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专题16　物质结构与性质
直击考点
高频考点一 原子结构与性质
(一)基态原子的核外电子排布
1．排布规律
(1)能量最低原理：基态原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道，如Ge：1s22s22p63s23p63d104s24p2。
(2)泡利原理：每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子。
(3)洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。
2．表示方法
表示方法 举例
电子排布式 Cr：1s22s22p63s23p63d54s1
简化电子排布式 Cu：[Ar]3d104s1
价电子排布式 Fe：3d64s2
电子排布图(或轨道表示式)
3.特殊原子的核外电子排布式
(1)Cr的核外电子排布：
先按能量从低到高排列：1s22s22p63s23p64s23d4，因3d5为半充满状态，比较稳定，故需要将4s轨道的一个电子调整到3d轨道，得1s22s22p63s23p64s13d5，再将同一能层的排到一起，得该原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1。
(2)Cu的核外电子排布：
先按能量从低到高排列：1s22s22p63s23p64s23d9，因3d10为全充满状态，比较稳定，故需要将4s轨道的一个电子调整到3d轨道，得1s22s22p63s23p64s13d10，再将同一能层的排到一起，得该原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1。
易错提醒　(1)在写基态原子的电子排布式时，常出现以下错误：
①3d、4s书写顺序混乱。
如
②违背洪特规则特例。
如
(2)在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：
①(违反能量最低原理)
②(违反泡利原理)
③(违反洪特规则)
④(违反洪特规则)
(3)注意元素电子排布式、简化电子排布式、元素价电子排布式的区别与联系。
如Fe的电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2；简化电子排布式：[Ar]3d64s2；价电子排布式：3d64s2。
(二)元素的第一电离能和电负性的递变性及应用
1．元素的电离能
第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJ·mol－1。
(1)原子核外电子排布的周期性
随着原子序数的增加，主族元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化：每隔一定数目的元素，主族元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化(第一周期除外)。
(2)元素第一电离能的周期性变化
随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化：
同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，碱金属的第一电离能最小；
同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势。
说明　同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势。同能级的轨道为全满、半满时较相邻元素要大，即第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。如Be、N、Mg、P。
(3)元素电离能的应用
①判断元素金属性的强弱
电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之，则越弱。
②判断元素的化合价
如果某元素的In＋1 In，则该元素的常见化合价为＋n价，如钠元素I2 I1，所以钠元素的化合价为＋1价。
2．元素的电负性
(1)元素电负性的周期性变化
元素的电负性：不同元素的原子对键合电子吸引力的大小叫做该元素的电负性。
随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化：同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大；同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势。
(2)
高频考点二　分子结构与性质
1．分子构型与杂化轨道理论
杂化轨道的要点
当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的立体构型不同。
杂化类型 杂化轨道数目 杂化轨道夹角 立体构型 实例
sp 2 180° 直线形 BeCl2
sp2 3 120° 平面三角形 BF3
sp3 4 109°28′ 正四面体形 CH4
2.分子构型与价层电子对互斥模型
价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对立体构型，不包括孤电子对。
(1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致。
(2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。
电子对数 成键对数 孤电子对数 价层电子对立体构型 分子立体构型 实例
2 2 0 直线形 直线形 BeCl2
3 3 0 三角形 平面三角形 BF3
2 1 V形 SO2
4 4 0 四面体 四面体形 CH4
3 1 三角锥形 NH3
2 2 V形 H2O
3．中心原子杂化类型和分子立体构型的相互判断
中心原子的杂化类型和分子立体构型有关，二者之间可以相互判断。
分子组成(A为中心原子) 中心原子的孤电子对数 中心原子的杂化方式 分子立体构型 实例
AB2 0 sp 直线形 BeCl2
1 sp2 V形 SO2
2 sp3 V形 H2O
AB3 0 sp2 平面三角形 BF3
1 sp3 三角锥形 NH3
AB4 0 sp3 正四面体形 CH4
【特别提醒】
(1)用价层电子对互斥理论判断分子的立体构型时，不仅要考虑中心原子的孤电子对所占据的空间，还要考虑孤电子对对成键电子对的排斥力大小。排斥力大小顺序为LP—LP LP—BP>BP—BP(LP代表孤电子对，BP代表成键电子对)。
(2)三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序：
三键—三键>三键—双键>双键—双键>双键—单键>单键—单键。
(3)排斥力大小对键角的影响
分子 杂化轨道角度 排斥力分析 实际键角
H2O 109°28′ LP—LP LP—BP>BP—BP 105°
NH3 109°28′ LP—BP>BP—BP 107°
COCl2 120° C===O对C—Cl的排斥力大于C—Cl对C—Cl的排斥力 形成两种键角分别为124°18′、111°24′
4.共价键
(1)共价键的类型
①按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键和三键。
②按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。
③按原子轨道的重叠方式分为σ键和π键，前者的电子云具有轴对称性，后者的电子云具有镜像对称性。
(2)键参数
①键能：指气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量，键能越大，化学键越稳定。
②键长：指形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，共价键越稳定。
③键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。
④键参数对分子性质的影响
键长越短，键能越大，分子越稳定。
(3)σ键、π键的判断
①由轨道重叠方式判断
“头碰头”重叠为σ键，“肩并肩”重叠为π键。
②由共用电子对数判断
单键为σ键；双键或三键，其中一个为σ键，其余为π键。
③由成键轨道类型判断
s轨道形成的共价键全部是σ键；杂化轨道形成的共价键全部为σ键。
(4)等电子原理
原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征。其物理性质相似，化学性质不同。
常见等电子体：
微粒 通式 价电子总数 立体构型
CO2、SCN－、NO、N AX2 16e－ 直线形
CO、NO、SO3 AX3 24e－ 平面三角形
SO2、O3、NO AX2 18e－ V形
SO、PO AX4 32e－ 正四面体形
PO、SO、ClO AX3 26e－ 三角锥形
CO、N2 AX 10e－ 直线形
CH4、NH AX4 8e－ 正四面体形
(5)配位键
①孤电子对
分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称为孤电子对。
②配位键
a．配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的共价键；
b．配位键的表示：常用“―→”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH可表示为，在NH中，虽然有一个N—H键形成的过程与其他3个N—H键形成的过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。
③配合物
如[Cu(NH3)4]SO4
配位体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。
5．分子性质
(1)分子构型与分子极性的关系
(2)溶解性
①“相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂，若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。
②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。
(3)无机含氧酸分子的酸性
无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如HClO6．氢键
(1)作用粒子：氢、氟、氧、氮原子(分子内、分子间)
(2)特征：有方向性和饱和性
(3)强度：共价键>氢键>范德华力
(4)影响强度的因素：对于A—H…B—，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键键能越大。
(5)对物质性质的影响：分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3。
高频考点三　晶体类型与微粒间作用力
1．不同晶体的特点比较
离子晶体 金属晶体 分子晶体 原子晶体
概念 阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体 通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体 分子间以分子间作用力相结合的晶体 相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体
晶体微粒 阴、阳离子 金属阳离子、自由电子 分子 原子
微粒之间 作用力 离子键 金属键 分子间作用力 共价键
物理性质 熔、 沸点 较高 有的高(如铁)、有的低(如汞) 低 很高
硬度 硬而脆 有的大、有的小 小 很大
溶解性 一般情况下，易溶于极性溶剂(如水)，难溶于有机溶剂 钠等可与水、醇类、酸类反应 极性分子易溶于极性溶剂；非极性分子易溶于非极性溶剂 不溶于任何溶剂
2.晶体类别的判断方法
(1)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断
由阴、阳离子形成离子键构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为原子晶体；由分子依靠分子
间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键形成的晶体为金属晶体。
(2)依据物质的分类判断
①活泼金属氧化物和过氧化物(如K2O、Na2O2等)，强碱(如NaOH、KOH等)，绝大多数的盐是离子晶体。
②部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体。
③常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类原子晶体有SiC、SiO2、AlN、BP、CaAs等。
④金属单质、合金是金属晶体。
(3)依据晶体的熔点判断
不同类型晶体熔点大小的一般规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔点差别很大，如钨、铂等熔点很高，铯等熔点很低。
(4)依据导电性判断
①离子晶体溶于水及熔融状态时均能导电。②原子晶体一般为非导体。③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时，分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。④金属晶体是电的良导体。
(5)依据硬度和机械性能判断
一般情况下，硬度：原子晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有延展性。
3．晶体熔、沸点的比较
(1)原子晶体
→→→
如熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。
(2)离子晶体
①衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。
②一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，离子间的作用力就越强，离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>NaCl>CsCl。
(3)分子晶体
①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常得高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。
②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。
③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO>N2。
④在同分异构体中，一般支链越多，熔、沸点越低，如正戊烷>异戊烷。
(4)金属晶体
金属离子半径越小，所带电荷数越多，其金属键越强，熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na高频考点四 晶胞结构
1．常见原子晶体结构分析
晶体 晶体结构 结构分析
金刚石 (1)每个C与相邻4个C以共价键结合，形成正四面体结构 (2)键角均为109°28′ (3)最小碳环由6个C组成且6个C不在同一平面内 (4)每个C参与4个C—C键的形成，C原子数与C—C键数之比为1∶2 (5)密度＝(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
SiO2 (1)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构 (2)每个正四面体占有1个Si,4个“O”，因此二氧化硅晶体中Si与O的个数比为1∶2 (3)最小环上有12个原子，即6个O,6个Si (4)密度＝(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
SiC、BP、AlN (1)每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构 (2)密度：ρ(SiC)＝；ρ(BP)＝；ρ(AlN)＝(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
2.常见分子晶体结构分析
晶体 晶体结构 结构分析
干冰 (1)每8个CO2构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO2 (2)每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个 (3)密度＝(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
白磷 (1)面心立方最密堆积 (2)密度＝(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
3．常见金属晶体结构分析
(1)金属晶体的四种堆积模型分析
堆积模型 简单立方堆积 体心立方堆积 六方最密堆积 面心立方最密堆积
晶胞
配位数 6 8 12 12
原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系 2r＝a 2r＝ 2r＝
一个晶胞内原子数目 1 2 2 4
原子空间利用率 52% 68% 74% 74%
(2)金属晶胞中原子空间利用率计算
空间利用率＝×100%，球体积为金属原子的总体积。
①简单立方堆积
如图所示，原子的半径为r，立方体的棱长为2r，则V球＝πr3，V晶胞＝(2r)3＝8r3，空间利用率＝×100%＝×100%≈52%。
②体心立方堆积
如图所示，原子的半径为r，体对角线c为4r，面对角线b为a，由(4r)2＝a2＋b2得a＝
r。1个晶胞中有2个原子，故空间利用率＝×100%＝×100%＝×100%≈68%。
③六方最密堆积
如图所示，原子的半径为r，底面为菱形(棱长为2r，其中一个角为60°)，则底面面积S＝2r×r＝2r2，h＝r，V晶胞＝S×2h＝2r2×2×r＝8r3,1个晶胞中有2个原子，则空间利用率＝×100%＝×100%≈74%。
④面心立方最密堆积
如图所示，原子的半径为r，面对角线为4r，a＝2r，V晶胞＝a3＝(2r)3＝16r3,1个晶胞中有4个原子，则空间利用率＝×100%＝×100%≈74%。
(3)晶体微粒与M、ρ之间的关系
若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol该晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对分子质量)；若该晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为ρa3NA g，因此有xM＝ρa3NA。
4．常见离子晶体结构分析
(1)典型离子晶体模型
NaCl型 CsCl型 ZnS型 CaF2型
晶胞
配位数及影响因素 配位数 6 8 4 F－：4；Ca2＋：8
影响 因素 阳离子与阴离子的半径比值越大，配位数越多，另外配位数还与阴、阳离子的电荷比有关等
密度的计算(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
(2)晶格能
①定义：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量。晶格能是反映离子晶体稳定性的数据，可以用来衡量离子键的强弱，晶格能越大，离子键越强。
②影响因素：晶格能的大小与阴阳离子所带电荷、阴阳离子间的距离、离子晶体的结构类型有关。离子所带电荷越多，半径越小，晶格能越大。
③对离子晶体性质的影响：晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。
跟踪测试
1.在任何原子里都具有的粒子是( )
A. 质子、中子、电子 B. 质子、中子 C. 质子、电子 D. 中子、电子
2.2016年诺贝尔化学奖授予在合成分子机器领域做出贡献的三位科学家。分子机器是一种特殊的超分子体系，当体系受到外在刺激(如pH变化、吸收光子、电子得失等)时，分子组分间原有作用被破坏，各组分间发生类似于机械运动的某种热运动。下列说法错误的是（ ）
A. 驱动分子机器时，需要对体系输入一定的能量
B. 分子状态的改变会伴随能量变化，属于化学变化
C. 氧化还原反应有可能是刺激分子机器体系的因素之一
D. 光照有可能使分子产生类似于机械运动的某种热运动
3.下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是（ ）
A. 同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性
B. 第ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素
C. 同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
D. 第ⅦA族元素的阴离子还原性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强
4.下列物质属于离子化合物的是（ ）
A. B. C. D.
5.下列有关化学用语表示正确的是（ ）
A. 钾离子的电子排布式：[Ar]4s1 B. 基态氮原子的电子排布图：
C. 水的电子式： D. 基态铬原子(24Cr) 的价电子排布式： 3d44s2
6.下列有关化学用语表示正确的是（ ）
A. 氮气分子的电子式： B. Cl-的结构示意图：
C. 质子数为53、中子数为78的碘原子： D. 水解方程式： +H2O H3O+ +
7.下列物质属于离子化合物的是（ ）
A. O3 B. H2O C. K2SO4 D. C2H5OH
8.某次地震导致的核泄露产生的放射性污染的主要成分是13153I和13755Cs，下列有关它们的说法正确的是( )
A. 碘131的核内质子数是53，核外电子数为78
B. 铯是金属性最强的元素，碘是非金属性最强的元素
C. 碘元素在自然界有12753I和13153I两种稳定的同位素
D. 13755Cs原子核内含有82个中子
9.下列说法正确的是( )
A. 冰和氯化钠融化时克服的作用力均为分子间作用力
B. 某物质在熔融态能导电，则该物质中一定含有离子键
C. CCl4和CO2两种分子中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
D. 金刚石、C60都不存在单个小分子
10.某物质的结构如图所示，对该物质的分析判断正确的是（ ）
A. 该物质是一个离子化合物
B. 该物质的分子中只含有共价键、配位键两种作用力
C. 该物质是一种配合物，其中Ni原子为中心原子
D. 该物质中C、N、O原子均存在孤对电子
11.工业上制取冰晶石(Na3AlF6)的化学方程式如下： ，下列说法正确的是( )
A. Na3AlF6为离子晶体 B. 中Al3+为配体，接受孤电子对
C. CO2中碳原子为sp2杂化 D. 熔沸点：HF＞H2O
12.下面两表分别列出了CO和N2 的某些性质及相关键能，有关说法错误的是( )
表一
分子 熔点/℃ 沸点/℃ 常温时在水中溶解度
CO -205.05 -191.49 2.3mL
N2 -210.00 -195.81 1.6mL
表二
CO C-O C=O
键能(kJ /mol) 357.7 798.9 1071.9
N2 N-N N=N
键能(kJ /mol) 193 418 946
A. CO与N2的价电子总数相等
B. 由表2可知，CO的活泼性不及N2
C. 由表1可知，CO的熔沸点高于N2 ， 是因为CO分子间作用力大于N2
D. 由表2可知，σ键的稳定性不一定强于π键
13.下列现象不能用“相似相溶”原理解释的是( )
A. 氯化氢易溶于水 B. 氯气易溶于 溶液
C. 用 萃取碘水中的碘 D. 苯与水混合静置后分层
14.下列说法或表达方式中错误的是（ ）
A. 电子从激发态到基态产生的光谱是发射光谱
B. 第三、第四周期同主族元素的原子序数均相差8
C. 、 、 分子中中心原子孤电子对数最多的是
D. 基态氯原子的价电子轨道表示式为
15.三草酸合铁酸钾( )是制备铁触媒的主要原料。该配合物在光照下发生分解： 。下列说法错误的是（ ）
A. Fe3+的最高能层电子排布式为 3d5
B. 中铁离子的配位数为 6
C. 中 C原子的杂化方式为 sp2
D. CO2 分子中σ键和π键数目比为1：1
16.下列关于非金属元素和金属元素特征的叙述不正确的是（ ）
①非金属元素可能有还原性，也可能有氧化性；②非金属元素只能形成共价化合物；③金属阳离子被还原不一定得到金属单质；④金属元素不可能存在于阴离子中；
⑤金属元素与非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
A. ①③ B. ②③ C. ③④⑤ D. ②④⑤
17.下列说法正确的是( )
A. 碘晶体受热变成蒸汽，吸收的热量用于克服碘原子间的作用力
B. 金刚石、富勒烯、干冰都是由共价键形成的原子晶体
C. HCl溶于水后，化学键被破坏，形成水合离子
D. CH4、PCl3分子中各原子均达到8电子稳定结构
18.丙烷的一溴代反应产物有两种: 和 ，部分反应过程的能量变化如图所示( 表示活化能)。下列叙述错误的是（ ）
A. 丙烷中有 共价键
B. 与 的反应涉及极性键和非极性键的断裂
C.
D. 比较 和 推测生成速率：
19.过氧化铬的化学式为 CrO5 ， 从其结构发现含有 2 个过氧键，结构如图， 下列说法错误的是（ ）
A. CrO5可能具有强氧化性
B. CrO5 溶于水可能放出氧气
C. CrO5 稳定性较低，易分解
D. CrO5 中 Cr 的化合价为+10
20.传统中药“金银花”中抗菌杀毒的有效成分是“绿原酸”。某高中化学创新兴趣小组运用所学知识并参考相关文献，设计了一种“绿原酸”的合成路线如图：
已知：① + →
② +R2—OH→
回答下列问题：
（1）有机物A的名称是________，A→B的反应类型________。
（2）C的结构简式________，有机物F中官能团的名称是________。
（3）若碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳原子称为手性碳。用星号(*)标出E中的手性碳：________。
（4）写出D→E中第(1)步的反应方程式________。
（5）绿原酸在碱性条件下完全水解后，再酸化，得到的芳香族化合物的同分异构体有多种，满足以下条件的有________种(不考虑立体异构，任写一种)。
a.含有苯环
b.1mol该物质能与2molNaHCO3反应
写出核磁共振氢谱显示峰面积之比为3∶2∶2∶1的结构简式为________。
（6）参照上述合成方法，设计由丙酸为原料制备高吸水性树脂聚丙烯酸钠的合成路线：________(无机试剂任选)。
21.有A、B、C、D四种元素，其中A和B原子都有1个未成对电子，A+比B-少一个电子层。B原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满。C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物的水溶液的pH在同族氢化物中最大。D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D40%，且其核内质子数等于中子数。据此判断：
（1）A是________，B是________，C是________，D是________。(填元素名称)
（2）B-的电子排布式________，A+的结构示意图________，D原子的轨道表示式________。
（3）在A、B、D三种元素的简单离子中，半径最小的是________，其离子还原性最强的是________。(填离子符号)
（4）AB电子式________。
22.A、X，Y、Z、R、W为六种短周期元素。A是短周期中半径最小的元素；X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍；Y最高正价与最低负价代数和为4；Z的单质常用于漂白工业；R是短周期元素中金属性最强的元素，W是生活中的常见金属，其氧化物常作耐高温材料。回答下列问题：
（1）Y元素的名称是________，W在周期表中的位置是________。
（2）写出化合物AZX的结构式：________；化合物R2X2存在的化学键类型是________。
（3）X、Z、R三种元素对应的简单离子半径由大到小大小：________(用离子符号表示)。
（4）下列事实能证明非金属性强Z比Y的是________(填序号)。
a．简单阴离子还原性Z>Y
b．简单氢化物热稳定性：Z>Y
c．氧化物对应的水化物酸性：Z>Y
d．Y的简单氢化物的水溶液中通入Z的单质有沉淀析出
（5）写出工业上制备Z的单质的离子方程式： ________。
（6）用电子式表示RZ的形成过程：________。
23.下图是某些单质及其化合物之间的转化关系图，各方框表示有关的一种反应物或生成物(部分物质已略去)。已知：C常温下为黄绿色气体，D是最常见的无色液体，G是“84”消毒液的有效成分。
回答下列向题：
（1）G中含有的化学键类型为________。
（2）反应①的化学方程式为________。
（3）1 molNa2O2与足量D充分反应，转移电子的物质的量为________mol。
（4）反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
（5）生活中“84"消毒液不能与“洁厕灵"混合使用，原因是二者混合会发生反应④，反应的离子方程式为________，该反应中 A表现出的性质是________。
24.现有A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，其原子序数依次增大。A能分别与B、C、D三种元素形成电子数相同的分子，且B的最外层电子数是次外层电子数的2倍。E的阳离子、D的阴离子均与氖原子的电子层结构相同，且E的单质与D的单质反应能生成E2D和E2D2两种化合物。F所在主族序数与所在周期序数之差为4。(答题时，请用具体的化学用语表示)
（1）元素B在周期表中的位置________；
（2）C2A4的结构式为：________，用电子式表示E2D的形成过程：________。
（3）C、D、E形成的简单离子的半径由大到小的顺序为：________。(用离子符号表示)
（4）E的最高价氧化物对应的水化物与F的最高价氧化物对应的水化物之间发生的化学反应方程式为：________。
（5）向KI溶液中通入适量的F单质后，再滴加一定量的CCl4 ， 振荡静置后，继续通入F单质并充分振荡，混合溶液逐渐变为无色，若1mol还原剂转移10NA电子，上述反应的化学方程式为：________。
25.已知：周期表中前四周期的六种元素A,B,C,D,E,F核电荷数依次增大，其中A原子核外有三个未成对电子；化合物B2E的晶体为离子晶体，E原子核外的M层中只有两对成对电子；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最高的；F2+离子核外各层电子均充满。请根据以上信息，回答下列问题：
（1）A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为________。（用元素符号表示）
（2）B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点高，理由是________。
（3）E的最高价氧化物分子的空间构型是________，是________分子（填“极性”“非极性”）。
（4）F原子的核外电子排布式是________。
（5）E、F形成某种化合物有如图所示两种晶体结构（深色球表示F原子），其化学式为________。（a）中E原子的配位数为________。
答案解析
1.【答案】 C
【解析】原子是由居于原子中心带正电的原子核和核外带负电的电子构成，原子核是由质子和中子构成，但11H没有中子；
故答案为：C
2.【答案】 B
【解析】A．需要对体系输入一定的能量，才能驱动分子机器，故A不符合题意；
B．分子状态的改变是物态变化，属于物理变化，故B符合题意；
C．电子的得失是氧化还原反应的本质，则发生氧化还原反应时可刺激分子机器体系，故C不符合题意；
D．光照可使光能转化为机械能，即光照能使分子产生类似于机械运动的某种热运动，故D不符合题意；
故答案为：B。
3.【答案】 B
【解析】A．在金属与非金属交界处的元素既表现金属性，又表现非金属性，如Si是非金属元素，但是具有金属光泽和导电性，所以Si既表现金属性，又表现非金属性，故A不符合题意；
B．同周期元素从左到右金属性减弱，则第ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素，故B符合题意；
C．同种元素可存在多种核素，质子数相同，中子数不同，互为同位素关系，故C不符合题意；
D．阴离子还原性越强，对应元素的非金属性越弱，对应的最高价氧化物对应水化物的酸性越弱，故D不符合题意。
故答案为：B。
4.【答案】 A
【解析】A．氢氧化钠是强碱，是金属阳离子和氢氧根离子通过离子键结合而成的离子化合物，故A符合题意；
B．过氧化氢是氧元素与氢元素通过共价键形成的共价化合物，故B不符合题意；
C．醋酸是非金属元素间通过共价键形成的共价化合物，故C不符合题意；
D．氯气是氯元素形成的单质分子，氯原子之间以共价键相结合，故D不符合题意；
故答案为：A。
5.【答案】 B
【解析】A．K的原子序数为19，核内19个质子，核外19个电子，K+表示失去最外层一个电子，核外只有18个电子，钾离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6 ， 故A不符合题意；
B．N原子核外有7个电子，分别位于1s、2s、2p轨道，基态氮原子的电子排布图为 ，故B符合题意；
C．H2O中O原子与每个H原子形成一对共用电子对，只有共价键，电子式为 ，故C不符合题意；
D．电子排布处于全满或半满状态是稳定状态，则基态铬原子的价电子排布式为3d54s1 ， 故D不符合题意；
答案为B。
6.【答案】 B
【解析】A．氮气的分子式为N2 ， 氮气分子中氮原子之间存在氮氮三键，所以其电子式为 ，故A不符合题意；
B．Cl的原子序数为17，核内17个质子，核外17个电子，Cl-得到1个电子，则核内17个质子，核外18个电子，各电子层电子依次为2，8，8，Cl-结构示意图为 ，故B符合题意；
C．质子数为53、中子数为78的碘原子，其质量数A=质子数+中子数=53+78=131，则该种碘原子可表示为 ，故C不符合题意；
D． 水解是HCO3-结合水电离出的H+形成H2CO3 ， 水解方程式为 +H2O H2CO3+OH- ， 故D不符合题意；
故答案为：B。
7.【答案】 C
【解析】A.只有一种元素，为单质，故A不符合题意
B.非金属与非金属组成的化合物，一般为共价化合物，铵盐除外，故B不符合题意
C.金属与非金属组成的化合物，一般为离子化合物，氯化铝除外，故C符合题意
D.非金属与非金属组成的化合物，一般为共价化合物，铵盐除外，故D不符合题意
故答案为：C
8.【答案】 D
【解析】A.碘的质子数和电子数都为53；
B. 铯是金属性最强的元素，氟是非金属性最强的元素；
C. 12753I是碘元素在自然界中的元素，13153I是人工放射性核素；
D.中子数：137-55=82。
故答案为：D
9.【答案】 C
【解析】A．冰是分子晶体，熔化时克服的作用力为分子间作用力，氯化钠是离子晶体，熔化时克服的作用力为离子键，故A不符合题意；
B．含有自由移动离子或电子的物质能导电，该物质在熔融状态下能导电，该物质中可能含有离子键，也可能含有自由移动的电子，故B不符合题意；
C．CO2和C原子中的最外层电子为4，形成4个共用电子对，所以每个原子的最外层都具有8电子稳定结构，CCl4中每个原子的最外层都具有8电子稳定结构，故C符合题意；
D．C60为分子晶体，存在独立的分子，故D不符合题意。
故答案为：C。
10.【答案】 C
【解析】A．由物质结构示意图可知：该物质是由分子构成的，属于共价化合物，不属于离子化合物，A不符合题意；
B．在该物质分子中存在共价键、配位键、氢键三种作用力，B不符合题意；
C．由分子结构可知：该物质是一种配合物，其中Ni原子为中心原子，提供空轨道，配位数是4；配位原子是N原子，N原子提供孤电子对，C符合题意；
D．由结构示意图可知：在分子中的C原子的4个价电子都形成共价键，无孤对电子，而N、O原子上均存在孤对电子，D不符合题意；
故答案为：C。
11.【答案】 A
【解析】A．Na3AlF6是盐，由Na+与 通过离子键结合形成的离子晶体，A符合题意；
B． 中Al3+为中心离子，接受孤电子对，F-是配位体，提供孤电子对，B不符合题意；
C．CO2中碳原子杂化类型为sp3杂化，C不符合题意；
D．HF、H2O都是由分子构成的分子晶体，分子之间都存在氢键，但由于H2O分子与相邻4个H2O分子形成氢键，而HF只与相邻的2个HF分子形成氢键，因此作用力：H2O＞HF，使得H2O在常温下呈液态，HF在常温下呈气态，因此物质熔沸点：H2O＞HF，D不符合题意；
故答案为：A。
12.【答案】 B
【解析】A．CO的价电子总数为6+4=10，N2的价电子总数为5+5=10，故A不符合题意；
B．一个CO分子中含有2个π键，根据表中键能知，CO中第一个π键的键能是1071.9kJ/mol-798.9kJ/mol=273kJ/mol，N2中第一个π键的键能是941.7kJ/mol-418.4kJ/mol=523.3kJ/mol，CO中第一个π键的键能较小，所以CO的第一个π键比N2更容易断，所以一氧化碳比氮气活泼，故B符合题意；
C．一氧化碳和氮气形成晶体为分子晶体，分子间作用力越大，沸点越高，由表 1 可知，CO 的熔沸点高于 N2 ， 是因为 CO 为极性分子，分子间作用力大于 N2 ， 故C不符合题意；
D．根据表格数据，CO分子中有一个π键的键能为798.9kJ/mol-357.7kJ/mol=441.2 kJ/mol，键能大于C-O单键即σ键的键能，更稳定，故D不符合题意；
故答案为B。
13.【答案】 B
【解析】A．水分子为极性分子，HCl为极性分子，故HCl易溶于水，故A不符合题意；
B．氯气易溶于NaOH是因为氯气与NaOH反应生成可溶性盐，与相似相溶原理不相关，故B符合题意；
C． 和I2均属于非极性分子，故 易溶于 中，故C不符合题意；
D．水为极性分子，苯为非极性分子，两者混合后分层，是因为不相溶，故D不符合题意；
故答案为：B。
14.【答案】 B
【解析】A．电子从激发态到基态，需要向外释放能量，产生发射光谱，A项不符合题意；
B．第IA、ⅡA族元素相差8，其它主族元素的原子序数相差18个，所以第三、第四周期同主族元素的原子序数相差不一定是8，B项符合题意；
C．氨气的电子式为 ，中心原子N上孤电子对数为1，水的电子式为： ，中心原子O上孤电子对数为2，二氧化碳的电子式为 ，中心原子C上孤电子对数为0，所以 中含有的孤电子对最多，C项不符合题意；
D．基态氯原子的价电子排布式为： ，依据洪特规则和泡利不相容原理其价电子轨道表示式为： ，D项不符合题意；
故答案为：B。
15.【答案】 A
【解析】A．Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5 ， 最高能层为M层，电子排布式为3s23p63d5 ， A符合题意；
B．每个配体 中2个单键O向中心Fe3+配位，故此时共有2×3个O向Fe3+配位，故配位数为6，B不符合题意；
C． 结构式为 ，C原子价层电子对为3对（π电子对不算），故杂化方式为sp2 ， C不符合题意；
D．CO2结构式为O=C=O，σ键为2个，π键为2个，故两者数目之比为1:1，D不符合题意；
故答案为：A。
16.【答案】 D
【解析】①S就既有氧化性，又有还原性
②比如氯化铵为离子化合物
③比如铁离子能被还原到亚铁离子
④高锰酸根中有金属元素锰
⑤氯化铝为共价化合物
故答案为：D
17.【答案】 C
【解析】A.碘是由碘分子构成的，因此碘晶体受热变为蒸汽时，破坏分子间作用力，A不符合题意；
B.干冰是固态的CO2 ， 属于分子晶体，不是原子晶体，B不符合题意；
C.HCl溶于水后形成H+和Cl- ， 共价键被破坏，C符合题意；
D.CH4中氢原子不可能形成8电子稳定结构，D不符合题意；
故答案为：C
18.【答案】 D
【解析】A．丙烷的结构式为 ，1个丙烷分子中有10条共价键，故 丙烷中有 共价键，A不符合题意；
B．C3H8与Br2发生取代反应，丙烷断C-H键，是极性键，Br2断Br-Br键，是非极性键，B不符合题意；
C．由图像可知，CH3CH2CH3和 的能量低于 和HBr，所以反应吸热， ，C不符合题意；
D．由图像可知，生成 的活化能 小于生成 的活化能 ，活化能越小，单位体积内活化分子百分数越多，反应速率越快，故生成速率 ，D符合题意；
故答案为：D。
19.【答案】 D
【解析】A．CrO5中存在2个过氧键，过氧键中O显-1价，反应中容易变成-2价，具有强氧化性，故A不符合题意；
B．CrO5中存在2个过氧键，部分O显-1价，因此CrO5溶于水能够反应放出氧气，故B不符合题意；
C．CrO5中存在2个过氧键，CrO5稳定性比较低，易分解，放出氧气，故C不符合题意；
D．CrO5中存在2个过氧键、1个Cr=O键，所以4个O原子显-1价、1个O原子显-2价，所以Cr元素显+6价，故D符合题意；
故答案为：D。
20.【答案】 （1）1，2—二氯乙烯；加成反应
（2）；酯基、羟基、醚键
（3）
（4）+5NaOH +3NaCl+NaBr+H2O
（5）10；或
（6）
【解析】（1）根据分析，有机物A（ ）的名称为1，2—二氯乙烯；A→B的反应类型是双烯合成，属于加成反应；
故答案为：1，2-二氯乙烯；加成反应；
（2）根据分析，C的结构简式为 ；F（ ）中的官能团有酯基、羟基、醚键；
故答案为： ；酯基、羟基、醚键。
（3）E中的手性碳有两个： ；
故答案为： 。
（4）根据分析，反应②将四个羟基转化为两个丙酮叉，是为了保护其它羟基，防止其转化为酯基；根据分析，反应D→E中第（1）步是卤代烃的水解反应，反应方程式为 +5NaOH +3NaCl+NaBr+H2O；
故答案为： +5NaOH +3NaCl+NaBr+H2O。
（5）绿原酸（ ）经水解酸化后，含有苯环的部分是 ，1mol该物质的同分异构体能与2molNaHCO3反应说明同分异构体中有两个羧基，同分异构体有 、 、 、 、 、 、 、 、 、 ，共10种；核磁共振氢谱显示峰面积之比为3：2：2：1是 或 ；
故答案为：10； 或 。
（6）要合成聚丙烯酸钠，可采用有机合成的逆推法，丙烯酸钠聚合生成聚丙烯酸钠，丙烯的双键可由卤代烃消去得到，卤素可由丙酸与Br2/PBr3反应引入，流程为：
；
故答案为： 。
21.【答案】 （1）钠；氯；氮；硫
（2）1s22s22p63s23p6；；
（3）Na+；S2-
（4）
【解析】(1)A为钠元素、B为氯元素、C为氮元素、D为硫元素，故填钠元素、氯元素、氮元素、硫元素；
(2)氯离子的电子排布式为 ，钠离子核外11个电子，其结构示意图为 ，S原子的原子轨道可表示为 ，故填 、 、 ；
(3)氯离子和硫离子均为18电子离子，三层电子，钠离子为10电子离子，两层电子，对于离子而言，电子层数越多半径越大，故 半径最小；Na表现为金属性，其对应离子表现为氧化性，Cl和S表现为非金属性，其对应离子表现为还原性，又金属性 ，所以还原性 ，故填 、 ；
(4)NaCl为离子化合物，每个原子周围均满足8电子结构，其中单核阳离子的电子式为本身，其电子式为 ，故填 ；
22.【答案】 （1）硫；第三周期第ⅢA族
（2）H—O—Cl；离子键，非极性共价键(共价键、非极性键)
（3）Cl- ＞ O2-＞Na+
（4）bd
（5）2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-
（6）
【解析】(1)根据上述分析可知，Y为S元素，元素名称为硫，W为Al元素，位于元素周期表第三周期第ⅢA族；(2)化合物AZX为HClO，为共价化合物，其结构式为H—O—Cl，化合物R2X2为Na2O2 ， 化合物中Na+与 形成离子键， 中O原子间形成非极性共价键；(3)电子层数越多，离子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，离子半径越小，Cl-、Na+、O2-中，Cl-电子层数为3层最多，半径最大，Na+和O2-电子层数均为2层，核电荷数Na＞O，则离子半径Cl- ＞ O2-＞Na+；(4)a．简单阴离子的还原性应该是S2-＞Cl- ， 即Y＞Z，a不故答案为：，不故答案为：；
b．简单氢化物的热稳定性越强，非金属性越强，热稳定性HCl＞H2S，则非金属性Cl＞S，b故答案为：；
c．不是最高价氧化物对应水化物，比较酸性强弱不能得出非金属性强弱，c不故答案为：；
d．H2S水溶液中通入Cl2有沉淀析出，说明氧化性Cl2＞S，则则非金属性Cl＞S，d故答案为：；
故答案为：bd；(5)工业上电解NaCl水溶液制备Cl2 ， 其离子方程式为2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-；(6)NaCl为离子化合物，其形成过程可表示为 。
23.【答案】 （1）共价键、离子键
（2）MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
（3）1
（4）1:1
（5）Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O；酸性、还原性
【解析】(1)G为NaClO，钠离子与次氯酸根离子间存在离子键，次氯酸根离子内Cl-O之间存在共价键，故答案为：离子键和共价键；

(2)反应①为二氧化锰与浓盐酸加热制取氯气的反应，方程式为：MnO2+4HCl(浓) MnCl2+ Cl2↑+2H2O，故答案为：MnO2+4HCl(浓) MnCl2+ Cl2↑+2H2O；
(3)Na2O2与H2O发生反应： ，2mol过氧化钠反应时转移电子2mol，则1 molNa2O2与足量D充分反应，转移电子的物质的量为1mol，故答案为：1；
(4)反应③为： ，氯气既是氧化剂还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1；故答案为：1:1；
(5)“84"消毒液有效成分NaClO与“洁厕灵"的主要成分HCl反应产生氯气，离子方程式：Cl-+ClO-+ 2H+=Cl2↑+H2O；反应中HCl部分被氧化成氯气表现还原性，部分转变成NaCl表现酸性，故答案为：Cl-+ClO-+ 2H+=Cl2↑+H2O；酸性、还原性；
24.【答案】 （1）第二周期ⅣA族
（2）；
（3）N3-＞O2-＞Na+
（4）
（5）
【解析】根据以上分析可知A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素分别是H、C、N、O、Na、Cl。则

(1)元素B为碳元素，在周期表中的位置为：第二周期ⅣA族；
(2)C2A4是N2H4 ， 根据氨气的结构可知其结构式为 ；氧化钠是离子化合物，则用电子式表示E2D的形成过程为 。
(3)核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小，则C、D、E形成的简单离子的半径由大到小的顺序为N3-＞O2-＞Na+。
(4)E的最高价氧化物对应的水化物氢氧化钠与F的最高价氧化物对应的水化物高氯酸之间发生的化学反应方程式为 。
(5)向KI溶液中通入适量的氯气后有单质碘生成，再滴加一定量的CCl4 ， 振荡静置后，继续通入氯气并充分振荡，混合溶液逐渐变为无色，若1mol还原剂转移10NA电子，即1molI2转移10mol电子，所以碘元素化合价从0价升高到+5价，因此上述反应的化学方程式为 。
25.【答案】 （1）Na＜Al＜Si＜N
（2）NaCl为离子晶体而SiCl4为分子晶体
（3）平面正三角形；非极性
（4）1s22s22p63s23p63d104s2（或[Ar] 3d104s2）
（5）ZnS；4
【解析】（1）同周期元素第一电离能从左到右呈现逐渐增大的趋势，故第一电离能：Na＜Al＜Si＜P，同主族元素从上到下则呈现逐渐减小的趋势，故第一电离能：P＜N，因此第一电离能：Na＜Al＜Si＜N；（2）NaCl为离子晶体，而SiCl4为分子晶体，故熔点：NaCl＞SiCl4。（3）E的最高价氧化物分子是三氧化硫，SO3分子的空间构型为平面正三角形，SO3具有很好的对称性，是非极性分子。（4）F为第30号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2（或[Ar]3d104s2）。（5）S原子居于晶胞的8个顶点和6个面心，故一个晶胞中含有的S原子数为8×1/8＋6×1/2＝4，Zn原子居于晶胞内部，Zn原子个数为4，故该化合物的化学式为ZnS；分析该晶胞结构可知，S原子的配位数为4。

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