高中化学性质实验方案的设计试题

四种短周期元素A、B、C、D的性质或结构信息如下。

信息① 原子半径大小：A>B>C>D
信息② 四种元素之间形成的某三种分子的比例模型及部分性质：
甲：是地球上最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。
乙：无色，无味而易燃，是21世纪的主要能源。
丙：有强氧化性，可以用于消毒杀菌。请根据上述信息回答下列问题。
（1）丙           （写化学式）写出其分子的的电子式         。
（2）写出A原子最外层电子排布式                。将该元素的单质溶于水，形成的平衡体系中所有离子的浓度按由大到小排序：                                
（3）B形成的单质晶体可能为         。
A．离子晶体      B．分子晶体       C．原子晶体      D．金属晶体
（4）C的同主族元素的单质及其化合物的性质存在着相似性和递变性。下列有关说法正确的是____       
A．其气态氢化物的稳定性按H₂O、H₂S、H₂Se、H₂Te的顺序依次减弱
B．其氢化物中的键长按O—H、S—H、Se—H、Te—H的顺序依次减小
C．其氢化物的沸点按H₂O、H₂S、H₂Se、H₂Te的顺序依次增强
D．其阴离子的还原性按O^2–、S^2–、Se^2–、Te^2–的顺序依次增强
（5）与氩原子质子数和电子数均相同的微粒有HCl、H₂S、PH₃、SiH₄，以及还有_______ 、___________等（例举两种即可）

A、B、C、D、E、F、G、H、I是元素周期表前四周期的元素，它们在元素周期中的位置如下图所示：

（1）B、C、D三种元素的第一电离能由大到小的顺序为          (用元素符号表示)；
（2）有下列物质①CA₃ ②GA₃ ③EH ④JH ⑤FD₂。请将这些物质的熔点由高到低排列    (填这些物质的序号)，其中CA₃、GA₃在常温、常压下都是气体，但CA₃比GA₃易液化，其主要原因是          。
（3）2007年诺贝尔化学奖获得者Gerhard  Ertl利用光电子能谱证实：洁净L(可用于合成氨反应的催化剂)的表面上存在C原子，右图为C原子在L的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表C原子，灰色球代表L原子)。则在图示状况下，L颗粒表面上L/C原子数之比为         。

（4）A、B、C三种元素形成的一种化合物叫三聚氰胺(结构如图)，由于其含氮量高被不法奶农添加到牛奶中来“提高”蛋白质的含量，造成全国许多婴幼儿因食用这种奶粉而患肾结石。三聚氰胺中二种环境的N原子的杂化形式分别是         。

（5）M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。

请回答：晶胞中M原子的堆积方式为        ，配位数为          。

I．下列分子中，属于非极性分子的是                

A．SO2

B．BeCl2

C．BBr3

D．COCl2

II． 铜（Cu）是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO₄溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：
（1）Cu⁺基态核外电子排布式为     _______________ 。
（2）CuSO₄可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为：______________   ___；
CuSO₄粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是______________________     _；
（3）SO₄^2－的立体构型是__________，其中S原子的杂化轨道类型是____                ；
（4）元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与Cu同族，一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_______；该晶体中，粒子之间的作用力是__________；
（5）ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540．0 pm．密度为                    （列式并计算）

A、B、C、D、E为前四周期元素，原子序数依次增大。基态A原子的核外电子占据4个原子轨道；B与C同主族，大气平流层中单质B₃浓度减少会致人患皮肤癌增加；D是前四周期元素中第一电离能最小的元素；E的合金是当今用量最大的合金。

（1）E在同期表中的位置是       ，其基态原子的简化电子排布式为            。
（2）CB的立体构型是      。
（3）D₂C的晶胞结构与CaF₂晶胞（如图）相似，则Y应为    （填离子符号）；D₂C的熔点比CaF₂熔点                  （填“高”、“低”或“无法比较”）。

从原子、分子水平上帮助我们认识物质构成的规律；以微粒之间不同的作用力为线索，研究不同类型物质的有关性质；从物质结构决定性质的视角预测物质的有关性质．

（1）下列说法正确的是         （填字母）．

A．元素电负性由大到小的顺序为F＞O＞N

B．一个苯分子含3个π键和6个σ键

C．氯化钠和氯化铯晶体中氯离子的配位数相同

D．第一电离能的大小为Br＞Se＞As

（2）根据等电子体原理，羰基硫（OCS）分子的结构式为         ．光气（COCl₂）各原子最外层都满足8电子稳定结构，COCl₂分子空间构型为         （用文字描述）．
（3）Cu ²⁺基态的电子排布式为         ．向硫酸铜溶液中加入过量氨水，然后加入适量乙醇，溶液中会析出深蓝色的[Cu（NH₃）₄]SO₄晶体，该物质中配位原子的杂化方式为         ，不考虑空间构型，其内界结构可用示意图表示为         ．

具有光、电、磁等特殊功能的新型材料是目前化学研究的热点之一，二硫醇烯与锌的配合物（C）的一种合成途径如下。

（1）锌原子基态时核外电子排布式为        。
（2）下列说法正确的是    （不定项选择）。
a.金属钠的熔点比金属锂高
b.金属钠晶体属于面心立方堆积
c.CS₂的沸点比CO₂高
d.硫化钠晶胞（如图所示）中含4个S^2－离子

（3）化合物B中CS₃^2－的空间构型是           （用文字描述）
（4）配合物C中Zn²⁺的配位数是        （填数字），N原子杂化方式是         。
（5）1mol化合物A中含有σ键的数目为       。

能源问题日益成为制约经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。
                
图1                       图2                           图3
（1）太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层，写出基态镍原子的核外电子排布式         。
（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能。富勒烯(C₆₀)的结构如图1，分子中碳原子轨道的杂化类型为       ；1 mol C₆₀分子中σ键的数目为         。科学家把C₆₀和K掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能，其晶胞如图2所示。该化合物中的K原子和C₆₀分子的个数比为       。
（3）多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜电池等。
①第一电离能：As       Se(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②二氧化硒分子的空间构型为            。
（4）金属酞菁配合物可应用于硅太阳能电池中，一种金属镁酞菁配合物的结构如图3，请在图中用箭头表示出配位键的位置。          

太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池，第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池，第三代就是铜铟镓硒CIGs（CIS中掺入Ga）等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。
（1）亚铜离子（Cu⁺）基态时的价电子排布式表示为               。
（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）Cu晶体的堆积方式是         （填堆积名称），其配位数为       ；往Cu的硫酸盐溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH₃)₄]SO₄，下列说法正确的是_____

A．[Cu (NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键

B．在[Cu(NH3)4 ]^2+中Cu^2+给出孤对电子，NH3提供空轨道

C．[Cu (NH3)4]SO4组成元素中第一电离能最大的是氧元素

D．SO4^2-与PO4^3-互为等电子体，空间构型均为正四面体

（4）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性，其化合物往往具有加合性，因而硼酸（H₃BO₃）溶于水显弱酸性，但它却只是一元酸，可以用硼酸在水溶液中的电离平衡解释它只是一元弱酸的原因。
①H₃BO₃中B的原子杂化类型为         ；
②写出硼酸在水溶液中的电离方程式         。
（5）硅与碳是同一主族元素，其中石墨为混合型晶体，已知石墨的层 间距为335pm,C-C键长为142pm,计算石墨晶体密度（要求写出计算过程，得出结果保留三位有效数字,N_A为6.02×10²³mol^-1）

元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响，性质的递变规律与短周期元素略有不同。
Ⅰ．第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的。
镓（₃₁Ga）的基态电子排布式是_________________________________________；
₃₁Ga的第一电离能却明显低于₃₀Zn，原因是______________________________________；
Ⅱ．第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。
（1）CO和NH₃可以和很多过渡金属形成配合物。CO与N₂互为等电子体，CO分子中C原子上有一孤电子对，C、O原子都符合8电子稳定结构，则CO的结构式可表示为________________。NH₃ 分子中N原子的杂化方式为_______杂化，NH₃分子的空间立体构型是____________。
（2）向盛有硫酸铜水溶液的试管中加氨水，首先形成蓝色沉淀，继续加入氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，向该溶液中加乙醇，析出深蓝色晶体。蓝色沉淀先溶解，后析出的原因是：__________________________________________（用相关的离子方程式和简单的文字说明加以解释）
（3）如图甲所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX₃的是________。

（4）图乙为一个金属铜的晶胞，此晶胞立方体的边长为acm，Cu的相对原子质量为64，金属铜的密度
为ρ g/cm³，则阿伏加德罗常数可表示为________ mol^-1(用含a、ρ的代数式表示)。

粉煤灰是燃煤电厂的工业废渣，其中含莫来石(Al₆Si₂O₁₃)的质量分数为38%，还有含量较多的SiO₂。用粉煤灰和纯碱在高温下烧结，可制取NaAlSiO₄，有关化学反应方程式：Al₆Si₂O₁₃+3Na₂CO₃ →2NaAlSiO₄ + 4NaAlO₂+3CO₂↑，结合上述反应完成下列填空：
(1)上述反应所涉及的元素中，原子核外电子数最多的元素在周期表中的位置是________________，其氧化物属于         晶体。
(2)上述元素中有三种元素在元素周期表中处于相邻位置，其原子半径从大到小的顺序为
     ＞       ＞(用元素符号表示)。
(3)二氧化碳分子的空间构型为             型。
(4)上述元素中有两种元素是同一主族，可以作为判断两者非金属性强弱的依据的是(填编号)。
a．该两种原子形成的共价键中共用电子对的偏向
b．最高价氧化物熔沸点高低
c．最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
d．单质与酸反应的难易程度

氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：
（1）基态氮原子的价电子排布式是                  。
（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是          。
（3）（N₂H₄）分子可视为NH₃分子中的一个氢原子被—NH₂（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。
①N₂H₄分子中氮原子轨道的杂化类型是           。
②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N₂O₄（1）+2N₂H₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=" —103" 8．7kJ．mol^—1
若该反应中有4mol N—H键断裂，则形成的键有         mol。
③肼能与硫酸反应生成N₂H₆SO₄，N₂H₆SO₄晶体类型与硫酸铵相同，则N₂H₆SO₄的晶体内不存在     （填标号）
a．离子键  b．共价键  c．配位键  d．范德华力
（4）氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料，在与石墨结构相似的六方氮化硼晶钵中，层内B原子与N原子之间的化学键为___        。
（5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为3．615×l0^—10m，立方氮化硼晶胞中含有     个氮原子、     个硼原子，立方氮化硼的密度是     g．cm^一3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为N_A）

铁、钴、镍为第四周期第Ⅷ族元素，它们的性质非常相似，也称为铁系元素。
（1）铁、钴、镍都是很好的配位化合物形成体。
①在过量氨水中易转化为。写出的价层电子排布图____。
 中的配位数为____：NH₃分子的中心原子杂化方式为____。
H₂O分子的立体构型为__________。
②铁、镍易与一氧化碳作用形成羰基配合物，如：等。CO与N₂属于等电子体，则CO分子中键和键数目比为____，写出与CO互为等电子体的一种阴离子的离子符号____。
（2）+2价和+3价是Fe、Co、Ni等元素常见化合价。NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni^2＋和F_e^2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO____FeO（选填“<”“>”“=”）； 某种天然Nio晶体存在如图所示缺陷：一个Niz+空缺，另有两个Ni^2＋被两个Ni^3＋所取代。其结果晶体仍呈屯中性。某氧化镍样品组成为O．该晶体中Ni^3＋与Ni^2＋的离子数之比为____。

氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前所采用或正在研究的主要储氢材料有：配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等。
（1）Ti（BH₄）₂是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。
①Ti²⁺基态的电子排布式可表示为           。
②BH^—₄的空间构型是        （用文字描述）。
（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N₂+3H₂2NH₃实现储氢和输氢。下列说法正确的是       （多项选择）。
a.NH₃分子中N原子采用sp³杂化
b.相同压强时，NH₃沸点比PH₃高
c.[Cu(NH₃)₄]²⁺离子中，N原子是配位原子
d.CN^—的电子式为：
（3）2008年，Yoon等人发现Ca与C₆₀生成的Ca₃₂C₆₀能大量吸附H₂分子。

①C₆₀晶体易溶于苯、CS₂，说明C₆₀是        分子（选填：“极性”、“非极性”）；
②1mol C₆₀分子中，含有σ键数目为         。
（4）MgH₂是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度ag·cm^-3，则晶胞的体积为   cm³[用a、N_A表示阿伏加德罗常数]。

A、B、C、D、E、F是原子序数依次递增的前四周期元素。其中A与D同主族、C与E同主族，且E的原子序数是C的两倍；A分别与B和C均可形成10电子分子；B与C的最外层电子数之比2∶3；F原子的最外层电子数与A相同，其余各层均充满；常见化合物D₂C₂与水反应生成C的单质，其溶液可使酚酞试液变红。据此回答下列问题：
（1）F元素形成的高价基态离子的核外电子排布式为     ；C、D、E三元素原子均能形成简单离子，其离子半径大小顺序为     （用离子符号表示）；
（2）A与C形成的10电子分子中含的化学键类型为    （填σ键或π键），分子中心原子的轨道杂化类型为     ，其化合物晶体类型为     ；化合物A₂C和A₂E中，沸点较高的是     （填分子式）；
（3）向含1 mol A₂E的水溶液中加入等物质的量的D₂C₂，有黄色沉淀生成，写出离子方程式     ：
（4）常温常压下，有23 g液态化合物B₂A₆C与足量的C的单质充分反应，生成BC₂气体和A₂C液体，同时放出683.5 kJ的热量，该反应的热化学方程式为：     。

已知元素X、Y、Z、W、Q均为短周期元素，原子序数依次增大，X基态原子的核外电子分布在3 个能级，且各能级电子数相等，Z是地壳中含量最多的元素，W是电负性最大的元素，元素Q的核电荷数等于Y、W原子的最外层电子数之和。另有R元素位于元素周期表第4周期第Ⅷ族，外围电子层有2个未成对电子，请回答下列问题。
（1）微粒XZ₃^2-的中心原子杂化类型为                化合物YW₃的空间构型为              。
（2）R基态原子的电子排布式为                ，元素X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为
                                                                 （用元素符号表示）。
（3）一种新型导体晶体的晶胞如右图所示，则该晶体的化学式为                ，其中一个Q原子紧邻                个R原子。

（4）R的氢氧化物能溶于含XY-离子的溶液生成一种配离子[R(XY)₄]^2－，该反应的离子方程式是          弱酸HXY分子中存在的σ键与键的数目之比为                。