高中化学性质实验方案的设计试题

金属钛性能优越，被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。
（1）写出Ti基态原子的电子排布                     。
（2）钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物。则电负性C    B（选填“>”“<”），第一电离能N>O，原因是                 。
（3）月球岩石·玄武岩的主要成分为钛酸亚铁（FeTiO₃）。FeTiO₃与80％的硫酸反应可生成TiOSO₄。SO^2—₄的空间构型为    ，其中硫原子采用    杂化，氧原子的价电子排布图为     ，任意写出一种SO^2—₄的等电子体      。
（4）将TiOSO₄的稀溶液加热水解后，经进一步反应，可得到钛的某种氧化物。该氧化物的晶胞结构图如图所示。则该氧化物的化学式       （图中钛原子用“O”表示。氧原子用“O”表示）

已知尿素的结构式为：尿素可用于制有机铁肥，主要代表物有三硝酸六尿素合铁（Ⅲ），化学式为［Fe（H₂NCONH₂）₆］（NO₃）₃。
（1）基态Fe³⁺的核外电子排布式为         ；C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是         。
（2）尿素分子中N原子的杂化方式是         。
（3）NH⁺₄中H—N—H键角比NH₃中H—N—H键角大，原因为             。
（4）CO₂和NH₃是工业上制备尿素的重要原料，固态CO₂（干冰）的晶胞结构如图所示。

①1个CO₂分子周围等距离且距离最近的CO₂分子有          个。
②NaCl晶胞也为面心立方结构，已知NaCl晶体密度为 g·cm^-3N_A表示阿伏加德罗常数，则NaCl晶胞体积为      cm³

太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池，第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池，第三代就是铜铟镓硒CIGS（CIS中掺入Ga）等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。
（1）亚铜离子（Cu⁺）基态时的价电子排布式表示为                  。
（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）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。
①[B(OH)₄]^－中B的原子杂化类型为                     ；
②不考虑空间构型，[B(OH)₄]^－的结构可用示意图表示为                    。
（4）单晶硅的结构与金刚石结构相似，若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键，则得右图所示的金刚砂（SiC）结构；若在晶体硅所有Si—Si键中插入O原子即得SiO₂晶体。

①在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为                   ；
②判断a. SiO₂，b.干冰，c.冰3种晶体的熔点从小到大的顺序是        （填序号）。

A、B、C是短周期非金属元素，核电荷数依次增大。A原子外围电子排布为ns²np²，C是地壳中含量最多的元素。D、E是第四周期元素，其中E元素的核电荷数为29。D原子核外未成对电子数在同周期中最多。请用对应的元素符号或化学式填空：
（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为   。
（2）分子(AB)₂中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，每个原子最外层电子数均满足八电子，其结构式为   ，1mol该分子中含有键的数目为   。
（3）基态D原子的外围电子排布式为   。DO₂Cl₂熔点：－96 .5℃，沸点：117℃，则固态DO₂Cl₂属于   晶体。
（4）E的氢化物的晶胞结构如图所示，其化学式是   。
 

W、Y、Z、Q、R是周期表中前四周期的元素，且原子序数依次增大。W原子核外有2个未成对电子，Q是电负性最大的元素，R元素的原子核外的未成对电子数是W原子核外未成对电子数的2倍。请回答下列问题（答题时，W、Y、Z、Q、R用所对应的元素符号表示）：
（l）W、Y、Z 三种元素的第一电离能由大到小的顺序为    。在上述三种元素的原子中，写出与WZ₂互为等电子体的分子式            。
（2）已知Y₂Q₂分子存在如下所示的两种结构（球棍模型，短线不一定代表单键）

该分子中Y原子的杂化方式是          杂化。
（3）W^2-₂阴离子的电子式为       ，Z原子最外层电子排布式为            。
（4）YQ₃分子的空间构型为         ，Y和Q两元素的氢化物的沸点相比较，高者是    （写分子式）．往硫酸铜溶液中通入过量的YH₃（Y的氢化物分子式），可生成配离子[Cu（YH₃）₄]²⁺，但YQ₃不易与Cu²⁺形成配离子，其原因是                            。
（5）科学家通过X射线探明RZ的晶体结构与NaCl晶体结构相似。那么在RZ晶体中距离R²⁺最近且等距离的R²⁺有    个。若在RZ晶体中阴阳离子间最近距离为a cm，晶体密度为ρg/cm³，则阿伏伽德罗常数N_A的表达式为      mol^-1。
（6）已知非整数比化合物R_0.95Z，其晶体结构与NaCI相似，但由于R、Z离子个数比小于1:1，故晶体存在缺陷。R_0.95Z可表示为（   ）

开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。
（1）Ti(BH₄)₃是一种储氢材料，可由TiCl₄和LiBH₄反应制得。
①基态Ti³⁺的未成对电子数有______个。
②LiBH₄由Li⁺和BH₄^—构成，BH₄^—呈正四面体构型。LiBH₄中不存在的作用力有______(填标号)。
A．离子键        B．共价键       C．金属键        D．配位键
③Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为______。
（2）金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。
①LiH中，离子半径：Li⁺______H^－（填“>”、“=”或“<”）。
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如下表所示：

M是______（填元素符号）。
（3）某种新型储氢材料的理论结构模型如下图所示，图中虚线框内碳原子的杂化轨道类型有______种。

（4）分子X可以通过氢键形成“笼状结构”而成为潜在的储氢材料。X一定不是______（填标号）。
A．H₂O         B．CH₄       C．HF      D．CO(NH₂)₂

下表是元素周期表的一部分，其中A—G分别代表一种元素。   

请根据表中所列元素，回答下列问题：
（1）所列元素中第一电离能最小的是       （填元素符号）；D元素原子核外有    种不同运动状态的电子；基态原子的价电子层中，未成对电子数最多的元素是     （填元素符号）。 
（2）AC₂分子的空间构型是       ，该分子中A原子的杂化方式为      。
（3）B的气态氢化物在水中的溶解度远大于A、C的气态氢化物的溶解度，原因是       。
（4）基态G²⁺的核外电子排布式是     ，乙二胺（结构简式为H₂N—CH₂一CH₂—NH₂）分子中的碳原子的杂化方式为     ，G²⁺与乙二胺可形成配离子该配离子中含有的化学键类型有       （填字母编号）。
a．配位键  b．极性键  c．离子键  d．非极性键
（5）化合物EF[F（AB）₆]是一种常见的蓝笆晶体，其中的AB^—与B₂为等电子体，则、AB^—的电子式为   。下图为该蓝色晶体晶胞的（E⁺未画出），该蓝色晶体的一个晶胞中E⁺的个数为    个。

信息一：铬同镍、钴、铁等金属可以构成高温合金、电热合金、精密合金等，用于航空、宇航、电器及仪表等工业部门。
信息二：氯化铬酰（CrO₂Cl₂）是铬的一种化合物，常温下该化合物是暗红色液体，熔点为﹣96.5℃，沸点为117℃，能和丙酮（CH₃COCH₃）、四氯化碳、CS₂等有机溶剂互溶。
（1）写出Fe（26号元素）原子的基态电子排布式为                      。
（2）CH₃COCH₃分子中含有    个π键，含有    个δ键。
（3）固态氯化铬酰属于        晶体，丙酮中碳原子的杂化方式为         ，二硫化碳属于     （填极性”或“非极性”)分子。
（4）K[Cr(C₂O₄)₂(H₂O)₂]也是铬的一种化合物，该化合物属于离子化合物，其中除含离子键、共价键外，还含有有           键。
（5）金属铬的晶胞如下图所示，一个晶胞中含有        个铬原子。

太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池，第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池，第三代就是铜铟镓硒CIGS（CIS中掺人Ga）等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。
（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）H₂Se的酸性比H₂S____（填“强”或“弱”）。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，其原因是____，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。在晶脆中，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（已知lpm=10^-12m，只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加塞罗常数为N_A）。

锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu₄O(PO₄)₂，可通过下列反应制备：
2Na₃PO₄+4CuSO₄+2NH₃·H₂O=Cu₄O(PO₄)₂↓+3Na₂SO₄+(NH₄)₂SO₄+H₂O
（1）写出基态Cu²⁺的核外电子排布式：   。
（2）PO₄^3—的空间构型是   。
（3）肼(N₂H₄)分子可视为NH₃分子中的一个氢原子被－NH₂（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。N₂H₄分子中氮原子轨道的杂化类型是   。
（4）胆矾CuSO₄·5H₂O的结构示意图如下，其含有的微粒间作用力有   。（填序号）

a．离子键      b．极性键     c．金属键
d．配位键      e．氢键       f．非极性键
（5）在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu(CN)₄]^2-，则1 mol CN^-中含有的π键的数目为   。
（6）Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如图所示。则该化合物的化学式为   。

镓(Ga)、锗( Ge)、砷(As)、硒(Se)均为第四周期的元素，它们在高科技尖端科学特别是信息领域有着广泛的用途。已知砷化镓的晶胞结构如图。试回答下列问题：

（1）下列说法不正确的是（选填序号）    。

A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同

B．第一电离能：Se >As> Ge> Ga

C．镓、锗、砷、硒都属于p区元素

D．半导体GaP、SiC与砷化镓为等电子体

（2）砷化镓是将(CH₃)₃Ga和AsH₃反应制备得到，该反应在700℃进行，反应的方程式为       ，AsH₃空间形状为                 。  
（3）Ge的核外电子排布式为              ，H₂ Se中硒原子的杂化方式为            。
（4）AsH₃沸点比NH₃低，其原因是：             。

根据元素周期表中第四周期元素的相关知识，回答下列问题：
（1）第四周期元素的基态原子的电子排布中4s轨道上只有1个电子的元素有________种；写出Cu⁺的核外电子排布式________。
（2）按电子排布，可将周期表里的元素划分成五个区域，第四周期元素中属于s区的元素有________种，属于d区的元素有________种。
（3）CaO晶胞如右图所示，CaO晶体中Ca²⁺的配位数为________；CaO的焰色反应为砖红色，许多金属或它们的化合物都可以发生焰色反应，其原因是________________

（4）由叠氮化钾(KN₃)热分解可得纯N₂：2KN₃(s)=2K(l)+3N₂(g)，下列有关说法正确的是________(填选项字母）。

A．NaN3与KN3结构类似，前者晶格能较小

B．晶体钾的晶胞结构如图所示：，每个晶胞中分摊2个钾原子

C．氮的第一电离能大于氧

D．氮气常温下很稳定，是因为氮的电负性小

（5）二氧化钛(TiO₂)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂。O₂在其催化作用下，可将CN^-氧化成CNO^-。CN^-的电子式为_______,CNO^-的中心原子的杂化方式为_______
（6）在CrCl₃溶液中，一定条件下存在组成为[CrCl_n(H₂O)_6－n]^x＋(n和x均为正整数）的配离子，将其通过氢离子交换树脂（R-H)，可发生离子交换反应：[CrCl_n(H₂O)_6－n]^x＋+xR-HR_x[CrCl_n(H₂O)_6－n]+xH⁺。将含0.0015 mol[CrCl_n(H₂O)_6－n]^x＋的溶液，与R-H完全交换后，中和生成的H⁺需浓度为0.1200 mol·L^-1 NaOH溶液25.00 mL，则该配离子的化学式为_______。

铜、碳、氮、硫、氯等是组成物质的重要元素。
（1）S、Cl组成的一种化合物的分子结构与H₂O₂相似，则此化合物的结构式为   。
N、O、S三种元素的电负性由大到小的顺序为            。
（2）铜离子是人体内多种酶的辅因子，人工模拟酶是当前研究的热点。某化合物Y 与Cu(Ⅰ)(Ⅰ表示化合价为＋1)结合形成图所示的离子：

①写出Cu(Ⅰ)的电子排布式                ；
②该离子中含有化学键的类型有       （选填序号）；

A．极性键

B．离子键

C．非极性键

D．配位键

③该离子中C原子的杂化方式有              。
（3）向氯化铜溶液中通入足量的二氧化硫，生成白色沉淀M，M的结构如图所示。写出该反应的离子方程式                            。

决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题。
（1）已知A和B为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：

A通常显        价，A的电负性        B的电负性（填“>”、“<”或“=”）。
（2）紫外光的光子所具有的能量约为399kJ·mol^-1。根据下表有关蛋白质分子中重要化学键的信息，说明人体长时间照射紫外光后皮肤易受伤害的原因：                                       。组成最简单氨基酸碳原子杂化类型是______________________。

（3）实验证明：KC1、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaC1晶体结构相似（如图所示），已知3种离子晶体的晶格能数据如下表：则该4种离子晶体（不包括NaC1）熔点从高到低的顺序是：        。其中MgO晶体中一个Mg²⁺周围和它最邻近且等距离的是Mg²⁺有        个。  


（4）金属阳离子含未成对电子越多，则磁性越大，磁记录性能越好。离子型氧化物V₂O₅和CrO₂中，适合作录音带磁粉原料的是        。
（5）某配合物的分子结构如图所示，其分子，内不含有        （填序号）。

A．离子键	B．极性键
C．金属键	D．配位键

E．氢键     F．非极性键

A-E是周期表中1一36号的元素，它们的原子序数依次递增且分别位于前四周期的各个周期中。对它们的性质及结构的描述如下。
A原子的基态只有一种形状的电子云，并容易形成共价键；B原子的最外电子层的电子排布可表示为nsⁿnpⁿ，其元素最高正化合价与最低负化合价的代数和为0；C与B同周期，其第一电离能髙于周期表中与之相邻的所有元素；D元素在周期表中位于C元素的下一周期，其电负性在同周期元素中最大；E原子最外电子层只有未成对电子，其内层所有轨道全部充满，但并不是第IA族元素。
（1）请写出E原子基态的电子排布式____________。
（2）A与C形成的最简单化合物(甲）分子的立体结构是____________，其中C原子的杂化方式是______
（3）A与D元素形成的化合物（乙）与甲相比,沸点较低的是（写化学式）____________原因是________________________
（4）B元素可形成B₇₀单质，它在一定条件下吸收可见光后可高效杀灭癌细胞，有望成为癌症治疗药物的候选材料。它与金属钾掺杂在一起的化合物，其晶胞如图所示（白球位于立方体的体心和顶点，小黑球位于立方体的面上），则该化合物中B₇₀与钾原子个数比为______。