高中化学性质实验方案的设计填空题

能源问题日益成为制约经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。
                
图1                       图2                           图3
（1）太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层，写出基态镍原子的核外电子排布式         。
（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能。富勒烯(C₆₀)的结构如图1，分子中碳原子轨道的杂化类型为       ；1 mol C₆₀分子中σ键的数目为         。科学家把C₆₀和K掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能，其晶胞如图2所示。该化合物中的K原子和C₆₀分子的个数比为       。
（3）多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜电池等。
①第一电离能：As       Se(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②二氧化硒分子的空间构型为            。
（4）金属酞菁配合物可应用于硅太阳能电池中，一种金属镁酞菁配合物的结构如图3，请在图中用箭头表示出配位键的位置。          

太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池，第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池，第三代就是铜铟镓硒CIGs（CIS中掺入Ga）等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。
（1）亚铜离子（Cu⁺）基态时的价电子排布式表示为               。
（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）Cu晶体的堆积方式是         （填堆积名称），其配位数为       ；往Cu的硫酸盐溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH₃)₄]SO₄，下列说法正确的是_____

A．[Cu (NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键

B．在[Cu(NH3)4 ]^2+中Cu^2+给出孤对电子，NH3提供空轨道

C．[Cu (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，空间构型均为正四面体

（4）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）溶于水显弱酸性，但它却只是一元酸，可以用硼酸在水溶液中的电离平衡解释它只是一元弱酸的原因。
①H₃BO₃中B的原子杂化类型为         ；
②写出硼酸在水溶液中的电离方程式         。
（5）硅与碳是同一主族元素，其中石墨为混合型晶体，已知石墨的层 间距为335pm,C-C键长为142pm,计算石墨晶体密度（要求写出计算过程，得出结果保留三位有效数字,N_A为6.02×10²³mol^-1）

元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响，性质的递变规律与短周期元素略有不同。
Ⅰ．第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的。
镓（₃₁Ga）的基态电子排布式是_________________________________________；
₃₁Ga的第一电离能却明显低于₃₀Zn，原因是______________________________________；
Ⅱ．第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。
（1）CO和NH₃可以和很多过渡金属形成配合物。CO与N₂互为等电子体，CO分子中C原子上有一孤电子对，C、O原子都符合8电子稳定结构，则CO的结构式可表示为________________。NH₃ 分子中N原子的杂化方式为_______杂化，NH₃分子的空间立体构型是____________。
（2）向盛有硫酸铜水溶液的试管中加氨水，首先形成蓝色沉淀，继续加入氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，向该溶液中加乙醇，析出深蓝色晶体。蓝色沉淀先溶解，后析出的原因是：__________________________________________（用相关的离子方程式和简单的文字说明加以解释）
（3）如图甲所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX₃的是________。

（4）图乙为一个金属铜的晶胞，此晶胞立方体的边长为acm，Cu的相对原子质量为64，金属铜的密度
为ρ g/cm³，则阿伏加德罗常数可表示为________ mol^-1(用含a、ρ的代数式表示)。

粉煤灰是燃煤电厂的工业废渣，其中含莫来石(Al₆Si₂O₁₃)的质量分数为38%，还有含量较多的SiO₂。用粉煤灰和纯碱在高温下烧结，可制取NaAlSiO₄，有关化学反应方程式：Al₆Si₂O₁₃+3Na₂CO₃ →2NaAlSiO₄ + 4NaAlO₂+3CO₂↑，结合上述反应完成下列填空：
(1)上述反应所涉及的元素中，原子核外电子数最多的元素在周期表中的位置是________________，其氧化物属于         晶体。
(2)上述元素中有三种元素在元素周期表中处于相邻位置，其原子半径从大到小的顺序为
     ＞       ＞(用元素符号表示)。
(3)二氧化碳分子的空间构型为             型。
(4)上述元素中有两种元素是同一主族，可以作为判断两者非金属性强弱的依据的是(填编号)。
a．该两种原子形成的共价键中共用电子对的偏向
b．最高价氧化物熔沸点高低
c．最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
d．单质与酸反应的难易程度

氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：
（1）基态氮原子的价电子排布式是                  。
（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是          。
（3）（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（1）+2N₂H₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=" —103" 8．7kJ．mol^—1
若该反应中有4mol N—H键断裂，则形成的键有         mol。
③肼能与硫酸反应生成N₂H₆SO₄，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
（4）氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料，在与石墨结构相似的六方氮化硼晶钵中，层内B原子与N原子之间的化学键为___        。
（5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为3．615×l0^—10m，立方氮化硼晶胞中含有     个氮原子、     个硼原子，立方氮化硼的密度是     g．cm^一3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为N_A）

铁、钴、镍为第四周期第Ⅷ族元素，它们的性质非常相似，也称为铁系元素。
（1）铁、钴、镍都是很好的配位化合物形成体。
①在过量氨水中易转化为。写出的价层电子排布图____。
 中的配位数为____：NH₃分子的中心原子杂化方式为____。
H₂O分子的立体构型为__________。
②铁、镍易与一氧化碳作用形成羰基配合物，如：等。CO与N₂属于等电子体，则CO分子中键和键数目比为____，写出与CO互为等电子体的一种阴离子的离子符号____。
（2）+2价和+3价是Fe、Co、Ni等元素常见化合价。NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni^2＋和F_e^2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO____FeO（选填“<”“>”“=”）； 某种天然Nio晶体存在如图所示缺陷：一个Niz+空缺，另有两个Ni^2＋被两个Ni^3＋所取代。其结果晶体仍呈屯中性。某氧化镍样品组成为O．该晶体中Ni^3＋与Ni^2＋的离子数之比为____。

氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前所采用或正在研究的主要储氢材料有：配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等。
（1）Ti（BH₄）₂是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。
①Ti²⁺基态的电子排布式可表示为           。
②BH^—₄的空间构型是        （用文字描述）。
（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N₂+3H₂2NH₃实现储氢和输氢。下列说法正确的是       （多项选择）。
a.NH₃分子中N原子采用sp³杂化
b.相同压强时，NH₃沸点比PH₃高
c.[Cu(NH₃)₄]²⁺离子中，N原子是配位原子
d.CN^—的电子式为：
（3）2008年，Yoon等人发现Ca与C₆₀生成的Ca₃₂C₆₀能大量吸附H₂分子。

①C₆₀晶体易溶于苯、CS₂，说明C₆₀是        分子（选填：“极性”、“非极性”）；
②1mol C₆₀分子中，含有σ键数目为         。
（4）MgH₂是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度ag·cm^-3，则晶胞的体积为   cm³[用a、N_A表示阿伏加德罗常数]。

A、B、C、D、E、F是原子序数依次递增的前四周期元素。其中A与D同主族、C与E同主族，且E的原子序数是C的两倍；A分别与B和C均可形成10电子分子；B与C的最外层电子数之比2∶3；F原子的最外层电子数与A相同，其余各层均充满；常见化合物D₂C₂与水反应生成C的单质，其溶液可使酚酞试液变红。据此回答下列问题：
（1）F元素形成的高价基态离子的核外电子排布式为     ；C、D、E三元素原子均能形成简单离子，其离子半径大小顺序为     （用离子符号表示）；
（2）A与C形成的10电子分子中含的化学键类型为    （填σ键或π键），分子中心原子的轨道杂化类型为     ，其化合物晶体类型为     ；化合物A₂C和A₂E中，沸点较高的是     （填分子式）；
（3）向含1 mol A₂E的水溶液中加入等物质的量的D₂C₂，有黄色沉淀生成，写出离子方程式     ：
（4）常温常压下，有23 g液态化合物B₂A₆C与足量的C的单质充分反应，生成BC₂气体和A₂C液体，同时放出683.5 kJ的热量，该反应的热化学方程式为：     。

已知元素X、Y、Z、W、Q均为短周期元素，原子序数依次增大，X基态原子的核外电子分布在3 个能级，且各能级电子数相等，Z是地壳中含量最多的元素，W是电负性最大的元素，元素Q的核电荷数等于Y、W原子的最外层电子数之和。另有R元素位于元素周期表第4周期第Ⅷ族，外围电子层有2个未成对电子，请回答下列问题。
（1）微粒XZ₃^2-的中心原子杂化类型为                化合物YW₃的空间构型为              。
（2）R基态原子的电子排布式为                ，元素X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为
                                                                 （用元素符号表示）。
（3）一种新型导体晶体的晶胞如右图所示，则该晶体的化学式为                ，其中一个Q原子紧邻                个R原子。

（4）R的氢氧化物能溶于含XY-离子的溶液生成一种配离子[R(XY)₄]^2－，该反应的离子方程式是          弱酸HXY分子中存在的σ键与键的数目之比为                。

原子序数依次增大的X、Y、Z、Q、E五种元素中，X元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素，Q原子核外的M层中只有两对成对电子，E元素原子序数为29。请用元素符号或化学式回答下列问题：
（1）X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为           ；
（2）已知YZ₂⁺与XQ₂互为等电子体，则1 mol YZ₂⁺中含有π键数目为_______；
（3）Z的气态氢化物沸点比Q的气态氢化物高的多，其原因是              ；
（4）X、Z与氢元素可形成化合物H₂X₂Z₄，常用作工业除锈剂。H₂X₂Z₄分子中X的杂化方式为      ；
（5）E原子的核外电子排布式为          ；E有可变价态，它的某价态的离子与Z的阴离子形成晶体的晶胞如图所示，该晶体的化学式为          。

Ⅰ.含氮化合物西瓜膨大剂别名氯吡苯脲，是经过国家批准的植物生长调节剂，实践证明长期使用对人体无害。已知其相关性质如下表所示：

分子式	结构简式	外观	熔点	溶解性
C12H10ClN3O		白色结晶粉末	170～172℃	易溶于水

 
（1）氯吡苯脲的晶体类型为_______        ，所含第二周期元素第一电离能从大到小的顺序为
________________（用元素符号表示）。
（2）氯吡苯脲熔点低，易溶于水的原因分别为                      _                        。
（3）查文献可知，可用2-氯-4-氨基吡啶与异氰酸苯酯反应，生成氯吡苯脲。

异氰酸苯酯                2－氯－4－氨基吡啶             氯吡苯脲
反应过程中，每生成1mol氯吡苯脲，断裂_______个σ键、断裂_______个π键。
（4）含氮的化合物氨气水溶液逐滴加入硝酸银溶液中制备银氨溶液，写出银氨溶液的配制过程中沉淀溶解的离子方程式                            。
Ⅱ．下列是部分金属元素的电离能

	X	Y	Z
第一电离能(kJ/mol)	520.2	495.8	418.8

 
（5）已知X、Y、Z的价层电子构型为ns¹，则三种金属的氯化物（RCl）的熔点由低到高的顺序为：
                              。
（6）RCl可用作有机合成催化剂, 并用于颜料, 防腐等工业。R^＋中所有电子正好充满K、L、M 三个电子层，它与Cl^－形成的晶体结构如下图所示。元素R基态原子的电子排布式              _      ，
与同一个Cl^－相连的 R^＋有         个。

氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：
（1）基态氮原子的价电子排布式是                  。
（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是          。
（3）（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（1）+2N₂H₄（l）3N₂（g）+4H₂O（g）△H=" —103" 8．7kJ．mol^—1，若该反应中有4mol N—H键断裂，则形成的键有         mol。
③肼能与硫酸反应生成N₂H₆SO₄，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
（4）氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料，在与石墨结构相似的六方氮化硼晶钵中，层内B原子与N原子之间的化学键为___        。
（5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为3．615×l0^—10m，立方氮化硼晶胞中含有     个氮原子、     个硼原子，立方氮化硼的密度是      g．cm^一3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为N_A）

有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。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的内部各能层均排满，且有成单电子；D与E同周期，价电子数为2。则：
（1）写出基态E原子的价电子排布式                         。
（2）A的单质分子中键的个数为       。
（3）A、B、C三种元素第一电离能由大到小的顺序为               (用元素符号表示)
（4）B元素的氢化物的沸点是同族元素中最高的，原因是                    。
(5)A的最简单氢化物分子的空间构型为        ，其中A原子的杂化类型是       。
(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图，已知晶体的密度为g·cm^-3，阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长a=          cm. (用、NA的计算式表示)

已知：①A的简单阴离子核外有2个电子，B元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍，E原子基态3p原子轨道上有2个未成对电子，其单质晶体类型属于分子晶体，F元素原子序数为26。
②X、Y和Z为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表：

回答下列问题：
（1）B元素原子核外已成对电子数是未成对电子数的____倍。
（2）X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为____（用元素符号表示）。
（3）分子式为A₂B、A₂E的两种物质中   __更稳定（用化学式表示），原因是____。
（4）X的氯化物的熔点比Y的氯化物的熔点____，原因是____。
（5）F的氯化物FCl₃与KSCN溶液反应显红色，该反应的离子方程式为____。等电子体指的是原子总数相同．价电子总数相同的分子．离子或基团，据此定义写出离子SCN^—的一种等电子体____。
（6）F的一种常见配合物F（CO）₃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F（CO）₅的晶体类型为    。F元素的单质晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如
图所示。在面心立方晶胞中F原子的配位数为____，体心立方晶胞的密度可表示为____。（F的原子半径为r）

科技日报报道：辉钼（MoS₂)在纳米电子设备制造领域比硅或富勒烯（如C₆₀）更有优势。从不同角度观察MoS₂的晶体结构见图。已知：Mo位于第五周期VIB族。

（1）晶体硅中硅原子的轨道杂化类型为______。
（2）电负性：C______S（填“>”或“<”）。
（3）晶体硅和C₆₀比较，熔点较高的是______。
（4）Mo元素基态原子的价电子排布式为____________。
（5）根据MoS₂的晶体结构回答：
①每个Mo原子周围距离最近的S原子数目为______。
②Mo-S之间的化学键为______（填序号）。
A极性键；B非极性键；C配位键；D金属键；E范德华力
③MoS₂纳米粒子具有优异的润滑性能，其原因是______。