模块质量检测（三）
（分值：100分）
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意。
1.某元素的价电子排布是3d64s2，下列对该元素的说法错误的是（ ）
A.位于周期表中第4周期Ⅷ族
B.只有2个价电子
C.＋3价离子比＋2价离子的氧化性强
D.常温下，其单质难溶于浓硝酸
2.利用反应CCl4＋4NaC（金刚石）＋4NaCl可实现人工合成金刚石。下列关于该反应的说法错误的是（ ）
A.C（金刚石）属于共价晶体
B.该反应利用了Na的强还原性
C.CCl4和C（金刚石）中C的杂化方式相同
D.NaCl晶体中含NaCl分子
3.在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是（ ）
A.Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大
B.O、F、N的电负性逐渐增大
C.S2－、Cl－、K＋的半径逐渐增大
D.热稳定性：HF＞H2O＞NH3
4.通常把化学通式和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是（ ）
A.CH4和N是等电子体，键角均为60°
B.N和C是等电子体，均为平面三角形结构
C.H3O＋和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构
D.B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式的重叠轨道
5.我国的超级钢研究居于世界领先地位。某种超级钢中除Fe外，还含Mn 10％、C 0.47％、Al 2％、V 0.7％。下列说法错误的是（ ）
A.上述五种元素中，有两种位于周期表的p区
B.超级钢的晶体一定是金属晶体
C.X射线衍射实验可以确定超级钢的晶体结构
D.超级钢中存在金属键和离子键
6.下列说法错误的是（ ）
A.分子的许多性质与分子的对称性有关
B.石墨晶体具有金属键的特性
C.离子晶体中的化学键一定有方向性和饱和性
D.氯化钠晶体中与Na＋距离最近且相等的Na＋有12个
7.镍的配合物常用于镍的提纯以及药物合成，如Ni（CO）4、[Ni（CN）4]2－、[Ni（NH3）6]2＋等。下列说法正确的是（ ）
A.CO与CN－结构相似，CO分子内σ键和π键个数之比为1∶2
B.[Ni（NH3）6]2＋中含有非极性共价键和配位键
C.Ni2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10
D.CN－中C原子的杂化方式是sp2
8.氮气可以做食品包装、灯泡等的填充气，也是合成纤维、合成橡胶的重要原料。实验室制备氮气的反应式：NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O。下列说法正确的是（ ）
A.元素的电负性：N＞O＞H
B.氮气分子的电子式：N N
C.钠电离最外层一个电子所需要的能量：①＞②
D.水中的氢键可以表示为O—H…O，其中H…O之间的距离即为该氢键的键长
9.CO2的资源化利用是解决温室效应的重要途径。以下是在一定条件下用NH3捕获CO2生产重要化工产品三聚氰胺的反应：NH3＋CO2＋H2O，下列有关三聚氰胺的说法正确的是（ ）
A.分子式为C3H6N3O3
B.属于共价化合物
C.分子中既含有极性键，又含非极性键
D.生成该物质的上述反应为中和反应
10.氧化锂（Li2O）是离子晶体，其晶格能可以通过如图所示循环进行计算。下列说法错误的是（ ）
A.OO键键能为ΔH3
B.Li原子的第一电离能为0.5ΔH2
C.Li2O的晶格能为ΔH6，取正值
D.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH6＝ΔH5
11.下列各组元素性质的递变情况错误的是（ ）
A.Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
B.C、P、Cl元素最高正价依次升高
C.N、O、F电负性依次增大
D.Na、K、Rb第一电离能逐渐增大
12.下列有关物质性质、结构的表述均正确，且存在因果关系的是（ ）
表述Ⅰ 表述Ⅱ
A 在水中，NaCl的溶解度比I2的溶解度大 NaCl晶体中Cl－与Na＋间的作用力大于碘晶体中分子间的作用力
B 通常条件下，CH4分子比PbH4分子稳定性高 Pb的原子半径比C的大，Pb与H之间的键能比C与H间的小
C 在形成化合物时，同一主族元素的化合价相同 同一主族元素原子的最外层电子数相同
D P4O10、C6H12O6溶于水后均不导电 P4O10、C6H12O6均属于共价化合物
13.下列各项叙述中，正确的是（ ）
A.最外层电子排布为ns1的元素，一定是s区元素
B.配合物Fe（CO）n内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n＝5
C.光卤气（COCl2）、甲醛分子的空间结构和键角均相同
D.某气态团簇分子结构如图所示，该气态团簇分子的分子式为EF或FE
14.二氯化二硫（S2Cl2）可用作橡胶工业的硫化剂，常温下它是橙黄色有恶臭的液体，它的分子结构与H2O2相似，熔点为193 K，沸点为411 K，遇水反应，既产生能使品红褪色气体又产生淡黄色沉淀，S2Cl2可由干燥的氯气通入熔融的硫中制得。下列有关说法错误的是（ ）
A.S2Cl2晶体中不存在离子键
B.S2Cl2分子中各原子均达到最外层8电子稳定结构
C.S2Cl2在液态下不能导电
D.S2Cl2与水反应后生成的气体通入石蕊试液中，现象是溶液先变红后褪色
15.X、Y、Z、W四种元素原子的质子数依次增多，W是原子序数最大的短周期主族元素，X与Y形成的化合物M为沼气的主要成分，雷电天气时可形成一种具有杀菌作用的Z单质。下列说法正确的是（ ）
A.基态Y、Z、W原子的最高能级均为p能级且能量相同
B.M与W的单质光照时生成的四种有机物均为极性分子
C.M与X2Z两种分子中心原子杂化类型相同
D.酸性：XWZ3＞X2YZ3，所以非金属性：W＞Y
二、非选择题：本题共5小题，共55分。
16.（10分）我国科学家通过测量SiO2中的26Al和 10Be 两种元素的比例确定“北京人”年龄，这种测量方法叫“铝铍测年法”。完成下列填空：
（1）写出Be的核外电子排布式 。Be所在的周期中，最外层有2个未成对电子的元素的符号是 、 。
（2）写出Al的最外层电子轨道表示式 。铝原子核外有 种运动状态不同的电子；铝原子核外有 种能量不同的电子。
（3）比较Al3＋、S2－和Cl－半径由大到小的顺序 ；这3种元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是 （写化学式）。
（4）铝元素最高价氧化物与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 。
17.（10分）周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同；基态b原子的核外电子占据3个能级，且最高能级轨道为半充满状态；c的最外层电子数是内层电子数的3倍；d的原子序数是c的两倍；基态e原子3d轨道上有4个单电子。回答下列问题：
（1）b、c、d电负性最大的是 （填元素符号）。
（2）b单质分子中σ键与π键的个数比为 。
（3）a与c可形成两种二元化合物分子，两种物质可以以任意比互溶。其中一种不稳定，可分解产生c的单质，该化合物分子中的c原子的杂化方式为 ；这两种物质的互溶物中，存在的化学键有 （填序号）。
①极性共价键 ②非极性共价键 ③离子键
④金属键 ⑤氢键 ⑥范德华力
（4）这些元素形成的含氧酸中，分子内中心原子的价电子对数为4的酸是 （填化学式，下同）；酸根离子呈平面正三角形结构的酸是 ，试从两者结构特点判断该酸分子与酸根离子的稳定性：酸分子 酸根离子（填“＞”或“＜”）。
（5）元素e在周期表中的位置是 区；e的一种常见氯化物中的化学键具有明显的共价性，蒸气状态下以双聚分子存在，结构式为，请补写e的元素符号并用“→”表示出其中的配位键。
18.（11分）回答下列有关问题：
（1）N原子中最高能级的电子的电子云轮廓图为 ；基态Cu＋的核外电子排布式为 。
（2）化合物（CH3）3N可用于制备医药、农药。分子中N原子杂化方式为 ，该物质能溶于水的原因是 。
（3）[H2F]＋[SbF6]－（氟锑酸）是一种超强酸，其阳离子的空间结构为 ，写出一种与[H2F]＋互为等电子体的分子 （写化学式）。
（4）氮、铜形成的一种化合物的晶胞结构如图所示。与每个Cu原子紧邻的Cu原子有 个，令阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为 g·cm－3。（列出计算式）
19.（12分）2016年诺贝尔化学奖授予在“分子机器设计和合成”领域有突出成就的三位科学家，其研究对象之一“分子开关”即与大环主体分子苯芳烃、硫或氮杂环杯芳烃等有关。回答下列问题：
（1）对叔丁基杯[4]芳烃（如图Ⅰ所示）可用于ⅢB族元素对应离子的萃取，如La3＋、Sc2＋。写出基态二价钪离子（Sc2＋）的核外电子排布式 ，其中电子占据的轨道数为 个。
（2）对叔丁基杯[4]芳烃由4个羟基构成杯底，其中羟基氧原子的杂化方式为 ，羟基间的相互作用力为 。
（3）不同大小的苯芳烃能识别某些离子，如：、SCN－等。一定条件下，SCN－与MnO2反应可得到（SCN）2，试写出（SCN）2的结构式： 。
（4）NH3分子在独立存在时H—N—H键角为107.3°。[Zn（NH3）6]2＋中H—N—H键角变为109°28'，其原因是 。
（5）橙红色的八羰基二钴[Co2（CO）8]的熔点为 52 ℃，可溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂。该晶体属于 晶体，八羰基二钴在液氨中被金属钠还原成四羰基钴酸钠[NaCo（CO）4]，四羰基钴酸钠中含有的化学键为 。
（6）已知C60分子结构和C60晶胞示意图（如图Ⅱ、图Ⅲ所示）：
则一个C60分子中含有σ键的个数为 ，C60晶体密度的计算式为 g·cm－3。（NA为阿伏加德罗常数的值）
20.（12分）2019年科学家在锂电池领域做出巨大突破。回答下列问题：
（1）LiCoO2、LiFePO4常用作锂离子电池的正极材料。基态磷原子中，电子占据的最高能层符号为 。
（2）锂离子电池的电解液有LiBF4等，碳酸亚乙酯（）用作该电解液的添加剂。LiBF4中阴离子的空间结构为 。
（3）已知Fe2＋的半径为61 pm，Co2＋的半径为65 pm，由此推断在隔绝空气条件下分别加热FeCO3、CoCO3，其中 的分解温度低。
（4）形成化学键的π电子不局限于两个原子的区域，而是在参加成键的多个原子的分子骨架中运动，这种由多个原子形成的π型化学键称作离域π键。一般地，其形成需要满足下列条件：①原子共面，每个原子提供一个方向相同的p轨道，或合适的d轨道；②π电子数小于参加成键的轨道数的二倍。芳香化合物及许多其他体系存在离域π键。离域π键可用表示，n为参与形成离域π键原子数，m为参与形成离域π键电子数，例如苯为 ，已知萘中存在1个离域π键，可表示为 。
（5）Li2S是目前研发的锂离子电池的新型固体电解质，为立方晶系晶体，晶胞参数为d nm，晶胞截面图如图所示。
每个晶胞中含有的S2－ 数目为 ；Li＋填充在S2－ 构成的空隙中，每一个空隙由 个S2－构成，空隙的空间形状为 形。
模块质量检测（三）
1.B A项，该元素价电子数为8，有4个电子层，则位于第4周期Ⅷ族；B项，价电子数为8；C项，该元素为Fe，Fe3＋比Fe2＋氧化性强；D项，常温下，Fe遇浓硝酸发生钝化。
2.D 金刚石晶体中每个C与另外4个C形成共价键，构成正四面体，向空间发展成网状结构，形成的晶体为共价晶体，A正确；该反应中Na由0价→＋1价，作还原剂将CCl4还原，B正确；CCl4和C（金刚石）中的C的杂化方式都是sp3杂化，C正确；NaCl晶体由阴、阳离子构成，D错误。
3.D Mg的最外层为3p全空稳定结构，难以失去电子，第一电离能最大，Na的最小，则第一电离能大小顺序为Mg＞Al＞Na，A错误；非金属性：N＜O＜F，则电负性大小顺序为N＜O＜F，B错误；S2－、Cl－、K＋具有相同的电子层数，核电荷数越大，离子半径越小，则S2－、Cl－、K＋的半径逐渐减小，C错误；非金属性：F＞O＞N，则热稳定性：HF＞H2O＞NH3，D正确。
4.B 甲烷是正四面体形结构，键角是109°28'，A错误；N和C是等电子体，均为平面三角形结构，B正确；H3O＋和PCl3的价电子总数不相等，C错误；苯的结构中存在“肩并肩”式的重叠轨道，故B3N3H6分子中也存在“肩并肩”式的重叠轨道，D错误。
5.D 上述五种元素中，Fe价电子排布式为3d64s2，Mn价电子排布式为3d54s2，V价电子排布式为3d34s2，这三种元素原子位于d区，C价电子排布式为2s22p2，Al价电子排布式为3s23p1，这两种元素原子位于p区，A正确；超级钢的晶体符合金属晶体的结构特点，因此为金属晶体，B正确；X射线衍射实验可以确定超级钢的晶体结构，C正确；超级钢是金属晶体，因此存在金属键，不存在离子键，D错误。
6.C 分子的许多性质与分子的对称性有关，如极性、旋光性、化学性质等都与分子的对称性有关，A正确；石墨晶体碳原子中由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠，使p轨道中的电子可以在整个碳环平面中运动，所以石墨具有金属键的特性，B正确；离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键，共价键有方向性和饱和性，离子键是没有方向性和饱和性的，只要空间允许，一个阳离子周围尽可能多地排列阴离子，C错误；NaCl晶体中与Na＋距离最近且相等的Na＋个数＝3×8÷2＝12，D正确。
7.A CO与CN－为等电子体，结构相似，CO分子含有一个碳氧三键，则σ键和π键个数之比为 1∶2，A正确；[Ni（NH3）6]2＋中含有N—H极性共价键和Ni与N之间形成的配位键，B错误；Ni2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d8，C错误；CN－为直线形，则C原子的杂化方式是sp，D错误。
8.C 同周期元素，原子序数越大，电负性越大，则元素的电负性：O＞N＞H，A错误；氮气分子的电子式：︰NN︰，B错误；②时，最外层电子跃迁到3p能级，具有较高的能量，则钠电离最外层一个电子所需要的能量：①＞②，C正确；水中的氢键可以表示为O—H…O，其中H…O之间的距离不是该氢键的键长，D错误。
9.B 根据结构简式可知分子式为C3H3N3O3，A错误；由不同种元素组成，分子中的化学键全部是共价键，属于共价化合物，B正确；同种元素原子形成的共价键是非极性键，不同种元素原子形成的共价键是极性键，则分子中只含极性键，C错误；酸碱反应生成盐和水的反应是中和反应，故生成该物质的上述反应不是中和反应，D错误。
10.A 由转化图示可知，OO键键能为2ΔH3，A错误；第一电离能是气体基态原子失去1个电子变为气态＋1价阳离子所吸收的能量，因此Li原子的第一电离能为0.5ΔH2，B正确；晶格能是指处于气态的离子结合生成1 mol固态离子晶体时释放的能量，通常用正值来表示，因此Li2O的晶格能为ΔH6，取正值，C正确；根据盖斯定律得到ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH6＝ΔH5，D正确。
11.D Li、Be、B原子最外层电子数分别为1、2、3，依次增多，A正确；C、P、Cl元素最高正价分别为＋4、＋5、＋7，B正确；同一周期从左到右元素的电负性逐渐增大，N、O、F电负性分别为3.0、3.5、4.0，依次增大，C正确；同一主族从上到下第一电离能逐渐减小，Na、K、Rb第一电离能逐渐减小，D错误。
12.B 氯化钠为离子晶体，易溶于极性的水分子，而碘单质为非极性分子，不易溶于水，与分子间作用力无关，A项错误；铅原子的半径比碳的大，非金属性比碳弱，对应的氢化物的稳定性也较弱，B项正确；形成化合物时，同一主族元素的化合价可能不同，如H2O和H2O2中的O元素，C项错误；P4O10、C6H12O6溶于水后均不导电，是因为二者为非电解质，与是否属于共价化合物无关，D项错误。
13.B 最外层电子排布为ns1的元素，可能为ⅠA族元素，也可能是过渡元素，不一定为s区元素，A错误；Fe是26元素，其价电子数是8，每个配体CO分子提供电子数为2，则8＋2n＝18，解得n＝5，B正确；甲醛分子中碳原子形成了3个σ键，没有孤电子对，因此，碳原子采取sp2杂化，甲醛分子的空间结构为平面三角形，光卤气（COCl2）分子中C原子价电子对数＝3＋＝3，且不含孤电子对，根据价电子对互斥理论判断其空间结构为平面三角形，但是甲醛中与C原子连接的为2个H和1个O，光卤气中与C原子连接的为2个Cl和1个O，H和Cl的电负性不同，则键角不相同，C错误；团簇分子中含有4个E、4个F原子，分子式应为E4F4或F4E4，D错误。
14.D S2Cl2晶体熔、沸点较低，应为分子晶体，S与S，S与Cl之间以共价键结合，则一定不存在离子键，A正确；S2Cl2的电子式为︰︰︰︰︰，分子中各原子均达到最外层8电子稳定结构，B正确；S2Cl2为分子晶体，在液态下不能电离出自由移动的离子，不能导电，C正确；与水发生反应：2S2Cl2＋2H2OSO2↑＋3S↓＋4HCl，二氧化硫不能漂白指示剂，因此气体通入石蕊试液中，溶液变红但不褪色，D错误。
15.C W是原子序数最大的短周期主族元素，则W为Cl元素；X与Y形成的化合物M为沼气的主要成分，则M为CH4，X为H元素，Y为C元素；雷电天气时可形成一种具有杀菌作用的Z单质，则该单质为臭氧，Z为O元素。Y为C元素、Z为O元素、W为Cl元素，在元素周期表中，三种元素的基态原子均为p区元素，最高能级均为p能级，但p能级所处的能层不同，C元素、O元素的p能级在L能层上，Cl元素的p能级在M能层上，2p能级的能量小于3p能级的能量，则具有的能量不相同，A错误；CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应可生成一氯甲烷（CH3Cl）、二氯甲烷（CH2Cl2）、三氯甲烷（CHCl3）、四氯甲烷（CCl4）四种有机物，其中四氯甲烷（CCl4）为非极性分子，其他的均为极性分子，B错误；M为CH4，其中心原子C价电子对数＝4＋＝4，C原子采取sp3杂化，X为H元素，Z为O元素，X2Z为H2O，其中心原子O原子价电子对数＝2＋＝4，O原子采取sp3杂化，即两种分子中心原子杂化类型相同，C正确；XWZ3为HClO3，X2YZ3为H2CO3，元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强，元素的非金属性越强，HClO3不是最高价Cl元素的氧化物形成的酸，不能比较非金属性强弱，D错误。
16.（1）1s22s2 C O （2） 13 5
（3）S2－＞Cl－＞Al3＋ HClO4 （4）Al2O3＋2NaOH＋3H2O2Na[Al（OH）4]
解析：（1）Be的原子序数为4，位于第2周期ⅡA族，核外电子排布式为1s22s2，与Be所在的同周期元素C：1s22s22p2，O：1s22s22p4，2p轨道均有2个未成对电子。（2）Al的最外层有3个电子，价电子排布式为3s23p1，则最外层电子轨道表示式为；铝原子核外有13个电子，则有13种运动状态不同的电子；铝原子核外电子排布为1s22s22p63s23p1，共五个能级，有五种能量不同的电子。（3）比较半径：①电子层数越多，半径越大；②当电子层数相同时，核电荷数越大，吸引电子能力越强，半径越小。因此离子半径：S2－＞Cl－＞Al3＋；元素非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，氯元素的非金属性最强，则HClO4酸性最强。（4）铝元素最高价氧化物为Al2O3，可以与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠，化学方程式为Al2O3＋2NaOH＋3H2O2Na[Al（OH）4]。
17.（1）O （2）1∶2 （3）sp3 ①②
（4）H2SO4、H2SO3 HNO3 ＜
（5）d
解析：周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，a为H，基态b原子的核外电子占据3个能级，且最高能级轨道为半充满状态即2p3，则b为N，c的最外层电子数是内层电子数的3倍，则c为O，d的原子序数是c的两倍，d为S，基态e原子3d轨道上有4个单电子，则为3d6，即e为Fe。（1）同周期元素电负性从左到右依次递增，同主族元素从上到下依次递减，b、c、d电负性最大的是O。（2）b单质分子为氮气，氮气中σ键与π键的个数比为1∶2。（3）a与c可形成两种二元化合物分子，分别为水和过氧化氢，过氧化氢不稳定，过氧化氢的结构式为H—O—O—H，每个氧原子有2个σ键，还有2对孤电子对，因此O原子的杂化方式为sp3，水和过氧化氢互溶物中，水中有极性共价键，过氧化氢有极性共价键与非极性共价键，分子之间有范德华力和分子间氢键，但范德华力和分子间氢键不是化学键，因此存在的化学键有①②。（4）这些元素形成的含氧酸中，有硝酸、亚硝酸、硫酸、亚硫酸，硝酸分子中N有3个σ键，孤电
子对为0，因此价电子对数为3，硝酸根离子中的N原子的价电子对数为3＋0＝3，硝酸根离子为平面正三角形结构；亚硝酸分子中N有2个σ键，孤电子对为1，因此价电子对数为3，亚硝酸根离子中N原子价电子对数为2＋1＝3，亚硝酸根离子为角形结构；硫酸分子中S有4个σ键，孤电子对为0，因此价电子对数为4，硫酸根离子中的S原子价电子对数为4＋0＝4，硫酸根离子为正四面体形结构；亚硫酸分子中S有3个σ键，孤电子对为1，因此价电子对数为4，亚硫酸根离子中的S原子价电子对数为3＋1＝4，亚硫酸根离子为三角锥形结构，因此分子内中心原子的价电子对数为4的酸是H2SO4、H2SO3，酸根离子呈平面正三角形结构的酸是HNO3；硝酸分子中心原子带正电荷，吸引氧原子上的电子，使得氧与氢结合形成的电子对易断裂，因此酸分子稳定性＜酸根离子稳定性。（5）元素e的价电子排布为3d64s2，在周期表中的位置是d区，e的一种常见氯化物中的化学键具有明显的共价性，蒸气状态下以双聚分子存在，中间的Cl与其中一个Fe形成共价键，与另一个Fe形成配位键，Cl提供孤电子对，因此其结构式为。
18.（1）哑铃形 [Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10 （2）sp3 （CH3）3N为极性分子，且可与水分子形成分子间氢键
（3）角形 H2O或H2S
（4）8
解析：（1）N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，最高能级的电子为2p上的电子，电子云轮廓图为哑铃形；基态铜原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1，Cu＋是基态铜原子失去最外层的一个电子得到的，Cu＋的核外电子排布式为[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10。（2）化合物（CH3）3N分子中N原子与三个甲基形成了3对共用电子对，N上还有一对孤电子对，价电子对数为4，杂化方式为sp3，（CH3）3N为极性分子，且可与水分子形成分子间氢键，故易溶于水。（3）[H2F]＋中F上的孤电子对数为×（7－1－1×2）＝2，价电子对数为2＋2＝4，VSEPR理论为四面体形，分子的空间结构为角形，与[H2F]＋互为等电子体的分子为H2O或H2S。（4）图中与每个Cu原子紧邻的Cu原子有8个，铜原子和氮原子的个数分别为12×＝3、8×＝1，该晶体的密度为ρ＝＝ ＝ g·cm－3。
19.（1）1s22s22p63s23p63d1 10
（2）sp3 氢键
（3）
（4）氨分子与Zn2＋形成配合物后，孤电子对与Zn2＋成键，原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥，排斥减弱，故H—N—H键角变大
（5）分子 离子键、配位键、极性键
（6）90 g·cm－3
解析：（1）Sc是21号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，则Sc2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d1；s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，d能级只有1个电子，占有1个轨道，因此Sc2＋的核外电子占据的轨道有1＋1＋3＋1＋3＋1＝10个。（2）羟基的中心原子为氧原子，有2个σ键，2个孤电子对，其杂化轨道数为2＋2＝4，因此杂化类型是sp3，羟基间通过氢键联系到一起。（3）、SCN－与CO2互为等电子体，因此SCN－的空间结构为直线形，（SCN）2的结构式应为。（4）氨分子与Zn2＋形成配合物后，孤电子对与Zn2＋成键，原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥，排斥减弱，故H—N—H键角变大。（5）熔点为52 ℃，可溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂，则可知Co2（CO）8属于分子晶体；NaCo（CO）4内，存在钠离子与Co（CO阴离子，在Co（CO内界有CO与中心钴离子形成配位键，而配体内部C原子与O原子之间存在极性共价键，所以四羰基钴酸钠中含有的化学键为离子键、配位键、极性键。（6）根据C60分子结构，C60分子中1个碳原子有2个C—C 键、1个双键，根据均摊法，一个碳原子真正含有的σ键的个数为，即一个C60分子中含有σ键的个数为60×＝90；根据C60晶胞结构，C60的个数为8×＋6×＝4，晶胞的质量为＝ g，晶胞的体积为（a×10－10）3 cm3＝a3×10－30 cm3，根据密度的定义，晶胞的密度计算式为ρ＝＝ g·cm－3。
20.（1）M （2）正四面体形 （3）FeCO3 （4）
（5）4 4 正四面体形
解析：（1）磷元素处于第3周期ⅤA族，其原子占据的最高能层为第三能层，能层符号为M。（2）LiBF4中阴离子为B，中心B原子的孤电子对数为＝0，价电子对数＝4＋0＝4，阴离子的空间结构与VSEPR理论相同，均为正四面体形。（3）碳酸盐分解实质是金属阳离子结合碳酸盐中氧离子，r（Fe2＋）小于r（Co2＋），Fe2＋结合O2－的能力更强，FeCO3容易分解，所以FeCO3分解温度较低。（4）萘中含有两个苯环，10个碳原子的杂化方式相同，均为sp2杂化，每个C原子都提供一个与杂化轨道垂直的p轨道，且含有一个电子，所以形成10中心10电子的离域π键，可以表示为。（5）由晶胞截面图中y参数可知，S2－处于晶胞的顶角、面心位置，Li＋ 填充在晶胞的体心位置，每个晶胞中含有的S2－数目为8×＋6×＝4，Li＋填充在S2－构成的空隙中，每一个空隙由4个S2－ 构成，空隙的空间形状为正四面体形。
6 / 6(共66张PPT)
模块质量检测（三）
（分值：100分）
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个
选项符合题意。
1. 某元素的价电子排布是3d64s2，下列对该元素的说法错误的是
（ ）
A. 位于周期表中第4周期Ⅷ族
B. 只有2个价电子
C. ＋3价离子比＋2价离子的氧化性强
D. 常温下，其单质难溶于浓硝酸
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解析： A项，该元素价电子数为8，有4个电子层，则位于第4周
期Ⅷ族；B项，价电子数为8；C项，该元素为Fe，Fe3＋比Fe2＋氧
化性强；D项，常温下，Fe遇浓硝酸发生钝化。
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2. 利用反应CCl4＋4Na C（金刚石）＋4NaCl可实现人工合成金
刚石。下列关于该反应的说法错误的是（ ）
A. C（金刚石）属于共价晶体
B. 该反应利用了Na的强还原性
C. CCl4和C（金刚石）中C的杂化方式相同
D. NaCl晶体中含NaCl分子
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解析： 金刚石晶体中每个C与另外4个C形成共价键，构成正四
面体，向空间发展成网状结构，形成的晶体为共价晶体，A正确；
该反应中Na由0价→＋1价，作还原剂将CCl4还原，B正确；CCl4和
C（金刚石）中的C的杂化方式都是sp3杂化，C正确；NaCl晶体由
阴、阳离子构成，D错误。
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3. 在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是（ ）
A. Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大
B. O、F、N的电负性逐渐增大
C. S2－、Cl－、K＋的半径逐渐增大
D. 热稳定性：HF＞H2O＞NH3
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解析： Mg的最外层为3p全空稳定结构，难以失去电子，第一
电离能最大，Na的最小，则第一电离能大小顺序为Mg＞Al＞Na，
A错误；非金属性：N＜O＜F，则电负性大小顺序为N＜O＜F，B
错误；S2－、Cl－、K＋具有相同的电子层数，核电荷数越大，离子
半径越小，则S2－、Cl－、K＋的半径逐渐减小，C错误；非金属
性：F＞O＞N，则热稳定性：HF＞H2O＞NH3，D正确。
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4. 通常把化学通式和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人
们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是
（ ）
C. H3O＋和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构
D. B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式的重
叠轨道
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解析： 甲烷是正四面体形结构，键角是109°28'，A错误；
N 和C 是等电子体，均为平面三角形结构，B正确；H3O＋和
PCl3的价电子总数不相等，C错误；苯的结构中存在“肩并肩”式
的重叠轨道，故B3N3H6分子中也存在“肩并肩”式的重叠轨道，D
错误。
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5. 我国的超级钢研究居于世界领先地位。某种超级钢中除Fe外，还含
Mn 10％、C 0.47％、Al 2％、V 0.7％。下列说法错误的是（ ）
A. 上述五种元素中，有两种位于周期表的p区
B. 超级钢的晶体一定是金属晶体
C. X射线衍射实验可以确定超级钢的晶体结构
D. 超级钢中存在金属键和离子键
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解析： 上述五种元素中，Fe价电子排布式为3d64s2，Mn价电子
排布式为3d54s2，V价电子排布式为3d34s2，这三种元素原子位于d
区，C价电子排布式为2s22p2，Al价电子排布式为3s23p1，这两种元
素原子位于p区，A正确；超级钢的晶体符合金属晶体的结构特
点，因此为金属晶体，B正确；X射线衍射实验可以确定超级钢的
晶体结构，C正确；超级钢是金属晶体，因此存在金属键，不存在
离子键，D错误。
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6. 下列说法错误的是（ ）
A. 分子的许多性质与分子的对称性有关
B. 石墨晶体具有金属键的特性
C. 离子晶体中的化学键一定有方向性和饱和性
D. 氯化钠晶体中与Na＋距离最近且相等的Na＋有12个
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解析： 分子的许多性质与分子的对称性有关，如极性、旋光
性、化学性质等都与分子的对称性有关，A正确；石墨晶体碳原子
中由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠，使p轨道中的电子可以
在整个碳环平面中运动，所以石墨具有金属键的特性，B正确；离
子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键，共价键有方向性和饱
和性，离子键是没有方向性和饱和性的，只要空间允许，一个阳离
子周围尽可能多地排列阴离子，C错误；NaCl晶体中与Na＋距离最
近且相等的Na＋个数＝3×8÷2＝12，D正确。
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7. 镍的配合物常用于镍的提纯以及药物合成，如Ni（CO）4、[Ni
（CN）4]2－、[Ni（NH3）6]2＋等。下列说法正确的是（ ）
A. CO与CN－结构相似，CO分子内σ键和π键个数之比为1∶2
B. [Ni（NH3）6]2＋中含有非极性共价键和配位键
C. Ni2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10
D. CN－中C原子的杂化方式是sp2
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解析： CO与CN－为等电子体，结构相似，CO分子含有一个碳
氧三键，则σ键和π键个数之比为 1∶2，A正确；[Ni（NH3）6]2＋
中含有N—H极性共价键和Ni与N之间形成的配位键，B错误；Ni2＋
的电子排布式为1s22s22p63s23p63d8，C错误；CN－为直线形，则C
原子的杂化方式是sp，D错误。
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8. 氮气可以做食品包装、灯泡等的填充气，也是合成纤维、合成橡胶
的重要原料。实验室制备氮气的反应式：NH4Cl＋NaNO2 NaCl
＋N2↑＋2H2O。下列说法正确的是（ ）
A. 元素的电负性：N＞O＞H
B. 氮气分子的电子式：N N
C. 钠电离最外层一个电子所需要的能量：①＞②
D. 水中的氢键可以表示为O—H…O，其中H…O之间的距离即为该氢键的键长
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解析： 同周期元素，原子序数越大，电负性越大，则元素
的电负性：O＞N＞H，A错误；氮气分子的电子式：︰N N
︰，B错误；②时，最外层电子跃迁到3p能级，具有较高的能
量，则钠电离最外层一个电子所需要的能量：①＞②，C正
确；水中的氢键可以表示为O—H…O，其中H…O之间的距离
不是该氢键的键长，D错误。
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9. CO2的资源化利用是解决温室效应的重要途径。以下是在一定条件
下用NH3捕获CO2生产重要化工产品三聚氰胺的反应：NH3＋
CO2 ＋H2O，下列有关三聚氰胺的说法正确的是
（ ）
A. 分子式为C3H6N3O3
B. 属于共价化合物
C. 分子中既含有极性键，又含非极性键
D. 生成该物质的上述反应为中和反应
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解析： 根据结构简式可知分子式为C3H3N3O3，A错误；由不同
种元素组成，分子中的化学键全部是共价键，属于共价化合物，B
正确；同种元素原子形成的共价键是非极性键，不同种元素原子形
成的共价键是极性键，则分子中只含极性键，C错误；酸碱反应生
成盐和水的反应是中和反应，故生成该物质的上述反应不是中和反
应，D错误。
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10. 氧化锂（Li2O）是离子晶体，其晶格能可以通过如图所示循环进
行计算。下列说法错误的是（ ）
B. Li原子的第一电离能为0.5ΔH2
C. Li2O的晶格能为ΔH6，取正值
D. ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH6＝ΔH5
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解析： 由转化图示可知，O O键键能为2ΔH3，A错误；第
一电离能是气体基态原子失去1个电子变为气态＋1价阳离子所吸
收的能量，因此Li原子的第一电离能为0.5ΔH2，B正确；晶格能
是指处于气态的离子结合生成1 mol 固态离子晶体时释放的能
量，通常用正值来表示，因此Li2O的晶格能为ΔH6，取正值，C正
确；根据盖斯定律得到ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH6＝ΔH5，D
正确。
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11. 下列各组元素性质的递变情况错误的是（ ）
A. Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
B. C、P、Cl元素最高正价依次升高
C. N、O、F电负性依次增大
D. Na、K、Rb第一电离能逐渐增大
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解析： Li、Be、B原子最外层电子数分别为1、2、3，依次增
多，A正确；C、P、Cl元素最高正价分别为＋4、＋5、＋7，B正
确；同一周期从左到右元素的电负性逐渐增大，N、O、F电负性
分别为3.0、3.5、4.0，依次增大，C正确；同一主族从上到下第
一电离能逐渐减小，Na、K、Rb第一电离能逐渐减小，D错误。
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12. 下列有关物质性质、结构的表述均正确，且存在因果关系的是
（ ）
表述Ⅰ 表述Ⅱ
A 在水中，NaCl的溶解度比I2的溶
解度大 NaCl晶体中Cl－与Na＋间的作用
力大于碘晶体中分子间的作用力
B 通常条件下，CH4分子比PbH4分
子稳定性高 Pb的原子半径比C的大，Pb与H
之间的键能比C与H间的小
C 在形成化合物时，同一主族元素
的化合价相同 同一主族元素原子的最外层电子
数相同
D P4O10、C6H12O6溶于水后均不导
电 P4O10、C6H12O6均属于共价化合
物
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解析： 氯化钠为离子晶体，易溶于极性的水分子，而碘单质
为非极性分子，不易溶于水，与分子间作用力无关，A项错误；
铅原子的半径比碳的大，非金属性比碳弱，对应的氢化物的稳定
性也较弱，B项正确；形成化合物时，同一主族元素的化合价可
能不同，如H2O和H2O2中的O元素，C项错误；P4O10、C6H12O6溶
于水后均不导电，是因为二者为非电解质，与是否属于共价化合
物无关，D项错误。
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13. 下列各项叙述中，正确的是（ ）
A. 最外层电子排布为ns1的元素，一定是s区元素
B. 配合物Fe（CO）n内中心原子价电子数与配体
提供电子总数之和为18，则n＝5
C. 光卤气（COCl2）、甲醛分子的空间结构和键角均相同
D. 某气态团簇分子结构如图所示，该气态团簇分子的分子式为EF或FE
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解析： 最外层电子排布为ns1的元素，可能为ⅠA族元素，也可
能是过渡元素，不一定为s区元素，A错误；Fe是26元素，其价电
子数是8，每个配体CO分子提供电子数为2，则8＋2n＝18，解得
n＝5，B正确；甲醛分子中碳原子形成了3个σ键，没有孤电子对，因此，碳原子采取sp2杂化，甲醛分子的空间结构为平面三角形，光卤气（COCl2）分子中C原子价电子对数＝3＋ ＝3，且不含孤电子对，根据价电子对互斥理论判断其空间结构为平面三角形，但是甲醛中与C原子连接的为2个H和1个O，光卤气中与C原子连接的为2个Cl和1个O，H和Cl的电负性不同，则键角不相同，C错误；团簇分子中含有4个E、4个F原子，分子式应为E4F4或F4E4，D错误。
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14. 二氯化二硫（S2Cl2）可用作橡胶工业的硫化剂，常温下它是橙黄
色有恶臭的液体，它的分子结构与H2O2相似，熔点为193 K，沸
点为411 K，遇水反应，既产生能使品红褪色气体又产生淡黄色沉
淀，S2Cl2可由干燥的氯气通入熔融的硫中制得。下列有关说法错
误的是（ ）
A. S2Cl2晶体中不存在离子键
B. S2Cl2分子中各原子均达到最外层8电子稳定结构
C. S2Cl2在液态下不能导电
D. S2Cl2与水反应后生成的气体通入石蕊试液中，现象是溶液先变红
后褪色
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解析： S2Cl2晶体熔、沸点较低，应为分子晶体，S与S，S与Cl
之间以共价键结合，则一定不存在离子键，A正确；S2Cl2的电子
式为︰ ︰ ︰ ︰ ︰，分子中各原子均达到最外层8电子稳
定结构，B正确；S2Cl2为分子晶体，在液态下不能电离出自由移
动的离子，不能导电，C正确；与水发生反应：2S2Cl2＋
2H2O SO2↑＋3S↓＋4HCl，二氧化硫不能漂白指示剂，因此气
体通入石蕊试液中，溶液变红但不褪色，D错误。
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15. X、Y、Z、W四种元素原子的质子数依次增多，W是原子序数最
大的短周期主族元素，X与Y形成的化合物M为沼气的主要成分，
雷电天气时可形成一种具有杀菌作用的Z单质。下列说法正确的
是（ ）
A. 基态Y、Z、W原子的最高能级均为p能级且能量相同
B. M与W的单质光照时生成的四种有机物均为极性分子
C. M与X2Z两种分子中心原子杂化类型相同
D. 酸性：XWZ3＞X2YZ3，所以非金属性：W＞Y
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解析： W是原子序数最大的短周期主族元素，则W为Cl元素；
X与Y形成的化合物M为沼气的主要成分，则M为CH4，X为H元
素，Y为C元素；雷电天气时可形成一种具有杀菌作用的Z单质，
则该单质为臭氧，Z为O元素。Y为C元素、Z为O元素、W为Cl元
素，在元素周期表中，三种元素的基态原子均为p区元素，最高能
级均为p能级，但p能级所处的能层不同，C元素、O元素的p能级
在L能层上，Cl元素的p能级在M能层上，2p能级的能量小于3p能
级的能量，则具有的能量不相同，A错误；
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CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应可生成一氯甲烷（CH3Cl）、二
氯甲烷（CH2Cl2）、三氯甲烷（CHCl3）、四氯甲烷（CCl4）四种有
机物，其中四氯甲烷（CCl4）为非极性分子，其他的均为极性分子，
B错误；M为CH4，其中心原子C价电子对数＝4＋ ＝4，C原子采
取sp3杂化，X为H元素，Z为O元素，X2Z为H2O，其中心原子O原子价
电子对数＝2＋ ＝4，O原子采取sp3杂化，即两种分子中心原子
杂化类型相同，C正确；XWZ3为HClO3，X2YZ3为H2CO3，元素最高
价氧化物对应水化物的酸性越强，元素的非金属性越强，HClO3不是
最高价Cl元素的氧化物形成的酸，不能比较非金属性强弱，D错误。
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二、非选择题：本题共5小题，共55分。
16. （10分）我国科学家通过测量SiO2中的26Al和 10Be 两种元素的比
例确定“北京人”年龄，这种测量方法叫“铝铍测年法”。完成
下列填空：
（1）写出Be的核外电子排布式 。Be所在的周期中，最
外层有2个未成对电子的元素的符号是 、 。
解析： Be的原子序数为4，位于第2周期ⅡA族，核外电
子排布式为1s22s2，与Be所在的同周期元素C：1s22s22p2，
O：1s22s22p4，2p轨道均有2个未成对电子。
1s22s2
C
O
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（2）写出Al的最外层电子轨道表示式 。铝原子核
外有 种运动状态不同的电子；铝原子核外有 种
能量不同的电子。
解析： Al的最外层有3个电子，价电子排布式为
3s23p1，则最外层电子轨道表示式为 ；铝原子核外
有13个电子，则有13种运动状态不同的电子；铝原子核外电
子排布为1s22s22p63s23p1，共五个能级，有五种能量不同的
电子。
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（3）比较Al3＋、S2－和Cl－半径由大到小的顺序
；这3种元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的
是 （写化学式）。
解析： 比较半径：①电子层数越多，半径越大；②当
电子层数相同时，核电荷数越大，吸引电子能力越强，半径
越小。因此离子半径：S2－＞Cl－＞Al3＋；元素非金属性越
强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，氯元素的非金属
性最强，则HClO4酸性最强。
S2－＞Cl－＞Al3
＋
HClO4
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解析： 铝元素最高价氧化物为Al2O3，可以与氢氧化钠
溶液反应生成四羟基合铝酸钠，化学方程式为Al2O3＋
2NaOH＋3H2O 2Na[Al（OH）4]。
Al2O3＋2NaOH＋3H2O 2Na[Al（OH）4]
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17. （10分）周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序数依次增
大。a的核外电子总数与其周期数相同；基态b原子的核外电子占
据3个能级，且最高能级轨道为半充满状态；c的最外层电子数是
内层电子数的3倍；d的原子序数是c的两倍；基态e原子3d轨道上
有4个单电子。回答下列问题：
（1）b、c、d电负性最大的是 （填元素符号）。
（2）b单质分子中σ键与π键的个数比为 。
O
1∶2
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解析：周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序数依次
增大。a的核外电子总数与其周期数相同，a为H，基态b原
子的核外电子占据3个能级，且最高能级轨道为半充满状态
即2p3，则b为N，c的最外层电子数是内层电子数的3倍，则c
为O，d的原子序数是c的两倍，d为S，基态e原子3d轨道上
有4个单电子，则为3d6，即e为Fe。（1）同周期元素电负性
从左到右依次递增，同主族元素从上到下依次递减，b、c、
d电负性最大的是O。（2）b单质分子为氮气，氮气中σ键与
π键的个数比为1∶2。
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（3）a与c可形成两种二元化合物分子，两种物质可以以任意比互
溶。其中一种不稳定，可分解产生c的单质，该化合物分子
中的c原子的杂化方式为 ；这两种物质的互溶物中，
存在的化学键有 （填序号）。
sp3
①②
①极性共价键 ②非极性共价键 ③离子键 ④金属键 ⑤
氢键 ⑥范德华力
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解析： a与c可形成两种二元化合物分子，分别为水和过氧化氢，过氧
化氢不稳定，过氧化氢的结构式为H—O—O—H，每个氧原子有2个σ
键，还有2对孤电子对，因此O原子的杂化方式为sp3，水和过氧化氢
互溶物中，水中有极性共价键，过氧化氢有极性共价键与非极性共价
键，分子之间有范德华力和分子间氢键，但范德华力和分子间氢键不
是化学键，因此存在的化学键有①②。
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（4）这些元素形成的含氧酸中，分子内中心原子的价电子对数为
4的酸是 （填化学式，下同）；酸根离子
呈平面正三角形结构的酸是 ，试从两者结构特点
判断该酸分子与酸根离子的稳定性：酸分子 酸根离子
（填“＞”或“＜”）。
H2SO4、H2SO3
HNO3
＜
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解析：这些元素形成的含氧酸中，有硝酸、亚硝酸、硫酸、亚硫酸，硝酸分子中N有3个σ键，孤电子对为0，因此价电子对数为3，硝酸根离子中的N原子的价电子对数为3＋0＝3，硝酸根离子为平面正三角形结构；亚硝酸分子中N有2个σ键，孤电子对为1，因此价电子对数为3，亚硝酸根离子中N原子价电子对数为2＋1＝3，亚硝酸根离子为角形结构；硫酸分子中S有4个σ键，孤电子对为0，因此价电子对数为4，硫酸根离子中的S原子价电子对数为4＋0＝4，硫酸根离子为正四面体形结构；亚硫酸分子中S有3个σ键，孤电子对为1，因此价电子对数为4，亚硫酸根离子中的S原子价电子对数为3＋1＝4，亚硫酸根离子为三角锥形结构，因此分子内中心原子的价电子对数为4的酸是H2SO4、H2SO3，酸根离子呈平面正三角形结构的酸是HNO3；硝酸分子中心原子带正电荷，吸引氧原子上的电子，使得氧与氢结合形成的电子对易断裂，因此酸分子稳定性＜酸根离子稳定性。
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（5）元素e在周期表中的位置是 区；e的一种常见氯化物中
的化学键具有明显的共价性，蒸气状态下以双聚分子存在，
结构式为 ，请补写e的元素符号并用“→”表
示出其中的配位键。
答案：
d
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解析：元素e的价电子排布为3d64s2，在周期表中的位置是d区，e的一种常见氯化物中的化学键具有明显的共价性，蒸气状态下以双聚分子存在，中间的Cl与其中一个Fe形成共价键，与另一个Fe形成配位键，Cl提供孤电子对，因此其结构式为 。
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18. （11分）回答下列有关问题：
（1）N原子中最高能级的电子的电子云轮廓图为 ；
基态Cu＋的核外电子排布式为
。
哑铃形
[Ar]3d10或
1s22s22p63s23p63d10
解析： N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，最高能级
的电子为2p上的电子，电子云轮廓图为哑铃形；基态铜原子
的核外电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1，
Cu＋是基态铜原子失去最外层的一个电子得到的，Cu＋的核
外电子排布式为[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10。
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（2）化合物（CH3）3N可用于制备医药、农药。分子中N原子杂
化方式为 ，该物质能溶于水的原因是
。
sp3
（CH3）3N为
极性分子，且可与水分子形成分子间氢键
解析：化合物（CH3）3N分子中N原子与三个甲基形成了3对共用电子对，N上还有一对孤电子对，价电子对数为4，杂化方式为sp3，（CH3）3N为极性分子，且可与水分子形成分子间氢
键，故易溶于水。
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（3）[H2F]＋[SbF6]－（氟锑酸）是一种超强酸，其阳离子的空间
结构为 ，写出一种与[H2F]＋互为等电子体的分
子 （写化学式）。
角形
H2O或H2S
解析：[H2F]＋中F上的孤电子对数为 ×（7－1－1×2）＝2，价电子对数为2＋2＝4，VSEPR理论为四面体形，分子的空间结构为角形，与[H2F]＋互为等电子体的分子为H2O或H2S。
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（4）氮、铜形成的一种化合物的晶胞结构如图所示。与每个Cu原子紧邻的Cu原子有 个，令阿伏加德罗常数的值为
NA，该晶体的密度为 g·cm－3。（列
出计算式）
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解析：图中与每个Cu原子紧邻的Cu原子有8个，铜原子和氮原子的个数分别为12× ＝3、8× ＝1，该晶体的密度为ρ＝ ＝ ＝ g·cm－3。
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19. （12分）2016年诺贝尔化学奖授予在“分子机
器设计和合成”领域有突出成就的三位科学家，
其研究对象之一“分子开关”即与大环主体分
子苯芳烃、硫或氮杂环杯芳烃等有关。回答
下列问题：
（1）对叔丁基杯[4]芳烃（如图Ⅰ所示）可用于ⅢB族元素对应离
子的萃取，如La3＋、Sc2＋。写出基态二价钪离子（Sc2＋）
的核外电子排布式 ，其中电子占据的
轨道数为 个。
1s22s22p63s23p63d1
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解析： Sc是21号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，则Sc2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d1；s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，d能级只有1个电子，占有1个轨道，因此Sc2＋的核外电子占据的轨道有1＋1＋3＋1＋3＋1＝10个。
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（2）对叔丁基杯[4]芳烃由4个羟基构成杯底，其中羟基氧原子的
杂化方式为 ，羟基间的相互作用力为 。
解析： 羟基的中心原子为氧原子，有2个σ键，2个孤电
子对，其杂化轨道数为2＋2＝4，因此杂化类型是sp3，羟基
间通过氢键联系到一起。
sp3
氢键
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（3）不同大小的苯芳烃能识别某些离子，如： 、SCN－等。
一定条件下，SCN－与MnO2反应可得到（SCN）2，试写出
（SCN）2的结构式： 。
解析： 、SCN－与CO2互为等电子体，因此SCN－的空间结构为直线形，（SCN）2的结构式应为 。
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（4）NH3分子在独立存在时H—N—H键角为107.3°。[Zn
（NH3）6]2＋中H—N—H键角变为109°28'，其原因是
。
解析： 氨分子与Zn2＋形成配合物后，孤电子对与Zn2＋
成键，原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子
对间的排斥，排斥减弱，故H—N—H键角变大。
氨
分子与Zn2＋形成配合物后，孤电子对与Zn2＋成键，原孤电
子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥，
排斥减弱，故H—N—H键角变大
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（5）橙红色的八羰基二钴[Co2（CO）8]的熔点为 52 ℃，可溶于
乙醇、乙醚、苯等有机溶剂。该晶体属于 晶体，八
羰基二钴在液氨中被金属钠还原成四羰基钴酸钠[NaCo
（CO）4]，四羰基钴酸钠中含有的化学键为
。
分子
离子键、配
位键、极性键
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解析： 熔点为52 ℃，可溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶
剂，则可知Co2（CO）8属于分子晶体；NaCo（CO）4内，
存在钠离子与Co（CO 阴离子，在Co（CO 内界有
CO与中心钴离子形成配位键，而配体内部C原子与O原子之
间存在极性共价键，所以四羰基钴酸钠中含有的化学键为离
子键、配位键、极性键。
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（6）已知C60分子结构和C60晶胞示意图（如图Ⅱ、图Ⅲ所示）：
90
g·cm－3
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解析： 根据C60分子结构，C60分子中1个碳原子有2个
C—C 键、1个 双键，根据均摊法，一个碳原子真
正含有的σ键的个数为 ，即一个C60分子中含有σ键的个数
为60× ＝90；根据C60晶胞结构，C60的个数为8× ＋6× ＝4，晶胞的质量为 ＝ g，晶胞的体积为（a×10－10）3 cm3＝a3×10－30 cm3，根据密度的定义，晶胞的密度计算式为ρ＝ ＝ g·cm－3。
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20. （12分）2019年科学家在锂电池领域做出巨大突破。回答下
列问题：
（1）LiCoO2、LiFePO4常用作锂离子电池的正极材料。基态磷原
子中，电子占据的最高能层符号为 。
解析： 磷元素处于第3周期ⅤA族，其原子占据的最高
能层为第三能层，能层符号为M。
M
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（2）锂离子电池的电解液有LiBF4等，碳酸亚乙酯（ ）用作
该电解液的添加剂。LiBF4中阴离子的空间结构为
。
解析： LiBF4中阴离子为B ，中心B原子的孤电子对
数为 ＝0，价电子对数＝4＋0＝4，阴离子的空间结
构与VSEPR理论相同，均为正四面体形。
正四面
体形
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（3）已知Fe2＋的半径为61 pm，Co2＋的半径为65 pm，由此推断
在隔绝空气条件下分别加热FeCO3、CoCO3，其
中 的分解温度低。
解析： 碳酸盐分解实质是金属阳离子结合碳酸盐中氧
离子，r（Fe2＋）小于r（Co2＋），Fe2＋结合O2－的能力更
强，FeCO3容易分解，所以FeCO3分解温度较低。
FeCO3
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（4）形成化学键的π电子不局限于两个原子的区域，而是在参加
成键的多个原子的分子骨架中运动，这种由多个原子形成的
π型化学键称作离域π键。一般地，其形成需要满足下列条
件：①原子共面，每个原子提供一个方向相同的p轨道，或
合适的d轨道；②π电子数小于参加成键的轨道数的二倍。芳
香化合物及许多其他体系存在离域π键。离域π键可用
表示，n为参与形成离域π键原子数，m为参与形成离域π键
电子数，例如苯为 ，已知萘 中存在1个离域π
键，可表示为 。
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解析： 萘中含有两个苯环，10个碳原子的杂化方式相
同，均为sp2杂化，每个C原子都提供一个与杂化轨道垂直的
p轨道，且含有一个电子，所以形成10中心10电子的离域π
键，可以表示为 。
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（5）Li2S是目前研发的锂离子电池的新型固体电解质，为立方晶
系晶体，晶胞参数为d nm，晶胞截面图如图所示。
每个晶胞中含有的S2－ 数目为 ；Li＋填充在S2－ 构成的
空隙中，每一个空隙由 个S2－构成，空隙的空
间形状为 形。
4
4
正四面体形
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解析： 由晶胞截面图中y参数可知，S2－处于晶胞的顶
角、面心位置，Li＋ 填充在 晶胞的体心位置，每个晶胞中
含有的S2－数目为8× ＋6× ＝4，Li＋填充在S2－构成的空
隙中，每一个空隙由4个S2－ 构成，空隙的空间形状为正四
面体形。
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感谢欣赏
THE END
