高中化学性质实验方案的设计填空题

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                                               。

(12分)下表为长式周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。

请回答下列问题：
（1）表中属于d区的元素是        （填编号）。写出号元素的核外电子排布式_______________________________________;第一电离能的大小关系为________________(用元素符号表示)
（2）科学发现，②、④、⑨三种元素的原子形成的晶体具有超导性，其晶胞的结构特点如右图（图中②、④、⑨分别位于晶胞的体心、顶点、面心），则该化合物的化学式为         （用对应的元素符号表示）。

（3）元素②的一种氢化物是重要的化工原料，常把该氢化物的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。有关该氢化物分子的说法正确的是          。

A．分子中含有氢键	B．易发生加成反应
C．含有4个σ键和1个π键	D．分子中所有原子处于同一个平面

（4）某元素的特征电子排布式为nsⁿnpⁿ⁺¹，该元素原子的价电子数为     ； 该元素与元素①形成的分子X在①与③形成的分子Y中的溶解度很大，其主要原因是                                         。

【选修3：物质结构与性质】
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                                    ；

(10分)A、B、C、D、E、F、G七种元素的原子序数依次递增。已知：
①G的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；
②A是宇宙中含量最多的元素，B原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，C原子核外有三个未成对电子；
③D和E原子价电子排布式均为ns²np⁴；④F的单质是黄绿色气体。
请回答下列问题：
(1)G²⁺的核外电子排布式是                  。在[G(NH₃)₄]²⁺离子中，G²⁺与NH₃分子形成的是         键。
(2)与B、C形成的阴离子(BC^—)互为等电子体的微粒有          、         (分子和离子各写一种)。
(3)B与C形成的化合物中，下列判断正确的是           。
a．氢化物稳定性：B>C          b．氢化物沸点：B<C
c．最高价氧化物的水化物酸性：B<C         d．非金属性：B>C
(4)B、C、D第一电离能由小到大的顺序为                 (用元素符号作答)，B的一种氢化物相对分子质量为26，分子中的σ键与π键数目比为             。
(5)七种元素中，电负性最大的元素与B元素形成化合物电子式为         ，该物质的晶体属于         。

人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后，第四种将被广泛应用的金属被科学家预测为是钛(₂₂Ti)，它被誉为“未来世纪的金属”。试回答下列问题：
（1）铁元素位于元素周期表的　  　区；其基态原子的电子排布式为             　　。
（2）铜原子的价电子排布式为     ，画出配离子[Cu(H₂O)₄]²⁺中的配位键____ _______。
（3）二氧化碳分子的立体构形为          形，其中C原子的杂化方式为       杂化，二氧化碳分子中含有       个σ键和       个π键。
（4）氨分子属于        分子（填“极性”或“非极性”）；氨极易溶于水最主要的原因是氨分子和水分子之间可以形成       。
（5）下列元素的第一电离能最大的是（   ）
A．Be            B．C             C． N             D．O
（6）下列分子中，所有原子都满足最外层为8电子结构的是 （   ）
A．XeF₂          B．BeCl₂          C．PCl₃           D．CHCl₃
（7）下列晶体中，熔点最高的是               　　。
A．金刚石     B．干冰        C．铝         D．氯化钠

（8）在Ti的化合物中，可以呈现+2、+3、+4三种化合价，其中以+4价的Ti最为稳定；偏钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，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示意图如上图，它的化学式是　　   　　　。