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2022-2023学年陕西省西安市阎良区高二（下）期末化学试卷（含解析）
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这是一份2022-2023学年陕西省西安市阎良区高二（下）期末化学试卷（含解析），共20页。试卷主要包含了单选题，简答题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年陕西省西安市阎良区高二（下）期末化学试卷
一、单选题（本大题共16小题，共48.0分）
1. 下列生活中的问题，不能用金属键理论知识解释的是( )
A. 用铁制品做炊具 B. 用金属铝制成导线 C. 用铂金做首饰 D. 铁易生锈
2. 以下能级符号正确的是( )
A. 2d B. 3f C. 3d D. 1p
3. 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是( )
A. 测定熔、沸点 B. 观察外形
C. 对固体进行X射线衍射 D. 通过比较硬度确定
4. 下列表述的现象与电子跃迁有关的是( )
A. 石墨导电 B. 海市蜃楼 C. 焰色反应 D. 平面镜成像
5. 基于构造原理填充顺序，下列原子轨道的能量大小比较，正确的是( )
A. E(4s)E(3p)
C. E(4s)
A. O2 B. H2S C. NH3 D. C2H4
7. 下列各组物质发生变化时，所克服的粒子间的作用(力)属同种类型的是( )
A. 碘和干冰的升华 B. 二氧化硅和生石灰的熔化
C. 氯化钠和铁的熔化 D. 乙醇的蒸发和氧化铝的熔化
8. 下列说法不正确的是( )
A. 原子核外电子排布，先排满K层再排L层、先排满M层再排N层
B. 从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道
C. 第四周期中满足价电子排布为4s1的元素只有K
D. 各能层含有的原子轨道数为n2(n为能层序数)
9. 下列微粒中，VSEPR模型与立体构型一致的是( )
A. NO2− B. NH4+ C. ClO3− D. SO32−
10. 将一块缺角的胆矾晶体悬置于饱和硫酸铜溶液中，一段时间后(温度不变)发现缺角的晶体变完整了(外形变规则了).则这段时间内晶体和溶液的质量变化分别是( )
A. 减小、增大 B. 增大、减小 C. 不变、不变 D. 不能确定
11. 下列有关晶体的叙述中，不正确的是( )
A. 含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体
B. 晶体中原子呈周期性有序排列，非晶体中原子排列相对无序
C. 晶胞是晶体中最小的平行六面体
D. 金属晶体可以是纯金属也可以是合金，合金形成的金属晶体硬度更大
12. 叠氮化钠( NaN3)热分解可得纯N2，反应为，下列说法正确的是( )
A. NaN3中的阴离子(N3−)与NO2互为等电子体
B. NaN3与KN3结构类似，前者晶格能较小
C. N位于元素周期表的s区
D. 钠晶胞是体心立方结构，每个晶胞含有2个钠原子
13. 有X、Y两种活性反应中间体微粒，均含有1个碳原子和3个氢原子，其球棍模型如图所示：(X)，(Y)。下列说法不正确的是( )
A. X的组成为CH3+ B. Y的组成为CH3−
C. X的价层电子对数为4 D. Y中键角小于120°
14. 原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)；B为(12,0,12)；C为(12,12,0)。则D原子的坐标参数为( )
A. ( 14，0，0 ) B. (0,14,0 ) C. ( 18，14，14 ) D. ( 14，14，14 )
15. 解释下列现象的原因不正确的是 ( )
选项
现象
原因
A
键的极性：H−O>N−H
非金属性差异越大，键的极性越小
B
白磷(P4)为正四面体分子
白磷分子中P−P键间的夹角是60°
C
分子内不同化学键之间存在一定的夹角
共价键具有方向性
D
可用CCl4萃取碘水中的I2
I2与CCl4均为非极性分子，而水是极性分子
A. A B. B C. C D. D
16. 胆矾CuSO4⋅5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4⋅H2O，其结构示意图如图：
下列有关胆矾的说法正确的是( )
A. Cu2+的价电子排布式为3d84s1
B. 所有氧原子都采取sp3杂化
C. 向此配合物溶液中加入BaCl2溶液，无白色沉淀产生
D. 胆矾中的水在不同温度下会分步失去
二、简答题（本大题共5小题，共52.0分）
17. C60、金刚石、石墨、CO2和硼化镁的结构模型如图所示．
(1)固态C60属于 ______ (填“原子”、“分子”或“离子”)晶体．
(2)1mol金刚石中含有C−C单键的数目约是 ______ NA．
(3)石墨是层状结构，图中仅表示出其中的一层结构，石墨层之间容易发生滑动，请说明原因： ______ ．
(4)CO2晶体中，每个CO2分子周围有 ______ 个与之紧邻且等距的CO2分子．
(5)在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，如图是该晶体一层的微观结构图，则硼化镁的化学式为 ______ ．
18. 臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+的催化下能将烟气中的SO2、NOx，分别氧化为SO42−和NO3−，NOx也可在其他条件下被还原为N2．
(1)SO42−中心原子的杂化轨道类型为 ______ ；NO3−的空间构型为 ______ ．
(2)写出一种与O3分子互为等电子体的分子： ______ (填化学式)．
(3)铁和氨气在640℃可发生置换反应，产物之一的晶胞结构如图所示，该反应的化学方程式为 ______ ．
(4)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成[Fe(NO)(H2O)5]2+以N原子与Fe2+形成配位键，画出配离子[Fe(NO)(H2O)5]2+的结构式： ______ (用“→”标出相应的配位键)．
(5)C、N、O元素的性质由大到小的顺序：电负性 ______ ；第一电离能 ______ ．
19. 三氟化氨(NF3)是一种新型电子材料的原料，它在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有HF、NO和HNO3，请根据要求回答下列问题：
(1)N≡N键的键能为942kJ⋅mol−1，N−N单键的键能为247kJ⋅mol−1，说明N2中的 ______ (填“σ”或“π”)键更稳定．
(2)NF3的沸点(154K)比NCl3(344K)低的原因是 ______ ．
(3)NF3是一种无色、无臭的气体，但NF3一旦在空气中泄漏，还是易于发现.你判断该气体泄漏时的现象是 ______ ．
(4)NH3⋅H2O的电离方程式为NH3⋅H2O⇌NH4++OH−，NH3溶于水后形成NH3⋅H2O的结构是 ______ ．
(5)斯图杰尔和阿佩里曼成功地在0℃以下将氟化物从细冰末的上面通过，得到毫克量的次氟酸，次氟酸的结构是 ______ ．
20. A、B、C、D、E、F、G是元素周期表前四周期常见的元素，且原子序数依次增大，其相关信息如表所示，请回答下列问题．
A
原子核外有6个电子
B
原子序数比A大1
C
基态原子中s电子总数与p电子总数相等
D
原子半径在同周期元素中最大
E
基态原子价层电子排布式为3s23p1
F
基态原子的最外层p轨道有2个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反
G
生活中使用最多的一种金属，其高价氯化物的盐溶液常用于刻蚀铜制印刷电路板
(1)A在元素周期表中的位置为 ______ ，画出基态B原子的轨道表示式 ______ ．
(2)F元素基态原子的最高能级具有的原子轨道数为 ______ ，该原子轨道呈 ______ 形.
(3)已知元素A、B形成的(AB)2链状分子中所有的原子都满足8电子稳定结构，则其分子中σ键与π键数目之比为 ______ ．
(4)C元素可形成G2+、G3+，其中较稳定的是G3+，原因是 ______ ．
(5)短周期元素M与元素E在周期表中的位置呈现对角线关系，已知元素M、F的电负性分别为1.5和3.0，预测它们形成的化合物是 ______ (填“离子”或“共价”)化合物.推测M的最高价氧化物对应的水化物 ______ (填“能”或“不能”)与D的最高价氧化物对应水化物发生反应．
21. 研究物质的微观结构，有助于人们理解物质变化的本质．
(1)已知NixO晶体的晶胞结构为NaCl型(如图)，由于晶体缺陷，x值小于1.测知NixO晶体密度ρ为5.71g⋅cm−3，晶胞边长为4.28×10−10m.求：(已知：4.283=78.4， 2=1.4，NA=6.02×1023mol−1)
①晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为 ______ m(精确至0.01)．
②与O2−距离最近且等距离的Ni离子围成的几何体形状是 ______ ．
③NixO中x的值为 ______ ．
(2)金晶体是面心立方最密堆积，立方体的每个面上5个金原子紧密堆砌(如图，其余各面省略)，金原子半径为acm，求：
①金晶体中最小的一个立方体含有 ______ 个金原子．
②金的密度为 ______ g⋅cm−3.(阿伏加德罗常数的值为NA，用含a的代数式表示，不必化简)
③金原子空间占有率为 ______ (列出计算式即可，不必化简)．
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、用铁制品做炊具，是利用了金属的导热性，金属容易导热是因为自由电子在运动时经常与金属离子碰撞而引起能量的交换，能用金属键理论知识解释，故A不选；
B、用金属铝制成导线，是利用金属的导电性，金属中存在金属阳离子和“自由电子”，当给金属通电时，“自由电子”定向移动而导电，能用金属键理论知识解释，故B不选；
C、用铂金做首饰，是因为有金属光泽，金属具有光泽是因为自由电子能够吸收可见光，能用金属键理论知识解释，故C不选；
D、铁易生锈，是因为铁中含有碳，易发生电化学腐蚀，与金属键无关，故D选；
故选：D．
金属具有导电性、导热性，具有金属光泽，均有金属键有关；铁易生锈是因为铁中含有碳，易发生电化学腐蚀，据此分析．
本题考查金属键与金属的物理性质的关系，难度不大，明确金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用是解答的关键．
2.【答案】C
【解析】解：s亚层在每一层上都有，p亚层至少在第二层及以上，d亚层至少在第三层及以上，f亚层至少在第四层及以上，即不存在3f、1p、2d，存在3d，
故选：C。
第一层(K层)上只有1s亚层，第二电子层(L层)只有2s和2p亚层，第三电子层(M层)只有3s、3p和3d亚层，第四电子层(N层)只有4s、4p、4d和4f亚层。
本题主要考查了能层和能级，题目难度不大，把握电子层和电子亚层之间的关系即可解答，侧重于考查学生的分析能力和应用能力。
3.【答案】C
【解析】解：晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，x射线衍射可以看到微观结构，而有些晶体的熔沸点较低，硬度较小，如Na等金属晶体，更不能通过颜色、硬度来判断，
故选：C。
常见的固体分为晶体和非晶体，晶体(单晶体和多晶体)和非晶体的区别：(1)单晶体有整齐规则的几何外形；(2)晶体有固定的熔点；(3)单晶体有各向异性的特点，注意多晶体既没有整齐规则的几何外形也没有各向异性的特点，结合常见晶体的物理性质的异同解答．
本题考查的是晶体和非晶体的区别，难度不大，注意晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列．
4.【答案】C
【解析】解：A.石墨导电与自由电子有关，与电子跃迁无关，故A错误；
B.海市蜃楼与光的反射有关，与电子跃迁无关，故B错误；
C.焰色试验是因为金属离子吸收能量，电子发生跃迁，形成不同的颜色的光，与电子跃迁有关，故C正确；
D.平面镜成像与光的反射有关，故D错误；
故选：C。
A.石墨导电与自由电子有关；
B.海市蜃楼与光的反射有关；
C.电子跃迁吸收能量，释放不同颜色的光；
D.平面镜成像与光的反射有关。
本题考查较为综合，涉及电子跃迁知识，为高考常见题型，侧重考查学生的分析能力，主要把握相关基础知识，难度不大。
5.【答案】A
【解析】解：A.依据分析可知，E(4s)
D.同一能层、同一能级电子能量相同，所以E(2px)=E(2py)，故D错误；
故选：A。
各能级能量由低到高的顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f…，据此判断。
本题考查了原子核外电子排布规律，解题的关键是对核外电子分层排布的特点的掌握，题目难度不大。
6.【答案】D
【解析】解：A.O2分子中只存在O=O非极性键，为非极性分子，故A错误；
B.H2S分子中只存在S−H极性键，分子为V形结构，正负电荷中心不重合，为极性分子，故B错误；
C.NH3分子中只存在N−H极性键，该分子为三角锥形结构，正负电荷中心不重合，为极性分子，故C错误；
D.C2H4为平面结构，分子中存在C−H极性键，存在C=C非极性键，正负电荷中心重合，为非极性分子，故D正确；
故选：D。
不同非金属元素的原子之间易形成极性键，正负电荷中心重合的分子为非极性分子。
本题考查化学键及分子极性判断，侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力，明确化学键类型判断方法、分子极性判断方法是解本题关键，题目难度不大。
7.【答案】A
【解析】解：A.碘和干冰都属于分子晶体，存在分子间作用力，碘和干冰的升华时克服的都是分子间作用力，故A正确；
B.二氧化硅为原子晶体，生石灰属于离子晶体，熔化时克服的作用力不同，故B错误；
C.氯化钠属于离子晶体，铁属于金属晶体，熔化时克服的作用力不同，故C错误；
D.乙醇属于分子晶体属于分子晶体，存在分子间作用力，氧化铝属于离子晶体，存在离子键，熔化时克服的作用力不同，故D错误．
故选A．
A.碘和干冰都属于分子晶体，存在分子间作用力；
B.二氧化硅为原子晶体，生石灰属于离子晶体；
C.氯化钠属于离子晶体，铁属于金属晶体；
D.乙醇属于分子晶体，氧化铝属于离子晶体．
本题考查不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别，题目难度不大，注意晶体类型的判断，侧重于考查学生对基础知识的应用能力．
8.【答案】A
【解析】解：A.M能层中3d能级的能量高于N能层中4s能级能量，填充完N层的4s能级后才能填充M层的3d能级，故A错误；
B.s轨道都是球形，2s轨道半径大于1s轨道半径，其空间包含了1s轨道，故B正确；
C.第四周期中满足价电子排布为4s1的元素，说明原子最外层电子数为1，只有K符号，故C正确；
D.各能层最多含有的电子数为2n2，每个原子轨道含有2个电子，所以各能层含有的原子轨道数为n2(n为能层序数)，故D正确；
故选：A。
A.3d能级的能量高于4s能级；
B.s轨道都是球形，2s轨道半径大于1s轨道半径；
C.第四周期中满足价电子排布为4s1的元素，说明原子最外层电子数为1；
D.各能层最多含有的电子数为2n2，每个原子轨道含有2个电子。
本题考查了电子的排布、能层、能级、原子轨道等知识点，题目难度不大，注意把握原子核外电子排布规律以及能层、能级、原子轨道等内容，试题培养了学生的灵活应用能力。
9.【答案】B
【解析】解：A．NO2−中N原子的价层电子对数为2+12(5+1−2×2)=2+1=3，含一对孤电子对，VSEPR模型为平面三角形，但立体构型为V形，两者不一致，故A错误；
B.NH4+中N原子的价层电子对数为4+12(5−1−4×1)=4+0，无孤电子对，VSEPR模型与立体构型一致，均为正四面体，故B正确；
C.ClO3−中Cl原子的价层电子对数为3+12(7+1−3×2)=3+1=4，含一对孤电子对，VSEPR模型为正四面体，但立体构型为三角锥，两者不一致，故C错误；
D.SO32−中S原子的价层电子对数为3+12(6+2−3×2)=3+1=4，含一对孤电子对，VSEPR模型为正四面体，但立体构型为三角锥，两者不一致，故，D错误；
故选：B。
当微粒的中心原子上无孤电子对时，则VSEPR模型与立体构型一致，据此分析。
本题考查了微粒的VSEPR模型与立体构型的区别，难度不大，应注意的是当中心原子上无孤电子对时，VSEPR模型与立体构型是一致的。
10.【答案】C
【解析】解：因为硫酸铜晶体和硫酸铜溶液存在着溶解平衡，即硫酸铜晶体不断溶解，溶液中的硫酸铜不断析出，由于在自然条件下结晶形成的晶体形状都是规则的，所以向饱和硫酸铜溶液中放入一小块缺角的胆矾晶体时硫酸铜晶体的形状会变得规则，而质量不发生变化，所以这段时间内晶体和溶液的质量变化都是不变。
故选C。
根据饱和硫酸铜溶液，加入小块硫酸铜晶体，利用溶解和结晶是同时进行的，单位时间内溶解的质量等于结晶出来的固体的质量来分析解答。
本题考查晶体的溶解平衡，应正确理解溶解和结晶是同时进行的，把握二者的关系是解答本题的关键，题目难度不大。
11.【答案】C
【解析】解：A.含有金属阳离子的晶体可能是金属晶体，不一定是离子晶体，故A正确；
B.晶体中原子呈周期性有序排列，这是与非晶体的区别，故B正确；
C.晶胞是从晶体的点阵中取出一个具有代表性的基本单元，不一定是平行六面体，故C错误；
D.金属晶体包含金属单质和合金，合金的硬度大于成分金属，所以合金形成的金属晶体硬度更大，故D正确；
故选：C。
A.含有金属阳离子的晶体可能是金属晶体；
B.晶体中原子呈周期性有序排列；
C.晶胞是从晶体的点阵中取出一个具有代表性的基本单元；
D.金属晶体包含金属单质和合金，合金的硬度大于成分金属。
本题考查化学键和晶体结构，侧重考查学生对晶胞结构的掌握情况，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度适中。
12.【答案】D
【解析】解：A.N3−的价电子数为3×5+1=16，NO2的价电子数为5+6×2=17，价电子数不相等，不能称为等电子体，故A错误；
B.Na+离子半径小于K+的离子半径，离子半径越小，晶格能越大，则NaN3晶格能大于KN3晶格能，故B错误；
C.N原子价层电子排布为2s22p3，位于元素周期表中第二周期第ⅤA族，故C错误；
D.钠晶胞是体心立方结构，即8个顶点有8个钠原子和体心有1个钠原子，钠晶胞中原子个数为1+8×18=2，故D正确；
故选：D。
A.原子个数相等，价电子数也相同的微粒为等电子体；
B.比较Na+和K+的离子半径大小，离子半径越小，晶格能越大；
C.N原子价层电子排布为2s22p3；
D.钠晶胞是体心立方结构，即8个顶点有8个钠原子和体心有1个钠原子。
本题考查等电子体、晶格能、晶体结构等，解题的关键是掌握等电子体的概念、晶格能与离子半径成反比，注意元素的电负性越大，气态氢化物的稳定性越强，不是单质的稳定性，为易错点，此题难度中等。
13.【答案】C
【解析】解：A.X的组成为CH3+，故A正确；
B.Y的组成为CH3−，故B正确；
C.X为平面三角形，价层电子对数为3，故C错误；
D.Y的空间结构为三角锥形，由于电子对之间的斥力：孤电子对−成键电子对>成键电子对−成键电子对，故Y中键角小于109°28′，故D正确；
故选：C。
X的空间结构为平面三角形，则碳原子为sp2杂化，因此价层电子对数3，由于含3个H原子，则中心碳原子无孤电子对，化学式为CH3+；Y的空间结构为三角锥形，则碳原子为sp3杂化，价层电子对数4，微粒中也含3个H原子，则中心碳原子有1个孤电子对，因此化学式CH3−，据此分析。
本题考查杂化类型、分子或离子的空间构型等知识，题目难度中等，注意杂化类型与空间构型的关系的判断，注意孤电子对个数对微粒空间构型的影响。
14.【答案】D
【解析】由A、B、C参数，可知A为坐标系原点，B处于前平面面心、C处于下底面面心，D与周围4个原子形成正四面体结构，D与顶点A的连线处于晶胞体对角线上，D处于到各个面的14处，由B、C参数可知晶胞棱长为1，故D到各坐标平面的距离均为14，故D的坐标参数为( 14，14，14 )，
故选：D。
15.【答案】A
【解析】解：A.非金属性越强，与H形成共价键的极性越大，则解释不合理，故A错误；
B.白磷是正四面体结构，四个顶点上分别占有一个P原子，键角为60°，故B正确；
C.共价键有方向性，沿轨道方向重叠可产生最大重叠，形成的键最稳定，这种成键的方向性决定了所形成分子的空间构型，所以分子内不同化学键之间存在一定的夹角，故C正确；
D.I2与CCl4均为非极性分子，而水是极性分子，根据相似相溶原理碘易溶于四氯化碳，可用CCl4萃取碘水中的I2，故D正确；
故选：A。
A.非金属性越强，与H形成共价键的极性越大；
B.白磷是正四面体结构，四个顶点上分别占有一个P原子；
C.共价键有方向性，沿轨道方向重叠可产生最大重叠，形成的键最稳定，所以分子内不同化学键之间存在一定的夹角；
D.根据相似相溶原理进行解答。
本题考查化学键及分子间作用力等知识点，侧重考查基础知识的掌握和灵活应用能力，明确相似相溶原理内涵、化学键与物质性质关系是解本题关键，注意：分子间作用力和氢键影响物质状态和熔沸点，不影响物质化学性质。
16.【答案】D
【解析】解：A.Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去4s、3d能级上各一个电子生成铜离子，铜离子电子排布式为[Ar]3d9，故A错误；
B.氧原子并不都是sp3杂化，该结构中的氧原子部分饱和，部分不饱和，杂化方式不同。从现代物质结构理论出发，硫酸根离子中S和非羟基O之间除了形成1个σ键之外，还形成了反馈π键，形成π键的电子不能处于杂化轨道上，O必须保留未经杂化的p轨道，就不可能都是sp3杂化，故B错误；
C.[Cu(H2O)4]SO4⋅H2O晶体溶于水后，作为外界的硫酸根离子可以电离出来，向此配合物溶液中加入BaCl2溶液，会生成白色沉淀BaSO4，故C错误；
D.由于胆矾晶体中水有两类，一类是形成配体的水分子，一类是形成氢键的水分子，结构上有着不同，因此加热过程中胆矾中的水会分步失去，故D正确；
故选：D。
A.Cu是29号元素，原子核外电子数为29，Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去4s、3d能级上各一个电子生成铜离子；
B.该结构中的氧原子部分饱和，部分不饱和，杂化方式不同；
C.[Cu(H2O)4]SO4⋅H2O晶体溶于水后，作为外界的硫酸根离子可以电离出来；
D.胆矾属于离子晶体以及胆矾晶体中水有两类，一类是形成配体的水分子，一类是形成氢键的水分子。
本题主要考查分子间作用力、杂化轨道、配合物的结构、化学键类型等知识，注重了对物质结构中常考考点的综合，题目难度中等。
17.【答案】分子 2 石墨层之间存在范德华力，范德华力比较微弱 12 MgB2
【解析】解：(1)固态C60是由60个C原子形成1个C60分子，分子之间以分子间作用力结合形成晶体，因此固态C60属于分子晶体，
故答案为：分子；
(2)在金刚石中每个C原子与相邻的4个C原子形成4个C−C键，每个C−C键为相邻的2个C原子形成，因此每个C原子形成的C−C共价键数目为4×12=2个，故1 mol金刚石中含有的C−C键数目是2NA，
故答案为：2；
(3)石墨是层状结构，石墨层之间容易发生滑动，这是由于石墨层之间存在范德华力，范德华力比较微弱，稍微用力就容易破坏层之间的分子间作用力，
故答案为：石墨层之间存在范德华力，范德华力比较微弱；
(4)干冰是分子晶体，CO2分子位于立方体的顶点和面心上，以顶点上的CO2分子为例，与它距离最近的CO2分子分布在与该顶点相连的12个面的面心上，
故答案为：12；
(5)由球大小可知，白色为Mg、黑色球为B，该晶体微观结构的透视图中，每个Mg原子周围有6个B原子，每个B原子为3个Mg原子共用，B原子个数为13×6=2，Mg、硼原子个数比为1：2，故硼化镁的化学式为MgB2，
故答案为：MgB2。
(1)固态C60属于分子晶体；
(2)在金刚石中每个C原子与相邻的4个C原子形成4个C−C键，每个C−C键为相邻的2个C原子形成，因此每个C原子形成的C−C共价键数目为4×12=2个；
(3)石墨是层状结构，石墨层之间容易发生滑动，石墨层之间存在范德华力，稍微用力就容易破坏层之间的分子间作用力；
(4)干冰是分子晶体，CO2分子位于立方体的顶点和面心上，以顶点上的CO2分子为例，与它距离最近CO2分子分布在与该顶点相连的12个面的面心上；
(5)由球大小可知，白色为Mg、黑色球为B，该晶体微观结构的透视图中，每个Mg原子周围有6个B原子，每个B原子为3个Mg原子共用，B原子个数为13×6=2，Mg、硼原子个数比为1：2；
本题考查物质结构与性质，涉及晶胞类型、化学键、分子间作用力、晶胞结构与计算等内容，其中晶胞计算为解题难点，需要结合均摊法进行分析，掌握基础为解题关键，整体难度适中。
18.【答案】sp3 平面三角形 SO2 O>N>C N>O>C
【解析】解：(1)SO42−中心原子S的价层电子对数为4+6+2−2×42=4，VSEPR模型为正四面体，S原子的杂化方式为sp3，NO3−中心原子N的价层电子对数为3+5+1−2×32=3，无孤电子对，则NO3−的VSEPR模型和空间构型均为平面三角形，
故答案为：sp3；平面三角形；
(2)与O3分子互为等电子体的分子中含有3个原子、价电子数是18，S和O原子的价电子数相等，则与O3互为等电子体的分子为SO2，
故答案为：SO2；
(3)根据晶胞结构可知，其化学式为：Fe4N，化学反应方程式为：，
故答案为：；
(4)[Fe(NO)(H2O)5]2+的配位体是连接中心离子Fe2+的分子NO、H2O，配离子[Fe(NO)(H2O)5]2+的结构式：，
故答案为：；
(5)C、N、O元素位于第二周期，原子序数逐渐增大，则电负性：O>N>C，同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族第一电离能大于其相邻元素，则第一电离能：N>O>C，
故答案为：O>N>C；N>O>C。
(1)SO42−中心原子S的价层电子对数为4+6+2−2×42=4，NO3−中心原子N的价层电子对数为3+5+1−2×32=3；
(2)与O3分子互为等电子体的分子中含有3个原子、价电子数是18；
(3)根据晶胞结构可知，其化学式为：Fe4N，根据原子守恒进行配平化学方程式即可；
(4)配位体是配离子内界中连接中心原子或离子的分子或离子；
(5)同周期从左到右电负性逐渐增大；同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族第一电离能大于其相邻元素。
本题考查物质结构和性质，涉及电负性及电离能、原子杂化类型判断、微粒空间构型判断、等电子体、配合物等知识，侧重考查基础知识的灵活运用能力，明确价层电子对互斥理论内涵、等电子体概念、配合物概念等知识是解本题关键，题目难度中等。
19.【答案】π NF3的相对分子质量小于NCl3的相对分子质量，NF3分子间作用力较小，故NF3的沸点(154K)比NCl3(344K)低 有白雾和红棕色气体生成 H−O−F
【解析】解：(1)N≡N的键能为942kJ⋅mol−1，N−N单键的键能为247kJ⋅mol−1，N=N键的键能为：942−247=695kJ⋅mol−1，此计算结果说明氮气中π键键能大，更稳定，
故答案为：π；
(2)分子组成和结构相似的，相对分子质量越大，沸点越高，NF3的相对分子质量小于NCl3的相对分子质量，分子间作用力较小，故NF3的沸点(154K)比NCl3(344K)低，
故答案为：NF3的相对分子质量小于NCl3的相对分子质量，NF3分子间作用力较小，故NF3的沸点(154K)比NCl3(344K)低；
(3)NO易与空气中氧气反应生成红棕色的NO2气体，同时生成的HF和HNO3易结合空气中的水蒸气形成酸雾，有刺激性气味，
故答案为：有白雾和红棕色气体生成；
(4)NH3溶于水后，形成的NH3⋅H2O中，NH3⋅H2O的电离方程式为NH3⋅H2O⇌NH4++OH−，可知结构中含有铵根和氢氧根的基本结构，NH3⋅H2O的结构为，
故答案为：；
(5)次氟酸是共价化合物，次氟酸的结构是H−O−F，
故答案为：H−O−F。
(1)N≡N的键能为942kJ⋅mol−1，N−N单键的键能为247kJ⋅mol−1，N=N键的键能为：942−247=695kJ⋅mol−1，据此解答；
(2)根据分子组成和结构相似的，相对分子质量越大，沸点越高判断；
(3)NO易与空气中氧气反应生成红棕色的NO2气体，同时生成的HF和HNO3易结合空气中的水蒸气形成酸雾，有刺激性气味；
(4)氨水的电离生成NH4+、OH−，说明NH3⋅H2O中O−H键发生断裂，来确定氨水的结构和成键情况；根据H2O与NH3分子极性以及二者之间形成氢键来分析NH3极易溶于水；
(5)次氟酸是共价化合物，据此写出结构式。
本题考查含氮化合物的性质以及氧化还原反应，题目难度中等，注意从化合价变化的角度分析氧化还原反应的有关概念和计算，注意把握题给信息，为解答该题的关键。
20.【答案】第二周期ⅣA族 3 哑铃 3：4 Fe2+的价电子为3d6，而Fe3+的价电子是3d5半充满稳定状态 共价化合物 能
【解析】解：由上述分析可知，A为C、B为N、C为O、D为Na、E为Al、F为Cl、G为Fe，
(1)A是C元素，位于第二周期ⅣA族；B是N元素，N元素核外电子排布式为1s22s22p3，基态原子的轨道表示式为，
故答案为：第二周期ⅣA族；；
(2)F元素为氯元素，最高能级为3p，有三个原子轨道，该原子轨道呈哑铃形，
故答案为：3；哑铃；
(3)元素A、B形成的(AB)2链状分子中所有原子都满足8电子稳定结构，结构式为N≡C−C≡N，单键为σ键，三键含有1个σ键与、2个π键，则其分子中σ键与π键数目之比为3：4，
故答案为：3：4；
(4)元素G为Fe，是26号元素，其价电子的排布式为3d64s2，Fe2+的价电子为3d6，而Fe3+的价电子为3d5，是半充满稳定状态，故Fe3+更稳定，
故答案为：Fe2+的价电子为3d6，而Fe3+的价电子是3d5半充满稳定状态；
(5)短周期元素M与元素E(Al)在周期表中的位置呈现对角线关系，则M为硼元素，已知元素B、Cl的电负性分别为1.5和3.0，二者电负性之差为3.0−1.5=1.5<1.7，则它们形成的化合物是共价化合物，硼元素的最高价氧化物对应水化物与氢氧化铝性质相似，能与NaOH反应，生成盐和水，
故答案为：共价化合物；能。
A、B、C、D、E、F、G是元素周期表前四周期常见元素，且原子序数依次增大，其中A原子核外有6种不同运动状态的电子，则A为C元素；B的原子序数比A大1，可知B为N元素；E的基态原子最外层电子排布式为3s23p1，则E为Al元素；D的原子半径在同周期元素中最大，原子序数大于碳且小于铝，故D为Na元素；C的基态原子中s电子总数与p电子总数相等，其原子序数小于钠，故核外电子排布式为1s22s22p4，故C为O元素；基态F原子的最外层p轨道有2个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反，其外围电子排布式为3s23p5，故F为Cl元素；G是生活中使用最多的一种金属，其高价氯化物的盐溶液常用于刻蚀铜制印刷电路板，则G为Fe元素，以此来解答。
本题考查位置、结构与性质，为高频考点，把握元素的位置、原子结构来推断元素为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意物质结构与性质的应用，题目难度中等。
21.【答案】3.00×10−10 正八面体 0.87 4 4×197(2 2a)3NA 4×43πa3(2 2a)3×100%
【解析】解：(1)①晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为面对角线的一半，即 22×4.28×10−10m=3.00×10−10，
故答案为：3.00×10−10；
②与O2−距离最近且等距离的Ni离子位于O2−的上下前后左右，6个镍离子形成正八面体形，
故答案为：正八面体；
③已知NixO晶体的晶胞结构为NaCl型，则晶胞中含有4个“NixO”，晶胞质量为4×(59x+16)NAg，晶胞体积为(4.28×10−8cm)3，根据ρ=mV可得，5.71g⋅cm−3=4×(59x+16)NAg(4.28×10−8)3cm3，x=0.97，
故答案为：0.87；
(2)①由金晶体是面心立方最密堆积可知，金原子位于晶胞顶点和面心，个数为8×18+6×12=4，
故答案为：4；
②晶胞质量为4×197NAg，设晶胞边长为xcm，由图可知， 2xcm=4acm，则x=2 2acm，晶胞体积为x3cm3=(2 2a)3cm3，金的密度ρ=mV=4×197NAg(2 2a)3cm3=4×197(2 2a)3NAg⋅cm−3，
故答案为：4×197(2 2a)3NA；
③设晶胞边长为xcm，由图可知， 2xcm=4acm，则x=2 2acm，金原子的总体积为4×43πa3cm3，晶胞体积为x3cm3=(2 2a)3cm3，金原子空间占有率为金原子总体积晶胞体积×100%=4×43πa3cm3(2 2a)3cm3×100%=4×43πa3(2 2a)3×100%，
故答案为：4×43πa3(2 2a)3×100%。
(1)①晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为面对角线的一半；
②与O2−距离最近且等距离的Ni离子位于O2−的上下前后左右；
③已知NixO晶体的晶胞结构为NaCl型，则晶胞中含有4个“NixO”，晶胞质量为4×(59x+16)NAg，晶胞体积为(4.28×10−8cm)3，根据ρ=mV可求得x；
(2)①由金晶体是面心立方最密堆积可知，金原子位于晶胞顶点和面心；
②晶胞质量为4×197NAg，设晶胞边长为xcm，由图可知， 2xcm=4acm，则x=2 2acm，晶胞体积为x3cm3=(2 2a)3cm3，根据ρ=mV计算金的密度；
③金原子的总体积为4×43πa3cm3，晶胞体积为x3cm3=(2 2a)3cm3，金原子空间占有率为金原子总体积晶胞体积×100%。
本题考查物质结构与性质，掌握晶胞结构和计算是关键，侧重考查识图、分析、计算能力，题目难度中等。
2022-2023学年陕西省西安市阎良区高二（下）期末化学试卷
一、单选题（本大题共16小题，共48.0分）
1. 下列生活中的问题，不能用金属键理论知识解释的是( )
A. 用铁制品做炊具 B. 用金属铝制成导线 C. 用铂金做首饰 D. 铁易生锈
2. 以下能级符号正确的是( )
A. 2d B. 3f C. 3d D. 1p
3. 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是( )
A. 测定熔、沸点 B. 观察外形
C. 对固体进行X射线衍射 D. 通过比较硬度确定
4. 下列表述的现象与电子跃迁有关的是( )
A. 石墨导电 B. 海市蜃楼 C. 焰色反应 D. 平面镜成像
5. 基于构造原理填充顺序，下列原子轨道的能量大小比较，正确的是( )
A. E(4s)
C. E(4s)
A. O2 B. H2S C. NH3 D. C2H4
7. 下列各组物质发生变化时，所克服的粒子间的作用(力)属同种类型的是( )
A. 碘和干冰的升华 B. 二氧化硅和生石灰的熔化
C. 氯化钠和铁的熔化 D. 乙醇的蒸发和氧化铝的熔化
8. 下列说法不正确的是( )
A. 原子核外电子排布，先排满K层再排L层、先排满M层再排N层
B. 从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道
C. 第四周期中满足价电子排布为4s1的元素只有K
D. 各能层含有的原子轨道数为n2(n为能层序数)
9. 下列微粒中，VSEPR模型与立体构型一致的是( )
A. NO2− B. NH4+ C. ClO3− D. SO32−
10. 将一块缺角的胆矾晶体悬置于饱和硫酸铜溶液中，一段时间后(温度不变)发现缺角的晶体变完整了(外形变规则了).则这段时间内晶体和溶液的质量变化分别是( )
A. 减小、增大 B. 增大、减小 C. 不变、不变 D. 不能确定
11. 下列有关晶体的叙述中，不正确的是( )
A. 含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体
B. 晶体中原子呈周期性有序排列，非晶体中原子排列相对无序
C. 晶胞是晶体中最小的平行六面体
D. 金属晶体可以是纯金属也可以是合金，合金形成的金属晶体硬度更大
12. 叠氮化钠( NaN3)热分解可得纯N2，反应为，下列说法正确的是( )
A. NaN3中的阴离子(N3−)与NO2互为等电子体
B. NaN3与KN3结构类似，前者晶格能较小
C. N位于元素周期表的s区
D. 钠晶胞是体心立方结构，每个晶胞含有2个钠原子
13. 有X、Y两种活性反应中间体微粒，均含有1个碳原子和3个氢原子，其球棍模型如图所示：(X)，(Y)。下列说法不正确的是( )
A. X的组成为CH3+ B. Y的组成为CH3−
C. X的价层电子对数为4 D. Y中键角小于120°
14. 原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)；B为(12,0,12)；C为(12,12,0)。则D原子的坐标参数为( )
A. ( 14，0，0 ) B. (0,14,0 ) C. ( 18，14，14 ) D. ( 14，14，14 )
15. 解释下列现象的原因不正确的是 ( )
选项
现象
原因
A
键的极性：H−O>N−H
非金属性差异越大，键的极性越小
B
白磷(P4)为正四面体分子
白磷分子中P−P键间的夹角是60°
C
分子内不同化学键之间存在一定的夹角
共价键具有方向性
D
可用CCl4萃取碘水中的I2
I2与CCl4均为非极性分子，而水是极性分子
A. A B. B C. C D. D
16. 胆矾CuSO4⋅5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4⋅H2O，其结构示意图如图：
下列有关胆矾的说法正确的是( )
A. Cu2+的价电子排布式为3d84s1
B. 所有氧原子都采取sp3杂化
C. 向此配合物溶液中加入BaCl2溶液，无白色沉淀产生
D. 胆矾中的水在不同温度下会分步失去
二、简答题（本大题共5小题，共52.0分）
17. C60、金刚石、石墨、CO2和硼化镁的结构模型如图所示．
(1)固态C60属于 ______ (填“原子”、“分子”或“离子”)晶体．
(2)1mol金刚石中含有C−C单键的数目约是 ______ NA．
(3)石墨是层状结构，图中仅表示出其中的一层结构，石墨层之间容易发生滑动，请说明原因： ______ ．
(4)CO2晶体中，每个CO2分子周围有 ______ 个与之紧邻且等距的CO2分子．
(5)在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，如图是该晶体一层的微观结构图，则硼化镁的化学式为 ______ ．
18. 臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+的催化下能将烟气中的SO2、NOx，分别氧化为SO42−和NO3−，NOx也可在其他条件下被还原为N2．
(1)SO42−中心原子的杂化轨道类型为 ______ ；NO3−的空间构型为 ______ ．
(2)写出一种与O3分子互为等电子体的分子： ______ (填化学式)．
(3)铁和氨气在640℃可发生置换反应，产物之一的晶胞结构如图所示，该反应的化学方程式为 ______ ．
(4)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成[Fe(NO)(H2O)5]2+以N原子与Fe2+形成配位键，画出配离子[Fe(NO)(H2O)5]2+的结构式： ______ (用“→”标出相应的配位键)．
(5)C、N、O元素的性质由大到小的顺序：电负性 ______ ；第一电离能 ______ ．
19. 三氟化氨(NF3)是一种新型电子材料的原料，它在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有HF、NO和HNO3，请根据要求回答下列问题：
(1)N≡N键的键能为942kJ⋅mol−1，N−N单键的键能为247kJ⋅mol−1，说明N2中的 ______ (填“σ”或“π”)键更稳定．
(2)NF3的沸点(154K)比NCl3(344K)低的原因是 ______ ．
(3)NF3是一种无色、无臭的气体，但NF3一旦在空气中泄漏，还是易于发现.你判断该气体泄漏时的现象是 ______ ．
(4)NH3⋅H2O的电离方程式为NH3⋅H2O⇌NH4++OH−，NH3溶于水后形成NH3⋅H2O的结构是 ______ ．
(5)斯图杰尔和阿佩里曼成功地在0℃以下将氟化物从细冰末的上面通过，得到毫克量的次氟酸，次氟酸的结构是 ______ ．
20. A、B、C、D、E、F、G是元素周期表前四周期常见的元素，且原子序数依次增大，其相关信息如表所示，请回答下列问题．
A
原子核外有6个电子
B
原子序数比A大1
C
基态原子中s电子总数与p电子总数相等
D
原子半径在同周期元素中最大
E
基态原子价层电子排布式为3s23p1
F
基态原子的最外层p轨道有2个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反
G
生活中使用最多的一种金属，其高价氯化物的盐溶液常用于刻蚀铜制印刷电路板
(1)A在元素周期表中的位置为 ______ ，画出基态B原子的轨道表示式 ______ ．
(2)F元素基态原子的最高能级具有的原子轨道数为 ______ ，该原子轨道呈 ______ 形.
(3)已知元素A、B形成的(AB)2链状分子中所有的原子都满足8电子稳定结构，则其分子中σ键与π键数目之比为 ______ ．
(4)C元素可形成G2+、G3+，其中较稳定的是G3+，原因是 ______ ．
(5)短周期元素M与元素E在周期表中的位置呈现对角线关系，已知元素M、F的电负性分别为1.5和3.0，预测它们形成的化合物是 ______ (填“离子”或“共价”)化合物.推测M的最高价氧化物对应的水化物 ______ (填“能”或“不能”)与D的最高价氧化物对应水化物发生反应．
21. 研究物质的微观结构，有助于人们理解物质变化的本质．
(1)已知NixO晶体的晶胞结构为NaCl型(如图)，由于晶体缺陷，x值小于1.测知NixO晶体密度ρ为5.71g⋅cm−3，晶胞边长为4.28×10−10m.求：(已知：4.283=78.4， 2=1.4，NA=6.02×1023mol−1)
①晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为 ______ m(精确至0.01)．
②与O2−距离最近且等距离的Ni离子围成的几何体形状是 ______ ．
③NixO中x的值为 ______ ．
(2)金晶体是面心立方最密堆积，立方体的每个面上5个金原子紧密堆砌(如图，其余各面省略)，金原子半径为acm，求：
①金晶体中最小的一个立方体含有 ______ 个金原子．
②金的密度为 ______ g⋅cm−3.(阿伏加德罗常数的值为NA，用含a的代数式表示，不必化简)
③金原子空间占有率为 ______ (列出计算式即可，不必化简)．
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、用铁制品做炊具，是利用了金属的导热性，金属容易导热是因为自由电子在运动时经常与金属离子碰撞而引起能量的交换，能用金属键理论知识解释，故A不选；
B、用金属铝制成导线，是利用金属的导电性，金属中存在金属阳离子和“自由电子”，当给金属通电时，“自由电子”定向移动而导电，能用金属键理论知识解释，故B不选；
C、用铂金做首饰，是因为有金属光泽，金属具有光泽是因为自由电子能够吸收可见光，能用金属键理论知识解释，故C不选；
D、铁易生锈，是因为铁中含有碳，易发生电化学腐蚀，与金属键无关，故D选；
故选：D．
金属具有导电性、导热性，具有金属光泽，均有金属键有关；铁易生锈是因为铁中含有碳，易发生电化学腐蚀，据此分析．
本题考查金属键与金属的物理性质的关系，难度不大，明确金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用是解答的关键．
2.【答案】C
【解析】解：s亚层在每一层上都有，p亚层至少在第二层及以上，d亚层至少在第三层及以上，f亚层至少在第四层及以上，即不存在3f、1p、2d，存在3d，
故选：C。
第一层(K层)上只有1s亚层，第二电子层(L层)只有2s和2p亚层，第三电子层(M层)只有3s、3p和3d亚层，第四电子层(N层)只有4s、4p、4d和4f亚层。
本题主要考查了能层和能级，题目难度不大，把握电子层和电子亚层之间的关系即可解答，侧重于考查学生的分析能力和应用能力。
3.【答案】C
【解析】解：晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，x射线衍射可以看到微观结构，而有些晶体的熔沸点较低，硬度较小，如Na等金属晶体，更不能通过颜色、硬度来判断，
故选：C。
常见的固体分为晶体和非晶体，晶体(单晶体和多晶体)和非晶体的区别：(1)单晶体有整齐规则的几何外形；(2)晶体有固定的熔点；(3)单晶体有各向异性的特点，注意多晶体既没有整齐规则的几何外形也没有各向异性的特点，结合常见晶体的物理性质的异同解答．
本题考查的是晶体和非晶体的区别，难度不大，注意晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列．
4.【答案】C
【解析】解：A.石墨导电与自由电子有关，与电子跃迁无关，故A错误；
B.海市蜃楼与光的反射有关，与电子跃迁无关，故B错误；
C.焰色试验是因为金属离子吸收能量，电子发生跃迁，形成不同的颜色的光，与电子跃迁有关，故C正确；
D.平面镜成像与光的反射有关，故D错误；
故选：C。
A.石墨导电与自由电子有关；
B.海市蜃楼与光的反射有关；
C.电子跃迁吸收能量，释放不同颜色的光；
D.平面镜成像与光的反射有关。
本题考查较为综合，涉及电子跃迁知识，为高考常见题型，侧重考查学生的分析能力，主要把握相关基础知识，难度不大。
5.【答案】A
【解析】解：A.依据分析可知，E(4s)
D.同一能层、同一能级电子能量相同，所以E(2px)=E(2py)，故D错误；
故选：A。
各能级能量由低到高的顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f…，据此判断。
本题考查了原子核外电子排布规律，解题的关键是对核外电子分层排布的特点的掌握，题目难度不大。
6.【答案】D
【解析】解：A.O2分子中只存在O=O非极性键，为非极性分子，故A错误；
B.H2S分子中只存在S−H极性键，分子为V形结构，正负电荷中心不重合，为极性分子，故B错误；
C.NH3分子中只存在N−H极性键，该分子为三角锥形结构，正负电荷中心不重合，为极性分子，故C错误；
D.C2H4为平面结构，分子中存在C−H极性键，存在C=C非极性键，正负电荷中心重合，为非极性分子，故D正确；
故选：D。
不同非金属元素的原子之间易形成极性键，正负电荷中心重合的分子为非极性分子。
本题考查化学键及分子极性判断，侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力，明确化学键类型判断方法、分子极性判断方法是解本题关键，题目难度不大。
7.【答案】A
【解析】解：A.碘和干冰都属于分子晶体，存在分子间作用力，碘和干冰的升华时克服的都是分子间作用力，故A正确；
B.二氧化硅为原子晶体，生石灰属于离子晶体，熔化时克服的作用力不同，故B错误；
C.氯化钠属于离子晶体，铁属于金属晶体，熔化时克服的作用力不同，故C错误；
D.乙醇属于分子晶体属于分子晶体，存在分子间作用力，氧化铝属于离子晶体，存在离子键，熔化时克服的作用力不同，故D错误．
故选A．
A.碘和干冰都属于分子晶体，存在分子间作用力；
B.二氧化硅为原子晶体，生石灰属于离子晶体；
C.氯化钠属于离子晶体，铁属于金属晶体；
D.乙醇属于分子晶体，氧化铝属于离子晶体．
本题考查不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别，题目难度不大，注意晶体类型的判断，侧重于考查学生对基础知识的应用能力．
8.【答案】A
【解析】解：A.M能层中3d能级的能量高于N能层中4s能级能量，填充完N层的4s能级后才能填充M层的3d能级，故A错误；
B.s轨道都是球形，2s轨道半径大于1s轨道半径，其空间包含了1s轨道，故B正确；
C.第四周期中满足价电子排布为4s1的元素，说明原子最外层电子数为1，只有K符号，故C正确；
D.各能层最多含有的电子数为2n2，每个原子轨道含有2个电子，所以各能层含有的原子轨道数为n2(n为能层序数)，故D正确；
故选：A。
A.3d能级的能量高于4s能级；
B.s轨道都是球形，2s轨道半径大于1s轨道半径；
C.第四周期中满足价电子排布为4s1的元素，说明原子最外层电子数为1；
D.各能层最多含有的电子数为2n2，每个原子轨道含有2个电子。
本题考查了电子的排布、能层、能级、原子轨道等知识点，题目难度不大，注意把握原子核外电子排布规律以及能层、能级、原子轨道等内容，试题培养了学生的灵活应用能力。
9.【答案】B
【解析】解：A．NO2−中N原子的价层电子对数为2+12(5+1−2×2)=2+1=3，含一对孤电子对，VSEPR模型为平面三角形，但立体构型为V形，两者不一致，故A错误；
B.NH4+中N原子的价层电子对数为4+12(5−1−4×1)=4+0，无孤电子对，VSEPR模型与立体构型一致，均为正四面体，故B正确；
C.ClO3−中Cl原子的价层电子对数为3+12(7+1−3×2)=3+1=4，含一对孤电子对，VSEPR模型为正四面体，但立体构型为三角锥，两者不一致，故C错误；
D.SO32−中S原子的价层电子对数为3+12(6+2−3×2)=3+1=4，含一对孤电子对，VSEPR模型为正四面体，但立体构型为三角锥，两者不一致，故，D错误；
故选：B。
当微粒的中心原子上无孤电子对时，则VSEPR模型与立体构型一致，据此分析。
本题考查了微粒的VSEPR模型与立体构型的区别，难度不大，应注意的是当中心原子上无孤电子对时，VSEPR模型与立体构型是一致的。
10.【答案】C
【解析】解：因为硫酸铜晶体和硫酸铜溶液存在着溶解平衡，即硫酸铜晶体不断溶解，溶液中的硫酸铜不断析出，由于在自然条件下结晶形成的晶体形状都是规则的，所以向饱和硫酸铜溶液中放入一小块缺角的胆矾晶体时硫酸铜晶体的形状会变得规则，而质量不发生变化，所以这段时间内晶体和溶液的质量变化都是不变。
故选C。
根据饱和硫酸铜溶液，加入小块硫酸铜晶体，利用溶解和结晶是同时进行的，单位时间内溶解的质量等于结晶出来的固体的质量来分析解答。
本题考查晶体的溶解平衡，应正确理解溶解和结晶是同时进行的，把握二者的关系是解答本题的关键，题目难度不大。
11.【答案】C
【解析】解：A.含有金属阳离子的晶体可能是金属晶体，不一定是离子晶体，故A正确；
B.晶体中原子呈周期性有序排列，这是与非晶体的区别，故B正确；
C.晶胞是从晶体的点阵中取出一个具有代表性的基本单元，不一定是平行六面体，故C错误；
D.金属晶体包含金属单质和合金，合金的硬度大于成分金属，所以合金形成的金属晶体硬度更大，故D正确；
故选：C。
A.含有金属阳离子的晶体可能是金属晶体；
B.晶体中原子呈周期性有序排列；
C.晶胞是从晶体的点阵中取出一个具有代表性的基本单元；
D.金属晶体包含金属单质和合金，合金的硬度大于成分金属。
本题考查化学键和晶体结构，侧重考查学生对晶胞结构的掌握情况，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度适中。
12.【答案】D
【解析】解：A.N3−的价电子数为3×5+1=16，NO2的价电子数为5+6×2=17，价电子数不相等，不能称为等电子体，故A错误；
B.Na+离子半径小于K+的离子半径，离子半径越小，晶格能越大，则NaN3晶格能大于KN3晶格能，故B错误；
C.N原子价层电子排布为2s22p3，位于元素周期表中第二周期第ⅤA族，故C错误；
D.钠晶胞是体心立方结构，即8个顶点有8个钠原子和体心有1个钠原子，钠晶胞中原子个数为1+8×18=2，故D正确；
故选：D。
A.原子个数相等，价电子数也相同的微粒为等电子体；
B.比较Na+和K+的离子半径大小，离子半径越小，晶格能越大；
C.N原子价层电子排布为2s22p3；
D.钠晶胞是体心立方结构，即8个顶点有8个钠原子和体心有1个钠原子。
本题考查等电子体、晶格能、晶体结构等，解题的关键是掌握等电子体的概念、晶格能与离子半径成反比，注意元素的电负性越大，气态氢化物的稳定性越强，不是单质的稳定性，为易错点，此题难度中等。
13.【答案】C
【解析】解：A.X的组成为CH3+，故A正确；
B.Y的组成为CH3−，故B正确；
C.X为平面三角形，价层电子对数为3，故C错误；
D.Y的空间结构为三角锥形，由于电子对之间的斥力：孤电子对−成键电子对>成键电子对−成键电子对，故Y中键角小于109°28′，故D正确；
故选：C。
X的空间结构为平面三角形，则碳原子为sp2杂化，因此价层电子对数3，由于含3个H原子，则中心碳原子无孤电子对，化学式为CH3+；Y的空间结构为三角锥形，则碳原子为sp3杂化，价层电子对数4，微粒中也含3个H原子，则中心碳原子有1个孤电子对，因此化学式CH3−，据此分析。
本题考查杂化类型、分子或离子的空间构型等知识，题目难度中等，注意杂化类型与空间构型的关系的判断，注意孤电子对个数对微粒空间构型的影响。
14.【答案】D
【解析】由A、B、C参数，可知A为坐标系原点，B处于前平面面心、C处于下底面面心，D与周围4个原子形成正四面体结构，D与顶点A的连线处于晶胞体对角线上，D处于到各个面的14处，由B、C参数可知晶胞棱长为1，故D到各坐标平面的距离均为14，故D的坐标参数为( 14，14，14 )，
故选：D。
15.【答案】A
【解析】解：A.非金属性越强，与H形成共价键的极性越大，则解释不合理，故A错误；
B.白磷是正四面体结构，四个顶点上分别占有一个P原子，键角为60°，故B正确；
C.共价键有方向性，沿轨道方向重叠可产生最大重叠，形成的键最稳定，这种成键的方向性决定了所形成分子的空间构型，所以分子内不同化学键之间存在一定的夹角，故C正确；
D.I2与CCl4均为非极性分子，而水是极性分子，根据相似相溶原理碘易溶于四氯化碳，可用CCl4萃取碘水中的I2，故D正确；
故选：A。
A.非金属性越强，与H形成共价键的极性越大；
B.白磷是正四面体结构，四个顶点上分别占有一个P原子；
C.共价键有方向性，沿轨道方向重叠可产生最大重叠，形成的键最稳定，所以分子内不同化学键之间存在一定的夹角；
D.根据相似相溶原理进行解答。
本题考查化学键及分子间作用力等知识点，侧重考查基础知识的掌握和灵活应用能力，明确相似相溶原理内涵、化学键与物质性质关系是解本题关键，注意：分子间作用力和氢键影响物质状态和熔沸点，不影响物质化学性质。
16.【答案】D
【解析】解：A.Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去4s、3d能级上各一个电子生成铜离子，铜离子电子排布式为[Ar]3d9，故A错误；
B.氧原子并不都是sp3杂化，该结构中的氧原子部分饱和，部分不饱和，杂化方式不同。从现代物质结构理论出发，硫酸根离子中S和非羟基O之间除了形成1个σ键之外，还形成了反馈π键，形成π键的电子不能处于杂化轨道上，O必须保留未经杂化的p轨道，就不可能都是sp3杂化，故B错误；
C.[Cu(H2O)4]SO4⋅H2O晶体溶于水后，作为外界的硫酸根离子可以电离出来，向此配合物溶液中加入BaCl2溶液，会生成白色沉淀BaSO4，故C错误；
D.由于胆矾晶体中水有两类，一类是形成配体的水分子，一类是形成氢键的水分子，结构上有着不同，因此加热过程中胆矾中的水会分步失去，故D正确；
故选：D。
A.Cu是29号元素，原子核外电子数为29，Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去4s、3d能级上各一个电子生成铜离子；
B.该结构中的氧原子部分饱和，部分不饱和，杂化方式不同；
C.[Cu(H2O)4]SO4⋅H2O晶体溶于水后，作为外界的硫酸根离子可以电离出来；
D.胆矾属于离子晶体以及胆矾晶体中水有两类，一类是形成配体的水分子，一类是形成氢键的水分子。
本题主要考查分子间作用力、杂化轨道、配合物的结构、化学键类型等知识，注重了对物质结构中常考考点的综合，题目难度中等。
17.【答案】分子 2 石墨层之间存在范德华力，范德华力比较微弱 12 MgB2
【解析】解：(1)固态C60是由60个C原子形成1个C60分子，分子之间以分子间作用力结合形成晶体，因此固态C60属于分子晶体，
故答案为：分子；
(2)在金刚石中每个C原子与相邻的4个C原子形成4个C−C键，每个C−C键为相邻的2个C原子形成，因此每个C原子形成的C−C共价键数目为4×12=2个，故1 mol金刚石中含有的C−C键数目是2NA，
故答案为：2；
(3)石墨是层状结构，石墨层之间容易发生滑动，这是由于石墨层之间存在范德华力，范德华力比较微弱，稍微用力就容易破坏层之间的分子间作用力，
故答案为：石墨层之间存在范德华力，范德华力比较微弱；
(4)干冰是分子晶体，CO2分子位于立方体的顶点和面心上，以顶点上的CO2分子为例，与它距离最近的CO2分子分布在与该顶点相连的12个面的面心上，
故答案为：12；
(5)由球大小可知，白色为Mg、黑色球为B，该晶体微观结构的透视图中，每个Mg原子周围有6个B原子，每个B原子为3个Mg原子共用，B原子个数为13×6=2，Mg、硼原子个数比为1：2，故硼化镁的化学式为MgB2，
故答案为：MgB2。
(1)固态C60属于分子晶体；
(2)在金刚石中每个C原子与相邻的4个C原子形成4个C−C键，每个C−C键为相邻的2个C原子形成，因此每个C原子形成的C−C共价键数目为4×12=2个；
(3)石墨是层状结构，石墨层之间容易发生滑动，石墨层之间存在范德华力，稍微用力就容易破坏层之间的分子间作用力；
(4)干冰是分子晶体，CO2分子位于立方体的顶点和面心上，以顶点上的CO2分子为例，与它距离最近CO2分子分布在与该顶点相连的12个面的面心上；
(5)由球大小可知，白色为Mg、黑色球为B，该晶体微观结构的透视图中，每个Mg原子周围有6个B原子，每个B原子为3个Mg原子共用，B原子个数为13×6=2，Mg、硼原子个数比为1：2；
本题考查物质结构与性质，涉及晶胞类型、化学键、分子间作用力、晶胞结构与计算等内容，其中晶胞计算为解题难点，需要结合均摊法进行分析，掌握基础为解题关键，整体难度适中。
18.【答案】sp3 平面三角形 SO2 O>N>C N>O>C
【解析】解：(1)SO42−中心原子S的价层电子对数为4+6+2−2×42=4，VSEPR模型为正四面体，S原子的杂化方式为sp3，NO3−中心原子N的价层电子对数为3+5+1−2×32=3，无孤电子对，则NO3−的VSEPR模型和空间构型均为平面三角形，
故答案为：sp3；平面三角形；
(2)与O3分子互为等电子体的分子中含有3个原子、价电子数是18，S和O原子的价电子数相等，则与O3互为等电子体的分子为SO2，
故答案为：SO2；
(3)根据晶胞结构可知，其化学式为：Fe4N，化学反应方程式为：，
故答案为：；
(4)[Fe(NO)(H2O)5]2+的配位体是连接中心离子Fe2+的分子NO、H2O，配离子[Fe(NO)(H2O)5]2+的结构式：，
故答案为：；
(5)C、N、O元素位于第二周期，原子序数逐渐增大，则电负性：O>N>C，同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族第一电离能大于其相邻元素，则第一电离能：N>O>C，
故答案为：O>N>C；N>O>C。
(1)SO42−中心原子S的价层电子对数为4+6+2−2×42=4，NO3−中心原子N的价层电子对数为3+5+1−2×32=3；
(2)与O3分子互为等电子体的分子中含有3个原子、价电子数是18；
(3)根据晶胞结构可知，其化学式为：Fe4N，根据原子守恒进行配平化学方程式即可；
(4)配位体是配离子内界中连接中心原子或离子的分子或离子；
(5)同周期从左到右电负性逐渐增大；同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族第一电离能大于其相邻元素。
本题考查物质结构和性质，涉及电负性及电离能、原子杂化类型判断、微粒空间构型判断、等电子体、配合物等知识，侧重考查基础知识的灵活运用能力，明确价层电子对互斥理论内涵、等电子体概念、配合物概念等知识是解本题关键，题目难度中等。
19.【答案】π NF3的相对分子质量小于NCl3的相对分子质量，NF3分子间作用力较小，故NF3的沸点(154K)比NCl3(344K)低 有白雾和红棕色气体生成 H−O−F
【解析】解：(1)N≡N的键能为942kJ⋅mol−1，N−N单键的键能为247kJ⋅mol−1，N=N键的键能为：942−247=695kJ⋅mol−1，此计算结果说明氮气中π键键能大，更稳定，
故答案为：π；
(2)分子组成和结构相似的，相对分子质量越大，沸点越高，NF3的相对分子质量小于NCl3的相对分子质量，分子间作用力较小，故NF3的沸点(154K)比NCl3(344K)低，
故答案为：NF3的相对分子质量小于NCl3的相对分子质量，NF3分子间作用力较小，故NF3的沸点(154K)比NCl3(344K)低；
(3)NO易与空气中氧气反应生成红棕色的NO2气体，同时生成的HF和HNO3易结合空气中的水蒸气形成酸雾，有刺激性气味，
故答案为：有白雾和红棕色气体生成；
(4)NH3溶于水后，形成的NH3⋅H2O中，NH3⋅H2O的电离方程式为NH3⋅H2O⇌NH4++OH−，可知结构中含有铵根和氢氧根的基本结构，NH3⋅H2O的结构为，
故答案为：；
(5)次氟酸是共价化合物，次氟酸的结构是H−O−F，
故答案为：H−O−F。
(1)N≡N的键能为942kJ⋅mol−1，N−N单键的键能为247kJ⋅mol−1，N=N键的键能为：942−247=695kJ⋅mol−1，据此解答；
(2)根据分子组成和结构相似的，相对分子质量越大，沸点越高判断；
(3)NO易与空气中氧气反应生成红棕色的NO2气体，同时生成的HF和HNO3易结合空气中的水蒸气形成酸雾，有刺激性气味；
(4)氨水的电离生成NH4+、OH−，说明NH3⋅H2O中O−H键发生断裂，来确定氨水的结构和成键情况；根据H2O与NH3分子极性以及二者之间形成氢键来分析NH3极易溶于水；
(5)次氟酸是共价化合物，据此写出结构式。
本题考查含氮化合物的性质以及氧化还原反应，题目难度中等，注意从化合价变化的角度分析氧化还原反应的有关概念和计算，注意把握题给信息，为解答该题的关键。
20.【答案】第二周期ⅣA族 3 哑铃 3：4 Fe2+的价电子为3d6，而Fe3+的价电子是3d5半充满稳定状态 共价化合物 能
【解析】解：由上述分析可知，A为C、B为N、C为O、D为Na、E为Al、F为Cl、G为Fe，
(1)A是C元素，位于第二周期ⅣA族；B是N元素，N元素核外电子排布式为1s22s22p3，基态原子的轨道表示式为，
故答案为：第二周期ⅣA族；；
(2)F元素为氯元素，最高能级为3p，有三个原子轨道，该原子轨道呈哑铃形，
故答案为：3；哑铃；
(3)元素A、B形成的(AB)2链状分子中所有原子都满足8电子稳定结构，结构式为N≡C−C≡N，单键为σ键，三键含有1个σ键与、2个π键，则其分子中σ键与π键数目之比为3：4，
故答案为：3：4；
(4)元素G为Fe，是26号元素，其价电子的排布式为3d64s2，Fe2+的价电子为3d6，而Fe3+的价电子为3d5，是半充满稳定状态，故Fe3+更稳定，
故答案为：Fe2+的价电子为3d6，而Fe3+的价电子是3d5半充满稳定状态；
(5)短周期元素M与元素E(Al)在周期表中的位置呈现对角线关系，则M为硼元素，已知元素B、Cl的电负性分别为1.5和3.0，二者电负性之差为3.0−1.5=1.5<1.7，则它们形成的化合物是共价化合物，硼元素的最高价氧化物对应水化物与氢氧化铝性质相似，能与NaOH反应，生成盐和水，
故答案为：共价化合物；能。
A、B、C、D、E、F、G是元素周期表前四周期常见元素，且原子序数依次增大，其中A原子核外有6种不同运动状态的电子，则A为C元素；B的原子序数比A大1，可知B为N元素；E的基态原子最外层电子排布式为3s23p1，则E为Al元素；D的原子半径在同周期元素中最大，原子序数大于碳且小于铝，故D为Na元素；C的基态原子中s电子总数与p电子总数相等，其原子序数小于钠，故核外电子排布式为1s22s22p4，故C为O元素；基态F原子的最外层p轨道有2个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反，其外围电子排布式为3s23p5，故F为Cl元素；G是生活中使用最多的一种金属，其高价氯化物的盐溶液常用于刻蚀铜制印刷电路板，则G为Fe元素，以此来解答。
本题考查位置、结构与性质，为高频考点，把握元素的位置、原子结构来推断元素为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意物质结构与性质的应用，题目难度中等。
21.【答案】3.00×10−10 正八面体 0.87 4 4×197(2 2a)3NA 4×43πa3(2 2a)3×100%
【解析】解：(1)①晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为面对角线的一半，即 22×4.28×10−10m=3.00×10−10，
故答案为：3.00×10−10；
②与O2−距离最近且等距离的Ni离子位于O2−的上下前后左右，6个镍离子形成正八面体形，
故答案为：正八面体；
③已知NixO晶体的晶胞结构为NaCl型，则晶胞中含有4个“NixO”，晶胞质量为4×(59x+16)NAg，晶胞体积为(4.28×10−8cm)3，根据ρ=mV可得，5.71g⋅cm−3=4×(59x+16)NAg(4.28×10−8)3cm3，x=0.97，
故答案为：0.87；
(2)①由金晶体是面心立方最密堆积可知，金原子位于晶胞顶点和面心，个数为8×18+6×12=4，
故答案为：4；
②晶胞质量为4×197NAg，设晶胞边长为xcm，由图可知， 2xcm=4acm，则x=2 2acm，晶胞体积为x3cm3=(2 2a)3cm3，金的密度ρ=mV=4×197NAg(2 2a)3cm3=4×197(2 2a)3NAg⋅cm−3，
故答案为：4×197(2 2a)3NA；
③设晶胞边长为xcm，由图可知， 2xcm=4acm，则x=2 2acm，金原子的总体积为4×43πa3cm3，晶胞体积为x3cm3=(2 2a)3cm3，金原子空间占有率为金原子总体积晶胞体积×100%=4×43πa3cm3(2 2a)3cm3×100%=4×43πa3(2 2a)3×100%，
故答案为：4×43πa3(2 2a)3×100%。
(1)①晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为面对角线的一半；
②与O2−距离最近且等距离的Ni离子位于O2−的上下前后左右；
③已知NixO晶体的晶胞结构为NaCl型，则晶胞中含有4个“NixO”，晶胞质量为4×(59x+16)NAg，晶胞体积为(4.28×10−8cm)3，根据ρ=mV可求得x；
(2)①由金晶体是面心立方最密堆积可知，金原子位于晶胞顶点和面心；
②晶胞质量为4×197NAg，设晶胞边长为xcm，由图可知， 2xcm=4acm，则x=2 2acm，晶胞体积为x3cm3=(2 2a)3cm3，根据ρ=mV计算金的密度；
③金原子的总体积为4×43πa3cm3，晶胞体积为x3cm3=(2 2a)3cm3，金原子空间占有率为金原子总体积晶胞体积×100%。
本题考查物质结构与性质，掌握晶胞结构和计算是关键，侧重考查识图、分析、计算能力，题目难度中等。
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