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福建省莆田第二十五中学2023-2024学年高二下学期第一次质量检化学试题（原卷版+解析版）
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可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Cu-64
一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的)
1. CF3I水解生成CF3H和HIO。下列说法正确的是
A. CF3I中I元素的化合价为-1B. CF3H的空间构型为四面体
C. H2O的空间填充模型为D. HIO的电子式为
【答案】B
【解析】
【详解】A．CF3I水解生成CF3H和HIO，HIO中I元素为+1价，所以CF3I中I元素的化合价为+1，A错误；
B．CF3H即CH4中3个H原子被F原子代替，类比CH4的空间构型可知CF3H的空间构型为四面体，B正确；
C．O原子的半径比H原子的半径大，C错误；
D．HIO中O原子分别与H、I原子共用一对电子，D错误；
综上所述答案为B。
2. 二茂铁的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合物研究的新领域。已知二茂铁的熔点是173℃(在100℃以上能升华)，沸点是249℃，不溶于水，易溶于苯、乙醛等有机溶剂。下列说法不正确的是
A. 二茂铁属于分子晶体
B. 在二茂铁中，与之间形成的化学键类型是离子键
C. 已知环戊二烯的结构式为，则其中仅有1个碳原子采取杂化
D. 中一定含有键
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．根据二茂铁的物理性质，如熔点低、易升华、易溶于有机溶剂等，可知二茂铁为分子晶体，A正确；
B．C5与Fe2+之间形成的化学键时，碳原子提供孤电子对，Fe2+提供空轨道，二者形成配位键，配位键属于共价键，B错误；
C． 由图可知：只有1号碳原子形成4个σ共价键，无孤电子对，杂化类型为sp3杂化；2、3、4、5号碳原子有3个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp2杂化，因此仅有1个碳原子采取sp3杂化，C正确；
D． C5中碳原子没有达到饱和，故存在碳碳双键，而碳碳双键中含有一个σ键，一个π键，D正确；
故答案选B。
【点睛】
3. 某化合物M结构简式如图所示，下列有关说法不正确的是
A. M含有的非金属元素的电负性由大到小的顺序：
B. M中氮原子的杂化方式既有也有
C. M中所含有的化学键类型有离子键、共价键、配位键、氢键
D. M中非金属元素原子间形成的和的数目比为6∶1
【答案】C
【解析】
【详解】A．电负性一定是O＞N＞C＞H，也可以从各物质之间形成的化合物，谁显负价谁电负性大来判断，A项正确；
B．氮原子有成单键的也有成双键的，因此氮的杂化方式有sp2和sp3两种，B项正确；
C．非金属元素之间存在共价键，阴阳离子之间存在离子键，含有孤电子对和含有空轨道的原子之间存在配位键，由图可知M中含有2个氢键，则该配对电子中含有的化学键有共价键、配位键、氢键，不含有离子键，C项错误；
D．由图可知M中非金属元素原子间形成的键有24个键有4个，因此和的数目比为6∶1，D项正确；
答案选C。
4. 下列叙述正确的是
A. 在SiO2晶体中，1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键
B. 分子晶体中一定存在共价键
C. 和的中心原子均为sp3杂化，分子呈正四面体形，呈三角锥形
D. 金刚石为共价键三维骨架结构，晶体中的最小环上有6个碳原子
【答案】CD
【解析】
【详解】A．在SiO2晶体中，1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键，故A错误；
B．稀有气体分子为单原子分子，不存在共价键，故B错误；
C．和的中心原子均为sp3杂化，分子中无孤对电子呈正四面体形，有1对孤对电子呈三角锥形，故C正确；
D．金刚石为正四面体空间结构，因此金刚石为共价键三维骨架结构，晶体中的最小环上有6个碳原子，故D正确；
故答案为：CD。
5. 配合物Na3[Fe(CN)6]可用于离子检验，下列说法不正确的是（ ）
A. 此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B. 配离子为[Fe(CN)6]3−，中心离子为 Fe3+，配位数为 6，配位原子有 C
C. 1ml 配合物中σ键数目为 12NA
D. 该配合物为离子化合物，易电离，1ml 配合物电离得到阴阳离子共 4NA
【答案】A
【解析】
【详解】A. Na+与[Fe(CN)6]3−之间存在离子键，CN-与Fe3+之间存在配位键，CN-中碳原子与氮原子之间存在极性键共价键，不存在非极性键，A错误；
B. 配合物Na3[Fe(CN)6]中，配离子为[Fe(CN)6]3−，中心离子为 Fe3+，配位数为 6，配位原子有 C，B正确；
C. 1ml 配合物Na3[Fe(CN)6]中σ键数目为（6×2）×NA =12NA，C正确；
D. 该配合物为离子化合物，易电离，其电离方程式为：Na3[Fe(CN)6]= 3Na++[Fe(CN)6]3−，1ml 配合物电离得到阴阳离子共 4NA，D正确；
故答案为：A。
【点睛】配位化合物为一类具有特征化学结构的化合物，由中心原子（或离子）和围绕它的分子或离子（称为配位体/配体）完全或部分通过配位键结合而形成，它包含由中心原子或离子与几个配体分子或离子以配位键相结合而形成的复杂分子或离子。
6. 冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(晶胞结构如图所示)类似。下列有关冰晶胞的说法合理的是
A. 水分子较稳定，是因为水分子间存在氢键
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】
【详解】A．水分子稳定是因为于水分子中的氢氧共价键稳定，与氢键无关，氢键影响水的熔沸点，故A错误；
B．晶体冰为分子晶体，硬度很小，金刚石为原子晶体，硬度很大，故B错误；
C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，但氢键不属于化学键，不是σ键，故C错误；
D．水分子中氧原子和金刚石中碳原子均为sp3杂化，水分子中氧原子与2个氢原子结合后还有2对孤电子对，可以与另外2个水分子中氢原子形成氢键，故每个水分子与相邻4个水分子形成4个氢键，导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似，故D正确；
故选D。
7. 人们可以用图式表示物质的组成、结构。下列图式正确的是
A. SO2的VSEPR模型：B. CO2的球棍模型：
C. HF分子间的氢键：D. 丙氨酸的手性异构体：
【答案】D
【解析】
【详解】A．SO2的中心原子只有一对孤电子对，价层电子对数为3，所以VSEPR模型为平面三角形，A错误；
B．CO2分子是直线形，球棍模型应为直线形，B错误；
C．HF分子间的氢键(虚线表示)：，C错误；
D．丙氨酸是手性分子，存在手性异构体，D正确；
故选D。
8. 下列关于物质结构的命题表述中正确的是
①乙醛分子中碳原子的杂化类型有sp2和sp3两种
②元素Ge位于周期表第四周期IVA族，核外电子排布式为[Ar]4s24p2，属于p区
③非极性分子往往具有高度对称性，如BF3、PCl5、H2O2、CO2这样分子
④Na2O、Na2O2中阴阳离子个数比相同。
⑤Cu(OH)2是一种蓝色絮状沉淀，既能溶于硝酸、也能溶于氨水，是两性氢氧化物
⑥氨水中大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合成NH3·H2O分子，根据氨水的性质可知NH3·H2O的结构式可记为：
⑦HF晶体沸点高于HCl，是因为HCl共价键键能小于HF
A. ①②④B. ①③⑤C. ①④⑥D. ①④⑦
【答案】C
【解析】
【详解】①乙醛的结构简式为CH3CHO，甲基上的碳原子为饱和碳原子，其杂化类型为sp3杂化，醛基上的碳原子连有碳氧双键，其杂化类型为sp2杂化，即乙醛分子中碳原子的杂化类型有sp2和sp3两种，①正确；
②Ge是ⅣA族的主族元素，其核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，属于P区元素，②错误；
③非极性分子往往具有高度对称性，如BF3、PCl5、CO2这样分子，而H2O2是极性分子，③错误；
④Na2O由Na+和O2-构成，其阴阳离子个数比为1:2，Na2O2由Na+和构成，其阴阳离子个数比也是1:2，故Na2O、Na2O2中阴阳离子个数比相同，④正确；
⑤Cu(OH)2是一种蓝色沉淀，与酸发生中和反应生成盐和水，与氨水形成配位化合物，则Cu(OH)2不是两性氢氧化物，⑤错误；
⑥氨水中大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合成NH3·H2O分子，根据氨水的性质可知NH3·H2O的结构式可记为：，⑥正确；
⑦HF和HCl属于分子晶体，分子晶体的相对分子质量越大，其沸点越高，但是HF分子间存在氢键，故HF晶体沸点高于HCl，⑦错误；
综上所述，正确的是①④⑥，故选C。
9. 氨气是一种重要的化工原料，极易溶于水，合成氨反应为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) =-92.4kJ•ml-1。下列说法正确的是
A. 键角：H2O>NH3>NH
B. 相同浓度的氨水和溶液中，水的电离程度相同
C. 合成氨反应的=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)(E表示键能)
D. 1mlN2与足量H2发生合成氨反应，放出的热量为92.4kJ
【答案】C
【解析】
【详解】A．H2O、NH3、NH的VSEPR模型为四面体，NH无孤电子对、NH3有1对孤电子对、H2O有2对孤电子对，由于孤电子对间排斥力＞孤电子对和成对电子对间的排斥力＞成对电子对间的排斥力，所以键角：NH＞NH3＞H2O，A错误；
B．一水合氨为弱碱，抑制水的电离，NH4Cl中NH水解，促进水的电离，因此相同浓度的氨水中水的电离程度小于NH4Cl中水的电离程度，B错误；
C．焓变=反应物的键能之和-生成物的键能之和，所以△H=E(N≡N)+3E(H—H)-6E(N—H)，C正确；
D．N2与H2的反应为可逆反应，加入的1mlN2不可能完全反应，所以放出的热量小于92.4kJ，D错误；
故选C。
10. 钛酸钙矿物的晶体结构如图(a)所示，某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导材料的结构如图(b)所示，其中A为，另两种离子为和。下列说法不正确的是
A. 钛酸钙晶体中离钙离子最近的钛离子有8个
B. 图(b)中，X为
C. 中键角大于中键角
D. 钛酸钙晶体中离钛离子最近的氧离子形成了正八面体，钛离子位于其中心
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图a可知在钛酸钙晶体中离钙离子最近的钛离子有8个，A正确；
B．根据均摊法，由图b可知，晶胞中有A离子1个，有B离子1个，有X离子3个，根据正负化合价代数和为0可知，X为，B错误；
C．中的N原子没有孤电子对，键角较大，氨气中氮原子有1对孤电子对，其对成键电子对的排斥力较大，键角较小，C正确；
D．由图a可知钛酸钙晶体中离钛离子最近的氧离子形成了正八面体，钛离子位于其中心，D正确；
故选B。
11. 下列有关说法错误的是
A. [Zn(NH3)4]2+的球棍模型如图1所示，1个[Zn(NH3)4]2+中有4个配位键
B. CaF2晶体的晶胞如图2所示，Ca2+的配位数与F-的配位数之比为1∶2
C. 氢原子的电子云图如图3所示，小黑点越密，表明1s电子在原子核外该处出现的概率越大
D. 金属Cu中铜原子的堆积模型如图4所示，该金属晶体为面心立方堆积
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据图示分析，1个[Zn(NH3)4]2+中Zn2+与氨气分子形成了4个单键为4个配位键，故A正确；
B．CaF2晶体中，Ca2+的配位数与F-的配位数之比为8：4=2：1，故B错误；
C．电子云小点疏密程度表示电子在该区域出现的机会多少，H原子核外只有1个电子，小点越密表示1s电子在该处出现的概率越大，故C正确；
D．根据Cu原子的堆积模型可知，铜原子分布在晶胞的顶点和面心上为面心立方堆积，故D正确；
故答案为：B。
12. 磷及其化合物在生产生活中具有广泛应用。白磷(，结构见图)与反应得和，固态中含有、两种离子。下列关于、、和的说法正确的是
A. 很稳定是因为分子间含有氢键
B. 的空间构型为平面三角形
C. 与中的键角相同
D. 分子结构与分子相似，熔沸点更低
【答案】D
【解析】
【详解】A．很稳定是因为分子内的H-O键的键能大，与分子间含有氢键无关，A错误；
B．中心原子P周围的价层电子对数为：3+=4，故其空间构型为三角锥形，B错误；
C．已知的分子构型如上图所示，其键角为60°，而中中心原子P周围的价层电子对数为：4+=4，则为正四面体结构，其键角为109°28′，则二者键角不相同，C错误；
D．分子结构与分子相似，均为分子晶体，N4的相对分子质量比P4的小，分子间作用力更小，则N4的熔沸点更低，D正确；
故答案为：D。
13. 下列有关结构和性质的说法正确的是
A. O3分子中存在非极性共价键，所以O3为非极性分子
B. 邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，所以前者的熔点高于后者
C. 乙烯分子中两个碳原子间以sp2杂化轨道形成的σ键较稳定，未杂化的2p轨道形成的π键易断裂，所以易发生加成反应
D. 金属Li中的金属键比金属K中的金属键强，所以单质Li的还原性比K强
【答案】C
【解析】
【详解】A．O3分子中存在非极性共价键；O3的三个原子以一个氧原子为中心，与另外两个氧原子分别构成共价键，中心的氧原子sp2杂化，其中包含一对孤电子对，O3空间结构为V形，分子中正电中心和负电中心不重合，O3是结构不对称的极性分子，A错误；
B．邻羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛都是由分子构成的物质，分子之间以分子间作用力结合。邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，分子间氢键的形成增加了分子之间的吸引作用，使物质熔化、气化消耗的能量比较高，所以前者的熔点低于后者，B错误；
C．乙烯分子中两个碳原子间以共价双键结合，其中C原子以sp2杂化轨道形成的σ键的重叠方式是头碰头，重叠重叠大，因而较稳定，未杂化的2p轨道形成的π键的电子是肩并肩重叠，重叠程度较小，因而易断裂，所以易发生加成反应，使不饱和C原子变为饱和C原子，C正确；
D．金属Li中的金属键比金属K中的金属键强，所以Li原子最外层电子不如K容易失去，故单质Li的还原性比K弱，D错误；
故选C。
14. 我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(用R代表)。经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如下图所示，从结构角度分析R中两种阳离子的不同之处是
A. 中心原子的杂化轨道类型B. 中心原子的价层电子对数C. 空间结构D. 共价键类型
【答案】C
【解析】
【分析】R中的阳离子为和，中N原子形成4个σ键，不含孤电子对，价层电子对数为4，采用sp3杂化，空间构型为正四面体，中O原子形成3个σ键，含有1个孤电子对，价层电子对数为4，采用sp3杂化，空间构型为三角锥形。
【详解】A．由上述分析可知，和中心原子的杂化轨道类型均为sp3杂化，故A不符合题意；
B．由上述分析可知，和中心原子的价层电子对数均为4，故B不符合题意；
C．的空间构型为正四面体，的空间构型为三角锥形，故C符合题意；
D．和中含有的共价键均为σ键，故D不符合题意；
答案选C。
二、非选择题(本题共55分)
15. 钴、钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。
（1）钛铁合金是钛系储氢合金的代表，该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。
①Ti的基态原子价电子排布式为___________，位于元素周期表的___________区。
②Fe的基态原子共有___________种不同能级的电子。
（2）起爆药CP可由5-氰基四唑(结构简式如图)和[C(NH3)5(H2O)](ClO4)3反应制备。
①1ml 5-氰基四唑分子中键和π键的个数比为___________。
②在配合物[C(NH3)5(H2O)](ClO4)3中，内界中心C3+的配体为___________(填化学式)，外界ClO的空间构型为___________。
（3）已知：[C(H2O)6]2+呈粉红色，[CCl4]2-呈蓝色，两者间存在平衡：。将CCl2晶体溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色。若将溶液再加水稀释，蓝色溶液又恢复为粉红色。请用平衡移动原理解释加水后溶液颜色变化的原因：___________。
（4）丁二酮肟常与Ni2+形成图A所示的配合物，图B是硫代氧的结果：
A的熔、沸点高于B的原因为___________。
【答案】（1） ①. 3d24s2 ②. d ③. 7
（2） ①. 2:1 ②. NH3、H2O ③. 正四面体形
（3）[C(H2O)6]2+呈粉红色，[CCl4]2-呈蓝色，加盐酸后氯离子浓度增大，平衡正向移动，[CCl4]2-的浓度增大，溶液为蓝色，加水稀释，氯离子浓度减小，平衡逆向移动，蓝色变粉红色
（4）A分子间存在氢键
【解析】
【小问1详解】
Ti是22号元素，其3d、4s能级上的电子为其价电子，这两个能级上分别含有2个电子，则该原子价电子排布式为3d24s2，所以Ti位于d区；
②铁为26号元素，基态Fe原子核外有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s能级，所以共有7种不同能级的电子。
【小问2详解】
①共价单键都是键，共价双键中1个是键，1个是π键；在共价三键中，含有1个键，2个π键。根据5-氰基四唑分子结构简式可知：其分子中含有8个键，4个π键，则1ml 5-氰基四唑分子中键π键的个数比为8:4=2:1；
②在能够提供孤电子对的微粒是配体，所以内界中心C3+的配体为NH3、H2O， ClO的价层电子对数为4，所以其空间构型为正四面体形。
【小问3详解】
[C(H2O)6]2+呈粉红色，[CCl4]2-呈蓝色，加盐酸后氯离子浓度增大，平衡正向移动，[CCl4]2-的浓度增大，溶液为蓝色，加水稀释，氯离子浓度减小，平衡逆向移动，蓝色变粉红色。
【小问4详解】
A分子中含有-OH，可形成分子间氢键，B分子不能形成氢键，故A的熔、沸点高于B。
16. 锗石是自然界中含有锗元素的一类矿石的统称；锗石含有人体所需的硒、锌、镍、钴、锰、镁、钙等30多种对人体有益的微量元素。回答下列问题：
（1）锗与碳同族，性质和结构有一定的相似性，锗元素能形成无机化合物(如锗酸钠：；二锗酸钠：等)，也能形成类似于烷烃的锗烷。
①中锗原子的杂化方式是___________，外围电子排布式为___________。
②碳元素形成的最简单有机物的等电子体是___________。
③至今没有发现n大于5的锗烷，根据下表提供的数据分析其中的原因___________。
（2）四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图所示。
SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是___________。
（3）硒化锌是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲所示，该晶胞中硒原子的配位数是___________；已知晶胞边长为a pm，乙图为甲图的俯视图，若原子坐标A为(0,0,0)，B为则D原子坐标为___________。
【答案】（1） ①. sp2 ②. 4s24p2 ③. ④. Ge-Ge和Ge-H的键能较小，键容易断裂，导致长链锗烷难以形成
（2）组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高
（3） ①. 4 ②. (，，)
【解析】
【小问1详解】
①Na2GeO3中，锗原子的价层电子对数为3+=3，所以杂化方式是sp2，Ge为32号元素，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p2，则基态Ge原子价电子即外围电子排布式为：4s24p2，故答案为：sp2；4s24p2；
②等电子体是指原子总数相同且电子总数相同的微粒，故碳元素形成的最简单有机物即CH4，等电子体是，故答案为：；
③至今没有发现n大于5的锗烷，可从表中提供的Ge-Ge、Ge-H键能进行分析，从而得出原因：Ge-Ge和Ge-H的键能较小，键容易断裂，导致长链锗烷难以形成，故答案为：Ge-Ge和Ge-H的键能较小，键容易断裂，导致长链锗烷难以形成；
小问2详解】
SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4属于组成和结构相似的分子晶体，则SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是：组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高；
【小问3详解】
从硒化锌(ZnSe)的晶胞结构图甲可以看出，该晶胞中Zn原子的配位数为4，则硒原子的配位数也是4；已知晶胞边长为apm，乙图为甲图的俯视图，原子坐标A为(0，0，0)，B为(，0，)，则D原子的x轴长为a、y轴长为a、z轴长为a，从而得出D原子坐标为(，，)，故答案为：4；(，，)。
17. 现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息回答问题：
（1）B的元素符号为___________，基态原子价电子轨道表示式为___________。
（2）基态D原子中能量最高的电子所在的原子轨道的电子云在空间有___________个伸展方向，原子轨道呈___________形。
（3）某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子轨道表示式为，该同学所写的轨道表示式违反了___________。
（4）E元素原子核外有___________种运动状态不同的电子。
（5）检验F元素的方法是___________。
【答案】（1） ①. N ②.
（2） ①. 3 ②. 哑铃
（3）泡利不相容原理 （4）17
（5）焰色试验
【解析】
【分析】A、B、C、D、E为短周期主族元素，F为第四周期元素，它们的原子序数依次增大，A元素原子半径在周期表中最小，也是宇宙中最丰富的元素，则A为H元素；元素原子的核外p轨道总电子数比s轨道总电子数少1，则B为N元素；C元素的第三电离能远大于第二电离能，则C为Mg元素；D原子核外所有p轨道全满或半满，则D为P元素；E元素的主族序数与周期序数的差为4，原子半径在同周期中最小，则E为Cl元素；F是前四周期中电负性最小的元素，则F为K元素。
【小问1详解】
由分析可知，B为N元素，其基态原子价电子排布式为2s22p3，轨道表示式为；
【小问2详解】
由分析可知，D为P元素，P的原子序数为15，基态原子价电子排布式为3s23p3，原子中能量最高的电子所在的原子轨道是电子云为哑铃形的3p轨道，在空间有3个不同的伸展方向；
【小问3详解】
由泡利不相容原理可知，1个原子轨道只能容纳2个自旋方向相反的电子，则轨道表示式违反了泡利不相容原理；
【小问4详解】
由分析可知，E为Cl元素，Cl的原子序数为17，由泡利不相容原理可知，1个原子核外不可能存在运动状态完全相同的电子，则氯原子核外有17种运动状态不同的电子；
【小问5详解】
由分析可知，F为K，实验室常用焰色试验检验K元素。
18. 利用绿矾和硫铁矿可联合制备铁精粉和硫酸
（1）的结构示意图如图所示。
①基态O原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为___________。
②中O原子和中S原子均为杂化。分子中的键角___________(填“大于”、“等于”或“小于”)离子中键角，其原因是___________。
③属于配位化合物。由结构示意图可知，中的配位数为___________。
（2）晶体的晶胞形状为立方体，边长为，结构如图所示。
①的电子式为___________。
②晶体中位于形成的___________(填“正四面体”或“正八面体”)空隙中。
③的摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为。该晶体的密度为___________。(列出算式即可，无需化简。)
【答案】（1） ①. 1：2（ 或2：1） ②. 小于 ③. 水分子和硫酸根离子中心原子杂化方式均为sp3，而水分子有两对孤对电子，硫酸根离子没有孤对电子，因此水分子中的H-O-H键角小于硫酸根离子中O-S-O键角 ④. 6
（2） ①. ②. 正八面体 ③.
【解析】
【小问1详解】
基态氧原子价电子排布式为2s22p4，根据泡利原理和洪特规则可知两种自旋状态电子数之比为2:4=1:2（ 或4:2=2:1）；水分子和硫酸根离子中心原子杂化方式均为sp3，而水分子有两对孤对电子，硫酸根离子没有孤对电子，因此水分子中的H-O-H键角小于硫酸根离子中O-S-O键角；根据图示结构可知中形成了6个配位键，其配位数为6。
【小问2详解】
与互为等电子体，其电子式为，晶体中位于面心六个形成的正八面体空隙中；据图可知，，则该晶体的密度为。化学键
键能/
A
元素原子半径在周期表中最小，也是宇宙中最丰富的元素
B
元素原子的核外p轨道总电子数比s轨道总电子数少1
C
元素的第一至第四电离能分别是I1=738 kJ·ml-1、I2=1 451 kJ·ml-1、I3=7 733 kJ·ml-1、I4=10 540 kJ·ml-1
D
原子核外所有p轨道全满或半满
E
元素主族序数与周期序数的差为4，原子半径在同周期中最小
F
是前四周期中电负性最小的元素
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Cu-64
一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的)
1. CF3I水解生成CF3H和HIO。下列说法正确的是
A. CF3I中I元素的化合价为-1B. CF3H的空间构型为四面体
C. H2O的空间填充模型为D. HIO的电子式为
【答案】B
【解析】
【详解】A．CF3I水解生成CF3H和HIO，HIO中I元素为+1价，所以CF3I中I元素的化合价为+1，A错误；
B．CF3H即CH4中3个H原子被F原子代替，类比CH4的空间构型可知CF3H的空间构型为四面体，B正确；
C．O原子的半径比H原子的半径大，C错误；
D．HIO中O原子分别与H、I原子共用一对电子，D错误；
综上所述答案为B。
2. 二茂铁的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合物研究的新领域。已知二茂铁的熔点是173℃(在100℃以上能升华)，沸点是249℃，不溶于水，易溶于苯、乙醛等有机溶剂。下列说法不正确的是
A. 二茂铁属于分子晶体
B. 在二茂铁中，与之间形成的化学键类型是离子键
C. 已知环戊二烯的结构式为，则其中仅有1个碳原子采取杂化
D. 中一定含有键
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．根据二茂铁的物理性质，如熔点低、易升华、易溶于有机溶剂等，可知二茂铁为分子晶体，A正确；
B．C5与Fe2+之间形成的化学键时，碳原子提供孤电子对，Fe2+提供空轨道，二者形成配位键，配位键属于共价键，B错误；
C． 由图可知：只有1号碳原子形成4个σ共价键，无孤电子对，杂化类型为sp3杂化；2、3、4、5号碳原子有3个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp2杂化，因此仅有1个碳原子采取sp3杂化，C正确；
D． C5中碳原子没有达到饱和，故存在碳碳双键，而碳碳双键中含有一个σ键，一个π键，D正确；
故答案选B。
【点睛】
3. 某化合物M结构简式如图所示，下列有关说法不正确的是
A. M含有的非金属元素的电负性由大到小的顺序：
B. M中氮原子的杂化方式既有也有
C. M中所含有的化学键类型有离子键、共价键、配位键、氢键
D. M中非金属元素原子间形成的和的数目比为6∶1
【答案】C
【解析】
【详解】A．电负性一定是O＞N＞C＞H，也可以从各物质之间形成的化合物，谁显负价谁电负性大来判断，A项正确；
B．氮原子有成单键的也有成双键的，因此氮的杂化方式有sp2和sp3两种，B项正确；
C．非金属元素之间存在共价键，阴阳离子之间存在离子键，含有孤电子对和含有空轨道的原子之间存在配位键，由图可知M中含有2个氢键，则该配对电子中含有的化学键有共价键、配位键、氢键，不含有离子键，C项错误；
D．由图可知M中非金属元素原子间形成的键有24个键有4个，因此和的数目比为6∶1，D项正确；
答案选C。
4. 下列叙述正确的是
A. 在SiO2晶体中，1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键
B. 分子晶体中一定存在共价键
C. 和的中心原子均为sp3杂化，分子呈正四面体形，呈三角锥形
D. 金刚石为共价键三维骨架结构，晶体中的最小环上有6个碳原子
【答案】CD
【解析】
【详解】A．在SiO2晶体中，1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键，故A错误；
B．稀有气体分子为单原子分子，不存在共价键，故B错误；
C．和的中心原子均为sp3杂化，分子中无孤对电子呈正四面体形，有1对孤对电子呈三角锥形，故C正确；
D．金刚石为正四面体空间结构，因此金刚石为共价键三维骨架结构，晶体中的最小环上有6个碳原子，故D正确；
故答案为：CD。
5. 配合物Na3[Fe(CN)6]可用于离子检验，下列说法不正确的是（ ）
A. 此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B. 配离子为[Fe(CN)6]3−，中心离子为 Fe3+，配位数为 6，配位原子有 C
C. 1ml 配合物中σ键数目为 12NA
D. 该配合物为离子化合物，易电离，1ml 配合物电离得到阴阳离子共 4NA
【答案】A
【解析】
【详解】A. Na+与[Fe(CN)6]3−之间存在离子键，CN-与Fe3+之间存在配位键，CN-中碳原子与氮原子之间存在极性键共价键，不存在非极性键，A错误；
B. 配合物Na3[Fe(CN)6]中，配离子为[Fe(CN)6]3−，中心离子为 Fe3+，配位数为 6，配位原子有 C，B正确；
C. 1ml 配合物Na3[Fe(CN)6]中σ键数目为（6×2）×NA =12NA，C正确；
D. 该配合物为离子化合物，易电离，其电离方程式为：Na3[Fe(CN)6]= 3Na++[Fe(CN)6]3−，1ml 配合物电离得到阴阳离子共 4NA，D正确；
故答案为：A。
【点睛】配位化合物为一类具有特征化学结构的化合物，由中心原子（或离子）和围绕它的分子或离子（称为配位体/配体）完全或部分通过配位键结合而形成，它包含由中心原子或离子与几个配体分子或离子以配位键相结合而形成的复杂分子或离子。
6. 冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(晶胞结构如图所示)类似。下列有关冰晶胞的说法合理的是
A. 水分子较稳定，是因为水分子间存在氢键
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】
【详解】A．水分子稳定是因为于水分子中的氢氧共价键稳定，与氢键无关，氢键影响水的熔沸点，故A错误；
B．晶体冰为分子晶体，硬度很小，金刚石为原子晶体，硬度很大，故B错误；
C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，但氢键不属于化学键，不是σ键，故C错误；
D．水分子中氧原子和金刚石中碳原子均为sp3杂化，水分子中氧原子与2个氢原子结合后还有2对孤电子对，可以与另外2个水分子中氢原子形成氢键，故每个水分子与相邻4个水分子形成4个氢键，导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似，故D正确；
故选D。
7. 人们可以用图式表示物质的组成、结构。下列图式正确的是
A. SO2的VSEPR模型：B. CO2的球棍模型：
C. HF分子间的氢键：D. 丙氨酸的手性异构体：
【答案】D
【解析】
【详解】A．SO2的中心原子只有一对孤电子对，价层电子对数为3，所以VSEPR模型为平面三角形，A错误；
B．CO2分子是直线形，球棍模型应为直线形，B错误；
C．HF分子间的氢键(虚线表示)：，C错误；
D．丙氨酸是手性分子，存在手性异构体，D正确；
故选D。
8. 下列关于物质结构的命题表述中正确的是
①乙醛分子中碳原子的杂化类型有sp2和sp3两种
②元素Ge位于周期表第四周期IVA族，核外电子排布式为[Ar]4s24p2，属于p区
③非极性分子往往具有高度对称性，如BF3、PCl5、H2O2、CO2这样分子
④Na2O、Na2O2中阴阳离子个数比相同。
⑤Cu(OH)2是一种蓝色絮状沉淀，既能溶于硝酸、也能溶于氨水，是两性氢氧化物
⑥氨水中大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合成NH3·H2O分子，根据氨水的性质可知NH3·H2O的结构式可记为：
⑦HF晶体沸点高于HCl，是因为HCl共价键键能小于HF
A. ①②④B. ①③⑤C. ①④⑥D. ①④⑦
【答案】C
【解析】
【详解】①乙醛的结构简式为CH3CHO，甲基上的碳原子为饱和碳原子，其杂化类型为sp3杂化，醛基上的碳原子连有碳氧双键，其杂化类型为sp2杂化，即乙醛分子中碳原子的杂化类型有sp2和sp3两种，①正确；
②Ge是ⅣA族的主族元素，其核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，属于P区元素，②错误；
③非极性分子往往具有高度对称性，如BF3、PCl5、CO2这样分子，而H2O2是极性分子，③错误；
④Na2O由Na+和O2-构成，其阴阳离子个数比为1:2，Na2O2由Na+和构成，其阴阳离子个数比也是1:2，故Na2O、Na2O2中阴阳离子个数比相同，④正确；
⑤Cu(OH)2是一种蓝色沉淀，与酸发生中和反应生成盐和水，与氨水形成配位化合物，则Cu(OH)2不是两性氢氧化物，⑤错误；
⑥氨水中大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合成NH3·H2O分子，根据氨水的性质可知NH3·H2O的结构式可记为：，⑥正确；
⑦HF和HCl属于分子晶体，分子晶体的相对分子质量越大，其沸点越高，但是HF分子间存在氢键，故HF晶体沸点高于HCl，⑦错误；
综上所述，正确的是①④⑥，故选C。
9. 氨气是一种重要的化工原料，极易溶于水，合成氨反应为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) =-92.4kJ•ml-1。下列说法正确的是
A. 键角：H2O>NH3>NH
B. 相同浓度的氨水和溶液中，水的电离程度相同
C. 合成氨反应的=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)(E表示键能)
D. 1mlN2与足量H2发生合成氨反应，放出的热量为92.4kJ
【答案】C
【解析】
【详解】A．H2O、NH3、NH的VSEPR模型为四面体，NH无孤电子对、NH3有1对孤电子对、H2O有2对孤电子对，由于孤电子对间排斥力＞孤电子对和成对电子对间的排斥力＞成对电子对间的排斥力，所以键角：NH＞NH3＞H2O，A错误；
B．一水合氨为弱碱，抑制水的电离，NH4Cl中NH水解，促进水的电离，因此相同浓度的氨水中水的电离程度小于NH4Cl中水的电离程度，B错误；
C．焓变=反应物的键能之和-生成物的键能之和，所以△H=E(N≡N)+3E(H—H)-6E(N—H)，C正确；
D．N2与H2的反应为可逆反应，加入的1mlN2不可能完全反应，所以放出的热量小于92.4kJ，D错误；
故选C。
10. 钛酸钙矿物的晶体结构如图(a)所示，某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导材料的结构如图(b)所示，其中A为，另两种离子为和。下列说法不正确的是
A. 钛酸钙晶体中离钙离子最近的钛离子有8个
B. 图(b)中，X为
C. 中键角大于中键角
D. 钛酸钙晶体中离钛离子最近的氧离子形成了正八面体，钛离子位于其中心
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图a可知在钛酸钙晶体中离钙离子最近的钛离子有8个，A正确；
B．根据均摊法，由图b可知，晶胞中有A离子1个，有B离子1个，有X离子3个，根据正负化合价代数和为0可知，X为，B错误；
C．中的N原子没有孤电子对，键角较大，氨气中氮原子有1对孤电子对，其对成键电子对的排斥力较大，键角较小，C正确；
D．由图a可知钛酸钙晶体中离钛离子最近的氧离子形成了正八面体，钛离子位于其中心，D正确；
故选B。
11. 下列有关说法错误的是
A. [Zn(NH3)4]2+的球棍模型如图1所示，1个[Zn(NH3)4]2+中有4个配位键
B. CaF2晶体的晶胞如图2所示，Ca2+的配位数与F-的配位数之比为1∶2
C. 氢原子的电子云图如图3所示，小黑点越密，表明1s电子在原子核外该处出现的概率越大
D. 金属Cu中铜原子的堆积模型如图4所示，该金属晶体为面心立方堆积
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据图示分析，1个[Zn(NH3)4]2+中Zn2+与氨气分子形成了4个单键为4个配位键，故A正确；
B．CaF2晶体中，Ca2+的配位数与F-的配位数之比为8：4=2：1，故B错误；
C．电子云小点疏密程度表示电子在该区域出现的机会多少，H原子核外只有1个电子，小点越密表示1s电子在该处出现的概率越大，故C正确；
D．根据Cu原子的堆积模型可知，铜原子分布在晶胞的顶点和面心上为面心立方堆积，故D正确；
故答案为：B。
12. 磷及其化合物在生产生活中具有广泛应用。白磷(，结构见图)与反应得和，固态中含有、两种离子。下列关于、、和的说法正确的是
A. 很稳定是因为分子间含有氢键
B. 的空间构型为平面三角形
C. 与中的键角相同
D. 分子结构与分子相似，熔沸点更低
【答案】D
【解析】
【详解】A．很稳定是因为分子内的H-O键的键能大，与分子间含有氢键无关，A错误；
B．中心原子P周围的价层电子对数为：3+=4，故其空间构型为三角锥形，B错误；
C．已知的分子构型如上图所示，其键角为60°，而中中心原子P周围的价层电子对数为：4+=4，则为正四面体结构，其键角为109°28′，则二者键角不相同，C错误；
D．分子结构与分子相似，均为分子晶体，N4的相对分子质量比P4的小，分子间作用力更小，则N4的熔沸点更低，D正确；
故答案为：D。
13. 下列有关结构和性质的说法正确的是
A. O3分子中存在非极性共价键，所以O3为非极性分子
B. 邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，所以前者的熔点高于后者
C. 乙烯分子中两个碳原子间以sp2杂化轨道形成的σ键较稳定，未杂化的2p轨道形成的π键易断裂，所以易发生加成反应
D. 金属Li中的金属键比金属K中的金属键强，所以单质Li的还原性比K强
【答案】C
【解析】
【详解】A．O3分子中存在非极性共价键；O3的三个原子以一个氧原子为中心，与另外两个氧原子分别构成共价键，中心的氧原子sp2杂化，其中包含一对孤电子对，O3空间结构为V形，分子中正电中心和负电中心不重合，O3是结构不对称的极性分子，A错误；
B．邻羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛都是由分子构成的物质，分子之间以分子间作用力结合。邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，分子间氢键的形成增加了分子之间的吸引作用，使物质熔化、气化消耗的能量比较高，所以前者的熔点低于后者，B错误；
C．乙烯分子中两个碳原子间以共价双键结合，其中C原子以sp2杂化轨道形成的σ键的重叠方式是头碰头，重叠重叠大，因而较稳定，未杂化的2p轨道形成的π键的电子是肩并肩重叠，重叠程度较小，因而易断裂，所以易发生加成反应，使不饱和C原子变为饱和C原子，C正确；
D．金属Li中的金属键比金属K中的金属键强，所以Li原子最外层电子不如K容易失去，故单质Li的还原性比K弱，D错误；
故选C。
14. 我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(用R代表)。经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如下图所示，从结构角度分析R中两种阳离子的不同之处是
A. 中心原子的杂化轨道类型B. 中心原子的价层电子对数C. 空间结构D. 共价键类型
【答案】C
【解析】
【分析】R中的阳离子为和，中N原子形成4个σ键，不含孤电子对，价层电子对数为4，采用sp3杂化，空间构型为正四面体，中O原子形成3个σ键，含有1个孤电子对，价层电子对数为4，采用sp3杂化，空间构型为三角锥形。
【详解】A．由上述分析可知，和中心原子的杂化轨道类型均为sp3杂化，故A不符合题意；
B．由上述分析可知，和中心原子的价层电子对数均为4，故B不符合题意；
C．的空间构型为正四面体，的空间构型为三角锥形，故C符合题意；
D．和中含有的共价键均为σ键，故D不符合题意；
答案选C。
二、非选择题(本题共55分)
15. 钴、钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。
（1）钛铁合金是钛系储氢合金的代表，该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。
①Ti的基态原子价电子排布式为___________，位于元素周期表的___________区。
②Fe的基态原子共有___________种不同能级的电子。
（2）起爆药CP可由5-氰基四唑(结构简式如图)和[C(NH3)5(H2O)](ClO4)3反应制备。
①1ml 5-氰基四唑分子中键和π键的个数比为___________。
②在配合物[C(NH3)5(H2O)](ClO4)3中，内界中心C3+的配体为___________(填化学式)，外界ClO的空间构型为___________。
（3）已知：[C(H2O)6]2+呈粉红色，[CCl4]2-呈蓝色，两者间存在平衡：。将CCl2晶体溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色。若将溶液再加水稀释，蓝色溶液又恢复为粉红色。请用平衡移动原理解释加水后溶液颜色变化的原因：___________。
（4）丁二酮肟常与Ni2+形成图A所示的配合物，图B是硫代氧的结果：
A的熔、沸点高于B的原因为___________。
【答案】（1） ①. 3d24s2 ②. d ③. 7
（2） ①. 2:1 ②. NH3、H2O ③. 正四面体形
（3）[C(H2O)6]2+呈粉红色，[CCl4]2-呈蓝色，加盐酸后氯离子浓度增大，平衡正向移动，[CCl4]2-的浓度增大，溶液为蓝色，加水稀释，氯离子浓度减小，平衡逆向移动，蓝色变粉红色
（4）A分子间存在氢键
【解析】
【小问1详解】
Ti是22号元素，其3d、4s能级上的电子为其价电子，这两个能级上分别含有2个电子，则该原子价电子排布式为3d24s2，所以Ti位于d区；
②铁为26号元素，基态Fe原子核外有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s能级，所以共有7种不同能级的电子。
【小问2详解】
①共价单键都是键，共价双键中1个是键，1个是π键；在共价三键中，含有1个键，2个π键。根据5-氰基四唑分子结构简式可知：其分子中含有8个键，4个π键，则1ml 5-氰基四唑分子中键π键的个数比为8:4=2:1；
②在能够提供孤电子对的微粒是配体，所以内界中心C3+的配体为NH3、H2O， ClO的价层电子对数为4，所以其空间构型为正四面体形。
【小问3详解】
[C(H2O)6]2+呈粉红色，[CCl4]2-呈蓝色，加盐酸后氯离子浓度增大，平衡正向移动，[CCl4]2-的浓度增大，溶液为蓝色，加水稀释，氯离子浓度减小，平衡逆向移动，蓝色变粉红色。
【小问4详解】
A分子中含有-OH，可形成分子间氢键，B分子不能形成氢键，故A的熔、沸点高于B。
16. 锗石是自然界中含有锗元素的一类矿石的统称；锗石含有人体所需的硒、锌、镍、钴、锰、镁、钙等30多种对人体有益的微量元素。回答下列问题：
（1）锗与碳同族，性质和结构有一定的相似性，锗元素能形成无机化合物(如锗酸钠：；二锗酸钠：等)，也能形成类似于烷烃的锗烷。
①中锗原子的杂化方式是___________，外围电子排布式为___________。
②碳元素形成的最简单有机物的等电子体是___________。
③至今没有发现n大于5的锗烷，根据下表提供的数据分析其中的原因___________。
（2）四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图所示。
SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是___________。
（3）硒化锌是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲所示，该晶胞中硒原子的配位数是___________；已知晶胞边长为a pm，乙图为甲图的俯视图，若原子坐标A为(0,0,0)，B为则D原子坐标为___________。
【答案】（1） ①. sp2 ②. 4s24p2 ③. ④. Ge-Ge和Ge-H的键能较小，键容易断裂，导致长链锗烷难以形成
（2）组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高
（3） ①. 4 ②. (，，)
【解析】
【小问1详解】
①Na2GeO3中，锗原子的价层电子对数为3+=3，所以杂化方式是sp2，Ge为32号元素，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p2，则基态Ge原子价电子即外围电子排布式为：4s24p2，故答案为：sp2；4s24p2；
②等电子体是指原子总数相同且电子总数相同的微粒，故碳元素形成的最简单有机物即CH4，等电子体是，故答案为：；
③至今没有发现n大于5的锗烷，可从表中提供的Ge-Ge、Ge-H键能进行分析，从而得出原因：Ge-Ge和Ge-H的键能较小，键容易断裂，导致长链锗烷难以形成，故答案为：Ge-Ge和Ge-H的键能较小，键容易断裂，导致长链锗烷难以形成；
小问2详解】
SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4属于组成和结构相似的分子晶体，则SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是：组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高；
【小问3详解】
从硒化锌(ZnSe)的晶胞结构图甲可以看出，该晶胞中Zn原子的配位数为4，则硒原子的配位数也是4；已知晶胞边长为apm，乙图为甲图的俯视图，原子坐标A为(0，0，0)，B为(，0，)，则D原子的x轴长为a、y轴长为a、z轴长为a，从而得出D原子坐标为(，，)，故答案为：4；(，，)。
17. 现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息回答问题：
（1）B的元素符号为___________，基态原子价电子轨道表示式为___________。
（2）基态D原子中能量最高的电子所在的原子轨道的电子云在空间有___________个伸展方向，原子轨道呈___________形。
（3）某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子轨道表示式为，该同学所写的轨道表示式违反了___________。
（4）E元素原子核外有___________种运动状态不同的电子。
（5）检验F元素的方法是___________。
【答案】（1） ①. N ②.
（2） ①. 3 ②. 哑铃
（3）泡利不相容原理 （4）17
（5）焰色试验
【解析】
【分析】A、B、C、D、E为短周期主族元素，F为第四周期元素，它们的原子序数依次增大，A元素原子半径在周期表中最小，也是宇宙中最丰富的元素，则A为H元素；元素原子的核外p轨道总电子数比s轨道总电子数少1，则B为N元素；C元素的第三电离能远大于第二电离能，则C为Mg元素；D原子核外所有p轨道全满或半满，则D为P元素；E元素的主族序数与周期序数的差为4，原子半径在同周期中最小，则E为Cl元素；F是前四周期中电负性最小的元素，则F为K元素。
【小问1详解】
由分析可知，B为N元素，其基态原子价电子排布式为2s22p3，轨道表示式为；
【小问2详解】
由分析可知，D为P元素，P的原子序数为15，基态原子价电子排布式为3s23p3，原子中能量最高的电子所在的原子轨道是电子云为哑铃形的3p轨道，在空间有3个不同的伸展方向；
【小问3详解】
由泡利不相容原理可知，1个原子轨道只能容纳2个自旋方向相反的电子，则轨道表示式违反了泡利不相容原理；
【小问4详解】
由分析可知，E为Cl元素，Cl的原子序数为17，由泡利不相容原理可知，1个原子核外不可能存在运动状态完全相同的电子，则氯原子核外有17种运动状态不同的电子；
【小问5详解】
由分析可知，F为K，实验室常用焰色试验检验K元素。
18. 利用绿矾和硫铁矿可联合制备铁精粉和硫酸
（1）的结构示意图如图所示。
①基态O原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为___________。
②中O原子和中S原子均为杂化。分子中的键角___________(填“大于”、“等于”或“小于”)离子中键角，其原因是___________。
③属于配位化合物。由结构示意图可知，中的配位数为___________。
（2）晶体的晶胞形状为立方体，边长为，结构如图所示。
①的电子式为___________。
②晶体中位于形成的___________(填“正四面体”或“正八面体”)空隙中。
③的摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为。该晶体的密度为___________。(列出算式即可，无需化简。)
【答案】（1） ①. 1：2（ 或2：1） ②. 小于 ③. 水分子和硫酸根离子中心原子杂化方式均为sp3，而水分子有两对孤对电子，硫酸根离子没有孤对电子，因此水分子中的H-O-H键角小于硫酸根离子中O-S-O键角 ④. 6
（2） ①. ②. 正八面体 ③.
【解析】
【小问1详解】
基态氧原子价电子排布式为2s22p4，根据泡利原理和洪特规则可知两种自旋状态电子数之比为2:4=1:2（ 或4:2=2:1）；水分子和硫酸根离子中心原子杂化方式均为sp3，而水分子有两对孤对电子，硫酸根离子没有孤对电子，因此水分子中的H-O-H键角小于硫酸根离子中O-S-O键角；根据图示结构可知中形成了6个配位键，其配位数为6。
【小问2详解】
与互为等电子体，其电子式为，晶体中位于面心六个形成的正八面体空隙中；据图可知，，则该晶体的密度为。化学键
键能/
A
元素原子半径在周期表中最小，也是宇宙中最丰富的元素
B
元素原子的核外p轨道总电子数比s轨道总电子数少1
C
元素的第一至第四电离能分别是I1=738 kJ·ml-1、I2=1 451 kJ·ml-1、I3=7 733 kJ·ml-1、I4=10 540 kJ·ml-1
D
原子核外所有p轨道全满或半满
E
元素主族序数与周期序数的差为4，原子半径在同周期中最小
F
是前四周期中电负性最小的元素
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