高中化学性质实验方案的设计填空题

(12分)〔物质结构与性质〕
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主要是交通污染。
（1）Zn²⁺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,CH₃COOONO₂(PAN)等二次污染物。
①下列说法正确的是     (不定项选择)。
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
②1mo1PAN中含σ键数目为     。
③NO能被FeSO₄溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H₂O)₅]S0₄,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一射线吸收法，β一射线放射源可用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)。

【化学—选修3物质结构与性质】(14分)
现有X、Y、Z、W原子序数依次增大的四种元素，常温下X元素单质的密度在自然界中最小，Y是短周期元素中未成对电子数与原子序数之比最大的原子，Z元素基态原子的核外电子排布式中，s亚层电子总数与p亚层电子总数相等，且Y与Z可形成多种气态化合物，W是常见的有色可变价金属单质，常温下可溶于Y的最高价氧化物水化物中，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为1。
（1）Y与W所形成化合物晶体的晶胞如图所示。在1个晶胞中，W离子的数目为        。

（2）在Y与X形成的分子中，Y原子轨道的杂化类型是      。
（3）X与Y形成的气态物质在X与Z形成的气态物质中有很大的溶解度，其原因是存在氢键，若在两种氢化物的混合溶液中，再滴加少量的乙醇，则分子间存在  种不同类型的氢键。
（4）Y与Z可形成化合物Y₂Z。
①请写出一种与Y₂Z互为等电子体的分子的化学式        。
②请预测Y₂Z分子的空间构型为          。
（5）Y与Z元素相比，基态原子的第一电离能谁大？        （用元素名称回答）。
（6）X的氯化物与Y元素的气态氢化物的水溶液反应可形成配合物[W(YX₃)₄]Cl₂，1 mol该配合物中含有σ键的数目为          个。

【化学—物质结构与性质】
CuCl和CuCl₂都是重要的化工原料，常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等。已知：
①CuCl可以由CuCl₂用适当的还原剂如SO₂、SnCl₂等还原制得：
2Cu²⁺＋2Cl^-＋SO₂＋2H₂O＝2CuCl↓＋4H⁺＋SO₄^2-
2CuCl＋SnCl₂＝2CuCl↓＋SnCl₄
②CuCl₂溶液与乙二胺(H₂N—CH₂—CH₂—NH₂)可形成配离子[Cu(En)₂]²⁺（En是乙二胺的简写）：

请回答下列问题：
（1）配离子[Cu(En)₂]²⁺的中心原子基态外围电子排布式为    ，H、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是            ；
（2）SO₂分子的空间构型为               ；
（3）乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为            ，乙二胺和三甲胺[N(CH₃)₃]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，原因是                       。
（4）配离子[Cu(En)₂]²⁺的配位数为       ，该微粒含有的微粒间的作用力类型有         （填字母）；

A．配位键

B．极性键

C．离子键

D．非极性键

E．氢键     
F．金属键
（5）CuCl的晶胞结构如图所示，

其中Cl^-的配位数（即与Cl^- 最近距离的Cu⁺的个数）为          。

（18 分）A、B、C、D、E、F 是周期表中的前20 号元素，原子序数逐渐增大。A 元素是宇宙中含量最丰富的元素，原子的原子核内可能没有中子。B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相等;C 元素原子最外层p 能级比s 能级多1 个电子；D 原子p 轨道上成对电子数等于未成对电子数;E 的常见化合价为＋3;F 最高正价与最低负价的代数和为4; G⁺的M 层电子全充满。用化学式或化学符号回答下列问题：
（1）G 的基态原子的外围电子排布式为                ，周期表中F 属于           区。
（2）B 与F 形成的一种非极性分子的电子式为                  ;F 的一 种 具有较强还原性的氧化物分子的VSEPR 模型为               
（3）BD₂在高温高压下所形成的晶胞如图所示。

该晶体的类型属于_______（选填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”）晶体
（4）设C 元素的气态氢化物为甲，最高价氧化物的水化物为乙，甲与乙反应的产物为丙。常温下,有以下3 种溶液：①pH=11 的甲的水溶液 ②pH=3 的乙的水溶液 ③pH=3的丙溶液，3种溶液中水电离出的c(H⁺)之比为                       。
（5）丁、戊分别是E、F 两种元素最高价含氧酸的钠盐，丁、戊溶液能发生反应。当丁、戊溶液以物质的量之比为1:4 混合后，溶液中各离子浓度大小顺序为                        。
（6）A 和C 形成的某种氯化物CA₂Cl 可作杀菌剂，其原理为CA₂Cl 遇水反应生成一种具有强氧化性的含氧酸，写出CA₂Cl 与水反应的化学方程式：___________________________
（7）往G 的硫酸盐溶液中加入过量氨水，可生成一种配合物X，下列说法正确的是        
A．X中所含化学键有离子键、极性键和配位键
B．X中G²⁺给出孤对电子，NH₃提供空轨道
C．组成X 的元素中第一电离能最大的是氧元素
D．SO₄^2-与PO₄^3-互为等电子体，空间构型均为正四面体

【化学——选修3：物质结构与性质】
氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，配位氢化物、富氢载体化合物是目前所采用的主要储氢材料。
（1）Ti(BH₄)₂是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。在基态Ti²⁺中，电子占据的最高能层符号为_____________，该能层具有的原子轨道数为____________________。
（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N₂+3H₂  2NH₃,实现储氢和输氢。下列说法正确的是________________。

A．NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp^2杂化

B．NH4^+与PH4^+、CH4、BH4^-、ClO4^-互为等电子体

C．相同压强时，NH3的沸点比PH3的沸点高

D．[Cu(NH3)4]^2+中，N原子是配位原子

（3）已知NF₃与NH₃的空间构型相同，但NF₃不易与Cu²⁺形成配离子，其原因是__________________。
（4）用价层电子对互斥理论推断SnBr₂分子中，Sn原子的轨道杂化方式为     ，SnBr₂分子中Sn—Br的键角  120°（填“＞”“＜”或“＝”）。
（5）NiO的晶体结构与氯化钠相同，在晶胞中镍离子的配位数是_______。已知晶胞的边长为a nm，NiO的摩尔质量为b g·mol^-1，N_A为阿伏加德罗常数的值，则NiO晶体的密度为_________g·cm^-3。

【化学—--选修3：物质结构与性质】

元素	A	B	C	D
性质 结构 信息	原子核外有两个电子层，最外层有3个未成对的电子	原子的M层有1对成对的p电子	原子核外电子排布为[Ar]3d^104s^x，有+1、+2两种常见化合价	有两种常见氧化物，其中有一种是冶金工业常用的还原剂

四种常见元素的性质或结构信息如下表。试根据信息回答有关问题。
（1）A元素与其同周期相邻两种元素原子的第一电离能由大到下的顺序为            （用元素符号表示）；
（2）B元素的低价氧化物分子中心原子的杂化方式为      ，B元素与D元素形成分子空间构型为       ；
（3）D元素最高价氧化物的熔点比同主族相邻元素最高价氧化物的熔点      （填“高”或“低”），其原因是______________________________________；
（4）往C元素的硫酸盐溶液中逐滴加入过量A元素的氢化物水溶液，观察到的现象为________________；
（5）C晶体的堆积方式如图所示，

设C原子半径为r,晶胞中C原子的配位数为_______，晶胞的空间利用率为                          。

[化学——选修3：物质结构与性质](15分)硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题：
（1）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为______，该能层具有的原子轨道数为_____、电子数为____。
（2）硅主要以硅酸盐、______等化合物的形式存在于地壳中。
（3）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以______相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献______个原子。
（4）单质硅可通过甲硅烷(SiH₄)分解反应来制备。工业上采用Mg₂Si和NH₄Cl在液氨介质中反应制得SiH₄，该反应的化学方程式为______________________。
（5）碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：

化学键	C—C	C—H	C一O	Si—Si	Si—H	Si一O
键能／(kJ·mol^－1)	356	413	336	226	318	452

①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_____________。
②SiH₄的稳定性小于CH₄，更易生成氧化物，原因是__________________________。
（6）在硅酸盐中，SiO₄^4－四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为__________。Si与O的原子数之比为__________________。

【化学—物质结构与性质】
科技日报报道：辉钼（MoS₂)在纳米电子设备制造领域比硅或富勒烯（如C₆₀）更有优势。从不同角度观察MoS₂的晶体结构见图。已知：Mo位于第五周期VIB族。

（1）晶体硅中硅原子的轨道杂化类型为______。
（2）电负性：C______S（填“>”或“<”）。
（3）晶体硅和C₆₀比较，熔点较高的是______。
（4）Mo元素基态原子的价电子排布式为____________。
（5）根据MoS₂的晶体结构回答：
①每个Mo原子周围距离最近的S原子数目为______。
②Mo-S之间的化学键为______（填序号）。
A极性键   B非极性键   C配位键   D金属键    E范德华力
③MoS₂纳米粒子具有优异的润滑性能，其原因是______。

A、B、C、D分别代表四种不同的短周期元素。A元素的原子最外层电子排布为ns¹，B元素的原子价电子排布为ns²np²，C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍，D元素原子的M电子层的P亚层中有4个电子。
（1）D原子的电子排布式为                ，若A元素的原子最外层电子排布为1s¹，则按原子轨道的重叠方式，A与C形成的化合物中的共价键属于      键。
（2）当n＝2时，B的原子结构示意图为           ，B与C形成的晶体属于    晶体。
当n＝3时，B与C形成的晶体属于    晶体。
（3）若A元素的原子最外层电子排布为2s¹，B元素的原子价电子排布为3s²3p²，元素A在周期表中的位置是            ，A、B、C、D四种元素的电负性由大到小的顺序是                          (用元素符号表示)。
（4）C和D的最简单氢化物相比较：稳定性：                       （填化学式，下同）；
沸点：               原因是                                              。

柠檬酸铁可用作食品铁质强化剂、营养增补剂，用于饼干、钙质奶粉等，它可以由柠檬酸（熔点为153ºC）与氢氧化铁制得。其结构如图。

（1）柠檬酸的晶体类型为                。
（2）柠檬酸铁中基态Fe³⁺的价电子排布式为           。
（3）柠檬酸铁所含非金属元素，电负性从小到大的顺序为               （填元素符号）。
（4）柠檬酸铁中，碳原子的杂化轨道类型为           。
（5）I₂(Fe)     I₃(Fe)（填“>”或“<”）。
（6）柠檬酸铁溶液中不存在的微粒间作用力为       （填序号）。
A．离子键  B．极性键   C．非极性键
D．金属键  E．氢键   F．范德华力
（7）H₃O⁺中H－O－H键角比H₂O中H－O－H键角大，原因是                     。

已知A、B、C、D都是短周期元素，它们的原子半径大小为B＞C＞D＞A。B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子有2个未成对电子。A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体。E是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与A原子相同，其余各层电子均充满。回答下列问题（用元素符号或化学式表示）。
（1）M分子中B原子轨道的杂化类型为                 。
（2）化合物CA₃的沸点比化合物BA₄的高，其主要原因是             。
（3）写出与BD₂互为等电子体的C₃^－的结构式                。
（4）E⁺的核外电子排布式为                             ，下图是D、E形成的某种化合物的晶胞结构示意图，该晶体1个晶胞中阳离子的个数为                 。

（5）向E的硫酸盐溶液中通入过量的CA₃，可生成[E(CA₃)₄]²⁺配离子，1 mol [E(CA₃)₄]²⁺中含有σ键的数目为                     。

【化学—选修3：物质结构与性质】
CuSO₄在活化闪锌矿（主要成分是ZnS）方面有重要作用，主要是活化过程中生成CuS、Cu₂S等一系列铜的硫化物活化组分。
（1）Cu^2＋基态的电子排布式可表示为                      ；
（2）SO₄^2－的空间构型为             (用文字描述)；中心原子采用的轨道杂化方式是    ；写出一种与SO₄^2－互为等电子体的分子的化学式：          ；
（3） 向CuSO₄溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu (OH)₄ ]^2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)₄]^2－的结构可用示意图表示为                     ；
（4）资料显示ZnS为难溶物，在活化过程中，CuSO₄能转化为CuS的原因是          。
（5）CuS比CuO的熔点          （填高或低），原因是                   。
（6）闪锌矿的主要成分ZnS，晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为____________(列式并计算)，a位置S^2－离子与b位置Zn^2＋离子之间的距离为___________________pm(列式表示)。

已知：硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠（H₂N－CH₂－COONa）即可得到配合物A。其结构如下图：

（1）Cu元素基态原子的外围电子排布式为     。
（2）元素C、N、O的第一电离能由大到小排列顺序为  。
（3）配合物A中碳原子的轨道杂化类型为   。
（4）1mol氨基乙酸钠（H₂N－CH₂－COONa）含有键的数目为     。
（5）氨基乙酸钠分解产物之一为二氧化碳。写出二氧化碳的一种等电子体：  （写化学式）。
（6）已知：硫酸铜灼烧可以生成一种红色晶体，其结构如图，

则该化合物的化学式是   。

[化学——物质结构与性质]
物质结构理论有助于人们研究化学反应规律。请回答下列问题：
（1）在第三周期中，第一电离能大于硫的元素有      种；
（2）铜及其化合物在科学研究和工农业生产中有许多用途。
①铜原子价电子排布式为                        
②氯、钾、铜（+1价）三元素可形成一种化合物，该化合物阴离子为无限长链结构（如图甲），a位置上Cl原子的杂化轨道类型为    。该化合物阴离子的化学式为    ；

③向CuSO₄溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH₃)₄]SO₄，下列说法正确的是     。

A．氨气极易溶液水，是因为NH3分子和H2O分子之间形成3种不同的氢键

B．NH3分子的键角小于H2O分子的键角

C．[Cu(NH3)4]SO4所含的化学键有离子键、极性共价键和配位键

D．[Cu(NH3)4]SO4组成元素中电负性最大的是氮元素

④葡萄糖与新制氢氧化铜的碱性溶液反应生成砖红色沉淀A，其晶胞如右图乙所示。A的化学式为            ，晶胞中的白点代表的原子是          （填元素名称）。

X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中常见的元素，其相关信息如下表：

元素	相 关 信 息
X	X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍
Y	Y的基态原子最外层电子排布式为：ns^nnp^n+2
Z	Z的一种核素的中子数为12，质量数为23
W	W有多种化合价，其白色氢氧化合物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色

（1）W位于元素周期表第____周期第____族，
基态W²⁺的核外电子排布式为               。
（2）X的电负性比Y的____________(填“大”或“小”)；X 和Y形成的XY₃^2－离子中，中心原子的杂化类型是___________，其离子的空间构型为为             。
（3）写出Z₂Y₂的电子式               ，指出其中含有的化学键                      ；XY₂形成的晶体类型为                。