新高考化学一轮单元训练第十八单元物质结构及性质（A卷）含答案

这是一份新高考化学一轮单元训练第十八单元物质结构及性质（A卷）含答案，共8页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

第十八单元 物质结构及性质（A）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共15小题，总计40分。在每小题给出的四个选项中，第1～10题只有一个选项符合题目要求，每题2分。第11～15题为不定项选择题，全部答对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的的0分。
1．若某基态原子的外围电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是
A．该元素基态原子中共有3个电子
B．该元素原子核外有5个电子层
C．该元素原子最外层共有8个电子
D．该元素原子M电子层共有8个电子
2．金属Na溶解于液氨中形成氨合钠离子和氨合电子，向该溶液中加入穴醚类配体L，得到首个含碱金属阴离子的金黄色化合物[NaL]+Na-。下列说法错误的是
A．Na-的第一电离能比H-的大 B．Na-的还原性比Na的强
C．Na-的半径比F-的大 D．该事实说明Na也可表现出非金属性
3．2019年是元素周期表发表150周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟（49In）等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。铟与铷（37Rb）同周期。下列说法不正确的是
A．In是第五周期第ⅢA族元素
B．11549In的中子数与电子数的差值为17
C．原子半径：In>Al
D．碱性：In(OH)3>RbOH
4．电负性是一种重要的元素性质，某些元素的电负性(鲍林标度)数值如下表所示：
元素
H
Li
O
Al
P
S
Cl
电负性
2.1
1.0
3.5
1.5
2.1
2.5
3.0
下列说法不正确的是
A．LiAlH4中H是－1价，该物质具有还原性
B．非金属性：O＞Cl
C．H－Cl键比H－S键极性大
D．Si的电负性范围在2～3之间
5．下列说法正确的是
A．分子间作用力比化学键弱得多，但它对物质的熔点、沸点有较大的影响，而对溶解度无影响
B．根据π键的成键特征判断C=C键能是C﹣C键能的2倍
C．酸性：H3PO4>HClO，因为H3PO4的非羟基氧原子数比HClO的多
D．葡萄糖分子(HOCH2-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO)中的手性碳原子数为5
6．观察下列模型并结合有关信息进行判断，下列说法错误的是

HCN
S8
SF6
B12结构单元
结构模型示意图




备注
—
易溶于CS2
—
熔点1873K
A．HCN的结构式为H—C≡N，分子中“C≡N”键含有1个σ键和2个π键
B．固态硫S8属于原子晶体，分子中S原子采用sp3杂化
C．SF6是由极性键构成的非极性分子，分子构型为八面体型
D．单质硼属于原子晶体
7．根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间构型不是三角锥形的是
A．PCl3 B．HCHO C．H3O+ D．PH3
8．以下有关元素性质的说法不正确的是
A．具有下列电子排布式的原子中：①1s22s22p63s23p2，②1s22s22p3，③1s22s22p2，④1s22s22p63s23p4，原子半径最大的是①
B．具有下列价电子排布式的原子中：①3s23p1，②3s23p2，③3s23p3，④3s23p4，第一电离能最大的是③
C．①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se，④Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
D．某元素气态基态离子的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3+
9． 亚铁氰化钾属于欧盟批准使用的食品添加剂，受热易分解：3K4[Fe(CN)6]12KCN+Fe3C+2(CN)2↑+N2↑+C，下列关于该反应说法错误的是
A．Fe2+的最高能层电子排布为3d6
B．配合物K4[Fe(CN)6]中配位原子是碳原子
C．(CN)2分子中σ键和π键数目比为3∶4
D．已知Fe3C晶胞中每个碳原子被6个铁原子包围，则铁的配位数是2
10．下列说法正确的是
A．鉴别晶体与非晶体可用X-射线衍射实验
B．钾焰色反应的紫色辐射波长比钠焰色反应的黄光的波长要长
C．元素周期表s区、d区及ds区一定都是金属元素
D．两种元素的电负性相差越大，越易形成共价化合物
11．从结构角度分析，下列说法错误的是
A．的立体构型为V形，中心原子的杂化方式为sp3
B．ZnCO3中，阴离子立体构型为平面三角形，C原子的杂化方式为sp2
C．因HF分子间存在氢键，所以HX中其沸点最高
D．因金属性，所以熔点：
12．下面的叙述正确的是
A．晶胞空间利用率：金属镁＞金属钾＞金属钋
B．六方最密堆积()晶胞中原子个数的计算：
C．酸性：；
D．SF6的空间构型为正八面体，在氧气中不能燃烧
13．X、Y、Z、Q、E、M六种元素中，X的原子的基态价电子排布式为2s2，Y的基态原子核外有5种运动状态不同的电子，Z元素的两种同位素原子通常作为示踪原子研究生物化学反应和测定文物的年代，Q是元素周期表中电负性最大的元素，E的阳离子通常存在于硝石、明矾和草木灰中，M的原子序数比E大1。下列说法正确的是
A．EYQ4中阴离子中心原子的杂化方式为sp3杂化
B．X、Y元素的第一电离能大小关系：X C．ZO的空间构型为三角锥形
D．MZ2含离子键和非极性共价键，阴阳离子之比为1∶1
14．下列关于晶格能的叙述正确的是

A．晶格能是指相邻的离子间的静电作用
B．岩浆晶出时，晶格能大的矿物后晶出
C．工业电解熔融氯化镁制镁而不用氧化镁与晶格能有关
D．通过图中数据既能算出Cu原子的第一电离能，又能算出Cu3N晶格能
15．有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法不正确的是

A．①为简单立方堆积，②为六方最密堆积，③为体心立方堆积，④为面心立方最密堆积
B．每个晶胞含有的原子数分别为①1个，②2个，③2个，④4个
C．晶胞中原子的配位数分别为①6，②8，③8，④12
D．空间利用率的大小关系为①<②<③<④
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题（共60分）
16．钛及其化合物被广泛应用于飞机、火箭、卫星、舰艇、医疗以及石油化工等领域。
（1）Ti的基态原子的电子排布式为________。
（2）已知TiC在碳化物中硬度最大，工业上一般在真空和高温(>1800℃)条件下用C还原TiO2制取TiC：TiO2+3CTiC+2CO↑。该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排列为_____________；根据所给信息，可知TiC是________晶体。
（3）钛的化合物TiCl4，熔点为-24℃，沸点为136.4℃，常温下是无色液体，可溶于甲苯和氯代烃。
①固态TiCl4属于________晶体，其空间构型为正四面体，则钛原子的杂化方式为__________。
②TiCl4遇水发生剧烈的非氧化还原反应，生成两种酸，反应的化学方程式为_________。
③用锌还原TiCl4的盐酸溶液，经后续处理可制得绿色的配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O。该配合物中含有化学键的类型有_________、__________。
17．2021年7月4日，“神舟十二号”航天员圆满完成出舱任务。“神舟十二号”制作材料中包含了、、、等多种元素。回答下列问题：
（1）元素基态原子的外围电子排布式为___________，、、三种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。
（2）位于元素周期表的___________(填“”、“”、“”或“”)区，催化烯烃硝化反应过程中会产生。键角：___________(填“＜”或“＞”)，判断依据是___________。
（3）含有两个或两个以上配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物称为螯合物。的一种螯合物结构如图1所示，该配合物中通过鳌合作用形成的配位键有___________个，该螯合物中的杂化方式为___________。

（4）晶体属四方晶系，晶胞结构如图2所示，晶胞棱边夹角均为90°。以晶胞棱边为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如点原子的分数坐标为，点原子的分数坐标为。已知键长为，则点原子的分数坐标为___________；设为阿伏加德罗常数的值，的密度为___________(列计算式)。
18．O2、O3、N2、N4是氧和氮元素的几种单质。回答下列问题：
（1）O原子中价电子占据的轨道数目为____________________________________。
（2）第一电离能I1：N__________O(填“>”或“<”)，第二电离能I2：O大于N的原因是_________________________________________________________。
（3）O3的空间构型为________________；是____________(填“极性”或“非极性”)分子；分子中存在的大π键，可用符号Π表示，其中m表示形成的大π键的原子数，n表示形成的大π键的电子数，则O3中大π键应表示为_________________________________。
（4）N元素的简单气态氢化物NH3在H2O中溶解度很大，其原因之一是NH3和H2O可以形成分子间氢键，则在氨水中氢键可以表示为H3N…H—N、__________________(任写两种即可)。
（5）已知：表格中键能和键长数目。
化学键
键长/pm
键能/(kJ·mol－1)
N—N
145
193
N===N
125
418
N≡N
110
946
N2和N4都是N元素的单质，其中N4是正四面体构型，N原子占据四面体的四个顶点，从键参数角度分析N4分子稳定性远小于N2原因是_________________________。
（6）Na2O的晶胞结构如图所示，X表示O2－，Y表示Na+，则O2－的配位数为____________，该晶胞的原子空间利用率为_____________。[已知该晶胞的棱长为a pm，r(Na+)＝x pm，r(O2－)＝y pm]
19．X、Z、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)。
（4）CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒剂，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_______________________。
20．我国学者经过科学探究，在砷化镉纳米片中实现了量子霍尔效应由二维向三维的提升，并在上发现了金属—绝缘体转换。回答下列问题：
（1）已知基态锆(Zr)原子价层电子排布式为，则基态锆原子N层上电子的运动状态有___________种，核外有___________个能层。
（2）砷元素的第一电离能比硒元素的___________(填“大”或“小”)，第ⅤA族非金属元素形成的最常见氢化物的沸点由高到低的顺序为___________，的热稳定性比弱，原因是___________(填标号)。
A．能形成氢键而不能 B．共价键H-P较长
C．的相对分子质量较大 D．范德华力最大
（3）的化合物、、三种物质中，的中心原子杂化类型为___________，分子构型为V形的是___________；已知的熔点为953℃，则其晶体类型为___________。
（4）锆、镉均是电热的良导体，原因是___________，已知单质镉晶胞如图所示，晶体密度为dg/cm3，则镉的原子半径r=___________pm(用含阿伏加德罗常数NA及d的代数式表示)，该晶胞中原子空间利用率为___________(用含π的代数式表示)。

第十八单元 物质结构及性质（A）
答 案
1．【答案】B
【解析】根据核外电子排布规律，该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，由此可见：该元素原子中共有39个电子，分5个电子层，其中M能层上有18个电子，最外层上有2个电子；该元素基态原子中共有39个电子，故A错误；该元素原子核外有5个电子层，故B正确；该元素原子最外层上有2个电子，故C错误；该元素原子M能层共有18个电子，故D错误；故答案为B。
2．【答案】A
【解析】A．的1s上有2个电子，为全充满稳定结构，不易失去电子，故的第一电离能比的小，A项错误；B．的半径比Na的大，中原子核对最外层电子的引力小，易失电子，故的还原性比Na的强，B项正确；C．核外有3个电子层、核外有2个电子层，故的半径比的大，C项正确；D．该事实说明Na可以形成，得电子表现出非金属性，D项正确。
3．【答案】D
【解析】根据原子核外电子排布规则，该原子结构示意图为，因此In位于元素周期表第五周期第IIIA族，故A不符合题意；质量数＝质子数+中子数，元素符号的左上角为质量数、左下角为质子数，因此该原子的质子数=电子数=49，中子数为115-49=66，所以中子数与电子数之差为66-49=17，故B不符合题意；Al位于元素周期表的三周期IIIA族，In位于元素周期表第五周期IIIA族，同主族元素的原子，从上到下，电子层数逐渐增多，半径逐渐增大，因此原子半径In＞Al，故C不符合题意；铷（Rb）位于元素周期表第五周期第IA族，同周期元素，核电荷数越大，金属性越越弱，最高价氧化物对应水化物的碱性越弱，因此碱性：In(OH)3＜RbOH，故D符合题意；综上所述，本题应选D。
4．【答案】D
【解析】A．Li、Al、H三种元素中，H的电负性最大，所以LiAlH4中H是－1价，该物质具有还原性，故A正确；B．O的电负性大于Cl，元素的电负性越大，其非金属性越强，所以非金属性：O＞Cl，故B正确；C．Cl的电负性大于S，则Cl和H形成的H－Cl键的极性比 S和H形成的H－S键极性大，故C正确；D．Si位于周期表第三周期第ⅣA族，其电负性应介于它前面的元素Al和它后面的元素P之间，即Si的电负性范围在1.5~2.1之间，故D错误。
5．【答案】C
【解析】A．分子间作用力比化学键弱得多，但它对物质的熔点、沸点有较大的影响，对溶解度也有影响，故A错误；B．π键强度较小，根据π键的成键特征判断C=C键能比C﹣C键能的2倍小，故B错误；C．酸性：H3PO4>HClO，因为H3PO4的非羟基氧原子数比HClO的多，故C正确；D．碳原子连接四个不同的原子或原子团时，该碳原子为手性碳原子，根据葡萄糖分子的结构式，葡萄糖分子(HOCH2-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO)中的手性碳原子数为4，除1号和6号C外的4个碳原子，故D错误。
6．【答案】B　
【解析】由比例模型可以看出分子中有1个碳原子、1个氮原子和1个氢原子，原子半径：C>N>H，所以该比例模型中最左端的是氢原子，中间的是碳原子，最右边的是氮原子，其结构式为H—C≡N，分子中“C≡N”键含有1个σ键和2个π键，故A正确；固态S是由S8构成的，根据其溶解性可知，该晶体中存在的微粒是分子，属于分子晶体，故B错误；SF6空间构型为对称结构，分子的极性抵消，正负电荷的重心重合，电荷分布均匀，SF6为非极性分子，根据图示，分子构型为八面体型，故C正确；根据B12的熔点1873K，该晶体熔点较高，属于原子晶体，故D正确。
7．【答案】B　
【解析】PCl3分子中，价层电子对数＝3+×(5－3×1)＝4，且含有一个孤电子对，所以其空间构型是三角锥形，故A不符合；HCHO分子中，价层电子对数＝3+×(4－2×1－1×2)＝3，且不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形，故B符合；H3O+中，价层电子对数＝3+×(6－1－3×1)＝4，且含有一个孤电子对，所以其空间构型是三角锥形，故C不符合；PH3分子中，价层电子对数＝3+×(5－3×1)＝4，且含有一个孤电子对，所以其空间构型是三角锥形，故D不符合。
8．【答案】D
【解析】A．核外电子排布：①1s22s22p63s23p2，②1s22s22p3，③1s22s22p2，④1s22s22p63s23p4，则①为Si，②为N、③为C、④为S，根据同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，故原子半径：Si>S>C>N，故Si原子半径最大，即①的原子半径最大，故A选项是正确的；B．由价电子排布式①3s23p1，②3s23p2，③3s23p3，④3s23p4，分别为：Al、Si、P、S元素。同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，第VA族3p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能，③>④>②>①，故B选项是正确的；C．同周期自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，故(1)Na、K、Rb电负性依次减小，(2)N、P、As的电负性依次减小，(3)O、S、Se的电负性依次减小，(4)Na、P、Cl的电负性依次增大，故C选项是正确的；D．该元素第三电离能剧增，最外层应有2个电子，表现+2价，当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2+，故D错误；所以D选项是正确的。
9．【答案】A
【解析】Fe为26号元素，其原子核外共有26个电子，Fe原子失去4s轨道上的2个电子得到Fe2+，则Fe2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，其最高能层电子排布为3s23p63d6，A选项错误；配合物K4[Fe(CN)6]中配体为CN−，由于电负性N＞C，所以C原子提供孤对电子，即配位原子是碳原子，B选项正确；(CN)2分子的结构式为N≡C—C≡N，单键为σ键，三键含有1个σ键和2个π键，因此(CN)2分子中σ键和π键数目比为3∶4，C选项正确；Fe3C的晶胞结构中碳原子的配位数为6，与碳原子紧邻的铁原子，以C原子为原点建立三维坐标系，Fe原子位于坐标轴上且关于原点(碳原子)对称，6个Fe形成的空间结构为正八面体，故C原子的配位数为6，配位数之比等于相应原子数目反比，则Fe原子配位数为，D选项正确；答案选A。
10．【答案】A
【解析】A．晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，X—射线衍射实验可以看到微观结构，因此可用X-射线衍射实验鉴别晶体与非晶体，故A正确；B．黄色对应的辐射波长范围为597～577nm，紫色波长介于400nm～435nm之间，则钾焰色反应的紫色辐射波长比钠焰色反应的黄光的波长要短，故B错误；C．H为s区元素，为非金属元素，d区和ds区的元素都是金属元素，故C错误；D．电负性相差越大的元素原子间越容易形成离子键，存在电子的得失，形成离子化合物，故D错误；答案选A。
11．【答案】D
【解析】的中心原子I的价层电子对为2+=4，中心原子的杂化方式为sp3，立体构型为V形，故A正确；ZnCO3中，阴离子中C的价层电子对为3+=3，C原子的杂化方式为sp2，立体构型为平面三角形，故B正确；因HF分子间存在氢键，所以HX中其沸点最高，故C正确；因离子半径，晶格能KCl＜NaCl，所以熔点KCl＜NaCl，故D错误；故选D。
12．【答案】ACD
【解析】A．Po的空间利用率为52%；K的空间利用率为68%；Mg的空间利用率为74%，所以晶胞空间利用率∶Mg＞K＞Po，A正确；B．六方最密堆积是原子的配位数是12，晶胞顶点占，面心占，体内占1，则该晶胞中的原子个数为12×+2×+3=6，B错误；C．同一元素不同价态的含氧酸中，中心元素价态越高，酸性越强，所以酸性：。不同元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强。由于元素的非金属性：P＜S，所以酸性：，C正确；D．SF6的价电子对数是6，分子的空间构型为正八面体，是无色、无味、无毒的气体，在氧气中不能燃烧，在温度高于500℃时会发生分解反应产生有毒气体，D正确；故正确的是ACD。
13．【答案】AD
【解析】X的原子的基态价电子排布式为2s2，则X为1s22s2，为Be；Y的基态原子核外有5种运动状态不同的电子，每个电子为一种运动状态，则Y为5电子，Y为B；Z元素的两种同位素原子通常作为示踪原子研究生物化学反应和测定文物的年代，Z为C；Q是元素周期表中电负性最大的元素，Q为F；E的阳离子通常存在于硝石、明矾和草木灰中，E为K；M的原子序数比E大1，则M为Ca。A．EYQ4为KBF4，KBF4中阴离子中心原子价层电子个数为：4+=4，且不含孤电子对，所以阴离子中心原子杂化方式为sp3杂化，故A正确；B．Be的最外层电子数全满为稳定结构，第一电离能较大，则X、Y元素的第一电离能大小关系：X>Y，故B错误；C．碳酸根离子中中心原子价层电子对个数为3+=3，且不含孤电子对，中心原子的杂化方式为sp2杂化，ZO的空间构型为平面三角形，故C错误；D．CaC2属于离子化合物，含有离子键、非极性共价键，阴阳离子个数比为1∶1，故D正确；故选AD。
14．【答案】C
【解析】A．晶格能是气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量，A错误；B．晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，岩浆中的矿物越易结晶析出，B错误；C．晶体的离子半径越小，所带电荷越多，晶格能越大。氯化镁中的氯离子比氧化镁中的氧离子半径更大，所带电荷少，晶格能更小，更容易电离，故工业电解熔融氯化镁制镁而不用氧化镁，C正确；D．第一电离能反应前后都是气态粒子，而图中铜为固态，D错误。
15．【答案】ACD　
【解析】①为简单立方堆积，②为体心立方堆积，③为六方最密堆积，④为面心立方最密堆积，②与③判断有误，A错误；每个晶胞含有的原子数分别为①8×＝1，②8×+1＝2，③8×+1＝2，④8×+6×＝4，B正确；晶胞③中原子的配位数应为12，其他判断正确，C错误；四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%，D错误。答案为ACD。
16．【答案】（1）1s22s23s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)
（2） O>C>Ti 原子
（3） 分子 sp3 TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl 共价键 离子键
【解析】（1）Ti的质子数是22，基态原子的电子排布式为1s22s23s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)；
（2）非金属性越强，电负性越大，则该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排列为O>C>Ti；根据所给信息TiC在碳化物中硬度最大，这说明TiC是原子晶体；
（3）①钛的化合物TiCl4，熔点为-24℃，沸点为136.4℃，因此固态TiCl4属于分子晶体，其空间构型为正四面体，则钛原子的杂化方式为sp3；
②TiCl4遇水发生剧烈的非氧化还原反应，生成两种酸，根据原子守恒应该是盐酸和钛酸，反应的化学方程式为TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl；③配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中含有化学键的类型有离子键和共价键。
17．【答案】（1）
（2） ＞ 中原子为杂化，键角180°；中原子为杂化，键角接近120°
（3） 杂化
（4）
【解析】（1）元素为第四周期第ⅢA元素，故外围电子排布式为；同一周期元素，核电荷数越大第一电离能越大，但第ⅡA元素s能级全充满状态，较第ⅢA元素稳定，故。
（2） Cu位于元素周期表的ds区，中原子为杂化，键角180°；中原子为杂化，键角接近120°，故键角大于。
（3） Ni提供空轨道，N原子提供孤对电子，故形成个配位键；C原子周围形成4个单键，故为杂化。
（4）如点原子的分数坐标为，点原子的分数坐标为，则C点原子z方向的分数坐标为，故C点的分数坐标为。如图晶胞中含有2个XeF2分子，故一个晶胞的质量为，一个晶胞的体积为cm3，则密度为g/cm3。
18．【答案】（1）4　
（2）>　失去一个电子后O+的2p处于半充满状态，更加稳定，再失去一个电子消耗能量更高
（3）V形　极性　Π
（4）H3N…H—O、H2O…H—N、H2O…H—O(任写两种)
（5）N4中N—N键键能小于N2中的N≡N键键能，键长大于N≡N键键长
（6）8　×100%
【解析】（1）O原子的价电子排布式为2s22p4，其价电子占据4个原子轨道。
（2） 同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但N的2p能级处于半充满状态，比较稳定，所以第一电离能I1：N>O；O失去一个电子后O+的2p处于半充满状态，更加稳定，再失去一个电子消耗能量更高，所以第二电离能I2：O>N。
（3） O3看成一个O原子是中心原子，其他两个O原子为配原子的三原子分子，价电子对数＝2+×(6－2×2)＝3，有一个孤电子对，属于sp2杂化，空间构型为V形；因为V形空间构型正负电荷重心不重合，所以是极性分子；O原子的轨道表示式为O3中心氧原子采取sp2杂化，其中两个单电子轨道与另外两个原子形成两个σ键，第三个轨道有一对孤电子对，与另两个氧原子的各1个电子形成三中心四电子大π键，可用符号Π表示。
（4） 因为O、N原子有比较强的吸电子能力，所以NH3和H2O既会吸引同种分子的H，又会吸引对方分子的H，从而形成氢键，所以在氨水中存在4种分子间氢键，可以表示为H3N…H—N、H3N…H—O、H2O…H—N、H2O…H—O。
（5） 因为N4是正面体构型，N原子占据四面体的四个顶点，所以N4中只存在N—N，而N2中只存在N≡N，由表中数据可知，N—N键长大于NN键长，N—N键能小于N≡N键能，且二者键能差距较大，所以N4分子稳定性远小于N2。
（6）分析Na2O的晶胞结构图可得，处于面心上的O2－被2个晶胞共用，以图中上面的面心O2－为例，在其上方还有一个同样的晶胞与其紧邻，所以每个O2－周围有8个Na+与之距离最近，则O2－的配位数为8；Na2O晶胞中Na+数为8，O2－数为8×+6×＝4，根据r(Na+)＝x pm、r(O2－)＝y pm及球体的体积公式可得这12个原子总体积V1＝8××πx3+4××πy3，根据该晶胞的棱长为a pm，则晶胞体积V2＝a3，所以该晶胞的原子空间利用率为×100%＝×100%＝×100%。
19．【答案】（1）1s22s22p63s23p2或者[Ne]3s23p2
（2） 三角锥形
（3） HNO3 HF Si＞Mg＞Cl2
（4） P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4
【解析】X，Z，Q，R，T，U分别代表原子序数依次增大的短周期元素；Z和U位于第ⅦA族，则Z为F元素，U为Cl；Q基态原子的s轨道和P轨道的电子总数相等，原子序数大于F，核外电子排布为1s22s22p63s2，故Q为Mg；X和Z可形成化合物XZ4，X元素表现+4价，原子序数小于F元素，故X为C元素；X和R属同族元素，则R为Si；T的一种单质在空气中能够自燃，原子序数介于Si与Cl之间，故T为P元素。X、Z、Q、R、T、U分别C、F、Mg、Si、P、Cl；
（1）R为Si元素，Si基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p2或者[Ne]3s23p2；
（2）化合物TU3为PCl3，PCl3价层电子对为4对，还有一个孤电子对，则其构型为三角锥形；
（3）x为碳元素，位于第二周期，第二周期酸性最强的为HNO3；Z和U的氢化物分别为HF、HCl，HF分子之间存在氢键，HCl分子之间为范德华力，氢键比范德华力更强，故HF的沸点高于HCl；Mg为金属晶体，Si为原子晶体，熔点高于Mg，Cl2为分子晶体，常温下为气体，则熔点由高到低的排列顺序是Si＞Mg＞Cl2；
（4）CuSO4溶液能用作P4中毒的解毒剂，反应可生成两种最高价含氧酸和铜，该反应的化学方程式是：P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4。
20．【答案】（1） 10 4
（2） 大 B
（3） 、 离子晶体
（4） 晶体中均存在自由移动的电子
【解析】（1）基态锆(Zr)原子价层电子排布式为，N层的电子排布为4s24p64d2，N层共有10个电子，则基态锆原子N层上电子的运动状态有10种，态锆(Zr)原子失去5s上的2个电子形成，核外有4个能层。
（2）砷原子4p能级为半充满状态，结构稳定，砷元素的第一电离能比硒元素的大，第ⅤA族非金属元素形成的最常见氢化物，氨分子间有氢键，所以沸点由高到低的顺序为；共价键H-P较长，键能小，所以的热稳定性比弱，选B；
（3）、、三种物质中，中的价电子对数是，原子杂化类型为；中的价电子对数是3，有1个孤电子对，分子构型为V形，中的价电子对数是，有2个孤电子对，分子构型为V形；的熔点为953℃，熔点较高，所以其晶体类型为离子晶体；
（4）锆、镉属于金属晶体，晶体中均存在自由移动的电子，所以锆、镉均是电热的良导体；设镉的原子半径r，则晶胞的体对角线=4r，晶胞边长为pm，晶体密度为dg/cm3，即 ，镉的原子半径r=pm；1个晶胞中实际占有2个原子，2个原子的体积是，1个晶胞的体积是，晶胞中原子空间利用率为。