高中化学性质实验方案的设计试题

I、金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。
（1）基态Ni原子的价电子（外围电子）排布式为                                  ；
（2）金属镍能与CO形成配合物Ni（CO）₄，写出与CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式                          、                          ；
（3）很多不饱和有机物在Ni催化下可与H₂发生加成反应。
如①CH₂＝CH₂、②HC≡CH、③、④HCHO其中碳原子采取sp²杂化的分子有
                          （填物质序号），HCHO分子的立体结构为                          形；
（4）Ni^2＋和Fe^2＋的半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO                          FeO
（填“＜”或“＞”）；
（5）金属镍与镧（La）形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如左下图所示。该合金的化学式为                                  ；
（6）丁二酮肟常用于检验Ni^2＋：在稀氨水中，丁二酮肟与Ni^2＋反应生成鲜红色沉淀，其结构如右下图所示。该结构中，除共价键外还存在配位键和氢键，请在图中用箭头和“…”表示出配位键和氢键。
     

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的单电子，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)的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元素原子基态时的电子排布式为________．
(2)A₂F分子中F原子的杂化类型是________，F的氧化物FO₃分子空间构型为________．
(3)CA₃极易溶于水，试判断CA₃溶于水后，形成CA₃·H₂O的合理结构：________(填字母代号)，推理依据是_________________________.


(4)从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物；该离子化合物晶体的密度为a g·cm^－3，则晶胞的体积是______________________(写出表达式即可)．

（1）金属镁有许多重要的用途，法国化学家维多克·格利雅因发明了在有机合成方面用途广泛的格利雅试剂而荣获诺贝尔化学奖，格利雅试剂的结构简式可表示为RMgX，它是金属镁和卤代烃反应的产物，简称格氏试剂，它在醚的稀溶液中以单体形式存在，并与二分子醚络合，在浓溶液中以二聚体存在，结构如下图：
 
①上述2种结构中均存在配位键，把你认为是配位键的用“→”标出。
②由原子间的成键特点，可以预测中心原子Mg的杂化类型可能为______ ；Mg 原子的核外电子排布式可表示为______________________。
③下列比较中正确的是____________ 
A．金属键的强弱：Mg＞Al      B．基态原子第一电离能：Mg＞Al
C．金属性：Mg＞Al           D．晶格能：NaCl＞MgCl₂
（2）将TiCl₄在氩气保护下与镁共热得到钛：
TiCl₄+2MgTi+2MgCl₂
①Ti元素在元素周期表中的位置是     ，     钛原子的外围电子排布式为      。
②TiCl₄在常温下是无色液体，在水或潮湿空气中易水解而冒白烟。则TiCl₄属于      (填“原子”、“分子”或“离子”)晶体。
③二氧化钛作光催化剂能将居室污染物甲醛、苯等有害气体转化为二氧化碳和水，达到无害化。有关甲醛、苯、二氧化碳及水，下列说法正确的是          。
A．苯与B₃N₃H₆互为等电子体     
B．甲醛、苯分子中碳原子均采用sp²杂化
C．苯、二氧化碳是非极性分子，水和甲醛是极性分子
D．水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间能形成氢键
(3)2001年报导的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高纪录。下图中示意的该化合物的晶体结构单元:镁原子间形成正六棱柱，在棱柱的上下底面还各有一个镁原子，六个硼原子位于棱柱内,则该化合物的化学式可表示为          。（填字母选项）

A．MgB       B．MgB₂     C．Mg₂B      D．Mg₃B₂

(12分) 工业上以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料可得到硫酸钾、过二硫酸钠和铁红颜料等产品，该方法原料的综合利用率较高。
（1）基态钛原子的核外电子排布式为       。
（2）TiCl₄在常温下呈液态，而FeCl₃可用升华法提纯，则两种氯化物均属于         晶体。
（3）SO₄^2—和 S₂O₈^2—（过二硫酸根）结构中，硫原子均位于由氧原子组成的四面体的中心，且所有原子的最外层电子均满足8电子结构。下列说法正确的是       。
A．SO₄^2—中存在σ键和π键且与PO₄^3—离子互为等电子体
B．S₂O₈^2—中存在非极性键且有强氧化性
C．S₂O₈^2—比SO₄^2—稳定且两者的氧元素的化合价相同
（4）KCl与MgO的晶体结构跟NaCl的晶体结构相似，则KCl与MgO两者中熔点高的是       ，原因是       。
（5）硫与氯可形成化合物SCl₂，则该分子中硫原子的杂化方式为       ，分子的空间构型为       。
（6）在一定条件下铁形成的晶体的基本结构单元如下图1和图2所示，则图1和图2的结构中铁原子的配位数之比为      。

A、B、C、D、E是元素周期表中前四周期常见元素，其原子序数依次增大。已知：

A	单质在自然界中硬度最大
B	原子中s能级与p能级电子数相等且有单电子
C	C同在B的下一周期，C的电离能数据（kJ ·mol^-1）为：I1=738  I2=1451  I3=7732  I4=10540
D	单质密度小，较好的延展性，广泛用于食品包装，D的氧化物是两性氧化物
E	单质是一种常见金属，与O元素能形成黑色和砖红色两种氧化物

（1）写出A元素基态原子的价电子排布图                 。当C单质、D单质和NaOH溶液形成原电池时，该原电池的负极的电极反应式为：                         
（2）常温下,某气态单质甲分子与AB分子核外电子数相等，则一个甲分子中包含     个π键，在A—H、B—H两种共价键中，键的极性较强的是           （用元素符号表示）。D元素原子核内中子数比质子数多1，则D原子可以表示为            ，其原子核外有        种运动状态不同的电子。
（3）B的氢化物的熔沸点比与它同主族的下一周期元素的氢化物的熔沸点高，原因是
                                                      。
（4）通常情况下，A的燃烧热为a kJ ·mol^-1，C的燃烧热为b kJ ·mol^-1，则C与AO₂反应生成A的热化学方程式为                                                。

(10分)Q、R、X、Y、Z 为前 18 号元素中的五种，Q 的低价氧化物与 X 单质分子的电子总数相等，R 与 Q 同族，X、Y与Z不同族，Y 和 Z 的阴离子与 Ar 原子的电子结构相同且 Y 的原子序数小于 Z。
（1）Q 的最高价氧化物，其固态俗名叫____________；
（2）R 的氢化物分子的空间构型是_____________，它与 X 形成的化合物可作为一种重要的陶瓷材料，其化学式是_____________；
（3）X 的常见氢化物的空间构型是_____________；它的另一氢化物 X₂H₄是一种火箭燃料的成分，其电子式是___________________；
（4）Q 分别与 Y、Z 形成的化合物的化学式是_____________和____________；Q和 Z 形成的化合物分子的结构式是_____________________，属于____________化合物（填“离子”或“共价”）。

纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热，可用作燃料。已知A和B为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：

电离能(kJ/mol)	I1	I2	I3	I4
A	932	1821	15390	21771
B	738	1451	7733	10540

（1）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         。

（2）ACl₂分子中A的杂化类型为        。
（3）氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C₆₀可用作储氢材料。已知金刚石中的C－C的键长为154.45pm，C₆₀中C－C键长为145~140pm，有同学据此认为C₆₀的熔点高于金刚石，你认为是否正确    ，并阐述理由                      。
（4）科学家把C₆₀和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体。写出基态钾原子的价电子排布式         ，该物质的K原子和C₆₀分子的个数比为          。

（5）继C₆₀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          ，NCl₃分子的VSEPR模型为        。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      。

第一电离能I₁是指气态原子X（g）处于基态时，失去一个电子成为气态阳离子X^＋（g）所需要的能量。下表是部分元素原子的第一电离能I₁：（单位）

H							He
1.3120							0.3723
Li	Be	B	C	N	O	F	Ne
0.5203	0.8995	0.8001	1.0864	1.4023	1.3140	1.6810	2.0807
Na	Mg	Al	Si	P	S	Cl	Ar
0.4958	0.7377	0.5776	0.7865	1.0118	0.9996	1.2511	1.5205
K	Ca	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
0.4189	0.5898	0.5788		0.9440	0.9409	1.1399	1.3507
Rb	Sr	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
0.4030	0.5495	0.5583	0.7086	0.8316	0.8693	1.0084	1.1704
Cs	Ba	Tl	Pb	Bi	Po	At

回答下列问题：
（1）从表中数据可知，同一主族元素原子的第一电离能I₁变化规律是　　　　　　　　　　。说明同一主族元素　　　　　　　能力从上到下逐渐增强。
（2）从表中数据预测Ge元素第一电离能I₁的最小范围          。
（3）SiC是原子晶体，其结构类似金刚石，为C、Si两原子依次相同排列的正四面体空间网状结构。如图为两个中心重合，各面分别平行的两个正方体，其中心为Si原子，试在小正方体的顶点画出与Si最近的C（用表示）的位置，在大正方体的棱、顶、面等处画出相应Si（用表示）的位置。

决定物质性质的重要因素是物质的结构。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）已知：波长为300 nm的紫外光的光子，光子的能量与光的频率的关系为E＝hv，式中h＝6.63×10^－34J·s，光的波长与光的频率v的关系为，其中光速c=3×10⁸m·s^-1。根据下表有关蛋白质分子中重要化学键的信息，求波长为300 nm的紫外光的光子所具有的能量　　　　　 kJ·mol^－1，说明人体长时间照射紫外光后皮肤是否会受伤害的原因：
    　　　　　　　　　　　　　　      　　　　　　　　　  。（未说明原因不给分）

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

（3）科学家通过X射线探明，KCl、MgO、CaO、TiN的晶体结构与NaCl的晶体结构相似。下表是3种离子晶体的晶格能数据：

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

离子键的强弱可以用离子晶体的晶格能来衡量，KCl、CaO、TiN 3种离子晶体熔点从高到低的顺序是  　  。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）研究物质磁性表明：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图所示，其分子内不含有      (填字母)。

A．离子键      B．共价键    C．配位键     D．氢键

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右图所示，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                          。

金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：
（1）Ni原子的基态电子排布式为______________________________；
（2）NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni²⁺和Fe²⁺的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO ________ FeO(填“<”或“>”)；
（3）金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如左下图示。该合金的化学式为_______________；
   
（4）丁二酮肟常用于检验Ni²⁺：在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni²⁺反应可生成鲜红色沉淀，其结构如右上图所示。该结构中，氮原子的杂化轨道类型为_______________。氧原子的杂化轨道类型为_______________。

（1）化学式为Pt(NH₃)₂Cl₂的化合物有两种异构体，其中一种异构体易溶于水，则此种化合物是　　　（填“极性”、“非极性”）分子。
（2）今有A、B、C、D四种元素，它们的原子序数依次增大，且均小于18，A和B在同一周期，A原子p能级有一个空轨道，B原子的p能级有两个未成对电子，0.1mol C单质能从酸中置换出 2.24L氢气(标准状态)，此时它就变成与B离子电子层排布完全相同的离子。D离子的半径在B、C、D中为最小。则：
①A是_________，B是_________，C是_________，D是__________。(填名称)
②A单质和B单质充分反应生成的化合物的电子式是____________。
③我国科学工作者于20世纪90年代在兰州制备出过去一直依赖进口，价格十分昂贵的B的一种同位素形成的单质，1mol这种单质中含中子的物质的量是20mol，则这种同位素原子的符号为________。
（3）把CoCl₂溶于水后加氨水直到先生成的Co(OH)₂沉淀又溶解后，再加氨水，使生成[Co(NH₃)₆]^2＋，此时向溶液中通入空气，得到的产物中有一种其组成可用CoCl₃·5NH₃表示,Co的配位数是6。把分离出的CoCl₃·5NH₃溶于水后立即加硝酸银溶液，则析出AgCl沉淀。经测定，每1molCoCl₃·5NH₃只生成2molAgCl。CoCl₃·5NH₃中Co化合价为         ，请写出表示此配合物结构的化学式：             。 
（4）核内中子数为N的R²⁺，质量数为A，则ng它的氧化物中所含质子的物质的量是
                    。

（1）五种元素的原子电子层结构如下：A：1s²2s²2p⁶3s²  B：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²  C：1s²2s¹  D：1s²2s²2p⁶3s²3p²  E：1s²2s²2p⁶。请回答：(填元素符号)
　　　元素的电负性最大，　　　　元素原子的第一电离能最小，　　   元素最可能生成具有催化性质的氧化物。
（2）钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料，被誉为“未来世界的金属”，钛有⁴⁸₂₂Ti和⁵⁰₂₂Ti两种原子，它们互称为　　　　　。Ti元素在元素周期表中的位置是第　　　　　　　　，按电子排布Ti元素在元素周期表分区中属于　　　　区元素。
（3）A、B两种元素的电离能数据如下（kJ·mol^—1）：

电离能/kJ•mol^-1	I1	I2	I3	I4
A	577	1817	2745	11578
B	738	1451	7733	10540

化合价是元素的一种性质。由A、B的电离能数据判断，A通常显    价，B显　　价。
（4）气态氯化铝(Al₂Cl₆)是具有配位键的化合物，分子中原子间成键的关系如下图所示。请将图中你认为是配位键的斜线上加上箭头。

（5）假设原子晶体SiO₂中Si原子被铝原子取代，不足的价数由钾原子补充。当有25%的硅原子被铝原子取代时，可形成正长石。则正长石的化学组成为           。
（6）CO₂与SiO₂比较沸点相差很大的原因是                                     。

(13分) 下表为元素周期表的一部分，其中编号代表对应的元素。

请回答下列问题：
（1）写出元素⑦的基态原子排布式                    ，元素⑧位于       区。
⑤元素原子的价层电子的轨道表示式为                                ，
（2）若元素①③⑤形成的某化合物显酸性，经测定这三种元素的质量比为1：6：16，该化合物对氢气的相对密度为23，则其中所有杂化原子的杂化方式分别为     和    。
（3）元素④和⑥的第一电离能大小顺序是      >       （用元素符号表示）。请写出由④和⑤两种元素形成的与N₃^-互为等电子体的离子的化学式           ，其VSEPR构型为           。
（4）在测定①和⑥形成的化合物的相对分子质量时，实验测得值一般高于理论值，其主要原因是                                   。
（5）④和⑧形成某种化合物的晶胞结构如右图所示（每个球均表示1个原子，其中④显-3价），则其化学式为           。

⑧的常见离子和④的最简单氢化物形成的配离子的名称为              ，
其水溶液颜色为                  。

（10分，每空2分）决定物质性质的重要因素是物质的结构。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如下表所示：

电离能/kJ·mol^－^1	I1	I2	I3	I4
A	578	1 817	2 745	11 578
B	738	1 451	7 733	10 540

A通常显____价，A的电负性__  __B的电负性(填“＞”、“＜”或“＝”)。
(2)已知：波长为300 nm的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：    
                                            。

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

 (3)研究物质磁性表明：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________________。
(4)某配合物的分子结构如图所示，其分子内不含有__________(填字母)。

A．离子键   B．共价键   
C．金属键  D．配位键    E．氢键