高中化学性质实验方案的设计试题

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。其材料除单晶硅，还有铜铟镓硒等化合物。

（1）镓的基态原子的电子排布式是                  。
（2）硒为第4周期元素，相邻的元素有砷和溴，则3种元素的第一电离能从大到小顺序为             （用元素符号表示）。
（3）气态SeO₃分子的立体构型为________。
（4）硅烷(Si_nH_2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是：_________________________________。
（5）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性，其化合物往往具有加合性，因而硼酸（H₃BO₃）在水溶液中能与水反应生成[B(OH)₄]^－而体现一元弱酸的性质，则[B(OH)₄]^－中B的原子杂化类型为                ；
（6）金属Cu单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，反应的离子方程式为                                    ；
（7）一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构。在晶胞中，Au原子位于顶点，Cu原子位于面心，则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为_____________，若该晶胞的边长为a pm，则合金的密度为___________ g·cm^-3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为N_A）。

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。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。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________。三聚氰胺的相对分子质量与硝基苯的相近，但三聚氰胺的熔点比硝基苯的高，其原因是__________________。

原子序数依次增大的五种元素A、B、C、D、E位于周期表的前四周期。A基态原子的2p轨道上有2个未成对电子；C的最外层电子数是次外层电子数的3倍，C与D同主族相邻；E位于周期表的ds区，最外层只有一对成对电子。请回答下列问题：
（1）A、B、C三种元素第一电离能最大的是（填元素符号）______，基态E原子的电子排布式为______。
（2）C、D的简单氢化物中沸点较高的是__________（填分子式），原因是____________。
（3）A元素可形成多种单质，其中分子晶体的分子式为______________，原子晶体的名称是          ；A的一种单质为层状结构的晶体（如图），其原子的杂化轨道类型为______________。

（4）①化合物DC₂的立体构型为______________，中心原子的价层电子对数为              。
②用KMn0₄酸性溶液吸收DC₂气体时，MnO₄^-被还原为Mn²⁺，该反应的离子方程式为______________。
（5）D与E能形成化合物X，X的一种晶体晶胞结构如图所示，X的化学式为               ，E的配位数为________________；若晶胞边长为a，则晶体E的密度计算式为ρ=                  。

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”。试回答下列问题：
（1）钛有Ti和Ti两种原子，它们互称为           。Ti元素在元素周期表中的位置是第         周期，第         族；基态原子的电子排布式为                 ；按电子排布Ti元素在元素周期表分区中属于      区元素
（2）偏钛酸钡在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构如图所示，它的化学式是           

（3）二氧化钛作光催化剂能将居室污染物甲醛、苯等有害气体可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sp^2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

已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大。其中基态A原子价电子排布式为nsⁿnpⁿ⁺¹；化合物B₂E为离子化合物，E原子核外的M层中只有两对成对电子；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D单质常用于制作太阳能电池和集成电路芯片；F原子最外层电子数与B的相同，其余各内层轨道均充满电子。请根据以上信息，回答下列问题（答题时，A、B、C、D、E、F用所对应的元素符号表示）：
（1）A、B、E的第一电离能由小到大的顺序为                。
（2）B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点              （填“高”或“低”）。
（3）氢化物A₂H₄分子中A原子采取              杂化。
（4）按原子的外围电子排布分区，元素F在            区，二价阳离子F²⁺与过量的A的简单氢化物的水溶液反应的离子方程式为              。
（5）元素A和C可形成一种新型化合物材料，其晶体具有很高的硬度和熔点，其化合物中所含的化学键类型为               。
（6）A、F形成某种化合物的晶胞结构如右图所示的立方晶胞（其中A显－3价，每个球均表示1个原子），则其化学式为             。设阿伏伽德罗常数为N_A，距离最近的两个F原子的核间距为a cm，则该化合物的晶胞密度为（用含a和N_A的代数式表示）             g/cm³。

过渡金属元素铁能形成多种配合物，如：Fe（CO）_x等。
1．①基态Fe³⁺的M层电子排布式为                          ．
②尿素（H₂NCONH₂）分子中C、N原子的杂化方式分别是             、               ；
③配合物Fe（CO）_x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则 x=          ． Fe（CO）_x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Fe（CO）_x晶体属于           （填晶体类型）．
2．O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为              ．已知该晶胞的密度为ρ g/cm³，阿伏加德罗常数为N_A，求晶胞边长a=            cm．（用含ρ、N_A的计算式表示）

3．下列说法正确的是
A． 第一电离能大小：S＞P＞Si
B． 电负性顺序：C＜N＜O＜F
C． 因为晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔点低
D． SO₂与CO₂的化学性质类似，分子结构也都呈直线型，相同条件下SO₂的溶解度更大
E． 分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高

【化学——选修3：物质结构与性质】
已知A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，A的周期数等于其主族序数，B原子的价电子排布为nsⁿnpⁿ，D是地壳中含量最多的元素。E是第四周期的p区元素且最外层只有2对成对电子，F元素原子序数为29。
（1）基态E原子的价电子排布图_______________。
（2）B、C、D三元素第一电离能由大到小的顺序为             （用元素符号表示）
（3）BD₃^2-中心原子杂化轨道的类型为________________杂化；CA₄⁺的空间构型为_________________。
（4）1mol BC^－中含有π键的数目为________________N_A。
（5）D、E元素最简单氢化物的稳定性          >           （填化学式）。
（6）F元素的基态原子价电子排布式为              。
（7）C、F两元素形成的某化合物的晶胞结构如右图所示，顶点为C原子。则该化合物的化学式是         ，C原子的配位数是           。若相邻C原子和F原子间的距离为a cm，阿伏伽德罗常数为N_A，则该晶体的密度为________________g／cm³（用含a、N_A的符号表示）。

【物质结构与性质】铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材   料。回答下列问题：
（1）基态铜原子的电子排布式为           ；已知高温下CuO—→Cu₂O+O₂，试从铜原子价层电子结构变化角度解释这一反应发生的原因：                           。
（2）硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物，则它们形成的组成最简单的氢化物中，分子构型分别为            ，若“Si-H”中键合电子偏向氢元素，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，则硒与硅的电负性相对大小为__               __。
（3）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性（价电子数少于价层轨道数），其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物，如BF₃能与NH₃反应生成BF₃．NH₃，BF₃．NH₃中B原子的杂化轨道类型为_______________，B与N之间形成               键。
（4）金刚砂（SiC）的硬度为9.5，其晶胞结构如图所示；则金刚砂晶体类型为          ，在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为            ，若晶胞的边长为a pm，则金刚砂的密度为        。

【化学一物质结构与性质】(15分)周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次递增。R的基志原子中占据哑铃形原子轨道的电子数为1；W的氢化物的沸点比同族其它元素氢化物的沸点高；X²⁺与W^2-具有相同的电子层结构；Y元素原子的3P能级处于半充满状态；Z⁺的电子层都充满电子。请回答下列问题：

（1）写出Z的基态原子外围电子排布__________。
（2）R的某种钠盐晶体，其阴离子A^m-（含R、W、氢三种元素）的球棍模型如上图所示：在A^m-中，R原子轨道杂化类型有_______；m=_____。（填数字）
（3）经X射线探明，X与W形成化合物的晶体结构与NaCl的晶体结构相似，X²⁺的配位原子所构成的立体几何构型为____________。
（4）往Z的硫酸盐溶液中加入过量氨水，可生成[Z（NH₃）₄]SO₄，下列说法正确的是_______。

A．[Z（NH3）4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键

B．在[Z（NH3）4]^2+中Z^2+给出孤对电子，NH3提供空轨道

C．[Z（NH3）4]SO4组成元素中第一电离能最大的是氧元素

D．SO4^2-与PO4^3-互为等电子体，空间构型均为四面体

（5）固体YCl₅的结构实际上是YCl₄⁺和YCl₆^－构成的离子晶体，其晶体结构与CsCl相似．若晶胞边长为apm，则晶胞的密度为____g•cm^-3。（已知阿伏伽德罗常数为N_A，用含a和N_A的代数式表示）

〔化学——选修3：物质结构与性质〕举世瞩目的中国探月工程三期再入返回试验器于2014年10月24日凌晨成功发射，为实现月球采样和首次地月往返踏出了成功的第一步。探月工程三期的主要目标是实现无人自动采样返回，突破月面采样、月面上升、月球轨道交会对接等核心关键技术。已知所用火箭推进剂为肼（N₂H₄）和过氧化氢（H₂O₂），火箭箭体一般采用钛合金材料。
请回答下列问题：
（1）N₂H₄、H₂O₂分子中电负性最大的元素在周期表中的位置为        ，第一电离能最大的元素为        。
（2）钛的原子序数为22，其基态电子排布式示意图为              。
（3）1 mol N₂H₄分子中含有的键数目为        。
（4）H₂O₂分子结构如图1，其中心原子杂化轨道为       ，估计它难溶于CS₂，简要说明原因         。

（5）氮化硼其晶胞如图2所示，则处于晶胞顶点上的原子的配位数为    ，若立方氮化硼的密度为g·cm^-3，阿伏加德罗常数为N_A，则两个最近N原子间的距离为________cm。

[化学—选修3：物质结构与性质]早期发现的一种天然准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe元素组成。回答下列问题：
（1）准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过       方法区分晶体、准晶体和非晶体。
（2）基态铁原子有      个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为:          ,可用硫氰化钾检验三价铁离子，形成配合物的颜色为             。
（3）新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸，而自身还原成氧化亚铜，乙醛中碳原子的杂化轨道类型为       ,一摩尔乙醛分子中含有的σ键的数目为               。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是：                。氧化亚铜为半导体材料，在其立方晶胞内部有四个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有              个铜原子。
（4）铝单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405nm（晶胞参数就是晶胞立方体的边长），晶胞中铝原子的配位数为           。列式表示铝单质的密度           g·cm^－3（不必计算出结果）

有A、B、C、D、E五种原子序数均小于30且依次增大的元素。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原子最外层有1个单电子，其次外层有3个能级且均排满电子；D与E同周期，价电子数为2。则：
（1）C、D形成的化合物化学式为______，A的单质分子中π键的个数为________。
（2）B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的，原因是_____________。
（3）A、B、C三种元素的第一电离能由大到小的顺序为______（用元素符号表示)。
（4）向E单质与适量浓硫酸反应后的溶液中逐滴加入A的最简单气态氢化物的水溶液，看到的现象是____________。
（5）A的最简单氢化物分子易与H^＋结合生成空间正四面体形的阳离子，而A与C形成的分子却难与H^＋结合，原因是_____________。

（6）C和D形成的化合物的晶胞结构如上图所示，已知晶体的密度为ρ g·cm^－3，阿伏加德罗常数为N_A，则晶胞边长a＝________cm（用ρ、N_A的计算式表示) 。

[选修3—物质结构与性质]钒是我国的丰产元素，广泛用于催化及钢铁工业。回答下列问题：
（1）钒在元素周期表中的位置为    ，其价层电子排布图为   。
（2）钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为     、        。
（3）V₂O₅常用作SO₂转化为SO₃的催化剂。SO₂分子中S原子价层电子对数是   对，分子的立体构型为    ；SO₃气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为   ；SO₃的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为   ；该结构中S—O键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较短的键为   （填图2中字母），该分子中含有   个键。

（4）V₂O₅溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na₃VO₄），该盐阴离子的立体构型为    ；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图3所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为    。

【化学------选修物质结构与性质】五种短周期元素甲、乙、丙、丁、戊的原子序数依次增大，甲和丙同族，乙离子和丙离子具有相同的电子层结构。甲和乙、丁、戊均能形成共价型化合物。甲和乙形成的化合物在水中呈碱性，单质丁在单质戊中可燃烧产生白色烟雾。回答下列问题：
（1）五种元素中，原子半径最大的是       ，非金属性最强的是       ；（填元素符号）（各1分）；
（2）由甲和乙、丁、戊所形成的共价型化合物中，热稳定性最差的是      ；（用化学式表示）；
（3）甲和乙形成的化合物的中心原子的杂化类型为              ；甲和乙形成的化合物可与甲和戊形成的化合物反应，其产物中存在的化学键类型为              ；（各2分）
（4）除乙外，上述元素的电负性从大到小依次为            ；（填元素符号）；
（5）单质戊与水反应的离子方程式为                 ；
（6）一定条件下1．86g单质丁与2．912L单质戊（标准状况）反应，则产物为         ，（用化学式表示）其物质的量之比为              （各2分）。

（1、2、3班必做）已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L电子层上有2对成对电子；E的＋1价阳离子的核外有3层电子且各层均处于全满状态。
（1）E元素基态原子的核外电子排布式为___________________。
（2）B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为_______（用元素符号表示）。
（3）B2A4是石油炼制的重要产物之一。B2A4分子中B原子轨道的杂化类型为________；1 mol B2A2分子中含________mol σ键。
（4）已知D、E能形成晶胞结构如图所示的两种化合物，则化学式：甲为______，乙为______；高温时，甲易转化为乙的原因为______________________________。