高中化学性质实验方案的设计填空题

磁性材料氮化铁镍合金可用Fe(NO₃)₃、Ni(NO₃)₂、丁二酮肟、氨气、氮气、氢氧化钠、盐酸等物质在一定条件下反应制得。
（1）基态Ni原子的价电子排布式是      。
（2）丁二酮肟（结构式如图所示）中碳原子的杂化方式为   。

（3）NH₃的沸点高于PH₃，其主要原因是   。
（4）与N ^3- 离子具有相同电子数的三原子分子的空间构型是   。
（5）向Ni(NO₃)₂溶液中滴加氨水，刚开始时生成绿色Ni(OH)₂沉淀，当氨水过量时，沉淀会溶解，生成[Ni(NH₃)₆]²⁺的蓝色溶液，则1 mol [Ni(NH₃)₆]²⁺含有的σ键为   mol。
（6）下图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构示意图。该合金储氢后，含1 mol La的合金可吸附H₂的数目为      。

钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料，被誉为“未来世界的金属”。试回答下列问题：
（1）钛有Ti和Ti两种原子，它们互称为           。Ti元素在元素周期表中的位置是第         周期，第         族；基态原子的电子排布式为                 ；按电子排布Ti元素在元素周期表分区中属于      区元素
（2）偏钛酸钡在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构如图所示，它的化学式是           

（3）二氧化钛作光催化剂能将居室污染物甲醛、苯等有害气体可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sp^2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

本题包括两道题
（1）下面是s能级p能级的原子轨道图，试回答问题：

s电子的原子轨道呈     形，每个s能级有     个原子轨道；
p电子的原子轨道呈     形，每个p能级有     个原子轨道。
（2）A、B、C、D、E都是元素周期表中前20号的元素，原子序数依次增大，B、C、D同周期，A、D同主族，E和其它元素既不在同周期也不在同主族，B、C、D的最高价氧化物的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水。A和E可组成离子化合物，其晶胞(晶胞是在晶体中具有代表性的最小重复单元)结构如下图所示，阳离子(用“●”表示)位于该正方体的顶点或面心；阴离子(用“○”表示)位于小正方体的中心。

根据以上信息，回答下列问题：A至E的元素名称:
A      ;B      ;C       ;D      ;E       

1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg，以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。

（1）科学家通过X射线探明，NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似，其中三种晶体的晶格能数据如下表：

晶体	NaCl	KCl	CaO
晶格能／(kJ·mol^－1)	786	715	3401

四种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是                 ，Na、Mg、Al第一电离能I₁从小到大的排列顺序是                  。
（2）科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可简单表示如下，其中配位键和氢键均采用虚线表示。

①实验证明，用蒸汽密度法测得的H₂O的相对分子质量比用化学式计算出来的相对分子质量要大，其原因是                                 。
②SO₄^2-中S原子的杂化类型是             ，与其互为等电子体的分子有             （任写一种）
③Cu²⁺还能与NH₃、Cl^－等形成配位数为4的配合物，［Cu(NH₃)₄］²⁺中存在的化学键类型有          （填序号）。
A．配位键    B．离子键    C．极性共价键   D．非极性共价键
④写出基态Cu原子的外围电子排布式                             ；
金属铜采用面心立方堆积方式，已知Cu原子的半径为r pm，相对原子质量为M，N_A表示阿伏加德罗常数，则金属铜的密度是             g/cm³（列出计算式）。

(12分)【化学—物质结构与性质】
（1）下列叙述正确的是________。
a．含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体
b．化合物硫氰化铁和氢氧化二氨合银中都存在配位键
c．KCl、HF、CH₃CH₂OH、SO₂都易溶于水，且原因相同
d．MgO的熔点比NaCl的高，主要是因为MgO的晶格能大于NaCl的晶格能
（2）氨基酸是蛋白质的基石，甘氨酸是最简单的氨基酸(结构如图)，

在甘氨酸分子中，N 原子的杂化形式是_____，在甘氨酸分子中C、N、O原子的第一电离能从大到小的顺序是_______；氮可以形成多种离子，如N^3-、NH₂^-、NH₄⁺、N₂H₅⁺等，其中，NH₄⁺的空间构型是____。
（3）已知MO与CsCl的结构相似(如图所示)，MO晶体的密度为p g·cm^-3，N_A为阿伏加德罗常数，相邻的两个M²⁺的核间距为acm。写出Cs基态原子的价电子排布式______，MO的相对分子质量可以表示为_____。

过渡金属元素铁能形成多种配合物，如：Fe（CO）_x等。
1．①基态Fe³⁺的M层电子排布式为                          ．
②尿素（H₂NCONH₂）分子中C、N原子的杂化方式分别是             、               ；
③配合物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）．
2．O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为              ．已知该晶胞的密度为ρ g/cm³，阿伏加德罗常数为N_A，求晶胞边长a=            cm．（用含ρ、N_A的计算式表示）

3．下列说法正确的是
A． 第一电离能大小：S＞P＞Si
B． 电负性顺序：C＜N＜O＜F
C． 因为晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔点低
D． SO₂与CO₂的化学性质类似，分子结构也都呈直线型，相同条件下SO₂的溶解度更大
E． 分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高

[物质结构]X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY₂是红棕色气体；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R²⁺的3d轨道有9个电子。
请回答下列问题：
（1）Y基态原子的电子排布式是                ；
（2）Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是       。
（3）XY₂^—的立体构型是        ；
（4）Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是     。

（5）将R单质的粉末加入X气态氢化物的浓溶液中，不断鼓入空气充分反应，得到深蓝色的[R(NH₃)₄](OH)₂溶液，该反应的离子方程式是           ；1mol [R(NH₃)₄]²⁺中含有的σ键的数目是       。

有关元素的部分信息如下表所示：

元素	A	B	R	D
相应信息	短周期元素、最高正价为+7	基态原子中，电子占据的最高能层符号为L，最高能级上只有两个自旋方向相同的电子	R核外电子共有15种运动状态	D与A能形成两种常见的化合物DA2，DA3

回答下列问题：
（1）D的基态原子电子排布式为                       ，A、B、D三种元素电负性由大到小的顺序为                           （用具体的元素符号填写）。
（2）化合物BA₄、RA₃、RA₅中，中心原子的轨道类型不是sp³杂化的是             ，分子构型是正四面体的是              ，属于极性分子的是                  （用化学式填写）。
（3）已知DA₃的沸点：319℃，熔点：306℃，则DA₃的晶体类型为              ，B与氢元素能形成B_nH_2n+2（n为正整数）的一系列物质，这一系列物质沸点的变化规律是                。
（4）R可形成H₃RO₄、HRO₃、H₃RO₃等多种酸，则这三种酸酸性由强到弱的顺序为            （用化学式填写）。
（5）已知D的单质有如图所示的两种常见堆积方式：其中属于面心立方最密堆积的是        （填a或b）；若单质D按b方式紧密堆积，原子半径为r cm，N_A表示阿伏加德罗常数的值，则单质D的密度            g/cm³（列出算式即可）。

氮元素可形成卤化物、叠氮化物及络合物等。
（1）在铜催化作用下F₂和过量NH₃反应得到NF₃，其分子立体构型为_____________；NF₃是_________键结合形成的___________分子(填极性或非极性)。固态NF₃晶体熔点比冰______________(填高或低)。
（2）氢叠氮酸(HN₃)是一种弱酸，它的酸性类似于醋酸，微弱电离出H^＋和N₃^－。
①与N₃^－互为等电子体的分子有：        (举2例)，由此可推知N₃^－的立体构型是     型。
②叠氮化物、氰化物能与Fe^3＋及Cu^2＋及Co^3＋等形成络合物，如：[Co(N₃)(NH₃)₅]SO₄、Fe(CN)₆^4－。写出钴原子在基态时的电子排布式：         ；[Co(N₃)(NH₃)₅]SO₄中钴的配位数为       ；配位原子结构特征是________；CN^-的电子式是          。
（3）由叠氮化钠(NaN₃)热分解可得纯N₂：2NaN₃(s)＝2Na(l)+3N₂(g)，有关说法正确的是    (选填序号)

A．NaN3与KN3结构类似，前者晶格能较小

B．第一电离能（I1）：N＞P＞S

C．钠晶胞结构如上图，该晶胞分摊2个钠原子

D．氮气常温下很稳定，是因为氮的电负性大

（4）化学式为Pt(NH₃)₂Cl₂的化合物有两种异构体，其中一种异构体可溶于水，该种异构体的结构可用示意图表示为           。
（5）三氯化铁常温下为固体，熔点282 ℃，沸点315 ℃，在300 ℃以上易升华。易溶于水，也易溶于醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体类型为____________；
（6）金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为________。

【物质结构与性质】铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材   料。回答下列问题：
（1）基态铜原子的电子排布式为           ；已知高温下CuO—→Cu₂O+O₂，试从铜原子价层电子结构变化角度解释这一反应发生的原因：                           。
（2）硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物，则它们形成的组成最简单的氢化物中，分子构型分别为            ，若“Si-H”中键合电子偏向氢元素，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，则硒与硅的电负性相对大小为__               __。
（3）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性（价电子数少于价层轨道数），其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物，如BF₃能与NH₃反应生成BF₃．NH₃，BF₃．NH₃中B原子的杂化轨道类型为_______________，B与N之间形成               键。
（4）金刚砂（SiC）的硬度为9.5，其晶胞结构如图所示；则金刚砂晶体类型为          ，在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为            ，若晶胞的边长为a pm，则金刚砂的密度为        。

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                       。