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专题二十三 选修3物质结构与性质（原卷）
1.【2017海南卷】19-Ⅰ（6分）下列叙述正确的有
A．某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍，则其最高正价为+7
B．钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能
C．高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性
D．邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点
19-Ⅱ（14分）
ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题：
（1）碳的一种单质的结构如图（a）所示。 ( http: / / www.21cnjy.com )该单质的晶体类型为___________，原子间存在的共价键类型有________，碳原子的杂化轨道类型为__________________。21世纪教育网版权所有
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（2）SiCl4分子的中心原子的价层电子对 ( http: / / www.21cnjy.com )数为__________，分子的立体构型为________，属于________分子（填“极性”或“非极性”）。21*cnjy*com
（3）四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图（b）所示。
①SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是_________________。
②结合SiX4的沸点和PbX2的熔点的变化 ( http: / / www.21cnjy.com )规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化学键的离子性_______、共价性_________。（填“增强”“不变”或“减弱”）
（4）碳的另一种单质C60 ( http: / / www.21cnjy.com )可以与钾形成低温超导化合物，晶体结构如图（c）所示。K位于立方体的棱上和立方体的内部，此化合物的化学式为_______________；其晶胞参数为1.4 nm，晶体密度为_______g·cm-3。21·cn·jy·com
2.【2017江苏卷】铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
（1）Fe3+基态核外电子排布式为____________________。
（2）丙酮( ( http: / / www.21cnjy.com ))分子中碳原子轨道的杂化类型是_______________，1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为______________。
（3）C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________________。
（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为____________________。
（5）某FexNy的晶胞如题21图 1 ( http: / / www.21cnjy.com )所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x n) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图 2 所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。21教育网
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3．【2017新课标Ⅰ卷】钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_______nm（填标号）。
A．404.4 B．553.5 C．589.2 D．670.8 E．766.5
（2）基态K原子中，核外电子占据最 ( http: / / www.21cnjy.com )高能层的符号是_________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___________。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是___________________________。【来源：21·世纪·教育·网】
（3）X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在 ( http: / / www.21cnjy.com )离子。 ( http: / / www.21cnjy.com )离子的几何构型为_____________，中心原子的杂化形式为________________。
（4）KIO3晶体是一种性能良好的 ( http: / / www.21cnjy.com )非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a=0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为______nm，与K紧邻的O个数为__________。
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（5）在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于______位置，O处于______位置。
4．【2017新课标Ⅱ卷】我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用R代表）。回答下列问题：
（1）氮原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为_____________。
（2）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态 ( http: / / www.21cnjy.com )负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（E1）。第二周期部分元素的E1变化趋势如图（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右 依次增大的原因是___________；氮元素的E1呈现异常的原因是__________。
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（3）经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图（b）所示。
①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_________，不同之处为__________。（填标号）
A．中心原子的杂化轨道类型 B． 中心原子的价层电子对数
C．立体结构 D．共价键类型
②R中阴离子 ( http: / / www.21cnjy.com )中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号 ( http: / / www.21cnjy.com )表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为 ( http: / / www.21cnjy.com )），则 ( http: / / www.21cnjy.com )中的大π键应表示为____________。www.21-cn-jy.com
③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为( ( http: / / www.21cnjy.com ))N H…Cl、____________、____________。
（4）R的晶体密度为d g ( http: / / www.21cnjy.com )·cm 3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为______________。www-2-1-cnjy-com
5．【2017新课标Ⅲ卷 ( http: / / www.21cnjy.com )】研究发现，在CO2低压合成甲醇反应（CO2+3H2=CH3OH+H2O）中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：
（1）Co基态原子核外电子排布式为_____________。元素Mn与O中，第一电离能较大的是_________，
基态原子核外未成对电子数较多的是_________________。
（2）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。
（3）在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_________________，原
因是______________________________。
（4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在________。
（5）MgO具有NaCl型结构（如图），其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得
MgO的晶胞参数为a=0.420 nm，则r(O2-)为________nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为
a' =0.448 nm，则r(Mn2+)为________nm。 ( http: / / www.21cnjy.com )
6.【2016海南卷】M是第四周期元素 ( http: / / www.21cnjy.com )，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：21教育名师原创作品
（1）单质M的晶体类型为______，晶体中原子间通过_____作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为______。21*cnjy*com
（2）元素Y基态原子的核外电子排布式为 ( http: / / www.21cnjy.com )________，其同周期元素中，第一电离能最大的是_____（写元素符号）。元素Y的含氧酸中，酸性最强的是______（写化学式），该酸根离子的立体构型为______。
（3）M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。
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①该化合物的化学式为_______，已知晶胞参数a=0.542 nm，此晶体的密度为_______g·cm–3。（写出计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA）
②该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是 ( http: / / www.21cnjy.com )________。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为_______。
7．【2016江苏卷】[Zn(CN)4]2－在水溶液中与HCHO发生如下反应：
4HCHO+[Zn(CN)4]2－+4H++4H2O===[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN
（1）Zn2+基态核外电子排布式为____________________。
（2）1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为____________mol。
（3）HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是______________。
（4）与H2O分子互为等电子体的阴离子为________________。
（5）[Zn(CN)4]2-中Zn2 ( http: / / www.21cnjy.com )+与CN－的C原子形成配位键。不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为_____________。
8．【2016上海卷】NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理：
（5）上述反应涉及到的元素中，氯原子核外电子能量最高的电子亚层是_____；H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为_______。
（6）HCN是直线型分子，HCN是_____分子（选填“极性”、“非极性”）。HClO的电子式为_____。
9．【2016四川卷】M、R、X、Y为 ( http: / / www.21cnjy.com )原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：
（1）R基态原子的电子排布式是 ① ，X和Y中电负性较大的是 ② （填元素符号）。
（2）X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是___________。
（3）X与M形成的XM3分子的空间构型是__________。
（4）M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是_________（填离子符号）。
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（5）在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐（橙色）氧化M的一种氢化物，Z被还原为+3价，该反应的化学方程式是____________。
10．【2016新课标Ⅰ卷】锗（Ge）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：
（1）基态Ge原子的核外电子排布式为_______，有______个未成对电子。
（2）Ge与C是同族元素，C原 ( http: / / www.21cnjy.com )子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是________________。
（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因________。
GeCl4 GeBr4 GeI4
熔点/℃ 49.5 26 146
沸点/℃ 83.1 186 约400
（4）光催化还原CO2制备CH4反应中 ( http: / / www.21cnjy.com )，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______________。
（5）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为______，微粒之间存在的作用力是_______。
（6）晶胞有两个基本要素：
①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为（0,0,0）；B为（ ( http: / / www.21cnjy.com )，0， ( http: / / www.21cnjy.com )）；C为（ ( http: / / www.21cnjy.com )， ( http: / / www.21cnjy.com )，0）。则D原子的坐标参数为______。 ( http: / / www.21cnjy.com )【来源：21cnj*y.co*m】
②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm，其密度为______g·cm-3（列出计算式即可）。
11．【2016新课标Ⅱ卷】东晋《华阳国志 ( http: / / www.21cnjy.com ) 南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：2·1·c·n·j·y
（1）镍元素基态原子的电子排布式为_________，3d能级上的未成对的电子数为______。
（2）硫酸镍溶于氨水形成SO4蓝色溶液。
①SO4中阴离子的立体构型是_____。
②在2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为______，提供孤电子对的成键原子是_____。
③氨的沸点（填“高于”或“低 ( http: / / www.21cnjy.com )于”）膦（PH3），原因是______；氨是_____分子（填“极性”或“非极性”），中心原子的轨道杂化类型为_______。
（3）单质铜及镍都是由______键形 ( http: / / www.21cnjy.com )成的晶体：元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1959kJ/mol，INi=1753kJ/mol，ICu>INi的原因是______。
（4）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
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①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_____。
②若合金的密度为dg/cm3，晶胞参数a=________nm。
12．【2016新课标Ⅲ卷】砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：
（1）写出基态As原子的核外电子排布式________________________。
（2）根据元素周期律，原子半径Ga______As，第一电离能Ga______As。（填“大于”或“小于”）
（3）AsCl3分子的立体构型为_______，其中As的杂化轨道类型为_________。
（4）GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因是__________。
（5）GaAs的熔点为1238℃，密度 ( http: / / www.21cnjy.com )为ρg·cm-3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________,Ga与As以_____键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol-1和MAs g·mol-1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_______。
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13．【2015海南卷】Ⅰ（6分）下列物质的结构或性质与氢键无关的是
A．乙醚的沸点 B．乙醇在水中的溶解度
C．氢化镁的晶格能 D．DNA的双螺旋结构
Ⅱ（14分）钒（23V）是我国的丰产元素，广泛用于催化及钢铁工业。
回答下列问题：
（1）钒在元素周期表中的位置为 ，其价层电子排布图为 。
（2） 钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为 、 。
（3）V2O5常用作SO2 转化为SO3 ( http: / / www.21cnjy.com )的催化剂。SO2 分子中S原子价层电子对数是 对，分子的立体构型为 ；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为 ；SO3的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为 ；该结构中S—O键长由两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较短的键为 (填图2中字母)，该分子中含有 个σ键。
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（4）V2O5 溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na3VO4），该盐阴离子的立体构型为 ；也可以得
到偏钒酸钠，其阴离子呈如图3所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为 。
14．【2015江苏卷】下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：
2Cr2O72－＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O→4Cr3＋＋3CH3COOH
（1）Cr3＋基态核外电子排布式为_________；配合物3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是________(填元
素符号)。
（2）CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________；1molCH3COOH分子中含有δ键的数目为 ______。
（3）与H2O互为等电子体的一种阳离子为__ ( http: / / www.21cnjy.com )______(填化学式)；H2O与CH3CH3OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为___________。
15．【2015上海卷】白云石的主要 ( http: / / www.21cnjy.com )成份是CaCO3·MgCO3，在我国有大量的分布。以白云石为原料生产的钙镁系列产品有广泛的用途。白云石经煅烧、熔化后得到钙镁的氢氧化物，再经过碳化实现Ca2+、Mg2+的分离。碳化反应是放热反应，化学方程式如下：Ca(OH)2+ Mg(OH)2+ 3CO2 CaCO3+ Mg(HCO3)2+ H2O。完成下列填空
（4）Mg原子核外电子排布式为 ( http: / / www.21cnjy.com ) ；Ca原子最外层电子的能量 Mg原子最外层电子的能量（选填“低于”、“高于”或“等于”）。
16.【2015四川卷】X、Z、Q、R、 ( http: / / www.21cnjy.com )T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和R属同族元素；Z和U位于第VIIA族；X和Z可形成化合物XZ4；Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等；T的一种单质在空气中能够自燃。
请回答下列问题：
（1）R基态原子的电子排布式是_____________________。
（2）利用价层电子对互斥理论判断TU3的立体构型是______。
（3）X所在周期元素最高价氧化物对 ( http: / / www.21cnjy.com )应的水化物中，酸性最强的是______(填化学式)；Z和U的氢化物中沸点较高的是_____(填化学式)；Q、R、U的单质形成的晶体，熔点由高到低的排列顺序是_______(填化学式)。【版权所有：21教育】
（4）CuSO4溶液能用作T4中毒的 ( http: / / www.21cnjy.com )解毒剂，反应可生成T的最高价含氧酸和铜，该反应的化学方程式是_______________________。
17．【2015福建卷】科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。
（1）CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为________________。
（2）下列关于CH4和CO2的说法正确的是_______(填序号)。
a．固态CO2属于分子晶体
b．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子
c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2
d．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
（3）在Ni基催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2.
①基态Ni原子的电子排布式为_______，该元素位于元素周期表的第_____族。
②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1mol Ni(CO)4中含有_______molσ键。
（4）一定条件下，CH4和CO2都能与 ( http: / / www.21cnjy.com )H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。
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①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是________。
②为开采深海海底的“可燃冰” ( http: / / www.21cnjy.com )，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是________。
18．【2015山东卷】氟在自然界中常以CaF2的形式存在。
（1）下列关于CaF2的表述正确的是_______。
a．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用
b．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaCl2
c．阴阳离子比为2：1的物质，均与CaF2晶体构型相同
d．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电
（2）CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是________(用离子方程式表示)。
已知AlF63-在溶液中可稳定存在。
（3）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为________，其中氧原子的杂化方式为_________。
（4）F2与其他卤素单质反 ( http: / / www.21cnjy.com )应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)＋3F2(g)=2ClF3(g) △H=－313kJ·mol－1，F－F键的键能为159kJ·mol－1，Cl－Cl键的键能为242kJ·mol－1，则ClF3中Cl－F键的平均键能为______kJ·mol－1。ClF3的熔、沸点比BrF3的________(填“高”或“低”)。
19．【2015安徽卷】C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。
（1）Si位于元素周期表第____周期第_____族。
（2）N的基态原子核外电子排布式为_____；Cu的基态原子最外层有___个电子。
（3）用“>”或“<”填空：
原子半径 电负性 熔点 沸点
Al_____Si N____O 金刚石_____晶体硅 CH4____SiH4
20.【2015新课标Ⅰ卷】碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：
（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外 ( http: / / www.21cnjy.com )出现的概率密度分布可用 形象化描述。在基态原子中，核外存在 对自旋相反的电子。21cnjy.com
（2）碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是 。
（3）CS2分子中，共价键的类型有 ，C原子的杂化轨道类型是 ，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 。2-1-c-n-j-y
（4）CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253K，沸点为376K，其固体属于 晶体。
碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：
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①在石墨烯晶体中，每个C原子连接 个六元环，每个六元环占有 个C原子。
②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六 ( http: / / www.21cnjy.com )元环，每个C原子连接 个六元环，六元环中最多有 个C原子在同一平面。【出处：21教育名师】
21.【2015新课标Ⅱ卷】 ( http: / / www.21cnjy.com )A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A2-和B+具有相同的电子构型；C、 D为同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：
（1）四种元素中电负性最大的是 （填元素符号），其中C原子的核外电子排布式为__________。
（2）单质A有两种同素异形体，其 ( http: / / www.21cnjy.com )中沸点高的是 （填分子式），原因是 ；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为 和 。
（3）C和D反应可生成组成比为1：3的化合物E， E的立体构型为 ，中心原子的杂化轨道类型为 。21·世纪*教育网
（4）化合物D2A的立体构型为 ，中 ( http: / / www.21cnjy.com )心原子的价层电子对数为 ，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为 。
（5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结 ( http: / / www.21cnjy.com )构如图所示，晶胞参数，a＝0.566nm， F 的化学式为 ：晶胞中A 原子的配位数为 ；列式计算晶体F的密度（g.cm-3） 。
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专题二十三 选修3物质结构与性质（解析版）
1.【2017海南卷】19-Ⅰ（6分）下列叙述正确的有
A．某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍，则其最高正价为+7
B．钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能
C．高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性
D．邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点
19-Ⅱ（14分）
ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题：
（1）碳的一种单质的结构 ( http: / / www.21cnjy.com )如图（a）所示。该单质的晶体类型为___________，原子间存在的共价键类型有________，碳原子的杂化轨道类型为__________________。21·cn·jy·com
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（2）SiCl4分子的中 ( http: / / www.21cnjy.com )心原子的价层电子对数为__________，分子的立体构型为________，属于________分子（填“极性”或“非极性”）。
（3）四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图（b）所示。
①SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是_________________。
②结合SiX4的沸点和PbX2的熔点 ( http: / / www.21cnjy.com )的变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化学键的离子性_______、共价性_________。（填“增强”“不变”或“减弱”）
（4）碳的另一种单质C60可以与钾形成 ( http: / / www.21cnjy.com )低温超导化合物，晶体结构如图（c）所示。K位于立方体的棱上和立方体的内部，此化合物的化学式为_______________；其晶胞参数为1.4 nm，晶体密度为_______g·cm-3。
【答案】I.AD；II.（1）混合型晶体 ( http: / / www.21cnjy.com )，σ键、π键；sp2；（2）4，正四面体，非极性；（3）①均为分子晶体，范德华力随分子相对质量增大而增大；②减弱，增强；（4）K3C60，2.0。
【解析】
I.A．某元素原子核外电子总数是 ( http: / / www.21cnjy.com )最外层电子数的5倍，若电子层数为2，则有2+x=5x，不合理；若电子层数为3，则有2+8+x=5x，不合理；若电子层数为4，则有2+8+18+x=5x，x=7，合理，则其最高正价为+7，故A正确；
B．钠元素的第一电离能小于镁元素的第一电离能，而钠元素的第二电离能失去的是稳定状态的2d6
电子，镁元素第二电离能失去的是3s1电子，故钠元素的第二电离能大于镁元素的第二电离能，故B错误；
C．高氯酸的酸性大于次氯酸的酸性，高氯酸的氧化性小于次氯酸的氧化性，故C错误；
D．邻羟基苯甲醛主要是分子内氢键，对羟基苯甲醛主要是分子间氢键，因此邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点，故D正确。
故选AD。
Ⅱ（1）图（a）所示单质的晶体是石墨，每一层 ( http: / / www.21cnjy.com )碳原子之间是以共价键结合，而层与层之间是范德华力，故晶体类型是混合型晶体；层内碳原子之间形成σ键，层间的碳原子间形成的是π键；石墨中碳原子有3个σ键，无孤电子对，因此杂化类型为sp2，故答案为：混合型晶体，σ键、π键；sp2；
（2）SiCl4中心原子是Si ( http: / / www.21cnjy.com )，有4个σ键，孤电子对数为(4－4×1)/2=0，价层电子对数为4，空间构型为正四面体；因为是正四面体构型，正负电荷重心重合，属于非极性分子，故答案为：4，正四面体，非极性；
（3）①SiX4属于分子晶体，不含分子间氢键，范德华力越大，熔沸点越高，范德华力随着相对质量的增大而增大，即熔沸点增高；
②同主族从上到下非金属性减弱，得电 ( http: / / www.21cnjy.com )子能力减弱，因此PbX2中化学键的离子型减弱，共价型增强，故答案为：①均为分子晶体，范德华力随分子相对质量增大而增大；②减弱，增强；
（4）根据晶胞的结构，C60位于顶点和面心，个数为8×1/8＋6×1/2=4，K为与棱上和内部，个数为12×1/4＋9=12，因此化学式为K3C60，晶胞的质量为g，晶胞的体积为(1.4×10－7)3cm3，根据密度的定义，则晶胞的密度为2.0g/cm3。故答案为：K3C60，2.0。
2.【2017江苏卷】铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
（1）Fe3+基态核外电子排布式为____________________。
（2）丙酮( ( http: / / www.21cnjy.com ))分子中碳原子轨道的杂化类型是_______________，1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为______________。
（3）C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________________。
（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为____________________。
（5）某FexNy的晶胞如题 ( http: / / www.21cnjy.com )21图 1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x n) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图 2 所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。
( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】（1）3d5或 1s22s22p63s23p63d5 （2）sp2和sp3 9 mol （3）H（4）乙醇分子间存在氢键 （5）Fe3CuN
【解析】
（1）铁是26号，Fe3+基态核外电子排布式为3d5或 1s22s22p63s23p63d5；
（2）丙酮( ( http: / / www.21cnjy.com ))分子中碳原子轨道的杂化类型是甲基中的C形成3个C―H σ键，1个C―C σ键，为sp3 杂化，羰基中的C形成3个C―C σ键，一个π键，故C的杂化方式为sp2；据以上分析1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为9 mol；
（3）C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为H（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为乙醇分子间存在氢键；丙酮分子中无与电负性较大的O原子相连的H原子，不能形成氢键；
（5）a位置Fe：8×1/8=1，b位置Fe ( http: / / www.21cnjy.com )，6×1/2=3，N为1个，从题21图 2看出：Cu替代a位置Fe型产物的能量更低，将化学式由Fe3FeN用铜替换为Fe3CuN。
3．【2017新课标Ⅰ卷】钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_______nm（填标号）。
A．404.4 B．553.5 C．589.2 D．670.8 E．766.5
（2）基态K原子中，核外电子占据最高能层的 ( http: / / www.21cnjy.com )符号是_________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___________。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是___________________________。
（3）X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在 ( http: / / www.21cnjy.com )离子。 ( http: / / www.21cnjy.com )离子的几何构型为_____________，中心原子的杂化形式为________________。
（4）KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学 ( http: / / www.21cnjy.com )材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a=0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为______nm，与K紧邻的O个数为__________。
( http: / / www.21cnjy.com )
（5）在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于______位置，O处于______位置。
【答案】（1）A （2）N 球形 K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱
（3）V形 sp3 （4）0.315 12 （5）体心 棱心
( http: / / www.21cnjy.com )OF2属于V形，因此 ( http: / / www.21cnjy.com )几何构型为V形，其中心原子的杂化类型为sp3；
（4）根据晶胞结构，K与O间的最短距离是面对角线的一半，即为 ( http: / / www.21cnjy.com )nm＝0.315nm，根据晶胞的结构，距离K最近的O的个数为12个；
（5）根据KIO3的化学式，以及晶胞结构，可知K处于体心，O处于棱心。
4．【2017新课标Ⅱ卷】我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用R代表）。回答下列问题：
（1）氮原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为_____________。
（2）元素的基态气态原子得到一 ( http: / / www.21cnjy.com )个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（E1）。第二周期部分元素的E1变化趋势如图（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右 依次增大的原因是___________；氮元素的E1呈现异常的原因是__________。
( http: / / www.21cnjy.com )
（3）经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图（b）所示。
①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_________，不同之处为__________。（填标号）
A．中心原子的杂化轨道类型 B． 中心原子的价层电子对数
C．立体结构 D．共价键类型
②R中阴离子 ( http: / / www.21cnjy.com )中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号 ( http: / / www.21cnjy.com )表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为 ( http: / / www.21cnjy.com )），则 ( http: / / www.21cnjy.com )中的大π键应表示为____________。
③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为( ( http: / / www.21cnjy.com ))N H…Cl、____________、____________。
（4）R的晶体密度为d g·cm 3，其立方 ( http: / / www.21cnjy.com )晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为______________。
【答案】（1） ( http: / / www.21cnjy.com )
（2）同周期元素随核电荷数 ( http: / / www.21cnjy.com )依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子
（3）①ABD C ②5 ( http: / / www.21cnjy.com ) ③(H3O+)O-H…N( ( http: / / www.21cnjy.com )) ( ( http: / / www.21cnjy.com ))N-H…N( ( http: / / www.21cnjy.com ))
（4） ( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
5．【2017新课标Ⅲ卷】 ( http: / / www.21cnjy.com )研究发现，在CO2低压合成甲醇反应（CO2+3H2=CH3OH+H2O）中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：
（1）Co基态原子核外电子排布式为_____________。元素Mn与O中，第一电离能较大的是_________，
基态原子核外未成对电子数较多的是_________________。
（2）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。
（3）在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_________________，原
因是______________________________。
（4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在________。
（5）MgO具有NaCl型结构（如图），其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得
MgO的晶胞参数为a=0.420 nm，则r(O2-)为________nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为
a' =0.448 nm，则r(Mn2+)为________nm。 ( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d74s2或3d74s2 O Mn （2）sp sp3【出处：21教育名师】
（3）H2O>CH3OH>CO2>H2 H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2分子量较大、范德华力较大 （4）离子键和π键（或 ( http: / / www.21cnjy.com )键） （5）0.148 0.076
( http: / / www.21cnjy.com )（3）在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为H2O>CH3OH>CO2>H2，原因 是
常温下水和甲醇是液体而二氧化碳和氢气 ( http: / / www.21cnjy.com )是气体，液体的沸点高于气体；H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多，所以水的沸点高于甲醇；CO2与H2均为非极性分子，CO2分子量较大、范德华力较大，所以CO2的沸点较高。
（4）硝酸锰是离子化合物，硝酸根和锰离子之间形成离子键，硝酸根中N原子与3个氧原子形成 3个σ键，硝酸根中有一个氮氧双键，所以还存在π键。
（5）因为O2－是面心立方最密堆积方式，面对角线是O2－半径的4倍，即4r(O2－)= ( http: / / www.21cnjy.com )a，解得
r(O2－)= ( http: / / www.21cnjy.com ) nm=0.148nm；MnO也属于NaCl型结构，根据晶胞的结构，
晶胞参数=2 r(O2－)+2 r(Mn2+)，则r(Mn2+)=(0.448 nm-2×0.148 nm)/2=0.076nm。
6.【2016海南卷】M是第四周期元素， ( http: / / www.21cnjy.com )最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：
（1）单质M的晶体类型为______，晶体中原子间通过_____作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为______。
（2）元素Y基态原子的核外电子排布 ( http: / / www.21cnjy.com )式为________，其同周期元素中，第一电离能最大的是_____（写元素符号）。元素Y的含氧酸中，酸性最强的是______（写化学式），该酸根离子的立体构型为______。
（3）M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。
( http: / / www.21cnjy.com )
①该化合物的化学式为_______，已知晶胞参数a=0.542 nm，此晶体的密度为_______g·cm–3。（写出计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA）
②该化合物难溶于水但易溶于氨 ( http: / / www.21cnjy.com )水，其原因是________。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为_______。
【答案】（1）金属晶体金属键 12
（2）1s22s22p63s23p5 Ar HClO4正四面体
（3）①CuCl ( http: / / www.21cnjy.com )
②Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物（或配离子）[Cu(NH3)4]2+
【解析】 根据题目所给信息推断M为铜元素，Y为氯元素。
（1）单质铜的晶体类型为金属晶体，晶体中微粒间通过金属键作用形成面心立方密堆积，铜原子的配位数为12；
（2）Cl元素为17号元素，位于 ( http: / / www.21cnjy.com )第三周期，根据构造原理知其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，同周期元素由左向右元素原子的第一电离能逐渐增大，故其同周期元素中，第一电离能最大的是Ar。氯元素的含氧酸中，酸性最强的是HClO4，该酸根离子中氯原子的杂化类型为sp3杂化，没有孤对电子，立体构型为正四面体形。
（3）①根据晶胞结构利用切割法分析，每个晶胞中含有铜原子个数为8×1/8+6×1/2=4，氯原子个数为4，该化合物的化学式为CuCl；则1mol晶胞中含有4molCuCl，1mol晶胞的质量为4×99.5g，又晶胞参数a=0.542nm，此晶体的密度为 ( http: / / www.21cnjy.com )g·cm-3。
②该化合物难溶于水，其原因是Cu＋可 ( http: / / www.21cnjy.com )与氨形成易溶于水的配位化合物。该溶液在空气中Cu(I)被氧化为Cu(Ⅱ)，故深蓝色溶液汇总阳离子的化学式为[Cu(NH3)4]2+。
7．【2016江苏卷】[Zn(CN)4]2－在水溶液中与HCHO发生如下反应：
4HCHO+[Zn(CN)4]2－+4H++4H2O===[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN
（1）Zn2+基态核外电子排布式为____________________。
（2）1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为____________mol。
（3）HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是______________。
（4）与H2O分子互为等电子体的阴离子为________________。
（5）[Zn(CN)4]2-中Zn2 ( http: / / www.21cnjy.com )+与CN－的C原子形成配位键。不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为_____________。
【答案】（1）1s22s22p62s23p63d10（或[Ar] 3d10）
（2）3
（3）sp3和sp
（4）NH2－
（5） ( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】
( http: / / www.21cnjy.com )（4）原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，H2O含有10个电子，则与H2O分子互为等电子体的阴
离子为NH2－；
（5）在2–中Zn2+与CN-的C原子形成配位键，C原子提供一对孤对电子，Zn2+的空轨道接受电子对，因此若不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为 ( http: / / www.21cnjy.com )。21cnjy.com
8．【2016上海卷】NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理：
（5）上述反应涉及到的元素中，氯原子核外电子能量最高的电子亚层是_____；H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为_______。【来源：21cnj*y.co*m】
（6）HCN是直线型分子，HCN是_____分子（选填“极性”、“非极性”）。HClO的电子式为_____。
【答案】（5）3p；H＜O＜N＜C＜Na （6）极性 ；
( http: / / www.21cnjy.com )
9．【2016四川卷】M、R、X、 ( http: / / www.21cnjy.com )Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：
（1）R基态原子的电子排布式是 ① ，X和Y中电负性较大的是 ② （填元素符号）。
（2）X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是___________。
（3）X与M形成的XM3分子的空间构型是__________。
（4）M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是_________（填离子符号）。www-2-1-cnjy-com
( http: / / www.21cnjy.com )
（5）在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐（橙色）氧化M的一种氢化物，Z被还原为+3价，该反应的化学方程式是____________。【版权所有：21教育】
【答案】（1）①1s22s22p63s1或3s1②Cl （2）H2S分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键
（3）平面三角形 （4）Na＋ （5）K2Cr2O7+3H2O2+ 4H2SO4===K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O
【解析】根据题意知M、R、X、Y为原 ( http: / / www.21cnjy.com )子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，则M是O元素；R是同周期元素中最活泼的金属元素，且原子序数大于O，则R在第三周期，应是Na元素；X和M形成的一种化合物是形成酸雨的主要大气污染物，则X是S元素，进而知Y为Cl元素；Z的基态原子4s和3d轨道半充满，即价电子排布式为3d54s1，Z是Cr元素，据此作答。
( http: / / www.21cnjy.com )（4）根据晶胞结构可以算出白球的个数为8×+6×=4，黑球的个数为8个，由于这种离子化合物的化
学式为Na2O，黑球代表的是Na+，答案为：Na+。
（5）根据题意知重铬酸钾被还原为Cr3+，则过氧化氢被氧化生成氧气，利用化合价升降法配平，反应
的化学方程式为：K2Cr2O7+3H2O2+ 4H2SO4===K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O ，
答案为：K2Cr2O7+3H2O2+ 4H2SO4===K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O 。
10．【2016新课标Ⅰ卷】锗（Ge）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：
（1）基态Ge原子的核外电子排布式为_______，有______个未成对电子。
（2）Ge与C是同族元素，C原子之 ( http: / / www.21cnjy.com )间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是________________。21教育网
（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因________。
GeCl4 GeBr4 GeI4
熔点/℃ 49.5 26 146
沸点/℃ 83.1 186 约400
（4）光催化还原CO2制 ( http: / / www.21cnjy.com )备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______________。
（5）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为______，微粒之间存在的作用力是_______。
（6）晶胞有两个基本要素：
①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为（0,0,0）；B为（ ( http: / / www.21cnjy.com )，0， ( http: / / www.21cnjy.com )）；C为（ ( http: / / www.21cnjy.com )， ( http: / / www.21cnjy.com )，0）。则D原子的坐标参数为______。 ( http: / / www.21cnjy.com )
②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm，其密度为______g·cm-3（列出计算式即可）。
【答案】（1）3d104s24p2 ；2；
（2）Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键；
（3）GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强。
（4）O＞Ge＞Zn；（5）sp3 ；共价键； （6）①( ( http: / / www.21cnjy.com )， ( http: / / www.21cnjy.com )， ( http: / / www.21cnjy.com ))；② ( http: / / www.21cnjy.com )。
( http: / / www.21cnjy.com )
元素的非金属性越强，其吸引 ( http: / / www.21cnjy.com )电子的能力就越强，元素的电负性就越大。元素Zn、Ge、O的非金属性强弱顺序是：O＞Ge＞Zn，所以这三种元素的电负性由大至小的顺序是O＞Ge＞Zn ；
（5）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为1个s轨道与3个p轨道进行的sp3杂化；由于是同一元素的原子通过共用电子对结合，所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键(或写为共价键)；（6） ①根据各个原子的相对位置可知，D在各个方向的1/4处，所以其坐标是( ( http: / / www.21cnjy.com )， ( http: / / www.21cnjy.com )， ( http: / / www.21cnjy.com ))；根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的Ge原子数是8×1/8+6×1/2+4=8，所以晶胞的密度 ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )cm3。
11．【2016新课标Ⅱ卷】东晋 ( http: / / www.21cnjy.com )《华阳国志 南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：
（1）镍元素基态原子的电子排布式为_________，3d能级上的未成对的电子数为______。
（2）硫酸镍溶于氨水形成SO4蓝色溶液。
①SO4中阴离子的立体构型是_____。
②在2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为______，提供孤电子对的成键原子是_____。
③氨的沸点（填“高于”或“低于”） ( http: / / www.21cnjy.com )膦（PH3），原因是______；氨是_____分子（填“极性”或“非极性”），中心原子的轨道杂化类型为_______。
（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：ICu=1959kJ/mol，INi=1753kJ/mol，ICu>INi的原因是______。
（4）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
( http: / / www.21cnjy.com )
①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_____。
②若合金的密度为dg/cm3，晶胞参数a=________nm。
【答案】（ 1）1s22s22p63s23p63d84s2或 3d84s2 2 （2）①正四面体
②配位键 N ③高于 NH3分子间可形成氢键极性 sp3
（3）金属铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子
（4）①3:1 ② ( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】
（1）镍是28号元素，位于第四周期 ( http: / / www.21cnjy.com )，第Ⅷ族，根据核外电子排布规则，其基态原子的电子排布式为1s22s2 2p63s23p63d84s2，3d能级有5个轨道，先占满5个自旋方向相同的电子，剩余3个电子再分别占据三个轨道，电子自旋方向相反，所以未成对的电子数为2。
( http: / / www.21cnjy.com )（3）铜和镍属于金属，则单质铜及镍都是由金属键形成的晶体；铜失去的是全充满的3d10电子，镍 失
去的是4s1电子，所以ICu>INi。
（4）①根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为6×1/2=3，镍原子的个数为8×1/8=1，则铜和镍原子的数量比为3：1。【来源：21·世纪·教育·网】
②根据上述分析，该晶胞的组成为Cu3Ni，若合金的密度为dg/cm3，根据ρ=m÷V，则晶胞参数a= ( http: / / www.21cnjy.com )nm。
12．【2016新课标Ⅲ卷】砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：
（1）写出基态As原子的核外电子排布式________________________。
（2）根据元素周期律，原子半径Ga______As，第一电离能Ga______As。（填“大于”或“小于”）
（3）AsCl3分子的立体构型为_______，其中As的杂化轨道类型为_________。
（4）GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因是__________。
（5）GaAs的熔点为1238℃，密度 ( http: / / www.21cnjy.com )为ρg·cm-3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________,Ga与As以_____键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol-1和MAs g·mol-1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_______。
( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3或3d104s24p3 (2) 大于小于
（3）三角锥形 sp3 （4）GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，离子晶体GaF3的熔沸点高；
（5）原子晶体；共价键 ( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】
( http: / / www.21cnjy.com )（5）GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·cm-3，其晶胞结构如图所示，熔点很高，所以晶体的类型为
原子晶体，其中Ga与As以共价键键合。根据晶胞结构可知晶胞中Ca和As的个数均是4个，所以晶胞的体积是 ( http: / / www.21cnjy.com )。二者的原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 ( http: / / www.21cnjy.com )×100%＝
( http: / / www.21cnjy.com )。
13．【2015海南卷】Ⅰ（6分）下列物质的结构或性质与氢键无关的是
A．乙醚的沸点 B．乙醇在水中的溶解度
C．氢化镁的晶格能 D．DNA的双螺旋结构
Ⅱ（14分）钒（23V）是我国的丰产元素，广泛用于催化及钢铁工业。
回答下列问题：
（1）钒在元素周期表中的位置为 ，其价层电子排布图为 。
（2） 钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为 、 。
（3）V2O5常用作SO2 转化 ( http: / / www.21cnjy.com )为SO3的催化剂。SO2 分子中S原子价层电子对数是 对，分子的立体构型为 ；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为 ；SO3的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为 ；该结构中S—O键长由两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较短的键为 (填图2中字母)，该分子中含有 个σ键。
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（4）V2O5 溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na3VO4），该盐阴离子的立体构型为 ；也可以得
到偏钒酸钠，其阴离子呈如图3所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为 。
【答案】ⅠAC。 Ⅱ（1）第4周期ⅤB族，电子排布图略。 （2）4，2。
（3）2，V形；sp2杂化； sp3杂化； a，12。 （4）正四面体形；NaVO3。
( http: / / www.21cnjy.com )（3）SO2 分子中S原子价电子排布式为3s23p4，价层电子对数是2对，分子的立体构型为V形；根据
杂化轨道理论判断气态SO ( http: / / www.21cnjy.com )3单分子中S原子的杂化轨道类型为sp2杂化；由SO3的三聚体环状结构判断，该结构中S原子形成4个键，硫原子的杂化轨道类型为sp3杂化；该结构中S—O键长两类，一类如图中a所示，含有双键的成分键能较大，键长较短，另一类为配位键，为单键，键能较小，键长较长；由题给结构分析该分子中含有12个σ键。2·1·c·n·j·y
（4）根据价层电子对互斥理论判断钒酸钠（ ( http: / / www.21cnjy.com )Na3VO4）中阴离子的立体构型为正四面体形；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图3所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为NaVO3。
14．【2015江苏卷】下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：
2Cr2O72－＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O→4Cr3＋＋3CH3COOH
（1）Cr3＋基态核外电子排布式为_________；配合物3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是________(填元
素符号)。
（2）CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________；1molCH3COOH分子中含有δ键的数目为 ______。
（3）与H2O互为等电子体的一种 ( http: / / www.21cnjy.com )阳离子为________(填化学式)；H2O与CH3CH3OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为___________。21·世纪*教育网
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d3或2d3，O；（2）sp3、sp2，7mol或7NA；2-1-c-n-j-y
（3）H2F＋，H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键。
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15．【2015上海卷】白云石的 ( http: / / www.21cnjy.com )主要成份是CaCO3·MgCO3，在我国有大量的分布。以白云石为原料生产的钙镁系列产品有广泛的用途。白云石经煅烧、熔化后得到钙镁的氢氧化物，再经过碳化实现Ca2+、Mg2+的分离。碳化反应是放热反应，化学方程式如下：Ca(OH)2+ Mg(OH)2+ 3CO2 CaCO3+ Mg(HCO3)2+ H2O。完成下列填空21教育名师原创作品
（4）Mg原子核外电子排 ( http: / / www.21cnjy.com )布式为 ；Ca原子最外层电子的能量 Mg原子最外层电子的能量（选填“低于”、“高于”或“等于”）。
【答案】（4）1s22s22p63s2；高于。
【解析】（4）Mg是12号元素 ( http: / / www.21cnjy.com )，原子核外电子排布式为1s22s22p63s2；Ca与Mg是同一主族的元素，原子最外层电子数相同，但是由于Ca的原子半径比Mg大，最外层电子离原子核较远，克服核对其吸引力强，容易失去，变为Ca2+。所以Ca原子最外层电子的能量高于Mg原子最外层电子的能量。
16.【2015四川卷】X、Z ( http: / / www.21cnjy.com )、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和R属同族元素；Z和U位于第VIIA族；X和Z可形成化合物XZ4；Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等；T的一种单质在空气中能够自燃。
请回答下列问题：
（1）R基态原子的电子排布式是_____________________。
（2）利用价层电子对互斥理论判断TU3的立体构型是______。
（3）X所在周期元素最高价氧化物对 ( http: / / www.21cnjy.com )应的水化物中，酸性最强的是______(填化学式)；Z和U的氢化物中沸点较高的是_____(填化学式)；Q、R、U的单质形成的晶体，熔点由高到低的排列顺序是_______(填化学式)。21*cnjy*com
（4）CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒 ( http: / / www.21cnjy.com )剂，反应可生成T的最高价含氧酸和铜，该反应的化学方程式是_______________________。
【答案】（1）1s22s22p63s23p2或者 3s23p2 （2）三角锥形
（3）HNO3；HF；Si＞Mg＞Cl2 （4）P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4
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17．【2015福建卷】科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。
（1）CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为________________。
（2）下列关于CH4和CO2的说法正确的是_______(填序号)。
a．固态CO2属于分子晶体
b．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子
c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2
d．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
（3）在Ni基催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2.
①基态Ni原子的电子排布式为_______，该元素位于元素周期表的第_____族。
②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1mol Ni(CO)4中含有_______molσ键。
（4）一定条件下，CH4和CO2 ( http: / / www.21cnjy.com )都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。
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①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是________。
②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家 ( http: / / www.21cnjy.com )提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是________。
【答案】（1）H、C、O；（2）a、d；（3）①1s22s22p63s23p63d84s2或 3d84s2；VIII；②8。
（4）①氢键、范德华力；②CO2的分子直径小于笼状空腔直径，且与H2O的结合力大于CH4。
( http: / / www.21cnjy.com )正确。故答案选a、d；
（3）①28号元素Ni的基态原子的电子排 ( http: / / www.21cnjy.com )布式为1s22s22p63s23p63d84s2或 3d84s2；，该元素位于元素周期表的第四周期第VIII族。
②Ni能与CO形成正四面 ( http: / / www.21cnjy.com )体形的配合物Ni(CO)4，在每个配位体中含有一个σ键，在每个配位体与中心原子之间形成一个σ键，所以1mol Ni(CO)4中含有8molσ键。
（4）①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是分子间作用力和氢键，分子间作用力也叫范德华力。
②根据表格数据可知，笼状 ( http: / / www.21cnjy.com )空腔的直径是0. 586nm，而CO2分子的直径是0. 512nm，大于分子的直径，而且CO2与水分子之间的结合力大于CH4，因此可以实现用CO2置换CH4的设想。
18．【2015山东卷】氟在自然界中常以CaF2的形式存在。
（1）下列关于CaF2的表述正确的是_______。
a．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用
b．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaCl2
c．阴阳离子比为2：1的物质，均与CaF2晶体构型相同
d．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电
（2）CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是________(用离子方程式表示)。
已知AlF63-在溶液中可稳定存在。
（3）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为________，其中氧原子的杂化方式为_________。
（4）F2与其他卤素单质反应可以形成卤素 ( http: / / www.21cnjy.com )互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)＋3F2(g)=2ClF3(g) △H=－313kJ·mol－1，F－F键的键能为159kJ·mol－1，Cl－Cl键的键能为242kJ·mol－1，则ClF3中Cl－F键的平均键能为______kJ·mol－1。ClF3的熔、沸点比BrF3的________(填“高”或“低”)。
【答案】（1）bd（2）Al3++3CaF2= 3Ca2++AlF63-
（3）角形或V形；sp3。（4）172；低。
【解析】
( http: / / www.21cnjy.com )（3）OF2分子中O与2个F原子形成2个σ键，O原子还有2对孤对电子，所以O原子的杂化方式为 sp3，
空间构型为角形或V形。
（4）根据焓变的含义可得：242kJ· ( http: / / www.21cnjy.com )mol－1+3×159kJ·mol－1—6×ECl—F =－313kJ·mol－1，解得Cl－F键的平均键能ECl—F =172 kJ·mol－1；组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，所以ClF3的熔、沸点比BrF3的低。21*cnjy*com
19．【2015安徽卷】C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。
（1）Si位于元素周期表第____周期第_____族。
（2）N的基态原子核外电子排布式为_____；Cu的基态原子最外层有___个电子。
（3）用“>”或“<”填空：
原子半径 电负性 熔点 沸点
Al_____Si N____O 金刚石_____晶体硅 CH4____SiH4
【答案】（1）三 IVA ，（2）1s22s22p3，1个（3）>，<，>，<
【解析】
（1）Si的核电荷数为14，位于元素周期表第三周期IVA族；
（2）N原子的核外电子数为7，根据电子 ( http: / / www.21cnjy.com )排布式的书写规则，N的基态原子核外电子排布式为1s22s22p3；Cu的基态原子核外电子排布式为：1s22s22p6 3s23p63d10 4s1故最外层有1个电子
（3）同周期元素原子随核电荷数递增，原子半径减小；非金属性越强电负性越大；金刚石和晶体硅都
属于原子晶，但C-C键键长短，键能大，故熔点更高；组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，沸点越高。www.21-cn-jy.com
20.【2015新课标Ⅰ卷】碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：
（1）处于一定空间运动状态的电子 ( http: / / www.21cnjy.com )在原子核外出现的概率密度分布可用 形象化描述。在基态原子中，核外存在 对自旋相反的电子。
（2）碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是 。
（3）CS2分子中，共价键 ( http: / / www.21cnjy.com )的类型有 ，C原子的杂化轨道类型是 ，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 。
（4）CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253K，沸点为376K，其固体属于 晶体。
碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：
( http: / / www.21cnjy.com )
①在石墨烯晶体中，每个C原子连接 个六元环，每个六元环占有 个C原子。
②在金刚石晶体中，C原子所连接的最 ( http: / / www.21cnjy.com )小环也为六元环，每个C原子连接 个六元环，六元环中最多有 个C原子在同一平面。
【答案】（1）电子云 2 （2）C有4个价电子且半径较小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构
（3）σ键和π键 sp CO2、SCN- （4）分子 （5）①3 2 ②12 4
【解析】
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（3）CS2分子中，C与S原子形成双键，每个双键都是含有1个σ键和1个π键，分子空间构型为直
线型，则含有的共价键类型为σ ( http: / / www.21cnjy.com )键和π键；C原子的最外层形成2个σ键，无孤对电子，所以为sp杂化；O与S同主族，所以与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子为CO2；与二氧化碳互为等电子体的离子有SCN-，所以SCN-的空间构型与键合方式与CS2相同；
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21.【2015新课标Ⅱ卷】A、B、C ( http: / / www.21cnjy.com )、D为原子序数依次增大的四种元索，A2-和B+具有相同的电子构型；C、 D为同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：
（1）四种元素中电负性最大的是 （填元素符号），其中C原子的核外电子排布式为__________。
（2）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的 ( http: / / www.21cnjy.com )是 （填分子式），原因是 ；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为 和 。
（3）C和D反应可生成组成比为1：3的化合物E， E的立体构型为 ，中心原子的杂化轨道类型为 。21世纪教育网版权所有
（4）化合物D2A的立体 ( http: / / www.21cnjy.com )构型为 ，中心原子的价层电子对数为 ，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为 。
（5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示，晶胞参数，a＝0.566nm， F 的化学式为 ：晶胞中A 原子的配位数为 ；列式计算晶体F的密度（g.cm-3） 。
( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】（1）O；1s22s22p63s23p3（或 3s23p3）
（2）O3；O3相对分子质量较大，范德华力大；分子晶体；离子晶体
（3）三角锥形；sp3
（4）V形；4；2Cl2＋2N ( http: / / www.21cnjy.com )a2CO3＋H2O＝Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl（或2Cl2＋2Na2CO3＝Cl2O＋CO2＋2NaCl）
（5）Na2O；8； ( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )（3）C和D反应可生成组成比为1：3的化合物E，即E是PCl3， 其中P含有一对孤对电子，其价层
电子对数是4，所以E的立体构型为三角锥形，中心原子的杂化轨道类型为sp3。
（4）化合物Cl2O分子中氧元素含有2对 ( http: / / www.21cnjy.com )孤对电子，价层电子对数是4，所以立体构型为V形。单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，则化学方程式为2Cl2＋2Na2CO3＋H2O＝Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl。
（5）根据晶胞结构可知氧原子的个数＝ ( http: / / www.21cnjy.com )，Na全部在晶胞中，共计是8个，则F 的化学式为Na2O。以顶点氧原子为中心，与氧原子距离最近的钠原子的个数8个，即晶胞中A 原子的配位数为8。晶体F的密度＝ ( http: / / www.21cnjy.com )。
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