第十二章 物质结构与性质 章末综合检测卷（解析版） 高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练

备战2023年高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练第十二章物质结构与性质章末综合检测卷第I卷（选择题）一、选择题（每小题3分，共48分）1．（2022·上海普陀·二模）已知某微粒的核外电子排布式是1s22s22p63s23p4，下列判断错误的是A．该元素在周期表的位置是第三周期IVA族B．该元素最高价是+6，最低价是-2C．该微粒原子核外有16种运动状态不同的电子D．该微粒原子核外有5种能量不同的电子【答案】A【详解】A．硫元素在第三周期ⅥA族，A错误；B．硫最高价为+6价，最低价-2价，B正确；C．硫元素有16个电子，有16种运动状态不同的电子，C正确；D．该原子的电子占据5个不同电子能级，有5种能量不同的电子，D正确；故选A。2．（2022·山东师范大学附中模拟预测）X、Y、Q、W、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Y原子最外层电子数是其内层电子数的2倍，W与Y位于同一主族，X、Y、Z三种元素可组成用于隐形飞机中吸收微波的物质R(结构如图)，Q元素单质可用作铝热反应的引燃剂。下列说法正确的是A．同一周期中，第一电离能比Q小的只有一种B．电负性：Y>W>XC．物质R吸收微波时，分子内的σ键会断裂D．简单气态氢化物的还原性：W>Y【答案】D【分析】X、Y、Q、W、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Y原子最外层电子数是其内层电子数的2倍，则Y为C元素；W与Y位于同一主族，则W为Si元素；Q元素单质可用作铝热反应的引燃剂，则Q为Mg元素；结合物质的结构式可知，X可形成1对共用电子对，则X为H元素，Z可形成2个共价单键，则根据满8电子稳定原则可知，Z最外层电子数为6，且位于第三周期，所以Z为S元素。【详解】A．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，镁原子的3s轨道为稳定的全充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则钠元素、铝元素的第一电离能小于镁元素，故A错误；B．硅元素的电负性小于氢元素，故B错误；C．σ键比π键牢固，所以物质R吸收微波时，分子内的π键会断裂，故C错误；D．元素的非金属性越强，简单氢化物的热稳定性越强、还原性越弱，碳元素的非金属性强于硅元素，所以硅烷的还原性强于甲烷，故D正确；故选D。3．（2022·北京·北师大实验中学三模）下列化学用语或图示表达正确的是A．中子数为18的氯原子：B．BF3的空间结构模型：C．N2的电子式：D．基态氮原子价层电子轨道表示式：【答案】B【分析】根据核素表示判断A，利用杂化轨道理论判断分子里中心原子的杂化类型，根据VSEPR判断分子的空间构型；根据电子式的定义判断氮气的电子式书写；【详解】A．中子数为18的氯原子：，故A不正确；B．BF3的空间结构模型根据杂化轨道理论，B原子采用3+0，sp2杂化，属于平面三角形，故B正确；C．N2的电子式根据最外层电子进行判断：，故C不准确；D．基态氮原子价层电子轨道表示式：，故D不正确；故选答案B。4．（2022·辽宁实验中学模拟预测）冠醚是一种超分子，它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关。二苯并—18—冠—6与形成的鳖合离子的结构如图所示。下列说法错误的是冠醚冠醚空腔直径/pm适合的粒子(直径/pm)15—冠—517—22018—冠—6260—32021—冠—7340—430A．冠醚可以用来识别碱金属离子 B．二苯并-18-冠-6也能适配C．该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种 D．一个鳌合离子中配位键的数目为6【答案】B【详解】A．由表知，碱金属离子的粒子在冠醚空腔直径范围内，冠醚与碱金属离子的包含物都是超分子，可以识别碱金属离子，A正确；B．一般而言，电子层数越多半径越大；电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；Li+半径小于钠离子；由图标可知，二苯并-18-冠-6不能适配Li+，B错误；C．该冠醚分子中苯环碳原子为sp2杂化、其它碳链上的碳原子为sp3杂化；碳原子杂化方式有2种，C正确；D．由结构简式可知，一个鳌合离子中配位键的数目为6，D正确；故选B。5．（2022·山东烟台·三模）下列说法错误的是A．的沸点高于是因为O的电负性大于SB．配离子中各元素第一电离能：C．N与N的π键比P与P的强，可推断的稳定性比的高D．中的键角大于中的键角【答案】A【详解】A．的沸点高于是因为分子间能形成氢键，故A错误；B．N原子2p能级半充满，结构稳定，第一电离能大于同周期相邻元素，配离子中各元素第一电离能：，故B正确；C．键能越大越稳定，N与N的π键比P与P的强，可推断的稳定性比的高，故C正确；D．、中N原子均采用sp3杂化，中N原子没有孤电子对，所以中的键角大于中的键角，故D正确；选A。6．（2022·山东师范大学附中模拟预测）四乙基锡的熔点：-1120℃，沸点：183.1℃；氯化三乙基锡常温下为无色液体，熔点15.5℃，沸点为206℃。氯化三乙基锡的合成路线如图所示，下列说法中正确的是A．四乙基锡和氯化三乙基锡中化学环境不同的氢原子均为2种B．氯化三乙基锡和四乙基锡的熔沸点不同是因其晶体类型不同造成的C．上述反应中，所有分子内中心原子的杂化类型相同，反应前后分子内σ键总数不同D．氯化三乙基锡中所有原子可能共平面【答案】A【详解】A．由结构简式可知，四乙基锡和氯化三乙基锡中都含有2类氢原子，化学环境不同的氢原子均为2种，故A正确；B．由熔沸点可知，四乙基锡和氯化三乙基锡都是分子晶体，四乙基锡是非极性分子，三乙基锡是极性分子，分子间作用力大于四乙基锡，熔沸点高于四乙基锡，故B错误；C．由结构简式可知，该反应是取代反应，反应中，所有分子内中心原子的杂化类型相同，都是sp3杂化，反应前后分子内σ键总数相同，故C错误；D．由结构简式可知，氯化三乙基锡中锡原子和饱和碳原子都是sp3杂化，原子的空间构型都是四面体形，所以分子中所有原子不可能共平面，故D错误；故选A。7．（2022·江苏南通·模拟预测）前四周期元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大，X的气态氢化物水溶液呈碱性，Y的原子核外有2个未成对电子，Z的单质燃烧时火焰呈黄色，W的原子序数是Y的两倍，Q的最外层有一个电子且内层轨道全充满。下列说法正确的是A．第一电离能：I1(Y)>I1(X)>I1(W)B．Q元素位于第四周期IA族C．原子半径：r(Z)>r(W)>r(Y)D．W的简单气态氢化物的稳定性比Y的强【答案】C【分析】X的气态氢化物水溶液呈碱性，则X为N元素；Z的单质燃烧时火焰呈黄色，则Z为Na元素；前四周期元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大，且Y的原子核外有2个未成对电子，则Y为O元素；W的原子序数是Y的两倍，则W为S元素；Q的最外层有一个电子且内层轨道全充满，则Q为Cu元素，据此分析来解题。【详解】A．X为N元素，Y为O元素，W为S元素，根据同一周期由左向右元素原子的第一电离能呈递增趋势，但是N原子的2p轨道为半充满状态，第一电离能比相邻的元素都大；同主族由上到下元素原子的第一电离能逐渐减小，N、O、S三种元素的第一电离能从大到小的顺序为N＞O＞S，故A项错误；B．根据分析，Q为Cu元素，位于元素周期表第四周期第ⅠB族，故B项错误；C．Y为O元素，Z为Na元素，W为S元素，根据同周期元素的原子从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素的原子，从上到下原子半径逐渐增大，所以原子半径从大到小：r(Na)>r(S)>r(O)，故C项正确；D．W的简单气态氢化物为H2S，Y的简单气态氢化物为H2O，根据元素的非金属性越强，对应气态氢化物的稳定性就越强，由于非金属性O>S，所以简单气态氢化物的稳定性H2O>H2S，故D项错误；答案选C。8．（2022·北京市十一学校三模）四面体()在无机化合物中很常见。按图所示方式相连，可形成一系列“超四面体”(、…)，下列说法正确的是A．超四面体系列的各物质最简式相同B．每个面都是正三角形，键角为C．、、等硅的化合物均可形成超四面体系列D．四面体形成的无限三维结构对应的晶体可能为共价晶体【答案】D【详解】A．、和的化学式分别为、和，故超四面体系列的各物质最简式不相同，A错误；B．是正四面体结构，每个面都是正三角形，但是键角为，B错误；C．观察“超四面体”(、…)结构图，不难发现A为中心原子，与四个X连接，应为硅、锗等原子；而X为配位原子，可以与两个A原子相连，应为氧、硫等原子，表明、可形成超四面体系列，不可以形成超四面体系列，C错误；D．共价晶体的微观空间中没有分子，可无限延伸，四面体形成的无限三维结构对应的晶体可能为共价晶体，D正确；故合理选项为D。9．（2022·辽宁·大连二十四中三模）铜和氧形成的一种离子化合物晶胞、C60晶胞如图所示，下列说法中正确的是A．C60晶体采用的是分子密堆积方式，与每个C60距离最近且等距离的C60有12个B．铜和氧形成的离子化合物，铜离子的电荷数为+2C．C60是分子晶体，石墨是共价晶体D．基态铜原子的价层电子排布式为3d94s2【答案】A【详解】A．是典型的分子晶体，是分子密堆积，分子间作用力只有范德华力，以一个分子为中心，其周围最多可以有12个紧邻的分子，A正确；B．利用均摊法可知，铜离子个数为4，氧离子个数=，则该离子化合物的化学式为，铜离子电荷数为+1，B错误；C．只含分子的晶体称为分子晶体，而是典型的分子晶体；共价晶体的微观空间里没有分子，比较典型的共价晶体是金刚石；但石墨不同于金刚石，是平面六元并环的层状结构，层间靠范德华力维系，是一种混合型晶体；C错误；D．在构建基态原子时，应符合能量最低原理，而当原子轨道上的电子为半满或全满时，能量较低，所以基态铜原子的价层电子排布式为，D错误；故合理选项为A。10．（2022·北京·北师大实验中学三模）下列判断不正确的是A．第一电离能：Ca＜Mg＜Al B．稳定性：H2S＜HCl＜HFC．电负性：N＜O＜F D．酸性：H2SiO3＜H3PO4＜HClO4【答案】A【详解】A．同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但IIA>IIIA，所以第一电离能：Mg>Al，故A错误；

B．同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，非金属性：S<Cl，同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，非金属性：F>Cl，非金属性越强，气态氢化物越稳定，所以稳定性：H2S＜HCl＜HF，故B正确；C．一般来说，同周期从左到右元素的电负性逐渐变大，所以电负性：N＜O＜F，故C正确；D．同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，非金属性：Si<P<Cl，非金属越强最高价氧化物对应水化物酸性越强，所以酸性：H2SiO3＜H3PO4＜HClO4，故D正确；故答案为：A11．（2022·山东聊城·三模）乙腈(CH3CN)在酸性条件水解，CH3CN+H++2H2O→CH3COOH+NH。下列说法错误的是A．CH3CN、CH3COOH都是极性分子B．键角：NH<NH3<NHC．CH3COOH的酸性比ClCH2COOH的弱D．反应中部分碳原子的杂化方式发生了改变【答案】B【详解】A．CH3CN、CH3COOH二者结构不对称，正负电荷的中心不重合，都是极性分子，A正确；B．NH4+中，含0对孤电子，氨气分子中含1对孤电子，NH2-含2对孤电子，含有孤电子对越多，分子中的键角越小，所以键角大小关系：NH4+＞NH3＞NH2-，B错误；C．CH3COOH是一种弱酸，而ClCH2COOH的酸性强于CH3COOH，这是因为-Cl是一种强吸电子基团，能使-OH上的H原子具有更大的活动性，CH3COOH的酸性比ClCH2COOH的弱，C正确；D．CH3CN中甲基上的碳原子形成4个单键，是sp3杂化，-CN形成一个单键和一个碳氮三键，是sp杂化，CH3COOH中甲基上的碳原子形成4个单键，是sp3杂化，羧基上的碳原子形成1个碳氧双键、2个单键，是sp2杂化，反应中碳原子的sp杂化变成sp2杂化，D正确；故选B。12．（2022·山东日照·三模）和可以反应生成氨硼烷。下列说法错误的是A．的沸点高于B．和中N、B的杂化方式相同C．中，含有的键数为D．B原子的基态原子核外电子空间运动状态有3种【答案】B【详解】A．分子间存的氢键比的分子间作用力强，则的沸点高于，A正确；B．的中心原子孤电子对数=、价层电子对数=3+1=4，空间构型为三角锥形，故为sp3杂化；中中心原子孤电子对数=、价层电子对数=3+0=3，空间构型为平面正三角形，故为sp2杂化；故N、B的杂化方式不同，B不正确；C．氨硼烷分子中存在3个N-H、3个B-F、含有一个N→B，均为键，则中含有的键数为，C正确；D．B原子的基态原子核外电子排布式为，则空间运动状态有3种，D正确；答案选B。13．（2022·湖北·襄阳四中模拟预测）一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90，晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中，以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A点、B点原子的分数坐标分别为(0，0，0)、(，，)，下列说法错误的是A．该晶体的化学式为CuInTe2B．C点原子的分数坐标为(，，)C．晶胞中四面体空隙的占有率为50%D．晶胞中C、D间距离d=pm【答案】D【详解】A．晶胞中位于顶点、面上、和体内的Cu原子个数=，位于面上、棱上的In原子个数=，位于体内的Te原子个数=8×1=8，则Cu、In、Te的原子个数比为4:4:8=1:1:2，晶体的化学式为CuInTe2，A选项正确；B．由位于顶点A点和体心B点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(,,)可知，晶胞边长为1，则位于体对角线处，面对角线处的C原子的分数坐标分别为(,,)，B选项正确；C．由晶胞结构可知，In原子形成的四面体空隙有8个，形成的八面体空隙也有8个，则四面体空隙的占有率为，C选项正确；D．由晶胞中C、D形成的直角三角形的边长为pm、pm可知，C、D间距离d=，D选项错误；答案选D。14．（2022·天津市咸水沽第一中学模拟预测）甲硫醇()是合成蛋氨酸的重要原料。反应可用于甲硫醇的制备。下列有关说法正确的是A．的熔沸点比低 B．与互为同系物C．中含键 D．熔点高，常用作做耐高温材料【答案】D【详解】A．水分子能形成分子间氢键，硫化氢不能形成分子间氢键，所以水分子间的作用力大于硫化氢，熔沸点高于硫化氢，故A错误；B．甲醇和甲硫醇的官能团不同，含有的碳原子个数相同，不可能互为同系物，故B错误；C．由分子式可知，甲硫醇分子中含有的5个单键都为σ键，所以1mol甲硫醇分子中含有5molσ键，故C错误；D．氧化铝是熔点高的离子化合物，常用作做耐高温材料，故D正确；故选D。15．（2022·湖北·黄冈中学三模）钇钡铜复合氧化型超导材料YBCO(YBa2Cu3Ox)的晶胞结构如图所示，下列说法错误的是A．x=7 B．晶胞的体积为3a3×10-30cm3C．该晶胞中Cu的配位数为4或5 D．相邻Y之间的最短距离为3apm【答案】D【详解】A．Y在体心，数目为1，氧原子在棱心，数目为，A正确；B．晶胞的体积为，B正确；C．铜原子位于晶胞的顶点和棱上，位于顶点的铜原子，距离铜最近的氧原子个数为4个，位于棱上的铜原子，与之最近的氧原子为5个，故其配位数为4或者5，C正确；D．Y位于体心，在此晶胞上面还有一个晶胞，两个晶胞中相邻的Y之间最短距离为apm，D错误；故选D。16．（2022·湖北·黄冈中学三模）下列有关说法错误的是A．SiCl4能强烈水解而CCl4不易水解是因为C的L层没有d轨道B．F的电负性大于Cl，可推断NF3的键角大于NCl3的键角C．MgCO3的分解温度低于CaCO3，是因为MgO的晶格能更大D．蔗糖分子为多羟基结构，可推断蔗糖溶液比纯水的粘度大【答案】B【详解】A．C原子最外层为L层，没有d轨道接受水分子中的孤电子对，不能发生类似的水解反应，A正确；B．在NF3分子中，由于F的电负性很大，成键电子对靠近F原子，成键电子对之间的斥力较小，因而键角较小而Cl的电负性比F小得多(比N还小)，所以作用没那么明显，故NCl3的键角>NF3的键角，故B错误；C．MgO的晶格能大于CaO，可知阳离子半径越小对氧的吸引力越大，夺取氧的能力越强，所以碳酸镁分解生成氧化镁比碳酸钙分解生成氧化钙容易，则可推测出MgCO3的分解温度低于CaCO3，故C正确；D．蔗糖分子为多羟基结构，分子间可以形成多个氢键，可推断蔗糖溶液比纯水的粘度大，故D正确；故选B。第II卷（非选择题）二、非选择题（共52分）17．（2022·河南开封·模拟预测）最近科研人员发现，用[Ni(cyclam)]2+(结构如图a)作电催化剂、二茂铁(结构如图c)作为牺牲电子供体，NH4PF6作为电解质和质子供体，CH3CN作溶剂，可实现有效催化还原CO2。回答下列问题：(1)基态Ni原子转化为基态Ni2+失去_______轨道的电子；基态Fe原子核外电子排布式为_______。(2)NH4PF6中NH空间构型为_______；N、P、F的电负性由大到小的顺序为_______。(3)CH3CN分子中碳原子杂化方式为_______。(4)已知3个及以上原子构成的离子团或分子中，原子有彼此平行的未参与杂化的p轨道电子，连贯重叠在一起构成π型化学键，又称为大π键，可用符号表示，其中m代表参与形成的大π键原子数，n代表参与形成的大π键电子数，如苯中的大π键可表示为。二茂铁[(C5H5)2Fe]中五元环的大π键可表示为_______。(5)[Ni(cyclam)]2+可由某些镍的化合物与cyclam反应制得。[Ni(cyclam)]2+中，Ni2+的配位数为_______；cyclam可溶于水，而环十四烷不溶于水，其原因是_______。(6)某镍、砷晶体结构如图所示。该晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算式即可)。【答案】(1)4s

1s22s22p63s23p63d64s2(2)正四面体

F＞N＞P(3)sp、sp3(4)(5)4

cyclam分子与水分子间形成氢键(6)【解析】(1)基态Ni原子的核外价电子排布式为3d84s2，形成基态Ni2+时，先失去4s轨道上的2个电子；铁元素为26号元素，基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2；(2)的中心原子为sp3杂化，且无孤电子对，为正四面体结构；非金属性越强，其电负性越大，则电负性：F＞N＞P；(3)甲基上C原子价层电子对个数是4，C原子杂化类型为sp3，-CN中心原子C有1个σ键，孤电子对数为1，中心碳原子杂化类型为sp，故答案为：sp、sp3；(4)二茂铁[(C5H5)2Fe]中五元环形成的大π键原子数是5，形成的大π键电子数是6，大π键表示为；(5)由图a可知[Ni(cyclam)]2+中，Ni2+的配位数为4，含有氢键的物质可增大在水中的溶解性，cyclam可溶于水，而环十四烷不溶于水，其原因是cyclam分子与水分子间形成氢键；(6)由均摊法，晶胞中含6个Ni和6个As原子，晶胞质量为，底面是正六边形，晶胞体积为，则晶胞密度为g·cm-3。18．（2022·河南·二模）过渡金属及其配合物在生产、生活中有着广泛的应用。请回答下列问题。(1)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的铁原子，其价电子的自旋磁量子数的代数和为_______。(2)Fe、Co的第四电离能分别为5290kJ/mol、4950kJ/mol，铁的第四电离能大于钴的第四电离能的主要原因是_______。(3)Fe能与CO形成配合物Fe(CO)6，在形成配位键时CO中C提供孤电子对，而不是O提供孤电子对，其主要原因可能是_______。(4)铁常见的两种氧化物为FeO、Fe2O3，FeO的熔点比Fe2O3低的原因是_______。(5)端位原子不影响分子构型，所以我们通常只讨论影响分子构型的原子的杂化类型。V2O5的分子结构如图所示，1个V2O5分子中参与杂化的O原子杂化方式为_______。V2O5分子中含有的δ键和π键的数目比为_______。(6)反型钛钙矿电池无需使用具有光催化活性的TiO2(通过氮掺杂生成TiO2-aNb，反应如图)以及掺杂的有机空穴传输层，光照下的输出稳定性更好，更具发展潜力。则TiO2-aNb晶体中a=_______。已知原子1、2的分数坐标为(0，0，)和(1，0，0)，则原子3的坐标为_______，设阿伏加德罗常数的值为NA，则TiO2的密度为_______g·cm-3(列出计算式)。【答案】(1)+2(或-2)(2)Fe3+价层电子排布式为3d5，为半充满状态，Co3+价层电子排布式为3d6(3)电负性O＞C，O原子不易提供孤电子对(4)FeO、Fe2O3都是离子晶体，Fe3+的半径较小且电荷数较大，Fe2O3的晶格能大于FeO(5)sp3

3：2(6)

(1，1，)

【解析】(1)Fe是26号元素，根据构造原理，可知基态Fe原子核外电子排布式是[Ar]3d64s2，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，，所以基态Fe原子的价电子的自旋磁量子数的代数和为(+)×6+(-)×2=+2，也可以是-2，所以其价电子的自旋磁量子数的代数和为+2或-2；(2)Fe3+价层电子排布式为3d5，为3d轨道的半充满状态，较稳定，Fe失去的是较稳定的3d5的一个电子，所需能量较大；Co失去的是3d6中的一个电子，变为3d轨道的半充满的稳定状态，所需能量较小；(3)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，其理由可能是电负性O＞C，O原子不易提供孤电子对，配体CO中提供孤电子对的是C原子而不是O原子；(4)FeO、Fe2O3都是离子晶体，Fe3+的半径较小且电荷数较大，Fe2O3的晶格能大于FeO，则氧化铁的熔沸点较高；(5)1个V2O5分子中参与杂化的O原子为中间的氧原子，其价层电子对数是4，所以采用sp3杂化，共价单键为σ键、共价双键中含有1个σ键和1个π键，由图可知：V2O5分子中σ键和π键数目之比为6：4=3：2；(6)TiO2晶胞中Ti原子的个数为8×+4×+1=4，含有的O原子个数为8×+8×+2=8，晶胞的体积V=m2n×10-30cm3；晶胞的密度ρ=，氮掺杂后N原子个数为+=，O原子减少个数为1+2×+2×=，掺杂后的晶胞中Ti原子个数不变，仍为4个，根据其化学式可知：化学式中Ti的个数是1，减少的O、增加的N原子都除以4得到a、b，a=，b=，原子1、2的分数坐标为(0，0，)和(1，0，0)，原子3坐标为(1，1，)。19．（2022·贵州铜仁·二模）2022年4月16日9时56分，“神舟十三号”载人飞船返回舱成功着陆。“神舟十三号”制作材料中包含了Cu、Ga、Ni、Xe等多种元素。回答下列问题：(1)原子中的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-之表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的Ga原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为___________。Ca、Ga、Ge三种元素的电负性由大到小的顺序为______。(2)Cu位于元素周期表的___________(填“s”、“p”、“d”或“ds”)区，Cu催化烯烃硝化反应过程中会产生，键角：___________(填“＞”或“＜")，判断依据是___________________________。(3)N2+与丁二酮肟生成鲜红色二(丁二酮肟)合镍沉淀，该反应可用于检验Ni2+，原理如图，则丁二酮肟中碳原子的杂化轨道类型为___________，1mol丁二酮肟分子中含有σ键的数目为___________，二(丁二酮肟)合镍分子中存在的化学键有___________(填字母序号)。a．非极性键

b．π键

c．离子键

d．氢键

e．配位键(4)XeF2晶体属四方晶系，晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子分数坐标。如图中原子A的分数坐标为(0，0，0)，原子B的分数坐标为(，，)。已知Xe-F键长为rpm，原子C的分数坐标为___________；设NA为阿伏加德罗常数的值，XeF2的密度为___________g·cm-3(列计算式)。【答案】(1)+或-

Ge＞Ga＞Ca(2)ds

＞

中N原子为sp杂化，键角180°；中N原子为sp2杂化，键角接近120°(3)sp2、sp3

15NA

abe(4)

【解析】(1)基态的Ga原子的价电子排布为4s24p1，价电子自旋磁量子数的代数和为；同周期从左往右电负性增强，同主族从上往下电负性减弱，故Ca、Ga、Ge三种元素的电负性由大到小的顺序为：Ge＞Ga＞Ca；(2)Cu的核外价层电子排布为3d104s1，位于元素周期表的ds区；的中心原子价层电子对数为：，N原子为sp杂化，键角为180o，的中心原子价层电子对数为：，N原子为sp2杂化，键角约为120o，故键角：>，根据是：中N原子为sp杂化，键角180°；中N原子为sp2杂化，键角接近120°；(3)从丁二酮肟的结构简式可以看出，甲基碳原子为sp3杂化，碳氮双键中的碳原子为sp2杂化，故碳原子杂化方式为sp2、sp3；1mol丁二酮肟分子中含有σ键的数目为[2（3+1+1+2）+1]NA=15NA；二(丁二酮肟)合镍分子中，存在的化学键有：碳碳非极性键、碳氮π键、氮镍配位键，还存在氢键，但氢键不是化学键，故存在的化学键为：abe；(4)Xe-F键长为rpm，换成分数坐标的长度为，故原子C的分数坐标为：；根据均摊法，晶胞中：XeF2的个数为：，晶胞的密度为：。20．（2022·陕西·模拟预测）第24届冬奥会于2022年2月4日在北京隆重开幕，“科技冬奥”理念体现在方方面面。Ⅰ.完成下列问题(1)冬奥会采用的石墨烯(即单层石墨)材料制造户外保暖穿戴设备，该材料中的碳原子采取_______杂化。Ⅱ.奥运会场馆使用了大量的合金。第Ⅷ族元素Fe、Co、Ni性质相似，称为铁系元素，主要用于制造合金。(2)基态Fe2+与Fe3+的最外层电子数之比为_______，实验室常用A离子来检验Fe3+，且又是CO2的某一种等电子体写出A离子的结构式_______。(3)Fe(CO)5是一种黄色粘稠状液体化合物，则CO作配体时，配位原子是_______，其原因是_______。(4)写出与Ni同周期元素中，基态原子未成对电子数与Ni相同的元名素称_______。(5)如表为Ni2+不同配位数时对应的晶体场稳定化能(可衡量形成配合物时，总能量的降低)。由表可知，Ni2+比较稳定的配离子配位数是_______(填“4”或“6”)。离子配位数晶体场稳定化能(Dq)Ni2+6-12Dq+3p4-3.56Dq+3p(6)目前新能源汽车电池主要是磷酸铁锂(LiFePO4)和三元锂电池(正极含有Ni、Co、Mn三种元素)。三元锂电池的负极材料是石墨。石聚品体的二维平面结构如图1所示，晶胞结构如图2所示。①LiFePO4中阴离子的立体构型是_______。②石墨晶体中C原子数与C-C键数目之比是_______。③根据图2计算石墨晶体的密度是_______g/cm3(写出表达式即可)。【答案】(1)sp2(2)14：13

[S=C=N]-(3)C

C原子的电负性比O的小，对孤电子对的吸引力更小，更容易给出孤电子对(4)钛、锗、硒(5)6(6)正四面体

2：3

或或【解析】(1)石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以杂化轨道成键，组成了六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，被认为是平面多环芳香烃原子晶体；故答案为；(2)基态Fe的核外电子排布式为，失去2个电子变为后，核外电子排布式为，最外层电子数为14，失去3个电子变为后，核外电子排布式为，最外层电子数为13；依据实验室常用A离子来检验Fe3+，就可以猜测A离子为溶液中的离子，再结合该离子是CO2的某一种等电子体，而等电子体是指价电子数和原子数（氢等轻原子不计在内）相同的分子、离子或原子团，进一步确定A离子的结构式为；故答案为14：13；；(3)C和O位于同一周期，但是原子序数依次增大，电负性增强，所以O原子对孤对电子的吸引力更强，即C原子更易给出孤对电子，所以当CO作配体时，配位原子是C；故答案为C；C原子的电负性比O的小，对孤电子对的吸引力更小，更容易给出孤电子对；(4)Ni原子的核外电子排布式为，价电子排布图为，可见其基态原子未成对电子数为2；那么与Ni同周期元素中，基态原子未成对电子数也为2的价电子排布图分别为，相对应的原子核外电子排布式为、、，即元素分别为Ti（钛）、Ge（锗）、Se（硒）；故答案为钛、锗、硒；(5)晶体场稳定化能指的是d电子从未分裂的d轨道进入分裂的d轨道所产生的总能量下降值，数个越大，配位化合物也就越稳定，结合表格中晶体场稳定化能(Dq)的数值，可以发现当的配位数为6时，晶体场稳定化能下降的数值更大，所以形成的配全物更稳定；故答案为6；(6)LiFePO4中阴离子为，依据价层电子对互斥理论模型，P为中心原子，σ键电子对数为4，孤电子对数为，所以的空间结构为正四面体；假设石墨晶体中含有的碳原子数目为n，据图1可知每个碳原子与别个3个碳原子结合形成六元环，最多形成C-C键数目为3n，但是每个C-C键上的碳原子都只有一半属于这个键，最终确认C-C键数目为1.5n，则石墨晶体中C原子数与C-C键数目之比是n：1.5n=2：3；观察晶胞结构图，可认识有8个碳原子在顶角，2个碳原子在面上，4个碳原子在棱上，1个碳原子在里面，利用均摊法可计算得到晶胞中碳原子数目为，则晶胞质量为；依据晶胞结构图，可以看出晶胞平面图及数据，结合三角函数，可计算得到底边长为，则平行四边行的高为，那么晶胞体积为，所以晶胞密度为；故答案为正四面体；2：3；或或；21．（2022·吉林·东北师大附中模拟预测）半导体材料是半导体⼯业的基础，由第ⅢA和第ⅤA元素所形成的化合物在半导体材料领域有⼴泛的应⽤。如砷化镓(GaAs)、砷化硼(BAs)、砷化铝(AlAs)，氮化镓(GaN)等。请根据第ⅢA和第ⅤA元素核外电⼦排布的特点和形成化学键的多样性等特点回答下列问题：(1)基态As原⼦的电⼦排布式为[Ar]___________。Ga、As和Se的第⼀电离能由小到大的顺序是：___________。(2)实验发现，氯化铝的蒸⽓或溶于⾮极性溶剂中或处于熔融状态时，都以二聚态(Al2Cl6)形式存在。其球棍模型如图所示。①该分子中Al原⼦采取___________杂化。②Al2Cl6与过量NaOH溶液反应⽣成，-中存在的化学作⽤⼒类型有___________(填标号)。A．离⼦键

B．极性共价键

C．⾦属键

D．非极性共价键

E．配位键

F．键

G．氢键(3)N、B可以分别形成化合物NF3和BF3，试判断两种分⼦中键角的大小：NF3___________BF3(填“＞”、“＜”、“=”)。(4)⾃然界中不存在单质硼，硼的氢化物也很少，主要以含氧化合物形式存在，根据下表数据分析原因是___________。化学键B—HB—OB—B键能(kJ/mol)389561293(5)GaN是第三代半导体材料的研究热点，在⼲燥的NH3⽓流中焙烧磨细的GaAs可制得GaN。GaN、GaP、GaAs晶体类型与SiC相似，熔点如下表所示，其熔点差异的原因是___________。物质GaNGaPGaAs熔点/℃170014801238(6)砷化硼的晶胞结构如图(a)所示，图(b)中矩形A´C´CA是沿晶胞对⻆⾯取得的截图。①若晶胞的边长均为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为___________g·cm-3(列出计算表达式)。②晶胞中各原⼦在矩形A´C´CA的位置为___________(填标号)。A．B．C．D．【答案】(1)3d104s24p3

Ga＜Se＜As(2)sp3

BEF(3)＜(4)B-H、B-B键的键能⼩⽽B-O键键能⼤，所以B-H、B-B键易断裂，不能稳定存在(5)均为原⼦晶体且原子半径：N＜P＜As，半径越小，键长越短，键能越⼤，熔点越高(6)

B【解析】(1)As为33号元素，基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3；同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，但As原子4p轨道为半充满稳定状态，它的第一电离能高于相邻元素的，故第一电离能由小到大的顺序为Ga＜Se＜As；(2)①A12Cl6双聚分子结构式为，根据图知，每个Al原子价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断Al原子杂化类型为sp3；故答案为：sp3；②[Al(OH)4]-Al离子和O原子之间存在配位键、O-H原子之间存在极性键，配位键也属于共价键，所以含有极性共价键，也是σ键，不存在金属键、离子键、非极性共价键和氢键，选项BEF正确，故答案为：BEF；(3)N的电负性比B的大，NF3中N周围电子云密度减小，从而使孤对电子对成键电子对的排斥力以及成键电子对之间的排斥力更小，故键角更小，故答案为：＜；(4)根据表格数据可知：B-B、B-H的键能小，化学键结合的不牢固，易断裂，因此不能稳定存在；而B-O键的键能大，断裂消耗较高能量，因此可以稳定存在，故硼元素主要以含氧化合物形式存在，无硼单质，硼的氢化物也很少，故答案为：B-H、B-B键的键能小而B-O键键能⼤，所以B-H、B-B键易断裂，不能稳定存在；(5)GaN、GaP、GaAs都是良好的半导体材料、熔点较高，均为原子晶体，原子晶体中各原子之间是靠共价键连接的，在成键数相同的情况下，共价键的强度受成键原子的半径大小影响，即半径越小、键能越大，N、P、As同属第ⅤA族，原子半径大小顺序为N＜P＜As，所以GaN的熔点最高，GaAs的熔点最低，故答案为：均为原⼦晶体且原子半径：N＜P＜As，半径越小，键长越短，键能越⼤，熔点越高；(6)①根据砷化硼的晶胞结构图可以看出，1mol晶胞中含有4molB原子、4molAs原子，晶胞质量为m=，晶胞体积为V=(a×10-10)3cm3，故晶体的密度为g/cm3，故答案为：；②晶胞中各原子在矩形AA'C'C中的位置为B，故答案为：B。22．（2022·山东师范大学附中模拟预测）我国科学家利用Cs2CO3、XO2(X=Si、Ge)和H3BO3首次合成了组成为CsXB3O7的非线性光学晶体。回答下列问题：(1)C、O、Si三种元素电负性由大到小的顺序为_______。(2)基态Ge原子核外电子排布式为[Ar]_______；其中能量最高的电子占据电子层的符号为_______；SiO2、GeO2不能形成类似CO2分子中的π键，原因是_______。(3)下图为硼酸晶体的片层结构，其中硼的杂化方式为_______。H3BO3在热水中比冷水中溶解度显著增大的主要原因是_______。硼酸与NaOH溶液反应生成Na[B(OH)4]，则Na[B(OH)4]中含有的化学键类型有_______(填字母序号)a．离子键

b．极性键