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化学选择性必修2第2节 共价键与分子的空间结构精练
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这是一份化学选择性必修2第2节 共价键与分子的空间结构精练，共10页。试卷主要包含了单选题，实验题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1. 下列说法正确的是( )
A. 次氯酸分子的结构式为H−O−Cl，其分子为直线形的极性分子
B. 乳酸( )分子中含有一个手性碳原子
C. SO2和SO3分子中心原子分别为sp2和sp3杂化，空间构型分别为V形、平面三角形
D. 配位键常用A→B表示，其中A原子可以提供接受孤电子对的空轨道
2. 下列描述中正确的是( )
A. CS2为V形的极性分子B. ClO 3−的空间构型为平面三角形
C. SF6中没有6对完全相同的成键电子对D. SiF4和SO 32−的中心原子均为sp3杂化
3. 甲醛分子式为CH2O，有强烈刺激性气味的气体，甲醛在常温下是气态，被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。下列关于其结构及性质的分析正确的是( )
A. C原子采取sp3杂化，O原子采取sp杂化
B. 甲醛分子中心原子价层电子对数为4，含有一对孤电子对，是三角锥形结构
C. 一个甲醛分子中含有3个σ键和1个π键
D. 甲醛分子为非极性分子
4. 甲醛分子式为CH2O，有强烈刺激性气味的气体，甲醛在常温下是气态，被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。下列关于其结构及性质的分析正确的是( )
A. C原子采取sp3杂化，O原子采取sp杂化
B. 甲醛分子中心原子价层电子对数为4，含有一对孤电子对，是三角锥形结构
C. 一个甲醛分子中含有3个σ键和1个π键
D. 甲醛分子为非极性分子
5. 下列说法不正确的是( )
A. HOCH2CHOHCH2OH和CH3CHClCH2CH3都有手性碳原子
B. NH4+与H3O+中心原子的价层电子对数相同
C. BF3中硼原子的杂化类型与苯中碳原子的杂化类型相同
D. SO2和O3是等电子体，但两者具有不同的化学性质
6. 下列叙述正确的是
A. 该配合物中配体是H2NCH2CH2NH2，配位数是2。
B. I 3+离子的空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3
C. CO、CN−等与N2互为等电子体，则CO和CN−的结构式分别为C≡O、C≡N−
D. HNO3分子的中心原子的价层电子对数为4，该分子的VSEPR模型是正四面体形
7. 氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为 ( )
A. 两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化
B. NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道
C. NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强
D. 氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子
8. 下列描述中正确的是( )
A. CS2为V形的极性分子B. ClO 3−的空间构型为平面三角形
C. SF6中没有6对完全相同的成键电子对D. SiF4和SO 32−的中心原子均为sp3杂化
9. 下列说法不正确的是( )
A. 碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用相似相溶规律解释
B. 乳酸分子()中含有一个手性碳原子
C. CO32−的立体构型为三角锥型，中心原子的杂化方式为sp3
D. 酸性：磷酸>次氯酸
10. 下列叙述正确的是
A. 该配合物中配体是H2NCH2CH2NH2，配位数是2。
B. I 3+离子的空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3
C. CO、CN−等与N2互为等电子体，则CO和CN−的结构式分别为C≡O、C≡N−
D. HNO3分子的中心原子的价层电子对数为4，该分子的VSEPR模型是正四面体形
11. 下列关于分子的结构和性质的描述中，错误的是
A. PF5和PCl5分子均为三角双锥结构，两者的沸点关系为：PF5B. 乳酸()分子中含有一个手性碳原子
C. 碘易溶于浓碘化钾溶液，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
D. 氟的电负性大于氯的电负性，导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性
12. 磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染，其结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A. 第一电离能：O>N>CB. 该有机物中碳原子采取sp、sp2杂化
C. 基态氢原子电子云轮廓图为哑铃形D. PO 43−的空间结构与VSEPR模型相同
13. 硫的化合物很多，如SO2、SO3、SO2Cl2、Na2SO3、三聚的SO33等，三聚的SO33的结构如图所示。下列说法正确的是。
A. SO2Cl2为正四面体结构B. SO2、SO3分子的VSEPR模型不一样
C. SO42−、SO32−中S原子都是sp3杂化D. 40gSO33分子中含有2.5mlσ键
14. 三氟化氯(ClF3)是极强助燃剂，能发生自耦电离：2ClF3⇀↽ClF4−+ClF2+，其分子的空间构型如图，下列推测合理的是
A. ClF3分子的中心原子杂化轨道类型为sp2B. ClF3与Fe反应生成FeCl2和FeF2
C. ClF3分子是含有极性键的非极性分子D. BrF3比ClF3更易发生自耦电离
15. 下列描述正确的是( )
A. ClO3−的空间构型为平面三角形B. SF6中有6对相同的成键电子对
C. 含π键的物质不如只含σ键的物质稳定D. SiF4和SO32−的中心原子均为sp2杂化
二、实验题
16. 三氯化六氨合钴(Ⅲ)CNH36Cl3是黄色或橙黄色晶体，实验室以CCl2为原料经催化制备CNH36Cl3，步骤如下：
I.CCl2的制备：CCl2可以通过钴和氯气反应制得，实验室制备纯净CCl2可用如图实验装置(已知：CCl2易潮解)。
(1)B装置用于制备氯气，其反应的化学方程式为_____A装置中洗气瓶内所装试剂的名称为_____
(2)组装好仪器进行实验时，要先加入浓盐酸，使B装置中开始生成氯气，待A装置内充满黄绿色气体，再加热A装置中的钴粉，目的是_______
II.三氯化六氨合钴(Ⅲ)的制备。其原理为：2CCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2=2CNH36Cl3+2H2O
已知：三氯化六氨合钴不溶于乙醇，常温水中溶解度较小。
(3)水浴温度不低于60℃的原因是_______
(4)下列说法不正确的是_______(填标号)。
A.NH4Cl除作为反应物外，还有调节溶液的pH、增强H2O2的氧化性的作用
B.活性炭是脱色剂、固体2是活性炭
C.加入浓盐酸，析出产品的反应方程式为CNH363++3Cl−=CNH36Cl3↓
D.可用乙醇水溶液洗涤产品
III.晶体结构测定与钴含量分析。
(5)测定晶体结构最科学的方法是_______，从而获取晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间的有序排列。CNH363+中心离子的价层电子对为6，其空间结构为_______
(6)利用C3+将KI氧化成I2，C3+被还原后的产物为C2+。然后用0.015ml⋅L−1Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，Na2S2O3所得产物为S4O62−。若称取样品的质量为0.295g，滴定I2时，达到终点消耗Na2S2O3标准溶液的平均体积为54.00mL。该样品中钴元素的质量分数为_______％。
17. 钒(23V)是我国的丰产元素，广泛应用于催化及钢铁工业，有“化学面包”、金属“维生素”之称。回答下列问题：
(1)钒原子的核外电子排布式为______，在元素周期表中的位置为______。
(2)V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓为______形；气态SO3以单分子形式存在，其分子的立体构型为______形；固体SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S−O键长有a、b两类，b的键长大于a的键长的原因为______。
(3)V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子中V的杂化轨道类型为______；也可得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为______。
(4)钒的某种氧化物晶胞结构如图所示。该氧化物的化学式为______，若它的晶胞参数为x nm，则晶胞的密度为______g/cm3。
18. 下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。
请回答下列问题：
(1)元素f的基态原子电子排布式为_____________。
(2)a与b反应的产物的分子中中心原子的杂化形式为____，该分子是
____(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)c的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因是_________________。
(4)e、f两元素的部分电离能数据列于下表：
比较两元素的I2、I3可知，气态e2+再失去一个电子比气态f2+再失去一个电子难。对此，你的解释是___________________。
(5)d单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。
则晶胞中与d原子距离最近且相等的d原子数目最多为____，一个晶胞中d原子的数目为____。
简答题
19. 均由两种短周期元素组成的A、B、C、D化合物分子，都含有18个电子，它们分子中所含原子数目依次为2、3、4、6。A和C分子中的原子个数比为1:1，B和D分子中的原子个数比为1:2，D可作为火箭推进剂的燃料。请回答下列问题：
(1)A、B、C、D分子中相对原子质量较大的四种元素第一电离能由大到小排列的顺序为______________________________(填元素符号)。
(2)A与HF相比，其熔、沸点较低，原因是_____________________________________。
(3)B分子的立体构型为__________形，该分子属于__________(填“极性”或“非极性”)分子。由此可以预测B分子在水中的溶解度较__________(填“大”或“小”)。
(4)A、B两分子的中心原子的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱为________________________(填化学式)，若设A的中心原子为X，B的中心原子为Y，比较下列物质的酸性强弱(填“>”“<”或“=”)：HXO__________HXO3__________HXO4；H2YO3__________H2YO4。
(5)D分子中心原子的杂化方式是_________，由该原子组成的1个单质分子中包含_________个π键，与该单质分子互为等电子体的常见分子的分子式为__________。
20. K、Al、Si、Cu、N i均为重要的合金材料，在工业生产、科技、国防领域有着广泛的用途，请回答下列问题：
(1)K元素处于元素同期表的_____ 区。
(2)下列状态的铝中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_____(填标号)。
A.[Ne]◯↑↓ B. [Ne]◯↑↓◯↑ C. [Ne]◯↑◯↑ D.[Ne]◯↑◯↑◯↑
3s 3s3p 3s3p 3s3p 3p
(3)从核外电子排布角度解释高温下Cu2O比CuO更稳定的原因是____________。
(4)一些化合物的熔点如下表所示：
解释表中化合物之间熔点差异的原因____________。
(5)NiSO4 溶于氨水形成[Ni (NH3)6]SO4。
①N、O、S三种元素中电负性最大的是________。
②写出一种与[Ni (NH3)6]SO4中的阴离子互为等电子体的分子的分子式_________。
③1ml[Ni (NH3)6]SO4中含有δ键的数目为___________。
④NH3 的VSEPR模型为____ ；NH3、SO42−的中心原子的杂化类型分别为_________、___________。
(6)K、Ni、F三种元素组成的一种晶体的长方体晶胞结构如图所示。若NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度ρ=______g·cm−3(用代数式表示)。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了手性碳原子、杂化类型的判断和分子空间构型的判断，题目难度中等，注意掌握价层电子对互斥理论，侧重于考查学生对基础知识的应用能力。
【解答】
A.HClO中O价层电子对数为4，孤电子对数为2，空间构型为V型，故A错误；
B.C原子连有四个不同的原子和原子团时属于手性碳原子，乳酸( )分子中中间的C属于手性碳原子，故B正确；
C.由价层电子对互斥理论可知SO2和SO3中S原子的价层电子对数分别为2+6−2×22=3、3+6−3×22=3，均为sp2杂化，空间构型分别为V形、平面三角形，故C错误；
D.配位键常用A→B表示，其中A原子可以提供孤电子对，故D错误。
故选B。
2.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了粒子空间构型的判断、原子杂化方式的判断等知识点，根据价层电子对互斥理论来分析解答即可，难度不大。、
【解答】
A.CS2中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+12(4−2×2)=2，且不含孤电子对，所以为直线形结构，为非极性分子，故 A错误；
B.ClO3−中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+12(7+1−3×2)=4，且含有一个孤电子对，所以为三角锥形结构，故B错误；
C.SF6中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=6+12(6−6×1)=6，且不含孤电子对，所以硫原子最外层有6个电子，和氟原子之间有6对完全相同的成键电子对，故C错误；
D.SiF4和SO32− 的空间构型分别为正四面体和三角锥形，但中心原子均采用的是sp3杂化，故D正确。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查杂化轨道、价层电子对互斥理论、化学键、分子极性等，题目难度较易，注意理解杂化轨道理论与价层电子对互斥理论，注意根据分子构型进行分子极性的判断。
【解答】
A.HCHO中C原子成2个C−H键、1个C=O双键，杂化轨道数为3，C原子采取sp2杂化，O原子成1个C=O双键，含有2对孤电子对，杂化轨道数为3，O原子采取sp2杂化，故A错误；
B.甲醛分子中成2个C−H键、1个C=O双键，中心原子价层电子对数为3，不含孤电子对，为平面三角形，故B错误；
C.甲醛的结构简式为HCHO，结构式为，甲醛中，含有碳氧双键以及两个碳氢单键，故其中3个σ键，1个π键，故C正确；
D.甲醛分子是平面三角形，碳原子位于三角形内部，结构不对称，所以极性分子，故D错误。
4.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查杂化轨道、价层电子对互斥理论、化学键、分子极性等，题目难度中等，注意理解杂化轨道理论与价层电子对互斥理论，注意根据分子构型进行分子极性的判断。
【解答】
A.HCHO中C原子成2个C−H键、1个C=O双键，杂化轨道数为3，C原子采取sp2杂化，O原子成1个C=O双键，含有2对孤电子对，杂化轨道数为3，O原子采取sp2杂化，故A错误；
B.甲醛分子中成2个C−H键、1个C=O双键，价层电子对数为3，不含孤电子对，为平面三角形结构，故B错误；
C.甲醛的结构简式为HCHO，结构式为，含有3个σ键，1个π键，故C正确；
D.甲醛分子是平面三角形结构，碳原子位于三角形内部，正负电荷中心不重合，所以是极性分子，故D错误；
故选：C。
5.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查微粒的空间构型以及手性分子的判断，熟练掌握价层电子对互斥理论是解答关键，注意等电子体，具有相似的结构，但化学性质不同，为易错点，题目难度中等。
【解答】
A.CH3CHClCH2CH3是手性分子，HOCH2CH(OH)CH2OH不是手性分子，故A错误；
B.NH4+分子中心原子N原子价层电子对数=σ键数+孤对电子对数=4+12(5−1−4×1)=4，H3O+中心原子O原子价层电子对数=σ键个数+孤电子对个数=3+12(6−1−3×1)=4，故B正确；
C.BF3中硼原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+12×(3−3×1)=3，无孤对电子，硼原子轨道的杂化类型为sp2，苯分子中C上无孤对电子，形成3个σ键，碳原子轨道的杂化类型为sp2，杂化类型相同，故C正确；
D.SO2和O3是等电子体，价电子数都为18，具有相似的结构，但化学性质不同，二氧化硫以还原性为主，而臭氧具有强氧化性，故D正确。
6.【答案】B
【解析】
【分析】
本题综合考查物质的结构与性质，涉及配合物的配体和配位数判断，原子杂化方式判断、等电子原理、价层电子对互斥理论等，意在考查学生的理解能力和知识应用能力。
【解答】
A. 该配合物中配体是H2NCH2CH2NH2，配位数是4，故A错误；
B. I 3+离子的σ键数目为2，孤电子对数为2，故其空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3，故B正确；
C. CN−的结构式应该写作[C≡N]−，故C错误；
D. HNO3分子中N原子σ键为3，孤电子对数为0，即中心原子的价层电子对数为3，VSEPR模型是平面三角形，故D错误。
7.【答案】C
【解析】
【分析】
该题是基础性试题的考查，试题注重基础知识的巩固和训练。该题的关键是利用好价层电子对互斥理论，准确判断出中心原子含有的孤对电子对数，难度不大，有利于培养学生的逻辑推理和抽象思维能力。
【解答】
A.NH3中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3型杂化，CH4中C原子采取sp3型杂化，故A错误；
B.NH3中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道，故B错误；
C.NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强，故C正确；
D.根据价层电子对互斥理论可知，氨气和甲烷分子中中心原子含有的孤对电子对数分别是(5−3×1)÷2=1、(4−4×1)÷2=0，所以氨气是三角锥形结构，结构不对称，是极性分子，而甲烷是正四面体型结构，结构对称，为非极性分子，故D错误。
8.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了粒子空间构型的判断、原子杂化方式的判断等知识点，根据价层电子对互斥理论来分析解答即可，难度不大。
【解答】
A.CS2中价层电子对数=2+12(4−2×2)=2，且不含孤电子对，所以为直线形结构，为非极性分子，故A错误；
B.ClO3−中价层电子对数=3+12(7+1−3×2)=4，且含有一对孤电子对，所以为三角锥形结构，故B错误；
C.硫原子最外层有6个电子，SF6中硫原子和氟原子之间有6对完全相同的成键电子对，故C错误；
D.SiF4中价层电子对数=4+12(4−1×4)=4，中心原子采用sp3杂化，SO32−中价层电子对数=3+12(6+2−2×3)=4，中心原子采用sp3杂化，故D正确。
9.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查相似相溶原理、手性碳原子、杂化类型判断、有机物的酸性比较，难度一般，解题关键是理解分子结构和性质的相关理论。
【解答】
A.碘、四氯化碳、甲烷都为非极性分子，水为极性分子，根据相似相溶原理，碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水，故A正确；
B.乳酸分子()中只有标有∗的一个手性碳原子，故B正确；
C.CO32−的中C的孤电子对数为4+2−2×32=0，杂化轨道数为3+0=3，中心原子的杂化方式为sp2，立体构型为平面三角形，故C错误；
D.H3PO4的非羟基氧原子数比HClO的多，含氧酸中非羟基氧原子数越多，酸性越强，所以磷酸的酸性强于次氯酸，故D正确；
故选C。
10.【答案】B
【解析】
【分析】
本题综合考查物质的结构与性质，涉及配合物基本知识，杂化方式判断、等电子原理、价层电子对互斥理论等，难度不大。
【解答】
A. 该配合物中配体是H2NCH2CH2NH2，配位数是4，故A错误；
B. I 3+离子的σ键电子对数目为2，孤电子对数为2，故其空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3，故B正确；
C. CN−的结构式应该写作[C≡N]−，故C错误；
D. HNO3分子σ键电子对为3，孤电子对数为0，VSEPR模型是平面三角形，故D错误；
故选B。
11.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了分子的结构、沸点的大小比较、手性碳原子、相似相溶原理、酸性强弱的比较等知识，侧重考查学生分析判断能力和灵活运用能力，题目难度不大。
【解答】
A.PF5与PCl5均为三角双锥结构的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，则其沸点高低：PF5B.乳酸(CH3CHOHCOOH)分子中与−OH相连的C上连有4个不同的基团，是手性碳原子，故B正确；
C.碘易溶于浓碘化钾溶液是因为I2与I−反应生成I3−，与相似相溶无关，，故C错误；
D.F的电负性大于Cl的电负性，F3C−的极性大于Cl3C−的极性，三氟乙酸(F3CCOOH)中−COOH比三氯乙酸(Cl3CCOOH)中的−COOH容易电离出氢离子，所以三氟乙酸(F3CCOOH)的酸性大于三氯乙酸(Cl3CCOOH)的酸性，故D正确。
12.【答案】D
【解析】
【分析】
本题以有机物结构简式为依据，考查第一电离能、原子杂化方式、空间构型等，难度不大，侧重基础知识的考查。
【解析】
A.N原子2p层为半满结构，比较稳定，第一电离能：N>O>C，A项错误；
B.该有机物分子中苯环上碳原子采取sp2杂化，侧链上碳原子采取sp3杂化，B项错误；
C.基态氢原子电子排布式为1s1，电子云轮廓图为球形，C项错误；
D.PO43−中P价层有4个电子对，没有孤电子对，空间结构和VSEPR模型都是正四面体形，D项正确。
13.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查物质的结构与性质，为高频考点，涉及分子空间构型的判断、杂化理论等知识，题目难度不大，侧重基础知识的考查。
【解答】
A.SO2Cl2分子中与中心S原子形成共价键的O、Cl原子半径不同，因此该分子呈四面体结构，但不是正四面体结构，A错误；
B.SO2中S原子的价层电子对数=2+6−2×22=3，SO3分子S原子的价层电子对数=3+6−2×32=3，故SO2、SO3分子的VSEPR模型均为平面三角形，B错误；
C.SO32−的中心原子S的价层电子对数=12(6+2−2×3)+3=4，SO42−的中心原子S的价层电子对数=4+6+2−4×22=4，S原子都是sp3杂化， C正确；
D.40g(SO3)3分子中的σ键为40240ml×12=2ml，D错误。
14.【答案】D
【解析】A.三氟化氯中氯原子的价层电子对数为5，杂化方式不可能为sp2杂化，故A错误；
B.由三氟化氯是极强助燃剂可知，三氟化氯与铁反应生成氯化铁和氟化铁，故B错误；
C.由图可知，三氟化氯是结构不对称的三角锥形分子，属于含有极性键的极性分子，故C错误；
D.溴元素的电负性小于氯元素，溴氟键的极性强于氯氟键，则三氟化溴比三氟化氯更易发生自耦电离，故D正确；
故选D。
15.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查分子的构型、原子杂化方式判断等知识点，侧重考查基本理论，难点是判断原子杂化方式，知道孤电子对个数的计算方法，为易错点，题目难度中等。
【解答】
A.ClO3−中Cl的价层电子对数=3+12×(7+1−2×3)=4，含有一对孤电子对，则离子的空间构型为三角锥形，故A错误；
B.SF6中价层电子对数=6+12×(6−6×1)=6，且不含孤电子对，所以有6对完全相同的成键电子对，故B正确；
C.如氮气中含有π键，氯气中只含σ键，但是氮气比氯气稳定，故C错误；
D.SiF4中硅原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以硅原子采用sp3杂化，SO32−中价层电子对数=3+12×(6+2−3×2)=4，所以硫原子为sp3杂化，故D错误。
故选B。
16.【答案】(1)2KMnO4+16HCl(浓) =2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；浓硫酸
(2)排尽装置中的空气，防止加热时钴被氧气氧化
(3)温度低，反应速率小
(4) B
(5) X射线行射仪；正八面体
(6)16.2
【解析】
【分析】
本题考查物质的制备实验，涉及物质的分离与提纯、对操作的分析评价等，侧重实验分析能力及知识综合应用能力的考查，题目难度中等。
【解答】
(1)CCl2的制备时，实验室用高锰酸钾和浓盐酸制备氯气，其原理为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。CCl2易潮解，A中洗气瓶应装浓硫酸干燥。
(2)钴和铁类似，在温度较高时，能与氧气反应，所以用氯气排尽装置中的空气，防止加热时钴被氧气氧化。
(3)三氯化六氨合结(Ⅲ)的制备时，要保持较高温度来提高反应速率。
(4)A.氯化铵水溶液显酸性，有调节溶液的pH、增强H2O2的氧化性的作用，A正确;
B.活性炭是催化剂，B错误；
C.加入浓盐酸，析出产品的反应方程式为[C(NH3)6]3++3Cl−=[C(NH3)6]Cl3↓，C正确；
D.三氯化六氨合钴不溶于乙醇，可用乙醇水溶液洗涤产品，D正确；
(5)测定晶体结构最常见的仪器是X射线行射仪；[C(NH3)6]3+中心离子采取d2sp3杂化，配位数为6，其空间结构为正八面体。
(6)按得失电子守恒、元素质量守恒，测定过程中存在关系式：2C∼I2∼2Na2S2O3，则0.295g产品中钴的百分含量是0.015×54.00×10−3×590.295×100%=16.2%。
17.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d34s2 ; 第四周期第VB族;
(2)哑铃；平面正三角；a键含有双键的成分，键能大，键长较短，b键为单键，键能较小，键长较长；
(3)sp3； NaVO3；
(4)VO2 ；166×1021NAx3
【解析】解：(1)V原子核外有23个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，在元素周期表中的位置为第四周期第VB族；
(2)基态S原子电子占据最高能级为3p能级，p能级的电子云轮廓为哑铃形；气态SO3分子中S原子价层电子对数=3+6−3×22=3且不含孤电子对，该分子的立体构型形为平面正三角形；固体SO3中a键含有双键的成分，键能大，键长较短，b键为单键，键能较小，键长较长；
(3)钒酸钠(Na3VO4)阴离子中V的价层电子对数=4+5+3−4×22=4且不含孤电子对，V原子的杂化轨道类型为sp3；根据图知，偏钒酸钠的化学式为NaVO3；
(4)该晶胞中V原子个数=1+8×18=2、O原子个数=2+4×12=4，则V、O原子个数之比=2：4=1：2，化学式为VO2；晶胞体积=(x×10−7cm)3，晶体密度=mV=83NA×2(x×10−7)3g/cm3=166×1021NAx3g/cm3。
本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、原子杂化方式判断、微粒空间构型判断、原子核外电子排布式书写等知识点，综合性较强，明确原子结构、物质结构、晶胞结构是解本题关键，难度一般。
18.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d64s2； (2) sp3；极性；
(3)电子从能量较高的轨道跃迁到能力较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量；
(4)Mn2+的3d轨道电子为半充满状态较稳定；
(5)12；4。
【解析】
【分析】
本题考查物质结构和性质，涉及原子核外电子排布、晶胞计算等知识点，利用均摊法计算晶胞中原子个数，掌握核外电子排布特点及规则以及杂化理论，分子极性判断为解题关键，题目难度中等．
【解答】
根据元素在周期表中的位置知，a、b、c、d、e、f元素分别是H、N、Mg、Al、Mn、Fe元素，
(1)元素f为26号元素，其3d、4s电子为其外围电子即价电子，3d能级上有6个电子、4s能级上有2个电子，其价电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，
故答案为：1s22s22p63s23p63d64s2；
(2)a为H，b为N，则NH3分子中N原子是sp3杂化，为极性分子，
故答案为：sp3杂化；极性；
(3)金属镁在空气中燃烧产生刺眼的白光，主要从电子跃迁角度解释，电子从能量较高的轨道跃迁到能力较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量，
故答案为：电子从能量较高的轨道跃迁到能力较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量；
(4)Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2+到Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少，
故答案为：Mn2+的3d轨道电子为半充满状态较稳定；
(5)d为Al元素，该晶胞中Al原子配位数3×8×12=12，一个晶胞中平均含有铝原子个数8×18+6×12=4，
故答案为：12；4。
19.【答案】(1)N>O>Cl>S；
(2)HF分子之间存在氢键；
(3)V；极性；大；
(4)HClO4>H2SO4；<；<；<；
(5)sp3；2；CO。
【解析】
【分析】
本题考查元素及物质的推断，涉及电离能、分子的空间构型等，比较综合，难度一般，解题的关键是对基础知识的掌握。
【解答】
根据18电子化合物的分子中原子个数比可推知A、B、C、D四种化合物分别为HCl、H2S、H2O2、N2H4。
(1)四种化合物中相对原子质量较大的元素分别为Cl、S、O、N。根据第一电离能的递变规律可知，四种元素的第一电离能由大到小的排列顺序为：N>O>Cl>S；
(2)A为HCl，因为HF的分子之间存在氢键和范德华力，而HCl分子之间只存在范德华力，所以HF的熔、沸点高于HCl；
(3)B分子为H2S，其结构类似于H2O，因为H2O分子中O原子以sp3杂化，分子构型为V形，所以H2S分子也为V形，属于极性分子；由此可以预测B分子在水中的溶解度较大；
(4)A、B的中心原子为Cl和S，其最高价氧化物对应的水化物为HClO4和H2SO4，因为非金属性Cl>S，所以酸性HClO4>H2SO4；X、Y的化合价越高酸性越强，所以HClO(5)D的分子式N2H4，中心原子的杂化方式是sp3，由该原子组成的单质分子N2中包含2个π键，与该单质分子互为等电子体的常见分子的分子式为CO。
20.【答案】(1)s ；
(2)A；
(3)基态Cu+的价电子排布式为3d10，为全充满状态，更稳定(或“Cu+离子核外电子处于稳定的全充满状态”)；
(4)NaCl、KCl为离子晶体，SiO2为原子晶体， K+半径大于Na+半径，晶格能NaCl>KCl；
(5)①O ②CX4、SiX4(X表示卤素原子，任写一种) ③28NA ④四面体形 sp3、 sp3
(6)4.26×1023a2bNA；
【解析】
【分析】
本题主要考查晶体类型，杂化轨道，电离能，电负性、晶胞计算，难度一般，注意掌握相应知识是解题关键；
【解答】
(1)K位于第IA族，位于s区；
(2)AC微粒都是Al原子失去一个电子后得到的，但是C微粒能量高于A，稳定性A>C，所以失电子能量A>C；
BD都是原子，但是B是基态、D是激发态，能量：BD，所以失去一个电子能量：B>D。A微粒是B失去一个电子得到的，且A轨道中电子处于全满状态，较稳定，所以失去一个电子能量B通过以上分析知，电离最外层一个电子所需能量最大的是A。故选：A。
(3)轨道中电子排布达到全满、半满、全空时原子最稳定，Cu+的最外层电子排布为3d10，而Cu2+的最外层电子排布为3d9，因最外层电子排布达到全满时稳定，所以固态Cu2O稳定性强于CuO；
(4)NaCl、KCl为离子晶体，SiO2为原子晶体，所以二氧化硅的熔点比前两者高； K+半径大于Na+半径，氯化钠离子键键能更大，晶格能NaCl>KCl；
(5)①同周期从左往右电负性逐渐增强，故有N②[Ni (NH3)6]SO4中的阴离子为硫酸根，根据等电子体的定义可知有CCl4、CF4等；
③[Ni (NH3)6]SO4中每个氨分中含有3个δ键，每个氨分子与镍离子之间形成一个配位键也是δ键，每个硫酸根含有4个δ键，所以[Ni (NH3)6]SO4中含有δ键的数目是28NA；
④氨气中价层电子对个数=3+12(5−3×1)=4且含有1个孤电子对，所以N原子采用sp3杂化，VSEPR模型为四面体形；SO42−离子中价层电子对个数=4+12×(6+2−4×2)=4，没有孤电子对，所以其立体构型是正四面体，硫原子采取sp3杂化；
(6)根据均摊法可知该晶胞中F原子个数=16×14+12×4+2=8，K原子个数=8× 14 +2=4，Ni原子个数=8×18+1=2，晶胞体积=a2b×10−21cm3，晶胞密度=mV=39×4+19×8+59×2NAa2b×10−21g/cm3=426a2b×10−21NAg/cm3=4.26×1023a2bNAg·cm−3; 元素
e
f
电离能/
kJ·ml−1
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
化合物
NaCl
KCl
SiO2
熔点/°C
801
770
1723
一、单选题
1. 下列说法正确的是( )
A. 次氯酸分子的结构式为H−O−Cl，其分子为直线形的极性分子
B. 乳酸( )分子中含有一个手性碳原子
C. SO2和SO3分子中心原子分别为sp2和sp3杂化，空间构型分别为V形、平面三角形
D. 配位键常用A→B表示，其中A原子可以提供接受孤电子对的空轨道
2. 下列描述中正确的是( )
A. CS2为V形的极性分子B. ClO 3−的空间构型为平面三角形
C. SF6中没有6对完全相同的成键电子对D. SiF4和SO 32−的中心原子均为sp3杂化
3. 甲醛分子式为CH2O，有强烈刺激性气味的气体，甲醛在常温下是气态，被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。下列关于其结构及性质的分析正确的是( )
A. C原子采取sp3杂化，O原子采取sp杂化
B. 甲醛分子中心原子价层电子对数为4，含有一对孤电子对，是三角锥形结构
C. 一个甲醛分子中含有3个σ键和1个π键
D. 甲醛分子为非极性分子
4. 甲醛分子式为CH2O，有强烈刺激性气味的气体，甲醛在常温下是气态，被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。下列关于其结构及性质的分析正确的是( )
A. C原子采取sp3杂化，O原子采取sp杂化
B. 甲醛分子中心原子价层电子对数为4，含有一对孤电子对，是三角锥形结构
C. 一个甲醛分子中含有3个σ键和1个π键
D. 甲醛分子为非极性分子
5. 下列说法不正确的是( )
A. HOCH2CHOHCH2OH和CH3CHClCH2CH3都有手性碳原子
B. NH4+与H3O+中心原子的价层电子对数相同
C. BF3中硼原子的杂化类型与苯中碳原子的杂化类型相同
D. SO2和O3是等电子体，但两者具有不同的化学性质
6. 下列叙述正确的是
A. 该配合物中配体是H2NCH2CH2NH2，配位数是2。
B. I 3+离子的空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3
C. CO、CN−等与N2互为等电子体，则CO和CN−的结构式分别为C≡O、C≡N−
D. HNO3分子的中心原子的价层电子对数为4，该分子的VSEPR模型是正四面体形
7. 氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为 ( )
A. 两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化
B. NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道
C. NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强
D. 氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子
8. 下列描述中正确的是( )
A. CS2为V形的极性分子B. ClO 3−的空间构型为平面三角形
C. SF6中没有6对完全相同的成键电子对D. SiF4和SO 32−的中心原子均为sp3杂化
9. 下列说法不正确的是( )
A. 碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用相似相溶规律解释
B. 乳酸分子()中含有一个手性碳原子
C. CO32−的立体构型为三角锥型，中心原子的杂化方式为sp3
D. 酸性：磷酸>次氯酸
10. 下列叙述正确的是
A. 该配合物中配体是H2NCH2CH2NH2，配位数是2。
B. I 3+离子的空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3
C. CO、CN−等与N2互为等电子体，则CO和CN−的结构式分别为C≡O、C≡N−
D. HNO3分子的中心原子的价层电子对数为4，该分子的VSEPR模型是正四面体形
11. 下列关于分子的结构和性质的描述中，错误的是
A. PF5和PCl5分子均为三角双锥结构，两者的沸点关系为：PF5
C. 碘易溶于浓碘化钾溶液，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
D. 氟的电负性大于氯的电负性，导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性
12. 磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染，其结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A. 第一电离能：O>N>CB. 该有机物中碳原子采取sp、sp2杂化
C. 基态氢原子电子云轮廓图为哑铃形D. PO 43−的空间结构与VSEPR模型相同
13. 硫的化合物很多，如SO2、SO3、SO2Cl2、Na2SO3、三聚的SO33等，三聚的SO33的结构如图所示。下列说法正确的是。
A. SO2Cl2为正四面体结构B. SO2、SO3分子的VSEPR模型不一样
C. SO42−、SO32−中S原子都是sp3杂化D. 40gSO33分子中含有2.5mlσ键
14. 三氟化氯(ClF3)是极强助燃剂，能发生自耦电离：2ClF3⇀↽ClF4−+ClF2+，其分子的空间构型如图，下列推测合理的是
A. ClF3分子的中心原子杂化轨道类型为sp2B. ClF3与Fe反应生成FeCl2和FeF2
C. ClF3分子是含有极性键的非极性分子D. BrF3比ClF3更易发生自耦电离
15. 下列描述正确的是( )
A. ClO3−的空间构型为平面三角形B. SF6中有6对相同的成键电子对
C. 含π键的物质不如只含σ键的物质稳定D. SiF4和SO32−的中心原子均为sp2杂化
二、实验题
16. 三氯化六氨合钴(Ⅲ)CNH36Cl3是黄色或橙黄色晶体，实验室以CCl2为原料经催化制备CNH36Cl3，步骤如下：
I.CCl2的制备：CCl2可以通过钴和氯气反应制得，实验室制备纯净CCl2可用如图实验装置(已知：CCl2易潮解)。
(1)B装置用于制备氯气，其反应的化学方程式为_____A装置中洗气瓶内所装试剂的名称为_____
(2)组装好仪器进行实验时，要先加入浓盐酸，使B装置中开始生成氯气，待A装置内充满黄绿色气体，再加热A装置中的钴粉，目的是_______
II.三氯化六氨合钴(Ⅲ)的制备。其原理为：2CCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2=2CNH36Cl3+2H2O
已知：三氯化六氨合钴不溶于乙醇，常温水中溶解度较小。
(3)水浴温度不低于60℃的原因是_______
(4)下列说法不正确的是_______(填标号)。
A.NH4Cl除作为反应物外，还有调节溶液的pH、增强H2O2的氧化性的作用
B.活性炭是脱色剂、固体2是活性炭
C.加入浓盐酸，析出产品的反应方程式为CNH363++3Cl−=CNH36Cl3↓
D.可用乙醇水溶液洗涤产品
III.晶体结构测定与钴含量分析。
(5)测定晶体结构最科学的方法是_______，从而获取晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间的有序排列。CNH363+中心离子的价层电子对为6，其空间结构为_______
(6)利用C3+将KI氧化成I2，C3+被还原后的产物为C2+。然后用0.015ml⋅L−1Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，Na2S2O3所得产物为S4O62−。若称取样品的质量为0.295g，滴定I2时，达到终点消耗Na2S2O3标准溶液的平均体积为54.00mL。该样品中钴元素的质量分数为_______％。
17. 钒(23V)是我国的丰产元素，广泛应用于催化及钢铁工业，有“化学面包”、金属“维生素”之称。回答下列问题：
(1)钒原子的核外电子排布式为______，在元素周期表中的位置为______。
(2)V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓为______形；气态SO3以单分子形式存在，其分子的立体构型为______形；固体SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S−O键长有a、b两类，b的键长大于a的键长的原因为______。
(3)V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子中V的杂化轨道类型为______；也可得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为______。
(4)钒的某种氧化物晶胞结构如图所示。该氧化物的化学式为______，若它的晶胞参数为x nm，则晶胞的密度为______g/cm3。
18. 下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。
请回答下列问题：
(1)元素f的基态原子电子排布式为_____________。
(2)a与b反应的产物的分子中中心原子的杂化形式为____，该分子是
____(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)c的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因是_________________。
(4)e、f两元素的部分电离能数据列于下表：
比较两元素的I2、I3可知，气态e2+再失去一个电子比气态f2+再失去一个电子难。对此，你的解释是___________________。
(5)d单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。
则晶胞中与d原子距离最近且相等的d原子数目最多为____，一个晶胞中d原子的数目为____。
简答题
19. 均由两种短周期元素组成的A、B、C、D化合物分子，都含有18个电子，它们分子中所含原子数目依次为2、3、4、6。A和C分子中的原子个数比为1:1，B和D分子中的原子个数比为1:2，D可作为火箭推进剂的燃料。请回答下列问题：
(1)A、B、C、D分子中相对原子质量较大的四种元素第一电离能由大到小排列的顺序为______________________________(填元素符号)。
(2)A与HF相比，其熔、沸点较低，原因是_____________________________________。
(3)B分子的立体构型为__________形，该分子属于__________(填“极性”或“非极性”)分子。由此可以预测B分子在水中的溶解度较__________(填“大”或“小”)。
(4)A、B两分子的中心原子的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱为________________________(填化学式)，若设A的中心原子为X，B的中心原子为Y，比较下列物质的酸性强弱(填“>”“<”或“=”)：HXO__________HXO3__________HXO4；H2YO3__________H2YO4。
(5)D分子中心原子的杂化方式是_________，由该原子组成的1个单质分子中包含_________个π键，与该单质分子互为等电子体的常见分子的分子式为__________。
20. K、Al、Si、Cu、N i均为重要的合金材料，在工业生产、科技、国防领域有着广泛的用途，请回答下列问题：
(1)K元素处于元素同期表的_____ 区。
(2)下列状态的铝中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_____(填标号)。
A.[Ne]◯↑↓ B. [Ne]◯↑↓◯↑ C. [Ne]◯↑◯↑ D.[Ne]◯↑◯↑◯↑
3s 3s3p 3s3p 3s3p 3p
(3)从核外电子排布角度解释高温下Cu2O比CuO更稳定的原因是____________。
(4)一些化合物的熔点如下表所示：
解释表中化合物之间熔点差异的原因____________。
(5)NiSO4 溶于氨水形成[Ni (NH3)6]SO4。
①N、O、S三种元素中电负性最大的是________。
②写出一种与[Ni (NH3)6]SO4中的阴离子互为等电子体的分子的分子式_________。
③1ml[Ni (NH3)6]SO4中含有δ键的数目为___________。
④NH3 的VSEPR模型为____ ；NH3、SO42−的中心原子的杂化类型分别为_________、___________。
(6)K、Ni、F三种元素组成的一种晶体的长方体晶胞结构如图所示。若NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度ρ=______g·cm−3(用代数式表示)。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了手性碳原子、杂化类型的判断和分子空间构型的判断，题目难度中等，注意掌握价层电子对互斥理论，侧重于考查学生对基础知识的应用能力。
【解答】
A.HClO中O价层电子对数为4，孤电子对数为2，空间构型为V型，故A错误；
B.C原子连有四个不同的原子和原子团时属于手性碳原子，乳酸( )分子中中间的C属于手性碳原子，故B正确；
C.由价层电子对互斥理论可知SO2和SO3中S原子的价层电子对数分别为2+6−2×22=3、3+6−3×22=3，均为sp2杂化，空间构型分别为V形、平面三角形，故C错误；
D.配位键常用A→B表示，其中A原子可以提供孤电子对，故D错误。
故选B。
2.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了粒子空间构型的判断、原子杂化方式的判断等知识点，根据价层电子对互斥理论来分析解答即可，难度不大。、
【解答】
A.CS2中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+12(4−2×2)=2，且不含孤电子对，所以为直线形结构，为非极性分子，故 A错误；
B.ClO3−中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+12(7+1−3×2)=4，且含有一个孤电子对，所以为三角锥形结构，故B错误；
C.SF6中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=6+12(6−6×1)=6，且不含孤电子对，所以硫原子最外层有6个电子，和氟原子之间有6对完全相同的成键电子对，故C错误；
D.SiF4和SO32− 的空间构型分别为正四面体和三角锥形，但中心原子均采用的是sp3杂化，故D正确。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查杂化轨道、价层电子对互斥理论、化学键、分子极性等，题目难度较易，注意理解杂化轨道理论与价层电子对互斥理论，注意根据分子构型进行分子极性的判断。
【解答】
A.HCHO中C原子成2个C−H键、1个C=O双键，杂化轨道数为3，C原子采取sp2杂化，O原子成1个C=O双键，含有2对孤电子对，杂化轨道数为3，O原子采取sp2杂化，故A错误；
B.甲醛分子中成2个C−H键、1个C=O双键，中心原子价层电子对数为3，不含孤电子对，为平面三角形，故B错误；
C.甲醛的结构简式为HCHO，结构式为，甲醛中，含有碳氧双键以及两个碳氢单键，故其中3个σ键，1个π键，故C正确；
D.甲醛分子是平面三角形，碳原子位于三角形内部，结构不对称，所以极性分子，故D错误。
4.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查杂化轨道、价层电子对互斥理论、化学键、分子极性等，题目难度中等，注意理解杂化轨道理论与价层电子对互斥理论，注意根据分子构型进行分子极性的判断。
【解答】
A.HCHO中C原子成2个C−H键、1个C=O双键，杂化轨道数为3，C原子采取sp2杂化，O原子成1个C=O双键，含有2对孤电子对，杂化轨道数为3，O原子采取sp2杂化，故A错误；
B.甲醛分子中成2个C−H键、1个C=O双键，价层电子对数为3，不含孤电子对，为平面三角形结构，故B错误；
C.甲醛的结构简式为HCHO，结构式为，含有3个σ键，1个π键，故C正确；
D.甲醛分子是平面三角形结构，碳原子位于三角形内部，正负电荷中心不重合，所以是极性分子，故D错误；
故选：C。
5.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查微粒的空间构型以及手性分子的判断，熟练掌握价层电子对互斥理论是解答关键，注意等电子体，具有相似的结构，但化学性质不同，为易错点，题目难度中等。
【解答】
A.CH3CHClCH2CH3是手性分子，HOCH2CH(OH)CH2OH不是手性分子，故A错误；
B.NH4+分子中心原子N原子价层电子对数=σ键数+孤对电子对数=4+12(5−1−4×1)=4，H3O+中心原子O原子价层电子对数=σ键个数+孤电子对个数=3+12(6−1−3×1)=4，故B正确；
C.BF3中硼原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+12×(3−3×1)=3，无孤对电子，硼原子轨道的杂化类型为sp2，苯分子中C上无孤对电子，形成3个σ键，碳原子轨道的杂化类型为sp2，杂化类型相同，故C正确；
D.SO2和O3是等电子体，价电子数都为18，具有相似的结构，但化学性质不同，二氧化硫以还原性为主，而臭氧具有强氧化性，故D正确。
6.【答案】B
【解析】
【分析】
本题综合考查物质的结构与性质，涉及配合物的配体和配位数判断，原子杂化方式判断、等电子原理、价层电子对互斥理论等，意在考查学生的理解能力和知识应用能力。
【解答】
A. 该配合物中配体是H2NCH2CH2NH2，配位数是4，故A错误；
B. I 3+离子的σ键数目为2，孤电子对数为2，故其空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3，故B正确；
C. CN−的结构式应该写作[C≡N]−，故C错误；
D. HNO3分子中N原子σ键为3，孤电子对数为0，即中心原子的价层电子对数为3，VSEPR模型是平面三角形，故D错误。
7.【答案】C
【解析】
【分析】
该题是基础性试题的考查，试题注重基础知识的巩固和训练。该题的关键是利用好价层电子对互斥理论，准确判断出中心原子含有的孤对电子对数，难度不大，有利于培养学生的逻辑推理和抽象思维能力。
【解答】
A.NH3中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3型杂化，CH4中C原子采取sp3型杂化，故A错误；
B.NH3中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道，故B错误；
C.NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强，故C正确；
D.根据价层电子对互斥理论可知，氨气和甲烷分子中中心原子含有的孤对电子对数分别是(5−3×1)÷2=1、(4−4×1)÷2=0，所以氨气是三角锥形结构，结构不对称，是极性分子，而甲烷是正四面体型结构，结构对称，为非极性分子，故D错误。
8.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了粒子空间构型的判断、原子杂化方式的判断等知识点，根据价层电子对互斥理论来分析解答即可，难度不大。
【解答】
A.CS2中价层电子对数=2+12(4−2×2)=2，且不含孤电子对，所以为直线形结构，为非极性分子，故A错误；
B.ClO3−中价层电子对数=3+12(7+1−3×2)=4，且含有一对孤电子对，所以为三角锥形结构，故B错误；
C.硫原子最外层有6个电子，SF6中硫原子和氟原子之间有6对完全相同的成键电子对，故C错误；
D.SiF4中价层电子对数=4+12(4−1×4)=4，中心原子采用sp3杂化，SO32−中价层电子对数=3+12(6+2−2×3)=4，中心原子采用sp3杂化，故D正确。
9.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查相似相溶原理、手性碳原子、杂化类型判断、有机物的酸性比较，难度一般，解题关键是理解分子结构和性质的相关理论。
【解答】
A.碘、四氯化碳、甲烷都为非极性分子，水为极性分子，根据相似相溶原理，碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水，故A正确；
B.乳酸分子()中只有标有∗的一个手性碳原子，故B正确；
C.CO32−的中C的孤电子对数为4+2−2×32=0，杂化轨道数为3+0=3，中心原子的杂化方式为sp2，立体构型为平面三角形，故C错误；
D.H3PO4的非羟基氧原子数比HClO的多，含氧酸中非羟基氧原子数越多，酸性越强，所以磷酸的酸性强于次氯酸，故D正确；
故选C。
10.【答案】B
【解析】
【分析】
本题综合考查物质的结构与性质，涉及配合物基本知识，杂化方式判断、等电子原理、价层电子对互斥理论等，难度不大。
【解答】
A. 该配合物中配体是H2NCH2CH2NH2，配位数是4，故A错误；
B. I 3+离子的σ键电子对数目为2，孤电子对数为2，故其空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3，故B正确；
C. CN−的结构式应该写作[C≡N]−，故C错误；
D. HNO3分子σ键电子对为3，孤电子对数为0，VSEPR模型是平面三角形，故D错误；
故选B。
11.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了分子的结构、沸点的大小比较、手性碳原子、相似相溶原理、酸性强弱的比较等知识，侧重考查学生分析判断能力和灵活运用能力，题目难度不大。
【解答】
A.PF5与PCl5均为三角双锥结构的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，则其沸点高低：PF5
C.碘易溶于浓碘化钾溶液是因为I2与I−反应生成I3−，与相似相溶无关，，故C错误；
D.F的电负性大于Cl的电负性，F3C−的极性大于Cl3C−的极性，三氟乙酸(F3CCOOH)中−COOH比三氯乙酸(Cl3CCOOH)中的−COOH容易电离出氢离子，所以三氟乙酸(F3CCOOH)的酸性大于三氯乙酸(Cl3CCOOH)的酸性，故D正确。
12.【答案】D
【解析】
【分析】
本题以有机物结构简式为依据，考查第一电离能、原子杂化方式、空间构型等，难度不大，侧重基础知识的考查。
【解析】
A.N原子2p层为半满结构，比较稳定，第一电离能：N>O>C，A项错误；
B.该有机物分子中苯环上碳原子采取sp2杂化，侧链上碳原子采取sp3杂化，B项错误；
C.基态氢原子电子排布式为1s1，电子云轮廓图为球形，C项错误；
D.PO43−中P价层有4个电子对，没有孤电子对，空间结构和VSEPR模型都是正四面体形，D项正确。
13.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查物质的结构与性质，为高频考点，涉及分子空间构型的判断、杂化理论等知识，题目难度不大，侧重基础知识的考查。
【解答】
A.SO2Cl2分子中与中心S原子形成共价键的O、Cl原子半径不同，因此该分子呈四面体结构，但不是正四面体结构，A错误；
B.SO2中S原子的价层电子对数=2+6−2×22=3，SO3分子S原子的价层电子对数=3+6−2×32=3，故SO2、SO3分子的VSEPR模型均为平面三角形，B错误；
C.SO32−的中心原子S的价层电子对数=12(6+2−2×3)+3=4，SO42−的中心原子S的价层电子对数=4+6+2−4×22=4，S原子都是sp3杂化， C正确；
D.40g(SO3)3分子中的σ键为40240ml×12=2ml，D错误。
14.【答案】D
【解析】A.三氟化氯中氯原子的价层电子对数为5，杂化方式不可能为sp2杂化，故A错误；
B.由三氟化氯是极强助燃剂可知，三氟化氯与铁反应生成氯化铁和氟化铁，故B错误；
C.由图可知，三氟化氯是结构不对称的三角锥形分子，属于含有极性键的极性分子，故C错误；
D.溴元素的电负性小于氯元素，溴氟键的极性强于氯氟键，则三氟化溴比三氟化氯更易发生自耦电离，故D正确；
故选D。
15.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查分子的构型、原子杂化方式判断等知识点，侧重考查基本理论，难点是判断原子杂化方式，知道孤电子对个数的计算方法，为易错点，题目难度中等。
【解答】
A.ClO3−中Cl的价层电子对数=3+12×(7+1−2×3)=4，含有一对孤电子对，则离子的空间构型为三角锥形，故A错误；
B.SF6中价层电子对数=6+12×(6−6×1)=6，且不含孤电子对，所以有6对完全相同的成键电子对，故B正确；
C.如氮气中含有π键，氯气中只含σ键，但是氮气比氯气稳定，故C错误；
D.SiF4中硅原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以硅原子采用sp3杂化，SO32−中价层电子对数=3+12×(6+2−3×2)=4，所以硫原子为sp3杂化，故D错误。
故选B。
16.【答案】(1)2KMnO4+16HCl(浓) =2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；浓硫酸
(2)排尽装置中的空气，防止加热时钴被氧气氧化
(3)温度低，反应速率小
(4) B
(5) X射线行射仪；正八面体
(6)16.2
【解析】
【分析】
本题考查物质的制备实验，涉及物质的分离与提纯、对操作的分析评价等，侧重实验分析能力及知识综合应用能力的考查，题目难度中等。
【解答】
(1)CCl2的制备时，实验室用高锰酸钾和浓盐酸制备氯气，其原理为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。CCl2易潮解，A中洗气瓶应装浓硫酸干燥。
(2)钴和铁类似，在温度较高时，能与氧气反应，所以用氯气排尽装置中的空气，防止加热时钴被氧气氧化。
(3)三氯化六氨合结(Ⅲ)的制备时，要保持较高温度来提高反应速率。
(4)A.氯化铵水溶液显酸性，有调节溶液的pH、增强H2O2的氧化性的作用，A正确;
B.活性炭是催化剂，B错误；
C.加入浓盐酸，析出产品的反应方程式为[C(NH3)6]3++3Cl−=[C(NH3)6]Cl3↓，C正确；
D.三氯化六氨合钴不溶于乙醇，可用乙醇水溶液洗涤产品，D正确；
(5)测定晶体结构最常见的仪器是X射线行射仪；[C(NH3)6]3+中心离子采取d2sp3杂化，配位数为6，其空间结构为正八面体。
(6)按得失电子守恒、元素质量守恒，测定过程中存在关系式：2C∼I2∼2Na2S2O3，则0.295g产品中钴的百分含量是0.015×54.00×10−3×590.295×100%=16.2%。
17.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d34s2 ; 第四周期第VB族;
(2)哑铃；平面正三角；a键含有双键的成分，键能大，键长较短，b键为单键，键能较小，键长较长；
(3)sp3； NaVO3；
(4)VO2 ；166×1021NAx3
【解析】解：(1)V原子核外有23个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，在元素周期表中的位置为第四周期第VB族；
(2)基态S原子电子占据最高能级为3p能级，p能级的电子云轮廓为哑铃形；气态SO3分子中S原子价层电子对数=3+6−3×22=3且不含孤电子对，该分子的立体构型形为平面正三角形；固体SO3中a键含有双键的成分，键能大，键长较短，b键为单键，键能较小，键长较长；
(3)钒酸钠(Na3VO4)阴离子中V的价层电子对数=4+5+3−4×22=4且不含孤电子对，V原子的杂化轨道类型为sp3；根据图知，偏钒酸钠的化学式为NaVO3；
(4)该晶胞中V原子个数=1+8×18=2、O原子个数=2+4×12=4，则V、O原子个数之比=2：4=1：2，化学式为VO2；晶胞体积=(x×10−7cm)3，晶体密度=mV=83NA×2(x×10−7)3g/cm3=166×1021NAx3g/cm3。
本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、原子杂化方式判断、微粒空间构型判断、原子核外电子排布式书写等知识点，综合性较强，明确原子结构、物质结构、晶胞结构是解本题关键，难度一般。
18.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d64s2； (2) sp3；极性；
(3)电子从能量较高的轨道跃迁到能力较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量；
(4)Mn2+的3d轨道电子为半充满状态较稳定；
(5)12；4。
【解析】
【分析】
本题考查物质结构和性质，涉及原子核外电子排布、晶胞计算等知识点，利用均摊法计算晶胞中原子个数，掌握核外电子排布特点及规则以及杂化理论，分子极性判断为解题关键，题目难度中等．
【解答】
根据元素在周期表中的位置知，a、b、c、d、e、f元素分别是H、N、Mg、Al、Mn、Fe元素，
(1)元素f为26号元素，其3d、4s电子为其外围电子即价电子，3d能级上有6个电子、4s能级上有2个电子，其价电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，
故答案为：1s22s22p63s23p63d64s2；
(2)a为H，b为N，则NH3分子中N原子是sp3杂化，为极性分子，
故答案为：sp3杂化；极性；
(3)金属镁在空气中燃烧产生刺眼的白光，主要从电子跃迁角度解释，电子从能量较高的轨道跃迁到能力较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量，
故答案为：电子从能量较高的轨道跃迁到能力较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量；
(4)Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2+到Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少，
故答案为：Mn2+的3d轨道电子为半充满状态较稳定；
(5)d为Al元素，该晶胞中Al原子配位数3×8×12=12，一个晶胞中平均含有铝原子个数8×18+6×12=4，
故答案为：12；4。
19.【答案】(1)N>O>Cl>S；
(2)HF分子之间存在氢键；
(3)V；极性；大；
(4)HClO4>H2SO4；<；<；<；
(5)sp3；2；CO。
【解析】
【分析】
本题考查元素及物质的推断，涉及电离能、分子的空间构型等，比较综合，难度一般，解题的关键是对基础知识的掌握。
【解答】
根据18电子化合物的分子中原子个数比可推知A、B、C、D四种化合物分别为HCl、H2S、H2O2、N2H4。
(1)四种化合物中相对原子质量较大的元素分别为Cl、S、O、N。根据第一电离能的递变规律可知，四种元素的第一电离能由大到小的排列顺序为：N>O>Cl>S；
(2)A为HCl，因为HF的分子之间存在氢键和范德华力，而HCl分子之间只存在范德华力，所以HF的熔、沸点高于HCl；
(3)B分子为H2S，其结构类似于H2O，因为H2O分子中O原子以sp3杂化，分子构型为V形，所以H2S分子也为V形，属于极性分子；由此可以预测B分子在水中的溶解度较大；
(4)A、B的中心原子为Cl和S，其最高价氧化物对应的水化物为HClO4和H2SO4，因为非金属性Cl>S，所以酸性HClO4>H2SO4；X、Y的化合价越高酸性越强，所以HClO
20.【答案】(1)s ；
(2)A；
(3)基态Cu+的价电子排布式为3d10，为全充满状态，更稳定(或“Cu+离子核外电子处于稳定的全充满状态”)；
(4)NaCl、KCl为离子晶体，SiO2为原子晶体， K+半径大于Na+半径，晶格能NaCl>KCl；
(5)①O ②CX4、SiX4(X表示卤素原子，任写一种) ③28NA ④四面体形 sp3、 sp3
(6)4.26×1023a2bNA；
【解析】
【分析】
本题主要考查晶体类型，杂化轨道，电离能，电负性、晶胞计算，难度一般，注意掌握相应知识是解题关键；
【解答】
(1)K位于第IA族，位于s区；
(2)AC微粒都是Al原子失去一个电子后得到的，但是C微粒能量高于A，稳定性A>C，所以失电子能量A>C；
BD都是原子，但是B是基态、D是激发态，能量：B
(3)轨道中电子排布达到全满、半满、全空时原子最稳定，Cu+的最外层电子排布为3d10，而Cu2+的最外层电子排布为3d9，因最外层电子排布达到全满时稳定，所以固态Cu2O稳定性强于CuO；
(4)NaCl、KCl为离子晶体，SiO2为原子晶体，所以二氧化硅的熔点比前两者高； K+半径大于Na+半径，氯化钠离子键键能更大，晶格能NaCl>KCl；
(5)①同周期从左往右电负性逐渐增强，故有N
③[Ni (NH3)6]SO4中每个氨分中含有3个δ键，每个氨分子与镍离子之间形成一个配位键也是δ键，每个硫酸根含有4个δ键，所以[Ni (NH3)6]SO4中含有δ键的数目是28NA；
④氨气中价层电子对个数=3+12(5−3×1)=4且含有1个孤电子对，所以N原子采用sp3杂化，VSEPR模型为四面体形；SO42−离子中价层电子对个数=4+12×(6+2−4×2)=4，没有孤电子对，所以其立体构型是正四面体，硫原子采取sp3杂化；
(6)根据均摊法可知该晶胞中F原子个数=16×14+12×4+2=8，K原子个数=8× 14 +2=4，Ni原子个数=8×18+1=2，晶胞体积=a2b×10−21cm3，晶胞密度=mV=39×4+19×8+59×2NAa2b×10−21g/cm3=426a2b×10−21NAg/cm3=4.26×1023a2bNAg·cm−3; 元素
e
f
电离能/
kJ·ml−1
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
化合物
NaCl
KCl
SiO2
熔点/°C
801
770
1723
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