专题4分子空间结构与物质性质测试题（含解析）高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修2

专题4《分子空间结构与物质性质》测试题
一、单选题
1．下列说法中正确的是
A．Br-的简化电子排布式：[Ar]4s24p6
B．在元素周期表中：s区、d区和ds区的元素都是金属元素
C．CO2、HClO、HCHO分子中：一定既有σ键又有π 键
D．乙烯分子中：碳原子的sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的p轨道形成π键
2．化学工业为新冠疫情防控提供了强有力的物质支撑。科学家利用原子序数依次增大的四种短周期元素X、Y、Z和W“组合”成一种高效、贮运稳定的消毒漂白剂，其分子结构示意如图所示，W原子的L层电子数比Z原子的L层电子数多2个。下列说法不正确的是
A．简单离子半径：Y＞Z
B．W和Y的氧化物对应的水化物均为强酸
C．简单氢化物的沸点：X＜Y
D．可用Y的简单氢化物检验输送W单质的管道是否泄漏
3．已知晶体的部分结构如图：
下列说法错误的是
A．非金属元素的电负性：
B．该结构中存在的化学键有离子键、共价键和氢键
C．该结构中S的杂化类型为
D．基态原子的价层电子排布式为
4．联氨可用于处理锅炉水中的溶解氧，防止锅炉被腐蚀，其中一种反应机理如图所示。下列叙述正确的是
A．分子中键与键的数目之比为5∶1
B．可处理水中
C．含铜的氧化物中，比稳定
D．③中发生的反应为
5．主族元素X、Y、Z、Q、M的原子序数依次增大且均不大于20，元素Z和Q同族。元素M的化合物M+[Q－X≡Y]-为实验室中常用于检验Fe3+试剂，下列说法中错误的是
A．Q与M的简单离子半径，前者大于后者
B．YH3与XH4键角，前者小于后者
C．1molFe(QXY)3中σ键为9mol
D．Y、Z两元素基态原子核外电子的空间运动状态不同
6．近年来，研究发现乳酸薄荷醇酯在临床医学方面有多种用途，乳酸薄荷醇酯的结构如图，下列有关乳酸薄荷醇酯的说法正确的是
A．最多能与反应 B．分子中含有5个手性碳原子
C．分子中含有4个甲基 D．不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
7．我国科学家用如图所示大阴离子的盐作水系锌离子电池的电解质溶液，显示了优良的循环性能。X、Y、Z、W均为短周期元素且原子序数依次增大，其中X、Y、Z位于同一周期，Y、W核外最外层电子数相等。下列叙述正确的是

A．简单离子半径大小顺序为W>Y>Z
B．离子的空间结构为平面三角形
C．Y的简单氢化物的沸点低于W的简单氢化物的沸点
D．XZ4分子是极性分子
8．B和Al为同族元素，下列说法错误的是
A．和都可以与形成配位键
B．为三元酸，呈两性
C．共价键的方向性使晶体B有脆性，原子层的相对滑动使金属Al有延展性
D．B和Al分别与N形成的共价晶体，均具有较高硬度和熔点
9．下列离子方程式中，正确的是
A．金属钠投入水中：Na+H2O=Na++OH-+H2↑
B．铁氰化钾溶液检验亚铁离子时生成了蓝色沉淀：3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓
C．等体积等物质的量浓度的NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合：+OH-=NH3·H2O
D．KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应制备高铁酸钾：3ClO-+2Fe(OH)3=2+3Cl-+4H++H2O
10．与溶液发生的反应为。下列说法正确的是
A．为极性分子
B．第一电离能：
C．的空间构型是三角锥形
D．中中心原子的杂化方式为
11．三元催化器是汽车排气系统中重要的净化装置，可同时将碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物转化为无害物质，其工作原理如图。下列说法错误的是
A．N2分子中有1个σ键和2个π键 B．CO2的电子式为
C．H2O是非极性分子 D．中子数为8的碳原子可表示为C
12．元素H、C、O、N可组成多种杂环化合物，例如 、 ，下列说法错误的是
A．第一电离能：HB． 中，N为sp3杂化
C． 、 都难溶于水
D． 、 ，含有π键数目相同
13．化学键是高中化学中非常重要的一个概念，它与物质变化过程中的能量变化息息相关，下列说法正确的有个
①化学键是相邻原子间强烈的相互吸引力
②是一种非常稳定的化合物，这是因为分子间存在氢键
③中既存在离子键又存在共价键
④速滑馆“冰丝带”用干冰作为制冷剂，干冰升华过程中破坏了共价键
⑤物理变化也可以有化学键的破坏
⑥化学变化中一定有化学键的断裂和形成，所以一定伴随能量的变化
⑦、熔点后者高，是因为前者克服分子间作用力而后者熔化破坏共价键
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
14．下列说法中正确的是
A．价层电子排布为的原子位于第四周期第ⅠA族，属于s区元素
B．为极性分子，为非极性分子
C．分子中含有2个手性碳原子
D．和的中心原子均为杂化，分子呈正四面体形，呈三角锥形
二、填空题
15．第四周期的Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等许多金属能形成配合物，单质铁、砷及它们的化合物广泛应用于超导体材料等领域，请回答下列问题：
（1）Fe2+的核外电子排布式为_________________。
（2）NH3是一种很好的配体，NH3的沸点______(填“高于”“等于”或“低于”)AsH3。
（3）科学家通过X射线测得胆矾结构示意图可简单表示如下，图中虚线表示的作用力为________________。
（4）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，呈正四面体构型。Ni(CO)4易溶于________(填标号)。
A．水　　B．四氯化碳 C．苯 D．硫酸镍溶液
（5）As 的卤化物的熔点如下：
AsCl3 AsBr3 AsI3
熔点/K 256.8 304 413
表中卤化物熔点差异的原因是________________。
（6）向FeCl3溶液中滴入EDTA试剂可得配合物A,其结构如图所示，图中M代表Fe3+，则Fe3+与氮原子之间形成的化学键是_________，Fe3+的配位数为_________。
16．白铜是以镍为主要添加元素的铜基合金，呈银白色，有金属光泽，故名白铜。云南镍白铜(铜镍合金)文明中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：
(1)的核外电子排布式为_______，3d能级上的未成对的电子数为_______。
(2)硫酸镍溶于氨水形成蓝色的溶液。
①在中与之间形成的化学键称为_______，提供孤电子对的成键原子是_______(用元素符表示)。
②氨极易溶于，除因为它们都是极性分子外，还因为_______。
(3)单质铜及镍都是由_______键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别为：，，的原因是_______。
17．配位键
(1)概念：由一个原子单方面提供_____________，而另一个原子提供_____________而形成的化学键，即“电子对给予—接受”键。
(2)表示方法：配位键常用A—B表示，其中A是_____________孤电子对的原子，叫给予体，B是接受孤电子对的原子，叫_____________。
如：H3O＋的结构式为；NH的结构式为。
(3)形成条件：形成配位键的一方(如A)是能够提供_____________的原子，另一方(如B)是具有能够接受孤电子对的空轨道的原子。
18．价层电子对数的确定
(1)σ键电子对数可由___确定，即中心原子形成几个σ键，就有几对σ键电子对。
(2)中心原子上的孤电子对数，确定方法如下：
中心原子上的孤电子对数=___。
①a为___。
对主族元素：a=___。
对于阳离子：a=___。
对于阴离子：a=____。
②x为___。
③b为与中心原子结合的原子___。
19．回答下列问题：
(1)两种物质的相关数据如下表：
物质
相对分子质量 32 60
沸点/℃ 113.5 63.9
的相对分子质量比大，但其沸点反而比的低，主要原因是_______。
(2)四种晶体的熔点数据如下表：
物质
熔点/℃ 2700 2173 -107 -127
的熔点高于和的原因是_______。
20．2022年以来，全球化石能源价格一路飙升，对全球经济复苏产生巨大影响。氢能源是一种不依赖化石燃料的储量丰富的清洁能源。
(1)电解水产氢是目前较为理想的制氢技术，这项技术的广泛应用一直被高价的贵金属催化剂所制约。我国科学家开发了一种负载氧化镍纳米晶粒的聚合物氮化碳二维纳米材料，大幅提高了催化效率。
①基态Ni原子的价电子排布式为_______，该元素在元素周期表中的位置是_______。
②C、N、O的电负性的由大到小的顺序是_______。
③为寻找更多的金属催化剂，科学家从众多金属元素中选取Co、Fe、Cu进行了相关研究，并取得了成功。选取这三种金属进行相关研究的原因可能是_______。
(2)开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。氨硼烷()是一种潜在的储氢材料，可由(俗称无机苯，结构为平面六元环状，如图所示：)通过如下反应制得：。
①请解释、、的键角大小顺序_______。
②中B、N原子的杂化轨道类型分别为_______。
21．按要求回答问题
(1)1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为_______NA。
(2)CS2分子中，共价键的类型有_______。
(3)下列物质中：①MgCl2；②Na2O2； ③CS2 ；④NaOH； ⑤H2，只存在极性键的是_______(填序号，下同)，只存在非极性键的是_______，只存在离子键的是_______，既存在离子键又存在极性共价键的是_______，既存在离子键又存在非极性共价键的是_______。
22．数十亿年来，随着地球上物质的不断变化，大气的成分也发生着很大的变化。
表中是原始大气和目前空气的主要成分：
目前空气的成分 、、、、、等
原始大气的主要成分 、、、等
用表中所涉及物质按要求回答下列问题。
(1)含有10个电子的分子有__________________。
(2)由极性键构成的非极性分子有__________________。
(3)沸点最高的物质是__________________。
(4)不含孤电子对的氢化物分子有__________________，它的空间结构为__________________。
(5)极易溶于水且水溶液呈碱性的物质是_________。
(6)的结构可表示为，与结构最相似的分子是_________。二者分子的极性_________(填“相同”或“不相同”)。
(7)写出与反应的离子方程式：________；能与形成配位键的分子还有______。
23．2022年9月，中国科学家首次在嫦娥五号带回的月壤中发现新矿物，并命名为“嫦娥石”。“嫦娥石”属于陨磷钠镁钙石族，其中一种物质的化学式为。请回答下列问题：
(1)钠在火焰上灼烧的黄光是一种_______(填字母)。
a．吸收光谱 b．发射光谱
(2)某同学把O原子价电子的轨道表示式写成了以下形式： ，这种写法违背了_______。
(3)P原子最高能级电子的电子云轮廓形状为_______，其价电子排布式为_______，电负性P_______O(填“＞”或“＜”)。
(4)PCl3分子空间结构为_______，PCl3与Cl2反应生成PCl5，PCl5结构为 ，PCl5是_______分子(填“极性”或“非极性”)，其中P原子的杂化类型是_______(填字母序号)。
a．sp b．sp2 c．sp3 d．sp3d
24．1911年，科学家发现汞在4.2K以下时电阻突然趋近于零——即低温超导性。1986年，科学家又发现了Nb3Ge在23K下具有超导性。1987年2月，赵忠贤及合作者独立发现了在液氮温区(沸点77 K)的高温超导体，其晶胞如图所示，元素组成为Ba-Y-Cu-O(临界温度93 K)，推动了国际高温超导研究。赵忠贤院士获得2016年度国家最高科学技术奖。
回答下列问题：
（1）铌Nb位于第五周期，Nb的外围电子排布式为4d45s1，Nb位于_______族
（2）下列关于Ge元素叙述正确的是______(从下列选项中选择)
A．Ge晶体属于准金属，且为共价晶体 B．Ge属于p区的过渡金属
C．Ge的第一电离能比As、Se均要小 D．Ge的电负性比C大
（3）Ge(CH3)2Cl2分子的中心原子Ge的杂化方式是______________
（4）NH3也常作制冷剂，其键角_______(填“大于”或“小于”)109°28′，NH3的沸点(239.6 K)高于N2沸点的主要原因是___________________________
（5）图示材料的理想化学式(无空位时)为___________________，若Y(钇)元素的化合价为+3，则Cu的平均化合价为_______
（6）金属铜属于面心立方最密堆积，其晶胞中Cu原子的最近距离为a cm，金属铜的晶体密度为ρ g/cm3，阿伏伽德罗常数为NA，则铜的相对原子质量为________ (只含一个系数，用a、ρ、NA表示)。
参考答案：
1．D
【详解】A． Br是35号元素，根据构造原理知，Br-的简化电子排布式为：[Ar]3d104s24p6，故A错误；
B． s区元素为第IA族、第ⅡA族元素，其中H元素不是金属元素，故B错误；
C． 共价单键为σ键，双键中有一根是σ键，另一根是π 键，CO2的结构式为O=C=O，故其既有σ键又有π 键，HClO的结构式为H-O-Cl，故其只含有σ键，HCHO的结构式为，故其既有σ键又有π 键，故C错误；
D． 乙烯分子中碳原子采取sp2杂化，每个碳原子有3个sp2杂化轨道，形成3个σ键，未杂化的p轨道形成π键，故D正确；
故选D。
2．B
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，由分子结构可知，W能形成一个共价键，W最外层有7个电子；Z能形成两个共价键，Z最外层有6个电子；X能形成4个共价键，X最外层有4个电子；Y能形成3个共价键，Y最外层有5个电子；而W原子的L层电子数比Z原子的L层电子数多2个，则W为Cl、Z为O、Y为N、X为C。
【详解】A．氮离子半径比氧离子半径大，A正确；
B．Cl的氧化物对应的水化物可以为HClO，为弱酸，N的氧化物对应的水化物可以为HNO2，为弱酸，B错误；
C．甲烷的沸点比氨气小，因为氨分子间存在氢键，C正确；
D．可用氨气检验输送氯气的管道是否泄漏，D正确；
答案选B。
3．B
【详解】A．晶体中的非金属为O、S、H，同主族从上到下电负性减弱，即O的电负性强于S，S的电负性强于H，因此非金属元素的电负性：O＞S＞H，故A说法正确；
B．氢键不是化学键，故B说法错误；
C．SO中有4个σ键，孤电子对数为=0，S的杂化类型为sp3，故C说法正确；
D．Cu为第四周期IB族，属于过渡元素，Cu的价层电子包括最外层和次外层d能级，基态Cu原子的价层电子排布式为，故D说法正确；
答案为B。
4．D
【详解】A．分子的结构式为，全是单键，只含键，故A错误；
B．1molN2H4失电子转化为N2，转移4mol电子，1molO2得4mol电子，可处理水中1molO2，故B错误；
C．含铜的氧化物中，的价电子排布为3d9，的价电子排布为3d10，比稳定，故C错误；
D．③中发被氧气氧化为，根据电子守恒、元素守恒，反应方程式为为，故D正确；
选D。
5．D
【分析】M+[Q-X≡Y]-为实验室中常用于检验Fe3+试剂，应为KSCN，所以M为K元素，Z和Q同主族，则Q应为第三周期元素，所以为S元素，则Z为O元素，X为C元素，Y为N元素。
【详解】A．S2-和K+核外电子层结构相同，但S2-核电荷数更小，所以半径更大，A正确；
B．NH3和CH4分子中心原子的杂化方式均为sp3，但N原子价层有一对孤对电子，所以键角更小，B正确；
C．Fe(SCN)3中S-C键为σ键，C≡N键中有一个σ键，Fe3+与SCN-之间的配位键也为σ键，所以1molFe(SCN)3中σ键为[3+3×(1+1)]mol=9mol，C正确；
D．Y为N元素，Z为O元素，基态N原子的核外电子排布式为：1s22s22p3，共有5个原子轨道，故基态N原子的核外电子有5种不同的空间运动状态，基态O原子的核外电子排布式为：1s22s22p4，共有5个原子轨道，故基态O原子的核外电子有5种不同的空间运动状态，故D错误；
故选D。
6．C
【详解】A．该分子的结构简式为：，分子中只有酯基能与氢氧化钠反应，故1mol乳酸薄荷醇酯最多能与反应，选项A错误；
B．将连有四个不同的原子或原子团的碳原子称为手性碳原子，如图所示，，可知分子中含有4个手性碳原子，选项B错误；
C．该分子的结构简式为：，可知分子中含有4个甲基，选项C正确；
D．分子中含有羟基，能够被酸性高锰酸钾溶液氧化，所以能使酸性高锰酸钾溶液褪色，选项D错误；
答案选C。
7．A
【分析】根据图示，X形成4个单键，可能是第IVA族元素C或Si；Z形成一个单键，可能是H元素或第VIIA族元素F或Cl； 3个Y有2个形成一个双键，另一个形成一个单键同时得到一个电子使整个原子团带一个单位的负电荷，则Y是第VIA族的O元素，Y、W的核外最外层电子数相等，则W为与O元素同主族S元素，X、Y、Z位于同一周期，X、Y、Z、W均为短周期元素且原子序数依次增大，则X、Y、Z、W分别是C、O、F、S四种元素。
【详解】A．S2-比O2-多一个电子层，硫离子的半径大于氧离子半径，O2-与F-是核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，半径越小，氧离子的半径大于氟离子的半径，则离子半径S2-> O2->F-，故A正确；
B．离子中S原子价电子对数为4，有1个孤电子对，空间结构为三角锥形，故B错误；
C．H2O、H2S，均为分子晶体，且结构相似，H2O分子间存在氢键，沸点H2O>H2S，故C错误；
D．CF4为正四面体形分子，结构对称，是非极性分子，故D错误；
选A。
8．B
【详解】A．和中B和Al均有空轨道，有孤电子，因此和都可以与形成配位键，A正确；
B．为一元弱酸，为两性氢氧化物，具有两性，B错误；
C．晶体B为共价晶体，共价键的方向性使晶体B有脆性，Al为金属晶体，原子层的相对滑动使金属Al有延展性，C正确；
D．B和Al分别与N通过共价键形成共价晶体，共价晶体具有较高硬度和熔点，D正确；
答案选B。
9．B
【详解】A． 金属钠投入水中：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑，故A错误；
B． 铁氰化钾溶液检验亚铁离子时生成了蓝色沉淀：3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓，故B正确；
C． 等体积等物质的量浓度的NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合，NaOH先与氢离子反应：H++OH-=H2O，故C错误；
D． KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应制备高铁酸钾：3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2+3Cl-+5H2O，故D错误；
故选B。
10．D
【详解】A．空间结构是平面三角形，为非极性分子，A错误；
B．氟原子的第一电离在主族元素中最大，氮原子第一电离能大于氧原子，所以第一电离能：，B错误；
C．中心原子的价层电子对数是3，空间构型是平面三角形，C错误；
D．中中心原子价层有4对电子对，其杂化方式为，D正确；
故选D。
11．C
【详解】A．N2分子中2个N原子通过三个共价键结合，结构式是N≡N，在这三个共价键中，其中有1个是σ键，2个是π键，A正确；
B．CO2分子中C原子与2个O原子形成4对共用电子对，使分子中各原子都达到最外层8个电子的稳定结构，其电子式为：，B正确；
C．H2O分子中中心O原子价层电子对数为2+=4，O原子采用sp3杂化，O原子上含有2对孤电子对，所以H2O分子是V形分子，由于分子中正负电荷重心不重合，因此H2O是极性分子，C错误；
D．中子数为8的碳原子的质量数是6+8=14，根据在原子表示中，元素符号左下角为质子数，左上角为质量数，可知该原子可表示为：C，D正确；
故合理选项是C。
12．C
【详解】A．同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，则第一电离能HB．中原子形成三个σ键，孤电子对数为1，采用sp3杂化，故B正确；
C． 能形成氢键，具有亲水性，故C错误；
D．单键均为键，双键中有一个键和一个键， 和 都有两个双键，所以键数目相同，故 D正确；
答案选C。
13．C
【详解】①化学键是相邻的两个或多个原子之间的强烈的相互作用，这种相互作用既包括吸引力也包括排斥力，故①错误；
②是一种非常稳定的化合物，这是因为H-F的共价键键能较大，而不是分子间存在氢键，故②错误；
③NH4Cl中铵根离子和Cl-之间以离子键结合，铵根离子中含有共价键，故③正确；
④干冰属于分子晶体，升华破坏了分子间作用力，故④错误；
⑤物理变化中可能有化学键的断裂，如NaCl溶液水发生电离，离子键被破坏，故⑤正确；
⑥化学反应过程是旧键的断裂与新键的形成过程，化学反应过程中一定有化学键的断裂和形成，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，因此化学变化所以一定伴随能量的变化，故⑥正确；
⑦为分子晶体、为共价晶体，熔点后者高，是因为前者克服分子间作用力而后者熔化破坏共价键，故⑦正确；
综上所述，说法正确的是③⑤⑥⑦；
故选C。
14．D
【详解】A．价电子排布为3d104s1的元素属于副族元素，位于第四周期第ⅠB族，是ds区元素，故A错误；
B．O3和SO2是等电子体，SO2分子为V型分子，正、负电荷中心不重合，是极性分子，等电子体的结构相似，O3是极性分子，故B错误；
C．手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子，该分子中只有连接甲基的碳为手性碳，即只有1个，故C错误；
D．SiF4中Si原子价层电子对数=4+=4且Si原子不含孤电子对，中S原子价层电子对数=3+=4且S原子含有一个孤电子对，Si、S原子都采用sp3杂化，前者为正四面体形，后者为三角锥形，故D正确；
故选：D。
15． [Ar]3d6 高于 氢键、配位键 BC 对于组成和结构相似物质，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，熔点逐渐升高 配位键 6
【详解】(1). Fe是26号元素，失去2个电子生成Fe2+，Fe2+的核外电子排布式为：[Ar]3d6，故答案为[Ar]3d6；
(2). NH3分子之间存在氢键，AsH3分子之间存在范德华力，氢键的作用强于范德华力，所以NH3的沸点高于AsH3，故答案为高于；
(3). 据图可知，图中虚线表示的作用力有铜离子和O原子之间的配位键、氢原子和另一分子中的氧原子之间的氢键，故答案为氢键、配位键；
(4). 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，Ni(CO)4是液态挥发性物质，所以其熔点较低，为分子晶体，Ni(CO)4呈正四面体构型，是对称结构，所以是非极性物质，根据相似相溶原理可知，Ni(CO)4易溶于非极性溶剂，苯、四氯化碳是非极性物质，所以Ni(CO)4易溶于苯、四氯化碳，故答案为：BC；
(5). As的三种卤化物为组成和结构相似的分子晶体，对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高，故答案为对于组成和结构相似物质，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，熔点逐渐升高；
(6). 据图可知，Fe3+提供空轨道，N原子提供孤电子对，Fe3+与氮原子之间形成的化学键是配位键，Fe3+的配位数为6，故答案为配位键；6。
16．(1) 或 2
(2) 配位键 N 氨分子与水分子之间能形成氢键
(3) 金属 的核外电子排布3d轨道处于全充满的稳定状态，再失去第二个电子更难，而镍失去的是4s轨道上的电子，所以元素铜的第二电离能高于镍
【详解】（1）Ni元素原子核外电子数为28，失去2个电子形成Ni2+，故Ni2+的核外电子排布式为或，其3d能级上的未成对的电子数为2；
（2）①在中， Ni2+提供空轨道，NH3中N原子含有孤电子对，二者之间形成配位键；
②氨极易溶于水，除因为它们都是极性分子外，还因为NH3与H2O之间可形成分子间氢键；
（3）单质铜及镍都是金属单质，由金属阳离子与自由电子之间以金属键结合形成金属晶体；
元素铜与镍的第二电离能分别为：，，这是由于Cu+电子排布呈半充满状态，比较稳定，失电子需要能量高，第二电离能数值大，故答案为：的核外电子排布3d轨道处于全充满的稳定状态，再失去第二个电子更难，而镍失去的是4s轨道上的电子，所以元素铜的第二电离能高于镍。
17． 孤电子对 空轨道 提供 接受体 孤电子对
【解析】略
18．(1)分子式
(2) (a-xb) 中心原子的价电子数 原子的最外层电子数 中心原子的价电子数-离子的电荷数 中心原子的价电子数+离子的电荷数(绝对值) 与中心原子结合的原子数 最多能接受的电子数
【详解】（1）σ键电子对数可由分子式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几对σ键电子对。
（2）中心原子上的孤电子对数，确定方法如下：中心原子上的孤电子对数=(a-xb)。①a为中心原子的价电子数。对主族元素：a=原子的最外层电子数。对于阳离子：a=中心原子的价电子数-离子的电荷数。对于阴离子：a=中心原子的价电子数+离子的电荷数(绝对值)。②x为与中心原子结合的原子数。③b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。
19．(1)两者均可形成氢键，分子间形成氢键数目更多
(2)为原子晶体，为分子晶体，共价键强于分子间作用力；与均为原子晶体，硼原子半径小于硅原子，故键键能大于键
【解析】(1)
、均可形成分子间氢键，分子间形成氢键数目更多，所以的沸点更高；
(2)
为原子晶体，为分子晶体，共价键强于分子间作用力，熔点>；与均为原子晶体，硼原子半径小于硅原子，键键能大于键，所以熔点>。
20．(1) 3d84s2 第四周期第Ⅷ族 O>N>C 这三种元素都是过渡元素，在元素周期表中位置和Ni相近，可能具有相似的性质
(2) CO2>CH4>H2O sp2、sp2
【详解】（1）基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，故价层电子排布式为：3d104s1；Ni为28号元素，根据稀有气体元素原子序号（2，10，18，36）快速定位，固为第四周期第Ⅷ族；同周期元素原子从左到右电负性依次增大，故O>N>C；
（2）根据元素周期表中元素的排布可知，这三种元素都是过渡元素，在元素周期表中位置和Ni相近，可能具有相似的性质；键角大小与杂化方式和电子对之间的斥力有关，不同杂化之间的键角比较：sp>sp2>sp3；若杂化方式相同：1.孤电子对越多，键角越小；2.孤电子对数相同，①中心原子不同，中心原子电负性越大，键角越大；②中心原子相同，周围原子电负性越大，键角越小。据此分析，CH4、H2O、CO2中心原子的杂化方式分别为sp3、sp3、sp，且电负性CCH4>H2O；B原子和N之间能形成配位键，所以各有3个键，均为sp2杂化。
21．(1)3NA
(2)极性键
(3) ③ ⑤ ① ④ ②
【详解】（1）HCHO结构式是，共价单键都是σ键，共价双键中一个是σ键，一个是π键，可见1个HCHO分子中含有3个σ键，则在1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为3NA；
（2）CS2是由分子构成，在1个CS2分子中C原子与2个S原子形成4个共价键，结构式是S=C=S，C=S键是两种不同的非金属元素的原子形成的共价键，因此属于极性键；
（3）①MgCl2是离子化合物，Mg2+与2个Cl-之间以离子键结合，存在离子键；
②Na2O2是离子化合物，2个Na+与以离子键结合，在中2个O原子之间以非极性共价键结合，故Na2O2中存在离子键、非极性共价键；
③CS2是由CS2分子构成的共价化合物，其结构式是S=C=S，分子中存在极性共价键；
④NaOH是离子化合物，Na+与OH-之间以离子键结合，在OH-中H、O原子之间以极性键结合，故NaOH中含有离子键、极性共价键；
⑤H2是由分子构成的非金属单质，在H2中2个H原子之间以非极性键H-H键结合，故其中只含非极性键。
综上所述可知：只存在极性键的物质序号是③；只存在非极性键的物质序号是⑤；只存在离子键的物质序号是①；既存在离子键又存在极性共价键的物质序号是④；既存在离子键又存在非极性共价键的是②。
22．(1)CH4、NH3、Ne、H2O
(2)CH4、CO2
(3)H2O
(4) CH4 正四面体
(5)NH3
(6) N2 不相同
(7) NH3+H+= H2O、NH3
【详解】（1）中性粒子的电子数=各原子的序数之和，10电子的微粒应该在周期表中Ne元素的前后寻找。10电子的微粒有CH4、NH3、Ne、H2O。答案为CH4、NH3、Ne、H2O；
（2）不同种非金属原子之间形成的极性键，有CO2、H2O、CH4、NH3、CO、CO2。非极性分子有非金属单质、正四面体构型（CH4）、对称直线型分子（CO2）、平面正三角形分子。答案为CH4、CO2；
（3）以上均为分子晶体，含氢键的物质沸点较高。同时H2O和NH3中均有氢键，但H2O中氢键更多沸点更高。答案为H2O；
（4）氢化物有NH3、H2O、CH4，分别计算三者的孤电子为、、。CH4的价层电子对为4+0=4对，它的立体构型为正四面体构型。答案为CH4；正四面体；
（5）极性分子、与H2O存在氢键的分子均易溶于水。NH3易溶于水且产生一水合氨呈碱性。答案为NH3；
（6）等电子体结构相似，CO的等电子体有N2。N2为非极性分子，CO正负电中心不重叠为极性分子。答案为N2；不相同；
（7）NH3为碱性气体与酸反应产生盐，反应为NH3+H+=。H+含有空轨道，能提供孤电子对的H2O、NH3均能与其配位。答案为NH3+H+=；H2O、NH3。
23．(1)b
(2)泡利原理
(3) 哑铃形 3s23p3 ＜
(4) 三角锥形 非极性分子 d
【详解】（1）钠在火焰上灼烧的黄光是由于钠灼烧时电子吸收能量，由能量低的基态跃迁到能量高的激发态，处于能量高状态的电子不稳定，会再回到能量低的基态，多余的能量以黄色的光的形式释放出来，因此属于发射光谱，故合理选项是b；
（2）由于在一个原子轨道上不可能存在自旋方向相同的两个电子，因此该图示违背了泡利原理；
（3）P是15号元素，根据构造原理可知基态P原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p3，其价电子排布式为3s23p3；可见P原子最高能级是3p能级，该能级的电子的电子云轮廓形状为哑铃形；同一周期元素，原子序数越大，元素的电负性就越大；同一主族元素，原子核外电子层数越少，元素的电负性就越大，所以元素的电负性：O＞N＞P，故电负性：P＜O；
（4）PCl3分子中的中心P原子价层电子对数是3+=4，有1对孤电子对，所以PCl3分子空间结构为三角锥形；根据图示可知PCl5分子是对称结构，分子中正负电荷重心重合，因此PCl5结构为非极性分子；其中P原子形成5个δ共价键，其P原子的杂化类型是sp3d杂化，故合理选项是d。
24． VB A C sp3 小于 NH3分子间有氢键，N2分子间无氢键，致使NH3的沸点更高 Ba2YCu3O9 +11/3 a3ρNA或0.707a3ρNA
【详解】(1)铌Nb位于第五周期，Nb的外围电子排布式为4d45s1，在周期表的ds区，第5轨道上有电子所以位于第五周期，4d 上有4个电子和5s上有一个电子所以是在VB族；
(2)A．Ge位于元素周期表金属元素与非金属元素的分界线附近，晶体属于准金属，且为共价晶体，选项A正确；B．Ge属于p区，但不属于过渡金属，选项B错误；C．同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，As的4p能级含有3个电子，为半满稳定状态，第一电离能较高，则第一电离能As>Se>Ge，选项C正确；D．同主族从上到下非金属性减弱电负性减弱，则Ge的电负性比C小，选项D错误。答案选AC；
(3)Ge(CH3)2Cl2分子的中心原子Ge的价层电子对是4，其杂化方式是sp3；
(4)NH3也常作制冷剂，其分子构型是三角锥形，其键角小于109°28′，NH3的沸点(239.6 K)高于N2沸点的主要原因是NH3分子间有氢键，N2分子间无氢键，致使NH3的沸点更高；
(5)晶胞内部含有2个钡原子、1个Y原子，棱上含有8个铜原子、20个O原子，顶点含有8个铜原子，面心含有8个O原子，共3个铜原子、9个O原子，图示材料的理想化学式(无空位时)为Ba2YCu3O9，若Y(钇)元素的化合价为+3，则Cu的平均化合价为；
(6)金属铜属于面心立方最密堆积，其晶胞中含有4个铜原子，Cu原子的最近距离为a cm，则晶胞边长为，金属铜的晶体密度为ρ g/cm3，阿伏伽德罗常数为NA，则有，故铜的相对原子质量为a3ρNA。
【点睛】本题考查较为综合，涉及元素周期律的递变规律、杂化类型的判断、晶胞的计算等知识，题目难度中等，注意有关基础知识的积累。