高中化学性质实验方案的设计试题

选修原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，B原子核外电子有6种不同的运动状态，B与C可形成正四面体形分子，D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。请回答下列问题：
（1）这四种元素中电负性最大的元素，其基态原子的价电子排布图为                  ，第一电离能最小的元素是                （填元素符号）。
（2）C所在主族的前四种元素分别与A形成的化合物，沸点由高到低的顺序是            （填化学式），呈现如此递变规律的原因是                   。
（3）B元素可形成多种单质，一种晶体结构如图一所示，其原子的杂化类型为              、另一种的晶胞如图二所示，该晶胞的空间利用率为               ，若此晶胞中的棱长为356．6 pm，则此晶胞的密度为            （保留两位有效数字）。（）

（4）D元素形成的单质，其晶体的堆积模型为                ，D的醋酸盐晶体局部结构如图三，该晶体中含有的化学键是              （填选项序号）。
①极性键  ②非极性键  ③配位键  ④金属键
（5）向D的硫酸盐溶液中滴加过量氨水，观察到的现象是                 。请写出上述过程的离子方程式：                                 。

(10分) 纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。
（1）A和B的单质单位质量的燃烧热大，可用作燃料。已知A和B为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：

①某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图所示，该同学所画的电子排布图违背了           。

②根据价层电子对互斥理论，预测A和氯元素形成的简单分子空间构型为       。
（2）氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C₆₀可用作储氢材料。
①已知金刚石中的C－C的键长为154．45pm，C₆₀中C－C键长为145~140pm，有同学据此认为C₆₀的熔点高于金刚石，你认为是否正确并阐述理由                  。
②科学家把C₆₀和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体。该物质的K原子和C₆₀分子的个数比为                   。

③继C₆₀后，科学家又合成了Si₆₀、N₆₀，C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是         。Si₆₀分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则Si₆₀分子中π键的数目为             。

化学中的某些元素是与生命活动密不可分的元素，请回答下列问题。
（1）维生素C是一种水溶性维生素，水果和蔬菜中含量丰富，该物质结构简式如图所示。

①维生素C分子中碳原子的杂化方式有          。
②1 mol维生素C分子中含有          mol π键。
③维生素C分子中所含元素电负性由大到小的顺序 为                  。
④维生素C晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有                。
（2）KSCN溶液可用于Fe^3＋的检验，原因是铁离子外围有较多能量相近的空轨道，因此能与一些分子或离子形成配合物。Fe^3＋的价电子排布为                       ，与之形成配合物的分子或离子中的配位原子应具备的结构特征是              。
（3）Fe₃O₄具有反尖晶石结构。某化合物Mg_xAl_yO_z与反尖晶石结构相仿，其结构如下图所示，它是由下列A、B方块组成。该化合物的化学式为________。

元素位于第四周期，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。元素基态原子的3p 轨道上有4个电子。元素的原子最外层电子数是其内层的3倍。
（1）与所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。
①在1个晶胞中，离子的数目为。
②该化合物的化学式为。
（2）在的氢化物()分子中，原子轨道的杂化类型是。
（3）的氢化物()在乙醇中的溶解度大于，其原因是。
（4）与可形成
①的空间构型为(用文字描述)。
②写出一种与互为等电子体的分子的化学式：。
（5）的氯化物与氨水反应可形成配合物，1该配合物中含有σ键的数目为。

（【化学—物质结构与性质】1）钠镁铝三种元素中第一电离能最大的是      。
（2）某正二价阳离子核外电子排布式为［Ar］3d⁵4s⁰,该金属的元素符号为      。
（3）Mn和Fe的部分电离能数据如表：

元 素	Mn	Fe
电离能/kJ·mol^－1	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

根据表数据，气态Mn^2＋再失去一个电子比气态Fe^2＋再失去一个电子难，其原因是         。
（4）①氨基乙酸铜的分子结构如图，碳原子的杂化方式为________。

②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，呈四面体构型。423K时，Ni(CO)₄分解为Ni和CO，从而制得高纯度的Ni粉。试推测：四羰基镍的晶体类型是
（5）乙醇和二甲醚是同分异构体，但它们性质存在差异：

	分子式	结构简式	熔点	沸点	水溶性
乙醇	C2H6O	C2H5OH	-114.3℃	78.4 °C	互溶
二甲醚	C2H6O	CH3OCH3	-138.5℃	-24.9℃	微溶

乙醇和二甲醚沸点及水溶性差异的主要原因是                           。
（6）金属铜溶于在浓氨水与双氧水的混合溶液，生成深蓝色溶液。该深蓝色的浓溶液中加入乙醇可见到深蓝色晶体（[Cu(NH₃)₄]SO₄）析出，请画出呈深蓝色溶液的离子的结构简式          （标出配位键）；深蓝色晶体中不存在的微粒间作用力有    。
A．范德华力    
B．离子键   
C．共价键   
D．金属键  
E．配位键

卤族元素包括等。
（1）下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是。

（2）利用"卤化硼法"可合成含和两种元素的功能陶瓷，下图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有原子的个数为，该功能陶瓷的化学式为。

（3）和中心原子的杂化方式分别为和。第一电离能介于、之间的第二周期元素有种。
（4）若与通过原子与原子间的配位键结合形成配合物，则该配合物中提供孤对电子的原子是。

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2。元素Y基态原子的3p 轨道上有4个电子。元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍。
（1）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         。若其晶胞边长为540.0pm，则密度为                       ，X与最近的Y之间的距离为                 
（2）在Y的氢化物(H₂Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是       。
（3）Y 与Z 可形成YZ₄^2－
①YZ₄^2－的空间构型为          (用文字描述)。
②写出一种与YZ₄^2－互为等电子体的分子的化学式：         。
（4）X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH₃)₄]Cl₂，1mol该配合物中含有σ键的数目为   。

A、B、C是中学化学中常见的三种短周期元素。已知：①A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；②B元素最高正价与最低负价的代数和为2；③C元素有多种化合价，且常温下C元素的单质与某种一元强碱溶液反应，可得到两种含C元素的化合物；④B、C两种元素质子数之和是A元素质子数的4倍。
（1）写出常温下C的单质和强碱溶液反应的离子方程式____________________。
（2）意大利罗马大学的FuNvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的B₄气态分子。B₄分子结构与白磷分子结构相似，已知断裂1 mol B—B键吸收167 kJ的热量，生成1 mol B≡B键放出942 kJ热量。试判断相同条件下B₄与B₂的稳定性顺序是：______________。
（3）由B、C两种元素组成的化合物X，常温下为易挥发的淡黄色液体，X分子为三角锥形分子，且分子里B、C两种原子最外层均达到8个电子的稳定结构。X遇水蒸气可形成一种常见的漂白性物质。则X与水反应的化学方程式是____________________________。
（4）A、B两种元素可形成一种硬度比金刚石还大的化合物Y。在化合物Y中，A、B原子间以单键相结合，且每个原子的最外层均达到8个电子的稳定结构。则Y的化学式为
______________，其熔沸点比金刚石_____(填“高”、“低“或“无法比较”)。

有A、B、C、D四种元素，其中A元素和B元素的原子都有1个未成对电子，A^＋比
B^－少一个电子层，B原子得一个电子后3p轨道全满；C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D的质量分数为序40%，且其核内质子数等于中子数。R是由A、D两元素形成的离子化合物，其中A与D离子的数目之比为2∶1。请回答下列问题。
(1)A单质、B单质、化合物R的熔点大小顺为下列的________(填序号)。
①A单质>B单质>R  ②R>A单质>B单质
③B单质>R>A单质  ④A单质>R>B单质
(2)CB₃分子的空间构型是________，其固体时的晶体类型为______________。
(3)写出D原子的核外电子排布式：________________________，C的氢化物比D的氢化物在水中的溶解度大得多的原因是__________________________________________。
(4)B元素和D元素的电负性大小关系为____________。
(5)A与B形成的离子化合物的晶胞中，每个A^＋周围与它距离相等且最近的B^－有______个，这些B^－围成的空间几何构型为____________。

有位于周期表前四周期的A、B、C、D、E、F六种元素，其原子序数依次增大。已知A原子核外有三个未成对电子；A与B形成的一种化合物常温下是红棕色气体；化合物C₂E的晶体为离子晶体；D单质的熔点在同周期单质中最高；E原子核外的M层中只有两对成对电子；F原子核外最外层电子数与C相同，其余各层均充满。请根据以上信息，回答下列问题：
（1）A、B、C、D四种原子的第一电离能由小到大的顺序为______（用元素符号表示）。
（2）C的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点   （填“高”或“低”），理由是        。
（3）E的最高价氧化物分子的空间构型是                  。
（4）基态F⁺离子的核外电子排布式是                          ，F的高价离子与A的最常见氢化物形成的配离子的化学式为                。
（5）Q分子是A₂B的等电子体，Q的结构式为                   ，Q分子的中心原子的杂化类型是                。
（6）下图是B、F两元素组成的一种化合物的晶胞，其化学式为              。

乙炔是有机合成工业的一种重要原料。工业上曾用CaC₂与水反应生成乙炔。
（1）CaC₂中C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，O₂²⁺的电子式可表示为            ，1mol O₂²⁺中含有的π键数目为          。
（2）将乙炔通入[Cu(NH₃)₂]Cl溶液中生成红棕色沉淀Cu₂C₂。Cu⁺简写的核外电子排布式为          。
（3）乙炔与HCN反应可得到丙烯腈（CH₂=CH—C≡N）, 丙烯腈分子中碳原子轨道的杂化类型是         ；分子中处于同一直线上原子数目最多有       个。
（4）CaC₂晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似（如图所示），但CaC₂晶体中哑铃形的C₂^2-的存在，使晶胞沿一个方向拉长， CaC₂晶体中一个Ca²⁺周围距离最近的C₂^2-数目为         。

（选考）水是地球表面上普遍存在的化合物，我们可以用我们学习的物质结构与性质的有关知识去认识它。
（1）水的组成元素为氢和氧。氧的基态原子的价电子排布图为______________，氧的第一电离能在同周期元素中由大到小排第______位。
（2）根据杂化轨道理论，水分子中的氧原子采取的杂化形式是_______；根据价层电子对互斥理论，水分子的VSEPR模型名称为______________；根据等电子体原理，写出水合氢离子的一个等电子体（写结构式）_____________。
（3）水分子可以形成许多水合物。
①水分子可以作配体和铜离子形成水合铜离子[Cu（H₂O）₄]²⁺，1mol水合铜离子中含有σ键数目为_________。
②图是水合盐酸晶体H₅O₂⁺·Cl^-中H₅O₂⁺离子的结构。

在该离子中，存在的作用力有______________。
a．配位键  
b．极性键  
c．非极性键  
d．离子键
e．金属键  
f．氢键  
g．范德华力 
h．π键  
i．σ键
（4）韩国首尔大学科学家将水置于一个足够强的电场中，在20℃时，水分子瞬间凝固形成了“暖冰”。请从结构上解释生成暖冰的原因_________________________________。
（5）最新研究发现，水能凝结成13种类型的结晶体，除普通冰以外其余各自的冰都有自己奇特的性质：有在-30℃才凝固的超低温冰，它的坚硬程度可和钢相媲美，能抵挡炮弹轰击；有在180℃高温下依然不变的热冰；还有的冰密度比水大，号称重冰。图为冰的一种骨架形式，依此为单位向空间延伸。

①该冰中的每个水分子有_________个氢键；
②冰融化后，在液态水中，水分子之间仍保留有大量氢键将水分子联系在一起，分子间除了无规则的分布及冰结构碎片以外，一般认为还会有大量呈动态平衡的、不完整的多面体的连接方式。下图的五角十二面体是冰熔化形成的理想多面体结构。假设图中的冰熔化后的液态水全部形成下图的五角十二面体，且该多面体之间无氢键，则该冰熔化过程中氢键被破坏的百分比为________。

③如果不考虑晶体和键的类型，哪一物质的空间连接方式与这种冰连接类似?____________；
④已知O－H…O距离为295pm，列式计算此种冰晶体的密度               g/cm³（已知295²=8．70×10⁴，295³=2．57×10⁷，=1．41，=1．73）。

X、Y、T、Q 四种元素，位于元素周期表前四周期，元素的性质或结构信息见下表。

元素	性质或结构信息
X	单质为双原子分子，分子中含有3对共用电子对，常温下单质气体性质稳定，但其原子较活泼。
Y	二价阳离子的外围电子层排布为3d^9
T	原子核外s轨道电子总数等于p轨道电子总数；人体内含量最多的元素，且其单质是常见的助燃剂。
Q	第三周期主族元素中原子半径最小。

请根据上述信息回答下列问题：
（1）写出 X₃^- 的一种等电子体的化学式         ；X的气态氢化物易液化的原因：        。
（2）写出T元素基态原子的核外电子排布图                ；Q元素的原子核外有     种运动状态不同的电子。
（3）元素 X 、T 的电负性相比，    的小（填元素名称）；元素 X 的第一电离能与T相比较，T的       （填“大”或“小”）。
（4）甲醛（CH₂O）分子中σ 键与π 键的个数之比为         。
（5）Y元素在周期表中位于      区。Y单质晶体的晶胞如图所示，该晶胞中实际拥有      个原子，该晶体中Y原子在三维空间里的堆积方式为            堆积。

（6）在Y的硫酸盐溶液中通入X的气态氢化物至过量，先出现蓝色沉淀，最后溶解形成深蓝色的溶液。此蓝色沉淀溶解的离子方程式为：                      。
（7）元素X与Q可形成化合物XQ₃，根据价层电子对互斥理论判断XQ₃的空间构型为:       ，分子中X原子的杂化方式为                杂化。

A、B、C、D、E、F、G七种前四周期元素且原子序数依次增大，A的最高正价和最低负价的绝对值相等，B的基态原子有3个不同的能级且各能级中电子数相等，D的基态原子与B的基态原子的未成对电子数目相同，E的基态原子s能级的电子总数与p能级的电子数相等，F的基态原子的3d轨道电子数是4s电子数的4倍，G²⁺的3d轨道有9个电子，请回答下列问题：
（1）F的基态原子电子排布式为                 。
（2）B、C、D的原子的第一电离能由小到大的顺序为              （用元素符号回答）
（3）下列关于B₂A₂分子和A₂D₂分子的说法正确的是                    。
a．分子中都含有σ键和π键
b．B₂A₂分子的沸点明显低于A₂D₂分子
c．都是含极性键和非极性键的非极性分子
d．互为等电子体，分子的空间构型都为直线形
e．中心原子都是sp杂化
（4）由B、E、F三种元素形成的一种具有超导性的晶体，晶胞如图所示．B位于E和F原子紧密堆积所形成的空隙当中。与一个F原子距离最近的F原子的数目为          ，该晶体的化学式为           。

（5）向GSO₄(aq)中逐滴加入过量氨水，会发生先产生蓝色沉淀后沉淀消失，写出沉淀消失的离子反应方程式：                                    。

【化学、选修3--物质结构和性质】
I．如图为20个碳原子组成的空心笼状分子C₂₀，该笼状结构是由许多正五边形构成如图。

①C₂₀分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；
②多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：顶点数＋面数-棱边数＝2,
请回答：
C₂₀分子共有________个正五边形，共有________条棱边。
II．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元素的核电荷数为29。
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_______，1 mol该分子中含有π键的数目为______。该分子中碳原子的杂化轨道类型是_______，该分子属于________分子(填“极性”或“非极性”)。
（3）基态D原子的电子排布式为________________。