高二化学物质的结构与性质专项训练单元-易错题测试基础卷

高二化学物质的结构与性质专项训练单元易错题测试基础卷一、物质的结构与性质的综合性考察1．硼(B)、铝及其化合物在化学中有重要的地位。请回答下列问题：Ⅰ.（1）与B的基态原子电子排布式中成单电子数相同的第二周期元素还有______（填写元素符号）。Ⅱ.硼酸(H3BO3)是白色片状晶体（层状结构如图1），有滑腻感，在冷水中溶解度很小，加热时溶解度增大。（2）硼酸分子以范德华力、共价键和氢键形成环状结构，每个含有B原子的环中平均含有B原子的个数为______个。其中B原子的杂化类型为______。（3）加热时，硼酸的溶解度增大，主要原因是______。（4）硼酸是一元弱酸，其分子式亦可写为B(OH)3，在水中电离时，硼酸结合水电离出来OH-的而呈酸性，写出硼酸的电离方程式______。（5）氨硼烷(NH3BH3)是一种新型储氢材料，其分子中存在配位键，则氨硼烷分子的结构式或结构简式为______（标出配位键）。Ⅲ.硼氢化钠是一种常用的还原剂。其晶胞结构如图2所示：（6）该晶体中Na+的配位数为______。（7）若硼氢化钠晶胞上下底心处的Na+被Li+取代，得到的晶体的化学式为______。（8）LiAlH4也是一种特殊的还原剂，可将羧酸直接还原成醇：CH3COOHCH3CH2OH，CH3COOH分子中键角2______键角1（填“＞”、“＜”或“＝”）。Ⅳ.（9）硼化镁晶体在39K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，如图3是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为______。2．氟代硼酸钾（KBe2BO3F2）是激光器的核心材料，我国化学家在此领域的研究走在了世界的最前列。回答下列问题：（1）氟代硼酸钾中非金属元素原子的电负性大小顺序是__。基态K+的电子排布式为__。（2）NaBH4是有机合成中常用的还原剂，其中的阴离子空间构型是__，中心原子的杂化方式为__。NaBH4中存在__（填标号）。a.离子键b.氢键c.σ键d.π键（3）BeCl2中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的BeCl2的结构式为__，其中Be的配位数为__。（4）第三周期元素氟化物的熔点如下表：化合物NaFMgF2AlF3SiF4PF5SF6熔点/℃99312611291-90-83-50.5解释表中氟化物熔点变化的原因：___。（5）CaF2的一种晶胞如图所示。Ca2+占据F-形成的空隙，若r(F-)=xpm，r(Ca2+)=ypm，设阿伏加德罗常数的值为NA，则CaF2的密度ρ=__g·cm-3（列出计算表达式）。3．我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用R代表）。回答下列问题：(1)氮原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为_____________。(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（E1）。第二周期部分元素的E1变化趋势如图（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是___________；氮元素的E1呈现异常的原因是__________。(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图（b）所示。①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_________，不同之处为__________。（填标号）A．中心原子的杂化轨道类型B．中心原子的价层电子对数C．立体结构D．共价键类型②R中阴离子N5中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号表示，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），则N5—中的大π键应表示为____________。③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为(NH4+)N−H…Cl、____________、____________。(4)R的晶体密度为dg·cm−3，其立方晶胞参数为anm，晶胞中含有y个单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为______________。4．碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题:(1)在基态C原子中，核外存在_______对自旋方向相反的电子。(2)丙酮()分子中，中间碳原子的杂化方式为______；中键和π键的数目之比为__________________.(3)写出两个与CO2具有相同空间构型的分子或离子：_____________(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253K，沸点为376K，其固体属于_____晶体；Fe3+的核外电子排布式为__________________。(5)已知第IIA族元素的碳酸盐MCO3热分解的主要过程为M2+结合碳酸根离子中的O2-，释放出CO2。则CaCO3的分解温度低于BaCO3的原因是_______________。分子中的大π键用符号表示，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)，则CO32-中的大π键应表示为____________。(6)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：①在石墨烯晶体中，一个六元环上的C原子数为__________________。②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接_____个六元环，六元环中最多有_______个C原子在同一平面。5．黄铜矿是工业炼铜的原料，含有的主要元素是硫、铁、铜。请回答下列问题。（1）Fe2+的电子排布式是____________________________。（2）液态SO2可发生自偶电离，SO2属于_____________(选填“极性分子”或“非极性分子”)，的空间构型是___________________。（3）范德华力可分为色散力、诱导力和取向力三类，其中取向力只存在于极性分子和极性分子之间，则H2S的水溶液中存在的取向力有_______种。（4）乙硫醇(C2H5SH)是一种重要的合成中间体，分子中硫原子的杂化形式是____________。乙硫醇的沸点比乙醇的沸点低，原因是___________。（5）黄铜矿主要成分X的晶胞结构及晶胞参数如图所示，X的化学式是______________，其密度为_____________g/cm3(阿伏加德罗常数的值用NA表示)。6．Fe、Co、Ni均为第Ⅷ族元素，它们的化合物在生产、生活中有着广泛的应用。（1）基态Fe原子中，电子填充的能量最高的能级符号为__。（2）在空气中FeO稳定性小于Fe2O3，从电子排布的角度分析，其主要原因是__。（3）铁氰化钾{K3[Fe(CN)6])}溶液是检验Fe2+常用的试剂。lmol[Fe(CN)6]3-含σ键的数目为__。（4）Co3+的一种配离子[Co(N3)(NH3)5]2+中，Co3+的配位数是__。配体N3-中心原子的杂化类型为__。CoO的熔点是1935℃，CoS的熔点是1135℃，试分析CoO的熔点较高的原因__。（5）NiO的晶胞结构如图所示，其中原子坐标参数A为(0，0，0)，B为(1，1，0)，则C原子坐标参数为__。7．国庆70周年阅兵式展示了我国研制的各种导弹。导弹之所以有神奇的命中率，与材料息息相关，镓(Ga)、锗(Ge)、硅(Si)、硒(Se)的单质及某些化合物(如砷化镓、磷化镓等)都是常用的半导体材料。回答下列问题：（1）硒常用作光敏材料，基态硒原子的核外电子排布式为[Ar]__。（2）根据元素周期律，原子半径Ga__As，第一电离能Ga__As。(填“大于”或“小于”)（3）水晶的主要成分是二氧化硅，在水晶中硅原子的配位数是__。（4）GaN、GaP、GaAs都是很好的半导体材料，晶体类型与晶体硅类似，熔点如下表所示，分析其变化原因：__。晶体GaNGaPGaAs熔点/℃170014801238（5）GaN晶胞的结构如图1所示。已知六棱柱底边边长为acm，阿伏加德罗常数的值为NA。①晶胞中Ga原子采用六方最密堆积方式，每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为__。②从GaN晶体中“分割”出的平行六面体如图2。若该平行六面体的体积为a3cm3，则GaN晶体的密度为__(用含a、NA的代数式表示)g·cm-3。8．储氢合金能有效解决氢气的贮存和输运问题，对大规模使用氢能具有重要的意义。（1）镍氢电池放电时的总反应为NiOOH+MH＝Ni（OH）2+M，M表示储氢合金。Ni成为阳离子时首先失去___轨道电子。Ni3+的价层电子排布式为___。（2）用KF/HF溶液对储氢合金表面进行氟化处理，能改善合金的表面活性。①HF与水能按任何比例互溶，原因是___________。②KHF2KF+HF，KHF2晶体中的作用力类型有___，与HF2-互为等电子体的分子为______（填一种）。（3）用KBH4和NaH2PO4处理储氢合金电极。KBH4中阴离子的空间构型是___，NaH2PO4中阴离子中心原子的杂化类型是_______。（4）某储氢合金的结构属六方晶系，晶体结构及俯视图分别如图（a）、（b）所示，该储氢合金的化学式是_____（填最简式）。已知该储氢合金晶胞底边长为a=0.5017nm，高为c=0.3977nm，设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为____g·cm−3（列出计算式）。9．硅、磷、硫、氯都是第三周期的非金属元素，它们在工农业生产中都有重要的用途。（1）基态硅原子的电子排布图为_______________；硫的基态原子能量最高的电子云在空间有________________个伸展方向，原子轨道呈________________形。（2）硅、磷、硫的第一电离能由大到小的顺序为________________。（3）单质磷与Cl2反应，可以生产PC13和PC15。其中各原子均满足8电子稳定结构的化合物中，P原子的杂化轨道类型为________________，其分子的空间构型为________________。（4）H3PO4为三元中强酸，与Fe3+形成H3[Fe(PO4)2]，此性质常用于掩蔽溶液中的Fe3+。基态Fe3+核外电子排布式为__________；PO43-作为___________为Fe3+提供________________。（5）磷化硼（BP）是一种超硬耐磨涂层材料，下图为其晶胞，硼原子与磷原子最近的距离为acm。用Mg/mol表示磷化硼的摩尔质量，NA表示阿伏加德罗常数的值，则磷化硼晶体的密度为_________g/cm3。10．钴、铜及其化合物在工业上有重要用途，回答下列问题：（1）请补充完基态Co的简化电子排布式：[Ar]______，Co2＋有________个未成对电子。（2）Na3[Co（NO2）6]常用作检验K＋的试剂，配位体的中心原子的杂化形式为______，空间构型为______。大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n为各原子的单电子数（形成σ键的电子除外）和得电子数的总和（如苯分子中的大π键可表示为，则中大π键应表示为________。（3）配合物[Cu（En）2]SO4的名称是硫酸二乙二胺合铜（Ⅱ）,是铜的一种重要化合物。其中En是乙二胺（H2NCH2CH2NH2）的简写。①该配合物[Cu（En）2]SO4中N、O、Cu的第一电离能由小到大的顺序是__________。②乙二胺和三甲胺[N（CH3）3]均属于胺，且相对分子质量相近，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是___________（4）金属Cu晶体中的原子堆积方式如图所示，其配位数为________，铜原子的半径为anm,阿伏加德罗常数的值为NA,Cu的密度为________g/cm3（列出计算式即可）。11．高氯酸三碳酰肼合镍{[Ni(CHZ)3](ClO4)2}是一种新型的起爆药。（1）写出基态Ni原子的外围电子排布图___。（2）Ni能与CO形成配合物Ni(CO)4，配体CO中提供孤电子对的是C原子而不是O原子，其理由可能是___；1mol该配合物分子中σ键数目为___（设NA为阿伏伽德罗常数的值，下同）。（3）①ClO4-的VSEPR模型是___。②写出与ClO4-互为等电子体的一种分子：___(填化学式)。（4）高氯酸三碳酰肼合镍化学式中的CHZ为碳酰肼，其结构为，它是一种新型的环保锅炉水除氧剂。碳酰肼中氮原子和碳原子的杂化轨道类型分别为___、___。（5）高氯酸三碳酰肼合镍可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成。①高氯酸的酸性强于次氯酸的原因是___。②如图为NiO晶胞，则晶体中Ni2+的配位数为___；若晶胞中Ni2+距离最近的O2-之间的距离为apm，则NiO晶体的密度=___g·cm-3（用含a、NA的代数式表示）。12．2018年第26届国际计量大会(CGPM)对国际单位制进行了修改，将阿伏加德常数变为了精确数值，用原子来定义千克。研究者们使用激光测量“硅球"球体点阵中一个晶格单位的长度和硅原子的平均直径，从而确定一定质量的纯硅球体中准确的原子数。(1)基态硅原子的核外电子排布式是_____________________。基态的气态原子失去一个电子形成气态一价正离子时所需能量称为元素的第一电离能(I1)，元素气态一价正离子失去一个电子形成气态二价正离子时所需能量称为元素的第二电离能(I2)，…….以此类推。下列电离能比值最大的是_____________A．B．C．D．(2)晶体硅具有金刚石型结构，其中硅原子的杂化方式是_______，晶体硅中硅原子与σ键的数目比是___________。(3)组成为Na2O·Al2O3·2SiO2·nH2O的铝硅酸盐是一种常见的分子筛。O、Al、Si电负性由小到大的顺序是___________________。(4)硅与碳是同主族元素，碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键和三键，但硅原子之间却不容易形成双键和三键，原因是________________________。(5)硅晶胞结构如图所示，则晶胞中含有___个硅原子。硅晶体的密度为ρgcm—3，硅的摩尔质量为Mg·mol-1,经测定，晶胞边长为apm，则阿伏加德罗常数可表示为:NA=__mol—1。【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、物质的结构与性质的综合性考察1．Li、Fsp2加热破坏了硼酸分子之间的氢键，增大了硼酸与水形成氢键的几率H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+8Na3Li(BH4)4解析：Li、Fsp2加热破坏了硼酸分子之间的氢键，增大了硼酸与水形成氢键的几率H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+8Na3Li(BH4)4＜MgB2【解析】【分析】【详解】Ⅰ.（1）B的基态原子电子排布式为1s22s22p1，与B的基态原子电子排布式中成单电子数相同的第二周期元素还有Li和F，两种元素最外层只有1个单电子。故答案为：Li、F；Ⅱ.（2）硼酸分子以范德华力、共价键和氢键形成环状结构，每个环含有2个B原子，每个B被3个环分摊，每个含有B原子的环中平均含有B原子的个数为2×=个。由图可知，B原子形成3个B-Oσ键，没有孤电子对，B原子杂化轨道数目为3，B原子采取sp2杂化方式。故答案为：；sp2；（3）加热时，硼酸的溶解度增大，主要原因是加热破坏了硼酸分子之间的氢键，增大了硼酸与水形成氢键的几率。故答案为：加热破坏了硼酸分子之间的氢键，增大了硼酸与水形成氢键的几率；（4）硼酸是一元弱酸，其分子式亦可写为B(OH)3，在水中电离时，硼酸结合水电离出来OH-的而呈酸性，硼酸的电离方程式H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+。故答案为：H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+；（5）氨硼烷(NH3BH3)是一种新型储氢材料，B有空轨道，N有孤电子对，其分子中存在配位键，则氨硼烷分子的结构式或结构简式为。故答案为：；Ⅲ.（6）根据晶胞结构分析，底心Na＋周围等距且最近的BH4－个数即为Na＋的配位数，则Na＋的配位数为8，故答案为：8；（7）晶胞中顶点粒子占，面心粒子占，棱上粒子占，若硼氢化钠晶胞上下底心处的Na＋被Li＋取代，则BH4－个数为4，Na＋数目为3，Li＋数目为1，所以得到的晶体的化学式为：Na3Li(BH4)4，故答案为：Na3Li(BH4)4；（8）的C=O双键中氧原子含有2对孤对电子，由于孤对电子与成键电子对排斥力大于成键电子对之间排斥力，故CH3COOH分子中键角2＜键角1。故答案为：＜；Ⅳ.（9）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，平均一个Mg原子拥有的B原子为×6=2，Mg、硼原子个数比为1：2，硼化镁的化学式为MgB2，故答案为：MgB2。【点睛】本题考查物质结构知识，涉及到价电子排布，配位键的形成，氢键的性质，杂化轨道理论，晶胞的简单计算，难点（7）认真观察结构图，找出粒子数之间的关系。2．F＞O＞B1s22s22p63s23p6或[Ar]正四面体sp3ac3前三种为离子晶体，晶格能依次增大，后三种为分子晶体，分子间力依次增大解析：F＞O＞B1s22s22p63s23p6或[Ar]正四面体sp3ac3前三种为离子晶体，晶格能依次增大，后三种为分子晶体，分子间力依次增大【解析】【分析】(1)氟代硼酸钾中非金属元素有F、O、B，元素的非金属性越强，电负性越大；基态K+核外电子总数为18；(2)BH4-的中心原子B原子孤电子对数==0，价层电子对数=0+4=0，微粒空间构型与VSEPR模型相同；Na+与BH4-之间形成离子键，B原子有3个价电子，H有空轨道，而BH4-中形成4个B-H键，故BH4-中含有1个配位键、3个σ键；(3)双聚分子为Be2Cl4，Be原子价电子数为2，形成2个Be-Cl键，Be原子有空轨道、Cl原子有孤电子对，每个BeCl2分子中的1个Cl原子另外分子中Be原子之间形成1个配位键；(4)氟化物的熔点与晶体类型，离子晶体的熔点较高，分子晶体的熔点较低；离子半径越小、电荷越大，晶格能越大，离子晶体的熔沸点越高。而相对分子质量越大，分子间作用力越强，分子晶体的熔沸点越高；(5)晶胞中白色球数目为4、黑色球数目为1+8×+6×+12×=8，结合化学式可知，白色球代表Ca2+、黑色球代表F-，Ca2+占据F-形成的立方体的体心，晶胞中F-形成8个小立方体，只有4个Ca2+占据；处于晶胞中F-形成的小立方体体心的Ca2+与小立方体顶点F-紧密相邻，若r(F-)=xpm，r(Ca2+)=ypm，则小立方体棱长=pm，故晶胞棱长=pm，计算晶胞中微粒总质量，即为晶胞质量，晶体密度=晶胞质量÷晶胞体积。【详解】(1)氟代硼酸钾中非金属元素有F、O、B，非金属性强弱顺序为F＞O＞B，电负性大小顺序为F＞O＞B；基态K+核外电子总数为18，则电子排布式为1s22s22p63s23p6或[Ar]；(2)BH4-的中心原子B原子孤电子对数==0，价层电子对数=0+4=0，微粒空间构型与VSEPR模型相同为正四面体形，B原子采取sp3杂化；Na+与BH4-之间形成离子键，B原子有3个价电子，H有空轨道，而BH4-中形成4个B-H键，故BH4-中含有1个配位键、3个σ键，没有氢键与π键，故答案为ac；(3)双聚分子为Be2Cl4，Be原子价电子数为2，形成2个Be-Cl键，Be原子有空轨道、Cl原子有孤电子对，每个BeCl2分子中的1个Cl原子另外分子中Be原子之间形成1个配位键，BeCl2的结构式为，其中Be的配位数为3；(4)NaF、MgF2和AlF3为离子晶体，晶格能依次增大，熔点依次升高，而SiF4、PF5和SF6为分子晶体，分子间力依次增大，熔点依次增大；(5)晶胞中白色球数目为4、黑色球数目为1+8×+6×+12×=8，结合化学式可知，白色球代表Ca2+、黑色球代表F-，Ca2+占据F-形成的立方体的体心，晶胞中F-形成8个小立方体，只有4个Ca2+占据，可知Ca2+占据F-形成的空隙占有率为50%；处于晶胞中F-形成的小立方体体心的Ca2+与小立方体顶点F-紧密相邻，若r(F-)=xpm，r(Ca2+)=ypm，则小立方体棱长=pm，故晶胞棱长=pm，晶胞相当于含有4个“CaF2”，晶胞质量=4×g，晶体密度g•cm-3。【点睛】价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型)，根据价电子对互斥理论，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)，a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数；分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤对电子；实际空间构型要去掉孤电子对，略去孤电子对就是该分子的空间构型。3．同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子ABDC5解析：同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子ABDC5(H3O+)O-H…N(N5-)(NH4+)N-H…N(N5-)【解析】【分析】【详解】(1)氮原子价层电子为最外层电子，即2s22p3，则电子排布图为；(2)元素的非金属性越强，越易得到电子，则第一电子亲和能越大，同周期从左到右核电荷数依次增大，半径逐渐减小，从左到右易结合电子，放出的能量增大；N的最外层为半充满结构，较为稳定，不易结合一个电子；答案为同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子；(3)图示中的阳离子分别为H3O＋和NH4＋；①A．阳离子为H3O＋和NH4＋，NH4＋中心原子N形成4个σ键，孤电子对数为价层电子对数为4，杂化类型为sp3；H3O＋中心原子是O，形成3σ键，孤电子对数为，价层电子对数为4，为sp3杂化；B．由以上分析可知H3O＋和NH4＋中心原子的价层电子对数都为4；C．NH4＋为空间构型为正四面体，H3O＋为空间构型为三角锥形；D．含有的共价键类型都为σ键。两种阳离子的相同之处为ABD，不同之处为C；②根据图（b）N5－中σ键总数为5个；根据图示，每个N原子和周边的N原子形成2个键，则每个N原子还有1个2P轨道没有成键。可知5个N原子，共有5个2p轨道，形成一个大π键，该大π键含有5+1个=6电子，可用符号表示；③O、N的非金属性较强，对应的O-H、N-H都可与N形成氢键，根据图示，氢键还有2种，可表示为(H3O+)O-H…N(N5-)、(NH4+)N-H…N(N5-)；(4)由，NA=6.02×1023mol－1，带入数据，得。4．sp27:1CS2、SCN-等分子1s22s22p63s23p63d5Ca2+的半径小于Ba2+，更容易结合CO32-中O2-，因此CaCO3更容易分解解析：sp27:1CS2、SCN-等分子1s22s22p63s23p63d5Ca2+的半径小于Ba2+，更容易结合CO32-中O2-，因此CaCO3更容易分解2124【解析】【分析】【详解】(1)C原子的核外有6个电子，电子排布式为1s22s2p2，其中1s、2s上的2对电子的自旋方向相反，而2p轨道上的电子自旋方向相同，所以核外存在2对自旋方向相反的电子；(2)丙酮分子中中间碳原子形成碳氧双键，为sp2杂化；分子中每个碳氧双键中各有一个π键，其他化学键均为键，共14个，所以键和π键的数目之比为7:1；(3)O与S同主族，所以与CO2具有相同空间结构的分子为CS2；等电子体具有相同的空间结构，与CO2互为等电子的离子有SCN-；(4)Fe(CO)5的熔点为253K，沸点为376K，熔沸点较低，所以为分子晶体；Fe为26号元素，根据电子排布规律可知基态Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，失去外层3个电子后形成Fe3+，所以其核外电子排布为1s22s22p63s23p63d5；(5)Ca2+的半径小于Ba2+，更容易结合CO32-中O2-，因此CaCO3更容易分解；CO32-中心原子价层电子对数为，因此CO32-的空间构型为平面三角形，C原子、O原子有平行的p轨道，价电子总数为4+2+6×3=24，每个O原子有2对孤电子对未参与成键，所以单电子数=24-2×3-4×3=6，所以CO32-为4原子、6电子形成的大π键，表示为；(6)①根据均摊法，石墨烯中每个C原子被3个六元环共有，则每个六元环占有的C原子数为=2；②每个C原子周围形成4个共价键，可以组合6个角，每个角延伸为两个六元环，因此每个C原子连接有2×6=12个六元环；根据几何知识，六元环中最多有4个C原子共面，如图所示。【点睛】大π键中成键电子数=价电子总数-键数×2-未参与的孤对电子个数；具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征，这一原理称为等电子原理，满足等电子原理的分子、离子或原子团称为等电子体。5．（或）极性分子三角锥形3乙醇分子间可形成氢键而乙硫醇分子间不能【解析】【分析】（1）Fe的原子序数为26，失去2个电子形成；（解析：（或）极性分子三角锥形3乙醇分子间可形成氢键而乙硫醇分子间不能【解析】【分析】（1）Fe的原子序数为26，失去2个电子形成；（2）的价层电子对数为3，孤对电子数为1，则空间构型是V形，；的价层电子对数为4，孤对电子数为1，空间构型为三角锥形；（3）的水溶液中有和两种极性分子，分子间能形成氢键；（4）乙硫醇中硫原子与氢原子和碳原子形成两个键，价层电子对数为4，有2对孤电子对；（5）由均摊法计算可得。【详解】（1）Fe的原子序数为26，失去2个电子形成，则的核外有24个电子，电子排布式是，简化形式是，故答案为：（或）；（2）的价层电子对数为3，孤对电子数为1，则空间构型是V形，分子中正电中心和负电中心不重合，属于极性分子；的价层电子对数为4，孤对电子数为1，空间构型为三角锥形，故答案为：极性分子；三角锥形（3）的水溶液中有和两种极性分子，分子间能形成氢键，因此溶液中存在三种取向力：和、和、和，故答案为：3；（4）乙硫醇中硫原子与氢原子和碳原子形成两个键，价层电子对数为4，有2对孤电子对，则S原子采用杂化，故答案为：；（5）由晶胞可知，铜原子位于顶点、面上和体心，原子个数为=4，铁原子位于位于棱上、面上，原子个数为=4；8个硫原子位于体内，因此X的化学式是，X晶胞体积为，每个晶胞的质量为，因此密度为，故答案为：。6．3dFe2+中3d轨道没有达到半充满的稳定结构，而Fe3+中3d轨道达到半充满的稳定结构12NA6sp两者均为离子晶体，但S2-半径大于O2-半径，CoO的晶解析：3dFe2+中3d轨道没有达到半充满的稳定结构，而Fe3+中3d轨道达到半充满的稳定结构12NA6sp两者均为离子晶体，但S2-半径大于O2-半径，CoO的晶格能大于CoS，因此CoO的熔点较高(1，，)【解析】【分析】（1）铁的原子序数为26，价电子排布式为3d64s2；（2）氧化亚铁中亚铁离子的价电子排布式为3d6，3d轨道没有达到半充满的稳定结构，氧化铁中铁离子的价电子排布式为3d5，3d轨道达到半充满的稳定结构；（3）在配合物Fe（CN）63-中，CN-与铁离子之间有6个配位键，在每个CN-内部有一个共价键；（4）[Co(N3)(NH3)5]2+中，Co3+为中心离子，N3-和NH3为配位体；配体N3-与二氧化碳的原子个数和价电子数相同，属于等电子体，等电子体具有相同的空间结构；CoO和CoS均为离子晶体，但S2-半径大于O2-半径；（5）已知晶胞中原子坐标参数A为（0，0，0），B的原子坐标分别为（1，1，0），则以A为晶胞坐标原点，晶胞的边长为1，C原子在晶胞立方体的面心上。【详解】（1）铁的原子序数为26，价电子排布式为3d64s2，由构造原理可知能量最高的能级为3d，故答案为：3d；（2）氧化亚铁中亚铁离子的价电子排布式为3d6，3d轨道没有达到半充满的稳定结构，氧化铁中铁离子的价电子排布式为3d5，3d轨道达到半充满的稳定结构，所以在空气中FeO稳定性小于Fe2O3，故答案为：Fe2+中3d轨道没有达到半充满的稳定结构，而Fe3+中3d轨道达到半充满的稳定结构；（3）在配合物Fe（CN）63-中，CN-与铁离子之间有6个配位键，在每个CN-内部有一个共价键，所以1mol该配合物中含有σ键的数目为12NA，故答案为：12NA；（4）[Co(N3)(NH3)5]2+中，Co3+为中心离子，N3-和NH3为配位体，配位数为6；配体N3-与二氧化碳的原子个数和价电子数相同，属于等电子体，等电子体具有相同的空间结构，二氧化碳的空间构型为直线形，则N3-离子的空间构型也为直线形，由空间构型可知N原子的杂化方式为sp杂化；CoO和CoS均为离子晶体，但S2-半径大于O2-半径，CoO的晶格能大于CoS，因此CoO的熔点较高，故答案为：两者均为离子晶体，但S2-半径大于O2-半径，CoO的晶格能大于CoS，因此CoO的熔点较高；（5）已知晶胞中原子坐标参数A为（0，0，0），B的原子坐标分别为（1，1，0），则以A为晶胞坐标原点，晶胞的边长为1，C原子在晶胞立方体的面心上，则C原子坐标参数为(1，，)，故答案为：(1，，)。【点睛】由晶胞中原子坐标参数A为（0，0，0），B的原子坐标分别为（1，1，0），确定晶胞的边长为1，C原子在晶胞立方体的面心上是确定C原子坐标参数的关键，也是解答难点。7．3d104s24p4大于小于4原子半径N＜P＜As，键长Ga—N＜Ga—P＜Ga—As，键能Ga—N＞Ga—P＞Ga—As，故CaN、GaP、GaAs的熔点逐渐降低解析：3d104s24p4大于小于4原子半径N＜P＜As，键长Ga—N＜Ga—P＜Ga—As，键能Ga—N＞Ga—P＞Ga—As，故CaN、GaP、GaAs的熔点逐渐降低12【解析】【分析】(1)基态硒原子序数为34，根据构造原理写出其核外电子排布式；(2)同一周期中从左到右，原子半径逐渐减小，同一周期从左到右，元素的第一电离能有增大趋势，但IIA、VA族第一电离能大于同周期相邻元素；(3)二氧化硅晶体中含有“SiO4”结构单元，1个Si原子结合4个O原子，同时每个O原子结合2个Si原子；(4)原子晶体中，原子半径越大，共价键键长越长，共价键越弱，键能越小，晶体的熔点越低；(5)①晶胞中Ga原子采用六方最密堆积方式，每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为12；②均摊法计算晶胞(平行六面体)中Ga、N原子数目，计算原子总质量，根据晶体密度=晶胞质量÷晶胞体积。【详解】(1)Se是34号元素，位于第四周期ⅥA族，核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4；(2)根据元素周期律，Ga与As位于同一周期，Ga原子序数小于As，故原子半径Ga大于As，同周期第一电离能变化趋势是从左到右增大，故第一电离能Ga小于As；(3)水晶中1个硅原子结合4个氧原子，同时每个氧原子结合2个硅原子，所以水晶是以[SiO4]四面体向空间延伸的立体网状结构，水晶中硅原子的配位数为4；(4)原子半径N＜P＜As，键长Ga—N＜Ga—P＜Ga—As，键能Ga—N＞Ga—P＞Ga—As，故GaN、GaP、GaAs的熔点逐渐降低；(5)从六方晶胞的面心原子分析，上、中、下层分别有3、6、3个配位原子，故配位数为12。六方晶胞中原子的数目往往采用均摊法：①位于晶胞顶点的原子为6个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为；②位于晶胞面心的原子为2个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为；③位于晶胞侧棱的原子为3个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为；④位于晶胞体心的原子为1个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为1。GaN晶胞中Ga原子个数为，N原子个数为，所以该晶胞化学式为Ga6N6，质量为g，该六棱柱的底面为正六边形，边长为acm，底面的面积为6个边长为acm的正三角形面积之和，根据正三角形面积的计算公式，该底面的面积为，由图2可知六棱柱的高为，所以晶胞的体积为，密度为g•cm−3。【点睛】物质结构的综合考题，涉及核外电子排布、电离能、化学键、等电子体、晶体类型与性质、晶胞结构与计算等知识，理解原子相对位置并计算晶胞的体积是解题关键，其中均摊法确定立方晶胞中粒子数目的方法是：①顶点：每个顶点的原子被8个晶胞共有，所以晶胞对顶点原子只占份额；②棱：每条棱的原子被4个晶胞共有，所以晶胞对顶点原子只占份额；③面上：每个面的原子被2个晶胞共有，所以晶胞对顶点原子只占份额；④内部：内部原子不与其他晶胞分享，完全属于该晶胞。8．4s3d7HF能与水分子形成氢键离子键、共价键和氢键CO2或N2O或CS2等正四面体sp3LaNi5【解析】【分析】(1解析：4s3d7HF能与水分子形成氢键离子键、共价键和氢键CO2或N2O或CS2等正四面体sp3LaNi5【解析】【分析】(1)Ni为28号元素，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d84s2，据此分析解答；(2)①HF能与水分子形成氢键；②KHF2为离子晶体，结合阴离子HF2-的结构和等电子体的概念分析解答；(3)根据价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=σ键个数+(a-xb)计算解答；(4)根据晶体结构及俯视图可知，La位于晶胞的顶点和棱上，Ni位于内部和面上，利用均摊法计算判断化学式；该储氢合金晶胞底边长为a=0.5017nm，高为c=0.3977nm，则晶胞的体积为a×asin60°×c，图示晶体结构含有2个晶胞，计算晶胞的质量，根据晶体的密度=计算。【详解】(1)Ni为28号元素，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d84s2，成为阳离子时首先失去4s轨道电子，Ni3+的价层电子排布式为3d7，故答案为：4s；3d7；(2)①HF能与水分子形成氢键，因此HF与水能按任何比例互溶，故答案为：HF能与水分子形成氢键；②KHF2为离子晶体，含有离子键，HF2-中存在氢键和共价键；等电子体是含有相同的原子数和价电子数，HF2-含有3个原子，16个价电子，与HF2-互为等电子体的分子为CO2或N2O或CS2等，故答案为：离子键、共价键和氢键；CO2或N2O或CS2等；(3)KBH4中阴离子中B的价层电子对数=4+=4，没有孤电子对，空间构型是正四面体，NaH2PO4中阴离子中心原子P的价层电子对数=4+=4，杂化类型是sp3，故答案为：正四面体；sp3；(4)根据晶体结构及俯视图可知，La位于晶胞的顶点和棱上，个数=4×+4×+2×+2×=2，Ni位于内部和面上，个数=12×+4=10，因此化学式为LaNi5；该储氢合金晶胞底边长为a=0.5017nm，高为c=0.3977nm，则晶胞的体积为a×asin60°×c=a2c=×(0.5017×10-7)2×0.3977×10-7cm3，图示晶体结构含有2个晶胞，晶胞的质量为g=g，则晶体的密度==g·cm−3，故答案为：LaNi5；。【点睛】本题的难点为(4)的计算，要注意该晶胞的底面不是矩形，同时晶体结构不是晶胞，是2个晶胞的组合的结构。9．哑铃P＞S＞Sisp3杂化三角锥形[Ar]3d5配体孤电子对【解析】【分析】【详解】（1）基态硅原子的电子排布图为；硫的基态原解析：哑铃P＞S＞Sisp3杂化三角锥形[Ar]3d5配体孤电子对【解析】【分析】【详解】（1）基态硅原子的电子排布图为；硫的基态原子能量最高的电子云是3p轨道，在空间有3个伸展方向，原子轨道呈哑铃形。（2）一般地，非金属性越强的元素，其第一电离能越高。由于磷的3p轨道处于较稳定半充满状态，所以其第一电离能高于其相邻的元素。硅、磷、硫的第一电离能由大到小的顺序为P＞S＞Si。（3）单质磷与Cl2反应，可以生产PCl3和PCl5。其中PCl3各原子均满足8电子稳定结构，分子中价层电子对数n==4，P原子的杂化轨道类型为sp3杂化，其分子的空间构型为三角锥形。（4）基态Fe3+核外电子排布式为[Ar]3d5；PO43-作为配体为Fe3+提供孤电子对。（5）把该晶胞分成8个小立方体，其中一个小立方体的顶点和体心之间的距离为硼原子与磷原子最近的距离，硼原子与磷原子最近的距离为acm。在该晶胞中，有4个B原子和4个P原子。用Mg/md表示磷化硼的摩尔质量，NA表示阿伏加德罗常数的值。设该晶胞的边长为x，则3x2=(4a)2，解之得x=a，该晶胞的体积为x3=3。1mol该晶胞中含4molBP，质量为4Mg，磷化硼晶体的密度为=g/cm3=g/cm3。【点睛】有关晶胞的计算，首先要根据均摊法算出晶胞内的原子数，然后确定其化学式。最后根据晶胞的结构特点，求出有关晶胞的各种数据。有关密度的计算，通常以1mol晶胞为计算对象，求出其质量和体积，最后用质量除以体积得到密度。计算过程中要注意长度单位的转换。10．3d74s23sp2V形Cu<O<N乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键12【解析】【分析】（1）Co解析：3d74s23sp2V形Cu<O<N乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键12【解析】【分析】（1）Co的原子序数为27，则按电子排布规律可书写其简化电子排布式，Co2＋有25个电子，按电子排布规律可确定有几个未成对电子；（2）通过计算配位体的价电子对数，可确定中心原子的杂化形式及离子的空间构型，大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n为各原子的单电子数（形成σ键的电子除外）和得电子数的总和，则计算出m和n，就可表示；（3）①按第一电离能的规律，对N、O、Cu的第一电离能展开由小到大排序；②乙二胺比三甲胺的沸点高得多的原因从影响沸点的因素入手分析；（4）从金属Cu晶体中的原子堆积方式，按均摊法计算其配位数，铜原子的半径为anm,阿伏加德罗常数的值为NA,，Cu晶体的密度即其晶胞的密度，可通过晶胞质量、晶胞体积按定义计算；【详解】(1)Co原子核外有27个电子，根据构造原理书写基态Co的简化电子排布式：[Ar]3d74s2，Co原子失去4s能级上的2个电子生成Co2+，该离子3d能级上有7个电子，有5个轨道，每个轨道最多排列2个电子，则未成对电子数是3；故答案为：3d74s2；3；(2)配位体的中心原子N原子价层电子对个数=，且含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断N原子的杂化形式及空间构型分别为sp2、V形；故答案为：sp2；V；大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，则m=3，中心原子sp2杂化，所以中心原子中有1对孤对电子没有参与形成大π键,则n=6×3－2×2－2－4×2=4，则中大π键应表示为Π34；答案为：Π34；(3)①同一周期元素,第VA族元素第一电离能大于其相邻元素第一电离能，所以第一电离能O<N，非金属元素第一电离能大于金属元素第一电离能，所以第一电离能Cu<O；答案为：Cu<O<N；②乙二胺分子之间形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键，乙二胺比三甲胺的沸点高的多，答案为：乙二胺可以形成分子间氢键，而三甲胺不能；(4)金属Cu晶体中Cu原子的配位数=3×8÷2=12，铜的原子半径为anm，每个面对角线上的3个Cu原子紧密相邻，则晶胞棱长=，晶胞体积=，晶胞中Cu原子个数=,Cu的密度；答案为：12；。11．电负性O＞C，O原子不易提供孤电子对8NA正四面体CCl4sp3sp2非羟基氧的个数越多，Cl的正电性越高，导致Cl﹣O﹣H中O的电子越向Cl解析：电负性O＞C，O原子不易提供孤电子对8NA正四面体CCl4sp3sp2非羟基氧的个数越多，Cl的正电性越高，导致Cl﹣O﹣H中O的电子越向Cl偏移，越容易电离出H+6【解析】【分析】(1)Ni元素原子核外有28个电子，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d84s2；(2)电负性越大，原子越不易提供孤电子对；Ni原子形成的4个配位键属于σ键，CO与N2互为等电子体，CO