高中化学性质实验方案的设计试题

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         。

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。

按要求回答以下问题：
（1）X、Y、Z 是短周期非金属元素，核电荷数依次增大。X原子外围电子排布为ns²np²，Z是地壳中含量最多的元素。W、Q是第四周期元素，其中Q元素的核电荷数为29。W原子核外未成对电子数在同周期中最多。
①Y元素在周期表中的位置为______________ ；其轨道表示式为_________________。
②X、Y、Z元素的第一电离能由大到小的顺序为_________________（用元素符号作答），X与Z形成三原子分子的电子式为___________（用相关的化学用语作答）。
③Y的氢化物沸点_______Z的氢化物的沸点（填“ >”“<”或 “=”）。
④基态W原子的外围电子排布式为                   。
⑤Q的氢化物的晶胞结构如图所示，其化学式是         。

（2）过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。

①应用于合成氨反应的催化剂(铁)的表面上存在氮原子，上图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子)。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为________。
②现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS，化学式为[Fe₂(OH)_n(SO₄)_3－n/2]_m，n＜5，m＜10}在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是______。(填序号)

元素	Mn	Fe
电离能
(kJ·mol^－1)
I1	717	759
I2	1 509	1561
I3	3 248	2 957

A．PFS中铁显＋3价
B．铁原子的价电子排布式是3d⁶4s²
C．由FeSO₄溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程
D．由上表可知气态Fe^2＋再失去一个电子比气态Mn^2＋再失去一个电子难
③铂（Pt）单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。

晶胞中铂（Pt）原子的配位数数为为       。

[化学—选修3：物质结构与性质]已知A、B、C、D、E、F、G为前四周期七种元素且原子序数依次增大，其中A的基态原子中没有成对电子，B的基态原子中有6种不同运动状态的电子，C原子核外成对电子数比未成对电子数多1，其氢化物常用作制冷剂，D原子中有2个未成对电子，E基态原子在同周期中原子半径最大，F原子价电子排布为ns^n-1nPⁿ⁺¹ ,G基态原子核外所有轨道都处于全满状态且属ds区的元素。
（1）G基态原子价电子排布式                  ；
（2）B、C、D基态原子第一电离能由大到小的顺序              ；
（3）离子化合物CA₅的晶体中含有的化学键有               ；
A．离子键   
B．极性键    
C．非极性键    
D．配位键      
E．金属键
（4）E₂D的熔点比E₂F的熔点         （填“高”或“低”），原因是         ；
（5）与BD₂互为等电子体的分子有               （要求写一种）
（6）GF在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。GF晶体结构如图所示,其晶胞边长为x pm,该晶体的密度为                 g·cm^-3(列式表示),a、b位置两粒子之间的距离为             pm(列式表示)（已知阿伏伽德罗常数为N_A）

已知A、B、C、D、E、F、G七种元素原子序数均小于36，它们的核电荷数依次增大。A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；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原子的基态电子排布中L能层有两个未成对电子，E和D同主族；F原子的基态电子排布中有4个未成对电子；G与F在周期表中同族，且G原子的外围电子排布中有2个未成对电子。根据以上信息填空：
（1） B、C、D三种元素的电负性由大到小的顺序为            （用元素符号表示）
（2）F^2＋离子的价层电子排布图是               ，
（3）B元素的最高价氧化物对应的水化物中心原子采取的轨道杂化方式为          ，E元素的氢化物的VSEPR模型为       。
（4）A和C形成的二元共价化合物中，分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物_____（填化学式）；其中心原子C的杂化方式为              。
（5）化合物BD₂、C₂D和阴离子EBC^－互为等电子体，它们结构相似，EBC^－的电子式为       。F常作为配合物的中心离子，1mol F（BC）₆^3-中含有σ键的数目为_______；
（6）GD的晶体结构与氯化钠相同，在晶胞中G离子的配位数是_______；已知晶胞的边长为a nm，晶体的摩尔质量为b g·mol^-1，N_A为阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度为_________g·cm^-3。

选修：物质结构与性质】（铁和铜都是日常生活中常见的金属，有着广泛的用途。请回答下列问题：
（1）铁在元素周期表中的位置       ______
（2）k₃[Fe(CN)₆]溶液可用于检验     ______（填离子符号）CN^-中碳原子杂化轨道类型为     ____，C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序为         ___（用元素符号表示）。
（3）配合物Fe(CO)_x常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）_x晶体属于____________（填晶体类型）。Fe(CO)_x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x=____________。Fe(CO)_x在一定条件下发生反应：Fe(CO)_x（s）Fe（s）+xCO（g）。已知反应过程中只断裂配位键，则该反应生成物含有的化学键类型有       _________。
（4）铜晶体铜碳原子的堆积方式如右图所示。
     
①基态铜原子的核外电子排布式为    ________________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目               。
（5）某M原子的外围电子排布式为3s²3p⁵，铜与M形成化合物的晶胞如附图所示（黑点代表铜原子）。
①该晶体的化学式为               。
②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于     _______（填“离子”、“共价”）化合物。
③已知该晶体的密度为g.cm^-3，阿伏伽德罗常数为N_A，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为      ________________pm（只写计算式）。

发展低成本、新型太阳能是解决未来社会能源问题的有效途径。目前，太阳能电池的发展已经进入了第三代，其常用材料除单晶硅，还有铜铟镓硒等化物质。完成下列填空：
（1）与铜同周期、基态原子最外层电子数相同的过渡元素，其基态原子的电子排布式_________。
（2）硒为第四周期元素，相邻的元素有砷和溴，则这3种元素的第一电离能从大到小顺序（用元素符号表示）           。
（3）硼元素与镓元素处于同一主族，三氟化硼分子的空间构型是___________；三溴化硼、三氯化硼分子结构与三氟化硼相似，如果把B—X键都当作单键考虑来计算键长，理论值与实测键长结果如下表。硼卤键长实测值比计算值要短得多，可能的原因是______________。

（4）金属铜能形成多种配合物，如复合物氯化羰基亚铜[Cu₂C1₂（CO）₂·2H₂O]，其结构如图。

①该配合物中Cl原子的杂化类型为____________。
②该配合物中的配位体有_____________种。
（5）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，反应的离子方程式为                   ；
（6）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，则得如图所示的金刚砂（SiC）结构。在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为_____；若SiC晶体密度为a g.cm^-3，SiC的摩尔质量为M g.mol^-1，阿伏伽德罗常数用N_A表示，则Si与C最近的距离为        pm （列式表示）。

【化学——选修3：物质结构与性质】
（1）按已知的原子结构规律，27号元素在周期表中的位置是                  ，其价电子的轨道排布图为                      。
（2）若en代表乙二胺（  ）,则配合物[Pt（en）₂]Cl₄中心离子的配位原子数为             。
（3）BeCl₂是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。它们的结构简式如下，指出Be的杂化轨道类型。
①                 ②                  
③                  
（4）磷化硼（BP）是一种有价值的耐磨硬涂层材料，这种陶瓷材料可作为金属表面的保护薄膜。它是通过在高温氢气氛围下（＞750℃）三溴化硼和三溴化磷反应制得。BP晶胞如图所示。

①画出三溴化硼和三溴化磷的空间结构式。
三溴化硼
三溴化磷
②在BP晶胞中B的堆积方式为                    。
③计算当晶胞晶格参数为478pm（即图中立方体的每条边长为478pm）时磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离             。

碳元素在自然界中分布很广，在地壳中其丰富程度位列第14位，远低于氧、硅、铝、铁等元素。但是，碳却是存在形式最复杂的元素，如煤、石油、天然气、动植物体、石灰石、白云石、二氧化碳等。请回答下列问题：
（1）基态碳原子的电子排布式为           。
（2）在CO₂分子中，碳原子采用          杂化轨道与氧原子成键。
（3）COCl₂俗称光气，分子中C原子采取sp²杂化成键，应用价层电子对互斥理论，预测COCl₂分子的空间构型为            。
（4）二茂铁(₅H₅)₂Fe是Fe²⁺与环戊二烯基形成的一类配合物，实验室测定铁的含量：可用配位剂邻二氮菲（），它能与Fe²⁺形成红色配合物（如图1），该配离子中Fe²⁺与氮原子形成配位键共有        个。

（5）普鲁士蓝可用作染料，它的结构如图2所示。
普鲁士蓝中，n(K^＋)∶n(Fe^3＋)∶n(Fe^2＋)∶n(CN^－)=            。
（6）CaC₂晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似，但CaC₂晶体中哑铃C₂^2－的存在，使晶胞沿一个方向拉长（如图3）。CaC₂中C₂^2－与O₂²⁺互为等电子体，O₂²⁺的电子式可表示为          。
已知CaC₂晶体密度为ag·cm^－3，N_A表示阿伏加德罗常数，则CaC₂晶胞体积为    cm³。

氮（N）元素与多种元素可以形成多种化合物。
（1）NH₄Cl受热分解时克服的化学键有             ；NH₄Cl晶体不能导电的原因是             。
（2）N、H元素除了可以形成10电子分子NH₃外，还可形成18电子分子肼，肼的结构简式为NH₂—NH₂。若将肼分子中的2个H原子替换为甲基（—CH₃），所得分子的结构简式可能为           、           。
（3）平面型BF₃很容易与特定化合物[如N(CH₃)₃]以配位键形成四面体配位化合物，请在下图中用“→”标出B、N原子间存在的配位键。

（4）氮化硼（BN）是一种新型无机非金属材料，氮化硼有两种重要晶型A型和B型。A型氮化硼硬度很高，是特殊的耐磨和切削材料；B型氮化硼化学稳定性较好，是一种优良的润滑剂。A型氮化硼结构下图中   （选填“I”或“Ⅱ”）所示。工业上氮化硼以三氯化硼、氢气、氮气为原料，在高温条件下反应制得，写出该反应的化学方程式             。

（5）氢氧化铜与氨水形成铜氨溶液，已知［Cu(NH₃)₄]²⁺中的两个NH₃被两个Cl^－取代，能得到两种不同结构的产物，则［Cu(NH₃)₄]²⁺的空间构型为         （选填“平面四边形”或“正四面体”）。［Cu(NH₃)₂]^＋在空气中立即转化为深蓝色的［Cu(NH₃)₄]²⁺，简述发生转化的可能原因             。
（6）向[Cu(NH₃)₄]SO₄溶液中通入SO₂至微酸性，有白色沉淀生成。该沉淀包含一种正四面体型的阳离子和一种三角锥型的阴离子，摩尔质量为162g/mol，且Cu、S、N的物质的量之比为1:1:1，则该白色沉淀的化学式为             。

选考[化学一物质结构与性质]铜是应用较为广泛的有色金属。
（1）基态铜原子的核外电子排布式为            。
（2）金属化合物Cu₂Zn合金具有较高的熔点、较大的强度、硬度和耐磨度。Cu₂Zn合金的晶体类型是     。
（3）某含铜化合物的离子结构如图所示。

①该离子中存在的作用力有         ；
a．离子键       
b．共价键       
c．配位键
d．氢键         
e．范德华力
②该离子中第二周期的非金属元素的第一电离能由大到小的顺序是            ；
③该离子中N原子的杂化类型有            。
（4）铜与氧形成化合物的晶体结构如图。该化合物的化学式为        ，O的配位数是      。

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            。

已知A、B、C、D、E、F、G都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，其中A、B、C、D、E为不同主族的元素。A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍，B的电负性大于C，透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色，F的基态原子中有4个未成对电子，G的+1价阳离子正好充满K,L,M三个电子层。回答下列问题：
（1）A、B、C、D、E、F、G几种元素中第一电离能最小的是____(填元素符号)，D元素的原子核外有       种不同运动状态的电子；有        种不同能级的电子。基态的F³⁺核外电子排布式是        。
（2）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，原因是             。
（3）化合物ECAB中的阴离子与AC₂互为等电子体，该阴离子的电子式是             。
（4）FD₃与ECAB溶液混合，得到含多种配合物的血红色溶液，其中配位数为5的配合物的化学式是            。
（5）化合物EF[F(AB)₆]是一种蓝色晶体，下图表示其晶胞的

（E^＋未画出）。该蓝色晶体的一个晶胞中E^＋的个数为          。
（6）G的二价阳离子能与乙二胺（H₂N—CH₂一CH₂一NH₂）形成配离子：该配离子中含有的化学键类型有               。（填字母）

a．配位键        b．极性键        c．离子键       d．非极性键
阴离子CAB^－中的A原子与乙二胺（H₂N—CH₂一CH₂一NH₂）中C原子的杂化方式为     。

【化学一选修3：物质结构与性质】硼（B）、铝（Al）、镓（Ga）均属于硼族元素（第ⅢA族），它们的化合物或单质都有重要用途。回答下列问题：
（1）写出基态镓原子的电子排布式              。
（2）已知：无水氯化铝在178℃升华，它的蒸气是缔合的双分于（Al₂Cl₆），更高温度下Al₂Cl₆则离解生成A1Cl₃单分子。
①固体氯化铝的晶体类型是               ；
②写出Al₂Cl₆分子的结构式                ；
③单分子A1Cl₃的立体构型是              ，缔合双分子Al₂Cl₆中Al原子的轨道杂化类型是           。
（3）晶体硼的结构单元是正二十面体，每个单元中有12个硼原子（如图），若其中有两个原子为¹⁰ B，其余为¹¹B，则该结构单元有             种不同的结构类型。

（4）金属铝属立方晶系，其晶胞边长为405 pm，密度是2．70g·cm^－3，计算确定其晶胞的类型（简单、体心或面心立方）                  ；晶胞中距离最近的铝原子可看作是接触的，列式计算铝的原子半径r(A1)=                  pm。