高中化学性质实验方案的设计试题

现有A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期，B元素原子的价层电子总数是内层电子总数的2倍；D元素原子的L电子层中只有两对成对电子；E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3,且E元素的基态原子有4个未成对电子。请回答下列问题：
(1) E元素基态原子的核外价层电子排布式为_________。
(2)用元素符号表示B、C、D三种元素的第一电离能由低到高的排序_________。
(3) A元素与B、C元素可形成化合物B₂A₄、C₂A₄。
①B₂A₄的结构式为_________。
②下列有关C₂A₄的说法正确的是_________。
a.一个该分子中含有4个σ键
b.该分子可作为配位体形成配位键
c.该分子是非极性分子    d.1mol该分子最多可形成4mol氢键
e.该分子的稳定性与氢键无关
f.该分子中C的原子轨道是sp³杂化
(4)B单质的一种的晶体结构如图甲所示，E单质的一种的晶体结构如图乙所示。

则图中的单质B的名称_________，图甲中B原子的配位数与图乙中E原子的配位数之_________。
E元素与D元素形成的ED晶体与NaCl晶体一样，欲比较ED与NaCl的晶格能大小，需考虑的数据是_______________________________________________________________________________。
(5)据最新资料显示,F单质的晶胞可能有多种,若其晶胞分别以六方紧密堆积和面心立方堆积存在时，其单质的密度之比为_________。

铁及铁的化合物在生产、生活中有着重要的用途。
(1) 已知铁是26号元素，写出Fe的价层电子电子排布式________。已知自然界丰度最大的铁的同位素是中子数为30的铁原子，则该种同位素符号________。
(2) Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道，因此能与一些分子或离子形成配合物，则与之形成配合物的分子的配位原子应具备的结构特征是________。Fe(CO)₃一种配合物，可代替四乙基铅作为汽油的抗爆震剂，其配体是CO分子。写出CO的一种常见等电子体分子的结构式________；两者相比较，沸点较髙的是________填分子式）。
(3) 1183K以下纯铁晶体的晶胞如图1所示，1183K以上则转变为图2所示晶胞，在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。

①图1和图2中，铁原子的配位数之比为________。
②空间利用率是指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中占有的体积百分比，则图1和图2中，铁原子的空间利用率之比为________。

有A、B、C、D、E、F六种元素，A是周期表中原子半径最小的元素，B是电负性最大的元素，C的2p轨道中有三个未成对电子，F原子核外电子数是B 与C核外电子数之和，D 是主族元素且与E同周期，E能形成红色或砖红色E₂O和黑色的EO两种氧化物，D与B可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。请回答下列问题：

（1）E⁺离子基态时的电子排布式为_______________
（2）A₂F的分子空间构型为_____________，FO₃分子中F原子的杂化方式 ______________
（3）CA₃极易溶于水，其原因主要是______________
（4）从图中可以看出，D 与B形成的离子化合物的化
学式为______________（用元素符号表示），该离子晶体的
密度为ag·cm^-3，则晶胞的体积是____________（写出表达式即可，不用化简）
（5）已知E单质的晶体为面心立方最密堆积 (在晶胞的顶点和面心均含有一个E原子)，则 E的晶体中E原子的配位数为   

A、B、C都是元素周期表中的短周期非金属元素，它们的核电荷数依次增大。A原子的核外成对电子数与未成对电子数相等，B原子的最外层p轨道的电子为半满结构，C是地壳中含量最多的元素。D、E是第四周期元素，D原子核外最外层电子数有1个电子，其余各层电子均充满；E原子核外未成对电子数在同周期中最多。请用对应的元素符号或化学式填空：

⑴A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为                  。
⑵D与E的原子化热分别为340 kJ·mol^-1和125 kJ·mol^-1，则它们的熔点：D       E(填“＞”、“＜”、“="”" )。
⑶分子A₂B₂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该分子中含有键的数目为              。
⑷基态Ｅ原子的外围电子排布式为                  。EO₂Cl₂熔点：－96 .5℃，沸点：117℃，则固态EO₂Cl₂属于       晶体。
⑸D的氢化物的晶体结构如图所示，其化学式是           ，图中白球构成的晶体结构是由       （填“密置层”或“非置密层”）按一定的方式在三维空间堆积形成的，写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式                          。

MnO₂是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一,在活性材料MnO₂中加入CoTiO₃纳米粉体,可以提高其利用率,优化碱锰电池的性能。
（1）写出基态Mn原子的核外电子排布式                        。
（2）CoTiO₃晶体结构模型如图1所示。在CoTiO₃晶体中1个Ti原子、1个Co原子,周围距离最近的O原子数目分别为       个、       个。
（3）二氧化钛(TiO₂)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂, 常用于污水处理。O₂在其催化作用下,可将CN^-氧化成CNO^-,进而得到N₂。与CNO^- 互为等电子体的分子、离子化学式分别为              、       (各写一种)。
（4）三聚氰胺是一种含氮化合物,其结构简式如图所示。

三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是      ， 1 mol三聚氰胺分子中 σ键的数目为       。 

铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如超细铜粉可应用于导电材料、催化剂等领域中。超细铜粉的某制备方法如下：

（1）[Cu(NH₃)₄]SO₄中，N、O、S三种元素的第一电离能从大到小的顺序为：   。
（2） SO₄^2－中硫原子的杂化轨道类型是    ：写出一种与SO₄^2－互为等电子体的分子    。
（3）某反应在超细铜粉做催化剂作用下生成，则分子中 σ 键与 π 键之比为    
（4）该化合物[Cu(NH₃)₄]SO₄中存在的化学键类型有   。（填字母）

A．离子键

B．金属键

C．配位键

D．非极性键 E．极性键

（5）NH₄CuSO₃中的金属阳离子的核外电子排布式为   。
（6）铜的某氯化物的晶胞结构如右图所示，该化合物的化学式为   。

常见元素A、B、C、D，其原子结构的相关信息如下表：

元素	相关信息
A	A原子的核外电子总数等于其基态电子层数
B	B原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍
C	C的基态原子L电子层中有3个未成对电子
D	D的外围电子层排布为(n+1)d^3n(n+2)s^n

 
请回答下列问题：
(1)A的原子结构示意图是_______；D元素位于周期表第______周期 ______族。
(2)在由B和A形成的众多分子中，只要B原子的成键轨道满足______(填字母序号），分子中所有的原子就有可能在同一个平面内。
A．sp³或sp²杂化轨道
B．sp³或sp杂化轨道
C．sp或sp²杂化轨道
(3)如图，在B晶体的一个晶胞中含有______个B原子。

(4)制备C₂A₄的方法是用次氯酸钠(NaClO)溶液氧化过量的CA₃。
①CA₃分子是______(填“极性”或“非极性”）分子。
②写出制备C₂A₄的总反应方程式____________
(5)DC1₃晶体溶于水溶液呈酸性，其原因是(用离子方程式表示）：______________________________

A、B、C、D、E、F为前四周期元素且原子序数依次增大,其中A含有3个能级，且每个能 级所含的电子数相同;C的最外层有6个运动状态不同的电子；D是短周期元素中电负性最 小的元素;E的最高价氧化物的水化物酸性最强;F除最外层原子轨道处于半充满状态，其余 能层均充满电子。G元素与D元素同主族，且相差3个周期。
（1）元素A、B、C的第一电离能由小到大的是_______用元素符号表示)。
（2）E的最高价含氧酸中E的杂化方式为_______。
（3）F原子的外围电子排布式为_______，F的晶体中原子的堆积方式是下图中的_______(填写“甲”、“乙”或“丙”)。

（4）DE，GE两种晶体，都属于离子晶体，但配位数不同，其原因是_______
（5）已知DE晶体的晶胞如下图所示

若将DE晶胞中的所有E离子去掉，并将D离子全部换为A原子，再在其中的4个“小 立方体”中心各放置一个A原子，且这4个“小立方体”不相邻。位于“小立方体”中的A原 子与最近的4个A原子以单键相连，由此表示A的一种晶体的晶胞（已知A — A键的键长 为a cm, NA表示阿伏加德罗常数）,则该晶胞中含有_____个A原子，该晶体的密度是_____ g/cm

现有A、B、C、D四种短周期元素，它们的相关结构和性质信息如下表所示，请结合相关信息，完成相关的问题：

元素	相关结构和性质
A	其单质的一种晶体不是金属晶体，但是电的良导体，且难熔、质软并有润滑性，可用作原子核反应堆的慢化剂、火箭发动机喷灌和电极材料等。
B	其单质既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应，其简单离子在第三周期单核离子中半径最小。
C	是蛋白质的组成元素之一，原子核外有三种不同能量的电子，且未成对电子数最多。
D	原子核外最外层电子排布式为ns^nnp^2n+1

（1）表中所述A的单质晶体中微粒间的相互作用有_____________、_____________。
（2）B元素的氧化物所对应的晶体属于____晶体（填“分子”、“原子”、“离子”、“金属”），工业上制备B元素单质的化学方程式：_______________________。
（3）钠与C元素形成的Na₃C晶体中，C元素以C^3-存在，C^3-的电子排布式为_____________。C元素的气态氢化物溶于水后溶液呈碱性的原因（用方程式表示）_____________（填序号）。
（4）与D同主族的短周期元素，其单质及其化合物与D的单质及化合物均具有的性质为____ （填序号）。
A．常温下单质跟水剧烈反应并放出氧气    B．气态氮化物具有很强的热稳定性
C．气态氢化物极易溶于水并呈强酸性      D．在HXO中X的化合价均为+l价

现有1——20号元素A、B、C、D所对应的物质的性质或微粒结构如下表：

元素	物质性质或微粒结构
A	M层上有2对成对电子
B	B的离子与D的离子具有相同电子层结构，且可以相互组合形成干燥剂
C	常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性
D	元素最高正价是＋7价

 
（1）元素A的原子最外层共有______种不同运动状态的电子，有___种能量不同的电子。B的
离子与D的离子相互组合形成的干燥剂的化学式是_________。
（2）元素C与氢元素形成带一个单位正电荷的离子，写出该微粒的电子式（用元素符号表示）
_________________
（3）元素A与元素D相比，非金属性较强的是_____（用元素符号表示），下列表述中能证明
这一事实的是_______
A．常温下A的单质和D的单质状态不同  
B．A的氢化物比D的氢化物稳定
C．一定条件下D能从A的氢化物水溶液中置换出A单质
D．HD的酸性比HA酸性强
（4）C的氢化物固态时属于______晶体，该氢化物与A的最高价氧化物水化物反应的化学方程式是__________________________________________________。

物质结构理论有助于人们理解物质变化的本质，进行分子设计和研究反应规律。请回答下列问题：
（1）第三周期基态原子有2个未成对电子且电负性最大的元素是_____；
（2）金属晶体受到外力作用时易发生形变，而离子晶体容易破裂。试从结构的角度分析其中的主要原因____________；
（3）已知在水中存在平衡2H₂O＝H₃O^＋＋OH^－。下列分子中，中心原子采取的杂化方式与H₃O⁺中氧原子的杂化方式相同的是_____
a.CH₂=CH₂中的碳原子             b.NH₂^－中的氮原子
c.ClO₃^－中的氯原子               d.NO₂^－中的氮原子
（4）F、Mg、K三种元素形成的晶体晶胞结构如图所示，一个晶胞中Mg元素的质量分数为________。

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]。

2012年10月1日起，我国将逐步淘汰白炽灯而采用高效照明的电致发光产品，电致
发光材料有掺杂Mn²⁺和Cu²⁺的硫化锌、蒽单晶、8一羟基喹啉铝等。
（1）Mn²⁺在基态时，核外电子排布式为_________。
（2）硫化锌的晶胞结构如图1所示，则每个晶胞中含S^2-的数目为________个。

（3）蒽(，平面结构)属于________(填“极性”或“非极性”)分子。
（4）8一羟基喹啉铝具有较高的发光效率。8一羟基喹啉铝的分子结构如图2所示，其分子中存在的相互作用力有_______(填字母)。

A．极性键 B．非极性键  C．金属键  D．氢键  E．配位键   
（5）已知铜元素能形成多种化合物。
①CuSO₄·5H₂O也可写成[Cu(H₂O)₄]SO₄·H₂O，其结构示意图如图3所示。下列说法正确的是________(填字母)。

A．在上述结构示意图中，所有氧原子都采用SP³杂化
B．该晶体中电负性最大的元素是O
C．该晶体属于原子晶体
D．该晶体中的水在不同温度下会分步失去
②YBCO-12也是一种含Cu元素的化合物，化学式为YBa₂Cu₃O_6．95。已知该化合物中各元素的化合价为：Y为+3价、Ba为+2价、O为—2价、Cu为+2价和+3价。则该化合物中+2价Cu和+3价Cu的原子个数之比为_______。

X、Y、Z、Q、W为按原子序数由小到大排列的五种短周期元素，已知：
①x元素与Q处于同一主族，其原子价电子排布式都为ns²np²，且x原子半径小于Q的原子半径；
②Y元素是地壳中含量最多的元素；w元素的电负性略小于Y元素；在w原子的电子排布中，P轨道上只有1个未成对电子；
③Z元素的电离能数据见下表(kJ·mol^-1)

I1	I2	I3	I4	…
496	4562	6912	9540	…

 
（1）XY₂分子空间构型为____________________________。QX的晶体结构与金刚石的相似，其中X原子的杂化方式为_______________，微粒间存在的作用力是____________。
（2）晶体ZW的熔点比晶体XW₄明显高的原因是______________。
（3）氧化物MO的电子总数与QX的相等，则M为_____(填元素符号)。MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与ZW晶体相似。MO的熔点比CaO的高，其原因是___________________________________。

A、B、C都是元素周期表中的短周期元素，它们的核电荷数依次增大。第2周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍，B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，C是地壳中含量最多的元素。D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满。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)A的最高价含氧酸根离子中其中心原子采取         杂化。
(3)与A、B形成的阴离子(AB^－)互为等电子体的分子有     。
(4)基态D原子的核外电子排布式为       ，下图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图，则该合金中Ca和D的原子个数比为        。

(5)向D的高价态硫酸盐溶液中逐滴滴加B的氢化物水溶液至过量，先出现沉淀，最后沉淀溶解形成溶液。写出此沉淀溶解的离子方程式：_           ___。