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新疆高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-20分子结构与性质
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这是一份新疆高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-20分子结构与性质，共30页。试卷主要包含了单选题，结构与性质等内容，欢迎下载使用。
新疆高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-20分子结构与性质
一、单选题
1．（2023·新疆乌鲁木齐·统考一模）W、X、Y、Z是同周期主族元素，Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍，上述四种元素与锂组成的盐是一种新型电池的电解质，其结构如图所示。下列说法不正确的是
A．四种元素中W的原子序数最大
B．元素的非金属性强弱顺序：W>Y>X>Z
C．图中阴离子中所有原子均满足8电子稳定结构
D．Y、Z两元素组成的分子可能为非极性分子也可能为极性分子
二、结构与性质
2．（2023·新疆·统考三模）钛被称为继铁、铝之后的“第三金属” ，其单质及化合物具有优异的性能。
(1)钛镍合金可用于战斗机的油压系统。基态Ti原子价电子排布图为 。与Ni同周期元素的基态原子中，未成对电子数与镍相同的元素有 种。
(2)硫酸氧钛是一种优良的催化剂，其阳离子为如图所示链状聚合形式的离子，则该阳离子的化学式为 。与个互为等电子体的分子的化学式为 。(任写一种)
(3)钛能形成多种配合物，如Ti(CO)6、[Ti(H2O)6]Cl3、[Ti(NH3)6]Cl3等。
①上述配位原子的电负性由小到大的顺序是 (写元素符号)，
②1 mol[Ti( H2O)6]Cl3中含有σ键的数目是 NA。
③[ Ti(NH3)6]Cl3，中∠H-N-H (填“大于”“小于”或“等于”)单个氨气分子中∠H-N-H，原因是 。
(4)TiO2的一种晶胞具有典型的四方晶系结构(如图所示)，以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。晶胞中D、B的原子坐标为(0.69，0. 69，0)，(0.81，0. 19，0.5)。 已知晶胞含对称中心，则A原子坐标为 。 该晶胞中B、C两个氧原子之间的核间距d= pm。阿伏伽德罗常数为NA，该晶胞的密度为 g·cm-3。
3．（2023·新疆阿勒泰·统考三模）含硼化合物由于其特殊的结构和性质在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：
(1)基态硼原子的核外电子的空间运动状态有 种。下列不同状态的硼中，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是 (填标号)。第二周期中，第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素有 种。
A． B．
C． D．
(2)氨硼烷(NH3BH3)是目前最具潜力的储氢材料之一。氨硼烷分子中与N原子相连的H原子呈正电性，与B原子相连的H原子呈负电性，它们之间存在静电相互吸引作用，称为双氢键。NH3BH3中H－N－H键角 NH3中H－N－H键角(填“＞”或“＜”)。以下物质之间可能形成双氢键的是 (填标号)。
A．SiHCl3和AlH3 B．C3H6和C2H6 C．B2H6和HCN
(3)含硼阴离子[B6O7(OH)6]2-的结构如图a所示，其中硼原子的杂化方式有 种，该结构中共有 种不同化学环境的氧原子。
(4)磷化硼(BP)是具有类似金刚石结构的晶体，其晶胞如图b所示。
①磷化硼(BP)晶体中“一般共价键”与配位键的数目之比为 。
②根据图b，图c中矩形ACC'A'是沿晶胞对角面取得的截图。晶胞中各原子在矩形ACC'A'的相对位置为 (填标号)。
A． B． C． D．
③根据图b，若最近的B原子和P原子的距离为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为 g•cm-3(列出计算表达式)。
4．（2023·新疆阿勒泰·统考一模）钕铁硼磁铁在绝对零度时磁性仅次于钬磁铁，但是在常温下磁性远远强于目前已知的所有永久磁铁。生产钕铁硼磁铁的主要原料有稀土金属钕、纯铁、铝硼及其他稀土原料。
(1)钕(Nd)为60号元素，在周期表中第 周期。
(2)①铝原子激发态的电子排布式有 (填标号，下同) ，其中能量较高的是 。
A．1s22s22p63s13p2 B．1s22s22p63s2
C．1s22s22p63s23p2 D．1s22s22p63p3
②实验测得AlCl3的实际存在形式为Al2Cl6，其分子的球棍模型如图所示。已知Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，则Al2Cl6属于 分子(填“极性”或“非极性”)，分子中Al采取 杂化。
(3)硼元素及与其同周期相邻两种元素第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号
表示)。晶体硼的熔点比晶体硅高，原因是 。
(4)羰基铁[ Fe(CO)5]与二茂铁[ Fe(C5H5)2]是两种重要的配合物。测定表明二茂铁中配体环戊二烯离子的结构简式为 ，且所有氢原子的化学环境都相同，则下列说法中正确的是 (填标号)。
A．二茂铁的中心粒子与配体间存在离子键，且配体中存在一个键
B．羰基铁中，配位原子为C原子，且配体与CN- 是等电子体
C．两种配合物的中心粒子价电子排布图均为
D．1 mol羰基铁中有10 NA个σ键和10NA个π键
(5)已知氮化硼( BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼(I)与石墨相似，具有层状结构； 立方相氮化硼(II)是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如下图所示。
①六方相氮化硼结构与石墨相似，但是却不导电的原因是 。
②立方相氮化硼中，离硼原子最近且等距离的硼原子有 个。
③若立方相氮化硼晶胞边长为104 nm，设NA为阿伏加德罗常数的值，则立方相BN晶体的摩尔体积Vm= m3·mol-1 (列出计算式)。
5．（2023·新疆·统考一模）稀土元素是指钪(Sc)、钇(Y)和镧系元素，共17种，位于元素周期表中第III B族，均为金属元素，在工业生产中有重要的作用。回答下列问题：
(1)基态钪( Sc)元素的原子核外电子占据的轨道数目共 个 ， 钇(Y)位于元素周期表中钪(Sc)的下一周期，钇( Y)的价电子排布式为 。
(2)稀土元素常常能和许多配位体形成配合物。若一个配位体含有两个或两个以上的能提供孤电子对的原子，这种配位体就叫多齿配位体，有一个能提供孤电子对的原子为一齿，(羰基中的氧原子不能提供孤对电子)，EDTA( )是 齿配位体，它的配位原子为 ，其中 C原子的杂化方式为 。
(3)钪(Sc)离子在水中以稳定对称的[ Sc(H2O)6]3+存在，其中O−Sc−O的键角只有90度和180度两种，其空间构型为 。
(4)铈(Ce)属于镧系元素，氧化铈是一种重要的光催化材料。
①铈具有三价和四价两种价态，三价和四价间的可逆转换会造成氧空位的生成和消除。其光催化的基本原理如下图所示，当光照能量( hv )等于或大于氧化铈催化剂的能量时，氧化铈VB上的电子(e－)会受到激发跃迁至CB，留下带正电荷的空穴(h+ ) ，形成光生电子−空穴对，与所吸附的物质发生氧化还原反应。则在氧化还原反应中，空穴可视为 (填“氧化剂”或“还原剂”)，图中A发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
②氧化铈的晶体结构如下图所示，其中铈原子和氧原子的数量之比为 ，若 晶体密度为d g∙cm−3，阿伏加德罗常数为NA，晶胞参数a= cm( 写出表达式)。
6．（2022·新疆·统考二模）2020年，自修复材料、自适应材料、新型传感材料等智能材料技术大量涌现，为生物医疗、国防军事以及航空航天等领域发展提供支撑。
(1)我国科研工作者基于丁二酮肟氨酯基团的多重反应性，研制了一种强韧、自愈的超级防护材料，其中的分子机制如图所示。
Cu在元素周期表中位于 区，M层中核外电子能量最高的电子云在空间有 个伸展方向。C、N、O第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)氧化石墨烯基水凝胶是一类新型复合材料，对氧化石墨烯进行还原可得到还原氧化石墨烯，二者的结构如图所示：
还原石墨烯中碳原子的杂化方式是 ，上图中氧化石墨烯转化为还原石墨烯时，1号C与其相邻C原子间键能的变化是 (填“变大”“变小”或“不变”)，二者当中在水溶液中溶解度更大的是 (填物质名称) ，原因为 。
(3)砷化硼是近期受到广泛关注的一种III- V 半导体材料。砷化硼为立方晶系晶体，该晶胞中原子的分数坐标为：
B：(0，0，0)；(，，0)；(，0，)；(0，，)
As：(，，)；(，，)；(，，)；(，，)
请在图中画出砷化硼晶胞的俯视图 ，已 知晶体密度为d g/cm3，As半径为a pm，假设As、B原子相切，则B原子的半径为 pm(写计算表达式)。
7．（2022·新疆·统考三模）硼元素作为农作物生长所需的微量元素之一，被形象的誉为“生殖元素”。硼也是一种用途广泛的化工原料，主要用于生产硼砂、硼酸和硼的各种化合物。请回答下列问题：
(1)基态硼原子的价电子轨道表示式为 ；与同周期的铍元素相比，硼的第一电离能小的原因是 。
(2)BF3的VSEPR模型为 ； BF3的键角大于NF3的键角，解释其原因 。
(3)碳化硼(B4C)硬度较大，可用于坦克车的装甲、避弹衣等。碳化硼的熔点为2350°C、沸点为3500°C，属于 晶体。 原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+ 表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的碳原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。
(4)氨硼烷( )是一种新型储氢材料，氨硼烷分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ+)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ-)，组成氨硼烷的各元素的电负性由大到小的顺序为 。
(5)硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子间通过氢键相连如图1，1molH3BO3晶体中有 mol 氢键。H3BO3微溶于水，与水有微弱反应生成[B(OH)4]-而使其水溶液呈弱酸性，写出该反应的离子方程式 。
(6)砷化硼的晶胞结构如图2，图3中矩形AA'C 'C是沿晶胞对角面取得截图。
①晶胞中各原子在矩形AA'C 'C中的位置为 ( 填编号)。
②若晶胞的边长为apm，阿伏加德罗常数的值为N0，则晶体的密度为 g ·cm-3(列出计算表达式)。
8．（2022·新疆·统考三模）许多元素及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有多种用途。请回答下列有关问题：
(1)现代化学中，常利用 上的特征谱线来鉴定元素。
(2)某同学画出的基态碳原子的核外电子排布图为，该电子排布图背了 。CH、—CH3、CH都是重要的有机反应中间体。CH、CH的空间构型分别为 、 。
(3)咪唑的结构为 。分子中的大π键可用符号π表示。其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π)。咪唑分子中的大π键可表示为 ，咪唑比环戊烯C5H8熔点高的主要原因是 。
(4)中孤电子对与π键比值为 ，碳原子的杂化方式为 。
(5)铁氮化合物是磁性材料研究中的热点课题之一，因其具有高饱和磁化强度、低矫顽力。有望获得较高的微波磁导率，具有极大的市场潜力。其四子格结构如图所示，已知晶体密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA。
①写出氮化铁中铁的堆积方式为 。
②该化合物的化学式为 。
③计算出Fe(II)围成的八面体的体积为 cm3。
9．（2022·新疆·统考二模）镁、铜、硼及其化合物在医药、国防、材料领域应用广泛。请回答下列问题：
(1)铜是重要的金属材料铜属于元素周期表中的 区元素，与铜同周期且基态原子最外层未成对电子数与基态铜原子相同的元素有 种。
(2)镁元素是人体必需的微量元素，其中起作用的是。碱性条件下，检验是否存在的化合物被称为“试镁灵”，其结构简式如图所示，其组成元素中第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)，分子中N原子的杂类型为 。
(3)氨硼烷是一种安全、高效的储氢材料，可由反应制得。
①的结构与乙烷相似，中存在配位键，提供孤电子对形成配位键的原子是 (填元素符号)。
②的空间构型为 ，的键角小于的键角，原因为 。
(4)一种由组成的化合物的立方晶胞如图所示：
①该化合物的化学式为 ，的配位数为 。
②填充在由阴离子构成的八面体空隙中，则八面体空隙的填充率为 。
③若距离最近的两个的核间距为表示阿伏加德罗常数的值，则晶胞密度为 。
10．（2022·新疆喀什·统考一模）中国紫-硅酸铜钡BaCuSi2O6被认为是人工制造的。这种紫色颜料在自然界中还未发现，而秦始皇陵兵马俑是已知的有确切出土地点和年代的最早使用它的实物。
(1)“中国紫”中基态铜离子的价层电子排布式为 。其发色中心是以铜离子为中心离子的配位化合物，其中提供孤对电子的是 元素。
(2)“埃及蓝”(CaCuSi2O6)是另一种古老的颜料，其合成原料为CaCO3，孔雀绿［Cu2(OH)2CO3]和砂子(SiO2)，而中国紫的合成是将CaCO3替换成BaCO3；碳酸根的空间构型为 。BaCO3的分解温度大于CaCO3，请从碳酸根稳定性角度说明原因： 。
(3)已知Cu、Zn的第二电离能分别为1957.9kJ·mol-1、1733.3kJ·mol-1，前者高于后者的原因是 。
(4)NaCl的晶胞结构如图所示，若将晶胞的面心和体心原子除去，顶点的Na换成U，棱心的Cl换成O，就得到UOx氧化物的晶胞结构。已知立方晶胞参数a=415.6pm，U的相对质量为238，则该氧化物的化学式为 。该晶体的密度为 g/cm3(列出计算表达式，已知阿伏加德罗常数为NA)。
11．（2021·新疆乌鲁木齐·统考二模）硫酸亚铁铵是一种蓝绿色的复盐，俗名为摩尔盐，化学式为(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O。它在空气中稳定，是重要的化工原料，用途十分广泛。该物质隔绝空气加强热会发生分解，一种分解方式可表示为：(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O=2NH3↑+FeO+2SO3↑+7H2O↑。请回答下列问题：
(1)基态铁原子的价电子排布式为 ，s电子的电子云形状为 。
(2)摩尔盐中的组成元素N、O的电负性大小顺序是 。
(3)SO2、SO3、SO是三种常见含硫微粒。
①SO微粒的立体构型为 ，SO2中心原子的杂化方式为 。
②固态SO3能以无限长链形式存在，结构如图1所示。与硫原子形成化学键更长的是 (填“桥氧”或“端基氧”)，理由是 。
(4)噻吩( )、吡咯( )都可与Fe3+形成配位化合物。在水中的溶解度噻吩 吡咯(填“＜”、“＞”或“=”)，理由是 。
(5)氧化亚铁的一种晶胞与氯化钠晶胞类似，如图2所示。
①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图2中原子1的坐标为(0，，)，则原子2的坐标为 。
②Fe2+处于O2﹣围成的 空隙中。(填“正四面体”或“正八面体”)
③该晶体的密度为ρg•cm﹣3，用N0表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞边长为 pm。
12．（2021·新疆·统考二模）我国科学家利用碲化锆(ZrTe2)和砷化镉(Cd3As2)为材料成功地验证了三维两字霍尔效应，并发现了金属—绝缘体的转换。回答下列问题：
(1)基态砷原子的价电子排布式为 。
(2)As与Ge、Se同周期且相邻，它们的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(3)与砷(As)同主族的N、P两种元素的氢化物水溶液的碱性：NH3＞PH3原因是 。
(4)含砷有机物“对氨基苯砷酸”的结构简式如图，砷原子轨道杂化类型为 。
(5)Cd2+与NH3形成的配离子[Cd(NH3)4]2+中，2个NH3被2个Cl-替代只得到1种结构，[Cd(NH3)4]2+的立体构型是 ，1mol[Cd(NH3)4]2+含 molσ键。
13．（2021·新疆乌鲁木齐·统考三模）铬、钛、锌的化合物在化工、医药等领域有着广泛应用。
(1)[Cr(H2O)4Cl2]Cl•2H2O是铬的重要配合物。
①写出铬元素基态原子的价层电子轨道表示式 。
②氧元素第一电离能I1=13.62 eV，氯元素第一电离能I1=12.97 eV，氧元素第一电离能大于氯元素第一电离能的主要原因是 。
③[Cr(H2O)4Cl2]Cl•2H2O中的配体是 。其配离子的两种同分异构体结构如图1所示，极性较小的是 (填“a”或“b”)。
(2)二氧化钛与COCl2(光气)、SOCl2(二氯亚硫)等氯化试剂反应可用于制取四氯化钛。
①COCl2分子的空间构型为 ，分子中σ键和π键的数目之比为 。
②SOCl2中心原子的杂化方式为 。
③四氯化钛沸点136.4 ℃，二氧化钛沸点2900 ℃，导致这种差异的主要原因是 。
(3)硒化锌(ZnSe)的晶胞结构如图2所示。
①图中“△”处所示离子均为 (填化学用语)。
②若该晶胞密度为ρ g•cm-3，硒化锌的摩尔质量为M g•mol-1。用NA代表阿伏加德罗常数的数值，则a、b原子核间距为 cm。
14．（2021·新疆克拉玛依·统考三模）钛(Ti)被称为“未来世界的金属”，广泛应用于国防、航空航天、生物材料等领域。请回答下列问题：
(1)基态Ti2+的价电子排布图 。与钛同周期的过渡元素中，基态原子未成对电子数最多的元素为 (写元素名称)。
(2)与钛同周期的第ⅡA族和ⅢA族两种元素中第一电离能较小的是 (写元素符号)，原因是 。
(3)四乙醇钛Ti(OCH2CH3)4能增加橡胶在金属表面的黏附性，该物质可溶于有机溶剂，常温下为淡黄色透明液体，其固体的晶体类型为 ；该物质中非金属元素的电负性从大到小的顺序 。
(4)钛的氯化物TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上，则TiCl4的空间构型为 。
(5)钙钛矿CaTiO3有两种构型(A型和B型)。
①其中A型的晶胞如图所示，晶胞边长为a nm，CaTiO3的相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为 g．cm-3。
②如果将晶胞原点移到Ca2+上，就是CaTiO3的B型结构。请在虚线框内图示画出B型晶胞的结构图。(注意请用黑色签字笔作图)
15．（2021·新疆·统考模拟预测）过渡金属元素种类众多，具有重要的用途，回答下列问题：
(1)Fe元素能形成化学式为[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3[三硝酸六尿素合铁( III)]的络合物，其中基态Fe3+的核外电子排布式为 ，尿素中C原子的杂化方式是 ，Fe3+比Fe2+稳定的原因是 。
(2)Ti广泛应用于航空航天行业，络合物[Ti(OH)2(H2O)4]2+中含有的化学键有
a.离子键 b.σ键 c.配位键 d.氢键
对比分析H2O、H2S、H2Se，沸点最低的是 ，键角最小的是 热稳定性最强的是 ： 钛酸亚铁(FeTiO3)与80%的硫酸反应可生成TiOSO4，写出与SO互为等电子体的一种分子的化学式： 。
(3)Mn 、Sn元素形成的一种磁性材料的单晶胞结构如图所示。
该晶胞中碳原子的原子坐标为 ，该晶体的化学式为 该晶体中距离Sn最近的Mn原子有 个 。
参考答案：
1．B
【分析】W、X、Y、Z是同周期主族元素，Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍，Y是O元素；W形成1个共价键，W是F元素；X能形成4个共价键，其中1个是配位键，X是B元素；Z形成4个共价键，Z是C元素；
【详解】A．四种元素中F的原子序数最大，故A正确；
B．同周期元素从左到右元素的非金属性增强，非金属性强弱顺序为F>O>C>B，故B错误；
C．根据图示，阴离子中所有原子均满足8电子稳定结构，故C正确；
D．C、O两元素组成的CO分子为极性分子，CO2分子为非极性分子，故D正确；
选B。
2．(1) 3
(2) (TiO) CCl4、SiF4等
(3) C
【详解】（1）Ti是22号元素，基态Ti原子的价电子为3d24s2，所以其基态价电子排布图为，Ni是28号元素，基态Ni原子的价电子为3d84s2，未成电子数为2，同周期中未成对电子数与Ni相同的有Ti(3d24s2)、Ge(4s24p2)和Se(4s24p4)共3种，故答案为：，3；
（2）该阳离子中每个Ti原子连接2个O原子、每个O原子连接2个Ti原子，则O、Ti原子个数之比为1∶1，该离子中Ti为＋4价，所以该阳离子为(TiO)；中含有5个原子、32个价电子，平均价电子为6.4，其等电子体的分子只能是价电子为7个的4个原子与价电子为4个的1个原子形成的分子，可能的等电子体分式为：CCl4等，故答案为：(TiO)，CCl4、SiF4等；
（3）①Ti(CO)6的配位原子是C，[Ti(H2O)6]Cl3的配位原子是O，[Ti(NH3)6]Cl3的配位原子是N，根据同周期元素从左右到电负性依次增大，所以电负性由小到大的顺序是C
③由于NH3中存在1对孤电子对，形成络离子后则不存在孤电子对，转化为成键电子对，而孤电子对对成键电子对的排斥作用＞成键电子对对成键电子对的排斥作用，故[Ti(NH3)6]Cl3，中∠H-N-H大于单个氨气分子中∠H-N-H；
（4）晶胞中D、B的原子坐标为(0.69，0.69，0)，(0.81，0.19，0.5)。已知晶胞含对称中心，0.81+0.19=1,0.5+0.5=1,0.69+0.31=1，根据D、B的原子坐标，推测出A的原子坐标为(0.31，0.31，0)。该晶胞中B、C两个氧原子之间的核间距，则；每个晶胞中含有Ti原子的个数为8×＋1＝2，O原子的个数为4×＋2＝4，则晶胞的密度；故答案为：(0.31，0.31，0)，，。
3．(1) 3 CD 3
(2) ＞ C
(3) 2 4
(4) 3：1 D g•cm-3
【详解】（1）B为5号元素，电子排布为1s22s22p1，核外电子的空间运动状态即电子所占据的轨道数位1+1+1=3。当高能级的电子跃迁到低能级时伴随发光，即可采集到发射光谱。选项中处于激发态的有C、D。同一周期从左往右第一电离能逐渐增大，此外由于ⅡA族为ns2全满稳定同时ⅤA族核外电子排布为ns2np3半满结构稳定第一电离能大，所以第一电离能：B
A．SiHCl3和AlH3中的H均为-1价，不能形成双氢键，A项不符合题意；
B．C3H6和C2H6中的H均为+1价，不能形成双氢键，B项不符合题意；
C．B2H6中H显负价而HCN中的H为+1，两者能形成双氢键，C项符合题意；
故选C。
答案为>；C；
（3）B采取sp2和sp3杂化，共两种杂化方式。从图标记看 该粒子中有4种不同环境的O。答案2；4；
（4）从晶胞看，每个晶胞中含有4个B原子，每个B连接了4个P即有4个B-P键，但每个B最外层电子数为3能形成3个一般共价键，另外一根为配位键。所以比值为(3×4)：(1×4)=3:1。晶胞的上下面心的B被截取在了该矩形的AC、C'A'中心，而4个顶点在矩形的顶点。下端的两个P原子在该矩形面靠近C'A'边，所以选D项。B原子和P原子的距离为apm为八分之一小立方体的体对角线的一半即=a（l为晶胞的边长）得晶胞边长l= 。密度为= 。答案为3:1；D；。
4．(1)六
(2) AD D 非极性 sp3
(3) C>Be>B 晶体硼和晶体硅均为原子晶体，硼原子半径小于硅原子半径，B-B 键键长比Si-Si键键长短，键能大，因此晶体硼熔点高于晶体硅
(4)BD
(5) 层状结构中没有自由移动的电子 12
【详解】（1）钕(Nd)为60号元素，在周期表中第六周期第ⅢB族；
（2）①基态Al原子核外电子排布为1s22s22p63s23p1，则铝原子激发态的电子排布式有A.1s22s22p63s13p2、D.1s22s22p63p3，B.1s22s22p63s2、C.1s22s22p63s23p2两者为离子；故选AD；3p轨道能量大于3s，故其中能量较高的是D；
②已知Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，则Al2Cl6属于非极性分子；分子中Al形成4个共价键，采取sp3杂化；
（3）同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，但是Be原子价电子为2s2全满稳定状态，电离能较大，故硼元素及与其同周期相邻两种元素第一电离能由大到小的顺序为C>Be>B；晶体硼和晶体硅均为共价晶体，硼原子半径小于硅原子半径，B-B 键键长比Si-Si键键长短，键能大，因此晶体硼熔点高于晶体硅；
（4）A．二茂铁的中心粒子与配体间存在配位键，且配体环戊二烯离子带1个单位负电荷，存在1个5中心6电子的大π键，故为键，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；羰基铁中，C提供孤电子对，配位原子为C原子，且配体与CN- 是等电子体，B正确；
C．羰基铁[ Fe(CO)5]、二茂铁[ Fe(C5H5)2]两种配合物的中心粒子分别为铁原子、亚铁离子，价电子排布图不同，C错误；
D．单键均为σ键，双键中含有1个σ键、1个π键，叁键含有1个σ键、2个π键；1分子羰基铁配体中存在5个σ键和10个π键，配体与中心原子形成5个配位键，故共有10个σ键和10个π键，则1mol羰基铁中有10NA个σ键和10NA个π键，D正确；
故选BD；
（5）①六方相氮化硼结构与石墨相似，但是其层状结构中没有自由移动的电子，故不导电；
②立方相氮化硼中，以底面面心的硼为例，离硼原子最近且等距离的硼原子上层、同层、下层各有4个，故共有12个；
③根据“均摊法”，晶胞中B的个数为，N的个数为4，若立方相氮化硼晶胞边长为104 nm，设NA为阿伏加德罗常数的值，则立方相BN晶体的摩尔体积=m3·mol-1。
5．(1) 11 4d15s2
(2) 6 O、N sp2 、sp3杂化
(3)正八面体
(4) 氧化剂 还原 1：2
【详解】（1）钪( Sc)为21号元素，则基态钪( Sc)原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d14s2，则基态钪( Sc)的原子核外电子占据的轨道数目共11个， 钪(Sc)的价电子排布式为3d14s2，钇(Y)位于元素周期表中钪(Sc)的下一周期，则钇( Y)的价电子排布式为4d15s2；故答案为：11；4d15s2。
（2）根据题中信息EDTA( )有两个氮和4个羟基氧能提供孤对电子，因此该物质是6齿配位体，它的配位原子为O、N，羧基碳原子价层电子对数为3，杂化类型为sp2，另外的碳原子价层电子对数为4，杂化类型为sp3；故答案为：6；O、N；sp2、sp3杂化。
（3）钪(Sc)离子在水中以稳定对称的[ Sc(H2O)6]3+存在，其中O−Sc−O的键角只有90度和180度两种，即钪(Sc)离子的前后左右上下与水中氧连接形成正八面体；故答案为：正八面体。
（4）①在氧化还原反应中，带正电荷的空穴(h+ )得到电子，化合价降低，因此空穴可视为氧化剂，根据图中信息得到A得到电子生成B，则A发生还原反应；故答案为：氧化剂；还原。
②氧化铈的晶体结构如下图所示，大球为铈原子，个数为，小球为氧原子，个数为8，其中铈原子和氧原子的数量之比为1：2，若晶体密度为d g∙cm−3，阿伏加德罗常数为NA，，解得；故答案为：1：2；。
6．(1) ds 5 N＞O＞C
(2) sp3和sp2 变大 氧化石墨烯 氧化石墨烯中 含有的羟基和羧基更多，与水分子间形成的氢键更多，溶解度更大
(3)
【解析】(1)
Cu位于第四周期ⅠB族，价电子排布为3d104s1，在元素周期表中位于ds区，M层中核外电子能量最高的电子在3d能级，d能级有5个轨道，电子云在空间有5个伸展方向。同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势，N原子2p能级半充满，结构稳定，N原子第一电离能大于同周期相邻元素，所以C、N、O第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。
(2)
还原石墨烯中，有单键碳原子和双键碳原子，单键碳原子形成4个σ键，有4个杂化轨道，碳原子的杂化方式是sp3；双键碳原子形成3个σ键，有3个杂化轨道，碳原子的杂化方式是sp2；，上图中氧化石墨烯转化为还原石墨烯时，1号C与其相邻C原子间由单键变为双键，键能变大，氧化石墨烯中含有的羟基和羧基更多，与水分子间形成的氢键更多，二者当中在水溶液中溶解度更大的是氧化石墨烯。
(3)
根据各原子分数坐标，可知B原子在晶胞的顶点和面心，As原子位于B构成的四面体的中心，砷化硼晶胞的俯视图为，根据均摊原则，B原子数为、As原子数为4，已知晶体密度为d g/cm3 ，则晶胞边长为，As半径为a pm、B原子半径为r，假设As、B原子相切，则体对角线为2个As和2个B原子直径的和，，则B原子的半径为r=pm。
7．(1) Be的核外电子排布式为1s22s2， 2s能级为全满状态，p能级为全空状态，而B的2p能级上有一个单电子，因此I1(Be)＞I1(B)
(2) 平面(正)三角形 BF3中B采用sp2杂化，没有孤电子对，键角为120°，NF3中N采用sp3杂化，有一一个孤电子对，键角小于109° 28'
(3) 原子(或共价) +1或-1
(4)N＞H＞B
(5) 3 H3BO3+ H2O+ H+
(6) B
【分析】根据核外电子排布三原则进行书写电子式和轨道表示式，利用价层电子对互斥理论判断分子的空间构型，利用杂化轨道理论判断分子构型及键角的大小；利用分子的结构判断氢键，根据均摊法计算氢键及晶胞中原子个数，利用密度公式进行计算密度；
【详解】（1）根据硼原子的价电子排布式利用鲍利不相容原理进行书写轨道表示式：；根据洪特规则判断处于电子排布处于全满状态时能量低稳定，Be的核外电子排布式为1s22s2， 2s能级为全满状态，p能级为全空状态，而B的2p能级上有一个单电子，因此I1(Be)＞I1(B)；故答案为：；Be的核外电子排布式为1s22s2， 2s能级为全满状态，p能级为全空状态，而B的2p能级上有一个单电子，因此I1(Be)＞I1(B)；
（2）根据杂化轨道理论计算，BF3中中心原子B形成3个共价键，没有孤对电子，故价层电子对数为3，故空间构型是平面三角形，故答案为：平面三角形；BF3中B采用sp2杂化，没有孤电子对，键角为120°，NF3中N采用sp3杂化，有一一个孤电子对，孤对电子与σ键之间的作用力大于σ键与σ键之间的作用锂，故键角小于109° 28'；故答案为BF3中B采用sp2杂化，没有孤电子对，键角为120°，NF3中N采用sp3杂化，有一一个孤电子对，键角小于109° 28'；
（3）根据碳化硼(B4C)硬度较大，可用于坦克车的装甲、避弹衣等。碳化硼的熔点为2350°C、沸点为3500°C的性质判断它属于原子晶体，故答案为原子；碳原子的电子排布式为1s22s22p2其中2p轨道上有两个自旋方向相同的电子，故其价电子自旋磁量子数的代数和为+1或-1；故答案为+1或-1；
（4）根据电负性的定义判断，电负性越大吸引电子的能力越大，利用化合价的正负可以判断吸引电子的能力，从而判断电负性的大小为：N＞H＞B，故答案为N＞H＞B；
（5）根据图象利用均摊法进行判断，每个硼酸在平面结构中形成了6个氢键，而每个氢键又连着两个硼酸，故每个硼酸实质含有的氢键是3个，故答案为3；H3BO3与水有微弱反应生成[B(OH)4]-而使其水溶液呈弱酸性，离子方程式为：H3BO3+ H2O+ H+；故答案为H3BO3+ H2O+ H+；
（6）砷化硼的晶胞结构类似于金刚石的晶胞，As原子在晶胞内互不相临的四个小立方体的体心，根据图示判断选答案B；根据晶胞均摊法，实际含有的B原子是，实际含有As的原子个数为4个，根据密度计算公式进行计算；故答案为：；
【点睛】此题考查物质结构，利用价层电子互斥理论和杂化轨道理论判断分子的空间构型，利用常见物质的性质可以判断晶体的类型，注意晶胞的计算可以利用常见晶胞进行类比解答。
8．(1)原子光谱
(2) 洪特规则 平面三角形 三角锥形
(3) π 咪唑分子间存在氢键
(4) 5：3 sp、sp2
(5) 面心立方最密堆积 Fe4N
【详解】（1）用光谱仪器摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱总称原子光谱，不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同，所以可以利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素；
（2）由题中图示可知，2p轨道上的2个电子没有分占不同的轨道，且自旋方向相同，故该电子排布图违背了洪特规则。CH中的碳原子价层电子对数为n=3+=3+0=3，孤电子对数为0，则CH的中心碳原子是sp2杂化，空间构型为平面三角形，CH中心原子的价层电子对数为n=3+=3+1=4，孤电子对数为1，则CH的中心碳原子是sp3杂化，空间构型为三角锥形；
（3）在形成大π键过程中每个原子首先形成单键，余下的最外层单电子或者孤对电子成大π键，则有电子3×1+2×2-1=6，故咪唑分子中的大π键可表示为π；咪唑分子间存在氢键，故咪唑比环戊烯C5H8熔点高；
（4）分子 中N原子上各有一个孤电子对，共有5个孤电子对，C=N双键中含有一个π键，CN含有两个π键，共有3个π键，故孤电子对与π键比值为5：3；双键碳为sp2杂化，三键碳为sp杂化；
（5）①晶胞中Fe原子位于顶点和面心位置，类似于Cu晶体的堆积方式，所以晶胞中铁的堆积方式为面心立方最密堆积；
②晶胞中Fe原子数为，N原子位于体心，数目1个，所以氮化铁的化学式Fe4N；
③晶胞中Fe原子数为，N原子数目为1，氮化铁的化学式Fe4N，则晶胞质量，若晶胞边长为a cm，则晶胞质量，，Fe( II)围成的八面体相当于两个正四棱锥，底面为正方形，对角线长为晶胞边长，并且两对角线相互垂直，，正四棱锥的高等于，根据，八面体体积。
9．(1) 4
(2)
(3) N 直线 中的O原子和中的C原子的杂化方式相同，但O原子上有2个孤电子对，孤电子对与键合电子对之间的斥力比成键电子对之间的斥力大，导致水的键角变小
(4) 6 75
【详解】（1）属于区元素，与同周期且基态原子最外层未成对电子数与相同的元素有，共4种；
（2）“试镁灵”中由四种元素组成，第一电离能由大到小的顺序为；分子中氮氮双键和硝基中的氮原子均为杂化；
（3）①的结构与乙烷相似，结构为，B原子提供空轨道，N原子提供孤对电子；②的空间构型为直线；中的O原子和中的C原子的杂化方式相同，但O原子上有2个孤电子对，孤电子对与键合电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，故水的键角小于甲烷的键角；
（4）①根据均摊法可知，1个晶胞中含有3个、1个和3个，故该化合物的化学式为；由晶胞结构可知的配位数为6；
②晶胞中由阴离子构成的八面体空隙有4个，3个填充在八面体空隙中，八面体空隙的填充率为；
③若距离最近的两个间距为，则晶胞边长为，晶胞密度为。
10． 3d9 O 平面正三角形 碳酸盐分解过程中当阳离子半径较小时，更易结合氧离子生成氧化物，Ca2+的半径小于Ba2+，更易结合CO中的O2-，因此CaCO3更容易分解 Zn的价电子排布式为3d104s2，Cu的价电子排布式为3d104s1，Cu失去一个电子内层达到饱和，再失去一个电子比较困难，Zn失去一个电子价层变为3d104s1，再失去一个电子比Cu+容易，所以Cu的第二电离能大于Zn的第二电离能； UO3
【分析】“中国紫”中均具有Cun+离子，n=2，基态时该阳离子的价电子为其3d能级上的9个电子；“中国蓝”的发色中心是以Cun+为中心离子的配位化合物，该配合物中铜离子提供空轨道、O原子提供孤电子对；根据价层电子对互斥理论分析原子的杂化类型、空间构型；碳酸盐分解过程中当阳离子半径较小时，更易结合氧离子生成氧化物；立方晶胞中，面心粒子占，顶点粒子占，体心粒子为整个晶胞所有，棱上粒子占，将NaCl晶胞中面心和体心的原子除去，顶点的Na换为U，棱心的C1换为O，得到UOx晶胞结构；根据晶体密度公式ρ=计算，其中z为一个晶胞的粒子数，Mr为一个粒子的相对质量，V为一个晶胞的体积。
【详解】(1)BaCuSi2O6中Cu元素化合价为+2价，基态时该阳离子的价电子为其3d能级上的9个电子，所以其价电子排布式为3d9。其发色中心是以铜离子为中心离子的配位化合物，该配合物中铜离子提供空轨道、O原子提供孤电子对，所以提供孤电子对的是O元素。故答案为：3d9；O；
(2)碳酸根中C提供4个电子，O不提供电子，加两个负电荷，6个电子形成3对电子，属于sp2杂化，平面正三角形。对于碱土金属，同主族从上到下离子半径递增，碳酸盐的热稳定性递增，则BaCO3比CaCO3稳定，碳酸盐分解过程中当阳离子半径较小时，更易结合氧离子生成氧化物，Ca2+的半径小于Ba2+，更易结合CO32-中的O2-，因此CaCO3更容易分解。故答案为：平面正三角形；碳酸盐分解过程中当阳离子半径较小时，更易结合氧离子生成氧化物，Ca2+的半径小于Ba2+，更易结合CO中的O2-，因此CaCO3更容易分解；
(3)Cu核外电子排布为[Ar]3d104s1，失去一个电子得到的Cu+核外电子排布为[Ar]3d10，3d轨道为全充满状态，而Zn核外电子排布为[Ar]3d104s2，4s2结构较稳定，失去一个电子后核外电子排布为[Ar]3d104s1，4s1结构不稳定，所以再失去一个电子时，Zn+更容易，即铜的第二电离能高于锌的第二电离能；故答案为：Zn的价电子排布式为3d104s2，Cu的价电子排布式为3d104s1，Cu失去一个电子内层达到饱和，再失去一个电子比较困难，Zn失去一个电子价层变为3d104s1，再失去一个电子比Cu+容易，所以Cu的第二电离能大于Zn的第二电离能；
(4)立方晶胞中，面心粒子占，顶点粒子占，体心粒子为整个晶胞所有，棱上粒子占，将NaCl晶胞中面心和体心的原子除去，顶点的Na换为U，棱心的C1换为O，得到UOx晶胞结构，则一个晶胞中U的个数为8×=1，O的数目为12×=3，则该氧化物的化学式为UO3；取1mol晶胞，则含有NA个晶胞，一个晶胞的体积为V0=a3=（415.6×10-10）cm3，1mol晶胞的质量为m=（238+16×3）g，则晶体的密度为ρ=g/cm3。故答案为：UO3；。
11．(1) 3d64s2 球形
(2)O＞N
(3) 三角锥形 sp2 桥氧 端基氧与硫原子形成双键，桥氧为硫氧单键，硫氧单键键长比硫氧双键大
(4) ＜ 吡咯能与水分子之间形成氢键，而噻吩不能
(5) (0，0，) 正八面体 ×1010
【详解】（1）铁的原子序数为26，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)，所以其价电子排布式为：3d64s2，s电子的电子云形状为球形，
故答案为：3d64s2；球形；
（2）元素周期表从下往上，从左往右，得电子能力越来越强，电负性越来越强，故电负性O＞N，
故答案为：O＞N；
（3）①SO中S原子价层电子对个数为3+(a﹣xb)=3+(6+2﹣2×3)=3+1=4，且含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该微粒空间构型为三角锥形，在SO2中中心S原子的价层电子对数=2+=3，所以S的杂化方式为sp2，
故答案为：三角锥形；sp2；
②端基氧与硫原子形成双键，桥氧为硫氧单键，硫氧单键键长比硫氧双键大，所以桥氧化学键键长更长；
故答案为：桥氧；端基氧与硫原子形成双键，桥氧为硫氧单键，硫氧单键键长比硫氧双键大；
（4）吡咯能与水分子之间形成氢键，而噻吩不能，故噻吩难溶于水，吡咯能溶于水，故水溶性噻吩＜吡咯，
故答案为：＜；吡咯能与水分子之间形成氢键，而噻吩不能；
（5）①分析可知，氧化亚铁的一种晶胞与氯化钠晶胞类似，依据原子1的坐标可知原子2的坐标为(0，0，)，
故答案为：(0，0，)；
②氯化钠型晶胞中，分析可知，Fe2+处于O2﹣围成的正八面体空隙中，
故答案为：正八面体；
③设晶胞边长为apm，晶胞质量中含有Fe2+数目为1+12×=4，O2﹣数目为8×+3=4，故晶胞质量为g，晶胞体积为(a×10-10)cm3，依据ρ=可知，a==×1010pm，
故答案为：×1010。。
12．(1)4s24p3
(2)As＞Se＞Ge
(3)电负性：N＞P，NH3更易结合水电离出的氢离子，促进水的电离
(4)sp3杂化
(5) 正四面体 16
【解析】（1）砷的原子序数为33，位于第四周期，第ⅤA族，基态砷原子的价电子排布式为4s24p3。
（2）As与Ge、Se同周期且相邻，由于As的4p轨道处于半满结构，能量低稳定，失去电子更难，它的第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大，所以它们的第一电离能由大到小的顺序为As＞Se＞Ge。
（3）N、P两种元素的氢化物水溶液的碱性：NH3＞PH3原因是：原子半径：N＜P，电负性：N＞P，NH3更易结合水电离出的氢离子，促进水的电离，故碱性：NH3＞PH3。
（4）由图可知，As的σ键数为4，无孤电子对，故砷原子轨道杂化类型为sp3杂化。
（5）[Cd(NH3)4]2+中，2个NH3被2个Cl﹣替代只得到1种结构，则[Cd(NH3)4]2+的立体构型是正四面体结构，1个[Cd(NH3)4]2+含4个配位键，含有12个N﹣H键，共含有16个σ键，故1mol[Cd(NH3)4]2+含16molσ键。
13．(1) 氧原子半径比氯原子半径小，氧原子对外层电子的束缚力比氯原子大 H2O、Cl- a
(2) 平面三角形 3：1 sp3 四氯化钛为分子晶体，二氧化钛为原子晶体
(3) Se2-
【详解】（1）①Cr是24号元素，根据构造原理，可知基态Cr原子核外电子排布式是[Ar] 3d54s1，所以Cr原子的价电子排布式为3d54s1，则其轨道表示式为；
②氧原子半径比氯原子半径小，氧原子对外层电子的束缚力比氯原子大，导致氧元素第一电离能比氯元素第一电离能大；
③根据[Cr(H2O)4Cl2]Cl•2H2O可知内界中的中心原子是Cr原子，配体是H2O、Cl-，由a、b两图可知：a图中分子对称，b分子不对称，可知a分子极性较小；
（2）①在COCl2中C=O键中含有1个σ键，1个π键，C与Cl原子之间以共价单键结合，共价单键为σ键，则COCl2分子内含有3个σ键、1个π键，则C原子为sp2杂化，中心C原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形，该分子中σ键与π键个数之比为3：1；
②SOCl2分子中中心原子S原子价层电子对数=3+，价层电子对数是4，故中心原子S杂化方式为sp3杂化；
③四氯化钛是由分子通过分子间作用力构成的分子晶体，分子间作用力比较弱，断裂消耗的能量少，因此物质的熔沸点比较低，而二氧化钛为原子之间通过共价键构成的原子晶体，共价键是一种强烈的相互作用，断裂消耗的能量很大，因此物质的熔沸点比较高，故二氧化钛沸点四氯化钛高；
（3）①由图2结构图可知： 黑球Zn2+的均在晶体内部，Zn2+的个数为4，白球Se2-在顶点8个，Se2-个数为8×=1个，“△”处所示离子均在面心上，个数为6×=3，由ZnSe化学式可知在晶体中Se2-和Zn2+的个数比为1：1，因此“△”处所示离子均为Se2-；
②一个晶胞中，含有Zn2+的数目为4，Se2-个数为4，一个晶胞的质量为g，设晶胞边长为x cm，则晶胞体积为V=x3 cm3，晶胞密度ρ=g•cm-3，可解得x=cm，Se2-和Zn2+原子核间距为体对角线的的，故Se2-和Zn2+原子核间距为cm。
14．(1) 铬
(2) Ga Ca核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子
(3) 分子晶体 O＞C＞H
(4)正四面体
(5)
【详解】（1）Ti为22号元素，其价电子排布式为：3d24s2，则Ti2+价电子排布式为3d2，对应排布图为：；与Ti同周期未成对电子数最多的元素为Cr元素，其价电子排布式为3d54s1，含有6个未成对电子，故此处填：铬；
（2）由于ⅡA族元素对应原子电子排布为全满稳定结构，其第一电离能比同周期ⅢA元素要大，故此处填Ga；原因为：Ca核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子；
（3）该物质常温下呈液态，说明其熔点较低，且可溶于有机溶剂，推测为分子晶体，故此处填：分子晶体；所含H、C、O三种非金属元素电负性强弱为：O＞C＞H；
（4）TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上，根据价层电子对互斥理论知，其空间构型为正四面体；
（5）①该晶胞中含有Ca2+：1个，Ti4+：个，O2-：个，即1个晶胞中含有1个CaTiO3，则其质量m= g，边长=a nm，即a×10-7 cm，则晶胞的体积V=( a×10-7)3 cm3，则其密度=；
②若将晶胞原点移到Ca2+上，即Ca2+位于晶胞顶点上，则Ti4+在晶胞的体心，O2-位于晶胞的面心，对应结构如图所示：。
15． 1S22S22P63S23P63d5 sp2 Fe3+的价层电子排布是3d5，处于半充满状态，比较稳定 bc H2S H2Se H2O SiF4、CCl4等 （ ，，） SnMn3O 12
【详解】(1)铁是26号元素，Fe3+的核外电子排布式为：1S22S22P63S23P63d5；尿素中C原子形成3 个键、没有孤对电子，故C原子采取sp2杂化，Fe3+的价层电子排布是3d5而Fe2+价层电子排布是3d6，3d5是半充满状态，能量低，比较稳定，故答案为：1S22S22P63S23P63d5；sp2；Fe3+的价层电子排布是3d5，处于半充满状态，比较稳定；
(2) 络合物[Ti(OH)2(H2O)4]2+中含有的 键和配位键，H2O、H2S、H2Se中H2O分子间存在氢键，沸点最大，热稳定性最强，H2S、H2Se为分子和组成相似的分子，相对分子质量越大，沸点越高，故三者中沸点：H2O>H2Se>H2S，由于配位原子相同，中心原子电负性逐渐减小，键电子对斥力减小，键角减小，故键角：H2O> H2S > H2Se，与SO互为等电子体的分子有SiF4、CCl4等，故答案为：bc；H2S；H2Se；H2O；SiF4、CCl4等;
(3)由A、B坐标可知，两最近Sn的距离为1，根据晶胞结构，C位于体心，故坐标为（ ，，），Sn位于顶点，有8 =1个，Mn位于面心有6 个，C位于体心，由晶胞结构可知与Sn最近的Mn有12个，故化学式为SnMn3O，故答案为：SnMn3O；12；
新疆高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-20分子结构与性质
一、单选题
1．（2023·新疆乌鲁木齐·统考一模）W、X、Y、Z是同周期主族元素，Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍，上述四种元素与锂组成的盐是一种新型电池的电解质，其结构如图所示。下列说法不正确的是
A．四种元素中W的原子序数最大
B．元素的非金属性强弱顺序：W>Y>X>Z
C．图中阴离子中所有原子均满足8电子稳定结构
D．Y、Z两元素组成的分子可能为非极性分子也可能为极性分子
二、结构与性质
2．（2023·新疆·统考三模）钛被称为继铁、铝之后的“第三金属” ，其单质及化合物具有优异的性能。
(1)钛镍合金可用于战斗机的油压系统。基态Ti原子价电子排布图为 。与Ni同周期元素的基态原子中，未成对电子数与镍相同的元素有 种。
(2)硫酸氧钛是一种优良的催化剂，其阳离子为如图所示链状聚合形式的离子，则该阳离子的化学式为 。与个互为等电子体的分子的化学式为 。(任写一种)
(3)钛能形成多种配合物，如Ti(CO)6、[Ti(H2O)6]Cl3、[Ti(NH3)6]Cl3等。
①上述配位原子的电负性由小到大的顺序是 (写元素符号)，
②1 mol[Ti( H2O)6]Cl3中含有σ键的数目是 NA。
③[ Ti(NH3)6]Cl3，中∠H-N-H (填“大于”“小于”或“等于”)单个氨气分子中∠H-N-H，原因是 。
(4)TiO2的一种晶胞具有典型的四方晶系结构(如图所示)，以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。晶胞中D、B的原子坐标为(0.69，0. 69，0)，(0.81，0. 19，0.5)。 已知晶胞含对称中心，则A原子坐标为 。 该晶胞中B、C两个氧原子之间的核间距d= pm。阿伏伽德罗常数为NA，该晶胞的密度为 g·cm-3。
3．（2023·新疆阿勒泰·统考三模）含硼化合物由于其特殊的结构和性质在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：
(1)基态硼原子的核外电子的空间运动状态有 种。下列不同状态的硼中，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是 (填标号)。第二周期中，第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素有 种。
A． B．
C． D．
(2)氨硼烷(NH3BH3)是目前最具潜力的储氢材料之一。氨硼烷分子中与N原子相连的H原子呈正电性，与B原子相连的H原子呈负电性，它们之间存在静电相互吸引作用，称为双氢键。NH3BH3中H－N－H键角 NH3中H－N－H键角(填“＞”或“＜”)。以下物质之间可能形成双氢键的是 (填标号)。
A．SiHCl3和AlH3 B．C3H6和C2H6 C．B2H6和HCN
(3)含硼阴离子[B6O7(OH)6]2-的结构如图a所示，其中硼原子的杂化方式有 种，该结构中共有 种不同化学环境的氧原子。
(4)磷化硼(BP)是具有类似金刚石结构的晶体，其晶胞如图b所示。
①磷化硼(BP)晶体中“一般共价键”与配位键的数目之比为 。
②根据图b，图c中矩形ACC'A'是沿晶胞对角面取得的截图。晶胞中各原子在矩形ACC'A'的相对位置为 (填标号)。
A． B． C． D．
③根据图b，若最近的B原子和P原子的距离为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为 g•cm-3(列出计算表达式)。
4．（2023·新疆阿勒泰·统考一模）钕铁硼磁铁在绝对零度时磁性仅次于钬磁铁，但是在常温下磁性远远强于目前已知的所有永久磁铁。生产钕铁硼磁铁的主要原料有稀土金属钕、纯铁、铝硼及其他稀土原料。
(1)钕(Nd)为60号元素，在周期表中第 周期。
(2)①铝原子激发态的电子排布式有 (填标号，下同) ，其中能量较高的是 。
A．1s22s22p63s13p2 B．1s22s22p63s2
C．1s22s22p63s23p2 D．1s22s22p63p3
②实验测得AlCl3的实际存在形式为Al2Cl6，其分子的球棍模型如图所示。已知Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，则Al2Cl6属于 分子(填“极性”或“非极性”)，分子中Al采取 杂化。
(3)硼元素及与其同周期相邻两种元素第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号
表示)。晶体硼的熔点比晶体硅高，原因是 。
(4)羰基铁[ Fe(CO)5]与二茂铁[ Fe(C5H5)2]是两种重要的配合物。测定表明二茂铁中配体环戊二烯离子的结构简式为 ，且所有氢原子的化学环境都相同，则下列说法中正确的是 (填标号)。
A．二茂铁的中心粒子与配体间存在离子键，且配体中存在一个键
B．羰基铁中，配位原子为C原子，且配体与CN- 是等电子体
C．两种配合物的中心粒子价电子排布图均为
D．1 mol羰基铁中有10 NA个σ键和10NA个π键
(5)已知氮化硼( BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼(I)与石墨相似，具有层状结构； 立方相氮化硼(II)是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如下图所示。
①六方相氮化硼结构与石墨相似，但是却不导电的原因是 。
②立方相氮化硼中，离硼原子最近且等距离的硼原子有 个。
③若立方相氮化硼晶胞边长为104 nm，设NA为阿伏加德罗常数的值，则立方相BN晶体的摩尔体积Vm= m3·mol-1 (列出计算式)。
5．（2023·新疆·统考一模）稀土元素是指钪(Sc)、钇(Y)和镧系元素，共17种，位于元素周期表中第III B族，均为金属元素，在工业生产中有重要的作用。回答下列问题：
(1)基态钪( Sc)元素的原子核外电子占据的轨道数目共 个 ， 钇(Y)位于元素周期表中钪(Sc)的下一周期，钇( Y)的价电子排布式为 。
(2)稀土元素常常能和许多配位体形成配合物。若一个配位体含有两个或两个以上的能提供孤电子对的原子，这种配位体就叫多齿配位体，有一个能提供孤电子对的原子为一齿，(羰基中的氧原子不能提供孤对电子)，EDTA( )是 齿配位体，它的配位原子为 ，其中 C原子的杂化方式为 。
(3)钪(Sc)离子在水中以稳定对称的[ Sc(H2O)6]3+存在，其中O−Sc−O的键角只有90度和180度两种，其空间构型为 。
(4)铈(Ce)属于镧系元素，氧化铈是一种重要的光催化材料。
①铈具有三价和四价两种价态，三价和四价间的可逆转换会造成氧空位的生成和消除。其光催化的基本原理如下图所示，当光照能量( hv )等于或大于氧化铈催化剂的能量时，氧化铈VB上的电子(e－)会受到激发跃迁至CB，留下带正电荷的空穴(h+ ) ，形成光生电子−空穴对，与所吸附的物质发生氧化还原反应。则在氧化还原反应中，空穴可视为 (填“氧化剂”或“还原剂”)，图中A发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
②氧化铈的晶体结构如下图所示，其中铈原子和氧原子的数量之比为 ，若 晶体密度为d g∙cm−3，阿伏加德罗常数为NA，晶胞参数a= cm( 写出表达式)。
6．（2022·新疆·统考二模）2020年，自修复材料、自适应材料、新型传感材料等智能材料技术大量涌现，为生物医疗、国防军事以及航空航天等领域发展提供支撑。
(1)我国科研工作者基于丁二酮肟氨酯基团的多重反应性，研制了一种强韧、自愈的超级防护材料，其中的分子机制如图所示。
Cu在元素周期表中位于 区，M层中核外电子能量最高的电子云在空间有 个伸展方向。C、N、O第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)氧化石墨烯基水凝胶是一类新型复合材料，对氧化石墨烯进行还原可得到还原氧化石墨烯，二者的结构如图所示：
还原石墨烯中碳原子的杂化方式是 ，上图中氧化石墨烯转化为还原石墨烯时，1号C与其相邻C原子间键能的变化是 (填“变大”“变小”或“不变”)，二者当中在水溶液中溶解度更大的是 (填物质名称) ，原因为 。
(3)砷化硼是近期受到广泛关注的一种III- V 半导体材料。砷化硼为立方晶系晶体，该晶胞中原子的分数坐标为：
B：(0，0，0)；(，，0)；(，0，)；(0，，)
As：(，，)；(，，)；(，，)；(，，)
请在图中画出砷化硼晶胞的俯视图 ，已 知晶体密度为d g/cm3，As半径为a pm，假设As、B原子相切，则B原子的半径为 pm(写计算表达式)。
7．（2022·新疆·统考三模）硼元素作为农作物生长所需的微量元素之一，被形象的誉为“生殖元素”。硼也是一种用途广泛的化工原料，主要用于生产硼砂、硼酸和硼的各种化合物。请回答下列问题：
(1)基态硼原子的价电子轨道表示式为 ；与同周期的铍元素相比，硼的第一电离能小的原因是 。
(2)BF3的VSEPR模型为 ； BF3的键角大于NF3的键角，解释其原因 。
(3)碳化硼(B4C)硬度较大，可用于坦克车的装甲、避弹衣等。碳化硼的熔点为2350°C、沸点为3500°C，属于 晶体。 原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+ 表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的碳原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。
(4)氨硼烷( )是一种新型储氢材料，氨硼烷分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ+)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ-)，组成氨硼烷的各元素的电负性由大到小的顺序为 。
(5)硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子间通过氢键相连如图1，1molH3BO3晶体中有 mol 氢键。H3BO3微溶于水，与水有微弱反应生成[B(OH)4]-而使其水溶液呈弱酸性，写出该反应的离子方程式 。
(6)砷化硼的晶胞结构如图2，图3中矩形AA'C 'C是沿晶胞对角面取得截图。
①晶胞中各原子在矩形AA'C 'C中的位置为 ( 填编号)。
②若晶胞的边长为apm，阿伏加德罗常数的值为N0，则晶体的密度为 g ·cm-3(列出计算表达式)。
8．（2022·新疆·统考三模）许多元素及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有多种用途。请回答下列有关问题：
(1)现代化学中，常利用 上的特征谱线来鉴定元素。
(2)某同学画出的基态碳原子的核外电子排布图为，该电子排布图背了 。CH、—CH3、CH都是重要的有机反应中间体。CH、CH的空间构型分别为 、 。
(3)咪唑的结构为 。分子中的大π键可用符号π表示。其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π)。咪唑分子中的大π键可表示为 ，咪唑比环戊烯C5H8熔点高的主要原因是 。
(4)中孤电子对与π键比值为 ，碳原子的杂化方式为 。
(5)铁氮化合物是磁性材料研究中的热点课题之一，因其具有高饱和磁化强度、低矫顽力。有望获得较高的微波磁导率，具有极大的市场潜力。其四子格结构如图所示，已知晶体密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA。
①写出氮化铁中铁的堆积方式为 。
②该化合物的化学式为 。
③计算出Fe(II)围成的八面体的体积为 cm3。
9．（2022·新疆·统考二模）镁、铜、硼及其化合物在医药、国防、材料领域应用广泛。请回答下列问题：
(1)铜是重要的金属材料铜属于元素周期表中的 区元素，与铜同周期且基态原子最外层未成对电子数与基态铜原子相同的元素有 种。
(2)镁元素是人体必需的微量元素，其中起作用的是。碱性条件下，检验是否存在的化合物被称为“试镁灵”，其结构简式如图所示，其组成元素中第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)，分子中N原子的杂类型为 。
(3)氨硼烷是一种安全、高效的储氢材料，可由反应制得。
①的结构与乙烷相似，中存在配位键，提供孤电子对形成配位键的原子是 (填元素符号)。
②的空间构型为 ，的键角小于的键角，原因为 。
(4)一种由组成的化合物的立方晶胞如图所示：
①该化合物的化学式为 ，的配位数为 。
②填充在由阴离子构成的八面体空隙中，则八面体空隙的填充率为 。
③若距离最近的两个的核间距为表示阿伏加德罗常数的值，则晶胞密度为 。
10．（2022·新疆喀什·统考一模）中国紫-硅酸铜钡BaCuSi2O6被认为是人工制造的。这种紫色颜料在自然界中还未发现，而秦始皇陵兵马俑是已知的有确切出土地点和年代的最早使用它的实物。
(1)“中国紫”中基态铜离子的价层电子排布式为 。其发色中心是以铜离子为中心离子的配位化合物，其中提供孤对电子的是 元素。
(2)“埃及蓝”(CaCuSi2O6)是另一种古老的颜料，其合成原料为CaCO3，孔雀绿［Cu2(OH)2CO3]和砂子(SiO2)，而中国紫的合成是将CaCO3替换成BaCO3；碳酸根的空间构型为 。BaCO3的分解温度大于CaCO3，请从碳酸根稳定性角度说明原因： 。
(3)已知Cu、Zn的第二电离能分别为1957.9kJ·mol-1、1733.3kJ·mol-1，前者高于后者的原因是 。
(4)NaCl的晶胞结构如图所示，若将晶胞的面心和体心原子除去，顶点的Na换成U，棱心的Cl换成O，就得到UOx氧化物的晶胞结构。已知立方晶胞参数a=415.6pm，U的相对质量为238，则该氧化物的化学式为 。该晶体的密度为 g/cm3(列出计算表达式，已知阿伏加德罗常数为NA)。
11．（2021·新疆乌鲁木齐·统考二模）硫酸亚铁铵是一种蓝绿色的复盐，俗名为摩尔盐，化学式为(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O。它在空气中稳定，是重要的化工原料，用途十分广泛。该物质隔绝空气加强热会发生分解，一种分解方式可表示为：(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O=2NH3↑+FeO+2SO3↑+7H2O↑。请回答下列问题：
(1)基态铁原子的价电子排布式为 ，s电子的电子云形状为 。
(2)摩尔盐中的组成元素N、O的电负性大小顺序是 。
(3)SO2、SO3、SO是三种常见含硫微粒。
①SO微粒的立体构型为 ，SO2中心原子的杂化方式为 。
②固态SO3能以无限长链形式存在，结构如图1所示。与硫原子形成化学键更长的是 (填“桥氧”或“端基氧”)，理由是 。
(4)噻吩( )、吡咯( )都可与Fe3+形成配位化合物。在水中的溶解度噻吩 吡咯(填“＜”、“＞”或“=”)，理由是 。
(5)氧化亚铁的一种晶胞与氯化钠晶胞类似，如图2所示。
①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图2中原子1的坐标为(0，，)，则原子2的坐标为 。
②Fe2+处于O2﹣围成的 空隙中。(填“正四面体”或“正八面体”)
③该晶体的密度为ρg•cm﹣3，用N0表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞边长为 pm。
12．（2021·新疆·统考二模）我国科学家利用碲化锆(ZrTe2)和砷化镉(Cd3As2)为材料成功地验证了三维两字霍尔效应，并发现了金属—绝缘体的转换。回答下列问题：
(1)基态砷原子的价电子排布式为 。
(2)As与Ge、Se同周期且相邻，它们的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(3)与砷(As)同主族的N、P两种元素的氢化物水溶液的碱性：NH3＞PH3原因是 。
(4)含砷有机物“对氨基苯砷酸”的结构简式如图，砷原子轨道杂化类型为 。
(5)Cd2+与NH3形成的配离子[Cd(NH3)4]2+中，2个NH3被2个Cl-替代只得到1种结构，[Cd(NH3)4]2+的立体构型是 ，1mol[Cd(NH3)4]2+含 molσ键。
13．（2021·新疆乌鲁木齐·统考三模）铬、钛、锌的化合物在化工、医药等领域有着广泛应用。
(1)[Cr(H2O)4Cl2]Cl•2H2O是铬的重要配合物。
①写出铬元素基态原子的价层电子轨道表示式 。
②氧元素第一电离能I1=13.62 eV，氯元素第一电离能I1=12.97 eV，氧元素第一电离能大于氯元素第一电离能的主要原因是 。
③[Cr(H2O)4Cl2]Cl•2H2O中的配体是 。其配离子的两种同分异构体结构如图1所示，极性较小的是 (填“a”或“b”)。
(2)二氧化钛与COCl2(光气)、SOCl2(二氯亚硫)等氯化试剂反应可用于制取四氯化钛。
①COCl2分子的空间构型为 ，分子中σ键和π键的数目之比为 。
②SOCl2中心原子的杂化方式为 。
③四氯化钛沸点136.4 ℃，二氧化钛沸点2900 ℃，导致这种差异的主要原因是 。
(3)硒化锌(ZnSe)的晶胞结构如图2所示。
①图中“△”处所示离子均为 (填化学用语)。
②若该晶胞密度为ρ g•cm-3，硒化锌的摩尔质量为M g•mol-1。用NA代表阿伏加德罗常数的数值，则a、b原子核间距为 cm。
14．（2021·新疆克拉玛依·统考三模）钛(Ti)被称为“未来世界的金属”，广泛应用于国防、航空航天、生物材料等领域。请回答下列问题：
(1)基态Ti2+的价电子排布图 。与钛同周期的过渡元素中，基态原子未成对电子数最多的元素为 (写元素名称)。
(2)与钛同周期的第ⅡA族和ⅢA族两种元素中第一电离能较小的是 (写元素符号)，原因是 。
(3)四乙醇钛Ti(OCH2CH3)4能增加橡胶在金属表面的黏附性，该物质可溶于有机溶剂，常温下为淡黄色透明液体，其固体的晶体类型为 ；该物质中非金属元素的电负性从大到小的顺序 。
(4)钛的氯化物TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上，则TiCl4的空间构型为 。
(5)钙钛矿CaTiO3有两种构型(A型和B型)。
①其中A型的晶胞如图所示，晶胞边长为a nm，CaTiO3的相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为 g．cm-3。
②如果将晶胞原点移到Ca2+上，就是CaTiO3的B型结构。请在虚线框内图示画出B型晶胞的结构图。(注意请用黑色签字笔作图)
15．（2021·新疆·统考模拟预测）过渡金属元素种类众多，具有重要的用途，回答下列问题：
(1)Fe元素能形成化学式为[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3[三硝酸六尿素合铁( III)]的络合物，其中基态Fe3+的核外电子排布式为 ，尿素中C原子的杂化方式是 ，Fe3+比Fe2+稳定的原因是 。
(2)Ti广泛应用于航空航天行业，络合物[Ti(OH)2(H2O)4]2+中含有的化学键有
a.离子键 b.σ键 c.配位键 d.氢键
对比分析H2O、H2S、H2Se，沸点最低的是 ，键角最小的是 热稳定性最强的是 ： 钛酸亚铁(FeTiO3)与80%的硫酸反应可生成TiOSO4，写出与SO互为等电子体的一种分子的化学式： 。
(3)Mn 、Sn元素形成的一种磁性材料的单晶胞结构如图所示。
该晶胞中碳原子的原子坐标为 ，该晶体的化学式为 该晶体中距离Sn最近的Mn原子有 个 。
参考答案：
1．B
【分析】W、X、Y、Z是同周期主族元素，Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍，Y是O元素；W形成1个共价键，W是F元素；X能形成4个共价键，其中1个是配位键，X是B元素；Z形成4个共价键，Z是C元素；
【详解】A．四种元素中F的原子序数最大，故A正确；
B．同周期元素从左到右元素的非金属性增强，非金属性强弱顺序为F>O>C>B，故B错误；
C．根据图示，阴离子中所有原子均满足8电子稳定结构，故C正确；
D．C、O两元素组成的CO分子为极性分子，CO2分子为非极性分子，故D正确；
选B。
2．(1) 3
(2) (TiO) CCl4、SiF4等
(3) C
【详解】（1）Ti是22号元素，基态Ti原子的价电子为3d24s2，所以其基态价电子排布图为，Ni是28号元素，基态Ni原子的价电子为3d84s2，未成电子数为2，同周期中未成对电子数与Ni相同的有Ti(3d24s2)、Ge(4s24p2)和Se(4s24p4)共3种，故答案为：，3；
（2）该阳离子中每个Ti原子连接2个O原子、每个O原子连接2个Ti原子，则O、Ti原子个数之比为1∶1，该离子中Ti为＋4价，所以该阳离子为(TiO)；中含有5个原子、32个价电子，平均价电子为6.4，其等电子体的分子只能是价电子为7个的4个原子与价电子为4个的1个原子形成的分子，可能的等电子体分式为：CCl4等，故答案为：(TiO)，CCl4、SiF4等；
（3）①Ti(CO)6的配位原子是C，[Ti(H2O)6]Cl3的配位原子是O，[Ti(NH3)6]Cl3的配位原子是N，根据同周期元素从左右到电负性依次增大，所以电负性由小到大的顺序是C
③由于NH3中存在1对孤电子对，形成络离子后则不存在孤电子对，转化为成键电子对，而孤电子对对成键电子对的排斥作用＞成键电子对对成键电子对的排斥作用，故[Ti(NH3)6]Cl3，中∠H-N-H大于单个氨气分子中∠H-N-H；
（4）晶胞中D、B的原子坐标为(0.69，0.69，0)，(0.81，0.19，0.5)。已知晶胞含对称中心，0.81+0.19=1,0.5+0.5=1,0.69+0.31=1，根据D、B的原子坐标，推测出A的原子坐标为(0.31，0.31，0)。该晶胞中B、C两个氧原子之间的核间距，则；每个晶胞中含有Ti原子的个数为8×＋1＝2，O原子的个数为4×＋2＝4，则晶胞的密度；故答案为：(0.31，0.31，0)，，。
3．(1) 3 CD 3
(2) ＞ C
(3) 2 4
(4) 3：1 D g•cm-3
【详解】（1）B为5号元素，电子排布为1s22s22p1，核外电子的空间运动状态即电子所占据的轨道数位1+1+1=3。当高能级的电子跃迁到低能级时伴随发光，即可采集到发射光谱。选项中处于激发态的有C、D。同一周期从左往右第一电离能逐渐增大，此外由于ⅡA族为ns2全满稳定同时ⅤA族核外电子排布为ns2np3半满结构稳定第一电离能大，所以第一电离能：B
A．SiHCl3和AlH3中的H均为-1价，不能形成双氢键，A项不符合题意；
B．C3H6和C2H6中的H均为+1价，不能形成双氢键，B项不符合题意；
C．B2H6中H显负价而HCN中的H为+1，两者能形成双氢键，C项符合题意；
故选C。
答案为>；C；
（3）B采取sp2和sp3杂化，共两种杂化方式。从图标记看 该粒子中有4种不同环境的O。答案2；4；
（4）从晶胞看，每个晶胞中含有4个B原子，每个B连接了4个P即有4个B-P键，但每个B最外层电子数为3能形成3个一般共价键，另外一根为配位键。所以比值为(3×4)：(1×4)=3:1。晶胞的上下面心的B被截取在了该矩形的AC、C'A'中心，而4个顶点在矩形的顶点。下端的两个P原子在该矩形面靠近C'A'边，所以选D项。B原子和P原子的距离为apm为八分之一小立方体的体对角线的一半即=a（l为晶胞的边长）得晶胞边长l= 。密度为= 。答案为3:1；D；。
4．(1)六
(2) AD D 非极性 sp3
(3) C>Be>B 晶体硼和晶体硅均为原子晶体，硼原子半径小于硅原子半径，B-B 键键长比Si-Si键键长短，键能大，因此晶体硼熔点高于晶体硅
(4)BD
(5) 层状结构中没有自由移动的电子 12
【详解】（1）钕(Nd)为60号元素，在周期表中第六周期第ⅢB族；
（2）①基态Al原子核外电子排布为1s22s22p63s23p1，则铝原子激发态的电子排布式有A.1s22s22p63s13p2、D.1s22s22p63p3，B.1s22s22p63s2、C.1s22s22p63s23p2两者为离子；故选AD；3p轨道能量大于3s，故其中能量较高的是D；
②已知Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，则Al2Cl6属于非极性分子；分子中Al形成4个共价键，采取sp3杂化；
（3）同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，但是Be原子价电子为2s2全满稳定状态，电离能较大，故硼元素及与其同周期相邻两种元素第一电离能由大到小的顺序为C>Be>B；晶体硼和晶体硅均为共价晶体，硼原子半径小于硅原子半径，B-B 键键长比Si-Si键键长短，键能大，因此晶体硼熔点高于晶体硅；
（4）A．二茂铁的中心粒子与配体间存在配位键，且配体环戊二烯离子带1个单位负电荷，存在1个5中心6电子的大π键，故为键，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；羰基铁中，C提供孤电子对，配位原子为C原子，且配体与CN- 是等电子体，B正确；
C．羰基铁[ Fe(CO)5]、二茂铁[ Fe(C5H5)2]两种配合物的中心粒子分别为铁原子、亚铁离子，价电子排布图不同，C错误；
D．单键均为σ键，双键中含有1个σ键、1个π键，叁键含有1个σ键、2个π键；1分子羰基铁配体中存在5个σ键和10个π键，配体与中心原子形成5个配位键，故共有10个σ键和10个π键，则1mol羰基铁中有10NA个σ键和10NA个π键，D正确；
故选BD；
（5）①六方相氮化硼结构与石墨相似，但是其层状结构中没有自由移动的电子，故不导电；
②立方相氮化硼中，以底面面心的硼为例，离硼原子最近且等距离的硼原子上层、同层、下层各有4个，故共有12个；
③根据“均摊法”，晶胞中B的个数为，N的个数为4，若立方相氮化硼晶胞边长为104 nm，设NA为阿伏加德罗常数的值，则立方相BN晶体的摩尔体积=m3·mol-1。
5．(1) 11 4d15s2
(2) 6 O、N sp2 、sp3杂化
(3)正八面体
(4) 氧化剂 还原 1：2
【详解】（1）钪( Sc)为21号元素，则基态钪( Sc)原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d14s2，则基态钪( Sc)的原子核外电子占据的轨道数目共11个， 钪(Sc)的价电子排布式为3d14s2，钇(Y)位于元素周期表中钪(Sc)的下一周期，则钇( Y)的价电子排布式为4d15s2；故答案为：11；4d15s2。
（2）根据题中信息EDTA( )有两个氮和4个羟基氧能提供孤对电子，因此该物质是6齿配位体，它的配位原子为O、N，羧基碳原子价层电子对数为3，杂化类型为sp2，另外的碳原子价层电子对数为4，杂化类型为sp3；故答案为：6；O、N；sp2、sp3杂化。
（3）钪(Sc)离子在水中以稳定对称的[ Sc(H2O)6]3+存在，其中O−Sc−O的键角只有90度和180度两种，即钪(Sc)离子的前后左右上下与水中氧连接形成正八面体；故答案为：正八面体。
（4）①在氧化还原反应中，带正电荷的空穴(h+ )得到电子，化合价降低，因此空穴可视为氧化剂，根据图中信息得到A得到电子生成B，则A发生还原反应；故答案为：氧化剂；还原。
②氧化铈的晶体结构如下图所示，大球为铈原子，个数为，小球为氧原子，个数为8，其中铈原子和氧原子的数量之比为1：2，若晶体密度为d g∙cm−3，阿伏加德罗常数为NA，，解得；故答案为：1：2；。
6．(1) ds 5 N＞O＞C
(2) sp3和sp2 变大 氧化石墨烯 氧化石墨烯中 含有的羟基和羧基更多，与水分子间形成的氢键更多，溶解度更大
(3)
【解析】(1)
Cu位于第四周期ⅠB族，价电子排布为3d104s1，在元素周期表中位于ds区，M层中核外电子能量最高的电子在3d能级，d能级有5个轨道，电子云在空间有5个伸展方向。同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势，N原子2p能级半充满，结构稳定，N原子第一电离能大于同周期相邻元素，所以C、N、O第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。
(2)
还原石墨烯中，有单键碳原子和双键碳原子，单键碳原子形成4个σ键，有4个杂化轨道，碳原子的杂化方式是sp3；双键碳原子形成3个σ键，有3个杂化轨道，碳原子的杂化方式是sp2；，上图中氧化石墨烯转化为还原石墨烯时，1号C与其相邻C原子间由单键变为双键，键能变大，氧化石墨烯中含有的羟基和羧基更多，与水分子间形成的氢键更多，二者当中在水溶液中溶解度更大的是氧化石墨烯。
(3)
根据各原子分数坐标，可知B原子在晶胞的顶点和面心，As原子位于B构成的四面体的中心，砷化硼晶胞的俯视图为，根据均摊原则，B原子数为、As原子数为4，已知晶体密度为d g/cm3 ，则晶胞边长为，As半径为a pm、B原子半径为r，假设As、B原子相切，则体对角线为2个As和2个B原子直径的和，，则B原子的半径为r=pm。
7．(1) Be的核外电子排布式为1s22s2， 2s能级为全满状态，p能级为全空状态，而B的2p能级上有一个单电子，因此I1(Be)＞I1(B)
(2) 平面(正)三角形 BF3中B采用sp2杂化，没有孤电子对，键角为120°，NF3中N采用sp3杂化，有一一个孤电子对，键角小于109° 28'
(3) 原子(或共价) +1或-1
(4)N＞H＞B
(5) 3 H3BO3+ H2O+ H+
(6) B
【分析】根据核外电子排布三原则进行书写电子式和轨道表示式，利用价层电子对互斥理论判断分子的空间构型，利用杂化轨道理论判断分子构型及键角的大小；利用分子的结构判断氢键，根据均摊法计算氢键及晶胞中原子个数，利用密度公式进行计算密度；
【详解】（1）根据硼原子的价电子排布式利用鲍利不相容原理进行书写轨道表示式：；根据洪特规则判断处于电子排布处于全满状态时能量低稳定，Be的核外电子排布式为1s22s2， 2s能级为全满状态，p能级为全空状态，而B的2p能级上有一个单电子，因此I1(Be)＞I1(B)；故答案为：；Be的核外电子排布式为1s22s2， 2s能级为全满状态，p能级为全空状态，而B的2p能级上有一个单电子，因此I1(Be)＞I1(B)；
（2）根据杂化轨道理论计算，BF3中中心原子B形成3个共价键，没有孤对电子，故价层电子对数为3，故空间构型是平面三角形，故答案为：平面三角形；BF3中B采用sp2杂化，没有孤电子对，键角为120°，NF3中N采用sp3杂化，有一一个孤电子对，孤对电子与σ键之间的作用力大于σ键与σ键之间的作用锂，故键角小于109° 28'；故答案为BF3中B采用sp2杂化，没有孤电子对，键角为120°，NF3中N采用sp3杂化，有一一个孤电子对，键角小于109° 28'；
（3）根据碳化硼(B4C)硬度较大，可用于坦克车的装甲、避弹衣等。碳化硼的熔点为2350°C、沸点为3500°C的性质判断它属于原子晶体，故答案为原子；碳原子的电子排布式为1s22s22p2其中2p轨道上有两个自旋方向相同的电子，故其价电子自旋磁量子数的代数和为+1或-1；故答案为+1或-1；
（4）根据电负性的定义判断，电负性越大吸引电子的能力越大，利用化合价的正负可以判断吸引电子的能力，从而判断电负性的大小为：N＞H＞B，故答案为N＞H＞B；
（5）根据图象利用均摊法进行判断，每个硼酸在平面结构中形成了6个氢键，而每个氢键又连着两个硼酸，故每个硼酸实质含有的氢键是3个，故答案为3；H3BO3与水有微弱反应生成[B(OH)4]-而使其水溶液呈弱酸性，离子方程式为：H3BO3+ H2O+ H+；故答案为H3BO3+ H2O+ H+；
（6）砷化硼的晶胞结构类似于金刚石的晶胞，As原子在晶胞内互不相临的四个小立方体的体心，根据图示判断选答案B；根据晶胞均摊法，实际含有的B原子是，实际含有As的原子个数为4个，根据密度计算公式进行计算；故答案为：；
【点睛】此题考查物质结构，利用价层电子互斥理论和杂化轨道理论判断分子的空间构型，利用常见物质的性质可以判断晶体的类型，注意晶胞的计算可以利用常见晶胞进行类比解答。
8．(1)原子光谱
(2) 洪特规则 平面三角形 三角锥形
(3) π 咪唑分子间存在氢键
(4) 5：3 sp、sp2
(5) 面心立方最密堆积 Fe4N
【详解】（1）用光谱仪器摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱总称原子光谱，不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同，所以可以利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素；
（2）由题中图示可知，2p轨道上的2个电子没有分占不同的轨道，且自旋方向相同，故该电子排布图违背了洪特规则。CH中的碳原子价层电子对数为n=3+=3+0=3，孤电子对数为0，则CH的中心碳原子是sp2杂化，空间构型为平面三角形，CH中心原子的价层电子对数为n=3+=3+1=4，孤电子对数为1，则CH的中心碳原子是sp3杂化，空间构型为三角锥形；
（3）在形成大π键过程中每个原子首先形成单键，余下的最外层单电子或者孤对电子成大π键，则有电子3×1+2×2-1=6，故咪唑分子中的大π键可表示为π；咪唑分子间存在氢键，故咪唑比环戊烯C5H8熔点高；
（4）分子 中N原子上各有一个孤电子对，共有5个孤电子对，C=N双键中含有一个π键，CN含有两个π键，共有3个π键，故孤电子对与π键比值为5：3；双键碳为sp2杂化，三键碳为sp杂化；
（5）①晶胞中Fe原子位于顶点和面心位置，类似于Cu晶体的堆积方式，所以晶胞中铁的堆积方式为面心立方最密堆积；
②晶胞中Fe原子数为，N原子位于体心，数目1个，所以氮化铁的化学式Fe4N；
③晶胞中Fe原子数为，N原子数目为1，氮化铁的化学式Fe4N，则晶胞质量，若晶胞边长为a cm，则晶胞质量，，Fe( II)围成的八面体相当于两个正四棱锥，底面为正方形，对角线长为晶胞边长，并且两对角线相互垂直，，正四棱锥的高等于，根据，八面体体积。
9．(1) 4
(2)
(3) N 直线 中的O原子和中的C原子的杂化方式相同，但O原子上有2个孤电子对，孤电子对与键合电子对之间的斥力比成键电子对之间的斥力大，导致水的键角变小
(4) 6 75
【详解】（1）属于区元素，与同周期且基态原子最外层未成对电子数与相同的元素有，共4种；
（2）“试镁灵”中由四种元素组成，第一电离能由大到小的顺序为；分子中氮氮双键和硝基中的氮原子均为杂化；
（3）①的结构与乙烷相似，结构为，B原子提供空轨道，N原子提供孤对电子；②的空间构型为直线；中的O原子和中的C原子的杂化方式相同，但O原子上有2个孤电子对，孤电子对与键合电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，故水的键角小于甲烷的键角；
（4）①根据均摊法可知，1个晶胞中含有3个、1个和3个，故该化合物的化学式为；由晶胞结构可知的配位数为6；
②晶胞中由阴离子构成的八面体空隙有4个，3个填充在八面体空隙中，八面体空隙的填充率为；
③若距离最近的两个间距为，则晶胞边长为，晶胞密度为。
10． 3d9 O 平面正三角形 碳酸盐分解过程中当阳离子半径较小时，更易结合氧离子生成氧化物，Ca2+的半径小于Ba2+，更易结合CO中的O2-，因此CaCO3更容易分解 Zn的价电子排布式为3d104s2，Cu的价电子排布式为3d104s1，Cu失去一个电子内层达到饱和，再失去一个电子比较困难，Zn失去一个电子价层变为3d104s1，再失去一个电子比Cu+容易，所以Cu的第二电离能大于Zn的第二电离能； UO3
【分析】“中国紫”中均具有Cun+离子，n=2，基态时该阳离子的价电子为其3d能级上的9个电子；“中国蓝”的发色中心是以Cun+为中心离子的配位化合物，该配合物中铜离子提供空轨道、O原子提供孤电子对；根据价层电子对互斥理论分析原子的杂化类型、空间构型；碳酸盐分解过程中当阳离子半径较小时，更易结合氧离子生成氧化物；立方晶胞中，面心粒子占，顶点粒子占，体心粒子为整个晶胞所有，棱上粒子占，将NaCl晶胞中面心和体心的原子除去，顶点的Na换为U，棱心的C1换为O，得到UOx晶胞结构；根据晶体密度公式ρ=计算，其中z为一个晶胞的粒子数，Mr为一个粒子的相对质量，V为一个晶胞的体积。
【详解】(1)BaCuSi2O6中Cu元素化合价为+2价，基态时该阳离子的价电子为其3d能级上的9个电子，所以其价电子排布式为3d9。其发色中心是以铜离子为中心离子的配位化合物，该配合物中铜离子提供空轨道、O原子提供孤电子对，所以提供孤电子对的是O元素。故答案为：3d9；O；
(2)碳酸根中C提供4个电子，O不提供电子，加两个负电荷，6个电子形成3对电子，属于sp2杂化，平面正三角形。对于碱土金属，同主族从上到下离子半径递增，碳酸盐的热稳定性递增，则BaCO3比CaCO3稳定，碳酸盐分解过程中当阳离子半径较小时，更易结合氧离子生成氧化物，Ca2+的半径小于Ba2+，更易结合CO32-中的O2-，因此CaCO3更容易分解。故答案为：平面正三角形；碳酸盐分解过程中当阳离子半径较小时，更易结合氧离子生成氧化物，Ca2+的半径小于Ba2+，更易结合CO中的O2-，因此CaCO3更容易分解；
(3)Cu核外电子排布为[Ar]3d104s1，失去一个电子得到的Cu+核外电子排布为[Ar]3d10，3d轨道为全充满状态，而Zn核外电子排布为[Ar]3d104s2，4s2结构较稳定，失去一个电子后核外电子排布为[Ar]3d104s1，4s1结构不稳定，所以再失去一个电子时，Zn+更容易，即铜的第二电离能高于锌的第二电离能；故答案为：Zn的价电子排布式为3d104s2，Cu的价电子排布式为3d104s1，Cu失去一个电子内层达到饱和，再失去一个电子比较困难，Zn失去一个电子价层变为3d104s1，再失去一个电子比Cu+容易，所以Cu的第二电离能大于Zn的第二电离能；
(4)立方晶胞中，面心粒子占，顶点粒子占，体心粒子为整个晶胞所有，棱上粒子占，将NaCl晶胞中面心和体心的原子除去，顶点的Na换为U，棱心的C1换为O，得到UOx晶胞结构，则一个晶胞中U的个数为8×=1，O的数目为12×=3，则该氧化物的化学式为UO3；取1mol晶胞，则含有NA个晶胞，一个晶胞的体积为V0=a3=（415.6×10-10）cm3，1mol晶胞的质量为m=（238+16×3）g，则晶体的密度为ρ=g/cm3。故答案为：UO3；。
11．(1) 3d64s2 球形
(2)O＞N
(3) 三角锥形 sp2 桥氧 端基氧与硫原子形成双键，桥氧为硫氧单键，硫氧单键键长比硫氧双键大
(4) ＜ 吡咯能与水分子之间形成氢键，而噻吩不能
(5) (0，0，) 正八面体 ×1010
【详解】（1）铁的原子序数为26，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)，所以其价电子排布式为：3d64s2，s电子的电子云形状为球形，
故答案为：3d64s2；球形；
（2）元素周期表从下往上，从左往右，得电子能力越来越强，电负性越来越强，故电负性O＞N，
故答案为：O＞N；
（3）①SO中S原子价层电子对个数为3+(a﹣xb)=3+(6+2﹣2×3)=3+1=4，且含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该微粒空间构型为三角锥形，在SO2中中心S原子的价层电子对数=2+=3，所以S的杂化方式为sp2，
故答案为：三角锥形；sp2；
②端基氧与硫原子形成双键，桥氧为硫氧单键，硫氧单键键长比硫氧双键大，所以桥氧化学键键长更长；
故答案为：桥氧；端基氧与硫原子形成双键，桥氧为硫氧单键，硫氧单键键长比硫氧双键大；
（4）吡咯能与水分子之间形成氢键，而噻吩不能，故噻吩难溶于水，吡咯能溶于水，故水溶性噻吩＜吡咯，
故答案为：＜；吡咯能与水分子之间形成氢键，而噻吩不能；
（5）①分析可知，氧化亚铁的一种晶胞与氯化钠晶胞类似，依据原子1的坐标可知原子2的坐标为(0，0，)，
故答案为：(0，0，)；
②氯化钠型晶胞中，分析可知，Fe2+处于O2﹣围成的正八面体空隙中，
故答案为：正八面体；
③设晶胞边长为apm，晶胞质量中含有Fe2+数目为1+12×=4，O2﹣数目为8×+3=4，故晶胞质量为g，晶胞体积为(a×10-10)cm3，依据ρ=可知，a==×1010pm，
故答案为：×1010。。
12．(1)4s24p3
(2)As＞Se＞Ge
(3)电负性：N＞P，NH3更易结合水电离出的氢离子，促进水的电离
(4)sp3杂化
(5) 正四面体 16
【解析】（1）砷的原子序数为33，位于第四周期，第ⅤA族，基态砷原子的价电子排布式为4s24p3。
（2）As与Ge、Se同周期且相邻，由于As的4p轨道处于半满结构，能量低稳定，失去电子更难，它的第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大，所以它们的第一电离能由大到小的顺序为As＞Se＞Ge。
（3）N、P两种元素的氢化物水溶液的碱性：NH3＞PH3原因是：原子半径：N＜P，电负性：N＞P，NH3更易结合水电离出的氢离子，促进水的电离，故碱性：NH3＞PH3。
（4）由图可知，As的σ键数为4，无孤电子对，故砷原子轨道杂化类型为sp3杂化。
（5）[Cd(NH3)4]2+中，2个NH3被2个Cl﹣替代只得到1种结构，则[Cd(NH3)4]2+的立体构型是正四面体结构，1个[Cd(NH3)4]2+含4个配位键，含有12个N﹣H键，共含有16个σ键，故1mol[Cd(NH3)4]2+含16molσ键。
13．(1) 氧原子半径比氯原子半径小，氧原子对外层电子的束缚力比氯原子大 H2O、Cl- a
(2) 平面三角形 3：1 sp3 四氯化钛为分子晶体，二氧化钛为原子晶体
(3) Se2-
【详解】（1）①Cr是24号元素，根据构造原理，可知基态Cr原子核外电子排布式是[Ar] 3d54s1，所以Cr原子的价电子排布式为3d54s1，则其轨道表示式为；
②氧原子半径比氯原子半径小，氧原子对外层电子的束缚力比氯原子大，导致氧元素第一电离能比氯元素第一电离能大；
③根据[Cr(H2O)4Cl2]Cl•2H2O可知内界中的中心原子是Cr原子，配体是H2O、Cl-，由a、b两图可知：a图中分子对称，b分子不对称，可知a分子极性较小；
（2）①在COCl2中C=O键中含有1个σ键，1个π键，C与Cl原子之间以共价单键结合，共价单键为σ键，则COCl2分子内含有3个σ键、1个π键，则C原子为sp2杂化，中心C原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形，该分子中σ键与π键个数之比为3：1；
②SOCl2分子中中心原子S原子价层电子对数=3+，价层电子对数是4，故中心原子S杂化方式为sp3杂化；
③四氯化钛是由分子通过分子间作用力构成的分子晶体，分子间作用力比较弱，断裂消耗的能量少，因此物质的熔沸点比较低，而二氧化钛为原子之间通过共价键构成的原子晶体，共价键是一种强烈的相互作用，断裂消耗的能量很大，因此物质的熔沸点比较高，故二氧化钛沸点四氯化钛高；
（3）①由图2结构图可知： 黑球Zn2+的均在晶体内部，Zn2+的个数为4，白球Se2-在顶点8个，Se2-个数为8×=1个，“△”处所示离子均在面心上，个数为6×=3，由ZnSe化学式可知在晶体中Se2-和Zn2+的个数比为1：1，因此“△”处所示离子均为Se2-；
②一个晶胞中，含有Zn2+的数目为4，Se2-个数为4，一个晶胞的质量为g，设晶胞边长为x cm，则晶胞体积为V=x3 cm3，晶胞密度ρ=g•cm-3，可解得x=cm，Se2-和Zn2+原子核间距为体对角线的的，故Se2-和Zn2+原子核间距为cm。
14．(1) 铬
(2) Ga Ca核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子
(3) 分子晶体 O＞C＞H
(4)正四面体
(5)
【详解】（1）Ti为22号元素，其价电子排布式为：3d24s2，则Ti2+价电子排布式为3d2，对应排布图为：；与Ti同周期未成对电子数最多的元素为Cr元素，其价电子排布式为3d54s1，含有6个未成对电子，故此处填：铬；
（2）由于ⅡA族元素对应原子电子排布为全满稳定结构，其第一电离能比同周期ⅢA元素要大，故此处填Ga；原因为：Ca核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子；
（3）该物质常温下呈液态，说明其熔点较低，且可溶于有机溶剂，推测为分子晶体，故此处填：分子晶体；所含H、C、O三种非金属元素电负性强弱为：O＞C＞H；
（4）TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上，根据价层电子对互斥理论知，其空间构型为正四面体；
（5）①该晶胞中含有Ca2+：1个，Ti4+：个，O2-：个，即1个晶胞中含有1个CaTiO3，则其质量m= g，边长=a nm，即a×10-7 cm，则晶胞的体积V=( a×10-7)3 cm3，则其密度=；
②若将晶胞原点移到Ca2+上，即Ca2+位于晶胞顶点上，则Ti4+在晶胞的体心，O2-位于晶胞的面心，对应结构如图所示：。
15． 1S22S22P63S23P63d5 sp2 Fe3+的价层电子排布是3d5，处于半充满状态，比较稳定 bc H2S H2Se H2O SiF4、CCl4等 （ ，，） SnMn3O 12
【详解】(1)铁是26号元素，Fe3+的核外电子排布式为：1S22S22P63S23P63d5；尿素中C原子形成3 个键、没有孤对电子，故C原子采取sp2杂化，Fe3+的价层电子排布是3d5而Fe2+价层电子排布是3d6，3d5是半充满状态，能量低，比较稳定，故答案为：1S22S22P63S23P63d5；sp2；Fe3+的价层电子排布是3d5，处于半充满状态，比较稳定；
(2) 络合物[Ti(OH)2(H2O)4]2+中含有的 键和配位键，H2O、H2S、H2Se中H2O分子间存在氢键，沸点最大，热稳定性最强，H2S、H2Se为分子和组成相似的分子，相对分子质量越大，沸点越高，故三者中沸点：H2O>H2Se>H2S，由于配位原子相同，中心原子电负性逐渐减小，键电子对斥力减小，键角减小，故键角：H2O> H2S > H2Se，与SO互为等电子体的分子有SiF4、CCl4等，故答案为：bc；H2S；H2Se；H2O；SiF4、CCl4等;
(3)由A、B坐标可知，两最近Sn的距离为1，根据晶胞结构，C位于体心，故坐标为（ ，，），Sn位于顶点，有8 =1个，Mn位于面心有6 个，C位于体心，由晶胞结构可知与Sn最近的Mn有12个，故化学式为SnMn3O，故答案为：SnMn3O；12；
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