测试卷04-2021-2022学年高二化学下学期期末复习（讲义+测试）（人教版2019选择性必修2）（解析版）

这是一份测试卷04-2021-2022学年高二化学下学期期末复习（讲义+测试）（人教版2019选择性必修2）（解析版），共1页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．下列说法不正确的是( )
A．某价层电子排布为4d25s2的基态原子，该元素位于周期表中第五周期第ⅣB族
B．在元素周期表中，s区、d区和ds区的元素都是金属元素
C．当碳原子的核外电子排布由转变为时，释放能量，由激发态转化成基态
D．非金属元素形成的共价化合物中，原子的最外层电子数不一定是2或8
【答案】B。
【解析】某价层电子排布为4d25s2基态原子，价层电子数为4，位于第五周期，该元素位于周期表中第五周期第ⅣB族，故A正确；H为s区元素，d区和ds区的元素都是金属元素，故B错误；碳原子的核外电子排布为1s22s22p2，该原子处于基态，当核外电子排布为1s22s12p3，该原子处于激发态，所以由转变为的过程为由激发态转化成基态，故C正确；非金属元素形成的共价化合物中，原子的最外层电子数不一定都满足稳定结构，如PCl5，P原子最外层为10个电子，故最外层电子数不一定是2或8，故D正确。
2．X、Y、Z和W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。X的一种核素可用于测定文物的年代，基态Y原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z是短周期中金属性最强的元素，W的单质为黄绿色气体。下列说法正确的是( )
A．Z可与Y形成化合物Z2Y2
B．原子半径：r(Z)＞r(W)＞r(Y)＞r(X)
C．第一电离能：W＞X＞Y＞Z
D．X的氢化物中不存在非极性共价键
【答案】A。
【解析】X、Y、Z和W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。X的一种核素可用于测定文物的年代，则X为C元素，Z是短周期中金属性最强的元素，则Z为Na元素，基态Y原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，则Y的核外电子排布式为1s22s22p4，Y为O元素，W的单质为黄绿色气体，则W为Cl元素。Y为O元素，Z为Na元素，Z可与Y形成化合物Na2O2，故A正确；X为C元素，Y为O元素，Z为Na元素，W为Cl元素，第三周期元素的原子比第二周期元素原子多一个电子层，则第三周期元素原子半径大于第二周期，同周期元素随核电荷数增大原子半径减小，则原子半径：Na＞Cl＞C＞O，即r(Z)＞r(W)＞r(X)＞r(Y)，故B错误；同周期元素第一电离能随核电荷数增大呈逐渐增大的趋势，同主族元素第一电离能随核电荷数增大呈逐渐减小的趋势，第一电离能：Y＞W＞X＞Z，故C错误；X为C元素，C元素的氢化物可以为甲烷或乙烷，甲烷中只含有碳氢单键，为极性共价键，乙烷中碳碳单键为非极性共价键，故D错误。
3．下列有关分子的结构和性质的说法正确的是( )
A．H2O2和C2H2均为直线形的非极性分子
B．NF3和PCl3均为三角锥形分子，中心原子均为sp3杂化
C．H3BO3和H3PO3均为三元酸，结构式均为(X＝B，P)
D．CH4和白磷(P4)分子均为正四面体形分子，键角均为109°28′
【答案】B。
【解析】C2H2中4个原子在同一直线上，正负电荷中心重合，为直线形的非极性分子，但H2O2中4个原子不在同一直线上，正负电荷中心不重合，为空间结构的极性分子，A项错误；NF3和PCl3中N、P成键电子对均为3，均有一个孤电子对，杂化轨道数均为4，中心原子均为sp3杂化，，均为三角锥形分子，B项正确；H3BO3的结构式为，其溶液呈酸性是因为H3BO3与水电离出的OH－结合为[B(OH)4]－：H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋，因此H3BO3为一元酸，H3PO3的结构式为，1个H3PO3分子能电离产生2个H＋，为二元酸，C项错误；CH4和白磷(P4)分子均为正四面体形，但键角分别为109°28′和60°，D项错误。
4．下列说法中正确的是( )
A．单晶硅为分子晶体
B．乙烯分子中，碳原子的sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键
C．键长H—F < H—Cl < H—Br < H—I，因此稳定性HF < HCl < HBr < HI
D．PH3分子中孤电子对与成键电子对的排斥作用比成键电子对之间的排斥作用弱
【答案】B。
【解析】单晶硅与金刚石的晶体结构相似，为空间网状结构，为共价晶体，A错误；乙烯分子中含碳碳双键，碳原子的sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键，B正确；键长H—F < H—Cl < H—Br < H—I，键长越长，键能越小，故稳定性HF>HCl>HBr>HI，C错误；PH3分子中孤电子对与成键电子对的排斥作用比成键电子对之间的排斥作用强，D错误。
5．根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间构型正确的是( )
【答案】D。
【解析】A.SO2中心原子S的价层电子对数＝2＋ eq \f(1,2) ×(6－2×2)＝3，杂化方式sp2杂化，价层电子对互斥模型为平面三角形，分子的立体构型为V形结构，A错误；B.HCHO分子中心原子C的价层电子对数＝3＋ eq \f(1,2) ×(4－2×1－2×1)＝3，杂化方式sp2杂化，价层电子对互斥模型为平面三角形，分子的立体构型为平面三角形，B错误；C.H3O＋分子中心原子O的价层电子对数＝3＋ eq \f(1,2) ×(6－3×1－1)＝4，杂化方式sp3杂化，价层电子对互斥模型为四面体形，离子的立体构型为三角锥形，C错误；D.NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 分子中心原子N的价层电子对数＝4＋ eq \f(1,2) ×(5－4×1－1)＝4，杂化方式sp3杂化，价层电子对互斥模型为正四面体形，离子的立体构型为正四面体形，D正确。
6．下列叙述中，正确的是( )
A．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同
B．如图所示银的晶胞中有14个银原子
C．11号到18号元素位于元素周期表中同一周期，所以元素的电负性逐渐增大
D．固态时能导电的晶体一定是金属晶体
【答案】A。
【解析】同一能级上的同一轨道上最多排2个电子，两个电子的自旋方向不同，其运动状态肯定不同，所以在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同，故A正确；由均摊法可知图示银的晶胞中银原子个数＝8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4，故B错误；11号到18号元素位于同一周期，元素的电负性逐渐增大，但0族元素除外，故C错误；固态时能导电的晶体不一定是金属晶体，如石墨能导电，但石墨不是金属晶体，故D错误。
7．冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(其晶胞结构如图，其中空心球所示原子位于立方体的顶点及面心，实心球所示原子位于立方体内)类似。有关冰晶胞的说法合理的是( )
A．冰晶胞内水分子间以共价键相结合
B．晶体冰与金刚石晶体硬度都很大
C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是一种σ键
D．氢键的存在导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似
【答案】D。
【解析】冰晶胞内水分子间以氢键结合，故A错误；晶体冰为分子晶体，硬度很小，而金刚石晶体属于共价晶体，硬度很大，故B错误；氢键有饱和性和方向性，每个H原子只能形成一个氢键，但不属于化学键，不是一种σ键，故C错误；每个冰晶胞平均占有分子个数＝4＋ eq \f(1,8) ×8＋ eq \f(1,2) ×6＝8，H2O的氧原子中含有2个σ键和2个孤电子对，金刚石中每个碳原子含有4个σ键且没有孤电子对，所以水中的O和金刚石中的C都是sp3杂化，且水分子间的氢键具有方向性，每个水分子中一个氧原子可以和另外2个水分子中的氢原子形成2个氢键，2个氢原子可以和另外2个水分子中的氧原子形成氢键，所以每个水分子可与相邻的4个水分子形成4个氢键，导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相似，故D正确。
8．下列叙述中，不正确的是( )
A．微粒半径由小到大顺序是H＋＜Li＋＜H－
B．杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对
C．[Cu(NH3)4]2＋中H提供接受孤电子对的空轨道
D．分子的中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为四面体结构
【答案】C。
【解析】H＋核外无电子，半径最小，Li＋和H－核外电子排布相同，H－核电荷数较小，半径较大，即半径H＋＜Li＋＜H－，A正确；杂化轨道形成的键都是σ键，而双键、三键中的π键都是未杂化的轨道形成的，故杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对，B正确；[Cu(NH3)4]2＋中Cu2＋给出空轨道，N提供孤电子对，C错误；分子的中心原子通过sp3杂化轨道成键时，若无孤电子对，则为四面体结构，若有孤电子对，则为三角锥形或V形，D正确。
9．石墨烯可看作将石墨的层状结构一层一层地剥开得到的单层碳原子；石墨炔是平面网状结构的全碳分子，具有优良的化学稳定性和半导体性能，还可用于H2的提纯；将氢气氢化到石墨烯排列的六角晶格中，使每个碳原子都增加一个氢原子可得最薄的绝缘新材料石墨烷。下列有关说法中不正确的是( )
A．石墨烯和石墨炔互为同素异形体
B．石墨炔有望替代二氧化硅用作半导体材料
C．12 g石墨烯完全转变为石墨烷需标准状况下11.2 L氢气
D．石墨炔孔径略大于H2分子的直径，因此它是理想的H2提纯薄膜
【答案】B。
【解析】A.同素异形体是同种元素组成的结构不同的单质，石墨烯和石墨炔互为同素异形体，故A正确；B.石墨炔是具有优良的半导体性能，可作半导体材料，但二氧化硅不是半导体材料，故B错误；C.每个C原子增加1个H原子后得到石墨烷，则碳原子与H原子数目相等，氢气物质的量为碳的一半，故H2的物质的量为0.5 ml，标准状况下体积为11.2 L，故C正确；D.碳原子半径大于氢原子，则石墨炔孔径大于H2分子的直径，可以容纳H2分子，则石墨炔是理想的H2提纯薄膜，故D正确。
10．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，基态W的原子2p轨道处于半充满状态，基态X的原子的2p能级上只有一对成对电子，基态Y的原子的最外层电子运动状态只有1种，元素Z与W同主族。下列说法错误的是( )
A．第一电离能：W＞X＞YB．电负性：Y＞W＞Z
C．简单离子半径：Z＞X＞Y D．最简单氢化物的沸点：X＞W>Z
【答案】B。
【解析】W是N，X是O，Y是Na，Z是P元素。A.非金属元素第一电离能大于金属元素；同一周期元素的第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA、第ⅤA元素处于轨道的全满、半满的稳定状态，第一电离能大于相邻元素，则这三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞Na，即W＞X＞Y，A正确；同一周期元素随原子序数的增大，元素电负性逐渐增大；同一主族元素，原子核外电子层数越多，元素电负性越小，所以电负性：N＞P＞Na，即W＞Z＞Y，B错误；离子核外电子层数越多，离子半径越大；当离子核外电子排布相同时，离子的核电荷数越大，离子半径越小。O2－、Na＋核外电子排布都是2、8，有2个电子层；P3－核外电子排布是2、8、8，有3个电子层，所以简单离子半径：P3－＞O2－＞Na＋，即离子半径：Z＞X＞Y ，C正确；H2O、NH3有分子间氢键，PH3没有，常温下H2O为液态，NH3为气态，故沸点H2O>NH3>PH3，D正确。
11．毒奶粉主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺()。下列关于三聚氰胺分子的说法中正确的是( )
A．所有氮原子均采取sp3杂化
B．一个三聚氰胺分子中共含有15个σ键
C．属于极性分子
D．三聚氰胺分子中所有原子可能共平面
【答案】B。
【解析】A项，C=N中N原子为sp2杂化，—NH2 中N原子为sp3杂化，杂化类型不同，错误；B项，分子中含6个N—H，6个C—N，3个C=N，双键中有1个σ键，共15个σ键，正确；C项，分子结构对称，为非极性分子，错误；D项，分子中含有氨基，氨基为三角锥形结构，因此分子中所有原子不可能共平面，错误。
12．NH3和BF3可以通过配位键形成化合物NH3·BF3，下列说法正确的是( )
A．NH3和BF3的立体构型都是三角锥形
B．NH3和BF3的中心原子的杂化方式相同
C．NH3和BF3形成的化合物NH3·BF3中各原子都达到8电子稳定结构
D．NH3和BF3形成的化合物NH3·BF3中N和B都采取的是sp3杂化
【答案】D。
【解析】NH3分子的中心原子N原子上含有3个σ 键，中心原子上的孤电子对数＝ eq \f(1,2) ×(5－3×1)＝1，所以NH3的VSEPR模型是四面体形，略去孤电子对后，其立体构型是三角锥形；BF3分子的中心原子B原子上含有3个σ 键，中心原子上的孤电子对数＝ eq \f(1,2) × (3－3×1)＝0，所以BF3分子的VSEPR模型是平面三角形，中心原子上没有孤电子对，所以其立体构型就是平面三角形，A错误；BF3中B原子杂化轨道数为 eq \f(1,2) ×(3－3×1)＋3＝3，采取sp2杂化方式，NH3中N原子杂化轨道数为 eq \f(1,2) ×(5－3×1)＋3＝4，采取sp3杂化方式，中心原子杂化轨道的类型不相同，B错误；NH3·BF3中氢原子只有两个电子，C错误；NH3·BF3中B原子有空轨道，N原子有孤电子对，所以NH3提供孤电子对，BF3提供空轨道，形成配位键，配位键也属于σ 键，则N原子形成4个σ 键，没有孤电子对，杂化轨道数为4，采取sp3杂化方式，B原子形成4个σ 键，没有孤电子对，杂化轨道数为4，采取sp3杂化方式，D正确。
13．高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0，部分为－2。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)，则下列说法中正确的是( )
A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和8个O eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2))
B．晶体中每个K＋周围有8个O eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ，每个O eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 周围有8个K＋
C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有12个
D．该晶体中，0价氧与－2价氧的数目比为2∶1
【答案】C。
【解析】由晶胞结构可知，晶胞中K＋的个数为8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4，O eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 的个数为12× eq \f(1,4) ＋1＝4，故A错误；由晶胞结构可知，晶胞中每个K＋周围有6个O eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ，每个O eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 周围有6个K＋，故B错误；由晶胞结构可知，晶胞中与顶点K＋距离最近的K＋位于面心，则晶体中与每个K＋距离最近的K＋有12个，故C正确；晶体中K＋与O eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 个数分别为4、4，所以1个晶胞中有8个氧原子，根据电荷守恒，－2价氧数目为2，所以0价氧数目为8－2＝6，所以晶体中，0价氧与－2价氧的数目比为3∶1，故D错误。
14．某磷青铜晶胞结构如图所示，下列说法不正确的是
( )
A.磷青铜化学式为Cu3SnP
B．晶体中距离Cu原子最近的P原子有6个
C．晶体中距离Sn原子最近的P原子可构成正方体
D．若晶体密度为a g·cm－3，则最近的Cu原子核间距为 eq \f(\r(2),2) eq \r(3,\f(342,NA·a)) ×1010pm
【答案】B。
【解析】用均摊法计算，Sn：8× eq \f(1,8) ＝1；P：1；Cu：6× eq \f(1,2) ＝3，所以磷青铜化学式为Cu3SnP，A正确；以上底面Cu原子为研究对象，通过该平面可形成两个晶胞，在该晶胞中有1个P原子，在上面的晶胞中含有1个P原子，因此晶体中距离Cu原子最近的P原子有2个，B错误；晶体中Sn原子位于晶胞的顶点，通过一个顶点可形成8个晶胞，P原子位于晶胞中心，距离Sn原子最近的P原子在8个晶胞的体心，这8个P可构成正方体结构，C正确；根据选项A可知：在1个晶胞中含有3个Cu，1个Sn，1个P，所以晶胞的质量为m＝ eq \f(（64×3＋31＋119）,NA) g＝ eq \f(342,NA) g，晶胞的体积为V＝ eq \f(m g,a g·cm－3) ＝ eq \f(342,NA·a) cm3，晶胞参数为L＝ eq \r(3,V) ＝ eq \r(3,\f(342,NA·a)) cm＝ eq \r(3,\f(342,NA·a)) ×1010pm，根据立体几何知识可知，最近的两个Cu原子核间距为面对角线的一半，所以最近的Cu原子核间距为 eq \f(\r(2),2) eq \r(3,\f(342,NA·a)) ×1010pm，D正确。
15．短周期元素X、Y、Z、M原子序数依次增大，Z的基态原子2p轨道半充满，M的最高正价与最低负价绝对值之差为4，它们组成的一种分子结构如图。下列说法正确的是( )
A．电负性：X>Y>Z
B．原子半径：Y>Z>X
C．分子中Z原子的杂化方式均为sp2
D．Y、Z、M的最高价氧化物的水化物均为强酸
【答案】B。
【解析】根据Z的基态原子2p轨道半充满，推断Z是氮元素；M的最高正价与最低负价绝对值之差为4，则M是硫元素；根据分子结构图推断X是氢元素；Y是碳元素。电负性N>C，A错误；原子半径C>N>H，B正确；分子结构图中氮是sp3杂化，C错误；碳酸是弱酸，D错误。
二、非选择题(本题共4小题，共55分。)
16．(13分)碳元素和卤族元素都能形成多种物质，我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解。
(1)COCl2的空间构型为________，溴的基态原子价电子排布式为________。
(2)已知CsICl2不稳定，受热易分解，倾向于生成晶格能更大的物质，则它按下列________(填字母)式发生。
A．CsICl2===CsCl＋ICl B．CsICl2===CsI＋Cl2
(3)根据表提供的第一电离能数据判断，最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是________。
(4)下列分子既不存在“s－p”σ键，也不存在“p－p”π键的是________(填字母)。
A．HCl B．HF C．SO2 D．SCl2
(5)已知ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 为“V”形，中心氯原子周围有4对价层电子。ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 中心氯原子的杂化轨道类型为______________________。
(6)钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体，其结构如图所示，由此可判断钙的氧化物的化学式为_________________。
已知该晶胞内离得最近的两个钙离子的间距为a cm，则氧化物的密度是________g·cm－3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA)。
【解析】(1)COCl2中C原子的价电子对数为 eq \f(4＋2,2) ＝3，C原子采取sp2杂化，中心原子无孤电子对，所以它的空间构型为平面三角形，溴是35号元素，最外层电子为其价电子，4s能级上排列2个电子，4p能级上排列5个电子，其价电子排布式为4s24p5；
(2)在离子晶体中离子半径越小，晶格能越大，比较两个反应的产物可知，由于氯离子的半径小于碘离子，所以CsCl的晶格能大于CsI的晶格能，故答案为A；
(3)第一电离能是指原子失去一个电子所需的能量，第一电离能越小，就越容易失去一个电子，比较表格中的数据可知，碘更容易形成较稳定的单核阳离子；
(4)A.HCl中存在“s－p”σ键，B.HF中存在“s－p”σ键，C.SO2中存在“p－p”π键，D.SCl2中存在“p－p”σ键，故答案为D；
(5)因为氯原子周围有四对价层电子，所以中心原子的杂化方式为sp3杂化；
(6)根据均摊法可知晶胞中钙离子的个数为6× eq \f(1,2) ＋8× eq \f(1,8) ＝4，O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(2)) 的个数为12× eq \f(1,4) ＋1＝4，故其化学式为CaO2，两个离得最近的钙是位于顶点和面心上的，它们的距离为晶胞棱长的 eq \f(\r(2),2) ，设晶胞的棱长为b，则b＝ eq \r(2) a，根据ρ＝ eq \f(m,V) ＝ eq \f(\f(4（40＋32）,NA),（\r(2)a）3) ＝ eq \f(72\r(2),NAa3) g·cm－3。
答案：(1)平面三角形 4s24p5 (2)A (3)碘
(4)D (5)sp3 (6)CaO2 eq \f(72\r(2),NAa3)
17．(14分)不锈钢是由铁、铬、碳及众多不同元素所组成的合金。目前铬被广泛应用于冶金、化工、铸铁、耐火等领域。
(1)Cr基态原子价层电子的轨道表示式(电子排布图)为________。其核外有____种能量状态的电子。
(2)金属铬的第二电离能(ICr)和锰的第二电离能(IMn)分别为1 590.6 kJ· ml－1、1 509.0 kJ· ml－1，ICr>IMn的原因是________________________。
(3)过氧化铬(CrO5)中Cr的化合价为＋6，则分子中σ键、π键的数目之比为____________。
(4)CrCl3的熔点(83 ℃)比CrF3的熔点(1 100 ℃)低得多，这是因为__________。
(5)Cr的一种配合物结构如图所示，该配合物中碳原子的杂化方式是________，阳离子中Cr的配位数为______，阴离子ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 的空间构型为____________。
(6)氮化铬晶体的晶胞结构如图所示，如果N与Cr核间距离为a pm，则氮化铬的密度为______g·cm－3。(只要求列算式，不必计算数值)
【解析】(1)基态铬原子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d54s1，价层电子的轨道表示式为
。核外有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s共7种能量状态的电子。(2)Cr、Mn失去1个电子后的结构分别为3d5、3d54s1，Cr的3d能级半满，为稳定结构，故Cr的第二电离能大于Mn的第二电离能。(3)设CrO5中－2价O个数为x，－1价O个数为y，则x＋y＝5、2x＋y＝6，解得x＝1，y＝4。故CrO5的结构式为，因此σ键、π键的数目之比为7∶1。(4)CrCl3、CrF3的熔点相差较大，是因为晶体类型不同。CrCl3是分子晶体，CrF3是离子晶体。(5)该配合物中形成2个双键的碳原子杂化类型为sp，形成4个单键的碳原子的杂化类型为sp3。Cr与6个氮原子形成6个配位键，故配位数为6，ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 中Cl无孤电子对，空间构型为正四面体形。(6)该晶胞中Cr的数目为12× eq \f(1,4) ＋1＝4，N的个数为8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4，晶胞的棱长为2a×10－10cm，则氮化铬的密度计算式为 eq \f(（52＋14）,NA) ×4 g÷(2a×10－10cm)3＝ eq \f(（52＋14）×4,NA·8a3×10－30) g·cm－3。
答案：(1) 7
(2)铬的第二电离能是失去半充满3d5上的电子，锰的第二电离能是失去4s1上的电子，3d能级变为半充满状态
(3)7∶1
(4)CrCl3是分子晶体，CrF3是离子晶体
(5)sp、sp3 6 正四面体形
(6) eq \f(（52＋14）×4,NA·8a3×10－30)
18．(14分)ZnGeP2和KTiOPO4都是非线性光学晶体材料，在激光技术方面有广泛用途。
回答下列问题：
(1)基态Ge原子的价电子排布式为____________。
(2)O、P、K、Zn按电负性由大到小的顺序排列为________________________。
(3)H2O、PH3、KH按熔点由高到低的顺序排列为__________，熔点差异的原因： ______________。
(4)以Zn为顶点的ZnGeP2晶胞结构如图所示。
①Zn的配位数为____________。
②以Ge为顶点的晶胞中，Zn原子位于______________。
【解析】(1)基态Ge原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2)，其价电子排布式为4s24p2；(2)同周期元素从左至右，电负性增强，同主族元素从上至下，电负性减弱，则电负性O>P>Zn>K；(3)KH为离子晶体，H2O、PH3均为分子晶体，离子晶体熔点一般高于分子晶体，所以KH的熔点最高，而H2O分子间存在氢键，所以熔点高于PH3，则熔点由高到低的顺序排列为KH>H2O>PH3；(4)①以体心的Zn为例，距离其最近且距离相等的原子有4个，所以配位数为4；②结合晶胞结构示意图可知，以Ge为顶点的晶胞中，Zn原子位于棱心、面心。
答案：(1)4s24p2 (2)O、P、Zn、K (3)KH、H2O、PH3 KH是离子晶体，H2O、PH3都是分子晶体，H2O分子间存在氢键 (4)①4 ②面心、棱心
19. (14分)氮族元素(N、P、As、Sb、Bi)的单质及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。回答下列问题：
(1)写出基态As原子的核外电子排布式________，有________个未成对电子。
(2)五氧化二磷(P2O5)是磷在氧气中燃烧生成的白色无定形粉末或六方晶体。在白磷分子的每一个磷键上插入一个氧原子，剩余四个氧原子分别通过配位键与四个磷原子相连。则P2O5是________(填“极性”或“非极性”)分子，磷原子的杂化方式为________。
(3)锑的氧化物用于制取白色颜料、油漆和塑料，焰色试验是红紫色的。下列说法正确的是________(填字母)。
A．锑的轨道表示式为[Kr]
B．物质的焰色试验肯定只发生物理变化
C．电子吸收能量从较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以光的形式放出
D．KCl和NaCl能用焰色试验区分
(4)立方氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶胞结构如图所示。25 g立方氮化硼，含有B—N键的个数为________，含有配位键的个数为________。
若晶体密度为a g·cm－3，则N与B最近的距离为________pm。(阿伏加德罗常数用NA表示，列出计算表达式，不用化简)
【解析】(1)基态As原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3，4p3中的3个电子未成对；
(2)五氧化二磷(P2O5)为白色无定形粉末或六方晶体，其分子结构可看作在白磷分子的每一个P—P键上插入一个氧原子，剩余四个氧原子分别通过P=O键与四个磷原子相连，白磷的分子结构可以表示为，五氧化二磷的分子结构可以表示为(表示P原子，表示O原子)，所以正负电荷的中心重合，则P2O5是非极性分子；每个磷原子形成4个σ键，没有孤电子对，所以价层电子对数为4，磷原子杂化方式为sp3杂化；
(3)A. 锑的轨道表示式为[Kr]，故A错误；
B．焰色试验是物质的特征性质，因此可用于物质检验，物质发生焰色试验时，可能同时会发生化学变化，否则只有物理变化，故B错误；
C．电子吸收能量从较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以光的形式放出，故C正确；
D．NaCl溶液做焰色试验时观察到黄色，KCl溶液的焰色试验透过蓝色钴玻璃观察为紫色，则可以用焰色试验区分，故D正确；
(4)由图可知形成该晶胞中B原子个数＝8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4、N原子个数＝4，故为BN， N原子最外层有3个未成对电子，B原子最外层也有3个未成对电子，则一个N周围可以形成3个B—N键，由图可知一个N周围连接了4个B，其中3个是B—N键，一个是配位键，25 g立方氮化硼的物质的量为 eq \f(25 g,25 g·ml－1) ＝1 ml，含有 eq \f(1,4) NA个晶胞，含有B—N键的个数为 eq \f(NA,4) ×4×3＝3NA，含有配位键的个数为 eq \f(NA,4) ×4＝NA；晶胞质量＝4× eq \f(25,NA) ，晶胞体积为 eq \f(\f(25,NA)×4 g,a g·cm－3) ＝ eq \f(4×25,aNA) cm3，故晶胞棱长＝ eq \r(3,\f(4×25,aNA)) cm，晶胞中N原子周围的4个B原子形成正四面体结构，N原子位于正四面体的中心，则正四面体中棱长＝ eq \f(\r(2),2) × eq \r(3,\f(4×25,aNA)) cm，如图所示正四面体，其中A、B、C、D为B原子位置，F为N原子位置，令棱长为r，则BE长 eq \f(\r(3),2) r，故BO长＝ eq \f(\r(3),2) × eq \f(2,3) r＝ eq \f(\r(3),3) r，可知OA长＝ eq \r(r2－（\f(\r(3),3)r）2) ＝ eq \f(\r(6),3) r，由于N到4个面的距离相等，根据正四面体体积可知，OF长＝ eq \f(1,4) ×OA长，故AF＝ eq \f(3,4) OA长，则N与B最近的距离＝ eq \f(\r(6),3) × eq \f(\r(2),2) × eq \r(3,\f(4×25,aNA)) cm× eq \f(3,4) ＝ eq \f(\r(3),4) × eq \r(3,\f(100,aNA)) ×1010pm。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或
[Ar]3d104s24p3 3 (2)非极性 sp3杂化
(3)C、D (4)3NA NA eq \f(\r(3),4) × eq \r(3,\f(100,aNA)) ×1010
选项
分子式
中心原子杂化方式
价层电子对互斥模型
分子或离子的立体构型
A
SO2
sp
直线形
直线形
B
HCHO
sp2
平面三角形
三角锥形
C
H3O＋
sp2
四面体形
平面三角形
D
NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4))
sp3
正四面体形
正四面体形
元素
氟
氯
溴
碘
第一电离能/(kJ·ml－1)
1 681
1 251
1 140
1 008