人教【新课标】高中化学一轮复习：专题16物质结构与性质解析版

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人教【新课标】高中化学一轮复习：专题16物质结构与性质
一、单选题
1．下列说法错误的是（　　）
A．氢键、离子键和共价键都属于化学键
B．化学家门捷列夫编制了第一张元素周期表
C．药剂师和营养师必须具备化学相关专业知识
D．石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一
【答案】A
【知识点】化学键；水泥的主要化学成分、生产原料及其用途；玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途；含硅矿物及材料的应用
【解析】【解答】A．离子键和共价键都属于化学键，氢键属于分子间作用力，A符合题意；
B．俄国科学家门捷列夫根据相对分子质量编制了第一张元素周期表，B不符合题意；
C．药剂师和营养师的工作分别与药剂和营养物质有关，因此必须具备相关的化学专业知识才能胜任相关工作，C不符合题意；
D．制造玻璃的主要原料是石灰石、石英和纯碱，制造水泥的主要原料是石灰石和黏土、石膏，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.氢键属于分子间作用力；
B.门捷列夫编制了第一张元素周期表；
C.药剂师和营养师必须具备化学相关专业知识；
D.玻璃的原料为石灰石、石英和纯碱，水泥的原料为石灰石和黏土、石膏。
2．下列化学用语表达正确的是（　　）
A．基态硫原子的轨道表示式：
B．的电子式：
C．的VSEPR模型：
D．的分子的空间结构模型
【答案】C
【知识点】原子核外电子排布；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A．硫原子的核外电子总数为16，基态硫原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p4，基态S原子的轨道表示式为，故A不符合题意；
B．H2S为共价化合物，S原子未达到8电子稳定结构，电子式为 ，故B不符合题意；
C．SO3分子中S原子的价层电子对数为3+=3，无孤电子对，其VSEPR模型为 ，故C符合题意；
D．SO2的价层电子对数=2+3，故其VSEPR模型为平面三角形，SO2分子的空间结构为V形，其模型：，故D不符合题意；
故答案为：C。

【分析】A.基态硫原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4；
B.H2S中S原子最外层达到8电子稳定结构；
C.SO3分子中S原子价层电子对数为3，不含孤电子对；
D.SO2分子中S原子价层电子对数为3，含有一个孤电子对。
3．下列说法正确的是（　　）
A．分子形状呈三角锥形，是非极性分子
B．凡有规则外形的固体一定是晶体
C．电负性越大的元素，第一电离能也越大
D．分子中σ键与π键的数目之比是1：1
【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；共价键的形成及共价键的主要类型；极性分子和非极性分子；晶体的定义
【解析】【解答】A．BF3中B原子的价层电子对数为3+=3，没有孤电子对，所以分子的空间构型是平面三角形，是非极性分子，A不符合题意；
B．凡有规则外形的固体不一定是晶体，非晶体也可以具有规则外形，B不符合题意；
C．同一周期，从左到右，元素的的电负性逐渐增强，第一电离能也在增强，但是IIA族、VA族的元素的第一电离能均大于其相邻元素，比如O的电负性比N强，但是N的第一电离能比O大，C不符合题意；
D．CS2的结构式为S=C=S，双键中含有1个σ键与1个π键，故CS2分子中σ键与π键的数目之比是1：1，D符合题意；
故答案为：D。

【分析】A.BF3中B原子的价层电子对数为3，不含孤电子对，正负电荷中心重合；
B.非晶体也有规则的外形；
C.同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素。
4．下列有关化学用语表示正确的是（　　）
A．次氯酸的电子式：
B．的结构示意图：
C．基态碳原子价层电子轨道表示式为：
D．四氯化碳的空间填充模型：
【答案】A
【知识点】原子核外电子排布；原子结构示意图；球棍模型与比例模型；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A．次氯酸属于共价化合物，电子式： ，A符合题意；
B．的结构示意图为：，B不符合题意；
C．基态碳原子价层电子轨道表示式为：，C不符合题意；
D．碳原子半径小于氯原子半径，因此该模型不能表示四氯化碳的空间填充模型，D不符合题意；
故答案为：A。

【分析】B.氯离子核外共18个电子；
C.基态碳原子的价层电子排布式为2s22p2；
D.四氯化碳分子中Cl原子半径大于C。
5．下列表达方式错误的是（　　）
A．H2O的电子式：
B．基态Fe2+的价层电子排布式为：[Ar]3d44s2
C．基态S原子的结构示意图：
D．基态N原子的价层电子排布图：
【答案】B
【知识点】原子核外电子排布；原子结构示意图；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A．O最外层有6个电子，需要两个电子达饱和结构就需要和其他原子共用两对电子，所以与每个H共用一对电子，A选项不符合题意；
B．Fe2+的电子排布为[Ar]3d6，该粒子的价层电子为3d，所以价层电子排布式为3d6，B选项符合题意；
C．S为16号元素，按照电子排布规律每层电子不超过2n2个，且最外层不能超过8，次外层不能超过18， C选项不符合题意；
D．N的价层电子为最外层电子排布2s22p3，按照泡利原理和洪特规则轨道中电子的填充， D选项不符合题意。
故答案为：B。

【分析】A.水为共价化合物，O最外层有6个电子，与2个H原子形成共用电子对；
B.Fe2+的价电子排布为3d6；
C.S为16号元素；
D.N的价层电子为最外层电子排布2s22p3。
6．有四种元素原子的基态或激发态原子的电子排布式如下：
①②③④
下列说法错误的是（　　）
A．元素①的一种单质可用于消毒杀菌
B．元素②所在周期中其原子半径最大
C．元素①③在周期表中位于第17列
D．元素④的简单氢化物常作制冷剂
【答案】C
【知识点】原子核外电子的跃迁及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，元素①是O，则元素①的一种单质O3可用于消毒杀菌，A不符合题意；
B．由分析可知，元素②是Na，则元素②Na所在周期中其原子半径最大，B不符合题意；
C．由分析可知，元素①③为O、S，在周期表中位于第16列，C符合题意；
D．由分析可知，元素④即N，其简单氢化物NH3常作制冷剂，D不符合题意；
故答案为：C。

【分析】A.元素①是O，O3可用于消毒杀菌；
B.元素②是Na，同周期主族元素从左往右原子半径逐渐减小；
C.第ⅥA族元素在周期表中位于第16列；
D.液氨升华吸热，常用作制冷剂。
7．下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示，单位为kJ·mol-1)。下列关于元素R的判断中一定正确的是（　　）


I1
I2
I3
I4
……
R
740
1500
7700
10500
……
①R的最高正价为＋3价 ②R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
③R元素第一电离能大于同周期相邻元素 ④R元素位于元素周期表中第ⅡA族
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用
【解析】【解答】①R为Mg元素，R的最高正价为+2价，①不符合题意；
②R为Mg元素，1s2s22p63s2，②不符合题意；
③R元素最外层电子排布式为3s2，为全满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素的，③符合题意；
④R为Mg元素，1s2s22p63s2，原子核外最外层共有2个电子，位于元素周期表中第ⅡA族，④符合题意；
综上所述可知：元素R的判断中一定正确的叙述序号是③④，
故答案为：C。
【分析】由数据可知，I3远大于I2，说明其最外层有2个电子，又是短周期元素，不可能是Be，只可能为Mg，由于Mg核外电子填充处于全满，其第一电离能大于同周期相邻元素
8．下列分子中，中心原子的杂化方式和分子的空间构型均正确的是（　　）
A．C2H4：sp、平面形 B．NH3：sp3、四面体
C．H2O：sp3、V形 D．CO2：sp2、直线形
【答案】C
【知识点】判断简单分子或离子的构型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．C2H4中中心原子C周围的价层电子对数为：3+=3，无孤电子对，根据杂化轨道理论可知，杂化类型为sp2，空间构型为平面形，A不合题意；
B．NH3中中心原子N周围的价层电子对数为：3+=4，有1对孤电子对，根据杂化轨道理论可知，杂化类型为sp3，空间构型为三角锥形，B不合题意；
C．H2O中中心原子O周围的价层电子对数为：2+=4，有2对孤电子对，根据杂化轨道理论可知，杂化类型为sp3，空间构型为V形，C符合题意；
D．CO2中中心原子C周围的价层电子对数为：2+=2，无孤电子对，根据杂化轨道理论可知，杂化类型为sp，空间构型为直线形，D不合题意；
故答案为：C。

【分析】根据价电子对互斥理论确定微粒的空间构型和原子的杂化方式，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，孤电子对个数=，a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数，据此解答。
9．实验室可用检验，离子方程式为。下列有关说法正确的是（　　）
A．中铁离子的配位数为9
B．元素在周期表中位于第4周期ⅧB族，属区
C．中含键数目为
D．比更难再失去1个电子
【答案】C
【知识点】配合物的成键情况
【解析】【解答】A．铁离子的配位数为6，故A不符合题意；
B．Fe元素位于第四周期Ⅷ族，属于d区，故B不符合题意；
C.1个Fe3+与6个CN-形成配位键，即1个Fe3+与6个CN-形成6个σ键，C和N之间形成1个σ键，6个CN-形成6个σ键，即1molK3[Fe(CN)6]中含有12molσ键，故C符合题意；
D．Fe2+电子排布式为[Ar]3d6，Mn2+电子排布式为[Ar]3d5，后者处于半满状态，能量低，较稳定，Mn2+比Fe2+更难失去1个电子，故D不符合题意；
故答案为C。

【分析】A.铁离子的配位数为6；
B.Fe第四周期Ⅷ族；
C.单键均为σ键，三键含有1个σ键和2个π键，配位键也是σ键；
D.Mn2+处于半充满稳定状态。
10．下列粒子的中心原子的杂化轨道类型和粒子的空间结构错误的是（　　）
A．中P原子为sp3杂化，分子空间结构为三角锥形
B．中O原子为sp杂化，分子空间结构为直线形
C．中N原子为sp3杂化，分子空间结构为正四面体形
D．中S原子为sp2杂化，分子空间结构为V形
【答案】B
【知识点】判断简单分子或离子的构型
【解析】【解答】A．PCl3中P原子的价层电子对数为3+=4，采取sp3杂化，有1对孤对电子，空间结构为三角锥形，A不符合题意；
B．OF2中O原子的价层电子对数为2+=4，采取sp3杂化，有2对孤对电子，空间结构为V形，B符合题意；
C．中N原子的价层电子对数为4+=4，采取sp3杂化，没有孤对电子，空间结构为正四面体形，C不符合题意；
D．中S原子的价层电子对数为2+=3，采取sp2杂化，有1对孤对电子，空间结构为V形，D不符合题意；
故答案为：B。

【分析】
n为中心原子周围的粒子数，m为：（中心原子最外层电子数（价电子数）+周围粒子可成队电子总数）/2。
算出来后求出m+n的值，判断理想空间构型和杂化类型。
m+n=2 sp 直线型。
m+n=3 sp2 平面三角形。
m+n=4 sp3(中心原子是主族元素）正四面体 dsp2（副族） 四棱锥。
11．一种碳化硅晶体的晶胞如图所示，与金刚石的类似。下列判断正确的是（　　）
A．该晶体质软 B．熔点：碳化硅＞金刚石
C．该晶体熔融时会破坏极性键 D．碳原子轨道的杂化类型为sp杂化
【答案】C
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶体熔沸点的比较；极性键和非极性键；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．碳化硅晶体属于原子晶体，与金刚石的类似，质硬，故A不符合题意；
B．原子晶体中原子半径越小，共价键越强，熔点越高，原子半径：C＞Si，则熔点：金刚石＞碳化硅，故B不符合题意；
C．该晶体中只存在C-Si极性键，熔融时会破坏极性键，故C符合题意；
D．碳化硅形成4个共价键，C原子采用的是sp3杂化，故D不符合题意；
故答案为：C。

【分析】A.金刚石硬度大；
B.原子半径越小，形成的共价键越强，晶体的熔点越高；
D.1个碳原子与4个Si原子构成正四面体的结构。
12．2022年1月12日《自然》公布了我国科学家利用高温超导钇钡铜氧(YBCO)薄膜发现奇异金属。下列有关说法错误的是（　　）
A．金属晶体由金属离子和自由电子构成
B．氧化钡(BaO)晶体是离子晶体
C．基态Cu+的价层电子排布式为
D．如图所示晶胞代表的晶体的化学式为CuO
【答案】D
【知识点】原子核外电子排布；离子晶体；金属晶体；晶胞的计算
【解析】【解答】A．金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，粒子间的结合力为金属键，所以金属晶体的形成是因为晶体中存在金属离子、自由电子，故A不符合题意；
B．氧化钡含离子键，属于离子化合物，属于离子晶体，故B不符合题意；
C．Cu是29号元素，价电子排布式为3d104s1，失去1个电子形成Cu+，其价电子排布式为3d10，故C不符合题意；
D．由均摊法，O原子位于顶角和体心，含O原子数为8，Cu原子有4个，则晶体的化学式为Cu2O，故D符合题意；
故答案为：D。

【分析】A. 金属晶体由金属离子和自由电子构成 ；
B. BaO由钡离子和氧离子构成；
C.Cu是29号元素，价电子排布式为3d104s1，失去1个电子形成Cu+；
D.根据均摊法计算原子数目进而确定其化学式。
13．2021年4月16日，我国杰出青年曹原在《Science》发表了关于石墨烯研究的论文，再次引发世界关注，他的核心研究之一发现石墨烯的超导效应。石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。其结构如图：有关说法正确的是（　　）
A．12g石墨烯中含有1.5NA个C-C键
B．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
C．从石墨中剥离石墨烯需要破坏共价键
D．石墨烯中碳原子的杂化方式为sp3杂化
【答案】A
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】A.12g碳原子的物质的量是=lmol，石墨中每个碳原子形成3个C-C键，1个C-C键被2个C原子共用，1个C原子对应1.5个C-C键，所以C-C单键数为1.5NA个，故A符合题意；
B．每个C原子为3个环共有，则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子数为2，故B不符合题意；
C．石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，故C不符合题意；
D．每个C原子形成3个键，且不存在孤电子对，C原子为sp2杂化，故D不符合题意；
故答案为：A。

【分析】石墨晶体中层与层之间为分子间作用力，层内为共价键，每个C原子形成3个C-C键，每个C为3个环所有，据此解答。
14．高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是（　　）
A．超氧化钾的化学式为，每个晶胞含有8个和4个
B．晶体中每个周围有8个，每个周围有8个
C．晶体中与每个距离最近的有8个
D．晶体中0价氧原子和价氧原子个数比为3∶1
【答案】D
【知识点】离子晶体；晶胞的计算
【解析】【解答】A．晶胞中含有的个数为，的个数为，选项A不符合题意；
B．晶体中每个周围有6个，每个周围有6个，选项B不符合题意；
C．晶体中与每个距离最近且相等的的个数为，选项C不符合题意；
D．晶胞中与个数分别为4、4，所以晶胞中共有8个氧原子，根据电荷守恒-2价O原子数目为2，所以0价氧原子数目为，所以晶体中，0价氧原子与-2价氧原子的数目比为3∶1，选项D符合题意；
故答案为：D。

【分析】A.根据均摊法计算钾离子和数目；
B.每个周围有6个，每个周围有6个；
C.每个距离最近且相等的有12个；
D.结合与数目，根据电荷守恒判断。
15．众多的配合物溶于水后易电离为配离子，但配离子难以进一步发生电离。+3价的钴形成的配合物为CoClm·nNH3，若中心原子配位数为6，1mol配合物与AgNO3溶液反应时最多可得到1mol沉淀物，则m、n的数值分别为（　　）
A．1、5 B．5、1 C．3、4 D．3、5
【答案】C
【知识点】配合物的成键情况
【解析】【解答】由题干可知，Co显+3价，配合物NH3显电中性，即配合物中含有三个Cl-，1mol该配合物生成1molAgCl沉淀，则1mol该配合物中含1mol外界离子Cl-，即配离子中含有2个Cl-，又因为Co3+配合物为6，则NH3配合物为4，故该配合物的化学式可写为：[CoCl2(NH3)4]Cl。
故答案为C。

【分析】根据正负化合价代数和为0可知m=3，1mol该配合物生成1molAgCl沉淀，则1mol该配合物中含1mol外界离子Cl-，中心离子配位数为6，则n=4，据此解答。
16．原子在形成分子时，、轨道和1个轨道参与形成杂化，的空间构型为三角双锥形(如下图所示)。下列关于分子的说法错误的是（　　）
A．分子中价电子对数为5
B．分子中没有形成键
C．分子中所有的键角都相等
D．分子中原子也采用杂化
【答案】C
【知识点】化学键；键能、键长、键角及其应用；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．PCl5中心原子P原子的价层电子对数=5+=5，故A不符合题意；
B．PCl5分子中是由P-Cl单键构成的，没有π键，故B不符合题意；
C．根据图知，平面上键角(Cl-P-Cl)为120°、上顶点和平面上的Cl原子形成的键角(Cl-P-Cl)有90°，上下顶点和P原子形成的键角(Cl-P-Cl)为180°，故C符合题意；
D．分子中原子有一对孤电子对，成键电子对数与孤电子对数总和为4+1=5，也采用杂化，故D不符合题意；
故答案为：C。

【分析】中间平面上Cl-P-Cl为120°，上顶点和平面上的P、Cl原子形成的Cl-P-Cl有90°，上下顶点和P原子形成的Cl-P-Cl为180°，据此解答。
二、综合题
17．现有下列物质，用编号填空回答下列问题：
A．干冰 B．金刚石 C．氦 D．过氧化钠 E.二氧化硅 F.溴化铵 G. H2O2 H.氢氧化钠
（1）通过非极性键形成的原子晶体是：　 　。
（2）含有极性键的离子化合物是：　 　。
（3）含有离子键、共价键、配位键的化合物是：　 　。
（4）A，B，C，D四种物质的熔点从低到高的顺序为　 　。
【答案】（1）B
（2）FH
（3）F
（4）CADB
【知识点】化学键；离子晶体；原子晶体（共价晶体）；分子晶体；极性键和非极性键
【解析】【解答】A．干冰属于分子晶体，含有极性共价键，CO2分子是非极性分子；
B．金刚石是原子晶体，含有非极性共价键；
C．氦是分子晶体，He是单原子分子，无化学键；
D．过氧化钠是离子化合物，含有离子键、非极性共价键；
E．二氧化硅是原子晶体，含有极性共价键；
F．溴化铵是离子晶体，含有离子键、极性共价键、配位键；
G．H2O2是分子晶体，含有极性共价键、非极性共价键
H．氢氧化钠是离子晶体，含有离子键、极性共价键，据此分析作答。
(1)通过非极性键形成的原子晶体是金刚石，故答案为：B；
(2)含有极性键的离子化合物是溴化铵、氢氧化钠，故答案为：FH；
(3)含有离子键、共价键、配位键的化合物是溴化铵，故答案为：F；
(4)A、B、C、D四种物质的晶体类型是分子晶体、原子晶体、分子晶体、离子晶体，一般情况下物质的熔沸点：原子晶体>离子晶体>分子晶体，对于分子晶体来说，二者都是结构相似的物质，相对分子质量：CO2>He，相对分子质量越大，分子间作用力就越强，物质的熔沸点就越高，所以物质熔点从低到高的顺序为CADB，故答案为：CADB。

【分析】根据各物质的晶体类型、性质和含有的化学键分析作答，应熟记常见物质的晶体类型以及物质中的化学键。
18．2019年1月，嫦娥四号探测器翩然落月，首次实现人类飞行器在月球背面的软着陆：也首次实现了我国地外天体采样返回；所搭载的“玉兔二号”月球车，通过砷化镓()太阳能电池提供能量进行工作。带回的月壤中包含了等多种元素。回答下列问题：
（1）基态最高能层中成对电子与未成对电子的数目之比为　 　。
（2）的熔点为1238℃且熔融状态不导电，据此判断它是　 　(填“共价”或“离子”)化合物。
（3）H和O可以形成和。是　 　(填“极性”或“非极性”)分子。
（4）砷化镓可由和在制得，中碳原子的杂化方式为　 　。
（5）S与O可形成多种酸根离子及化合物，如、、、等，其中的模型是　 　；的空间构型为　 　。
（6）催化烯烃硝化反应过程中会产生。键角：　 　(填“>”或“<”)。
【答案】（1）8：3
（2）共价
（3）极性
（4）sp3
（5）平面三角形；正四面体形
（6）<
【知识点】判断简单分子或离子的构型；原子晶体（共价晶体）；极性分子和非极性分子
【解析】【解答】(1)铬(Cr)的原子序数为24，基态时原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1；基态Cr3+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，最高能层中3s和3p轨道中电子为成对电子，3d轨道中电子为未成对电子，故基态Cr3+最高能层中成对电子与未成对电子的数目比为8：3，故答案为：8：3；
(2)砷化镓的熔点高且熔融状态不导电，说明砷化镓为共价化合物，故答案为：共价；
(3)已知H2O为极性分子，H2O2易溶于水，根据“相似相溶”原理可知，H2O2是极性分子，故答案为：极性；
(4)(CH3)3Ga中每个碳原子周围均形成了4个单键，即其价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化类型为sp3，故答案为：sp3；
(5)对于SO2，根据理论，S原子的价层电子对数为 ，模型为平面三角形；中孤对电子数为，中心原子S周围共有4个电子对，因此S的杂化方式为sp3，空间构型为正四面体形，故答案为：平面三角形；正四面体形；
(6)根据价层电子对互斥理论，离子σ键数目为2，孤电子对数为，所以价层电子对数为2，孤电子对数为0，离子空间构型为直线形，键角180°；离子σ键数目为2，孤电子对数为，所以价层电子对数为3，孤电子对数为1，离子空间构型为V形，键角小于180°，即键角：＜，故答案为：＜。

【分析】（1）写出基态Cr3+核外电子排布式，再结合轨道表达式，即可确定成对电子数和未成对电子数
（2）熔点较高且熔融状态可以导电的多为离子晶体，熔点较高但熔融状态不可以导电的多为共价晶体
（3）极性溶质易溶于极性溶剂，非极性溶质易溶于非极性溶剂，水是常见的极性溶剂
（4）甲基负离子电子式中有3个成键电子对和1个孤电子对，根据价层电子对互斥理论，可知其为sp3杂化
（5）根据价层电子对互斥理论可以得出
（6）键角比较先判断杂化类型，sp>sp2>sp3，杂化类型相同，根据价层电子对互斥理论，比较孤电子对对成键电子对的排斥力，再判断键角大小
19．向少量0.05mol/LFe2(SO4)3溶液中滴加1滴0.1mol/LKSCN溶液，可发生如下反应：，这一系列配离子的颜色从吸收峰的波长来看是相近的，以下是其中一种配离子的结构。
（1）这一系列配离子的中心离子的核外电子的空间运动状态有　 　种。
（2）如图所示的配离子的中心离子的配位数是　 　。
（3）第一电离能I1(K)　 　I1(Fe)(填“大于”或“小于”)，原因是　 　。
（4）关于这一系列配离子所含元素及其化合物的说法，下列正确的有____。
A．沸点由高到低顺序为H2S>CH4>NH3
B．键角由大到小顺序为CH4>NH3>H2S
C．碳和硫的氧化物都是极性分子
D．碳的电负性比氮强
（5）Fe2(SO4)3固体的晶体类型为　 　，其阴离子的空间构型为　 　。
（6）图1是KSCN晶胞图，图2是该晶胞的正视图，图3是该晶胞的侧视图，设阿伏加德罗常数的值为NA，则KSCN晶体的密度是　 　(列出计算表达式)，图1中ABCD四个原子构成的图形是　 　。
【答案】（1）14
（2）6
（3）小于；Fe最外层电子排布4s2为全满稳定结构，较难失电子
（4）B
（5）离子晶体；正四面体
（6）；长方形(矩形)
【知识点】原子核外电子的运动状态；元素电离能、电负性的含义及应用；键能、键长、键角及其应用；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)这2个电子容纳在同一个原子轨道里，也就意味着，它们的空间状态是相同的，所以核外电子的空间运动状态种数应是原子轨道数；故答案为：14。
(2)根据图中Fe为于中心，因此根据配位数分析，配合离子中心离子配位数为6；故答案为：6。
(3)因为Fe最外层电子排布4s2为全满稳定结构，较难失电子，K的最外层电子是4s1，失去该电子后是稳定的八电子结构，所以更容易失电子，故K的第一电离能小；故答案为：小于；Fe最外层电子排布4s2为全满稳定结构，较难失电子。
(4)A．因为NH3分子间存在氢键沸点最高，H2S的相对分子质量比CH4大，H2S分子间的范德华力比较大，故沸点由高到低顺序应该为NH3＞H2S＞CH4，故A不正确；B．三者的中心原子都是sp3杂化，VSEPR模型都是四面体，因为CH4无孤电子对，其分子构型是正四面体，键角为109°28'。NH3的分子构型是三角锥形，受一对孤电子对的影响，键角略小于109°28'。H2S受两对孤电子对的影响，键角更小，所以键角由大到小顺序为CH4>NH3>H2S，故B正确；C．CO2是非极性分子，故C不正确；D．由元素周期律可知，氮的电负性比碳强，故D不正确；故答案为：：B。
(5)Fe2(SO4)3是由阴阳离子构成的，所以其固体是离子晶体，根据价层电子对互斥理论，中的中心原子孤电子对数，故其空间构型为正四面体；故答案为：离子晶体；正四面体。
(6)根据均摊法并结合题中的晶胞图可以算出晶胞中每种原子的原子个数都是4，所以该晶胞质量为g。另外，故其密度为。从该晶胞的正视图可以看出，A原子和B原子的连线是垂直于A原子和C原子所在的侧面的，从该晶胞的正视图和侧视图可以看出A原子和C原子的距离大于A原子和B原子的距离，故答案为：；长方形或矩形。

【分析】（1）写出核外电子轨道表达式，有几个轨道就有几种空间运动状态
（2）由图可知，Fe周围连接有6个配体，配位数就是6
（3）第一电离能的比较看核外电子排布式，排布越稳定，越不容易失电子，电离能越大
（4）分子晶体比较熔沸点：有氢键的熔沸点较高，没有氢键的比较范德华力大小
键角的比较：先看杂化类型sp>sp2>sp3，杂化类型相同时，比较孤电子对对成键电子对的排斥力大小
正负电荷中心重合的分子为非极性分子，反之为极性分子
同周期元素，电负性从左到右增大，同主族，从下到上增大
（5）判断晶体类型分析构成粒子，由离子构成的晶体类型是离子晶体
利用价层电子对互斥理论，ABn法计算判断离子构型
（6）根据题中所给晶胞图，看出小黑球有4个，根据KSCN化学式可知各原子数目比为1：1：1：1，所以每个原子都是4个
20．【化学—选修3：物质结构与性质】
2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯（CH2=CH2）与四氟乙烯（CF2=CF2）的共聚物（ETFE）制成。回答下列问题：
（1）基态F原子的价电子排布图（轨道表示式）为　 　。
（2）图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能Ⅰ变化趋势（纵坐标的标度不同）。第一电离能的变化图是　 　（填标号），判断的根据是　 　；第三电离能的变化图是　 　（填标号）。
（3）固态氟化氢中存在(HF)a形式，画出(HF)3的链状结构　 　。
（4）CH2=CH2和ETEFE分子中C的杂化轨道类型分别为　 　和　 　；聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学健的角度解释原因　 　。
（5）萤石（CaF2）是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X代表的离子是　 　；若该立方晶胞参数为apm，正负离子的核间距最小为　 　pm。
【答案】（1）
（2）a；根据同一周期从左到右半径依次减小，失去电子越难，但是N原子p轨道是半充满状态，所以N的第一电高能大于O原子；b
（3）H-F···H-F···H-F
（4）sp2；sp3；F是电负性最强的非金属，F和C形成的共价键比H与C形成共价键稳定
（5）Ca2+；
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；含有氢键的物质
【解析】【解答】（1）F的原子序数为9，其电子排布式为1s22s22p5，价电子为最外层电子，则其价电子的轨道表示式为 。
（2）C、N、O、F四种元素在同一周期，同周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势，但由于N元素的2p能级为半充满状态，因此N元素的第一电离能比C、O元素的高，因此C、N、O、F四种元素的第一电离能从小到大的顺序为C （3）HF中存在氢键，则(HF)3的链状结构为 H-F···H-F···H-F 。
（4）CF2=CF2中C原子存在3对共用电子对，其C原子的杂化方式为sp2杂化，ETFE中C原子存在4对共用电子对，其C原子为sp3杂化；由于F元素的电负性较大，聚四氟乙烯形成的C-F键的键能大于聚乙烯中C-H的键能，键能越大，化学性质越稳定，因此聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯。
（5）根据萤石晶胞结构可知，X分布在晶胞的顶点和面心上，则1个晶胞中含有X的个数是8×+6×=4个，Y分布在晶胞内部，则1个晶胞中含有8个Y，据此可写出该晶胞的化学式为XY2，结合萤石的化学式可推出，X为Ca2+，Y为F-。将该晶胞分成8个相等的小正方体，可知F-位于晶胞中8个小立方体中互不相邻的4个小立方体的体心，小立方体边长为pm，体对角线长为 pm，则小晶胞体对角线长的一半就是Ca2+与F-之间的距离，则晶体中正负离子的最小核间距为a pm。

【分析】（1）价电子就是最外层电子，根据基态原子的电子表示式书写轨道表示式。
（2）根据元素的电离能的周期性，结合特殊元素的轨道排布进行分析。
（3）根据氢键的表示方法进行分析。
（4）根据键能影响物质稳定性的规律进行分析。
（5）根据均摊法计算晶胞中各粒子的个数，结合晶胞结构进行分析。