高中化学性质实验方案的设计试题

已知A、D、E、G、L、M是核电荷数依次增大的6种短周期主族元素，其中A的原子序数与周期序数相等，D、G、L、M基态原子的最外能层均有2个未成对电子。R⁺核外有28个电子。请回答下列问题：(答题时，A、D、E、G、L、M、R用所对应的元素符号表示)
（1）E、G、M的第一电离能由大到小的顺序为                。
（2）下图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R为+2价，G为-2价。基态R²⁺的核外电子排布式为              ；Q的化合价为               价。

（3）1 mol晶体L中含有δ键的数目为          。
（4）G与M可形成MG₃与MG₂，MG₃分子的空间构型是           ，MG2中M原子的杂化方式是   。
（5）在(EA₄)₂R(MG₄)₂中存在的化学键除极性键外，还有         (填字母)。 
a．离子键    b． 氢键    c．配位键    d．金属键 

冰晶石(Na₃AlF₆)是工业上冶炼铝的助熔剂,制取冰晶石(Na₃AlF₆)的化学方程式为2Al(OH)₃+12HF+3A =2Na₃AlF_s+3CO₂ +9H₂O。
（1）熔融晶体A时痛要破坏的作用力是  ，冰晶石中的配位体是      。
（2）上述反应的生成物中属于非极性分子的中心原子的杂化轨道类型为                ，该分子的空间构型为            。
（3）上述反应的反应物中有两种元素在元素周期表中的位置相邻，用化学方程式表示二者的电负性大小：             ；写出含有其中电负性较小元素的原子，且形成的分子的空间构型呈“V”形的物质的化学式(单质和化合物各写一种)                、                 。
（4）某种Al—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

铜及其合金是人类最早使用的金属材料。
（1）写出铜原子价电子层的电子排布式____________；与铜同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素有_______________（填元素符号）。
（2）波尔多液是一种保护性杀菌剂。胆矾晶体是配制波尔多液的主要原料，其结构示意图可简单表示如右图：

①胆矾的化学式用配合物的形式表示为_______。
②胆矾中含有的作用力除极性共价键、配位键外还有__________。
③胆矾晶体中杂化轨道类型是sp³的原子是_____________。
（3）赤铜矿的晶胞结构如图所示，铜原子的配位数为_________。

碳、氮、氧是地球上丰富的元素。
（1）C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为（用元素符号表示）_________。
（2）前四周期元素中，基态原子未成对电子数与氮相同的元素有_________种。
（3）试判断NH₃溶于水后，形成NH₃·H₂O的合理结构：_______（填字母代号），推理依据是____ ___________。

（4）H₂O分子与H⁺结合的过程中未发生改变的是_________（填序号）。
a．微粒的空间构型   b．O原子的杂化方式      c．H—O—H的键角
（5）C₆₀晶体（其结构模型如图）中每个C₆₀分子周围与它距离最近且等距离的C₆₀分子有__________个。

金属钛性能优越，被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。
（1）写出Ti基态原子的电子排布                     。
（2）钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物。则电负性C    B（选填“>”“<”），第一电离能N>O，原因是                 。
（3）月球岩石·玄武岩的主要成分为钛酸亚铁（FeTiO₃）。FeTiO₃与80％的硫酸反应可生成TiOSO₄。SO^2—₄的空间构型为    ，其中硫原子采用    杂化，氧原子的价电子排布图为     ，任意写出一种SO^2—₄的等电子体      。
（4）将TiOSO₄的稀溶液加热水解后，经进一步反应，可得到钛的某种氧化物。该氧化物的晶胞结构图如图所示。则该氧化物的化学式       （图中钛原子用“O”表示。氧原子用“O”表示）

已知尿素的结构式为：尿素可用于制有机铁肥，主要代表物有三硝酸六尿素合铁（Ⅲ），化学式为［Fe（H₂NCONH₂）₆］（NO₃）₃。
（1）基态Fe³⁺的核外电子排布式为         ；C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是         。
（2）尿素分子中N原子的杂化方式是         。
（3）NH⁺₄中H—N—H键角比NH₃中H—N—H键角大，原因为             。
（4）CO₂和NH₃是工业上制备尿素的重要原料，固态CO₂（干冰）的晶胞结构如图所示。

①1个CO₂分子周围等距离且距离最近的CO₂分子有          个。
②NaCl晶胞也为面心立方结构，已知NaCl晶体密度为 g·cm^-3N_A表示阿伏加德罗常数，则NaCl晶胞体积为      cm³

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、E是第四周期元素，其中E元素的核电荷数为29。D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：
（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该分子中含有键的数目为   。
（3）基态D原子的外围电子排布式为   。DO₂Cl₂熔点：－96 .5℃，沸点：117℃，则固态DO₂Cl₂属于   晶体。
（4）E的氢化物的晶胞结构如图所示，其化学式是   。
 

开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。
（1）Ti(BH₄)₃是一种储氢材料，可由TiCl₄和LiBH₄反应制得。
①基态Ti³⁺的未成对电子数有______个。
②LiBH₄由Li⁺和BH₄^—构成，BH₄^—呈正四面体构型。LiBH₄中不存在的作用力有______(填标号)。
A．离子键        B．共价键       C．金属键        D．配位键
③Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为______。
（2）金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。
①LiH中，离子半径：Li⁺______H^－（填“>”、“=”或“<”）。
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如下表所示：

M是______（填元素符号）。
（3）某种新型储氢材料的理论结构模型如下图所示，图中虚线框内碳原子的杂化轨道类型有______种。

（4）分子X可以通过氢键形成“笼状结构”而成为潜在的储氢材料。X一定不是______（填标号）。
A．H₂O         B．CH₄       C．HF      D．CO(NH₂)₂

镓(Ga)、锗( Ge)、砷(As)、硒(Se)均为第四周期的元素，它们在高科技尖端科学特别是信息领域有着广泛的用途。已知砷化镓的晶胞结构如图。试回答下列问题：

（1）下列说法不正确的是（选填序号）    。

A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同

B．第一电离能：Se >As> Ge> Ga

C．镓、锗、砷、硒都属于p区元素

D．半导体GaP、SiC与砷化镓为等电子体

（2）砷化镓是将(CH₃)₃Ga和AsH₃反应制备得到，该反应在700℃进行，反应的方程式为       ，AsH₃空间形状为                 。  
（3）Ge的核外电子排布式为              ，H₂ Se中硒原子的杂化方式为            。
（4）AsH₃沸点比NH₃低，其原因是：             。

铜、碳、氮、硫、氯等是组成物质的重要元素。
（1）S、Cl组成的一种化合物的分子结构与H₂O₂相似，则此化合物的结构式为   。
N、O、S三种元素的电负性由大到小的顺序为            。
（2）铜离子是人体内多种酶的辅因子，人工模拟酶是当前研究的热点。某化合物Y 与Cu(Ⅰ)(Ⅰ表示化合价为＋1)结合形成图所示的离子：

①写出Cu(Ⅰ)的电子排布式                ；
②该离子中含有化学键的类型有       （选填序号）；

A．极性键

B．离子键

C．非极性键

D．配位键

③该离子中C原子的杂化方式有              。
（3）向氯化铜溶液中通入足量的二氧化硫，生成白色沉淀M，M的结构如图所示。写出该反应的离子方程式                            。

A-E是周期表中1一36号的元素，它们的原子序数依次递增且分别位于前四周期的各个周期中。对它们的性质及结构的描述如下。
A原子的基态只有一种形状的电子云，并容易形成共价键；B原子的最外电子层的电子排布可表示为nsⁿnpⁿ，其元素最高正化合价与最低负化合价的代数和为0；C与B同周期，其第一电离能髙于周期表中与之相邻的所有元素；D元素在周期表中位于C元素的下一周期，其电负性在同周期元素中最大；E原子最外电子层只有未成对电子，其内层所有轨道全部充满，但并不是第IA族元素。
（1）请写出E原子基态的电子排布式____________。
（2）A与C形成的最简单化合物(甲）分子的立体结构是____________，其中C原子的杂化方式是______
（3）A与D元素形成的化合物（乙）与甲相比,沸点较低的是（写化学式）____________原因是________________________
（4）B元素可形成B₇₀单质，它在一定条件下吸收可见光后可高效杀灭癌细胞，有望成为癌症治疗药物的候选材料。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______。

Fe³⁺可以与SCN^-、CN^-、F^-有机分子等形成很多的配合物。
（1）写出基态Fe³⁺的核外电子排布式   。
（2）CN^-中碳原子的杂化方式为   。
（3）已知(CN)₂是直线型分子，并有对称性，则(CN)₂中π键和σ键的个数比为   。
（4）写出一种与SCN^-互为等电子体的分子   。（用化学式表示）
（5）下图是SCN^-与Fe³⁺形成的一种配合物，画出该配合物中的配位键（以箭头表示）。

（6）F^-不仅可与Fe³⁺形成[FeF₆]³⁺，还可以与Mg²⁺、K⁺形成一种立方晶系的离子晶体（如下图）。该晶体的化学式为   。

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     ，其中N原子的杂化类型为     ；在1 mol 5－氨基四唑中含有的σ键的数目为     。
（3）叠氮酸钠(NaN₃)是传统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）顶点的氮原子，这种碳氮化钛化合物的化学式为     。

现有A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，D原子核外哑铃形原子轨道上有2个未成对电子，D与A形成的化合物分子构型是V型。B元素是形成化合物种类最多的元素，A、B的最外层电子数之和与C的最外层电子数相等，F是同周期第一电离能最小的元素。
（1）写出C元素基态原子的价电子排布式       ；B、C、D三种元素电负性由大到小的顺序为（用元素符号表示）       ；
（2）E与A能形成分子式为EA的化合物。接近EA沸点的EA蒸气的相对分子质量测量值要大于其分子计算值，原因是       ；C、D分别与A形成最简单分子中，稳定性较高的是       （填化学式）分子；该分子再与A⁺结合成离子时，ACA键的键角会       （填“变大”、“不变”或“变小”）
（3）C与F形成的化合物FC₃中，C₃的空间构型为             ，C₃^—中心原子采用       杂化。灼烧FC₃时，火焰呈现特殊颜色，请从原理上解释产生该现象的原因：       。
（4）右图为B元素的某种单质晶体的晶胞，则该晶体中B原子的空间占有率为      （用r表示B的原子半径，用带r的表达式表示，不必简化）

C、N、Si、Fe等元素及其化合物有重要的应用。
（1）上述四种元素的原子中，未成对电子数最多的元素是_________________。
（2）C元素是形成有机物的主要元素，下列分子中含有sp和sp3杂化方式的是__________（填写序号）。

（3）继C₆₀之后，科学家又合成了Si₆₀、N₆₀。C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是____________（用元素符号表示）。Si₆₀分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则Si₆₀分子中π键的数目为____________。
（4）一定条件下，C元素可形成多种晶体。图1是其中某种晶体的一个晶胞，该晶胞中含有___________个C原子。

（5）图2为金属铁某种晶体的晶胞结构，已知该晶体的密度为a g/cm³为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积为_________cm³.