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河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-32分子结构与性质（1）
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这是一份河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-32分子结构与性质（1），共40页。试卷主要包含了单选题，元素或物质推断题，结构与性质，工业流程题等内容，欢迎下载使用。
河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-32分子结构与性质（1）
一、单选题
1．（2023·河南·校联考模拟预测）在铜催化下，以末端炔烃为原料合成有机金属试剂的反应历程如下：
注明：Et代表乙基，OAc代表CH3COO，B2pin2代表联硼酸频那醇酯，R代表烃基。
与四个互不相同原子或基团连接的碳原子叫手性碳原子，含手性碳原子的分子叫手性分子。下列叙述正确的是
A．合成“X”总反应的原子利用率小于100%
B．(L)Cu-Bpin是合成中间产物“X”的催化剂
C．上述转化中断裂和形成了极性键和非极性键
D．若R、Bpin都不含手性碳，则“Y”是手性分子
2．（2022·河南开封·校联考模拟预测）固体电解质的化学式为W6XY5Z，其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，w为金属，且最外层电子数是次外层的一半，X、Y、Z为第三周期的非金属元素。下列说法正确的是
A．单质W不能与水反应
B．X的单质有多种同素异形体
C．简单离子半径：X
二、元素或物质推断题
3．（2023·河南·统考模拟预测）据文献报道：以ZrO2、Na2CO3、NH4H2PO4、ZnO和SiO2为原料，通过固相反应制备NASICON型固态电解质，该电解质可以提高可充电固态钠金属电池的循环稳定性和倍率性能。请回答下列问题：
(1)Zr与Ti位于同一族，则基态40Zr原子的价电子排布图为 。
(2)从原子结构角度分析判断I1(Cu) (填“>”或“<”)I1(Zn)。
(3)一个中的键合电子(形成化学键的电子)总数为 。
(4)从分子结构分析H3PO4比H3AsO4酸性强的原因： 。
(5)利用反应(NH4)2SiF6+4NH3 ·H2O=SiO2↓+6NH4F +2H2O可制纳米SiO2。
①NH3与H2O通过氢键结合成NH3·H2O，则NH3·H2O最可能的结构式为 。
②NH4F晶体中存在的作用力除离子键、共价键外，还有 。
③SiO2晶胞可视作金刚石晶胞中的C原子换成Si原子，然后在Si- Si 键之间插入O原子而形成的。若SiO2晶胞的密度为dg·cm-3 ，设NA为阿伏加德罗常数的值，则Si与Si的最短距离为 nm(用含NA和d的式子表示)。
三、结构与性质
4．（2023·河南郑州·统考模拟预测）一种新型碳单晶一单层聚合C60。它是典型的半导体，预示其在光、电半导体器件中具有潜在应用。回答下列问题：
(1)基态碳原子的价电子轨道表示式为 。
(2)下列有关单层聚合C60(准六方聚合C60的结构如图)的说法正确的是 (填字母)。
A．与金刚石、石墨烯互为同素异形体
B．与C60是同一种物质
C．所有的碳原子均为sp2杂化
D．它是一种共价化合物，不导电
E.它是由多个C60通过碳碳单键连接起来的
(3)石墨烯如图，分子中碳原子的杂化方式为 ，它具有很强的导电性，原因是 。
(4)C60的结构如图所示，它能与氯气反应形成C60Cl10分子，1molC60Cl10分子中含有碳碳双键的数目为 。
(5)金刚石晶胞的截面图如图所示(假设晶胞边长为dcm)，原子1的分数坐标为 ，金刚石晶胞的密度为 (列出计算式，已知阿伏加德罗常数的值为NA)。
5．（2023·河南·校联考模拟预测）近日，济南大学原长洲教授制备了一种高性能的钾离子电池负极材料( Bi - MOF)，反应可简单表示为Bi( NO3)3·5H2O + BTCBi – MOF。回答下列问题：
(1)铋(Bi)位于元素周期表中第6周期VA族，基态Bi原子的价层电子排布式为 。
Bi(NO3)3中阴离子的立体构型为 。基态O原子核外成对电子数与未成对电子数之比为 。
(2)BTC分子中组成元素C、N、O的电负性由大到小排序为 。C2H5OH的沸点高于CH3OCH3，原因是 。
(3)冠醚是皇冠状的分子，可用不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。18-冠-6(18指C、O原子总数为18，6指氧原子数)与钾离子形成的超分子结构如图所示。
已知：超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。超分子定义中的分子是广义的，包括离子。
①冠醚分子中C原子的杂化类型为 。
②下列叙述正确的是 (填字母)。
A．含该超分子的物质属于分子晶体
B．冠醚可用于分离不同的碱金属离子
C．中心碱金属离子的配位数固定不变
D．冠醚与碱金属离子之间形成离子键
(4)铋的相关晶胞如图所示。
①等晶胞数的甲、乙中含铋原子数之比为 。
②已知乙晶胞底边长为acm，高为bcm，NA为阿伏伽德罗常数的值。该晶体密度 g·cm-3(只列计算式)。
6．（2023·河南·校联考模拟预测）硼是一种用途广泛的化工原料，目前硼的用途超过300种。试回答下列问题：
(1)双烯合成反应的催化剂配合物[Cu(CH3C≡N)4]BF4中所含N元素基态原子的电子排布图(轨道表示式)是 ；四种元素B、C、N、F第一电离能由大到小的顺序是 ；上述配合物中与Cu( I )形成配位键的原子是 (填元素符号) ，阴离子的空间构型为 。
(2)单质硼有多种同素异形体，无定形硼为棕色粉末，晶体硼呈灰黑色。晶体硼的熔点为2300°C，沸点为2550°C，硬度大，则晶体硼的类型为 晶体，区分晶体硼和无定形硼最可靠的科学方法为对固体进行 。
(3)硼酸(H3BO3)是一种具有片层结构的白色晶体，层与层之间存在分子间作用力，层内的H3BO3分子间通过氢键相连(如图所示)。含1molH3BO3的晶体中有 mol氢键。硼酸是一元弱酸，与氢氧化钠溶液反应生成Na[ B(OH)4]，用“→”标出[B(OH)4]－中的配位键： 。
(4)某种硼氢化镁氨合物的晶胞结构如图所示，属于立方晶系，晶胞棱边夹角均为90°，图中每个黑球代表一个八面体，其中心为金属镁原子，顶点为氨分子；每个白球代表一个四面体，其中心为硼原子，顶点为氢原子。
已知a点的坐标为(，0，) ，则c点的坐标为 。该晶胞中n(Mg)：n(N)：n(B)：n(H) = 。
7．（2023·河南·校联考模拟预测）Li3OX(图a)和Li2OHX(图b)的晶胞结构，如图所示。
请回答下列问题：
(1)基态氯原子的价层电子排布式为 。基态溴原子核外电子有 种不同的空间运动状态。
(2)离子半径，r(Li+)=76pm，r(H-)=208pm，H-半径大于Li+的原因是 。
(3)下列含锂的粒子中，失去1个电子需要的能量最低的是_____。
A．1s22s1 B．1s2 C．1s12s1 D．1s23s1
(4)已知几种元素的电负性数据如下：
元素
O
H
Cl
Br
P
电负性
3.5
2.1
3.0
2.8
2.1
①PBr3分子的空间结构是 。在H2O、HCl、HBr、PH3中，共价键极性最弱的是 (填化学式)。。
②已知PCl5分子中P原子的s、p、d轨道参与杂化。试解释存在PCl5，不存在NCl5的主要原因可能是 。
③在LiH、Li2O、LiCl、LiBr中，离子键百分率最高的是 (填化学式)。
(5)1个图b(Li2OHCl)晶胞的质量为 g(只列计算式)。
(6)如图a，晶胞参数为Apm，NA为阿佛伽德罗常数的值。Li3OBr晶体密度为 g·cm-3(只列计算式)。
8．（2023·河南·统考模拟预测）V、Cr、Mn的合金及其化合物在工业和生活中有广泛的用途。请回答下列问题：
(1)基态Cr原子的外围电子排布式为 ，Cr元素属于 区元素。
(2)V有+2、+3、+4、+5等多种化合价，其中最稳定的化合价是 ，V的第三电离能I₃(V)小于 Mn 的第三电离能I₃( Mn)，原因是 。
(3)锰的一种配合物的化学式为[Mn(CO)₄(NH₃)(CH₃CN)]，该配合物中非金属元素的电负性由小到大的顺序为 ；配体CH₃CN与中心原子形成配位键时，提供孤电子对的是 (填元素符号)，该分子中碳原子的杂化方式为 ；NH₃分子与 Mn 原子形成配合物后H-N-H 的键角 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)一种Mn与S构成的化合物为立方晶系晶体，晶胞截面图如图所示(图中所给数据为y轴坐标)。
在该晶胞中，硫原子的堆积方式为 。Mn填充在S构成的空隙中，空隙的空间形状为 。晶胞中最近两个硫原子之间的距离为aÅ(1Å=10-10m)，晶体密度为dg·cm-3则阿伏加德罗常数的值为 。
9．（2023·河南郑州·统考三模）钇(Y)是一种灰黑色金属，它是第一种被发现的稀土金属元素，我国蕴藏着丰富的硅铍钇矿，其中一种的主要成分为Y2FeBe2Si2O10.回答下列问题：
(1)硅原子激发态的电子排布式有___________。
A．1s22s22p63s23p2 B．1s22s22p63s13p3
C．1s22s22p53s13p4 D．1s22s22p53s13p33d2
(2)基态Fe2+中，成对电子数与未成对电子数之比为 。
(3)铍的熔点(1287°C)比铝的熔点(650°C)高，原因是 。
(4)氯化铍在气态时存在BeCl2分子和二聚分子Be2Cl4，其二聚分子中所有原子都在同一平面上，画出二聚分子Be2Cl4的结构式 。
(5)钇钡铜氧(YBaCu3O7)是一种高温超导材料。Cu2+可以形成多种配合物，其中一种配离子的结构如图所示：
①该配离子所含非金属元素的电负性由大到小的顺序为 。
②该配离子中N的价层电子对数为 ，H—O—H的键角 (填“大于”、“小于”或“等于”)单个水分子中H-O-H的键角。
(6)铁、钇(Y)、氧可以形成一种典型的单相多铁性材料，其晶胞结构(长方体)如图所示。
①该单相多铁性材料的化学式为 。
②若晶胞参数分别为apm、bpm、cpm，a=β=γ=90°，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞的密度为 g·cm-3.
10．（2022·河南开封·统考模拟预测）材料是入类进步的基石，深入认识物质的结构有助于进一步开发新的材料。回答下列问题。
(1)B和Ni均为新材料的主角。
①按照杂化轨道理论，基态B原子的价电子先激发，再杂化成键形成BBr3。杂化前，处于激发态的B原子的价电子轨道表示式为 (填编号)。
A． B．
C． D．
②Ni(CO)4常温下呈液态，其分子空间构型为正四面体形。其易溶CCl4、苯等有机溶剂的原因是 。
(2)亚铁氰化钾具有防止食盐结块、保持食盐松散等作用，其化学式为K4[Fe(CN)6]，所含元素电负性由大到小的顺序为 ，lmolK4[Fe(CN)6]含有σ键的物质的量为 。
(3)铀氮化合物是核燃料循环系统中的重要物质。
已知3(NH4)4[UO2(CO3)3]3UO2+10NH3↑+9CO2↑+N2↑+9H2O↑。反应所得的气态产物中属于非极性分子的有 (填化学式)；反应中断裂的化学键有 。(填编号)。
a.氢键 b.极性键 c.非极性键 d.离子键 e.配位键
(4)某锂电池的负极材料是锂原子嵌入石墨烯层间，其晶胞结构(底边为平行四边形)如图所示。
该晶体的化学式为 ；该晶体中最近的两个碳原子核间距离为142pm，石墨烯层间距离为335pm，则该晶体的密度为 g•cm-3(NA表示阿伏加德罗常数，列出计算表达式即可)。
11．（2022·河南·校联考模拟预测）镓()和铟()均是目前世界稀缺战略资源，它们是研制新型太阳能电池的关键材料。
回答下列问题：
(1)基态原子的价电子排布图为 。
(2)氟化镓的熔点为1000℃，氯化镓的熔点为77.9℃，在270℃左右以二聚体存在。
①画出分子的结构式： ，其中镓的配位数为 ，与中的杂化方式分别为 、 。
②氟化镓的熔点比氯化镓高的原因是 。
(3)镓可与(甲基麦芽酚)形成配合物()。该配合物中与(Ⅲ)形成配位键的原子是 (填名称)；每个甲基麦芽酚分子中含有 个键。
(4)、及组成的某太阳能电池材料的晶胞结构如图所示：
设阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度为 (用含a、的代数式表示)，与间的最短距离为 (用含a的代数式表示)。
12．（2022·河南·校联考模拟预测）氟及其化合物用途非常广泛。回答下列问题：
(1)基态氟原子的价层电子排布图为 。
(2)制备NSF3的反应为FCONSF2+2AgF2NSF3+2AgF+COF2。
①F、O、N、S的第一电离能从小到大的顺序是 。
②COF2分子的空间构型为 。
③NSF3、COF2的沸点依次为-27.1°C、-84.6°C，前者沸点较高的原因是 。
(3)NHF2的一种制备方法是CO(NH2)2+2F2+H2O=NHF2+CO2+NH4HF2。
①CO(NH2)2中C的杂化方式是 。
②CO(NH2)2的熔沸点比CH3CONH2的高，其原因是 。
③下列说法正确的是 (填标号)。
A．NHF2、CO2均是极性分子
B．CO2与互为等电子体
C．H2O与NHF2中心原子的价层电子对数相同
D．NH4HF2中存在离子键、配位键和氢键
(4)由Cs、Ag及F三种元素组成的一种超导材料的晶体结构如下图所示(Ag不是+1价)：
已知AC=BE，则C、D(Cs与F)间的距离为 pm(用含a、c、s的代数式表示，列出计算式，下同)；设NA为阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度为 g·cm-3。
13．（2022·河南·校联考模拟预测）偏钒酸铵(NH4VO3)是重要的化学试剂和催化剂，微溶于冷水，溶于热水及稀氨水，在草酸(H2C2O4)溶液中因发生氧化还原反应而溶解，同时生成络合物(NH4)2[(VO)2(C2O4)3]，反应的化学方程式为:2NH4VO3+4H2C2O4=(NH4)2[(VO)2(C2O4)3]+2CO2↑+4H2O。回答下列问题：
(1)现代化学中，常利用 上的特征谱线来鉴定元素；基态V原子核外电子排布式为 ，有 个未成对电子。
(2)NH4VO3中，四种元素电负性由大到小的顺序是 。
(3)H2C2O4和CO2中，碳原子的杂化类型分别为 ；写出一种与CO2互为等电子体的阴离子： 。
(4)煅烧NH4VO3发生反应：2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O。
①五氧化二钒的结构简式如图所示，则该结构中含有 个π键。
②下列关于NH3、H2O的说法正确的是 (填字母)。
a．分子空间构型相同b．中心原子杂化类型相同。
c．键角大小相同d．分子间均能形成氢键
(5)砷化亚钒(VAs)的晶胞结构如图所示。
①砷原子的配位数为 。
②若砷钒键的键长为anm，则砷化亚钒晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式即可，NA表示阿伏加德罗常数)。
14．（2022·河南濮阳·统考模拟预测）由N、B等元素组成的新型材料在工农业生产和科技领域有着广泛应用。回答下列问题：
(1)下列B原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为 (填选项字母)。
A． B．
C． D．
(2)电负性：B C(填“>”“<”或“=”，下同)，N O；第一电离能：B C，N O。
(3)硼氢化钠(NaBH4)是一种常用的还原剂，常温常压下稳定。硼氢化钠中B元素的化合价为 价，B原子的杂化轨道类型为 ，BH中存在的化学键类型有 (填“极性键”非极性键”配位键”或“离子键”)，BH的空间构型为 。
(4)硼氢化钠的晶体结构如图所示，每个BH周围被 个Na+包围。假设该晶胞的边长为anm，NA为阿伏加德罗常数的值，则硼氢化钠晶体的密度ρ= g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。
15．（2022·河南·校联考模拟预测）钼(Mo)是一种战略金属元素，钼单质及其化合物广泛用于炼钢、电子工业、石油化工、航天和机械工业等领域。回答下列问题：
(1)基态Mo原子的核外电子排布式为[Kr]4d55s1，Mo元素属于周期表中的 区元素，其最高能级电子的电子云轮廓形状为 。
(2)某含钼化合物是一种石油工业中的优良催化剂，其分子的结构简式如图1所示。
①组成该化合物的非金属元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
②该分子中采用sp2杂化的非金属元素的原子个数为 。
(3)Mo原子和CO形成的配合物Mo(CO)6在电磁领域、隐身材料领域有重要应用，该配合物中提供孤电子对的原子为 (填元素符号)，该配合物中碳氧三键的键长 (填“>”“=”或“<”)CO分子中的碳氧三键的键长。
(4)与Mo同周期的Rb为37号元素，金属Rb的熔点为38.89°C，金属Mo的熔点为2620°C，金属Mo的熔点远高于金属Rb的原因为 。
(5)磷和钼形成的某种化合物的立方晶胞如图2所示，已知晶胞中Mo位于顶点和面心，而P原子位于棱边中点和体心。
①P原子的配位数为 。以A为原点建立三维坐标系，请在图3中画出晶胞中各原子沿z轴的透视图 (用“”代表Mo原子，用“”代表P原子，用“”代表Mo原子和P原子的重合)。
②若晶胞中距离最近的Mo原子之间的距离为anm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为 g·cm-3。(列出计算式即可)
16．（2022·河南·校联考模拟预测）近期，南方科技大学某课题组通过电解白磷(P4)、HCN和LiCN的混合溶液获得了，该物质可用于有机膦化合物的合成，能避免传统磷工业工艺中涉及的强腐蚀性PCl3，和超强毒性PH3的产生。
(1)基态磷原子3p电子占据的轨道数为 ，原因是 。
(2)白磷在氯气中燃烧能生成PCl3、PCl5，其中PCl5分子结构如图所示。
①PCl5分子中键角(Cl－P－Cl)有 种；PCl5分子属于 分子(填“极性”或“非极性”)。
②PCl5受热失去两个Cl原子生成PCl3，PCl3分子的空间构型为 。
(3)中P原子的 杂化轨道与C原子的 轨道形成σ键。
(4)氯乙酸(ClCH2COOH)是重要的分析试剂和有机合成中间体，一种以PCl3为催化剂的制备方法为CH3COOH+Cl2C1CH2COOH+HCl。
①已知CH3COOH、ClCH2COOH的电离平衡常数分别为Ka1、Ka2，试推测Ka1 Ka2(填“>”“<”或“=”)，其原因为 。
②CH3COOH的沸点(117.9℃)比HCOOCH3的沸点(32℃)高的原因为 。
(5)白磷晶体与干冰类似，若白磷晶体的密度为dg·cm-3，设阿伏加德罗常数的数值为NA，则两个白磷分子中心的最短距离为 nm(用含d、NA的代数式表示)。
17．（2022·河南·校联考二模）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。碳达峰、碳中和对改善全球气候、发展低碳经济有重要的意义。回答下列问题：
Ⅰ．单质
(1)基态C原子的价电子排布式为 ，C原子在形成化合物时，可采取多种杂化方式，杂化轨道中s轨道成分越多，则C元素的电负性越强，连接在该C原子上的H原子越容易电离。下列化合物中，最有可能在碱性体系中形成阴离子的是 (填序号)。
A．CH4 B．CH2=CH2 C．CH≡CH D．苯
(2)碳有金刚石、石墨等多种同素异形体，其中熔点较高的是 ，原因是 。
Ⅱ．氧化物
(3)CO与N2互为 ，它们都难溶于水，但相比之下，CO的溶解度略大一些，原因是 。
(4)CO2分子中并不存在简单的“碳氧双键”，除了正常的σ键，还有两个方向互相垂直的大π键(每个O原子上还有一对孤对电子)，则每个大π键中有 个电子。
Ⅲ．金属碳化物
CaC2是重要的金属碳化物，工业上可用CaC2制造乙炔。CaC2有多种晶型，其中一种晶型的晶胞如图所示：
(5)CaC2的电子式为 ，晶胞中Ca2+的配位数为 ，阴离子填充了由Ca2+围成的 空隙。
(6)上述晶胞的底面边长为a pm，高为c pm，若将该晶胞中1—8号Ca2+相连，可以取出一个新的晶胞，则新晶胞的体积为 cm3。
18．（2022·河南·校联考模拟预测）元素周期表中第VIIA族元素包括氟(F)、氯(C1)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)，简称卤素。卤素及其化合物在生产生活中的应用非常广泛。回答下列问题：
(1)氯原子的核外电子排布式为 。
(2)为了延长液氯的杀菌时间，某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入了液氨，其反应的化学方程式为NH3+HClO=H2O+NH2Cl，其中N、O、H的电负性由小到大的顺序为 (用元素符号表示)；HClO中氧原子的杂化方式为 ：NH3分子的VSEPR模型为 ；在水和苯两种溶剂中，NH2Cl更易溶于 。
(3)卤素单质的化学键的键参数如表所示：
化学键
F-F
Cl-Cl
Br-Br
I-I
键长/pm
141
198
228
267
键能/(kJ·mol-1)
157
242.7
193.7
152.7
从物质结构角度分析，F—F键的键能反常的原因是 。
(4)AgCl的晶胞与NaCl的类似，AgCl的晶胞结构如图所示，已知晶胞边长为 a pm，则晶胞内Ag+的配位数为 ，晶胞的6个面心围成的正八面体的边长为 pm，设阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为 (列出计算表达式)g·cm-3。
19．（2021·河南焦作·统考一模）揭示土壤的成分从矿物开始。橄榄石属于镁铁质矿物的一种，主要成分是铁或镁的硅酸盐，同时含有锰、镍、钴等元素，晶体呈现粒状，属于岛状硅酸盐。回答下列问题：
(1)基态Co原子的核外电子占据的3d能级上的成对电子是 个。
(2)Mn和Fe的各级电离能如下。
电离能/(kJ ·mol-1)
I1
I2
I3
I4
I5
Mn
717.3
1509.0
3 248
4940
6990
Fe
762. 5
1561.9
2957
5 290
7240
Mn与Fe相比，I1和I2较小，而I3较大，其原因是 。
(3)在硅酸盐中，原硅酸根离子和多硅酸根离子结构如图所示(图中表示氧原子，表示Si-O)，若多硅酸根离子Q中硅原子数为n，则该离子符号为 ，在此结构中每个Si原子与 个O原子相连，这几个O原子形成的空间结构是 。
(4)下图是某橄榄石的晶胞结构，用NA表示阿伏加德罗常数的值。
①中Si原子的杂化类型是 。
②该晶体的化学式为 。Mg原子周围最近的Fe原子有 个。
③该晶体的密度是 g·cm-3(用含a、b、NA的代数式表示)。
20．（2021·河南·校联考模拟预测）化学家可以通过“自组装”这一有效的工具，利用各种各样的建筑基元米构建复杂的纳米结构。可以预见的是，小型的金属簇能够作为很好的建筑模块用于复杂结构的大体积金属簇的组装。利用高电荷的白磷等电子体[Ge4]4-作为基本建筑单元，过渡金属阳离子Zn2+或Cd2+作为连接节点，成功制备了两个异金属超四面体团簇[M6Ge16]4-(M=Zn2+/Cd2-)。
(1)①基态Zn2+的价电子排布式为 ，核外有 种不同运动状态的电子。
②金属Cd与Zn同族且相邻，则Cd在元素周期表中的位置是 ，属 区元素。Zn和Cd中熔点更高的是 ，原因是 。
(2)①[Ge4]4-中Ge采取 杂化，键角为 。
②Ge是第IVA族元素，能形成锗烷(GenH2n+2)，其结构类似于烷烃。甲锗烷(GeH4)常温下是一种无色、剧毒、可自燃的气体，GeH4和同主族原子序数比它小的元素的简单气态氢化物相比，沸点由高到低的顺序是 。至今没有形成n>5的长链锗烷，请结合键能说明原因 。
化学键
C—C
C—H
Ge—Ge
Ge—H
键能(kJ/mol)
346
411
188
288
(3)Ge是原子晶体，熔点2830℃，与金刚石一样呈现空间网状结构，晶胞如图，则晶体Ge的空间利用率为 。(请用含π代数式表示)
21．（2021·河南新乡·统考一模）我国科学家发现AgCrS2 (AMX2家族成员之一，A为一价金属，M为三价金属，X为氧族元素)在室温下具有超离子行为。回答下列问题：
(1)一个原子轨道填充2个自旋方向相反(顺时针和逆时针)的电子。基态硫原子核外最多有 个电子顺时针旋转。基态铬原子有 个未成对电子。
(2)氧族元素有氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素。
①这四种元素中，电负性最大的是 (填元素符号)。
②科学家用亚硒酸盐和硫酸盐跟踪固氮酶，研究反应机理。的空间构型为 ，中碲的杂化类型是 。
③H2O、H2S、H2Se、H2Te的键角依次减小，其主要原因可能是 。
(3)配合物(en为)的中心离子配位数为 。(Cr与O、N均形成了配位键)
(4)在银氨溶液中，1 mol中含 molσ键。
(5)复合材料氧铬酸钙的立方晶胞如图所示。
①已知A、B的原子坐标分别为(0，0，0)、(1，1，0)，则C的原子坐标为 。
②1个钙原子与 个氧原子等距离且最近。
③该晶体密度为 (列出计算式即可)。已知钙和氧的最近距离为a nm，NA代表阿伏加德罗常数。
四、工业流程题
22．（2023·河南·校联考模拟预测）某科研小组以钢铁厂烟灰(主要成分为ZnO，含少量CuO、MnO2、FeO等)为原料制备活性氧化锌的生产流程如图所示，请回答下列问题。
(1)“浸取”工序后得到的滤液1中主要的阳离子为[ Zn( NH3)4]2+、[ Cu( NH3)4]2+配离子和 等，则滤渣1的主要成分是 (填化学式)。
(2)滤渣2主要是锌和铜，“除杂”中所发生反应的离子方程式为 。
(3)将碱式碳酸锌煅烧分解，可得到具有催化性能的纳米级活性氧化锌，分解温度一般控制在600°C以下，当分解温度大于600°C时，所制得的氧化锌催化活性反而下降，其原因是 。
(4)已知：i．pH>11时，Zn( OH)2能溶于NaOH溶液；
ii．下表是常温下几种离子生成氢氧化物沉淀的pH：
Zn2+
Fe2+
Fe3+
Cu2+
开始沉淀的pH
5.4
7.0
2.3
4.7
完全沉淀的pH
8.0
9.0
3.1
6.7
若以钢铁厂烟灰为原料制备活性ZnO的实验方案设计如下：
①向滤液1中加入适量双氧水的作用是 (用离子方程式表示) ，调pH加入的固体可以是 。 (填化学式)。
②向滤液2中加入足量锌粉的目的是 ；向滤液3中加入1.0mol·L－1NaOH溶液调节的pH范围为 。
参考答案：
1．B
【详解】A．由反应历程可知，合成“X”总反应中产物只有“X”，原子利用率等于100%，故A错误；
B．由反应历程可知，(L)Cu-Bpin参与第一步反应，先消耗后续又生成，说明(L)Cu-Bpin是合成中间产物“X”的催化剂，故B正确；
C．由反应历程可知，上述转化中断裂了C-H极性键，生成了C-R极性键，断裂了碳碳三键非极性键，但没有非极性键的生成，故C错误；
D．与四个互不相同原子或基团连接的碳原子叫手性碳原子，由Y的结构简式可知，Y中没有手性碳原子，不是手性分子，故D错误；
故选B。
2．B
【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，w为金属，且最外层电子数是次外层的一半，W是Li元素；X、Y、Z为第三周期的非金属元素，根据Li6XY5Z元素化合价代数和等于0，可知X是P元素、Y是S元素、Z是Cl元素。
【详解】A．W是Li，单质Li能与水反应生成LiOH和H2，故A错误；
B．X是P元素，有白磷、红磷等多种同素异形体，故B正确；
C．电子层数相同，质子数越多半径越小，简单离子半径：Cl-
选B。
3．(1)
(2)<
(3)12
(4)H3PO4与H3AsO4均可写成(HO)3RO形式，非羟基氧个数相同，由于P的电负性更强，对羟基氧原子上的弧电子对吸引能力较强，羟基上的氢较易电离
(5) 配位键 、氢键
【详解】（1）Zr是40号元素，核外有40个电子，位于Ti的下一周期，价电子排布图与Ti类似，
（2）铜的价电子排布式为3d104s1容易失去1个电子，而锌的价电子排布式为3d104s2全满稳定，不易失去电子，第一电离能大；
（3）成σ键电子对为3对6个电子，形成大π键的电子是6个，共12个键合电子；
（4）从结构分析，H3PO4与H3AsO4均可写成(HO)3RO形式，非羟基氧个数相同，由于P的电负性更强，对羟基氧原子上的弧电子对吸引能力较强，羟基上的氢较易电离酸性更强；
（5）由于氨气分子和水分子是通过氢键结合NH3·H2O的，因此可能的结构是；NH4F晶体中有氮原子和氢离子之间形成的配位键，氢离子提供空轨道，N原子提供孤电子对，另外氢原子与氟原子之间还有氢键存在；Si与Si的最短距离是晶胞中体对角线的四分之一，一个晶胞有8个SiO2，晶胞的体积为，Si与Si的最短距离是nm。
4．(1)
(2)AE
(3) sp2 石墨烯中每个碳原子垂直于层平面的2p轨道上的电子，都参与形成了贯穿全层的多原子的大π键，因而具有优良的导电性
(4)25NA
(5) (，，) g•cm-3
【详解】（1）碳元素的原子序数为6，价电子排布式为2s22p2，价电子轨道表示式为 ，故答案为： ；
（2）A．单层聚合C60与金刚石、石墨烯都是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故正确；
B．由图可知，单层聚合C60是由多个C60通过碳碳单键连接起来的，与C60的结构不同，是不同种物质，故错误；
C．由图可知，单层聚合C60是由多个C60通过碳碳单键连接起来的，则C60中碳原子的杂化方式为sp2杂化，单键碳原子的杂化方式为sp3杂化，故错误；
D．由题意可知，单层聚合C60是一种介于导体和绝缘体之间的半导体，一定条件下能导电，故错误；
E．由图可知，单层聚合C60是由多个C60通过碳碳单键连接起来的，故正确；
故选AE；
（3）由图可知，石墨烯分子中双键碳原子的杂化方式为sp2杂化，石墨烯中每个碳原子垂直于层平面的2p轨道上的电子，都参与形成了贯穿全层的多原子的大π键，因而具有优良的导电性，故答案为：sp2；石墨烯中每个碳原子垂直于层平面的2p轨道上的电子，都参与形成了贯穿全层的多原子的大π键，因而具有优良的导电性；
（4）C60分子中含有60个碳碳单键和30个碳碳双键，由分子式可知，与氯气发生加成反应时，有5个碳碳双键变成碳碳单键，则C60Cl10分子中的双键数目为30—5=25个，所以1molC60Cl10分子中含有碳碳双键的数目为1mol×25×NAmol—1=25NA，故答案为：25NA；
（5）由金刚石晶胞的截面图可知，原子1位于晶胞体对角线的处，原子的分数坐标为(，，)，晶胞中位于顶点、面心和体内的碳原子个数为8×+6×+4=8，设晶体的密度为ρg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=d3ρ，解得ρ=，故答案为：(，，)； g•cm-3。
5．(1) 6s26p3 平面三角形 3∶1
(2) O>N>C CH3CH2OH 中存在分子间氢键
(3) sp3 B
(4) 3∶2
【详解】（1）类比N的价层电子排布式可得基态Bi原子的价层电子排布式为6s26p3；NO中N原子的杂化方式为sp2，空间构型为平面三角形；基态O原子核外成对电子数为6与未成对电子数为2故比值为3:1。
（2）电负性O>N>C，故答案为O>N>C；CH3CH2OH可以形成分子间氢键，沸点大于CH3OCH3，故答案为CH3CH2OH可以形成分子间氢键。
（3）①C除了与两个O形成σ键之外还与两个H形成σ键，故杂化类型为sp3。
②A．含有该超分子的物质为离子晶体，A错误；
B．冠醚可以分离不同的碱金属离子，B正确；
C．中心碱金属离子的配位数随着冠醚分子的结构变化而变化，C错误；
D．冠醚和碱金属离子之间为共价键，D错误；
故选B。
（4）①；
②该晶胞中含有6个K和2个Bi，故密度为。
6．(1) F>N>C>B N 正四面体形
(2) 原子 X－射线衍射实验
(3) 3
(4) (，，) 1：6：2：26
【详解】（1）N元素基态原子的电子排布图(轨道表示式)是 ；B、C、N、F处于同一周期，同一周期元素第一电离能从左往右呈增大趋势，四种元素的第一电离能由大到小的顺序是F>N>C>B；配合物[Cu(CH3C≡N)4]BF4中与Cu( I )形成配位键的原子是N；阴离子中心原子B形成4个共价键，无孤对电子，电子对数为4，故空间构型为正四面体形。
答案为： ；F>N>C>B；正四面体形。
（2）晶体硼的熔点为2300°C，沸点为2550°C，硬度大，判断该晶体硼为原子晶体；无定形硼为非晶体，区分晶体硼和非晶体最可靠的科学方法为对固体进行X－射线衍射实验。
答案为：原子；X－射线衍射实验。
（3）结合图示，每个硼酸分子周边形成6个氢键，每个氢键被两个硼酸分子均摊，故6=3； [B(OH)4]－中心原子是B,形成3个共价键，且B是缺电子结构，氢氧根中O提供孤对电子与B形成配位键，则[B(OH)4]－中的配位键为 。
答案为：3； 。
（4）某种硼氢化镁氨合物的晶胞结构如图所示，属于立方晶系，晶胞棱边夹角均为90°，图中
已知，则c点的坐标为___________。该晶胞中n(Mg)：n(N)：n(B)：n(H) =___________。
根据题干信息可知，a点位于晶胞面心，由a点的坐标为(，0，)，可知晶胞棱长为1，c处于体对角线的1/4处，故c的坐标为(，，)；每个黑球代表一个八面体，其中心为金属镁原子，顶点为氨分子，根据均摊法可算出Mg的个数为，镁原子与氨分子形成八面体，氨分子位于定点，则N的个数为，氨分子中的H的合数为；每个白球代表一个四面体，其中心为硼原子，顶点为氢原子，则B的个数为8，四面体中H的个数为，则H的总个数为72+32=104，故该晶胞中n(Mg)：n(N)：n(B)：n(H) =1：6：2：26。
答案为：(，，)；1：6：2：26。
7．(1) 3s23p5 18
(2)Li+质子数多，对核外电子的引力更大(合理即给分)
(3)D
(4) 三角锥形 PH3 N没有2d轨道且2s、2p与3d轨道之间能量相差较大，不能参与杂化(其他合理答案可酌情给分) Li2O
(5)(合理即给分)
(6)2 (合理即给分)
【详解】（1）基态氯原子为17号元素原子，价层电子排布式为3s23p5。把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，因而空间运动状态个数等于轨道数，溴为35号元素，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p5，则基态溴原子核外电子有18种不同的空间运动状态；
（2）H-、Li+的核外电子排布相同，但Li+质子数多，对核外电子的引力更大，导致H-半径大于Li+；
（3）1s2为锂离子，1s12s1为锂离子，锂离子再失去1个电子所需的能量为第二电离能，能量较大；1s22s1为基态锂原子， 1s23s1为激发态锂原子，激发态锂原子更容易失去1个电子，故选D；
（4）①PBr3中P原子的价层电子对数为3＋=4，孤电子对数为1，所以为三角锥形结构；在H2O、HCl、HBr、PH3中，P原子半径最大，形成磷氢键键长更大，键能更小，故共价键极性最弱的是PH3；
②N没有2d轨道且2s、2p与3d轨道之间能量相差较大，不能参与杂化，导致氮不存在sp3d杂化，不存在NCl5分子；
③由图表可知，氧的电负性最大，则在LiH、Li2O、LiCl、LiBr中，离子键百分率最高的是Li2O；
（5）根据“均摊法”， 1个图b(Li2OHCl)晶胞中含个Li，结合化学式Li2OHCl可知，1个晶胞中相当于存在8个Li2OHCl，则1个图b(Li2OHCl)晶胞的质量为g；
（6）结合（5）分析可知，Li3OBr相当于1个Li、1个Br代替了Li2OHCl中的1个H、1个Cl，则Li3OBr晶体密度为。
8．(1) d
(2) +5 Mn²⁺的价电子排布式为3d⁵，V²⁺的价电子排布式为3d³，Mn²⁺的3d轨道处于半充满状态，能量更低更稳定，使得Mn失去第3个电子所需能量更高
(3) H
【详解】（1）Cr为24号元素，基态Cr原子的电子排布为：,外围电子排布式为：，属于d区；
（2）V为23号元素，电子排布为：，外围电子排布为：，失去全部的电子最稳定，所以最稳定的价态为+5价；的价电子排布式为，的价电子排布式为，的3d轨道处于半充满状态，能量更低更稳定，使得Mn失去第3个电子所需能量更高，所以V的第三电离能I₃(V)小于 Mn 的第三电离能I₃( Mn)；
（3）该配合物中非金属元素的电负性由小到大的顺序为:；配体CH₃CN与中心原子形成配位键时，提供孤电子对的是N元素；该分子中，为，为杂化，所以碳原子的杂化方式为和；分子与 Mn 原子形成配合物后，孤电子对的排斥力减小，所以的键角变大；
（4）根据如图所示，在该晶胞中，硫原子的堆积方式为面心立方最密堆积；Mn填充在S构成的空隙中，空隙的空间形状为：正四面体；为顶点和面心，个数为：，S原子为体心，个数为4，设晶胞棱长为x，所以，所以。
9．(1)BC
(2)5：1
(3)铍和铝都是金属晶体，铍的半径小，金属键强，所以熔点高
(4)
(5) O>N>C>H 4 大于
(6) YFeO3
【详解】（1）硅元素的原子序数为14，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，则1s22s22p63s13p3为硅原子激发态的电子排布式，故选B；
（2）铁元素的原子序数为26，基态亚铁离子的价电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，则离子中成对电子数与未成对电子数之比为20：4=5：1，故答案为：5：1；
（3）铍和铝都是金属晶体，铍的原子半径小于铝原子，则铍晶体中的金属键强于铝晶体，熔点高于铝晶体，故答案为：铍和铝都是金属晶体，铍的半径小，金属键强，所以熔点高；
（4）由氯化铍的二聚分子中所有原子都在同一平面上可知，二聚分子中具有孤对电子的氯原子与具有空轨道的铍原子形成了2个配位键，则二聚分子Be2Cl4的结构式为 ，故答案为： ；
（5）①非金属元素的非金属性越强，电负性越大，配离子所含非金属元素的非金属性强弱顺序为O>N>C>H，则电负性由大到小的顺序为O>N>C>H，故答案为：O>N>C>H；
②由图可知，配离子中氮原子形成4个σ键，说明配离子中氮原子的价层电子对数为4；配离子中水分子中的氧原子与铜离子形成配位键，氧原子的孤对电子对数由2变为1，孤对电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，则配离子中H—O—H的键角大于水分子，故答案为：4；大于；
（6）①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和棱上的钇原子个数为8×+4×=2，位于体内的铁原子个数为2，位于棱上和体内的氧原子个数为8×+4=6，则单相多铁性材料的化学式为YFeO3，故答案为：YFeO3；
②设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=10—30abcd，解得d=，故答案为：。
10．(1) C Ni(CO)4为非极性分子，CCl4、苯等为非极性溶剂，根据相似相溶可知，Ni(CO)4易溶CCl4、苯等有机溶剂。
(2) N＞C＞Fe＞K 12mol
(3) CO2、N2 bde
(4) LiC6
【详解】（1）①基态B原子的价电子排布式为2s22p1，激发时，2s能级的一个电子跃迁至2p能级的一个轨道，故杂化前，处于激发态的B原子的价电子轨道表示式为，故选C。
②Ni(CO)4常温下呈液态，其分子空间构型为正四面体形，可知Ni(CO)4为非极性分子，其易溶CCl4、苯等有机溶剂的原因是Ni(CO)4为非极性分子，CCl4、苯等为非极性溶剂，根据相似相溶可知，Ni(CO)4易溶CCl4、苯等有机溶剂。
（2）同周期元素从左至右电负性逐渐增大，同主族元素从上往下电负性逐渐减小，故K4[Fe(CN)6]所含元素电负性由大到小的顺序为N＞C＞Fe＞K，CN-含有1个σ键，CN-与Fe2+之间形成6个配位键，故lmolK4[Fe(CN)6]含有σ键的物质的量为12mol。
（3）NH3、H2O均只含有极性键，分别为三角锥形、角形分子，正电中心和负电中心不重合，故为极性分子，CO2只含有极性键，为直线形分子，正电中心和负电中心重合，故为非极性分子，N2只含有非极性键，为非极性分子，故反应所得的气态产物中属于非极性分子的有CO2、N2；与[UO2(CO3)3]4-之间存在离子键，中N原子与H+之间存在配位键，N原子与H原子之间存在极性键，[UO2(CO3)3]4-中原子之间存在极性键，故反应中断裂的化学键有极性键、离子键、配位键，故选bde。
（4）由图可知，Li原子位于顶点，个数为，C原子位于面上和体内，个数为，则化学式为LiC6；该晶体中最近的两个碳原子核间距离为142pm，则底边边长为3´142pm，石墨烯层间距离为335pm，又底边为平行四边形，顶角为60°，设晶胞的密度为dg/cm3，晶胞质量为，晶胞体积为，结合密度公式，解得。
11．(1)
(2) 或 4 是离子晶体，是分子晶体(合理即可)
(3) 氧原子 15
(4)
【详解】（1）镓的原子序数为31，位于元素周期表第四周期第ⅢA族，价电子为3，则基态原子的价电子排布图为；
（2）①中是缺电子结构，Cl最外层电子数为7， 和结构相似，Cl原子上的孤电子对填入Ga原子的空轨道中，形成了配位键，则分子结构式为或；
每个Ga原子周围有四个Cl原子参与成键，则Ga的配位数为4；
中Ga的键数为3，孤电子对为，则中Ga原子的杂化方式sp2杂化，中Ga的键数为4，孤电子对数为，则中Ga原子的杂化方式为sp3杂化；
②F元素的电负性大，因此与Ga元素间形成的是离子键，氟化镓为离子晶体，氯化镓存在二聚体，Ga元素与Cl元素间形成的是共价键，依次氯化镓为分子晶体，离子晶体的熔点一般高于分子晶体；
（3）①O原子上存在孤电子对，所以O原子可与Ga形成配位键；
②一般来说，单键都是以键，双键为一个键和一个π键，三键为一个键和两个π键，则甲基麦芽酚分子结构简式： 存在3个双键，12个单键，则每个甲基麦芽酚分子中含有15键；
（4）①Cu位于顶点、面心、体心，原子数目为 ，In的原子数目为4，Se的原子数目8，晶胞的体积为，晶胞的质量为，晶胞密度为=；
②晶胞可看作上下两个大立方体组成，每个大立方体可分为8个小立方体，小立方体的体对角线长为，与间的最短距离为。
12．(1)
(2) S、O、N、F 平面三角形 NSF3、COF2两者均为分子晶体，前者的相对分子质量较大，分子间作用力大
(3) sp2 CO(NH2)2中氨基数目为2个，可以形成更多的氢键 BCD
(4)
【详解】（1）基态氟原子为9号元素原子，价层电子排布图为；
（2）①同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈增大趋势，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故F、O、N、S的第一电离能从小到大的顺序是S、O、N、F；
②COF2分子中C原子的孤电子对数为，不含孤电子对为sp2杂化，空间构型为平面三角形。
③NSF3、COF2两者均为分子晶体，前者的相对分子质量较大，分子间作用力大，沸点较高；
（3）①CO(NH2)2中C形成3个σ键1个π键，无孤电子对，故杂化方式是sp2杂化；
②CO(NH2)2的熔沸点比CH3CONH2的高，其原因是CO(NH2)2中氨基数目为2个，可以形成更多的氢键，导致熔沸点升高；
③A． CO2为对称分子结构，是非极性分子，A错误；
B．等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，CO2与互为等电子体，B正确；
C．H2O与NHF2中心原子分别为O、N，两者的价层电子数分别为、，C正确；
D．NH与HF形成离子键，HF中F与H原子之间存在氢键，NH中含有配位键，NH4HF2中存在离子键、配位键和氢键，D正确；
故选BCD；
（4）由图可知，AD距离为底面对角线的四分之一，为；已知AC=BE，则AC距离为；则CD(Cs与F)间的距离为pm；
晶胞中Cs原子位于棱上和晶胞内，一个晶胞中原子数目为；Ag原子位于棱上和面心，一个晶胞中原子数目为；F原子位于面上和晶胞内，一个晶胞中原子数目为；一个晶胞的符号为Cs4Ag4 F12，故晶胞质量为；晶胞体积为，所以密度为g/cm3。
13．(1) 原子光谱 1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2 3
(2)O＞N＞H＞V
(3) sp2、sp SCN-
(4) 4 bd
(5) 4
【详解】（1）常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素；V是23号元素，位于第四周期ⅤB，V元素的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2，d能级有5个轨道，按照洪特规则，V元素核外有3个未成对电子；故答案为原子光谱；1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2；3；
（2）V为金属元素，其余为非金属元素，一般非金属性越强，电负性越强，同周期从左向右电负性逐渐增大，因此电负性由大到小的顺序是O＞N＞H＞V；故答案为O＞N＞H＞V；
（3）H2C2O4的结构简式为HOOC-COOH，C原子有3个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp2，CO2的结构式为O=C=O，空间构型为直线形，即C原子杂化类型为sp；根据等电子体的定义，与CO2互为等电子体的阴离子是SCN-等；故答案为sp2、sp；SCN-等；
（4）①1个双键中有1个σ键和1个π键，根据五氧化二钒的结构简式，1个五氧化二钒中含有4个π键，故答案为4；
②a．氨气空间构型为三角锥形，水的空间构型为V形，故a错误；
b．氨气中N的杂化类型为sp3，水中O的杂化类型为sp3，故b正确；
c．氨气中心原子N有1对孤对电子，水中心原子O有2对孤对电子，孤对电子对数越多，键角越小，故c错误；
d．NH3、H2O均能形成分子间氢键，故d正确；
答案为bd；
（5）根据晶胞图，As的配位数为4，故答案为4；
根据晶胞图，该晶胞中有4个“VAs”结构单元，晶胞质量为g，砷钒最近的距离是体对角线的，则晶胞的边长为cm，晶胞的密度为g/cm3；故答案为。
14．(1)BD
(2) < < < >
(3) +3 sp3 极性键、配位键 正四面体形
(4) 6
【详解】（1）若能量最低，应满足构造原理，即电子优先填充在能量低的能级，在相同能级上优先占据空轨道且自旋方向相同，所以能量最低的为，即B选项，能量最高的排布图应为电子在高能级上排布多的，应该为，即为D选项，故答案为BD；
（2）同周期元素，非金属性依次增强，电负性依次增强，所以，电负性：B < C，N < O；对于第一电离能而言，一般非金属性越强，越难失去第一个电子，第一电离能越大，所以，B < C，但由于N的价电子排布式为2s22p3，处于半充满状态，稳定，所以N > O；故答案为：<；<；<；>；
（3）①NaBH4中Na为+1价，H为-1价，化合价代数和为0，所以B为+3价；②B的价层电子对数=4+=4，采取sp3杂化；③B最外层有3个电子，分别与H原子形成极性共价键，另外一个H-提供孤电子对，B提供空轨道形成配位键，即含有极性键和配位键；④价层电子对数为4，所以空间构型为正四面体形。故答案为：+3；sp3；极性键、配位键；正四面体形；
（4）①BH在晶胞的棱的中心和体心，Na+在顶点和面心，以位于体心的BH为中心，距离最近且等距的Na+在立方体面心上，共有6个，即每个BH周围被6个Na+包围；②BH在晶胞的棱的中心和体心，晶胞中包含的BH的个数=，Na+在顶点和面心，Na+的个数=，所以一个晶胞中包含的NaBH4的质量=，晶胞的边长为anm，所以晶胞的体积=，g/cm3。故答案为：6；。
15．(1) d 球形
(2) O＞N＞C＞H 14
(3) C ＞
(4)同周期Mo原子半径更小，含有的价电子更多，形成的金属键更强
(5) 6
【详解】（1）基态Mo原子的核外电子排布式为[Kr]4d55s1，Mo原子最后一个电子填入的能级为4d能级，故Mo元素属于周期表中的d区元素，其最高能级为5s，该电子的电子云轮廓形状为球形。
（2）①同周期元素从左至右电负性逐渐增大，则组成该化合物的非金属元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C＞H。
②苯环上的碳原子的价层电子对数为3，采取sp2杂化，共12个，形成碳氮双键的氮原子有一对孤电子对和2个σ键，价层电子对数也为3，故氮原子也采取sp2杂化，故该分子中采用sp2杂化的非金属元素的原子个数为14。
（3）由于C的电负性小于O的电负性，故C对孤电子对的吸引能力更弱，更容易提供孤电子对与Mo形成配位键，则该配合物中提供孤电子对的原子为C；碳钼形成的配位键弱化了碳氧三键，使其比一氧化碳的碳氧三键的键能更低，键长就比一氧化碳长。
（4）金属Mo的熔点远高于金属Rb的原因为同周期Mo原子半径更小，含有的价电子更多，形成的金属键更强。
（5）①根据图2晶胞可知，以体心的磷原子为中心，其周围距离最近且相等的共有6个Mo原子，故P原子的配位数为6。以A为原点建立三维坐标系，该晶胞中各原子沿z轴的透视图为。
②晶胞中距离最近的Mo原子位于面对角线上，则晶胞的边长为，一个晶胞中P原子的个数为，Mo原子的个数为，则晶体的化学式为Mo2P，则该晶体的密度为g·cm-3。
16．(1) 3 3个电子分别占据一个3p轨道时，电子间的排斥力最小(或电子排布要符合洪特规则)
(2) 3 非极性 三角锥形
(3) sp3 sp
(4) < 电负性Cl大于H，导致羟基的极性更大，在水分子的作用下更易电离出H+(或Cl的电负性大，使－O－H中氢氧之间的共用电子对向氧原子偏移更大，在水分子的作用下更易电离出H+等) CH3COOH分子间存在氢键
(5)×107
【详解】（1）基态磷原子核外价层电子排布为3s23p3，3p电子占据的轨道数为：3，原因是：3个电子分别占据一个3p轨道时，电子间的排斥力最小(或电子排布要符合洪特规则)；
（2）根据PCl5分子的结构可知，分子中键角(Cl－P－Cl)有3种；PCl5分子正负电荷重心重合，属于非极性分子；PCl3分子中P原子的价层电子对数为：，分子的空间构型为：三角锥形；
（3）P原子的电子对数为：，为sp3杂化，-CN中C原子为sp杂化，故P原子的sp3杂化轨道与C原子的sp轨道形成σ键；
（4）电负性Cl大于H，导致羟基的极性更大，在水分子的作用下更易电离出H+(或Cl的电负性大，使－O－H中氢氧之间的共用电子对向氧原子偏移更大，在水分子的作用下更易电离出H+等)，故氯乙酸(ClCH2COOH)的酸性比乙酸强，故Ka1
17．(1) 2s22p2 C
(2) 石墨 石墨中碳原子采取sp2杂化，键长更短，键能更大
(3) 等电子体 水为极性分子，CO也是极性分子，而N2是非极性分子，因此CO的溶解度相比N2略大一些
(4)4
(5) 6 正八面体
(6)a2c×10-30
【解析】（1）
C是6号元素，根据构造原理可知基态C原子核外电子排布式是1s22s22p2，其价电子排布式是2s22p2；
C原子在形成化合物时，可采取多种杂化方式，杂化轨道中s轨道成分越多，则C元素的电负性越强，连接在该C原子上的H原子越容易电离：
A．CH4中C原子杂化类型是sp3杂化；
B．CH2=CH2中C原子杂化类型是sp2杂化；
C．CH≡CH中C原子杂化类型是sp杂化；
D．苯中C原子杂化类型是sp2杂化；
可见杂化轨道中s轨道成分最多的物质是CH≡CH，因此最有可能在碱性体系中形成阴离子的是CH≡CH，合理选项是C；
（2）
碳有金刚石、石墨等多种同素异形体，其中熔点较高的是石墨，这是由于金刚石中C原子采用sp3杂化，而石墨中碳原子采取sp2杂化，键长更短，键能更大，断裂消耗的能量更多，因而石墨的熔沸点比金刚石的高；
（3）
CO与N2分子中原子数相同，原子核外最外层电子数也相等，二者互为等电子体；
它们都难溶于水，但相比之下，CO的溶解度略大一些，这是由于水为极性分子，CO也是极性分子，而N2是非极性分子，根据相似相溶原理可知：CO在水中的溶解度相比N2略大一些；
（4）
CO2分子中并不存在简单的“碳氧双键”，除了正常的σ键，还有两个方向互相垂直的大π键(每个O原子上还有一对孤对电子)，2个O原子上有2对孤电子对，即4个电子形成大排键，因此每个大π键中有4个电子；
（5）
CaC2为离子化合物，Ca2+与之间以离子键结合，在中2个C原子之间以共价三键结合，故CaC2电子式为：；
根据晶胞结构可知：在该晶胞中在Ca2+的上下左右前后六个方向各有一个，故Ca2+配位数为6个；
在该晶胞中，Ca2+位于顶点和面心，位于棱心和体心，所以阴离子填充了由Ca2+围成的正八面体的空隙；
（6）
在晶胞中2、3、4、5、6、7围成一个正八面体，1、2、3、4和5、6、7、8分别围成一个正四面体，新晶胞体积是原晶胞体积的。原晶胞体积是(a×10-10 cm)2×(c×10-10 cm)=a2c×10-30 cm3，所以锌晶胞体积为V=a2c×10-30 cm3。
18．(1)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
(2) H＜N＜O sp3 四面体形 水
(3)F原子半径小，F原子周围孤电子对间的斥力大，互相排斥导致F—F键的键能反常
(4) 6
【详解】（1）氯为17号元素，其原子核外有17个电子，则核外电子排布式为1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5。答案为：1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5；
（2）由元素所在周期表中的位置，可确定N、O、H的非金属性H＜N＜O，则电负性由小到大的顺序为H＜N＜O；HClO中氧原子的价层电子对数为4，所以杂化方式为sp3：NH3分子中，N原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，则其VSEPR模型为四面体形；NH2Cl为极性分子，水为极性分子，苯为非极性分子，依据相似相溶原理，在水和苯两种溶剂中，NH2Cl更易溶于水。答案为：H＜N＜O；sp3；四面体形；水；
（3）从物质结构角度分析，虽然F的非金属性强，吸引共用电子对的能力强，但F原子的最外层有3对孤对电子，孤电子对间的排斥作用大，所以F—F键的键能反常的原因是：F原子半径小，F原子周围孤电子对间的斥力大，互相排斥导致F—F键的键能反常。答案为：F原子半径小，F原子周围孤电子对间的斥力大，互相排斥导致F—F键的键能反常；
（4）从晶胞图中可以看出，Ag+周围距离最近且相等的Cl-有6个，所以Ag+的配位数为6；晶胞的6个面心围成的正八面体的边长为互成直角的两个面心间的距离，两面心与共用棱心构成等腰直角三角形，所以两面心间的距离等于棱长的倍，即为pm；在晶胞中含有8个小立方体，每个小立方体中，含有Ag+个数为，含有Cl-的个数为，所以8个小立方体共含有“AgCl”的个数为4，设阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为g·cm-3。答案为：6；；。
【点睛】计算晶胞中所含原子个数时，可采用均摊法。
19．(1)4
(2)Mn和Fe的价层电子排布式分别是3d54s2、3d64s2，原子先失去4s上的两个电子，因Mn的核电荷数少于Fe，对电子的引力小，故Mn的I1和I2较小，失去的第三个电子是3d5上的， 3d5是稳定结构，难失去，故Mn的I3较大
(3) 4 四面体
(4) sp2 MgFe(SiO3)2(或MgFeSi2O6) 8
【详解】（1）基态Co原子的价电子排布式为3d74s2，故基态Co原子的核外电子占据的3d能级上的成对电子是4；
（2）Mn和Fe的价层电子排布式分别是3d54s2、3d64s2，原子先失去4s上的两个电子，因Mn的核电荷数少于Fe，对电子的引力小，故Mn的I1和I2较小，失去的第三个电子是3d5上的， 3d5是稳定结构，难失去，故Mn的I3较大
（3）由图可知，多硅酸根离子的结构中每个Si原子与4个O原子相连，这几个O原子形成四面体，若有n个Si原子，则有n个四面体结构，含有氧原子3n+1个，带有的电荷为4n+（3n+1）×（-2）=-（2n+2），故答案为：、4、四面体；
（4）中Si原子价层电子对数为，杂化类型是sp2杂化；由题干中晶胞可知，Mg原子数量为、Fe原子数量为、数目为，因此该晶体的化学式为MgFe(SiO3)2(或MgFeSi2O6)；Mg原子周围最近的Fe原子有8个；该晶体的密度为=g·cm-3；
【点睛】本题考查化学《物质结构与性质》的相关知识，以填空或简答方式考查，常涉及如下高频考点：原子结构与元素的性质(基态微粒的电子排布式、电离能及电负性的比较)、元素周期律；分子结构与性质(化学键类型、原子的杂化方式、分子空间构型的分析与判断)；晶体结构与性质(晶体类型、性质及与粒子间作用的关系、以晶胞为单位的密度、微粒间距与微粒质量的关系计算及化学式分析等)。只有掌握这些，才可以更好的解决物质结构的问题。
20．(1) 3d10 28 第五周期IIB族 ds Zn Zn和Cd同为金属晶体，Zn2+和Cd2+所带电荷数相同，r(Zn2+)
(3)π
【解析】(1)
①Zn为30号元素，故基态Zn2+的价电子排布式为3d10，核外有28个电子，运动状态各不相同。
②Zn为第四周期第IIB族，故Cd位于第五周期IIB族，属于ds区元素。因为Zn和Cd同为金属晶体，Zn2+和Cd2+所带电荷数相同，r(Zn2+)
①[Ge4]4-和P4是等电子体，故Ge为SP3杂化，键角为60°；
②GeH4、SiH4、CH4均为分子晶体，相对分子质量越小，分子间作用力越弱，沸点越低，故沸点由高到低为GeH4>SiH4>CH4。由表中数据可知，Ge—Ge键的键能小易断裂，导致长链锗烷难以形成。
(3)
设晶胞的边长为x，晶胞的体对角线的长度=x，根据晶胞中原子的位置关系，体对角线的长度等于8个Ge原子的半径，晶体Ge的半径为r，则8r=x，则x=，则晶胞的体积v=x3=()3，晶胞中8个Ge原子的总体积=8×πr3，已知晶胞的利用率=×100%=×100%=π。
21．(1) 9 6
(2) O 三角锥形 sp3 O、S、Se、Te的原子半径依次增大，成键电子对之间排斥力依次减小
(3)6
(4)8
(5) ( ，1，) 12
【详解】（1）S是16号元素，原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p4，s轨道数目是1，p轨道数目是3，原子核外电子总是尽可能成单排列，而且自旋方向相同，这样排布使原子的能量最低，原子处于稳定状态。在S原子是3p4轨道上，只有一个轨道上有1对电子，另外2个3p轨道电子成单排列，原子的其它轨道上都是1对自旋方向相反的电子，所以基态硫原子核外最多有1+1+3+1+3=9个；
Cr是24号元素，基态Cr原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，则其中含有的未成对电子数是6个；
（2）①同一主族元素，原子序数越大，元素的非金属性就越弱，其电负性就越小，所以在这四种元素中电负性最大的元素是O元素；
②的中心Se原子的价层电子对数是，有1对孤电子对，所以的空间构型是三角锥形，其中Se原子的杂化类型是sp3杂化；
③O、S、Se、Te是同一主族的元素，它们形成的氢化物H2O、H2S、H2Se、H2Te结构相似，但它们的键角依次减小，主要是由于随着原子核外电子层数的增多，O、S、Se、Te的原子半径依次增大，成键电子对之间排斥力依次减小；
（3）配合物(en为)的中心离子配位数为6；
（4）在中的中心原子是Ag+，配位体是NH3，在配位体中含有3个共价键，每个配位体与中心原子以配位键结合，共价键、配位键都是σ键，在1个中含有8个σ键，则在1 mol中含有8 mol σ键；
（5）①根据坐标系，结合A、B两点的坐标，可知C点的坐标为( ，1，)；
②根据晶胞结构可知：与Ca原子距离相等且最近的O原子数目是；
③在该晶胞中含有Ca：8×=1个；含有O：4×=2个；含有Cr：1个，所以该晶体的化学式为：CaCrO2。已知钙和氧的最近距离为a nm，则晶胞面对角线为2a nm，晶胞边长L= nm，所以该晶体的密度ρ=。
22．(1)MnO2 、FeO
(2)Zn+ [Cu(NH3)4]2+ =Cu + [Zn(NH3)4]2+
(3)分解温度过高时，氧化锌的颗粒变大，接触面减小，催化剂的活性降低
(4) 2Fe2+ +2H+ +H2O2=2Fe3+ +2H2O ZnO或Zn(OH)2等 将铜离子转化为铜，便于过滤除去 8.0≤pH≤11
【分析】烟灰加入碳酸氢铵和过量氨水浸取，已知：“浸取”工序后得到的滤液1中主要的阳离子为[ Zn( NH3)4]2+、[ Cu( NH3)4]2+配离子和 等，则锌、铜进入浸取液中，而MnO2、FeO不反应成为滤渣1，滤液1加入过量锌置换出铜得到滤渣2，滤液2含有锌元素，滤液2 蒸氨得到碱式碳酸锌，煅烧得到活性氧化锌；
【详解】（1）由分析可知，滤渣1的主要成分是MnO2、FeO；
（2）“除杂”中锌置换出[Cu(NH3)4]2+中铜同时生成[Zn(NH3)4]2+，所发生反应的离子方程式为Zn+ [Cu(NH3)4]2+ =Cu + [Zn(NH3)4]2+；
（3）分解温度过高时，氧化锌的颗粒变大，接触面减小，导致得到氧化锌催化剂的活性降低；
（4）①过氧化氢具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，利于后续除去铁，故向滤液1中加入适量双氧水的作用是2Fe2+ +2H+ +H2O2=2Fe3+ +2H2O；调pH加入的固体既可以和过量的酸反应且不能引入新杂质，故可以是ZnO或Zn(OH)2等。
②锌能置换出溶液中的铜从而除去铜元素，故向滤液2中加入足量锌粉的目的是将铜离子转化为铜，便于过滤除去；已知：pH>11时，Zn( OH)2能溶于NaOH溶液，结合图表可知锌离子完全沉淀时pH=8.0，故滤液3中加入1.0mol·L－1NaOH溶液调节的pH范围为8.0≤pH≤11。
河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-32分子结构与性质（1）
一、单选题
1．（2023·河南·校联考模拟预测）在铜催化下，以末端炔烃为原料合成有机金属试剂的反应历程如下：
注明：Et代表乙基，OAc代表CH3COO，B2pin2代表联硼酸频那醇酯，R代表烃基。
与四个互不相同原子或基团连接的碳原子叫手性碳原子，含手性碳原子的分子叫手性分子。下列叙述正确的是
A．合成“X”总反应的原子利用率小于100%
B．(L)Cu-Bpin是合成中间产物“X”的催化剂
C．上述转化中断裂和形成了极性键和非极性键
D．若R、Bpin都不含手性碳，则“Y”是手性分子
2．（2022·河南开封·校联考模拟预测）固体电解质的化学式为W6XY5Z，其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，w为金属，且最外层电子数是次外层的一半，X、Y、Z为第三周期的非金属元素。下列说法正确的是
A．单质W不能与水反应
B．X的单质有多种同素异形体
C．简单离子半径：X
二、元素或物质推断题
3．（2023·河南·统考模拟预测）据文献报道：以ZrO2、Na2CO3、NH4H2PO4、ZnO和SiO2为原料，通过固相反应制备NASICON型固态电解质，该电解质可以提高可充电固态钠金属电池的循环稳定性和倍率性能。请回答下列问题：
(1)Zr与Ti位于同一族，则基态40Zr原子的价电子排布图为 。
(2)从原子结构角度分析判断I1(Cu) (填“>”或“<”)I1(Zn)。
(3)一个中的键合电子(形成化学键的电子)总数为 。
(4)从分子结构分析H3PO4比H3AsO4酸性强的原因： 。
(5)利用反应(NH4)2SiF6+4NH3 ·H2O=SiO2↓+6NH4F +2H2O可制纳米SiO2。
①NH3与H2O通过氢键结合成NH3·H2O，则NH3·H2O最可能的结构式为 。
②NH4F晶体中存在的作用力除离子键、共价键外，还有 。
③SiO2晶胞可视作金刚石晶胞中的C原子换成Si原子，然后在Si- Si 键之间插入O原子而形成的。若SiO2晶胞的密度为dg·cm-3 ，设NA为阿伏加德罗常数的值，则Si与Si的最短距离为 nm(用含NA和d的式子表示)。
三、结构与性质
4．（2023·河南郑州·统考模拟预测）一种新型碳单晶一单层聚合C60。它是典型的半导体，预示其在光、电半导体器件中具有潜在应用。回答下列问题：
(1)基态碳原子的价电子轨道表示式为 。
(2)下列有关单层聚合C60(准六方聚合C60的结构如图)的说法正确的是 (填字母)。
A．与金刚石、石墨烯互为同素异形体
B．与C60是同一种物质
C．所有的碳原子均为sp2杂化
D．它是一种共价化合物，不导电
E.它是由多个C60通过碳碳单键连接起来的
(3)石墨烯如图，分子中碳原子的杂化方式为 ，它具有很强的导电性，原因是 。
(4)C60的结构如图所示，它能与氯气反应形成C60Cl10分子，1molC60Cl10分子中含有碳碳双键的数目为 。
(5)金刚石晶胞的截面图如图所示(假设晶胞边长为dcm)，原子1的分数坐标为 ，金刚石晶胞的密度为 (列出计算式，已知阿伏加德罗常数的值为NA)。
5．（2023·河南·校联考模拟预测）近日，济南大学原长洲教授制备了一种高性能的钾离子电池负极材料( Bi - MOF)，反应可简单表示为Bi( NO3)3·5H2O + BTCBi – MOF。回答下列问题：
(1)铋(Bi)位于元素周期表中第6周期VA族，基态Bi原子的价层电子排布式为 。
Bi(NO3)3中阴离子的立体构型为 。基态O原子核外成对电子数与未成对电子数之比为 。
(2)BTC分子中组成元素C、N、O的电负性由大到小排序为 。C2H5OH的沸点高于CH3OCH3，原因是 。
(3)冠醚是皇冠状的分子，可用不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。18-冠-6(18指C、O原子总数为18，6指氧原子数)与钾离子形成的超分子结构如图所示。
已知：超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。超分子定义中的分子是广义的，包括离子。
①冠醚分子中C原子的杂化类型为 。
②下列叙述正确的是 (填字母)。
A．含该超分子的物质属于分子晶体
B．冠醚可用于分离不同的碱金属离子
C．中心碱金属离子的配位数固定不变
D．冠醚与碱金属离子之间形成离子键
(4)铋的相关晶胞如图所示。
①等晶胞数的甲、乙中含铋原子数之比为 。
②已知乙晶胞底边长为acm，高为bcm，NA为阿伏伽德罗常数的值。该晶体密度 g·cm-3(只列计算式)。
6．（2023·河南·校联考模拟预测）硼是一种用途广泛的化工原料，目前硼的用途超过300种。试回答下列问题：
(1)双烯合成反应的催化剂配合物[Cu(CH3C≡N)4]BF4中所含N元素基态原子的电子排布图(轨道表示式)是 ；四种元素B、C、N、F第一电离能由大到小的顺序是 ；上述配合物中与Cu( I )形成配位键的原子是 (填元素符号) ，阴离子的空间构型为 。
(2)单质硼有多种同素异形体，无定形硼为棕色粉末，晶体硼呈灰黑色。晶体硼的熔点为2300°C，沸点为2550°C，硬度大，则晶体硼的类型为 晶体，区分晶体硼和无定形硼最可靠的科学方法为对固体进行 。
(3)硼酸(H3BO3)是一种具有片层结构的白色晶体，层与层之间存在分子间作用力，层内的H3BO3分子间通过氢键相连(如图所示)。含1molH3BO3的晶体中有 mol氢键。硼酸是一元弱酸，与氢氧化钠溶液反应生成Na[ B(OH)4]，用“→”标出[B(OH)4]－中的配位键： 。
(4)某种硼氢化镁氨合物的晶胞结构如图所示，属于立方晶系，晶胞棱边夹角均为90°，图中每个黑球代表一个八面体，其中心为金属镁原子，顶点为氨分子；每个白球代表一个四面体，其中心为硼原子，顶点为氢原子。
已知a点的坐标为(，0，) ，则c点的坐标为 。该晶胞中n(Mg)：n(N)：n(B)：n(H) = 。
7．（2023·河南·校联考模拟预测）Li3OX(图a)和Li2OHX(图b)的晶胞结构，如图所示。
请回答下列问题：
(1)基态氯原子的价层电子排布式为 。基态溴原子核外电子有 种不同的空间运动状态。
(2)离子半径，r(Li+)=76pm，r(H-)=208pm，H-半径大于Li+的原因是 。
(3)下列含锂的粒子中，失去1个电子需要的能量最低的是_____。
A．1s22s1 B．1s2 C．1s12s1 D．1s23s1
(4)已知几种元素的电负性数据如下：
元素
O
H
Cl
Br
P
电负性
3.5
2.1
3.0
2.8
2.1
①PBr3分子的空间结构是 。在H2O、HCl、HBr、PH3中，共价键极性最弱的是 (填化学式)。。
②已知PCl5分子中P原子的s、p、d轨道参与杂化。试解释存在PCl5，不存在NCl5的主要原因可能是 。
③在LiH、Li2O、LiCl、LiBr中，离子键百分率最高的是 (填化学式)。
(5)1个图b(Li2OHCl)晶胞的质量为 g(只列计算式)。
(6)如图a，晶胞参数为Apm，NA为阿佛伽德罗常数的值。Li3OBr晶体密度为 g·cm-3(只列计算式)。
8．（2023·河南·统考模拟预测）V、Cr、Mn的合金及其化合物在工业和生活中有广泛的用途。请回答下列问题：
(1)基态Cr原子的外围电子排布式为 ，Cr元素属于 区元素。
(2)V有+2、+3、+4、+5等多种化合价，其中最稳定的化合价是 ，V的第三电离能I₃(V)小于 Mn 的第三电离能I₃( Mn)，原因是 。
(3)锰的一种配合物的化学式为[Mn(CO)₄(NH₃)(CH₃CN)]，该配合物中非金属元素的电负性由小到大的顺序为 ；配体CH₃CN与中心原子形成配位键时，提供孤电子对的是 (填元素符号)，该分子中碳原子的杂化方式为 ；NH₃分子与 Mn 原子形成配合物后H-N-H 的键角 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)一种Mn与S构成的化合物为立方晶系晶体，晶胞截面图如图所示(图中所给数据为y轴坐标)。
在该晶胞中，硫原子的堆积方式为 。Mn填充在S构成的空隙中，空隙的空间形状为 。晶胞中最近两个硫原子之间的距离为aÅ(1Å=10-10m)，晶体密度为dg·cm-3则阿伏加德罗常数的值为 。
9．（2023·河南郑州·统考三模）钇(Y)是一种灰黑色金属，它是第一种被发现的稀土金属元素，我国蕴藏着丰富的硅铍钇矿，其中一种的主要成分为Y2FeBe2Si2O10.回答下列问题：
(1)硅原子激发态的电子排布式有___________。
A．1s22s22p63s23p2 B．1s22s22p63s13p3
C．1s22s22p53s13p4 D．1s22s22p53s13p33d2
(2)基态Fe2+中，成对电子数与未成对电子数之比为 。
(3)铍的熔点(1287°C)比铝的熔点(650°C)高，原因是 。
(4)氯化铍在气态时存在BeCl2分子和二聚分子Be2Cl4，其二聚分子中所有原子都在同一平面上，画出二聚分子Be2Cl4的结构式 。
(5)钇钡铜氧(YBaCu3O7)是一种高温超导材料。Cu2+可以形成多种配合物，其中一种配离子的结构如图所示：
①该配离子所含非金属元素的电负性由大到小的顺序为 。
②该配离子中N的价层电子对数为 ，H—O—H的键角 (填“大于”、“小于”或“等于”)单个水分子中H-O-H的键角。
(6)铁、钇(Y)、氧可以形成一种典型的单相多铁性材料，其晶胞结构(长方体)如图所示。
①该单相多铁性材料的化学式为 。
②若晶胞参数分别为apm、bpm、cpm，a=β=γ=90°，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞的密度为 g·cm-3.
10．（2022·河南开封·统考模拟预测）材料是入类进步的基石，深入认识物质的结构有助于进一步开发新的材料。回答下列问题。
(1)B和Ni均为新材料的主角。
①按照杂化轨道理论，基态B原子的价电子先激发，再杂化成键形成BBr3。杂化前，处于激发态的B原子的价电子轨道表示式为 (填编号)。
A． B．
C． D．
②Ni(CO)4常温下呈液态，其分子空间构型为正四面体形。其易溶CCl4、苯等有机溶剂的原因是 。
(2)亚铁氰化钾具有防止食盐结块、保持食盐松散等作用，其化学式为K4[Fe(CN)6]，所含元素电负性由大到小的顺序为 ，lmolK4[Fe(CN)6]含有σ键的物质的量为 。
(3)铀氮化合物是核燃料循环系统中的重要物质。
已知3(NH4)4[UO2(CO3)3]3UO2+10NH3↑+9CO2↑+N2↑+9H2O↑。反应所得的气态产物中属于非极性分子的有 (填化学式)；反应中断裂的化学键有 。(填编号)。
a.氢键 b.极性键 c.非极性键 d.离子键 e.配位键
(4)某锂电池的负极材料是锂原子嵌入石墨烯层间，其晶胞结构(底边为平行四边形)如图所示。
该晶体的化学式为 ；该晶体中最近的两个碳原子核间距离为142pm，石墨烯层间距离为335pm，则该晶体的密度为 g•cm-3(NA表示阿伏加德罗常数，列出计算表达式即可)。
11．（2022·河南·校联考模拟预测）镓()和铟()均是目前世界稀缺战略资源，它们是研制新型太阳能电池的关键材料。
回答下列问题：
(1)基态原子的价电子排布图为 。
(2)氟化镓的熔点为1000℃，氯化镓的熔点为77.9℃，在270℃左右以二聚体存在。
①画出分子的结构式： ，其中镓的配位数为 ，与中的杂化方式分别为 、 。
②氟化镓的熔点比氯化镓高的原因是 。
(3)镓可与(甲基麦芽酚)形成配合物()。该配合物中与(Ⅲ)形成配位键的原子是 (填名称)；每个甲基麦芽酚分子中含有 个键。
(4)、及组成的某太阳能电池材料的晶胞结构如图所示：
设阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度为 (用含a、的代数式表示)，与间的最短距离为 (用含a的代数式表示)。
12．（2022·河南·校联考模拟预测）氟及其化合物用途非常广泛。回答下列问题：
(1)基态氟原子的价层电子排布图为 。
(2)制备NSF3的反应为FCONSF2+2AgF2NSF3+2AgF+COF2。
①F、O、N、S的第一电离能从小到大的顺序是 。
②COF2分子的空间构型为 。
③NSF3、COF2的沸点依次为-27.1°C、-84.6°C，前者沸点较高的原因是 。
(3)NHF2的一种制备方法是CO(NH2)2+2F2+H2O=NHF2+CO2+NH4HF2。
①CO(NH2)2中C的杂化方式是 。
②CO(NH2)2的熔沸点比CH3CONH2的高，其原因是 。
③下列说法正确的是 (填标号)。
A．NHF2、CO2均是极性分子
B．CO2与互为等电子体
C．H2O与NHF2中心原子的价层电子对数相同
D．NH4HF2中存在离子键、配位键和氢键
(4)由Cs、Ag及F三种元素组成的一种超导材料的晶体结构如下图所示(Ag不是+1价)：
已知AC=BE，则C、D(Cs与F)间的距离为 pm(用含a、c、s的代数式表示，列出计算式，下同)；设NA为阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度为 g·cm-3。
13．（2022·河南·校联考模拟预测）偏钒酸铵(NH4VO3)是重要的化学试剂和催化剂，微溶于冷水，溶于热水及稀氨水，在草酸(H2C2O4)溶液中因发生氧化还原反应而溶解，同时生成络合物(NH4)2[(VO)2(C2O4)3]，反应的化学方程式为:2NH4VO3+4H2C2O4=(NH4)2[(VO)2(C2O4)3]+2CO2↑+4H2O。回答下列问题：
(1)现代化学中，常利用 上的特征谱线来鉴定元素；基态V原子核外电子排布式为 ，有 个未成对电子。
(2)NH4VO3中，四种元素电负性由大到小的顺序是 。
(3)H2C2O4和CO2中，碳原子的杂化类型分别为 ；写出一种与CO2互为等电子体的阴离子： 。
(4)煅烧NH4VO3发生反应：2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O。
①五氧化二钒的结构简式如图所示，则该结构中含有 个π键。
②下列关于NH3、H2O的说法正确的是 (填字母)。
a．分子空间构型相同b．中心原子杂化类型相同。
c．键角大小相同d．分子间均能形成氢键
(5)砷化亚钒(VAs)的晶胞结构如图所示。
①砷原子的配位数为 。
②若砷钒键的键长为anm，则砷化亚钒晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式即可，NA表示阿伏加德罗常数)。
14．（2022·河南濮阳·统考模拟预测）由N、B等元素组成的新型材料在工农业生产和科技领域有着广泛应用。回答下列问题：
(1)下列B原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为 (填选项字母)。
A． B．
C． D．
(2)电负性：B C(填“>”“<”或“=”，下同)，N O；第一电离能：B C，N O。
(3)硼氢化钠(NaBH4)是一种常用的还原剂，常温常压下稳定。硼氢化钠中B元素的化合价为 价，B原子的杂化轨道类型为 ，BH中存在的化学键类型有 (填“极性键”非极性键”配位键”或“离子键”)，BH的空间构型为 。
(4)硼氢化钠的晶体结构如图所示，每个BH周围被 个Na+包围。假设该晶胞的边长为anm，NA为阿伏加德罗常数的值，则硼氢化钠晶体的密度ρ= g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。
15．（2022·河南·校联考模拟预测）钼(Mo)是一种战略金属元素，钼单质及其化合物广泛用于炼钢、电子工业、石油化工、航天和机械工业等领域。回答下列问题：
(1)基态Mo原子的核外电子排布式为[Kr]4d55s1，Mo元素属于周期表中的 区元素，其最高能级电子的电子云轮廓形状为 。
(2)某含钼化合物是一种石油工业中的优良催化剂，其分子的结构简式如图1所示。
①组成该化合物的非金属元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
②该分子中采用sp2杂化的非金属元素的原子个数为 。
(3)Mo原子和CO形成的配合物Mo(CO)6在电磁领域、隐身材料领域有重要应用，该配合物中提供孤电子对的原子为 (填元素符号)，该配合物中碳氧三键的键长 (填“>”“=”或“<”)CO分子中的碳氧三键的键长。
(4)与Mo同周期的Rb为37号元素，金属Rb的熔点为38.89°C，金属Mo的熔点为2620°C，金属Mo的熔点远高于金属Rb的原因为 。
(5)磷和钼形成的某种化合物的立方晶胞如图2所示，已知晶胞中Mo位于顶点和面心，而P原子位于棱边中点和体心。
①P原子的配位数为 。以A为原点建立三维坐标系，请在图3中画出晶胞中各原子沿z轴的透视图 (用“”代表Mo原子，用“”代表P原子，用“”代表Mo原子和P原子的重合)。
②若晶胞中距离最近的Mo原子之间的距离为anm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为 g·cm-3。(列出计算式即可)
16．（2022·河南·校联考模拟预测）近期，南方科技大学某课题组通过电解白磷(P4)、HCN和LiCN的混合溶液获得了，该物质可用于有机膦化合物的合成，能避免传统磷工业工艺中涉及的强腐蚀性PCl3，和超强毒性PH3的产生。
(1)基态磷原子3p电子占据的轨道数为 ，原因是 。
(2)白磷在氯气中燃烧能生成PCl3、PCl5，其中PCl5分子结构如图所示。
①PCl5分子中键角(Cl－P－Cl)有 种；PCl5分子属于 分子(填“极性”或“非极性”)。
②PCl5受热失去两个Cl原子生成PCl3，PCl3分子的空间构型为 。
(3)中P原子的 杂化轨道与C原子的 轨道形成σ键。
(4)氯乙酸(ClCH2COOH)是重要的分析试剂和有机合成中间体，一种以PCl3为催化剂的制备方法为CH3COOH+Cl2C1CH2COOH+HCl。
①已知CH3COOH、ClCH2COOH的电离平衡常数分别为Ka1、Ka2，试推测Ka1 Ka2(填“>”“<”或“=”)，其原因为 。
②CH3COOH的沸点(117.9℃)比HCOOCH3的沸点(32℃)高的原因为 。
(5)白磷晶体与干冰类似，若白磷晶体的密度为dg·cm-3，设阿伏加德罗常数的数值为NA，则两个白磷分子中心的最短距离为 nm(用含d、NA的代数式表示)。
17．（2022·河南·校联考二模）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。碳达峰、碳中和对改善全球气候、发展低碳经济有重要的意义。回答下列问题：
Ⅰ．单质
(1)基态C原子的价电子排布式为 ，C原子在形成化合物时，可采取多种杂化方式，杂化轨道中s轨道成分越多，则C元素的电负性越强，连接在该C原子上的H原子越容易电离。下列化合物中，最有可能在碱性体系中形成阴离子的是 (填序号)。
A．CH4 B．CH2=CH2 C．CH≡CH D．苯
(2)碳有金刚石、石墨等多种同素异形体，其中熔点较高的是 ，原因是 。
Ⅱ．氧化物
(3)CO与N2互为 ，它们都难溶于水，但相比之下，CO的溶解度略大一些，原因是 。
(4)CO2分子中并不存在简单的“碳氧双键”，除了正常的σ键，还有两个方向互相垂直的大π键(每个O原子上还有一对孤对电子)，则每个大π键中有 个电子。
Ⅲ．金属碳化物
CaC2是重要的金属碳化物，工业上可用CaC2制造乙炔。CaC2有多种晶型，其中一种晶型的晶胞如图所示：
(5)CaC2的电子式为 ，晶胞中Ca2+的配位数为 ，阴离子填充了由Ca2+围成的 空隙。
(6)上述晶胞的底面边长为a pm，高为c pm，若将该晶胞中1—8号Ca2+相连，可以取出一个新的晶胞，则新晶胞的体积为 cm3。
18．（2022·河南·校联考模拟预测）元素周期表中第VIIA族元素包括氟(F)、氯(C1)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)，简称卤素。卤素及其化合物在生产生活中的应用非常广泛。回答下列问题：
(1)氯原子的核外电子排布式为 。
(2)为了延长液氯的杀菌时间，某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入了液氨，其反应的化学方程式为NH3+HClO=H2O+NH2Cl，其中N、O、H的电负性由小到大的顺序为 (用元素符号表示)；HClO中氧原子的杂化方式为 ：NH3分子的VSEPR模型为 ；在水和苯两种溶剂中，NH2Cl更易溶于 。
(3)卤素单质的化学键的键参数如表所示：
化学键
F-F
Cl-Cl
Br-Br
I-I
键长/pm
141
198
228
267
键能/(kJ·mol-1)
157
242.7
193.7
152.7
从物质结构角度分析，F—F键的键能反常的原因是 。
(4)AgCl的晶胞与NaCl的类似，AgCl的晶胞结构如图所示，已知晶胞边长为 a pm，则晶胞内Ag+的配位数为 ，晶胞的6个面心围成的正八面体的边长为 pm，设阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为 (列出计算表达式)g·cm-3。
19．（2021·河南焦作·统考一模）揭示土壤的成分从矿物开始。橄榄石属于镁铁质矿物的一种，主要成分是铁或镁的硅酸盐，同时含有锰、镍、钴等元素，晶体呈现粒状，属于岛状硅酸盐。回答下列问题：
(1)基态Co原子的核外电子占据的3d能级上的成对电子是 个。
(2)Mn和Fe的各级电离能如下。
电离能/(kJ ·mol-1)
I1
I2
I3
I4
I5
Mn
717.3
1509.0
3 248
4940
6990
Fe
762. 5
1561.9
2957
5 290
7240
Mn与Fe相比，I1和I2较小，而I3较大，其原因是 。
(3)在硅酸盐中，原硅酸根离子和多硅酸根离子结构如图所示(图中表示氧原子，表示Si-O)，若多硅酸根离子Q中硅原子数为n，则该离子符号为 ，在此结构中每个Si原子与 个O原子相连，这几个O原子形成的空间结构是 。
(4)下图是某橄榄石的晶胞结构，用NA表示阿伏加德罗常数的值。
①中Si原子的杂化类型是 。
②该晶体的化学式为 。Mg原子周围最近的Fe原子有 个。
③该晶体的密度是 g·cm-3(用含a、b、NA的代数式表示)。
20．（2021·河南·校联考模拟预测）化学家可以通过“自组装”这一有效的工具，利用各种各样的建筑基元米构建复杂的纳米结构。可以预见的是，小型的金属簇能够作为很好的建筑模块用于复杂结构的大体积金属簇的组装。利用高电荷的白磷等电子体[Ge4]4-作为基本建筑单元，过渡金属阳离子Zn2+或Cd2+作为连接节点，成功制备了两个异金属超四面体团簇[M6Ge16]4-(M=Zn2+/Cd2-)。
(1)①基态Zn2+的价电子排布式为 ，核外有 种不同运动状态的电子。
②金属Cd与Zn同族且相邻，则Cd在元素周期表中的位置是 ，属 区元素。Zn和Cd中熔点更高的是 ，原因是 。
(2)①[Ge4]4-中Ge采取 杂化，键角为 。
②Ge是第IVA族元素，能形成锗烷(GenH2n+2)，其结构类似于烷烃。甲锗烷(GeH4)常温下是一种无色、剧毒、可自燃的气体，GeH4和同主族原子序数比它小的元素的简单气态氢化物相比，沸点由高到低的顺序是 。至今没有形成n>5的长链锗烷，请结合键能说明原因 。
化学键
C—C
C—H
Ge—Ge
Ge—H
键能(kJ/mol)
346
411
188
288
(3)Ge是原子晶体，熔点2830℃，与金刚石一样呈现空间网状结构，晶胞如图，则晶体Ge的空间利用率为 。(请用含π代数式表示)
21．（2021·河南新乡·统考一模）我国科学家发现AgCrS2 (AMX2家族成员之一，A为一价金属，M为三价金属，X为氧族元素)在室温下具有超离子行为。回答下列问题：
(1)一个原子轨道填充2个自旋方向相反(顺时针和逆时针)的电子。基态硫原子核外最多有 个电子顺时针旋转。基态铬原子有 个未成对电子。
(2)氧族元素有氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素。
①这四种元素中，电负性最大的是 (填元素符号)。
②科学家用亚硒酸盐和硫酸盐跟踪固氮酶，研究反应机理。的空间构型为 ，中碲的杂化类型是 。
③H2O、H2S、H2Se、H2Te的键角依次减小，其主要原因可能是 。
(3)配合物(en为)的中心离子配位数为 。(Cr与O、N均形成了配位键)
(4)在银氨溶液中，1 mol中含 molσ键。
(5)复合材料氧铬酸钙的立方晶胞如图所示。
①已知A、B的原子坐标分别为(0，0，0)、(1，1，0)，则C的原子坐标为 。
②1个钙原子与 个氧原子等距离且最近。
③该晶体密度为 (列出计算式即可)。已知钙和氧的最近距离为a nm，NA代表阿伏加德罗常数。
四、工业流程题
22．（2023·河南·校联考模拟预测）某科研小组以钢铁厂烟灰(主要成分为ZnO，含少量CuO、MnO2、FeO等)为原料制备活性氧化锌的生产流程如图所示，请回答下列问题。
(1)“浸取”工序后得到的滤液1中主要的阳离子为[ Zn( NH3)4]2+、[ Cu( NH3)4]2+配离子和 等，则滤渣1的主要成分是 (填化学式)。
(2)滤渣2主要是锌和铜，“除杂”中所发生反应的离子方程式为 。
(3)将碱式碳酸锌煅烧分解，可得到具有催化性能的纳米级活性氧化锌，分解温度一般控制在600°C以下，当分解温度大于600°C时，所制得的氧化锌催化活性反而下降，其原因是 。
(4)已知：i．pH>11时，Zn( OH)2能溶于NaOH溶液；
ii．下表是常温下几种离子生成氢氧化物沉淀的pH：
Zn2+
Fe2+
Fe3+
Cu2+
开始沉淀的pH
5.4
7.0
2.3
4.7
完全沉淀的pH
8.0
9.0
3.1
6.7
若以钢铁厂烟灰为原料制备活性ZnO的实验方案设计如下：
①向滤液1中加入适量双氧水的作用是 (用离子方程式表示) ，调pH加入的固体可以是 。 (填化学式)。
②向滤液2中加入足量锌粉的目的是 ；向滤液3中加入1.0mol·L－1NaOH溶液调节的pH范围为 。
参考答案：
1．B
【详解】A．由反应历程可知，合成“X”总反应中产物只有“X”，原子利用率等于100%，故A错误；
B．由反应历程可知，(L)Cu-Bpin参与第一步反应，先消耗后续又生成，说明(L)Cu-Bpin是合成中间产物“X”的催化剂，故B正确；
C．由反应历程可知，上述转化中断裂了C-H极性键，生成了C-R极性键，断裂了碳碳三键非极性键，但没有非极性键的生成，故C错误；
D．与四个互不相同原子或基团连接的碳原子叫手性碳原子，由Y的结构简式可知，Y中没有手性碳原子，不是手性分子，故D错误；
故选B。
2．B
【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，w为金属，且最外层电子数是次外层的一半，W是Li元素；X、Y、Z为第三周期的非金属元素，根据Li6XY5Z元素化合价代数和等于0，可知X是P元素、Y是S元素、Z是Cl元素。
【详解】A．W是Li，单质Li能与水反应生成LiOH和H2，故A错误；
B．X是P元素，有白磷、红磷等多种同素异形体，故B正确；
C．电子层数相同，质子数越多半径越小，简单离子半径：Cl-
选B。
3．(1)
(2)<
(3)12
(4)H3PO4与H3AsO4均可写成(HO)3RO形式，非羟基氧个数相同，由于P的电负性更强，对羟基氧原子上的弧电子对吸引能力较强，羟基上的氢较易电离
(5) 配位键 、氢键
【详解】（1）Zr是40号元素，核外有40个电子，位于Ti的下一周期，价电子排布图与Ti类似，
（2）铜的价电子排布式为3d104s1容易失去1个电子，而锌的价电子排布式为3d104s2全满稳定，不易失去电子，第一电离能大；
（3）成σ键电子对为3对6个电子，形成大π键的电子是6个，共12个键合电子；
（4）从结构分析，H3PO4与H3AsO4均可写成(HO)3RO形式，非羟基氧个数相同，由于P的电负性更强，对羟基氧原子上的弧电子对吸引能力较强，羟基上的氢较易电离酸性更强；
（5）由于氨气分子和水分子是通过氢键结合NH3·H2O的，因此可能的结构是；NH4F晶体中有氮原子和氢离子之间形成的配位键，氢离子提供空轨道，N原子提供孤电子对，另外氢原子与氟原子之间还有氢键存在；Si与Si的最短距离是晶胞中体对角线的四分之一，一个晶胞有8个SiO2，晶胞的体积为，Si与Si的最短距离是nm。
4．(1)
(2)AE
(3) sp2 石墨烯中每个碳原子垂直于层平面的2p轨道上的电子，都参与形成了贯穿全层的多原子的大π键，因而具有优良的导电性
(4)25NA
(5) (，，) g•cm-3
【详解】（1）碳元素的原子序数为6，价电子排布式为2s22p2，价电子轨道表示式为 ，故答案为： ；
（2）A．单层聚合C60与金刚石、石墨烯都是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故正确；
B．由图可知，单层聚合C60是由多个C60通过碳碳单键连接起来的，与C60的结构不同，是不同种物质，故错误；
C．由图可知，单层聚合C60是由多个C60通过碳碳单键连接起来的，则C60中碳原子的杂化方式为sp2杂化，单键碳原子的杂化方式为sp3杂化，故错误；
D．由题意可知，单层聚合C60是一种介于导体和绝缘体之间的半导体，一定条件下能导电，故错误；
E．由图可知，单层聚合C60是由多个C60通过碳碳单键连接起来的，故正确；
故选AE；
（3）由图可知，石墨烯分子中双键碳原子的杂化方式为sp2杂化，石墨烯中每个碳原子垂直于层平面的2p轨道上的电子，都参与形成了贯穿全层的多原子的大π键，因而具有优良的导电性，故答案为：sp2；石墨烯中每个碳原子垂直于层平面的2p轨道上的电子，都参与形成了贯穿全层的多原子的大π键，因而具有优良的导电性；
（4）C60分子中含有60个碳碳单键和30个碳碳双键，由分子式可知，与氯气发生加成反应时，有5个碳碳双键变成碳碳单键，则C60Cl10分子中的双键数目为30—5=25个，所以1molC60Cl10分子中含有碳碳双键的数目为1mol×25×NAmol—1=25NA，故答案为：25NA；
（5）由金刚石晶胞的截面图可知，原子1位于晶胞体对角线的处，原子的分数坐标为(，，)，晶胞中位于顶点、面心和体内的碳原子个数为8×+6×+4=8，设晶体的密度为ρg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=d3ρ，解得ρ=，故答案为：(，，)； g•cm-3。
5．(1) 6s26p3 平面三角形 3∶1
(2) O>N>C CH3CH2OH 中存在分子间氢键
(3) sp3 B
(4) 3∶2
【详解】（1）类比N的价层电子排布式可得基态Bi原子的价层电子排布式为6s26p3；NO中N原子的杂化方式为sp2，空间构型为平面三角形；基态O原子核外成对电子数为6与未成对电子数为2故比值为3:1。
（2）电负性O>N>C，故答案为O>N>C；CH3CH2OH可以形成分子间氢键，沸点大于CH3OCH3，故答案为CH3CH2OH可以形成分子间氢键。
（3）①C除了与两个O形成σ键之外还与两个H形成σ键，故杂化类型为sp3。
②A．含有该超分子的物质为离子晶体，A错误；
B．冠醚可以分离不同的碱金属离子，B正确；
C．中心碱金属离子的配位数随着冠醚分子的结构变化而变化，C错误；
D．冠醚和碱金属离子之间为共价键，D错误；
故选B。
（4）①；
②该晶胞中含有6个K和2个Bi，故密度为。
6．(1) F>N>C>B N 正四面体形
(2) 原子 X－射线衍射实验
(3) 3
(4) (，，) 1：6：2：26
【详解】（1）N元素基态原子的电子排布图(轨道表示式)是 ；B、C、N、F处于同一周期，同一周期元素第一电离能从左往右呈增大趋势，四种元素的第一电离能由大到小的顺序是F>N>C>B；配合物[Cu(CH3C≡N)4]BF4中与Cu( I )形成配位键的原子是N；阴离子中心原子B形成4个共价键，无孤对电子，电子对数为4，故空间构型为正四面体形。
答案为： ；F>N>C>B；正四面体形。
（2）晶体硼的熔点为2300°C，沸点为2550°C，硬度大，判断该晶体硼为原子晶体；无定形硼为非晶体，区分晶体硼和非晶体最可靠的科学方法为对固体进行X－射线衍射实验。
答案为：原子；X－射线衍射实验。
（3）结合图示，每个硼酸分子周边形成6个氢键，每个氢键被两个硼酸分子均摊，故6=3； [B(OH)4]－中心原子是B,形成3个共价键，且B是缺电子结构，氢氧根中O提供孤对电子与B形成配位键，则[B(OH)4]－中的配位键为 。
答案为：3； 。
（4）某种硼氢化镁氨合物的晶胞结构如图所示，属于立方晶系，晶胞棱边夹角均为90°，图中
已知，则c点的坐标为___________。该晶胞中n(Mg)：n(N)：n(B)：n(H) =___________。
根据题干信息可知，a点位于晶胞面心，由a点的坐标为(，0，)，可知晶胞棱长为1，c处于体对角线的1/4处，故c的坐标为(，，)；每个黑球代表一个八面体，其中心为金属镁原子，顶点为氨分子，根据均摊法可算出Mg的个数为，镁原子与氨分子形成八面体，氨分子位于定点，则N的个数为，氨分子中的H的合数为；每个白球代表一个四面体，其中心为硼原子，顶点为氢原子，则B的个数为8，四面体中H的个数为，则H的总个数为72+32=104，故该晶胞中n(Mg)：n(N)：n(B)：n(H) =1：6：2：26。
答案为：(，，)；1：6：2：26。
7．(1) 3s23p5 18
(2)Li+质子数多，对核外电子的引力更大(合理即给分)
(3)D
(4) 三角锥形 PH3 N没有2d轨道且2s、2p与3d轨道之间能量相差较大，不能参与杂化(其他合理答案可酌情给分) Li2O
(5)(合理即给分)
(6)2 (合理即给分)
【详解】（1）基态氯原子为17号元素原子，价层电子排布式为3s23p5。把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，因而空间运动状态个数等于轨道数，溴为35号元素，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p5，则基态溴原子核外电子有18种不同的空间运动状态；
（2）H-、Li+的核外电子排布相同，但Li+质子数多，对核外电子的引力更大，导致H-半径大于Li+；
（3）1s2为锂离子，1s12s1为锂离子，锂离子再失去1个电子所需的能量为第二电离能，能量较大；1s22s1为基态锂原子， 1s23s1为激发态锂原子，激发态锂原子更容易失去1个电子，故选D；
（4）①PBr3中P原子的价层电子对数为3＋=4，孤电子对数为1，所以为三角锥形结构；在H2O、HCl、HBr、PH3中，P原子半径最大，形成磷氢键键长更大，键能更小，故共价键极性最弱的是PH3；
②N没有2d轨道且2s、2p与3d轨道之间能量相差较大，不能参与杂化，导致氮不存在sp3d杂化，不存在NCl5分子；
③由图表可知，氧的电负性最大，则在LiH、Li2O、LiCl、LiBr中，离子键百分率最高的是Li2O；
（5）根据“均摊法”， 1个图b(Li2OHCl)晶胞中含个Li，结合化学式Li2OHCl可知，1个晶胞中相当于存在8个Li2OHCl，则1个图b(Li2OHCl)晶胞的质量为g；
（6）结合（5）分析可知，Li3OBr相当于1个Li、1个Br代替了Li2OHCl中的1个H、1个Cl，则Li3OBr晶体密度为。
8．(1) d
(2) +5 Mn²⁺的价电子排布式为3d⁵，V²⁺的价电子排布式为3d³，Mn²⁺的3d轨道处于半充满状态，能量更低更稳定，使得Mn失去第3个电子所需能量更高
(3) H
【详解】（1）Cr为24号元素，基态Cr原子的电子排布为：,外围电子排布式为：，属于d区；
（2）V为23号元素，电子排布为：，外围电子排布为：，失去全部的电子最稳定，所以最稳定的价态为+5价；的价电子排布式为，的价电子排布式为，的3d轨道处于半充满状态，能量更低更稳定，使得Mn失去第3个电子所需能量更高，所以V的第三电离能I₃(V)小于 Mn 的第三电离能I₃( Mn)；
（3）该配合物中非金属元素的电负性由小到大的顺序为:；配体CH₃CN与中心原子形成配位键时，提供孤电子对的是N元素；该分子中，为，为杂化，所以碳原子的杂化方式为和；分子与 Mn 原子形成配合物后，孤电子对的排斥力减小，所以的键角变大；
（4）根据如图所示，在该晶胞中，硫原子的堆积方式为面心立方最密堆积；Mn填充在S构成的空隙中，空隙的空间形状为：正四面体；为顶点和面心，个数为：，S原子为体心，个数为4，设晶胞棱长为x，所以，所以。
9．(1)BC
(2)5：1
(3)铍和铝都是金属晶体，铍的半径小，金属键强，所以熔点高
(4)
(5) O>N>C>H 4 大于
(6) YFeO3
【详解】（1）硅元素的原子序数为14，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，则1s22s22p63s13p3为硅原子激发态的电子排布式，故选B；
（2）铁元素的原子序数为26，基态亚铁离子的价电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，则离子中成对电子数与未成对电子数之比为20：4=5：1，故答案为：5：1；
（3）铍和铝都是金属晶体，铍的原子半径小于铝原子，则铍晶体中的金属键强于铝晶体，熔点高于铝晶体，故答案为：铍和铝都是金属晶体，铍的半径小，金属键强，所以熔点高；
（4）由氯化铍的二聚分子中所有原子都在同一平面上可知，二聚分子中具有孤对电子的氯原子与具有空轨道的铍原子形成了2个配位键，则二聚分子Be2Cl4的结构式为 ，故答案为： ；
（5）①非金属元素的非金属性越强，电负性越大，配离子所含非金属元素的非金属性强弱顺序为O>N>C>H，则电负性由大到小的顺序为O>N>C>H，故答案为：O>N>C>H；
②由图可知，配离子中氮原子形成4个σ键，说明配离子中氮原子的价层电子对数为4；配离子中水分子中的氧原子与铜离子形成配位键，氧原子的孤对电子对数由2变为1，孤对电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，则配离子中H—O—H的键角大于水分子，故答案为：4；大于；
（6）①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和棱上的钇原子个数为8×+4×=2，位于体内的铁原子个数为2，位于棱上和体内的氧原子个数为8×+4=6，则单相多铁性材料的化学式为YFeO3，故答案为：YFeO3；
②设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=10—30abcd，解得d=，故答案为：。
10．(1) C Ni(CO)4为非极性分子，CCl4、苯等为非极性溶剂，根据相似相溶可知，Ni(CO)4易溶CCl4、苯等有机溶剂。
(2) N＞C＞Fe＞K 12mol
(3) CO2、N2 bde
(4) LiC6
【详解】（1）①基态B原子的价电子排布式为2s22p1，激发时，2s能级的一个电子跃迁至2p能级的一个轨道，故杂化前，处于激发态的B原子的价电子轨道表示式为，故选C。
②Ni(CO)4常温下呈液态，其分子空间构型为正四面体形，可知Ni(CO)4为非极性分子，其易溶CCl4、苯等有机溶剂的原因是Ni(CO)4为非极性分子，CCl4、苯等为非极性溶剂，根据相似相溶可知，Ni(CO)4易溶CCl4、苯等有机溶剂。
（2）同周期元素从左至右电负性逐渐增大，同主族元素从上往下电负性逐渐减小，故K4[Fe(CN)6]所含元素电负性由大到小的顺序为N＞C＞Fe＞K，CN-含有1个σ键，CN-与Fe2+之间形成6个配位键，故lmolK4[Fe(CN)6]含有σ键的物质的量为12mol。
（3）NH3、H2O均只含有极性键，分别为三角锥形、角形分子，正电中心和负电中心不重合，故为极性分子，CO2只含有极性键，为直线形分子，正电中心和负电中心重合，故为非极性分子，N2只含有非极性键，为非极性分子，故反应所得的气态产物中属于非极性分子的有CO2、N2；与[UO2(CO3)3]4-之间存在离子键，中N原子与H+之间存在配位键，N原子与H原子之间存在极性键，[UO2(CO3)3]4-中原子之间存在极性键，故反应中断裂的化学键有极性键、离子键、配位键，故选bde。
（4）由图可知，Li原子位于顶点，个数为，C原子位于面上和体内，个数为，则化学式为LiC6；该晶体中最近的两个碳原子核间距离为142pm，则底边边长为3´142pm，石墨烯层间距离为335pm，又底边为平行四边形，顶角为60°，设晶胞的密度为dg/cm3，晶胞质量为，晶胞体积为，结合密度公式，解得。
11．(1)
(2) 或 4 是离子晶体，是分子晶体(合理即可)
(3) 氧原子 15
(4)
【详解】（1）镓的原子序数为31，位于元素周期表第四周期第ⅢA族，价电子为3，则基态原子的价电子排布图为；
（2）①中是缺电子结构，Cl最外层电子数为7， 和结构相似，Cl原子上的孤电子对填入Ga原子的空轨道中，形成了配位键，则分子结构式为或；
每个Ga原子周围有四个Cl原子参与成键，则Ga的配位数为4；
中Ga的键数为3，孤电子对为，则中Ga原子的杂化方式sp2杂化，中Ga的键数为4，孤电子对数为，则中Ga原子的杂化方式为sp3杂化；
②F元素的电负性大，因此与Ga元素间形成的是离子键，氟化镓为离子晶体，氯化镓存在二聚体，Ga元素与Cl元素间形成的是共价键，依次氯化镓为分子晶体，离子晶体的熔点一般高于分子晶体；
（3）①O原子上存在孤电子对，所以O原子可与Ga形成配位键；
②一般来说，单键都是以键，双键为一个键和一个π键，三键为一个键和两个π键，则甲基麦芽酚分子结构简式： 存在3个双键，12个单键，则每个甲基麦芽酚分子中含有15键；
（4）①Cu位于顶点、面心、体心，原子数目为 ，In的原子数目为4，Se的原子数目8，晶胞的体积为，晶胞的质量为，晶胞密度为=；
②晶胞可看作上下两个大立方体组成，每个大立方体可分为8个小立方体，小立方体的体对角线长为，与间的最短距离为。
12．(1)
(2) S、O、N、F 平面三角形 NSF3、COF2两者均为分子晶体，前者的相对分子质量较大，分子间作用力大
(3) sp2 CO(NH2)2中氨基数目为2个，可以形成更多的氢键 BCD
(4)
【详解】（1）基态氟原子为9号元素原子，价层电子排布图为；
（2）①同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈增大趋势，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故F、O、N、S的第一电离能从小到大的顺序是S、O、N、F；
②COF2分子中C原子的孤电子对数为，不含孤电子对为sp2杂化，空间构型为平面三角形。
③NSF3、COF2两者均为分子晶体，前者的相对分子质量较大，分子间作用力大，沸点较高；
（3）①CO(NH2)2中C形成3个σ键1个π键，无孤电子对，故杂化方式是sp2杂化；
②CO(NH2)2的熔沸点比CH3CONH2的高，其原因是CO(NH2)2中氨基数目为2个，可以形成更多的氢键，导致熔沸点升高；
③A． CO2为对称分子结构，是非极性分子，A错误；
B．等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，CO2与互为等电子体，B正确；
C．H2O与NHF2中心原子分别为O、N，两者的价层电子数分别为、，C正确；
D．NH与HF形成离子键，HF中F与H原子之间存在氢键，NH中含有配位键，NH4HF2中存在离子键、配位键和氢键，D正确；
故选BCD；
（4）由图可知，AD距离为底面对角线的四分之一，为；已知AC=BE，则AC距离为；则CD(Cs与F)间的距离为pm；
晶胞中Cs原子位于棱上和晶胞内，一个晶胞中原子数目为；Ag原子位于棱上和面心，一个晶胞中原子数目为；F原子位于面上和晶胞内，一个晶胞中原子数目为；一个晶胞的符号为Cs4Ag4 F12，故晶胞质量为；晶胞体积为，所以密度为g/cm3。
13．(1) 原子光谱 1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2 3
(2)O＞N＞H＞V
(3) sp2、sp SCN-
(4) 4 bd
(5) 4
【详解】（1）常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素；V是23号元素，位于第四周期ⅤB，V元素的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2，d能级有5个轨道，按照洪特规则，V元素核外有3个未成对电子；故答案为原子光谱；1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2；3；
（2）V为金属元素，其余为非金属元素，一般非金属性越强，电负性越强，同周期从左向右电负性逐渐增大，因此电负性由大到小的顺序是O＞N＞H＞V；故答案为O＞N＞H＞V；
（3）H2C2O4的结构简式为HOOC-COOH，C原子有3个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp2，CO2的结构式为O=C=O，空间构型为直线形，即C原子杂化类型为sp；根据等电子体的定义，与CO2互为等电子体的阴离子是SCN-等；故答案为sp2、sp；SCN-等；
（4）①1个双键中有1个σ键和1个π键，根据五氧化二钒的结构简式，1个五氧化二钒中含有4个π键，故答案为4；
②a．氨气空间构型为三角锥形，水的空间构型为V形，故a错误；
b．氨气中N的杂化类型为sp3，水中O的杂化类型为sp3，故b正确；
c．氨气中心原子N有1对孤对电子，水中心原子O有2对孤对电子，孤对电子对数越多，键角越小，故c错误；
d．NH3、H2O均能形成分子间氢键，故d正确；
答案为bd；
（5）根据晶胞图，As的配位数为4，故答案为4；
根据晶胞图，该晶胞中有4个“VAs”结构单元，晶胞质量为g，砷钒最近的距离是体对角线的，则晶胞的边长为cm，晶胞的密度为g/cm3；故答案为。
14．(1)BD
(2) < < < >
(3) +3 sp3 极性键、配位键 正四面体形
(4) 6
【详解】（1）若能量最低，应满足构造原理，即电子优先填充在能量低的能级，在相同能级上优先占据空轨道且自旋方向相同，所以能量最低的为，即B选项，能量最高的排布图应为电子在高能级上排布多的，应该为，即为D选项，故答案为BD；
（2）同周期元素，非金属性依次增强，电负性依次增强，所以，电负性：B < C，N < O；对于第一电离能而言，一般非金属性越强，越难失去第一个电子，第一电离能越大，所以，B < C，但由于N的价电子排布式为2s22p3，处于半充满状态，稳定，所以N > O；故答案为：<；<；<；>；
（3）①NaBH4中Na为+1价，H为-1价，化合价代数和为0，所以B为+3价；②B的价层电子对数=4+=4，采取sp3杂化；③B最外层有3个电子，分别与H原子形成极性共价键，另外一个H-提供孤电子对，B提供空轨道形成配位键，即含有极性键和配位键；④价层电子对数为4，所以空间构型为正四面体形。故答案为：+3；sp3；极性键、配位键；正四面体形；
（4）①BH在晶胞的棱的中心和体心，Na+在顶点和面心，以位于体心的BH为中心，距离最近且等距的Na+在立方体面心上，共有6个，即每个BH周围被6个Na+包围；②BH在晶胞的棱的中心和体心，晶胞中包含的BH的个数=，Na+在顶点和面心，Na+的个数=，所以一个晶胞中包含的NaBH4的质量=，晶胞的边长为anm，所以晶胞的体积=，g/cm3。故答案为：6；。
15．(1) d 球形
(2) O＞N＞C＞H 14
(3) C ＞
(4)同周期Mo原子半径更小，含有的价电子更多，形成的金属键更强
(5) 6
【详解】（1）基态Mo原子的核外电子排布式为[Kr]4d55s1，Mo原子最后一个电子填入的能级为4d能级，故Mo元素属于周期表中的d区元素，其最高能级为5s，该电子的电子云轮廓形状为球形。
（2）①同周期元素从左至右电负性逐渐增大，则组成该化合物的非金属元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C＞H。
②苯环上的碳原子的价层电子对数为3，采取sp2杂化，共12个，形成碳氮双键的氮原子有一对孤电子对和2个σ键，价层电子对数也为3，故氮原子也采取sp2杂化，故该分子中采用sp2杂化的非金属元素的原子个数为14。
（3）由于C的电负性小于O的电负性，故C对孤电子对的吸引能力更弱，更容易提供孤电子对与Mo形成配位键，则该配合物中提供孤电子对的原子为C；碳钼形成的配位键弱化了碳氧三键，使其比一氧化碳的碳氧三键的键能更低，键长就比一氧化碳长。
（4）金属Mo的熔点远高于金属Rb的原因为同周期Mo原子半径更小，含有的价电子更多，形成的金属键更强。
（5）①根据图2晶胞可知，以体心的磷原子为中心，其周围距离最近且相等的共有6个Mo原子，故P原子的配位数为6。以A为原点建立三维坐标系，该晶胞中各原子沿z轴的透视图为。
②晶胞中距离最近的Mo原子位于面对角线上，则晶胞的边长为，一个晶胞中P原子的个数为，Mo原子的个数为，则晶体的化学式为Mo2P，则该晶体的密度为g·cm-3。
16．(1) 3 3个电子分别占据一个3p轨道时，电子间的排斥力最小(或电子排布要符合洪特规则)
(2) 3 非极性 三角锥形
(3) sp3 sp
(4) < 电负性Cl大于H，导致羟基的极性更大，在水分子的作用下更易电离出H+(或Cl的电负性大，使－O－H中氢氧之间的共用电子对向氧原子偏移更大，在水分子的作用下更易电离出H+等) CH3COOH分子间存在氢键
(5)×107
【详解】（1）基态磷原子核外价层电子排布为3s23p3，3p电子占据的轨道数为：3，原因是：3个电子分别占据一个3p轨道时，电子间的排斥力最小(或电子排布要符合洪特规则)；
（2）根据PCl5分子的结构可知，分子中键角(Cl－P－Cl)有3种；PCl5分子正负电荷重心重合，属于非极性分子；PCl3分子中P原子的价层电子对数为：，分子的空间构型为：三角锥形；
（3）P原子的电子对数为：，为sp3杂化，-CN中C原子为sp杂化，故P原子的sp3杂化轨道与C原子的sp轨道形成σ键；
（4）电负性Cl大于H，导致羟基的极性更大，在水分子的作用下更易电离出H+(或Cl的电负性大，使－O－H中氢氧之间的共用电子对向氧原子偏移更大，在水分子的作用下更易电离出H+等)，故氯乙酸(ClCH2COOH)的酸性比乙酸强，故Ka1
17．(1) 2s22p2 C
(2) 石墨 石墨中碳原子采取sp2杂化，键长更短，键能更大
(3) 等电子体 水为极性分子，CO也是极性分子，而N2是非极性分子，因此CO的溶解度相比N2略大一些
(4)4
(5) 6 正八面体
(6)a2c×10-30
【解析】（1）
C是6号元素，根据构造原理可知基态C原子核外电子排布式是1s22s22p2，其价电子排布式是2s22p2；
C原子在形成化合物时，可采取多种杂化方式，杂化轨道中s轨道成分越多，则C元素的电负性越强，连接在该C原子上的H原子越容易电离：
A．CH4中C原子杂化类型是sp3杂化；
B．CH2=CH2中C原子杂化类型是sp2杂化；
C．CH≡CH中C原子杂化类型是sp杂化；
D．苯中C原子杂化类型是sp2杂化；
可见杂化轨道中s轨道成分最多的物质是CH≡CH，因此最有可能在碱性体系中形成阴离子的是CH≡CH，合理选项是C；
（2）
碳有金刚石、石墨等多种同素异形体，其中熔点较高的是石墨，这是由于金刚石中C原子采用sp3杂化，而石墨中碳原子采取sp2杂化，键长更短，键能更大，断裂消耗的能量更多，因而石墨的熔沸点比金刚石的高；
（3）
CO与N2分子中原子数相同，原子核外最外层电子数也相等，二者互为等电子体；
它们都难溶于水，但相比之下，CO的溶解度略大一些，这是由于水为极性分子，CO也是极性分子，而N2是非极性分子，根据相似相溶原理可知：CO在水中的溶解度相比N2略大一些；
（4）
CO2分子中并不存在简单的“碳氧双键”，除了正常的σ键，还有两个方向互相垂直的大π键(每个O原子上还有一对孤对电子)，2个O原子上有2对孤电子对，即4个电子形成大排键，因此每个大π键中有4个电子；
（5）
CaC2为离子化合物，Ca2+与之间以离子键结合，在中2个C原子之间以共价三键结合，故CaC2电子式为：；
根据晶胞结构可知：在该晶胞中在Ca2+的上下左右前后六个方向各有一个，故Ca2+配位数为6个；
在该晶胞中，Ca2+位于顶点和面心，位于棱心和体心，所以阴离子填充了由Ca2+围成的正八面体的空隙；
（6）
在晶胞中2、3、4、5、6、7围成一个正八面体，1、2、3、4和5、6、7、8分别围成一个正四面体，新晶胞体积是原晶胞体积的。原晶胞体积是(a×10-10 cm)2×(c×10-10 cm)=a2c×10-30 cm3，所以锌晶胞体积为V=a2c×10-30 cm3。
18．(1)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
(2) H＜N＜O sp3 四面体形 水
(3)F原子半径小，F原子周围孤电子对间的斥力大，互相排斥导致F—F键的键能反常
(4) 6
【详解】（1）氯为17号元素，其原子核外有17个电子，则核外电子排布式为1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5。答案为：1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5；
（2）由元素所在周期表中的位置，可确定N、O、H的非金属性H＜N＜O，则电负性由小到大的顺序为H＜N＜O；HClO中氧原子的价层电子对数为4，所以杂化方式为sp3：NH3分子中，N原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，则其VSEPR模型为四面体形；NH2Cl为极性分子，水为极性分子，苯为非极性分子，依据相似相溶原理，在水和苯两种溶剂中，NH2Cl更易溶于水。答案为：H＜N＜O；sp3；四面体形；水；
（3）从物质结构角度分析，虽然F的非金属性强，吸引共用电子对的能力强，但F原子的最外层有3对孤对电子，孤电子对间的排斥作用大，所以F—F键的键能反常的原因是：F原子半径小，F原子周围孤电子对间的斥力大，互相排斥导致F—F键的键能反常。答案为：F原子半径小，F原子周围孤电子对间的斥力大，互相排斥导致F—F键的键能反常；
（4）从晶胞图中可以看出，Ag+周围距离最近且相等的Cl-有6个，所以Ag+的配位数为6；晶胞的6个面心围成的正八面体的边长为互成直角的两个面心间的距离，两面心与共用棱心构成等腰直角三角形，所以两面心间的距离等于棱长的倍，即为pm；在晶胞中含有8个小立方体，每个小立方体中，含有Ag+个数为，含有Cl-的个数为，所以8个小立方体共含有“AgCl”的个数为4，设阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为g·cm-3。答案为：6；；。
【点睛】计算晶胞中所含原子个数时，可采用均摊法。
19．(1)4
(2)Mn和Fe的价层电子排布式分别是3d54s2、3d64s2，原子先失去4s上的两个电子，因Mn的核电荷数少于Fe，对电子的引力小，故Mn的I1和I2较小，失去的第三个电子是3d5上的， 3d5是稳定结构，难失去，故Mn的I3较大
(3) 4 四面体
(4) sp2 MgFe(SiO3)2(或MgFeSi2O6) 8
【详解】（1）基态Co原子的价电子排布式为3d74s2，故基态Co原子的核外电子占据的3d能级上的成对电子是4；
（2）Mn和Fe的价层电子排布式分别是3d54s2、3d64s2，原子先失去4s上的两个电子，因Mn的核电荷数少于Fe，对电子的引力小，故Mn的I1和I2较小，失去的第三个电子是3d5上的， 3d5是稳定结构，难失去，故Mn的I3较大
（3）由图可知，多硅酸根离子的结构中每个Si原子与4个O原子相连，这几个O原子形成四面体，若有n个Si原子，则有n个四面体结构，含有氧原子3n+1个，带有的电荷为4n+（3n+1）×（-2）=-（2n+2），故答案为：、4、四面体；
（4）中Si原子价层电子对数为，杂化类型是sp2杂化；由题干中晶胞可知，Mg原子数量为、Fe原子数量为、数目为，因此该晶体的化学式为MgFe(SiO3)2(或MgFeSi2O6)；Mg原子周围最近的Fe原子有8个；该晶体的密度为=g·cm-3；
【点睛】本题考查化学《物质结构与性质》的相关知识，以填空或简答方式考查，常涉及如下高频考点：原子结构与元素的性质(基态微粒的电子排布式、电离能及电负性的比较)、元素周期律；分子结构与性质(化学键类型、原子的杂化方式、分子空间构型的分析与判断)；晶体结构与性质(晶体类型、性质及与粒子间作用的关系、以晶胞为单位的密度、微粒间距与微粒质量的关系计算及化学式分析等)。只有掌握这些，才可以更好的解决物质结构的问题。
20．(1) 3d10 28 第五周期IIB族 ds Zn Zn和Cd同为金属晶体，Zn2+和Cd2+所带电荷数相同，r(Zn2+)
(3)π
【解析】(1)
①Zn为30号元素，故基态Zn2+的价电子排布式为3d10，核外有28个电子，运动状态各不相同。
②Zn为第四周期第IIB族，故Cd位于第五周期IIB族，属于ds区元素。因为Zn和Cd同为金属晶体，Zn2+和Cd2+所带电荷数相同，r(Zn2+)
①[Ge4]4-和P4是等电子体，故Ge为SP3杂化，键角为60°；
②GeH4、SiH4、CH4均为分子晶体，相对分子质量越小，分子间作用力越弱，沸点越低，故沸点由高到低为GeH4>SiH4>CH4。由表中数据可知，Ge—Ge键的键能小易断裂，导致长链锗烷难以形成。
(3)
设晶胞的边长为x，晶胞的体对角线的长度=x，根据晶胞中原子的位置关系，体对角线的长度等于8个Ge原子的半径，晶体Ge的半径为r，则8r=x，则x=，则晶胞的体积v=x3=()3，晶胞中8个Ge原子的总体积=8×πr3，已知晶胞的利用率=×100%=×100%=π。
21．(1) 9 6
(2) O 三角锥形 sp3 O、S、Se、Te的原子半径依次增大，成键电子对之间排斥力依次减小
(3)6
(4)8
(5) ( ，1，) 12
【详解】（1）S是16号元素，原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p4，s轨道数目是1，p轨道数目是3，原子核外电子总是尽可能成单排列，而且自旋方向相同，这样排布使原子的能量最低，原子处于稳定状态。在S原子是3p4轨道上，只有一个轨道上有1对电子，另外2个3p轨道电子成单排列，原子的其它轨道上都是1对自旋方向相反的电子，所以基态硫原子核外最多有1+1+3+1+3=9个；
Cr是24号元素，基态Cr原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，则其中含有的未成对电子数是6个；
（2）①同一主族元素，原子序数越大，元素的非金属性就越弱，其电负性就越小，所以在这四种元素中电负性最大的元素是O元素；
②的中心Se原子的价层电子对数是，有1对孤电子对，所以的空间构型是三角锥形，其中Se原子的杂化类型是sp3杂化；
③O、S、Se、Te是同一主族的元素，它们形成的氢化物H2O、H2S、H2Se、H2Te结构相似，但它们的键角依次减小，主要是由于随着原子核外电子层数的增多，O、S、Se、Te的原子半径依次增大，成键电子对之间排斥力依次减小；
（3）配合物(en为)的中心离子配位数为6；
（4）在中的中心原子是Ag+，配位体是NH3，在配位体中含有3个共价键，每个配位体与中心原子以配位键结合，共价键、配位键都是σ键，在1个中含有8个σ键，则在1 mol中含有8 mol σ键；
（5）①根据坐标系，结合A、B两点的坐标，可知C点的坐标为( ，1，)；
②根据晶胞结构可知：与Ca原子距离相等且最近的O原子数目是；
③在该晶胞中含有Ca：8×=1个；含有O：4×=2个；含有Cr：1个，所以该晶体的化学式为：CaCrO2。已知钙和氧的最近距离为a nm，则晶胞面对角线为2a nm，晶胞边长L= nm，所以该晶体的密度ρ=。
22．(1)MnO2 、FeO
(2)Zn+ [Cu(NH3)4]2+ =Cu + [Zn(NH3)4]2+
(3)分解温度过高时，氧化锌的颗粒变大，接触面减小，催化剂的活性降低
(4) 2Fe2+ +2H+ +H2O2=2Fe3+ +2H2O ZnO或Zn(OH)2等 将铜离子转化为铜，便于过滤除去 8.0≤pH≤11
【分析】烟灰加入碳酸氢铵和过量氨水浸取，已知：“浸取”工序后得到的滤液1中主要的阳离子为[ Zn( NH3)4]2+、[ Cu( NH3)4]2+配离子和 等，则锌、铜进入浸取液中，而MnO2、FeO不反应成为滤渣1，滤液1加入过量锌置换出铜得到滤渣2，滤液2含有锌元素，滤液2 蒸氨得到碱式碳酸锌，煅烧得到活性氧化锌；
【详解】（1）由分析可知，滤渣1的主要成分是MnO2、FeO；
（2）“除杂”中锌置换出[Cu(NH3)4]2+中铜同时生成[Zn(NH3)4]2+，所发生反应的离子方程式为Zn+ [Cu(NH3)4]2+ =Cu + [Zn(NH3)4]2+；
（3）分解温度过高时，氧化锌的颗粒变大，接触面减小，导致得到氧化锌催化剂的活性降低；
（4）①过氧化氢具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，利于后续除去铁，故向滤液1中加入适量双氧水的作用是2Fe2+ +2H+ +H2O2=2Fe3+ +2H2O；调pH加入的固体既可以和过量的酸反应且不能引入新杂质，故可以是ZnO或Zn(OH)2等。
②锌能置换出溶液中的铜从而除去铜元素，故向滤液2中加入足量锌粉的目的是将铜离子转化为铜，便于过滤除去；已知：pH>11时，Zn( OH)2能溶于NaOH溶液，结合图表可知锌离子完全沉淀时pH=8.0，故滤液3中加入1.0mol·L－1NaOH溶液调节的pH范围为8.0≤pH≤11。
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