物质结构 阶段评估检测(四)（学生版+教师版）2025年高考化学总复习（含解析）

物质结构 阶段评估检测(四)
(75分钟　100分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.某原子的一种激发态为1s22s12p1,则该元素在周期表中的位置为 (　　)
A.第2周期ⅡA族　　　　 B.第2周期ⅢA族
C.第1周期ⅠA族 D.第1周期ⅡA族
2.下列化学用语或图示表达正确的是 (　　)
A.NaCl的电子式为
B.NH3的VSEPR模型为
C.2pz电子云图为
D.基态24Cr原子的价层电子轨道表示式为
3.现有四种元素基态原子的电子排布式:
①1s22s22p63s23p2　②1s22s22p63s23p3
③1s22s22p3　④1s22s22p4。则下列有关比较正确的是 (　　)
A.原子半径:③>②>①
B.电负性:④>③>②>①
C.第一电离能:④>③>②>①
D.最高正化合价:④>③>②>①
4.X、Y、Z、Q、R是原子序数依次增大的短周期主族元素,它们的原子最外层电子数之和为24,X是地壳中含量最高的元素,基态Z原子的p轨道上存在2个未成对电子,Q的单质为黄色晶体,常存在于火山口附近。下列说法错误的是 (　　)
A.QX2分子为极性分子
B.元素电负性:X>R>Q
C.Y位于元素周期表中的s区
D.Z、Q、R的氧化物对应水化物的酸性依次增强
5.我国科研人员发现氟磺酰基叠氮是一种安全、高效的点击化学试剂,其结构式如图所示,其中S为+6价。下列说法正确的是 (　　)
A.该分子中S原子的价层电子对数为4
B.该分子中N原子均为sp2杂化
C.电负性:F>N>O>S
D.第一电离能:F>O>N>S
6.C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是 (　　)
A.具有自范性
B.与C60互为同素异形体
C.含有sp3杂化的碳原子
D.化学性质与金刚石有差异
7.亚铁氰化钾K4Fe(CN)6俗名黄血盐,在烧制青花瓷时用于绘画。制备方法为Fe+6HCN+2K2CO3===K4Fe(CN)6+H2↑+2CO2↑+2H2O。设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是 (　　)
A.27 g HCN分子中含有π键的数目为NA
B.配合物K4Fe(CN)6的中心离子价电子排布式为3d6,该中心离子的配位数为6
C.每生成1 mol CO2时,反应过程中转移电子数目为4NA
D.K2CO3中阴离子的空间结构为平面三角形,其中碳原子的价层电子对数为4
8.下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是(　　)
A.利用超分子的分子识别特征,可以分离C60和C70
B.1 mol Fe(CO)5分子中含5NA个配位键
C.[Cu(H2O)6]2+中Cu2+提供空轨道,H2O中氧原子提供孤电子对,从而形成配位键
D.配合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛应用
9.下列各组物质的沸点按由低到高的顺序排列正确的是 (　　)
A.NH3、CH4、NaCl、Na
B.H2O、H2S、MgSO4、SO2
C.Li、Na、K、Rb、Cs
D.Rb2O、BaO、CaO、MgO
10.石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料(如图甲),石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(如图乙)。下列说法错误的是 (　　)
A.图甲中,1号C与相邻C形成平面三角形结构
B.图乙中,1号C的杂化方式是sp2
C.图甲中碳原子数和六元环数之比为2∶1
D.氧化石墨烯在水中的溶解度大于石墨烯
11.磷化硼(BP)是一种半导体材料,熔点:1 100 ℃,其结构与氮化硼相似,晶胞结构如图1,下列说法正确的是 (　　)
A.熔点:BP>BN
B.晶体中P周围距离最近且相等的P有8个
C.若图中①处磷原子坐标为(0,0,0),则②处的B原子坐标为(,,)
D.磷化硼晶胞在y轴方向的投影图为图2
12.几种常见的晶胞或结构(CaF2、AlCl3、NH4Cl)如图,下列说法错误的是 (　　)
A.图1所示晶胞中阳、阴离子的配位数分别为8和4
B.熔点:图2所示物质<图1所示物质
C.图3所示晶胞中与体心离子等距离且最近的顶点原子有8个
D.NH4Cl可与H-反应生成NH4H,NH4Cl和NH4H均是共价化合物
13.一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如图所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。
下列说法正确的是 (　　)
A.该晶体中存在N—H…O氢键
B.基态原子的第一电离能:CC.基态原子未成对电子数:BD.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
14.近年来,光催化剂的研究是合成化学领域的热点。一种Ru配合物(如图所示)复合光催化剂可将CO2转化为HCOOH。下列说法错误的是
(　　)
A.Ru配合物中第二周期元素的电负性:O>N>C
B.吡啶(,原子在同一平面)中C、N原子的杂化方式分别为sp2、sp3
C.该配合物中Ru的配位数是6
D.P中P的价层电子对数为4,空间结构为正四面体形
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(12分)H2O是生命之源,由H2O分子形成的物质种类繁多。
(1)H2O分子内O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为　　　　。
(2)请写出基态氧原子的电子排布式:　　　　　　　　　　　　,H2O分子中O原子的杂化方式为　　　　　　　　　　。
(3)H2O2是一种无色液体,其结构如图所示,根据“相似相溶”原理,H2O2在水中的溶解度　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)其在CCl4中的溶解度。
(4)在CrCl3的水溶液中,存在组成为[CrCln(H2O)6-n]2+(n为正整数)的配离子,则
①n=　　　　　。
②在该配离子中,提供空轨道的元素是　　　　　　　,
提供孤电子对的粒子是　　　　　(填化学式)。
16.(16分)2023年8月1日起,我国对镓(Ga)、锗(Ge)相关物项实施出口管制。镓位于周期表中ⅢA族、锗位于周期表中ⅣA族,回答下列问题:
(1)基态Ga原子的价电子排布图:　 　 　 　 　。
(2)锗与碳同族,性质和结构有一定的相似性,锗元素能形成无机化合物(如锗酸钠:Na2GeO3;二锗酸钠:Na2Ge2O5等),也能形成类似于烷烃的锗烷(GenH2n+2)。
①Na2GeO3中锗原子的杂化方式是　　　　　。
②推测1 mol GenH2n+2中含有的σ键的数目是　　　　　(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)利用离子液体[EMIM][AlCl4]可电沉积还原金属Ge,该离子液体的熔点只有7 ℃,其中EMIM+结构如图所示。
①该离子液体的晶体类型是　　　　　　。
②EMIM+中组成元素的电负性由小到大的顺序是　　　　　　　。
③[AlCl4]-的空间结构为　　　　　　　　。
(4)Ga、Li和O三种原子形成的一种晶体基片在二极管中有重要用途。其晶胞结构如图所示:
其化学式为　　　　　　,上述晶胞沿着a轴的投影图为　　　　(填字母)。
17.(14分)(2023·日照模拟)ⅤA族元素原子核外电子排布有着特殊性,能与其他元素组成结构、性质各异的化合物。回答下列问题:
(1)氮原子可以提供孤电子对与氧原子形成配位键,基态氧原子的价层电子重新排布,提供一个空轨道,则重新排布后的氧原子价电子排布图为　　　　　　,基态氧原子的价层电子不是重新排布的结构,原因是不符合　　　　(填“泡利原理”或“洪特规则”)。
(2)沸点:PH3　　　　NH3(填“>”或“<”,下同),键角:As　　　　　　As。
(3)As、Ge、Se三种元素的第一电离能由大到小的顺序是　　　　。
(4)基态As原子的价电子排布式为 　　　　　　　。
(5)氮化钛晶胞中的少量Ti被Al代替后的立方晶胞结构如图所示。该晶胞中,距离Ti最近的Al有　　　　个;原子①与原子②的距离为　　　　　　　　nm(已知晶体密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA)。
18.(16分)硒(Se)是人体必需微量元素之一,含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来,AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如下:
(1)Se与S同族,基态硒原子价电子排布式为　　　　　。
(2)H2Se的沸点低于H2O,其原因是 　　　　　　　。
(3)关于Ⅰ～Ⅲ三种反应物,下列说法正确的有　　　　　。
A.Ⅰ中仅有σ键
B.Ⅰ中的Se—Se键为非极性共价键
C.Ⅱ易溶于水
D.Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2
E.Ⅰ～Ⅲ含有的元素中,O电负性最大
(4)Ⅳ中具有孤对电子的原子有　　　　　　　　。
(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4　　　　　H2SeO3(填“>”或“<”)。研究发现,给小鼠喂食适量硒酸钠(Na2SeO4)可减轻重金属铊引起的中毒。Se的立体构型为　　　　　。
(6)我国科学家发展了一种理论计算方法,可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能,该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一,其晶胞结构如图a,沿x、y、z轴方向的投影均为图b。
①X的化学式为　　　　　。
②设X的最简式的式量为Mr,晶体密度为ρ g·cm-3,则X中相邻K之间的最短距离为　　　nm(列出计算式,NA为阿伏加德罗常数的值)。
阶段评估检测(四)
(75分钟　100分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.某原子的一种激发态为1s22s12p1,则该元素在周期表中的位置为 (　　)
A.第2周期ⅡA族　　　　 B.第2周期ⅢA族
C.第1周期ⅠA族 D.第1周期ⅡA族
【解析】选A。该原子基态电子排布式为1s22s2,位于第2周期ⅡA族。
2.下列化学用语或图示表达正确的是 (　　)
A.NaCl的电子式为
B.NH3的VSEPR模型为
C.2pz电子云图为
D.基态24Cr原子的价层电子轨道表示式为
【解析】选C。氯化钠是离子化合物,其电子式是Na+]-,A项错误;氨分子的VSEPR模型是四面体形,B项错误;p能级电子云是哑铃(纺锤)形,C项正确;基态铬原子的价层电子轨道表示式是,D项错误。
3.现有四种元素基态原子的电子排布式:
①1s22s22p63s23p2　②1s22s22p63s23p3
③1s22s22p3　④1s22s22p4。则下列有关比较正确的是 (　　)
A.原子半径:③>②>①
B.电负性:④>③>②>①
C.第一电离能:④>③>②>①
D.最高正化合价:④>③>②>①
【解析】选B。四种元素①1s22s22p63s23p2,为Si;
②1s22s22p63s23p3,为P;③1s22s22p3,为N;
④1s22s22p4,为O。Si、P同周期,N、P同主族,则原子半径:Si>P>N,即①>②>③,A错误;同周期中,随原子序数的递增,电负性逐渐增大,同主族中,原子序数越大,电负性越小,则电负性:O>N>P>Si,④>③>②>①,B正确;同周期中,第一电离能有增大的趋势,但核外电子处于全充满或半充满时,第一电离能比其后的原子大,第一电离能:N>O>P>Si,即③>④>②>①,C错误;N、P的最高正价为+5价,Si的为+4价,O的为0价(一般情况下),则最高正化合价:③=②>①>④,D错误。
4.X、Y、Z、Q、R是原子序数依次增大的短周期主族元素,它们的原子最外层电子数之和为24,X是地壳中含量最高的元素,基态Z原子的p轨道上存在2个未成对电子,Q的单质为黄色晶体,常存在于火山口附近。下列说法错误的是 (　　)
A.QX2分子为极性分子
B.元素电负性:X>R>Q
C.Y位于元素周期表中的s区
D.Z、Q、R的氧化物对应水化物的酸性依次增强
【解析】选D。 由题干信息可知,X、Y、Z、Q、R是原子序数依次增大的短周期主族元素, X是地壳中含量最高的元素,则X为O,Q的单质为黄色晶体,常存在于火山口附近,故Q为S,R为Cl,基态Z原子的p轨道上存在2个未成对电子且原子序数介于O和S之间,则Z为Si,它们的原子最外层电子数之和为24,则Y的最外层电子数为24-6-6-4-7=1,且原子序数大于8小于14,故Y为Na,综上分析可知,X为O、Y为Na、Z为Si、Q为S、R为Cl。由分析可知,X为O,Q为S,QX2即SO2分子为V形结构,分子的正负电中心不重合,故为极性分子,A正确;X为O、Q为S、R为Cl,故元素电负性O>Cl>S即X>R>Q,B正确;Y为Na,故Y位于元素周期表中的s区,C正确;元素最高价氧化物对应水化物的酸性与其非金属性一致,故Z、Q、R的最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,但不是最高价就不一定,如酸性:H2SO3>HClO,D错误。
5.我国科研人员发现氟磺酰基叠氮是一种安全、高效的点击化学试剂,其结构式如图所示,其中S为+6价。下列说法正确的是 (　　)
A.该分子中S原子的价层电子对数为4
B.该分子中N原子均为sp2杂化
C.电负性:F>N>O>S
D.第一电离能:F>O>N>S
【解析】选A。由图可知,S原子形成4个σ键,无孤电子对,价层电子对数为4,A正确;由图知,三个N原子在同一直线上,则标有正电荷、负电荷的N原子为sp杂化,B错误;O的电负性强于N,C错误;第一电离能N大于O,因为N原子的2p轨道为半充满状态,D错误。
6.(2022·湖北选择考)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是 (　　)
A.具有自范性
B.与C60互为同素异形体
C.含有sp3杂化的碳原子
D.化学性质与金刚石有差异
【解析】选A。A.晶体具有自范性,非晶体没有自范性,碳玻璃为非晶态,因此碳玻璃没有自范性,故A错误;B.碳玻璃属于碳单质,与C60互为同素异形体,故B正确;C.碳玻璃具有高硬度,其物理性质与金刚石类似,因而结构具有一定的相似性,所以含有sp3杂化的碳原子,故C正确;D.碳玻璃的结构与金刚石有差异,则化学性质与金刚石也有差异,故D正确。
7.(2023·汕头模拟)亚铁氰化钾K4Fe(CN)6俗名黄血盐,在烧制青花瓷时用于绘画。制备方法为Fe+6HCN+2K2CO3===K4Fe(CN)6+H2↑+2CO2↑+2H2O。设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是 (　　)
A.27 g HCN分子中含有π键的数目为NA
B.配合物K4Fe(CN)6的中心离子价电子排布式为3d6,该中心离子的配位数为6
C.每生成1 mol CO2时,反应过程中转移电子数目为4NA
D.K2CO3中阴离子的空间结构为平面三角形,其中碳原子的价层电子对数为4
【解析】选B。27 g HCN的物质的量为1 mol,其结构式为H—C≡N,则27 g HCN分子中含有π键的数目为2NA,A错误;配合物K4Fe(CN)6的中心离子为Fe2+,其价电子排布式为3d6,该中心离子的配体为CN-,配位数为6,B正确;该反应中,铁由0价升高到+2价,两个+1价氢变为0价,则转移2个电子,故每生成1 mol CO2时,反应过程中转移电子数目为NA,C错误;K2CO3的阴离子中C原子的孤电子对数=×(4+2-2×3)=0,碳原子的价层电子对数=3+0=3,空间结构为平面三角形,D错误。
8.下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是(　　)
A.利用超分子的分子识别特征,可以分离C60和C70
B.1 mol Fe(CO)5分子中含5NA个配位键
C.[Cu(H2O)6]2+中Cu2+提供空轨道,H2O中氧原子提供孤电子对,从而形成配位键
D.配合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛应用
【解析】选B。利用超分子的分子识别特征,能够识别C60和C70,故可以分离C60和C70,A正确;CO分子存在1个配位键,Fe(CO)5中存在5个Fe←C配位键,故1 mol Fe(CO)5分子中含10NA个配位键,B错误;配离子中中心原子提供空轨道,配体提供孤电子对,所以[Cu(H2O)6]2+中的Cu2+提供空轨道,H2O中的O原子提供孤电子对,两者结合形成配位键,C正确;配合物的应用:①生命体中,许多酶与金属离子的配合物有关;②科学研究和生产实践中进行溶解、沉淀或萃取等操作来达到分离提纯、分析检测等目的,D正确。
9.下列各组物质的沸点按由低到高的顺序排列正确的是 (　　)
A.NH3、CH4、NaCl、Na
B.H2O、H2S、MgSO4、SO2
C.Li、Na、K、Rb、Cs
D.Rb2O、BaO、CaO、MgO
【解析】选D。NaCl是离子晶体,沸点高于Na,A错误;MgSO4是离子晶体,沸点高于分子晶体SO2,水分子有分子间氢键,沸点比H2S和SO2高,B错误;碱金属的沸点从上到下依次减小,C错误;离子晶体的沸点与晶格能有关,晶格能越大,沸点越高,离子带的电荷数越多、半径越小,晶格能越大,因此沸点按由低到高为Rb2O、BaO、CaO、MgO,D正确。
10.石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料(如图甲),石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(如图乙)。下列说法错误的是 (　　)
A.图甲中,1号C与相邻C形成平面三角形结构
B.图乙中,1号C的杂化方式是sp2
C.图甲中碳原子数和六元环数之比为2∶1
D.氧化石墨烯在水中的溶解度大于石墨烯
【解析】选B。 石墨烯是平面结构,由图甲可知,1号C与相邻C形成平面三角形结构,故A正确;图乙中1号C形成3个C—C键及1个C—O键,C原子为sp3杂化,故B错误;由图甲可知,每个六元环有6个碳原子,而每个碳原子参与形成3个环,则图甲中碳原子数和六元环数之比为2∶1,故C正确;氧化石墨烯能与水分子之间形成氢键,氢键使其溶解度增大,石墨烯不能与水形成氢键,故氧化石墨烯在水中的溶解度大于石墨烯,故D正确。
11.磷化硼(BP)是一种半导体材料,熔点:1 100 ℃,其结构与氮化硼相似,晶胞结构如图1,下列说法正确的是 (　　)
A.熔点:BP>BN
B.晶体中P周围距离最近且相等的P有8个
C.若图中①处磷原子坐标为(0,0,0),则②处的B原子坐标为(,,)
D.磷化硼晶胞在y轴方向的投影图为图2
【解析】选D。磷化硼(BP)结构与氮化硼相似,均为共价晶体,N原子半径小,B—N键键长短,键能大,故BN熔点高,A错误;根据图1可以看出晶体中P周围距离最近且相等的P有12个,B错误;若图中①处磷原子坐标为(0,0,0),将晶胞均分为8个小立方体,则②处的B原子在前左下角小立方体体心的位置,坐标为(,,),C错误;磷化硼晶胞中顶点和面心全部为P原子,在y轴方向的投影落在顶点和棱心,4个小立方体体心位置为B原子,在y轴方向的投影均匀落在内部,在y轴方向的投影图为图2,D正确。
12.(2023·衡阳模拟改编)几种常见的晶胞或结构(CaF2、AlCl3、NH4Cl)如图,下列说法错误的是 (　　)
A.图1所示晶胞中阳、阴离子的配位数分别为8和4
B.熔点:图2所示物质<图1所示物质
C.图3所示晶胞中与体心离子等距离且最近的顶点原子有8个
D.NH4Cl可与H-反应生成NH4H,NH4Cl和NH4H均是共价化合物
【解析】选D。由题意判断图1为CaF2的晶胞,图2为AlCl3的结构,图3为NH4Cl的晶胞。图1中顶点和面心是Ca2+,四面体空隙内的为F-,距离Ca2+最近且等距离的F-有8个,则Ca2+的配位数为8,距离F-最近且等距离的Ca2+有4个,则F-的配位数为4,故A正确;图1为CaF2的晶胞,CaF2是离子晶体,图2为AlCl3的结构,AlCl3是共价化合物,离子化合物的熔点一般高于共价化合物,则CaF2熔点高于AlCl3,故B正确;由图3可看出,与体心离子等距离且最近的顶点原子有8个,故C正确;NH4H与NH4Cl均为离子化合物,故D错误。
13.(2023·新课标全国卷)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如图所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。
下列说法正确的是 (　　)
A.该晶体中存在N—H…O氢键
B.基态原子的第一电离能:CC.基态原子未成对电子数:BD.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
【解析】选A。由晶体结构图可知,[C(NH2)3]+中的—NH2中的H与[B(OCH3)4]-中的O形成氢键,因此,该晶体中存在N—H…O氢键,A正确;同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势,但是第ⅡA、ⅤA族元素的原子结构比较稳定,其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子,因此,基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C14.(2023·邢台模拟)近年来,光催化剂的研究是合成化学领域的热点。一种Ru配合物(如图所示)复合光催化剂可将CO2转化为HCOOH。下列说法错误的是
(　　)
A.Ru配合物中第二周期元素的电负性:O>N>C
B.吡啶(,原子在同一平面)中C、N原子的杂化方式分别为sp2、sp3
C.该配合物中Ru的配位数是6
D.P中P的价层电子对数为4,空间结构为正四面体形
【解析】选B。第二周期主族元素从左向右电负性逐渐增强,因此电负性:O>N>C,故A正确;中原子在同一平面,则C、N原子的价层电子对数均为3,杂化方式均为sp2,故B错误;根据图中Ru与周围的原子,可知该配合物中Ru的配位数是6,故C正确;P中P的价层电子对数为4,无孤电子对,空间结构为正四面体形,故D正确。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(12分)(2023·长沙模拟)H2O是生命之源,由H2O分子形成的物质种类繁多。
(1)H2O分子内O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为　　　　。
【解析】(1)氢键不属于化学键,其强度介于化学键与分子间的范德华力之间,则水分子中氢氧键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为O—H键>氢键>范德华力。
(2)请写出基态氧原子的电子排布式:　　　　　　　　　　　　,H2O分子中O原子的杂化方式为　　　　　　　　　　。
【解析】(2)氧元素的原子序数为8,基态氧原子的电子排布式为1s22s22p4;水分子中氧原子的价层电子对数为4,则氧原子的杂化方式为sp3杂化。
(3)H2O2是一种无色液体,其结构如图所示,根据“相似相溶”原理,H2O2在水中的溶解度　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)其在CCl4中的溶解度。
【解析】(3)由图可知,过氧化氢是正负电中心不重合的分子,属于极性分子,由相似相溶原理可知,过氧化氢在极性分子水中的溶解度大于在非极性分子四氯化碳中的溶解度。
(4)在CrCl3的水溶液中,存在组成为[CrCln(H2O)6-n]2+(n为正整数)的配离子,则
①n=　　　　　。
②在该配离子中,提供空轨道的元素是　　　　　　　,
提供孤电子对的粒子是　　　　　(填化学式)。
【解析】(4)①由化合物中正、负化合价的代数和为零可得:+3+(-1)×n=+2,解得n=1;②由化学式可知,配离子中铬离子为中心离子,氯离子和水分子为配体,配位数为6。
答案:(1)O—H键>氢键>范德华力
(2)1s22s22p4　sp3　(3)大于
(4)①1　②Cr　Cl-、H2O
16.(16分)2023年8月1日起,我国对镓(Ga)、锗(Ge)相关物项实施出口管制。镓位于周期表中ⅢA族、锗位于周期表中ⅣA族,回答下列问题:
(1)基态Ga原子的价电子排布图:　 　 　 　 　。
【解析】(1)基态Ga原子的价电子排布图:。
(2)锗与碳同族,性质和结构有一定的相似性,锗元素能形成无机化合物(如锗酸钠:Na2GeO3;二锗酸钠:Na2Ge2O5等),也能形成类似于烷烃的锗烷(GenH2n+2)。
①Na2GeO3中锗原子的杂化方式是　　　　　。
②推测1 mol GenH2n+2中含有的σ键的数目是　　　　　(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【解析】(2)①Na2GeO3中锗原子的价层电子对数为3+=3,其VSEPR模型为平面三角形,则锗原子的杂化方式为sp2杂化;②GenH2n+2与烷烃结构类似,分子中的共价键均为σ键,n个Ge原子之间形成(n-1)个σ键,Ge与(2n+2)个H原子之间形成(2n+2)个σ键,所以1个分子中σ键的个数为(2n+2)+(n-1)=3n+1,1 mol GenH2n+2中含有的σ键的数目为(3n+1)NA。
(3)利用离子液体[EMIM][AlCl4]可电沉积还原金属Ge,该离子液体的熔点只有7 ℃,其中EMIM+结构如图所示。
①该离子液体的晶体类型是　　　　　　。
②EMIM+中组成元素的电负性由小到大的顺序是　　　　　　　。
③[AlCl4]-的空间结构为　　　　　　　　。
【解析】(3)①该离子液体由EMIM+和[AlCl4]-构成,所以属于离子晶体;②EMIM+的组成元素为H、C、N,非金属性越强,其电负性越大,非金属性:H(4)Ga、Li和O三种原子形成的一种晶体基片在二极管中有重要用途。其晶胞结构如图所示:
其化学式为　　　　　　,上述晶胞沿着a轴的投影图为　　　　(填字母)。
【解析】(4)由晶胞结构可知,O位于顶点和体心,个数为8×+1=2,Li位于上下面心,个数为2×=1,Ga位于棱心,个数为4×=1,则Ga、Li、O的个数比为1∶1∶2,化学式为LiGaO2;晶胞沿着a轴的投影中O原子投影为长方形顶点和面心,Ga原子投影为左右两个边的中点,Li原子投影为上下两个边的中点,则C图符合。
答案:(1)　(2)①sp2
②(3n+1)NA　(3)①离子晶体　②H17.(14分)(2023·日照模拟)ⅤA族元素原子核外电子排布有着特殊性,能与其他元素组成结构、性质各异的化合物。回答下列问题:
(1)氮原子可以提供孤电子对与氧原子形成配位键,基态氧原子的价层电子重新排布,提供一个空轨道,则重新排布后的氧原子价电子排布图为　　　　　　,基态氧原子的价层电子不是重新排布的结构,原因是不符合　　　　(填“泡利原理”或“洪特规则”)。
【解析】(1)基态O原子核外电子排布式为1s22s22p4,基态氧原子的价层电子重新排布,提供一个空轨道,则重新排布后氧原子的价电子排布图为;洪特规则是指在相同能量的轨道上,电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同,基态氧原子的价层电子不是重新排布的结构,原因是不符合洪特规则。
(2)沸点:PH3　　　　NH3(填“>”或“<”,下同),键角:As　　　　　　As。
【解析】(2)氨分子可以形成氢键,导致沸点升高,故沸点:PH3(3)As、Ge、Se三种元素的第一电离能由大到小的顺序是　　　　。
【解析】(3)同一周期随着原子序数变大,第一电离能呈增大趋势,As的4p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能由大到小的顺序为As>Se>Ge。
(4)基态As原子的价电子排布式为 　　　　　　　。
【解析】(4)As为第四周期第ⅤA族元素,基态As原子的价电子排布式为4s24p3。
(5)氮化钛晶胞中的少量Ti被Al代替后的立方晶胞结构如图所示。该晶胞中,距离Ti最近的Al有　　　　个;原子①与原子②的距离为　　　　　　　　nm(已知晶体密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA)。
【解析】(5)由图可知,以右侧棱心的钛原子为例,晶胞内体心铝原子与其最近,则周围4个晶胞中距离Ti最近的Al有4个;据“均摊法”,晶胞中含8×+6×=4个N、12×=3个Ti、1个Al,设晶胞参数为a nm,则晶体密度为×1021 g·cm-3=×1021 g·cm-3=ρ g·cm-3,
a=×107nm,原子①与原子②的距离为=a=×107 nm。
答案:(1)　洪特规则　(2)<　<　(3)As>Se>Ge　(4)4s24p3　
(5)4　×107
18.(16分)(2022·广东选择考)硒(Se)是人体必需微量元素之一,含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来,AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如下:
(1)Se与S同族,基态硒原子价电子排布式为　　　　　。
【解析】(1)S位于第三周期ⅥA族,价电子排布式为3s23p4,基态硒位于第四周期ⅥA族,则基态硒原子价电子排布式为4s24p4;
(2)H2Se的沸点低于H2O,其原因是 　　　　　　　。
【解析】(2)由于水分子间存在氢键,硒化氢分子间不存在氢键,分子间氢键能使氢化物沸点增大,所以H2Se的沸点低于H2O;
(3)关于Ⅰ～Ⅲ三种反应物,下列说法正确的有　　　　　。
A.Ⅰ中仅有σ键
B.Ⅰ中的Se—Se键为非极性共价键
C.Ⅱ易溶于水
D.Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2
E.Ⅰ～Ⅲ含有的元素中,O电负性最大
【解析】(3)物质Ⅰ中含有C—H键、C—Se键和Se—Se键,苯环中化学键较为特殊,含有大π键,所以Ⅰ中含有大π键和σ键,故A错误;物质Ⅰ中的Se—Se键是同种原子间形成的共价键,为非极性共价键,故B正确;物质Ⅱ属于烃类,烃类均不溶于水,故C错误;物质Ⅱ中含有苯环、碳碳双键和碳碳三键,苯环和碳碳双键中C原子均采用sp2杂化,碳碳三键中C原子采用sp杂化,所以Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2,故D正确;Ⅰ～Ⅲ含有的元素为C、N、O、Se、S、H,非金属性越强,其电负性越大,C、N、O位于同一周期、O、Se、S位于同一主族,则C、N、O、Se、S、H中O的电负性最大,故E正确;
(4)Ⅳ中具有孤对电子的原子有　　　　　　　　。
【解析】(4)C、O、S、Se最外层电子数分别为4、6、6、6,物质Ⅳ中C形成4个键,无孤对电子,S形成6个键、无孤对电子,O和Se均形成2个键,均含有2对孤对电子;
(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4　　　　　H2SeO3(填“>”或“<”)。研究发现,给小鼠喂食适量硒酸钠(Na2SeO4)可减轻重金属铊引起的中毒。Se的立体构型为　　　　　。
【解析】(5)同一种元素形成的含氧酸中,非羟基O原子个数越多,其酸性越强,H2SeO4与H2SeO3可写成(OH)2SeO2、(OH)2SeO,H2SeO4比H2SeO3非羟基氧多,则酸性:H2SeO4>H2SeO3;Se的成键电子对数为4+=4,无孤对电子,则Se的VSEPR模型和立体构型均为正四面体形;
(6)我国科学家发展了一种理论计算方法,可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能,该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一,其晶胞结构如图a,沿x、y、z轴方向的投影均为图b。
①X的化学式为　　　　　。
②设X的最简式的式量为Mr,晶体密度为ρ g·cm-3,则X中相邻K之间的最短距离为　　　nm(列出计算式,NA为阿伏加德罗常数的值)。
【解析】(6)①由图可知,K原子位于晶胞内部,“SeBr6”位于顶点和面心位置,可知该晶胞中K的数目为8,“SeBr6”的数目为8×+6×=4,则化学式为K2SeBr6;
②晶胞中含有4个“K2SeBr6”,n(K2SeBr6)= mol,m(K2SeBr6)=×Mr g= g,若晶胞棱长为x cm,则晶胞密度ρ== g·cm-3= g·cm-3,解得x=,由图可知,晶胞中相邻K之间的最短距离为x cm=× cm=××107 nm。
答案:(1)4s24p4　(2)两者都是分子晶体,由于水存在分子间氢键,沸点高
(3)BDE　(4)O、Se　(5)>　正四面体形
(6)①K2SeBr6　②××107
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