺与跟它次近邻的C1^—个数为      ，该Na⁺与跟它次近邻的Cl^—之间的距离为     ；
（2）已知在氯化钠晶体中Na⁺的半径为以a pm，Cl^—的半径为b pm，它们在晶
体中是紧密接触的，则在氯化钠晶体中离子的空间利用率为     ；（用含a、b的式子袁示）
（3）纳米材料的表面原子占总原子数的比例很大，这是它有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠颗粒形状为立方体，边长为氯化钠晶胞的10倍，则该氯化钠颗粒中表面原子占总原子数的百分比为                。

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．CH₂O与水分子间能形成氢键   B．CH₂O和CO₂分子中的中心原子均采用sp²杂化
C．C₆H₆分子中含有6个键和1个大键，C₆H₆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）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。
（4）Ti的一种氧化物X，其晶胞结构如图所示，则X的化学式为            。已知晶胞边长为bcm，阿伏伽德罗常数为N_A该氧化物的密度为__________________g/cm^-3

（5）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      　 。

2010年上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管（LED）。目前市售LED品片，材质基本以GaAs（砷化镓）、AlGaInP（磷化铝镓铟）、lnGaN（氮化铟镓）为主。已知镓是铝同族下一周期的元素。砷化镓的晶胞结构如图。

试回答：
⑴镓的基态原子的电子排布式是                 。
⑵砷化镓晶胞中所包含的砷原子（白色球）个数为           ，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为              。
⑶N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是        。 （用氢化物分子式表示）
⑷砷化镓可由(CH₃)₃Ga和AsH₃在700℃时制得。(CH₃)₃Ga中镓原子的杂化方式为           。
⑸比较二者的第一电离能：As______Ga（填“<”、“>”或“=”）。
⑹下列说法正确的是             （填字母）。
A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同  B．GaP与GaAs互为等电子体
C．电负性：As>Ga            D．砷化镓晶体中含有配位键

A~F均为元素周期表中前四周期元素，其相关信息如下表：

元素	相 关 信 息
A	A的基态原子最外层电子排布式为2s^22p^3
B	B是地壳中含量最高的元素
C	C^＋与B的简单离子的电子层结构相同
D	D的一种核素的质量数为64，中子数为35
E 、F	E 、F既同周期又同族，且原子序数F比E多2

 
请回答下列问题：
（1）D的价电子的电子排布式是         ；F原子的原子结构示意图为        。
（2）A、B的第一电离能的大小顺序为           。
（3）AB₃^－中A原子的杂化轨道类型为_______；与A₂B互为等电子体的分子的分子式为      （任写一个即可）。
（4）D晶体的晶胞如图所示为面心立方最密堆积 (在晶胞   的顶点和面心均含有一个D原子)。则D的晶体中D原子的配位数为          。

（5）已知17gA的简单氢化物催化氧化生成气态水时放出QkJ的热量，请写出A的简单氢化物催化氧化的热化学反应方程式                        。
（6）C₂B₂的电子式为____；它可与E的二氯化物溶液反应，若反应的C₂B₂与E的二氯化物的物质的量之比为1：2，则该反应的化学反应方程式为              。

乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC₂与水反应生成乙炔。
（1）CaC₂与水反应生成乙炔的反应方程式为________.
（2）比较第二周期元素C、N、O三种元素的第一电离能从大到小顺序为 ______（用元素符号表示），用原子结构观点加以解释______。
（3）CaC中C₂^2－与O₂^2＋互为等电子体，O₂^2＋的电子式可表示为______；1molO₂^2＋中含有的Π键数目为_______。
（4）CaC₂晶体的晶胞结构与NaCI晶体的相似（如图所示），但CaC₂晶体中含有的中哑铃形C₂^2－的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC₂晶体中1个Ca^2＋周围距离最近的C₂^2－数目为______。

（5）将乙炔通入[Cu(NH₃)₂]Cl溶液生成Cu₂C₂红棕色沉淀。Cu⁺基态核外电子排布式为 _______。
（6）乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H₂C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是______；分子中处于同一直线上的原子数目最多为______。

（1）下列曲线表示卤素元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是____________。

（2）利用“卤化硼法”合成含B和N两种元素的功能陶瓷，下图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为___________。

（3）BCl₃和NCl₃中心原子的杂化方式分别为________和_________。第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有________种。
（4）若BCl₃与XYm通过B原子与X原子间的配位健结合形成配合物，则该配合物中提供孤对电子的原子是________。
（5）SiO₂是硅酸盐玻璃（Na₂CaSi₆O₁₄）的主要成分，Na₂CaSi₆O₁₄也可写成Na₂O·CaO·6SiO₂。
长石是金属铝硅盐。由钠长石化学式NaAlSi₃O₈可推知钙长石改写成氧化物的形式可表示为         

向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液；若加入极性较小的溶剂(如乙醇)，将析出深蓝色的晶体。
（一）在化学实验和科学研究中，水是一种最常用的溶剂。水是生命之源，它与我们的生活密切相关。
（1）写出H₂O的空间构型________。
（2）水分子在特定条件下容易得到一个H⁺，形成水合氢离子(H₃O⁺)。下列对上述过程的描述不合理的是          。

A．氧原子的杂化类型发生了改变	B．微粒的形状发生了改变
C．微粒的化学性质发生了改变	D．微粒中的键角发生了改变

（3）下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞示意图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是          (请用相应的编号填写)。

（二）胆矾晶体是配制波尔多液的主要原料，波尔多液是一种保护性杀菌剂，广泛应用于树木、果树和花卉上。
（4）写出铜原子价电子层的电子排布式          ，与铜同一周期的副族元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素是          (填元素符号)。
（5）实验时形成的深蓝色溶液中的阳离子内存在的全部化学键类型有    ____      。
（6）实验过程中加入C₂H₅OH后可观察到析出深蓝色[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O晶体。实验中所加C₂H₅OH的作用是         ____________ 。

随着科学的发展，科学家们合成了一些氙的化合物。请回答下列问题。
（1）Xe原子的价电子排布式为_________。稀有气体中只有密度较大的氙能合成出多种化合物，其原因是____________。
A．氙含量比较丰富B．氙原子半径大，电离能小C．氙原子半径小，电离能大
（2）研究报告指出：“关于XePtF₆”的化合价有、两种可能，经证实不溶于等非极性溶剂。”据此可确定中化学键类型为________。
（3）金属采用“…ABCABC…”型堆积方式，抽出一个晶胞，其正确的是________，

已知金属Pt的密度为则Pt原子的半径为_________pm（Pt的相对原子质量195．1）
（4）氙的含氧化合物主要有和，它们都有很强的氧化性，的分子构型是__________，中Xe原子的杂化类型是_______，与分子互为等电子体的离子有___________（填一种）。

下面是C₆₀、金刚石和二氧化碳的分子模型。

请回答下列问题：
（1）硅与碳同主族，写出硅原子基态时的核外电子排布式：_________________
（2）从晶体类型来看，C₆₀属于_________晶体。
（3）二氧化硅结构跟金刚石结构相似，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子。观察图乙中金刚石的结构，分析二氧化硅的空间网状结构中，Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是__________________________；晶体硅中硅原子与共价键的个数比为            
（4）图丙是二氧化碳的晶胞模型，图中显示出的二氧化碳分子数为14个。实际上一个二氧化碳晶胞中含有________个二氧化碳分子，二氧化碳分子中键与键的个数比为                。
（5）有机化合物中碳原子的成键方式有多种，这也是有机化合物种类繁多的原因之一。丙烷分子中2号碳原子的杂化方式是_______，丙烯分子中2号碳原子的杂化方式是_______，丙烯分子中最多有      个原子共平面。

已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC₂的晶体为离子晶体，其阳离子与阴离子的个数比为1：1，D的二价阳离子比C的简单阴离子多一个电子层。AC₂为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E原子序数为26.回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）.

（1）E在周期表中的位置            （指明周期和族）。
（2）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为               .
（3）B的氢化物的分子空间构型是     ；AC₃^2-的中心原子采取     杂化.
（4）写出任意一种由两种元素组成的与DC₂中的阴离子互为等电子体的微粒的化学式           。
（5）E的高价态离子和低价态离子均能与A、B两元素按原子个数比1：1形成的带一个单位负电荷的阴离子组成六配位的配离子。写出该配离子的化学式           （任写一种）.
（6）X是周期表中电负性最大的元素，该元素与D元素组成的离子化合物的晶胞如右图所示。该离子化合物的化学式为         .

向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液；若加入极性较小的溶剂(如乙醇)，将析出深蓝色的晶体。
（一）在化学实验和科学研究中，水是一种最常用的溶剂。水是生命之源，它与我们的生活密切相关。
（1）写出H₂O的空间构型________。
（2）水分子在特定条件下容易得到一个H⁺，形成水合氢离子(H₃O⁺)。下列对上述过程的描述不合理的是           。

A．氧原子的杂化类型发生了改变	B．微粒的形状发生了改变
C．微粒的化学性质发生了改变	D．微粒中的键角发生了改变

（3）下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞示意图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是           (请用相应的编号填写)。

（二）胆矾晶体是配制波尔多液的主要原料，波尔多液是一种保护性杀菌剂，广泛应用于树木、果树和花卉上。
（4）写出铜原子价电子层的电子排布式           ，与铜同一周期的副族元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素是           (填元素符号)。
（5）实验时形成的深蓝色溶液中的阳离子内存在的全部化学键类型有    ____       。
（6）实验过程中加入C₂H₅OH后可观察到析出深蓝色[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O晶体。实验中所加C₂H₅OH的作用是         ____________  。

Ⅰ下列说法中正确的是       。

A．丙烯分子中有8个σ键，1个π键

B．在SiO2晶体中，1个Si原子和2个O原子形成2个共价键

C．NF3的沸点比NH3的沸点低得多，是因为NH3分子间有氢键，NF3只有范德华力

D．NCl3和BC13分子中，中心原子都采用sp^3杂化

II人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后，第四种将被广泛应用的金属被科学家预测是钛（Ti），它被誉为“未来世纪的金属”。试回答下列问题：
（1）Ti元素在元素周期表中的位置是第________周期第________族；其基态原子的电子排布式为________。
（2）在Ti的化合物中，可以呈现＋2、＋3、＋4三种化合价，其中以＋4价的Ti最为稳定。偏钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用．偏钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图如右图所示，它的化学式是           ，其中Ba^2＋的氧配位数为            ，
（3）常温下的TiCl₄是有刺激性臭味的无色透明液体，熔点-23．2℃，沸点136．2℃，所以TiCl₄固体是       晶体。
（4）已知Ti^3＋可形成配位数为6的配合物，其空间构型为正八面体，如下图1所示，我们通常可以用下图2所示的方法来表示其空间构型（其中A表示配体，M表示中心原子）。配位化合物[Co（NH₃）₄Cl₂]的空间构型也为八面体型，请在下图方框中将它的所有同分异构体画出。
     

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）写出基态Cu²⁺的核外电子排布式：          。与Cu同周期的元素中，与铜原子最外层电子数相等的元素还有               （填元素符号），上述方程式中涉及到的N、O元素第一电离能由小到大的顺序为                                 。
（2）PO₄^3－的空间构型是                。
（3）与NH₃互为等电子体的分子、离子有             、            (各举一例)。
（4）氨基乙酸铜的分子结构如图，碳原子的杂化方式为            。

（5）在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu(CN)₄]^2－，则1 mol CN^－中含有的π键的数目为      。
（6）Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如图所示。则该化合物的化学式为               。

（7）铜晶体为面心立方最密堆积，铜的原子半径为127.8pm，列式计算晶体铜的密度               。

A、B、C、D、E、F、G、H八种前四周期元素，原子序数依次增大，化合物甲由A、D、E三种元素组成，常温下0.1mol/L甲溶液的pH＝13；B、F同主族，F是重要的半导体材料。G为前四周期单电子数最多的元素，H最外层电子数与G相同。
（1）G的元素符号是_________原子的价电子排布图为______________
（2）短周期元素I与F性质相似，晶体类型相同，基本单元如图所示，可表示为I₁₂，则其基本结构中含有正三角形的个数为____________

（3）C与其同族相邻元素J所形成的简单气态氢化物键角大小关系_______________（用 化学式表示）原因_____________________________
（4）B与D两元素组成的常见无机粒子中，其空间构型可能是          （填写序号）。
a．直线型       b．平面三角形         c．三角锥形        d．正四面体
（5）H原子晶体堆积模型为________________，若其密度为ρg/cm³ 阿伏伽德罗常数为N_A，求最近两个H原子间的距离为_________________pm(列出计算式)

已知A、B、C、D、E、F六种短周期元素的性质或结构信息如下表，请根据信息回答下列问题。

元素	性质或结构信息
A	单质常温下为固体，难溶于水易于溶CS2。能形成2种二元含氧酸。
B	原子的M层有1个未成对的p电子。核外p电子总数大于7。
C	单质曾被称为“银色的金子”。与锂形成的合金常用于航天飞行器。单质能溶强酸和强碱。
D	原子核外电子层上s电子总数比p电子总数少2个。单质和氧化物均为空间网状晶体，具有很高的熔、沸点。
E	其氧化物是汽车尾气的主要有害成分之一，也是空气质量预报的指标之一；该元素在三聚氰胺中含量较高。
F	周期表中电负性最大的元素

 
（1）A原子的最外层电子排布式             ，D原子共有           种不同运动状态的电子。
（2）F与E元素第一电离能的大小关系：       ＞      （填元素符号）。
（3）A，B两元素的氢化物分子中键能较小的是        ；分子较稳定的是         。（填分子式）
（4）C单质、镁、NaOH溶液可以构成原电池，则负极的电极反应式为_________________。
（5）F与钙可组成离子化合物，其晶胞结构如图所示，该化合物的电子式是                 。已知该化合物晶胞1/8的体积为2.0×10^-23cm³，求该离子化合物的密度，请列式并计算（结果保留一位小数）：_______________________。