1．下列說法不正確的是( )
A．某價(jià)層電子排布為4d25s2的基態(tài)原子，該元素位于周期表中第五周期第ⅣB族
B．在元素周期表中，s區(qū)、d區(qū)和ds區(qū)的元素都是金屬元素
C．當(dāng)碳原子的核外電子排布由轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)，釋放能量，由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化成基態(tài)
D．非金屬元素形成的共價(jià)化合物中，原子的最外層電子數(shù)不一定是2或8
【答案】B。
【解析】某價(jià)層電子排布為4d25s2基態(tài)原子，價(jià)層電子數(shù)為4，位于第五周期，該元素位于周期表中第五周期第ⅣB族，故A正確；H為s區(qū)元素，d區(qū)和ds區(qū)的元素都是金屬元素，故B錯(cuò)誤；碳原子的核外電子排布為1s22s22p2，該原子處于基態(tài)，當(dāng)核外電子排布為1s22s12p3，該原子處于激發(fā)態(tài)，所以由轉(zhuǎn)變?yōu)榈倪^程為由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化成基態(tài)，故C正確；非金屬元素形成的共價(jià)化合物中，原子的最外層電子數(shù)不一定都滿足穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，如PCl5，P原子最外層為10個(gè)電子，故最外層電子數(shù)不一定是2或8，故D正確。
2．X、Y、Z和W為原子序數(shù)依次增大的四種短周期主族元素。X的一種核素可用于測定文物的年代，基態(tài)Y原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的2倍，Z是短周期中金屬性最強(qiáng)的元素，W的單質(zhì)為黃綠色氣體。下列說法正確的是( )
A．Z可與Y形成化合物Z2Y2
B．原子半徑：r(Z)＞r(W)＞r(Y)＞r(X)
C．第一電離能：W＞X＞Y＞Z
D．X的氫化物中不存在非極性共價(jià)鍵
【答案】A。
【解析】X、Y、Z和W為原子序數(shù)依次增大的四種短周期主族元素。X的一種核素可用于測定文物的年代，則X為C元素，Z是短周期中金屬性最強(qiáng)的元素，則Z為Na元素，基態(tài)Y原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的2倍，則Y的核外電子排布式為1s22s22p4，Y為O元素，W的單質(zhì)為黃綠色氣體，則W為Cl元素。Y為O元素，Z為Na元素，Z可與Y形成化合物Na2O2，故A正確；X為C元素，Y為O元素，Z為Na元素，W為Cl元素，第三周期元素的原子比第二周期元素原子多一個(gè)電子層，則第三周期元素原子半徑大于第二周期，同周期元素隨核電荷數(shù)增大原子半徑減小，則原子半徑：Na＞Cl＞C＞O，即r(Z)＞r(W)＞r(X)＞r(Y)，故B錯(cuò)誤；同周期元素第一電離能隨核電荷數(shù)增大呈逐漸增大的趨勢，同主族元素第一電離能隨核電荷數(shù)增大呈逐漸減小的趨勢，第一電離能：Y＞W(wǎng)＞X＞Z，故C錯(cuò)誤；X為C元素，C元素的氫化物可以為甲烷或乙烷，甲烷中只含有碳?xì)鋯捂I，為極性共價(jià)鍵，乙烷中碳碳單鍵為非極性共價(jià)鍵，故D錯(cuò)誤。
3．下列有關(guān)分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的說法正確的是( )
A．H2O2和C2H2均為直線形的非極性分子
B．NF3和PCl3均為三角錐形分子，中心原子均為sp3雜化
C．H3BO3和H3PO3均為三元酸，結(jié)構(gòu)式均為(X＝B，P)
D．CH4和白磷(P4)分子均為正四面體形分子，鍵角均為109°28′
【答案】B。
【解析】C2H2中4個(gè)原子在同一直線上，正負(fù)電荷中心重合，為直線形的非極性分子，但H2O2中4個(gè)原子不在同一直線上，正負(fù)電荷中心不重合，為空間結(jié)構(gòu)的極性分子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；NF3和PCl3中N、P成鍵電子對均為3，均有一個(gè)孤電子對，雜化軌道數(shù)均為4，中心原子均為sp3雜化，，均為三角錐形分子，B項(xiàng)正確；H3BO3的結(jié)構(gòu)式為，其溶液呈酸性是因?yàn)镠3BO3與水電離出的OH－結(jié)合為[B(OH)4]－：H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋，因此H3BO3為一元酸，H3PO3的結(jié)構(gòu)式為，1個(gè)H3PO3分子能電離產(chǎn)生2個(gè)H＋，為二元酸，C項(xiàng)錯(cuò)誤；CH4和白磷(P4)分子均為正四面體形，但鍵角分別為109°28′和60°，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4．下列說法中正確的是( )
A．單晶硅為分子晶體
B．乙烯分子中，碳原子的sp2雜化軌道形成σ鍵，未雜化的2p軌道形成π鍵
C．鍵長H—F < H—Cl < H—Br < H—I，因此穩(wěn)定性HF < HCl < HBr < HI
D．PH3分子中孤電子對與成鍵電子對的排斥作用比成鍵電子對之間的排斥作用弱
【答案】B。
【解析】單晶硅與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)相似，為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為共價(jià)晶體，A錯(cuò)誤；乙烯分子中含碳碳雙鍵，碳原子的sp2雜化軌道形成σ鍵，未雜化的2p軌道形成π鍵，B正確；鍵長H—F < H—Cl < H—Br < H—I，鍵長越長，鍵能越小，故穩(wěn)定性HF>HCl>HBr>HI，C錯(cuò)誤；PH3分子中孤電子對與成鍵電子對的排斥作用比成鍵電子對之間的排斥作用強(qiáng)，D錯(cuò)誤。
5．根據(jù)雜化軌道理論和價(jià)層電子對互斥模型，判斷下列分子或者離子的空間構(gòu)型正確的是( )
【答案】D。
【解析】A.SO2中心原子S的價(jià)層電子對數(shù)＝2＋ eq \f(1,2) ×(6－2×2)＝3，雜化方式sp2雜化，價(jià)層電子對互斥模型為平面三角形，分子的立體構(gòu)型為V形結(jié)構(gòu)，A錯(cuò)誤；B.HCHO分子中心原子C的價(jià)層電子對數(shù)＝3＋ eq \f(1,2) ×(4－2×1－2×1)＝3，雜化方式sp2雜化，價(jià)層電子對互斥模型為平面三角形，分子的立體構(gòu)型為平面三角形，B錯(cuò)誤；C.H3O＋分子中心原子O的價(jià)層電子對數(shù)＝3＋ eq \f(1,2) ×(6－3×1－1)＝4，雜化方式sp3雜化，價(jià)層電子對互斥模型為四面體形，離子的立體構(gòu)型為三角錐形，C錯(cuò)誤；D.NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 分子中心原子N的價(jià)層電子對數(shù)＝4＋ eq \f(1,2) ×(5－4×1－1)＝4，雜化方式sp3雜化，價(jià)層電子對互斥模型為正四面體形，離子的立體構(gòu)型為正四面體形，D正確。
6．下列敘述中，正確的是( )
A．在同一能級(jí)上運(yùn)動(dòng)的電子，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)肯定不同
B．如圖所示銀的晶胞中有14個(gè)銀原子
C．11號(hào)到18號(hào)元素位于元素周期表中同一周期，所以元素的電負(fù)性逐漸增大
D．固態(tài)時(shí)能導(dǎo)電的晶體一定是金屬晶體
【答案】A。
【解析】同一能級(jí)上的同一軌道上最多排2個(gè)電子，兩個(gè)電子的自旋方向不同，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)肯定不同，所以在同一能級(jí)上運(yùn)動(dòng)的電子，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)肯定不同，故A正確；由均攤法可知圖示銀的晶胞中銀原子個(gè)數(shù)＝8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4，故B錯(cuò)誤；11號(hào)到18號(hào)元素位于同一周期，元素的電負(fù)性逐漸增大，但0族元素除外，故C錯(cuò)誤；固態(tài)時(shí)能導(dǎo)電的晶體不一定是金屬晶體，如石墨能導(dǎo)電，但石墨不是金屬晶體，故D錯(cuò)誤。
7．冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞(其晶胞結(jié)構(gòu)如圖，其中空心球所示原子位于立方體的頂點(diǎn)及面心，實(shí)心球所示原子位于立方體內(nèi))類似。有關(guān)冰晶胞的說法合理的是( )
A．冰晶胞內(nèi)水分子間以共價(jià)鍵相結(jié)合
B．晶體冰與金剛石晶體硬度都很大
C．冰分子間的氫鍵具有方向性和飽和性，也是一種σ鍵
D．氫鍵的存在導(dǎo)致冰晶胞與金剛石晶胞微粒的排列方式類似
【答案】D。
【解析】冰晶胞內(nèi)水分子間以氫鍵結(jié)合，故A錯(cuò)誤；晶體冰為分子晶體，硬度很小，而金剛石晶體屬于共價(jià)晶體，硬度很大，故B錯(cuò)誤；氫鍵有飽和性和方向性，每個(gè)H原子只能形成一個(gè)氫鍵，但不屬于化學(xué)鍵，不是一種σ鍵，故C錯(cuò)誤；每個(gè)冰晶胞平均占有分子個(gè)數(shù)＝4＋ eq \f(1,8) ×8＋ eq \f(1,2) ×6＝8，H2O的氧原子中含有2個(gè)σ鍵和2個(gè)孤電子對，金剛石中每個(gè)碳原子含有4個(gè)σ鍵且沒有孤電子對，所以水中的O和金剛石中的C都是sp3雜化，且水分子間的氫鍵具有方向性，每個(gè)水分子中一個(gè)氧原子可以和另外2個(gè)水分子中的氫原子形成2個(gè)氫鍵，2個(gè)氫原子可以和另外2個(gè)水分子中的氧原子形成氫鍵，所以每個(gè)水分子可與相鄰的4個(gè)水分子形成4個(gè)氫鍵，導(dǎo)致冰晶胞與金剛石晶胞微粒排列方式相似，故D正確。
8．下列敘述中，不正確的是( )
A．微粒半徑由小到大順序是H＋＜Li＋＜H－
B．雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對
C．[Cu(NH3)4]2＋中H提供接受孤電子對的空軌道
D．分子的中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時(shí)，該分子不一定為四面體結(jié)構(gòu)
【答案】C。
【解析】H＋核外無電子，半徑最小，Li＋和H－核外電子排布相同，H－核電荷數(shù)較小，半徑較大，即半徑H＋＜Li＋＜H－，A正確；雜化軌道形成的鍵都是σ鍵，而雙鍵、三鍵中的π鍵都是未雜化的軌道形成的，故雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對，B正確；[Cu(NH3)4]2＋中Cu2＋給出空軌道，N提供孤電子對，C錯(cuò)誤；分子的中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時(shí)，若無孤電子對，則為四面體結(jié)構(gòu)，若有孤電子對，則為三角錐形或V形，D正確。
9．石墨烯可看作將石墨的層狀結(jié)構(gòu)一層一層地剝開得到的單層碳原子；石墨炔是平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的全碳分子，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和半導(dǎo)體性能，還可用于H2的提純；將氫氣氫化到石墨烯排列的六角晶格中，使每個(gè)碳原子都增加一個(gè)氫原子可得最薄的絕緣新材料石墨烷。下列有關(guān)說法中不正確的是( )
A．石墨烯和石墨炔互為同素異形體
B．石墨炔有望替代二氧化硅用作半導(dǎo)體材料
C．12 g石墨烯完全轉(zhuǎn)變?yōu)槭樾铇?biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L氫氣
D．石墨炔孔徑略大于H2分子的直徑，因此它是理想的H2提純薄膜
【答案】B。
【解析】A.同素異形體是同種元素組成的結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)，石墨烯和石墨炔互為同素異形體，故A正確；B.石墨炔是具有優(yōu)良的半導(dǎo)體性能，可作半導(dǎo)體材料，但二氧化硅不是半導(dǎo)體材料，故B錯(cuò)誤；C.每個(gè)C原子增加1個(gè)H原子后得到石墨烷，則碳原子與H原子數(shù)目相等，氫氣物質(zhì)的量為碳的一半，故H2的物質(zhì)的量為0.5 ml，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為11.2 L，故C正確；D.碳原子半徑大于氫原子，則石墨炔孔徑大于H2分子的直徑，可以容納H2分子，則石墨炔是理想的H2提純薄膜，故D正確。
10．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，基態(tài)W的原子2p軌道處于半充滿狀態(tài)，基態(tài)X的原子的2p能級(jí)上只有一對成對電子，基態(tài)Y的原子的最外層電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)只有1種，元素Z與W同主族。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．第一電離能：W＞X＞YB．電負(fù)性：Y＞W(wǎng)＞Z
C．簡單離子半徑：Z＞X＞Y D．最簡單氫化物的沸點(diǎn)：X＞W(wǎng)>Z
【答案】B。
【解析】W是N，X是O，Y是Na，Z是P元素。A.非金屬元素第一電離能大于金屬元素；同一周期元素的第一電離能呈增大趨勢，但第ⅡA、第ⅤA元素處于軌道的全滿、半滿的穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能大于相鄰元素，則這三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞O＞Na，即W＞X＞Y，A正確；同一周期元素隨原子序數(shù)的增大，元素電負(fù)性逐漸增大；同一主族元素，原子核外電子層數(shù)越多，元素電負(fù)性越小，所以電負(fù)性：N＞P＞Na，即W＞Z＞Y，B錯(cuò)誤；離子核外電子層數(shù)越多，離子半徑越大；當(dāng)離子核外電子排布相同時(shí)，離子的核電荷數(shù)越大，離子半徑越小。O2－、Na＋核外電子排布都是2、8，有2個(gè)電子層；P3－核外電子排布是2、8、8，有3個(gè)電子層，所以簡單離子半徑：P3－＞O2－＞Na＋，即離子半徑：Z＞X＞Y ，C正確；H2O、NH3有分子間氫鍵，PH3沒有，常溫下H2O為液態(tài)，NH3為氣態(tài)，故沸點(diǎn)H2O>NH3>PH3，D正確。
11．毒奶粉主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺()。下列關(guān)于三聚氰胺分子的說法中正確的是( )
A．所有氮原子均采取sp3雜化
B．一個(gè)三聚氰胺分子中共含有15個(gè)σ鍵
C．屬于極性分子
D．三聚氰胺分子中所有原子可能共平面
【答案】B。
【解析】A項(xiàng)，C=N中N原子為sp2雜化，—NH2 中N原子為sp3雜化，雜化類型不同，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，分子中含6個(gè)N—H，6個(gè)C—N，3個(gè)C=N，雙鍵中有1個(gè)σ鍵，共15個(gè)σ鍵，正確；C項(xiàng)，分子結(jié)構(gòu)對稱，為非極性分子，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，分子中含有氨基，氨基為三角錐形結(jié)構(gòu)，因此分子中所有原子不可能共平面，錯(cuò)誤。
12．NH3和BF3可以通過配位鍵形成化合物NH3·BF3，下列說法正確的是( )
A．NH3和BF3的立體構(gòu)型都是三角錐形
B．NH3和BF3的中心原子的雜化方式相同
C．NH3和BF3形成的化合物NH3·BF3中各原子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
D．NH3和BF3形成的化合物NH3·BF3中N和B都采取的是sp3雜化
【答案】D。
【解析】NH3分子的中心原子N原子上含有3個(gè)σ 鍵，中心原子上的孤電子對數(shù)＝ eq \f(1,2) ×(5－3×1)＝1，所以NH3的VSEPR模型是四面體形，略去孤電子對后，其立體構(gòu)型是三角錐形；BF3分子的中心原子B原子上含有3個(gè)σ 鍵，中心原子上的孤電子對數(shù)＝ eq \f(1,2) × (3－3×1)＝0，所以BF3分子的VSEPR模型是平面三角形，中心原子上沒有孤電子對，所以其立體構(gòu)型就是平面三角形，A錯(cuò)誤；BF3中B原子雜化軌道數(shù)為 eq \f(1,2) ×(3－3×1)＋3＝3，采取sp2雜化方式，NH3中N原子雜化軌道數(shù)為 eq \f(1,2) ×(5－3×1)＋3＝4，采取sp3雜化方式，中心原子雜化軌道的類型不相同，B錯(cuò)誤；NH3·BF3中氫原子只有兩個(gè)電子，C錯(cuò)誤；NH3·BF3中B原子有空軌道，N原子有孤電子對，所以NH3提供孤電子對，BF3提供空軌道，形成配位鍵，配位鍵也屬于σ 鍵，則N原子形成4個(gè)σ 鍵，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)為4，采取sp3雜化方式，B原子形成4個(gè)σ 鍵，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)為4，采取sp3雜化方式，D正確。
13．高溫下，超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu)，晶體中氧的化合價(jià)部分為0，部分為－2。如圖為超氧化鉀晶體的一個(gè)晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元)，則下列說法中正確的是( )
A．超氧化鉀的化學(xué)式為KO2，每個(gè)晶胞含有4個(gè)K＋和8個(gè)O eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2))
B．晶體中每個(gè)K＋周圍有8個(gè)O eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ，每個(gè)O eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 周圍有8個(gè)K＋
C．晶體中與每個(gè)K＋距離最近的K＋有12個(gè)
D．該晶體中，0價(jià)氧與－2價(jià)氧的數(shù)目比為2∶1
【答案】C。
【解析】由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中K＋的個(gè)數(shù)為8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4，O eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 的個(gè)數(shù)為12× eq \f(1,4) ＋1＝4，故A錯(cuò)誤；由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中每個(gè)K＋周圍有6個(gè)O eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ，每個(gè)O eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 周圍有6個(gè)K＋，故B錯(cuò)誤；由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中與頂點(diǎn)K＋距離最近的K＋位于面心，則晶體中與每個(gè)K＋距離最近的K＋有12個(gè)，故C正確；晶體中K＋與O eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 個(gè)數(shù)分別為4、4，所以1個(gè)晶胞中有8個(gè)氧原子，根據(jù)電荷守恒，－2價(jià)氧數(shù)目為2，所以0價(jià)氧數(shù)目為8－2＝6，所以晶體中，0價(jià)氧與－2價(jià)氧的數(shù)目比為3∶1，故D錯(cuò)誤。
14．某磷青銅晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法不正確的是
( )
A.磷青銅化學(xué)式為Cu3SnP
B．晶體中距離Cu原子最近的P原子有6個(gè)
C．晶體中距離Sn原子最近的P原子可構(gòu)成正方體
D．若晶體密度為a g·cm－3，則最近的Cu原子核間距為 eq \f(\r(2),2) eq \r(3,\f(342,NA·a)) ×1010pm
【答案】B。
【解析】用均攤法計(jì)算，Sn：8× eq \f(1,8) ＝1；P：1；Cu：6× eq \f(1,2) ＝3，所以磷青銅化學(xué)式為Cu3SnP，A正確；以上底面Cu原子為研究對象，通過該平面可形成兩個(gè)晶胞，在該晶胞中有1個(gè)P原子，在上面的晶胞中含有1個(gè)P原子，因此晶體中距離Cu原子最近的P原子有2個(gè)，B錯(cuò)誤；晶體中Sn原子位于晶胞的頂點(diǎn)，通過一個(gè)頂點(diǎn)可形成8個(gè)晶胞，P原子位于晶胞中心，距離Sn原子最近的P原子在8個(gè)晶胞的體心，這8個(gè)P可構(gòu)成正方體結(jié)構(gòu)，C正確；根據(jù)選項(xiàng)A可知：在1個(gè)晶胞中含有3個(gè)Cu，1個(gè)Sn，1個(gè)P，所以晶胞的質(zhì)量為m＝ eq \f(（64×3＋31＋119）,NA) g＝ eq \f(342,NA) g，晶胞的體積為V＝ eq \f(m g,a g·cm－3) ＝ eq \f(342,NA·a) cm3，晶胞參數(shù)為L＝ eq \r(3,V) ＝ eq \r(3,\f(342,NA·a)) cm＝ eq \r(3,\f(342,NA·a)) ×1010pm，根據(jù)立體幾何知識(shí)可知，最近的兩個(gè)Cu原子核間距為面對角線的一半，所以最近的Cu原子核間距為 eq \f(\r(2),2) eq \r(3,\f(342,NA·a)) ×1010pm，D正確。
15．短周期元素X、Y、Z、M原子序數(shù)依次增大，Z的基態(tài)原子2p軌道半充滿，M的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)絕對值之差為4，它們組成的一種分子結(jié)構(gòu)如圖。下列說法正確的是( )
A．電負(fù)性：X>Y>Z
B．原子半徑：Y>Z>X
C．分子中Z原子的雜化方式均為sp2
D．Y、Z、M的最高價(jià)氧化物的水化物均為強(qiáng)酸
【答案】B。
【解析】根據(jù)Z的基態(tài)原子2p軌道半充滿，推斷Z是氮元素；M的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)絕對值之差為4，則M是硫元素；根據(jù)分子結(jié)構(gòu)圖推斷X是氫元素；Y是碳元素。電負(fù)性N>C，A錯(cuò)誤；原子半徑C>N>H，B正確；分子結(jié)構(gòu)圖中氮是sp3雜化，C錯(cuò)誤；碳酸是弱酸，D錯(cuò)誤。
二、非選擇題(本題共4小題，共55分。)
16．(13分)碳元素和鹵族元素都能形成多種物質(zhì)，我們可以利用所學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相關(guān)知識(shí)去認(rèn)識(shí)和理解。
(1)COCl2的空間構(gòu)型為________，溴的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為________。
(2)已知CsICl2不穩(wěn)定，受熱易分解，傾向于生成晶格能更大的物質(zhì)，則它按下列________(填字母)式發(fā)生。
A．CsICl2===CsCl＋I(xiàn)Cl B．CsICl2===CsI＋Cl2
(3)根據(jù)表提供的第一電離能數(shù)據(jù)判斷，最有可能生成較穩(wěn)定的單核陽離子的鹵素原子是________。
(4)下列分子既不存在“s－p”σ鍵，也不存在“p－p”π鍵的是________(填字母)。
A．HCl B．HF C．SO2 D．SCl2
(5)已知ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 為“V”形，中心氯原子周圍有4對價(jià)層電子。ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 中心氯原子的雜化軌道類型為______________________。
(6)鈣在氧氣中燃燒時(shí)得到一種鈣的氧化物晶體，其結(jié)構(gòu)如圖所示，由此可判斷鈣的氧化物的化學(xué)式為_________________。
已知該晶胞內(nèi)離得最近的兩個(gè)鈣離子的間距為a cm，則氧化物的密度是________g·cm－3(只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。
【解析】(1)COCl2中C原子的價(jià)電子對數(shù)為 eq \f(4＋2,2) ＝3，C原子采取sp2雜化，中心原子無孤電子對，所以它的空間構(gòu)型為平面三角形，溴是35號(hào)元素，最外層電子為其價(jià)電子，4s能級(jí)上排列2個(gè)電子，4p能級(jí)上排列5個(gè)電子，其價(jià)電子排布式為4s24p5；
(2)在離子晶體中離子半徑越小，晶格能越大，比較兩個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物可知，由于氯離子的半徑小于碘離子，所以CsCl的晶格能大于CsI的晶格能，故答案為A；
(3)第一電離能是指原子失去一個(gè)電子所需的能量，第一電離能越小，就越容易失去一個(gè)電子，比較表格中的數(shù)據(jù)可知，碘更容易形成較穩(wěn)定的單核陽離子；
(4)A.HCl中存在“s－p”σ鍵，B.HF中存在“s－p”σ鍵，C.SO2中存在“p－p”π鍵，D.SCl2中存在“p－p”σ鍵，故答案為D；
(5)因?yàn)槁仍又車兴膶r(jià)層電子，所以中心原子的雜化方式為sp3雜化；
(6)根據(jù)均攤法可知晶胞中鈣離子的個(gè)數(shù)為6× eq \f(1,2) ＋8× eq \f(1,8) ＝4，O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(2)) 的個(gè)數(shù)為12× eq \f(1,4) ＋1＝4，故其化學(xué)式為CaO2，兩個(gè)離得最近的鈣是位于頂點(diǎn)和面心上的，它們的距離為晶胞棱長的 eq \f(\r(2),2) ，設(shè)晶胞的棱長為b，則b＝ eq \r(2) a，根據(jù)ρ＝ eq \f(m,V) ＝ eq \f(\f(4（40＋32）,NA),（\r(2)a）3) ＝ eq \f(72\r(2),NAa3) g·cm－3。
答案：(1)平面三角形 4s24p5 (2)A (3)碘
(4)D (5)sp3 (6)CaO2 eq \f(72\r(2),NAa3)
17．(14分)不銹鋼是由鐵、鉻、碳及眾多不同元素所組成的合金。目前鉻被廣泛應(yīng)用于冶金、化工、鑄鐵、耐火等領(lǐng)域。
(1)Cr基態(tài)原子價(jià)層電子的軌道表示式(電子排布圖)為________。其核外有____種能量狀態(tài)的電子。
(2)金屬鉻的第二電離能(ICr)和錳的第二電離能(IMn)分別為1 590.6 kJ· ml－1、1 509.0 kJ· ml－1，ICr>IMn的原因是________________________。
(3)過氧化鉻(CrO5)中Cr的化合價(jià)為＋6，則分子中σ鍵、π鍵的數(shù)目之比為____________。
(4)CrCl3的熔點(diǎn)(83 ℃)比CrF3的熔點(diǎn)(1 100 ℃)低得多，這是因?yàn)開_________。
(5)Cr的一種配合物結(jié)構(gòu)如圖所示，該配合物中碳原子的雜化方式是________，陽離子中Cr的配位數(shù)為______，陰離子ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 的空間構(gòu)型為____________。
(6)氮化鉻晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，如果N與Cr核間距離為a pm，則氮化鉻的密度為______g·cm－3。(只要求列算式，不必計(jì)算數(shù)值)
【解析】(1)基態(tài)鉻原子的電子排布式為
1s22s22p63s23p63d54s1，價(jià)層電子的軌道表示式為
。核外有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s共7種能量狀態(tài)的電子。(2)Cr、Mn失去1個(gè)電子后的結(jié)構(gòu)分別為3d5、3d54s1，Cr的3d能級(jí)半滿，為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故Cr的第二電離能大于Mn的第二電離能。(3)設(shè)CrO5中－2價(jià)O個(gè)數(shù)為x，－1價(jià)O個(gè)數(shù)為y，則x＋y＝5、2x＋y＝6，解得x＝1，y＝4。故CrO5的結(jié)構(gòu)式為，因此σ鍵、π鍵的數(shù)目之比為7∶1。(4)CrCl3、CrF3的熔點(diǎn)相差較大，是因?yàn)榫w類型不同。CrCl3是分子晶體，CrF3是離子晶體。(5)該配合物中形成2個(gè)雙鍵的碳原子雜化類型為sp，形成4個(gè)單鍵的碳原子的雜化類型為sp3。Cr與6個(gè)氮原子形成6個(gè)配位鍵，故配位數(shù)為6，ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 中Cl無孤電子對，空間構(gòu)型為正四面體形。(6)該晶胞中Cr的數(shù)目為12× eq \f(1,4) ＋1＝4，N的個(gè)數(shù)為8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4，晶胞的棱長為2a×10－10cm，則氮化鉻的密度計(jì)算式為 eq \f(（52＋14）,NA) ×4 g÷(2a×10－10cm)3＝ eq \f(（52＋14）×4,NA·8a3×10－30) g·cm－3。
答案：(1) 7
(2)鉻的第二電離能是失去半充滿3d5上的電子，錳的第二電離能是失去4s1上的電子，3d能級(jí)變?yōu)榘氤錆M狀態(tài)
(3)7∶1
(4)CrCl3是分子晶體，CrF3是離子晶體
(5)sp、sp3 6 正四面體形
(6) eq \f(（52＋14）×4,NA·8a3×10－30)
18．(14分)ZnGeP2和KTiOPO4都是非線性光學(xué)晶體材料，在激光技術(shù)方面有廣泛用途。
回答下列問題：
(1)基態(tài)Ge原子的價(jià)電子排布式為____________。
(2)O、P、K、Zn按電負(fù)性由大到小的順序排列為________________________。
(3)H2O、PH3、KH按熔點(diǎn)由高到低的順序排列為__________，熔點(diǎn)差異的原因： ______________。
(4)以Zn為頂點(diǎn)的ZnGeP2晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
①Zn的配位數(shù)為____________。
②以Ge為頂點(diǎn)的晶胞中，Zn原子位于______________。
【解析】(1)基態(tài)Ge原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2)，其價(jià)電子排布式為4s24p2；(2)同周期元素從左至右，電負(fù)性增強(qiáng)，同主族元素從上至下，電負(fù)性減弱，則電負(fù)性O(shè)>P>Zn>K；(3)KH為離子晶體，H2O、PH3均為分子晶體，離子晶體熔點(diǎn)一般高于分子晶體，所以KH的熔點(diǎn)最高，而H2O分子間存在氫鍵，所以熔點(diǎn)高于PH3，則熔點(diǎn)由高到低的順序排列為KH>H2O>PH3；(4)①以體心的Zn為例，距離其最近且距離相等的原子有4個(gè)，所以配位數(shù)為4；②結(jié)合晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，以Ge為頂點(diǎn)的晶胞中，Zn原子位于棱心、面心。
答案：(1)4s24p2 (2)O、P、Zn、K (3)KH、H2O、PH3 KH是離子晶體，H2O、PH3都是分子晶體，H2O分子間存在氫鍵 (4)①4 ②面心、棱心
19. (14分)氮族元素(N、P、As、Sb、Bi)的單質(zhì)及其化合物在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：
(1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式________，有________個(gè)未成對電子。
(2)五氧化二磷(P2O5)是磷在氧氣中燃燒生成的白色無定形粉末或六方晶體。在白磷分子的每一個(gè)磷鍵上插入一個(gè)氧原子，剩余四個(gè)氧原子分別通過配位鍵與四個(gè)磷原子相連。則P2O5是________(填“極性”或“非極性”)分子，磷原子的雜化方式為________。
(3)銻的氧化物用于制取白色顏料、油漆和塑料，焰色試驗(yàn)是紅紫色的。下列說法正確的是________(填字母)。
A．銻的軌道表示式為[Kr]
B．物質(zhì)的焰色試驗(yàn)肯定只發(fā)生物理變化
C．電子吸收能量從較低的軌道躍遷到能量較高的軌道，很快躍遷回能量較低的軌道，這時(shí)就將多余的能量以光的形式放出
D．KCl和NaCl能用焰色試驗(yàn)區(qū)分
(4)立方氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。25 g立方氮化硼，含有B—N鍵的個(gè)數(shù)為________，含有配位鍵的個(gè)數(shù)為________。
若晶體密度為a g·cm－3，則N與B最近的距離為________pm。(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，列出計(jì)算表達(dá)式，不用化簡)
【解析】(1)基態(tài)As原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3，4p3中的3個(gè)電子未成對；
(2)五氧化二磷(P2O5)為白色無定形粉末或六方晶體，其分子結(jié)構(gòu)可看作在白磷分子的每一個(gè)P—P鍵上插入一個(gè)氧原子，剩余四個(gè)氧原子分別通過P=O鍵與四個(gè)磷原子相連，白磷的分子結(jié)構(gòu)可以表示為，五氧化二磷的分子結(jié)構(gòu)可以表示為(表示P原子，表示O原子)，所以正負(fù)電荷的中心重合，則P2O5是非極性分子；每個(gè)磷原子形成4個(gè)σ鍵，沒有孤電子對，所以價(jià)層電子對數(shù)為4，磷原子雜化方式為sp3雜化；
(3)A. 銻的軌道表示式為[Kr]，故A錯(cuò)誤；
B．焰色試驗(yàn)是物質(zhì)的特征性質(zhì)，因此可用于物質(zhì)檢驗(yàn)，物質(zhì)發(fā)生焰色試驗(yàn)時(shí)，可能同時(shí)會(huì)發(fā)生化學(xué)變化，否則只有物理變化，故B錯(cuò)誤；
C．電子吸收能量從較低的軌道躍遷到能量較高的軌道，很快躍遷回能量較低的軌道，這時(shí)就將多余的能量以光的形式放出，故C正確；
D．NaCl溶液做焰色試驗(yàn)時(shí)觀察到黃色，KCl溶液的焰色試驗(yàn)透過藍(lán)色鈷玻璃觀察為紫色，則可以用焰色試驗(yàn)區(qū)分，故D正確；
(4)由圖可知形成該晶胞中B原子個(gè)數(shù)＝8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4、N原子個(gè)數(shù)＝4，故為BN， N原子最外層有3個(gè)未成對電子，B原子最外層也有3個(gè)未成對電子，則一個(gè)N周圍可以形成3個(gè)B—N鍵，由圖可知一個(gè)N周圍連接了4個(gè)B，其中3個(gè)是B—N鍵，一個(gè)是配位鍵，25 g立方氮化硼的物質(zhì)的量為 eq \f(25 g,25 g·ml－1) ＝1 ml，含有 eq \f(1,4) NA個(gè)晶胞，含有B—N鍵的個(gè)數(shù)為 eq \f(NA,4) ×4×3＝3NA，含有配位鍵的個(gè)數(shù)為 eq \f(NA,4) ×4＝NA；晶胞質(zhì)量＝4× eq \f(25,NA) ，晶胞體積為 eq \f(\f(25,NA)×4 g,a g·cm－3) ＝ eq \f(4×25,aNA) cm3，故晶胞棱長＝ eq \r(3,\f(4×25,aNA)) cm，晶胞中N原子周圍的4個(gè)B原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，N原子位于正四面體的中心，則正四面體中棱長＝ eq \f(\r(2),2) × eq \r(3,\f(4×25,aNA)) cm，如圖所示正四面體，其中A、B、C、D為B原子位置，F(xiàn)為N原子位置，令棱長為r，則BE長 eq \f(\r(3),2) r，故BO長＝ eq \f(\r(3),2) × eq \f(2,3) r＝ eq \f(\r(3),3) r，可知OA長＝ eq \r(r2－（\f(\r(3),3)r）2) ＝ eq \f(\r(6),3) r，由于N到4個(gè)面的距離相等，根據(jù)正四面體體積可知，OF長＝ eq \f(1,4) ×OA長，故AF＝ eq \f(3,4) OA長，則N與B最近的距離＝ eq \f(\r(6),3) × eq \f(\r(2),2) × eq \r(3,\f(4×25,aNA)) cm× eq \f(3,4) ＝ eq \f(\r(3),4) × eq \r(3,\f(100,aNA)) ×1010pm。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或
[Ar]3d104s24p3 3 (2)非極性 sp3雜化
(3)C、D (4)3NA NA eq \f(\r(3),4) × eq \r(3,\f(100,aNA)) ×1010
選項(xiàng)
分子式
中心原子雜化方式
價(jià)層電子對互斥模型
分子或離子的立體構(gòu)型
A
SO2
sp
直線形
直線形
B
HCHO
sp2
平面三角形
三角錐形
C
H3O＋
sp2
四面體形
平面三角形
D
NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4))
sp3
正四面體形
正四面體形
元素
氟
氯
溴
碘
第一電離能/(kJ·ml－1)
1 681
1 251
1 140
1 008

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