知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

2． 20世纪前，黑火药是世界上唯一的火箭推进剂，黑火药爆炸的化学方程式为：S+2KNO₃+3C→K₂S+N₂↑+3CO₂↑．20世纪60年代，火箭使用的是液体推进剂，常用的氧化剂有四氧化二氮、液氧等，可燃物有肼（N₂H₄）、液氢等．
（1）K原子核外电子云有 ______ 种不同的伸展方向，电子填充了 ______ 个轨道；写出硫原子的核外电子排布式 ______ ，比较反应所涉及的原子的原子半径大小： ______ ；
（2）写出产物中含极性键的非极性分子的结构式 ______ ，产物K₂S的电子式为 ______ ；
（3）已知S和氯水反应会生成两种强酸，其离子方程式为 ______ ；
（4）以上的火箭推进剂一般含有氮元素，含氮化合物种类丰富．有一含氮化合物，具有很强的爆炸性，86g该化合物爆炸分解会生成标况下N₂67.2L和另一种气体单质H₂．写出其爆炸的化学方程式 ______ ．

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3．在一百多种化学元素中，非金属占了23种．80%的非金属元素在人类生产生活中占重要位置．如C、N、O、Si、Cl等．
（1）氯元素原子电子层上有 ______ 种能量不同的电子，最外层P电子有 ______ 种自旋方向，该元素的简单阴离子最外层核外电子排布式是 ______ ．下列事实能说明氯与氧两元素非金属性相对强弱的有 ______ ．（选填编号）
a．Cl原子最外层电子数比氧多 b．酸性：HCl＞H₂O
c．ClO₂中氯元素为+4价，氧元素为-2价 d．沸点：H₂O＞HCl
（2）由氮元素与硅元素组成的物质，可用于制造发动机的耐热部件，因为它属于 ______ 晶体．
硒是人体内最重要的微量元素之一．二氧化硒（SeO₂）是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓HNO₃或浓H₂SO₄反应生成SeO₂以回收Se．
完成下列填空：
（3）Se和浓HNO₃反应的还原产物为NO和NO₂，且NO和NO₂的物质的量之比为1：1，写出Se和浓HNO₃的反应方程式 ______ ．
（4）已知：Se+2H₂SO₄（浓）→2SO₂↑+SeO₂+2H₂O
2SO₂+SeO₂+2H₂O→Se+2SO₄^2-+4H⁺
SeO₂、H₂SO₄（浓）、SO₂的氧化性由强到弱的顺序是 ______
（5）回收得到的SeO₂的含量，可以通过下面的方法测定：
①SeO₂+KI+HNO₃→Se+I₂+KNO₃+H₂O
②I₂+2Na₂S₂O₃→Na₂S₄O₆+2NaI
（i）配平方程式①，标出电子转移的方向和数目．
（ii）实验中，准确称量SeO₂样品0.1500g，消耗了0.2000mol/L的Na₂S₂O₃溶液25.00mL，所测定的样品中SeO₂的质量分数为 ______ ．

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4． Cu₂S 可用于制防污涂料，其可由热的铜在硫蒸气或H₂S 中反应制得．
（1）铜元素在元素周期表中的位置为 ______ ，Cu⁺的核外电子排布式为 ______ ，基态铜原子核外电子共有 ______ 种运动状态．
（2）Cu₂S在一定条件下可被氧化为CuSO₄．
①在SO₄^2-中S原子的杂化轨道类型为 ______ ；SiO₄^4-、PO₄^3-与 SO₄^2-互为 ______ ；其中Si、P、S第一电离能由大到小顺序为 ______ ；
②硅酸盐与二氧化硅一样，都是以硅氧四面体作为基本结构单元，硅氧四面体可以用图1a 表示，图1中b、c 是硅氧四面体结合成环状结构的两个例子，若在环状结构中硅的原子数为n，写出环状结构中硅酸根离子的通式 ______ ．

（3）甲醇（CH₃OH）中的羟基被硫羟基取代生成甲硫醇（CH₃SH），二者部分物理性质如表：
物质熔点/℃ 沸点/℃ 水溶液
甲醇 -97 64.7 互溶
甲硫醇 -123 6.8 不溶
甲醇和甲硫醇在熔沸点和水溶性方面性质差异的原因是 ______ ．
（4）某化合物由S、Fe、Cu 三种元素组成，其晶胞结构如图2所示（1pm=10^-10cm），该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，则该晶体的密度ρ= ______ g/cm³（保留三位有效数字）．

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5．已知A、B、C、D、E、F是元素周期表中前36号元素，它们的原子序数依次增大．A的质子数、电子层数、最外层电子数均相等，B元素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的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍，E⁴⁺与氩原子的核外电子排布相同．F是第四周期d区原子序数最大的元素．请回答下列问题：
（1）写出E的价层电子排布式 ______ ．
（2）A、B、C、D电负性由大到小的顺序为 ______ （填元素符号）．
（3）F（BD）₄为无色挥发性剧毒液体，熔点-25℃，沸点43℃．不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、
苯等有机溶剂，呈四面体构型，该晶体的类型为 ______ ，F与BD之间的作用力为 ______ ．
（4）开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向．
①由A、B、E三种元素构成的某种新型储氢材料的理论结构模型如图1所示，图中虚线框内B原子的杂化轨道类型有 ______ 种；

②分子X可以通过氢键形成“笼状结构”而成为潜在的储氢材料．X一定不是 ______ （填标号）；
A．H₂O B．CH₄ C．HF D．CO（NH₂）₂
③F元素与镧（ La）元素的合金可做储氢材料，该晶体的晶胞如图2所示，晶胞中心有一个F原子，其他F原子都在晶胞面上，则该晶体的化学式为 ______ ；已知其摩尔质量为M g•mol^-1，晶胞参数为apm，用N_A表示阿伏伽德罗常数，则该晶胞的密度为 ______ g•cm^-3．

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6．化学作为一门基础自然科学，在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着重要作用．
（1）高温超导材料钇钡铜氧的化学式为YBaCu₃O₇，其中1/3的Cu以罕见的Cu³⁺形式存在．Cu在元素周期表中的位置为 ______ ，基态Cu³⁺的核外电子排布式为_ ______ ．
（2）磁性材料在生活和科学技术中应用广泛．研究表明，若构成化合物的阳离子有未成对电子时，则该化合物具有磁性．下列物质适合作录音磁带磁粉原料的为 ______ （填选项字母）．
A． V₂O₅ B．CrO₂ C．PbO D．ZnO
（3）屠呦呦因在抗疟药--青蒿素研究中的杰出贡献，成为首获科学类诺贝尔奖的中国人．青蒿素的结构简式如图l所示，其组成元素的电负性由大到小的顺序为 ______ ；碳原子的杂化方式有 ______ ．
（4）“可燃冰”因储量大、污染小被视为未来石油的替代能源，由甲烷和水形成的“可燃冰”结构如图2所示．
①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力为 ______ ．
②H₂O的VSEPR模型为 ______ ，比较键角的大小：H₂O ______ CH₄（填“＞”“＜”或“=”），原因为 ______ ．

（5）锂离子电池在便携式电子设备以及电动汽车、卫星等领域显示出广阔的应用前景，该电池负极材料为石墨，石墨为层状结构（如图3），其晶胞结构如图4所示，该晶胞中有 ______ 个碳原子．已知石墨的层间距为apm，C-C键长为b pm，阿伏伽德罗常数的值为N_A，则石墨晶体的密度为 ______ g•cm^-3（列出计算式）．

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7．钒（V ）、砷（As ）均属于元素周期表第四周期元素，但钒位于VB族，砷位于VA族，请回答下列问题．
（1）高纯度砷可用于生产 GaAs （一种新型半导体材料），镓（Ga ）与砷相比，第一电离能较大的元素是 ______ （填元素符号），GaAs 中砷的化合价为 ______ ．
（2）Na₃AsO₄中含有的化学键类型包括 ______ ；AsO₄^3-的空间构型为 ______ ，As₄O₆的分子结构如图1所示，则在该化合物中As的杂化方式是 ______ ．
（3）基态钒原子的核外电子排布式为 ______ ．
（4）已知单质钒的晶胞如图2所示，则V 原子的配位数是 ______ ，假设晶胞的边长为dcm、密度为ρg/cm³，则钒的相对原子质量为 ______ ．（设阿伏加德罗常数的值为N_A ）

（5）V₂O₅ 溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na₃VO₄），也可以得到偏钒酸钠．已知偏钒酸钠的阴离子呈如图3所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为 ______ ．

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8．海底热液研究处于当今科研的前沿．海底热液活动区域“黑烟囱”的周围常存在FeS、黄铜矿及锌矿等矿物．
（1）Fe²⁺的核外电子排布式是 ______ ．
（2）分析下表，铜的第一电离能（I₁）小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能（I₂）却大于锌的第二电离能，主要原因是 ______ ．
电离能/kJ•mol^-1 I₁ I₂
铜 746 1958
锌 906 1733
（3）下列说法正确的是 ______ ．
A．电负性：N＞O＞S＞C　　　　　　　　
B．CO₂与COS（硫化羰）互为等电子体
C．NH₃分子中氮原子采用sp³杂化
D．CO、H₂S、HCN都是极性分子
（4）CH₄与元素X的一种含氢粒子互为等电子体，元素X的这种含氢粒子的化学式是 ______ ．
（5）W的原子序数为22，它的一种氧化物晶胞结构如图所示，该氧化物的化学式为 ______ ．
（6）在浓的WCl₃的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为WCl₃•6H₂O的绿色晶体，该晶体中两种配位体的物质的量之比为1：5，则该配合物的化学式为 ______ ．

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9．芦笋中的天冬酰胺（结构如图1）和微量元素硒、铬、锰等，具有提高身体免疫力的功效．
（1）天冬酰胺所含元素中， ______ （填元素名称）元素基态原子核外未成对电子数最多，第一电离能最大的是 ______ ．
（2）天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型为 ______ ，分子中σ和π键数目之比为 ______ ．
（3）O、S、Se为同主族元素，H₂O、H₂S和H₂Se的参数对比见表．
化学式键长/nm 键角
H₂O 0.99 104.5°
H₂S 1.34 92.3°
H₂Se 1.47 91.0°
H₂S的键角大于H₂Se的原因可能为 ______ ．H₂O、H₂S、H₂Se沸点由高到低的顺序为 ______ ，酸性由强到弱的顺序为 ______ ．
（4）写出铬的基态电子排布式： ______ ．
（5）金属铬为体心立方晶体，晶胞结构如图2，则该晶胞中含有 ______ 个铬原子．若铬的密度为ρg•
cm^-3，相对原子质量为M，N_A表示阿伏加德罗常数的值，则铬原子的半径为 ______ cm．

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10．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1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2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．右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2中的冰熔化后的液态水全部形成如图3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， $%20%5Csqrt%20%7B2%7D$ =1.41， $%20%5Csqrt%20%7B3%7D$ =1.73）

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物质	熔点/℃	沸点/℃	水溶液
甲醇	-97	64.7	互溶
甲硫醇	-123	6.8	不溶

化学式	键长/nm	键角
H₂O	0.99	104.5°
H₂S	1.34	92.3°
H₂Se	1.47	91.0°

电离能/kJ•mol^-1	I₁	I₂
铜	746	1958
锌	906	1733