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】(15分)A、B、C、D、E、F均属前四周期且原子序数依次增大的六种元素,其中A、B、C是同一周期相邻的三种元素，C的氢化物水溶液呈碱性；D的基态原子3p轨道上有3个未成对电子；E、F为副族元素，4s能级均只有一个电子。回答下列问题：
（1）A、B、C三种元素按电负性由小到大的顺序是_________（用元素符号表示)。
（2）B与氧原子能形成四原子阴离子，其中B的杂化方式为_____________；C的三氯化物分子的立体构型为____________________________________。
（3）任写一种与BC^—离子互为等电子体的离子__________________（写出化学式）。
（4）F原子的外围电子排布式为_____________，F晶体中原子的堆积方式是下图中的_________(填写“甲”、“乙”或“丙”)。

（5）E的离子可以形成多种配合物，将ECl₃溶液蒸发浓缩，析出深绿色晶体。该晶体中E³⁺、Cl^—、H₂O的物质的量之比为1∶3∶6，且E的配位数为6。向1.0mol该晶体的溶液中加入足量AgNO₃溶液产生143.5g白色沉淀，则该配合物的化学式为__________________________。
（6）AD是一种耐磨材料，其结构与金刚石相似，下图为其晶体结构单元，它可由A的三溴化物和D的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。

①写出合成AD的化学方程式：________________________。
②已知晶体中A与D原子的最近距离为a pm，则该晶体密度的表达式为_________g/cm³。（不需化简，阿伏加德罗常数为N_A）

（ 在5-氨基四唑（）中加入金属Ga，得到的盐是一种新型气体发生剂，常用于汽车安全气囊。
（1）基态Ga原子的电子排布式可表示为            ；
（2）5-氨基四唑中所含元素的电负性由大到小的顺序为       ；
在1mol 5-氨基四唑中含有的σ键的数目为    。
（3）叠氮酸钠（NaN₃）是传统家用汽车安全气囊中使用的气体发生剂。
①叠氮酸钠（NaN₃）中含有叠氮酸根离子（N₃^-），根据等电子体原理N₃^-的空间构型为       。②以四氯化钛、碳化钙、叠氮酸盐作原料，可以生成碳氮化钛化合物。其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞（结构如图示）顶点的氮原子，这种碳氮化钛化合物的化学式为       。
 
③与钛同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有        。（填写元素符号）
④[Ti(OH)₂(H₂O)₄]²⁺中的化学键有        。

A．σ键

B．π键

C．离子键

D．配位键

准晶体亦称为准晶或拟晶，是一种介于晶体和非晶体之间的固体结构。
（1）有一种由铝、铜、铁三种元素构成的天然准晶体化合物，分析该准晶体组成的一种简单方法是先将该准晶体进行粉碎，然后按如下程序进行实验：
第1步：称取38．99 g 准晶体，让其与足量的NaOH溶液充分反应，在标准状况下，收集得到21．84 L 氢气。
第2步：将第1步反应后的浊液过滤出固体，用蒸馏水洗涤，逐滴滴入6mol/L盐酸，当加入的盐酸的体积为40mL时，固体不再溶解。
①铝、铁的第一电离能的大小关系为       （用元素符号表示）。
②根据以上实验可确定该准晶体的化学式为              。
（2）锰与一种短周期元素A形成的凝固态是一种准晶，已知A最外层电子数等于其电子层数，且其中含有成对和不成对电子。
①锰原子在基态时的核外电子排布式为        。
②锰与A在准晶体中的结合力为      。（离子键、共价键、金属键、分子间作用力）
③锰与A形成的准晶结构如图所示，则该准晶体的化学式为     。

④过渡金属配合物Mn₂（CO）_n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为34，则n=    。

X、Y、Z、W、M五种元素位于周期表的前四周期，原子序数依次增大，其中X元素是宇宙中最丰富的元素，Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍，M含有未成对电子数最多的元素。请回答下列问题。
（1）Y、Z、W的电负性由小到大的顺序为______________。(用元素符号表示)
（2）M原子的外围电子排布式为________。
（3）X₂W₂分子中W原子轨道的杂化类型为________。
（4）Z与W可形成的一种ZW₃^-阴离子，与其互为等电子体的阴离子为_______(任写一种，)。
（5）MCl₃能与Z、W的氢化物形成配位数为6的配合物，且相应两种配体的物质的量之比为2∶1，氯离子全部位于外界。则该配合物的化学式为_______。

（本题15分）铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途.请回答以下问题：
（1）Cu⁺基态核外电子排布式为          
（2）与OH^－互为等电子体的一种分子为       （填化学式）。
（3）氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，其阴离子均为无限长链结构（如图），a位置上Cl原子的杂化轨道类型为__________。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl₃，另一种的化学式为___________；

（4）Cu₂O的熔点比Cu₂S的           （填“高”或“低”），请解释原因_________。
（5）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Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_______；该晶体中，原子之间的作用力是________；
（6）上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构为CaF₂的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为__________。
（7）将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO₄作催化剂，即发生反应，生成硫酸铜。其反应过程的第2步是：2Fe^3＋＋Cu===2Fe^2＋＋Cu^2＋，请写出其第l步反应的离子方程式__________________________________。

[化学一物质结构与性质](13分)钛被称为“国防金属’’和“生物金属”，是重要的结构材料。
（1）基态钛原子的核外电子排布式是_______________________________，钛所在的周期中第一电离能最小的元素是______________________________.
（2）金红石(TiO₂)的熔点，用熔盐法直接电解金红石可获得金属钛，金红石所属的晶体类型是______________________________________晶体。
（3）TiCl₄能与NH₄CI反应生成配合物(NH₄)₂[TiCl₆]。此配合物中，形成配位键时提供孤对电子的有_____________．(填元素符号)，空间构型呈正四面体的微粒是___________。
（4）TiO²⁺与H₂O₂在稀酸中反应生成橘红色的[TiO(H₂O₂) ] ²⁺离子，可用于钛的定性检验。
[TiO(H₂O₂) ] ²⁺中不含有_____________________________.
A．极性键   
B．非极性键   
C．键   
D．键   
E．离子键
（5）H₂O₂分子可看成H₂O分子中的一个H被OH所取代，下列关于H₂O₂的说法正确的是______
A．H₂O₂分子结构对称为非极性分子
B．I mol H₂O₂最多能形成2mol氢键
C．H₂O₂不稳定是因为氢键的键能较小
D．H₂O₂分子的空间构型为直线形

【物质结构与性质】
Fe、C、N、O、H可以组成多种物质。回答以下问题：
（1）基态铁原子中，未成对电子数有      个。
（2）铁单质在一定条件下可与CO反应生成配位化合物——羰基铁[Fe（CO)₅]，其结构如图。已知CO分子与N₂分子结构相似，分子中C、O原子均能提供孤电子对形成配位键。

①CO分子中σ键与π键数目之比为                 ；
②从电负性角度分析，Fe（CO)₅中与Fe形成配位键的是    （填“碳”或“氧”）原子。
③与羰基铁分子的极性相似的分子是            。
A．SO₂    B．CS₂     C．BF₃     D．PCl₃
（3）CH₄、H₂O分子的键角分别为a、b。则a    b（填>、=或<），原因是            。
（4）血红素分子结构如图所示。

①血红素分子间存在的作用力有         （填名称）；
②与Fe通过配位键结合的氮原子的编号是      。

已知A、B、C、D和E都是元素周期表中前36号元素，它们的原子序数依次增大。A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族。B和C属同一主族，D和E属同一周期，又知E是周期表中1-18列中的第7列元素。D的价电子数为2，D跟B可形成离子化合物，其晶胞结构如图。请回答：

（1）A的元素符号是_____
（2）B与A形成的化合物比C 与A形成的化合物沸点高，其原因是_____
（3）E元素名称是      ；它的+2价离子的电子排布式为_____
（4）从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物的化学式为          ；在晶体中与D距离最近且相等的B有    个, D跟B形成的离子化合物的熔点       D跟C形成的离子化合物的熔点（填“>”或“<”）。

(7分)
（1）NF₃分子中N原子的杂化轨道类型为__________，该分子的空间构型为________
（2）[Cu(NH₃)₄]SO₄属于配合物，其中    原子提供孤对电子。配合物 Fe(CO)₅常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，Fe(CO)₅晶体属于       （填晶体类型）。
（3）金属铜晶体的晶胞结构如图所示（面心立方晶胞）：若该晶胞边长为dnm，铜的相对原子质量为64，阿伏加德罗常数为N_A，则该晶体的密度为            g/cm³（列表达式）

锂亚硫酰氯（Li-SOCl₂）电池具有能量密度高、工作电压和放电电压平稳、工作温度范围宽及贮存寿命长等优点，在航海、医疗及井下油田设备等方面的应用广泛。
（1）Li-SOCl₂电池总反应可表示为：4Li+2SOCl₂ =" 4LiCl" +S +SO₂，该反应的反应物和生成物中不存在的相互作用是       （填序号）。
a.离子键    
b.共价键    
c.氢键    
d.范德华力     
e.金属键
（2）亚硫酰氯（SOCl₂）中硫的化合价为           ，1molSOCl₂中的σ键数目是      。S、O、Cl三种元素电负性从大到小的顺序是              。
（3）在Li-SOCl₂电池的碳正极中加入金属酞菁配合物可提高电池的容量和寿命。右图为一种铁酞菁配合物的结构，其中M为Fe²⁺，写出Fe²⁺的价电子排布式             。请在图中用箭头表示出配位键。

（4）人们发现Li⁺溶剂化倾向和形成共价键倾向很强，提出类似氢键的锂键。如LiF·HF中就存在锂键，下列LiF·HF的结构式正确的是（其中锂键用…表示）            。（填序号）
a. F—H…Li—F                   b.H—F…Li—F

【化学——选修《物质结构与性质》】
I.信息：在20℃、1个大气压下，水可以结成冰，称为“热冰”（如下图)：

（1）s轨道与s轨道重叠形成的共价键可用符号表示为δs－s，p轨道以“头碰头”方式重叠形成的共价键可用符号表示为δp－p，则H₂O分子中含有的共价键用符号表示为________.
（2）下列物质熔化时，所克服的微粒间的作用与“热冰”熔化时所克服的作用类型完全相同的是________.
A．金刚石     B．干冰        C．食盐       D．固态氨
（3）已知：2H₂OH₃O^＋＋OH^－，H₃O^＋的立体构型是______，含1molH₂O的冰中最多可形成“氢键”___mol.
（4）根据等电子原理，写出短周期元素原子形成的与H₃O^＋互为等电子体的分子或离子________.
II.A、B、C、D分别代表四种不同的短周期元素.A、B元素原子的价电子排布分别为ns¹、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能级中有1个电子.
（1）A、C形成的化合物________（填序号).
①一定属于离子化合物
②一定属于共价化合物
③可能属于离子化合物，也可能属于共价化合物
（2）C原子的电子排布式为________.
（3）若A元素的原子最外层电子排布为1s¹，写出A、C形成的含有配位键的一种微粒符号________.
（4）当n＝2时，每个BC₂中含有________个σ键，________个π键.当n＝3时，B与C形成的晶体类型为________.
（5）若D元素与Fe形成某种晶体，该晶体的晶胞如图所示.则该晶体的化学式是________（用元素符号表示)；若晶胞的边长为a nm，则合金的密度为________g/cm³.

选做[化学——选修3：物质结构与性质]已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A的一种单质是自然界硬度最大的物质，B是地壳中含量最多的元素，C的单质能从B的一种氢化物中置换出B的一种单质，D是人体骨骼中的常见元素，D的氢氧化物常用来检验A和B形成的一种化合物，F的原子序数比E大1，F是Ⅷ族元素中原子序数最小的一种元素。
（1）E的基态原子电子排布式为     ，比较F和 E的各级电离能后发现，气态E^2＋再失去一个电子比气态F^2＋再失去一个电子难，其原因是           。
（2）写出 DA₂的电子式           。
（3）DC₂的一个晶胞如图所示，则图中实心球表示D还是C？
答：     （填元素名称）。该晶体的密度为a g/cm³，则晶胞的体积是          （只要求列出算式）。

（4）AB₃^2- 离子的空间立体构型为     ，AB气体在配合物中常作为配体，如近年来开始使用的一种新型汽油防震剂F(AB)₅，该化合物中F元素的化合价为     。

[化学——选修3：物质结构与性质](15分)As、N、O等非金属元素的化合物在工业生产中有重要的应用。
（1）核电荷数比As小4的元素基态原子的电子排布式为                  。
（2）前四周期元素中，基态原子中未成对电子与其所在周期数相同的元素有      种。
（3）已知氮的最高价氧化物为无色晶体．它由两种离子构成，其阴离子构型为平面正三角形，则其阳离子的构型为          形，阳离子中氮的杂化方式为       。
（4）磷化硼有多种晶型，下图示意的是磷化硼分子的分子结构图，其分子式为      。
  
（5）钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体，其结构如下图所示。由此判断该钙的氧化物的化学式为        。已知该氧化物的密度是ρg·cm ^-3．则晶胞离得最近的两个钙离子间的距离为        cm(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA)。

选做[化学—物质结构与性质]氨是重要的化工原料，用途很广。
（1）合成氨工厂常用醋酸二氨合铜（由[Cu(NH₃)₂]⁺ 和CH₃COO^－构成）溶液吸收对氨合成催化剂有毒害的CO气体。
①醋酸二氨合铜所含的元素中，第一电离能最大的是    （填元素名称）。
②醋酸二氨合铜所含元素组成的单质，所属的晶体类型有    （填标号）。
a．离子晶体     b．分子晶体      c．原子晶体       d．金属晶体
③第4周期元素中，基态原子与基态Cu原子具有相同未成对电子数的有       种（不含Cu）。
（2）BF₃气体与NH₃相遇立即生成一种白色晶体：BF₃ + NH₃＝ F₃B—NH₃。
①BF₃和NH₃分子的空间构型分别为     、     。
②晶体F₃B—NH₃中，B原子的杂化轨道类型为      。
（3）NH₃可用于合成尿素、硫酸铵等氮肥。某化肥厂从生产的硫酸铵中检出一种组成为N₄H₄(SO₄)₂的物质。该物质易溶于水，在水溶液中以SO₄^2－和N₄H₄⁴⁺两种正四面体构型的离子存在。N₄H₄⁴⁺遇碱生成一种形似白磷的N₄分子。

①下列相关说法中，正确的是     （填序号）。
a．N₄是N₂的同分异构体
b．1mol N₄分解生成N₂，形成了4mol π键
c．白磷的沸点比N₄高，原因是P—P键键能比N—N键大
d．白磷的化学性质比N₂活泼，说明P的非金属性比N强
②画出N₄H₄⁴⁺的结构（标明其中的配位键）：           。

[化学—物质结构与性质]选做人类生活和工业生产都离不开金属。请根据相关信息回答：
（1）²³⁵U可用于核能发电。科学家们采用“气体扩散法”从UF₆ 获得高浓度的²³⁵U。已知UF₆在常温常压下是固体，在56.4℃升华成气体，说明UF₆属于                    晶体。
（2）某丁香酸金属铜配合物的结构简式如下图所示，请回答。

该化合物中碳原子的杂化方式有        ，Cu原子的外围电子排布式         。
（3）某铜的配合物在煤的液化中起催化作用，其阳离子结构如下图。

①在该离子内部含有的化学键类型有     （填字母）。
a．离子键   
b．极性键   
c．非极性键  
d．配位键
e．范德华力   
f．氢键
②煤液化获得的甲醇经催化氧化可得到重要工业原料甲醛（HCHO）。甲醇的沸点  64.96℃，甲醛的沸点-21℃，甲醛的沸点更低的原因是分子间没有氢键。你认为甲醛分子间没有氢键的原因是         。
③甲醛分子σ键和π键的个数比为            。
（4）具有6 配位的Co^3＋的配合物[Co(NH₃)_mCl_n]Cl_(3-n)具有一定的抗肿瘤活性。1 mol该配合物与足量AgNO₃溶液反应生成2 mol AgCl沉淀，则m=       、n＝     。