高中化学性质实验方案的设计试题

选考(12分)【化学一物质结构与性质】太阳能电池板材料除单晶硅外，还有铜、铟、镓、硒等化学物质。
（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）气态SeO₃分子的立体构型为____________________。
（4）硅烷(Si_nH_2n+2)的沸点与相对分子质量的关系如图所示，呈现这种变化的原因是________________。

（5）一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构，在晶胞中金原子位于顶点，铜原子位于面心，则该合金中金原子(Au)与铜原子(Cu)个数比为________________；若该晶体的边长为a cm，则该合金密度为____________g·cm^-3(阿伏加德罗常数的值为N_A)。

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。其结构如右图：

（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）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σ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     。

A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A^2-和B⁺具有相同的电子构型；C、 D为同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：
（1)四种元素中电负性最大的是       (填元素符号），其中C原子的核外电子排布布式为            。
（2）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是        (填分子式)，原因是                 ；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为               和                   。
（3）C和D反应可生成组成比为1：3的化合物E， E的立体构型为       ，中心原子的杂化轨道类型为        。
（4）化合物D₂A的立体构型为             ，中心原子的价层电子对数为       ，单质D与湿润的Na₂CO₃反应可制备D₂A，其化学方程式为          。
（5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数，a＝0.566nm，F 的化学式为   ：晶胞中A 原子的配位数为      ；列式计算晶体F的密度(g.cm^-3)                 。
 

MnO₂是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一，在活性材料MnO₂中加入CoTiO₃纳米粉体，可以提高其利用率，优化碱锰电池的性能。
（1）写出基态Mn原子的核外电子排布式______________________。
（2）CoTiO₃晶体结构模型如图。在CoTiO₃晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为________个、________个。
    
（3）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，常用于污水处理。O₂在其催化作用下，可将CN^－氧化成CNO^－，进而得到N₂。与CNO^－互为等电子体的分子、离子化学式分别为________、________(各写一种)。
（4）三聚氰胺是一种含氮化合物，其结构简式如图。三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是_________；1 mol三聚氰胺分子中σ键的数目为________。三聚氰胺的相对分子质量与硝基苯的相近，但三聚氰胺的熔点比硝基苯的高，其原因是__________________。

【化学－选修3，物质结构与性质】X、Y、Z、W都是元素周期表中的前四周期元素，它们的核电荷数依次增大。X原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，Y是地壳中含量最多的元素。Z元素形成的一种化合物常用作净水剂。W元素是第四周期元素中未成对电子数最多的元素，WCl₃能与X、Y的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2∶1，1mol配合物与足量的AgNO₃溶液反应能生成3molAgCl。请回答下列问题：
（1）XH₃可作低温溶剂，它易液化的原因是                ，Y所在周期中第一电离能最大的主族元素是            。
（2）XY₃^－离子的立体构型是     ，其中心原子采取    杂化。
（3）W^3＋的核外电子排布式是         ，WCl₃形成的六配位的配合物化学式为     。
（4）某种Z—Fe合金的晶胞如图所示，该合金的化学式为         。若晶胞的边长为a nm，则合金的密度为        g·cm^－3。

【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。

（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](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—选修3物质结构与性质】（巧分）已知A, B、C、D, E, F为元素周期表前四周期原子序数依次增大的六种元素，其中A的一种同位素原子中无中子，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，D与E同主族，且E的原子序数是D的2倍，F元素在地壳中的含量位于金属元素的第二位。试回答下列问题：
（l）F元素的价层电子排布式为      。
（2）关于B₂A₂的下列说法中正确的是      （填选项序号）。
①B₂A₂中的所有原子都满足8电子稳定结构
②B₂A₂是由极性键和非极性键构形成的非极性分子
③每个B₂A₂分子中键和键数目比为1:1
④B₂A₂分子中的A-B键属于键
（3）B,C,D三种元素第一电离能按由大到小的顺序排列为   （用元素符号表示） B、C、D三种元素中与BD₂互为等电子体的分子式为    （用元素符号表示）
（4）A₂E分子中心原子的杂化类型为_____。比较A₂D与A₂E分子的沸点，其中沸点较高的原因为      。元素D可形成两种同素异形体，其中在水中溶解度更大的是      （填分子式）。
（5） F单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，信息如下：

则方式I与方式II中F原子配位数之比为      ，晶体密度之比为      。

已知：A、B、C、D、E、F、G七种元素的核电荷数依次增大，属于元素周期表中前四周期的元素。其中A原子在基态时p轨道半充满且电负性是同族元素中最大的；D、E原子核外的M层中均有两个未成对电子；G原子核外价电子数与B相同，其余各层均充满。B、E两元素组成化合物B₂E的晶体为离子晶体。C、F的原子均有三个能层，C原子的第一至第四电离能(KJ·mol^－1)分别为578、1817、2745、11575；C与F能形成原子数目比为1∶3、熔点为190 ℃的化合物Q。
(1)B的单质晶体为体心立方堆积模型，其配位数为____________；E元素的最高价氧化物分子的立体构型是________________。F元素原子的核外电子排布式是_______________，G的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子的化学式为________________。
(2)试比较B、D分别与F形成的化合物的熔点高低并说明理由________________。
(3)A、G形成某种化合物的晶胞结构如图所示。若阿伏加德罗常数为N_A，该化合物晶体的密度为a g·cm^－3，其晶胞的边长为________ cm。

(4)在1.01×10⁵ Pa、T₁℃时，气体摩尔体积为53.4 L·mol^－1，实验测得Q的气态密度为5.00 g·L^－1，则此时Q的组成为________________。

(化学一物质结构与性质，13分)铜及其化合物在现代生活中应用广泛。
（1）用黄铜矿炼铜的最后一步反应为：
①硫元素的基态原子核外电子排布式为__________________。
②铜元素的电离能：___________ (填“>"或“<")。
③反应中形成的化学键类型为_________________。
（2）硫酸铜与有机物X按1:2反应生成配合物M,其配离子结构如图。

已知A为第二周期元素。
①配合物M的晶体类型为________________。
②构成配离子的元素中，有两种元素基态原子未成对电子数相同，这两种元素的电负性从大到小的顺序是_______________(填元素符号)。
③1 mo1有机物X中含键的数目为________________。
（3）Cu²⁺在生成[Cu(NH₃)₄]²⁺时，核外3d轨道上的1个未成对电子跃迁到4p轨道上，则Cu²⁺的轨道杂化方式不是sp³的原因是________________________。

（1、2、3班必做）已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L电子层上有2对成对电子；E的＋1价阳离子的核外有3层电子且各层均处于全满状态。
（1）E元素基态原子的核外电子排布式为___________________。
（2）B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为_______（用元素符号表示）。
（3）B2A4是石油炼制的重要产物之一。B2A4分子中B原子轨道的杂化类型为________；1 mol B2A2分子中含________mol σ键。
（4）已知D、E能形成晶胞结构如图所示的两种化合物，则化学式：甲为______，乙为______；高温时，甲易转化为乙的原因为______________________________。

（选考）A.［物质结构与性质］
2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。共同工作多年的二人因“突破性地”用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而获奖。制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。石墨烯的球棍模型示意图如下：

（1）下列有关石墨烯说法正确的是          ；
A．石墨烯的结构与金刚石相似
B．石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面
C．12g石墨烯含键数为N_A
D．从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力
（2）化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一，催化剂为金、铜、钴等金属或合金，含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。
①钴原子在基态时，核外电子排布式为           __________；
②乙醇沸点比氯乙烷高，主要原因是______________________          ；
③金与铜可形成的金属互化物合金（如图），它的化学式可表示为          ；
④下列分子属于非极性分子的是          ；
a．甲烷        b．乙炔        c．苯        d．乙醇
⑤酞菁与酞菁铜染料分子结构如图，酞菁分子中氮原子采用的杂化方式是          ；酞菁铜分子中心原子的配位数为          。

已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大。其中A、C原子的L层有2个未成对电子。D与E同主族，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。F³⁺离子M层3d轨道电子为半满状态。请根据以上情况，回答下列问题：（答题时，用所对应的元素符号表示）
（1）F元素的电子排布式为                ，A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为                       。
（2）A的氢化物的分子空间构型是                  ，其中心原子采取              杂化，
属于                （填“极性分子”和“非极性分子”）。
（3）F和M（质子数为25）两元素的部分电离能数据列于下表：

元   素	M	F
电离能 （kJ·mol^－1）	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

比较两元素的I₂、I₃可知，气态M^2＋再失去一个电子比气态F^2＋再失去一个电子难。对此，你的解释                               ；
（4）晶体熔点：DC      EC（填“<、=、>”），原因是                                           。
（5）H₂S和C元素的氢化物(分子式为H₂C₂)的主要物理性质比较如下：

	熔点／K	沸点／K	标准状况时在水中的溶解度
H2S	187	202	2.6
H2C2	272	423	以任意比互溶

H₂S和H₂C₂的相对分子质量基本相同，造成上述物理性质差异的主要原因              。

【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)。