高中化学性质实验方案的设计试题

已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增,A、B、C、D位于短周期。A是原子半径最小的元素;B的基态原子中电子占有三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同;D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍;E有“生物金属”之称,E⁴⁺和氩原子的核外电子排布相同。A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，A、B两种元素组成的原子个数之比为1:1的化合物N是常见的有机溶剂。
请回答下列问题（答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）：
（1）A₂D₂分子的电子式为______，E的基态原子的外围电子排布式为_______。
（2）A、B、C、D四种元素中电负性大小顺序的是__________________。
（3）单质B与C的最高价氧化物的水化物的浓溶液微热反应,其化学方程为_______________。
（4）下列叙述正确的是______（填序号）。
a.M是极性分子,N是非极性分子
b.M和BD₂分子中的中心原子均采用sp²杂化
c.N分子中含有6个σ键和1个π键
d.BD₂晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
（5）已知:①E的一种氧化物Q，其晶胞结构如图所示

②已知：Q（s）+2Cl₂（g）＝ECl₄（l）+D₂（g）△H＝+140kJ/mol；
2B（s）+D₂（g）＝2BD（g）△H＝-221kJ/mol
写出物质Q和焦炭、氯气反应生成液态ECl₄（l）和BD气体的热化学方程式：_________。
（6）在0.5L的密闭容器中，一定量的C₂和A₂进行如下化学反应：C₂（g）+3A₂（g）==2CA₃（g）ΔH<0，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表。请回答下列问题。

①试比较K₁,K₂的大小，K₁________K₂（填写“>”、“=”或“<”）。
②在40 0 0C时,当测得CA₃ 和C₂、A₂的物质的量分别为3mol和1mol、2mol时,则该反应的v（C₂）正____v（C₂）逆（填写“>”、“= ”或“ < ”）。

（1）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           。
③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）。
④F^-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                                    。
 
（2）氨气是一种重要的化工原料。
①液氨和水类似,也能发生电离：NH₃+NH₃NH₄⁺+NH₂^－，其离子积常数为l．0×l0^－30。现将2．3g金属钠投入1．0 L液氨中，钠完全反应生成NaNH₂，假设溶液的体积不变，所得溶液中NH₄⁺的浓度
为                                              。
②已知：N₂(g)+O₂(g)＝2NO(g)     △H＝＋180kJ·mol^－l
4NH₃(g)+5O₂(g)＝4NO(g)+6H₂O(g)     △H＝－908 kJ·mol^－l
写出氨气被一氧化氮氧化生成氮气和气态水的热化学方程式：                              。
（3）在下图装置中，若通电一段时间后乙装置左侧电极质量增加。

①下列说法错误的是                 ；

A．乙中左侧电极反应式：Cu^2++2e^-＝Cu

B．电解一段时间后，装置丙的pH减小

C．向甲中通人适量的HCl气体，可使溶液恢复到电解前的状态

D．电解一段时间后，向乙中加入0.1molCu(OH)2可使电解质溶液复原,则电路中通过的电子为0.2mol②若将甲中溶液换成MgCl2,则电解总反应的离子方程式为；

③若Cu电极上质量增加2.16 g, 甲溶液体积为200mL, 则甲溶液的pH=                  。

X、Y、T、Q 四种元素，位于元素周期表前四周期，元素的性质或结构信息见下表。

元素	性质或结构信息
X	单质为双原子分子，分子中含有3对共用电子对，常温下单质气体性质稳定，但其原子较活泼。
Y	二价阳离子的外围电子层排布为3d^9
T	原子核外s轨道电子总数等于p轨道电子总数；人体内含量最多的元素，且其单质是常见的助燃剂。
Q	第三周期主族元素中原子半径最小。

请根据上述信息回答下列问题：
（1）写出 X₃^- 的一种等电子体的化学式         ；X的气态氢化物易液化的原因：        。
（2）写出T元素基态原子的核外电子排布图                ；Q元素的原子核外有     种运动状态不同的电子。
（3）元素 X 、T 的电负性相比，    的小（填元素名称）；元素 X 的第一电离能与T相比较，T的       （填“大”或“小”）。
（4）甲醛（CH₂O）分子中σ 键与π 键的个数之比为         。
（5）Y元素在周期表中位于      区。Y单质晶体的晶胞如图所示，该晶胞中实际拥有      个原子，该晶体中Y原子在三维空间里的堆积方式为            堆积。

（6）在Y的硫酸盐溶液中通入X的气态氢化物至过量，先出现蓝色沉淀，最后溶解形成深蓝色的溶液。此蓝色沉淀溶解的离子方程式为：                      。
（7）元素X与Q可形成化合物XQ₃，根据价层电子对互斥理论判断XQ₃的空间构型为:       ，分子中X原子的杂化方式为                杂化。

已知A、B、C、D、M、W六种元素的原子序数依次递增，都位于前四周期。其中A、D原子的最外层电子数均等于其周期序数，且D原子的电子层数是A的3倍；B原子核外电子有6种不同的运动状态，且S轨道电子数是P轨道电子数的两倍；C原子L层上有2对成对电子。M和W均有“生物金属”之称，M⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同；W处于周期表中第8列。请回答下列问题：
（1）l mol B₂A₂分子中含σ键的数目是             。
（2）BC ₂在高温高压下所形成的晶体其晶胞（晶体中最基本的重复单元）如图所示。则该晶体的类型属于         晶体（选填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”）；该晶体中B原子轨道的杂化类型为                。

（3）“生物金属”M内部原子的堆积方式与铜相同，都是面心立方堆积方式，如图。若该晶胞的密度为ρ g/cm³，阿伏加德罗常数为N_A，M原子的摩尔质量为Mr g/mol，则该晶胞的“边长”为      cm。

（4）“生物金属”W元素应用广泛，如人体内W元素的含量偏低，则会影响O₂在体内的正常运输。已知W²⁺与KCN溶液反应得W（CN）₂沉淀，当加入过量KCN溶液时沉淀溶解，生成配合物，其配离子结构如图所示。

①W元素基态原子价电子排布式为                   。
②CN^—与       （一种单质分子）互为等电子体。
（5）光谱证实单质D与强碱溶液反应有[D(OH)₄]^—生成，则[D(OH)₄]^—中存在          。
a．极性键        b．配位键        c．σ键        d．π键

【化学、选修3--物质结构和性质】
I．如图为20个碳原子组成的空心笼状分子C₂₀，该笼状结构是由许多正五边形构成如图。

①C₂₀分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；
②多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：顶点数＋面数-棱边数＝2,
请回答：
C₂₀分子共有________个正五边形，共有________条棱边。
II．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元素的核电荷数为29。
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_______，1 mol该分子中含有π键的数目为______。该分子中碳原子的杂化轨道类型是_______，该分子属于________分子(填“极性”或“非极性”)。
（3）基态D原子的电子排布式为________________。

金属镍，铁及非金属元素碳在合金材料，有机合成材料中有广泛的应用．请回答下列问题：
（1）Ni原子的核外电子排布式为                       ．
（2）Fe原子的外围电子排布图为                       ．
（3）含碳化合物丙烯腈(H₂C=CH—C≡N)分子中碳原子轨道杂化类型为                             
（4）NiO，FeO的晶体类型均与氯化钠晶体相同，Ni²⁺和Fe²⁺离子半径分别为69 Pm和78 Pm，则两种物质的熔点
NiO     FeO(填“>”或“<”)，判断依据是                                                  ．
（5）CaC₂晶体的晶胞也与氯化钠相似，但由于CaC₂晶体中的C₂^2-存在，使晶胞沿一个方向拉长，则CaC₂晶体中1个C₂^2-周围距离最近且相等的Ca²⁺数目为              ，C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，写出O₂²⁺的电子式                 ．
（6）铁在一定条件下可形成体心立方堆积的晶体，设铁原子半径为r，请用含r的代数式表示该晶体空间利用率                    ．

已知A、B、C、D、E、F、G七种元素原子序数均小于36，它们的核电荷数依次增大。A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子的基态电子排布中L能层有两个未成对电子，E和D同主族；F原子的基态电子排布中有4个未成对电子；G与F在周期表中同族，且G原子的外围电子排布中有2个未成对电子。根据以上信息填空：
（1） B、C、D三种元素的电负性由大到小的顺序为            （用元素符号表示）
（2）F^2＋离子的价层电子排布图是               ，
（3）B元素的最高价氧化物对应的水化物中心原子采取的轨道杂化方式为          ，E元素的氢化物的VSEPR模型为       。
（4）A和C形成的二元共价化合物中，分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物_____（填化学式）；其中心原子C的杂化方式为              。
（5）化合物BD₂、C₂D和阴离子EBC^－互为等电子体，它们结构相似，EBC^－的电子式为       。F常作为配合物的中心离子，1mol F（BC）₆^3-中含有σ键的数目为_______；
（6）GD的晶体结构与氯化钠相同，在晶胞中G离子的配位数是_______；已知晶胞的边长为a nm，晶体的摩尔质量为b g·mol^-1，N_A为阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度为_________g·cm^-3。

(1)CH₃⁺ 、-CH₃(甲基)、CH₃^－都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是

A．它们均由甲烷去掉一个氢原子所得

B．它们互为等电子体，碳原子均采取sp^2杂化

C．CH3^-与NH3、H2O^+互为等电子体，几何构型均为三角锥形

D．CH3^+中的碳原子采取sp^2杂化，所有原子均共面

E．两个－CH₃(甲基)或一个CH₃⁺和一个CH₃^－结合均可得到CH₃CH₃
(2)锌是一种重要的金属，锌及其化合物有着广泛的应用。
①锌在元素周期表中的位置是:_                        。
②葡萄糖酸锌[CH₂OH(CHOH)₄COO]₂Zn是目前市场上流行的补锌剂。写出Zn²⁺基态电子排布式    ，葡萄糖分子[CH₂OH(CHOH)₄CHO]中碳原子杂化方式有      。
③Zn²⁺能与NH₃形成配离子[Zn(NH₃)₄]²⁺。配位体NH₃分子属于             (填“极性分子”或“非极性分子”)；在〔Zn(NH₃)₄]²⁺中，Zn²⁺位于正四面体中心，N位于正四面体的顶点，试在左下图中表示出[Zn(NH₃)₄]²⁺中Zn²⁺与N之间的化学键。

④右上图示锌与某非金属元素X形成的化合物晶胞，其中Zn和X通过共价键结合，该化合物的Zn与X的原子个数之比为         。
⑤在④的晶胞(右上图)中，如果只考查X的排列方式，则X的堆积方式属于金属晶体堆积方式中的___       堆积；设该晶胞中Zn的半径为r₁ cm，其相对原子质量为M₁,X的半径为r₂cm，其相对原子质量为M₂，则该晶体的密度为_            g／cm³ (写出含有字母的表达式)。

[化学一选修3：物质结构与性质]第四周期的过渡元素在工业、农业、科学技术以及人类生活等方面有重要作用。其中Ni-Cr-Fe合金是常用的电热元件材料。请回答：
（1）基态Ni原子核外电子排布式为_______；第二周期中基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性大的元素为________。金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)，该分子呈正四面体构型。试推测Ni(CO)的晶体类型为________，Ni(CO)易溶于下列_______（填选项字母）中。

A．水

B．四氯化碳

C．苯

D．硫酸镍溶液

（2）FeO、NiO晶体中r(Ni^2＋)和r(Fe^2＋)分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO_________FeO（填“>”或“<”），原因为_____________；黄血盐是一种配合物，其化学式为K₄[Fe(CN)₆] ·3H₂O，该配合物中配体的化学式为_________，黄血盐溶液与稀硫酸加热时发生非氧化还原反应，生成硫酸盐和一种与该配体互为等电子体的气态化合物，该反应的化学方程式为_______________。
（3）酸性高锰酸钾溶液能氧化硝基苯酚，邻硝基苯酚和对硝基苯酚在20水中的溶解度之比为0.39，其原因为_________。
（4）在铬的硅酸盐中，SiO₄^4-四面体[如下图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大结构型式。图(b)为一种链状结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为________，其化学式为_________。

第四周期过渡元素Mn、Fe、Ti可与C、H、O形成多种化合物。
（1）下列叙述正确的是       。（填字母）
A．HCHO与水分子间能形成氢键
B．HCHO和CO₂分子中的中心原子均采用sp²杂化
C．苯分子中含有6个键和1个大键，苯是非极性分子
D．CO₂晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
（2）Mn和Fe的部分电离能数据如下表：

元   素	Mn	Fe
电离能 /kJ·mol^－1	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

Mn元素价电子排布式为                ，气态Mn^2＋再失去一个电子比气态Fe^2＋再失去一个电子难，其原因是                               。
（3）铁原子核外有__________种运动状态不同的电子。
（4）根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域，其中Ti属于          区。
（5）Ti的一种氧化物X，其晶胞结构如图所示，则X的化学式为             。

（6）电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN^－离子，可在X的催化下，先用NaClO将CN^－氧化成CNO^－，再在酸性条件下CNO^－继续被NaClO氧化成N₂和CO₂。
①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为                    。
②与CNO^－互为等电子体微粒的化学式为           （写出一种即可）。
③氰酸（HOCN）是一种链状分子，它与异氰酸（HNCO）互为同分异构体，其分子内各原子最外层均已达到稳定结构，试写出氰酸的结构式         。

选修：物质结构与性质】（铁和铜都是日常生活中常见的金属，有着广泛的用途。请回答下列问题：
（1）铁在元素周期表中的位置       ______
（2）k₃[Fe(CN)₆]溶液可用于检验     ______（填离子符号）CN^-中碳原子杂化轨道类型为     ____，C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序为         ___（用元素符号表示）。
（3）配合物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）。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在一定条件下发生反应：Fe(CO)_x（s）Fe（s）+xCO（g）。已知反应过程中只断裂配位键，则该反应生成物含有的化学键类型有       _________。
（4）铜晶体铜碳原子的堆积方式如右图所示。
     
①基态铜原子的核外电子排布式为    ________________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目               。
（5）某M原子的外围电子排布式为3s²3p⁵，铜与M形成化合物的晶胞如附图所示（黑点代表铜原子）。
①该晶体的化学式为               。
②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于     _______（填“离子”、“共价”）化合物。
③已知该晶体的密度为g.cm^-3，阿伏伽德罗常数为N_A，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为      ________________pm（只写计算式）。

【化学——选修3：物质结构与性质】
（1）按已知的原子结构规律，27号元素在周期表中的位置是                  ，其价电子的轨道排布图为                      。
（2）若en代表乙二胺（  ）,则配合物[Pt（en）₂]Cl₄中心离子的配位原子数为             。
（3）BeCl₂是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。它们的结构简式如下，指出Be的杂化轨道类型。
①                 ②                  
③                  
（4）磷化硼（BP）是一种有价值的耐磨硬涂层材料，这种陶瓷材料可作为金属表面的保护薄膜。它是通过在高温氢气氛围下（＞750℃）三溴化硼和三溴化磷反应制得。BP晶胞如图所示。

①画出三溴化硼和三溴化磷的空间结构式。
三溴化硼
三溴化磷
②在BP晶胞中B的堆积方式为                    。
③计算当晶胞晶格参数为478pm（即图中立方体的每条边长为478pm）时磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离             。

卤族元素的单质和化合物很多，请用物质结构与性质的相关知识回答：
（1）在一定浓度的氢氟酸溶液中，存在（HF）_n缔合分子，使HF分子缔合的作用力是___。
（2）ClO₄^－中心氯原子的杂化方式为_____，离子的立体构型为__________。
（3）已知碘酸（HIO₃）和高碘酸（H₅IO₆）的分子结构分别如图I、II所示：请比较酸性强弱：HIO₃_____H₅IO₆（填“＞”、“＜”或“＝”）。H₅IO₆分子中σ键与π键的个数比为          。

（4）下图为碘晶体晶胞结构。有关说法中正确的是___。

A．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子

B．碘晶体中分子的配位数为12，具有分子密堆积特征

C．碘晶体中存在的相互作用有非极性键和范德华力

D．碘晶体中碘分子有3种排列方向

（5）观察CaF₂晶胞结构，判断F^－占据Ca²⁺ 形成的    面体空隙中，Ca²⁺ 占据F^－形成的     面体空隙中。若相邻两个Ca²⁺ 的核间距为a cm，晶胞密度为ρ g/cm³，N_A为阿伏加德罗常数，则CaF₂的摩尔质量可以表示为________g/mol。

【化学——选修3 物质结构与性质】选考下图为元素周期表的一部分，字母下方数值为该元素电负性，根据信息回答下列问题（用相应元素符号进行答题）：

（1）b、h两元素可形成化合物bh₂，写出其电子式：        。
（2）e、g两元素可形成两种化合物eg₃、e₂g₆，eg₃的分子构型为       ，eg₃、e₂g₆中心原子e的杂化方式分别为       、       。
（3）d元素形成的单质可与g的氢化物浓溶液在加热条件下反应生成一种以二价d离子为内界中心原子（配位数为4）的配位化合物与一种可燃性气体，写出反应的化学方程式：               。
（4）f、g、h、i四种元素对应单质分子的键能如下表：

共价键	f—f	g—g	h—h	i—i
键能（kJ/mol）	157	242.7	193.7	152.7

试从原子半径角度阐述f—f键键能反常的原因：              。
（5）c元素的元素符号是       ，价电子排布式为       ，下图是
一种受到较多关注的c元素单质与金属镧（La）形成的储氢材料的结构示意图，请在图中勾画出该晶体的一个晶胞。计算出该合金的化学式为：                           。

【化学—选修3物质结构与性质】已知：碳、氮、氢、氧四种元素可形成多种化合物，且有非常重要的用途。
（1）C、N、H电负性的大小顺序为             。
（2）甲烷与二氧化氮可发生如下反应：CH₄(g)+2NO₂(g)=CO₂(g)+N₂(g)+2H₂O(g) ,若反应中有2mol C-H键断裂，则形成的π键共有          mol。
（3）F₂与NH₃在一定条件下可形成NF₃，NF₃分子的空间构型为            形 。
（4）现已合成出一种硬度比金刚石还大的晶体氮化碳，其化学式为           。其硬度比金刚石大的主要原因是              。
（5）配合物Y的结构如图所示，Y中含有                   （填序号）。

A.非极性共价键
B.配位键
C.极性键
D.氢键
E.金属键
Y中碳原子的杂化方式有                                   。
写出镍（Ni）原子的价电子排布式                          。
（6）氨气与铁在一定条件下发生置换反应，一种产物的晶胞结构如下图所示，若该立方体晶胞的棱长为a pm，则该晶体的密度为          g/cm³（N_A为阿佛加德罗常数的值）。