江西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-21原子结构与性质

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江西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-21原子结构与性质

一、结构与性质
1．（2023·江西九江·统考三模）钒基笼目金属在超导电性方面有广阔的应用前最。某钒基笼目金属(M)的晶体结构如图所示。
  
(1)Sb在元素周期表中的位置是 。
(2)基态V原子的价电子中，未成对电子数与成对电子数之比为 。
(3)钒化合物在药物化学及催化化学等领域应用广泛。基态钒原子的价电子排布图为 ，钒有+2、+3、+4、+5等多种化合价，其中最稳定的化合价是 ，的空间结构为 。
(4)SbH3的键角比NH3的键角小，原因是 。
(5)该钒基笼目金属(M)的化学式为 ，与V原子距离最近且等距的V原子 个。
(6)已知，该晶胞中距离最近的两个V原子间的距离为2.75 Å，则晶胞体内A、B原子之间的距离为 Å (≈1.73， 保留两位小数)。
2．（2023·江西南昌·统考二模）载氢体与储氢材料的研究是氢能利用的关键技术。回答以下问题：
(1)氮原子激发态的电子排布式有 ， 其中能最最高的是 。(填标号)
a.1s22s22p23s1 b.1s22s12p4
c.1s22s22p13p2 d.1 s12s22p13d1
(2)PH3和NH3为两种常见的三角锥形气态分子，其键角分别93° 6'和107°，试用价层电子对互斥模型分析PH3的键角小于NH3的原因 。NH3的沸点比PH3大但比H2O小的原因是： 。
(3)载氢体氨硼烷(NH3BH3)和氨硼烷锂( LiNH2BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料，氨硼烷锂(LiNH2BH3)中存在的化学键类型为 ，NH3BH3分子中存在配位键，N原子与B原子的杂化类型分别为 、 。
(4)某种储氢材料LaNi5的晶体结构已经测定，属六方晶系，晶胞参数a=511pm， c=397pm，晶体结构如图所示：
  
已知上述晶体结构最多可容纳18个氢原子，写出完全吸氢后物质的化学式为 ，并计算该储氢材料完全吸氢后氢的密度 g·cm-3，(列出计算式即可，阿伏伽德罗常数为NA，忽略吸氢前后晶胞的体积变化)。
3．（2023·江西·统考二模）近日，科学家利用铁配合物催化氮气选择性转化成肼。如图所示(Et为乙基)。
  
回答下列问题：
(1)基态Fe原子最外层电子排布式为 。基志N原子有 种空间运动状态不同的电子。
(2)Fe(depe)(N2)所含元素中，电负性最大的元素是 。P原子的杂化类型是 。Fe(depe)(N2)中σ键数目和π键数目之比为 。
(3)N2H4和H2S的相对分子质量相同，但是常温常压下，N2H4呈液态，而H2S呈气态，其主要原因是 。
(4)NH3的VSEPR模型为 。1molN2H4最多能与 molH+反应。
(5)铁和氮形成一种晶胞如图所示。已知：NA为阿伏加德罗常数的值，六棱柱底边的边长为apm，高为bpm，该晶体中Fe、N原子个数最简比为 。该晶体的密度为 g·cm-3(只列计算式)。
  
4．（2023·江西鹰潭·统考一模）Co、Al、 Si形成的合金是一种高性能的热电材料，备受研究人员关注。回答下列问题：
(1)基态Co原子的核外电子排布式为 ，它处于元素周期表的 区。
(2)下列各状态的铝中，再电离出一个电子所需能量最小的是 (填序号)。
A． B．
C． D．
(3)AlCl3是某些有机反应的催化剂，如苯酚()与乙酰氯()反应的部分历程为。
①乙酰氯分子中碳原子的杂化类型为 。
②乙酰氯分子中C-C键与C-Cl键的夹角 120°(填“大于“等于”或“小于”)， 判断理由是 。
③的空间构型为 。
(4)金刚石、金刚砂(SiC)、单晶硅的熔点由低到高的顺序为 。
(5)Co、Al、Si形成的一种合金的晶胞结构如图所示(若不看， 该晶胞具有萤石结构)，1号原子、2号原、Al原子的分数坐标分别为(0， 1， 0)、(，，)、(，，)，则3号原子的分数坐标为 ； 若晶胞参数为anm，，则该合金的密度为 g·cm-3(NA表示阿伏加德罗常数的值，只需列出式子)。

5．（2023·江西景德镇·统考二模）硫、锌分别是人体必须的常量元素和微量元素，在生产中有着广泛应用。回答下列问题。
(1)基态硫原子的价电子排布式为 ，共有 个未成对电子。下列状态的硫原子中，电离最外层1个电子所需能量最低的是 (填标号)。

(2)S与O同族，H2S与H2O空间构型相同，都是2对孤电子对，但H2O分子中的键角比H2S分子中的键角大，请从成键电子对之间相互排斥的角度解释其原因 。
(3)二烃基锌(R-Zn-R)分子中烃基R与锌以σ键结合，C2H5-Zn-C2H5分子中原子的杂化方式有 ，下表是2种二烃基锌的沸点数据，则烃基R1是 ，推断的依据，是 。
物质
R1-Zn-R1
C2H5-Zn-C2H5
沸点(°C)
46
118
(4)闪锌矿硫化锌的晶胞结构如图所示。硫离子呈立方最密堆积，Zn2+填入S2-组成 空隙中(填“正四面体”或“正八面体”)；NA为阿伏加德罗常数，若晶体的密度为ρg/cm3，则S2-离子之间最短核间距离为 pm(用含ρ、NA的代数式表示)。

6．（2023·江西南昌·统考一模）金属卤化物钙钛矿太阳能电池作为最有前途的光伏技术之一，如何最大限度地减少表面缺陷对于进一步提高无机钙钛矿太阳能电池的功率转换效率和稳定性至关重要。近日，我国科学家设计了一种钝化剂三氟乙脒来抑制CsPbI3- xBrx薄膜缺陷。回答下列问题：
(1)基态碘原子的价层电子的运动状态有 种，基态Pb原子的价层电子排布式为 。
(2)I1代表元素的第一电离能，则I1(Br>I1(As)>I1(Se)的原因是 。
(3)三氟乙脒的结构如图所示，其中σ键 与π键数目之比为 ， 碳原子的杂化类型为 ； 测量HF相对分子质量测量值经常偏大的原因是 。

(4)某种金属卤化物无机钙钛矿的晶胞结构如图所示，晶胞的边长a pm，则该物质的化学式为 ； 晶体中Pb2+与Cs+最短距离为 pm； 晶体的密度ρ= g · cm-3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、NA的代数式表示；可能用到相对原子质量： Cs： 133  Pb： 207   I： 127)

7．（2023·江西南昌·统考三模）含银卤化物胶片是摄影中常用的感光材料。回答下列问题：
(1)卤化银曝光后会产生(黑色粉末)和。基态原子的价电子排布式为 。
(2)加入显影剂(如等)，使潜影银核中的进一步还原为。中(除H外)其他所含元素的第二电离能最大的是 ；该物质能溶于冷水，原因是 。
(3)用溶解胶片上多余的，形成可溶的直线形配离子，从而定影．离子的VSEPR模型为 ，中中心的杂化轨道类型为 ，其中配位时给出孤电子对能力较强的是 (填“S”或“O”)。
(4)电解法可回收银单质。单质为面心立方最密堆积，晶胞参数为，则银原子的半径 。

(5)晶胞如右图，晶胞参数为。晶体中的配位数为 ；已知离子半径为，离子之间不相切，则晶体中离子半径 。
8．（2023·江西赣州·统考一模）碳元素是形成化合物最多的元素，碳及其化合物构成了丰富多彩的物质世界。回答下列问题：
(1)基态碳原子的电子占据的最高能级电子云形状为 ，与碳元素同主族的第四周期元素基态原子外围电子排布式为 。
(2)是常见的含碳化合物，其构成元素电负性从大到小的顺序为 ，该分子中具有孤对电子的原子是 。
(3)碳酸盐是构成岩石、土壤等的主要成分，其阴离子的立体构型为 。已知碳酸镁的热分解温度(402℃)比碳酸钙(900℃)低，试解释原因 。
(4)在碳酸氢盐中，存在阴离子的多聚链状结构(其结构单元如图)，连接结构单元的主要作用力是氢键，请在下图中前后各链接一个结构单元：该结构中，碳原子杂化方式为 。

(5)一种碳化钨的晶体结构如图，若晶胞的高为bpm，阿伏加德罗常数值为，晶体的密度为，则晶胞底面六边形的边长为 pm(列出计算式)。

9．（2023·江西新余·统考二模）铑的配合物Rh(PPh3)Cl可催化丙烯与氢气的加成，反应过程为：CH3CH=CH2+H2CH3CH2CH3，回答下列问题：
(1)基态Rh原子的价电子排布式为4d85s1，铑在周期表的位置是 ，其原子中的未成对电子数为 。
(2) 1mol丙烯(CH3CH=CH2)中σ键的数目为 ，其结构简式中打点的C原子与H原子间的σ键可称为sp2-sσ键，则丙烯分子中C原子之间的所有σ键可称为 。
(3)第一电离能P Cl (填“大于”或“小于”)，PPh3是的缩写，该分子的立体构型是 。比较PPh3与PH3的沸点大小，并说明原因 。
(4) RhCl3的晶胞结构中Rh3+的位置如图所示(Cl-未画出)：

①晶胞中含有的Cl-数目为 ；
②若阿伏加德罗常数为NA，则晶体的密度为 g·cm-3.(列出计算式)
10．（2022·江西·校联考模拟预测）钴是一种重要的战略金属元素，在工业生产和生命科技等行业有重要应用。回答下列问题：
(1)基态Co原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为 Co成为阳离子时首先失去 轨道电子。
(2)实验室制取[Co(NH3)6]Cl3的反应为2CoCl2+10NH3+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O。
①上述反应涉及的非金属元素中，第一电离能最大的是 ，H2O2中O的杂化类型是 。
②NH3的VSEPR模型名称为 ，NH3的键角小于的原因是： ；酸碱质子理论认为，在反应过程中能给出质子(H+)的分子或离子都是酸，凡是能接受质子的分子或离子都是碱，判断给出H+能力的相对强弱：NH3 (填“>”或“PH3，故PH3的键角小于NH3；NH3能形成氢键而PH3不能形成氢键，导致NH3的沸点比PH3大；水分子也能形成氢键，水分子中氧存在2对孤电子对且氧的电负性强于氮，故水分子形成氢键数目大于氨气分子且形成的氢键较牢固，故水的沸点更高；从而使得NH3的沸点比PH3大但比H2O小；
（3）氨硼烷锂(LiNH2BH3)中存在阳离子锂离子和阴离子之间的离子键以及氮氢、硼氢之间的共价键；故的化学键类型为离子键，共价键；NH3BH3分子中存在配位键，结构为，N原子与B原子均能形成4个共价键，其杂化类型均为sp3；
（4）据“均摊法”，晶胞中含个La、个Ni，已知上述晶体结构最多可容纳18个氢原子，则完全吸氢后物质的化学式为LaNi5H6；晶胞参数a=511pm， c=397pm，则晶胞体积为，晶体密度为。
3．(1) 4s2 5
(2) N sp3 38∶1
(3)N2H4分子间存在氢键，H2S分子间只存在范德华力，氢键的作用力比范德华力强
(4) 四面体形 2
(5) 3∶1

【详解】（1）Fe为26号元素，基态Fe原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，最外层电子排布式为4s2。基态N原子电子排布式为1s22s22p3，含有电子的轨道有5个，电子有5种空间运动状态。
（2）Fe(depe)(N2)所含元素有C、N、H、P、Fe，电负性最大的元素是N；由图可知，P原子形成3个键，并且孤电子对形成了配位键，杂化类型是sp3；氮氮三键中含有1个σ键2个π键，单键和配位键都属于σ键，Fe(depe)(N2)中σ键数目和π键数目之比为38∶1。
（3）N2H4和H2S的相对分子质量相同，但是常温常压下，N2H4呈液态，而H2S呈气态，其主要原因是：N2H4分子间存在氢键，H2S分子间只存在范德华力，氢键的作用力比范德华力强。
（4）NH3中心原子价层电子对数为3+=4，VSEPR模型为四面体形；N2H4是二元弱碱，1molN2H4最多能与2mol H+反应。
（5）由均摊法可知，Fe原子的个数为3+12+=6，N原子的个数为2，该晶体中Fe、N原子个数最简比为3:1；该晶体的质量为，密度为。
4．(1) [Ar]3d74s2 d
(2)B
(3) sp2、sp3 小于 氧原子上有2个孤电子对，且与C原子形成C-O键，对C-C键和C-Cl键有较大的排斥力 正四面体形
(4)单晶硅第—电离能；原子处于激发态时能量比基态时高，易失去电子，B处于激发态，电离出—个电子需要的能量最低，综合分析需要能量最小的为B。故答案为：B；
（3）①乙酰氯分子甲基中的碳原子采用杂化、羰基中的碳原子采用杂化。②由于乙酰氯分子中含有碳氧双键，C—O键上的氧原子有2个孤电子对，对C—C键和C—Cl键有较大的排斥力，因此该夹角小于120°。③微粒中Al原子形成4个键，且不含孤电子对，故空间构型为正四面体形。故答案为：sp2、sp3；小于；氧原子上有2个孤电子对，且与C原子形成C－O键，对C－C键和C－Cl键有较大的排斥力；正四面体形；
（4）金刚石、金刚砂(SiC)、单晶硅均为原子晶体，结构相似，共价键键长越短，键能越大，原子晶体的熔点越高，原子半径：CO>C
(2) sp2杂化 O=C=O CO、N2
(3) 没有 HCOOHCO2↑+H2↑
(4) BiFeO3

【详解】（1）①根据图示结构可知，该化合物含有单键、双键以及Fe与N之间的配位键，所以含有σ键、π键、配位键；②图示结构涉及到的第二周期元素为N、O、C，第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。
故答案为：BCE，N>O>C。
（2）硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为3，则氮原子的杂化方式为sp2杂化，CO2的结构式为O=C=O。②CN-的电子数是14，则14电子的分子有CO和N2；
故答案为：sp2杂化，O=C=O；CO、N2。
（3）①催化循环中虽然铁连接的原子数和种类发生了改变，但是形成的共价键的个数没变，所以Fe元素的化合价没有改变。②根据反应机理图象可知总反应方程式为：
HCOOHCO2↑+H2↑；
故答案为：没有，HCOOHCO2↑+H2↑；
（4）①由晶胞结构以及均摊计算法可知，晶胞中位于顶点铋原子的个数1，位于体心的铁原子个数为1 ，位于面心的氧原子个数为3，所以晶体的化学式为BiFeO3，②设晶胞的边长为a pm，由晶胞的计算公式可得：，由结构可知，距离Fe最近的氧构成的图形为正八面体结构，由勾股定理可得正八面体的边长为即；
故答案为：BiFeO3，。
12．(1) 12
(2) N＞O＞C 7：2
(3) 18NA NH
(4)TiCl4属于分子晶体，MgCl2属于离子晶体，离子晶体熔点大于分子晶体
(5)

【详解】（1）钛的原子序数为22，基态钛原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2，电子占据的原子轨道数为1+1+3+1+3+2+1=12；基态Ti原子的价电子排布式为3d24s2，故基态Ti原子的价电子排布图为；
（2）同周期元素第一电离能自左而右呈增大趋势，但由于N原子的2p能级有3个电子，为半满稳定状态，能量降低，失去电子需要的能量较高，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N＞O＞C；该化合物中，甲基碳原子和连有羟基的碳原子均采取sp3杂化，其他7个碳原子都采取sp2杂化，所以采取sp2杂化的碳原子个数与采取sp3杂化的碳原子个数之比为7：2；
（3）1mol[Ti(H2O)6]Cl3中氢氧键有12mol，配位键有6mol，均为σ键，故含有σ键的数目为18NA；H2O有3个原子、8个价电子，互为等电子体的阴离子为NH；
（4）根据MgCl2和TiCl4的部分性质对比可判断出MgCl2是离子化合物，形成的晶体是离子晶体，故熔沸点较高，而TiCl4形成的晶体是分子晶体，熔沸点较低；
（5）根据均摊法，一个晶胞中N原子个数为8×+6×=4，Ti原子个数是12×+1=4，晶胞棱长是Ti原子与N原子间最短距离的2倍，所以晶胞体积为(2a)3pm3=(2a×1010)3cm3，所以密度为g/cm3。
13．(1) 18 F＞O＞Be＞B
(2) C6H6 12
(3)氨气分子间存在氢键，汽化时克服分子间氢键，需要消耗大量的能量
(4) 离子键和共价键(配位键) sp3、sp3d2
(5)

【详解】（1）K+核外电子排布为1s22s22p63s23p6，共有18个电子，则有18种运动状态；同周期自左至右第一电离能呈增大趋势，但Be的2s能级全满，更稳定，第一电离能大于B，所以第一电离能由大到小的顺序为F＞O＞Be＞B；
（2）(HB=NH)3中含有12个原子，价电子总数为30，且为六元环状化合物，所以与其互为等电子体的有机物分子式C6H6；单键均为σ键，双键中有1个σ键，所以1mol(HB=NH)3有12molσ键；
（3）N原子电负性较大，氨气分子间存在氢键，汽化时克服分子间氢键，需要消耗大量的能量；
（4）PCl5熔融状态下可以导电，说明其在熔融状态可以电离出离子，且键长有两种，所以熔体中含有PCl和PCl，存在共价键和离子键；PCl中P原子的价层电子对数为=4，为sp3杂化；PCl中P原子的价层电子对数为=6，为sp3d2杂化；
（5）每个小立方体中有8×=1个钠离子，电子对(2e-)和氦原子交替分布填充在立方体的中心，所以该晶体的晶胞应是由8个小立方体形成的大立方体，其中有一半小立方体中有He原子，一半有电子对，所以晶胞中有8个钠离子、4个He原子，则晶胞的质量为g=g，晶胞边长a=395pm，所以体积为3953pm3=3953×10-30cm3，则密度为g/cm3。
14．(1)d
(2)1s22s22p63s23p63d7
(3) N>O>C>Ni sp3、sp2 e
(4) Fe4N或Fe3(Ⅱ)Fe(Ⅲ)N 体心和棱心

【详解】（1）铁位于元素周期表的第四周期第VIII族，位于d区。
（2）Ni的原子序数为28，其基态原子电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2，则Ni3+的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d7。
（3）①另外四种元素为N、O、C、Ni，同一周期从左向右第一电离能呈增大趋势，第VA族因最外层处于半满结构，使得其第一电离能比同周期相邻元素第一电离能大，而同一族从上向下第一电离能逐渐减小，因此N、O、C、Ni第一电离能由大到小的顺序为：N>O>C>Ni；由M的结构可知，既有饱和碳原子、又有形成双键的碳原子，因此碳原子采取sp3、sp2杂化。
②由M结构可知，M中存在N→Ni配位键，C-C非极性键，C-N、C-H、O-H极性键，C=N双键中含有π键，还有2个氢键，不存在离子键，答案选e。
（4）①依据晶胞结构，Fe原子个数为：，其中Fe(II)占3个、Fe(III)占1个，N原子位于体心，原子数目为1，因此铁氮化合物的化学式为：Fe4N或Fe3(Ⅱ)Fe(Ⅲ)N。
②依据晶胞结构图知，若N处于顶点位置，则Fe处于体心和棱心位置。
③氮化铁的化学式为Fe4N，则晶胞质量m=，若晶胞边长为acm，则晶胞质量m=ρV=ρa3g=，a3=，Fe(II)围成的八面体相当于两个正四棱锥，底面为正方形，对角线长为晶胞边长、并且两对角线相互垂直、，正四棱锥的高等于，根据，八面体体积。
15．(1)
(2) sp2、sp3 Ni＜C＜O＜N
(3)D
(4) CO2 1：1 CNO-
(5) LaNi5 ×1021

【详解】（1）Ni是28号元素，基态Ni原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2，价电子排布式是3d84s2，价电子轨道表示式(电子排布图)为 ；
（2）该配合物中双键C原子的杂化方式为sp2、单键C原子的杂化方式为sp3；该配合物中含有Ni、C、H、O、N四种元素，非金属性越强第一电离能越大，N原子2p能级为半充满状态，结构稳定，第一电离能大于同周期相邻元素，除H之外的组成元素的第一电离能由小到大的顺序是Ni＜C＜O＜N。
（3）A．SeO中Se原子价电子对数为，VSEPR模型为正四面体，故不选A；
B．SeO中Se原子价电子对数为，VSEPR模型为正四面体，故不选B；
C．NiO中O2-价电子对数为4，VSEPR模型为正四面体，故不选C；
D．SeO2中Se原子价电子对数为，VSEPR模型为平面三角形，故选D；
选D。
（4）CO2是直线型分子，结构对称，正负电荷的重心重合，CO2属于非极性分子；双键中有1个π键，叁键中有2个π键，等物质的量的CO(C≡O)与CO2分子中的π键比为1:1；CO2的价电子数是16，与CO2互为等电子体(等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团)的阴离子为CNO-；
（5）①根据均摊原则，晶胞中La原子数是、Ni原子数是，该储氢材料的化学式为LaNi5；
②晶胞参数边长为anm，高为bnm，则晶胞体积为，设阿伏加德罗常数的值为NA，一个晶胞内可以储存18个氢原子，储氢后的晶胞密度为g·cm-3。
16． 1s22s22p63s23p63d24s2 TiF4为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，随相对分子质量的增大分子间作用力增大，熔点逐渐升高 O＞Ti＞Ca 离子键 12 Ti4+ sp3 2Eu3++Pb=2Eu2++Pb2+ 2Eu2++I2=2Eu3++2I−
【分析】(1)考查了对基态原子电子排布规律的认识；(2)考查了不同类型的晶体的熔沸点比较，相同类型的晶体的熔沸点比较；(3)考查了电负性的周期性变化规律，微粒间的相互作用以及晶胞中离子的配位数；(4)考查了晶胞中微粒的位置和杂化理论，晶体密度的计算问题；(5)重点考查通过反应历程图，来书写离子方程式等。
【详解】(1)钛元素是22号元素，故其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2；故答案为：1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2；
(2) 一般不同的晶体类型的熔沸点是原子晶体>离子晶体>分子晶体，TiF4是离子晶体，其余三种则为分子晶体，故TiF4的熔点高于其余三种物质；TiCl4、TiBr4、TiI4均为分子晶体，对于结构相似的分子晶体，则其相对分子质量越大，分子间作用力依次越大，熔点越高；故答案为：TiF4是离子晶体，其余三种则为分子晶体，故TiF4的熔点高于其余三种物质；TiCl4、TiBr4、TiI4均为分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，故熔点依次升高；
(3)CaTiO3晶体中含有Ca、Ti、O三种元素，Ca、Ti是同为第四周期的金属元素，Ca在Ti的左边，根据同一周期元素的电负性从左往右依次增大，故Ti>Ca，O为非金属，故其电负性最强，故三者电负性由大到小的顺序是：O>Ti>Ca，金属阳离子和氧负离子之间以离子键结合，离子晶体晶胞中某微粒的配位数是指与之距离最近且相等的带相反电性的离子，故Ca2+的配位数必须是与之距离最近且相等的氧离子的数目，从图(a)可知，该数目为三个相互垂直的三个面上，每一个面上有4个，故Ca2+的配位数是12；故答案为：O>Ti>Ca；离子键；12；
(4)比较晶胞(a)(b)可知，将图(b)中周围紧邻的八个晶胞中体心上的离子连接起来，就能变为图(a)所示晶胞结构，图(b)中体心上的Pb2+就变为了八个顶点，即相当于图(a)中的Ti4+；图(b)中顶点上的I-就变成了体心，即相当于图(a)中的Ca2+；图(b)面心上中的 就变成了棱心，即相当于图(a)中的O2-；故图(b)中的Pb2+与图(a)中的Ti4+的空间位置相同；有机碱中N原子上无孤对电子，周围形成了4个键，故N原子采用sp3杂化；从图（b）可知，一个晶胞中含有Pb2+的数目为个，的数目为个，I-的数目为个，故晶胞的密度为，故答案为：Ti4+；sp3； ；
（5）从作用原理图(c)可以推出，这里发生两个离子反应方程式，左边发生Pb + 2Eu3+ = Pb2+ + 2Eu2+，右边发生I2 + 2Eu2+ = 2Eu3+ + 2I-，故答案为：Pb + 2Eu3+ = Pb2+ + 2Eu2+；I2 + 2Eu2+ = 2Eu3+ + 2I-
【点睛】对电负性的考查，只要掌握周期表同一周期从左往右电负性依次增大，同一主族从上往下电负性依次减小的规律，另金属元素的电负性小于非金属的；化学键的类型判断主要也是通过电负性，当两元素的电负性相差1.7以上形成离子键，小于则形成共价键；判断分子等构型时，可以通过价层电子对互斥理论或杂化轨道理论以及等电子体原理进行判断；由陌生晶胞结构计算晶体密度时，先要确定晶胞中含有的微粒数目，这时一方面要认真分析晶胞中各类粒子的位置信息，另一方面也要注意均摊法的使用，然后根据质量的两种计算方法相等即来进行求算。
17．(1)3d6
(2) O>N>C>H H2O>NH3>CH4 2 2
(3) sp2 有
(4)100%
(5) (、、) a
(6)

【详解】（1）Fe2+核外有24个电子，电子排布式为[Ar] 3d6，所以Fe2+的价电子排布式为：3d6，故答案为：3d6。
（2）同周期元素自左至右，电负性增大，非金属性越强，电负性越大，故O、N、C、H的电负性依次减小，即O>N>C>H；O、N、C的简单氢化物分别为H2O、NH3、CH4，水和氨气分子间存在氢键，沸点高于甲烷，常温下水为液态，氨为气态，则沸点由高到低的顺序是H2O>NH3>CH4；CNO-的结构式为[O-CN]-，单键为σ键，三键有一个σ键和两个π键，所以其结构中有2个σ键，2个π键，故答案为：O>N>C>H；H2O>NH3>CH4；2；2。
（3）由图可知，n环为平面结构，N原子上有3个共价键，则N杂化类型为sp2；成环原子的π电子数等于6，则该环有芳香性，故答案为：sp2；有。
（4）该晶胞为立方晶胞，晶胞参数为a pm，晶胞体积为：a 3pm3，一个晶胞中含有Fe原子数目为：8+6+12+1+4=12，含有Al原子数目为：4，Fe3Al晶胞中，rA1=b pm， rFe=c pm，则晶胞中Fe、Al原子的总体积为rFe312+rA134=(12c3+4b3) pm3=(3c3+b3) pm3，所以该晶胞的空间利用率为100%，故答案为：100%。
（5）由图一可知，m原子位于右后下方小立方体的中心，则m原子的原子分数坐标为(、、)；由晶胞结构图可知，4个铝原子分别位于处于对角位置的4个小立方体的中心，任意两个A1原子之间的距离为晶胞面对角线长的一半，即为apm，故答案为：a。
（6）一个晶胞中含有Fe原子数目为：8+6+12+1+4=12，含有Al原子数目为：4，一个晶胞的质量m=，晶胞的体积V=(a10-10cm)3=a310-30cm3，根据=，得Fe3Al晶体的密度为： g·cm-3，故答案为：。
18． 错误 违背泡利原理 CN-、C22- sp3 铜3d104s1 锌3d104s2 HCHO+4Cu(OH)2 +2NaOHNa2CO3+2Cu2O+ 6H2O 2 （16×2+64×4）×1030/（a3NA）
【详解】试题分析：本题以CO与H2在由Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成合成甲醇为载体，考查核外电子排布规则、等电子体、原子轨道的杂化类型、外围电子排布式、晶胞的结构、晶胞密度等。
(1) 在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋状态相反，故该同学画出的CO分子中氧原子的核外电子排布图违背泡利原理，是错误的；(2) 原子总数相同、价电子总数相同的分子（即等电子体）具有相似的化学键特征，CO中原子数为2，电子数为14，故与CO互为等电子体的离子有CN-、C22-；用价层电子对互斥理论来判断：C的最外层4个电子，H为1个电子，对于非中心原子O为0个，所以CH3OH价层电子总数是4+4×1=8，所以轨道数是4，碳原子属于sp3杂化；(3) 黄铜是由铜和锌熔合而成，故铜的外围电子为3d104s1，锌的外围电子为3d104s2；(4) 甲醛与足量新制Cu(OH)2悬浊液加热反应的化学方程式HCHO+4Cu(OH)2 +2NaOHNa2CO3+2Cu2O+ 6H2O；① (大球)为1＋8×＝2，(小球)为4个。(小球)所以代表Cu原子，(大球)代表氧原子。一个Cu原子周围有2个O原子，所以其配位数为2。故在该晶胞中，Cu+的配位数是2；②一个晶胞中含有Cu个数为：4，O个数为2，故 。
【点睛】涉及了洪特规则特例、电子排布式的书写、杂化类型和价层电子对数之间的关系、δ键的特性、等电子体的判断的问题，都是基础性的知识，能使学生拿分，这次没涉及晶胞问题，估计明年会涉及，复习时多注意这块知识，让学生夯实基础，提高基础知识的运用。
19． 3d84s2 28 sp N2或CO 大 NH3中N的孤电子对形成配位键后，使N—H成键电子对所受斥力减小，键角增大 Cu+的价电子排布式为3d10，处于半充满，而Ni+的价电子排布式为3d84s1，因此Cu+比Ni+稳定，更难失电子 （1，，）
【分析】(1)镍原子的核电荷数为28，基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，原子核外不存在运动状态完全相同的电子；
(2)根据CN-中碳原子的价层电子对数确定杂化方式；原子数目和价电子数相等的微粒互为等电子体；孤对电子与成键电子对之间排斥＞成键电子-成键电子排斥，键角被压缩；
(3)核外电子处于半充满、全充满状态时，能量较低较稳定；
(4)NiO的晶体结构如图甲所示，其中离子坐标参数A 为(0，0，0)，B为(1，1，0)，C在x、y、z轴上的投影分别是1、、；
(5)根据图知，每个Ni原子被3个O原子包围、每个O原子被3个Ni原子包围，如图所示，相邻的3个圆中心连线为正三角形，三角形的边长为2apm，每个三角形含有一个Ni原子，三角形的面积=[×2a×2a×sin60°×10-24]m2=×10-24a2m2，如图实际上每个Ni原子被两个小三角形包含小平行四边形面积为2×10-24a2m2，O原子个数=×6=1，由此计算每平方米面积上分散的该晶体的质量。
【详解】(1)镍原子的核电荷数为28，基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，则价电子排布式为3d84s2；原子核外不存在运动状态完全相同的电子，则Ni核外有28种运动状态不同的电子；
(2)CN-中碳原子的价层电子对数目为1+=2，则碳原子的杂化方式为sp；CN-的原子数目为2，价电子数为10，则与CN-互为等电子体的一种分子是N2或CO；NH3分子中N原子有1个孤对电子，[Ni(NH3)4]2+中NH3中N的孤电子对形成配位键后，使N—H成键电子对所受斥力减小，键角增大，则[Ni(NH3)4]2+中H-N-H键角大于NH3分子中H-N-H键角；
(3)Cu+的价电子排布式为3d10，处于全充满，而Ni+的价电子排布式为3d84s1，因此Cu+比Ni+稳定，更难失电子，所以铜的第二电离能较大；
(4)NiO的晶体结构如图甲所示，其中离子坐标参数A 为(0，0，0)，B为(1，1，0)，C在x、y、z轴上的投影分别是1、、，所以C的晶胞参数为(1，，)；
(5)根据图知，每个Ni原子被3个O原子包围、每个O原子被3个Ni原子包围，如图所示，相邻的3个圆中心连线为正三角形，三角形的边长为2apm，每个三角形含有一个Ni原子，三角形的面积=[×2a×2a×sin60°×10-24]m2=×10-24a2m2，如图实际上每个Ni原子被两个小三角形包含小平行四边形面积为2×10-24a2m2，O原子个数=×6=1，每平方米面积上分散的该晶体的质量==g。
【点睛】等电子体是由短周期元素组成的粒子，只要原子数相同，各原子的最外层电子数之和相同，可互称为等电子体，书写等电子体时运用等量异质替换，如将NH4+中N原子、1个单位正电荷换作用C原子，可得NH4+的等电子体；将CO32-中C原子、1个单位负电荷换作N原子，可得CO32-的等电子体；将NO2+中N原子、1个单位正电荷换作用C原子，可得NO2+的等电子体；将C2O42-中1个C原子、1个单位负电荷换作1个N原子，可得C2O42-的等电子体；将N原子电子数加1得O原子，将N原子电子数减1得C原子，可得N2的等电子体。
20． 3d104s1 Cr 减小 金属键 CH3OH、HCOOH分子间存在氢键且HCOOH分子间氢键(或分子间作用力)较强，HCHO分子间只存在范德华力 HCHO CH4中C采用sp3杂化，HCHO中C采用sp2杂化 六方最密堆积 ×
【详解】(1) Mn、Fe、Co、Ni、Cu的外围电子排布式分别为3d54s2、3d64s2、3d74s2、3d84s2、3d104s1，基态原子Cu原子核外电子符合全充满、半充满，遵循“洪特规则特例”，故答案为3d104s1。
(2) 石墨烯限域单原子铁能活化CH4分子中C—H键，说明在催化剂存在下C—H键更容易发生断裂，其键能更小；铁晶体属于金属晶体，晶体中存在自由电子和金属阳离子，靠金属键结合形成金属单质，故答案为：减小；金属键。
(3)①CH3OH、HCOOH 分子间存在氢键，且HCOOH 分子间氢键更强，HCHO分子间只存在范德华力，氢键比范德华力更强，故沸点HCOOH＞CH3OH＞HCHO，故答案为：CH3OH、HCOOH分子间存在氢键且HCOOH分子间氢键(或分子间作用力)较强，HCHO分子间只存在范德华力。
②CH4中C原子采取sp3杂化，为正四面体，HCHO中C原子采取sp2杂化，为平面三角形，HCHO键角较大；故答案为：HCHO；CH4中C采用sp3杂化，HCHO中C采用sp2杂化。
(4) ①由图可知，钴晶胞堆积方式的名称为六方最密堆积。
②面心6个Cu原子构成正八面体，正八面体棱上的2个Cu原子与体心连线形成等腰直角三角形，该等腰直角三角形的斜边长为两个面心上铜原子最短核间距，等腰直角三角形的直角边为晶胞棱长的。设晶胞棱长为a pm，晶胞中Cu原子数为6×=3，Ni原子数位8×=1，晶胞质量m=， 则有d g·cm-3×(a×10-10 cm)3=，解得a=，晶胞中两个面心上铜原子最短核间距为×pm。