资源简介 登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧高考二轮复习知识点:元素电离能、电负性的含义及应用1一、选择题1.(2023·北京)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是( )A.键的键能小于键的键能B.三氟乙酸的大于三氯乙酸的C.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性D.气态氟化氢中存在,而气态氯化氢中是分子2.(2023·湖南)日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2:1:3。下列说法正确的是A.电负性:X>Y>Z>WB.原子半径:XC.Y和W的单质都能与水反应生成气体D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性3.(2023·湖北)W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素,其中X、Y、Z相邻,W的核外电子数与X的价层电子数相等,是氧化性最强的单质,4种元素可形成离子化合物。下列说法正确的是A.分子的极性: B.第一电离能:XC.氧化性: D.键能:4.(2023·深圳模拟)W、X、Y、Z为原子序数依次递增的短周期主族元素,W与X、Y与Z分别位于同一周期,化合物WX为常见的大气污染物,Y与Ⅹ同主族。下列说法正确的是( )A.电负性:B.简单氢化物的键角:C.原子半径:D.最高价氧化物对应的水化物的酸性:5.(2023·深圳模拟)同一短周期部分主族元素的第一电离能随原子序数递增的变化趋势如图所示,下列说法正确的是( )A.a元素可能是Li或NaB.a→e元素的最高正化合价依次升高C.c对应的元素可形成共价晶体D.基态e原子的价层电子的轨道表示式为:(或3)6.(2023·邯郸模拟)咔唑()是一种新型有机液体储氢介质。下列说法正确的是A.电负性B.同周期元素中第一电离能小于N的有4种C.咔唑的沸点比的沸点高D.基态氮原子的外围电子轨道表示式不能写为,因为违背了泡利不相容原理7.(2023·聊城模拟)短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,基态X、Z、W原子均有两个单电子,W与Z同主族。下列说法错误的是A.第一电离能:Y>ZB.简单离子还原性:W>ZC.氧化物对应水化物的酸性:Y>WD.X、Y的氢化物分子中均可能存在非极性键8.(2023·黄山模拟)X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的前四周期元素。已知X是形成化合物种类最多的元素,Y和W的最外层电子数相同,但不同族,W的次外层电子数是最外层的8倍,Z是主族元素,其盐可以用于净水。某科研团队研究发现,X、Y、W形成的晶体有超导性,该新型超导晶体的一个晶胞如图所示,晶胞参数为a pm。下列说法正确的是A.X的氢化物可以与水形成氢键B.电负性:Y>ZC.晶胞中与Y最近的X原子有6个D.晶体密度为g/cm39.(2023·运城模拟)有机物M(结构简式为( )是合成花椒毒素的重要中间体,下列说法错误的是A.电负性:F>O>N>C B.第一电离能:N>O>CC.M中碳原子的杂化方式有2种 D.M可以形成分子间氢键10.(2023·沈阳模拟)化合物甲()是制药工业和电池制造业等的原料,其组成元素W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素;其中W、X、Y为短周期主族元素,W是元素周期表中原子半径最小的元素,X、Y同周期,且X原子和Y原子的最外层电子数之比为2∶3,的电子数比Z原子的电子数多20.化合物甲在加热分解过程中剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示。下列叙述中正确的是A.第一电离能:B.若M点时所得产物化学式为,则n为2C.M到N的过程中只有一种气体生成D.可由与足量酸性溶液反应得到11.(2023·武汉模拟)硼氢化锂(LiBH4)是一种潜在的高效储能材料,在高压下呈现出多晶型的转变过程。图a是不同压强下LiBH4的两种晶胞,图b是晶胞I沿x、y、z轴的投影图,下列有关说法错误的是A.电负性:H>B>LiB.晶胞II为较大压强下的晶型C.LiBH4中存在配位键,B提供空轨道D.晶胞I中Li+周围距离最近的BH有4个12.(2023·吉林模拟)我国“祝融号”火星车成功着陆火星,发现其矿脉中含有原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z。已知W、Z同主族,且Z的原子序数是W的2倍,X的氢化物可用于蚀刻玻璃,Y与Z最外层电子数之和等于8。下列说法正确的是A.离子半径: Z>Y>W>XB.ZW2为含极性键的非极性分子C.简单氢化物的稳定性: X>W>ZD.同周期第一电离能小于Z的元素有5种13.(2023·益阳模拟)前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次递增,X与W同族,四种元素属于不同周期。Z是其所在周期基态原子中含未成对电子数最多的原子。物质M为一种复合肥,其结构如图。下列说法错误的是A.元素的电负性:Y>Z>X>WB.可最多消耗C.简单气态氢化物的稳定性:Z>YD.W与X形成的化合物中含离子键二、多选题14.(2023·潍坊模拟)化合物R是一种用于有机合成的催化剂,其网状结构片段如图。X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,四种元素原子序数之和为29,W的第一电离能大于同周期相邻元素。下列说法正确的是A.电负性:W>Y>XB.中各原子均满足8电子稳定结构C.同周期元素形成的单质中,Z的氧化性最强D.化合物R中Y、Z、W原子的杂化类型相同15.(2021高二下·济南期末)常温下,W、X、Y、Z四种短周期元素的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01mol/L)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法错误的是( )A.电负性:Z>Y>XB.简单离子的半径:Y>Z>W>XC.同浓度氢化物水溶液的酸性:Z<YD.Z的单质具有强氧化性和漂白性16.(2019高二下·葫芦岛期末)下列元素或化合物的性质变化顺序正确的是( )A.第一电离能:Cl>S>P>SiB.热稳定性:MgCO3>CaCO3>SrCO3>BaCO3C.晶格能:NaF>NaCl>NaBr>NaID.共价键的极性:HF>HCl>HBr>HI三、非选择题17.(2023·北京)硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根可看作是中的一个原子被原子取代的产物。(1)基态原子价层电子排布式是 。(2)比较原子和原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由: 。(3)的空间结构是 。(4)同位素示踪实验可证实中两个原子的化学环境不同,实验过程为。过程中,断裂的只有硫硫键,若过程所用试剂是和,过程含硫产物是 。(5)的晶胞形状为长方体,边长分别为、,结构如图所示。晶胞中的个数为 。已知的摩尔质量是,阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为 。(6)浸金时,作为配体可提供孤电子对与形成。分别判断中的中心原子和端基原子能否做配位原子并说明理由: 。18.(2023·全国乙卷)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物()。回答下列问题:(1)基态原子的价电子排布式为 。橄榄石中,各元素电负性大小顺序为 ,铁的化合价为 。(2)已知一些物质的熔点数据如下表:物质 熔点/℃800.7与均为第三周期元素,熔点明显高于,原因是 。分析同族元素的氯化物、、熔点变化趋势及其原因 。的空间结构为 ,其中的轨道杂化形式为 。(3)一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构属于立方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示,晶胞中含有 个。该物质化学式为 ,B-B最近距离为 。19.(2023·银川模拟)我国在新材料领域研究的重大突破,为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、Ni、Fe等元素。回答下列问题:(1)下列不同状态的硼中,失去一个电子需要吸收能量最多的是 (填标号,下同),用光谱仪可捕捉到发射光谱的是 。A. B.C. D.(2)B、C、N的第一电离能由大到小的顺序是 ,氮可形成多种氢化物,其中NH3的VSEPR模型名称是 ,N2H4中N原子杂化方式是 。(3)FeSO4 H2O的结构如图所示。FeSO4 7H2O中H2O与Fe2+、H2O与SO的作用力类型分别是 、 。H2O中H-O-H的键角 SO中O-S-O的键角(填“>”“<”或“=”)。(4)镍的某种氧化物常用作催化剂,其晶胞有如图结构特征:镍离子形成面心立方结构,氧离子填充在镍离子构成的八面体空隙中,填充率为100%。①从该晶胞中能分割出来的结构图有 (填标号)。a. b. c. d. e.②已知该晶体密度为ρg cm-3,NA为阿伏加德罗常数的值。该晶胞中镍离子周围与其等距离且最近的镍离子有 个,该距离为 pm(用含ρ和NA的代数式表示)。20.(2023·安阳模拟)利用石灰石可吸收烟气中的H2S,其相关反应如下:反应i:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)反应ii:CaO(s)+H2S(g)CaS(s)+H2O(g)反应iii:CaS(s)+2O2(g)CaSO4(s)请回答下列问题:(1)基态硫原子价电子排布式为 ,其核外电子有 种空间运动状态。(2)钙元素的焰色反应呈砖红色,焰色属于 (填“吸收”或“发射”)光谱;元素S、Ca、O中,第一电离能最大的是 (填元素符号)。(3)H2S和PH3分子的价层电子对数为 ,PH3分子中的H-P-H键角大于H2S中的H-S-H键角,请从价层电子互斥理论解释其原因是 。(4)晶体CaCO3中含有的化学键有 (填字母)。a.σ键b.π键c.离子键d.非极性键(5)CaCO3、MgCO3热分解温度更高的是 原因是 。(6)方解石的成分为CaCO3,其晶胞结构如图所示,晶胞参数:高为cnm,晶胞底面为平行四边形,边长为anm。若用NA表示阿伏加德罗常数的值,则该方解石的密度为 g·cm-3(用含a、c、NA的代数式表示)。21.(2023·郑州模拟)2023年1月30日,中国科学院朱庆山团队研究六方相砷化镍(NiAs)型到正交相磷化锰(MnP)型结构转变,实现了对锂硫催化剂的精确设计。回答下列问题:(1)Li、P、S三种元素中,电负性最小的是 。第三周期元素中第一电离能比P大的元素有 种。(2)基态S原子核外有 个电子自旋状态相同。基态As原子的电子排布式为 。(3)PH3、AsH3中沸点较高的是 ,其主要原因是 。(4)Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)],该配合物中锰原子的配位数为 。(5)CH3CN中C原子的杂化类型为 。(6)等物质的量的CH3CN和CO中,π键数目之比 。(7)NiAs的一种晶胞结构如图所示。若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为ρ g/cm3,则该晶胞中最近的砷原子之间的距离为 pm。22.(2023·成都模拟)硒是人体需要的重要微量元素之一,参与体内多种代谢。试回答下列问题:(1)硒元素的基态原子核外电子排布中成对电子与成单电子的个数比为 ;在同一周期中比它的第一电离能大的元素有 种。(2)SeO3与水反应可以生成H2SeO4。H2SeO4分子中心原子的轨道杂化方式为 ;固体H2SeO4,存在作用力除范德华力共价键外还有 ;从分子结构的角度解释H2SeO4比H3AsO4酸性强的原因是 。(3)固态SeO2(如图)是以锥体形的角氧相连接的聚合结构,每一个锥体带一个端氧原子。①同为分子晶体,SeO2,熔点为350℃而SO2的熔点为-75.5℃,原因是 。②图中Se-O键较短的是 (填“a”或”b”)。(4)在一定条件下MgSe晶体结构为NaCl型(如图),Se2-为面心立方最密堆积方式,经测定MgSe的晶胞参数为anm,则Se2-的半径r(Se2-)为 nm(写出表达式);CaSe晶体结构也为NaCl型,其晶胞参数比MgSe大,且r(Ca2+)=bnm,则CaSe晶体的密度为 g cm-3(写出表达式)。23.(2023·潍坊模拟)有机—无机复合钙钛矿()型材料在太阳能电池及发光二极管等方面具有很好的应用前景,一种复合材料和(立方晶系)的晶胞结构如图所示。已知:A为间隔的阳离子,例如、等;A'为单一组分钙钛阳离子,例如、、等;B为单一组分钙钛矿中心离子、等,X为单一组分钙钛矿的阴离子,例如、或等卤素离子。回答下列问题:(1)基态Ti原子的价电子排布式为 。(2)H、C、N、O四种元素电负性由大到小的顺序为 ;第一电离能、、由大到小的顺序为 。(3)中C的杂化方式为 ;正丁胺()的沸点为77.8℃,正丁醇()的沸点为117.6℃,正丁胺沸点低的原因是 。(4)中Ca的配位数为 ;A为,A'为,B为,X为,晶胞参数为a nm和c nm,该晶体的密度为 。24.(2023·南通模拟)研究含硼化合物具有重要意义。(1)易溶于热水、在冷水中溶解度较小,可通过如下过程制得:称取10 g钠硼解石[主要成分,含少量、NaCl和难溶于酸的物质],除去氯化钠后,在60℃下用浓硝酸溶解,趁热过滤,将滤渣用热水洗净后,合并滤液和洗涤液,降温结晶,过滤得。①写出与硝酸反应生成的化学方程式: 。②60℃时,控制钠硼解石量一定,硝酸溶解时B的浸出率随液固质量比的变化如图所示。硝酸溶解时控制液固质量比为5∶1,而不采用更大液固质量比的原因是 。③钠硼解石中的B可看成以形式存在。液固质量比为测定钠硼解石中的质量分数,实验方案如下:将所得用热水完全溶解后,加水定容至500 mL。取25.00 mL溶液,加入适量甘露醇(甘露醇与结合后,每分子可电离出1个),滴入2~3滴酚酞作指示剂,用0.2500 mol·L NaOH标准溶液进行滴定,终点时消耗NaOH标准溶液20.00 mL。根据实验数据计算钠硼解石中的质量分数,写出计算过程 。(2)一种镍磷化合物催化氨硼烷水解制氢的可能机理如图所示。①“中间体I”中B、N上所连H分别吸附在Ni和P上的原因是 。②“中间体III”可以进一步水解,则氨硼烷水解最终所得含硼化合物的化学式为 。(3)一种是核工业屏蔽中子的新型材料。其晶胞中Ca处于晶胞的体心位置,占据晶胞8个顶点的是由B原子构成的正八面体。晶胞和正八面体结构如图所示。中 。25.(2023·西城模拟)锂离子电池广泛应用于电源领域。(1)锂离子电池目前广泛采用溶有六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸酯作电解液。①Li、P、F的电负性由大到小的排序是 。②PF中存在 (填序号)。a.共价键 b.离子键 c.金属键③碳酸二乙酯()的沸点高于碳酸二甲酯(),原因是 。④采用高温处理废旧电解液,会诱发碳酸酯发生变化,增大回收难度。碳酸二甲酯在高温发生如图转化。EC()发生类似转化的产物是Li2CO3和 (答一种)。(2)废旧锂离子电池含LiNiO2的正极材料经预处理后,可采用如图原理富集Ni元素。①基态Ni2+的价层电子的轨道表示式是 。②DMG中N原子均与Ni2+配位,且Ni2+的配位数是4;DMG-Ni中两个配体之间形成分子内氢键。写出DMG-Ni的结构简式(用“…”标出氢键)。 (3)石墨可作锂离子电池的负极材料。充电时,Li+嵌入石墨层间。当嵌入最大量Li+时,晶体部分结构的俯视示意图如图,此时C与Li+的个数比是 。26.(2023·贵阳模拟)硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素,可形成多种化合物,含硒化合物在材料和药物等领域有重要应用。回答下列问题:(1)基态硒原子价电子排布式为 ;其能量最高能级的电子云形状是 。(2)某绿色农药的结构简式如图所示。C、N、O、F四种元素第一电离能由大到小的排列顺序为 ;该物质中,C原子的杂化轨道类型为 。(3)亚硒酸钠(Na2SeO3)能消除加速人体衰老的活性氧,的空间构型为 ;的键角 气态分子SeO3(填“>”、“<”或“=”),原因是 。(4)二硫键与二硒键是重要的光响应动态共价键,其光响应原理可用下图表示。已知光的波长与其能量成反比,则图中实现光响应的波长λ1 λ2(填“>”、“<”或“=”)。(5)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为阿伏加德罗常数的值)27.(2023·丰台模拟)含氮化合物具有非常广泛的应用。(1)基态氮原子的电子有 种空间运动状态。(2)很多有机化合物中含有氮元素。物质 A(对氨基苯甲酸) B(邻氨基苯甲酸)结构简式熔点 188℃ 145℃作用 防晒剂 制造药物及香料①组成物质A的4种元素的电负性由大到小的顺序是 。②A的熔点高于B的原因是 。③A可以与多种过渡金属元素形成不同结构的配合物。其中A和可形成链状结构,在下图虚线内画出A的结构简式 。(3)氮元素可以与短周期金属元素形成化合物。是离子化合物,比较两种微粒的半径: (填“>”、“<”或“=”)。(4)氮元素可以与过渡金属元素形成化合物,其具备高硬度、高化学稳定性和优越的催化活性等性质。某三元氮化物是良好的超导材料,其晶胞结构如图所示。①基态Ni原子价层电子的轨道表示式为 。②与Zn原子距离最近且相等的Ni原子有 个。③表示阿伏加德罗常数的值。若此晶体的密度为,则晶胞的边长为 nm。()28.(2023·巴中模拟)我国科学家制备的NiO/Al2O3/Pt催化剂能实现氨硼烷(H3NBH3)高效制备氢气的目的,制氢原理:H3NBH3+4CH3OHNH4B(OCH3)4+3H2↑。请回答下列问题:(1)基态氮原子的价电子排布式为 。(2)硼烷又称硼氢化合物,随着硼原子数的增加,硼烷由气态经液态至固态,其原因为 。(3)某有机硼化合物的结构简式如图所示,其中氨原子的杂化轨道类型为 。(4)图a、b、c分别表示B、C、N、O的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是 (填标号),判断的根据是 ;第二电离能的变化图是 (填标号)。(5)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Ni2+与EDTA形成的螯合物的结构如图所示,1个该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 个,在形成配位键前后C-N-C键角将 (填“增大"“减少”或“不变”)。(6)BN晶体的晶胞如图所示,B、N的原子半径分别为apm和bpm,密度为2.25g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,BN晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 。29.(2023·河西模拟)治疗疟疾的有效药物青蒿素是白色针状晶体,受热不稳定,易溶于乙醇和乙醚。按要求回答下列问题。(1)青蒿素的提取:在浸取、蒸馏过程中,发现用沸点比乙醇低的乙醚()提取,效果更好。①乙醇的沸点高于乙醚,原因是 。②用乙醚提取效果更好,原因是 。(2)青蒿素的结构①分子中C、H、O的原子半径最大的是 ,电负性最大的是 。②测定晶体结构最常用的方法是 、 ,经计算等过程得出其晶胞(长方体,棱长分别为a nm、b nm、c m,含4个青蒿素分子)及分子结构如下图甲所示。③测定其分子的相对分子质量为282,其物理方法是 。④晶体的密度为 (阿伏加德罗常数的值设为;列出表达式)。(3)青蒿素结构的修饰:一定条件下,用将青蒿素选择性反应,结构修饰为双氢青蒿素(如上图乙)。①青蒿素结构修饰发生的反应类型为 ,其过程中杂化轨道发生变化的碳原子的杂化方式变为 。②的空间结构名称为 。③从结构与性质关系的角度推测双氢青蒿素比青蒿素的水溶性、疗效更好的原因: 。30.(2023·石景山模拟)碘及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题:电负性:H 2.20;C 2.55;F 3.98;P 2.19;I 2.66(1)人工合成的是医疗上常用的放射性同位素,碘在周期表中的位置是 。(2)碘单质在中的溶解度比在水中的大,解释原因 。(3)HI主要用于药物合成,通常用和P反应生成,再水解制备HI.的空间结构是 ,水解生成HI的化学方程式是 。(4)是一种甲基化试剂,可用作制冷剂,和发生水解时的主要反应分别是:和。的水解产物是HIO,结合电负性解释原因 。(5)晶体是一种性能良好的光学材料,其晶胞为立方体,边长为a nm,晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置,结构如下图。①与K原子紧邻的O原子有 个。②的摩尔质量为214g/mol,阿伏加德罗常数为。该晶体的密度是 。31.(2023·吴忠模拟)阿散酸( )是一种饲料添加剂,能溶于NaOH溶液中,常含有H3AsO3、NaCl等杂质。回答下列问题:(1)基态As原子核外电子排布式为 ,As的第一电离能比Se的大的原因为 。(2)的中心原子的杂化方式为 ,的空间构型为 。(3)与互为等电子体的分子为 (填化学式,任写一种即可)。(4)液氨可作制冷剂,汽化时吸收大量的热的原因是 。(5)NaCl晶体在50~-300GPa的高压下和Na或Cl2反应,可以形成不同的晶体,其中一种晶体的晶胞如图1所示,该晶体的化学式为 。(6)已知NaCl晶胞(如图2)中Na+和Cl-间最短距离为acm,阿伏加德罗常数的值为NA,NaCl晶体的密度为 g·cm-3.32.(2023·漳州模拟)磷酸铁锂电池是绿色环保型电池,该电池以磷酸铁锂为正极材料,嵌有石墨的锂为负极材料,溶有的碳酸酯作电解质。回答下列问题:(1)基态P原子的成对与未成对电子数之比为 ;最高能级的电子云轮廓图为 。(2)Li、F、P三种元素电负性由大到小的顺序为 。元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(),第三周期部分元素的(均为正值)的大小顺序为,第一电子亲和能的原因为 。(3)实验数据表明沸点,分析原因是 。(4)一种锂电池的正极材料磷酸铁锂的晶胞结构如图所示。其中分别位于顶角、棱心、面心,O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。磷酸铁锂晶体的晶胞参数分别为、,则磷酸铁锂晶体的摩尔体积 (已知阿伏加德罗常数为,晶体的摩尔体积是指单位物质的量晶体所占的体积)。(5)多聚磷酸由磷酸加热脱水缩合而成。链状多聚磷酸是多个磷酸通过脱水后共有部分氧原子连接起来的,多聚磷酸根离子的部分结构投影图如图所示(由于P、O原子的半径大小不同,投影图中P与O之间存在部分或全部遮掩关系),则其化学式为 。33.(2023·济宁模拟)铁镁合金储氢材料,晶胞结构如图所示,晶胞参数为apm,储氢后H原子以正八面体的配位模式有序分布在Fe原子的周围,H原子与Fe原子之间的最短距离为晶胞参数的1/4。回答下列问题(1)同周期中,第一电离能小于Mg的元素有 种,基态Fe原子的价电子排布式为 ,Fe位于元素周期表中的 区。(2)储氢后晶体的化学式为 ,Mg原子占据Fe原子形成的 空隙,两个H原子之间的最短距离为 ,该储氢材料中氢的密度ρ为 (用含a的代数式表示)。(3)(氨硼烷)也是具有潜力的化学储氢材料之一,中的键角 中的键角(填>,<或=)。34.(2023·兰州模拟)硒(Se)是人体必需微量元素之一 ,含硒化合物在材料和药物领城具有重要应用。(1)I.自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来,AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子X的结构如图所示:基态硒原子的价层电子轨道表示式为 。(2)分子X中电负性最大的元素是 (填元素符号,下同),杂化轨道类型为sp3的中心原子是 。(3)H2O、H2S和H2Se的沸点由高到低顺序为 。(4)比较SeO3分子和 离子的键角大小,并说明理由 。(5)II. Cu2-xSe是一种钠离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。每个Cu2-xSe晶胞中含有 个Cu2+(用含x的表达式作答)。(6)立方Na2Se晶胞的晶胞参数为a pm,位于面心的Se2-所围成的空间结构为 ,该晶胞的密度为 g·cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。35.(2023·呼和浩特模拟)硼及其化合物在材料制造、有机合成等方面用途非常广泛,硼的一些化合物表现出缺电子特征。回答下列问题:(1)基态硼原子的电子排布式为 ;B和Al的第一电离能I1(B) I1(Al)(填“>”或“=”或“<”)。(2)H3BO3(层状结构)的结构示意图如下,在硼酸的层状结构中O的杂化类型是 ,层内存在的作用力有 。硼酸显弱酸性与[B(OH)4]-配离子有关,硼酸的电离方程式: 。(3)自然界中不存在单质硼,硼的氢化物也很少,主要存在的是硼的含氧化合物,根据表中数据分析其原因是 。化学键 B-H B-O B-B键能(kJ·mol-1) 389 561 293(4)已知晶体硼的熔、沸点及硬度数据和基本结构单元(由硼原子组成的正二十面体如图1所示,每个三角形均为正三角形,每个顶点为一个硼原子)如下:晶体 金刚石 晶体硅 晶体硼熔点(K) 3832 1683 2573沸点(K) 5100 2628 3823硬度 10 7.0 9.6①晶体硼属于原子(共价)晶体,其理由是 。②每一个硼基本单元由 个原子组成;③碳化硼,别名黑钻石,是已知最坚硬的三种材料之一,仅次于金刚石和立方氮化硼,图2为碳化硼晶胞,其化学式为 ;(5)硼氢化钠是一种常用的还原剂。其晶胞结构如图3所示,标注为“1”的Na+坐标参数为 。已知NA代表阿伏加德罗常数的值,则硼氢化钠晶体的密度为ρ= g·cm-3(用含NA的代数式表示)。答案解析部分1.【答案】A【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;键能、键长、键角及其应用;极性分子和非极性分子;电离平衡常数【解析】【解答】A、F的半径小于Cl半径,则F-F键长比Cl-Cl键长短,键长越短,键能越大,A正确;B、F的电负性大于Cl的电负性,使-COOH更容易断开H+,则三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸,酸性越强其Ka越大,B错误;C、F的电负性更大,吸引H的电子能力更强,则氟化氢的极性强于氯化氢的极性,C错误;D、F的电负性更强,使HF可以形成分子间氢键,而Cl电负性弱,HCl不能形成分子间氢键,D错误;故答案为:A【分析】A、键长越短,键能越大;B、电负性越强,对羧基上影响力越强,越容易断开氢离子;C、电负性可以影响分子的极性;D、N、O、F三种原子可以和H形成氢键。2.【答案】C【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;微粒半径大小的比较【解析】【解答】由分析可知,X为O、Y为F、Z为P、W为Ca。A、非金属性越强,其电负性越强,因此电负性F>O>P>Ca,即Y>X>Z>W,A不符合题意;B、电子层数越大,原子半径越大,电子层数相同,核电荷数越大,原子半径越小,因此原子半径FC、F2能与H2O反应生成HF和O2,Ca能与H2O反应生成Ca(OH)2和H2,因此Y和W的单质都能与H2O反应生成气体,C符合题意;D、Z的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4,不具有强氧化性,D不符合题意;故答案为:C【分析】W可与Y形成化合物WY2,且W的原子序数最大,因此W为Ca。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,且含有2个未成对电子,因此X的核外电子排布式为1s22s22p4,故X为O。Y的基态原子含有1个未成对的电子,且Y能与W形成化合物WY2,因此Y为F。Z基态原子含有3个未成对的电子,因此Z的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,所以Z为P。3.【答案】A【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;极性分子和非极性分子;元素周期律和元素周期表的综合应用【解析】【解答】A.由分析可知,W为B,X为N,Z是F,WZ3为BF3,XZ3为NF3,其中前者的价层电子对数为3,空间构型为平面三角形,为非极性分子,后者的价层电子对数为4,有一对孤电子对,空间构型为三角锥形,为极性分子,则分子的极性:,A正确;B.由分析可知,X为N,Y为O,Z是F,同一周期越靠右,第一电离能越大,但是N的价层电子排布式为2s22p3,为半满稳定结构,其第一电离能大于相邻周期的元素,则第一电离能:YC.由分析可知,W为B,X为N,Y为O,则为N2O3,W2Y3为B2O3,两种化合物中N和B的化合价都是+3价,但是N的非金属性更强一些,故N2O3的氧化性更强一些,C错误;D.由分析可知,X为N,Y为O,Z是F,其中N对应的单质为氮气,其中包含三键,键能较大,D错误;故答案为:A。【分析】Z2是氧化性最强的单质,则Z是F,X、Y、Z相邻,且X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素,则X为N,Y为O,W的核外电子数与X的价层电子数相等,则W为B,即:W为B,X为N,Y为O,Z是F,以此解题4.【答案】A【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子结构与元素的性质【解析】【解答】A.由分析可知,W为C或N,X为O,故电负性O>N即,A符合题意;B.由分析可知,W为C或N,X为O,则简单氢化物即CH4或者NH3,H2O,已知CH4为正四面体结构、NH3为三角锥形、H2O为V形,故它们的键角CH4>NH3>H2O即W>X,B不符合题意;C.由分析可知,X为O,Y为S,则原子半径S>O即Y>X,C不符合题意;D.由分析可知, Y为S,Z为Cl,最高价氧化物对应的水化物的酸性HClO4>H2SO4即Z>Y,D不符合题意;故答案为:A。【分析】A.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;B.依据孤对电子之间排斥作用>孤对电子与成键电子对之间排斥>成键电子对之间排斥分析。C.同周期同左到右原子半径依次减小,同主族元素原子半径从上到下依次增大;D.元素非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强。5.【答案】C【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用【解析】【解答】A.由分析可知,a为ⅡA 元素,故a元素可能是Be或Mg,A不符合题意;B.由分析可知,a为ⅡA,b为ⅢA,c为ⅣA,d为ⅤA,e为ⅥA,但O无最高正价,故a→e元素的最高正化合价不一定依次升高,B不符合题意;C.由分析可知,c为ⅣA即为C或者Si,则c对应的元素可形成金刚石和晶体硅均为共价晶体,C符合题意;D.由分析可知,e为ⅥA,基态e原子的价层电子的轨道表示式为:(或3),D不符合题意;故答案为:C。【分析】A.a为ⅡA 元素;B.O无最高正价;C.金刚石和晶体硅均为共价晶体;D.利用洪特规则分析。6.【答案】C【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶体熔沸点的比较【解析】【解答】A.根据电负性大小的比较,应该是:,A不符合题意;B.在第二周期元素中第一电离能小于N的有:共5种,B不符合题意;C.咔唑中能形成分子间氢键,所以咔唑的沸点比的沸点高,C符合题意;D.如果基态氮原子的外围电子轨道表示式不能写为,因为违背了洪特规则,D不符合题意;故答案为:C。【分析】A.根据非金属性越强,电负性越大;B.同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;C.分子间含有氢键,熔沸点较高;D.违背了洪特规则。7.【答案】C【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;极性键和非极性键【解析】【解答】A.N的核外电子排布为:1s22s23p3,p轨道为半充满状态,所以第一电离能:N>O,A不符合题意;B.S2-的还原性大于O2-,B不符合题意;C.最高价氧化物的水化物的酸性HNO3>H2SO4,题目未强调最高价氧化物水化物,C符合题意;D.C的氢化物C2H6中存在C-C非极性键,N的氢化物N2H4中存在N-N非极性键,D不符合题意;故答案为:C。【分析】A.同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;B.原子的氧化性越弱,对应离子的还原性越强;C.元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,不是最高价氧化物对应的水化物则不一定;D.同种原子之间的共价键为非极性键;不同种原子之间的共价键为极性键。8.【答案】D【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;含有氢键的物质【解析】【分析】A.C的氢化物不可以与水形成氢键,A不符合题意;B.电负性MgC.Y位于晶胞体心,X处于面心,与Y最近的X原子有8个,C不符合题意;D.晶体化学式为MgCNi3,式量为213,晶体密度为g/cm3,D符合题意;故答案为:D。【分析】A.氢键是电负性原子和与另一个电负性原子共价结合的氢原子间形成的键;B.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;CD.根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。9.【答案】C【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】A.同周期元素(惰性气体元素除外)从左到右电负性逐渐增大,所以电负性:F>O>N>C,故A不符合题意;B.同周期随原子序数增大,元素第一电离能呈增大趋势,但N元素原子2p能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素的,第一电离能:N>O>C,故B不符合题意;C.M中存在羰基、-C≡N和-CH3,M中碳原子的杂化方式有sp、sp2、sp3共3种,故C符合题意;D.M中含有亚氨基(-NH-),可以形成分子间氢键,故D不符合题意;故答案为:C。【分析】A.元素的非金属性越强,电负性越大;B.同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素;C.苯环和双键碳原子采用sp2杂化,饱和碳原子采用sp3杂化,三键碳原子采用sp杂化;D.M中含有-NH-,可以形成分子间氢键。10.【答案】B【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子结构与元素的性质【解析】【解答】A.X为C,Z为Fe,W为H,H的1s轨道为半满结构,较稳定,故第一电离能H>C,A不符合题意;B.若M点时所得产物化学式为,则FeC2O4的质量为4.32g,物质的量为0.03mol,固体受热,由5.40g减少到4.32g,减少的水,物质的量为:(5.40g-4.32g)÷18g/mol=0.06mol,中n=2,B符合题意;C.200℃~300℃结晶水已经全部失去,M点为FeC2O4,M到N的过程是FeC2O4分解的过程,固体质量减少为:4.32g-2.32g=2g,减少的元素为碳元素和氧元素,根据元素守恒碳元素的物质的量为0.06mol,减少的的氧元素的物质的量为:(2g-0.06mol×12)÷16g/mol=0.08mol,碳氧原子个数比为:3∶4,故生成的含氧化合物为CO2和CO,C不符合题意;D.分子式为C2H6O2,同分异构体有多种,可能为乙二醇,也可能为其他有机物,若为乙二醇,在酸性高锰酸钾作用下,可生成乙二酸即草酸(H2C2O4),若为其他有机物,则无法在酸性高锰酸钾作用下生成乙二酸,D不符合题意;故答案为:B。【分析】A.同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;BC.依据热重法图中数据计算;D.依据分子存在多种同分异构体。11.【答案】D【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算【解析】【解答】A.根据BH中B显+3价,氢显-1价可以判断电负性H>B,A不符合题意;B.由晶胞结构可知,晶胞II的密度大于晶胞I,压强越大,晶体中离子间的距离越小,密度越大,则在较大压强下的晶型是晶胞II,B不符合题意;C.BH中存在配位键,B提供空轨道,C不符合题意;D.晶胞I为长方体,不是正方体,Li+与周围的4个BH的距离不相等,D符合题意;故答案为:D。【分析】A.非金属性越强,电负性越大;B.依据压强越大,晶体中离子间的距离越小,密度越大分析;C.依据配合物的结构和性质分析;D.根据晶胞结构分析。12.【答案】C【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子结构与元素的性质【解析】【解答】A.元素离子结构中电子层越多,半径越大,当电子层相同时,核电荷数越大,半径越小,则离子半径: Z >W>X>Y,A不符合题意;B.ZW2为SO2,是V形分子,其为含极性键的极性分子,B不符合题意;C.元素非金属性越强,其简单氢化物越稳定,非金属性:X>W>Z,则简单氢化物的稳定性: X>W>Z,C符合题意;D.元素非金属性越强,其第一电离能越大,而短周期主族元素中,IIA族、VA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素,则同周期第一电离能小于S的元素有4种,分别为Na、Mg、Al、Si,D不符合题意;故答案为:C。【分析】A.元素离子结构中电子层越多,半径越大,当电子层相同时,核电荷数越大,半径越小;B.同种原子之间的共价键为非极性键;不同种原子之间的共价键为极性键;非极性分子是指分子里电荷分布是对称的(正负电荷中心能重合)的分子。极性分子是指分子里电荷分布不对称(正负电荷中心不能重合)的分子。C.元素非金属性越强,其简单氢化物越稳定;D.元素非金属性越强,其第一电离能越大,而短周期主族元素中,IIA族、VA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素。13.【答案】C【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;物质的结构与性质之间的关系【解析】【解答】A.非金属性强则电负性大、金属性强则电负性小,同周期从左向右电负性增大,同主族从上到下电负性减小,元素的电负性:O>P>H>K,即 Y>Z>X>W,A不符合题意;B.KH2PO4与NaOH反应可以生成K2HPO4或K3PO4,则(KH2PO4)可最多消耗,B不符合题意;C.元素的非金属性越强,氢化物的稳定性越强,则简单气态氢化物的稳定性:Z<Y、即PH3<H2O,C符合题意;D. W与X形成的化合物为KH,由K+、H-构成,故含离子键,D不符合题意;故答案为:C。【分析】A.非金属性强则电负性大、金属性强则电负性小,同周期从左向右电负性增大,同主族从上到下电负性减小;B.依据中和原理判断;C.元素的非金属性越强,氢化物的稳定性越强;D. 金属氢化物为离子化合物。14.【答案】A,D【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;物质的结构与性质之间的关系;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】A.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;电负性:W>Y>X,A符合题意;B.BF3中B不是8电子结构,B不符合题意;C.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强;氧所在的同周期元素形成的单质中,氟单质的氧化性最强,C不符合题意;D.化合物R中Y、W形成4个共价键为sp3杂化,氧形成2个共价键还有2对孤电子对,也为sp3杂化,原子的杂化类型相同,D符合题意;故答案为:AD。【分析】A.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;B.BF3中B不是8电子结构;C.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强;D.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型。15.【答案】C,D【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;微粒半径大小的比较【解析】【解答】A. 周期表中同周期从左到右,元素的非金属性增强,电负性增大,电负性:Cl>S>Na,故A不符合题意;B. 电子层数越多,原子或离子的半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,对核外电子的吸引能力越强,离子半径越小,简单离子的半径:S2->Cl->N3->Na+,故B不符合题意;C. 盐酸是强酸,氢硫酸是弱酸,同浓度氢化物水溶液的酸性:S<Cl,故C符合题意;D.氯的单质具有强氧化性,没有漂白性,可与水反应生成具有漂白性的次氯酸,故D符合题意;故答案为:CD。【分析】A. 同周期从左到右,元素的非金属性增强,电负性增大;B. 电子层数越多,原子或离子的半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小;C. 利用酸的电离程度进行比较;D.氯气具有强氧化性,没有漂白性。16.【答案】C,D【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;用晶格能的大小衡量离子晶体中离子键的强弱;共价键的形成及共价键的主要类型;元素周期律和元素周期表的综合应用【解析】【解答】A、同周期从左向右第一电离能呈增大趋势,但ⅡA>ⅢA,ⅤA>ⅥA,因此第一电离能顺序是Cl>P>S>Si,故A不符合题意;B、四种碳酸盐为离子晶体, Mg、Ca、Sr、Ba为同主族元素,离子半径逐渐增大,形成碳酸盐时阳离子电荷数相同,离子半径越小,越容易夺取CO32-中O,造成碳酸盐稳定性下降,因此热稳定性:MgCO3C、NaF、NaCl、NaBr、NaI均为离子晶体,离子电荷相等,离子半径越大,晶格能越小,因此晶格能:NaF>NaCl>NaBr>NaI,故C符合题意;D、HX中H和X的电负性差值越大,极性越强,则共价键的极性:HF>HCl>HBr>HI,故D符合题意;故答案为:CD。【分析】易错点为选项B,碳酸盐的热分解是由于晶体中阳离子结合碳酸根离子中的氧离子,使碳酸根离子分解为CO2分子的结果,阳离子半径越小,所带电荷数越多,越容易结合CO32-中O,造成碳酸盐稳定性下降。17.【答案】(1)(2),氧原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去一个电子(3)四面体形(4)和(5);(6)中的中心原子的价层电子对数为,无孤电子对,不能做配位原子;端基原子含有孤电子对,能做配位原子【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;配合物的成键情况;晶胞的计算【解析】【解答】(1)S为16号元素,基态原子电子排布式为1s2s22p63s23p4,则价层电子排布式为3s23p4,故答案为:3s23p4;(2)原子半径越大,原子核对电子的吸引力越弱,第一电离能越强,原子半径越小,原子核对电子的吸引力越强,第一电离能越弱,故答案为: ,氧原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去一个电子;(3)S2O32-中,中心S孤对电子为0,周围连接4个原子,为sp3杂化,形成四面体;(4)结合实验过程,可知过程i为Na232SO3和35S反应,35S取代了SO42-中的O,而过程ii生成的Ag2S,S2-来自于35S,则过程ii产物为Ag235S和Na232SO4,故答案为: 和 ;(5) 占据晶胞的顶点和棱心、面心和体心,其个数为;S2O32-占据晶胞的体心,个数为4,即晶胞中有4个 和4个S2O32-, 摩尔质量为Mg·mol-1,晶胞体积,则晶胞密度,故答案为:4; ;(6)中心S没有孤对电子,不能作为配位原子,端基S含有孤对电子,可以作为配位原子,故答案为: 中的中心原子的价层电子对数为,无孤电子对,不能做配位原子;端基原子含有孤电子对,能做配位原子。【分析】(1)基态原子核外电子排布式可以结合元素原子序数判断;(2)电子层数越多,半径越大,同主族元素,从上到下第一电离能减小;(3)杂化轨道数=周围原子数+孤电子对数,若杂化轨道数=2,为sp杂化,杂化轨道数=3,为sp2杂化,杂化轨道数=4,为sp3杂化;杂化轨道数=2,为直线;杂化轨道数=3,周围原子数=3,为三角形;杂化轨道数=3,周围原子数=2,为V形;杂化轨道数=4,周围原子数=4,为四面体;杂化轨道数=4,周围原子数=3,为三角锥;杂化轨道数=4,周围原子数=2,为V形;(4)根据产物中原子的来源,判断相应硫原子的质量数;(5)均摊法计算时,顶点占据,棱心占据,面心占据,体心占据1;密度;(6)中心原子孤电子对数=。18.【答案】(1);O>Si>Fe>Mg;+2(2)钠的电负性小于硅,氯化钠为离子晶体,而 为分子晶体;随着同族元素的电子层数的增多,其熔点依次升高,其原因是: 、 、 均形成分子晶体,分子晶体的熔点由分子间作用力决定,分子间作用力越大则其熔点越高;随着其相对分子质量增大,其分子间作用力依次增大;正四面体;(3)3;;【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;晶体熔沸点的比较;晶胞的计算【解析】【解答】(1)根据铁原子电子排布式可知,其价电子排布为3d64s2,元素电负性为:O>Si>Fe>Mg,根据化合物化合价代数和为0,可得铁的化合价为+2价;(2),氯化钠为离子晶体,而四氯化硅为分子晶体,所以其沸点要高;三者都为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高;SiCl4共价键为4,没有孤电子,采用sp3杂化,为四面体结构;(3)由图可知,Mg位于正六棱柱的顶点和面心,由均摊法可以求出正六棱柱中含有个数为:,B在正六棱柱体内共6个,所以化学式为MgB2;由晶胞沿c轴的投影图可知,B原子在图中两个正三角形的重心,该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2倍,顶点到对边的垂线长度为,因此B-B最近距离为【分析】思路分析:(2)一般来说,熔沸点大小关系为:共价晶体>离子晶体>分子晶体,可以通过沸点判断分子晶体类型,一般来说,分子晶体熔沸点都很低(3)观察晶胞中原子的位置,利用均摊法计算原子个数,进而得到物质化学式。19.【答案】(1)A;CD(2)N>C>B;四面体形;sp3(3)配位键;氢键;<(4)bc;12;××1010 (或××1010)【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】(1)A中各轨道都处于全满状态比较稳定,较难失去电子,因此失去一个电子需要的能量最高;发射光谱是指电子从高能量轨道跃迁到低能量轨道时释放能量的现象,即原子从激发态到稳态过程发出电离辐射的过程,选项中处于激发态的原子为C、D,故答案为:C、D。(2)B、C、N为同一周期元素,第一电离能呈现增大的趋势,但N的基态电子排布为1s22s22p3,p轨道为半充满,第一电离能大于C,故第一电离能能由大到小的顺序是C>N>B;NH3中互斥电子对数为3+(5-3×1)=4,VSEPR模型为四面体形;N2H4中N形成一个N-N键和两个N-H键,还有一个孤电子对,故N原子杂化方式是sp3。(3)由FeSO4 7H2O的结构可知,H2O中含有孤电子对的氧原子与含有空轨的与Fe2+形成配位键;H2O中的氢原子与SO中氧原子形成氢键;水分子中氧原子的孤对电子对数为2,硫酸根离子中硫原子的孤对电子对数为0,孤对电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,则水中H-O-H键角小于硫酸根离子中O-S-O键角,故答案为:孤电子对有较大斥力,使H-O-H键角小于O-S-O键角。(4)氧离子形成面心立方结构,镍离子位于氧离子构成的八面体空隙,则该镍的氧化物的晶胞结构和NaCl的相似,氧离子位于晶胞顶点和面心,镍离子位于体心和棱上,故从晶胞分离出的结构可以为、,选bc;如图,以图中体心C原子为研究对象,与其最近的原子为小立方体面对角线上的3个,所以总用有3×8×=12个;该晶胞中镍离子的数目为4,氧离子的数目为4,晶胞质量为,该晶体密度为,设晶胞边长为a,则晶胞体积为,,晶胞中两个镍离子之间的最短距离为面对角线长度的一半,即为。故答案为:。【分析】 (1)具有全充满,半充满,全空三种状态的电子排布比较稳定,失去一个电子需要的能量最高;发射光谱是指电子从高能量轨道跃迁到低能量轨道时释放能量的现象,即原子从激发态到稳态过程发出电离辐射的过程;(2)同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型,确定杂化类型;(3)依据孤对电子之间排斥作用>孤对电子与成键电子对之间排斥>成键电子对之间排斥分析。(4)根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。20.【答案】(1)3s23p4;9(2)发射;O(3)4;S原子与P原子都是sp3杂化,H2S分子中的s原子有2对孤电子对,PH3分子中的P原子有1对孤电子对,S原子中2对孤电子对对S-H键的斥力大于P原子中1对孤电子对对P-H键的斥力(合理即可)(4)abc(5)CaCO3;Mg2+半径比Ca2+小,MgO比CaO晶格能大,Mg2+对中的O2-吸引力更大(合理即可)(6)【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;共价键的形成及共价键的主要类型;晶胞的计算【解析】【解答】(1)硫的原子序数为16,基态硫原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,则其价电子排布式为3s23p4;基态硫原子核外电子占有9个原子轨道,则其核外电子有9种空间运动状态。(2)电子由较高能级跃迁到较低能级时,以光的形式释放能量,因此焰色属于反射光谱;同周期元素从左至右,第一电离能呈增大趋势,同主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小,则第一电离能最大的是O。(3)H2S中心S原子价层电子对数=,PH3中心P原子价层电子对数,即H2S和PH3分子的价层电子对数均为4;由于S原子与P原子都是sp3杂化,H2S分子中的S原子有2对孤电子对,PH3分子中的P原子有1对孤电子对,孤电子对数越多,孤电子对与成键电子对的排斥力越大,因此S原子中2对孤电子对对S-H键的斥力大于P原子中1对孤电子对对P-H键的斥力,使得H-P-H键角大于H2S中的H-S-H键角。(4)CaCO3由钙离子和碳酸根离子构成,含离子键,结构为,含σ键和π键,不含非极性键,故答案为:abc。(5)和所带电荷数相同,Mg2+半径比Ca2+小,MgO比CaO晶格能大,Mg2+对中的O2-吸引力更大,因此CaCO3热分解温度更高。(6)由晶胞结构图可知,位于顶点和体心的Ca2+个数=,2个位于晶胞内部,晶胞体积=,由得,。【分析】(1)依据构造原理分析;核外电子排布有多少个轨道,电子就有多少种空间运动状态;(2)电子由较高能级跃迁到较低能级时,以光的形式释放能量,属于反射光谱;同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;(3)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数;依据孤对电子之间排斥作用>孤对电子与成键电子对之间排斥>成键电子对之间排斥分析;(4)依据物质的结构判断;(5)离子晶体,电荷数越多,离子半径越小,晶格能越大、晶体的熔点越高;(6)利用均摊法确定原子数,再利用公式计算。21.【答案】(1)Li;2(2)9或7;[Ar]3d104s24p3(3)AsH3;两者均为分子晶体,AsH3相对分子质量大,范德华力强,沸点高(4)6(5)sp3、sp(6)1∶1(7)【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】(1)Li、P、S中,Li为金属元素,容易失去电子,电负性最小;一般情况下同一周期的元素,原子序数越大,元素的第一电离能也越大,但第VA的元素由于其处于p轨道的半充满的稳定状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能P>S,故第三周期元素中第一电离能大于磷的元素有Cl、Ar;所以第三周期元素中第一电离能比P大的元素有2种;故答案为:Li;2。(2)基态S元素电子排布式为1s22s22p3s23p4;有7个或9个电子自旋状态相同;基态As原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3;故答案为:9或7 ;[Ar]3d104s24p3。(3)PH3 、AsH3均为分子晶体,相对分子质量大,范德华力强,沸点高所以沸点较高的是AsH3,故答案为:AsH3;两者均为分子晶体,AsH3相对分子质量大,范德华力强,沸点高。(4)Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)],该配合物中与锰原子的配位有CO和CH3CN,配位数为6;故答案为:6。(5)CH3CN中有两个C原子,分别连接有4个和2个键,杂化类型为sp3、sp;故答案为:sp3、sp。(6)CH3CN和CO均含有2个π键,等物质的量的CH3CN和CO中,π键数目之比1:1;故答案为:1:1。(7)该晶胞中含有Ni3+个数为,含有As3-为4;即含有4个NiAs,其质量为,设其棱长为acm,所以,As3-位于其八分之一晶胞的中心,两个As3-之间的距离相当于面对角线长度的一半;所以两个As3-之间为;故答案为:。【分析】(1)非金属性越强,电负性越大;同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素。(2)依据构造原理分析;(3)分子晶体分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高;(4)依据配合物的结构判断;(5)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型;(6)依据单键是σ键,双键一个σ键和一个π键,三键是一个σ键和两个π键;(7)利用均摊法确定原子数,再利用公式计算。22.【答案】(1)16:1;3(2)sp3;氢键;H2SeO4中非羟基氧比H3AsO4多1个,非羟基氧越多,酸性较强(3)固态SeO2发生聚合相对分子质量很大,范德华力大,熔点高;b(4)a;【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】(1)硒元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,成对电子与成单电子的个数比为16:1;同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,但是As元素最外层处于半满,第一电离能大于Se,所以在同一周期中比它的第一电离能大的元素有3种;故答案为:16:1;3。(2)SeO3与水反应可以生成H2SeO4。对于H2SeO4中心原子Se,由于H2SO4中S的杂化方式为sp3,因此H2SeO4中Se的杂化方式也应为sp3;固体H2SeO4,存在作用力除范德华力共价键外还有氢键;由于H2SeO4中非羟基氧比H3AsO4多1个,非羟基氧越多,所以H2SeO4酸性较强;故答案为:sp3;氢键;H2SeO4中非羟基氧比H3AsO4多1个,非羟基氧越多,酸性较强。(3)①由题可知,固态SeO2发生聚合相对分子质量很大,范德华力大,熔点高同为分子晶体,所以SeO2熔点为350℃而SO2的熔点为-75.5℃;故答案为:固态SeO2发生聚合相对分子质量很大,范德华力大,熔点高。②依据共价键饱和性可知,a为Se O,b为Se=O,b中含有π键,电子云重叠程度大,使得键长短;故答案为:b。(4)4r(Se2-)=晶胞面对角线长度=nm;所以r=a nm;由图3所示晶胞可知,一个晶胞中含有Se2-个数为4;CaSe晶体结构也为NaCl型,其晶胞参数比MgSe大,且r(Ca2+)=bnm,所以CaSe晶体的晶胞参数为cm;且一个晶胞中含有四个分子,所以CaSe晶体的密度为 g cm-3;故答案为:a;。【分析】(1)结合硒元素的电子排布式,可以知道成单电子只有4p能级中1个电子;(2)杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数,若杂化轨道数=2,为sp杂化,杂化轨道数=3,为sp2杂化,杂化轨道数=4,为sp3杂化;(3) ① 分子晶体中,相对分子质量越大,则熔点越高;② π键的电子云重叠程度大,使得键长短;(4)密度的计算要结合体积、摩尔质量、阿伏加德罗常数判断。23.【答案】(1)(2);(3)杂化;N的电负性小于O,正丁胺分子间的氢键弱于正丁醇分子间的氢键(4)12;【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】(1)基态Ti原子为22号元素,价电子排布式为;(2)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;H、C、N、O四种元素电负性由大到小的顺序为;同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能;(3)中C形成3个共价键且无孤电子对,杂化方式为杂化;正丁胺()的沸点为77.8℃,正丁醇()的沸点为117.6℃,正丁胺沸点低的原因是N的电负性小于O,正丁胺分子间的氢键弱于正丁醇分子间的氢键,导致其沸点低于正丁醇;(4)以底面右下角的Ca为例,同层、上下层最近相邻的O各有4个,则中Ca的配位数为12;根据“均摊法”,晶胞中含个A、个A'、个B、个X,A为,A'为,B为,X为,晶胞参数为a nm和c nm,则晶体密度为。【分析】(1)依据构造原理分析;(2)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;同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素。(3)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型;分子间含有氢键,熔沸点较高;(4)利用均摊法确定原子数,再利用公式计算。24.【答案】(1);使用更大液固比,B元素浸出率不再增大,但会消耗更多硝酸,浪费原料;更大液固比时,硼酸的结晶率会降低,减少硼酸的产率; mol原10 g钠硼解石中B的物质的量 mol mol g钠硼解石(2)电负性N>H>B,P>Ni,所以B上所连H带负电性、N上所连H带正电性、P带负电性、Ni带正电性,因为不同电性间原子相互吸引,所以B、N上所连H分别吸附在Ni和P上;或(3)6【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;探究物质的组成或测量物质的含量【解析】【解答】(1)①与硝酸反应生成硝酸钠、硝酸钙、硼酸和水,反应方程式为:,故答案为:;②由图中信息可知当液固质量比为5:1时,B元素的浸出率已经较大,再增大质量比B元素的浸出率不再增大,但会增加硝酸的用量,浪费原料;另外过高的质量比会导致硼酸的结晶率降低,减少硼酸产率,故答案为:使用更大液固比,B元素浸出率不再增大,但会消耗更多硝酸,浪费原料;更大液固比时,硼酸的结晶率会降低,减少硼酸的产率;③ mol原10 g钠硼解石中B的物质的量 molmolg钠硼解石故答案为: mol原10 g钠硼解石中B的物质的量 molmol; g;钠硼解石;(2)①由电负性规律可知:电负性N>H>B,P>Ni,由此可知B上所连H带负电性、N上所连H带正电性、P带负电性、Ni带正电性,因为不同电性间原子相互吸引,所以B、N上所连H分别吸附在Ni和P上。故答案为:电负性N>H>B,P>Ni,所以B上所连H带负电性、N上所连H带正电性、P带负电性、Ni带正电性,因为不同电性间原子相互吸引,所以B、N上所连H分别吸附在Ni和P上;②由反应机理可知水解过程中B原子所连的H逐步被-OH替代,由此可知氨硼烷水解最终水解生成和铵根离子,最终产物为或,故答案为:或;(3)由晶胞结构可知,该晶胞中含1个Ca,由B原子构成的正八面体占据晶胞8个顶点,则正八面体的个数为,则晶胞中B原子个数为6,故答案为:6。【分析】(1)①与硝酸反应生成硝酸钠、硝酸钙、硼酸和水;②依据图中信息分析判断;③依据原子守恒计算;(2)①非金属性越强,电负性越大;②依据反应机理和水解原理分析;(3)根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。25.【答案】(1)F>P>Li;a;二者在固态均为分子晶体,碳酸二乙酯与碳酸二甲酯结构相似,前者的相对分子质量大,范德华力大,沸点高;CH2=CH2(2);或(3)6∶1【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;化学键;晶体熔沸点的比较;晶胞的计算【解析】【解答】(1)①电负性由大到小的排序:F >P >Li;②PF中P原子和F原子形成共价键,故答案为:a;③二者在固态均为分子晶体,碳酸二乙酯与碳酸二甲酯结构相似,前者的相对分子质量大,范德华力大,沸点高;④由信息可知反应物中2个C-O断裂,形成碳碳键,则发生类似转化的产物是Li2CO3和CH2=CH2。故答案为:CH2=CH2。(2)①基态Ni2+的价层电子排布式3d8,轨道表示式是;②DMG-Ni中两个配体之间形成分子内氢键,一个配体中和O形成共价键的H与另一个配体中的氧形成氢键,故答案为:或。(3)由晶体部分结构的俯视示意图,可选取晶胞,俯视图如图,晶胞中16个C原子在棱上,4个C在面心,4个Li+在棱心,根据均摊法,C与Li+的个数比1=6∶1。【分析】(1)①元素的非金属性越强,电负性越大;②PF中含有共价键;③碳酸二乙酯和碳酸二甲酯均为分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高;④反应物中2个C-O断裂,形成碳碳键;(2)①Ni为28号元素,Ni原子失去2个电子形成Ni2+,其价电子排布式为3d8;②DMG-Ni中两个配体之间形成分子内氢键,一个配体中和O形成共价键的H与另一个配体中的氧形成氢键;(3)根据均摊法计算。26.【答案】(1)4s24p4;哑铃形(2)F>N>O>C;sp2、sp3(3)三角锥形;<;SeO3分子中Se原子的价层电子对数为3,孤电子对数为0,分子的空间构型为平面三角形,键角为120°;亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4,孤对电子数为1,离子的空间构型为三角锥形,键角小于120°(4)<(5)SeBi2O2;【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算【解析】【解答】(1)Se是34号元素,其价电子排布式为4s24p4,能量最高能级是4p,其电子云形状是哑铃形;(2)同一周期,从左到右,元素的第一电离能逐渐增大,其中VA族元素的第一电离能高于其相邻的元素,故第一电离能:F>N>O>C;该物质中既含有饱和C原子,又含有连接双键的C原子,故C原子的杂化轨道类型为sp2、sp3;(3)中Se的价层电子对数为=3+1=4,孤对电子数为1,的空间构型为三角锥形;SeO3中Se原子的价层电子对数为=3+0=3,孤电子对数为0,分子的空间构型为平面三角形,键角为120°,而的空间构型为三角锥形,键角小于120°,即的键角小于气态分子SeO3;(4)S和Se位于同一主族,Se的原子半径大于S,使得二硒键的键长大于二硫键,二硒键的键能小于二硫键,由于光的波长与其能量成反比,故λ1小于λ2;(5)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a×10-10cm×a×10-10cm×c×10-10cm=a2c×10-30cm3,则晶胞密度为=g·cm-3。【分析】(1)依据构造原理分析;s电子云呈球形,p电子云呈哑铃形;(2)同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素。依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型;(3)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;依据孤对电子之间排斥作用>孤对电子与成键电子对之间排斥>成键电子对之间排斥分析。(4)依据已知信息,利用原子半径越大,键长越大,键能越小分析;(5)根据电荷守恒判断化学式;利用均摊法确定原子数,再利用密度公式计算。27.【答案】(1)5(2)O>N>C>H;B易形成分子内氢键,A只存在分子间氢键,影响物质熔点的是分子间氢键,所以A的熔点高于B;(3)<(4);12;c【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算【解析】【解答】(1)基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,电子的空间运动状态数=轨道数,有5种;(2)①组成物质A的4种元素为C、H、N、O,同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大,则有电负性C<N<O,H的电负性最小,故有:O>N>C>H;②B(邻氨基苯甲酸)易形成分子内氢键,A(对氨基苯甲酸)只存在分子间氢键,影响物质熔点的是分子间氢键,所以A的熔点高于B;③N、O原子提供孤电子对,提供空轨道,其中A和可形成链状结构,A的结构简式为;(3)具有相同电子层结构的离子,核电荷数越大,半径越小,故半径<;(4)①基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2,故其价电子轨道表示式为;②根据晶胞结构可知,Zn在顶点,Ni在面心,以Zn为中心在四个晶胞的面心有4个Ni,考虑三维空间,则与Zn原子距离最近且相等的Ni原子有43=12个;③根据均摊法,则一个晶胞含有1个N,6=3个Ni,8=1个Zn,分子式为ZnNi3N;晶胞的质量为,体积为V=cm3,边长为cm=c nm。【分析】(1)空间运动状态数等于电子占据轨道数;(2)①同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大;②分子间含有氢键,熔沸点较高;③依据配位键的形成分析;(3)具有相同电子层结构的离子,核电荷数越大,半径越小;(4)①依据构造原理分析;②根据晶胞结构分析;③利用均摊法确定原子数,再利用密度公式计算。28.【答案】(1)2s22p3(2)硼烷的相对分子质量增大,分子间的作用力增强,熔沸点升高(3)sp2、sp3(4)a;同一周期从左到右,原子半径依次减小,基态原子第一电离能呈增大趋势,但由于氮原子2p能级半充满,失电子相对较难,第一电离能大于O;b(5)6;增大(6)(a3+b3)NA×10-30×100%【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】(1)基态氮原子的价电子排布式为2s22p3。(2)随着硼原子数的增加,硼烷的相对分子质量增大,分子间的作用力增强,熔沸点升高。(3)该有机物中,与H相连的N原子形成3条共价键,还有一对孤电子对,则该N原子杂化轨道类型为sp3杂化,形成碳氮双键的N原子,其杂化轨道类型为sp2杂化。(4)同周期元素从左到右原子的第一电离能呈增大的趋势,但是N2p轨道半充满较为稳定,第一电离能大于相邻的元素,则第一电离能的变化图为a。以上四个原子都失去一个电子后,B2s轨道全满2p轨道全空,O2p轨道半充满,这两个元素此时第二电离能大于相邻的元素,则第二电离能的变化图为b。(5)由图可知,只有成环的配位键才能起到螯合作用,结合题目中物质的结构可知,1个该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6个。形成配位键前孤电子对离成键电子较近,因电子间的排斥作用导致C-N-C的键角较小,形成配位键后,孤电子对离成键电子距离增大,电子间的排斥作用减小,C-N-C的键角增大。(6)根据均摊法,该晶胞中B个数为×8+×6=4,N个数为4,设该晶胞的边长为xpm,则,解得x3=pm3,N、B原子各有4个,体积总和为,则BN晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为。【分析】(1)依据构造原理分析;(2)依据相对分子质量进行比较熔沸点,相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高;(3)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型,确定杂化类型;(4)同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;(5)当共价键中共用的电子对是由其中一原子独自供应,另一原子提供空轨道时,就形成配位键;依据孤对电子之间排斥作用>孤对电子与成键电子对之间排斥>成键电子对之间排斥分析。(6)利用均摊法确定原子数,再利用公式计算。29.【答案】(1)乙醇分子间能形成氢键;乙醚沸点低,蒸馏时需要的温度低,青蒿素不易分解(2)C;O;X射线衍射;模型法;质谱法;(3)加成反应;sp3;正四面体;与青蒿素相比,双氢青蒿素分子中含有羟基,与水分子能形成氢键,水溶性更好【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构【解析】【解答】(1)①乙醇分子间能形成氢键,所以乙醇的沸点高于乙醚。②乙醚沸点低,蒸馏时需要的温度低,青蒿素不易分解,所以用乙醚提取效果更好;(2)①电子层数越多半径越大,电子层数相同时,质子数越多半径越小, C、H、O的原子半径最大的是C,元素的非金属性越强,电负性越大,电负性最大的是O。②X射线衍射法能确定哪些原子键存在化学键、并能测定键长和键角,测定晶体结构最常用的方法是X射线衍射、模型法,③能够快速、微量、精确的测定相对分子质量的物理方法是质谱法。④1个晶胞中含有4个青蒿素分子,1mol晶胞的质量为282g/mol×4,1mol晶胞的体积为 ,晶体的密度为。(3)①青蒿素结构修饰过程中氢气与羰基发生加成反应,其过程中,双键碳原子变为单键,杂化轨道发生变化的碳原子的杂化方式变为sp3。②中B的价电子对数为4,无孤电子对,空间结构名称为正四面体。③与青蒿素相比,双氢青蒿素分子中含有羟基,与水分子能形成氢键,水溶性更好,疗效更好。【分析】(1)①分子间有氢键,沸点较高;②依据题目信息分析;(2)①电子层数越多半径越大,电子层数相同时,质子数越多半径越小,元素的非金属性越强,电负性越大;②测定晶体结构最常用的方法是X射线衍射、模型法;③测定相对分子质量的物理方法是质谱法;④依据计算;(3)①依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型;②依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;③羟基亲水基,分子间氢键会增大物质的溶解度。30.【答案】(1)第五周期VIIA族(2)碘单质、CCl4均为非极性分子,水为极性分子,所以根据相似相溶原理,碘单质在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大(3)三角锥形;+3H2O=3HI+ H3PO3(4)因为电负性: F>I≈C,所以在中,受3个F原子吸引电子能力强的影响,I与C之间的共用电子对偏向于C,I显+1价,则发生水解时,生成和HIO(5)12;【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算【解析】【解答】(1)人工合成的是医疗上常用的放射性同位素,碘在周期表中的位置是第五周期VIIA族。(2)碘单质、CCl4均为非极性分子,水为极性分子,所以根据相似相溶原理,碘单质在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大。(3)中心原子价层电子对数为3+=3,且有一个孤电子对,空间结构是三角锥形,水解生成HI和H3PO3,化学方程式是+3H2O=3HI+ H3PO3。(4)因为电负性: F>I≈C,所以在中,受3个F原子吸引电子能力强的影响,I与C之间的共用电子对偏向于C,I显+1价,则发生水解时,生成和HIO。(5)①晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置,在一个晶胞中与顶点K紧邻的O为3×个,由于一个顶点的K被八个晶胞共用,故与一个K紧邻的O有:3××8=12个;②晶胞中K原子个数为8=1,I原子个数为1,O原子个数为6 =3,则该晶体的密度是=【分析】(1)依据核外电子排布规律判断在周期表中的位置;(2)根据相似相溶原理分析;(3)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;水解生成HI和H3PO3;(4)非金属性越强,电负性越大;(5)根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。31.【答案】(1)[Ar]3d104s24p3或1s22s22p63s23p63d104s24p3;As的4p能级是半充满状态,比较稳定(2)sp3杂化;三角锥形(3)CCl4或SiF4(其他合理答案均可)(4)NH3分子间存在氢键,汽化时克服分子间氢键,需要消耗大量的能量(5)Na2Cl(6)29.25/a3·NA【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】(1)基态As原子的核外有33个电子,根据构造原理知电子排布式为[Ar]3d104s24p3或1s22s22p63s23p63d104s24p3,As的4p能级是半充满状态,比较稳定,第一电离能比Se大。(2)中心原子价层电子对数为3+=4,中心原子的杂化方式为sp3杂化,含有1个孤电子对,的空间构型为三角锥形。(3)的中心原子价电子数为32,等电子体是指价电子和原子数都相等的微粒,与互为等电体的分子有CCl4或SiF4(其他合理答案均可)。(4)液氨可作制冷剂,汽化时吸收大量的热的原因是NH3分子间存在氢键,汽化时克服分子间氢键,需要消耗大量的能量。(5)该晶体中Na原子数目=2×+2+4×=4,Cl原子数目=8×=2,则该晶体的化学式为Na2Cl。(6)一个NaCl的晶胞中所包含的Na+为:12×+1=4,Cl-数目为:8×+6×=4,即1个NaCl晶胞的体积实际上是4个Na+和4个Cl-共同所占的体积,由NaCl晶胞示意图可知1个Na+与1个Cl-共同占有的体积为V=×(2acm)3=2a3cm3,由等式NA d V=58.5,可得NA=。【分析】(1)根据构造原理分析;同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;(3)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型,确定杂化类型;(4)分子间氢键会增大物质的溶解度;根据相似相溶原理分析;氢键比分子间作用力强;(5)利用均摊法确定原子数;(6)根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。32.【答案】(1)4:1;哑铃形(2)F>P>Li;P 的价电子排布式为 3s23p3,3p 能级处于半充满状态,相对稳定,不易得到一个电子,P元素的第一电子亲和能小于Si(3)分子间存在氢键,而、均不能形成分子间氢键,导致的沸点比、的沸点要高,影响、沸点的因素为范德华力,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高(4)(5)或【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算【解析】【解答】(1)P是15号元素,其基态原子核外电子排布式为[Ne]3s23p3,基态P原子中3p上有3个电子,则未成对电子数为3,成对电子为12,成对与未成对电子数之比为12:3=4:1;其原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为哑铃形;(2)同周期从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,因此Li、F、P三种元素的电负性由大到小的顺序是:F>P>Li;第一电子亲和能的原因为P 的价电子排布式为 3s23p3,3p 能级处于半充满状态,相对稳定,不易结合一个电子,P元素的第一电子亲和能小于Si;(3)分子间存在氢键,而、均不能形成分子间氢键,导致的沸点比、的沸点要高,影响、沸点的因素为范德华力,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高,则沸点由高到低的顺序为、、;(4)根据均摊法,Li+的个数为:,故LiFePO4的单元数有4个,该晶胞体积为a2b(10-7cm)3=a2b×10-21cm3,则磷酸铁锂晶体的摩尔体积=cm3/mol;(5)根据图可知,每个三角锥结构中P原子是1个,O原子个数是,所以P原子和O原子的个数比是,3个O原子带6个单位负电荷,磷酸盐中P的化合价为,故所形成离子化学式为或。【分析】(1)磷为15号元素,最外层有5个电子,有2个电子成对,3个电子未成对,内层的10个电子都成对,即成对电子由12个,未成对电子为4个;(2)同周期元素,从左到右电负性增大,同主族从上到下电负性逐渐减小;(3)氢键会影响分子的熔点和沸点;(4)晶胞摩尔体积的计算要结合阿伏加德罗常数常数、体积和原子个数判断;(5)化学史的判断要结合均摊法判断。33.【答案】(1)2;3d64s2;d(2)Mg2FeH6;正四面体;;(3)>【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;键能、键长、键角及其应用;晶胞的计算【解析】【解答】(1)同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,但Mg核外电子排布形成3s全满结构,能量较低,则第一电离能大于相邻元素,则第一电离能小于Mg的元素有Na、Al,共2种,Fe元素是26号元素,核外电子排布式为: 1s22s22p63s23p63d64s2,基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2,Fe位于元素周期表中的d区。(2)如图所示,晶胞中有8个Mg原子,Fe原子位于顶点、面心,晶胞中Fe原子数目 ,储氢后H原子以正八面体的配位模式有序分布在Fe原子的周围,则H原子数目为4×6=24个,储氢后晶体的化学式为Mg2FeH6,据图,Mg原子占据Fe原子形成的正四面体空隙;已知H原子构成正八面体、铁原子位于正八面体的体心,晶胞参数为apm,H原子与Fe原子之间的最短距离为晶胞参数的,即H原子与Fe原子之间距离为,则两个H原子之间的最短距离为,该储氢材料每个晶胞中含24个H原子、氢质量,晶胞体积,则储氢材料中氢的密度ρ为 (用含a的代数式表示)。(3)(氨硼烷)中氮原子有3个共价键、1个配位键,氨分子中氮原子有3个共价键、1对孤电子对,孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,则中的键角>中的键角。【分析】(1)同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;依据构造原理分析;(2)根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算;(3)依据孤对电子之间排斥作用>孤对电子与成键电子对之间排斥>成键电子对之间排斥分析。34.【答案】(1)(2)O;Se、S(3)H2O>H2Se>H2S(4)键角: SeO3>; SeO3为平面三角形,键角近似120°;为三角锥形,键角近似107°,故键角:SeO3>(5)4x(6)正八面体;【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;键能、键长、键角及其应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】(1)Se与S同主族,硒位于第四周期VIA,Se的价电子排布式为,基态硒原子的价电子轨道表示为,故答案为:。(2)①分子X中的元素有C、H、O、S、Se,其中O的非金属性最强,故O的电负性最大;②苯环中所有碳原子为杂化,碳碳双键中碳原子为杂化;S与两个O形成两个键,与两个C又形成了两个键,共4个键,为杂化;Se与两个C形成两个键,还有两对孤对电子,共4条轨道,为杂化。(3)H2O、H2S和H2Se为组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,水分子间还存在氢键,沸点更高,则沸点顺序由高到低的顺序为H2O>H2Se>H2S。故答案为:H2O>H2Se>H2S。(4)SeO3分子的中心原子Se为杂化,则SeO3为平面三角形,键角近似120°;离子的中心原子Se为杂化,则为三角锥形,键角近似107°,故键角:SeO3> 。(5)1个Cu2-xSe晶胞中的个数为,根据Cu2-xSe知,的个数和为4(2-x)=8-4x,设1个晶胞中的个数分别为a、b,则a+b=8-4x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为0,有2a+b=8,解得a=4x,所以每个Cu2-xSe晶胞中的个数为4x。故答案为:4x。(6)①立方Na2Se晶胞为面心立方,每个面上有一个Se2-,共6个Se2-,所围成的空间结构为正八面体;②立方Na2Se晶胞中的个数为,的个数为8,。【分析】(1)硒为第四周期VIA族,其最外层有6个电子,分布于4s和4p两个能级;(2)同周期元素,从左到右电负性增大,同主族元素,从上到下电负性减小;(3)同主族的元素氢化物,从上到下沸点增大,若是含有氢键会影响分子的沸点,导致反常;(4)孤电子对会导致键角减小;(5)结合均摊法判断;(6)杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数,若杂化轨道数=2,为sp杂化,杂化轨道数=3,为sp2杂化,杂化轨道数=4,为sp3杂化;杂化轨道数=2,为直线;杂化轨道数=3,成键电子数=3,为三角形;杂化轨道数=3,成键电子数=2,为V形;杂化轨道数=4,成键电子数=4,为四面体;杂化轨道数=4,成键电子数=3,为三角锥;杂化轨道数=4,成键电子数=2,为V形。35.【答案】(1)1s22s22p1;>(2)sp3杂化;共价键、氢键;H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+(3)B-O键键能大于B-B键和B-H键,所以更易形成稳定性更强的B-O键(4)晶体硼的熔点和沸点高,硬度大,故为原子(共价)晶体;12;B4C登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧高考二轮复习知识点:元素电离能、电负性的含义及应用1一、选择题1.(2023·北京)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是( )A.键的键能小于键的键能B.三氟乙酸的大于三氯乙酸的C.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性D.气态氟化氢中存在,而气态氯化氢中是分子【答案】A【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;键能、键长、键角及其应用;极性分子和非极性分子;电离平衡常数【解析】【解答】A、F的半径小于Cl半径,则F-F键长比Cl-Cl键长短,键长越短,键能越大,A正确;B、F的电负性大于Cl的电负性,使-COOH更容易断开H+,则三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸,酸性越强其Ka越大,B错误;C、F的电负性更大,吸引H的电子能力更强,则氟化氢的极性强于氯化氢的极性,C错误;D、F的电负性更强,使HF可以形成分子间氢键,而Cl电负性弱,HCl不能形成分子间氢键,D错误;故答案为:A【分析】A、键长越短,键能越大;B、电负性越强,对羧基上影响力越强,越容易断开氢离子;C、电负性可以影响分子的极性;D、N、O、F三种原子可以和H形成氢键。2.(2023·湖南)日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2:1:3。下列说法正确的是A.电负性:X>Y>Z>WB.原子半径:XC.Y和W的单质都能与水反应生成气体D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性【答案】C【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;微粒半径大小的比较【解析】【解答】由分析可知,X为O、Y为F、Z为P、W为Ca。A、非金属性越强,其电负性越强,因此电负性F>O>P>Ca,即Y>X>Z>W,A不符合题意;B、电子层数越大,原子半径越大,电子层数相同,核电荷数越大,原子半径越小,因此原子半径FC、F2能与H2O反应生成HF和O2,Ca能与H2O反应生成Ca(OH)2和H2,因此Y和W的单质都能与H2O反应生成气体,C符合题意;D、Z的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4,不具有强氧化性,D不符合题意;故答案为:C【分析】W可与Y形成化合物WY2,且W的原子序数最大,因此W为Ca。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,且含有2个未成对电子,因此X的核外电子排布式为1s22s22p4,故X为O。Y的基态原子含有1个未成对的电子,且Y能与W形成化合物WY2,因此Y为F。Z基态原子含有3个未成对的电子,因此Z的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,所以Z为P。3.(2023·湖北)W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素,其中X、Y、Z相邻,W的核外电子数与X的价层电子数相等,是氧化性最强的单质,4种元素可形成离子化合物。下列说法正确的是A.分子的极性: B.第一电离能:XC.氧化性: D.键能:【答案】A【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;极性分子和非极性分子;元素周期律和元素周期表的综合应用【解析】【解答】A.由分析可知,W为B,X为N,Z是F,WZ3为BF3,XZ3为NF3,其中前者的价层电子对数为3,空间构型为平面三角形,为非极性分子,后者的价层电子对数为4,有一对孤电子对,空间构型为三角锥形,为极性分子,则分子的极性:,A正确;B.由分析可知,X为N,Y为O,Z是F,同一周期越靠右,第一电离能越大,但是N的价层电子排布式为2s22p3,为半满稳定结构,其第一电离能大于相邻周期的元素,则第一电离能:YC.由分析可知,W为B,X为N,Y为O,则为N2O3,W2Y3为B2O3,两种化合物中N和B的化合价都是+3价,但是N的非金属性更强一些,故N2O3的氧化性更强一些,C错误;D.由分析可知,X为N,Y为O,Z是F,其中N对应的单质为氮气,其中包含三键,键能较大,D错误;故答案为:A。【分析】Z2是氧化性最强的单质,则Z是F,X、Y、Z相邻,且X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素,则X为N,Y为O,W的核外电子数与X的价层电子数相等,则W为B,即:W为B,X为N,Y为O,Z是F,以此解题4.(2023·深圳模拟)W、X、Y、Z为原子序数依次递增的短周期主族元素,W与X、Y与Z分别位于同一周期,化合物WX为常见的大气污染物,Y与Ⅹ同主族。下列说法正确的是( )A.电负性:B.简单氢化物的键角:C.原子半径:D.最高价氧化物对应的水化物的酸性:【答案】A【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子结构与元素的性质【解析】【解答】A.由分析可知,W为C或N,X为O,故电负性O>N即,A符合题意;B.由分析可知,W为C或N,X为O,则简单氢化物即CH4或者NH3,H2O,已知CH4为正四面体结构、NH3为三角锥形、H2O为V形,故它们的键角CH4>NH3>H2O即W>X,B不符合题意;C.由分析可知,X为O,Y为S,则原子半径S>O即Y>X,C不符合题意;D.由分析可知, Y为S,Z为Cl,最高价氧化物对应的水化物的酸性HClO4>H2SO4即Z>Y,D不符合题意;故答案为:A。【分析】A.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;B.依据孤对电子之间排斥作用>孤对电子与成键电子对之间排斥>成键电子对之间排斥分析。C.同周期同左到右原子半径依次减小,同主族元素原子半径从上到下依次增大;D.元素非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强。5.(2023·深圳模拟)同一短周期部分主族元素的第一电离能随原子序数递增的变化趋势如图所示,下列说法正确的是( )A.a元素可能是Li或NaB.a→e元素的最高正化合价依次升高C.c对应的元素可形成共价晶体D.基态e原子的价层电子的轨道表示式为:(或3)【答案】C【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用【解析】【解答】A.由分析可知,a为ⅡA 元素,故a元素可能是Be或Mg,A不符合题意;B.由分析可知,a为ⅡA,b为ⅢA,c为ⅣA,d为ⅤA,e为ⅥA,但O无最高正价,故a→e元素的最高正化合价不一定依次升高,B不符合题意;C.由分析可知,c为ⅣA即为C或者Si,则c对应的元素可形成金刚石和晶体硅均为共价晶体,C符合题意;D.由分析可知,e为ⅥA,基态e原子的价层电子的轨道表示式为:(或3),D不符合题意;故答案为:C。【分析】A.a为ⅡA 元素;B.O无最高正价;C.金刚石和晶体硅均为共价晶体;D.利用洪特规则分析。6.(2023·邯郸模拟)咔唑()是一种新型有机液体储氢介质。下列说法正确的是A.电负性B.同周期元素中第一电离能小于N的有4种C.咔唑的沸点比的沸点高D.基态氮原子的外围电子轨道表示式不能写为,因为违背了泡利不相容原理【答案】C【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶体熔沸点的比较【解析】【解答】A.根据电负性大小的比较,应该是:,A不符合题意;B.在第二周期元素中第一电离能小于N的有:共5种,B不符合题意;C.咔唑中能形成分子间氢键,所以咔唑的沸点比的沸点高,C符合题意;D.如果基态氮原子的外围电子轨道表示式不能写为,因为违背了洪特规则,D不符合题意;故答案为:C。【分析】A.根据非金属性越强,电负性越大;B.同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;C.分子间含有氢键,熔沸点较高;D.违背了洪特规则。7.(2023·聊城模拟)短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,基态X、Z、W原子均有两个单电子,W与Z同主族。下列说法错误的是A.第一电离能:Y>ZB.简单离子还原性:W>ZC.氧化物对应水化物的酸性:Y>WD.X、Y的氢化物分子中均可能存在非极性键【答案】C【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;极性键和非极性键【解析】【解答】A.N的核外电子排布为:1s22s23p3,p轨道为半充满状态,所以第一电离能:N>O,A不符合题意;B.S2-的还原性大于O2-,B不符合题意;C.最高价氧化物的水化物的酸性HNO3>H2SO4,题目未强调最高价氧化物水化物,C符合题意;D.C的氢化物C2H6中存在C-C非极性键,N的氢化物N2H4中存在N-N非极性键,D不符合题意;故答案为:C。【分析】A.同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;B.原子的氧化性越弱,对应离子的还原性越强;C.元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,不是最高价氧化物对应的水化物则不一定;D.同种原子之间的共价键为非极性键;不同种原子之间的共价键为极性键。8.(2023·黄山模拟)X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的前四周期元素。已知X是形成化合物种类最多的元素,Y和W的最外层电子数相同,但不同族,W的次外层电子数是最外层的8倍,Z是主族元素,其盐可以用于净水。某科研团队研究发现,X、Y、W形成的晶体有超导性,该新型超导晶体的一个晶胞如图所示,晶胞参数为a pm。下列说法正确的是A.X的氢化物可以与水形成氢键B.电负性:Y>ZC.晶胞中与Y最近的X原子有6个D.晶体密度为g/cm3【答案】D【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;含有氢键的物质【解析】【分析】A.C的氢化物不可以与水形成氢键,A不符合题意;B.电负性MgC.Y位于晶胞体心,X处于面心,与Y最近的X原子有8个,C不符合题意;D.晶体化学式为MgCNi3,式量为213,晶体密度为g/cm3,D符合题意;故答案为:D。【分析】A.氢键是电负性原子和与另一个电负性原子共价结合的氢原子间形成的键;B.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;CD.根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。9.(2023·运城模拟)有机物M(结构简式为( )是合成花椒毒素的重要中间体,下列说法错误的是A.电负性:F>O>N>C B.第一电离能:N>O>CC.M中碳原子的杂化方式有2种 D.M可以形成分子间氢键【答案】C【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】A.同周期元素(惰性气体元素除外)从左到右电负性逐渐增大,所以电负性:F>O>N>C,故A不符合题意;B.同周期随原子序数增大,元素第一电离能呈增大趋势,但N元素原子2p能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素的,第一电离能:N>O>C,故B不符合题意;C.M中存在羰基、-C≡N和-CH3,M中碳原子的杂化方式有sp、sp2、sp3共3种,故C符合题意;D.M中含有亚氨基(-NH-),可以形成分子间氢键,故D不符合题意;故答案为:C。【分析】A.元素的非金属性越强,电负性越大;B.同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素;C.苯环和双键碳原子采用sp2杂化,饱和碳原子采用sp3杂化,三键碳原子采用sp杂化;D.M中含有-NH-,可以形成分子间氢键。10.(2023·沈阳模拟)化合物甲()是制药工业和电池制造业等的原料,其组成元素W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素;其中W、X、Y为短周期主族元素,W是元素周期表中原子半径最小的元素,X、Y同周期,且X原子和Y原子的最外层电子数之比为2∶3,的电子数比Z原子的电子数多20.化合物甲在加热分解过程中剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示。下列叙述中正确的是A.第一电离能:B.若M点时所得产物化学式为,则n为2C.M到N的过程中只有一种气体生成D.可由与足量酸性溶液反应得到【答案】B【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子结构与元素的性质【解析】【解答】A.X为C,Z为Fe,W为H,H的1s轨道为半满结构,较稳定,故第一电离能H>C,A不符合题意;B.若M点时所得产物化学式为,则FeC2O4的质量为4.32g,物质的量为0.03mol,固体受热,由5.40g减少到4.32g,减少的水,物质的量为:(5.40g-4.32g)÷18g/mol=0.06mol,中n=2,B符合题意;C.200℃~300℃结晶水已经全部失去,M点为FeC2O4,M到N的过程是FeC2O4分解的过程,固体质量减少为:4.32g-2.32g=2g,减少的元素为碳元素和氧元素,根据元素守恒碳元素的物质的量为0.06mol,减少的的氧元素的物质的量为:(2g-0.06mol×12)÷16g/mol=0.08mol,碳氧原子个数比为:3∶4,故生成的含氧化合物为CO2和CO,C不符合题意;D.分子式为C2H6O2,同分异构体有多种,可能为乙二醇,也可能为其他有机物,若为乙二醇,在酸性高锰酸钾作用下,可生成乙二酸即草酸(H2C2O4),若为其他有机物,则无法在酸性高锰酸钾作用下生成乙二酸,D不符合题意;故答案为:B。【分析】A.同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;BC.依据热重法图中数据计算;D.依据分子存在多种同分异构体。11.(2023·武汉模拟)硼氢化锂(LiBH4)是一种潜在的高效储能材料,在高压下呈现出多晶型的转变过程。图a是不同压强下LiBH4的两种晶胞,图b是晶胞I沿x、y、z轴的投影图,下列有关说法错误的是A.电负性:H>B>LiB.晶胞II为较大压强下的晶型C.LiBH4中存在配位键,B提供空轨道D.晶胞I中Li+周围距离最近的BH有4个【答案】D【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算【解析】【解答】A.根据BH中B显+3价,氢显-1价可以判断电负性H>B,A不符合题意;B.由晶胞结构可知,晶胞II的密度大于晶胞I,压强越大,晶体中离子间的距离越小,密度越大,则在较大压强下的晶型是晶胞II,B不符合题意;C.BH中存在配位键,B提供空轨道,C不符合题意;D.晶胞I为长方体,不是正方体,Li+与周围的4个BH的距离不相等,D符合题意;故答案为:D。【分析】A.非金属性越强,电负性越大;B.依据压强越大,晶体中离子间的距离越小,密度越大分析;C.依据配合物的结构和性质分析;D.根据晶胞结构分析。12.(2023·吉林模拟)我国“祝融号”火星车成功着陆火星,发现其矿脉中含有原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z。已知W、Z同主族,且Z的原子序数是W的2倍,X的氢化物可用于蚀刻玻璃,Y与Z最外层电子数之和等于8。下列说法正确的是A.离子半径: Z>Y>W>XB.ZW2为含极性键的非极性分子C.简单氢化物的稳定性: X>W>ZD.同周期第一电离能小于Z的元素有5种【答案】C【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子结构与元素的性质【解析】【解答】A.元素离子结构中电子层越多,半径越大,当电子层相同时,核电荷数越大,半径越小,则离子半径: Z >W>X>Y,A不符合题意;B.ZW2为SO2,是V形分子,其为含极性键的极性分子,B不符合题意;C.元素非金属性越强,其简单氢化物越稳定,非金属性:X>W>Z,则简单氢化物的稳定性: X>W>Z,C符合题意;D.元素非金属性越强,其第一电离能越大,而短周期主族元素中,IIA族、VA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素,则同周期第一电离能小于S的元素有4种,分别为Na、Mg、Al、Si,D不符合题意;故答案为:C。【分析】A.元素离子结构中电子层越多,半径越大,当电子层相同时,核电荷数越大,半径越小;B.同种原子之间的共价键为非极性键;不同种原子之间的共价键为极性键;非极性分子是指分子里电荷分布是对称的(正负电荷中心能重合)的分子。极性分子是指分子里电荷分布不对称(正负电荷中心不能重合)的分子。C.元素非金属性越强,其简单氢化物越稳定;D.元素非金属性越强,其第一电离能越大,而短周期主族元素中,IIA族、VA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素。13.(2023·益阳模拟)前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次递增,X与W同族,四种元素属于不同周期。Z是其所在周期基态原子中含未成对电子数最多的原子。物质M为一种复合肥,其结构如图。下列说法错误的是A.元素的电负性:Y>Z>X>WB.可最多消耗C.简单气态氢化物的稳定性:Z>YD.W与X形成的化合物中含离子键【答案】C【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;物质的结构与性质之间的关系【解析】【解答】A.非金属性强则电负性大、金属性强则电负性小,同周期从左向右电负性增大,同主族从上到下电负性减小,元素的电负性:O>P>H>K,即 Y>Z>X>W,A不符合题意;B.KH2PO4与NaOH反应可以生成K2HPO4或K3PO4,则(KH2PO4)可最多消耗,B不符合题意;C.元素的非金属性越强,氢化物的稳定性越强,则简单气态氢化物的稳定性:Z<Y、即PH3<H2O,C符合题意;D. W与X形成的化合物为KH,由K+、H-构成,故含离子键,D不符合题意;故答案为:C。【分析】A.非金属性强则电负性大、金属性强则电负性小,同周期从左向右电负性增大,同主族从上到下电负性减小;B.依据中和原理判断;C.元素的非金属性越强,氢化物的稳定性越强;D. 金属氢化物为离子化合物。二、多选题14.(2023·潍坊模拟)化合物R是一种用于有机合成的催化剂,其网状结构片段如图。X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,四种元素原子序数之和为29,W的第一电离能大于同周期相邻元素。下列说法正确的是A.电负性:W>Y>XB.中各原子均满足8电子稳定结构C.同周期元素形成的单质中,Z的氧化性最强D.化合物R中Y、Z、W原子的杂化类型相同【答案】A,D【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;物质的结构与性质之间的关系;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】A.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;电负性:W>Y>X,A符合题意;B.BF3中B不是8电子结构,B不符合题意;C.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强;氧所在的同周期元素形成的单质中,氟单质的氧化性最强,C不符合题意;D.化合物R中Y、W形成4个共价键为sp3杂化,氧形成2个共价键还有2对孤电子对,也为sp3杂化,原子的杂化类型相同,D符合题意;故答案为:AD。【分析】A.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;B.BF3中B不是8电子结构;C.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强;D.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型。15.(2021高二下·济南期末)常温下,W、X、Y、Z四种短周期元素的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01mol/L)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法错误的是( )A.电负性:Z>Y>XB.简单离子的半径:Y>Z>W>XC.同浓度氢化物水溶液的酸性:Z<YD.Z的单质具有强氧化性和漂白性【答案】C,D【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;微粒半径大小的比较【解析】【解答】A. 周期表中同周期从左到右,元素的非金属性增强,电负性增大,电负性:Cl>S>Na,故A不符合题意;B. 电子层数越多,原子或离子的半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,对核外电子的吸引能力越强,离子半径越小,简单离子的半径:S2->Cl->N3->Na+,故B不符合题意;C. 盐酸是强酸,氢硫酸是弱酸,同浓度氢化物水溶液的酸性:S<Cl,故C符合题意;D.氯的单质具有强氧化性,没有漂白性,可与水反应生成具有漂白性的次氯酸,故D符合题意;故答案为:CD。【分析】A. 同周期从左到右,元素的非金属性增强,电负性增大;B. 电子层数越多,原子或离子的半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小;C. 利用酸的电离程度进行比较;D.氯气具有强氧化性,没有漂白性。16.(2019高二下·葫芦岛期末)下列元素或化合物的性质变化顺序正确的是( )A.第一电离能:Cl>S>P>SiB.热稳定性:MgCO3>CaCO3>SrCO3>BaCO3C.晶格能:NaF>NaCl>NaBr>NaID.共价键的极性:HF>HCl>HBr>HI【答案】C,D【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;用晶格能的大小衡量离子晶体中离子键的强弱;共价键的形成及共价键的主要类型;元素周期律和元素周期表的综合应用【解析】【解答】A、同周期从左向右第一电离能呈增大趋势,但ⅡA>ⅢA,ⅤA>ⅥA,因此第一电离能顺序是Cl>P>S>Si,故A不符合题意;B、四种碳酸盐为离子晶体, Mg、Ca、Sr、Ba为同主族元素,离子半径逐渐增大,形成碳酸盐时阳离子电荷数相同,离子半径越小,越容易夺取CO32-中O,造成碳酸盐稳定性下降,因此热稳定性:MgCO3C、NaF、NaCl、NaBr、NaI均为离子晶体,离子电荷相等,离子半径越大,晶格能越小,因此晶格能:NaF>NaCl>NaBr>NaI,故C符合题意;D、HX中H和X的电负性差值越大,极性越强,则共价键的极性:HF>HCl>HBr>HI,故D符合题意;故答案为:CD。【分析】易错点为选项B,碳酸盐的热分解是由于晶体中阳离子结合碳酸根离子中的氧离子,使碳酸根离子分解为CO2分子的结果,阳离子半径越小,所带电荷数越多,越容易结合CO32-中O,造成碳酸盐稳定性下降。三、非选择题17.(2023·北京)硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根可看作是中的一个原子被原子取代的产物。(1)基态原子价层电子排布式是 。(2)比较原子和原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由: 。(3)的空间结构是 。(4)同位素示踪实验可证实中两个原子的化学环境不同,实验过程为。过程中,断裂的只有硫硫键,若过程所用试剂是和,过程含硫产物是 。(5)的晶胞形状为长方体,边长分别为、,结构如图所示。晶胞中的个数为 。已知的摩尔质量是,阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为 。(6)浸金时,作为配体可提供孤电子对与形成。分别判断中的中心原子和端基原子能否做配位原子并说明理由: 。【答案】(1)(2),氧原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去一个电子(3)四面体形(4)和(5);(6)中的中心原子的价层电子对数为,无孤电子对,不能做配位原子;端基原子含有孤电子对,能做配位原子【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;配合物的成键情况;晶胞的计算【解析】【解答】(1)S为16号元素,基态原子电子排布式为1s2s22p63s23p4,则价层电子排布式为3s23p4,故答案为:3s23p4;(2)原子半径越大,原子核对电子的吸引力越弱,第一电离能越强,原子半径越小,原子核对电子的吸引力越强,第一电离能越弱,故答案为: ,氧原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去一个电子;(3)S2O32-中,中心S孤对电子为0,周围连接4个原子,为sp3杂化,形成四面体;(4)结合实验过程,可知过程i为Na232SO3和35S反应,35S取代了SO42-中的O,而过程ii生成的Ag2S,S2-来自于35S,则过程ii产物为Ag235S和Na232SO4,故答案为: 和 ;(5) 占据晶胞的顶点和棱心、面心和体心,其个数为;S2O32-占据晶胞的体心,个数为4,即晶胞中有4个 和4个S2O32-, 摩尔质量为Mg·mol-1,晶胞体积,则晶胞密度,故答案为:4; ;(6)中心S没有孤对电子,不能作为配位原子,端基S含有孤对电子,可以作为配位原子,故答案为: 中的中心原子的价层电子对数为,无孤电子对,不能做配位原子;端基原子含有孤电子对,能做配位原子。【分析】(1)基态原子核外电子排布式可以结合元素原子序数判断;(2)电子层数越多,半径越大,同主族元素,从上到下第一电离能减小;(3)杂化轨道数=周围原子数+孤电子对数,若杂化轨道数=2,为sp杂化,杂化轨道数=3,为sp2杂化,杂化轨道数=4,为sp3杂化;杂化轨道数=2,为直线;杂化轨道数=3,周围原子数=3,为三角形;杂化轨道数=3,周围原子数=2,为V形;杂化轨道数=4,周围原子数=4,为四面体;杂化轨道数=4,周围原子数=3,为三角锥;杂化轨道数=4,周围原子数=2,为V形;(4)根据产物中原子的来源,判断相应硫原子的质量数;(5)均摊法计算时,顶点占据,棱心占据,面心占据,体心占据1;密度;(6)中心原子孤电子对数=。18.(2023·全国乙卷)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物()。回答下列问题:(1)基态原子的价电子排布式为 。橄榄石中,各元素电负性大小顺序为 ,铁的化合价为 。(2)已知一些物质的熔点数据如下表:物质 熔点/℃800.7与均为第三周期元素,熔点明显高于,原因是 。分析同族元素的氯化物、、熔点变化趋势及其原因 。的空间结构为 ,其中的轨道杂化形式为 。(3)一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构属于立方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示,晶胞中含有 个。该物质化学式为 ,B-B最近距离为 。【答案】(1);O>Si>Fe>Mg;+2(2)钠的电负性小于硅,氯化钠为离子晶体,而 为分子晶体;随着同族元素的电子层数的增多,其熔点依次升高,其原因是: 、 、 均形成分子晶体,分子晶体的熔点由分子间作用力决定,分子间作用力越大则其熔点越高;随着其相对分子质量增大,其分子间作用力依次增大;正四面体;(3)3;;【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;晶体熔沸点的比较;晶胞的计算【解析】【解答】(1)根据铁原子电子排布式可知,其价电子排布为3d64s2,元素电负性为:O>Si>Fe>Mg,根据化合物化合价代数和为0,可得铁的化合价为+2价;(2),氯化钠为离子晶体,而四氯化硅为分子晶体,所以其沸点要高;三者都为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高;SiCl4共价键为4,没有孤电子,采用sp3杂化,为四面体结构;(3)由图可知,Mg位于正六棱柱的顶点和面心,由均摊法可以求出正六棱柱中含有个数为:,B在正六棱柱体内共6个,所以化学式为MgB2;由晶胞沿c轴的投影图可知,B原子在图中两个正三角形的重心,该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2倍,顶点到对边的垂线长度为,因此B-B最近距离为【分析】思路分析:(2)一般来说,熔沸点大小关系为:共价晶体>离子晶体>分子晶体,可以通过沸点判断分子晶体类型,一般来说,分子晶体熔沸点都很低(3)观察晶胞中原子的位置,利用均摊法计算原子个数,进而得到物质化学式。19.(2023·银川模拟)我国在新材料领域研究的重大突破,为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、Ni、Fe等元素。回答下列问题:(1)下列不同状态的硼中,失去一个电子需要吸收能量最多的是 (填标号,下同),用光谱仪可捕捉到发射光谱的是 。A. B.C. D.(2)B、C、N的第一电离能由大到小的顺序是 ,氮可形成多种氢化物,其中NH3的VSEPR模型名称是 ,N2H4中N原子杂化方式是 。(3)FeSO4 H2O的结构如图所示。FeSO4 7H2O中H2O与Fe2+、H2O与SO的作用力类型分别是 、 。H2O中H-O-H的键角 SO中O-S-O的键角(填“>”“<”或“=”)。(4)镍的某种氧化物常用作催化剂,其晶胞有如图结构特征:镍离子形成面心立方结构,氧离子填充在镍离子构成的八面体空隙中,填充率为100%。①从该晶胞中能分割出来的结构图有 (填标号)。a. b. c. d. e.②已知该晶体密度为ρg cm-3,NA为阿伏加德罗常数的值。该晶胞中镍离子周围与其等距离且最近的镍离子有 个,该距离为 pm(用含ρ和NA的代数式表示)。【答案】(1)A;CD(2)N>C>B;四面体形;sp3(3)配位键;氢键;<(4)bc;12;××1010 (或××1010)【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】(1)A中各轨道都处于全满状态比较稳定,较难失去电子,因此失去一个电子需要的能量最高;发射光谱是指电子从高能量轨道跃迁到低能量轨道时释放能量的现象,即原子从激发态到稳态过程发出电离辐射的过程,选项中处于激发态的原子为C、D,故答案为:C、D。(2)B、C、N为同一周期元素,第一电离能呈现增大的趋势,但N的基态电子排布为1s22s22p3,p轨道为半充满,第一电离能大于C,故第一电离能能由大到小的顺序是C>N>B;NH3中互斥电子对数为3+(5-3×1)=4,VSEPR模型为四面体形;N2H4中N形成一个N-N键和两个N-H键,还有一个孤电子对,故N原子杂化方式是sp3。(3)由FeSO4 7H2O的结构可知,H2O中含有孤电子对的氧原子与含有空轨的与Fe2+形成配位键;H2O中的氢原子与SO中氧原子形成氢键;水分子中氧原子的孤对电子对数为2,硫酸根离子中硫原子的孤对电子对数为0,孤对电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,则水中H-O-H键角小于硫酸根离子中O-S-O键角,故答案为:孤电子对有较大斥力,使H-O-H键角小于O-S-O键角。(4)氧离子形成面心立方结构,镍离子位于氧离子构成的八面体空隙,则该镍的氧化物的晶胞结构和NaCl的相似,氧离子位于晶胞顶点和面心,镍离子位于体心和棱上,故从晶胞分离出的结构可以为、,选bc;如图,以图中体心C原子为研究对象,与其最近的原子为小立方体面对角线上的3个,所以总用有3×8×=12个;该晶胞中镍离子的数目为4,氧离子的数目为4,晶胞质量为,该晶体密度为,设晶胞边长为a,则晶胞体积为,,晶胞中两个镍离子之间的最短距离为面对角线长度的一半,即为。故答案为:。【分析】 (1)具有全充满,半充满,全空三种状态的电子排布比较稳定,失去一个电子需要的能量最高;发射光谱是指电子从高能量轨道跃迁到低能量轨道时释放能量的现象,即原子从激发态到稳态过程发出电离辐射的过程;(2)同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型,确定杂化类型;(3)依据孤对电子之间排斥作用>孤对电子与成键电子对之间排斥>成键电子对之间排斥分析。(4)根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。20.(2023·安阳模拟)利用石灰石可吸收烟气中的H2S,其相关反应如下:反应i:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)反应ii:CaO(s)+H2S(g)CaS(s)+H2O(g)反应iii:CaS(s)+2O2(g)CaSO4(s)请回答下列问题:(1)基态硫原子价电子排布式为 ,其核外电子有 种空间运动状态。(2)钙元素的焰色反应呈砖红色,焰色属于 (填“吸收”或“发射”)光谱;元素S、Ca、O中,第一电离能最大的是 (填元素符号)。(3)H2S和PH3分子的价层电子对数为 ,PH3分子中的H-P-H键角大于H2S中的H-S-H键角,请从价层电子互斥理论解释其原因是 。(4)晶体CaCO3中含有的化学键有 (填字母)。a.σ键b.π键c.离子键d.非极性键(5)CaCO3、MgCO3热分解温度更高的是 原因是 。(6)方解石的成分为CaCO3,其晶胞结构如图所示,晶胞参数:高为cnm,晶胞底面为平行四边形,边长为anm。若用NA表示阿伏加德罗常数的值,则该方解石的密度为 g·cm-3(用含a、c、NA的代数式表示)。【答案】(1)3s23p4;9(2)发射;O(3)4;S原子与P原子都是sp3杂化,H2S分子中的s原子有2对孤电子对,PH3分子中的P原子有1对孤电子对,S原子中2对孤电子对对S-H键的斥力大于P原子中1对孤电子对对P-H键的斥力(合理即可)(4)abc(5)CaCO3;Mg2+半径比Ca2+小,MgO比CaO晶格能大,Mg2+对中的O2-吸引力更大(合理即可)(6)【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;共价键的形成及共价键的主要类型;晶胞的计算【解析】【解答】(1)硫的原子序数为16,基态硫原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,则其价电子排布式为3s23p4;基态硫原子核外电子占有9个原子轨道,则其核外电子有9种空间运动状态。(2)电子由较高能级跃迁到较低能级时,以光的形式释放能量,因此焰色属于反射光谱;同周期元素从左至右,第一电离能呈增大趋势,同主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小,则第一电离能最大的是O。(3)H2S中心S原子价层电子对数=,PH3中心P原子价层电子对数,即H2S和PH3分子的价层电子对数均为4;由于S原子与P原子都是sp3杂化,H2S分子中的S原子有2对孤电子对,PH3分子中的P原子有1对孤电子对,孤电子对数越多,孤电子对与成键电子对的排斥力越大,因此S原子中2对孤电子对对S-H键的斥力大于P原子中1对孤电子对对P-H键的斥力,使得H-P-H键角大于H2S中的H-S-H键角。(4)CaCO3由钙离子和碳酸根离子构成,含离子键,结构为,含σ键和π键,不含非极性键,故答案为:abc。(5)和所带电荷数相同,Mg2+半径比Ca2+小,MgO比CaO晶格能大,Mg2+对中的O2-吸引力更大,因此CaCO3热分解温度更高。(6)由晶胞结构图可知,位于顶点和体心的Ca2+个数=,2个位于晶胞内部,晶胞体积=,由得,。【分析】(1)依据构造原理分析;核外电子排布有多少个轨道,电子就有多少种空间运动状态;(2)电子由较高能级跃迁到较低能级时,以光的形式释放能量,属于反射光谱;同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;(3)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数;依据孤对电子之间排斥作用>孤对电子与成键电子对之间排斥>成键电子对之间排斥分析;(4)依据物质的结构判断;(5)离子晶体,电荷数越多,离子半径越小,晶格能越大、晶体的熔点越高;(6)利用均摊法确定原子数,再利用公式计算。21.(2023·郑州模拟)2023年1月30日,中国科学院朱庆山团队研究六方相砷化镍(NiAs)型到正交相磷化锰(MnP)型结构转变,实现了对锂硫催化剂的精确设计。回答下列问题:(1)Li、P、S三种元素中,电负性最小的是 。第三周期元素中第一电离能比P大的元素有 种。(2)基态S原子核外有 个电子自旋状态相同。基态As原子的电子排布式为 。(3)PH3、AsH3中沸点较高的是 ,其主要原因是 。(4)Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)],该配合物中锰原子的配位数为 。(5)CH3CN中C原子的杂化类型为 。(6)等物质的量的CH3CN和CO中,π键数目之比 。(7)NiAs的一种晶胞结构如图所示。若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为ρ g/cm3,则该晶胞中最近的砷原子之间的距离为 pm。【答案】(1)Li;2(2)9或7;[Ar]3d104s24p3(3)AsH3;两者均为分子晶体,AsH3相对分子质量大,范德华力强,沸点高(4)6(5)sp3、sp(6)1∶1(7)【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】(1)Li、P、S中,Li为金属元素,容易失去电子,电负性最小;一般情况下同一周期的元素,原子序数越大,元素的第一电离能也越大,但第VA的元素由于其处于p轨道的半充满的稳定状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能P>S,故第三周期元素中第一电离能大于磷的元素有Cl、Ar;所以第三周期元素中第一电离能比P大的元素有2种;故答案为:Li;2。(2)基态S元素电子排布式为1s22s22p3s23p4;有7个或9个电子自旋状态相同;基态As原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3;故答案为:9或7 ;[Ar]3d104s24p3。(3)PH3 、AsH3均为分子晶体,相对分子质量大,范德华力强,沸点高所以沸点较高的是AsH3,故答案为:AsH3;两者均为分子晶体,AsH3相对分子质量大,范德华力强,沸点高。(4)Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)],该配合物中与锰原子的配位有CO和CH3CN,配位数为6;故答案为:6。(5)CH3CN中有两个C原子,分别连接有4个和2个键,杂化类型为sp3、sp;故答案为:sp3、sp。(6)CH3CN和CO均含有2个π键,等物质的量的CH3CN和CO中,π键数目之比1:1;故答案为:1:1。(7)该晶胞中含有Ni3+个数为,含有As3-为4;即含有4个NiAs,其质量为,设其棱长为acm,所以,As3-位于其八分之一晶胞的中心,两个As3-之间的距离相当于面对角线长度的一半;所以两个As3-之间为;故答案为:。【分析】(1)非金属性越强,电负性越大;同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素。(2)依据构造原理分析;(3)分子晶体分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高;(4)依据配合物的结构判断;(5)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型;(6)依据单键是σ键,双键一个σ键和一个π键,三键是一个σ键和两个π键;(7)利用均摊法确定原子数,再利用公式计算。22.(2023·成都模拟)硒是人体需要的重要微量元素之一,参与体内多种代谢。试回答下列问题:(1)硒元素的基态原子核外电子排布中成对电子与成单电子的个数比为 ;在同一周期中比它的第一电离能大的元素有 种。(2)SeO3与水反应可以生成H2SeO4。H2SeO4分子中心原子的轨道杂化方式为 ;固体H2SeO4,存在作用力除范德华力共价键外还有 ;从分子结构的角度解释H2SeO4比H3AsO4酸性强的原因是 。(3)固态SeO2(如图)是以锥体形的角氧相连接的聚合结构,每一个锥体带一个端氧原子。①同为分子晶体,SeO2,熔点为350℃而SO2的熔点为-75.5℃,原因是 。②图中Se-O键较短的是 (填“a”或”b”)。(4)在一定条件下MgSe晶体结构为NaCl型(如图),Se2-为面心立方最密堆积方式,经测定MgSe的晶胞参数为anm,则Se2-的半径r(Se2-)为 nm(写出表达式);CaSe晶体结构也为NaCl型,其晶胞参数比MgSe大,且r(Ca2+)=bnm,则CaSe晶体的密度为 g cm-3(写出表达式)。【答案】(1)16:1;3(2)sp3;氢键;H2SeO4中非羟基氧比H3AsO4多1个,非羟基氧越多,酸性较强(3)固态SeO2发生聚合相对分子质量很大,范德华力大,熔点高;b(4)a;【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】(1)硒元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,成对电子与成单电子的个数比为16:1;同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,但是As元素最外层处于半满,第一电离能大于Se,所以在同一周期中比它的第一电离能大的元素有3种;故答案为:16:1;3。(2)SeO3与水反应可以生成H2SeO4。对于H2SeO4中心原子Se,由于H2SO4中S的杂化方式为sp3,因此H2SeO4中Se的杂化方式也应为sp3;固体H2SeO4,存在作用力除范德华力共价键外还有氢键;由于H2SeO4中非羟基氧比H3AsO4多1个,非羟基氧越多,所以H2SeO4酸性较强;故答案为:sp3;氢键;H2SeO4中非羟基氧比H3AsO4多1个,非羟基氧越多,酸性较强。(3)①由题可知,固态SeO2发生聚合相对分子质量很大,范德华力大,熔点高同为分子晶体,所以SeO2熔点为350℃而SO2的熔点为-75.5℃;故答案为:固态SeO2发生聚合相对分子质量很大,范德华力大,熔点高。②依据共价键饱和性可知,a为Se O,b为Se=O,b中含有π键,电子云重叠程度大,使得键长短;故答案为:b。(4)4r(Se2-)=晶胞面对角线长度=nm;所以r=a nm;由图3所示晶胞可知,一个晶胞中含有Se2-个数为4;CaSe晶体结构也为NaCl型,其晶胞参数比MgSe大,且r(Ca2+)=bnm,所以CaSe晶体的晶胞参数为cm;且一个晶胞中含有四个分子,所以CaSe晶体的密度为 g cm-3;故答案为:a;。【分析】(1)结合硒元素的电子排布式,可以知道成单电子只有4p能级中1个电子;(2)杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数,若杂化轨道数=2,为sp杂化,杂化轨道数=3,为sp2杂化,杂化轨道数=4,为sp3杂化;(3) ① 分子晶体中,相对分子质量越大,则熔点越高;② π键的电子云重叠程度大,使得键长短;(4)密度的计算要结合体积、摩尔质量、阿伏加德罗常数判断。23.(2023·潍坊模拟)有机—无机复合钙钛矿()型材料在太阳能电池及发光二极管等方面具有很好的应用前景,一种复合材料和(立方晶系)的晶胞结构如图所示。已知:A为间隔的阳离子,例如、等;A'为单一组分钙钛阳离子,例如、、等;B为单一组分钙钛矿中心离子、等,X为单一组分钙钛矿的阴离子,例如、或等卤素离子。回答下列问题:(1)基态Ti原子的价电子排布式为 。(2)H、C、N、O四种元素电负性由大到小的顺序为 ;第一电离能、、由大到小的顺序为 。(3)中C的杂化方式为 ;正丁胺()的沸点为77.8℃,正丁醇()的沸点为117.6℃,正丁胺沸点低的原因是 。(4)中Ca的配位数为 ;A为,A'为,B为,X为,晶胞参数为a nm和c nm,该晶体的密度为 。【答案】(1)(2);(3)杂化;N的电负性小于O,正丁胺分子间的氢键弱于正丁醇分子间的氢键(4)12;【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】(1)基态Ti原子为22号元素,价电子排布式为;(2)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;H、C、N、O四种元素电负性由大到小的顺序为;同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能;(3)中C形成3个共价键且无孤电子对,杂化方式为杂化;正丁胺()的沸点为77.8℃,正丁醇()的沸点为117.6℃,正丁胺沸点低的原因是N的电负性小于O,正丁胺分子间的氢键弱于正丁醇分子间的氢键,导致其沸点低于正丁醇;(4)以底面右下角的Ca为例,同层、上下层最近相邻的O各有4个,则中Ca的配位数为12;根据“均摊法”,晶胞中含个A、个A'、个B、个X,A为,A'为,B为,X为,晶胞参数为a nm和c nm,则晶体密度为。【分析】(1)依据构造原理分析;(2)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;同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素。(3)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型;分子间含有氢键,熔沸点较高;(4)利用均摊法确定原子数,再利用公式计算。24.(2023·南通模拟)研究含硼化合物具有重要意义。(1)易溶于热水、在冷水中溶解度较小,可通过如下过程制得:称取10 g钠硼解石[主要成分,含少量、NaCl和难溶于酸的物质],除去氯化钠后,在60℃下用浓硝酸溶解,趁热过滤,将滤渣用热水洗净后,合并滤液和洗涤液,降温结晶,过滤得。①写出与硝酸反应生成的化学方程式: 。②60℃时,控制钠硼解石量一定,硝酸溶解时B的浸出率随液固质量比的变化如图所示。硝酸溶解时控制液固质量比为5∶1,而不采用更大液固质量比的原因是 。③钠硼解石中的B可看成以形式存在。液固质量比为测定钠硼解石中的质量分数,实验方案如下:将所得用热水完全溶解后,加水定容至500 mL。取25.00 mL溶液,加入适量甘露醇(甘露醇与结合后,每分子可电离出1个),滴入2~3滴酚酞作指示剂,用0.2500 mol·L NaOH标准溶液进行滴定,终点时消耗NaOH标准溶液20.00 mL。根据实验数据计算钠硼解石中的质量分数,写出计算过程 。(2)一种镍磷化合物催化氨硼烷水解制氢的可能机理如图所示。①“中间体I”中B、N上所连H分别吸附在Ni和P上的原因是 。②“中间体III”可以进一步水解,则氨硼烷水解最终所得含硼化合物的化学式为 。(3)一种是核工业屏蔽中子的新型材料。其晶胞中Ca处于晶胞的体心位置,占据晶胞8个顶点的是由B原子构成的正八面体。晶胞和正八面体结构如图所示。中 。【答案】(1);使用更大液固比,B元素浸出率不再增大,但会消耗更多硝酸,浪费原料;更大液固比时,硼酸的结晶率会降低,减少硼酸的产率; mol原10 g钠硼解石中B的物质的量 mol mol g钠硼解石(2)电负性N>H>B,P>Ni,所以B上所连H带负电性、N上所连H带正电性、P带负电性、Ni带正电性,因为不同电性间原子相互吸引,所以B、N上所连H分别吸附在Ni和P上;或(3)6【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;探究物质的组成或测量物质的含量【解析】【解答】(1)①与硝酸反应生成硝酸钠、硝酸钙、硼酸和水,反应方程式为:,故答案为:;②由图中信息可知当液固质量比为5:1时,B元素的浸出率已经较大,再增大质量比B元素的浸出率不再增大,但会增加硝酸的用量,浪费原料;另外过高的质量比会导致硼酸的结晶率降低,减少硼酸产率,故答案为:使用更大液固比,B元素浸出率不再增大,但会消耗更多硝酸,浪费原料;更大液固比时,硼酸的结晶率会降低,减少硼酸的产率;③ mol原10 g钠硼解石中B的物质的量 molmolg钠硼解石故答案为: mol原10 g钠硼解石中B的物质的量 molmol; g;钠硼解石;(2)①由电负性规律可知:电负性N>H>B,P>Ni,由此可知B上所连H带负电性、N上所连H带正电性、P带负电性、Ni带正电性,因为不同电性间原子相互吸引,所以B、N上所连H分别吸附在Ni和P上。故答案为:电负性N>H>B,P>Ni,所以B上所连H带负电性、N上所连H带正电性、P带负电性、Ni带正电性,因为不同电性间原子相互吸引,所以B、N上所连H分别吸附在Ni和P上;②由反应机理可知水解过程中B原子所连的H逐步被-OH替代,由此可知氨硼烷水解最终水解生成和铵根离子,最终产物为或,故答案为:或;(3)由晶胞结构可知,该晶胞中含1个Ca,由B原子构成的正八面体占据晶胞8个顶点,则正八面体的个数为,则晶胞中B原子个数为6,故答案为:6。【分析】(1)①与硝酸反应生成硝酸钠、硝酸钙、硼酸和水;②依据图中信息分析判断;③依据原子守恒计算;(2)①非金属性越强,电负性越大;②依据反应机理和水解原理分析;(3)根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。25.(2023·西城模拟)锂离子电池广泛应用于电源领域。(1)锂离子电池目前广泛采用溶有六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸酯作电解液。①Li、P、F的电负性由大到小的排序是 。②PF中存在 (填序号)。a.共价键 b.离子键 c.金属键③碳酸二乙酯()的沸点高于碳酸二甲酯(),原因是 。④采用高温处理废旧电解液,会诱发碳酸酯发生变化,增大回收难度。碳酸二甲酯在高温发生如图转化。EC()发生类似转化的产物是Li2CO3和 (答一种)。(2)废旧锂离子电池含LiNiO2的正极材料经预处理后,可采用如图原理富集Ni元素。①基态Ni2+的价层电子的轨道表示式是 。②DMG中N原子均与Ni2+配位,且Ni2+的配位数是4;DMG-Ni中两个配体之间形成分子内氢键。写出DMG-Ni的结构简式(用“…”标出氢键)。 (3)石墨可作锂离子电池的负极材料。充电时,Li+嵌入石墨层间。当嵌入最大量Li+时,晶体部分结构的俯视示意图如图,此时C与Li+的个数比是 。【答案】(1)F>P>Li;a;二者在固态均为分子晶体,碳酸二乙酯与碳酸二甲酯结构相似,前者的相对分子质量大,范德华力大,沸点高;CH2=CH2(2);或(3)6∶1【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;化学键;晶体熔沸点的比较;晶胞的计算【解析】【解答】(1)①电负性由大到小的排序:F >P >Li;②PF中P原子和F原子形成共价键,故答案为:a;③二者在固态均为分子晶体,碳酸二乙酯与碳酸二甲酯结构相似,前者的相对分子质量大,范德华力大,沸点高;④由信息可知反应物中2个C-O断裂,形成碳碳键,则发生类似转化的产物是Li2CO3和CH2=CH2。故答案为:CH2=CH2。(2)①基态Ni2+的价层电子排布式3d8,轨道表示式是;②DMG-Ni中两个配体之间形成分子内氢键,一个配体中和O形成共价键的H与另一个配体中的氧形成氢键,故答案为:或。(3)由晶体部分结构的俯视示意图,可选取晶胞,俯视图如图,晶胞中16个C原子在棱上,4个C在面心,4个Li+在棱心,根据均摊法,C与Li+的个数比1=6∶1。【分析】(1)①元素的非金属性越强,电负性越大;②PF中含有共价键;③碳酸二乙酯和碳酸二甲酯均为分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高;④反应物中2个C-O断裂,形成碳碳键;(2)①Ni为28号元素,Ni原子失去2个电子形成Ni2+,其价电子排布式为3d8;②DMG-Ni中两个配体之间形成分子内氢键,一个配体中和O形成共价键的H与另一个配体中的氧形成氢键;(3)根据均摊法计算。26.(2023·贵阳模拟)硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素,可形成多种化合物,含硒化合物在材料和药物等领域有重要应用。回答下列问题:(1)基态硒原子价电子排布式为 ;其能量最高能级的电子云形状是 。(2)某绿色农药的结构简式如图所示。C、N、O、F四种元素第一电离能由大到小的排列顺序为 ;该物质中,C原子的杂化轨道类型为 。(3)亚硒酸钠(Na2SeO3)能消除加速人体衰老的活性氧,的空间构型为 ;的键角 气态分子SeO3(填“>”、“<”或“=”),原因是 。(4)二硫键与二硒键是重要的光响应动态共价键,其光响应原理可用下图表示。已知光的波长与其能量成反比,则图中实现光响应的波长λ1 λ2(填“>”、“<”或“=”)。(5)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为阿伏加德罗常数的值)【答案】(1)4s24p4;哑铃形(2)F>N>O>C;sp2、sp3(3)三角锥形;<;SeO3分子中Se原子的价层电子对数为3,孤电子对数为0,分子的空间构型为平面三角形,键角为120°;亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4,孤对电子数为1,离子的空间构型为三角锥形,键角小于120°(4)<(5)SeBi2O2;【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算【解析】【解答】(1)Se是34号元素,其价电子排布式为4s24p4,能量最高能级是4p,其电子云形状是哑铃形;(2)同一周期,从左到右,元素的第一电离能逐渐增大,其中VA族元素的第一电离能高于其相邻的元素,故第一电离能:F>N>O>C;该物质中既含有饱和C原子,又含有连接双键的C原子,故C原子的杂化轨道类型为sp2、sp3;(3)中Se的价层电子对数为=3+1=4,孤对电子数为1,的空间构型为三角锥形;SeO3中Se原子的价层电子对数为=3+0=3,孤电子对数为0,分子的空间构型为平面三角形,键角为120°,而的空间构型为三角锥形,键角小于120°,即的键角小于气态分子SeO3;(4)S和Se位于同一主族,Se的原子半径大于S,使得二硒键的键长大于二硫键,二硒键的键能小于二硫键,由于光的波长与其能量成反比,故λ1小于λ2;(5)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a×10-10cm×a×10-10cm×c×10-10cm=a2c×10-30cm3,则晶胞密度为=g·cm-3。【分析】(1)依据构造原理分析;s电子云呈球形,p电子云呈哑铃形;(2)同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素。依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型;(3)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;依据孤对电子之间排斥作用>孤对电子与成键电子对之间排斥>成键电子对之间排斥分析。(4)依据已知信息,利用原子半径越大,键长越大,键能越小分析;(5)根据电荷守恒判断化学式;利用均摊法确定原子数,再利用密度公式计算。27.(2023·丰台模拟)含氮化合物具有非常广泛的应用。(1)基态氮原子的电子有 种空间运动状态。(2)很多有机化合物中含有氮元素。物质 A(对氨基苯甲酸) B(邻氨基苯甲酸)结构简式熔点 188℃ 145℃作用 防晒剂 制造药物及香料①组成物质A的4种元素的电负性由大到小的顺序是 。②A的熔点高于B的原因是 。③A可以与多种过渡金属元素形成不同结构的配合物。其中A和可形成链状结构,在下图虚线内画出A的结构简式 。(3)氮元素可以与短周期金属元素形成化合物。是离子化合物,比较两种微粒的半径: (填“>”、“<”或“=”)。(4)氮元素可以与过渡金属元素形成化合物,其具备高硬度、高化学稳定性和优越的催化活性等性质。某三元氮化物是良好的超导材料,其晶胞结构如图所示。①基态Ni原子价层电子的轨道表示式为 。②与Zn原子距离最近且相等的Ni原子有 个。③表示阿伏加德罗常数的值。若此晶体的密度为,则晶胞的边长为 nm。()【答案】(1)5(2)O>N>C>H;B易形成分子内氢键,A只存在分子间氢键,影响物质熔点的是分子间氢键,所以A的熔点高于B;(3)<(4);12;c【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算【解析】【解答】(1)基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,电子的空间运动状态数=轨道数,有5种;(2)①组成物质A的4种元素为C、H、N、O,同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大,则有电负性C<N<O,H的电负性最小,故有:O>N>C>H;②B(邻氨基苯甲酸)易形成分子内氢键,A(对氨基苯甲酸)只存在分子间氢键,影响物质熔点的是分子间氢键,所以A的熔点高于B;③N、O原子提供孤电子对,提供空轨道,其中A和可形成链状结构,A的结构简式为;(3)具有相同电子层结构的离子,核电荷数越大,半径越小,故半径<;(4)①基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2,故其价电子轨道表示式为;②根据晶胞结构可知,Zn在顶点,Ni在面心,以Zn为中心在四个晶胞的面心有4个Ni,考虑三维空间,则与Zn原子距离最近且相等的Ni原子有43=12个;③根据均摊法,则一个晶胞含有1个N,6=3个Ni,8=1个Zn,分子式为ZnNi3N;晶胞的质量为,体积为V=cm3,边长为cm=c nm。【分析】(1)空间运动状态数等于电子占据轨道数;(2)①同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大;②分子间含有氢键,熔沸点较高;③依据配位键的形成分析;(3)具有相同电子层结构的离子,核电荷数越大,半径越小;(4)①依据构造原理分析;②根据晶胞结构分析;③利用均摊法确定原子数,再利用密度公式计算。28.(2023·巴中模拟)我国科学家制备的NiO/Al2O3/Pt催化剂能实现氨硼烷(H3NBH3)高效制备氢气的目的,制氢原理:H3NBH3+4CH3OHNH4B(OCH3)4+3H2↑。请回答下列问题:(1)基态氮原子的价电子排布式为 。(2)硼烷又称硼氢化合物,随着硼原子数的增加,硼烷由气态经液态至固态,其原因为 。(3)某有机硼化合物的结构简式如图所示,其中氨原子的杂化轨道类型为 。(4)图a、b、c分别表示B、C、N、O的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是 (填标号),判断的根据是 ;第二电离能的变化图是 (填标号)。(5)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Ni2+与EDTA形成的螯合物的结构如图所示,1个该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 个,在形成配位键前后C-N-C键角将 (填“增大"“减少”或“不变”)。(6)BN晶体的晶胞如图所示,B、N的原子半径分别为apm和bpm,密度为2.25g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,BN晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 。【答案】(1)2s22p3(2)硼烷的相对分子质量增大,分子间的作用力增强,熔沸点升高(3)sp2、sp3(4)a;同一周期从左到右,原子半径依次减小,基态原子第一电离能呈增大趋势,但由于氮原子2p能级半充满,失电子相对较难,第一电离能大于O;b(5)6;增大(6)(a3+b3)NA×10-30×100%【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】(1)基态氮原子的价电子排布式为2s22p3。(2)随着硼原子数的增加,硼烷的相对分子质量增大,分子间的作用力增强,熔沸点升高。(3)该有机物中,与H相连的N原子形成3条共价键,还有一对孤电子对,则该N原子杂化轨道类型为sp3杂化,形成碳氮双键的N原子,其杂化轨道类型为sp2杂化。(4)同周期元素从左到右原子的第一电离能呈增大的趋势,但是N2p轨道半充满较为稳定,第一电离能大于相邻的元素,则第一电离能的变化图为a。以上四个原子都失去一个电子后,B2s轨道全满2p轨道全空,O2p轨道半充满,这两个元素此时第二电离能大于相邻的元素,则第二电离能的变化图为b。(5)由图可知,只有成环的配位键才能起到螯合作用,结合题目中物质的结构可知,1个该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6个。形成配位键前孤电子对离成键电子较近,因电子间的排斥作用导致C-N-C的键角较小,形成配位键后,孤电子对离成键电子距离增大,电子间的排斥作用减小,C-N-C的键角增大。(6)根据均摊法,该晶胞中B个数为×8+×6=4,N个数为4,设该晶胞的边长为xpm,则,解得x3=pm3,N、B原子各有4个,体积总和为,则BN晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为。【分析】(1)依据构造原理分析;(2)依据相对分子质量进行比较熔沸点,相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高;(3)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型,确定杂化类型;(4)同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;(5)当共价键中共用的电子对是由其中一原子独自供应,另一原子提供空轨道时,就形成配位键;依据孤对电子之间排斥作用>孤对电子与成键电子对之间排斥>成键电子对之间排斥分析。(6)利用均摊法确定原子数,再利用公式计算。29.(2023·河西模拟)治疗疟疾的有效药物青蒿素是白色针状晶体,受热不稳定,易溶于乙醇和乙醚。按要求回答下列问题。(1)青蒿素的提取:在浸取、蒸馏过程中,发现用沸点比乙醇低的乙醚()提取,效果更好。①乙醇的沸点高于乙醚,原因是 。②用乙醚提取效果更好,原因是 。(2)青蒿素的结构①分子中C、H、O的原子半径最大的是 ,电负性最大的是 。②测定晶体结构最常用的方法是 、 ,经计算等过程得出其晶胞(长方体,棱长分别为a nm、b nm、c m,含4个青蒿素分子)及分子结构如下图甲所示。③测定其分子的相对分子质量为282,其物理方法是 。④晶体的密度为 (阿伏加德罗常数的值设为;列出表达式)。(3)青蒿素结构的修饰:一定条件下,用将青蒿素选择性反应,结构修饰为双氢青蒿素(如上图乙)。①青蒿素结构修饰发生的反应类型为 ,其过程中杂化轨道发生变化的碳原子的杂化方式变为 。②的空间结构名称为 。③从结构与性质关系的角度推测双氢青蒿素比青蒿素的水溶性、疗效更好的原因: 。【答案】(1)乙醇分子间能形成氢键;乙醚沸点低,蒸馏时需要的温度低,青蒿素不易分解(2)C;O;X射线衍射;模型法;质谱法;(3)加成反应;sp3;正四面体;与青蒿素相比,双氢青蒿素分子中含有羟基,与水分子能形成氢键,水溶性更好【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构【解析】【解答】(1)①乙醇分子间能形成氢键,所以乙醇的沸点高于乙醚。②乙醚沸点低,蒸馏时需要的温度低,青蒿素不易分解,所以用乙醚提取效果更好;(2)①电子层数越多半径越大,电子层数相同时,质子数越多半径越小, C、H、O的原子半径最大的是C,元素的非金属性越强,电负性越大,电负性最大的是O。②X射线衍射法能确定哪些原子键存在化学键、并能测定键长和键角,测定晶体结构最常用的方法是X射线衍射、模型法,③能够快速、微量、精确的测定相对分子质量的物理方法是质谱法。④1个晶胞中含有4个青蒿素分子,1mol晶胞的质量为282g/mol×4,1mol晶胞的体积为 ,晶体的密度为。(3)①青蒿素结构修饰过程中氢气与羰基发生加成反应,其过程中,双键碳原子变为单键,杂化轨道发生变化的碳原子的杂化方式变为sp3。②中B的价电子对数为4,无孤电子对,空间结构名称为正四面体。③与青蒿素相比,双氢青蒿素分子中含有羟基,与水分子能形成氢键,水溶性更好,疗效更好。【分析】(1)①分子间有氢键,沸点较高;②依据题目信息分析;(2)①电子层数越多半径越大,电子层数相同时,质子数越多半径越小,元素的非金属性越强,电负性越大;②测定晶体结构最常用的方法是X射线衍射、模型法;③测定相对分子质量的物理方法是质谱法;④依据计算;(3)①依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型;②依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;③羟基亲水基,分子间氢键会增大物质的溶解度。30.(2023·石景山模拟)碘及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题:电负性:H 2.20;C 2.55;F 3.98;P 2.19;I 2.66(1)人工合成的是医疗上常用的放射性同位素,碘在周期表中的位置是 。(2)碘单质在中的溶解度比在水中的大,解释原因 。(3)HI主要用于药物合成,通常用和P反应生成,再水解制备HI.的空间结构是 ,水解生成HI的化学方程式是 。(4)是一种甲基化试剂,可用作制冷剂,和发生水解时的主要反应分别是:和。的水解产物是HIO,结合电负性解释原因 。(5)晶体是一种性能良好的光学材料,其晶胞为立方体,边长为a nm,晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置,结构如下图。①与K原子紧邻的O原子有 个。②的摩尔质量为214g/mol,阿伏加德罗常数为。该晶体的密度是 。【答案】(1)第五周期VIIA族(2)碘单质、CCl4均为非极性分子,水为极性分子,所以根据相似相溶原理,碘单质在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大(3)三角锥形;+3H2O=3HI+ H3PO3(4)因为电负性: F>I≈C,所以在中,受3个F原子吸引电子能力强的影响,I与C之间的共用电子对偏向于C,I显+1价,则发生水解时,生成和HIO(5)12;【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算【解析】【解答】(1)人工合成的是医疗上常用的放射性同位素,碘在周期表中的位置是第五周期VIIA族。(2)碘单质、CCl4均为非极性分子,水为极性分子,所以根据相似相溶原理,碘单质在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大。(3)中心原子价层电子对数为3+=3,且有一个孤电子对,空间结构是三角锥形,水解生成HI和H3PO3,化学方程式是+3H2O=3HI+ H3PO3。(4)因为电负性: F>I≈C,所以在中,受3个F原子吸引电子能力强的影响,I与C之间的共用电子对偏向于C,I显+1价,则发生水解时,生成和HIO。(5)①晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置,在一个晶胞中与顶点K紧邻的O为3×个,由于一个顶点的K被八个晶胞共用,故与一个K紧邻的O有:3××8=12个;②晶胞中K原子个数为8=1,I原子个数为1,O原子个数为6 =3,则该晶体的密度是=【分析】(1)依据核外电子排布规律判断在周期表中的位置;(2)根据相似相溶原理分析;(3)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;水解生成HI和H3PO3;(4)非金属性越强,电负性越大;(5)根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。31.(2023·吴忠模拟)阿散酸( )是一种饲料添加剂,能溶于NaOH溶液中,常含有H3AsO3、NaCl等杂质。回答下列问题:(1)基态As原子核外电子排布式为 ,As的第一电离能比Se的大的原因为 。(2)的中心原子的杂化方式为 ,的空间构型为 。(3)与互为等电子体的分子为 (填化学式,任写一种即可)。(4)液氨可作制冷剂,汽化时吸收大量的热的原因是 。(5)NaCl晶体在50~-300GPa的高压下和Na或Cl2反应,可以形成不同的晶体,其中一种晶体的晶胞如图1所示,该晶体的化学式为 。(6)已知NaCl晶胞(如图2)中Na+和Cl-间最短距离为acm,阿伏加德罗常数的值为NA,NaCl晶体的密度为 g·cm-3.【答案】(1)[Ar]3d104s24p3或1s22s22p63s23p63d104s24p3;As的4p能级是半充满状态,比较稳定(2)sp3杂化;三角锥形(3)CCl4或SiF4(其他合理答案均可)(4)NH3分子间存在氢键,汽化时克服分子间氢键,需要消耗大量的能量(5)Na2Cl(6)29.25/a3·NA【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】(1)基态As原子的核外有33个电子,根据构造原理知电子排布式为[Ar]3d104s24p3或1s22s22p63s23p63d104s24p3,As的4p能级是半充满状态,比较稳定,第一电离能比Se大。(2)中心原子价层电子对数为3+=4,中心原子的杂化方式为sp3杂化,含有1个孤电子对,的空间构型为三角锥形。(3)的中心原子价电子数为32,等电子体是指价电子和原子数都相等的微粒,与互为等电体的分子有CCl4或SiF4(其他合理答案均可)。(4)液氨可作制冷剂,汽化时吸收大量的热的原因是NH3分子间存在氢键,汽化时克服分子间氢键,需要消耗大量的能量。(5)该晶体中Na原子数目=2×+2+4×=4,Cl原子数目=8×=2,则该晶体的化学式为Na2Cl。(6)一个NaCl的晶胞中所包含的Na+为:12×+1=4,Cl-数目为:8×+6×=4,即1个NaCl晶胞的体积实际上是4个Na+和4个Cl-共同所占的体积,由NaCl晶胞示意图可知1个Na+与1个Cl-共同占有的体积为V=×(2acm)3=2a3cm3,由等式NA d V=58.5,可得NA=。【分析】(1)根据构造原理分析;同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;(3)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型,确定杂化类型;(4)分子间氢键会增大物质的溶解度;根据相似相溶原理分析;氢键比分子间作用力强;(5)利用均摊法确定原子数;(6)根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。32.(2023·漳州模拟)磷酸铁锂电池是绿色环保型电池,该电池以磷酸铁锂为正极材料,嵌有石墨的锂为负极材料,溶有的碳酸酯作电解质。回答下列问题:(1)基态P原子的成对与未成对电子数之比为 ;最高能级的电子云轮廓图为 。(2)Li、F、P三种元素电负性由大到小的顺序为 。元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(),第三周期部分元素的(均为正值)的大小顺序为,第一电子亲和能的原因为 。(3)实验数据表明沸点,分析原因是 。(4)一种锂电池的正极材料磷酸铁锂的晶胞结构如图所示。其中分别位于顶角、棱心、面心,O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。磷酸铁锂晶体的晶胞参数分别为、,则磷酸铁锂晶体的摩尔体积 (已知阿伏加德罗常数为,晶体的摩尔体积是指单位物质的量晶体所占的体积)。(5)多聚磷酸由磷酸加热脱水缩合而成。链状多聚磷酸是多个磷酸通过脱水后共有部分氧原子连接起来的,多聚磷酸根离子的部分结构投影图如图所示(由于P、O原子的半径大小不同,投影图中P与O之间存在部分或全部遮掩关系),则其化学式为 。【答案】(1)4:1;哑铃形(2)F>P>Li;P 的价电子排布式为 3s23p3,3p 能级处于半充满状态,相对稳定,不易得到一个电子,P元素的第一电子亲和能小于Si(3)分子间存在氢键,而、均不能形成分子间氢键,导致的沸点比、的沸点要高,影响、沸点的因素为范德华力,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高(4)(5)或【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算【解析】【解答】(1)P是15号元素,其基态原子核外电子排布式为[Ne]3s23p3,基态P原子中3p上有3个电子,则未成对电子数为3,成对电子为12,成对与未成对电子数之比为12:3=4:1;其原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为哑铃形;(2)同周期从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,因此Li、F、P三种元素的电负性由大到小的顺序是:F>P>Li;第一电子亲和能的原因为P 的价电子排布式为 3s23p3,3p 能级处于半充满状态,相对稳定,不易结合一个电子,P元素的第一电子亲和能小于Si;(3)分子间存在氢键,而、均不能形成分子间氢键,导致的沸点比、的沸点要高,影响、沸点的因素为范德华力,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高,则沸点由高到低的顺序为、、;(4)根据均摊法,Li+的个数为:,故LiFePO4的单元数有4个,该晶胞体积为a2b(10-7cm)3=a2b×10-21cm3,则磷酸铁锂晶体的摩尔体积=cm3/mol;(5)根据图可知,每个三角锥结构中P原子是1个,O原子个数是,所以P原子和O原子的个数比是,3个O原子带6个单位负电荷,磷酸盐中P的化合价为,故所形成离子化学式为或。【分析】(1)磷为15号元素,最外层有5个电子,有2个电子成对,3个电子未成对,内层的10个电子都成对,即成对电子由12个,未成对电子为4个;(2)同周期元素,从左到右电负性增大,同主族从上到下电负性逐渐减小;(3)氢键会影响分子的熔点和沸点;(4)晶胞摩尔体积的计算要结合阿伏加德罗常数常数、体积和原子个数判断;(5)化学史的判断要结合均摊法判断。33.(2023·济宁模拟)铁镁合金储氢材料,晶胞结构如图所示,晶胞参数为apm,储氢后H原子以正八面体的配位模式有序分布在Fe原子的周围,H原子与Fe原子之间的最短距离为晶胞参数的1/4。回答下列问题(1)同周期中,第一电离能小于Mg的元素有 种,基态Fe原子的价电子排布式为 ,Fe位于元素周期表中的 区。(2)储氢后晶体的化学式为 ,Mg原子占据Fe原子形成的 空隙,两个H原子之间的最短距离为 ,该储氢材料中氢的密度ρ为 (用含a的代数式表示)。(3)(氨硼烷)也是具有潜力的化学储氢材料之一,中的键角 中的键角(填>,<或=)。【答案】(1)2;3d64s2;d(2)Mg2FeH6;正四面体;;(3)>【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;键能、键长、键角及其应用;晶胞的计算【解析】【解答】(1)同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,但Mg核外电子排布形成3s全满结构,能量较低,则第一电离能大于相邻元素,则第一电离能小于Mg的元素有Na、Al,共2种,Fe元素是26号元素,核外电子排布式为: 1s22s22p63s23p63d64s2,基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2,Fe位于元素周期表中的d区。(2)如图所示,晶胞中有8个Mg原子,Fe原子位于顶点、面心,晶胞中Fe原子数目 ,储氢后H原子以正八面体的配位模式有序分布在Fe原子的周围,则H原子数目为4×6=24个,储氢后晶体的化学式为Mg2FeH6,据图,Mg原子占据Fe原子形成的正四面体空隙;已知H原子构成正八面体、铁原子位于正八面体的体心,晶胞参数为apm,H原子与Fe原子之间的最短距离为晶胞参数的,即H原子与Fe原子之间距离为,则两个H原子之间的最短距离为,该储氢材料每个晶胞中含24个H原子、氢质量,晶胞体积,则储氢材料中氢的密度ρ为 (用含a的代数式表示)。(3)(氨硼烷)中氮原子有3个共价键、1个配位键,氨分子中氮原子有3个共价键、1对孤电子对,孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,则中的键角>中的键角。【分析】(1)同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;依据构造原理分析;(2)根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算;(3)依据孤对电子之间排斥作用>孤对电子与成键电子对之间排斥>成键电子对之间排斥分析。34.(2023·兰州模拟)硒(Se)是人体必需微量元素之一 ,含硒化合物在材料和药物领城具有重要应用。(1)I.自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来,AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子X的结构如图所示:基态硒原子的价层电子轨道表示式为 。(2)分子X中电负性最大的元素是 (填元素符号,下同),杂化轨道类型为sp3的中心原子是 。(3)H2O、H2S和H2Se的沸点由高到低顺序为 。(4)比较SeO3分子和 离子的键角大小,并说明理由 。(5)II. Cu2-xSe是一种钠离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。每个Cu2-xSe晶胞中含有 个Cu2+(用含x的表达式作答)。(6)立方Na2Se晶胞的晶胞参数为a pm,位于面心的Se2-所围成的空间结构为 ,该晶胞的密度为 g·cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。【答案】(1)(2)O;Se、S(3)H2O>H2Se>H2S(4)键角: SeO3>; SeO3为平面三角形,键角近似120°;为三角锥形,键角近似107°,故键角:SeO3>(5)4x(6)正八面体;【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;键能、键长、键角及其应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】(1)Se与S同主族,硒位于第四周期VIA,Se的价电子排布式为,基态硒原子的价电子轨道表示为,故答案为:。(2)①分子X中的元素有C、H、O、S、Se,其中O的非金属性最强,故O的电负性最大;②苯环中所有碳原子为杂化,碳碳双键中碳原子为杂化;S与两个O形成两个键,与两个C又形成了两个键,共4个键,为杂化;Se与两个C形成两个键,还有两对孤对电子,共4条轨道,为杂化。(3)H2O、H2S和H2Se为组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,水分子间还存在氢键,沸点更高,则沸点顺序由高到低的顺序为H2O>H2Se>H2S。故答案为:H2O>H2Se>H2S。(4)SeO3分子的中心原子Se为杂化,则SeO3为平面三角形,键角近似120°;离子的中心原子Se为杂化,则为三角锥形,键角近似107°,故键角:SeO3> 。(5)1个Cu2-xSe晶胞中的个数为,根据Cu2-xSe知,的个数和为4(2-x)=8-4x,设1个晶胞中的个数分别为a、b,则a+b=8-4x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为0,有2a+b=8,解得a=4x,所以每个Cu2-xSe晶胞中的个数为4x。故答案为:4x。(6)①立方Na2Se晶胞为面心立方,每个面上有一个Se2-,共6个Se2-,所围成的空间结构为正八面体;②立方Na2Se晶胞中的个数为,的个数为8,。【分析】(1)硒为第四周期VIA族,其最外层有6个电子,分布于4s和4p两个能级;(2)同周期元素,从左到右电负性增大,同主族元素,从上到下电负性减小;(3)同主族的元素氢化物,从上到下沸点增大,若是含有氢键会影响分子的沸点,导致反常;(4)孤电子对会导致键角减小;(5)结合均摊法判断;(6)杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数,若杂化轨道数=2,为sp杂化,杂化轨道数=3,为sp2杂化,杂化轨道数=4,为sp3杂化;杂化轨道数=2,为直线;杂化轨道数=3,成键电子数=3,为三角形;杂化轨道数=3,成键电子数=2,为V形;杂化轨道数=4,成键电子数=4,为四面体;杂化轨道数=4,成键电子数=3,为三角锥;杂化轨道数=4,成键电子数=2,为V形。35.(2023·呼和浩特模拟)硼及其化合物在材料制造、有机合成等方面用途非常广泛,硼的一些化合物表现出缺电子特征。回答下列问题:(1)基态硼原子的电子排布式为 ;B和Al的第一电离能I1(B) I1(Al)(填“>”或“=”或“<”)。(2)H3BO3(层状结构)的结构示意图如下,在硼酸的层状结构中O的杂化类型是 ,层内存在的作用力有 。硼酸显弱酸性与[B(OH)4]-配离子有关,硼酸的电离方程式: 。(3)自然界中不存在单质硼,硼的氢化物也很少,主要存在的是硼的含氧化合物,根据表中数据分析其原因是 。化学键 B-H B-O B-B键能(kJ·mol-1) 389 561 293(4)已知晶体硼的熔、沸点及硬度数据和基本结构单元(由硼原子组成的正二十面体如图1所示,每个三角形均为正三角形,每个顶点为一个硼原子)如下:晶体 金刚石 晶体硅 晶体硼熔点(K) 3832 1683 2573沸点(K) 5100 2628 3823硬度 10 7.0 9.6①晶体硼属于原子(共价)晶体,其理由是 。②每一个硼基本单元由 个原子组成;③碳化硼,别名黑钻石,是已知最坚硬的三种材料之一,仅次于金刚石和立方氮化硼,图2为碳化硼晶胞,其化学式为 ;(5)硼氢化钠是一种常用的还原剂。其晶胞结构如图3所示,标注为“1”的Na+坐标参数为 。已知NA代表阿伏加德罗常数的值,则硼氢化钠晶体的密度为ρ= g·cm-3(用含NA的代数式表示)。【答案】(1)1s22s22p1;>(2)sp3杂化;共价键、氢键;H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+(3)B-O键键能大于B-B键和B-H键,所以更易形成稳定性更强的B-O键(4)晶体硼的熔点和沸点高,硬度大,故为原子(共价)晶体;12;B4C(5)(1,1,);【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断【解析】【解答】(1)B 展开更多...... 收起↑ 资源列表 高考二轮复习知识点:元素电离能、电负性的含义及应用1(学生版).docx 高考二轮复习知识点:元素电离能、电负性的含义及应用1(教师版).docx