课时作业(三十九) 分子结构与性质
一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)
1．下列化学式对应的结构式从成键情况看不合理的是( )
2．在乙烯分子中有5个σ键和1个π键，它们分别是( )
A．sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键
B．sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键
C．C—H之间是sp2杂化轨道形成σ键，C—C之间是未杂化的2p轨道形成π键
D．C—C之间是sp2杂化轨道形成σ键，C—H之间是未杂化的2p轨道形成π键
3．下列说法中不正确的是( )
A．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强
B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键
C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键
D．N2分子中有一个σ键，两个π键
4．下表所列的是不同物质中氧氧键的键长和键能的数据，其中a和b未测出，根据一个原则可估计键能大小顺序为d>c>b>a，该原则是( )
O
O
O2
O
键长(nm)
149
128
121
112
键能(kJ/mol)
a
b
c＝494
d＝628
A.成键电子数越多，键能越大
B．成键电子数越少，键能越大
C．键长越短的键，键能越大
D．以上都不是
5．氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为( )
A．两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3中的N为sp2型杂化， 而CH4中的C是sp3型杂化
B．NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道
C．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强
D．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子
6．下列分子和离子中中心原子价层电子对几何构型为四面体且分子或离子空间构型为V形的是( )
A．NH B．PH3
C．H3O＋ D．OF2
7．下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的是( )
A．H2O B．Cl2
C．NH3 D．CCl4
8．下列有关分子结构与性质的叙述中正确的是( )
A．CS2、H2O、C2H4都是直线形分子
B．非极性键只存在于双原子的单质分子(如Cl2)中
C．CH2===CH2和CHCH分子中含有的π键个数相等
D．CH4、CCl4、SiH4都是含有极性键的非极性分子
9．已知O3分子为V形结构，关于相同条件下O3和O2在水中溶解度的比较，下列说法正确的是( )
A．O3在水中的溶解度和O2一样
B．O3在水中的溶解度比O2小
C．O3在水中的溶解度比O2大
D．无法比较
10．氨气溶于水时，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为( )
11．下列事实与氢键有关的是( )
A．水加热到很高的温度都难以分解
B．水结成冰体积膨胀
C．CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高
D．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
12．下列说法中错误的是(双选)( )
A．卤化氢中，以HF沸点最高，是由于HF分子间存在氢键
B．邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低
C．H2O的沸点比HF的沸点高，是由于水中氢键键能大
D．氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上
二、非选择题(本题包括5小题，共52分)
13．(10分)(2013·江苏赣榆质检)已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前36号元素，它们的原子序数依次增大。A原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，B原子基态时s电子数与p电子数相等，C在元素周期表的各元素中电负性最大，D的基态原子核外有6个能级且全部充满电子，E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的。
(1)基态E原子的价电子排布式为__________。
(2)AB的立体构型是__________，其中A原子的杂化轨道类型是__________。
(3)A与B互为等电子体，B的电子式可表示为__________，1 mol B中含有的π键数目为________________NA。
(4)用氢键表示式写出C的氢化物水溶液中存在的所有氢键__________。
14．(10分)氯是一种非常重要的非金属元素。
(1)氯元素的基态原子的价电子排布式是________。
(2)氯化氢的沸点远低于氟化氢，液态氟化氢的化学式有时写成(HF)n，其原因是____________________。
(3)光气(COCl2)中C原子采取________杂化成键，其碳氧原子间的共价键含有______________(填“σ”或“π”键及个数)。
(4)元素Cu的一种氯化物的晶胞结构如图所示(黑球表示铜原子，白球表示氯原子)，该氯化物的化学式为________，它可与浓氨水反应生成无色溶液，在空气中放置一段时间，最终溶液变成深蓝色，则深蓝色溶液中生成的配合物为________(填化学式)。
15．(12分)配位化合物在生产生活中有重要应用，请根据要求回答下列问题：
(1)现有Ti3＋的配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O。该配合物的配体是________，配位数是________。
(2)光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有
[Al(OH)4]－生成，则[Al(OH)4]－中存在________。
a．共价键 b．非极性键
c．配位键 d．σ键
e．π键
(3)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，已知Co3＋的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行如下实验：在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，产生白色沉淀，在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，则无明显现象，则第一种配合物的结构式为______________，第二种配合物的结构式为______________，如果在第二种配合物溶液中滴加AgNO3溶液时，产生的现象是______________。
(4)金属酞菁配合物在硅太阳能电池中有重要作用，一种金属镁酞菁配合物的结构如图所示，请在图中用箭头表示出配位键。
16．(10分)X、Y、Z、V、W为五种前四周期元素，其中X是短周期(除稀有气体外)原子半径最大的元素；Y与X同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性；Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子；V原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2；W的原子序数为29，W的离子能与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)形成配离子：
回答下列问题：
(1)W原子的核外电子排布式为__________，上述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
(2)元素X、Y、V第一电离能由大到小的顺序是__________(用元素符号表示)。
(3)Z的氢化物的空间构型是__________；该氢化物的沸点比甲烷的高，其主要原因是__________。
(4)一定压强，将HF和HCl混合气体降温时，首先液化的物质是__________。
(5)已知XeO3分子中氙原子上有1对弧对电子，则XeO3为__________分子(填“极性”或“非极性”)；XeO3分子中中心原子的杂化类型为__________；XeO3分子的空间构型为__________。
17．(10分)氨和水都是常用的试剂。请回答下列问题：
(1)氮元素基态原子的核外电子中，未成对电子数与成对电子数之比为________。
(2)NH3分子可结合一个H＋形成铵根离子(NH)。
①NH3分子中N原子的杂化类型是________。
②NH3分子中与H＋结合的过程中未发生改变的是________(填序号)。
a．微粒的空间构型
b．N原子的杂化类型
c．H—N—H的键角
(3)将氨气通入CuSO4溶液中，产生蓝色沉淀，继续通过量氨气，沉淀溶解，得到蓝色透明溶液。该过程中微粒的变化是[Cu(H2O)6]2＋―→Cu(OH)2―→
[Cu(NH3)4]2＋。[Cu(H2O)6]2＋和[Cu(NH3)4]2＋中共同含有的化学键类型是________。
(4)在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，则冰晶体中氢键的“键能”是______________kJ·mol－1(已知冰的升华热是51 kJ·mol－1，水分子间范德华力的能量为11 kJ·mol－1)；水变成冰晶体时，密度减小的主要原因是____________________。
课时作业(三十九)
1．D H、Se、N、C、Si形成的共用电子对分别是1、2、3、4、4。
2．A
3．C 从原子轨道的重叠程度看，π键轨道重叠程度比σ键重叠程度小，故π键稳定性低于σ键，A项正确；根据电子云的形状和成键时的重叠原则，两个原子形成的共价键最多只有一个σ键，可能没有π键，也可能有1个或2个π键，B、D正确；稀有气体为单原子分子，不存在化学键，故C项错误。
4．C 可以根据键长判断键能的大小。
5．C 根据价层电子对互斥理论、轨道杂化理论可知，NH3、CH4中的中心原子都采取sp3杂化形式，二者的不同在于NH3杂化后的4个轨道中有3个成键，而有1个容纳孤电子对，CH4杂化后的4个轨道全部用于成键，这样会导致二者的空间构型有所不同。
6．D 中心原子价层电子对构型为四面体，所以应该是sp3杂化，V形结构只有3个原子组成，所以答案D对；A选项三角锥形的NH3结合一个H＋变为四面体；PH3为三角锥形；C项H2O为V形，H2O结合一个H＋变为三角锥形结构。
7．D H2O分子中O—H键为极性键，两个O—H键之间的夹角约为105°，整个分子的电荷分布不对称，是极性分子；Cl2是双原子单质分子，Cl—Cl键是非极性键，是含非极性键的非极性分子；NH3分子中N—H键是极性键，分子构型是三角锥形，N原子位于顶端，电荷分布不对称，是极性分子；CCl4分子中C—Cl键是极性键，分子构型呈正四面体形，C原子位于正四面体中心，四个Cl原子分别位于正四面体的四个顶点，电荷分布对称，是非极性分子。
8．D H2O是V形分子；H2O2中氧原子间为非极性键；1个CH2===CH2分子中有1个π键，1个CH CH分子中有2个π键；CH4、CCl4、SiH4都是正四面体形分子，是含有极性键的非极性分子。
9．C O3分子为V形结构，分子结构是不对称的，O3为极性分子，而O2为非极性分子，水是极性溶剂，根据相似相溶原理，可知O3在水中的溶解度比O2大。
10．B 从氢键的成键原理上讲，A、B都成立；但从空间构型上讲，由于氨分子是三角锥形，易于提供孤对电子，所以，以B方式结合空间阻碍最小，结构最稳定；从事实上讲，依据NH3·H2O NH＋OH－，可知答案是B。
11．B 水加热到很高的温度都难以分解，是因为H—O键比较牢固，A错；CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高，是因为分子间作用力依次增大，C错；HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，是因为氢卤键键能依次减小，D错。
12．CD 本题考查了氢键对物质性质的影响以及氢键的存在。因HF存在氢键，所以沸点HF＞HBr＞HCl，A正确；邻羟基苯甲醛的分子内羟基与醛基之间存在氢键，而对羟基苯甲醛的氢键只存在于分子间，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高，B正确；据F原子半径小于O原子半径，可知(HF)n中氢键键长比水中氢键键长短，键能大，但由于一个HF分子只能与两个相邻的HF分子形成氢键，而一个H2O分子可与四个相邻的H2O分子形成氢键，故水的沸点比HF的沸点高，C项不正确；氢键有方向性，但氢键的形成不像共价键对方向的要求那么高，故X—H…Y不一定总在一条直线上，D不正确。
13．解析： A原子的核外电子排布式为1s22s22p2，为C；B原子的核外电子排布式为1s22s22p4，为O；C在周期表中电负性最大，为F，D原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，为Ca；E在同周期元素中未成对电子数最多，为Cr。(1)基态Cr原子的价电子排布式为3d54s1。(2)CO的立体构型为平面三角形，C原子的杂化类型为sp2。(3)O含10个电子，电子式为[O??O]2＋。1个叁键中含有1个σ键、2个π键，则1 mol [O??O]2＋含2 mol π键。(4)HF溶液中存在的氢键有F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O。
答案： (1)3d54s1 (2)平面三角形 sp2
(3)[O??O]2＋ 2
(4)F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O
14．解析： (1)Cl的原子核外有17个电子，价电子排布式为3s23p5。(2)HF的分子间存在氢键，沸点比HCl高。
(3)COCl2的结构式为，C的成键电子对为3，无弧电子对，为sp2杂化，碳氧之间为双键，含有1个σ键，1个π键。(4)该晶胞中铜原子的个数为4，氯原子的个数为8×＋6×＝4，故该氯化物的化学式为CuCl。深蓝色的配合物为[Cu(NH3)4]Cl2。
答案： (1)3s23p5 (2)HF分子之间存在氢键作用
(3)sp2 1个σ键，1个π键 (4)CuCl [Cu(NH3)4]Cl2
15．解析： 配合物中，内界和外界之间依靠离子键结合，可以电离；内界里面中心原子和配体之间依靠配位键结合，不能电离。(4)中的配合物里，N原子以一个单键和一个双键与其他原子结合时，则还存在一对孤对电子，以配位键与Mg2＋结合。
答案： (1)H2O、Cl－ 6 (2)acd
(3)[Co(NH3)5Br]SO4 [Co(SO4)(NH3)5]Br 淡黄色沉淀
(4)如图
16．解析： 在短周期中，除稀有气体外，X的原子半径最大，为Na；Y的最高价氧化物的水化物具有两性，为Al；Z原子的核外电子排布式为1s22s22p3，为N；V原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2，为Mg；W的原子序数为29，为Cu。(1)Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。(2)同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，但ⅡA族、VA族元素反常，故第一电离能：Mg>Al>Na。(3)NH3中N有一对弧对电子，空间构型为三角锥形。NH3分子间能形成氢键，沸点比CH4的高。(4)HF的沸点比HCl的沸点高，容易液化。(5)XeO3的成键电子对数为3，弧电子对数为1，Xe的杂化类型为sp3杂化，空间构型为三角锥形，属于极性分子。
答案： (1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 abd
(2)Mg>Al>Na (3)三角锥形 氨分子间存在氢键
(4)HF (5)极性 sp3 三角锥形
17．解析： (1)N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，未成对电子数为3，成对电子数为4。(2)①NH3分子中N的成键电子对为3，弧电子对为1，为sp3杂化。②NH3的立体结构为三角锥形，NH为正四面体形，键角也不相等，但N的杂化类型均为sp3杂化。(4)1个水分子平均形成2个氢键，冰升华时克服氢键和分子间作用力，故冰中氢键的键能为＝20 (kJ·mol－1)。氢键具有方向性，水结冰时分子间距离增大，密度减小。
答案： (1)3∶4 (2)①sp3 ②b (3)共价键、配位键
(4)20 氢键具有方向性，水结冰时分子间距离增大，密度减小
课时作业(三十八) 原子结构与性质
一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)
1．以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是( )
2．下列电子排布图所表示的元素原子中，正确的是( )
3．下列有关认识正确的是( )
A．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7
B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
C．各能层含有的能级数为n－1
D．各能层含有的电子数为2n2
4．某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则该元素在周期表中的位置为( )
A．ⅤB族 B．ⅢB族
C．Ⅷ族 D．ⅤA族
5．元素周期表可以划分为5个区，下列有关说法正确的是( )
A．s区全部是金属元素
B．p区全部是非金属元素
C．d区内元素原子的价电子排布必为(n－1)d1～10ns2
D．除ds区外，以最后填入电子的轨道能级符号作为区的符号
6．下列说法中正确的是( )
A．第三周期所含元素中钠的第一电离能最小
B．铝的第一电离能比镁的第一电离能大
C．在所有元素中，氟的第一电离能最大
D．钾的第一电离能比镁的第一电离能大
7．已知X、Y元素同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是( )
A．X与Y形成的化合物中，X可以显负价，Y显正价
B．第一电离能可能Y小于X
C．最高价含氧酸的酸性：X的弱于Y的
D．气态氢化物的稳定性：HmY小于HnX
8．X和Y是原子序数大于4的短周期元素，Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，下列说法中正确的是( )
A．X的原子半径比Y小
B．X和Y的核电荷数之差为m－n
C．电负性X>Y
D．第一电离能X9．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是( )
A．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C．2p轨道上有一个空轨道的X原子与3p轨道上有一个空轨道的Y原子
D．最外层都只有一个电子的X、Y原子
10．(2013·安徽黄山质检)现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3
④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是( )
A．第一电离能：④>③>②>①
B．原子半径：④>③>②>①
C．电负性：④>③>②>①
D．最高正化合价：④>③＝②>①
11．(2013·安徽蚌埠质检)以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A．具有下列电子排布式的原子中，①1s22s22p63s23p2
②1s22s22p3 ③1s22s22p2 ④1s22s22p63s23p4，原子半径最大的是①
B．下列原子的外围电子排布中，①3s23p1 ②3s23p2 ③3s23p3 ④3s23p4，对应的第一电离能最大的是③
C．①Na、K、Rb ②N、P、As ③O、S、Se ④Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数的增加而递增的是④
D．某元素的逐级电离能(kJ/mol)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是③
①X＋ ②X2＋ ③X3＋ ④X4＋
12．A、B、C、D四种元素，已知A元素是地壳中含量最多的元素；B元素为金属元素，它的原子核外K、L层上电子数之和等于M、N层电子数之和；C元素是第3周期第一电离能最小的元素；D元素在第3周期中第一电离能最大。下列有关叙述错误的是( )
A．四种元素A、B、C、D分别为O、Ca、Na、Ar
B．元素A、B、C两两组成的化合物可为CaO、CaO2、Na2O、Na2O2等
C．元素A、C简单离子的半径大小关系为AD．元素B、C电负性大小关系为B>C
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
13．(9分)原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据已学知识，请你回答下列问题：
(1)指出31号元素镓(Ga)在元素周期表中的位置：________周期________族。
(2)写出原子序数最小的Ⅷ族元素原子的核外电子排布式：________。
(3)写出3p轨道上只有2个未成对电子的元素的符号：__________、________。
14．(15分)现有五种元素，其中A、B、C为短周期主族元素，D、E为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C原子的第一至第四电离能分别是：I1＝738 kJ/mol
I2＝1 451 kJ/mol I3＝7 733 kJ/mol I4＝10 540 kJ/mol
D是前四周期中电负性最小的元素
E在周期表的第七列
(1)已知BA5为离子化合物，写出其电子式________________。
(2)B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有__________个方向，原子轨道呈__________形。
(3)某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布图为
该同学所画的电子排布图违背了________。
(4)E位于________族________区，价电子排布式为________。
(5)检验D元素的方法是________，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因是________________________________________________________________________。
15．(13分)已知：A～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＋的M层3d轨道电子为半充满状态。请根据以上信息，回答下列问题：
(1)A、B、C的电负性由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。
(2)D元素的原子核外共有________种不同运动状态的电子、________种不同能级的电子。
(3)写出E的基态原子的电子排布式：________。
(4)F和X(质子数为25)两元素的部分电离能数据列于下表：比较两元素的I2、I3可知，气态X2＋再失去一个电子比气态F2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是________________________________________________________________________。
元素
X
F
电离能/kJ·mol－1
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
16.(15分)有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：
元素
结构、性质等信息
A
是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂
B
B与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性
C
元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂
D
是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂
请根据表中信息填写：
(1)A原子的核外电子排布式________________。
(2)B元素在周期表中的位置________________；离子半径：
B________A(填“大于”或“小于”)。
(3)C原子的电子排布图是__________________，其原子核外有________个未成对电子，能量最高的电子为________轨道上的电子，其轨道呈______形。
(4)D原子的电子排布式为____________________，D－的结构示意图是__________。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
与D的氢化物的水化物反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
课时作业(三十八)
1．D A项只能表示最外层电子数，B项只表示核外的电子分层排布情况，C项具体到能级上的电子数，而D项包含了能层、能级、轨道以及轨道内电子的自旋方向，故该项正确。
2．D A、C项违背了能量最低原理，B项违背了洪特规则，所以A、B、C均不正确，D项正确。
3．A 各能层的能级之间存在着交错现象，B错；各能层含有的能级数为n，C错；各能层最多含有的电子数为2n2，价电子层含有的电子数不一定为2n2，D错。
4．C 由离子的电子排布式可推出原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布为3d64s2，因为共有8个价电子，所以为Ⅷ族。
5．D A项，H为非金属；B项，p区左下角元素为金属；C项，d区内Cr为3d54s1。
6．A 同周期中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的最大，故A正确，C不正确；由于Mg的外围电子排布式为3s2，而Al的外围电子排布式为3s23p1，故铝的第一电离能小于镁的；D中钾比镁更易失电子，钾的第一电离能小于镁的。
7．C 由题意，非金属性X>Y，所以最高价含氧酸的酸性：X的强于Y的。
8．D Xm＋与Yn－的核外电子排布相同，则质子数X>Y，原子半径X>Y。X比Y更易失电子，第一电离能X小于Y，电负性X小于Y。
9．C 本题考查的是核外电子排布的知识。A中1s2结构的原子为He,1s22s2结构的原子为Be，两者性质不相似；B项X原子为Mg，Y原子N层上有2个电子的有多种，如第4周期中Ca、Fe等都符合，化学性质不一定相似；C项均为ⅣA元素，同主族元素，化学性质一定相似；D项最外层只有1个电子的第ⅠA族元素可以，过渡元素中也有很多最外层只有1个电子的，故性质不一定相似。
10．A ①～④四种元素分别为S、P、N、F，第一电离能F>N、P>S，又由于第一电离能N>P，所以A项正确；原子半径N>F，故B项错误；电负性应S>P，即①>②，故C项错误；F无正化合价，N、S、P最高正化合价分别为＋5、＋6、＋5价，故应为①>③＝②，D项错误。
11．D A选项：电子层数越多，最外层电子数越少，半径越大，①正确；B选项：四种元素均为第三周期元素，由电离能的变化规律及核外电子的排布情况知③中3p能级半充满，第一电离能最大；C选项：元素的电负性可用来衡量元素的金属性和非金属性的强弱，在元素周期表中，同一周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，同一主族从上到下元素的电负性逐渐减小，故④符合；D选项：判断电离能与元素化合价的关系，关键看各级电离能之间的变化趋势，相邻两级电离能变化较大，说明再失去一个电子的难度增大，由此可判断出该离子所带的电荷数，所以X最有可能生成的阳离子是X2＋。
12．C 自然界中含量最多的元素为氧；由题意知B元素K层和L层电子数之和为10，则M层为8个，N层为2个，故B元素为钙；C是第3周期第一电离能最小的元素，为钠；第3周期中第一电离能最大的元素为氩。选项C中，A的简单离子O2－和C的简单离子Na＋具有相同的电子层结构，根据“序大径小”的规律知r(O2－) >r(Na＋)。
13．解析： (1)根据原子序数为31，写出电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，n＝4，所以为第4周期，价电子排布为4s24p1，价电子数为3，所以是ⅢA族。
(2)原子序数最小的Ⅷ族元素在第4周期，价电子数为8，为3d64s2，原子的电子排布为[Ar]3d64s2。
(3)3p轨道上有2个未成对电子，为3p2或3p4，排布为1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4,3p2、3p4时电子排布图为，均为2个未成对电子，电子数为14或16。元素符号为Si、S。
答案： (1)第4 ⅢA
(2)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 (3)Si S
14．解析： 根据提供信息，可以推断A为H，B为N，C为Mg，D为K，E为Mn。
(1)NH5的电子式为。
(2)N的基态原子中能量最高的电子为2p能级上的电子，电子云在空间有3个方向，原子轨道呈纺锤形(或哑铃形)。
(3)该同学所画的电子排布图中3s能级上的两个电子自旋方向相同，违背了泡利不相容原理。
(4)Mn的价电子排布式为3d54s2，位于第四周期ⅦB族，属于d区元素。
(5)检验钾元素可以利用焰色反应。
答案： (1) (2)3 纺锤(或哑铃)
(3)泡利不相容原理 (4)ⅦB d 3d54s2
(5)焰色反应 当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将以光的形式释放能量。
15．解析： A、C原子的L层有2个未成对电子，则A为1s22s22p2，C为1s22s22p4；A为C(碳)，C为O，A～F序数依次增大，则B为N。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，则D为Mg，E为Ca；F3＋的M层3d轨道电子为半充满状态，则F为Fe。(1)C、N、O的电负性，由小到大顺序为C(4)Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，较稳定，故再失去一个电子比Fe2＋难。
答案： (1)C(4)Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，较稳定
16．解析： 根据题中信息可推出：A为Na，B为Al，C为N，D为Cl。
(1)A为Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1或[Ne]3s1。
(2)B为Al，其在元素周期表中的位置为第3周期第ⅢA族，Na＋与Al3＋核外电子排布相同，核电荷数Al3＋大于Na＋，故r(Al3＋)(3)C为N，其电子排布图为 ，其中有3个未成对电子，能量最高的为p轨道上的电子，其轨道呈哑铃形。
(4)D为Cl，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，简化电子排布式为[Ne]3s23p5，Cl－的结构示意图为。
(5)本题考查Al(OH)3与NaOH和HCl反应的方程式，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O。
答案： (1)1s22s22p63s1或[Ne]3s1 (2)第3周期第ⅢA族 小于
(3) 3 p 哑铃
(4)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
(5)NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O
3HCl＋Al(OH)3===AlCl3＋3H2O
课时作业(四十) 晶体结构与性质
一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)
1．下列叙述正确的是( )
A．分子晶体中的每个分子内一定含有极性共价键
B．原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键
C．含有阴离子的化合物一定含有阳离子
D．金属晶体的熔点和沸点都很高
2．下列物质形成的晶体中，其中任何一个原子都被相邻的四个原子包围，以共价键形成正四面体，并向空间伸展成网状结构的是( )
A．四氯化碳 B．石墨
C．金刚石 D．二氧化硅
3．有下列离子晶体空间结构示意图：?为阳离子，?为阴离子。以M代表阳离子，N代表阴离子，化学式为MN2的晶体结构为( )
4．为缓解旱情，有关部门需要选择适宜的条件和方法，向大气中发射催雨剂，其主要成分是干冰(固态CO2)、液氮、碘化银等。下列有关叙述不正确的是( )
A．干冰和液氮都是由分子构成的晶体
B．干冰和液氮的分子间都存在共价键
C．干冰和液氮催雨的原理都属于物理变化
D．碘化银粒在冷云中产生冰晶，起到催雨作用
5．下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是( )
A．NH3、HD、C10H8 B．PCl3、CO2、H2SO4
C．SO2、SiO2、P2O5 D．CCl4、Na2S、H2O2
6．下列物质发生变化时，所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是( )
A．液溴和苯分别受热变为气体
B．干冰和氯化铵分别受热变为气体
C．二氧化硅和铁分别受热熔化
D．食盐和葡萄糖分别溶解在水中
7．在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是( )
A．熔点：CO2>KCl>SiO2
B．水溶性：HCl>H2S>SO2
C．沸点：乙烷>戊烷>丁烷
D．热稳定性：HF>H2O>NH3
8．下列数据是对应物质的熔点(℃)，据此做出的下列判断中错误的是( )
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
920
801
1 291
190
BCl3
Al2O3
CO2
SiO2
－107
2 073
－57
1 723
A.铝的化合物形成的晶体中有的是离子晶体
B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体
C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
9．下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是( )
A．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子
B．最小的环上，Si和O原子数之比为1∶2
C．最小的环上，有6个Si原子和6个O原子
D．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角
10.
高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价。如右图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是( )
A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和4个O
B．晶体中每个K＋周围有8个O，每个O周围有8个K＋
C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个
D．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有6个
11．右图为某晶体的一个晶胞。该晶体由A、B、C三种基本粒子组成。试根据图示判断，该晶体的化学式是( )
A．A6B8C B．A2B4C
C．A3BC D．A3B4C
12.
食盐晶体是由钠离子(右图中的“?”)和氯离子(右图中的“?”)组成的，且均为等距离的交错排列。已知食盐的密度是2.2 g·cm－3，阿伏加德罗常数6.02×1023 mol－1。在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离最接近于( )
A．3.0×10－8 cm B．3.5×10－8 cm
C．4.0×10－8 cm D．5.0×10－8 cm
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
13．(14分)下列10种物质：①干冰；②白磷；③金刚石；
④甲烷；⑤晶体硅；⑥过氧化钠；⑦二氧化硅；⑧镁；
⑨氟化铵；⑩C60。用数字编号回答下列问题：
(1)固态时属于分子晶体的是________。
(2)属于分子晶体，且分子为正四面体结构的是________。
(3)通过共价键形成原子晶体的是________。
(4)含有非极性键的离子化合物是________。
(5)由极性键结合而成的非极性分子是________。
(6)属于金属晶体的是________。
(7)既有离子键又有极性共价键和配位键的是______________。
14．(12分)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轨道全充满；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离子数之比为2∶1。
(1)A单质、B单质、化合物R的熔点大小顺序为下列的________(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固态时的晶体类型为________。
(3)写出D原子的核外电子排布式 __________，C的氢化物容易液化的原因是______________。
(4)D和Fe形成一种黄色晶体FeD2，FeD2晶体中阴、阳离子数之比为__________，FeD2中含有的化学键类型为__________。
15．(12分)冰晶石又名六氟合铝酸钠或氟化铝钠，为白色细小的结晶体。工业上制取冰晶石(Na3AlF6)的化学方程式为2Al(OH)3＋12HF＋3A===2Na3AlF6＋3CO2↑＋9H2O。
请回答下列问题：
(1)反应物A属于____________晶体。
(2)生成物中属于极性分子的是____________(写分子式)，该分子的中心原子的杂化轨道类型为____________，该分子的空间构型为____________。
(3)反应物中有两种元素在元素周期表中的位置相邻，请用一个化学方程式表示二者电负性的大小：____________。
(4)Al单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞结构如图乙所示，原子之间位置关系的平面图如图丙所示。
已知Al的原子半径为d，NA代表阿伏加德罗常数，Al的相对原子质量为M，则晶胞中Al原子的配位数为____________，一个晶胞中Al原子的数目为____________；该晶体的密度为____________(用字母表示)。
16．(14分)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X是有机物的主要组成元素，X的一种1∶1型气态氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素，Z的核电荷数小于28，且次外层有2个未成对电子。
(1)X在该氢化物中以________方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该________(填“高于”或“低于”)X氢化物的熔点。
(2)Y在周期表中位于________；Z4＋的核外电子排布为________。
(3)工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M(M可看做一种含氧酸盐)。经X射线分析，M晶体的最小重复单元为正方体(如下图)，边长为4.03×10－10 m，顶点位置为Z4＋，体心位置为Ba2＋所占，所有棱心位置为O2－所占。
①制备M的化学反应方程式是____________________________(Z用元素符号表示)。
②在M晶体中，Ba2＋的氧配位数(Ba2＋周围等距离且最近的O2－的数目)为________。
③晶体M密度的计算式为ρ＝________(Z的相对原子质量为48)。
课时作业(四十)
1．C 分子晶体中每个分子内不一定含有极性共价键，例如O2中只含非极性共价键，A错；原子晶体中的相邻原子间可能存在极性共价键，例如SiO2中Si和O之间为极性键，B错；金属晶体的熔点范围较广，例如汞常温下为液体，熔沸点较低，D错。
2．C 这种晶体应是原子晶体，二氧化硅中一个氧原子与两个硅原子直接相连，不符合题意。
3．B B项中?个数为4×＝，?个数为1，阳离子、阴离子个数比为1∶2，化学式为MN2。
4．B 干冰和液氮分子间没有化学键，只存在分子间作用力。
5．B A中HD是单质，不是化合物；C中SiO2为原子晶体，不是分子晶体；D中Na2S是离子晶体，不是分子晶体。
6．A 本题考查的是晶体结构。晶体类型相同的物质在发生状态变化时所克服的粒子间作用属于同种类型，否则就不属于同种类型，A中溴和苯都是分子晶体，所克服的都是分子间作用力；B中干冰属于分子晶体，需克服分子间作用力，而NH4Cl属于离子晶体，需克服离子键和共价键；C中SiO2是原子晶体，需克服共价键，铁属于金属晶体，需克服金属键；D中食盐属于离子晶体，需克服离子键，葡萄糖属于分子晶体，需克服分子间作用力。
7．D 选项A，SiO2是原子晶体，熔点最高；选项B，HCl、SO2、H2S分子中键的极性依次减弱，在极性溶剂H2O中的溶解性也依次减小；选项C，戊烷的相对分子质量最大，其沸点最高；选项D，元素非金属性越强，其氢化物越稳定，正确。
8．B 从表中各物质的熔点可以看出，Na2O、NaCl、AlF3、Al2O3是离子晶体，SiO2是原子晶体，AlCl3、BCl3、CO2形成的晶体是分子晶体。
9．C SiO2的晶体结构与金刚石的晶体结构相似，相当于把金刚石中的碳原子，换成硅原子，然后在两个硅原子中间插入一个氧原子，金刚石的晶体结构中每个最小的环上是6个碳原子，所以SiO2晶体中最小的环上应有6个硅原子和6个氧原子。
10．A 由题中的晶胞结构知：有8个K＋位于顶点，6个K＋位于面心，则晶胞中含有的K＋数为＋＝4(个)；有12个O位于棱上，1个O处于中心，则晶胞中含有O数为：12×＋1＝4(个)，所以超氧化钾的化学式为KO2；晶体中每个K＋周围有6个O，每个O周围有6个K＋，晶体中与每个K＋距离最近的K＋有12个。
11．C 由均摊法可知：晶胞中A为6×＝3；B为8×＝1；C为1，故其化学式为A3BC，所以C正确。
12．C
从NaCl晶体结构模型中分割出一个小立方体，如右图所示，a表示其边长，d表示两个Na＋中心间的距离。每个小立方体含Na＋：×4＝，含Cl－：×4＝，即每个小立方体含Na＋—Cl－对个。
即：ρ＝＝×＝2.2 g·cm－3
解得a＝2.81×10－8 cm，又因为d＝a，故食盐晶体中两个距离最近的Na＋中心间的距离为d＝×2.81×10－8 cm＝4.0×10－8 cm。
13．答案： (1)①②④⑩ (2)②④ (3)③⑤⑦ (4)⑥
(5)①④ (6)⑧ (7)⑨
14．解析： A是钠，B是氯，C是氮，D是硫，R是Na2S。在FeS2晶体中，存在Fe2＋和S两种离子，S的结构与Na2O2中的O结构类似。
答案： (1)② (2)分子晶体
(3)1s22s22p63s23p4 NH3分子之间能形成氢键
(4)1∶1 离子键、共价键
15．解析： (1)结合原子守恒可得，A为Na2CO3，其属于离子晶体。
(2)生成物中属于极性分子的是H2O，其中心原子氧原子采取sp3杂化。
(3)反应物中在元素周期表中相邻的元素为F和O。
(4)根据Al单质的晶体中原子的堆积方式图可知，与1个Al原子距离最近且相等的铝原子的个数为12，所以晶胞中Al原子的配位数为12；1个晶胞中Al原子的数目为8×＋6×＝4；设立方体边长为a，结合题中图丙可知4d＝a，所以该晶体的密度为＝。
答案： (1)离子 (2)H2O sp3杂化 V形
(3)2F2＋2H2O===4HF＋O2 (4)12 4
16．解析： 有机物的主要组成元素X为碳元素，Z元素次外层有两个未成对电子且原子序数小于28，只能为过渡元素钛。根据三种元素原子序数之和为48，可推知Y为20号元素钙。(1)X的该氢化物为乙炔，乙炔为直线形分子，碳原子以sp方式杂化。碳化钙是离子化合物，熔点高于碳的氢化物。(2)钙元素在周期表中位于第四周期第ⅡA族。Ti4＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6。(3)①用均摊法可以推出M的化学式为BaTiO3，写出化学方程式：TiO2＋BaCO3BaTiO3＋CO2↑。②与钡离子紧邻等距的氧离子位于每条棱上，共有12个。③1 mol该化合物的体积为＝(4.03×10－10)3，整理得ρ＝。
答案： (1)sp 高于
(2)第四周期第ⅡA族 1s22s22p63s23p6
(3)①TiO2＋BaCO3BaTiO3＋CO2↑
②12 ③
