2024届高三新高考化学大一轮专题训练题----物质的结构与性质
1．（2023·全国·统考高考真题）将酞菁—钴钛—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：
(1)图1所示的几种碳单质，它们互为_______，其中属于原子晶体的是_______，间的作用力是_______。
(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
酞菁分子中所有原子共平面，其中轨道能提供一对电子的原子是_______(填图2酞菁中原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为_______，氮原子提供孤对电子与钴离子形成_______键。
(3)气态通常以二聚体的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中的轨道杂化类型为_______。的熔点为，远高于的，由此可以判断铝氟之间的化学键为_______键。结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，的配位数为_______。若晶胞参数为，晶体密度_______(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。
2．（2023春·北京·高三竞赛）硅可以和多种全属形成组成各异、结构丰雷的二元化合物。例如，在Ca-Si体系中，有Ca Si，Ca2Si，CaSi2，CaSi3等等。随着高压科学和技术的发展，总来越多的新物相新结构得以发现且呈现出有趣的成键特点。在20GPa条件下得到的二元Ca-Si化合物D属四方晶系，晶胞参数，，结构沿c方向的投影如图所示，虚线围出晶胞，浅色大球代表，深色小球代表硅原子，硅形成平面正方形的四聚硅簇，其中Si-Si键长为。Ca离子在用平面四方形排列形成垂直于c的层(同层离子即可给出图中投影)与四聚硅阴离子所形成的层沿c方向均衡交替排布，有一半Ca离子投影在平面正方形硅簇的中心位置。
(1)写出化合物D晶体的点阵型式和结构基元___________。(提示：注意同号电荷相斥！)
(2)若将晶胞原点取在四聚硅簇平面正方形的中心，写出晶胞中所有原子的坐标参数_______。
(3)写出Si的氧化数并画出四聚硅阴离子的经典Lewis结构___________。
(4)化学物D不稳定，大气压下可发生分解。其产物之一便是CaSi2.CaSi2也有丰富的结构，其中一种结构中，硅通过三连接方式形成二维延伸，硅只有一种化学环境且所有硅原子的价层均满足八电子。画出该结构的示意图___________。(要求：示出结构特征，至少包含20个硅原子，并勾勒出二维晶胞)
3．（2023春·新疆·高三校联考期中）丁二酮肟()可与反应，生成鲜红色的沉淀丁二酮肟镍，这个反应可用来鉴定的存在。请回答下列问题：
(1)Ni在元素周期表中的位置为___________。
(2)基态氧原子的核外电子的运动状态有___________种。
(3)丁二酮肟()中涉及元素的电负性由大到小的顺序为___________；与氮同周期的硼在成键时，能将一个电子激发进入能级参与形成化学键，请写出该激发态原子的价电子轨道表示式：___________，该过程形成的原子光谱为___________(填“吸收”或“发射”)光谱。
(4)与Ni同周期的铜、锌两种元素位于元素周期表的___________区，两元素的第一电离能、第二电离能数据如表所示：
电离能
铜 746 1958
锌 906 1733
铜的小于锌，却大于锌的主要原因是___________。
4．（2023春·福建宁德·高三福建省福安市第一中学校联考期中）2022年2月我国科学家在《科学》杂志发表反型钙钛矿太阳能电池研究方面的最新科研成果论文，为钙钛矿电池研究开辟了新方向。钛及其化合物被广泛应用于飞机、火箭、卫星、舰艇、医疗以及石油化工等领域。回答下列问题：
(1)某种钙钛矿晶胞结构如图，若●表示，则○表示___________原子；若以为晶胞的顶点，则位于晶胞的___________。
(2)是一种储氢材料，可由和反应制得。等电子体的相似性质被广泛运用，请写出与成等电子体的分子和离子(各一个)___________。
(3)能与甲胺形成稳定的配合物。
①甲胺中N原子的杂化方式为___________。
②中键角比中键角小，从结构角度解释原因___________。
(4)的化学性质非常稳定，广泛用于涂料、橡胶和造纸等工业。金红石型的晶胞为长方体，晶胞参数如图所示。的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为___________。
(5)硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，部分结构如下图所示。该阳离子中Ti与O的原子个数之比为___________。该阳离子的化学式为___________。
5．（2023春·广东·高三统考阶段练习）碳族单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)处于激发态的碳原子的电子排布式可表示为___________ (填字母)，碳原子从基态变为激发态，需要___________(填“吸收”或“放出”)能量。
A． B． C． D．
(2)尿素( )中C原子的杂化类型为___________。尿素与丙酮( )的相对分子质量相近，但熔、沸点：尿素___________丙酮(填“>”“<”或“=”)，原因是___________。
(3)一种含硅化合物的结构如图所示，该化合物组成元素中C、N、Si的电负性由大到小的顺序为___________。
(4)碳、硅、锗位于同一主族，硅和锗(Ge)是典型的半导体材料，在电子、材料等领域应用广泛。
锗单晶的晶胞结构类似金刚石，晶体中锗原子与共价键个数之比为___________；晶胞中原子坐标参数A为；B为；C为，则D原子的坐标参数为___________。
(5)碳与金属Ni、Mg形成的一种新型超导体，该物质的晶胞为正六面体，结构如图所示。
若晶胞参数为，用表示阿佛伽德罗常数的值，则该晶胞的摩尔体积为________(用含a、的代数式表示)。
6．（2023春·福建三明·高三校联考期中）N、P、均为氮族元素，这些元素与人们的生活息息相关。回答下列问题：
(1)基态P核外电子空间运动状态有__________种。
(2)下列状态的N原子或离子，未成对电子最多的是__________(填序号)。
a． b． c． d．
(3)、P与S是同周期中相邻的元素，第一电离能由大到小的顺序是__________。
(4)溶液是检验的常用试剂，的空间构型为__________。
(5)吡啶为含N有机物，这类物质是合成医药、农药的重要原料。下列吡啶类化合物A与(即)反应生成有机化合物B，B具有优异的催化性能。
①有机物B中组成元素的电负性由小到大的顺序是__________。
②含有机物B的分子结构中含__________(填序号)。
A．离子键 B．配位键 C．大键 D．键 E．氢键
(6)N与金属可形成氮化物，如的晶胞结构如图甲所示，某种氮化铁的结构如图乙所示。
①晶胞中，含有的Al、N原子个数均是__________。
②若设该氮化铁的化学式为，可替代晶胞中不同位置的，形成替代型的化学式是，而转化为两种替代型产物的能量变化如图丙所示，替代晶胞中的形成化学式为的氮化物不稳定，则a位置表示晶胞中的__________。
③通常认为是离子晶体，其晶格能可通过Born-Haber循环计算得到，通过图中数据__________(填“能”或“不能”)计算出原子的第一电离能，的晶格能为__________。
7．（2023·天津·校联考模拟预测）Cr、Fe、Co、Ni、Zn等金属元素的合金及其相关化合物用途非常广泛。
(1)Cr元素在周期表中的位置______；其原子核外未成对电子数为______。
(2)FeSO4可用作污水处理的混凝剂，硫元素的原子核外有______种不同能量的电子，的空间构型为______。
(3)Co、Ni两种元素二价氧化物的晶胞类型相同，其熔点由高到低的顺序为______。(用化学式表示)
(4)是铬(Ⅲ)的一种配合物，1mol中含有键的数目为______。
(5)+6价铬的化合物毒性较大，常用将酸性废液中的还原成，该反应的离子方程式为______。
(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如图所示，S周围紧邻且等距的Zn有______个。晶胞棱长为a pm，密度为______(表示阿伏加德罗常数的值)。
8．（2023春·浙江·高三统考阶段练习）H与O可形成H2O、H2O2、H3O+等微粒。
回答下列问题：
(1)水分子的价层电子对互斥(VSEPR)模型是____。
(2)比较H—O—H键角大小：H3O+ ____H2O(填“＞”、“＜”或“=”)。
(3)H2O2分子结构如图所示，下列说法正确的是 。
A．H2O2中氢氧原子轨道的重叠方式为s-p重叠
B．H2O2中既含极性键，又含非极性键
C．H2O2是非极性分子，易溶于CCl4
D．H2O2溶液呈弱碱性，属于二元弱碱
(4)与水分子结构十分相似的OF2分子的极性很小，这是因为：①____；②从中心原子孤电子对角度看，OF2中O原子上有两个孤电子对，抵消了F－O键中共用电子对偏向F而产生的极性。
9．（2023春·江西南昌·高三南昌二中校考阶段练习）2022年春晚中舞蹈诗剧《只此青绿》生动还原了北宋名画，感动国人。《千里江山图》之所以色彩艳丽，璀璨夺目，与所使用的矿物颜料有关。回答下列问题：
(1)石青，又名矿石蓝，化学式为Cu3(CO3)2(OH)2，该基态铜离子核外电子的空间运动状态有_______种。
(2)亚铁氰化钾，化学式为K4[Fe(CN)6]。[Fe(CN)6]4-中配体CN-的配位原子是_______(填元素符号)，CN-中C原子的杂化方式_______，[Fe(CN)6]4-中σ键和π键的数目之比为_______。
(3)近期我国科学家合成了一种电化学性能优异的铜硒化合物，其晶胞结构如图所示。该铜硒化合物的化学式为_______，其中Cu元素以Cu+和Cu2+存在，则_______(填“①”或“②”)为Cu+。
(4)Cu2+可与H2O、Cl-、NH3等配体形成配位数为4的配离子，如[Cu(H2O)4]2+、[CuCl4]2-、[Cu(NH3)4]2+。某同学按如图步骤完成实验：
①CuCl2溶液中的铜主要以[Cu(H2O)4]2+、[CuCl4]2-形式存在。常温下，将CuCl2溶于浓盐酸中，测定平衡体系中：[Cu(H2O)4]2+浓度为amol L-1、Cl-浓度为bmol L-1、[CuCl4]2-浓度为cmol L-1，Cl-的转化率为_______(用a、b、c中的字母表示)。
②[Cu(H2O)4]2+呈蓝色，但溶液I却呈黄绿色，其原因是_______，为了能观察到溶液I中[Cu(H2O)4]2+呈蓝色，可采取的方法是_______。
10．（2023春·广东广州·高三广东实验中学校考期中）许多元素及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有多种用途。请回答下列有关问题：
(1)某同学画出的基态碳原子的核外电子排布图为，该电子排布图违背了___________。都是重要的有机反应中间体。的空间构型分别为___________、___________。
(2)类卤素对应的酸有两种，理论上硫氰酸的沸点低于异硫氰酸的沸点，其原因是___________。
(3)中孤电子对与键比值为___________，碳原子的杂化方式为___________。
(4)白铜(铜镍合金)的立方晶胞结构如图1所示，其中原子A的坐标参数为
①原子B的坐标参数为___________。
②若该晶体密度为，则铜镍原子间最短距离为___________cm。
(5)磷化硼是一种耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。磷化硼品胞如图2所示(其中实心球为磷原子)，磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影(图3中表示P原子的投影)，用画出B原子的投影位置___________。
11．（2023春·安徽·高三校联考阶段练习）寿山石被称为中华瑰宝，是中国传统四大印章石之一，其石质晶莹，脂润、色彩斑斓。色泽浑然天成。它主要由酸性火山凝灰岩经热液蚀变而成，化学式为。回答下列问题：
(1)下列状态的氧中，再失去一个电子所需要的能量最多的是_______(填字母)。
A． B． C． D．
(2)硅可形成一系列硅氢化合物，但最长硅链长度远不及烃中碳链长度，原因是_______，……则该同系物中，含有n个硅原子的分子中，σ键数目为_______(用含n的式子表示)。
(3)在硅酸盐中，四面体[如下图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式，图(b)为一种无限长单链结构单元的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为_______，化学式为_______。
(4)具有强还原性，其晶胞结构如图所示，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，称作原子分数坐标，则的空间构型为_______，①处的原子分数坐标是_______，用表示阿伏加德罗常数，则晶体密度为_______。
12．（2023春·吉林长春·高三长春市第十七中学校考阶段练习）按要求完成下列填空：
(1)基态硫原子中，核外占据最高能级电子的电子云轮廓图形状为_______。硫的一种同素异形体分子式为S8，其结构如图所示，其中S原子的杂化轨道类型为_______。S8易溶于二硫化碳的原因是_______。
(2)如下图所示，每条折线表示周期表IVA～VIIIA族中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是_______。
13．（2023·北京朝阳·统考二模）锂离子电池是目前广泛应用的二次电池。由于锂资源储量有限，科学家将目光转向钾离子电池。
(1)用作钾离子电池的电解液溶剂，可由与有机物X经加成反应得到。
①中碳原子杂化方式为_______。
②X的结构简式为_______。
(2)由于离子半径：_______(填“>”或“<”)，在充、放电过程中，的嵌入、脱出会破坏锂离子电池正极材料的结构，应研发新的正极材料。
(3)可用作钾离子电池的正极材料，其晶胞结构如下图所示。
①距离最近的有_______个。
②第三电离能：，结合原子结构解释原因：_______。
③放电后转化为，充电时物质的变化如下： 。充电时生成A的电极反应式：_______ (请标注A中和的化合价)。
14．（2023春·江西·高三统考期中）近日，科学家开发用于人工固氮的型碳材料高效利用和固氮合成。反应原理如图所示。
回答下列问题：
(1)基态C原子核外有___________种不同空间运动状态的电子；基态N原子有___________个不同运动状态的电子。
(2)基态H原子电子云轮廓图为___________(填名称)。
(3)的空间构型为___________，的VSEPR模型为___________。
(4)从上述反应机理看出，第一步，1个分子断键与形成___________(填“共价键”“配位键”或“离子键”)。
(5)催化剂中，C原子杂化类型是___________，N原子杂化类型是___________。
(6)C和N形成一种超硬度新材料，其熔点高于金刚石，其晶体部分结构如图所示。
①该晶体类型是___________，加热该材料时破坏的作用力类型是___________。
②该超硬度新材料的化学式为___________。
15．（2023·全国·高三专题练习）半导体芯片的关键材料是我国优先发展的新材料。经过半个多世纪的发展，硅基材料的半导体器件性能已经接近其物理极限，以碳化硅、氮化镓等为代表的第二代半导体材料成为当今热点。回答下列问题：
(1)基态镓原子的价电子排布式为：_______，它位于元素周期表的位置是_______。
(2)上述材料所涉及的四种元素中，原子半径最小的是_______(填元素符号，下同)，第一电离能I1最大的是_______。
(3)原硅酸根SiO的空间构型是_______，其中Si的杂化轨道类型为_______。
(4)①金刚石、②晶体硅、③碳化硅，三者熔点由低到高的顺序是_______(填序号)，原因是_______。
(5)GaN被誉为21世纪引领5G时代的基石材料，是目前全球半导体研究的前沿和热点。有一种氮化镓的六方晶胞结构如图所示，其晶胞参数：α=β=90°，γ=120°。已知：该晶体的密度为ρg cm-3，晶胞底边边长为acm，高为bcm，则阿伏伽德罗常数为_______mol-1(用含a、b、ρ的代数式表示，MGa=70g/mol)。
(6)硒氧化铋是一类全新二维半导体芯片材料，为四方晶系晶胞结构(如图所示)，可以看成带正电的层与带负电的层交替堆叠。据此推断硒氧化铋的化学式为_______。晶胞棱边夹角均为90°，则晶体密度的计算式为_______g·cm-3(NA为阿伏伽德罗常数的值)
16．（2023春·江西景德镇·高三景德镇一中校考期中）回答下列问题：
(1)乙醇的挥发性比水的强，原因是___________。
(2)金属氢化物是应用广泛的还原剂。KH的还原性比NaH的强，原因是___________。
(3)Si是重要的半导体材料，硅晶体表面能与氢氟酸(HF，弱酸)反应生成(在水中完全电离为和)离子反应方程式：___________。
(4)具有良好半导体性能。的一种晶体与晶体的结构相似，该晶体的一个晶胞中的数目为___________，在晶体中，每个S原子与三个紧邻，且间距相等，如图给出了晶胞中的和位于晶胞体心的(中的键位于晶胞体对角线上，晶胞中的其他已省略)。如图中用“-”将其中一个S原子与紧邻的连接起来___________。
17．（2023春·广东惠州·高三惠州市惠阳高级中学实验学校校考阶段练习）如图是超导化合物——钙钛矿晶体中最小重复单元(晶胞)的结构。请回答：
(1)该化合物的化学式为_______。
(2)在该化合物晶体中，与某个钛原子距离最近且相等的其他钛原子共有______个。
(3)设该化合物的相对分子质量为M，密度为ag cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中钙原子与钛原子之间的最短距离为______。
(4)在金属材料中添加AlCr2颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构，如图所示。处于顶角位置的是______原子。设Cr和Al原子半径分别为rCr和rAl，则金属原子空间占有率为_______%(列出计算表达式)。
(5)体心灰球的空间坐标为_______。
18．（2023·内蒙古赤峰·统考模拟预测）离子液体是指室温或接近室温时呈液态，而本身由阴、阳离子构成的化合物。GaCl3和氯化- 1-乙基- 3-甲基咪唑(，简称EMIC)混合形成的离子液体被认为是21世纪理想的绿色溶剂。请回答下列问题：
(1)请写出基态Ga原子的核外电子排布式___________， 同周期主族元素中基态原子未成对电子数与Ga相同的___________ ( 填元素符号)。
(2)EMIC阳离子中的几种元素电负性由大到小顺序为___________。
(3)EMIC中碳原子的杂化类型为___________。
(4)已知分子中的大 键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表大II键中的电子数，则EMIC中大键可表示为___________。
(5)GaCl3熔点为77.8°C， GaF3熔点高于1000°C，其原因是___________。
(6)某种Ga的氧化物晶胞结构如图所示。O2-以六方密堆积形成晶胞， Ga3+位于由A、B、C、D四个O2-围成的四边形的中心，但晶胞中只，有的四边形中心位置占据了Ga3+，另外的位置空置。
①Ga3+位于O2-围成的___________面体空隙中。
②若该晶胞的体积为Vcm3，用NA表示阿伏加德罗常数的值，该氧化物晶体密度为___________g·cm-3。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．(1) 同素异形体 金刚石 范德华力
(2) ③ +2 配位
(3) 离子 2
【详解】（1）同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体。图1所示的几种碳单质，它们的组成元素均为碳元素，因此，它们互为同素异形体；其中金刚石属于原子晶体，石墨属于混合型晶体，属于分子晶体，碳纳米管不属于原子晶体；间的作用力是范德华力；
（2）已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为杂化，且分子中存在大π键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个杂化轨道，其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键，标号为③的N原子的 p轨道能提供一对电子参与形成大π键，因此标号为③的N原子形成的N—H键易断裂从而电离出；钴酞菁分子中，失去了2个的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此，钴离子的化合价为+2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键。
（3）由的空间结构结合相关元素的原子结构可知，Al原子价层电子对数是4，其与其周围的4个氯原子形成四面体结构，因此，二聚体中A1的轨道杂化类型为。AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由于F的电负性最大，其吸引电子的能力最强，因此，可以判断铝氟之间的化学键为离子键。由AlF3的晶胞结构可知，其中含灰色球的个数为，蓝色球的个数为，则灰色的球为，距最近且等距的有2个，则的配位数为2。若晶胞参数为a pm，则晶胞的体积为，晶胞的质量为，则其晶体密度。
2．(1)点阵形式：体心四方；结构基元：
(2)：：
(3)氧化数：-2；Lewis结构式：
(4)(每个实线节点为硅原子，小球为钙原子)
【解析】略
3．(1)第四周期第VIII族
(2)8
(3) O>N>C>H 吸收
(4) ds 铜的价层电子排布式为，锌的价层电子排布式为，铜失去一个电子可以达到稳定的全满结构，因此铜的小于锌的，也由于全满结构稳定，再失去一个电子较困难，因此铜的大于锌的
【详解】（1）已知Ni是28号元素，其基态原子核外电子排布式为：[Ar]3d84s2，故Ni在元素周期表中的位置为第四周期第VIII族，故答案为：第四周期第VIII族；
（2）已知氧是8号元素，其核外有8个电子，根据泡利不相容原理可知，基态氧原子的核外电子的运动状态有8种，故答案为：8；
（3）由题干丁二酮肟的结构简式可知，其中涉及元素即H、C、N、O四种元素，根据同一周期从左往右元素电负性依次增强，同一主族从上往下元素电负性依次减弱，故电负性由大到小的顺序为O＞N＞C＞H；硼原子在成键时，能将一个2s电子激发进入2p能级参与形成化学键，该激发态原子的价电子的轨道表示式；由基态变为激发态需要吸收能量，所以该过程形成的原子光谱为吸收光谱，
故答案为：O＞N＞C＞H；；吸收；
（4）铜、锌两种元素分别位于元素周期表的第四周期第IB族、第IIB族，都位于ds区；铜的价电子为3d104s1，锌的价电子为3dl04s2，铜失去一个电子可以达到稳定的3d全满结构，因此I1小于锌，也由于3d全满结构稳定，Cu+再失去一个电子较困难，因此I2大于锌，故答案为：ds；铜的价电子为3d104s1，锌的价电子为3dl04s2，铜失去一个电子可以达到稳定的3d全满结构，因此I1小于锌，也由于3d全满结构稳定，Cu+再失去一个电子较困难，因此I2大于锌。
4．(1) 氧或O 面心
(2)NH、或
(3) 杂化 中N上有一对孤电子对，中N与Ti形成配位键后，原来的孤电子对变为成键电子对：孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对与成键电子对之间的斥力，故中键角更小
(4)
(5) 1∶1 (或)
【详解】（1）某种钙钛矿晶胞结构如图，位于体心的原子个数为1，位于顶点的原子个数为：8×=1，位于棱心的原子个数为：12×=3，晶体的化学式为CaTiO3，若●表示，则○表示氧或O原子；若以为晶胞的顶点，则位于晶胞的面心。故答案为：氧或O；面心；
（2）与成等电子体的分子和离子NH、或。故答案为：NH、或；
（3）①甲胺中N原子价层电子对数为3+=4，N原子的杂化方式为杂化。故答案为：杂化；
②中键角比中键角小，从结构角度解释原因中N上有一对孤电子对，中N与Ti形成配位键后，原来的孤电子对变为成键电子对：孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对与成键电子对之间的斥力，故中键角更小。故答案为：中N上有一对孤电子对，中N与Ti形成配位键后，原来的孤电子对变为成键电子对：孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对与成键电子对之间的斥力，故中键角更小；
（4）晶胞中位于顶点和体心的钛离子个数为8×+1=2，位于面上和体内的氧离子个数为4×+2=4，则晶胞质量为g,晶胞体积为anm×anm×bnm=a2b×10-21cm3，晶胞密度ρ==g cm-3，该晶体的密度为。故答案为：；
（5）每个Ti连接2个O原子，每个O原子为2个Ti原子共用，即每个Ti占有1个O原子，该阳离子中Ti与O的原子个数之比为1∶1。该阳离子的化学式为(或)。故答案为：1∶1；(或)。
5．(1) AC 吸收
(2) > 尿素能形成分子间氢键而丙酮不可以
(3)N>C>Si
(4) 1∶2
(5)
【分析】本题考查了电子排布式的书写、中心原子杂化类型的判断、氢键、元素电负性比较以及原子坐标和晶胞的相关计算。
【详解】（1）A.基态碳原子的电子排布式为，中2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上，属于激发态，A项正确；
B.
核外有7个电子，不属于碳原子，B项错误；
C.
中2p能级上1个电子跃迁到3p能级，属于激发态，C项正确；
D.
核外有5个电子，不属于碳原子，D项错误；
原子由基态变为激发态的过程需要吸收能量。
（2）在尿素分子中C原子价层电子对数为，C原子价层电子对数是3且不含孤电子对，则碳原子采用杂化。尿素分子中羰基氧原子和氨基氮原子均可以在分子间形成氢键，而丙酮不能形成分子间氢键，导致尿素熔沸点高于丙酮。
（3）C和N同周期，同周期元素从左到右电负性增强，故电负性：N>C；C和Si位于同主族，同主族元素从上到下电负性减弱，故电负性：C>Si，三者电负性由大到小的顺序为N>C>Si。
（4）锗晶体类似金刚石，属于共价晶体，微粒间存在共价键，在晶体中一个锗原子形成4个共价键，每个共价键被两个锗原子共用，故锗原子和共价键个数之比为1∶2；在锗晶胞中D原子位于面心上，原子坐标为。
（5）晶胞中，Mg的个数为，Ni的个数为，C的个数为1，则该物质的化学式为；晶胞的物质的量，晶胞的体积，则晶体的摩尔体积。
6．(1)9
(2)d
(3)P>S>Si
(4)直线形
(5) Zn
【详解】（1）把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，因而空间运动状态个数等于轨道数；基态S原子核外电子排布为1s22s22p63s23p3，故基态P核外电子空间运动状态有9种；
（2）a．，未成对电子为3；
b．，未成对电子为0；
c．，未成对电子为2；
d．，未成对电子为4；
故未成对电子最多的是d；
（3）同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，P的3p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，、P与S是同周期中相邻的元素，第一电离能由大到小的顺序是P>S>Si；
（4）中C原子的价层电子对数为2＋=2，不含孤电子对，C原子采用sp杂化，所以是直线形结构；
（5）①同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；故有机物B中组成元素的电负性由小到大的顺序是Zn
（6）①根据“均摊法”，晶胞中含个Al，结合化学式可知，也含有6个N，故晶胞中，含有的Al、N原子个数均是6；
②根据“均摊法”，晶胞中含个Fe，1个N，则化学式为Fe4N，替代晶胞中的形成化学式为的氮化物不稳定，物质能量越高越不温度，结合丙图可知，铜代替b位置铁型形成化学式的氮化物不稳定，b表示面心位置，则a位置表示晶胞中的顶点位置。
③第一电离能是指基态气态原子失去最外层的一个电子变为气态离子所需的能量；图中没有此过程的数据，故不能通过图中数据计算出原子的第一电离能；晶格能是指在标准状况下，使离子晶体变成气态正离子和气态负离子时所吸收的能量，由图可知，的晶格能为。
7．(1) 第四周期ⅥB族 6
(2) 5 正四面体
(3)NiO>CoO
(4)
(5)
(6) 4
【详解】（1）已知Cr是24号，基态Cr原子的核外电子排布式为：[Ar]3d54s1，故Cr元素在周期表中的位置第4周期第ⅥB族，其原子核外3d和4s上的电子均未成对，即未成对电子数为6；
（2）已知硫为16号元素，基态S原子的核外电子排布式为[Ne]3s23p4，则硫元素的原子核外有1s、2s、2p、3s、3p等5种不同能量的电子，中中心硫原子周围的价层电子对数为：4+=4，根据价层电子对互斥理论可知，其空间构型为正四面体形；
（3）Co、Ni两种元素二价氧化物的晶胞类型相同均为离子晶体，由于Ni2+的半径比Co2+的小，故NiO的晶格能比CoO的晶格能大，故其熔点由高到低的顺序为NiO＞CoO；
（4）1mol中含有5×2=10mol的H-O键、5molCr-O键和1mol的Cr-Cl键，故一共含有键的数目为；
（5）用NaHSO3将酸性废液中的还原成，则NaHSO3被氧化为硫酸钠，根据氧化还原反应配平可得，该反应的离子方程式为：；
（6）由立方ZnS晶体结构可知，S2-周围紧邻且等距的Zn2+有4个，即晶胞任意顶点S2-与周围的4个Zn2+形成一个正四面体，晶胞棱长为a pm，则一个晶胞的体积为(a×10-10cm)3，一个晶胞中含有Zn2+的个数为4，S2-个数为=4，故一个晶胞的质量为，故其密度为=。
8．(1)四面体形
(2)＞
(3)AB
(4)从电负性上看，O与H的电负性之差大于O与F的电负性之差；而电负性之差越大键的极性越大
【详解】（1）H2O中心原子价层电子对数为2+=4，价层电子对互斥(VSEPR)模型是四面体形。
（2）H2O与H3O+的中心原子均采用sp3杂化，H2O的孤电子对数比H3O+的多，则键角：H3O+>H2O。
（3）A．O原子最外层电子轨道为2p，H原子最外层电子轨道是1s，H2O2中氢氧原子轨道的重叠方式为s-p重叠，故A正确；
B．H2O2中既含极性键（O-H键），又含非极性键（O-O键），故B正确；
C．H2O2分子中正负电荷中心不重合，为极性分子，易溶于CCl4，故C错误；
D．双氧水(H2O2)和水都是极弱的电解质，H2O2显弱酸性，故D错误；
故选AB。
（4）与水分子结构十分相似的OF2分子的极性很小，这是因为：从电负性上看，O与H的电负性之差大于O与F的电负性之差；而电负性之差越大键的极性越大。
9．(1)14
(2) C sp 1：1
(3) Cu3Se2 ②
(4) ×100% 因为存在[Cu(H2O)4]2+(aq)+4Cl-(aq)[CuCl4]2-+4H2O(l)的反应，溶液的黄绿色是[Cu(H2O)4]2+与[CuCl4]2-混合颜色所致 向该溶液中继续加水
【详解】（1）根据基态Cu2+核外电子排布式1s22s22p63s23p63d9，核外电子的空间运动状态即电子占据的轨道数，有14种，故答案为14；
（2）[Fe(CN)6]4-中配体CN-中C和N都有孤对电子，都可以提供孤对电子，但氮元素的电负性大于碳元素，导致氮原子吸引电子能力强，不易提出孤对电子，故配位原子为C；CN-中C原子为sp杂化；[Fe(CN)6]4-中σ键为6+6=12和π键的数目为2×6=12，故之比为1：1；故答案为：C、sp、1：1；
（3）根据均摊原则，Cu原子数为、Se原子数为4，该铜硒化合物的化学式为Cu3Se2；Cu 元素以Cu+和Cu2+存在，Se的化合价为-2，根据化合价代数和等于0，晶胞中Cu+数为4、Cu2+数为2，根据晶胞结构可知②为Cu+；
（4）变化量为，起始量为(4c+b)mol/L。则转化率为。
由转化图可以看出，加入盐酸溶液由黄绿色变为绿色，即Cl-与Cu2+进行配位形成[CuCl4]2-为绿色，存在[Cu(H2O)4]2+(aq)+4Cl-(aq)[CuCl4]2-+4H2O(l)的反应，则黄绿色应该是混有[CuCl4]2-。要观察到蓝色，即要使[CuCl4]2-转化为[Cu(H2O)4]2-，加水降低Cl-浓度减低配位能力。
10．(1) 洪特规则 平面三角形 三角锥形
(2)异硫氰酸分子间存在氢键，而硫氰酸分子间只存在范德华力
(3) 5∶3 、
(4)
(5)或
【详解】（1）电子排布在相同能级轨道时要分占不同轨道且自旋相同，该排布违背洪特规则；中心C原子的价层电子对数为：，不含孤电子对，离子构型为平面三角形；中心C原子的价层电子对数为：，含1对孤电子对，离子构型为三角锥形；故答案为：洪特规则；平面三角形；三角锥形；
（2）异硫氰酸分子中存在N-H键，分子间可以形成氢键，而硫氰酸分子间不能形成氢键，只存在分子间作用力，异硫氰酸导致其沸点高于硫氰酸，故答案为：异硫氰酸分子间存在氢键，而硫氰酸分子间只存在范德华力；
（3）由结构简式可知 中，每个N原子均存在1对孤电子对，C=N中含1个键，-CN中为三键，含2个键，孤电子对数与键数之比为5：3，其中双键中的碳原子采用sp2杂化，三键中的碳原子采用sp杂化，故答案为：5：3；、；
（4）①B位于面心，结合A点坐标可知A点正下方Ni原子位于坐标原点，则B点坐标应为，故答案为：；
②由晶胞结构可知Ni原子位于顶点，个数为：，Cu原子位于面心，个数为：，则晶胞质量为，晶胞边长为：；Cu和Ni之间的最短距离为面对角线的一半，即为cm，故答案为：；
（5）由题干信息可知黑球代表P原子，白球代表B原子，B原子位于P原子围成的正四面体空隙内，沿体对角线方向投影，则一个B原子投影到六边形的体心，另外三个投影到六边形的三个顶点且交错出现，则投影图为：或，故答案为：或 。
11．(1)D
(2) 硅的原子半径比碳的原子半径大，硅硅键键能小于碳碳键键能，稳定性较差
(3) 或
(4) 正四面体形
【详解】（1）氧元素的原子序数为8，基态原子的电子排布式为1s22s22p4，失去1个电子后基态O+离子的电子排布式为1s22s22p3，激发态原子的能量高于基态原子的能量，失去一个电子所需要的能量少，元素的第二电离能大于第一电离能，则再失去一个电子所需要的能量最多的是1s22s22p3，故选D；
（2）由于硅的原子半径比碳的原子半径大，硅硅键的键能小于碳碳键键能，硅硅键的稳定性弱于碳碳键，所以硅氢化合物中最长硅链长度远不及烃中碳链长度；由烷烃的通式可知，硅氢化合物的通式为SinH2n+2，化合物中每个硅原子形成4个σ键，则含有n个硅原子的分子中，σ键数目为3n+1，故答案为：硅的原子半径比碳的原子半径大，硅硅键键能小于碳碳键键能，稳定性较差；3n+1；
（3）由图(a)可知，每个硅原子与4个氧原子形成4个σ键，所以多硅酸根中硅原子的杂化形式为sp3杂化；由图(b)可知，硅氧四面体中，2个氧原子为四面体中硅原子所有，还有2个氧原子为2个硅原子所共有，则每个硅原子拥有的氧原子个数为2+2×=3，由化合价代数和为0可知，多硅酸根的化学式为或，故答案为：sp3；或；
（4）四氢合铝离子中铝原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，则离子的空间构型为正四面体形；由晶胞中顶点和面心的原子分数坐标可知，位于左侧面上下部的①处原子的分数坐标为；由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面上和体心的四氢合铝离子为8×+4×+1=4，位于棱上和面上的钠离子个数为6×+4×=4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=2×10—30a3d，解得d=，故答案为：正四面体形；；。
12．(1) 哑铃型 sp3 S8、CS2 均为非极性分子，极性相似相溶
(2)SiH4
【详解】（1）基态硫原子的价电子排布式为3s23p4，核外占据最高能级电子的P电子云轮廓图形状为哑铃型。在S8中，S原子的价层电子对数为4，杂化轨道类型为sp3。S8为非极性分子，CS2也为非极性分子，则S8易溶于二硫化碳的原因是：S8、CS2 均为非极性分子，极性相似相溶。答案为：哑铃型；sp3；S8、CS2 均为非极性分子，极性相似相溶；
（2）在图中，a点所在的最下面一条曲线中各元素氢化物的沸点依次升高，则应为IVA元素氢化物的沸点变化，a点元素位于第3周期，则a点代表的是SiH4。答案为：SiH4。
【点睛】NH3、H2O、HF分子间能形成氢键。
13．(1) sp2、sp3
(2)＞
(3) 6 Mn2+的价电子排布式为3d5，为比较稳定的半充满结构，Fe2+的价电子排布式为3d6，更易失去一个电子变成相对稳定的半充满结构，所以Mn第三电离能大于Fe的
【详解】（1）①根据图中的结构，碳原子杂化方式为sp2、sp3；
②CO2与X加成得到图中结构， ，X为 ；
故答案为：sp2、sp3； ；
（2）K+电子层数大于Li+，故离子半径： K+大于Li+；
故答案为：>；
（3）①距离Mn3+最近的Fe3+有6个（以体心Mn3+为对象，6个面心的Fe3+距离最近）；
②Mn2+的价电子排布式为3d5，为比较稳定的半充满结构，Fe2+的价电子排布式为3d6，更易失去一个电子变成相对稳定的半充满结构，所以Mn第三电离能大于Fe的；
③Mn[Fe(CN)6] 放电后转化为K2Mn[Fe(CN)6]，Mn[Fe(CN)6] 中Mn和Fe的化合价均为+3价，则A为KMn[Fe(CN)6]，充电时生成A的电极反应式，；
故答案为：>；第三电离能I3，Mn失去的时电子半满的3d5的一个电子，而Fe失去的是3d6的一个电子，所以Mn第三电离能大于Fe；。
14．(1) 4 7
(2)球形
(3) 三角锥形 四面体形
(4)配位键
(5) sp2 sp2
(6) 共价晶体 共价键 C3N4
【详解】（1）碳原子核外有 6 个电子，核外电子排布式为 1s22s22p2，共有4个轨道中存在电子，有4种不同空间运动状态的电子；基态N原子有7个电子，每一个电子的运动状态都不同，基态N原子有7个不同运动状态的电子。
（2）氢原子的核电荷数为1，核外电子排布为1s1，只有s轨道，核外电子的电子云轮廓图形状为球形。
（3）中心原子价层电子对数为3+=4，且含有1个孤电子对，空间构型为三角锥形；中心原子价层电子对数为2+=4，VSEPR模型为四面体形。
（4）由结构可知，第一步，1个分子断键与形成配位键。
（5）催化剂中，存在碳氮双键，C原子杂化类型是sp2，N原子杂化类型是sp2。
（6）①C和N形成一种超硬度新材料，其熔点高于金刚石，说明该晶体类型是共价晶体，加热该材料时破坏的作用力类型是共价键；
②该晶体中1个C周围有4个N，1个N周围有3个C，则化学式为C3N4。
15．(1) 4s24p1 第四周期IIIA族
(2) N N
(3) 正四面体 sp3
(4) ②③① 三者结构相似，都是原子晶体，碳原子半径小于硅原子，键能C－C＞C－Si＞Si－Si
(5)
(6) SeBi2O2
【详解】（1）是31号元素，根据构造原理，可知基态镓原子的核外电子排布式是，则其价电子排布式为。根据核外电子排布式可知原子核外有4个电子层，最外层有3个电子，则由原子结构与元素位置关系可知位于元素周期表第四周期第ⅢA族。
（2）在上述材料所涉及的元素有C、、N、。原子核外电子层数越多原子半径越大；当原子核外电子层数相同时，原子序数越小，原子半径越大。C、N原子核外只有2个电子层，核外有3个电子层，核外有4个电子层，由于原子序数N＞C，故上述四种元素中原子半径最小的是N元素。同一周期元素的第一电离能随原子序数的增大而增大，同一主族元素的第一电离能随原子序数的增大而减小，在上述四种元素中原子核外电子层数最少的元素有C、N，由于原子序数N＞C，N原子核外电子排布处于半满的稳定状态，所以第一电离能最大的是N元素。
（3）原硅酸根中原子价层电子对数为，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论可知的空间构型是正四面体形；其中原子杂化类型是杂化。
（4）①金刚石、②晶体硅、③碳化硅三种物质都是共价晶体，原子半径：。原子半径越小，共价键键长就越短，该化学键的键能就越大，断裂该共价键使物质熔化、气化消耗的能量就越多，物质的熔沸点就越高。由于键长：，所以键能：，因此三种物质的熔点由低到高的顺序是②③①，原因为三者结构相似，都是原子晶体，碳原子半径小于硅原子，键能C－C＞C－Si＞Si－Si。
（5）该晶胞中含有原子数目为，含有N原子数目为，晶胞底面为菱形，锐角为，边长为，则底面面积，则晶胞体积，则其密度，则阿伏伽德罗常数。
（6）根据电荷守恒可知，该晶胞中和的个数比为1：1，则硒氧化铋的化学式为SeBi2O2；该晶胞中，Se的个数为=2，结合化学式可知，该晶胞中含有2个SeBi2O2，晶胞质量为=，晶胞体积为a10-10cma10-10cmc10-10cm=a2c10-30cm3，则晶胞密度为=g·cm-3。
16．(1)乙醇分子间形成氢键的数量比水分子间形成氢键的数量少，分子间作用力小
(2)Na+半径小于K+，Na+与H-的离子键作用强，H-更难失电子,还原性更弱
(3)+ 6HF=2++2H2O
(4) 4
【详解】（1）乙醇和水均可形成分子晶体，且其均可形成分子间氢键，但是水分子中的2个H均可参与形成氢键，而乙醇分子中只有羟基上的1个H可以参与形成氢键，故水分子间形成氢键的数量较多，水分子间的作用力较大，水的沸点较高而乙醇的沸点较低。
（2）KH和NaH均可形成离子晶体，Na+半径小于K+，故NaH的晶格能较大，Na+与H-的离子键作用较强，其中的H-更难失电子、还原性更弱。
（3）与氢氟酸(HF，弱酸)反应生成(在水中完全电离为和)，该反应的离子方程式为：+ 6HF=2++2H2O。
（4）因为FeS2的晶体与NaCl晶体的结构相似，由NaCl晶体结构可知，一个NaCl晶胞含有4个Na和4个Cl，则该FeS2晶体的一个晶胞中S的数目也为4；FeS2晶体中，每个S原子与三个Fe2+紧邻，且Fe-S间距相等，根据FeS2晶胞中的Fe2+和S的位置(S中的S-S 键位于晶胞体对角线上)可知，每个S原子与S-S键所在体对角线上距离最近的顶点相邻的三个面的三个面心位置的Fe2+紧邻且间距相等，其中一个S原子与紧邻的Fe2+连接图如： 。
17．(1)CaTiO3
(2)6
(3)×cm
(4) Al ×100
(5)(，，)
【详解】（1）根据晶胞结构图可知，在晶胞中氧原子分布立方体的棱边中点，被四个立方体共用，所以氧原子数为12×=3，钛原子分布在立方体的八个顶点，每个钛被八个立方体共用，所以钛原子数为8×=1，钙原子分布在立方体的体心，所以钙原子数为1，据此可以确定化学式为CaTiO3；
（2）根据晶胞结构图可知，每个钛周围距离最近的钛原子在立方体的顶点，长度为立方体的棱边的边长，这样的钛原子有6个；
（3）设该化合物的式量为M，密度为a g/cm3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体的体积为cm3，边长为，则钙离子与钛离子之间的最短距离为×cm；
（4）根据均摊法，晶胞中黑球位于晶胞的体心和顶点，含有的原子个数为8×+1=2；8个白球位于4条棱上和晶胞体内，含有的原子个数为8×+2=4；根据颗粒化学式AlCr2，Al原子与Cr原子的比为1：2，则处于顶角位置的黑球为Al。金属原子的空间占有率为 ×100%；
（5）体心灰球的空间坐标为(，，)。
18．(1) [Ar]3dl04s24p1 (或1s22s22p63s23p63d104s24p1) K、Br
(2)N>C>H (或者N、C、H)
(3)sp2 sp3
(4)
(5)GaCl3属于分子晶体，而GaF2属于离子晶体，熔化时前者克服分子间作用力，后者克服离子键，而离子键比分子间作用力更强，离子晶体熔点高于分子晶体
(6) 正八
【详解】（1）Ga是31号元素，处于第四周期第IIIA族，原子核外电子排布式为[Ar]3dl04s24p1或1s22s22p63s23p63d104s24p1；Ga原子未成对电子数为1，同周期主族元素中基态原子未成对电子数与Ga相同的元素原子价电子排布式为4s1、4s24p5，分别为K元素、Br元素；
（2）EMIC阳离子含有C、N、H三种元素，同周期自左而右电负性增大，故电负性N＞C，而C、N的氢化物中它们均表现负化合价，电负性均大于氢元素的，即电负性N＞C＞H；
（3）EMIC中饱和碳原子是sp3杂化，五元环上的碳原子杂化类型为sp2杂化；
（4）五元环上原子形成大π键，环上C、N原子都采取sp2杂化，每个C原子有1个未杂化的电子，每个N原子有2个未杂化的电子，该离子失去1个电子，大π键中的电子数为6，则EMIC中大π键可表示为；
（5）GaCl3属于分子晶体，而GaF3属于离子晶体，融化时前者克服分子间作用力，后者克服离子键，而离子键比分子间作用力更强，离子晶体熔点高于分子晶体的；
（6）①A、B、C、D位置氧离子与上底面面心的氧离子是氧离子构成的正八面体的一半，Ga3+位于O2-围成的正八面体空隙中；
②晶胞中O2-数目=3+12×+2×=6，则Ga3+的数目=6×=4，晶胞质量=g，故晶体密度=
