第十一单元物质结构与性质A卷新题基础练一、选择题：本题共14个小题，每小题4分，共56分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．下列有关化学键的说法正确的是A．任何离子和原子之间都可能存在化学键B．只有直接相邻的原子或离子之间才存在相互作用C．离子键是指阴、阳离子之间的相互吸引力D．分子和分子之间不存在化学键2．（2021·辽宁·大连八中）下列化学用语使用正确的是A．价层电子的轨道表达式为B．空间填充模型可以表示甲烷分子，也可以表示四氯化碳分子C．用电子式表示水的形成过程：→D．的结构示意图：3．（2021·辽宁实验中学）下列说法正确的是A．原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的B．电子的运动状态可从能层、能级、轨道3个方面进行描述C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键D．1个乙烯分子中含有4个σ键，1个π键4．（2021·辽宁沈阳·）以下现象与原子核外电子的跃迁有关的是①节日焰火②棱镜分光③激光④LED灯光⑤凹透镜聚光⑥钢铁生锈A．③⑥B．①③④C．①③④⑤D．①②③⑤⑥5．（2021·全国·）如图是物质的微观结构示意图，请认真观察两图，判断下列说法正确的是\nA．两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体B．I形成的固体物理性质有各向异性C．II形成的固体一定有固定的熔点D．二者的X射线衍射图谱是相同的6．（2021·全国·）下列有关电子排布式或排布图的结论错误的是选项电子排布式结论A1s22s22p2p2p违背洪特规则B1s2s2p63s23p63d3书写正确CN的电子排布图:违背泡利原理D1s22s22p63s23p63d54s1书写正确7．（2021·辽宁·辽河油田第一高级中学）已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素，其元素性质成原子结构如表：A原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同B原子最高能级的不同轨道都有电子，且自旋方向相同C电子排布式为D位于周期表中第4纵列E基态原子M层全充满，N层只有一个电子下列说法错误的是A．B有3个未成对电子B．A、B、C三种元素的原子半径由大到小的顺序：A＞B＞C\nC．D元素基态原子的价电子排布图为：D．E的基态原子的简化电子排布式为：8．（2021·江苏·）在气体分析中，常用CuCl2的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量。某工艺通过如下流程制备氯化亚铜固体(已知CuCl容易被氧化)：下列说法正确的是A．步骤①中可用稀硫酸代替稀盐酸B．步骤②中SO2的作用是作为氧化剂C．步骤③中用SO2水溶液洗涤比较有效D．CuCl晶胞结构如图所示，每个氯离子周围与之距离最近的氯离子数目为49．（2021·四川·东辰国际学校）元素X、Y、Z、M在周期表中的相对位置如图所示，已知M元素原子的价电子排布式ns2npn+1，且核外有9个原子轨道。下列说法错误的是XYMZA．M元素原子的价电子排布为3s23p4B．Y元素在周期表的第四周期第VA族C．X基态原子核外有两个未成对电子D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p210．（2021·全国·）下列粒子的VSEPR模型为四面体且其空间结构为Ⅴ形的是。A．B．C．D．11．（2021·山东·威海市文登区教育教学研究培训中心）中国研究人员在金星大气中探测到\n了磷化氢(PH3)气体。PH3常作为一种熏蒸剂，在贮粮中用于防治害虫，一种制备PH3的流程如图所示：下列说法错误的是A．白磷(P4)分子呈正四面体形，键角为60°B．白磷与浓NaOH溶液反应的化学方程式为：P4+3NaOH(浓)+3H2OPH3↑+3NaH2PO2C．次磷酸的分子式为H3PO2，属于一元酸D．理论上，1mol白磷可生产2molPH312．下列关于N、P及其化合物结构与性质的论述正确的是A．键能N-N＞P-P、N-H＞P-H，因此N2H4的沸点大于P2H4B．N的电负性比P的大，可推断NCl3分子的极性比PCl3的大C．NH3和PH3分子的VSEPR模型为正四面体形，PH3中P—H键键角大于NH3中N—H键键角D．研究发现固态PCl5中含有，而PBr5中则含有，存在差异的原因是Br-半径大13．（2021·浙江缙云·）下列“类比”结果不正确的是A．浓硫酸与NaCl微热制备HCl，则浓硫酸与微热可制备B．的分子构型为V形，则的分子构型为V形C．纯水的电离，则液氨的电离D．通入溶液中无沉淀生成，则通入溶液中也没有沉淀生成14．在二氧化碳合成甲醇的研究中，催化剂是研究的关键。目前国内外研究主要集中于铜基催化剂，有学者提出了如图CO2的转化过程。下列说法错误的是\nA．铜元素位于周期表中的ds区B．步骤④中有化学键的断裂和形成C．甲酸乙酯是该过程的催化剂D．总反应化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O二、非选择题：本大题共3小题，共44分。15．（2021·重庆八中）ⅢA族与ⅤA族元素及其化合物具有众多优良特性，可用于制作航天器等耐高温设备。回答下列问题。（1）Al原子中电子占据的最高能层符号为_______，第三周期元素中第一电离能介于Al和P有_______种（2）AlCl3在气态时可以发生二聚，其分子式为Al2Cl6，其二聚体结构如图，请在图中以“→”表示该结构中存在的配位键。其中Cl-Al-Cl键角的大小情况是AlCl3_______Al2Cl6(填“<”、“>”或“=”下同)原因为_______。（3）咪唑结构为，N原子的杂化类型为_______，分子中的大π键可以用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数。则咪唑中的大π键可表示为_______。（4）噻唑结构与咪唑很相似，结构为，噻唑的熔沸点_______咪唑，原因是\n_______。（5）氮化铝晶体是第三代半导体材料的典型代表之一，属于六方晶系，其晶胞结构如图甲所示，Al原子位于氮原子形成的_______空隙(填“正四面体”或“正八面体”)。已知晶胞的密度为ρg·cm-3，两种原子半径分别为rNnm和rAlnm，阿伏加德罗常数值为NA，则该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_______。(用含ρ、rN、rAl和NA的代数式表示)16．（2021·山东·菏泽一中）单晶边缘纳米催化剂技术为工业上有效利用二氧化碳提供了一条经济可行的途径，其中单晶氧化镁负载镍催化剂表现出优异的抗积碳和抗烧结性能。回答下列问题：（1）基态镍原子d轨道中成对电子与单电子的数目比为___________，下列现象与原子核外电子跃迁有关的是___________(填序号)a．焰火b．LED灯光c．金属导电d．核辐射（2）第二周期元素的第一电离能(I1)随原子序数(Z)的变化情况如图1所示。I1随Z的递增而呈增大趋势的原因是___________，导致I1在a点出现齿峰的原因是___________。（3）丁二酮肟常用于检验Ni2+，在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2+反应生成鲜红色沉淀的结构如图2所示，该结构中N原子的杂化轨道类型为___________，N原子与其它原子之间存在的作用力有___________(填序号)a．氢键b．π键c．σ键d．配位键\n（4）MgO具有NaC1型结构(如图3)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞anm，则r(Mg2+)为___________nm，NiO的晶体结构也与NaCl相同，Ni2+最邻近的O2-的核间距为bnm，NiO的晶体的密度为___________g/cm3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。17．（2021·四川省绵阳南山中学）氮()、磷()、砷()为第ⅥA族元素，该族元素的化合物在研究和生产中有着许多重要用途。（1）基态原子中，核外电子占据最高能层的符号是___________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___________。（2）化合物中原子的构型为___________，该化合物能溶于水，其主要原因是___________，与盐酸反应生成，该过程新生成的化学键类型为___________。（3）氮化硼()和磷化硼()都是受到高度关注的耐磨涂料，它们的结构相似，但是氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体高，其原因是___________；（4）磷化硼晶体的晶胞如图所示。\n①在晶胞中键角为___________，的堆积方式为___________。②磷化硼()晶体中“一般共价键”与配位键的数目之比为___________。③磷化硼晶胞密度为，则磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近的核间距离为___________。(只要求列算式，阿伏伽德罗常数的数值为)一、选择题：本题共14个小题，每小题4分，共56分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．下列有关化学键的说法正确的是A．任何离子和原子之间都可能存在化学键B．只有直接相邻的原子或离子之间才存在相互作用C．离子键是指阴、阳离子之间的相互吸引力D．分子和分子之间不存在化学键【答案】D【详解】A．化学键是相邻离子或原子间的一种强作用力，故A错误；B．分子内部的直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用称为化学键，而分子之间也存在相互作用，这种作用力比较微弱，称为分子间作用力，故B错误；C．离子键是指阴、阳离子之间的相互作用力，包括静电引力和静电斥力，故C错误；D．化学键存在于相邻的原子之间，不存在于分子之间，故D正确；故选D。2．（2021·辽宁·大连八中）下列化学用语使用正确的是A．价层电子的轨道表达式为\nB．空间填充模型可以表示甲烷分子，也可以表示四氯化碳分子C．用电子式表示水的形成过程：→D．的结构示意图：【答案】A【详解】A．铜处于周期表中第4周期第IB族，则Cu+价层电子排布式为3d10，符合泡利不相容原理，A正确；B．可以表示甲烷分子，但氯原子的相对体积较大，该模型不能表示四氯化碳分子，B错误；C．水为共价化合物，H原子和O原子之间为共价键，水的电子式为，C错误；D．Fe2+的结构示意图：，D错误；故选A。3．（2021·辽宁实验中学）下列说法正确的是A．原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的B．电子的运动状态可从能层、能级、轨道3个方面进行描述C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键D．1个乙烯分子中含有4个σ键，1个π键【答案】A【详解】A．原子轨道和电子云都用来描述电子运动状态而不是表示电子运动轨迹，即都是用来形象描述电子运动状态的，故A正确；B．决定电子运动状态有四个量：主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数，所以电子的运动状态可从能层、能级、轨道、自旋方向4个方面进行描述，故B错误；C．气体单质中，不一定有σ键，例如稀有气体，可能有π键，例如氮气等，故C错误；\nD．乙烯的结构简式为CH2=CH2，1个乙烯分子中含有5个σ键，1个π键，故D错误；故选A。4．（2021·辽宁沈阳·）以下现象与原子核外电子的跃迁有关的是①节日焰火②棱镜分光③激光④LED灯光⑤凹透镜聚光⑥钢铁生锈A．③⑥B．①③④C．①③④⑤D．①②③⑤⑥【答案】B【详解】①节日焰火，是因为不同金属离子吸收能量，电子发生跃迁，形成不同的颜色的光，与电子跃迁有关，故①正确；②棱镜分光是由于不同色彩的光在玻璃中的折射率不同引起的，与电子跃迁无关，故②错误；③激光的产生就是在外部刺激的情况下，很多高能的电子同时释放相位和能级相同能量，这些能量成为颜色一样的光子，有的在激光器内反射，继续与电子碰撞，释放更多的与它相同的光子，有的离开激光器，形成激光，与电子跃迁有关，故③正确；④LED灯通电发光，是因为电子受到激发的时候原子就会释放出可见光子形成的，与电子跃迁有关，故④正确；⑤凹透镜聚光是由光的折射形成的，与电子跃迁无关，故⑤错误；⑥钢铁长期使用后生锈，是金属原子失去电子被氧化，与电子跃迁无关，故⑥错误；①③④符合题意；答案选B。5．（2021·全国·）如图是物质的微观结构示意图，请认真观察两图，判断下列说法正确的是A．两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体B．I形成的固体物理性质有各向异性C．II形成的固体一定有固定的熔点D．二者的X射线衍射图谱是相同的【答案】B【详解】\n由微观结构示意图可知Ⅰ为晶体，Ⅱ为非晶体，A．观察结构图可知，图Ⅰ中微粒呈周期性有序排布，图Ⅱ微粒排列不规则，则图Ⅰ为晶体，图Ⅱ为非晶体即无定型二氧化硅，故A错误；B．Ⅰ形成的固体为晶体，物理性质有各向异性，故B正确；C．晶体具有一定熔点，非晶体没有一定熔点，Ⅱ形成的固体为非晶体，一定没有固定的熔点，故C错误；D．X-射线衍射图谱有明锐的谱线，可以检验晶体和非晶体，图谱明显不同，故D错误；故选：B。6．（2021·全国·）下列有关电子排布式或排布图的结论错误的是选项电子排布式结论A1s22s22p2p2p违背洪特规则B1s2s2p63s23p63d3书写正确CN的电子排布图:违背泡利原理D1s22s22p63s23p63d54s1书写正确【答案】B【详解】A．当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同，所以2p能级上电子排布图违背了洪特规则，A正确；B．原子核外电子先占有能量较低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，3d能级的能量高于4s能级，应先填充4s能级，再填充3d能级，则没有填充4s能级违背了能量最低原理，B错误；C．当电子排布在同一轨道时，每个轨道最多容纳2个电子，且自旋方向相反，1s和2s的自旋方向相同违背了泡利原理，C正确；D．原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道且自旋状态相同，全空、全满或半满时能量最低，则电子排布式1s22s22p63s23p63d54s1符合构造原理和洪特规则特例，书写正确，D正确；\n答案选B。7．（2021·辽宁·辽河油田第一高级中学）已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素，其元素性质成原子结构如表：A原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同B原子最高能级的不同轨道都有电子，且自旋方向相同C电子排布式为D位于周期表中第4纵列E基态原子M层全充满，N层只有一个电子下列说法错误的是A．B有3个未成对电子B．A、B、C三种元素的原子半径由大到小的顺序：A＞B＞CC．D元素基态原子的价电子排布图为：D．E的基态原子的简化电子排布式为：【答案】D【分析】五种前四周期元素A、B、C、D、E且原子序数依次增大。周期表中A元素原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同，则核外电子排布为1s22s22p2，故A为碳元素；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，且自旋方向相同，核外电子排布为1s22s22p3，故B为氮元素；C元素电子排布式为，为9号元素，故C为氟元素；D位于位于周期表中第4纵列，且处于第四周期，结合原子序数，则D为Ti元素；E基态原子M层全充满，N层只有一个电子，则外围电子排布为3d104s1，E为Cu。【详解】分析可知：A、B、C、D、E分别为C、N、F、Ti、Cu；A．B为N元素，核外电子排布为1s22s22p3，则有3个未成对电子，A正确；B．电子层越多，半径越多，同周期原子序数大的半径小，则原子半径为C＞N＞F，B正确；C．D为Ti元素，属于d区的元素，基态原子的价电子排布3d24s2，故其基态原子的价电子\n排布图为，C正确；D．E为Cu元素，Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1，D错误；故选：D。8．（2021·江苏·）在气体分析中，常用CuCl2的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量。某工艺通过如下流程制备氯化亚铜固体(已知CuCl容易被氧化)：下列说法正确的是A．步骤①中可用稀硫酸代替稀盐酸B．步骤②中SO2的作用是作为氧化剂C．步骤③中用SO2水溶液洗涤比较有效D．CuCl晶胞结构如图所示，每个氯离子周围与之距离最近的氯离子数目为4【答案】C【分析】碱式碳酸铜溶于过量的稀盐酸，得到CuCl2溶液，向此溶液中通入SO2，利用SO2的还原性将Cu2+还原生成CuCl白色沉淀，据此分析解题。【详解】A．若步骤①中用稀硫酸代替稀盐酸，则生成CuSO4溶液，后续通入SO2时则不可能生成CuCl沉淀，A错误；B．步骤②中SO2的作用是将Cu2+转化为CuCl，自身转化为，故SO2作为还原剂，B错误；C．SO2水溶液洗涤沉淀，可以除去表面的杂质，同时还能较少CuCl的溶解量，并保护CuCl被氧化，故步骤③中用SO2水溶液洗涤比较有效，C正确；D．CuCl晶胞结构如图所示，Cl-在晶胞的面心和顶点上，故每个氯离子周围与之距离最近\n的氯离子数目为12，D错误；故答案为：C。9．（2021·四川·东辰国际学校）元素X、Y、Z、M在周期表中的相对位置如图所示，已知M元素原子的价电子排布式ns2npn+1，且核外有9个原子轨道。下列说法错误的是XYMZA．M元素原子的价电子排布为3s23p4B．Y元素在周期表的第四周期第VA族C．X基态原子核外有两个未成对电子D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2【答案】B【分析】M元素原子的价电子排布式ns2npn+1，且核外有9个原子轨道，故可知n=3时符合，核外电子排布为1s22s22p63s23p4，故M为S；由元素X、Y、Z、M在周期表中的相对位置可知，X为O，Y为P，Z为Ge。【详解】A．M为S，最外层电子数为6，价电子排布为3s23p4，故A选项正确。B．Y为P，在周期表第VA族，故B选项错误。C． X为O，核外电子排布式为1s22s22p4，p轨道上有两个未成对电子，故C选项正确。D． Z为Ge，原子序数为32，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2，故D选项正确。故正确答案：B10．（2021·全国·）下列粒子的VSEPR模型为四面体且其空间结构为Ⅴ形的是。A．B．C．D．【答案】D【详解】A．二氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3，孤对电子对数为1，则分子的VSEPR模型为三角形，空间构型结构为V形，A错误；\nB．三氟化氮分子中氮原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为1，则分子的VSEPR模型为四面体形，空间构型结构为三角锥形，B错误；C．水合氢离子中氧原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为1，则离子的VSEPR模型为四面体形，空间构型结构为三角锥形，C错误；D．OF2分子中价层电子对为2+2=4，孤对电子对数为2，则分子的VSEPR模型为四面体形，空间构型结构为V形，D正确；故选D。11．（2021·山东·威海市文登区教育教学研究培训中心）中国研究人员在金星大气中探测到了磷化氢(PH3)气体。PH3常作为一种熏蒸剂，在贮粮中用于防治害虫，一种制备PH3的流程如图所示：下列说法错误的是A．白磷(P4)分子呈正四面体形，键角为60°B．白磷与浓NaOH溶液反应的化学方程式为：P4+3NaOH(浓)+3H2OPH3↑+3NaH2PO2C．次磷酸的分子式为H3PO2，属于一元酸D．理论上，1mol白磷可生产2molPH3【答案】D【详解】A．白磷的分子的结构为，白磷分子呈正四面体，键角60°，A正确；B．由流程分析白磷与浓NaOH溶液反应的化学方程式为：P4+3NaOH(浓)+3H2OPH3↑+3NaH2PO2，B正确；C．次磷酸钠分子式可得，次磷酸的分子式为H3PO2，由于氢氧化钠过量生成次磷酸钠，所以其属于一元酸，C正确；D．根据图示可知发生的反应有P4+3NaOH(浓)+3H2OPH3↑+3NaH2PO2、、，所以，所以若起\n始时有1molP4参加反应，则整个工业流程中共生成2.5molPH3，D错误；故选D。12．下列关于N、P及其化合物结构与性质的论述正确的是A．键能N-N＞P-P、N-H＞P-H，因此N2H4的沸点大于P2H4B．N的电负性比P的大，可推断NCl3分子的极性比PCl3的大C．NH3和PH3分子的VSEPR模型为正四面体形，PH3中P—H键键角大于NH3中N—H键键角D．研究发现固态PCl5中含有，而PBr5中则含有，存在差异的原因是Br-半径大【答案】D【详解】A．N2H4和P2H4均是分子晶体，沸点大小于取决于分子间作用力，A错误；B．分子的极性大小取决于共价键极性大小和分子的结构，B错误；C．NH3和PH3分子的VSEPR模型为正四面体形，PH3中P—H键键长大于NH3中N—H键键长，成键电子对对键角的支撑作用较弱，PH3中P—H键键角小于NH3中N—H键键角，C错误；D．Br-半径大，与P原子半径的比值较大，作为配位原子与P作用的配位数较少，不能形成，D正确；故选D。13．（2021·浙江缙云·）下列“类比”结果不正确的是A．浓硫酸与NaCl微热制备HCl，则浓硫酸与微热可制备B．的分子构型为V形，则的分子构型为V形C．纯水的电离，则液氨的电离D．通入溶液中无沉淀生成，则通入溶液中也没有沉淀生成【答案】D【详解】A．浓硫酸与NaCl微热制备HCl，则浓硫酸与微热可制备，均为不挥发性强酸制挥发性酸的反应，A不符合；\nB．、的中心原子价层电子对数为2+2=4，孤电子对数均为2，因此分子构型都为V形，B不符合；C．水与氨分子内部均存在强极性键、所含氢原子都是活泼氢原子、水分子与氨分子均能结合氢离子，纯水的电离，则液氨的电离，C不符合；D．通入溶液中不发生复分解反应、无沉淀生成，二氧化硫水溶液具有明显酸性、此时硝酸根离子具有强氧化性，则通入溶液中发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀，D符合；答案选D。14．在二氧化碳合成甲醇的研究中，催化剂是研究的关键。目前国内外研究主要集中于铜基催化剂，有学者提出了如图CO2的转化过程。下列说法错误的是A．铜元素位于周期表中的ds区B．步骤④中有化学键的断裂和形成C．甲酸乙酯是该过程的催化剂D．总反应化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O【答案】C【详解】A．Cu元素的价层电子排布为3d104s1，其位于周期表中的ds区，A项正确；B．步骤④是化学反应，有旧键的断裂和新键的形成，B项正确；\nC．由图可知，步骤④生成甲酸乙酯，步骤⑤消耗甲酸乙酯，甲酸乙酯是催化反应的中间产物而不是催化剂，C项错误；D．根据图示，在步骤①中存在CO2的消耗，步骤②中存在H2的消耗和H2O的生成，步骤⑤中存在甲醇的生成，因此，该反应的总反应方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O，D正确；故答案选C。二、非选择题：本大题共3小题，共44分。15．（2021·重庆八中）ⅢA族与ⅤA族元素及其化合物具有众多优良特性，可用于制作航天器等耐高温设备。回答下列问题。（1）Al原子中电子占据的最高能层符号为_______，第三周期元素中第一电离能介于Al和P有_______种（2）AlCl3在气态时可以发生二聚，其分子式为Al2Cl6，其二聚体结构如图，请在图中以“→”表示该结构中存在的配位键。其中Cl-Al-Cl键角的大小情况是AlCl3_______Al2Cl6(填“<”、“>”或“=”下同)原因为_______。（3）咪唑结构为，N原子的杂化类型为_______，分子中的大π键可以用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数。则咪唑中的大π键可表示为_______。（4）噻唑结构与咪唑很相似，结构为，噻唑的熔沸点_______咪唑，原因是_______。（5）氮化铝晶体是第三代半导体材料的典型代表之一，属于六方晶系，其晶胞结构如图甲所示，Al原子位于氮原子形成的_______空隙(填“正四面体”或“正八面体”)。已知晶胞的密度为ρg·cm-3，两种原子半径分别为rNnm和rAlnm，阿伏加德罗常数值为NA，则该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_______。(用含ρ、rN、rAl和NA的代数式表示)\n【答案】（1）M3（2）或>（3）sp2杂化（4）<咪唑可以形成分子间氢键（5）正四面体【解析】（1）Al原子核外有13个电子，分占三个能层，从低到高依次是K、L、M，电子占据的最高能层符号为M。同周期元素，一般来说，从左到右，核电荷数依次增多，对核外电子的束缚力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，所以第一电离能逐渐升高，但由于第ⅢA族元素Al失去的是能量较高的3p轨道上的电子，所以第一电离能低于第ⅡA的Mg；P的最外层3p轨道是半充满结构，比较稳定，所以第一电离能高于其后的S，所以第三周期元素中，第一电离能介于Al和P的有Mg、Si和S三种。（2）Al最外层只有3个电子，和3个Cl形成3个共价键后，最外层也只有6个电子，所以在二聚体中，Cl提供了孤电子对和Al共用，形成了配位键，这样使得Al也能达到8电子稳定结构，该配位键可表示为。其中Cl-Al-Cl键角的大小情况是AlCl3＞\nAl2Cl6，原因为AlCl3的中心原子Al是sp2杂化，键角接近120°，而Al2Cl6的中心原子Al的价层电子对数为4，是sp3杂化，键角为109°28′。（3）咪唑结构为，3号位N原子发生不等性sp2杂化，还有一个未参与杂化的p轨道，容纳了1个电子，1号位N原子发生等性sp2杂化，未杂化的p轨道上有一对电子，这两个p轨道上的3个电子和三个碳原子上的各自的1个未参与杂化的p轨道上的各1个电子形成大π键，则咪唑中的大π键可表示为。（4）咪唑中有连在电负性很大的N原子上的H原子，可以形成分子间氢键，而噻唑不能形成氢键，所以噻唑的熔沸点低于咪唑。（5）氮化铝晶体属于六方晶系，根据其晶胞结构可知，Al原子位于氮原子形成的正四面体空隙。根据其晶胞结构可知，该晶胞中含有2个Al原子和2个N原子，2个Al原子和2个N原子占有的体积为。晶胞密度表达式为g·cm-3，则1个晶胞的体积为，晶胞空间占有率表达式为。16．（2021·山东·菏泽一中）单晶边缘纳米催化剂技术为工业上有效利用二氧化碳提供了一条经济可行的途径，其中单晶氧化镁负载镍催化剂表现出优异的抗积碳和抗烧结性能。回答下列问题：（1）基态镍原子d轨道中成对电子与单电子的数目比为___________，下列现象与原子核外电子跃迁有关的是___________(填序号)a．焰火b．LED灯光c．金属导电d．核辐射（2）第二周期元素的第一电离能(I1)随原子序数(Z)的变化情况如图1所示。I1随Z的递增而呈增大趋势的原因是___________，导致I1在a点出现齿峰的原因是___________。\n（3）丁二酮肟常用于检验Ni2+，在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2+反应生成鲜红色沉淀的结构如图2所示，该结构中N原子的杂化轨道类型为___________，N原子与其它原子之间存在的作用力有___________(填序号)a．氢键b．π键c．σ键d．配位键（4）MgO具有NaC1型结构(如图3)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞anm，则r(Mg2+)为___________nm，NiO的晶体结构也与NaCl相同，Ni2+最邻近的O2-的核间距为bnm，NiO的晶体的密度为___________g/cm3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。【答案】（1）3：1ab（2）随原子序数增大，核电荷数增大，原子半径逐渐减小，核对外层电子的吸引力增大基态N原子的2p能级半充满（3）sp2bcd\n（4）【解析】（1）镍原子核外电子总数为28，可知基态镍原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2，d轨道中成对电子与单电子的数目比为3：1；a．焰火是原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关，a选；b．LED灯光是原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关，b选；c．金属导线可以导电是电子的定向移动，与电子跃迁无关，c不选；d．核辐射是原子核从一种一种能量状态结构或转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观离子流，与电子跃迁无关，d不选；故选：ab；（2）同周期自左而右原子半径减小，核电荷数增大，原子核对核外电子吸引增大，第一电离能呈增大趋势；a点表示N元素的I1，N元素原子2p能级为半充满稳定状态，失去电子需要能量较高，第一电离能高于O元素的，（3）该结构中N原子有双键杂化轨道类型为sp2，根据图示可知，C、N键为双键，双键是由一个σ键和一个π键构成；镍原子有空轨道，氮原子有孤电子对，因此二者形成配位键，故选bcd；（4）MgO中O2-离子采用面心立方最密堆积方式，则晶胞面对角线上的O2-离子紧密相邻，2个O2-核间距(即2个O2-半径之和)等于晶胞棱长的，故r(O2-)=anm××，2r(O2-)+2r(Mn2+)=anm，则r(Mn2+)=；根据均摊法可知，在NiO晶胞中含镍原子数为8×+6×=4，氧原子数为1+12×=4，所以晶胞的质量为m=，由题意可知，Ni2+最邻近的O2-的核间距为bnm，则晶胞的边长为2b×10-8cm，所以体积为V=8b3×10-24cm3，所以晶胞的密度。17．（2021·四川省绵阳南山中学）氮()、磷()、砷()为第ⅥA族元素，该族元素的化\n合物在研究和生产中有着许多重要用途。（1）基态原子中，核外电子占据最高能层的符号是___________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___________。（2）化合物中原子的构型为___________，该化合物能溶于水，其主要原因是___________，与盐酸反应生成，该过程新生成的化学键类型为___________。（3）氮化硼()和磷化硼()都是受到高度关注的耐磨涂料，它们的结构相似，但是氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体高，其原因是___________；（4）磷化硼晶体的晶胞如图所示。①在晶胞中键角为___________，的堆积方式为___________。②磷化硼()晶体中“一般共价键”与配位键的数目之比为___________。③磷化硼晶胞密度为，则磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近的核间距离为___________。(只要求列算式，阿伏伽德罗常数的数值为)。【答案】（1）球形、哑铃形（2）四面体与水分子形成氢键(或为极性分子，水为极性分子，根据相似相溶原理，能溶于水)配位键（3）二者形成的晶体都是原子晶体，而磷原子的半径比氮原子大，共价键键长比小，共价键键能大，因此氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体高（4）面心立方最密堆积3：1【解析】（1）的核电荷数为33，位于周期表中4周期VA族，核外电子排布：\n1s22s22p63s23p64s23d104p3，核外有4层，核外电子占据最高能层的符号是N，占据该能层为s、p轨道，电子云轮廓图形状为球形、哑铃形；（2）化合物中，氮原子形成3个N-C键，还含有1对孤电子对，N原子采取sp3杂化，构型为四面体；极性分子的溶质易溶于极性分子的溶剂，能与水形成氢键的物质易溶于水；为极性分子且能与水形成氢键，所以能够溶于水；含有空轨道与含有孤电子对的原子之间易形成配位键，N原子含有孤电子对，氢离子含有空轨道，二者形成配位键；（3）氮化硼()和磷化硼()都是受到高度关注的耐磨涂料，硬度大，耐高温，二者形成的晶体都是原子晶体，但磷原子的半径比氮原子大，共价键键长比小，共价键键能大，因此氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体高；（4）①磷化硼()晶体中，磷原子与周围的4个硼原子形成正四面体结构，硼原子与周围的4个氮原子形成正四面体结构，因此在晶胞中键角为；B原子处于晶胞顶角与面心，BN晶胞中B的堆积方式为为面心立方最密堆积；②磷化硼()晶体中，磷原子与周围的4个硼原子形成正四面体结构，硼原子与周围的4个氮原子形成正四面体结构，因此磷化硼()晶胞中含有4个P和4个B原子；B原子最外层有3个电子，形成4个共价键，其中含有1个配位键，所以“一般共价键”与配位键的数目之比为3：1；③该晶胞中B原子为4个，P原子个数为8×+6×=4，化学式为BP；设磷化硼晶胞的边长为apm，晶胞中的体对角线长为，晶体中硼原子和磷原子的核间距应为体对角线的；磷化硼晶胞密度为，晶胞体积为a3×10-30cm3，晶胞的质量为g，所以a3×10-30×b=，a=pm，磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近的核间距离pm
