高中化学性质实验方案的设计试题

（4-5必做）根据已学知识，请你回答下列问题：
（1）最外层电子排布为4s24p1的原子的核电荷数为__________。某元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”，其原子的外围电子排布是4s24p4，该元素的名称是_________。
（2）根据VSEPR模型，PO43-的分子立体结构为：        ；乙醇易溶于水的原因是          ；HClO4的酸性强于HClO的原因是        ；
（3）三氯化铁常温下为固体，熔点282°C，沸点315°，在300°C以上易升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为________。
（4）某元素核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6，写出该元素原子的电子排布式是_____。写出铬元素在周期表中的位置________，它位于______区。
（5）如图是氯化铯晶体的晶胞示意图（晶体中最小的重复结构单元），已知晶体中2个最近的Cs＋核间距为a pm，氯化铯（CsCl）的相对分子质量M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度为      g/cm3。

钴（Co）是一种重要的战略金属，钴及其合金广泛应用于电机、机械、化工、航空和航天等领域。钴在化合物中通常以+2、+3的形式存在。
（1）写出基态Co原子的核外电子排布式                   ；
（2）Co²⁺、Co³⁺都能与CN^—形成配位数为6的配离子。CN^—中碳原子的杂化方式为     ；1mol HCN分子中σ键的数目为         。
（3）Co的一种氧化物的晶胞如图所示（其中黑球代表Co），则该氧化物的化学式为       在该晶体中与一个氧离子等距离且最近的Co离子所形成的空间构型为           。

（4）用KCN处理含Co²⁺的盐溶液，有红色的Co(CN)₂析出，将它溶于过量的KCN溶液后，可生成紫色的[Co(CN)₆]^4—，该配离子是一种相当强的还原剂，在加热时能与水反应生成[Co(CN)₆]^3—，写出该反应的离子方程式                  。

(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                       。

元素X位于第四周期，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。元素Y基态原子的3p轨道上有5个电子。元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。元素W基态原子核外电子共有16种运动状态。
（1）①在元素周期表中，元素Y位于第       周期第       族，元素X位于      区；
②Z所在周期中，第一电离能最大的元素是         （填元素名称）；
③X⁺的核外电子排布式为        ；
④Y和W两元素所形成的最高价氧化物对应的水化物酸性较强的是        （填化学式）。
（2）X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。

①在1个晶胞中，X离子的数目为            。
②该化合物的化学式为                      。
（3）X与W的最高价含氧酸的浓溶液反应的化学方程式为            。

[化学——选修3： 物质结构与性质]Sn是人类最早使用的元素之一，能形成SnCl₂，SnCl₄两种氯化物，SnCl₂常温下为白色晶体，具有一维链状的聚合结构，气态时以单分子形式存在，而SnCl₄常温下为无色液体。白锡和灰锡是Sn的两种同素异形体，白锡的晶体结构中Sn原子的配位数为4和6，灰锡的晶体结构与金刚石的晶体结构相似。白锡的密度大于灰锡的密度。
（1）Sn元素价层电子排布式为           。
（2）SnCl₂的一维链状聚合结构如图所示，在分子结构中标出所含有的配位键。其固体分子及气体分子中Sn的杂化方式为      。

（3）SnCl₄分子的空间构型为               ，SnCl₄与CCl₄中
沸点较高的是             。
（4）锡的某种氧化物的晶胞如图，其化学式为              。

（5）解释白锡分子的密度大于灰锡的密度的原因：               。
（6）若灰锡的晶胞边长为a pm，计算灰锡的密度为                 。

卤族元素的单质和化合物很多，请用物质结构与性质的相关知识回答：
（1）在一定浓度的氢氟酸溶液中，存在（HF）_n缔合分子，使HF分子缔合的作用力是___。
（2）ClO₄^－中心氯原子的杂化方式为_____，离子的立体构型为__________。
（3）已知碘酸（HIO₃）和高碘酸（H₅IO₆）的分子结构分别如图I、II所示：请比较酸性强弱：HIO₃_____H₅IO₆（填“＞”、“＜”或“＝”）。H₅IO₆分子中σ键与π键的个数比为          。

（4）下图为碘晶体晶胞结构。有关说法中正确的是___。

A．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子

B．碘晶体中分子的配位数为12，具有分子密堆积特征

C．碘晶体中存在的相互作用有非极性键和范德华力

D．碘晶体中碘分子有3种排列方向

（5）观察CaF₂晶胞结构，判断F^－占据Ca²⁺ 形成的    面体空隙中，Ca²⁺ 占据F^－形成的     面体空隙中。若相邻两个Ca²⁺ 的核间距为a cm，晶胞密度为ρ g/cm³，N_A为阿伏加德罗常数，则CaF₂的摩尔质量可以表示为________g/mol。

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。

过渡元素具有较多的空轨道，所以第四周期的Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等多种金属能形成配合物。
（1）铬元素的基态原子的外围电子排布式是                。
（2）科学家通过X射线测得胆矾结构示意图可简单表示如下：

图中虚线表示的作用力为______________________；
（3）胆矾溶液与氨水在一定条件下可以生成Cu（NH₃）₄SO₄·H₂O晶体。在Cu（NH₃）₄SO₄·H₂O晶体中，[Cu（NH₃）₄]²⁺为平面正方形结构，则呈正四面体结构的原子团是   __，其中心原子的杂化轨道类型是    ___；
（4）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni（CO）₄，呈正四面体构型。试推测四羰基镍的晶体类型是   ___,Ni（CO）₄易溶于下列      __（用序号作答）。

A．水

B．四氯化碳

C．苯

D．硫酸镍溶液

（5）元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子最外层电子数是其内层的3倍。X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示，该化合物的化学式为  ____。

【化学选修——3：物质的结构与性质】(15分）氧化硼(BN）是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF₃气体和BN，如图所示：

请回答下列问题：
（1）基态B原子的电子排布式为________；基态N原子价电子排布图为________
（2）在BF₃分子中，键角是________，B原子的杂化轨道类型为________，BF₃和过量NaF作用可生成NaBF₄，BF₄^-的立体构型为________
（3）由B₂O₃制备BF₃的化学方程式是_______________
（4）六方氮化硼晶体与石墨晶体结构相似，该晶体层间相互作用力为________
六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似(如下图所示），硬度与金刚石相当，已知立方氮化硼的晶胞边长为361.5 pm，则立方氮化硼的密度是_______g·cm^﹣3(列式并计算。阿伏加德罗常数为N_A）。

主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。请回答下列问题：
（1）W元素原子的L层电子排布式为________，W₃分子的空间构型为________；
（2）X单质与水发生主要反应的化学方程式为________________；
（3）化合物M的化学式为________，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl。M熔点较高的原因是________。将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂，用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯。在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式有_____ ___，O—C—O的键角约为________；
（4）X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X∶Y∶Z＝________；
（5）含有元素Z的盐的焰色反应为_____          ___色。许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是___________________。

已知：G、Q、R、T、X、Y、Z都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大。G的简单阴离子最外层有2个电子，Q原子最外层电子数是内层电子数的两倍，X元素最外层电子数与最内层电子数相同；T₂R的晶体类型是离子晶体，Y原子基态3p原子轨道上有2个未成对电子，其单质晶体类型属于分子晶体；在元素周期表中Z元素位于第11列。
回答下列问题：
（1）Z的核外外围电子排布式是____________________________________________。
（2）X以及与X左右相邻的两种元素，其第一电离能由小到大的顺序为____________(填元素符号)。
（3）QR₂分子中，Q原子采取________杂化，写出与QR₂互为等电子体的一种分子的化学式：____________。
（4）分子式为G ₂R、G ₂Y的两种物质中一种更稳定，原因是_____________；T的氯化物的熔点比Q的氯化物的熔点高，原因是___________________。
（5）据报道，由Q、X、Z三种元素形成的一种晶体具有超导性，其晶体结构如下图所示。晶体中距每个X原子周围距离最近的Q原子有______个。

下列说法正确的是
①具有规则几何外形的固体一定是晶体   
②NaCl晶体中与每个Na⁺距离相等且最近的Na⁺共有12个    
③非极性分子中一定含有非极性键    
④晶格能由大到小: NaF> NaCl> NaBr>NaI
⑤含有共价键的晶体一定具有高的熔、沸点及硬度 
⑥s－s σ键与s－p σ键的电子云形状相同
⑦含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同 
⑧中心原子采取sp³杂化的分子，其立体构形不一定是正四面体

A．①②⑤⑥

B．③④⑥⑦

C．②④⑦⑧

D．③④⑤⑧

ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种化合价，含ⅥA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）Se原子中电子占据的最高能层符号是________，该能层具有的原子轨道数为     ，其核外M层电子的排布式为________；
（2）S单质的常见形式为S₈，其环状结构如下图所示，S原子采用的轨道杂化方式是________；

（3）H₂Se的酸性比H₂S________(填“强”或“弱”)。气态SeO₃分子的立体构型为________，SO₄^2-离子的立体构型为________；
（4）含氧酸可表示为：(HO)_mRO_n，酸的强度与酸中的非羟基氧原子数n有关，n越大，酸性越强。一般n="0" 弱酸，n="1" 中强酸，n=2强酸，n="3" 超强酸。
据实验事实可知硼酸（H₃BO₃）是一元弱酸，而亚磷酸是中强酸（H₃PO₃）
①写出硼酸（H₃BO₃）的电离方程式               。
②写出亚磷酸与过量的NaOH反应的化学方程式             。
（5）ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如图所示，ZnS的密度为d g·cm^-3，则其晶胞中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)。

氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：
（1）基态氮原子的价电子排布式是                 。
（2）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。
①N₂H₄的结构式为         。
②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N₂O₄(l)＋2N₂H₄(l)===3N₂(g)＋4H₂O(g)
若该反应中有4mol N－H键断裂，则形成的π键有      mol。
③肼能与硫酸反应生成N₂H₆SO₄。N₂H₆SO₄与硫酸铵晶体类型相同，则N₂H₆SO₄的晶体内不存在    。
A．离子键     B．共价键     C．配位键    D．范德华力
（3）FeCl₃溶液与KSCN溶液混合，得到含多种配合物的红色溶液，其中配位数为5的配合物的化学式是          。KSCN中的阴离子与CO₂互为等电子体，该阴离子的电子式是              。
（4）美国科学家合成了结构呈“V”形对称的N₅⁺，已知该离子中各原子均达到8电子稳定结构。则有关该离子的下列说法中正确的是                       。
A．每个N₅⁺中含有35个质子和36个电子   
B．该离子中有非极性键和配位键
C．该离子中含有2个π键                
D．与PCl₄⁺互为等电子体
（5）图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点（见图2），分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。

下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是_________（填标号）。
a．CF₄         b．CH₄        c．NH₄^＋       d．H₂O
（6）N的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成：已知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         。

原子序数依次增加的A、B、C、D、E、F六种常见元素中，A、B、C、D是短周期非金属元素，B、C、D同周期，E、F是第四周期的金属元素，E^2＋核外电子有18种运动状态，F^＋的三个能层电子全充满。下表是主要化合价及原子半径数据：

	A	B	C	D	E	F
主要化合价	-1	-3  +5	-2  +6	-1  +7	+2	+1  +2
原子半径	0．071	0．11	0．102	0．099	0．197	0．117

（1）B、C、D三种元素第一电离能数值由小到大的顺序是             (填元素符号)；
（2）F^2＋与NH₃ 形成配离子的结构式为                       ；该配离子具有对称的空间构型，其中两个NH₃被两个Cl^－取代，能得到两种不同结构的产物，则该配离子的空间构型为              。往某种蓝色溶液中加入氨水，形成蓝色沉淀，继续加入氨水，难溶物溶解变成蓝色透明溶液，可得到含有上述配离子的配合物。写出沉淀溶解的离子方程式                。
（3）A 、E两种元素形成晶体晶胞是下图中的        (填①、②、③或④)；
 
（4）下图四条折线分别表示ⅣA族、ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族元素气态氢化物沸点变化，请选出A的氢化物所在的折线      （填n、m、x或y）。