高中化学性质实验方案的设计试题

【化学—选修3：物质结构与性质】
前四周期元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大，已知：X原子的2p轨道为半充满状态；Y原子的L层有2个未成对电子；Z与Y位于同主族；W的+2价简单离子核外电子层排布与Ar原子相同；R原子的d轨道上有3个空轨道。请回答下列问题：
（1）R原子的基态电子排布式为                  。
（2）X、Y原子的第一电离能大小顺序为             。（用元素符号表示）
（3）X的常见单质分子结构中σ键数目为            。
（4）Z的最高价氧化物对应水化物的酸根离子空间构型为    ，中心原子的杂化轨道类型为       。
（5）某矿物晶体由Y、W、R三种元素组成，其晶胞结构如图所示。

则该矿物的化学式为        ，若已知该晶胞的边长为a cm，则该晶胞的密度为        g/cm³。（用含a、N_A的代数式表示）

碳与硅是十分重要的两种元素，金刚石、SiC具有耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛。
（1）碳元素在周期表中的位置是_______________，其原子核外通常未成对电子数为___________个。
（2）已知2Ca₃(PO₄)₂(s)+10C(s)→P₄(g)+6CaO(s)+10CO(g)反应中，被破坏的化学键有________。
a．离子键      b.极性共价键   c. 非极性共价键
（3）一定条件下，Na还原CCl₄可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，除去粗产品中少量钠的试剂为_______________。
（4）下列叙述正确的有____________填序号），
①Na还原CCl₄的反应、Cl₂与H₂O的反应均是置换反应
②水晶、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同
③NaSiO₃溶液与SO₃的反应可用于推断Si与S的非金属性强弱
④Si在一定条件下可与FeO发生置换反应

【化学一物质结构与性质】
下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。

试回答下列问题：
（1）请写出元素n的基态原子的价电子排布式                  ，元素O在周期表的位置是              ，属于            区。
（2）k在空气中燃烧产物的分子构型为            ，中心原子的杂化方式为         ，该分子是  （填“极性”或“非极性”）分子。
（3）第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如左下图，其中序号“8”代表         （填元素符号）；其中电负性最大的是          （填下图中的序号）。

（4）i单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如右下图乙所示。则晶胞中i原子的配位数为               。

（每空1分，共10分）已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC₂为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24，ECl₃能与B、C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∶1，三个氯离子位于外界。请根据以上情况，回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）
（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为                 。
（2）B的氢化物的分子空间构型是            。其中心原子采取         杂化。
（3）写出化合物AC₂的电子式            ；一种由B、C组成的化合物与AC₂互为等电子体，其化学式为             ；另一种只由B组成的离子与AC₂互为等电子体，其化学式为                 。
（4）E的核外电子排布式是             ，ECl₃形成的配合物的化学式为       。
（5）D单质晶体堆积为____________________。用●表示D原子，在方框内画出其晶胞图。

(12 分)X、Y、Z、W、Q五种元素其核电荷数依次增大。X原子只有1个s电子，Y、Z、W属于同周期，Y原子L层中s电子和p电子数目相同，Z原子p轨道为半充满，W原子第一电离能比Z原子的小，Q原子内层均饱和，N层上只有两个电子。
（1）Q²⁺离子的核外电子排布式为                   。
（2）XYZ分子中Y原子轨道的杂化类型为           ，
1molXYZ分子中含有σ键的数目为       。
（3）写出YZW^－离子的两种等电子体的化学式：    。
（4）QW的熔点比Q的硫化物的熔点高，其原因是
                                    。
（5）Q晶体属于六方堆积，其晶胞结构见下图，则P点原子
被   个晶胞所共用。

由碳原子构成的纳米碳管可以作为储存氢气的优良容器，其单层部分结构示意图如下，下列说法正确的是

A．纳米碳管是一种无机化合物

B．纳米碳管中碳原子间以共价键结合

C．纳米碳管与石墨互为同位素

D．0.12g纳米碳管中含有6.02×l0^22个碳原子

某同学对“CO₂是共价化合物和NH₄Cl是离子化合物”， 有下列四点感悟，其
中不正确的是（   ）

A．离子化合物中可能含共价键	B．共价化合物中一定不含离子键
C．离子化合物中不一定含金属元素	D．离子化合物中一定不含共价键

C、N、O是中学化学常见的三种元素，请回答下列问题：
（1）写出基态O^2-的核外电子排布式______________________________。
（2）C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_____________________________。
（3）光气（）分子中含有______个键，____个键，其中C原子的杂化方式为_______。
（4）水的熔点比H₂S的熔点高，其原因是________________。
（5）超硬材料氮化销的晶胞如图所示，则氮化铂的化学式为_______。

硼．碳．氮．硅元素的单质及其化合物是构成自然界的重要物质。
（1）硼元素原子核外电子排布式_________________。氮元素原子的核外电子中，未成对电子数与成对电子数之比为　　　　　　　　　　　　　 。
（2）甲烷是最简单的有机物，实验室可通讨下列反应制取：，反应涉及到的物质中，X属于      　　　　晶体(填 晶体类型)，MgO晶体的熔点比CaO高，主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　 。
（3）甲硅烷能与硝酸银发生如下反应：SiH₄+8AgNO₃+2 H₂O → 8Ag↓+SiO₂↓+8 HNO₃该反应中氢元素被氧化，由此可判断非金属性Si比 H　　　　 (填“强”．“弱”或“无法比较”)
（4）石墨晶体具有层状结构，在层与层之间嵌入金属K原子，能形成石墨夹层离子化合物(KC₈)，KC₈固态时也能导电，导电的粒子是　　　　　　　 。

（选考）【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sp²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。

X、Y、Z、U为原子序数依次增大的前四周期元素，X、Y、Z三种元素位于同一周期，其中基态Y原子的2p轨道处于半充满状态，且XZ₂与Y₂Z互为等电子体。含U的化合物的焰色为紫色。试回答下列问题：
（1）U单质的原子堆积方式为               ，Y的简单氢化物分子式为        。
（2）X的一种氢化物的相对分子质量为28，其分子中σ键与π键的键数之比为________。
（3）化合物甲由Z、U两元素组成，其晶胞如图所示。

①甲的化学式为______________。
②下列有关该晶体的说法中正确的是________（选填选项字母）。
A．每个晶胞中含有14个U⁺ 和13个Z₂^-
B．晶体中每个U⁺ 周围距离U⁺ 最近的Z₂^- 有6个
C．该晶体属于离子晶体
③甲的密度为a g·cm^-3，则晶胞的体积是________________cm³（只要求列出计算式，阿伏加德罗常数用N_A表示）。

黑火药是中国四大发明之一，其爆炸的化学反应方程式是：
2KNO₃ + 3C + S→+ N₂↑ + 3CO₂↑ 
（1）方程式中第二周期元素中非金属性由强到弱的顺序依次为            。
（2）上述元素中，元素原子最外层有2个未成对电子的是            。
（3）在生成物中：A物质的晶体类型为        ；构成晶体A的微粒半径大小关系为       （用微粒符号表示）；含极性共价键的非极性分子为           。
（4）已知CN^—与N₂结构相似，写出HCN分子的结构式                       。

前四周期原子序数依次增大的元素A，B，C，D中， A是电负性最大的元素，并且A^－和B⁺的电子数相差为8；C和D原子序数相差为2，且都与B位于同一周期，C元素的次外层电子数是最外层电子数的7倍。

回答下列问题：
（1）D的价层电子排布式为_______。
（2）请用电子式表示A、B两元素形成化合物的过程。     。
（3）A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为_________；D的配位数为_______；
②列式计算该晶体的密度___  ____g·cm^-3。
（4）A^－、B⁺和C³⁺三种离子组成的化合物B₃CA₆，其中化学键的类型有_     ____；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为___   ____，配位数是_         __。

近期《美国化学会志》报道，中国科学家以二氧化碳为碳源，金属钠为还原剂，在470℃、80 MPa下合成出金刚石，具有深远意义。下列说法不正确的是

A．由二氧化碳合成金刚石是化学变化	B．金刚石是碳的一种同位素
C．钠被氧化最终生成碳酸钠	D．金刚石中只含有非极性共价键

H、C、N、O、都属于自然界中常见非金属元素。
（1）O、C、N三种元素的第一电离能由小到大顺序是     ；NH₄^＋中氮原子轨道的杂化类型为________。
（2）CO、N₂的结构可表示为：      
两者的键能数据：（单位kJ/mol）

	A—B	A=B
CO	357.7	798.9	1071.9
N2	154.8	418.4	941.7

 
结合数据说明CO比N₂活泼的原因               。
（3）乙二胺(H₂N-CH₂-CH₂-NH₂)和三甲胺[N(CH₃)₃]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，原因是    。
（4）C、N元素形成的新材料具有如图所示结构，该晶体硬度将超过目前世界上最硬的金刚石，成为首屈一指的超硬新材料。 该物质的化学式为：        。