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山东省2023年高考化学模拟题汇编-27原子结构与性质
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这是一份山东省2023年高考化学模拟题汇编-27原子结构与性质，共30页。试卷主要包含了单选题，多选题，结构与性质等内容，欢迎下载使用。
山东省2023年高考化学模拟题汇编-27原子结构与性质
一、单选题
1．（2023·山东潍坊·统考模拟预测）某种天然沸石的化学式为，其中元素X、Y、Z、R、W原子序数依次增大，且占据四个不同周期。Y在地壳中含量最高，在该化合物中R显示其最高价态，基态W原子的核外电子恰好填满10个原子轨道。下列说法错误的是
A．简单离子半径： B．第一电离能：
C．最简单氢化物稳定性： D．氯化物熔点：
2．（2023·山东·统考一模）短周期主族元素X、Y、Z原子序数依次增大，可与C、H形成结构如图的离子液体。已知阳离子中的环状结构与苯类似，下列说法错误的是
A．原子半径：Z>X>Y B．第一电离能：Y>X>Z
C．阳离子中存在π大π键 D．X2Y2电子式：
3．（2023·山东枣庄·统考二模）X、Y、Z、W均属于短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z、W处于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，基态Z原子的电子总数是其最高能级电子数的5倍，同周期中W电负性最大。下列说法正确的是
A．简单离子半径由小到大的顺序：X
C．上述元素形成的简单氢化物中X的氢化物沸点最高、最稳定
D．第一电离能：Z
A．黑磷中既存在非极性共价键又存在范德华力
B．黑磷的熔点高于白磷
C．黑磷中P原子杂化方式为
D．第三周期只有元素的第一电离能大于P
5．（2023·山东·统考一模）化学与科技、生活密切相关，下列说法错误的是
A．印制货币票面文字、号码等处使用含Fe3O4的油墨，利用了Fe3O4的稳定性
B．“奋斗者”号万米深潜载人舱球壳所使用的钛合金属于金属材料
C．卡塔尔世界杯用球“旅程”使用水性涂料代替有机涂料，更加环保
D．“北斗三号”采用星载氢原子钟，通过电子跃迁产生电磁波进行精准定位
6．（2023·山东菏泽·统考一模）目前，甘肃某医药公司与北京大学共同开发研制的国家一类抗癌新药乙烷硒啉(Ethaselen)进入临床研究，其结构如图。下列说法错误的是
A．基态Se原子的核外电子排布式为
B．分子中有8种不同化学环境的C原子
C．分子中的碳原子采取、杂化
D．气态分子的键角小于的键角
7．（2023·山东济宁·统考一模）硒化锌是一种重要的半导体材料；其晶胞结构如图甲所示，已知晶胞参数为pnm，乙图为晶胞的俯视图，下列说法正确的是
A．晶胞中硒原子的配位数为12
B．晶胞中d点原子分数坐标为
C．相邻两个Zn原子的最短距离为nm
D．电负性：Zn>Se
8．（2023·山东淄博·统考一模）关于C2H2、N2H2、H2O2、H2S2的结构与性质，下列说法错误的是
A．热稳定性：H2O2＞H2S2 B．N2H2存在顺反异构现象
C．键角：C2H2＞N2H2＞H2S2＞H2O2 D．四种物质中沸点最高的是H2O2
9．（2023·山东淄博·统考一模）X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X为周期表中原子半径最小的元素，Y、Z位于同一主族，且原子序数之和为24，基态W原子的价电子数为11，化合物WZY4•5X2Y的热重曲线如图。下列说法错误的是
A．同周期中第一电离能大于Y的元素有3种 B．Z的最高价含氧酸酸性是同主族中最强的
C．WZY4•5X2Y中有三种不同结合力的X2Y D．220℃时，固体物质的化学式为WZY4
10．（2023·山东日照·统考一模）铁铝铅榴石主要成分为，其组成也可写成的氧化物形式：。下列说法正确的是
A．组成元素均位于元素周期表的p区
B．晶体硅的熔点比二氧化硅晶体高
C．基态铝原子核外电子有7种不同的空间运动状态
D．中Fe(II)与Fe(III)的个数比为2：1
11．（2023·山东济宁·统考一模）W、X、Y、Z均为周期表中前两周期元素，其原子序数依次增大，X原子基态电子排布中无单电子。四种元素可以组成型离子化合物，阴阳离子皆由两种元素组成，且均为正四面体形。下列说法错误的是
A．阴阳离子中都含有配位键 B．第一电离能：X
A．第一电离能：X
C．X原子核内中子数与质子数之比为13:14
D．简单氢化物的热稳定性：Y
A．电负性：W>Y>X
B．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
14．（2023·山东潍坊·统考一模）“点击化学”研究获得2022年诺贝尔化学奖表彰，利用该原理可制得如图所示含大π键的产物。已知杂化轨道中s成分越多，所形成的化学键越稳定。下列说法错误的是
A．铜离子降低了反应的活化能
B．反应物中黑球元素的电负性强于N
C．产物中α、β两位置的N原子中，α位置的N原子更容易形成配位键
D．反应物中氮氮键比产物中氮氮键的键长短
15．（2023·山东临沂·统考一模）化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法错误的是
A．硅胶、生石灰均可用作食品干燥剂
B．葡萄糖在酒化酶的作用下发生水解反应生成乙醇
C．将CO2还原为甲醇，有利于实现“碳中和”
D．焰火、激光都与原子核外电子跃迁释放能量有关
16．（2023·山东日照·统考一模）前四周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大且分属不同周期。X的最高能级的电子数比电子层数多1，Y的最高价含氧酸为具有吸水性的弱酸，Z与W中均存在单电子，且两者单电子数和最外层电子数均相同。下列说法正确的是
A．四种元素中电负性最大的为Y
B．X元素的第一电离能高于其同周期相邻元素
C．Z元素在同周期中金属性最强
D．W与X两种元素形成的化合物中只含有极性键
17．（2023·山东泰安·统考一模）M、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同周期主族元素，基态X原子2p能级上有2个未成对电子，Y元素原子的价电子数是W的两倍，由五种元素组成某电极材料的结构如图所示。下列说法错误的是
A．电极材料的结构中存在配位键 B．简单氢化物沸点：X
二、多选题
18．（2023·山东·统考一模）科研人员通过控制光沉积的方法构建复合材料光催化剂，以Fe2+和Fe3+渗透Nafion膜在酸性介质下构建了一个还原和氧化分离的人工光合体系，其反应机理如图。下列说法正确的是
A．a的价电子排布式：3d5
B．体系中能量转化形式：电能→化学能
C．体系中总反应的活化能：Ea正>Ea逆
D．理论上每消耗18g水生成46gHCOOH
三、结构与性质
19．（2023·山东·统考一模）铜及其化合物在机械制造、国防建设中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)铜元素在元素周期表中的位置是_______。
(2)Cu2+能与NH3形成具有对称空间结构的[Cu(NH3)4]2+。
①[Cu(NH3)4]2+的H—N—H键角_______(填“>”、“=”或“<”)NH3的H—N—H键角。
②若[Cu(NH3)4]2+中两个NH3分别被C1-取代，能得到(m)、(n)两种不同结构的Cu(NH3)2C12：
[Cu(NH3)4]2+的空间构型是_______；在水中的溶解度：(m)_______(n)(填“>”、“=”或“<”)。
③NF3与NH3具有相同的空间构型，但NF3不易与Cu2+形成配离子，理由是_______。
(3)一种钇钡铜氧晶体属四方晶系，品胞参数如图所示，晶胞棱长夹角均为90°。晶体中Y元素的化合价为+3价，Cu元素以+2和+3两种价态存在。基态Cu3+的价层电子的轨道表示式为_______；设NA为阿伏加德罗常数的值，钇钡铜氧的摩尔质量为Mg·mol-1，则该晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算式)；晶体中Cu3+与Cu2+个数比为_______。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标。如原子分数坐标A为(0，0，0)，B为(，，)，C为(，，m)，则D的原子分数坐标为_______。
20．（2023·山东泰安·统考一模）非金属及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)基态氟原子的核外电子有_______种空间运动状态，下列电子排布中属于氟原子且能量较高的是_______(填序号)。
a. b.
c. d.
(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能Ⅰ变化趋势(纵坐标的标度不同)，以上元素第三电离能的变化图是_______(填序号)。
(3)在催化作用下，呋喃()可与氨反应转化为吡咯()。二者均存在与苯类似的大键，表示方法为，n为成环原子个数，m为形成大键电子个数，则的大键可以表示为_______。二者的熔、沸点关系为呋喃_______吡咯(填“高于”或“低于”)，原因是_______。
(4)晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。属于正交晶系(长方体形)。晶胞参数为、、。如图为沿z轴投影的晶胞中所有氯原子的分布图和原子分数坐标。
①据此推断该晶胞中氯原子数目为_______。的摩尔质量为，晶胞密度为，则阿伏加德罗常数的值为_______(列出计算表达式，后同)。
②图中A、B两原子的核间距为_______nm。
21．（2023·山东潍坊·统考模拟预测）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___________。
22．（2023·山东青岛·统考一模）研究金属原子结构及晶体结构具有重大意义。
(1)价电子轨道表示式为_______。
(2)原子发射光谱法是通过处于激发态的待测元素微粒回到基态时发射的特征谱线对其进行鉴别的方法。下列状态的铁粒子处于激发态的是_______(填标号)。
A． B． C． D．
(3)利用配合物的特征颜色可检验补铁药片中的和，部分配合物的结构如下：
①取等量碾碎的药片放入两支试管中，试管1加盐酸溶解，试管2加等体积蒸馏水溶解。分别滴加溶液，发现试管1溶液变红，试管2溶液不变色。依据图示信息，解释检验须在酸性条件下进行的原因_______。
②配体SCN的空间构型为_______。
③邻二氮菲中N原子的价层孤电子对占据_______。(填标号)。
A．轨道 B．轨道 C．杂化轨道 D．杂化轨道
(4)金属合金的结构可看作以四面体(相互共用顶点)替换立方金刚石结构中的碳原子，形成三维骨架，在晶胞空隙处，有序地放置原子(四面体的4个顶点代表原子，圆球代表原子)，结构如图所示。
①_______。
②若原子A的原子坐标为(0.25，0.25，0.75)，则C的原子坐标为_______。
③晶胞参数为a nm，则AB原子之间的距离为_______nm。
23．（2023·山东济宁·统考一模）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=)。
24．（2023·山东济南·统考一模）研究压电材料对于自动化技术具有重要意义。一种有机—无机复合压电材料的单斜晶体结构沿晶轴方向投影如图所示(H原子未画出)，晶胞内总共含有84个原子。晶胞参数为，，。回答下列问题：
(1)基态Mn原子的价电子轨道表示式为_______。在元素周期表中位置为_______。
(2)1 mol 晶胞中含有Cl原子_______mol，含有杂化的中心原子_______mol；该晶体中提供电子对形成配位键的原子是_______。
(3)TMCM性质活泼，一定条件下可分解生成三甲胺[]，中N原子的价层电子对构型为_______；的沸点高于，主要原因是_______。
25．（2023·山东淄博·统考一模）LiCoO2、LiC6是重要的电极材料，回答下列问题：
(1)基态Co原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为_____。
(2)Li、Co、O、C的电负性由大到小的顺序是_____。
(3)Co(III)可形成多种配合物。
①已知Co(NH3)5BrSO4中Co(III)的配位数为6，向该配合物的溶液中滴加BaCl2溶液，无明显现象，则该配合物可表示为_____。
②[Co(NH3)6]3+结构如图所示，Co3+位于正八面体中心，若其中两个NH3被Cl-取代，则[Co(NH3)4Cl2]-的空间结构有_____种。
(4)LiCH3、LiC(CH3)3在合成化学上应用广泛。(CH3)3C-的空间结构为______；(CH3)3C-、H3C-、F3C-的稳定性随中心C原子上电子云密度增大而减小，其中稳定性最强的是______。
(5)①正极材料LiCoO2的晶胞结构如图(a)(部分O位于晶胞之外)，每个晶胞中含有_____个O；充电时，LiCoO2脱出部分Li+，形成Li1-xCoO2，结构如图(b)，则n(Co3+)：n(Co4+)=______。
②负极材料LiC6晶胞结构如图(c)，Li原子插入石墨层中间，若该晶胞中碳碳键键长为mpm。石墨层间距为npm。该晶体的密度为______g•cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
26．（2023·山东日照·统考一模）VA族元素原子核外电子排布有着特殊性，能与其他元素组成结构、性质各异的化合物。回答下列问题：
(1)氮原子可以提供孤电子对与氧原子形成配位键，基态氧原子的价层电子发生重排提供一个空轨道，则重排后的氧原子价电子排布图为_______，基态氧原子的价层电子不是重排结构，原因是不符合_______(填“泡利不相容原理”或“洪特规则”)。
(2)沸点：_______(填“>”或“＜”，下同)，键角：_______。
(3)As、Ge、Se三种元素的第一电离能由大到小的顺序是_______。
(4)基态As原子的最高能级组的电子排布式为_______，与互为等电子体的分子为_______(写出一种)。
(5)TiN晶胞中的少量Ti被Al代替后的立方晶胞结构如图所示。该晶胞中，距离Ti最近的Al有_______个；原子①与原子②的距离为_______nm(已知晶体密度为，阿伏加德罗常数的值为)。
27．（2023·山东菏泽·统考一模）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、Cu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)铵盐大多不稳定。从结构的角度解释比更易分解的原因是_______。
(3)镍能形成多种配合物，其中是无色挥发性液体，是红黄色单斜晶体。中的配位原子是：_______；的熔点高于的原因是_______。
(4)氮化硼(BN)晶体存在如下图所示的两种结构，六方氮化硼的结构与石墨类似，可做润滑剂；立方氮化硼的结构与金刚石类似，可作研磨剂。六方氮化硼的晶体类型为_______；立方氮化硼晶胞的密度为，晶胞的边长为a cm。则阿伏加德罗常数的表达式为_______。
28．（2023·山东临沂·统考一模）铁及其化合物在生产、生活中有重要应用。回答下列问题：
(1)基态Fe3+的价电子排布式为______。
(2)某铁的配合物结构如图1所示，可由(CH3)3SiCl与K[Fe(C5H5)(CO)2CO2]混合加热制得。
①在(CH3)3SiCl、(CH3)3SiF、(CH3)4Si中，C－Si－C键角最大的是_______，原因是______。
②C5H表示环戊二烯负离子，已知分子中的大π键可用符号π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(如苯分子中的大π键可表示为π)，则C5H中的大π键应表示为______。
③该铁的配合物中碳原子的杂化方式共有_____种。
(3)普鲁士蓝晶体属立方晶系，晶胞棱长为apm。铁－氰骨架组成小立方体，Fe粒子在顶点，CN-在棱上，两端均与Fe相连，立方体中心空隙可容纳K+，如图2所示(CN-在图中省略)。
①普鲁士蓝中Fe2+与Fe3+个数之比为_____；该晶胞的化学式为______。
②若所有铁粒子为等径小球，则K+与Fe2+之间最近距离为_____pm；该晶体的密度为_____g•cm-3(阿伏加德罗常数为NA)。
参考答案：
1．B
【分析】Y在地壳中含量最高，则Y为O元素，几种元素占据四个不同周期，其中只有X的原子序数小于O，所以X为H元素，基态W原子的核外电子恰好填满10个原子轨道，每个原子轨道中有两个自旋方向不同的电子，所以W核外共20个电子，为Ca元素；天然沸石的化学式为Ca[Z2R3O10] ▪3H2O，由于R的原子序数较大，所以R一定位于第三周期，若Z位于第二周期，则只能为F元素，此时该物质中R的化合价为+价，不合理，所以Z也位于第三周期，根据化合价分析，合理的结果为Z为+3价、R为+4价，所以Z为Al元素、R为Si元素。
【详解】A．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；简单离子半径：，故A正确；
B．同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈增大趋势，则第一电离能：，故B错误；
C．非金属性：O>Si，非金属性越强，最简单氢化物越稳定，故C正确；
D．W、Z的氯化物分别为CaCl2、AlCl3，CaCl2为离子晶体，AlCl3为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体，故D正确；
故选B。
2．D
【分析】短周期主族元素X、Y、Z原子序数依次增大，Z能形成6条共价键，Z为S，X能形成3条共价键，X为N，Y形成1条共价键，Y为F。
【详解】A．S具有3个电子层，原子半径最大，N、F同周期，原子序数越大，原子半径越小，则原子半径S>N>F，A正确；
B．同周期元素从左到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呈减小趋势，则第一电离能F>N>S，B正确；
C．已知该阳离子中的环状结构与苯环类似，该阳离子形成大π键的原子数为5，形成大π键的电子数为6，该阳离子存在π大π键，C正确；
D．N2F2的电子式为，D错误；
故答案选D。
3．C
【分析】X、Y、Z、W都属于短周期元素，X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，则X有2个电子层、最外层电子数为6，X为O；其中X、Y位于同一主族，则Y为S；Y、Z、W处于同一周期，同周期中W电负性最大，则W为Cl；基态Z原子的电子总数是其最高能级电子数的5倍，Z的最高能级为3p，Z为P，综上所述，X、Y、Z、W分别为O、S、P、Cl。
【详解】A．电子层越多、离子半径越大，具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小，则简单离子半径由小到大的顺序为X
C．上述元素形成的简单氢化物中X(O)的氢化物之间存在氢键，沸点最高，且O的非金属性最强，简单氢化物最稳定，故C正确；
D．同一主族从上到下第一电离能减小，X的第一电离能最大。同周期从左向右第一电离能呈增大趋势，但P的3p电子半满为稳定结构难失去电子，则第一电离能：Y
4．D
【详解】A．黑磷中P与P之间存在非极性共价键，层与层之间存在范德华力，A正确；
B．黑磷分子的相对分子质量远大于白磷，黑磷的熔点高于白磷，B正确；
C．黑磷中结构中连接为空间立体结构，故P原子杂化方式为，C正确；
D．第三周期中Ar与Cl的第一电离能都大于P的，D错误；
故选D。
5．A
【详解】A．利用的是具有磁性的性质，可将印有磁性编码的货币投入磁码识读器中辨识真伪，A错误；
B．钛合金具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等优点，属于被广泛应用的金属材料之一，B正确；
C．有机涂料一般是指以乳液树脂等有机物作为成膜物质的涂料，某些有机涂料中的有机溶剂能挥发出有害物质，而水性涂料是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，相对于有机涂料更环保，C正确；
D．氢原子钟一种精密的计时器具，它是利用原子能级跳跃时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟，D正确；
故选A。
6．D
【详解】A．Se为第34号元素，根据构造原理可知基态Se原子的核外电子排布式为，A正确；
B．由于左右两部分旋转后重叠，分子中有8种不同化学环境的C原子，B正确；
C．分子中的碳原子采取、杂化，苯环中碳原子的杂化方式sp2杂化，C正确；
D．气态分子的键角大于的键角，为正四面体，键角为109°28′，为平面三角形，键角为120°，D错误；
答案选D。
7．B
【详解】A．该晶胞中Zn原子的配位数是4，则ZnSe晶胞中Se原子的配位数也是4，A错误；
B．该晶胞中a点坐标为(0，0，0)，b点坐标为B为( ，1，)，则a原子位于坐标原点，b原子在坐标轴正方向空间内，由图乙可知d原子也在坐标轴正方向空间内，且到x轴、y轴、z轴的距离分别为、、，即d原子的坐标为(，，)，B正确；
C．面对角线的两个Zn原子距离最短，为nm，C错误；
D．Zn、Se为同周期元素，根据非金属性越强，电负性越大，非金属性：Zn
8．C
【详解】A．因为O元素的电负性大于S，所以热稳定性：，A正确；
B．结构式为： ,存在顺反异构现象， B正确；
C．为直线型，键角为，氮原子采用杂化，三个杂化键处于平面正三角形的三个方向，互成，是极性分子，之间的键角为96度52分，氧原子的电负性比硫原子大，氧原子对其携带的孤对电子的吸引比硫原子大，相应的孤对电子斥力增大使键角也相应比大，所以键角的大小：，C错误；
D．因为分子中含有氢键，所以在中沸点最高，D正确；
故选C。
9．D
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X为周期表中原子半径最小的元素，X为氢；Y、Z位于同一主族，且原子序数之和为24，则Y为氧、Z为硫；基态W原子的价电子数为11，W为铜；故该化合物为CuSO4∙5H2O；
【详解】A．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，故同周期中第一电离能大于Y的元素有氮、氟、氖3种，A正确；
B．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，O只有负价没有正价，故Z的最高价含氧酸酸性是同主族中最强的，B正确；
C．CuSO4∙5H2O完全失去结晶水时保留质量，结合图像可知，晶体分三个阶段失去结晶水，故有三种不同结合力的H2O，C正确；
D．由C分析可知，220℃时，晶体没有完全失去结晶水，故固体物质的化学式不是CuSO4，D错误；
故选D。
10．C
【详解】A．组成元素中O、Al、Si、Pb均位于元素周期表的p区，但Fe位于d区，A错误；
B．已知Si(s)和SiO2(s)均为原子晶体，且键长为：Si-Si键＞Si-O键，通常键长越短键能越大，即键能：Si-O键＞Si-Si键，键能越大，熔化需要的能量越高，其熔点越高，即二氧化硅的熔点高于晶体硅的熔点，B错误；
C．已知Al是13号元素，其核外电子排布式为：1s22s22p33s23p1，故基态铝原子核外电子占据7各原子轨道，即有7种不同的空间运动状态，C正确；
D．由原子手恒可知，Fe3Ox中x=4，设Fe3Ox中Fe(II)为a个，则有2a+3(3-a)=8，即得a=1，即设Fe3Ox中Fe(II)与Fe(III)的个数比为1：2，D错误；
故答案为：C。
11．D
【分析】W、X、Y、Z均为周期表中前两周期元素，其原子序数依次增大，X原子基态电子排布中无单电子，则X为Be，则W为H，四种元素可以组成型离子化合物，阴阳离子皆由两种元素组成，且均为正四面体形，因此阳离子一定是铵根离子，则阴离子带2个负电荷，第二周期元素中能满足的应该是F和Be形成的阴离子BeF，所以这种化合物的化学式为(NH4)2BeF4，W、X、Y、Z为H、Be、N、F。
【详解】A．铵根离子和BeF均可形成配位键，A正确；
B．同一周期的第一电离能从左往右逐渐增大，则第一电离能：X
D．F的非金属性强于N，简单氢化物的还原性：Y>Z，D错误；
故选D。
12．A
【分析】基态Y原子3p能级半充满，所以Y原子为P；由可知，A+4=30+1，A=27，X和Y质子数相差2，所以X为Al；Q和Y质子数相差1，Q为Si，据此分析解题。
【详解】A．X为Al，Q为Si，Y为P，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，所以第一电离能：Al
C．X为Al，质子数为13，中子数为14，所以中子数与质子数之比为14：13，故C错误；
D．P电负性大于Si，所以简单氢化物的热稳定性：Y>Q，故D错误；
故答案选A。
13．D
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，X原子序数最小，形成1个共价键，X为氢；Z形成2个共价键，为氧；W的第一电离能大于同周期相邻元素，且原子序数大于氧，为磷；四种元素原子序数之和为29，则Y为硼；
【详解】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>X>Y，A错误；
B．BF3中B不是8电子结构，B错误；
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错误；
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正确；
故选D。
14．B
【详解】A．铜离子在反应中作催化剂，能降低反应的活化能，加快反应速率，选项A正确；
B．由可知，α位置的N原子带正电，则与黑球元素直接连接的N应该显一定负电性，黑球元素应显一定正电性，故黑球元素的电负性弱于N，选项B错误；
C．α位置的N原子中含有1对孤电子对，容易形成配位键；故产物中α、β两位置的N原子中，α位置的N原子更容易形成配位键，选项C正确；
D．已知杂化轨道中s成分越多，所形成的化学键越稳定；反应物中氮氮键更稳定、键长更短，故反应物中氮氮键比产物中氮氮键的键长短，选项D正确；
答案选B。
15．B
【详解】A．硅胶、生石灰均能吸水而且无毒，所以可用作食品干燥剂，A正确；
B．葡萄糖在酒化酶的作用下发生分解反应生成乙醇，B错误；
C．将CO2还原为甲醇，能够减少向空气中排放CO2的量，有利于实现“碳中和”，C正确；
D．焰火、激光的产生与原子核外电子跃迁释放能量有关，D正确；
故选B。
16．B
【分析】前四周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大且分属不同周期，则W为氢；X的最高能级的电子数比电子层数多1，为氮；Y的最高价含氧酸为具有吸水性的弱酸，Y为硅；Z与W中均存在单电子，且两者单电子数和最外层电子数均相同，Z为钾或铜；
【详解】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；四种元素中电负性最大的为X，A错误；
B．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，B正确；
C．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性变弱；Z为钾或铜，若为铜则不成立，C错误；
D．W与X两种元素形成的化合物N2H4中也含有N-N非极性键，D错误；
故选B。
17．D
【分析】根据题意可知X为第二周期元素，因为题中五种元素均在同一周期，所以M为Li元素，根据结构图可知X为C，Y为O，因为Y元素原子的价电子数是W的两倍，所以W为B，Z为F。
【详解】A．W为B，最外层仅有3个电子，形成四个共价键，有一个为配位键，A正确；
B．X的简单氢化物为CH4，Y的简单氢化物为H2O，简单氢化物沸点：C
18．CD
【分析】由图可知，左侧水发生氧化反应生成氧气，则b生成a的反应为还原，ab分别为亚铁离子、铁离子；
【详解】A．由分析可知，a为亚铁离子，是铁原子失去2个电子后形成的，价电子排布式：3d6，A错误；
B．由图可知，体系中能量转化形式：光能→化学能，B错误；
C．体系中总反应为水和二氧化碳生成氧气和甲酸，反应为吸热反应，则活化能：Ea正>Ea逆，C正确；
D．二氧化碳转化为甲酸，碳元素化合价由+4变为-2，根据电子守恒可知， ，理论上每消耗18g水（1mol）生成46gHCOOH（1mol），D正确；
故选CD。
19．(1)第四周期IB族
(2) > 平面正方形 > F的电负性比N大，N-F键成键电子偏向于F，导致NF3中N原子核对其孤电子对吸引能力增强，难以形成配位键。
(3) 1∶2 (，，1-m)
【详解】（1）铜是29号元素，在元素周期表中的位置是第四周期IB族；
（2）①[Cu(NH3)4]2+中N原子无孤电子对，所以[Cu(NH3)4]2+中H—N—H键角>NH3的H—N—H键角。
②若[Cu(NH3)4]2+中两个NH3分别被C1-取代，能得到(m)、(n)两种不同结构的Cu(NH3)2C12，则[Cu(NH3)4]2+的空间构型是平面正方形；根据“相似相溶”，在水中的溶解度 (m)> (n)。
③F的电负性比N大，N-F键成键电子偏向于F，导致NF3中N原子核对其孤电子对吸引能力增强，难以形成配位键，所以NF3不易与Cu2+形成配离子。
（3）基态Cu原子失去4s上的1个电子和3d上的2个电子得到Cu3+，基态Cu3+的价层电子的轨道表示式为；设NA为阿伏加德罗常数的值，钇钡铜氧的摩尔质量为Mg·mol-1，根据均摊原则，晶胞中Cu原子数为 、Ba原子数为2、Y原子数为1、O原子数为，晶胞的体积为，则该晶体的密度为；晶体的化学式为Cu3Ba2YO7，根据化合价代数和等于0，Cu3+与Cu2+个数比为1:2。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标。如原子分数坐标A为(0，0，0)，B为(，，)，C为(，，m)，则D的原子分数坐标为(，，1-m)。
20．(1) 5 d
(2)b
(3) 低于 吡咯易形成分子间氢键
(4) 4
【详解】（1）基态氟原子的核外电子有9个，电子排布式为：1s22s22p5，空间运动状态数等于电子占据轨道数，所以有1+1+3=5种空间运动状态；氟原子序数为9，其基态原子电子排布式为，
a．，基态氟原子2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上，属于氟原子的激发态，故正确；
b．，核外共10个电子，不是氟原子；
c．，核外共5个电子，不是氟原子；
d．基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上，属于氟原子的激发态，比a项激发态的能量更高；
综上，d符合题意，故选d；
（2）碳、氮、氧、氟四种元素在同一周期，基态+2价阳离子失去一个电子生成气态基态+3价阳离子所需要的能量为该原子的第三电离能，同一周期原子的第三电离能的总体趋势也依次升高，但由于碳原子失去2个电子之后2s能级为全充满状态，因此再失去一个电子需要的能量较高，则满足这一规律的图像为图b；
（3）由题干中的结构简式可知，分子内含有一个大π键，该大π键由4个碳原子和一个O原子，每个碳原子给出1的电子参与形成大π键，每个O原子给出2个电子参与形成大π键，则该大Π键的表示形式为；吡咯易形成分子间氢键；
影响物质熔沸点的主要因素为分子间作用力，氢键大于分子间作用力，有氢键的吡咯沸点大于呋喃，吡咯易形成分子间氢键，沸点较高，则呋喃沸点低于吡咯，吡咯易形成分子间氢键，故答案为：低于；
（4）①根据晶胞沿z轴的投影图可知，该晶胞中氯原子的位置为(图中黑球代表氯原子)，面上有2个氯原子，与平行的面上有2个氯原子，体内有2个氯原子，所以1个晶胞中氯原子的数目为。由知，；
②观察图中A、B原子坐标参数，它们在x轴的坐标参数都是0.5，则A、B原子在平行于的面上。可以建立直角三角形，A、B两原子的核间距是这个三角形的斜边长，则A、B两原子的核间距为nm。
21．(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
【详解】（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。
22．(1)
(2)BD
(3) 用检验时，会与竞争结合。升高，更易与结合，酸性增强，浓度减小，可以竞争到 直线形 D
(4) 2 (0.75，0.25，0.25)
【详解】（1）Fe3+价电子为3d5，轨道表示式为 ；
（2）基态铁原子价电子为3d64s2，基态Fe2+价电子为3d6，基态Fe3+价电子为3d5，因此处于激发态的为、，为3d轨道电子跃迁到4s轨道，故选BD；
（3）①由图可知与都能与铁形成配位键，碱性状态下含有大量的，阻碍与铁的配合；
②中中心原子为C，杂化方式为sp杂化，无孤电子对，故离子的空间结构为直线形；
③邻二氮菲中氮原子成一个双键，杂化方式为sp2杂化，因此孤电子对占据sp2杂化轨道。
（4）①由图可知Cu4位于顶点、面心和四个四面体空隙，根据均摊法可得个数为8×+6×+4=8，每个铜原子由两个四面体共用，因此铜原子个数为8×4×=16，Mg原子位于四个四面体空隙和八面体空隙中，八面体空隙有12×+1=4个，因此Mg原子共有8个，由此可知化学式为MgCu2，即x=2；
②由图可知，A原子位于左前上四面体空隙，C原子位于右前下四面体空隙，因此二者y坐标相同，x、z坐标相加为1，即C坐标为（0.75，0.25，0.25）；
③由图可知，AB原子之间的距离为面对角线的一半，晶胞参数为a nm，则AB之间的距离为。
23．(1) 2 3d64s2 d
(2) Mg2FeH6 正四面体
(3)＞
【详解】（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。
24．(1) 第4周期第ⅦB族
(2) 16 32 Cl、N
(3) (正)四面体(形) 二者均为分子晶体，相对分子质量更大
【详解】（1）基态Mn原子的电子排布式为：，价电子轨道表示式为 ，在周期表中的未知为：第4周期第ⅦB族；
（2）根据晶胞结构图，原子棱上有24个，面心有8个，里面有6个，总个数为：个，含有杂化的中心原子为32，Cl、N含有孤电子对，提供提供电子对形成配位键；
（3）中N价层电子对为4，构型为正四面体结构；相对分子质量较大，所以沸点较高。
25．(1)2:1（或1:2）
(2)O>C>Co>Li
(3) [Co(NH3)5 SO4]Br 2
(4) 三角锥形 F3C-
(5) 6 7:5
【详解】（1）Co为27号元素，基态Co的价层电子排布式是3d74s2，轨道表示式是，价电子中两种自旋状态的电子数之比为2:1（或1:2）；
（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；锂为碱金属元素，金属性较强电负性较弱，故Li、Co、O、C的电负性由大到小的顺序是O>C>Co>Li；
（3）①已知Co(NH3)5BrSO4中Co(III)的配位数为6，向该配合物的溶液中滴加BaCl2溶液，无明显现象，则说明硫酸根离子位于内界，该配合物可表示为[Co(NH3)5 SO4]Br；
②Co3+位于正八面体中心，若其中两个NH3被Cl-取代，若第一个氯处于1号位，则第二氯有2、3、5、6等效位或4号位共2种情况；
（4）(CH3)3C-中心原子碳形成3个共价键且还有一对孤电子对，则空间结构为三角锥形；(CH3)3C-、H3C-、F3C-的稳定性随中心C原子上电子云密度增大而减小，氟的电负性最强，吸引电子能力最强，导致F3C-中碳原子上电子云密度减小，故其中稳定性最强的是F3C-；
（5）①正极材料LiCoO2的晶胞结构如图(a)，根据“均摊法”，晶胞中含个Li，结合化学式可知，每个晶胞中含有2×3=6个O、3个Co；充电形成Li1-xCoO2，晶胞中含个Li，设Co3+、Co4+的个数分别为a、b，根据化合价代数和为零可知，+3a+4b=2×6，晶胞中共3个Co，则a+b=3；两式联立可知，a=、b=，故n(Co3+)：n(Co4+)=7:5；
②负极材料LiC6晶胞结构如图(c)，根据“均摊法”，晶胞中含个Li、个C；该晶胞中碳碳键键长为mpm，则底面边长为3mpm、高为，底面积为，石墨层间距为npm，则晶胞高度为npm，故晶体密度为。
26．(1) 洪特规则
(2) < <
(3)As>Se>Ge
(4) 4s23d104p3 CCl4
(5) 4
【详解】（1）基态O原子核外电子排布为1s22s22p4，基态氧原子的价层电子发生重排提供一个空轨道，则重排后的氧原子价电子排布图为；洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同，基态氧原子的价层电子不是重排结构，原因是不符合洪特规则；
（2）氨分子可以形成氢键，导致沸点升高，故沸点：<；、中心原子均为sp3杂化，但是中存在1对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，导致中键角减小，故键角：<；
（3）同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，As的4p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能由大到小的顺序为As>Se>Ge；
（4）As为第四周期第ⅤA族元素，基态As原子的最高能级组的电子排布式为4s23d104p3；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，与互为等电子体的分子为CCl4等；
（5）由图可知，以右侧棱心的钛原子为例，晶胞内体心铝原子与其最近，则周围4个晶胞中距离Ti最近的Al有4个；据“均摊法”，晶胞中含个N、个Ti、1个Al，设晶胞参数为anm，则晶体密度为，，原子①与原子②的距离为。
27．(1) A CD
(2)氟离子半径小于碘离子，氢氟键键能更大，更容易形成，故氟更易夺取铵根离子中氢生成HF
(3) C 为离子晶体、而为分子晶体
(4) 混合型晶体
【详解】（1）硼为5号元素，基态硼原子电子排布为1s22s22p1； 为s轨道全满的较稳定结构，故其失去一个电子需要吸收能量最多；、 中电子处于激发态，电子跃迁回低能量态是会释放能量形成发射光谱，故选CD；
（2）氟离子半径小于碘离子，氢氟键键能更大，更容易形成，故氟更易夺取铵根离子中氢生成HF，导致比更易分解；
（3）中镍可以提供空轨道，碳可以提供孤电子对，故配位原子是：C；的熔点高于的原因是为离子晶体、而为分子晶体，离子晶体熔点一般高于分子晶体；
（4）六方氮化硼的晶体结构类似石墨晶体，为混合型晶体；根据“均摊法”，晶胞中含个B、4个N，则晶体密度为，则；
28．(1)3d5
(2) (CH3)3SiF F的电负性大，Si 周围电子云密度减小，C-Si 成键电子对之间的斥力增大，键角变大 3
(3) 1:1
【详解】（1）铁是26号元素，则基态Fe3+的价电子排布式为3d5；
（2）①成键电子对之间的斥力越大，则键角越大，在(CH3)3SiF中F的电负性大，Si 周围电子云密度减小，C-Si 成键电子对之间的斥力增大，键角变大，故键角最大的是(CH3)3SiF；原因是：F的电负性大，Si 周围电子云密度减小，C-Si 成键电子对之间的斥力增大，键角变大；
②由结构可知，每个碳原子中还有1个电子未参与成键，5个碳原子以及一个得到一个电子，共有6个电子参与形成大π键，因此中大π键表示为；
③根据该铁的配合物的结构可知，其中碳的杂化方式有sp3，sp2，sp一共3种杂化方式；
（3）①二价铁位于体心和棱心，则一共有4个；三价铁位于顶点和面心，一共有4个，故其比值：1:1；晶胞中有4个钾离子，根据电荷守恒可知，CN-有，故化学式为：；
②钾离子位于小立方体的体心，二价铁位于小立方体的顶点，则；密度=。
山东省2023年高考化学模拟题汇编-27原子结构与性质
一、单选题
1．（2023·山东潍坊·统考模拟预测）某种天然沸石的化学式为，其中元素X、Y、Z、R、W原子序数依次增大，且占据四个不同周期。Y在地壳中含量最高，在该化合物中R显示其最高价态，基态W原子的核外电子恰好填满10个原子轨道。下列说法错误的是
A．简单离子半径： B．第一电离能：
C．最简单氢化物稳定性： D．氯化物熔点：
2．（2023·山东·统考一模）短周期主族元素X、Y、Z原子序数依次增大，可与C、H形成结构如图的离子液体。已知阳离子中的环状结构与苯类似，下列说法错误的是
A．原子半径：Z>X>Y B．第一电离能：Y>X>Z
C．阳离子中存在π大π键 D．X2Y2电子式：
3．（2023·山东枣庄·统考二模）X、Y、Z、W均属于短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z、W处于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，基态Z原子的电子总数是其最高能级电子数的5倍，同周期中W电负性最大。下列说法正确的是
A．简单离子半径由小到大的顺序：X
C．上述元素形成的简单氢化物中X的氢化物沸点最高、最稳定
D．第一电离能：Z
A．黑磷中既存在非极性共价键又存在范德华力
B．黑磷的熔点高于白磷
C．黑磷中P原子杂化方式为
D．第三周期只有元素的第一电离能大于P
5．（2023·山东·统考一模）化学与科技、生活密切相关，下列说法错误的是
A．印制货币票面文字、号码等处使用含Fe3O4的油墨，利用了Fe3O4的稳定性
B．“奋斗者”号万米深潜载人舱球壳所使用的钛合金属于金属材料
C．卡塔尔世界杯用球“旅程”使用水性涂料代替有机涂料，更加环保
D．“北斗三号”采用星载氢原子钟，通过电子跃迁产生电磁波进行精准定位
6．（2023·山东菏泽·统考一模）目前，甘肃某医药公司与北京大学共同开发研制的国家一类抗癌新药乙烷硒啉(Ethaselen)进入临床研究，其结构如图。下列说法错误的是
A．基态Se原子的核外电子排布式为
B．分子中有8种不同化学环境的C原子
C．分子中的碳原子采取、杂化
D．气态分子的键角小于的键角
7．（2023·山东济宁·统考一模）硒化锌是一种重要的半导体材料；其晶胞结构如图甲所示，已知晶胞参数为pnm，乙图为晶胞的俯视图，下列说法正确的是
A．晶胞中硒原子的配位数为12
B．晶胞中d点原子分数坐标为
C．相邻两个Zn原子的最短距离为nm
D．电负性：Zn>Se
8．（2023·山东淄博·统考一模）关于C2H2、N2H2、H2O2、H2S2的结构与性质，下列说法错误的是
A．热稳定性：H2O2＞H2S2 B．N2H2存在顺反异构现象
C．键角：C2H2＞N2H2＞H2S2＞H2O2 D．四种物质中沸点最高的是H2O2
9．（2023·山东淄博·统考一模）X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X为周期表中原子半径最小的元素，Y、Z位于同一主族，且原子序数之和为24，基态W原子的价电子数为11，化合物WZY4•5X2Y的热重曲线如图。下列说法错误的是
A．同周期中第一电离能大于Y的元素有3种 B．Z的最高价含氧酸酸性是同主族中最强的
C．WZY4•5X2Y中有三种不同结合力的X2Y D．220℃时，固体物质的化学式为WZY4
10．（2023·山东日照·统考一模）铁铝铅榴石主要成分为，其组成也可写成的氧化物形式：。下列说法正确的是
A．组成元素均位于元素周期表的p区
B．晶体硅的熔点比二氧化硅晶体高
C．基态铝原子核外电子有7种不同的空间运动状态
D．中Fe(II)与Fe(III)的个数比为2：1
11．（2023·山东济宁·统考一模）W、X、Y、Z均为周期表中前两周期元素，其原子序数依次增大，X原子基态电子排布中无单电子。四种元素可以组成型离子化合物，阴阳离子皆由两种元素组成，且均为正四面体形。下列说法错误的是
A．阴阳离子中都含有配位键 B．第一电离能：X
A．第一电离能：X
C．X原子核内中子数与质子数之比为13:14
D．简单氢化物的热稳定性：Y
A．电负性：W>Y>X
B．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
14．（2023·山东潍坊·统考一模）“点击化学”研究获得2022年诺贝尔化学奖表彰，利用该原理可制得如图所示含大π键的产物。已知杂化轨道中s成分越多，所形成的化学键越稳定。下列说法错误的是
A．铜离子降低了反应的活化能
B．反应物中黑球元素的电负性强于N
C．产物中α、β两位置的N原子中，α位置的N原子更容易形成配位键
D．反应物中氮氮键比产物中氮氮键的键长短
15．（2023·山东临沂·统考一模）化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法错误的是
A．硅胶、生石灰均可用作食品干燥剂
B．葡萄糖在酒化酶的作用下发生水解反应生成乙醇
C．将CO2还原为甲醇，有利于实现“碳中和”
D．焰火、激光都与原子核外电子跃迁释放能量有关
16．（2023·山东日照·统考一模）前四周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大且分属不同周期。X的最高能级的电子数比电子层数多1，Y的最高价含氧酸为具有吸水性的弱酸，Z与W中均存在单电子，且两者单电子数和最外层电子数均相同。下列说法正确的是
A．四种元素中电负性最大的为Y
B．X元素的第一电离能高于其同周期相邻元素
C．Z元素在同周期中金属性最强
D．W与X两种元素形成的化合物中只含有极性键
17．（2023·山东泰安·统考一模）M、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同周期主族元素，基态X原子2p能级上有2个未成对电子，Y元素原子的价电子数是W的两倍，由五种元素组成某电极材料的结构如图所示。下列说法错误的是
A．电极材料的结构中存在配位键 B．简单氢化物沸点：X
二、多选题
18．（2023·山东·统考一模）科研人员通过控制光沉积的方法构建复合材料光催化剂，以Fe2+和Fe3+渗透Nafion膜在酸性介质下构建了一个还原和氧化分离的人工光合体系，其反应机理如图。下列说法正确的是
A．a的价电子排布式：3d5
B．体系中能量转化形式：电能→化学能
C．体系中总反应的活化能：Ea正>Ea逆
D．理论上每消耗18g水生成46gHCOOH
三、结构与性质
19．（2023·山东·统考一模）铜及其化合物在机械制造、国防建设中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)铜元素在元素周期表中的位置是_______。
(2)Cu2+能与NH3形成具有对称空间结构的[Cu(NH3)4]2+。
①[Cu(NH3)4]2+的H—N—H键角_______(填“>”、“=”或“<”)NH3的H—N—H键角。
②若[Cu(NH3)4]2+中两个NH3分别被C1-取代，能得到(m)、(n)两种不同结构的Cu(NH3)2C12：
[Cu(NH3)4]2+的空间构型是_______；在水中的溶解度：(m)_______(n)(填“>”、“=”或“<”)。
③NF3与NH3具有相同的空间构型，但NF3不易与Cu2+形成配离子，理由是_______。
(3)一种钇钡铜氧晶体属四方晶系，品胞参数如图所示，晶胞棱长夹角均为90°。晶体中Y元素的化合价为+3价，Cu元素以+2和+3两种价态存在。基态Cu3+的价层电子的轨道表示式为_______；设NA为阿伏加德罗常数的值，钇钡铜氧的摩尔质量为Mg·mol-1，则该晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算式)；晶体中Cu3+与Cu2+个数比为_______。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标。如原子分数坐标A为(0，0，0)，B为(，，)，C为(，，m)，则D的原子分数坐标为_______。
20．（2023·山东泰安·统考一模）非金属及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)基态氟原子的核外电子有_______种空间运动状态，下列电子排布中属于氟原子且能量较高的是_______(填序号)。
a. b.
c. d.
(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能Ⅰ变化趋势(纵坐标的标度不同)，以上元素第三电离能的变化图是_______(填序号)。
(3)在催化作用下，呋喃()可与氨反应转化为吡咯()。二者均存在与苯类似的大键，表示方法为，n为成环原子个数，m为形成大键电子个数，则的大键可以表示为_______。二者的熔、沸点关系为呋喃_______吡咯(填“高于”或“低于”)，原因是_______。
(4)晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。属于正交晶系(长方体形)。晶胞参数为、、。如图为沿z轴投影的晶胞中所有氯原子的分布图和原子分数坐标。
①据此推断该晶胞中氯原子数目为_______。的摩尔质量为，晶胞密度为，则阿伏加德罗常数的值为_______(列出计算表达式，后同)。
②图中A、B两原子的核间距为_______nm。
21．（2023·山东潍坊·统考模拟预测）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___________。
22．（2023·山东青岛·统考一模）研究金属原子结构及晶体结构具有重大意义。
(1)价电子轨道表示式为_______。
(2)原子发射光谱法是通过处于激发态的待测元素微粒回到基态时发射的特征谱线对其进行鉴别的方法。下列状态的铁粒子处于激发态的是_______(填标号)。
A． B． C． D．
(3)利用配合物的特征颜色可检验补铁药片中的和，部分配合物的结构如下：
①取等量碾碎的药片放入两支试管中，试管1加盐酸溶解，试管2加等体积蒸馏水溶解。分别滴加溶液，发现试管1溶液变红，试管2溶液不变色。依据图示信息，解释检验须在酸性条件下进行的原因_______。
②配体SCN的空间构型为_______。
③邻二氮菲中N原子的价层孤电子对占据_______。(填标号)。
A．轨道 B．轨道 C．杂化轨道 D．杂化轨道
(4)金属合金的结构可看作以四面体(相互共用顶点)替换立方金刚石结构中的碳原子，形成三维骨架，在晶胞空隙处，有序地放置原子(四面体的4个顶点代表原子，圆球代表原子)，结构如图所示。
①_______。
②若原子A的原子坐标为(0.25，0.25，0.75)，则C的原子坐标为_______。
③晶胞参数为a nm，则AB原子之间的距离为_______nm。
23．（2023·山东济宁·统考一模）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=)。
24．（2023·山东济南·统考一模）研究压电材料对于自动化技术具有重要意义。一种有机—无机复合压电材料的单斜晶体结构沿晶轴方向投影如图所示(H原子未画出)，晶胞内总共含有84个原子。晶胞参数为，，。回答下列问题：
(1)基态Mn原子的价电子轨道表示式为_______。在元素周期表中位置为_______。
(2)1 mol 晶胞中含有Cl原子_______mol，含有杂化的中心原子_______mol；该晶体中提供电子对形成配位键的原子是_______。
(3)TMCM性质活泼，一定条件下可分解生成三甲胺[]，中N原子的价层电子对构型为_______；的沸点高于，主要原因是_______。
25．（2023·山东淄博·统考一模）LiCoO2、LiC6是重要的电极材料，回答下列问题：
(1)基态Co原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为_____。
(2)Li、Co、O、C的电负性由大到小的顺序是_____。
(3)Co(III)可形成多种配合物。
①已知Co(NH3)5BrSO4中Co(III)的配位数为6，向该配合物的溶液中滴加BaCl2溶液，无明显现象，则该配合物可表示为_____。
②[Co(NH3)6]3+结构如图所示，Co3+位于正八面体中心，若其中两个NH3被Cl-取代，则[Co(NH3)4Cl2]-的空间结构有_____种。
(4)LiCH3、LiC(CH3)3在合成化学上应用广泛。(CH3)3C-的空间结构为______；(CH3)3C-、H3C-、F3C-的稳定性随中心C原子上电子云密度增大而减小，其中稳定性最强的是______。
(5)①正极材料LiCoO2的晶胞结构如图(a)(部分O位于晶胞之外)，每个晶胞中含有_____个O；充电时，LiCoO2脱出部分Li+，形成Li1-xCoO2，结构如图(b)，则n(Co3+)：n(Co4+)=______。
②负极材料LiC6晶胞结构如图(c)，Li原子插入石墨层中间，若该晶胞中碳碳键键长为mpm。石墨层间距为npm。该晶体的密度为______g•cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
26．（2023·山东日照·统考一模）VA族元素原子核外电子排布有着特殊性，能与其他元素组成结构、性质各异的化合物。回答下列问题：
(1)氮原子可以提供孤电子对与氧原子形成配位键，基态氧原子的价层电子发生重排提供一个空轨道，则重排后的氧原子价电子排布图为_______，基态氧原子的价层电子不是重排结构，原因是不符合_______(填“泡利不相容原理”或“洪特规则”)。
(2)沸点：_______(填“>”或“＜”，下同)，键角：_______。
(3)As、Ge、Se三种元素的第一电离能由大到小的顺序是_______。
(4)基态As原子的最高能级组的电子排布式为_______，与互为等电子体的分子为_______(写出一种)。
(5)TiN晶胞中的少量Ti被Al代替后的立方晶胞结构如图所示。该晶胞中，距离Ti最近的Al有_______个；原子①与原子②的距离为_______nm(已知晶体密度为，阿伏加德罗常数的值为)。
27．（2023·山东菏泽·统考一模）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、Cu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)铵盐大多不稳定。从结构的角度解释比更易分解的原因是_______。
(3)镍能形成多种配合物，其中是无色挥发性液体，是红黄色单斜晶体。中的配位原子是：_______；的熔点高于的原因是_______。
(4)氮化硼(BN)晶体存在如下图所示的两种结构，六方氮化硼的结构与石墨类似，可做润滑剂；立方氮化硼的结构与金刚石类似，可作研磨剂。六方氮化硼的晶体类型为_______；立方氮化硼晶胞的密度为，晶胞的边长为a cm。则阿伏加德罗常数的表达式为_______。
28．（2023·山东临沂·统考一模）铁及其化合物在生产、生活中有重要应用。回答下列问题：
(1)基态Fe3+的价电子排布式为______。
(2)某铁的配合物结构如图1所示，可由(CH3)3SiCl与K[Fe(C5H5)(CO)2CO2]混合加热制得。
①在(CH3)3SiCl、(CH3)3SiF、(CH3)4Si中，C－Si－C键角最大的是_______，原因是______。
②C5H表示环戊二烯负离子，已知分子中的大π键可用符号π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(如苯分子中的大π键可表示为π)，则C5H中的大π键应表示为______。
③该铁的配合物中碳原子的杂化方式共有_____种。
(3)普鲁士蓝晶体属立方晶系，晶胞棱长为apm。铁－氰骨架组成小立方体，Fe粒子在顶点，CN-在棱上，两端均与Fe相连，立方体中心空隙可容纳K+，如图2所示(CN-在图中省略)。
①普鲁士蓝中Fe2+与Fe3+个数之比为_____；该晶胞的化学式为______。
②若所有铁粒子为等径小球，则K+与Fe2+之间最近距离为_____pm；该晶体的密度为_____g•cm-3(阿伏加德罗常数为NA)。
参考答案：
1．B
【分析】Y在地壳中含量最高，则Y为O元素，几种元素占据四个不同周期，其中只有X的原子序数小于O，所以X为H元素，基态W原子的核外电子恰好填满10个原子轨道，每个原子轨道中有两个自旋方向不同的电子，所以W核外共20个电子，为Ca元素；天然沸石的化学式为Ca[Z2R3O10] ▪3H2O，由于R的原子序数较大，所以R一定位于第三周期，若Z位于第二周期，则只能为F元素，此时该物质中R的化合价为+价，不合理，所以Z也位于第三周期，根据化合价分析，合理的结果为Z为+3价、R为+4价，所以Z为Al元素、R为Si元素。
【详解】A．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；简单离子半径：，故A正确；
B．同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈增大趋势，则第一电离能：，故B错误；
C．非金属性：O>Si，非金属性越强，最简单氢化物越稳定，故C正确；
D．W、Z的氯化物分别为CaCl2、AlCl3，CaCl2为离子晶体，AlCl3为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体，故D正确；
故选B。
2．D
【分析】短周期主族元素X、Y、Z原子序数依次增大，Z能形成6条共价键，Z为S，X能形成3条共价键，X为N，Y形成1条共价键，Y为F。
【详解】A．S具有3个电子层，原子半径最大，N、F同周期，原子序数越大，原子半径越小，则原子半径S>N>F，A正确；
B．同周期元素从左到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呈减小趋势，则第一电离能F>N>S，B正确；
C．已知该阳离子中的环状结构与苯环类似，该阳离子形成大π键的原子数为5，形成大π键的电子数为6，该阳离子存在π大π键，C正确；
D．N2F2的电子式为，D错误；
故答案选D。
3．C
【分析】X、Y、Z、W都属于短周期元素，X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，则X有2个电子层、最外层电子数为6，X为O；其中X、Y位于同一主族，则Y为S；Y、Z、W处于同一周期，同周期中W电负性最大，则W为Cl；基态Z原子的电子总数是其最高能级电子数的5倍，Z的最高能级为3p，Z为P，综上所述，X、Y、Z、W分别为O、S、P、Cl。
【详解】A．电子层越多、离子半径越大，具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小，则简单离子半径由小到大的顺序为X
C．上述元素形成的简单氢化物中X(O)的氢化物之间存在氢键，沸点最高，且O的非金属性最强，简单氢化物最稳定，故C正确；
D．同一主族从上到下第一电离能减小，X的第一电离能最大。同周期从左向右第一电离能呈增大趋势，但P的3p电子半满为稳定结构难失去电子，则第一电离能：Y
4．D
【详解】A．黑磷中P与P之间存在非极性共价键，层与层之间存在范德华力，A正确；
B．黑磷分子的相对分子质量远大于白磷，黑磷的熔点高于白磷，B正确；
C．黑磷中结构中连接为空间立体结构，故P原子杂化方式为，C正确；
D．第三周期中Ar与Cl的第一电离能都大于P的，D错误；
故选D。
5．A
【详解】A．利用的是具有磁性的性质，可将印有磁性编码的货币投入磁码识读器中辨识真伪，A错误；
B．钛合金具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等优点，属于被广泛应用的金属材料之一，B正确；
C．有机涂料一般是指以乳液树脂等有机物作为成膜物质的涂料，某些有机涂料中的有机溶剂能挥发出有害物质，而水性涂料是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，相对于有机涂料更环保，C正确；
D．氢原子钟一种精密的计时器具，它是利用原子能级跳跃时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟，D正确；
故选A。
6．D
【详解】A．Se为第34号元素，根据构造原理可知基态Se原子的核外电子排布式为，A正确；
B．由于左右两部分旋转后重叠，分子中有8种不同化学环境的C原子，B正确；
C．分子中的碳原子采取、杂化，苯环中碳原子的杂化方式sp2杂化，C正确；
D．气态分子的键角大于的键角，为正四面体，键角为109°28′，为平面三角形，键角为120°，D错误；
答案选D。
7．B
【详解】A．该晶胞中Zn原子的配位数是4，则ZnSe晶胞中Se原子的配位数也是4，A错误；
B．该晶胞中a点坐标为(0，0，0)，b点坐标为B为( ，1，)，则a原子位于坐标原点，b原子在坐标轴正方向空间内，由图乙可知d原子也在坐标轴正方向空间内，且到x轴、y轴、z轴的距离分别为、、，即d原子的坐标为(，，)，B正确；
C．面对角线的两个Zn原子距离最短，为nm，C错误；
D．Zn、Se为同周期元素，根据非金属性越强，电负性越大，非金属性：Zn
8．C
【详解】A．因为O元素的电负性大于S，所以热稳定性：，A正确；
B．结构式为： ,存在顺反异构现象， B正确；
C．为直线型，键角为，氮原子采用杂化，三个杂化键处于平面正三角形的三个方向，互成，是极性分子，之间的键角为96度52分，氧原子的电负性比硫原子大，氧原子对其携带的孤对电子的吸引比硫原子大，相应的孤对电子斥力增大使键角也相应比大，所以键角的大小：，C错误；
D．因为分子中含有氢键，所以在中沸点最高，D正确；
故选C。
9．D
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X为周期表中原子半径最小的元素，X为氢；Y、Z位于同一主族，且原子序数之和为24，则Y为氧、Z为硫；基态W原子的价电子数为11，W为铜；故该化合物为CuSO4∙5H2O；
【详解】A．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，故同周期中第一电离能大于Y的元素有氮、氟、氖3种，A正确；
B．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，O只有负价没有正价，故Z的最高价含氧酸酸性是同主族中最强的，B正确；
C．CuSO4∙5H2O完全失去结晶水时保留质量，结合图像可知，晶体分三个阶段失去结晶水，故有三种不同结合力的H2O，C正确；
D．由C分析可知，220℃时，晶体没有完全失去结晶水，故固体物质的化学式不是CuSO4，D错误；
故选D。
10．C
【详解】A．组成元素中O、Al、Si、Pb均位于元素周期表的p区，但Fe位于d区，A错误；
B．已知Si(s)和SiO2(s)均为原子晶体，且键长为：Si-Si键＞Si-O键，通常键长越短键能越大，即键能：Si-O键＞Si-Si键，键能越大，熔化需要的能量越高，其熔点越高，即二氧化硅的熔点高于晶体硅的熔点，B错误；
C．已知Al是13号元素，其核外电子排布式为：1s22s22p33s23p1，故基态铝原子核外电子占据7各原子轨道，即有7种不同的空间运动状态，C正确；
D．由原子手恒可知，Fe3Ox中x=4，设Fe3Ox中Fe(II)为a个，则有2a+3(3-a)=8，即得a=1，即设Fe3Ox中Fe(II)与Fe(III)的个数比为1：2，D错误；
故答案为：C。
11．D
【分析】W、X、Y、Z均为周期表中前两周期元素，其原子序数依次增大，X原子基态电子排布中无单电子，则X为Be，则W为H，四种元素可以组成型离子化合物，阴阳离子皆由两种元素组成，且均为正四面体形，因此阳离子一定是铵根离子，则阴离子带2个负电荷，第二周期元素中能满足的应该是F和Be形成的阴离子BeF，所以这种化合物的化学式为(NH4)2BeF4，W、X、Y、Z为H、Be、N、F。
【详解】A．铵根离子和BeF均可形成配位键，A正确；
B．同一周期的第一电离能从左往右逐渐增大，则第一电离能：X
D．F的非金属性强于N，简单氢化物的还原性：Y>Z，D错误；
故选D。
12．A
【分析】基态Y原子3p能级半充满，所以Y原子为P；由可知，A+4=30+1，A=27，X和Y质子数相差2，所以X为Al；Q和Y质子数相差1，Q为Si，据此分析解题。
【详解】A．X为Al，Q为Si，Y为P，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，所以第一电离能：Al
C．X为Al，质子数为13，中子数为14，所以中子数与质子数之比为14：13，故C错误；
D．P电负性大于Si，所以简单氢化物的热稳定性：Y>Q，故D错误；
故答案选A。
13．D
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，X原子序数最小，形成1个共价键，X为氢；Z形成2个共价键，为氧；W的第一电离能大于同周期相邻元素，且原子序数大于氧，为磷；四种元素原子序数之和为29，则Y为硼；
【详解】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>X>Y，A错误；
B．BF3中B不是8电子结构，B错误；
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错误；
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正确；
故选D。
14．B
【详解】A．铜离子在反应中作催化剂，能降低反应的活化能，加快反应速率，选项A正确；
B．由可知，α位置的N原子带正电，则与黑球元素直接连接的N应该显一定负电性，黑球元素应显一定正电性，故黑球元素的电负性弱于N，选项B错误；
C．α位置的N原子中含有1对孤电子对，容易形成配位键；故产物中α、β两位置的N原子中，α位置的N原子更容易形成配位键，选项C正确；
D．已知杂化轨道中s成分越多，所形成的化学键越稳定；反应物中氮氮键更稳定、键长更短，故反应物中氮氮键比产物中氮氮键的键长短，选项D正确；
答案选B。
15．B
【详解】A．硅胶、生石灰均能吸水而且无毒，所以可用作食品干燥剂，A正确；
B．葡萄糖在酒化酶的作用下发生分解反应生成乙醇，B错误；
C．将CO2还原为甲醇，能够减少向空气中排放CO2的量，有利于实现“碳中和”，C正确；
D．焰火、激光的产生与原子核外电子跃迁释放能量有关，D正确；
故选B。
16．B
【分析】前四周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大且分属不同周期，则W为氢；X的最高能级的电子数比电子层数多1，为氮；Y的最高价含氧酸为具有吸水性的弱酸，Y为硅；Z与W中均存在单电子，且两者单电子数和最外层电子数均相同，Z为钾或铜；
【详解】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；四种元素中电负性最大的为X，A错误；
B．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，B正确；
C．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性变弱；Z为钾或铜，若为铜则不成立，C错误；
D．W与X两种元素形成的化合物N2H4中也含有N-N非极性键，D错误；
故选B。
17．D
【分析】根据题意可知X为第二周期元素，因为题中五种元素均在同一周期，所以M为Li元素，根据结构图可知X为C，Y为O，因为Y元素原子的价电子数是W的两倍，所以W为B，Z为F。
【详解】A．W为B，最外层仅有3个电子，形成四个共价键，有一个为配位键，A正确；
B．X的简单氢化物为CH4，Y的简单氢化物为H2O，简单氢化物沸点：C
18．CD
【分析】由图可知，左侧水发生氧化反应生成氧气，则b生成a的反应为还原，ab分别为亚铁离子、铁离子；
【详解】A．由分析可知，a为亚铁离子，是铁原子失去2个电子后形成的，价电子排布式：3d6，A错误；
B．由图可知，体系中能量转化形式：光能→化学能，B错误；
C．体系中总反应为水和二氧化碳生成氧气和甲酸，反应为吸热反应，则活化能：Ea正>Ea逆，C正确；
D．二氧化碳转化为甲酸，碳元素化合价由+4变为-2，根据电子守恒可知， ，理论上每消耗18g水（1mol）生成46gHCOOH（1mol），D正确；
故选CD。
19．(1)第四周期IB族
(2) > 平面正方形 > F的电负性比N大，N-F键成键电子偏向于F，导致NF3中N原子核对其孤电子对吸引能力增强，难以形成配位键。
(3) 1∶2 (，，1-m)
【详解】（1）铜是29号元素，在元素周期表中的位置是第四周期IB族；
（2）①[Cu(NH3)4]2+中N原子无孤电子对，所以[Cu(NH3)4]2+中H—N—H键角>NH3的H—N—H键角。
②若[Cu(NH3)4]2+中两个NH3分别被C1-取代，能得到(m)、(n)两种不同结构的Cu(NH3)2C12，则[Cu(NH3)4]2+的空间构型是平面正方形；根据“相似相溶”，在水中的溶解度 (m)> (n)。
③F的电负性比N大，N-F键成键电子偏向于F，导致NF3中N原子核对其孤电子对吸引能力增强，难以形成配位键，所以NF3不易与Cu2+形成配离子。
（3）基态Cu原子失去4s上的1个电子和3d上的2个电子得到Cu3+，基态Cu3+的价层电子的轨道表示式为；设NA为阿伏加德罗常数的值，钇钡铜氧的摩尔质量为Mg·mol-1，根据均摊原则，晶胞中Cu原子数为 、Ba原子数为2、Y原子数为1、O原子数为，晶胞的体积为，则该晶体的密度为；晶体的化学式为Cu3Ba2YO7，根据化合价代数和等于0，Cu3+与Cu2+个数比为1:2。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标。如原子分数坐标A为(0，0，0)，B为(，，)，C为(，，m)，则D的原子分数坐标为(，，1-m)。
20．(1) 5 d
(2)b
(3) 低于 吡咯易形成分子间氢键
(4) 4
【详解】（1）基态氟原子的核外电子有9个，电子排布式为：1s22s22p5，空间运动状态数等于电子占据轨道数，所以有1+1+3=5种空间运动状态；氟原子序数为9，其基态原子电子排布式为，
a．，基态氟原子2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上，属于氟原子的激发态，故正确；
b．，核外共10个电子，不是氟原子；
c．，核外共5个电子，不是氟原子；
d．基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上，属于氟原子的激发态，比a项激发态的能量更高；
综上，d符合题意，故选d；
（2）碳、氮、氧、氟四种元素在同一周期，基态+2价阳离子失去一个电子生成气态基态+3价阳离子所需要的能量为该原子的第三电离能，同一周期原子的第三电离能的总体趋势也依次升高，但由于碳原子失去2个电子之后2s能级为全充满状态，因此再失去一个电子需要的能量较高，则满足这一规律的图像为图b；
（3）由题干中的结构简式可知，分子内含有一个大π键，该大π键由4个碳原子和一个O原子，每个碳原子给出1的电子参与形成大π键，每个O原子给出2个电子参与形成大π键，则该大Π键的表示形式为；吡咯易形成分子间氢键；
影响物质熔沸点的主要因素为分子间作用力，氢键大于分子间作用力，有氢键的吡咯沸点大于呋喃，吡咯易形成分子间氢键，沸点较高，则呋喃沸点低于吡咯，吡咯易形成分子间氢键，故答案为：低于；
（4）①根据晶胞沿z轴的投影图可知，该晶胞中氯原子的位置为(图中黑球代表氯原子)，面上有2个氯原子，与平行的面上有2个氯原子，体内有2个氯原子，所以1个晶胞中氯原子的数目为。由知，；
②观察图中A、B原子坐标参数，它们在x轴的坐标参数都是0.5，则A、B原子在平行于的面上。可以建立直角三角形，A、B两原子的核间距是这个三角形的斜边长，则A、B两原子的核间距为nm。
21．(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
【详解】（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。
22．(1)
(2)BD
(3) 用检验时，会与竞争结合。升高，更易与结合，酸性增强，浓度减小，可以竞争到 直线形 D
(4) 2 (0.75，0.25，0.25)
【详解】（1）Fe3+价电子为3d5，轨道表示式为 ；
（2）基态铁原子价电子为3d64s2，基态Fe2+价电子为3d6，基态Fe3+价电子为3d5，因此处于激发态的为、，为3d轨道电子跃迁到4s轨道，故选BD；
（3）①由图可知与都能与铁形成配位键，碱性状态下含有大量的，阻碍与铁的配合；
②中中心原子为C，杂化方式为sp杂化，无孤电子对，故离子的空间结构为直线形；
③邻二氮菲中氮原子成一个双键，杂化方式为sp2杂化，因此孤电子对占据sp2杂化轨道。
（4）①由图可知Cu4位于顶点、面心和四个四面体空隙，根据均摊法可得个数为8×+6×+4=8，每个铜原子由两个四面体共用，因此铜原子个数为8×4×=16，Mg原子位于四个四面体空隙和八面体空隙中，八面体空隙有12×+1=4个，因此Mg原子共有8个，由此可知化学式为MgCu2，即x=2；
②由图可知，A原子位于左前上四面体空隙，C原子位于右前下四面体空隙，因此二者y坐标相同，x、z坐标相加为1，即C坐标为（0.75，0.25，0.25）；
③由图可知，AB原子之间的距离为面对角线的一半，晶胞参数为a nm，则AB之间的距离为。
23．(1) 2 3d64s2 d
(2) Mg2FeH6 正四面体
(3)＞
【详解】（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。
24．(1) 第4周期第ⅦB族
(2) 16 32 Cl、N
(3) (正)四面体(形) 二者均为分子晶体，相对分子质量更大
【详解】（1）基态Mn原子的电子排布式为：，价电子轨道表示式为 ，在周期表中的未知为：第4周期第ⅦB族；
（2）根据晶胞结构图，原子棱上有24个，面心有8个，里面有6个，总个数为：个，含有杂化的中心原子为32，Cl、N含有孤电子对，提供提供电子对形成配位键；
（3）中N价层电子对为4，构型为正四面体结构；相对分子质量较大，所以沸点较高。
25．(1)2:1（或1:2）
(2)O>C>Co>Li
(3) [Co(NH3)5 SO4]Br 2
(4) 三角锥形 F3C-
(5) 6 7:5
【详解】（1）Co为27号元素，基态Co的价层电子排布式是3d74s2，轨道表示式是，价电子中两种自旋状态的电子数之比为2:1（或1:2）；
（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；锂为碱金属元素，金属性较强电负性较弱，故Li、Co、O、C的电负性由大到小的顺序是O>C>Co>Li；
（3）①已知Co(NH3)5BrSO4中Co(III)的配位数为6，向该配合物的溶液中滴加BaCl2溶液，无明显现象，则说明硫酸根离子位于内界，该配合物可表示为[Co(NH3)5 SO4]Br；
②Co3+位于正八面体中心，若其中两个NH3被Cl-取代，若第一个氯处于1号位，则第二氯有2、3、5、6等效位或4号位共2种情况；
（4）(CH3)3C-中心原子碳形成3个共价键且还有一对孤电子对，则空间结构为三角锥形；(CH3)3C-、H3C-、F3C-的稳定性随中心C原子上电子云密度增大而减小，氟的电负性最强，吸引电子能力最强，导致F3C-中碳原子上电子云密度减小，故其中稳定性最强的是F3C-；
（5）①正极材料LiCoO2的晶胞结构如图(a)，根据“均摊法”，晶胞中含个Li，结合化学式可知，每个晶胞中含有2×3=6个O、3个Co；充电形成Li1-xCoO2，晶胞中含个Li，设Co3+、Co4+的个数分别为a、b，根据化合价代数和为零可知，+3a+4b=2×6，晶胞中共3个Co，则a+b=3；两式联立可知，a=、b=，故n(Co3+)：n(Co4+)=7:5；
②负极材料LiC6晶胞结构如图(c)，根据“均摊法”，晶胞中含个Li、个C；该晶胞中碳碳键键长为mpm，则底面边长为3mpm、高为，底面积为，石墨层间距为npm，则晶胞高度为npm，故晶体密度为。
26．(1) 洪特规则
(2) < <
(3)As>Se>Ge
(4) 4s23d104p3 CCl4
(5) 4
【详解】（1）基态O原子核外电子排布为1s22s22p4，基态氧原子的价层电子发生重排提供一个空轨道，则重排后的氧原子价电子排布图为；洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同，基态氧原子的价层电子不是重排结构，原因是不符合洪特规则；
（2）氨分子可以形成氢键，导致沸点升高，故沸点：<；、中心原子均为sp3杂化，但是中存在1对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，导致中键角减小，故键角：<；
（3）同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，As的4p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能由大到小的顺序为As>Se>Ge；
（4）As为第四周期第ⅤA族元素，基态As原子的最高能级组的电子排布式为4s23d104p3；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，与互为等电子体的分子为CCl4等；
（5）由图可知，以右侧棱心的钛原子为例，晶胞内体心铝原子与其最近，则周围4个晶胞中距离Ti最近的Al有4个；据“均摊法”，晶胞中含个N、个Ti、1个Al，设晶胞参数为anm，则晶体密度为，，原子①与原子②的距离为。
27．(1) A CD
(2)氟离子半径小于碘离子，氢氟键键能更大，更容易形成，故氟更易夺取铵根离子中氢生成HF
(3) C 为离子晶体、而为分子晶体
(4) 混合型晶体
【详解】（1）硼为5号元素，基态硼原子电子排布为1s22s22p1； 为s轨道全满的较稳定结构，故其失去一个电子需要吸收能量最多；、 中电子处于激发态，电子跃迁回低能量态是会释放能量形成发射光谱，故选CD；
（2）氟离子半径小于碘离子，氢氟键键能更大，更容易形成，故氟更易夺取铵根离子中氢生成HF，导致比更易分解；
（3）中镍可以提供空轨道，碳可以提供孤电子对，故配位原子是：C；的熔点高于的原因是为离子晶体、而为分子晶体，离子晶体熔点一般高于分子晶体；
（4）六方氮化硼的晶体结构类似石墨晶体，为混合型晶体；根据“均摊法”，晶胞中含个B、4个N，则晶体密度为，则；
28．(1)3d5
(2) (CH3)3SiF F的电负性大，Si 周围电子云密度减小，C-Si 成键电子对之间的斥力增大，键角变大 3
(3) 1:1
【详解】（1）铁是26号元素，则基态Fe3+的价电子排布式为3d5；
（2）①成键电子对之间的斥力越大，则键角越大，在(CH3)3SiF中F的电负性大，Si 周围电子云密度减小，C-Si 成键电子对之间的斥力增大，键角变大，故键角最大的是(CH3)3SiF；原因是：F的电负性大，Si 周围电子云密度减小，C-Si 成键电子对之间的斥力增大，键角变大；
②由结构可知，每个碳原子中还有1个电子未参与成键，5个碳原子以及一个得到一个电子，共有6个电子参与形成大π键，因此中大π键表示为；
③根据该铁的配合物的结构可知，其中碳的杂化方式有sp3，sp2，sp一共3种杂化方式；
（3）①二价铁位于体心和棱心，则一共有4个；三价铁位于顶点和面心，一共有4个，故其比值：1:1；晶胞中有4个钾离子，根据电荷守恒可知，CN-有，故化学式为：；
②钾离子位于小立方体的体心，二价铁位于小立方体的顶点，则；密度=。
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