高中化学性质实验方案的设计试题

有A、B、C、D四种元素。已知A原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大。B 的基态原子占据两种形状的原子轨道，且两种形状轨道中的电子总数均相同，B位于元素周期表的s区。C元素原子的外围电子层排布式为ns^n—1np^n—1。 D原子M能层为全充满状态，且最外层电子只有一个。请回答下列问题：
（1）ACl₃分子中A的杂化类型为        。ACl₃分子的空间构型为         。
（2）某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如右图所示，

该同学所画的电子排布图违背了         。
（3）A、B、C三元素原子第一电离能由大到小的顺序为               （用元素符号表示）。C₆₀分子中每个原子只跟相邻的3个原子形成共价键，且每个原子最外层都满足8电子稳定结构，则C₆₀分子中π键的数目为      。
（4）D的基态原子有    种能量不同的电子；D²⁺ 的价电子排布式为        。已知D晶体中微粒的堆积方式为面心立方堆积，晶体中一个晶胞的边长为a cm，则D晶体的密度为              （写出含a的表达式，用N_A表示阿伏加德罗常数的值）。

根据所学知识，回答以下问题：
（1）Ni(CO)₄是无色液体，沸点42.1℃，熔点-19.3℃，难溶于水，易溶于有机溶剂推测Ni(CO)₄是____________分子（填“极性”或“非极性”）。
（2）肼(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的结构式为          ；NH₄⁺的空间构型是          。
②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N₂O₄(l)＋2N₂H₄(l)===3N₂(g)＋4H₂O(g) △H=－1038.7 kJ·mol^－1若该反应中有259.7kJ能量释放时，则形成的π键有______mol。
（3）硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子X^m－（含B、O、H三种元素）的球棍模型如图所示：则X^m－的化学式为            ，硼原子轨道的杂化类型有          杂化，原子3的轨道杂化类型为     杂化，Na⁺与X^m－之间的作用力是      。

（4）BN晶体，具有熔沸点高，耐磨擦和较高的硬度等性质。则BN的晶体类型是          ，N的价层电子的电子排布图为            。

前四周期原子序数依次增大的元素A，B，C，D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A^－和B⁺的电子相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。
回答下列问题：
（1）C的元素符号为        D²⁺的电子排布式为_______。
（2）四种元素中第一电离最小的是________，电负性最大的是________。（填元素符号）
（3）A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。

该化合物的化学式为_________；D的配位数为_______；该晶体的密度为_______g·cm^-3。
（4）A^－、B⁺和C³⁺三种离子组成的化合物B₃CA₆，其中化学键的类型有_____；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为_______，配位体是____。

均由两种短周期元素组成的A、B、C、D化合物分子，都含有18个电子，它们分子中所含原子的数目依次为2、3、4、6。A和C分子中的原子个数比为1∶1，B和D分子中的原子个数比为1∶2。D可作为火箭推进剂的燃料。
请回答下列问题：
（1）A、B、C、D分子中相对原子质量较大的四种元素第一电离能由大到小排列的顺序为
（用元素符号回答）。
（2）A与HF相比，其熔、沸点较低，原因是                             。
（3）B分子的空间构型为          形，该分子属于          分子（填“极性”或“非极性”） 。
（4）C为一种绿色氧化剂，有广泛应用。请写出Cu、稀H₂SO₄与C反应制备硫酸铜的离子方程式                                      ，该反应中反应物Cu的基态原子电子排布式为                       。铜晶体中铜原子的堆积方式为面心立方堆积，下图是铜晶体一个晶胞的示意图，则晶胞中含        个铜原子。

（5）D分子中心原子的杂化方式是            ，由该原子组成的单质分子中包含
      个π键，与该单质分子互为等电子体的常见分子的分子式为           。

本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答。若两题都做，则按A题评分。
21．A．《物质结构与性质》
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。

⑴基态Ga原子的电子排布式可表示为      ；
⑵5－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      。
⑶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（结构如右图）顶点的氮原子，这种碳氮化钛化合物的化学式为      。

已知：①红磷在氯气中燃烧可以生成两种化合物——PCl₃和PCl₅，氮与氢也可形成两种化合物——NH₃和NH₅。
②PCl₅分子中，P原子的1个3s轨道、3个3p轨道和1个3d轨道发生杂化形成5个sp³d杂化轨道，PCl₅分子呈三角双锥形()。
(1)NH₃、PCl₃和PCl₅分子中，所有原子的最外层电子数都是8个的是________(填分子式)，该分子空间构型是______________。
(2)有同学认为，NH₅与PCl₅类似，N原子的1个2s轨道、3个2p轨道和1个2d轨道可能发生sp³d杂化。请你对该同学的观点进行评价__________________________
(3)经测定，NH₅中存在离子键，N原子最外层电子数是8，所有氢原子的最外层电子数都是2，则NH₅的电子式是________。
（4）肼（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。
①NH₃分子空间构型为       ,N₂H₄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（l）＋2N₂H₄（l）===3N₂（g）＋4H₂O（g）;△H＝－1 038.7 kJ·mol^－1
若该反应中有4 mol N－H键断裂，则形成的π键有　　　mol。
③肼能与硫酸反应生成N₂H₆SO_4，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

A．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的最高价氧化物对应的水化物分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               ，右图是金属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，先出现蓝色沉淀，最后溶解形成深蓝色的溶液。写出此蓝色沉淀溶解的离子方程式：                。

决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题。
（1）已知A和B为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：

电离能/kJ·mol^－1	I1	I2	I3	I4
A	578	1817	2745	11578
B	738	1451	7733	10540

A通常显     价，A的电负性        B的电负性（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）紫外光的光子所具有的能量约为399 kJ·mol^－1。根据下表有关蛋白质分子中重要化学键的信息，说明人体长时间照射紫外光后皮肤易受伤害的原因：          。组成蛋白质的最简单的氨基酸中的碳原子杂化类型是              。

共价键	C－C	C－N	C－S
键能/ kJ·mol^－1	347	305	259

（3）实验证明：KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似（如右图所示），已知3种离子晶体的晶格能数据如下表：

离子晶体	NaCl	KCl	CaO
晶格能/kJ·mol^－1	786	715	3401

则该4种离子晶体（不包括NaCl）熔点从高到低的顺序是：                 。
其中MgO晶体中一个Mg^2＋周围和它最邻近且等距离的Mg^2＋有       个。
（4）金属阳离子含未成对电子越多，则磁性越大，磁记录性能越好。离子型氧化物V₂O₅和CrO₂中，适合作录音带磁粉原料的是             。
（5）某配合物的分子结构如右图所示，其分子内不含有         （填序号）。

A．离子键     B．极性键      C．金属键
D．配位键     E．氢键        F．非极性键

［化学一物质结构与性质］已知A、B、R、D都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大。其中A元素基态原子第I电离比B元素基态原子的第I电离能大，B的基态原子的L层、R基态原子的M层均有2个单电子，D属于VIII族原子序数最小的元素。
(1)写出基态D原子的电子排布式                          。
(2)已知高纯度R在现代信息技术与新能源发展中具有极为重要的地位、工业上生产高纯度R过程如下：

写出③的反应方程式_______________________________，已知RHCl₃的沸点是31.5℃，则该物质的晶体类型是____________，中心原子的轨道杂化类型为_________，该物质的空间构型是_________。
(3)A的第I电离能比B的第I电离能大的原因是____________________，A、B两元素与R形成的共价键中，极性较强的是_________。A、B两元素间能形成多种二元化合物，其中与A₃^－互为等电子体的物质化学式为___________

原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。回答下列问题：

1）Y₂X₂分子中Y原子轨道的杂化类型为      ，1mol Y₂X₂含有σ键的数目为       。
2）化合物ZX₃的沸点比化合物YX₄的高，其主要原因是       。
3）元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是       。
4）元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是       ，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl₃，反应的化学方程式为              。

1932年美国化学家鲍林首先提出了电负性的概念.电负性(用X表示)也是元素的一种重要性质，若 x 越大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为带负电荷的一方.下面是某些短周期元素的 x 值：

元素符号	Li	Be	B	C	O	F	Na	Al	Si	P	S	Cl
x 值	0.98	1.57	2.04	2.55	3.44	3.98	0.93	1.61	1.90	2.19	2.58	3.16

⑴通过分析 x 值变化规律，确定N、Mg的 x 值范围：
       ＜x (N)＜      ，         ＜x (Mg)＜       .
⑵某有机化合物结构中含S－N键，其共用电子对偏向                  （写原子名称）.
⑶经验规律告诉我们：当成键的两原子相应元素的 x 差值△x＞1.7时，一般为离子键，当△ x＜1.7时，一般为共价键.试推断AlBr₃中化学键类型是                .
⑷预测周期表中，x 值最小的元素位于      周期       族.（放射性元素除外）

已知A、B、C、D和E都是元素周期表中前20号的元素，它们的原子序数依次增大。A原子的价电子层的p轨道中只有1个电子；B、C、D元素的基态原子具有相同的能层数，B、D元素的原子的p能级上都有1个未成对电子，D原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满，C原子的p轨道中有3个未成对电子；E是同周期第一电离能最小的元素。
回答下列问题：
（1）写出下列元素的符号：A _____、 B_____、C______；
（2）上述五种元素中最高价氧化物对应水化物酸性最强的是__________，（填写化学式）碱性最强的是_________；（填写电子式）
（3）用元素符号表示D所在周期(除稀有气体元素外)第一电离能最大的元素是_____，电负性最大的元素是__________；
（4）在AD₃分子中A元素原子的原子轨道发生的是     杂化，分子空间构型为             ；
（5）将B 的单质投入E的最高价氧化物对应水化物中，发生反应生成物中有此离子［B(OH)₄］^–离子方程式是___________________________________。
（6）石墨具有平面层状结构，同一层中的原子构成许许多多的正六边形，它与熔融的E单质相互作用，形成某种青铜色的物质（其中的元素E用“●”表示），原子分布如图所示，该物质的化学式为              。

水是生命之源，它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂。
（1）水分子中氧原子核外电子排布图为______________________________；
（2）写出与H₂O分子互为等电子体的微粒______________________（填2种）；
（3）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

（4）在冰晶体中，以一个水分子为中心，画出水分子间最基本的连接方式(水分子用结构式表示)；
（5）下列是钾、碘、金刚石、氯化钠晶体的晶胞图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是_____，D晶体的空间利用率为      。

下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。

a

b

c

d

e

f

g

试回答下列问题（凡涉及的物质均用化学式表示）：
（1）a的氢化物的分子构型为        ，中心原子的杂化形式为     ；d在空气中燃烧产物的分子构型为         ，中心原子的杂化形式为      ，该分子是      （填“极性”或“非极性”）分子。
（2）b、d、e三种元素的氢化物中的沸点最高的是       ，原因是：                                                    。
（3）将g的无水硫酸盐溶解于水中，溶液呈蓝色，是因为生成了一种呈蓝色的配合离子。此配合离子空间构型为        ，请写出生成此配合离子的离子方程式：                                      。
（4）f(NH₃)₅BrSO₄可形成两种配合物 ，已知f^3＋ 的配位数是6，为确定f的配合物的结构，现对两种配合物进行如下实验：在第一种配合物的溶液中加BaCl₂溶液时，产生白色沉淀，在第二种配合物溶液中加入BaCl₂溶液时，则无明显现象，第二种配合物的化学式为                 ，该配合物的配体是         、            ；
（5）c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，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。

c单质晶体中原子的配位数为      。若已知c的原子半径为r，N_A代表阿伏加德罗常数，c的相对原子质量为M。该晶体的密度为                （用字母表示）。

（1）中国古代四大发明之一——黑火药，它的爆炸反应为：
2KNO₃＋3C＋SA＋N₂↑＋3CO₂↑(已配平)
①除S外，上述元素的电负性从大到小依次为                      ；
②在生成物中，含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为_______， A的晶体类型为____________。
③已知CN^－与N₂结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________________。
（2）原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2。T的基态原子外围电子(价电子)排布为__________，Q^2＋的未成对电子数是____________。
（3）在CrCl₃的水溶液中，一定条件下存在组成为[CrCl_n(H₂O)_6－n]^x＋(n和x均为正整数)的配离子，将其通过氢离子交换树脂(R—H)，可发生离子交换反应：[CrCl_n(H₂O)_6－n]^x＋＋xR—H―→R_x[CrCl_n(H₂O)_6－n]＋xH^＋
交换出来的H^＋经中和滴定，即可求出x和n，确定配离子的组成。
将含0.0015 mol [CrCl_n(H₂O)_6－n]^x＋的溶液，与R—H完全交换后，中和生成的H^＋需浓度为0.1200 mol·L^－1NaOH溶液25.00 mL，可知该配离子的化学式为                                               。