高中化学性质实验方案的设计填空题

我国部分城市灰霾天占全年一半，引起灰霾的PM2.5微细粒子包含(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、有机颗粒物及扬尘等。通过测定灰霾中锌等重金属的含量，可知目前造成我国灰霾天气的原因主要是交通污染。
(1)Zn^2＋在基态时核外电子排布式为_______________________________。
(2)SO₄^2—的空间构型是________(用文字描述)。
(3)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NO_x、O₃、CH₂===CH—CHO、HCOOH、 (PAN)等二次污染物。
①下列说法正确的是________；
a．N₂O结构式可表示为N===N===O
b．O₃分子呈直线形
c．CH₂===CH—CHO分子中碳原子均采用sp²杂化
d．相同压强下，HCOOH沸点比CH₃OCH₃高，说明前者是极性分子，后者是非极性分子
②1 mol PAN中含σ键数目为________；

③NO能被FeSO₄溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H₂O)₅]SO₄，该配合物中心离子的配位数为________(填数字)。
(4)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原子相紧邻的Kr原子有m个，晶胞中含Kr原子为n个，则m/n＝________(填数字)。

由Cu、N、B、Ni等元素组成的新型材料有着广泛用途。
（1）基态Cu^＋的最外层核外电子排布式为_________。
（2）研究者预想合成一个纯粹由氮组成的新物种N₅⁺N₃^-，若N₅⁺中每个氮原子均满足8电子结构，以下有关N₅⁺推测正确的是    。
A．N₅⁺有24个电子
B．N₅⁺离子中存在三对未成键的电子对
C．N₅⁺阳离子中存在两个氮氮三键
（3）化合物A(H₃BNH₃)是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状化合物 (HB=NH)₃。通过3CH₄ +2(HB=NH)₃+6H₂O ==3CO₂+6H₃BNH₃制得。
①与上述化学方程式有关的叙述不正确的是_________。(填标号)
A．反应前后碳原子的轨道杂化类型不变
B．CH₄、H₂O、CO₂分子空间构型分别是：正四面体形、V形、直线形
C．第一电离能：N>O>C>B
D．化合物A中存在配位键
②1个(HB=NH)₃分子中有_________个σ键。
（4）在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。图(a)是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为_________。图(b)是硼砂晶体中阴离子的环状结构，其中硼原子采取的杂化类型为_________。

（5） NiO晶体结构与NaCl晶体类似，其晶胞的棱长为acm，则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离为_________(用含有a的代数式表示)。在一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”(如图)，可以认为氧离子作密致单层排列，镍离子填充其中，列式并计算每平方米面积上分散的该晶体的质量为_________g(氧离子的半径为1． 40×10m，≈l． 732)。

ⅤA族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含ⅤA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)白磷单质中的P原子采用的轨道杂化方式是　　　　。 
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为　　　　。 
(3)As原子序数为　　　　,其核外M层和N层电子的排布式为　　　　。 
(4)NH₃的沸点比PH₃　　　　(填“高”或“低”),原因是　。 
P的立体构型为　　　　。 
(5)H₃PO₄的K₁、K₂、K₃分别为7.6×10^-3、6.3×10^-8、4.4×10^-13。硝酸完全电离,而亚硝酸K=5.1×10^-4,请根据结构与性质的关系解释:
①H₃PO₄的K₁远大于K₂的原因　; 
②硝酸比亚硝酸酸性强的原因　。 
(6)NiO晶体结构与NaCl晶体类似,其晶胞的棱长为a cm,则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离为　　　　cm(用含有a的代数式表示)。在一定温度下NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”(如下页图),可以认为氧离子作密致单层排列,镍离子填充其中,列式并计算每平方米面积上分散的该晶体的质量为　　　　g(氧离子的半径为1.40×10^-10 m)。 

【化学—物质结构与性质】石墨烯（图甲）是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（图乙）

（1）图甲中，1号C与相邻C形成键的个数为____________________________。
（2）图乙中，1号C的杂化方式是________________，该C与相邻C形成的键角_______（填“>”“<”或“=”）图甲中1号C与相邻C形成的键角。
（3）若将图乙所示的氧化石墨烯分散到H₂O中，则氧化石墨烯可与H₂O形成氢键的原子有_________（填元素符号）。
（4）石墨烯可转化为富勒烯（C₆₀），某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部，该晶胞中M原子的个数为_____________，该材料的化学式为__________。

已知：A、B、C、D、E、F六种元素核电荷数依次增大，属周期表中前四周期的元素。其中A原子核外有三个未成对电子；化合物B₂E的晶体为离子晶体，E原子核外的M层中只有两对成对电子；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D单质的熔点在同周期元素形成的单质中最高；F能形成红色(或砖红色)的F₂O和黑色的FO两种氧化物。
回答下列问题：
（1）F的原子的M层电子排布式为                           。
（2）B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为                   。(用元素符号表示)
（3）A的简单氢化物分子极易溶于水,其主要原因是                                 .
（4）E的最高价氧化物分子的空间构型是                。其中心原子的杂化方式为          。
（5）F的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子,配位数为       。
（6）A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示，则其化学式为             ；（黑色球表示F原子）,已知紧邻的白球与黑球之间的距离为a cm, 该晶胞的密度为             g/cm³。

[化学—选修3：物质结构与性质]已知A、B、C、D、E、F、G为前四周期七种元素且原子序数依次增大，其中A的基态原子中没有成对电子，B的基态原子中有6种不同运动状态的电子，C原子核外成对电子数比未成对电子数多1，其氢化物常用作制冷剂，D原子中有2个未成对电子，E基态原子在同周期中原子半径最大，F原子价电子排布为ns^n-1nPⁿ⁺¹ ,G基态原子核外所有轨道都处于全满状态且属ds区的元素。
（1）G基态原子价电子排布式                  ；
（2）B、C、D基态原子第一电离能由大到小的顺序              ；
（3）离子化合物CA₅的晶体中含有的化学键有               ；
A．离子键   
B．极性键    
C．非极性键    
D．配位键      
E．金属键
（4）E₂D的熔点比E₂F的熔点         （填“高”或“低”），原因是         ；
（5）与BD₂互为等电子体的分子有               （要求写一种）
（6）GF在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。GF晶体结构如图所示,其晶胞边长为x pm,该晶体的密度为                 g·cm^-3(列式表示),a、b位置两粒子之间的距离为             pm(列式表示)（已知阿伏伽德罗常数为N_A）

下图是中学化学某些物质之间在一定条件下的相互转化关系，已知A是一种常见的液态化合物, C、D、G、H、K是单质，其它为化合物，G、K是普通钢中的两种重要元素，其中K含量少，E、F对应溶液的酸碱性相反，F的焰色反应为黄色，请按要求作答：

（1）写出化合物J的电子式：_______________。
（2）G³⁺比G²⁺的稳定性的原因        ，组成D、H、K三种元素的第一电离能由大到小的顺序为     （写元素符号）。A分子中心原子的杂化方式为     ，A可与Cu²⁺形成天蓝色的物质，画出该离子的结构示意图               ，写出一种与化合物I 为等电子体关系的阴离子         
（3）B与足量稀硝酸反应，当参加反应的硝酸为4mol，转移电子的物质的量为 _________mol（保留2位有效数字）。
（4）已知在200℃，101Kpa下，0.12g单质K与A完全反应生成C与I，吸收了1316 J的能量，写出此反应的热化学方程式：_________________________。
（5）①以Pt为电极，由I、D以及F的溶液组成原电池，则负极的电极反应为：___________。
②若用此电池电解300mL 5mol／L的氯化钠溶液一段时间，两极均收集到标准状况下3.36L气体，此时溶液的pH为_________（假设电解前后溶液体积不变化）。
③若往该电解后所得溶液中通入二氧化碳气体4.48L（标准状况），此时溶液中所有离子浓度的关系由大到小的顺序为：_______________________

[化学—选修3：物质结构与性质]Fe²⁺、Fe³⁺与O₂^2—、CN^—、F^—、有机分子等形成的化合物具有广泛的应用。
（1）N、O、F三种元素原子的第一电离能由大到小的顺序是         。
（2）基态Fe³⁺核外M能层的电子排布式为           。
（3）铁有δ、γ、α三种同素异形体（如下图），则γ晶胞原子堆积名称为_____________。假设各种晶型的铁单质都是由半径为r的铁原子堆积而成，则晶胞δ与晶胞α的密度比为_______________（列式并化简）。

（4）乙酰基二茂铁是常用汽油抗震剂，其结构如图1所示。此物质中碳原子的杂化方式有            。

（5）配合物K₃[Fe(CN）₆]可用于电子传感器的制作。与配体互为等电子体的一种分子的电子式为        。已知(CN）₂是直线形分子，并具有对称性，则(CN）₂中π键和σ键的个数比为       。
（6）F^—不仅可与Fe³⁺形成[FeF₆]^3—，还可以与Mg²⁺、K⁺形成一种立方晶系的离子晶体，此晶体应用于激光领域，结构如图2所示。该晶体的化学式为        。在该晶体中与一个F^—距离最近且相等的F^—的个数为          。

X、Y、T、Q 四种元素，位于元素周期表前四周期，元素的性质或结构信息见下表。

元素	性质或结构信息
X	单质为双原子分子，分子中含有3对共用电子对，常温下单质气体性质稳定，但其原子较活泼。
Y	二价阳离子的外围电子层排布为3d^9
T	原子核外s轨道电子总数等于p轨道电子总数；人体内含量最多的元素，且其单质是常见的助燃剂。
Q	第三周期主族元素中原子半径最小。

请根据上述信息回答下列问题：
（1）写出 X₃^- 的一种等电子体的化学式         ；X的气态氢化物易液化的原因：        。
（2）写出T元素基态原子的核外电子排布图                ；Q元素的原子核外有     种运动状态不同的电子。
（3）元素 X 、T 的电负性相比，    的小（填元素名称）；元素 X 的第一电离能与T相比较，T的       （填“大”或“小”）。
（4）甲醛（CH₂O）分子中σ 键与π 键的个数之比为         。
（5）Y元素在周期表中位于      区。Y单质晶体的晶胞如图所示，该晶胞中实际拥有      个原子，该晶体中Y原子在三维空间里的堆积方式为            堆积。

（6）在Y的硫酸盐溶液中通入X的气态氢化物至过量，先出现蓝色沉淀，最后溶解形成深蓝色的溶液。此蓝色沉淀溶解的离子方程式为：                      。
（7）元素X与Q可形成化合物XQ₃，根据价层电子对互斥理论判断XQ₃的空间构型为:       ，分子中X原子的杂化方式为                杂化。

第四周期过渡元素Mn、Fe、Ti可与C、H、O形成多种化合物。
（1）下列叙述正确的是       。（填字母）
A．HCHO与水分子间能形成氢键
B．HCHO和CO₂分子中的中心原子均采用sp²杂化
C．苯分子中含有6个键和1个大键，苯是非极性分子
D．CO₂晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
（2）Mn和Fe的部分电离能数据如下表：

元   素	Mn	Fe
电离能 /kJ·mol^－1	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

Mn元素价电子排布式为                ，气态Mn^2＋再失去一个电子比气态Fe^2＋再失去一个电子难，其原因是                               。
（3）铁原子核外有__________种运动状态不同的电子。
（4）根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域，其中Ti属于          区。
（5）Ti的一种氧化物X，其晶胞结构如图所示，则X的化学式为             。

（6）电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN^－离子，可在X的催化下，先用NaClO将CN^－氧化成CNO^－，再在酸性条件下CNO^－继续被NaClO氧化成N₂和CO₂。
①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为                    。
②与CNO^－互为等电子体微粒的化学式为           （写出一种即可）。
③氰酸（HOCN）是一种链状分子，它与异氰酸（HNCO）互为同分异构体，其分子内各原子最外层均已达到稳定结构，试写出氰酸的结构式         。

有以下六种元素：A是宇宙中最轻的元素。D原子核外有1个未成对电子，D⁺比E原子少一个电子层，E原子得一个电子填入3P轨道后，3P轨道呈全充满状态。G原子2P轨道有2个未成对电子，M的最高化合价和最低化合价的代数和为4，与G的原子序数差8.
L位于周期表第四周期、第12纵行且是六种元素中原子序数最大的。R是由M、L形成的化合物，其晶胞结构如图所示，

请回答下列问题：
（1）E元素的电负性____________（填“>”“<”或“＝”）M元素的电负性。
（2）G的第一电离能比它同周期前一族相邻元素的第一电离能____________（填“大”或“小”）。
（3）M₂E₂广泛用于橡胶工业，在该化合物分子中，所有原子最外层均满足8电子稳定结构。则在M₂E₂分子中M原子的杂化类型是__________，M₂E₂是___________（填“极性”或“非极性”）分子。
（4）L的外围电子排布式为____________，该元素位于周期表中的____________族。
（5）R的化学式为________________（用元素符号表示），属于____________晶体。
已知R晶体的密度为ρ g.cm^－3，则该晶胞的边长a____________cm。（阿常数用NA表示）

碳元素在自然界中分布很广，在地壳中其丰富程度位列第14位，远低于氧、硅、铝、铁等元素。但是，碳却是存在形式最复杂的元素，如煤、石油、天然气、动植物体、石灰石、白云石、二氧化碳等。请回答下列问题：
（1）基态碳原子的电子排布式为           。
（2）在CO₂分子中，碳原子采用          杂化轨道与氧原子成键。
（3）COCl₂俗称光气，分子中C原子采取sp²杂化成键，应用价层电子对互斥理论，预测COCl₂分子的空间构型为            。
（4）二茂铁(₅H₅)₂Fe是Fe²⁺与环戊二烯基形成的一类配合物，实验室测定铁的含量：可用配位剂邻二氮菲（），它能与Fe²⁺形成红色配合物（如图1），该配离子中Fe²⁺与氮原子形成配位键共有        个。

（5）普鲁士蓝可用作染料，它的结构如图2所示。
普鲁士蓝中，n(K^＋)∶n(Fe^3＋)∶n(Fe^2＋)∶n(CN^－)=            。
（6）CaC₂晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似，但CaC₂晶体中哑铃C₂^2－的存在，使晶胞沿一个方向拉长（如图3）。CaC₂中C₂^2－与O₂²⁺互为等电子体，O₂²⁺的电子式可表示为          。
已知CaC₂晶体密度为ag·cm^－3，N_A表示阿伏加德罗常数，则CaC₂晶胞体积为    cm³。

过渡金属的某些氧化物能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛，如铜锰氧化物（CuMn₂O₄）等。
（1）铜元素位于第4周期第ⅠB族。基态Cu⁺的核外电子排布式为________。SO₄^2-的空间构型为________。
（2）HCHO中含有的σ键和π键数目之比为_________________。
（3）火山喷出的岩浆中含有多种硫化物，冷却时ZnS比HgS先析出，原因是_______________。
（4）CuCl的盐酸溶液能吸收CO形成配合物氯化羰基亚铜[Cu₂Cl₂(CO)₂·2H₂O]，其结构如图所示。

下列说法不正确的是___________

A．该配合物质只含有离子键和配位键	B．该配合物中Cl原子的杂化类型为sp^3
C．该配合物只有CO和H2O作为配体	D．CO与N2的价电子总数相同，其结构为

（5）请判断键角NF₃____ NH₃，其原因是_________________________。
（6）Cu₃N形成的晶体结构如图所示。则与同一个N^3-相连的Cu⁺有______个，Cu⁺的半径为a pm，N^3-的半径为b pm，则Cu₃N的密度为___________g/cm³。

(12分)【选做题】本题包括A、B两小题，请选定其中一小题，并作答。若多做，则按A小题评分。
A．[物质结构与性质]原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，X基态原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍，Y基态原子的2p原子轨道上有3个未成对电子，Z是地壳中含量最多的元素，W的原子序数为22。
（1）W基态原子的核外电子排布式为________。元素X、Y、Z的电负性由大到小的顺序为________。
（2）与XYZ^－互为等电子体的一种分子、一种离子分别为________、________(填化学式)。
（3）二元弱酸H₂X₂Z₄中X原子轨道的杂化类型是_______，1 molH₂X₂Z₄分子中含有σ键的数目为_______。
（4）YH₃极易溶于水的主要原因是________________。元素W的氧化物WO₂可与氢氟酸发生非氧化还原反应，生成配合物H_nWF₆，该反应的化学方程式为________。
（5）Z、W与Ca形成晶体的晶胞如图所示，该晶体的化学式为________。

（1）有9种微粒：①NH₂^－；②—NH₂；③Br^－；④OH^－；⑤—NO₂；⑥—OH；⑦NO₂；⑧CH₃^＋；⑨—CH₃．属于官能团的有(填序号)___         _____ 。
（2）有下列8种晶体，用序号回答下列问题：

A．水晶

B．冰

C．白磷

D．固态氩

E．氯化铵  
F．铝 
G．金刚石
①属于原子晶体是             ，直接由原子构成的分子晶体是  _____ 。
②由极性分子构成的分子晶体是          ,含有共价键的离子晶体是  _____ 。
③在一定条件下能导电而不发生化学反应的是  _____。
分子内存在化学键，但受热熔化时，化学键不发生变化的是  _____。
（3）在NaCl晶胞中8个顶点 、6个面心处各有一个Na^＋ ，12条棱的中点、体心各有一个Cl^－ ，KCl和NaCl的晶格型式相同。已知Na^＋离子的半径是Cl^－离子的0.5倍，是K^＋离子的0.7 倍，计算：KCl晶胞和NaCl晶胞的边长之比为  _____ 。
（4）如下图：由正五边形构成的多面体有20个顶点，多面体中有_____个正五边形，共有____条棱边.