高中化学性质实验方案的设计试题

原子序数依次增大的X、Y、Z、Q、E五种元素中，X元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素，Q原子核外的M层中只有两对成对电子，E元素原子序数为29。请用元素符号或化学式回答下列问题：
（1）X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为           ；
（2）已知YZ₂⁺与XQ₂互为等电子体，则1 mol YZ₂⁺中含有π键数目为_______；
（3）Z的气态氢化物沸点比Q的气态氢化物高的多，其原因是              ；
（4）X、Z与氢元素可形成化合物H₂X₂Z₄，常用作工业除锈剂。H₂X₂Z₄分子中X的杂化方式为      ；
（5）E原子的核外电子排布式为          ；E有可变价态，它的某价态的离子与Z的阴离子形成晶体的晶胞如图所示，该晶体的化学式为          。

Ⅰ.含氮化合物西瓜膨大剂别名氯吡苯脲，是经过国家批准的植物生长调节剂，实践证明长期使用对人体无害。已知其相关性质如下表所示：

分子式	结构简式	外观	熔点	溶解性
C12H10ClN3O		白色结晶粉末	170～172℃	易溶于水

 
（1）氯吡苯脲的晶体类型为_______        ，所含第二周期元素第一电离能从大到小的顺序为
________________（用元素符号表示）。
（2）氯吡苯脲熔点低，易溶于水的原因分别为                      _                        。
（3）查文献可知，可用2-氯-4-氨基吡啶与异氰酸苯酯反应，生成氯吡苯脲。

异氰酸苯酯                2－氯－4－氨基吡啶             氯吡苯脲
反应过程中，每生成1mol氯吡苯脲，断裂_______个σ键、断裂_______个π键。
（4）含氮的化合物氨气水溶液逐滴加入硝酸银溶液中制备银氨溶液，写出银氨溶液的配制过程中沉淀溶解的离子方程式                            。
Ⅱ．下列是部分金属元素的电离能

	X	Y	Z
第一电离能(kJ/mol)	520.2	495.8	418.8

 
（5）已知X、Y、Z的价层电子构型为ns¹，则三种金属的氯化物（RCl）的熔点由低到高的顺序为：
                              。
（6）RCl可用作有机合成催化剂, 并用于颜料, 防腐等工业。R^＋中所有电子正好充满K、L、M 三个电子层，它与Cl^－形成的晶体结构如下图所示。元素R基态原子的电子排布式              _      ，
与同一个Cl^－相连的 R^＋有         个。

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）

有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子；C的基态原子2p能级有1个单电子；E的内部各能层均排满，且有成单电子；D与E同周期，价电子数为2。则：
（1）写出基态E原子的价电子排布式                         。
（2）A的单质分子中键的个数为       。
（3）A、B、C三种元素第一电离能由大到小的顺序为               (用元素符号表示)
（4）B元素的氢化物的沸点是同族元素中最高的，原因是                    。
(5)A的最简单氢化物分子的空间构型为        ，其中A原子的杂化类型是       。
(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图，已知晶体的密度为g·cm^-3，阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长a=          cm. (用、NA的计算式表示)

已知：①A的简单阴离子核外有2个电子，B元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍，E原子基态3p原子轨道上有2个未成对电子，其单质晶体类型属于分子晶体，F元素原子序数为26。
②X、Y和Z为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表：

回答下列问题：
（1）B元素原子核外已成对电子数是未成对电子数的____倍。
（2）X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为____（用元素符号表示）。
（3）分子式为A₂B、A₂E的两种物质中   __更稳定（用化学式表示），原因是____。
（4）X的氯化物的熔点比Y的氯化物的熔点____，原因是____。
（5）F的氯化物FCl₃与KSCN溶液反应显红色，该反应的离子方程式为____。等电子体指的是原子总数相同．价电子总数相同的分子．离子或基团，据此定义写出离子SCN^—的一种等电子体____。
（6）F的一种常见配合物F（CO）₃常温下呈液态，熔点为- 20．5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断F（CO）₅的晶体类型为    。F元素的单质晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如
图所示。在面心立方晶胞中F原子的配位数为____，体心立方晶胞的密度可表示为____。（F的原子半径为r）

科技日报报道：辉钼（MoS₂)在纳米电子设备制造领域比硅或富勒烯（如C₆₀）更有优势。从不同角度观察MoS₂的晶体结构见图。已知：Mo位于第五周期VIB族。

（1）晶体硅中硅原子的轨道杂化类型为______。
（2）电负性：C______S（填“>”或“<”）。
（3）晶体硅和C₆₀比较，熔点较高的是______。
（4）Mo元素基态原子的价电子排布式为____________。
（5）根据MoS₂的晶体结构回答：
①每个Mo原子周围距离最近的S原子数目为______。
②Mo-S之间的化学键为______（填序号）。
A极性键；B非极性键；C配位键；D金属键；E范德华力
③MoS₂纳米粒子具有优异的润滑性能，其原因是______。

铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。
（1）基态铬原子的价电子排布式为          。
（2）CrO₂Cl₂和NaClO均可作化工生产的氧化剂或氯化剂。制备CrO₂Cl₂的反应为：K₂Cr₂O₂+3CCl₄   2KC+2CrO₂Cl₂+3COCl₂↑。
①上述反应式中非金属元素电负性由大到小的顺序是      （用元素符号表示）。
②常温时CrO₂Cl₂是一种易溶于CCl₄的液体，则固态CrO₂Cl₂属于      晶体。
③COCl₂分子中所有原子均满足8电子构型，COCl₂分子中σ键和π键的个数比为     。
（3）NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同，其中Ni²⁺和Fe²⁺的离子半径分别为6.9×10^－2nm和7.8×10^－2nm。则熔点：NiO    FeO(填”<”、 “=”或 “>”)。
（4）CuCl的盐酸溶液能吸收CO生成复合物氯化羰基亚铜[Cu₂Cl₂(CO)₂·2H₂O]，其结构如图。下列说法不正确的是      （填标号）。

A．该复合物中存在化学健类型只有离子键、配位键

B．该复合物中Cl原子的杂化类型为sp^3

C．该复合物中只有CO和H2O作为配位体

D．CO与N2的价电子总数相同，其结构为C=O

（5）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH₃)₄]²⁺配离子。已知NF₃与NH₃的空间构型都是三角锥形，但NF₃不易与Cu²⁺形成配离子，其原因是       。

铜锢稼硒(CIGS )等化合物薄膜太阳能电池是第三代太阳能电池之一。完成下列填空：
（1）亚铜离子（Cu^＋）基态时的电子排布式为       。
（2）砷、硒、溴为第4周期相邻元素，其中电负性最大的是       （填元素符号，下同）；第一电离能最小的是       。
（3）硼、铝与镓处于同一主族。
① AlC1₃在NaCl、KCl融烙盐中能形成A1₂C1₇^－其结构如图所示。其中A1  原子的杂化轨道类型为       ，配位键数目为       。

②B元素可形成B₇₀单质，它与金属钾掺杂在一起的化合物，其晶胞如图所示（白球位于立方体的体心和顶点，小黑球位于立方体的面上），则该化合物中B₇₀与钾原子个数比为       ，该化合物中的化学键类型有       。

A．离子键

B．极性键

C．非极性键

D．配位键

不锈钢的种类很多，其中一种铁元素以外，还含有较多的Cr(铬）、Ni(镍）、Mo(钼），少量的Si(硅）、C(碳），微量的S(硫）、P(磷）。
（1）上述元素中属于第三周期且第一电离能从大到小排列的是_______
（2）Mo（钼）处于第五周期，且与Cr（铬）元素位于同一族，则基态Mo（钼）原子的外围电子（价电子）排布式是_______。
（3）CH₄的沸点比SiH₄低，原因是_______。
（4）镍元素能形成多种配合物，配离子[Ni(CN)₄]^2—中不含有的是____（填选项编号）。

A．离子键

B．配位键

C．σ键

D．π键E．氢键

（5）碳元素有多种单质，其中C₆₀分子有独特的球形结构：C₆₀分子中原子轨道杂化类型是_______。

（6）碳的另一种单质石墨呈层状结构，有一碳镁新型材料就是在石墨碳原子层间加人镁原子层，两层俯视图：

该材料的化学式为_______。

（1）铬的外围电子排布式是                 ，与铬同周期，最外层有3个未成对电子数的主族元素名称是      ，该元素对应的最低价氢化物分子的中心原子采取了        杂化方式，分子的空间构型是         。
（2）富勒烯（C₆₀）的结构如图，1molC₆₀分子中σ键的数目为______ 。继C₆₀后，科学家又合成了Si₆₀、N₆₀。请解释如下现象：熔点：Si₆₀>N₆₀>C₆₀，而破坏分子所需要的能量： N₆₀>C₆₀>Si₆₀，其原因是：                                 。

（3）氟化氢水溶液中存在氢键有     种。
（4）2011年诺贝尔化学奖授予了因发现准晶体材料的以色列科学家。某准晶体是锰与另一个短周期元素X形成的凝固态。已知：金属的电负性一般小于1.8。元素X与同周期相邻元素Y、Z的性质如下表：则X元素符号是        ，锰与X在准晶体中的结合力为          。

近现代战争中，制造坦克战车最常用的装甲材料是经过轧制和热处理后的合金钢，热处理后整个装甲结构的化学和机械特性和最大限度的保持一致。钢中合金元素的百分比含量为：铬0.5~1.25 镍0.5~1.5 钼0.3~0.6 锰0.8~1.6 碳0.3
（1）铬元素的基态原子的价电子层排布式是                 。
（2）C元素与其同主族下一周期元素组成的晶体中，C原子的杂化方式为　　　　.
（3）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

 
根据上表数据，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                                   。
（4）镍（Ni）可形成多种配合物，且各种配合物有广泛的用途。 某镍配合物结构如图所示，分子内含有的作用力有               （填序号）。

A氢键；B离子键；C共价键；D金属键；E配位键
组成该配合物分子且同属第二周期元素的电负性由大到小的顺序是            。
（5）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)₄，呈四面体构型。423K时，Ni(CO)₄分解为Ni和CO，从而制得高纯度的Ni粉。试推测：四羰基镍的晶体类型是             
（6）铁能与氮形成一种磁性材料，其晶胞结构如图所示，则该磁性材料的化学式为              。

卤素化学丰富多彩，能形成卤化物、卤素互化物、多卤化物等多种类型的化合物。
（1）基态溴原子的价电子排布式为     。
（2）卤素互化物如IBr、ICl等与卤素单质结构相似、性质相近。则Cl₂、IBr、ICl的沸点由高到低的顺序为     。
（3）气态氟化氢中存在二聚分子(HF)₂，这是由于     。
（4）互为等电子体的微粒相互之间结构相似。I₃⁺属于多卤素阳离子，根据VSEPR模型推测I₃⁺的空间构型为     ，中心原子杂化类型为     。
（5）①HClO₄、②HIO₄、③H₅IO₆［可写成(HO)₅IO］的酸性由强到弱的顺序为     （填序号）。
（6）卤化物RbICl₂在加热时会分解为晶格能相对较大的卤化物A和卤素互化物或卤素单质，A的化学式     。
（7）如图所示为卤化物冰晶石（化学式为Na₃AlF₆）的晶胞。图中●位于大立方体顶点和面心，○位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，▽是图中●、○中的一种。图中●、○分别指代哪种粒子     、     ；大立方体的体心处▽所代表的是     。

氮、磷、锌是与生命活动密不可分的元素。请回答下列问题：
(1)NH₃和pH₃都是极性分子，其中极性较大的是______，理由是______。
(2)NH₄NO₃是一种重要的化学肥料，其中N原子的杂化方式是______。
(3)氮化硼（BN)的一种晶体结构与金刚石相似，则B－N－B之间的夹角是____________。氮化砸的密度为3.52g/cm³，则B－N键的键长是______pm (只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为N_A)。
(4)已知磷酸分子中，P、O原子均满足最外层8个电子的稳定结构，则：
①P与非羟基O之间的共价键的形成方式是____________；
②中和20mL0.1mol/L次磷酸（H₃PO₂)溶液需要0.1mo/L NaOH溶液的体积恰好为20 mL,则H₃PO₂的结构式是____________。
(5)Zn²⁺基态时的电子排布式是______，ZnO和ZnS的晶体结构相似，其中熔点较高的是______,理由是________________________

卤素化学丰富多彩，能形成卤化物、卤素互化物、多卤化物等多种类型的化合物。
(1)卤素互化物如IBr ICl等与卤素单质结构相似、性质相近。Cl₂、IBr、ICl沸点由髙到低的顺序为
_____，I和Cl相比，电负性较大的是_____。
(2)基态溴原子的电子排布式为_____，碘原子价电子的电子排布图为_____。
(3)I₃⁺属于多卤素阳离子,根据VSEPR模型推测I₃⁺的空间构型为______，中心I原子的杂化轨道类型为
__________。
(4)请推测①HClO₄、②HIO₄、③H₅IO₆[可写成(HO)₅IO]三种物质的酸性由强到弱的顺序为_______(填序号)。
(5) 离子化合物RbICl₂存在复合阴离子，且晶体结构与NaCl相似，晶胞边长为685.5pm( pm=10^-12m), RbICl₂晶胞中含有______个氯原子，RbICl₂晶体的密度是_____g•cm³(只要求列箅式，不必计算出数值。阿伏伽德罗常数为N_A)。

已知A、B、C、D均是元素周期表中前36号中的元素，其原于序数依次递增，其他相关结构或性质信息如下表。

元素	结构或性质信息
A	原子核外有一个未成对电子，其氢化物与水分子间能形成氢键
B	原子核外M层电子数是N层电子数的4倍
C	是使用最为广泛的合金的主要成分
D	原子各内层电子均已饱和，最外层电子数为1

 
请根据信息回答有关问题：
（1）C元素在周期表中的位置为____     ，D元素原子的外围电子排布式为          
（2）用氢键表示式写出A的氢化物水溶液中存在的所有氢键____              。
（3）A与氧可形成原子个数比为2:1的三原子分子，其中氧的化合价为____      ，氧原子杂化类型与下列分子的中心原子杂化类型相同的是____             
a:CO₂     b:SO₂    c:NH₃      d;CH₄
（4）A、B可形成离子化合物，其晶胞结构如下图甲所示，则晶胞中B离子的个数为____   ，与B离子最近且等距的A离子的个数为                 。
（5）1183 K以下C晶体的晶胞如图乙中图1，而1183 K以上则转变为图2，在两种晶胞中最邻近的C原子间距离相同，则图1、图2所示两种晶中原子的空间利用率之比为___  _（可用根号表示）。