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人教版高二化学选修三 第三章晶体的结构与性质章末检测
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第三章 晶体的结构与性质章末检测一、单选题1．下面有关晶体的叙述中，不正确的是A．氯化铯晶体中，每个Cs+周围紧邻8个Cl-B．SiO2晶体为空间网状结构，由共价键形成的原子环中，最小的环上有12个原子C．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子D．金属铜属于六方最密堆积结构，金属镁属于面心立方最密堆积结构【答案】D【解析】【详解】A. CsCl的晶胞结构为，每个Cs+周围紧邻8个Cl-，A正确；B. SiO2晶体为空间网状结构，1个Si原子连有4个O原子，1个O原子周围连有2个Si硅原子，由共价键形成的原子环中，最小的环上有12个原子，B正确；C. 干冰的晶胞结构为，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子，C正确；D. 金属铜属于面心立方最密堆积结构，金属镁属于六方最密堆积结构，D错误；故合理选项为D。2．下列说法中错误的是A．从CH4、NH4+、SO42-为正四面体结构，可推测PH4+、PO43-也为正四面体结构B．1 mol金刚石晶体中，平均含有2 mol C—C键C．水的沸点比硫化氢的高，是因为H2O分子间存在氢键，H2S分子间不能形成氢键D．某气态团簇分子结构如图所示，该气态团簇分子的分子式为EF或FE【答案】D【解析】【详解】A．PH4+、PO43-中都形成4个σ键，且孤电子对数分别为0，则应为正四面体结构，选项A正确；B．金刚石晶体中，每个C原子与其它4个C原子形成共价键，且每2个C原子形成1个共价键，则1 mol金刚石晶体中，平均含有4mol×=2 molC-C键，选项B正确；C．氢键的作用力大于分子间作用力，H2O分子间存在氢键，H2S分子间不能形成氢键，导致水的沸点比硫化氢的高，选项C正确；D．团簇分子中含有4个E、4个F原子，分子式应为E4F4或F4E4，选项D错误。答案选D。3．下列原子半径大小顺序正确的是( )①1s22s22p3 ②1s22s22p63s23p3③1s22s22p5 ④1s22s22p63s23p2A．③＞④＞②＞① B．④＞③＞②＞①C．④＞③＞①＞② D．④＞②＞①＞③【答案】D【解析】【分析】根据核外电子排布式书写规律分析解答。【详解】①1s22s22p3是N元素，②1s22s22p63s23p3是P元素，③1s22s22p5是F元素，④1s22s22p63s23p2是Si元素，根据元素周期律分析可知，原子半径由大到小的顺序为：④＞②＞①＞③；答案选D。【点睛】本题考查同周期元素性质递变规律，原子半径比较：电子层数越多，原子半径越大；电子层数相同时，核电荷数越小，原子半径越大。4．现有不同状态的铜、锌中，失去1个电子需要的能量最大的是A．锌[Ar]3d104s2 B．锌[Ar]3d104s1 C．铜[Ar]3d104s1 D．铜[Ar]3d10【答案】D【详解】满层或者半满层电子结构较为稳定，难以失去电子，所以失去一个电子所需能量最大的为[Ar]3d10，故合理选项是D。5．下列有关化学用语表示正确的是A．中子数为1的氦原子：HeB．Na2O的电子式：C．S2－的结构示意图：D．基态O原子的轨道表示式：【答案】A【详解】A．He质子数为2，质量数=质子数+中子数=3，A正确；B．Na2O为离子构成，电子式应为：，B错误；C．S原子第三层得两个电子形成硫离子，故S2-结构示意图为：，C错误；D．同一能级上电子排布时优先单独占据一个轨道且自旋方向相同，故O原子轨道排布式为：，D错误；故答案选A。6．某元素的最常见的化合价为-2价，则该元素的原子最外电子层排列式是（ ）A．ns2 B．ns2np2 C．ns2np4 D．ns2np6【答案】C【详解】某元素的最常见的化合价为-2价，其最外层电子可能有6个电子，则最外层电子排布式为： ns2np4，答案为C。7．下列各项叙述中，正确的是（ ）A．Br-的核外电子排布式：B．Na的简化电子排布式： C．基态Cr原子的外围电子排布式：D．价电子排布为 4s24p3的元素位于第四周期第 ⅤA族，是 p区元素【答案】D【详解】A．Br-核外有36个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p6或[Ar]3d104s24p6，故A错误B．Na原子核外有11个电子，根据构造原理书写，Na原子简化的核外电子排布式为，故B错误；C．Cr原子核外有24个电子，在等价轨道上的电子排布全充满、半充满和全空的状态时，具有较低的能量和较大的稳定性，基态Cr原子外围电子排布式为，故C错误；D．价电子排布为 4s24p3的元素为As，有四个电子层，最外层电子数为5，位于第四周期第 ⅤA族，是 p区元素，故D正确；故答案为D。8．下列说法正确的是（ ）A．N2的电子式：B．基态碳原子的最外层电子轨道表达式：C．Zn2+的最外层电子排布式为3s23p63d10D．比例模型可以表示CH4分子，也可以表示CCl4分子【答案】C【详解】A．N2的电子式为，故A错误；B．基态碳原子的最外层电子排布式为2s22p2，轨道表达式为，故B错误；C．Zn2+的最外层电子排布式为3s23p63d10，故C正确；D．氢原子半径小于碳原子，氯原子半径大于碳原子，则比例模型可以表示CH4分子，不能表示CCl4分子，故D错误；故选：C。9．元素M的基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d105s25p5，下列有关元素M的说法正确的是A．M的最高正化合价为+5价 B．M是一种过渡元素C．常温下，M的单质呈液态 D．M的单质具有较强氧化性【答案】D【详解】A．元素M的基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d105s25p5，根据元素的最高正价等于其最外层电子数，故M的最高正化合价为+7价，A错误；B．元素M的基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d105s25p5可知M是第5周期第ⅦA元素，故M不是一种过渡元素，B错误；C．由B项分析可知，M是I元素，故常温下，M的单质呈固态，C错误； D．由M的电子排布式可知，最外层上有7个电子，反应中易得到1个电子达到8电子稳定结构，故M的单质具有较强氧化性，D正确；故答案为：D。10．以下列出的是一些基态原子的2p轨道和3d轨道中电子排布的情况，违反洪特规则的是A．①②③ B．②④⑥ C．④⑤⑥ D．③④⑥【答案】B【详解】洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。泡利原理：在一个原子轨里，最多容纳2个电子，且自旋状态相反。据此分析：①符合洪特规则，故①不符合题意；②该排布图违背洪特规则，故②符合题意；③违背泡利原理，故③不符合题意；④违背洪特规则，故④符合题意；⑤该排布图符合洪特规则和泡利原理，故⑤不符合题意；⑥违背洪特规则，故⑥符合题意；综上所述，选项B符合题意。故答案：B。11．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，基态X原子核外电子s能级电子数是p能级电子数的4倍，中电子总数为10，Z是电负性最大的元素。下列说法错误的是A．原子半径： B．分子的空间构型为三角锥形C．中Y的杂化类型为杂化 D．溶于水后，分子间存在氢键【答案】C【分析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，基态X原子核外电子s能级电子数是p能级电子数的4倍，则X核外电子排布为1s22s22p1，则X为B，Z是电负性最大的元素，则Z为F，中电子总数为10，则Y为N，W为H。【详解】A．根据层多径大，同电子层结构核多径小原则，原子半径：，故A正确；B．NF3分子价层电子对数为，因此空间构型为三角锥形，故B正确；C．N2H4的结构简式，分子中N原子价层电子对数为，N原子杂化类型为杂化，故C错误；D．NH3溶于水后，氨气和水之间，氨气和氨气之间，水分子和水分子之间都存在分子间氢键，故D正确。综上所述，答案为C。12．下列说法不正确的是 （ ）A．CS2中所有原子的最外层电子数均为8B．稳定性:HF>HCl>HBr>HIC．已知NH5为离子化合物，则固体NH5中阴阳离子个数比为1:1D．由多种元素组成的多原子分子中，一定只存在极性键【答案】D【详解】A. CS2的结构式为S=C=S，C、S原子均满足8电子结构，故A正确；B. 元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性F＞Cl＞Br＞I，所以HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，即稳定性：HF>HCl>HBr>HI，故B正确；C. NH5的电子式为，则固体NH5中阴阳离子个数比为1:1，故C正确；D. 由多种元素组成的多原子分子中，可能存在非极性键，如乙烷中的碳碳键，故D错误；故选D。13．砷化氢(AsH3)是一种无色、可溶于水的气体，其分子构型是三角锥形。下列关于AsH3的叙述中正确的是A．AsH3分子中有未成键的电子对 B．AsH3是非极性分子C．AsH3是强氧化剂 D．AsH3分子中的As－H键是非极性键【答案】A【详解】A．As原子最外层有5个电子，其中3根分别与氢原子形成共价键，剩余一对电子未参与成键，故A正确；B．砷化氢分子构型是三角锥形，所以正负电荷中心不重合，为极性分子，故B错误；C．处于最低价态的元素具有强还原性，As为-3价，处于最低价态，具有强还原性，故C错误；D．不同种元素之间形成的共价键极性键，故D错误；综上所述答案为A。14．下列叙述中，正确的是（ ）A．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同B．白磷分子空间构型为正四面体，键角为109°28＇C．11号到18号元素位于周期中同一周期，所以元素的电负性逐渐增大D．固态时能导电的晶体一定是金属晶体【答案】A【详解】A. 同一能级上的同一轨道上最多排2个电子，两个电子的自旋方向不同，其运动状态肯定不同，所以在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同，故A正确；B. 白磷分子的空间结构为正四面体型，四个磷原子分别在正四面体的四个顶点，键角为60°，故B错误；C. 11号到18号元素位于同一周期，元素的电负性逐渐增大，但0族元素除外，故C错误；D. 固态时能导电的晶体不一定是金属晶体，如石墨能导电，石墨不是金属晶体，故D错误；故选A。15．下列说法正确的是A．CHCl3是三角锥形B．H2O分子中氧原子为sp2杂化。其分子几何构型为V型C．二氧化碳中碳原子为sp杂化，为直线型分子D．是平面四边形结构【答案】C【详解】A. 三氯甲烷分子中碳原子价层电子对数是4，且不含孤电子对，所以三氯甲烷是四面体型结构，故A错误;B. 水分子中氧原子含有2个共价单键和2个孤电子对，所以价层电子对数是4，则氧原子为sp3杂化，其分子几何构型为V形，故B错误;C. 二氧化碳分子中碳原子含有2个共价单键且不含孤电子对，所以碳原子为sp杂化，为直线形分子，故C正确；D. 铵根离子中氮原子含有4个共价单键且不含孤电子对，所以为正四面体型结构，故D错误；故选C。16．下列说法正确的是（ ）A．SO2、CS2、HBr都是直线形分子B．最外层电子排布式为ns2的原子属于第ⅡA族元素C．化合物NH4Cl和Fe(CO)5都含有配位键D．主族元素的原子形成单原子离子时的化合价数都和它的族序数相等【答案】C【详解】A. SO2分子中心原子上孤电子对为1，σ键电子对为2，为V形分子，CS2中心原子上孤电子对为0，σ键电子对为2，为直线形分子，HBr为直线形分子，A错误。B. 最外层电子排布式为ns2的原子可能属于第ⅡA族元素、0族元素He、副族元素，B错误。C. NH4Cl中铵根离子和氯离子之间存在离子键，氮原子和氢原子之间存在极性共价键和配位键，Fe(CO)5中含有配位键，C正确。D. 主族元素的原子形成单原子阳离子时的化合价数都和它的族序数相等，但形成单原子阴离子时的化合价不一定等于其族序数，如O2-、F-，D错误。17．下列说法正确的是A．CHCl3分子呈正四面体形B．H2S分子中S原子采用sp2杂化，其分子的空间构型为V形C．二氧化碳分子中碳原子采用sp杂化，其为直线形分子D．呈三角锥形【答案】C【详解】A ．甲烷分子中的4个共价键完全相同，其空间构型是正四面体形，CHCl3分子中的4个共价键不完全相同，所以其空间构型不是正四面体形，A错误；B．H2S分子中S原子采用sp3杂化，含有2对孤电子对，其空间构型为V形，故B错误；C．二氧化碳中C原子的价层电子对数为2，二氧化碳分子中C原子采用sp杂化，分子呈直线形，故C正确；D． 中N原子采用sp3杂化，不含孤电子对，呈正四面体形，故D错误；故选C。18．根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，对下列分子或者离子的判断完全正确的是A．A B．B C．C D．D【答案】D【详解】A．的中心S原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，A不正确；B．H2O的中心O原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，B不正确；C．NH3的中心N原子价层电子对数为4，由于孤对电子的排斥作用，分子呈三角锥形，C不正确；D．CH4的中心C原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，所以价层电子对互斥模型、分子或离子的立体构型都呈正四面体形，D正确；故选D。19．下列描述正确的是 （ ）A．CS2为V形极性分子 B．SiF4与SO的中心原子均为sp3杂化C．C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1 D．水加热到很高温度都难分解是因水沸点高【答案】B【详解】A．CS2中价层电子对个数=2+(4-2×2)=2，且该分子中正负电荷重心重合，所以为直线形非极性分子，A错误；B．SiF4中价层电子对个数=4+(4-4×1)=4，中价层电子对个数=3+(6+2-3×2)=4，所以SiF4和中中心原子的价层电子对数均为4，因此中心原子均为sp3杂化，B正确；C．共价键中所有的单键均为σ键，双键是一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键，C2H2分子的结构式为H—C≡C—H，故C2H2中有3个σ键与2个π键，故σ键与π键的数目比为3∶2，C错误；D．水加热到很高温度都很难分解是因为O-H键能大，与氢键无关，D错误；故答案为：B。20．下列物质性质的变化规律，与化学键的强弱无关的是A．金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅B．Li、Na、K、Rb的熔点、沸点逐渐降低C．F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低【答案】C【详解】A．金刚石和硅都属于原子晶体，且结构相同，碳原子半径小于硅原子半径，碳碳键的键长小于硅硅键的键长，碳碳键的键能大于硅硅键的键能，金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅，与化学键的强弱有关，故A不符合题意；B．Li、Na、K、Rb都属于金属晶体，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，金属键减弱，Li、Na、K、Rb的熔点、沸点逐渐降低，与化学键的强弱有关，故B不符合题意；C．卤素单质都是分子晶体，熔点、沸点高低与分子间作用力有关，F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高，与化学键的强弱无关，故C符合题意；D．NaF、NaCl、NaBr、NaI都是离子晶体，离子半径逐渐增大，离子所带电荷相等，晶格能逐渐减小，离子键逐渐减弱，NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低，与化学键的强弱有关，故D不符合题意；答案选C。21．用NaBH4进行化学镀镍，可以得到坚硬、耐腐蚀的保护层(3Ni3B＋Ni)，反应的离子方程式为：20Ni2＋＋16BH＋34OH－＋6H2O＝2(3Ni3B＋Ni)＋10B(OH)＋35H2↑，下列说法不正确的是A．1 mol B(OH)中含有σ键的物质的量为8 molB．BH的立体构型是正四面体形C．B原子核外电子的运动状态和能量均不相同D．Ni的晶胞结构如图所示：，镍原子的配位数为12【答案】C【详解】A. 1个B(OH)中4个OH−与B形成4个σ键，4个OH−内又形成4个O−H σ键，则1mol B(OH)含有σ键的物质的量为8 mol，故A正确；B. BH中的B原子为sp3杂化，立体构型是正四面体形，故B正确；C. B原子核外电子的运动状态各不相同，但同一能级上的电子能量相同，故C错误；D. Ni的晶胞属于面心立方最密堆积，故每个Ni原子周围距离最近且相等的Ni原子有12个，则镍原子的配位数为12，故D正确；故选C。22．下列含铜物质说法正确的是（ ）A．甲图是 CuO 的晶胞示意图 ，乙图是 Cu2O的晶胞示意图B．已知 Cu2O和Cu2S晶体结构相似，则Cu2O比Cu2S的熔点低C．晶体铜原子的堆积方式如图丙所示，为面心立方最密堆积，配位数为 12D．铜在氧气中加热生成 CuO , CuO 热稳定性比Cu2O 强【答案】C【详解】A.由甲图晶胞可知，晶胞中氧原子的个数为8×+1=2，铜原子的个数为4，化学式为Cu2O；由乙图的晶胞结构可知，晶胞中氧原子的个数为8×+6×=4，铜原子的个数为4，化学式为CuO，故A错误；B. Cu2O和Cu2S都是离子晶体，氧离子的离子半径小于硫离子的半径，则Cu2O中的离子键强于Cu2S，Cu2O比Cu2S的熔点高，故B错误；C.由图可知晶体铜原子的堆积方式为面心立方最密堆积，Cu原子的配位数为12，故C正确；D.CuO中Cu2+离子的价电子排布式为3d9，Cu2O中Cu2+离子的价电子排布式为3d10，3d10为全充满的稳定状态，比3d9稳定，则CuO 热稳定性比Cu2O弱，故D错误；故选C。23．钛酸钡是陶瓷材料，其晶胞结构如图1，某碳镍镁超导体材料的晶胞结构如图2。下列推断错误的是A．钛酸钡的化学式为BaTiO3B．每个钛离子与周围8个氧离子等距离且最近C．图2晶体的化学式为 MgNi3CD．图1和图2都是立方晶胞【答案】B【详解】A. 据图知，Ba位于体心、Ti位于顶点，则其数目=，O位于棱上，则其数目=，故数目比Ba:Ti:O=1:1:3，钛酸钡的化学式为BaTiO3，A正确；B. 由图知，每个钛离子与周围6个氧离子等距离且最近，B错误；C. Mg原子的个数为，Ni原子的个数为6×=3，C原子的个数为1，则图2晶体的化学式为MgNi3C， C正确； D. 由图知图1和图2都是立方晶胞，D正确；答案选B。24．如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：下列说法正确的是A．甲晶体化学式(X为阳离子)为XYB．乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是1：2：1C．丙晶体中每个D周围结合E的个数是4D．乙晶体中每个A周围结合B的个数为12【答案】D【详解】A．据图可知Y位于4个顶点，根据均摊法可知Y的个数为=，X的个数为1，所以化学式为X2Y，故A错误；B．根据均摊法，A的个数为=1，B的个数为=3，C的个数为1，所以A、B、C的粒子个数比为1：3：1，故B错误；C．D位于顶点，顶点被8个晶胞共用，每个晶胞的体心都有一个E与其结合，所以每个D周围结合E的个数是8，故C错误；D．A位于顶点，A周围结合的B位于面心，每个顶点被8个晶胞共用，所以每个A周围结合B的个数为=12，故D正确；综上所述答案为D。25．关于晶体的叙述中，正确的是A．原子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高B．分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定C．金属晶体中，原子半径越大，金属键越强D．某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体【答案】A【详解】A．原子晶体中原子靠共价键聚集形成晶体，三态变化时破坏共价键，所以共价键的键能越大，熔、沸点越高，故A正确；B．分子晶体中，分子间作用力越大，熔沸点越高，共价键的键能越大，稳定性越大，稳定性与分子间作用力无关，故B错误；C．金属晶体中，原子半径越大，金属键越弱，故C错误；D．共价化合物形成的电解质溶于水后也可电离出自由移动的离子，如HCl等，故D错误；综上所述答案为A。二、填空题26．(1)在第二周期中，第一电离能最小的元素符号是_____________，第一电离能最大的元素符号是___________。(2)在元素周期表中，电负性最大的元素的名称是_____________________。(3)第四周期元素中，基态原子中未成对电子最多的元素的原子序数是______________，元素符号________________.(4)写出34Se的电子排布式是___________________________________，它在元素周期表位置________________。【答案】(1)Li Ne (2) 氟 (3) 24 Cr (4) 1s22s22p63s23p63d104s24p4 第四周期第VIA族 【解析】【详解】(1)同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，当ⅡA族的s能级为全满稳定状态，ⅤA族的p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，而稀有气体外围电子排布为2s22p6，达全满的稳定结构，所以第一电离最大，即第二周期，第一电离能最小的元素符号是Li；最大的是Ne；（2）在元素周期表中，同周期中从左向右，元素的非金属性增强，电负性增强，同主族元素从上向下，元素的非金属性减弱，电负性减弱，在元素周期表中，电负性最大的元素是F，名称是氟；(3)第四周期元素中，外围电子排布为ndxnsy，且能级处于半满稳定状态时，含有的未成对电子数最多，即外围电子排布为3d54s1，此元素为铬，原子序数是24，元素符号为Cr；(4) 34Se是34号元素，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p4；位于周期表第四周期，第VIA族。27．现有核电荷数小于18的元素A，其电离能数据如表所示[I1表示失去第1个电子的电离能，In(n=2，3，4，5，6，7，8，9，10，11)表示失去第n个电子的电离能，单位为eV]。(1)外层电子离核越远，能量越高，电离能越________(填“大”或“小”)；阳离子电荷数越多，在失去电子时，电离能越_______ (填“大”或“小”)。(2)上述11个电子分属_______个电子层。(3)去掉11个电子后，该元素还有_______个电子。(4)该元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式是_______。【答案】(1)小 大 (2) 3 (3) 1 (4) Mg(OH)2 【分析】同一种元素的原子，其电离能随着失电子个数的增多而增大，当原子失去电子变为稳定状态时，如果继续失电子，则其电离能会出现突兀性变化，据此判断该元素最外层电子数，据此解答。【详解】同一种元素的原子，其电离能随着失电子个数的增多而增大，当原子失去电子变为稳定状态时，如果继续失电子，则其电离能会出现突兀性变化，据此判断该元素最外层电子数，(1)外层电子离核越远，能量越高，失去外层电子越容易，电离能越小；阳离子电荷数越高，再失去电子就越因难，电离能越大，因此，本题正确答案是：小；大； (2)根据核外电子排布可以知道11个电子应排为：1s22s22p63s1，则这11个电子分属3个电子层，因此，本题正确答案是：3； (3)根据失去第一个、第二个电子的能量比失去第三个电子的能量小很多，得知该元素易失去2个电子，又因该元素可以失去的电子能达到12个，故在前18号中只有镁符合要求，镁是12号元素，失去11个电子后，还有1个电子，因此，本题正确答案是：1； (4)镁的最高价氧化物对应水化物的化学式是Mg(OH)2，因此，本题正确答案是：Mg(OH)2。【点睛】本题考查元素电离能的应用，明确同一元素电离能变化与主族元素最外层电子数的关系是解本题关键，熟练掌握前36号元素原子结构。28．原子结构与元素周期表存在着内在联系。请你回答下列问题：(1)前四周期的36种元素中，未成对电子数最多的元素是__________。(填元素符号)(2)价电子排布式为3d104s1的元素是__________。(填名称)(3)铁在周期表中的位置是_____________；其原子的电子排布式为_______________。(4)有几种元素的粒子核外电子排布式均为1s22s22p63s23p6，其中：若某中性微粒，一般不和其他物质反应，这种微粒符号是____________。若某微粒还原性很弱，但失去1个电子后氧化性很强，这种微粒符号是________。若某微粒氧化性很弱，但得到2个电子后还原性很强，这种微粒符号是________。【答案】(1)Cr (2) 铜 (3)第四周期Ⅷ族 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 (4)Ar Cl— Ca2+ 【分析】（1）前四周期的36种元素中，基态铬原子的电子排布式为[Ar]3d54s1，有6个未成对电子；（2）基态铜原子的电子排布式为[Ar]3d104s1；（3）铁是26号元素，位于周期表第四周期Ⅷ族，电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；（4）核外电子排布式均为1s22s22p63s23p6，即核外共有18个电子，要注意阴离子质子数=核外电子数-电荷数，阳离子质子数=核外电子数+电荷数。【详解】（1）前四周期的36种元素中，基态铬原子的电子排布式为[Ar]3d54s1，有6个未成对电子，未成对电子数最多，故答案为Cr；（2）基态铜原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，故答案为铜；（3）铁是26号元素，位于周期表第四周期Ⅷ族，电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，故答案为第四周期Ⅷ族；1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；（4）电中性微粒化学性质稳定，是具有稳定结构原子，质子数等于核外电子数为18，该粒子为Ar；微粒的还原性很弱，失去一个电子后变为原子，原子的氧化性很强，这种微粒为氯离子；微粒氧化性很弱，但得到2个电子后还原性很强，这种微粒为钙离子，故答案为Ar；Cl—；Ca2+。【点睛】本题考查原子结构、原子核外电子排布等知识点，根据电子排布式确定元素名称、在周期表中的位置是解答关键。29．有下列粒子：①CH4 ②CH2 ===CH2 ③CH≡CH ④NH3 ⑤NH4 ＋ ⑥BF3 ⑦H2O填写下列空白(填序号)：(1)呈正四面体的是_____。(2)中心原子轨道为 sp3 杂化的是_____，为 sp2 杂化的是_____，为 sp 杂化的是_____。(3)所有原子共平面的是_____，共线的是_____。(4)粒子存在配位键的是_____。(5)含有极性键的极性分子的是_____。【答案】(1)①⑤ (2) ①④⑤⑦⑧ ②⑥ ③ (3) ②③⑥ ③ (4) ⑤ (5)④⑦ 【解析】【分析】根据价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=(a-xb)，依据杂化轨道数判断杂化类型判断微粒的构型来解答(1)~(3)；(4)判断分子中能否有提供孤电子对和空轨道的粒子，以此来解答；(5)同种元素之间形成非极性共价键，不同元素之间形成极性共价键，分子中正负电荷中心不重合的为极性分子；正负电荷的重心重合的为非极性分子，据此判断。【详解】①CH4中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=4+0=4，所以采取sp3杂化，空间构型为正四面体结构；②CH2 =CH2中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+0=3，所以采取sp2杂化，空间构型为平面形分子；③CH≡CH中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=2+0=2，所以采取sp杂化，空间构型为直线形分子；④NH3中氮原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+1=4，所以采取sp3杂化，空间构型为三角锥形分子；⑤NH4+中氮原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=4+0=4，所以采取sp3杂化，空间构型为正四面体结构；⑥BF3中B原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+0=3，所以采取sp2杂化，空间构型为平面三角形分子；⑦H2O中O原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=2+2=4，所以采取sp3杂化，空间构型为V形分子；(1)根据上述分析，呈正四面体的有①⑤，故答案为：①⑤； (2) 根据上述分析，中心原子轨道为 sp3 杂化的有①④⑤⑦⑧，中心原子轨道为sp2杂化的是②⑥；为sp杂化的是③，故答案为：①④⑤⑦；②⑥；③；(3)①CH4是正四面体结构，所有原子不共面也不共线；②C2H4是平面形分子，所有原子共平面但不共线；③CH≡CH是直线形分子，所有原子共平面也共线；④NH3是三角锥形分子，所有原子不共面也不共线；⑤NH4+是正四面体结构，所有原子不共面也不共线；⑥BF3是平面三角形分子，所有原子共平面但不共线；⑦H2O是V形分子，所有原子共平面但不共线；所有原子共平面的是②③⑥，共线的是③，故答案为：②③⑥；③；(4)NH4+中N提供孤电子对，H+提供空轨道，二者都能形成配位键，其余都不能形成配位键，故答案为：⑤；(5)①CH4为正四面体结构，分子中含有C-H极性键，正负电荷的重心重合，为非极性分子；②CH2═CH2为平面结构，含C=C、C-H键，正负电荷的重心重合，为非极性分子；③CH≡CH为直线结构，含C≡C、C-H键，正负电荷的重心重合，为非极性分子；④NH3为三角锥型，只含N-H键，电荷的分布是不均匀的，为极性分子；⑤NH4+为正四面体结构，只含N-H键，正负电荷的重心重合，为非极性的离子；⑥BF3为平面三角形分子，分子中含有B-F极性键，正负电荷的重心重合，为非极性分子；⑦H2O分子中含有O-H极性键，是V形分子，电荷的分布是不均匀的，为极性分子；含有极性键的极性分子的是④⑦，故答案为：④⑦。【点睛】正确理解和运用计算价层电子对个数的公式是解答本题的关键。本题的易错点为(1)，要注意价层电子对互斥模型与分子的空间构型的区别与联系。30．氮元素是重要的非金属元素，可形成卤化氮、氮化物、叠氮化物及配合物等多种化合物。(1)NF3、NBr3、NCl3的沸点由高到低的顺序是______________________________。(2)Mg3N2遇水发生剧烈反应，生成一种有刺激性气味的气体。该反应的化学方程式为_________________。(3)叠氮酸(HN3)是一种弱酸，可部分电离出H＋和。请写出两种与互为等电子体的分子的化学式：__________________。(4)NaN3与KN3相比，NaN3的晶格能________(填“>”、“＝”或“<”)KN3的晶格能。(5)某元素X形成的离子X＋中K、L、M三个电子层均充满了电子。它与形成晶体的结构如图所示。X＋的符号是________，晶体中距离每个最近的X＋有________个。【答案】(1)NBr3>NCl3>NF3 (2 Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ (3) N2O、CO2 (4)> (5)Cu＋ 6 【分析】（1）NF3，NBr3、NCl3都是分子晶体，且结构相似，根据相对分子质量可判断沸点高低；（2）Mg2N2遇水发生剧烈反应，生成一种有刺激性气味的气体为氨气，根据元素守恒，可写出化学方程式；（3）根据等电子原理可写出与互为等电子体的分子；（4）根据钠离子和钾离子的半径可比较出NaN3与KN3的晶格能大小；（5）根据X的核外电子排布特点推导出X元素的种类，再利用晶体结构图，看出晶体中每个与其距离最近的X+的个数。【详解】（1）NF3，NBr3、NCl3都是分子晶体，且结构相似，它们相对分子质量大小关系为：NBr3＞NCl3＞NF3，所以它们的沸点由高到低的顺序是：NBr3＞NCl3＞NF3；（2）Mg2N2遇水发生剧烈反应，生成一种有刺激性气味的气体为氨气，根据元素守恒，可写知化学方程式为：Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2↓＋2NH3↑； （3）N3-中有三个原子，价电子数为16，根据等电子原理可知，与它互为等电子体的分子有：N2O、CO2、CS2、BeCl2；（4）因为钠离子的半径比钾离子的半径小，所以NaN3的晶格比KN3的晶格能大；（5）X+中K、L、M三个电子层均充满了电子，所以X+核外有28个电子，即X为铜元素，X+为Cu＋，根据晶体结构图可知，每个与其距离最近的Cu+有6个。31．非金属元素虽然种类不多，但是在自然界中的丰度却很大，请回答下列问题：(1)BN(氮化硼，晶胞结构如图)和CO2中的化学键均为共价键，BN的熔点高且硬度大，CO2的晶体干冰却松软且极易升华。由此可以判断：BN可能是______晶体，CO2可能是______晶体，BN 晶体中B原子的杂化轨道类型为______，干冰中C原子的杂化轨道类型为______(2)分子极性：OF2______H2O，键角：OF2______H2O(填“＞””或者“＜”)(3金刚石和石墨都是碳元素的单质，但石墨晶体熔点比金刚石______，原因是______(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似，若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键，则得如图所示的金刚砂(SiC)结构。在SiC结构中，每个C原子周围距离相等且最近的C原子数目为______，假设C-Si键长为acm，则晶胞密度为______g/cm3。【答案】(1)原子 分子 sp3 sp (2) ＜ ＜ (3高 石墨层内碳碳键的键长比金刚石要短，键能比金刚石大 (4) 12 【分析】本题是对物质结构与性质的考查，涉及晶体类型与性质、杂化方式、分子结构与性质、晶胞计算等，侧重考查学生分析解决问题的能力，分子极性大小及键角的大小判断为易错点、难点，（4）中关键是明确键长与晶胞棱长关系，需要学生具有一定的数学计算能力。【详解】（1）BN由共价键形成的空间网状结构，熔点高、硬度大，属于原子晶体；而干冰松软且极易升华，属于分子晶体；BN 晶体中B原子形成4个B-N键，杂化轨道数目为4，B原子采取sp3杂化，干冰中C原子形成2个σ键，没有孤电子对，杂化轨道数目为2，C原子采取sp杂化，故答案为：原子；分子；sp3；sp；（2）二者结构相似，均为V形，F与O的电负性相对比较接近，H与O的电负性相差较大，水分子中共用电子对较大地偏向O，所以O-F键的极性较弱，所以整个分子的极性也较弱，水分子中成键电子对之间排斥更大，故水分子中键角也更大，故答案为：＜；＜；（3）石墨层内碳碳键的键长比金刚石要短，键能比金刚石大，故石墨晶体熔点比金刚石的高。故答案为：高；石墨层内碳碳键的键长比金刚石要短，键能比金刚石大；（4）晶胞中每个碳原子与4个Si原子形成正四面体，每个Si原子与周围的4个C原子形成正四面体，晶胞中Si、C的相对位置相同，可以将白色球看作C、黑色球看作Si，互换后以顶点原子研究，与之最近的原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，故每个C原子周围距离相等且最近的C原子数目为；顶点Si原子与四面体中心C原子连线处于晶胞体对角线上，且距离等于体对角线长度的 ，而体对角线长度等于晶胞棱长的倍，假设C-Si键长为acm，则晶胞棱长= cm，晶胞中Si原子数目=、C原子数目=4，晶胞质量=g，晶胞密度=（g）÷（ cm）3=g/cm3，故答案为：12； 。 选项化学式中心原子杂化方式价层电子对互斥模型分子或离子的立体构型Asp2正四面体形三角锥形BH2Osp2四面体形V形CNH3sp3三角锥形平面三角形DCH4sp3正四面体形正四面体形符号I1I2I3I4I5I6电离能7.6415.0380.12109.3141.2186.5符号I7I8I9I10I11电离能224.9226.0327.9367.41 761
第三章 晶体的结构与性质章末检测一、单选题1．下面有关晶体的叙述中，不正确的是A．氯化铯晶体中，每个Cs+周围紧邻8个Cl-B．SiO2晶体为空间网状结构，由共价键形成的原子环中，最小的环上有12个原子C．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子D．金属铜属于六方最密堆积结构，金属镁属于面心立方最密堆积结构【答案】D【解析】【详解】A. CsCl的晶胞结构为，每个Cs+周围紧邻8个Cl-，A正确；B. SiO2晶体为空间网状结构，1个Si原子连有4个O原子，1个O原子周围连有2个Si硅原子，由共价键形成的原子环中，最小的环上有12个原子，B正确；C. 干冰的晶胞结构为，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子，C正确；D. 金属铜属于面心立方最密堆积结构，金属镁属于六方最密堆积结构，D错误；故合理选项为D。2．下列说法中错误的是A．从CH4、NH4+、SO42-为正四面体结构，可推测PH4+、PO43-也为正四面体结构B．1 mol金刚石晶体中，平均含有2 mol C—C键C．水的沸点比硫化氢的高，是因为H2O分子间存在氢键，H2S分子间不能形成氢键D．某气态团簇分子结构如图所示，该气态团簇分子的分子式为EF或FE【答案】D【解析】【详解】A．PH4+、PO43-中都形成4个σ键，且孤电子对数分别为0，则应为正四面体结构，选项A正确；B．金刚石晶体中，每个C原子与其它4个C原子形成共价键，且每2个C原子形成1个共价键，则1 mol金刚石晶体中，平均含有4mol×=2 molC-C键，选项B正确；C．氢键的作用力大于分子间作用力，H2O分子间存在氢键，H2S分子间不能形成氢键，导致水的沸点比硫化氢的高，选项C正确；D．团簇分子中含有4个E、4个F原子，分子式应为E4F4或F4E4，选项D错误。答案选D。3．下列原子半径大小顺序正确的是( )①1s22s22p3 ②1s22s22p63s23p3③1s22s22p5 ④1s22s22p63s23p2A．③＞④＞②＞① B．④＞③＞②＞①C．④＞③＞①＞② D．④＞②＞①＞③【答案】D【解析】【分析】根据核外电子排布式书写规律分析解答。【详解】①1s22s22p3是N元素，②1s22s22p63s23p3是P元素，③1s22s22p5是F元素，④1s22s22p63s23p2是Si元素，根据元素周期律分析可知，原子半径由大到小的顺序为：④＞②＞①＞③；答案选D。【点睛】本题考查同周期元素性质递变规律，原子半径比较：电子层数越多，原子半径越大；电子层数相同时，核电荷数越小，原子半径越大。4．现有不同状态的铜、锌中，失去1个电子需要的能量最大的是A．锌[Ar]3d104s2 B．锌[Ar]3d104s1 C．铜[Ar]3d104s1 D．铜[Ar]3d10【答案】D【详解】满层或者半满层电子结构较为稳定，难以失去电子，所以失去一个电子所需能量最大的为[Ar]3d10，故合理选项是D。5．下列有关化学用语表示正确的是A．中子数为1的氦原子：HeB．Na2O的电子式：C．S2－的结构示意图：D．基态O原子的轨道表示式：【答案】A【详解】A．He质子数为2，质量数=质子数+中子数=3，A正确；B．Na2O为离子构成，电子式应为：，B错误；C．S原子第三层得两个电子形成硫离子，故S2-结构示意图为：，C错误；D．同一能级上电子排布时优先单独占据一个轨道且自旋方向相同，故O原子轨道排布式为：，D错误；故答案选A。6．某元素的最常见的化合价为-2价，则该元素的原子最外电子层排列式是（ ）A．ns2 B．ns2np2 C．ns2np4 D．ns2np6【答案】C【详解】某元素的最常见的化合价为-2价，其最外层电子可能有6个电子，则最外层电子排布式为： ns2np4，答案为C。7．下列各项叙述中，正确的是（ ）A．Br-的核外电子排布式：B．Na的简化电子排布式： C．基态Cr原子的外围电子排布式：D．价电子排布为 4s24p3的元素位于第四周期第 ⅤA族，是 p区元素【答案】D【详解】A．Br-核外有36个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p6或[Ar]3d104s24p6，故A错误B．Na原子核外有11个电子，根据构造原理书写，Na原子简化的核外电子排布式为，故B错误；C．Cr原子核外有24个电子，在等价轨道上的电子排布全充满、半充满和全空的状态时，具有较低的能量和较大的稳定性，基态Cr原子外围电子排布式为，故C错误；D．价电子排布为 4s24p3的元素为As，有四个电子层，最外层电子数为5，位于第四周期第 ⅤA族，是 p区元素，故D正确；故答案为D。8．下列说法正确的是（ ）A．N2的电子式：B．基态碳原子的最外层电子轨道表达式：C．Zn2+的最外层电子排布式为3s23p63d10D．比例模型可以表示CH4分子，也可以表示CCl4分子【答案】C【详解】A．N2的电子式为，故A错误；B．基态碳原子的最外层电子排布式为2s22p2，轨道表达式为，故B错误；C．Zn2+的最外层电子排布式为3s23p63d10，故C正确；D．氢原子半径小于碳原子，氯原子半径大于碳原子，则比例模型可以表示CH4分子，不能表示CCl4分子，故D错误；故选：C。9．元素M的基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d105s25p5，下列有关元素M的说法正确的是A．M的最高正化合价为+5价 B．M是一种过渡元素C．常温下，M的单质呈液态 D．M的单质具有较强氧化性【答案】D【详解】A．元素M的基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d105s25p5，根据元素的最高正价等于其最外层电子数，故M的最高正化合价为+7价，A错误；B．元素M的基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d105s25p5可知M是第5周期第ⅦA元素，故M不是一种过渡元素，B错误；C．由B项分析可知，M是I元素，故常温下，M的单质呈固态，C错误； D．由M的电子排布式可知，最外层上有7个电子，反应中易得到1个电子达到8电子稳定结构，故M的单质具有较强氧化性，D正确；故答案为：D。10．以下列出的是一些基态原子的2p轨道和3d轨道中电子排布的情况，违反洪特规则的是A．①②③ B．②④⑥ C．④⑤⑥ D．③④⑥【答案】B【详解】洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。泡利原理：在一个原子轨里，最多容纳2个电子，且自旋状态相反。据此分析：①符合洪特规则，故①不符合题意；②该排布图违背洪特规则，故②符合题意；③违背泡利原理，故③不符合题意；④违背洪特规则，故④符合题意；⑤该排布图符合洪特规则和泡利原理，故⑤不符合题意；⑥违背洪特规则，故⑥符合题意；综上所述，选项B符合题意。故答案：B。11．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，基态X原子核外电子s能级电子数是p能级电子数的4倍，中电子总数为10，Z是电负性最大的元素。下列说法错误的是A．原子半径： B．分子的空间构型为三角锥形C．中Y的杂化类型为杂化 D．溶于水后，分子间存在氢键【答案】C【分析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，基态X原子核外电子s能级电子数是p能级电子数的4倍，则X核外电子排布为1s22s22p1，则X为B，Z是电负性最大的元素，则Z为F，中电子总数为10，则Y为N，W为H。【详解】A．根据层多径大，同电子层结构核多径小原则，原子半径：，故A正确；B．NF3分子价层电子对数为，因此空间构型为三角锥形，故B正确；C．N2H4的结构简式，分子中N原子价层电子对数为，N原子杂化类型为杂化，故C错误；D．NH3溶于水后，氨气和水之间，氨气和氨气之间，水分子和水分子之间都存在分子间氢键，故D正确。综上所述，答案为C。12．下列说法不正确的是 （ ）A．CS2中所有原子的最外层电子数均为8B．稳定性:HF>HCl>HBr>HIC．已知NH5为离子化合物，则固体NH5中阴阳离子个数比为1:1D．由多种元素组成的多原子分子中，一定只存在极性键【答案】D【详解】A. CS2的结构式为S=C=S，C、S原子均满足8电子结构，故A正确；B. 元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性F＞Cl＞Br＞I，所以HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，即稳定性：HF>HCl>HBr>HI，故B正确；C. NH5的电子式为，则固体NH5中阴阳离子个数比为1:1，故C正确；D. 由多种元素组成的多原子分子中，可能存在非极性键，如乙烷中的碳碳键，故D错误；故选D。13．砷化氢(AsH3)是一种无色、可溶于水的气体，其分子构型是三角锥形。下列关于AsH3的叙述中正确的是A．AsH3分子中有未成键的电子对 B．AsH3是非极性分子C．AsH3是强氧化剂 D．AsH3分子中的As－H键是非极性键【答案】A【详解】A．As原子最外层有5个电子，其中3根分别与氢原子形成共价键，剩余一对电子未参与成键，故A正确；B．砷化氢分子构型是三角锥形，所以正负电荷中心不重合，为极性分子，故B错误；C．处于最低价态的元素具有强还原性，As为-3价，处于最低价态，具有强还原性，故C错误；D．不同种元素之间形成的共价键极性键，故D错误；综上所述答案为A。14．下列叙述中，正确的是（ ）A．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同B．白磷分子空间构型为正四面体，键角为109°28＇C．11号到18号元素位于周期中同一周期，所以元素的电负性逐渐增大D．固态时能导电的晶体一定是金属晶体【答案】A【详解】A. 同一能级上的同一轨道上最多排2个电子，两个电子的自旋方向不同，其运动状态肯定不同，所以在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同，故A正确；B. 白磷分子的空间结构为正四面体型，四个磷原子分别在正四面体的四个顶点，键角为60°，故B错误；C. 11号到18号元素位于同一周期，元素的电负性逐渐增大，但0族元素除外，故C错误；D. 固态时能导电的晶体不一定是金属晶体，如石墨能导电，石墨不是金属晶体，故D错误；故选A。15．下列说法正确的是A．CHCl3是三角锥形B．H2O分子中氧原子为sp2杂化。其分子几何构型为V型C．二氧化碳中碳原子为sp杂化，为直线型分子D．是平面四边形结构【答案】C【详解】A. 三氯甲烷分子中碳原子价层电子对数是4，且不含孤电子对，所以三氯甲烷是四面体型结构，故A错误;B. 水分子中氧原子含有2个共价单键和2个孤电子对，所以价层电子对数是4，则氧原子为sp3杂化，其分子几何构型为V形，故B错误;C. 二氧化碳分子中碳原子含有2个共价单键且不含孤电子对，所以碳原子为sp杂化，为直线形分子，故C正确；D. 铵根离子中氮原子含有4个共价单键且不含孤电子对，所以为正四面体型结构，故D错误；故选C。16．下列说法正确的是（ ）A．SO2、CS2、HBr都是直线形分子B．最外层电子排布式为ns2的原子属于第ⅡA族元素C．化合物NH4Cl和Fe(CO)5都含有配位键D．主族元素的原子形成单原子离子时的化合价数都和它的族序数相等【答案】C【详解】A. SO2分子中心原子上孤电子对为1，σ键电子对为2，为V形分子，CS2中心原子上孤电子对为0，σ键电子对为2，为直线形分子，HBr为直线形分子，A错误。B. 最外层电子排布式为ns2的原子可能属于第ⅡA族元素、0族元素He、副族元素，B错误。C. NH4Cl中铵根离子和氯离子之间存在离子键，氮原子和氢原子之间存在极性共价键和配位键，Fe(CO)5中含有配位键，C正确。D. 主族元素的原子形成单原子阳离子时的化合价数都和它的族序数相等，但形成单原子阴离子时的化合价不一定等于其族序数，如O2-、F-，D错误。17．下列说法正确的是A．CHCl3分子呈正四面体形B．H2S分子中S原子采用sp2杂化，其分子的空间构型为V形C．二氧化碳分子中碳原子采用sp杂化，其为直线形分子D．呈三角锥形【答案】C【详解】A ．甲烷分子中的4个共价键完全相同，其空间构型是正四面体形，CHCl3分子中的4个共价键不完全相同，所以其空间构型不是正四面体形，A错误；B．H2S分子中S原子采用sp3杂化，含有2对孤电子对，其空间构型为V形，故B错误；C．二氧化碳中C原子的价层电子对数为2，二氧化碳分子中C原子采用sp杂化，分子呈直线形，故C正确；D． 中N原子采用sp3杂化，不含孤电子对，呈正四面体形，故D错误；故选C。18．根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，对下列分子或者离子的判断完全正确的是A．A B．B C．C D．D【答案】D【详解】A．的中心S原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，A不正确；B．H2O的中心O原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，B不正确；C．NH3的中心N原子价层电子对数为4，由于孤对电子的排斥作用，分子呈三角锥形，C不正确；D．CH4的中心C原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，所以价层电子对互斥模型、分子或离子的立体构型都呈正四面体形，D正确；故选D。19．下列描述正确的是 （ ）A．CS2为V形极性分子 B．SiF4与SO的中心原子均为sp3杂化C．C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1 D．水加热到很高温度都难分解是因水沸点高【答案】B【详解】A．CS2中价层电子对个数=2+(4-2×2)=2，且该分子中正负电荷重心重合，所以为直线形非极性分子，A错误；B．SiF4中价层电子对个数=4+(4-4×1)=4，中价层电子对个数=3+(6+2-3×2)=4，所以SiF4和中中心原子的价层电子对数均为4，因此中心原子均为sp3杂化，B正确；C．共价键中所有的单键均为σ键，双键是一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键，C2H2分子的结构式为H—C≡C—H，故C2H2中有3个σ键与2个π键，故σ键与π键的数目比为3∶2，C错误；D．水加热到很高温度都很难分解是因为O-H键能大，与氢键无关，D错误；故答案为：B。20．下列物质性质的变化规律，与化学键的强弱无关的是A．金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅B．Li、Na、K、Rb的熔点、沸点逐渐降低C．F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低【答案】C【详解】A．金刚石和硅都属于原子晶体，且结构相同，碳原子半径小于硅原子半径，碳碳键的键长小于硅硅键的键长，碳碳键的键能大于硅硅键的键能，金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅，与化学键的强弱有关，故A不符合题意；B．Li、Na、K、Rb都属于金属晶体，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，金属键减弱，Li、Na、K、Rb的熔点、沸点逐渐降低，与化学键的强弱有关，故B不符合题意；C．卤素单质都是分子晶体，熔点、沸点高低与分子间作用力有关，F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高，与化学键的强弱无关，故C符合题意；D．NaF、NaCl、NaBr、NaI都是离子晶体，离子半径逐渐增大，离子所带电荷相等，晶格能逐渐减小，离子键逐渐减弱，NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低，与化学键的强弱有关，故D不符合题意；答案选C。21．用NaBH4进行化学镀镍，可以得到坚硬、耐腐蚀的保护层(3Ni3B＋Ni)，反应的离子方程式为：20Ni2＋＋16BH＋34OH－＋6H2O＝2(3Ni3B＋Ni)＋10B(OH)＋35H2↑，下列说法不正确的是A．1 mol B(OH)中含有σ键的物质的量为8 molB．BH的立体构型是正四面体形C．B原子核外电子的运动状态和能量均不相同D．Ni的晶胞结构如图所示：，镍原子的配位数为12【答案】C【详解】A. 1个B(OH)中4个OH−与B形成4个σ键，4个OH−内又形成4个O−H σ键，则1mol B(OH)含有σ键的物质的量为8 mol，故A正确；B. BH中的B原子为sp3杂化，立体构型是正四面体形，故B正确；C. B原子核外电子的运动状态各不相同，但同一能级上的电子能量相同，故C错误；D. Ni的晶胞属于面心立方最密堆积，故每个Ni原子周围距离最近且相等的Ni原子有12个，则镍原子的配位数为12，故D正确；故选C。22．下列含铜物质说法正确的是（ ）A．甲图是 CuO 的晶胞示意图 ，乙图是 Cu2O的晶胞示意图B．已知 Cu2O和Cu2S晶体结构相似，则Cu2O比Cu2S的熔点低C．晶体铜原子的堆积方式如图丙所示，为面心立方最密堆积，配位数为 12D．铜在氧气中加热生成 CuO , CuO 热稳定性比Cu2O 强【答案】C【详解】A.由甲图晶胞可知，晶胞中氧原子的个数为8×+1=2，铜原子的个数为4，化学式为Cu2O；由乙图的晶胞结构可知，晶胞中氧原子的个数为8×+6×=4，铜原子的个数为4，化学式为CuO，故A错误；B. Cu2O和Cu2S都是离子晶体，氧离子的离子半径小于硫离子的半径，则Cu2O中的离子键强于Cu2S，Cu2O比Cu2S的熔点高，故B错误；C.由图可知晶体铜原子的堆积方式为面心立方最密堆积，Cu原子的配位数为12，故C正确；D.CuO中Cu2+离子的价电子排布式为3d9，Cu2O中Cu2+离子的价电子排布式为3d10，3d10为全充满的稳定状态，比3d9稳定，则CuO 热稳定性比Cu2O弱，故D错误；故选C。23．钛酸钡是陶瓷材料，其晶胞结构如图1，某碳镍镁超导体材料的晶胞结构如图2。下列推断错误的是A．钛酸钡的化学式为BaTiO3B．每个钛离子与周围8个氧离子等距离且最近C．图2晶体的化学式为 MgNi3CD．图1和图2都是立方晶胞【答案】B【详解】A. 据图知，Ba位于体心、Ti位于顶点，则其数目=，O位于棱上，则其数目=，故数目比Ba:Ti:O=1:1:3，钛酸钡的化学式为BaTiO3，A正确；B. 由图知，每个钛离子与周围6个氧离子等距离且最近，B错误；C. Mg原子的个数为，Ni原子的个数为6×=3，C原子的个数为1，则图2晶体的化学式为MgNi3C， C正确； D. 由图知图1和图2都是立方晶胞，D正确；答案选B。24．如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：下列说法正确的是A．甲晶体化学式(X为阳离子)为XYB．乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是1：2：1C．丙晶体中每个D周围结合E的个数是4D．乙晶体中每个A周围结合B的个数为12【答案】D【详解】A．据图可知Y位于4个顶点，根据均摊法可知Y的个数为=，X的个数为1，所以化学式为X2Y，故A错误；B．根据均摊法，A的个数为=1，B的个数为=3，C的个数为1，所以A、B、C的粒子个数比为1：3：1，故B错误；C．D位于顶点，顶点被8个晶胞共用，每个晶胞的体心都有一个E与其结合，所以每个D周围结合E的个数是8，故C错误；D．A位于顶点，A周围结合的B位于面心，每个顶点被8个晶胞共用，所以每个A周围结合B的个数为=12，故D正确；综上所述答案为D。25．关于晶体的叙述中，正确的是A．原子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高B．分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定C．金属晶体中，原子半径越大，金属键越强D．某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体【答案】A【详解】A．原子晶体中原子靠共价键聚集形成晶体，三态变化时破坏共价键，所以共价键的键能越大，熔、沸点越高，故A正确；B．分子晶体中，分子间作用力越大，熔沸点越高，共价键的键能越大，稳定性越大，稳定性与分子间作用力无关，故B错误；C．金属晶体中，原子半径越大，金属键越弱，故C错误；D．共价化合物形成的电解质溶于水后也可电离出自由移动的离子，如HCl等，故D错误；综上所述答案为A。二、填空题26．(1)在第二周期中，第一电离能最小的元素符号是_____________，第一电离能最大的元素符号是___________。(2)在元素周期表中，电负性最大的元素的名称是_____________________。(3)第四周期元素中，基态原子中未成对电子最多的元素的原子序数是______________，元素符号________________.(4)写出34Se的电子排布式是___________________________________，它在元素周期表位置________________。【答案】(1)Li Ne (2) 氟 (3) 24 Cr (4) 1s22s22p63s23p63d104s24p4 第四周期第VIA族 【解析】【详解】(1)同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，当ⅡA族的s能级为全满稳定状态，ⅤA族的p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，而稀有气体外围电子排布为2s22p6，达全满的稳定结构，所以第一电离最大，即第二周期，第一电离能最小的元素符号是Li；最大的是Ne；（2）在元素周期表中，同周期中从左向右，元素的非金属性增强，电负性增强，同主族元素从上向下，元素的非金属性减弱，电负性减弱，在元素周期表中，电负性最大的元素是F，名称是氟；(3)第四周期元素中，外围电子排布为ndxnsy，且能级处于半满稳定状态时，含有的未成对电子数最多，即外围电子排布为3d54s1，此元素为铬，原子序数是24，元素符号为Cr；(4) 34Se是34号元素，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p4；位于周期表第四周期，第VIA族。27．现有核电荷数小于18的元素A，其电离能数据如表所示[I1表示失去第1个电子的电离能，In(n=2，3，4，5，6，7，8，9，10，11)表示失去第n个电子的电离能，单位为eV]。(1)外层电子离核越远，能量越高，电离能越________(填“大”或“小”)；阳离子电荷数越多，在失去电子时，电离能越_______ (填“大”或“小”)。(2)上述11个电子分属_______个电子层。(3)去掉11个电子后，该元素还有_______个电子。(4)该元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式是_______。【答案】(1)小 大 (2) 3 (3) 1 (4) Mg(OH)2 【分析】同一种元素的原子，其电离能随着失电子个数的增多而增大，当原子失去电子变为稳定状态时，如果继续失电子，则其电离能会出现突兀性变化，据此判断该元素最外层电子数，据此解答。【详解】同一种元素的原子，其电离能随着失电子个数的增多而增大，当原子失去电子变为稳定状态时，如果继续失电子，则其电离能会出现突兀性变化，据此判断该元素最外层电子数，(1)外层电子离核越远，能量越高，失去外层电子越容易，电离能越小；阳离子电荷数越高，再失去电子就越因难，电离能越大，因此，本题正确答案是：小；大； (2)根据核外电子排布可以知道11个电子应排为：1s22s22p63s1，则这11个电子分属3个电子层，因此，本题正确答案是：3； (3)根据失去第一个、第二个电子的能量比失去第三个电子的能量小很多，得知该元素易失去2个电子，又因该元素可以失去的电子能达到12个，故在前18号中只有镁符合要求，镁是12号元素，失去11个电子后，还有1个电子，因此，本题正确答案是：1； (4)镁的最高价氧化物对应水化物的化学式是Mg(OH)2，因此，本题正确答案是：Mg(OH)2。【点睛】本题考查元素电离能的应用，明确同一元素电离能变化与主族元素最外层电子数的关系是解本题关键，熟练掌握前36号元素原子结构。28．原子结构与元素周期表存在着内在联系。请你回答下列问题：(1)前四周期的36种元素中，未成对电子数最多的元素是__________。(填元素符号)(2)价电子排布式为3d104s1的元素是__________。(填名称)(3)铁在周期表中的位置是_____________；其原子的电子排布式为_______________。(4)有几种元素的粒子核外电子排布式均为1s22s22p63s23p6，其中：若某中性微粒，一般不和其他物质反应，这种微粒符号是____________。若某微粒还原性很弱，但失去1个电子后氧化性很强，这种微粒符号是________。若某微粒氧化性很弱，但得到2个电子后还原性很强，这种微粒符号是________。【答案】(1)Cr (2) 铜 (3)第四周期Ⅷ族 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 (4)Ar Cl— Ca2+ 【分析】（1）前四周期的36种元素中，基态铬原子的电子排布式为[Ar]3d54s1，有6个未成对电子；（2）基态铜原子的电子排布式为[Ar]3d104s1；（3）铁是26号元素，位于周期表第四周期Ⅷ族，电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；（4）核外电子排布式均为1s22s22p63s23p6，即核外共有18个电子，要注意阴离子质子数=核外电子数-电荷数，阳离子质子数=核外电子数+电荷数。【详解】（1）前四周期的36种元素中，基态铬原子的电子排布式为[Ar]3d54s1，有6个未成对电子，未成对电子数最多，故答案为Cr；（2）基态铜原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，故答案为铜；（3）铁是26号元素，位于周期表第四周期Ⅷ族，电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，故答案为第四周期Ⅷ族；1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；（4）电中性微粒化学性质稳定，是具有稳定结构原子，质子数等于核外电子数为18，该粒子为Ar；微粒的还原性很弱，失去一个电子后变为原子，原子的氧化性很强，这种微粒为氯离子；微粒氧化性很弱，但得到2个电子后还原性很强，这种微粒为钙离子，故答案为Ar；Cl—；Ca2+。【点睛】本题考查原子结构、原子核外电子排布等知识点，根据电子排布式确定元素名称、在周期表中的位置是解答关键。29．有下列粒子：①CH4 ②CH2 ===CH2 ③CH≡CH ④NH3 ⑤NH4 ＋ ⑥BF3 ⑦H2O填写下列空白(填序号)：(1)呈正四面体的是_____。(2)中心原子轨道为 sp3 杂化的是_____，为 sp2 杂化的是_____，为 sp 杂化的是_____。(3)所有原子共平面的是_____，共线的是_____。(4)粒子存在配位键的是_____。(5)含有极性键的极性分子的是_____。【答案】(1)①⑤ (2) ①④⑤⑦⑧ ②⑥ ③ (3) ②③⑥ ③ (4) ⑤ (5)④⑦ 【解析】【分析】根据价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=(a-xb)，依据杂化轨道数判断杂化类型判断微粒的构型来解答(1)~(3)；(4)判断分子中能否有提供孤电子对和空轨道的粒子，以此来解答；(5)同种元素之间形成非极性共价键，不同元素之间形成极性共价键，分子中正负电荷中心不重合的为极性分子；正负电荷的重心重合的为非极性分子，据此判断。【详解】①CH4中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=4+0=4，所以采取sp3杂化，空间构型为正四面体结构；②CH2 =CH2中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+0=3，所以采取sp2杂化，空间构型为平面形分子；③CH≡CH中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=2+0=2，所以采取sp杂化，空间构型为直线形分子；④NH3中氮原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+1=4，所以采取sp3杂化，空间构型为三角锥形分子；⑤NH4+中氮原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=4+0=4，所以采取sp3杂化，空间构型为正四面体结构；⑥BF3中B原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+0=3，所以采取sp2杂化，空间构型为平面三角形分子；⑦H2O中O原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=2+2=4，所以采取sp3杂化，空间构型为V形分子；(1)根据上述分析，呈正四面体的有①⑤，故答案为：①⑤； (2) 根据上述分析，中心原子轨道为 sp3 杂化的有①④⑤⑦⑧，中心原子轨道为sp2杂化的是②⑥；为sp杂化的是③，故答案为：①④⑤⑦；②⑥；③；(3)①CH4是正四面体结构，所有原子不共面也不共线；②C2H4是平面形分子，所有原子共平面但不共线；③CH≡CH是直线形分子，所有原子共平面也共线；④NH3是三角锥形分子，所有原子不共面也不共线；⑤NH4+是正四面体结构，所有原子不共面也不共线；⑥BF3是平面三角形分子，所有原子共平面但不共线；⑦H2O是V形分子，所有原子共平面但不共线；所有原子共平面的是②③⑥，共线的是③，故答案为：②③⑥；③；(4)NH4+中N提供孤电子对，H+提供空轨道，二者都能形成配位键，其余都不能形成配位键，故答案为：⑤；(5)①CH4为正四面体结构，分子中含有C-H极性键，正负电荷的重心重合，为非极性分子；②CH2═CH2为平面结构，含C=C、C-H键，正负电荷的重心重合，为非极性分子；③CH≡CH为直线结构，含C≡C、C-H键，正负电荷的重心重合，为非极性分子；④NH3为三角锥型，只含N-H键，电荷的分布是不均匀的，为极性分子；⑤NH4+为正四面体结构，只含N-H键，正负电荷的重心重合，为非极性的离子；⑥BF3为平面三角形分子，分子中含有B-F极性键，正负电荷的重心重合，为非极性分子；⑦H2O分子中含有O-H极性键，是V形分子，电荷的分布是不均匀的，为极性分子；含有极性键的极性分子的是④⑦，故答案为：④⑦。【点睛】正确理解和运用计算价层电子对个数的公式是解答本题的关键。本题的易错点为(1)，要注意价层电子对互斥模型与分子的空间构型的区别与联系。30．氮元素是重要的非金属元素，可形成卤化氮、氮化物、叠氮化物及配合物等多种化合物。(1)NF3、NBr3、NCl3的沸点由高到低的顺序是______________________________。(2)Mg3N2遇水发生剧烈反应，生成一种有刺激性气味的气体。该反应的化学方程式为_________________。(3)叠氮酸(HN3)是一种弱酸，可部分电离出H＋和。请写出两种与互为等电子体的分子的化学式：__________________。(4)NaN3与KN3相比，NaN3的晶格能________(填“>”、“＝”或“<”)KN3的晶格能。(5)某元素X形成的离子X＋中K、L、M三个电子层均充满了电子。它与形成晶体的结构如图所示。X＋的符号是________，晶体中距离每个最近的X＋有________个。【答案】(1)NBr3>NCl3>NF3 (2 Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ (3) N2O、CO2 (4)> (5)Cu＋ 6 【分析】（1）NF3，NBr3、NCl3都是分子晶体，且结构相似，根据相对分子质量可判断沸点高低；（2）Mg2N2遇水发生剧烈反应，生成一种有刺激性气味的气体为氨气，根据元素守恒，可写出化学方程式；（3）根据等电子原理可写出与互为等电子体的分子；（4）根据钠离子和钾离子的半径可比较出NaN3与KN3的晶格能大小；（5）根据X的核外电子排布特点推导出X元素的种类，再利用晶体结构图，看出晶体中每个与其距离最近的X+的个数。【详解】（1）NF3，NBr3、NCl3都是分子晶体，且结构相似，它们相对分子质量大小关系为：NBr3＞NCl3＞NF3，所以它们的沸点由高到低的顺序是：NBr3＞NCl3＞NF3；（2）Mg2N2遇水发生剧烈反应，生成一种有刺激性气味的气体为氨气，根据元素守恒，可写知化学方程式为：Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2↓＋2NH3↑； （3）N3-中有三个原子，价电子数为16，根据等电子原理可知，与它互为等电子体的分子有：N2O、CO2、CS2、BeCl2；（4）因为钠离子的半径比钾离子的半径小，所以NaN3的晶格比KN3的晶格能大；（5）X+中K、L、M三个电子层均充满了电子，所以X+核外有28个电子，即X为铜元素，X+为Cu＋，根据晶体结构图可知，每个与其距离最近的Cu+有6个。31．非金属元素虽然种类不多，但是在自然界中的丰度却很大，请回答下列问题：(1)BN(氮化硼，晶胞结构如图)和CO2中的化学键均为共价键，BN的熔点高且硬度大，CO2的晶体干冰却松软且极易升华。由此可以判断：BN可能是______晶体，CO2可能是______晶体，BN 晶体中B原子的杂化轨道类型为______，干冰中C原子的杂化轨道类型为______(2)分子极性：OF2______H2O，键角：OF2______H2O(填“＞””或者“＜”)(3金刚石和石墨都是碳元素的单质，但石墨晶体熔点比金刚石______，原因是______(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似，若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键，则得如图所示的金刚砂(SiC)结构。在SiC结构中，每个C原子周围距离相等且最近的C原子数目为______，假设C-Si键长为acm，则晶胞密度为______g/cm3。【答案】(1)原子 分子 sp3 sp (2) ＜ ＜ (3高 石墨层内碳碳键的键长比金刚石要短，键能比金刚石大 (4) 12 【分析】本题是对物质结构与性质的考查，涉及晶体类型与性质、杂化方式、分子结构与性质、晶胞计算等，侧重考查学生分析解决问题的能力，分子极性大小及键角的大小判断为易错点、难点，（4）中关键是明确键长与晶胞棱长关系，需要学生具有一定的数学计算能力。【详解】（1）BN由共价键形成的空间网状结构，熔点高、硬度大，属于原子晶体；而干冰松软且极易升华，属于分子晶体；BN 晶体中B原子形成4个B-N键，杂化轨道数目为4，B原子采取sp3杂化，干冰中C原子形成2个σ键，没有孤电子对，杂化轨道数目为2，C原子采取sp杂化，故答案为：原子；分子；sp3；sp；（2）二者结构相似，均为V形，F与O的电负性相对比较接近，H与O的电负性相差较大，水分子中共用电子对较大地偏向O，所以O-F键的极性较弱，所以整个分子的极性也较弱，水分子中成键电子对之间排斥更大，故水分子中键角也更大，故答案为：＜；＜；（3）石墨层内碳碳键的键长比金刚石要短，键能比金刚石大，故石墨晶体熔点比金刚石的高。故答案为：高；石墨层内碳碳键的键长比金刚石要短，键能比金刚石大；（4）晶胞中每个碳原子与4个Si原子形成正四面体，每个Si原子与周围的4个C原子形成正四面体，晶胞中Si、C的相对位置相同，可以将白色球看作C、黑色球看作Si，互换后以顶点原子研究，与之最近的原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，故每个C原子周围距离相等且最近的C原子数目为；顶点Si原子与四面体中心C原子连线处于晶胞体对角线上，且距离等于体对角线长度的 ，而体对角线长度等于晶胞棱长的倍，假设C-Si键长为acm，则晶胞棱长= cm，晶胞中Si原子数目=、C原子数目=4，晶胞质量=g，晶胞密度=（g）÷（ cm）3=g/cm3，故答案为：12； 。 选项化学式中心原子杂化方式价层电子对互斥模型分子或离子的立体构型Asp2正四面体形三角锥形BH2Osp2四面体形V形CNH3sp3三角锥形平面三角形DCH4sp3正四面体形正四面体形符号I1I2I3I4I5I6电离能7.6415.0380.12109.3141.2186.5符号I7I8I9I10I11电离能224.9226.0327.9367.41 761
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