单元检测五　物质结构与性质　元素周期律

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1．本试卷共4页。
2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上。
3．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整。
一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。
1．(2020·合肥一中月考)德国著名行业杂志《应用化学》上刊登文章介绍：某中德联合研究小组设计制造了一种“水瓶”，用富勒烯(C60)的球形笼子作“瓶体”，一种磷酸盐作“瓶盖”，恰好可将一个水分子关在里面。下列说法正确的是( )
A．水、双氧水互为同素异形体
B．石墨和C60互称为同位素
C．磷酸钙难溶于水，属于弱电解质
D．一定条件下石墨转化为C60是化学变化
答案 D
解析 同素异形体是同种元素形成的不同种单质，水和双氧水是两种性质不同的化合物，A不符合题意；同位素是同种元素的不同原子间的互称，石墨和C60应该互为同素异形体，B不符合题意；磷酸钙是一种钙盐，属于强电解质，电解质的强弱和物质的溶解度没有关系，如CaCO3、BaSO4都是强电解质，C不符合题意；同素异形体是两种不同的物质，其转化属于化学变化，D符合题意。
2．(2020·天津市第一中学月考)下列有关化学用语表示正确的是( )
A．氢氧根离子的电子式为
B．HClO的结构式：H—O—Cl
C．联氨(N2H4)的电子式：
D．CCl4分子的球棍模型是
答案 B
解析 氢氧根离子带有一个单位负电荷，电子式为，A项错误；HClO为共价化合物，分子中存在1个O—H键和1个Cl—O键，中心原子为O，结构式为H—O—Cl，故B正确；联氨(N2H4)中N原子满足8电子稳定结构，电子式为，C项错误；CCl4分子中氯原子半径比碳原子半径大，球棍模型为，D项错误。
3．(2021·厦门模拟)下列各项叙述中正确的是( )
A．N、P、As的电负性随原子序数的增大而增大
B．价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p区元素
C．2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等
D．氮原子的最外层电子排布图：
答案 B
解析 同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，则N、P、As的电负性随原子序数的增大而减小，故A错误；价电子排布为4s24p3的元素有4个电子层，最外层电子数为5，位于第四周期ⅤA族，最后填充p轨道，是p区元素，故B正确；p轨道均为哑铃形，离原子核越远，能量越高，2p轨道的能量低于3p轨道，故C错误；利用“洪特规则”可知最外层电子轨道表示式应为，故D错误。
4．(2020·安徽蚌埠第三中学高二期末)元素周期表是安置元素的一座“大厦”，已知原子的下列结构或性质，能确定其在周期表中的“单元号和房间号”即位置的是( )
A．某元素原子的第二电子层电子排布图为
B．某元素在某种化合物中的化合价为＋4
C．某元素的原子最外层上电子数为6
D．某元素的原子价电子排布式为5s25p1
答案 D
解析 从Ne开始元素原子的第二电子层电子轨道表示式均为，故只知道第二电子层电子排布图无法确定元素的位置，A不符合题意；某元素在某种化合物中的化合价为＋4，无法确定其位置，如CO2中C为＋4价，C位于周期表第二周期第ⅣA族，N2O4中N为＋4价，N位于周期表第二周期第ⅤA族，B不符合题意；某元素的原子最外层上电子数为6，无法确定其周期，如O位于第二周期ⅥA族，S位于第三周期第ⅥA族，即第ⅥA族元素的原子最外层电子数均为6，C不符合题意；原子价电子排布式为5s25p1，位于第五周期第ⅢA族，能确定其位置，D符合题意。
5．下表中各粒子、粒子对应的立体构型及解释均正确的是( )
答案 D
解析 NHeq \\al(－,2)中心原子N原子采用sp3杂化，但N原子有两对价电子未参与成键，所以分子的空间结构为V形，选项A错误；SO2中S原子的价层电子对数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋eq \f(1,2)×(6－2×2)＝3，孤电子对数为1，杂化轨道数为3，采取sp2杂化，空间结构为V形，选项B错误；COeq \\al(2－,3)中C原子的价层电子对数＝3＋eq \f(1,2)×(4＋2－3×2)＝3，孤电子对数为0，杂化轨道数为3，采取sp2杂化，空间结构为平面三角形，选项C错误；碘三正离子(Ieq \\al(＋,3))中I原子的价层电子对数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋eq \f(1,2)×(7－1－2×1)＝4，孤电子对数为2，杂化轨道数为4，采取sp3杂化，空间结构为V形，选项D正确。
6．(2020·蚌埠市高三月考)X、Y、Z、W为四种短周期元素，已知X、Z同主族，Y、W同周期；X的气态氢化物比Z的气态氢化物稳定；Y的阳离子比W的阳离子氧化性强；Y的阳离子比Z的阴离子少一个电子层。下列表示中正确的是( )
A．原子序数：X＞Y＞Z＞W
B．简单离子半径：Z＞X＞W＞Y
C．原子半径：Y＞W＞Z＞X
D．原子的得电子能力：Z＞X
答案 B
解析 X、Y、Z、W为短周期元素，X、Z同主族，X的气态氢化物比Z的气态氢化物稳定，X、Z为非金属元素，非金属性：X＞Z，原子序数：Z＞X，X处于第二周期，Z处于第三周期，Y、W同周期，Y的阳离子的氧化性大于W的阳离子的氧化性，二者均为金属元素，金属性：W＞Y，原子序数：W＜Y，Y的阳离子比Z的阴离子少一个电子层，则Y、Z同周期，即Y、Z、W处于第三周期，且原子序数：W＜Y＜Z。
7．(2020·四川省棠湖中学期中)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素。X的氢化物常用于刻蚀玻璃，Y在同周期中金属性最强，Z的单质是人类将太阳能转化为电能的常用材料，W与X同主族。下列说法正确的是( )
A．简单氢化物沸点：X>W
B．简单离子半径：r(X)C．Z元素化学性质稳定，在自然界以游离态存在
D．W的简单离子会影响水的电离平衡
答案 A
解析 X的氢化物常用于刻蚀玻璃，说明X为氟，Y在同周期中金属性最强，则Y为钠，Z的单质是人类将太阳能转化为电能的常用材料，则Z为硅，W与X同主族，则W为氯。氟化氢分子间含有氢键，沸点比氯化氢高，故A正确；氟离子、钠离子电子层结构相同，为2层，氯离子有3个电子层，根据层数和序小径大分析，半径大小关系为r(Y)8．下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述中，正确的是( )
A．基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是ⅠA族元素
B．原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素一定是副族元素
C．基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区
D．基态原子价电子排布为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y
答案 C
解析 基态原子的N层上只有一个电子的元素，可能为K、Cr或Cu，K为主族元素，Cr、Cu为副族元素，故A错误；副族元素的d能级电子数为10或1～5，原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素为Ⅷ族元素，故B错误；基态原子p能级上半充满的元素，电子最后填充p能级，属于p区，故C正确；ⅢB～ⅦB族元素，其族序数为价电子中d、s能级含有的电子数目之和，族序数一定为x＋y，但第ⅠB族、第ⅡB族元素，族序数等于价电子排布中s能级中的电子数y，故D错误。
9．(2020·山东菏泽高三期中)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素，Z元素的2p轨道上有两个成单电子。A、B、C、D、E是由其中的两种或三种元素组成的化合物，A是淡黄色固体，F是Z元素的气体单质。已知：A＋B→D＋F，A＋C→E＋F；25 ℃时0.1 ml·
L－1 D溶液的pH为13。下列判断错误的是( )
A．X与W属于同主族元素
B．原子半径：W>Y>Z>X
C．1.0 L 0.1 ml·L－1 E溶液中阴离子的总物质的量大于0.1 ml
D．物质A中既含有离子键，又含有共价键，且阴、阳离子个数比为1∶1
答案 D
解析 X、W分别是H、Na ，属于同主族元素，故A正确；电子层数越多；原子半径越大，电子层数相同，原子序数越大半径越小，原子半径：Na>C>O>H，故B正确；1 L 0.1 ml·
L－1碳酸钠溶液中含有溶质碳酸钠0.1 ml，由于碳酸根离子部分水解，导致溶液中阴离子数目增大，则溶液中含有的阴离子的物质的量大于0.1 ml，故C正确；A是Na2O2，含有Na＋、Oeq \\al(2－,2)，既含有离子键又含有共价键，且阴、阳离子个数比为1∶2，故D错误。
10．(2020·河北省保定一中第二次阶段考试)X、Y、Z、W均为短周期主族元素，原子序数依次增大，Z是活泼金属元素，Y的最常用单质与Z的单质在适当条件下可按物质的量之比1∶4或1∶2的比例恰好反应生成Q或M，X、W能分别形成强含氧酸。下列说法错误的是( )
A．简单离子半径：ZB．简单气态氢化物的稳定性：YC．Q和M中的阴、阳离子个数比均为1∶2，但化学键种类有差异
D．Z与W能形成ZW或Z2W型离子化合物
答案 B
解析 Z是活泼金属元素，Y的最常用单质与Z的单质在适当条件下可按物质的量之比1∶4或1∶2的比例恰好反应生成Q或M，可知Z是Na，Y是O，生成的Q为Na2O，M为Na2O2，X、W能分别形成强含氧酸，可知X为N，W可能为S或Cl。简单离子的核外电子排布相同时，核电荷数越大，离子半径越小，则简单离子半径：Z11．(2021·银川调研)某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、B方块组成。已知该晶体的密度为d g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则下列说法错误的是( )
A．方块A含有1.5个Fe2＋、4个O2－
B．方块B含有0.5个Fe2＋、4个O2－、4个Fe3＋
C．该氧化物中Fe2＋、Fe3＋、O2－的个数比为1∶2∶4
D．晶胞的边长为eq \r(3,\f(232,NA·d))×107 nm
答案 D
解析 根据均摊法计算A含有1＋4×eq \f(1,8)＝1.5个亚铁离子、4个氧离子，故A正确；根据均摊法计算B含有4×eq \f(1,8)＝0.5个亚铁离子、4个氧离子、4个铁离子，故B正确；Fe2＋处于晶胞的顶点、面心以及A位置小立方体的体心，O2－位于A、B小立方体的内部，每个小立方体内部各有4个，Fe3＋处于晶胞B位置小立方体内部，晶胞中Fe2＋数目为4＋8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝8、
Fe3＋数目为4×4＝16，O2－数目为4×8＝32，故Fe2＋、Fe3＋、O2－的个数比为8∶16∶32＝1∶2∶4，故C正确；晶胞中含有Fe2＋、Fe3＋、O2－的个数分别是8、16、32，它们的相对原子质量之和是8×232，根据m＝ρV可得eq \f(8×232,NA)＝d×a3，a＝eq \r(3,\f(8×232,NA·d))×107nm，故D错误。
12．(2020·河北省保定一中高三第二次阶段考试)现有部分元素的原子结构特点如表，下列叙述中正确的是( )
A. W原子的价电子排布图为
B．元素X和Y只能形成原子个数比为1∶2的化合物
C．元素X比元素Z的非金属性弱
D．X、Y、Z、W四种元素不能形成离子化合物
答案 A
解析 X元素原子的L层电子数是K层电子数的3倍，可知L层为6个电子，所以X为氧元素；Y元素原子的核外电子层数等于原子序数，Y只能是H元素；Z 元素原子的L层电子数是K层和M层电子数之和，其M层电子数为6，所以Z是S元素；W元素原子共用三对电子形成双原子分子，常温下为气体单质，所以W为N元素，据此分析解答。
13．(2020·广东湛江高三模拟)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W与Y、X与Z分别同主族，四种元素形成的一种化合物Q的结构如图所示。下列说法错误的是( )
A．原子半径：W＜X＜Z＜Y
B．X与Z形成的化合物中，Z的杂化方式为sp2杂化
C．W与Y形成的化合物属于离子化合物
D．Q溶于水或熔化时电离出的离子相同
答案 D
解析 经分析知，W、X、Y、Z分别为H、O、Na、S，Q为NaHSO4，同一周期从左到右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：H＜O＜S＜Na，A项正确；SO2和SO3硫元素均为sp2杂化，B项正确；H和Na形成的化合物为NaH，属于离子化合物，C项正确；NaHSO4溶于水电离出Na＋、H＋、SOeq \\al(2－,4)，熔化时电离出Na＋和HSOeq \\al(－,4)，电离出的离子不同，D项错误。
14．(2020·深圳高三模拟)硅是制作光伏电池的关键材料。在Si晶体中掺杂不同种类的元素，可形成多电子的n型或缺电子的p型半导体。n型和p型半导体相互叠加形成p－n结，此时自由电子发生扩散运动，在交界面处形成电场。下列说法正确的是( )
A．1 ml Si晶体中含有的Si—Si键数目为4NA
B．若在Si晶体中掺入P元素，可得n型半导体
C．p－n结中，n型一侧带负电，p型一侧带正电
D．光伏电池的能量转化形式：光能→化学能→电能
答案 B
解析 硅晶体中，一个硅原子与4个硅原子形成4个Si—Si键，2个硅原子共用一个Si—Si键，平均1 ml Si晶体中含有Si—Si键的数目为2NA，故A错误；若在Si晶体中掺入P元素，P最外层是5个电子，可形成多电子的n型半导体，故B正确；p－n结中，p型半导体的空穴浓度高，自由电子的浓度低，p型一侧带负电，而n型半导体的自由电子浓度高，空穴浓度低，n型一侧带正电，故C错误；光伏电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，能量转化形式为：光能→电能，故D错误。
15．(2020·广州高三模拟)钯的配合物离子[PdCl4]2－可催化合成H2O2，反应过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A．反应中间体[PdCl2O2]2－的配位数为4
B．催化合成H2O2总反应为H2＋O2eq \(=========,\s\up7([PdCl4]2－))H2O2
C．反应过程中Pd的成键数目保持不变
D．存在的反应：Pd＋O2＋2Cl－===[PdCl2O2]2－
答案 C
解析 结合题意，由图可知发生的总反应为H2＋O2eq \(=========,\s\up7([PdCl4]2－))H2O2，故B正确；[PdCl2O2]2－中Pd形成6个键，可以看出Pd的成键数目由4变为6再变为4，依次循环，故C错误；在流程中存在Pd＋O2＋2Cl－===[PdCl2O2]2－，故D正确。
16．LDFCB是锂离子电池的一种电解质，该电解质阴离子由同周期元素W、X、Y、Z构成(如下图)，Y的最外层电子数等于X的核外电子总数，四种元素最外层电子数之和为20。下列说法正确的是( )
A．X、Y、Z三种元素形成的简单氢化物中，X的沸点最低
B．原子半径：W＜X＜Y＜Z
C．W、Z形成的分子中各原子均满足8电子稳定结构
D．Y分别与另外三种元素形成的二元化合物中，Y的价态相同
答案 A
解析 Y的最外层电子数等于X的核外电子总数，且Y能形成化合物，则X的核外电子总数最多为7，根据该阴离子中X的成键特点可知X应为第ⅣA族元素C，则Y的最外层电子数为6，四种元素同周期，均为第二周期元素，所以Y为O元素；Z只能形成1个共价键，位于ⅦA族，则Z为F；四种元素最外层电子数之和为20，W的最外层电子数为20－4－6－7＝3，则W为B元素。F、O的氢化物分子间可形成氢键，而CH4不能形成氢键，因而沸点最低，故A正确；同一周期，原子序数越大原子半径越小，则原子半径：W>X>Y>Z，故B错误；BF3中，B原子最外层电子数为6，不满足8电子稳定结构，故C错误；O元素与C、B元素形成化合物显－2价，与F元素形成二元化合物OF2，O显正价，O的价态不同，故D错误。
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
17．(8分)(2020·榆林市模拟)a、b、c、d、e五种短周期元素的原子序数逐渐增大。a为非金属元素，且a、e同主族，c、d为同周期的相邻元素。e原子的质子数等于c、d原子最外层电子数之和。b原子最外层电子数是内层电子数的2倍。c的气态氢化物分子中有3个共价键。
(1)写出b元素在周期表中的位置__________。
(2)写出一种由a、c、d所形成的离子化合物__________________________________
(填化学式)，它与e的最高价氧化物对应水化物的溶液加热时反应的离子方程式是____________________________________________________________________________。
(3)c的单质的电子式为__________。
(4)b和d相比，非金属性较强的是___________________(用元素符号表示)，下列事实能证明这一结论的是__________(填字母)。
A．常温下，b的单质呈固态，d的单质呈气态
B．d的氢化物的稳定性强于b的氢化物
C．b与d形成的化合物中，b呈正价
D．d的氢化物的沸点高于b的氢化物
答案 (1)第二周期第ⅣA族
(2)NH4NO3 NHeq \\al(＋,4)＋OH－eq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O
(3)eq \\al(·,·)N⋮⋮Neq \\al(·,·) (4)O BC
解析 a、b、c、d、e五种短周期元素的原子序数逐渐增大，b原子最外层电子数是内层电子数的2倍，b原子只有2个电子层，最外层电子数为4，则b为C元素；c的氢化物分子中有3个共价键，则c处于第ⅤA族，c、d为同周期的相邻元素，d处于第ⅥA族，e原子的质子数等于c、d原子最外层电子数之和，则e的质子数为5＋6＝11，则e为Na；a为非金属元素，且a、e同主族，则a为H元素，结合原子序数可知，c、d只能处于第二周期，故c为N元素、d为O元素。(4)b为碳元素、d为氧元素，C、O同周期，随原子序数增大，非金属性增强，故非金属性：O＞C。物质的状态属于物理性质，不能比较非金属性，故A错误；d的氢化物的稳定性强于b的氢化物，说明d的非金属性强，故B正确；b与d形成的化合物中，b呈正价，说明d对键合电子的吸引力更强，故d的非金属性更强，故C正确；沸点属于物理性质，不能比较非金属性强弱，故D错误。
18．(10分)(2020·宜宾市第四中学期中)油画所用的颜料有许多天然矿石成分，矿石中往往含有B、C、O、Na、P、Cl等元素，它们在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列有关问题：
(1)现代化学中，常利用________上的特征谱线来鉴定元素。
(2)CHeq \\al(＋,3)、—CH3、CHeq \\al(－,3)都是重要的有机反应中间体。CHeq \\al(＋,3)中碳原子的杂化方式为________，CHeq \\al(－,3)的立体构型为________。
(3)氢卤酸(HX)的电离过程如图。ΔH1和ΔH2的递变规律都是HF>HCl>HBr>HI，其中ΔH1(HF)特别大的原因是____________________________，从原子结构分析影响ΔH2递变的因素为____________。
(4)磷化硼是一种耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。
①磷化硼晶体晶胞如图甲所示：其中实心球为磷原子。已知晶胞中最近的B、P原子的距离为a pm，阿伏加德罗常数为NA。则磷化硼晶体的密度为__________________g·cm－3。(列出计算式即可，不必化简)
②磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影(图乙中表示P原子的投影)，在图乙中用画出B原子的投影位置。
答案 (1)原子光谱
(2)sp2 三角锥形 (3)HF的水溶液中存在氢键 原子半径
(4)①eq \f(168,NA·\f(4\r(3),3)a×10－103)
②或
解析 (3)HF分子与水分子、HF分子之间均存在氢键，而其他卤化氢没有，故从溶液中分离出HF分子需要更多的能量，导致ΔH1(HF)特别大；键能大小关系为HF＞HCl＞HBr＞HI，从原子结构方面分析，影响ΔH2递变的因素为卤素原子的原子半径的大小。 (4)①实心球为磷原子，处于晶胞顶点与面心，1个晶胞中，含有P原子的数目为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4个，含有B原子的数目为4个，晶胞质量为eq \f(4×31＋11,NA) g，设晶胞的棱长为x，已知晶胞中最近的B、P原子的距离为a pm，该距离为晶胞体对角线的eq \f(1,4)，则eq \f(\r(3),4)x＝a pm＝a×10－10 cm，x＝eq \f(4\r(3),3)×a×10－10 cm，晶体密度ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(\f(4×31＋11,NA) g,\f(4\r(3),3)×a×10－10 cm3)＝eq \f(168,NA·\f(4\r(3),3)a×10－103) g·cm－3。②根据晶胞结构分析，立方磷化硼晶胞沿着体对角线方向可以观察到六边形，中心B与P重合，六边形中形成两个倒立关系的正三角形，分别由3个B或者3个P形成。
19．(12分)(2020·济南高三检测)三醋酸锰[(CH3COO)3Mn]是一种很好的有机反应氧化剂，可用如下反应制备：4Mn(NO3)2·6H2O＋26(CH3CO)2O===4(CH3COO)3Mn＋8HNO2 ＋ 3O2↑＋ 40CH3COOH。
请回答下列问题：
(1)三醋酸锰[(CH3COO)3Mn]中阳离子的价层电子排布式为____________，该价层电子排布式中电子的自旋状态______________(填“相同”或“相反”)。
(2)过渡元素锰能形成很多重要的配合物。三醋酸锰就是一种配合物，其结构如图所示，其中配位键数为________________________________________________。
Mn2＋能形成配离子为八面体的配合物MnClm·nNH3，在该配合物的配离子中，Mn2＋位于八面体的中心。若含1 ml该配合物的溶液与足量AgNO3溶液作用可生成1 ml AgCl沉淀，则化学式中的n为__________。
(3)CH3COOH中碳原子的杂化方式为__________，CH3COOH中所含元素的电负性由大到小的顺序为__________________(用元素符号表示)。
(4)NOeq \\al(－,2)的立体构型是______________，1 ml 醋酸酐[(CH3CO)2O]中所含σ键数与π键数之比为________。
(5)碘与锰形成的某种化合物晶胞结构及晶胞参数如图所示(已知图中I原子与所连接的三个Mn原子的距离相等)，则该化合物的化学式是____________，晶体密度的计算式为____________g·cm－3 (计算式可不化简)。
答案 (1)3d4 相同 (2)3 5 (3)sp2、sp3 O＞C＞H
(4)V形 6∶1 (5)MnI2 eq \f(309,NAa2bsin60°)(或eq \f(206\r(3),NAa2b))
解析 (1) Mn为25号元素，根据构造原理知，Mn的基态原子核外电子排布为[Ar]3d54s2，失电子时，从最外层失去，即失去4s上2个电子和3d上一个电子，故Mn3＋核外电子排布式为[Ar]3d4，价层电子排布式为3d4，该价层电子轨道表示式为，电子的自旋状态相同。
(2)由三醋酸锰的结构可知，其配位键数为3；由1 ml该配合物与足量AgNO3作用生成1 ml AgCl沉淀，知道1 ml配合物电离出1 ml Cl－，即配离子显＋1价，又因为外界有1个Cl－，且Mn显＋2价，所以[MnClp·nNH3]＋中有1个氯原子，即p＝1，又因为该配合物为八面体的配合物，Mn2＋位于八面体的中心，如图所示，其中数字处的小圆圈表示NH3分子或Cl－，Mn2＋位于八面体的中心，该配合物配位数为6，所以n＝6－1＝5，该配合物为MnCl2·5NH3。
(3)CH3COOH中甲基上C原子价层电子对数是4、羧基上C原子价层电子对数是3，根据价层电子对互斥模型判断碳原子的杂化方式，前者为sp3、后者是sp2；元素的非金属性越强，其电负性越大，在CH3COOH中非金属性：O＞C＞H，则电负性：O＞C＞H。
(4)NOeq \\al(－,2)中N原子价层电子对数为2＋eq \f(5＋1－2×2,2)＝2＋1＝3，含一对孤电子对，根据价层电子对互斥模型判断该离子的空间结构为V形；单键全是σ键，双键含一个σ键和一个π键，醋酸酐[(CH3CO)2O]结构简式可表示为,1 ml 醋酸酐中含12 ml σ键与2 ml π键，则σ键数与π键数之比为6∶1。
(5)如图所示，I在内部，有2个，Mn在顶点，数目为eq \f(1,8)×8＝1，最简整数比为2∶1，即化合物的化学式为MnI2；根据ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(\f(55＋127×2,NA) g,a×asin60°×bcm3)＝eq \f(309,NAa2bsin60°) g·
cm－3＝eq \f(206\r(3),NAa2b) g·cm－3。
20．(12分)(2020·四川天府名校质量测评)铬元素在地壳中含量占第21位，是一种重要的金属元素。回答下列问题：
(1)基态铬原子的价电子排布式为____________，根据价层电子判断铬元素中最高价态为________。铬元素的第二电离能________(填“>”“<”或“＝”)锰元素的第二电离能。
(2)无水氯化亚铬(CrCl2)的制备方法为在500 ℃时用含HCl的H2气流还原CrCl3，该过程涉及到的反应原理为_________________________________________________________(用化学方程式表示)。
已知：氯化亚铬的熔点为820～824 ℃，则其晶体类型为________晶体。二价铬还能与乙酸根形成配合物，在乙酸根中碳原子的杂化形式为____________。
(3)已知CrO5中铬元素为最高价态，画出其结构式：___________________________。
(4)Cr元素与H元素形成化合物的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式为________________________________________________________________________。
已知：该晶胞的边长为437.6 pm，NA表示阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度为_____________________________________g·cm－3(列出计算式即可)。
答案 (1)3d54s1 ＋6 >
(2)2CrCl3＋H2eq \(=====,\s\up7(500 ℃))2CrCl2＋2HCl 离子 sp2、sp3
(3)
(4)Cr4H4(或CrH) eq \f(212,NA×4.376×10－83)
解析 (1)基态铬原子的价电子排布式为3d54s1；根据价层电子，铬元素的最高价态为＋6。基态Cr＋的价电子排布式为3d5、基态Mn＋的价电子排布式为3d54s1，故铬元素的第二电离能大于锰元素的第二电离能。
(3)CrO5中铬元素为＋6价，则存在2个过氧根，结构式为。
(4)每个晶胞中的Cr原子数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，H原子数为12×eq \f(1,4)＋1＝4，故其化学式为Cr4H4，也可以简化为CrH，但不可简化为Cr2H2。一个晶胞的质量为eq \f(52＋1×4,NA)g，一个晶胞的体积为(4.376×10－8)3 cm3，则晶体的密度为eq \f(212,NA×4.376×10－83) g·cm－3。
21．(10分)(2020·银川一中高三调研)中国海军航母建设正在有计划、有步骤地向前推进，第一艘国产航母目前正在进行海试。建造航母需要大量的新型材料。航母的龙骨要耐冲击，航母的甲板要耐高温，航母的外壳要耐腐蚀。
(1)镍铬钢抗腐蚀性能强，Ni2＋的核外电子排布式为__________________。
(2)航母甲板涂有一层耐高温的材料聚硅氧烷，结构如图1所示，其中C原子的杂化方式为____________杂化，在有机物中C原子间可以形成双键，而硅烷中Si原子间难以形成双键的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)海洋是元素的摇篮，海水中含有大量卤族元素。
①根据下表数据判断：最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是____________(填元素符号)。
②根据价层电子对互斥理论，预测ClOeq \\al(－,3)的立体构型为______________形。
(4)海底金属软泥蕴藏着大量的资源，含有硅、铁、锰、锌等。某种磁性氮化铁的晶胞结构如图2所示，该化合物的化学式为_______________________________________________，若晶胞底边长为a nm，高为c nm，则这种磁性氮化铁的晶体密度为________g·cm－3(用含a、c和NA的式子表示)。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8) (2)sp3 Si的原子半径较大，原子间形成的σ键较长，p­p轨道重叠程度小，难以形成π键 (3)①I ②三角锥 (4)Fe3N eq \f(728\r(3),9a2cNA)×1021
解析 (2)C原子周围都与其他原子形成4个σ键，且C上没有孤电子对，因此杂化方式为sp3杂化；在有机物中C原子间可以形成双键，而硅烷中Si原子间难以形成双键的原因是Si的原子半径较大，原子间形成的σ键较长，p­p轨道重叠程度很小，难以形成π键。(3)①第一电离能越小，越易失去电子形成阳离子，因此最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是I。②ClOeq \\al(－,3)中中心原子的孤电子对数为eq \f(7＋1－3×2,2)＝1，σ键电子对数为3，VSEPR模型为四面体形，空间结构为三角锥形选项
粒子
立体构型
解释
A
氨基负离子(NHeq \\al(－,2))
直线形
N原子采用sp杂化
B
二氧化硫(SO2)
V形
S原子采用sp3杂化
C
碳酸根离子(COeq \\al(2－,3))
三角锥形
C原子采用sp3杂化
D
碘三正离子(Ieq \\al(＋,3))
V形
I原子采用sp3杂化
X
L层电子数是K层电子数的3倍
Y
核外电子层数等于原子序数
Z
L层电子数是K层和M层电子数之和
W
共用三对电子形成双原子分子，常温下为气体单质
氟
氯
溴
碘
第一电离能/(kJ·ml－1)
1 681
1 251
1 140
1 008