【化学】云南省楚雄州南华县民族中学2018-2019学年高二上学期期中考试（解析版）

云南省楚雄州南华县民族中学2018-2019学年高二上学期期中考试
1.下列关于能层与能级的说法中正确的是
A. 原子核外每一个能层最多可容纳的电子数为n2
B. 任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层数
C. 不同能层中s电子的原子轨道半径相同
D. 不同能层中p电子的原子轨道能量相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.原子核外每一个能层最多可容纳的电子数为2n2，故A错误；
B.能层含有的能级数等于能层序数，即第n能层含有n个能级，每一能层总是从s能级开始，同一能层中能级ns、np、nd、nf的能量依次增大，在不违反泡利原理、和洪特规则的条件下，电子优先占据能量较低的原子轨道，使整个原子体系能量处于最低，这样的状态是原子的基态，所以任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，故B正确；
C.能层序数越大，s原子轨道的能量越高，轨道的半径越大，故C错误；
D.离原子核越远的电子，其能量越大，所以p原子轨道电子的平均能量随能层的增大而增加，故D错误。
故选B。
2.石墨是层状晶体，每一层内，碳原子排列成正六边形，许多个正六边形排列成平面网状结构。如果每两个相邻碳原子间可以形成一个碳碳单键，则石墨晶体中每一层碳原子数与碳碳单键数的比是
A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 2∶3
【答案】D
【解析】
【分析】
利用均摊法计算碳原子占有的C-C化学健个数，每个碳原子与其占有的C-C化学健之比即是石墨晶体每一层内碳原子与C-C化学健之比，据此分析解答。
【详解】一个六边形占有的碳原子数目是6×1/3=2，占有的碳碳单键数目是6×1/2=3，所以碳原子数与碳碳单键数之比为2：3。
故选D。
3.在下列化学反应中，所断裂的共价键中，仅仅断裂s键的是
A. N2+3H2  2NH3
B. 2C2H2＋5O2→2H2O＋4CO2↑
C. Cl2＋H2=2HCl
D. C2H4＋H2→C2H6
【答案】C
【解析】
【分析】
一般非金属之间形成共价单键时，只形成σ键；两个原子间形成双键或三键时，除了形成σ键，还会形成π键，据此答题。
【详解】A.N2分子中存在共价三键，1个σ键和2个π键均断裂，故A错误；
B.C2H2分子中存在三键，1个σ键和2个π键均断裂，故B错误；
C.H2、Cl2分子中均为单键，仅仅断裂σ键，故C正确；
D.C2H4分子中存在双键，1个σ键和1个π键均断裂，故D错误。
故选C。
4.下列对[Zn（NH3）4]SO4配合物的说法不正确的是（　　）
A. SO42﹣是内界 B. 配位数是4
C. Zn2+是中心离子 D. NH3是配位体
【答案】A
【解析】
A．在[Zn（NH3）4]SO4中外界是SO42-，內界是[Zn（NH3）4]2+，故A错误；B．锌离子配位原子个数是4，所以其配位数是4，故B正确；C．该配合物中，锌离子提供空轨道，所以锌离子是中心离子，故C正确；D．该配合物中氮原子提供孤电子对，所以NH3是配位体，故D正确；答案选A。
5.下列说法中正确的是(　　)
A. CH4，C2H2，HCN都是含有极性键的非极性分子
B. CO2与SO2的立体构型相似，都是非极性分子
C. 分子中含有1个手性碳原子
D. 无机含氧酸分子中有几个氢原子，它就属于几元酸
【答案】C
【解析】
【分析】
A.HCN的结构不对称，为极性分子；
B.二氧化碳为直线型、非极性分子，而二氧化硫为V型、极性分子；
C.碳原子上连接四个不同的原子或原子团的为手性碳原子；
D.据酸电离出的氢离子数目可以将酸分为一元酸、二元酸、多元酸，含氧酸中H原子个数与酸的元数不一定相等。
【详解】A.CH4、C2H2为极性键构成的非极性分子，而HCN为极性分子，故A错误；
B.SO2分子为V形结构，分子中正负电荷重心不重合，属于极性分子，CO2分子为直线型对称结构，分子中正负电荷重心重合，属于非极性分子，故B错误；
C.分子中左边第3个C原子连接了四个不同的原子或原子团，为手性碳原子，故C正确；
D.无机含氧酸中H原子个数与酸的元数不一定相等，如H3PO3为一元酸，故D错误。
故选C。
6.下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是(　　)
A. CH4＞SiH4＞GeH4＞SnH4
B. KCl＞NaCl＞MgCl2＞MgO
C. Rb＞K＞Na＞Li
D. 石墨＞金刚石＞SiO2
【答案】D
【解析】
A分子晶体，分子组成和结构相似，相对分子质量越大，熔点越高，选项A错误；B、离子半径越小，所带电荷越多，晶格能越大，熔点越高，选项B错误；C、金属性越弱，金属键越强，熔点越高，选项C错误；D、石墨C—C的键长比金刚石C—C键长短，键能大，所以石墨的熔点比金刚石高，熔点石墨＞金刚石＞SiO2，选项D正确。答案选D。
7.不能用金属键理论解释的是
A. 导电性 B. 导热性 C. 延展性 D. 锈蚀性
【答案】D
【解析】
【详解】金属键是金属阳离子与自由电子之间的静电作用，它决定了金属晶体的一些性质，可以解释金属晶体的导电性、导热性、延展性等金属晶体的物理性质，但不能解释其化学性质，例如锈蚀性。
故选D。
8.X、Y、Z为短周期元素，X原子最外层只有一个电子，Y原子的最外层电子数比内层电子总数少4，Z原子的最外层电子数是内层电子总数的3倍。下列有关叙述正确的是(　　)
A. Y原子的价层电子排布式为3s23p5
B. 稳定性：Y的氢化物＞Z的氢化物
C. 第一电离能：Y＜Z
D. X、Y两元素形成的化合物为离子化合物
【答案】C
【解析】
X、Y、Z为短周期元素，X原子最外层只有一个电子，则X为H、Li或Na；Y原子的最外层电子数比内层电子总数少4，则Y有3个电子层，最外层有6个电子，则Y为硫元素；Z的最外层电子数是内层电子总数的三倍，则Z有2个电子层，最外层电子数为6，则Z为氧元素。A．Y为硫元素，Y的价层电子排布式为3s23p4，故A错误；B．Y为硫元素，Z为氧元素，非金属性O＞S，非金属性越强，氢化物越稳定，氢化物稳定性Z＞Y，故B错误；C．Y为硫元素，Z为氧元素，第一电离能：Y＜Z，故C正确；D．X为H、Li或Na，Y为硫元素，H、Li或Na与硫元素可以形成硫化氢属于共价化合物，硫化钠和硫化锂属于离子化合物，故D错误；故选C。
9.下列各组微粒，不能互称为等电子体的是
A. NO2、NO2+、NO2﹣ B. CO2、N2O、N3﹣
C. CO32﹣、NO3﹣、SO3 D. N2、CO、CN﹣
【答案】A
【解析】
【详解】A.NO2、NO2+、NO2-的电子数分别为23、22、24，电子数不一样，不能互称为等电子体，故A正确；
B.CO2、N2O、N3-的电子数分别为22、22、22，电子数一样，原子数一样，互称为等电子体，故B错误；
C.CO32-、NO3-、SO3的电子数分别为32、32、32，电子数一样，原子数一样，互称为等电子体，故C错误；
D.N2、CO、CN-电子数分别为14、14、14，电子数一样，原子数一样，互称为等电子体，故D错误。
【点睛】具有相同原子数和价电子数的微粒互称为等电子体。
10. 下列各组微粒中不属于等电子体的是( )
A. CH4、NH4+ B. H2S、HCl C. CO2、N2O D. CO32-、NO3-
【答案】B
【解析】
试题分析：A．甲烷分子和铵根离子都含有5个原子，其价电子总数都是8，所以是等电子体，故A不选；B．硫化氢分子中含有3个原子，氯化氢分子中含有2个原子，所以不是等电子体，故B选；C．二氧化碳和一氧化二氮分子中都含有3个原子，其价电子总数是16，所以是等电子体，故C不选；D．碳酸根离子和硝酸根离子都含有4个原子，其价电子数都是24，所以是等电子体，故D不选；故选B。
考点：考查等电子体的判断。
11.R元素的原子，其最外层的p能级电子数等于所有的能层s能级电子总数，则R可能是
A. Li B. Be C. S D. Ar
【答案】D
【解析】
【详解】若R只有1个能层，则不存在p能级，若R有2个能层，则有2个s能级，其电子排布式应为1s22s22p4，为氧元素，若R有3个能层，则有3个s能级，其电子排布式应为1s22s22p63s23p6，为氩元素，故D正确。
故选D。
12. 下列叙述正确的是（ ）
A. 分子晶体中的每个分子内一定含有共价键
B. 原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键
C. 离子晶体中可能含有共价键
D. 金属晶体的熔点和沸点都很高
【答案】C
【解析】
试题分析：A项分子晶体中不一定含有共价键，如稀有气体在固态时；B项原子晶体中的相邻原子间可能存在极性共价键，如二氧化硅晶体；C项正确，如氢氧化钠；D项金属晶体的熔点和沸点差距比较大，如金属铯在手温下可以熔化。
考点：晶体结构与性质。
点评：晶体的类型与结构决定晶体的性质，属于简单题。
13.物质的下列性质或数据与氢键无关的是
A. 甲酸蒸气的密度在373 K时为1.335 g/L，在297 K时为2.5 g/L
B. 邻羟基苯甲酸（）的熔点为159℃，对羟基苯甲酸（）的熔点为213℃
C. 乙醚微溶于水，而乙醇可与水以任意比混溶
D. HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲酸分子中含有羟基，在较低温度下，分子间以氢键结合成多分子缔合体，而在较高温度下氢键被破坏，多分子缔合体解体，所以甲酸的密度在低温时较大，与氢键相关，故A错误；
B.邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，而对羟基苯甲酸形成分子间氢键，分子间氢键增大了分子间作用力，使对羟基苯甲酸的熔、沸点比邻羟基苯甲酸的高，与氢键相关，故B错误；
C.乙醇分子结构中含有羟基，可以与水分子形成分子间氢键，从而增大了乙醇在水中的溶解度，使其能与水以任意比互溶，而乙醚分子结构中含无羟基，不能与水分子形成氢键，在水中的溶解度比乙醇小得多，与氢键相关，故C错误；
D.HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多的原因是H-F键的键能比H-Cl键的键能大，与氢键无关，故D正确。
故选D。
【点睛】氢键不是化学键，一般影响物质的物理性质。分子间氢键的存在导致物质的熔沸点升高，溶解性增大，且同分异构体中分子内氢键导致物质的熔沸点较低、分子间氢键导致物质的熔沸点升高。
14.1 mol气态钠离子和1 mol气态氯离子结合生成1 mol氯化钠时释放出的热能为氯化钠的晶格能。下列热化学方程式中，反应热的绝对值等于氯化钠晶格能的数值的是
A. Na＋(g)＋Cl－(g)===NaCl(s)；ΔH1＝a kJ·mol－1
B. Na＋(g)＋1/2Cl2(g)===NaCl(s)；ΔH2＝b kJ·mol－1
C. NaCl(s)===Na(g)＋Cl(g)；ΔH3＝c kJ·mol－1
D. Na(g)＋Cl(g)===NaCl(s)；ΔH4＝d kJ·mol－1
【答案】A
【解析】
【详解】1mol气态钠离子和1mol气态氯离子结合生成1mol氯化钠晶体释放出的热能为氯化钠晶体的晶格能，则表示出氯化钠晶体晶格能的热化学方程式为：Na+（g）+Cl-（g）═NaCl（s）；ΔH1＝a kJ·mol－1，所以A正确。
故选A。
15.已知某元素的＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，则该元素在周期表中的位置正确的是(　　)
A. 第三周期ⅣA族，p区
B. 第四周期ⅡB族，s区
C. 第四周期Ⅷ族，d区
D. 第四周期ⅡA族，s区
【答案】D
【解析】
【分析】
对主族元素而言，价电子排布即为最外层电子排布，最外层电子数等于主族族序数，电子层数等于其周期数。
【详解】对主族元素而言，价电子排布即为最外层电子排布，最外层电子数等于主族族序数，电子层数等于其周期数，某元素的+2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，该元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，该原子最外层有2个电子，有4个电子层，故该元素应为第四周期ⅡA族元素Ca，处于s区。答案选D。
【点睛】本题考查核外电子排布、结构与位置关系，难度不大，注意掌握过渡元素结构与位置关系。
16. 根据“相似相溶’，规律，你认为下列物质在水中溶解度较大的是(
A. 乙烯 B. 二氧化碳 C. 二氧化硫 D. 氢气
【答案】C
【解析】
试题分析：乙烯、二氧化碳和氢气都是非极性分子，二氧化硫属于极性分子易溶于极性分子组成的溶剂，水属于极性溶剂，所以极性分子二氧化硫在水中的溶解度较大，故C正确；故选C。
【考点定位】考查相似相溶原理及其应用
【名师点晴】本题考查了相似相溶原理，注意相似相溶原理的使用范围，相似相溶原理是指由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂。①极性溶剂(如水）易溶解极性物质(离子晶体、分子晶体中的极性物质如强酸等）；②非极性溶剂(如苯、汽油、四氯化碳等）能溶解非极性物质(大多数有机物、Br2、I2等）；③分子结构的相似性：含有相同官能团的物质互溶，如水中含羟基(-OH）能溶解含有羟基的醇、酚、羧酸；④氢键的影响：氢键的存在可使溶解性增强；⑤发生反应：发生反应可使溶解性增强。
17.已知C3N4很可能具有比金刚石还大的硬度，且间均以单键结合．下列关于C3N4的说法正确的是
A. C3N4晶体是分子晶体
B. C3N4晶体中，C-N键的键长比金刚石中的C-C键的键长要长
C. C3N4晶体中每个C原子连接4个N原子，而每个N原子连接3个C原子
D. C3N4晶体中微粒间通过离子键结合
【答案】C
【解析】
【详解】A.由信息可知，C3N4晶体很可能具有比金刚石还大的硬度，且原子间均以单键结合，所以C3N4为原子晶体，故A错误； 
B.N比C电负性大，C-N键比C-C键电负性相差大，键长短，故B错误；
C.因为C的最外层有4个电子，每个电子与另一个N形成C-N（一对共用电子对），因此一个碳原子连接4个N原子，因为N的最外层有5个电子，每个电子与另一个C形成N-C（一对共用电子对），因此一个N原子连接3个C原子，故C正确；
D.C3N4晶体是原子晶体，不存在离子键，故D错误。
故选C。
18.若某元素原子处于能量最低状态时，外围电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是
A. 该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有3个未成对电子
B. 该元素原子核外共有5个电子层
C. 该元素原子的M层共有8个电子
D. 该元素原子最外层有3个电子
【答案】B
【解析】
【分析】
根据核外电子排布规律，该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，由此可见：该元素原子中共有39个电子，分5个电子层，其中M能层上有18个电子，最外层上有2个电子，据此答题。
【详解】A.该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有1未成对电子，故A错误；
B.该元素原子核外有5个电子层，故B正确；
C.该元素原子M能层共有18个电子，故C错误；
D.该元素原子最外层上有2个电子，故D错误。
故选B。
19.以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是
A. B. C. 1s2 D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.只能表示最外层电子数；
B.只表示核外的电子分层排布情况 ；
C.具体到亚层的电子数；
D.包含了电子层数、亚层数以及轨道内电子的自旋方向。
故对电子运动状态描述最详尽的是D。
故选D。
20.钛号称“崛起的第三金属”，因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能，被广泛应用于军事、医学等领域。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等同位素，下列关于金属钛的叙述中不正确的是( )
A. 上述钛原子中，中子数不可能为22 B. 钛元素在周期表中处于第四周期ⅡB族
C. 钛原子的外围电子层排布为3d24s2 D. 钛元素位于元素周期表的d区，是过渡元素
【答案】B
【解析】
试题分析：A、钛为22号元素，48Ti、49Ti、50Ti的中子数分别为26、27、28，中子数不可能为22，A正确；B、钛原子的外围电子层排布为3d24s2，钛元素在周期表中处于第四周期ⅣB族，B错误；C、根据构造原理知钛原子的外围电子层排布为3d24s2，C正确；D、d区元素原子的价电子排布为（n-1）d1—9ns1—2，根据铁原子的价电子排布知钛元素位于元素周期表的d区，是过渡元素，D正确。答案选B。
考点：考查原子结构、元素周期表。
21.下列既有离子键又有共价键的化合物是(　　)
A. Na2O B. NaOH C. CaBr2 D. HF
【答案】B
【解析】
A．氧化钠中只含离子键，选项A错误；B．氢氧化钠中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键，氧原子和氢原子之间存在共价键，选项B正确；C．溴化钙中只含离子键，选项C错误；D．氟化氢中只含共价键，选项D错误。答案选B。
22.某元素基态原子的最外层电子排布式为ns2，该元素(　　)
A. 一定是第ⅡA族元素
B. 一定是金属元素
C. 不是第ⅡA族元素就是副族元素
D. 可能是金属元素也可能是非金属元素
【答案】D
【解析】
【详解】A.该元素基态原子的最外层电子排布式为ns2，可能是零族或副族元素，所以不一定是第ⅡA族元素，故A错误；
B.该元素基态原子的最外层电子排布式为ns2，可能是稀有气体元素如He，所以不一定是金属元素，故B错误；
C.该元素基态原子的最外层电子排布式为ns2，不一定是第ⅡA族元素或副族元素，还可能是零族元素，故C错误；
D.该元素基态原子的最外层电子排布式为ns2，可能是零族、第ⅡA族或副族元素，所以可能是金属元素也可能是非金属元素，故D正确。
故选D。
23.钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的晶胞结构示意图如图所示，它的化学式是 (　　)

A. BaTi8O12 B. BaTi4O6
C. BaTi2O4 D. BaTiO3
【答案】D
【解析】
Ba在体心上，1个；
Ti在8个顶点上，则8×（1/8）=1；
O在每条边的中点上，则12×（1/4）=3；
24.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是
A. CO2与SO2 B. CH4与NH3
C. BeCl2与BF3 D. C2H4与C2H2
【答案】B
【解析】
【详解】A.CO2为sp杂化、SO2为sp2杂化，故A错误；
B.CH4与NH3均为sp3杂化，故B正确；
C.BeCl2为sp杂化，BF3为sp2杂化，故C错误；
D.C2H4为sp2杂化，C2H2为sp杂化，故D错误。
故选B。
25.有A、B、C、D四种元素，其中A、B、C属于同一周期，A原子最外层p能级的电子数等于次外层的电子总数；B原子最外层中有三个不成对的电子；C元素可分别与A、B、D生成RC2型化合物，其中的DC2与C3互为等电子体。下列叙述中不正确的是
A. D原子的简化电子排布式为[Ar]3s23p4
B. B、C两元素的第一电离能大小关系为B＞C
C. 用电子式表示AD2的形成过程为
D. 由B60分子形成的晶体与A60相似，分子中总键能：B60>A60
【答案】A
【解析】
试题解析：有A、B、C、D四种元素，A原子最外层p能级的电子数等于次外层的电子总数，p能级最多容纳6个电子，故A由2个电子层，最外层电子数为4，故A为碳元素，A、B、C属于同一周期，B原子最外层中有三个不成对的电子，B的p能级容纳3的电子，故B为氮元素，C元素可分别与A、B、D生成RC2型化合物，其中的DC2与C3互为等电子体，C、D属于同族元素，故C为氧元素，D为硫元素。
D为硫元素，原子的简化电子排布式为[Ne]3s23p4，故A错误；B为氮元素，C为氧元素，氮元素2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于氧元素的第一电离能，故B正确；AD2是CS2，属于共价键化合物，CS2的结构与CO2相似，碳原子与硫原子之间形成2对共用电子对，形成过程为，故C正确；N60分子形成的晶体与C60相似，氮氮键长比碳碳键长短，故氮氮键键能更大，故N60分子中总键能大于C60，故D正确。
考点：核外电子排布规律、结构与位置关系、分子结构与性质
26.按要求填空：
（1）基态B原子的电子排布式为________。
（2）基态N原子的价电子排布式为________。
（3）Se原子序数为________，其核外M层电子的排布式为________。
（4）Li3N晶体中氮以N3－存在，基态N3－的电子排布式为________。
（5）写出基态镓(Ga)原子的电子排布式：____________________。
【答案】 (1). 1s22s22p1(或[He]2s22p1) (2). 2s22p3 (3). 34 (4). 3s23p63d10 (5). 1s22s22p6 (6). 1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)
【解析】
【详解】（1）B的原子序数为5，其基态原子的电子排布式为1s22s22p1，故答案为：1s22s22p1(或[He]2s22p1)。
（2）N原子的原子序数为6，基态氮原子的价电子排布式是2s22p3，故答案为：2s22p3。
（3）Se位于元素周期表第四周期第ⅥA族，原子序数为34，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，则核外M层电子的排布式为3s23p63d10，故答案为：34 ，3s23p63d10。
（4）N原子原子序数为7，N3-离子原子核外共有10个电子，且最外层达到稳定结构，根据能量最低原理可写出电子排布式为1s22s22p6，故答案为：1s22s22p6。
（5）镓是31号元素，核外有31个电子，基态镓（Ga）原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)。
【点睛】处于最低能量的原子叫做基态原子，基态电子排布遵循能量最低原理、保里不相容原理和洪特规则。
27.回答下列问题：
（1）写出具有10个电子、两个或两个以上原子核的离子的符号__________、________、__________、____________。
（2）写出具有18个电子的无机化合物的化学式_________________________________、__________、____________、__________、__________。
（3）在（1）（2）题涉及的粒子中，空间构型为正四面体的有________________；为三角锥形的有________________________________________________________________________。
【答案】 (1). OH－ (2). NH4+ (3). H3O＋ (4). NH2- (5). H2S (6). H2O2 (7). PH3 (8). SiH4 (9). HCl (10). NH4+、SiH4 (11). H3O＋、PH3
【解析】
【详解】（1）第二周期非金属元素的氢化物具有10个电子，其分子结合1个H+或失去1个H+后，形成阴、阳离子所具有的电子数不变，离子符号为：OH-、NH4+ 、H3O + ；NH2-，类比推导或根据等电子原理导出：NH4+ 与CH4、 H3O + 与NH3、 NH2-与 H2O 的立体构型分别相同，依次为正四面体形、三角锥形和V形，故答案为：OH-、NH4+ 、H3O + ；NH2-。
（2）第三周期元素的氢化物分子中具有18个电子，第二周期元素形成R2HX型的化合物，如C2H6、H2O2等，也具有18个电子。符合条件的分子有H2S、PH3、SiH4、HCl、H2O2、N2H4，故答案为：H2S、PH3、SiH4、HCl、H2O2。
（3）由等电子原理分析，NH4+、SiH4为正四面构型，H3O＋、PH3为三角锥形，故答案为：NH4+、SiH4，H3O＋、PH3。
【点睛】等电子体的立体构型、性质相似。
28.过渡金属元素氧化物的应用研究是目前科学研究的前沿之一，试回答下列问题：
（1）二氧化钛作光催化剂能将居室污染物甲醛、苯等有害气体转化为二氧化碳和水，达到无害化．有关甲醛、苯、二氧化碳及水说法正确的是_____．
①苯与B3N3H6的总电子数相等；
②甲醛、苯分子中碳原子均采用sp3杂化；
③苯、二氧化碳、水和甲醛都是非极性分子；
④水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间能存在氢键，甲醛分子间不存在氢键．
（2）2007年诺贝尔物理学奖为法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔共同获得，以表彰他们在巨磁电阻效应（CMR效应）研究方面的成就．某钙钛型复合氧化物（如图1），以A原子为晶胞的顶点，A位可以是CA，Sr、Ba或Pb，当B位是V、Cr、Mn、Fe时，这种化合物具有CMR效应．
①用A，B，O表示这类特殊晶体的化学式：_______　．
②Cr、Mn的核外特征电子排布式分别为：Cr：[Kr]3d54s1、Mn：[Kr]3d54s2，则它们第一电离能由小到大的排列顺序是：_______用“＜”排列）．
（3）CO2的空间构型为______；固体CO2与SiO2熔沸点差异很大的原因是________
（4）冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞（其晶胞结构如图2）类似，其中空心球所示原子位于立方体的顶点或面心，实心球所示原子位于立方体内）类似．每个冰晶胞平均占有__个水分子；冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相同的原因是_______　．

【答案】 (1). ①④ (2). ABO3 (3). Cr＜Mn (4). 直线型分子 (5). CO2是分子间作用力形成的分子晶体，SiO2是共价键形成的空间网状原子晶体 (6). 8 (7). 水中的O和金刚石中的C都是sp3杂化，且水分子间的氢键具有方向性，每个水分子可与相邻的4个水分子形成氢键，且为正四面体结构
【解析】
【分析】
（1）①苯的电子总数为6×6+6=42，B3N3H6的的电子总数为3×5+3×7+6=42；
②甲醛、苯分子中碳原子均形成3个σ键，二氧化碳中碳原子均形成2个σ键，均没有孤电子对；
③分子中正负电荷重心重合的为非极性分子，正负电荷重心不重合的为极性分子；
④水分子之间形成氢键，沸点较高；
（2）①利用均摊法计算晶体晶胞中氢所各原子的个数，再根据原子数之比确定化学式；
②和铬在同一周期且锰的原子序数大于铬，根据元素周期律可以知道，第一电离能由小到大的排列顺序；
（3）根据价层电子对互斥理论确定其空间构型，根据不同类型晶体的性质差异进行比较熔沸点；
（4）利用均摊法确定每个冰晶胞含有的水分子个数，根据氧原子和碳原子的杂化方式以及氢键的特点，分析冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相同的原因。
【详解】（1）①苯的电子总数为6×6+6=42，B3N3H6的的电子总数为3×5+3×7+6=42，所以苯与B3N3H6的总电子数相等相等，故①正确；
②甲醛、苯分子中碳原子均形成3个σ键，二氧化碳中碳原子均形成2个σ键，均没有孤电子对，甲醛、苯分子中碳原子采用sp2杂化，二氧化碳分子中C原子采取sp杂化，故②错误；
③苯、二氧化碳分子的空间结构对称是非极性分子，甲醛分子的空间结构不对称属于极性分子，水分子中的氧原子有孤对电子，也是极性分子，故③错误；
③水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间能形成氢键，故④正确。
故答案为：①④。
（2）①由图1可知，晶胞中A位于顶点，晶胞中含有A为8×1/8=1个，B位于晶胞的体心，含有1个，O位于面心，晶胞中含有O的个数为6×1/2=3，则化学式为ABO3，
故答案为：ABO3。
②因为Cr的核外电子排布式为：[Kr]3d54s1，Mn的核外电子排布式：[Kr]3d54s2，锰和铬在同一周期且锰的原子序数大于铬，根据元素周期律可以知道，第一电离能由小到大的排列顺序为：Cr＜Mn，故答案为：Cr＜Mn。
（3）二氧化碳分子中碳原子价层电子对个数是2，且不含孤电子对，所以其空间构型是直线形，CO2是分子晶体，分子间是范德华力，SiO2是空间网状的原子晶体，原子之间是共价键，作用力远大于范德华力，所以固体CO2的熔沸点比SiO2熔沸点要小得多，
故答案为：直线型分子；CO2是分子间作用力形成的分子晶体，SiO2是共价键形成的空间网状原子晶体。
（4）每个冰晶胞平均占有分子个数=4+8×1/8+6×1/2=8，H2O的氧原子中含有2个σ键和2个孤电子对，金刚石中每个碳原子含有4个σ键且没有孤电子对，所以水中的O和金刚石中的C都是sp3杂化，且水分子间的氢键具有方向性，每个水分子中一个氧原子可以和另外2个水分子形成2个原子，2个氢原子可以和另外2个水分子形成氢键，所以每个水分子可与相邻的4个水分子形成氢键，导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相似，
故答案为：8；水中的O和金刚石中的C都是sp3杂化，且水分子间的氢键具有方向性，每个水分子可与相邻的4个水分子形成氢键，且为正四面体结构。
29.X、Y、Z、V、W为五种前四周期元素，其中X是短周期(除稀有气体外)原子半径最大的元素；Y与X同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性；Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子；V原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2；W的原子序数为29，W的离子能与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)形成配离子：
回答下列问题：
（1）W原子的核外电子排布式为________，上述配离子中含有的化学键类型有________(填字母)。
a．配位键 b．极性键
c．离子键 d．非极性键
（2）元素X、Y、V第一电离能由大到小的顺序是________________(用元素符号表示)。
（3）Z的氢化物的空间构型是________；该氢化物的沸点比甲烷的高，其主要原因是_______________________________________________。
（4）一定压强，将HF和HCl混合气体降温时，首先液化的物质是________。
（5）已知XeO3分子中氙原子上有1对孤对电子，则XeO3为________分子(填“极性”或“非极性”)；XeO3分子中中心原子的杂化类型为________；XeO3分子的空间构型为________。
【答案】 (1). 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 (2). abd (3). Mg>Al>Na (4). 三角锥形 (5). 氨分子间存在氢键 (6). HF (7). 极性　 (8). sp3 (9). 三角锥形
【解析】
【分析】
X、Y、Z、V、W为五种前四周期元素，其中X是短周期（除稀有气体外）原子半径最大的元素，则X为Na元素；Y与X同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性，则Y为Al元素；Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，其原子核外电子排布为ls22s22p3，则Z为氮元素；V原子的核外电子排布式为ls22s22p63s2，则V为Mg元素，W的原子序数为29，W为Cu元素，据此答题。
【详解】（1）Cu原子核外电子数为29，原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1；
W的离子能与乙二胺（H2N-CH2-CH2-NH2）形成配离子，铜离子与乙二胺分子之间形成配位键，碳原子与氮原子、氢原子之间以及氮原子与氢原子之间形成极性键，碳原子之间形成非极性键，故选abd；
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s；abd。
（2）同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，但Mg原子3s能级容纳2个电子，为全满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能Mg＞Al＞Na，
故答案为：Mg＞Al＞Na。
（3）Z的氢化物为NH3，为三角锥型结构，氨气分子之间存在氢键，其沸点比甲烷的沸点高，
故答案为：三角锥型；氨分子间存在氢键。
（4）氟化氢中存在氢键，所以熔沸点高于氯化氢的，因此首先液化的是HF，故答案为：HF。
（5）在XeO3分子中Xe形成3个极性键，又因为氙原子上有1对孤对电子，因此是sp3杂化，所以空间构型是三角锥形，属于极性分子，故答案为：极性，sp3，三角锥形。
30.已知A，B，C，D四种分子所含原子的数目依次为1、3、6、2，且都含有18个电子，B，C是由两种元素的原子组成，且分子中两种原子的个数比均为1∶2。D物质的氢化物能刻蚀玻璃。
（1）A的分子式是________，写出A原子的价层电子排布式________。
（2）B分子的中心原子的杂化类型是________，分子空间构型是________，该分子属于________分子(填“极性”或“非极性”)。
（3）C的化学式是________，分子中含有的化学键类型是________。
（4）D物质的氢化物的沸点比HCl的沸点高，其主要原因是___________________。
【答案】 (1). Ar (2). 3s23p6 (3). sp3　 (4). V型 (5). 极性 (6). N2H4 (7). 极性键、非极性键 (8). HF分子之间能形成氢键
【解析】
【分析】
A、B、C、D四种分子所含原子的数目依次为1、3、6、2，且都含有18个电子，故A为Ar；B、C分子中两种原子的个数比均为1：2，故B为H2S；C分子所含原子数目为6，且分子中两种原子的个数比为1：2，故C为N2H4；D元素的氢化物能刻蚀玻璃，则D为F2，据此解答。
【详解】（1）由上述分析，可知A为Ar，处于第三周期零族，最外层电子数为8，其价层电子排布式为3s23p6，
故答案为：Ar；3s23p6。
（2）B为H2S，S原子价层电子对数=2+=4，含有2对孤对电子，故S采取sp3杂化，H2S分子为V型结构，分子不是对称结构，正负电荷中心不重合，属于极性分子，
故答案为：sp3；V型；极性。
（3）由上述分析可知，C为N2H4，分子中N原子之间形成非极性键、N原子与H原子之间形成极性键，
故答案为：N2H4；非极性键、极性键。
（4）HF分子之间能形成氢键，氢键比分子间作用力强，故沸点高于同主族其它元素氢化物，
故答案为：HF分子之间能形成氢键。
【点睛】含有氢键的物质，无机物如NH3、H2O、HF、HNO3等，有机物如乙醇、乙酸、邻硝基苯酚等，通常能形成氢键的原子是N、O和F，形成分子间氢键能使熔沸点升高,形成分子内氢键能使熔沸点降低。