高中化学性质实验方案的设计填空题

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。
     

【选做题】本题包括A、B两小题，请选定其中一小题，并在相应的答题区域内作答。若多做，则按A小题评分。
A．[物质结构与性质]
高氯酸三碳酰肼合镍{[Ni(CHZ)₃](ClO₄)₂ }是一种新型的起爆药。
（1）Ni²⁺基态核外电子排布式为   。
（2）ClO₄^－的空间构型是   ；与ClO₄^－互为等电子体的一种分子为   （填化学式）。
（3）化学式中CHZ为碳酰肼，组成为CO(N₂H₃)₂，碳酰肼中碳原子的杂化轨道类型为        ；1molCO(N₂H₃)₂分子中含有σ键数目为   。
（4）高氯酸三碳酰肼合镍可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成。NiO的晶胞结构如图所示，晶胞中含有的Ni²⁺数目为a，Ni²⁺的配位数为b，NiO晶体中每个镍离子距离最近的镍离子数目为c，则a∶b∶c＝           。

（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

已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X是有机物主要组成元素。X的一种1∶1型气态氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素,Z的核电荷数小于28,且次外层有2个未成对电子。
(1)X在该氢化物中以　　　　方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该　　　　(填“高于”或“低于”)X氢化物的熔点。 
(2)Y在周期表中位于　　　　　　　　　　　　;Z⁴⁺的核外电子排布式为　　　　。 
(3)工业上利用ZO₂和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M(M可看作一种含氧酸盐)。经X射线分析,M晶体的最小重复单位为正方体(如图),边长为4.03×10^-10 m,顶点位置为Z⁴⁺所占,体心位置为Ba²⁺所占,所有棱心位置为O^2-所占。

①制备M的化学反应方程式是　　　　　　　　　　　　(Z用元素符号表示)。 
②在M晶体中,Ba²⁺的氧配位数(Ba²⁺周围等距且最近的O^2-的数目)为　　　　。 
③晶体M密度的计算式为ρ=　　　　　　　　　　(Z相对原子质量为48)。

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                                                。

第VA族元素及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用
（1）砷的电子排布式为                   ，N、P、As三种元素的最常见氢化物沸点由高到低的顺序为                    ，高纯度砷可用于生产半导体材料GaAs，在GaAs晶体中，Ga、As原子最外电子层均达到8电子稳定结构，则GaAs晶体中砷的配位数为     。
（2）对硝基苯酚水合物是一种具有特殊功能的物质，其结构简式为。该物质中几种元素的第一电离能由大到小的顺序是                  ，该物质的晶体中肯定不存在的作用力是             。
a．氢键    b．极性键    c．范德华力    d．离子键    e．σ键
（3）科学家将NaNO₃和Na₂O在一定条件下反应得到一种白色晶体，已知其中阴离子与SO₄^2－互为等电子体，则该阴离子的化学式是              。
（4）PM2. 5富含大量的有毒、有害物质，易引发二次光化学烟雾污染，光化学烟雾中含有NOx、O₃、CH₂=CHCHO、HCOOH、CH₃COOONO₂ (PAN）等二次污染物。
①N₂O结构式可表示为N=N=O，N₂O中氮原子的杂化轨道类型为          ，1 mol PAN中含σ键数目为     。
②测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β-射线吸收法，β-射线放射源可用⁸⁵ Kr。Kr晶体为面心立方晶体，若晶体中与每个Kr原子相紧邻的Kr原子有m个，晶胞中含Kr原子为n个，则=              （填数字）。已知Kr晶体的密度为ρg/cm³，摩尔质量为Mg/mol，阿伏伽德罗常数用N_A表示，列式表示Kr晶胞参数a =                nm。

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      。

有原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素，A是短周期中族序数等于周期数的非金属元素；B元素的原子既不易失去，也不易得到电子，其基态原子每种轨道中电子数相同；C元素的价电子构型为nsⁿnp^n＋1；D的最外层电子数与电子层数之比为3∶1；E是地壳中含量仅次于铝的金属元素，其合金用途最广，用量最大。
(1)B与D形成的非极性分子中中心原子的孤电子对数是________，中心原子的杂化轨道类型为________。
(2)A分别与B、C、D能形成电子数为10的化合物，它们的沸点由高到低的顺序是________(写分子式)，它们的稳定性由弱到强的顺序是________(写分子式)。
(3)分子ABC、BA₂D的空间构型分别是________、________。
(4)B、C、D三种元素的电负性由大到小的顺序是________(用元素符号表示)，第一电离能由大到小的顺序是________(用元素符号表示)。
(5)一个C的单质分子中存在________个π键、________个σ键。
(6)E的三种同素异形体，晶胞如图所示：

其中晶胞γ的堆积模型中E原子的配位数为________，该晶胞中所含原子数为________。

过渡金属元素及其化合物的应用广泛，是科学家们进行前沿研究的方向之一。
（1）测定土壤中铁的含量时需先将三价铁还原为二价铁，再采用邻啡罗啉做显色剂，用比色法测定，若土壤中含有高氯酸盐时会对测定有干扰。相关的反应如下：
4FeCl₃+2NH₂OH•HCl＝4FeCl₂+N₂O↑+6HCl+H₂O
①基态Fe原子中，电子占有的最高能层符号为__________，核外未成对电子数为__________，Fe³⁺在基态时，外围电子排布图为______________________________。
②羟胺中（NH₂OH）采用sp³杂化的原子有_______________，三种元素电负性由大到小的顺序为________；与ClO₄^-互为等电子体的分子的化学式为_______________________。
（2） 过渡金属原子可以与CO分子形成配合物，配合物价电子总数符合18电子规则。如Cr可以与CO形成Cr(CO)₆分子：价电子总数（18）=Cr的价电子数（6）+CO提供电子数（2×6）。Fe、Ni两种原子都能与CO形成配合物，其化学式分别为_____________、______________。
（3） Pt²⁺的常见配合物Pt(NH₃)₂Cl₂存在两种不同的结构：一种为淡黄色(Q)，不具有抗癌作用，在水中的溶解度较小；另一种为黄绿色(P)，具有抗癌作用，在水中的溶解度较大。
①Q是_________________分子(选填“极性”或“非极性”)。
②P分子的结构简式为__________________________。
（4）Ni_XO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值为0.88，晶胞边长为a pm。晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为___________pm。若晶体中的Ni分别为Ni²⁺、Ni³⁺，此晶体中Ni^2﹢与Ni^3﹢的最简整数比为_________。

【化学—选修3：物质结构与性质】
在元素周期表中，除稀有气体外几乎所有元素都能与氢形成氢化物
（1）氨气是共价型氢化物。工业常用氨气和醋酸二氨合铜{[Cu（NH₃）₂]Ac}的混合液来吸收一氧化碳（醋酸根CH₃COO^-简写为Ac^-）。反应方程式为：[Cu（NH₃）₂]Ac+ CO+NH₃[Cu（NH₃）₃CO]Ac
①请写出基态Cu原子的电子排布式                  。
②氨水溶液中各元素原子的第一电离能从大到小排列顺序为                ，理由是                ；其中NH3应为            （填“极性”或“非极性”）分子。
③醋酸分子中的两个碳原子的化方式分别是               。
④生成物[Cu（NH₃）₃CO]Ac中所含化学键类型有          。（填序号）
a．离子键       b．金属键     c． 共价键        d． 配位键
（2）某离子型氢化物化学式为XY₂，晶胞结构如下图所示，其中6个Y原子（○）用阿拉伯数字1~6标注。

①已知1、2、3、4号Y原子在晶胞上、下面上。则5、6号Y原子均在晶胞         。（填“侧面”或“内部”）
②根据以上信息可以推知，XY₂晶体的熔沸点             （填“＞”“＝”“＜”）固态氨的沸点。
③若该晶胞的边长为a nm，密度为，XY₂的摩尔质量为，则阿伏加德罗常数可表示为         

A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A^2-和B⁺具有相同的电子构型；C、 D为同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：
（1)四种元素中电负性最大的是       (填元素符号），其中C原子的核外电子排布布式为            。
（2）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是        (填分子式)，原因是                 ；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为               和                   。
（3）C和D反应可生成组成比为1：3的化合物E， E的立体构型为       ，中心原子的杂化轨道类型为        。
（4）化合物D₂A的立体构型为             ，中心原子的价层电子对数为       ，单质D与湿润的Na₂CO₃反应可制备D₂A，其化学方程式为          。
（5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数，a＝0.566nm，F 的化学式为   ：晶胞中A 原子的配位数为      ；列式计算晶体F的密度(g.cm^-3)                 。
 

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）。

(10分)HN₃称为叠氮酸，常温下为无色有刺激性气味的液体。N₃^－也被称为类卤离子。用酸与叠氮化钠反应可制得叠氮酸。而叠氮化钠可从下列反应制得：NaNH₂+N₂O=NaN₃+H₂O。HN₃、浓盐酸混合液可溶解铜、铂、金等不活泼金属，如溶解铜生成CuCl₂^－。铜和铂的化合物在超导和医药上有重要应用，Cu的化合物A（晶胞如图，图中小黑球代表氧原子，其余大黑球为Y 、Cu 、Ba原子）即为超导氧化物之一，而化学式为Pt(NH₃)₂Cl₂的化合物有两种异构体，其中异构体B可溶水，可用于治疗癌症。试回答下列问题：

（1）基态氮原子核外电子排布的轨道表示式为                  。
（2）元素N、P、S的第一电离能（I₁）由大到小的顺序为           。
（3）HN₃属于        晶体，与N₃^－互为等电子体的分子的化学式          （写1种）NH₂^－的电子式为         ，其中心原子的杂化类型是                。
（4）CuCl₂^－中的键型为          ，1mol超导氧化物A晶胞中实际占有的氧原子的物质的量为   。
（5）治癌药物B的结构简式为                       。

原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。其中A的基态原子有3个不同的能级，各能级中的电子数相等；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同；D为它所在周期中原子半径最大的主族元素；E和C位于同一主族，F的原子序数为24。
（1）F原子基态的核外电子排布式为                 。
（2）在A、B、C三种元素中，第一电离能由大到小的顺序是          （用元素符号回答）。
（3）元素B的简单气态氢化物的沸点远高于元素A的简单气态氢化物的沸点，其主要原因是       。
（4）由A、B、C形成的离子CAB^－与AC₂互为等电子体，则CAB^－的结构式为     。
（5）在元素A与E所形成的常见化合物中，A原子轨道的杂化类型为        。
（6）由B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示，则该化合物的化学式为                 。

原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。其中A的基态原子有3个不同的能级，各能级中的电子数相等；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同；D为它所在周期中原子半径最大的主族元素；E和C位于同一主族，F的原子序数为24。
（1）F原子基态的核外电子排布式为   。
（2）在A、B、C三种元素中，第一电离能由大到小的顺序是   （用元素符号回答）。
（3）元素B的简单气态氢化物的沸点远高于元素A的简单气态氢化物的沸点，其主要原因是   。
（4）由A、B、C形成的离子CAB^－与AC₂互为等电子体，则CAB^－的结构式为   。
（5）在元素A与E所形成的常见化合物中，A原子轨道的杂化类型为   。
（6）由B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示，则该化合物的化学式为        。