新疆高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-19原子结构与性质
一、单选题
1．（2021·新疆喀什·统考一模）依据所给化学用语，判断下列表达正确的是
A．NH4NO3中，电负性最大的元素是O
B．四氯化碳的电子式：
C．镁原子电离最外层一个电子，电子排布为状态时所需的能量最大
D．“玉兔”号月球车的热源材料Pu与Pu互为同素异形体
二、结构与性质
2．（2023·新疆·统考三模）钛被称为继铁、铝之后的“第三金属” ，其单质及化合物具有优异的性能。
(1)钛镍合金可用于战斗机的油压系统。基态Ti原子价电子排布图为 。与Ni同周期元素的基态原子中，未成对电子数与镍相同的元素有 种。
(2)硫酸氧钛是一种优良的催化剂，其阳离子为如图所示链状聚合形式的离子，则该阳离子的化学式为 。与个互为等电子体的分子的化学式为 。(任写一种)
(3)钛能形成多种配合物，如Ti(CO)6、[Ti(H2O)6]Cl3、[Ti(NH3)6]Cl3等。
①上述配位原子的电负性由小到大的顺序是 (写元素符号)，
②1 mol[Ti( H2O)6]Cl3中含有σ键的数目是 NA。
③[ Ti(NH3)6]Cl3，中∠H-N-H (填“大于”“小于”或“等于”)单个氨气分子中∠H-N-H，原因是 。
(4)TiO2的一种晶胞具有典型的四方晶系结构(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。晶胞中D、B的原子坐标为(0.69，0. 69，0)，(0.81，0. 19，0.5)。 已知晶胞含对称中心，则A原子坐标为 。 该晶胞中B、C两个氧原子之间的核间距d= pm。阿伏伽德罗常数为NA，该晶胞的密度为 g·cm-3。
3．（2023·新疆阿勒泰·统考三模）含硼化合物由于其特殊的结构和性质在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：
(1)基态硼原子的核外电子的空间运动状态有 种。下列不同状态的硼中，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是 (填标号)。第二周期中，第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素有 种。
A． B．
C． D．
(2)氨硼烷(NH3BH3)是目前最具潜力的储氢材料之一。氨硼烷分子中与N原子相连的H原子呈正电性，与B原子相连的H原子呈负电性，它们之间存在静电相互吸引作用，称为双氢键。NH3BH3中H－N－H键角 NH3中H－N－H键角(填“＞”或“＜”)。以下物质之间可能形成双氢键的是 (填标号)。
A．SiHCl3和AlH3 B．C3H6和C2H6 C．B2H6和HCN
(3)含硼阴离子[B6O7(OH)6]2-的结构如图a所示，其中硼原子的杂化方式有 种，该结构中共有 种不同化学环境的氧原子。
(4)磷化硼(BP)是具有类似金刚石结构的晶体，其晶胞如图b所示。
①磷化硼(BP)晶体中“一般共价键”与配位键的数目之比为 。
②根据图b，图c中矩形ACC'A'是沿晶胞对角面取得的截图。晶胞中各原子在矩形ACC'A'的相对位置为 (填标号)。
A． B． C． D．
③根据图b，若最近的B原子和P原子的距离为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)。
4．（2022·新疆·统考二模）2020年，自修复材料、自适应材料、新型传感材料等智能材料技术大量涌现，为生物医疗、国防军事以及航空航天等领域发展提供支撑。
(1)我国科研工作者基于丁二酮肟氨酯基团的多重反应性，研制了一种强韧、自愈的超级防护材料，其中的分子机制如图所示。
Cu在元素周期表中位于 区，M层中核外电子能量最高的电子云在空间有 个伸展方向。C、N、O第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)氧化石墨烯基水凝胶是一类新型复合材料，对氧化石墨烯进行还原可得到还原氧化石墨烯，二者的结构如图所示：
还原石墨烯中碳原子的杂化方式是 ，上图中氧化石墨烯转化为还原石墨烯时，1号C与其相邻C原子间键能的变化是 (填“变大”“变小”或“不变”)，二者当中在水溶液中溶解度更大的是 (填物质名称) ，原因为 。
(3)砷化硼是近期受到广泛关注的一种III- V 半导体材料。砷化硼为立方晶系晶体，该晶胞中原子的分数坐标为：
B：(0，0，0)；(，，0)；(，0，)；(0，，)
As：(，，)；(，，)；(，，)；(，，)
请在图中画出砷化硼晶胞的俯视图 ，已 知晶体密度为d g/cm3，As半径为a pm，假设As、B原子相切，则B原子的半径为 pm(写计算表达式)。
5．（2022·新疆·统考三模）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)现代化学中，常利用 上的特征谱线来鉴定元素。
(2)某同学画出的基态碳原子的核外电子排布图为，该电子排布图背了 。CH、—CH3、CH都是重要的有机反应中间体。CH、CH的空间构型分别为 、 。
(3)咪唑的结构为 。分子中的大π键可用符号π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π)。咪唑分子中的大π键可表示为 ，咪唑比环戊烯C5H8熔点高的主要原因是 。
(4)中孤电子对与π键比值为 ，碳原子的杂化方式为 。
(5)铁氮化合物是磁性材料研究中的热点课题之一，因其具有高饱和磁化强度、低矫顽力。有望获得较高的微波磁导率，具有极大的市场潜力。其四子格结构如图所示，已知晶体密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA。
①写出氮化铁中铁的堆积方式为 。
②该化合物的化学式为 。
③计算出Fe(II)围成的八面体的体积为 cm3。
6．（2022·新疆·统考二模）镁、铜、硼及其化合物在医药、国防、材料领域应用广泛。请回答下列问题：
(1)铜是重要的金属材料铜属于元素周期表中的 区元素，与铜同周期且基态原子最外层未成对电子数与基态铜原子相同的元素有 种。
(2)镁元素是人体必需的微量元素，其中起作用的是。碱性条件下，检验是否存在的化合物被称为“试镁灵”，其结构简式如图所示，其组成元素中第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)，分子中N原子的杂类型为 。
(3)氨硼烷是一种安全、高效的储氢材料，可由反应制得。
①的结构与乙烷相似，中存在配位键，提供孤电子对形成配位键的原子是 (填元素符号)。
②的空间构型为 ，的键角小于的键角，原因为 。
(4)一种由组成的化合物的立方晶胞如图所示：
①该化合物的化学式为 ，的配位数为 。
②填充在由阴离子构成的八面体空隙中，则八面体空隙的填充率为 。
③若距离最近的两个的核间距为表示阿伏加德罗常数的值，则晶胞密度为 。
7．（2022·新疆克拉玛依·统考三模）钛是一种性能非常优越的金属，21世纪将是钛的世纪。
(1)TiO2薄膜中掺杂铬能显著提高光催化活性。基态Cr原子的核外电子排布式为 。
(2)四乙醇钛能增加橡胶在金属表面的粘附性。其制备原理如下：TiCl4+4CH3CH2OH+4NH3=Ti(OCH2CH3)4+4NH4Cl
①Ti(OCH2CH3)4可溶于有机溶剂，常温下为淡黄色透明液体，其晶体类型为
②N和O位于同一周期，O的第二电离能大于N的第二电离能的原因是 ；
③NH4Cl中存在的作用力有 ，NH4Cl熔沸点高于CH3CH2OH的原因是 ，Ti(OCH2CH3)4分子中C原子的杂化形式均为 。
(3)钛酸锶(SrTiO3)可作电子陶瓷材料和人造宝石，其中一种晶胞结构如图所示。若Ti位于顶点位置，O位于 位置；已知晶胞参数为a nm，Ti位于O所形成的正八面体的体心，则该八面体的边长为 m(列出表达式)。
8．（2022·新疆喀什·统考一模）东晋《华阳国志南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：
(1)镍元素基态原子的电子排布式为 ，3d能级上的未成对的电子数为 。
(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是 。
②氨的沸点 (“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是 ；氨是 分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为 。
(3)单质铜及镍都是由 键形成的晶体，元素铜与镍的第二电离能分别为：I(Cu)=1959kJ/mol，I(Ni)=1753kJ/mol，I(Cu)＞I(Ni)的原因是 。
(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为 。
9．（2021·新疆乌鲁木齐·统考二模）硫酸亚铁铵是一种蓝绿色的复盐，俗名为摩尔盐，化学式为(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O。它在空气中稳定，是重要的化工原料，用途十分广泛。该物质隔绝空气加强热会发生分解，一种分解方式可表示为：(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O=2NH3↑+FeO+2SO3↑+7H2O↑。请回答下列问题：
(1)基态铁原子的价电子排布式为 ，s电子的电子云形状为 。
(2)摩尔盐中的组成元素N、O的电负性大小顺序是 。
(3)SO2、SO3、SO是三种常见含硫微粒。
①SO微粒的立体构型为 ，SO2中心原子的杂化方式为 。
②固态SO3能以无限长链形式存在，结构如图1所示。与硫原子形成化学键更长的是 (填“桥氧”或“端基氧”)，理由是 。
(4)噻吩( )、吡咯( )都可与Fe3+形成配位化合物。在水中的溶解度噻吩 吡咯(填“＜”、“＞”或“=”)，理由是 。
(5)氧化亚铁的一种晶胞与氯化钠晶胞类似，如图2所示。
①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，例如图2中原子1的坐标为(0，，)，则原子2的坐标为 。
②Fe2+处于O2﹣围成的 空隙中。(填“正四面体”或“正八面体”)
③该晶体的密度为ρg cm﹣3，用N0表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞边长为 pm。
10．（2021·新疆·统考二模）我国科学家利用碲化锆(ZrTe2)和砷化镉(Cd3As2)为材料成功地验证了三维两字霍尔效应，并发现了金属—绝缘体的转换。回答下列问题：
(1)基态砷原子的价电子排布式为 。
(2)As与Ge、Se同周期且相邻，它们的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(3)与砷(As)同主族的N、P两种元素的氢化物水溶液的碱性：NH3＞PH3原因是 。
(4)含砷有机物“对氨基苯砷酸”的结构简式如图，砷原子轨道杂化类型为 。
(5)Cd2+与NH3形成的配离子[Cd(NH3)4]2+中，2个NH3被2个Cl-替代只得到1种结构，[Cd(NH3)4]2+的立体构型是 ，1mol[Cd(NH3)4]2+含 molσ键。
11．（2021·新疆乌鲁木齐·统考三模）铬、钛、锌的化合物在化工、医药等领域有着广泛应用。
(1)[Cr(H2O)4Cl2]Cl 2H2O是铬的重要配合物。
①写出铬元素基态原子的价层电子轨道表示式 。
②氧元素第一电离能I1=13.62 eV，氯元素第一电离能I1=12.97 eV，氧元素第一电离能大于氯元素第一电离能的主要原因是 。
③[Cr(H2O)4Cl2]Cl 2H2O中的配体是 。其配离子的两种同分异构体结构如图1所示，极性较小的是 (填“a”或“b”)。
(2)二氧化钛与COCl2(光气)、SOCl2(二氯亚硫)等氯化试剂反应可用于制取四氯化钛。
①COCl2分子的空间构型为 ，分子中σ键和π键的数目之比为 。
②SOCl2中心原子的杂化方式为 。
③四氯化钛沸点136.4 ℃，二氧化钛沸点2900 ℃，导致这种差异的主要原因是 。
(3)硒化锌(ZnSe)的晶胞结构如图2所示。
①图中“△”处所示离子均为 (填化学用语)。
②若该晶胞密度为ρ g cm-3，硒化锌的摩尔质量为M g mol-1。用NA代表阿伏加德罗常数的数值，则a、b原子核间距为 cm。
12．（2021·新疆克拉玛依·统考三模）钛(Ti)被称为“未来世界的金属”，广泛应用于国防、航空航天、生物材料等领域。请回答下列问题：
(1)基态Ti2+的价电子排布图 。与钛同周期的过渡元素中，基态原子未成对电子数最多的元素为 (写元素名称)。
(2)与钛同周期的第ⅡA族和ⅢA族两种元素中第一电离能较小的是 (写元素符号)，原因是 。
(3)四乙醇钛Ti(OCH2CH3)4能增加橡胶在金属表面的黏附性，该物质可溶于有机溶剂，常温下为淡黄色透明液体，其固体的晶体类型为 ；该物质中非金属元素的电负性从大到小的顺序 。
(4)钛的氯化物TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上，则TiCl4的空间构型为 。
(5)钙钛矿CaTiO3有两种构型(A型和B型)。
①其中A型的晶胞如图所示，晶胞边长为a nm，CaTiO3的相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为 g．cm-3。
②如果将晶胞原点移到Ca2+上，就是CaTiO3的B型结构。请在虚线框内图示画出B型晶胞的结构图。(注意请用黑色签字笔作图)
13．（2021·新疆·统考一模）碳族元素的单质及其化合物在生产、生活中是一类重要物质。请回答下列问题：
(1)硅原子核外有 种不同运动状态的电子，第一电离能介于铝和硅之间的元素的名称为 。碳族元素最外层电子排布的通式为 。
(2)下列说法不正确的是
A．二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大，所以沸点SiO2>CO2
B．N2与CO互为等电子体，结构相似，化学性质相似
C．稳定性：H2O>H2S，原因是水分子间存在氢键
(3)青蒿素(C15H22O5)的结构如图所示，图中数字标识的五个碳原子的杂化轨道类型为sp2的是 ( 填碳原子的标号)，组成青蒿素的三种元素的电负性由大到小排序是 。
(4)青蒿素分子中，从成键方式分析氧元素形成的共价键类型有 ；从青蒿中提取青蒿素的最佳溶剂是 。
a.乙醇 b.乙醚 c.水
(5)SnO2是一种重要的半导体传感器材料，用来制备灵敏度高的气敏传感器，SnO2与熔融NaOH反应生成Na2SnO3，Na2SnO3中阴离子空间构型为 。
(6)由碳族元素形成的单质和化合物在电池领域非常重要，某含碳元素晶体AMX3(相对分子质量为Mr)是半导体，常用作吸光材料，有钙钛矿的立方结构，其晶胞如图所示。AMX3晶胞中与阳离于(M)距离最近的阴离子(X)形成正八面体结构，则X处于 位置。晶体的晶胞参数为a nm，其晶体密度为g cm-3，则阿伏加德罗常数NA的计算表达式为 。
14．（2021·新疆·统考一模）锌及锌的化合物应用广泛。测定铜合金中的铅、锌时要利用下列反应：回答下列问题：
(1)基态Zn2+的电子排布式为 ，基态C原子核外电子占据 个不同原子轨道。
(2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 ，HOCH2CN分子中含有的键与键数目之比为 。
(3)HCHO分子中碳原子轨道的杂化类型是 ，福尔马林是HCHO的水溶液，HCHO极易与水互溶的主要原因是 。
(4)中Zn2+与CN-之间的化学键称为 ，CN-的电子式为 。
(5)ZnO的一种最稳定的晶体结构如图所示，晶胞中Zn2+的配位数为 。六棱柱底边长为a cm，高为b cm，设阿伏加德罗常数的值为NA，则ZnO的密度为 g cm-3(列出计算表达式)。
三、填空题
15．（2022·新疆昌吉·统考二模）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新方向。
(1)基态钛原子的py原子轨道上的电子数为 个。 与钛同周期的第ⅡA族和ⅢA族两种元素中第一电离能较大的是 (写 元素符号)。。
(2)Ti的配合物有多种。在Ti(CO)6、T(H2O)和TiF三种微粒的配体中，所含原子电负性由大到小排序后，排第3位的元素是 (写元素符号)， Ti(H2O)中∠H-O-H (填大于、小于或等于)单个水分子中∠H-O-H，原因为 ； Ti(NO3)4的球棍结构如图，Ti 的配位数是 ，N原子的杂化方式为 ， 与NO互为等电子体的分子为 (写分子式)
(3)钛白粉学名为二氧化钛，它是一种染料及颜料，其化学式为TiO2，如图为TiO2的晶胞结构图，回答：已知微粒1、2的坐标分别为(0，0， 0)和(0.31， 0.31， 0)， 则微粒3的坐标为 ； 设阿伏加德罗常数的值为NA，TiO2的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
参考答案：
1．A
【详解】A．一般情况下非金属的非金属性越强，则其电负性越大，NH4NO3中O的非金属最强，则电负性也最大，故A正确；
B．四氯化碳的电子式，故B错；
C．镁为12号元素，则其核外电子排布式为，即Mg无3瓶轨道，故C错；
D．Pu与Pu所含的质子数相同而中子数，则为同位素，故D错；
答案选A。
2．(1) 3
(2) (TiO) CCl4、SiF4等
(3) C
【详解】（1）Ti是22号元素，基态Ti原子的价电子为3d24s2，所以其基态价电子排布图为，Ni是28号元素，基态Ni原子的价电子为3d84s2，未成电子数为2，同周期中未成对电子数与Ni相同的有Ti(3d24s2)、Ge(4s24p2)和Se(4s24p4)共3种，故答案为：，3；
（2）该阳离子中每个Ti原子连接2个O原子、每个O原子连接2个Ti原子，则O、Ti原子个数之比为1∶1，该离子中Ti为＋4价，所以该阳离子为(TiO)；中含有5个原子、32个价电子，平均价电子为6.4，其等电子体的分子只能是价电子为7个的4个原子与价电子为4个的1个原子形成的分子，可能的等电子体分式为：CCl4等，故答案为：(TiO)，CCl4、SiF4等；
（3）①Ti(CO)6的配位原子是C，[Ti(H2O)6]Cl3的配位原子是O，[Ti(NH3)6]Cl3的配位原子是N，根据同周期元素从左右到电负性依次增大，所以电负性由小到大的顺序是C
③由于NH3中存在1对孤电子对，形成络离子后则不存在孤电子对，转化为成键电子对，而孤电子对对成键电子对的排斥作用＞成键电子对对成键电子对的排斥作用，故[Ti(NH3)6]Cl3，中∠H-N-H大于单个氨气分子中∠H-N-H；
（4）晶胞中D、B的原子坐标为(0.69，0.69，0)，(0.81，0.19，0.5)。已知晶胞含对称中心，0.81+0.19=1,0.5+0.5=1,0.69+0.31=1，根据D、B的原子坐标，推测出A的原子坐标为(0.31，0.31，0)。该晶胞中B、C两个氧原子之间的核间距，则；每个晶胞中含有Ti原子的个数为8×＋1＝2，O原子的个数为4×＋2＝4，则晶胞的密度；故答案为：(0.31，0.31，0)，，。
3．(1) 3 CD 3
(2) ＞ C
(3) 2 4
(4) 3：1 D g cm-3
【详解】（1）B为5号元素，电子排布为1s22s22p1，核外电子的空间运动状态即电子所占据的轨道数位1+1+1=3。当高能级的电子跃迁到低能级时伴随发光，即可采集到发射光谱。选项中处于激发态的有C、D。同一周期从左往右第一电离能逐渐增大，此外由于ⅡA族为ns2全满稳定同时ⅤA族核外电子排布为ns2np3半满结构稳定第一电离能大，所以第一电离能：B
A．SiHCl3和AlH3中的H均为-1价，不能形成双氢键，A项不符合题意；
B．C3H6和C2H6中的H均为+1价，不能形成双氢键，B项不符合题意；
C．B2H6中H显负价而HCN中的H为+1，两者能形成双氢键，C项符合题意；
故选C。
答案为>；C；
（3）B采取sp2和sp3杂化，共两种杂化方式。从图标记看 该粒子中有4种不同环境的O。答案2；4；
（4）从晶胞看，每个晶胞中含有4个B原子，每个B连接了4个P即有4个B-P键，但每个B最外层电子数为3能形成3个一般共价键，另外一根为配位键。所以比值为(3×4)：(1×4)=3:1。晶胞的上下面心的B被截取在了该矩形的AC、C'A'中心，而4个顶点在矩形的顶点。下端的两个P原子在该矩形面靠近C'A'边，所以选D项。B原子和P原子的距离为apm为八分之一小立方体的体对角线的一半即=a（l为晶胞的边长）得晶胞边长l= 。密度为= 。答案为3:1；D；。
4．(1) ds 5 N＞O＞C
(2) sp3和sp2 变大 氧化石墨烯 氧化石墨烯中 含有的羟基和羧基更多，与水分子间形成的氢键更多，溶解度更大
(3)
【解析】(1)
Cu位于第四周期ⅠB族，价电子排布为3d104s1，在元素周期表中位于ds区，M层中核外电子能量最高的电子在3d能级，d能级有5个轨道，电子云在空间有5个伸展方向。同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势，N原子2p能级半充满，结构稳定，N原子第一电离能大于同周期相邻元素，所以C、N、O第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。
(2)
还原石墨烯中，有单键碳原子和双键碳原子，单键碳原子形成4个σ键，有4个杂化轨道，碳原子的杂化方式是sp3；双键碳原子形成3个σ键，有3个杂化轨道，碳原子的杂化方式是sp2；，上图中氧化石墨烯转化为还原石墨烯时，1号C与其相邻C原子间由单键变为双键，键能变大，氧化石墨烯中含有的羟基和羧基更多，与水分子间形成的氢键更多，二者当中在水溶液中溶解度更大的是氧化石墨烯。
(3)
根据各原子分数坐标，可知B原子在晶胞的顶点和面心，As原子位于B构成的四面体的中心，砷化硼晶胞的俯视图为，根据均摊原则，B原子数为、As原子数为4，已知晶体密度为d g/cm3 ，则晶胞边长为，As半径为a pm、B原子半径为r，假设As、B原子相切，则体对角线为2个As和2个B原子直径的和，，则B原子的半径为r=pm。
5．(1)原子光谱
(2) 洪特规则 平面三角形 三角锥形
(3) π 咪唑分子间存在氢键
(4) 5：3 sp、sp2
(5) 面心立方最密堆积 Fe4N
【详解】（1）用光谱仪器摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱总称原子光谱，不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同，所以可以利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素；
（2）由题中图示可知，2p轨道上的2个电子没有分占不同的轨道，且自旋方向相同，故该电子排布图违背了洪特规则。CH中的碳原子价层电子对数为n=3+=3+0=3，孤电子对数为0，则CH的中心碳原子是sp2杂化，空间构型为平面三角形，CH中心原子的价层电子对数为n=3+=3+1=4，孤电子对数为1，则CH的中心碳原子是sp3杂化，空间构型为三角锥形；
（3）在形成大π键过程中每个原子首先形成单键，余下的最外层单电子或者孤对电子成大π键，则有电子3×1+2×2-1=6，故咪唑分子中的大π键可表示为π；咪唑分子间存在氢键，故咪唑比环戊烯C5H8熔点高；
（4）分子 中N原子上各有一个孤电子对，共有5个孤电子对，C=N双键中含有一个π键，CN含有两个π键，共有3个π键，故孤电子对与π键比值为5：3；双键碳为sp2杂化，三键碳为sp杂化；
（5）①晶胞中Fe原子位于顶点和面心位置，类似于Cu晶体的堆积方式，所以晶胞中铁的堆积方式为面心立方最密堆积；
②晶胞中Fe原子数为，N原子位于体心，数目1个，所以氮化铁的化学式Fe4N；
③晶胞中Fe原子数为，N原子数目为1，氮化铁的化学式Fe4N，则晶胞质量，若晶胞边长为a cm，则晶胞质量，，Fe( II)围成的八面体相当于两个正四棱锥，底面为正方形，对角线长为晶胞边长，并且两对角线相互垂直，，正四棱锥的高等于，根据，八面体体积。
6．(1) 4
(2)
(3) N 直线 中的O原子和中的C原子的杂化方式相同，但O原子上有2个孤电子对，孤电子对与键合电子对之间的斥力比成键电子对之间的斥力大，导致水的键角变小
(4) 6 75
【详解】（1）属于区元素，与同周期且基态原子最外层未成对电子数与相同的元素有，共4种；
（2）“试镁灵”中由四种元素组成，第一电离能由大到小的顺序为；分子中氮氮双键和硝基中的氮原子均为杂化；
（3）①的结构与乙烷相似，结构为，B原子提供空轨道，N原子提供孤对电子；②的空间构型为直线；中的O原子和中的C原子的杂化方式相同，但O原子上有2个孤电子对，孤电子对与键合电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，故水的键角小于甲烷的键角；
（4）①根据均摊法可知，1个晶胞中含有3个、1个和3个，故该化合物的化学式为；由晶胞结构可知的配位数为6；
②晶胞中由阴离子构成的八面体空隙有4个，3个填充在八面体空隙中，八面体空隙的填充率为；
③若距离最近的两个间距为，则晶胞边长为，晶胞密度为。
7． 1s22s22p63s23p63d54s1 分子晶体 O和N分别失去一个电子后的价电子排布式1s22s22p3和1s22s22p2，前者是半充满结构，比后者稳定，所以第二电离能，前者大于后者 配位键、离子键、共价键 前者为离子晶体，后者为分子晶体（或离子键强于分子间作用力），离子晶体的熔沸点高于分子晶体的熔沸点 sp3杂化 棱心 a×10-9
【分析】(1)根据核外电子的排布规则写出铬的核外电子排布式，注意3d轨道为半充满状态；
(2)①可溶于有机溶剂，根据相似相溶原理，判断晶体的类型；
②写出N和O价电子排布式，然后分析；
③从氯化铵的电子式，判断化学键的类型；从晶体的类型不同判断熔沸点差异的原因；Ti(OCH2CH3)4分子中C原子的成键数目判断杂化方式；
(3)从晶胞的内部结构，根据Ti的位置，判断氧的位置；根据Ti和O的距离，计算八面体的边长。
【详解】(1)Cr原子是24号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1；
(2) ① Ti(OCH2CH3)4可溶于有机溶剂，有机溶剂大多数都是分子晶体，根据相似相溶，Ti(OCH2CH3)4是分子晶体；
②O和N分别失去一个电子后的价电子排布式2s22p3和2s22p2，前者是半充满结构，比后者稳定，所以第二电离能，前者大于后者；
③根据氯化铵的电子式：，可以看出氯化铵中的化学键有铵根离子和氯离子间的离子键，氮原子和氢原子间共价键，氮原子与三个氢原子形成三对共价键，剩余一对电子与氢原子形成一对配位键，所以氯化铵中存在的作用力有离子键，共价键，配位键；
Ti(OCH2CH3)4分子中C均形成四对σ键，故杂化方式为sp3杂化；
(3)从图中可以看出，若Ti位于顶点位置，则O可以看成位于棱心的中心位置；
Ti位于O所形成的正八面体的体心，八面体中Ti和O构成了一个等腰直角三角形，直角边长为a，斜边长为=anm=a×10-9m。
【点睛】铬的核外电子排布式中3d轨道为半充满状态，比较稳定，是易错点。
8． 1s22s22p63s23p63d84s2或者[Ar]3d84s2 2 四面体 高于 NH3分子间可形成氢键 极性分子 sp3 金属键 Cu+电子排布呈半充满状态，比较稳定，失电子需要能量高，第二电离能数值大 3：1
【详解】(1)Ni是28号元素，其原子核外有28个电子，根据构造原理书写镍元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2；3d能级上的未成对的电子数为2；
(2) ①SO中S原子价层电子对个数=4+(6+2 4×2)/2=4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型为四面体结构；
②含有氢键的氢化物熔沸点较高，氨气分子间形成氢键其分子间作用力更强、磷化氢分子之间不能形成氢键，所以氨气熔沸点高于磷化氢；NH3分子为三角锥形结构，分子中正负电荷重心不重合，属于极性分子；氨中心原子N原子价层电子对个数=3+(5 3×1)/2=4且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该分子中N原子的轨道杂化类型为 sp3；
(3)单质铜及镍都属于金属晶体，都是由金属键形成的晶体；Cu+的外围电子排布为3d10，Ni+的外围电子排布为3d84s1，Cu+的核外电子排布更稳定，失去第二个电子更难，元素铜的第二电离能高于镍的；
(4)①晶胞中Ni处于顶点，Cu处于面心，则晶胞中Ni原子数目为8×1/8=1、Cu原子数目=6×1/2=3，故Cu与Ni原子数目之比为3：1。
9．(1) 3d64s2 球形
(2)O＞N
(3) 三角锥形 sp2 桥氧 端基氧与硫原子形成双键，桥氧为硫氧单键，硫氧单键键长比硫氧双键大
(4) ＜ 吡咯能与水分子之间形成氢键，而噻吩不能
(5) (0，0，) 正八面体 ×1010
【详解】（1）铁的原子序数为26，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)，所以其价电子排布式为：3d64s2，s电子的电子云形状为球形，
故答案为：3d64s2；球形；
（2）元素周期表从下往上，从左往右，得电子能力越来越强，电负性越来越强，故电负性O＞N，
故答案为：O＞N；
（3）①SO中S原子价层电子对个数为3+(a﹣xb)=3+(6+2﹣2×3)=3+1=4，且含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该微粒空间构型为三角锥形，在SO2中中心S原子的价层电子对数=2+=3，所以S的杂化方式为sp2，
故答案为：三角锥形；sp2；
②端基氧与硫原子形成双键，桥氧为硫氧单键，硫氧单键键长比硫氧双键大，所以桥氧化学键键长更长；
故答案为：桥氧；端基氧与硫原子形成双键，桥氧为硫氧单键，硫氧单键键长比硫氧双键大；
（4）吡咯能与水分子之间形成氢键，而噻吩不能，故噻吩难溶于水，吡咯能溶于水，故水溶性噻吩＜吡咯，
故答案为：＜；吡咯能与水分子之间形成氢键，而噻吩不能；
（5）①分析可知，氧化亚铁的一种晶胞与氯化钠晶胞类似，依据原子1的坐标可知原子2的坐标为(0，0，)，
故答案为：(0，0，)；
②氯化钠型晶胞中，分析可知，Fe2+处于O2﹣围成的正八面体空隙中，
故答案为：正八面体；
③设晶胞边长为apm，晶胞质量中含有Fe2+数目为1+12×=4，O2﹣数目为8×+3=4，故晶胞质量为g，晶胞体积为(a×10-10)cm3，依据ρ=可知，a==×1010pm，
故答案为：×1010。。
10．(1)4s24p3
(2)As＞Se＞Ge
(3)电负性：N＞P，NH3更易结合水电离出的氢离子，促进水的电离
(4)sp3杂化
(5) 正四面体 16
【解析】（1）砷的原子序数为33，位于第四周期，第ⅤA族，基态砷原子的价电子排布式为4s24p3。
（2）As与Ge、Se同周期且相邻，由于As的4p轨道处于半满结构，能量低稳定，失去电子更难，它的第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大，所以它们的第一电离能由大到小的顺序为As＞Se＞Ge。
（3）N、P两种元素的氢化物水溶液的碱性：NH3＞PH3原因是：原子半径：N＜P，电负性：N＞P，NH3更易结合水电离出的氢离子，促进水的电离，故碱性：NH3＞PH3。
（4）由图可知，As的σ键数为4，无孤电子对，故砷原子轨道杂化类型为sp3杂化。
（5）[Cd(NH3)4]2+中，2个NH3被2个Cl﹣替代只得到1种结构，则[Cd(NH3)4]2+的立体构型是正四面体结构，1个[Cd(NH3)4]2+含4个配位键，含有12个N﹣H键，共含有16个σ键，故1mol[Cd(NH3)4]2+含16molσ键。
11．(1) 氧原子半径比氯原子半径小，氧原子对外层电子的束缚力比氯原子大 H2O、Cl- a
(2) 平面三角形 3：1 sp3 四氯化钛为分子晶体，二氧化钛为原子晶体
(3) Se2-
【详解】（1）①Cr是24号元素，根据构造原理，可知基态Cr原子核外电子排布式是[Ar] 3d54s1，所以Cr原子的价电子排布式为3d54s1，则其轨道表示式为；
②氧原子半径比氯原子半径小，氧原子对外层电子的束缚力比氯原子大，导致氧元素第一电离能比氯元素第一电离能大；
③根据[Cr(H2O)4Cl2]Cl 2H2O可知内界中的中心原子是Cr原子，配体是H2O、Cl-，由a、b两图可知：a图中分子对称，b分子不对称，可知a分子极性较小；
（2）①在COCl2中C=O键中含有1个σ键，1个π键，C与Cl原子之间以共价单键结合，共价单键为σ键，则COCl2分子内含有3个σ键、1个π键，则C原子为sp2杂化，中心C原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形，该分子中σ键与π键个数之比为3：1；
②SOCl2分子中中心原子S原子价层电子对数=3+，价层电子对数是4，故中心原子S杂化方式为sp3杂化；
③四氯化钛是由分子通过分子间作用力构成的分子晶体，分子间作用力比较弱，断裂消耗的能量少，因此物质的熔沸点比较低，而二氧化钛为原子之间通过共价键构成的原子晶体，共价键是一种强烈的相互作用，断裂消耗的能量很大，因此物质的熔沸点比较高，故二氧化钛沸点四氯化钛高；
（3）①由图2结构图可知： 黑球Zn2+的均在晶体内部，Zn2+的个数为4，白球Se2-在顶点8个，Se2-个数为8×=1个，“△”处所示离子均在面心上，个数为6×=3，由ZnSe化学式可知在晶体中Se2-和Zn2+的个数比为1：1，因此“△”处所示离子均为Se2-；
②一个晶胞中，含有Zn2+的数目为4，Se2-个数为4，一个晶胞的质量为g，设晶胞边长为x cm，则晶胞体积为V=x3 cm3，晶胞密度ρ=g cm-3，可解得x=cm，Se2-和Zn2+原子核间距为体对角线的的，故Se2-和Zn2+原子核间距为cm。
12．(1) 铬
(2) Ga Ca核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子
(3) 分子晶体 O＞C＞H
(4)正四面体
(5)
【详解】（1）Ti为22号元素，其价电子排布式为：3d24s2，则Ti2+价电子排布式为3d2，对应排布图为：；与Ti同周期未成对电子数最多的元素为Cr元素，其价电子排布式为3d54s1，含有6个未成对电子，故此处填：铬；
（2）由于ⅡA族元素对应原子电子排布为全满稳定结构，其第一电离能比同周期ⅢA元素要大，故此处填Ga；原因为：Ca核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子；
（3）该物质常温下呈液态，说明其熔点较低，且可溶于有机溶剂，推测为分子晶体，故此处填：分子晶体；所含H、C、O三种非金属元素电负性强弱为：O＞C＞H；
（4）TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上，根据价层电子对互斥理论知，其空间构型为正四面体；
（5）①该晶胞中含有Ca2+：1个，Ti4+：个，O2-：个，即1个晶胞中含有1个CaTiO3，则其质量m= g，边长=a nm，即a×10-7 cm，则晶胞的体积V=( a×10-7)3 cm3，则其密度=；
②若将晶胞原点移到Ca2+上，即Ca2+位于晶胞顶点上，则Ti4+在晶胞的体心，O2-位于晶胞的面心，对应结构如图所示：。
13． 14 Mg ns2np2 AC 3 O＞C＞H 非极性键、极性键 b 平面三角形 面心
【详解】(1)硅原子核外有14个电子，每个电子的运动状态都不一样，共有14种不同运动状态的电子；同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素，根据电离能的变化规律，3s轨道全充满的Mg原子第一电离能要比Al原子高，第一电离能介于铝和硅之间；碳族元素是第IVA族元素，最外层电子排布的通式为ns2np2；故答案为：14；Mg；ns2np2；
(2)A．二氧化硅是共价晶体，CO2是分子晶体，所以沸点SiO2>CO2，故A错误；
B．N2与CO价电子数都是10，互为等电子体，结构相似，化学性质相似，故B正确；
C．非金属性：O>S，非金属性越大，氢化物稳定性越大，则稳定性：H2O>H2S，故C错误；
故答案为AC；
(3)3号C原子与氧原子形成碳氧双键，碳原子的杂化轨道类型为sp2；组成青蒿素的三种元素为H、C、O，元素的非金属性越强，电负性越强，非金属性：O＞C＞H；故答案为：3；O＞C＞H；
(4)青蒿素中存在O-O键、C-C键，为非极性键，C-O、C-H键为极性键；青蒿素中含有酯基，为酯类物质，不溶于水，易溶于有机溶剂乙醚，提取的方法是用乙醚萃取；故答案为：非极性键、极性键；b；
(5)Na2SnO3中阴离子为SnO，价层电子对数为3+(4+2-32)=3，没有孤对电子，空间构型为平面三角形；故答案为：平面三角形；
(6)某含碳元素晶体AMX3晶胞中A：M：X=1:1:3，由晶胞结构结合阳离于(M)距离最近的阴离子(X)形成正八面体结构可知，M位于体心，X位于面心；密度==，则NA=，故答案为：面心；。
14． [Ar]3d10 4 N>O>C 3:1 sp2 HCHO与水分子间存在氢键 配位键 4
【分析】有关晶胞的构成分析：顶点粒子6个晶胞共有，完全属于这个晶胞的分摊，3个晶胞共用一条棱，棱上的粒子完全属于这个晶胞的分摊，两个晶胞共用一个面，所以面心的粒子完全属于这个晶胞的分摊，体心的就完全属于这一个晶胞。
【详解】(1)基态Zn的电子排布式为[Ar]3d104s2，基态Zn2+的就是[Ar] 3d10；C的核外电子排布式为1s22s22p2，C原子核外电子占据4个不同原子轨道，2个s轨道，2个p轨道；
(2)同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一电离能大小顺序是N＞O＞C ； HOCH2CN分子结构式，单键均为σ键，三键中σ键与π键数目之比为1:2， 合计σ键6个，π键2个，σ键与π键数目之比为3:1；
(3)因为它是平面三角形的，或者说从碳原子的键型也可以看出来有两个单键，一个双键， 其中共有3个σ键，所以为sp2杂化；HCHO与水分子间存在氢键，故HCHO极易与水互溶；
(4)[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN－之间的化学键称为配位键，提供孤电子对的成键原子是C原子；CN-的电子式为；
(5)晶胞中与Zn2+紧挨着的O原子有4个，Zn2+的配位数为4；1个晶胞中有Zn2+（白色）3种，顶点12个，面心2个，体心3个，完全属于这个晶胞的Zn2+：12×+2×+3 =6个，O2-（黑色）在棱上有6个，体心有4个，完全属于这个晶胞的O2-有：6×+4=6个；1个晶胞底面积为，体积为，1 mol ZnO有晶胞 个，1 mol ZnO体积为，1 mol ZnO质量是81 g，则ZnO的密度为。
15．(1) Ti的原子序数为22，核外有22个电子，处于周期表中第四周期第IVB族，基态钛原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2，py原子轨道上电子数2py上有2个，3py上有2个，所以py原子轨道上电子数共4个；
故答案：4
与钛同周期的第ⅡA族和ⅢA族两种元素分别为Ca、Ga，基态Ca的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，基态Ga的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，则Ca核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子，第一电离能比Ga的大；故答案为：4；Ca；
(2) 由Ti(CO)6、 、 、 可知，它们的配体分别为CO、H2O、F-，含有的原子有H、C、O、F，而C、O、F的氢化物中它们均表现负化合价，说明电负性均大于氢元素的，C、O、F属于同周期元素，从左至右，非金属性增强，非金属越强，电负性越大，所以H、C、O、F的电负性由大到小的顺序是F>O>C>H；
故答案为：C。 有2个共价键且含有2个孤电子对，孤电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以∠H-O-H大于单个水分子中∠H-O-H；
故答案为：大于。 O原子上的孤对电子与Ti形成配位键后，与另一个孤对电子间的排斥了减小，∠H-O-H键角增大。 由球棍结构 可知，每个配体 中有两个O原子，与Ti4+形成环状结构， 作为双齿配体，Ti的配位数是2×4=8；
故答案：8。 中中心原子N原子的价层电子对数=3+ =3+0=3，无孤电子对，N原子采取sp2杂化；在短周期元素组成的物质中，与NO3-互为等电子体的分子中含有
4个原子、电子数为24为SO3；
故答案：sp2 、SO3 。
(3) 如图为TiO2的晶胞结构知微粒1、2的坐标分别为(0，0， 0)和(0.31， 0.31， 0)， 则微粒3的坐标为(0.69， 0.69， 1)；
故答案：(0.69， 0.69， 1)。 由TiO2的晶胞结构可知，Ti原子在晶胞的8个顶点和1个在体内，Ti原子的个数为8× +1=2，O原子4个在面上，2个在体内，O原子个数为4× +2=4，则1mol晶胞的质量为m=2×(48+16×2)g，一个晶胞的质量为m= ，体积为V=4582 ×295×10-30cm3，则TiO2的密度为ρ= = g/cm3；
故答案为g/cm3。
【详解】（1）i的原子序数为22，核外有22个电子，处于周期表中第四周期第IVB族，基态钛原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2，py原子轨道上电子数2py上有2个，3py上有2个，所以py原子轨道上电子数共4个；与钛同周期的第ⅡA族和ⅢA族两种元素分别为Ca、Ga，基态Ca的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，基态Ga的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，则Ca核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子，第一电离能比Ga的大；
故答案为：4；Ca；
（2）由Ti(CO)6、 、 、 可知，它们的配体分别为CO、H2O、F-，含有的原子有H、C、O、F，而C、O、F的氢化物中它们均表现负化合价，说明电负性均大于氢元素的，C、O、F属于同周期元素，从左至右，非金属性增强，非金属越强，电负性越大，所以H、C、O、F的电负性由大到小的顺序是F>O>C>H；有2个共价键且含有2个孤电子对，孤电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以∠H-O-H大于单个水分子中∠H-O-H；O原子上的孤对电子与Ti形成配位键后，与另一个孤对电子间的排斥了减小，∠H-O-H键角增大。由球棍结构 可知，每个 配体 中有两个O原子，与Ti4+形成环状结构， 作为双齿配体，Ti的配位数是2×4=8； 中中心原子N原子的价层电子对数=3+ =3+0=3，无孤电子对，N原子采取sp2杂化；在短周期元素组成的物质中，与NO3-互为等电子体的分子中含有4个原子、电子数为24为SO3。
故答案为：C、大于、8、sp2 、SO3。
（3）如图为TiO2的晶胞结构知微粒1、2的坐标分别为(0，0， 0)和(0.31， 0.31， 0)， 则微粒3的坐标为(0.69， 0.69， 1)；由TiO2的晶胞结构可知，Ti原子在晶胞的8个顶点和1个在体内，Ti原子的个数为8× +1=2，O原子4个在面上，2个在体内，O原子个数为4× +2=4，则1mol晶胞的质量为m=2×(48+16×2)g，一个晶胞的质量为m= 2×(48+16×2)gNA ，体积为V=4582 ×295×10-30cm3，则TiO2的密度为ρ== g/cm3
故答案为：(0.69， 0.69， 1)、 g/cm3.
试卷第1页，共3页
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