高中化学性质实验方案的设计填空题

【化学—选修3：物质结构与性质】
现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。

A元素的核外电子数和电子层数相等，也是原子半径最小的元素

B元素原子的核外p电子数比s电子数少1

C原子的第一至第四电离能分别是: I1=738kJ/mol  I2 =" 1451" kJ/mol  I3 = 7733kJ/mol  I4 = 10540kJ/mol

D原子核外所有p轨道全满或半满

E元素的主族序数与周期数的差为4

F是前四周期中电负性最小的元素

G在周期表的第七列

 
（1）已知BA₅为离子化合物，写出其电子式           
（2）B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有    个方向，原子轨道呈    形
（3）某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布为，
该同学所画的电子排布图违背了                                         
（4）G位于           族       区，价电子排布式为                           
（5）DE₃ 中心原子的杂化方式为          ，用价层电子对互斥理论推测其空间构型为              
（6）检验F元素的方法是                 ，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因是  
                                                                         
（7）F元素的晶胞如下图所示，若设该晶胞的密度为a g/cm³，阿伏加德罗常数为N_A，
F原子的摩尔质量为M，则F原子的半径为             cm

M是原子序数<30的一种金属，常用于航空、宇航、电器及仪表等工业部门，M原子的最外层有空轨道，且有两个能级处于电子半充满状态。
（1）M原子的外围电子排布式为_____________________，在周期表中属于    区元素。
（2）M的堆积方式属于钾型，其晶胞示意图为______(填序号)。

（3）MCl₃·6H₂O有三种不同颜色的异构体
A、[M(H₂O)₆]Cl₃，B、[M(H₂O)₅Cl]Cl₂·H₂O和C、[M(H₂O)₄Cl₂]Cl·2H₂O。为测定蒸发MCl₃溶液析出的暗绿色晶体是哪种异构体，取0.010 mol MCl₃·6H₂O配成溶液，滴加足量AgNO₃溶液，得到沉淀2.870 g。该异构体为_______________ (填A或B或C)。
（4） MO₂Cl₂常温下为暗红色液体，熔点－96.5℃，沸点117℃，能与丙酮(CH₃COCH₃)、CCl₄、CS₂等互溶。
①固态MO₂Cl₂属于________晶体；
②CS₂中碳原子和丙酮(CH₃COCH₃)羰基中的碳原子分别采取的杂化方式为______杂化和________杂化。
（5）＋3价M的配合物K[M(C₂O₄)₂(H₂O)₂]中，配体是______，与C₂O₄^2-互为等电子体的分子是(填化学式)__________。

下表为长式周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

（1）写出上表中元素⑨原子的外围电子排布式             。
（2）在元素③与①形成的水果催熟剂气体化合物中，元素③的杂化方式为：   
（3）按要求完成下列各题
a．第一电离能：元素④       元素⑤（选填“＞”、“＝”、“＜”)。
b．与元素④所形成的单质互为等电子体的分子、离子的化学式        、        （各写一种）。
c．元素④的气态氢化物X的水溶液在微电子工业中，可作刻蚀剂H₂O₂的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，其化学方程式为________________________________
d．由X与氧气、KOH溶液构成原电池，负极会产生元素④的单质。则其负极反应式为_____________________________。
（4）由元素③和⑧形成的液态化合物Z，是非极性的直线形分子。0.2mol的Z在O₂中完全燃烧，生成两种气态氧化物，298K时放出热量215kJ。该反应的热化学方程式为_________________________
（5）在测定①与⑥形成化合物的相对分子质量时，实验测得的值一般高于理论值的主要原因是：                                                 。
（6）元素⑩所形成的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。已知该原子的半径为d pm，相对原子质量为M，N_A代表阿伏加德罗常数，请回答：

晶体中该原子的配位数为      ，一个晶胞中包含的原子数目为        ；该晶体的密度为                  g·cm^－3（用字母表示，不必化简）。

【化学一选修3：物质结构与性质】(15分）
（1）PM2.5富含大量的有毒、有害物质，易引发二次光化学烟雾，光化学烟雾中含有NO_x、HCOOH、（PAN）等二次污染物。
①1mol PAN中含有的σ键数目为_______。PAN中除H外其余三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_________________。
②NO能被FeSO₄溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H₂O)₅]SO₄，该配合物中中心离子的配位数为_______，中心离子的核外电子排布式为_______________。
③相同压强下，HCOOH的沸点比CH₃OCH₃____（填“高”或“低”），其原因是___________________。
（2）PM2.5微细粒子包含(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃等。
①(NH₄)₂SO₄晶体中各种微粒间的作用力不涉及___________（填序号）。
a．离子键 
b．共价键  
c．配位键 
d．范德华力 
e．氢键
②NH₄NO₃中阳离子的空间构型为_____，阴离子的中心原子轨道采用_______杂化。
（3）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⁸⁵Kr。已知Kr晶体的晶胞结构如图所示，设晶体中与每个Kr原子紧相邻的Kr原子有m个，晶胞中Kr原子为n个，则m/n=_____（填数字）。

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。
A．黄血盐（亚铁氰化钾，K₄[Fe（CN）₆] ）易溶于水，广泛用做食盐添加剂（抗结剂），食盐中黄血盐的最大使用量为10 mg·kg^－1。黄血盐经长时间火炒，超过400℃时会分解生成剧毒的氰化钾。
回答下列问题：
（1）写出基态Fe²⁺的核外电子排布式        。K₄[Fe（CN）₆]  中Fe²⁺与CN^－两种离子之间的作用力是        。
（2）CN^－中碳原子的杂化方式为    ；1molCN^－中含有π键的数目为     。
（3）金属钾、铜的晶体的晶胞结构如下图（请先判断对应的图），钾、铜两种晶体晶胞中金属原子的配位数之比为       。

（4）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CN^－是等电子体的气态化合物，反应化学方程式为        。

一定条件下， Ni²⁺与丁二酮肟生成鲜红色沉淀A。

（1）基态Ni²⁺的核外电子排布式为   。
（2）丁二酮肟组成元素中C、N、O的电负性由大到小的顺序为   。丁二酮肟分子中C原子轨道的杂化类型是   。
（3）元素Ni的一种碲（Te）化物晶体的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式为   。
（4）Ni(CO)₄是一种无色液体，沸点为42.1℃，熔点为-19.3℃。Ni(CO)₄的晶体类型是   。请写出一种由第二周期主族元素组成的且与CO互为等电子体的阴离子的电子式   。

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_________。

(12分)现有A、B、C、D、E五种短周期元素，其原子序数依次增大。A、C的基态原子电子排布中未成对电子数与其周期数相等，且A的最外层电子数是次外层电子数的2倍。D的阳离子、C的阴离子均与氖原子的电子层结构相同，且D的单质与C的单质反应能生成D₂C和D₂C₂两种化合物。E所在周期序数比所在主族序数大l。
(1)2011年是国际化学年，其中一项重要活动是纪念居里夫人获诺贝尔化学奖100周年。居里夫妇发现了放射I生镭(Ra)和钋(Po)元素，其中E与镭同主族，镭位于           族。
(2)E的基态原子的核外电子排布式是         ，A、B、C三种元素中第一电离能最大的是            ，B、c、D的原子半径由小到大的顺序为             (均用元素符号 表示)。
(3)D₂C₂与AC₂反应的化学方程式为             ，请写出该反应的一种用        。
(4)B与氢元素形成最简单的气态氢化物的空间构型为            ，其中共价键类型为              (填极性键或非极性键)。已知B≡B键能为946 kJ·mol^-1，H-H键能为
436 kJ·mol^-1，B—H键能为391 kJ·mol^-1，则B₂和H₂反应的热化学方程式为         。

【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        。

X、Y、Z、W是元素周期表中前四周期四种常见的元素。已知：W基态原子有7个轨道填充了电子；Y与Z原子最外层的电子数相同，但Y的原子半径比Z小；ZY₂和Y₃都具有漂白性，它们分子的空间构型都是V型；X的合金在生活中有非常广泛的用途，X分别与Y、Z形成化合物甲、乙，在甲、乙中X的质量分数分别为72.4％和63.64％；丙是由X、Y、Z三种元素组成的一种常见的还原剂，在溶液中反应1个阳离子失去1个电子。
（1）W基态原子的最外层（价层）的电子排布式为                          ；X³⁺最外层电子数为             ；Y、Z、W三种单质与Y、W两元素形成的化合物四种物质的熔点从高到低的排序是         。（填化学式）
（2）写出在溶液中，丙与酸性高锰酸钾反应的离子方程式：         。
（3）检验ZY₂的方法是（写出操作步骤和实验现象）            。
（4）高温下甲与W单质剧烈反应。在25℃、101kPa下测得每转移3mol e^-放热416.4kJ该反应的热化学方程式是                         。