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主题五 物质的结构与性质测试(二)
(考试时间：75分钟 试卷满分：100分)
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 Na-23 K-39 Cr-52 Mn-55
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题(本题共15个小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合
题目要求的)
1．已知在一定条件下，SO 也能体现其氧化性，例如：2HS+SO=3S+2H O，下列化学用语使用正确
2 2 2 2
的是( )
A．SO 的VSEPR模型：
2
B． HS-电离的离子方程式：HS-+H2O HS+OH-
2
C．基态硫原子 轨道的电子云轮廓图：
D．基态氧原子最外层电子的轨道表示式：
【答案】C
【解析】A项，二氧化硫中心原子S的价层电子对数为3，有1对孤电子对，S杂化类型为sp2，
VSEPR模型为平面三角形，A错误；B项，HS-电离的离子方程式HS- H++S2-，B错误；C项，基态
硫原子P 轨道的电子云轮廓为哑铃型，C正确；D项，基态氧原子最外层电子的轨道表示式：
x
，D错误； 故选C。
2．在酸性或者接近中性的条件下， 易发生歧化反应，将CO 通入KMnO 溶液中，其反应为
2 2 43KMnO +2CO =2KMnO +MnO+2K CO。下列有关说法错误的是( )
2 4 2 4 2 2 3
A．CO2-的空间结构为三角锥形
3
B．CO 中心原子的杂化方式是sp
2
C．基态钾原子的价电子排布式：4s1
D．基态Mn2+的价电子轨道表示式：
【答案】D
【解析】A项，CO2-中C原子的价层电子对数为3＋ =3，不含孤电子对，为平面三角形，A
3
错误；B项，CO 分子中C原子的价层电子对数为2＋ =2，不含孤电子对，所以是直线形结构，C
2
原子采用sp杂化，B正确；C项，钾为19号元素，基态钾原子的价电子排布式：4s1，C正确；D项，基态
Mn原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2，基态Mn2+是锰原子失去2个电子后相形成的离子，价电子轨
道表示式： ，D正确；故选D。
3．下列关于物质结构和性质的说法正确的是( )
A．键角：HS>PH>SiH B．熔点：CsCl>KCl>NaCl
2 3 4
C．NO -、NO -的VSEPR模型相同 D．酸性：CHCOOH>CCl COOH>CF COOH
3 2 3 3 3
【答案】C
【解析】A项，孤电子对对成键电子对的作用力大于成键电子对之间的作用力，硫化氢含有两对孤电
子对，磷化氢含有一个孤电子对，硅烷没有孤电子对，所以键角HS＜PH ＜SiH，故A错误；B项，离子
2 3 4
化合物晶格能越大熔点越高，离子所带电荷相同原子离子半径越小晶格能越大熔点越高，熔点：CsCl＜
KCl＜NaCl，故B错误；C项，N-价层电子对数= 是sp3杂化， NO -价层电子对数=
3 2
是sp3杂化，所以它们VSEPR模型相同，故C正确；D项，H的电负性小于氯原子，氯
原子小于氟原子，电负性越强羟基上的氢原子越容易电离，酸性越强，所以酸性：CHCOOH＜CCl COOH
3 3
＜CFCOOH，故D错误；故选C。
3
4．实验室中利用CoCl 制取配合物[Co(NH )]Cl 的反应为2CoCl + 10NH + 2NH Cl+H O
2 3 6 3 2 3 4 2 2=2[Co(NH)]Cl +2H O。下列叙述正确的是( )
3 6 3 2
A．Co2+的价电子排布图为 B．1 mol [Co(NH)]3+中含σ键为18 mol
3 6
C．HO 中氧原子采用sp3杂化 D．氨分子间存在氢键，因而NH 易溶于水
2 2 3
【答案】C
【解析】A项，Co原子核外有27个电子，基态Co原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，
Co2+的价电子排布式为3d7，价电子排布图为 ，A项错误；B项，1个
[Co(NH )]3+中1个Co3+与6个N原子形成6个配位键，配位键属于σ键，每个NH 中含3个N—Hσ键，
3 6 3
1mol[Co(NH)]3+中含有(6+6×3)mol=24molσ键，B项错误；C项，HO 的结构式为H—O—O—H，每个O
3 6 2 2
形成2个σ键，每个O还有两对孤电子对，即O原子的价层电子对数为4，O原子采用sp3杂化，C项正确；
D项，NH 易溶于水是由于NH 与HO分子间存在氢键、NH 分子和HO分子都是极性分子、NH 能与
3 3 2 3 2 3
HO反应，不是由于氨分子间存在氢键，D项错误；故选C。
2
5．下表所列物质的晶体类型全部正确的一组是( )
共价晶体 离子晶体 分子晶体
A 氯化硅 磷酸 单质硫
B 单晶硅 碳酸氢铵 白磷
C 金刚石 尿素 冰
D 铁 烧碱 冰醋酸
【答案】B
【解析】A项，SiCl 、HPO 、单质硫均为分子晶体；C项，尿素属于分子晶体；D项，铁属于金属晶
4 3 4
体。
6．NF 是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，可通过电解熔融氟化氢铵(NH HF )制得。下列有
3 4 2
关说法错误的是( )
A．NF 的空间构型为平面三角形
3
B．相关元素电负性由大到小的顺序为F＞N＞H
C．NF 和NH HF 中N原子的杂化方式均为sp3
3 4 2
D．NH HF 晶体中微粒间的作用有离子键、共价键、配位键、氢键
4 2
【答案】A【解析】A项，NF 分子中N的周围形成3个σ键，孤电子对数= ，故其价层电子对为4，
3
故其的空间构型为三角锥形，A项错误；B项，同一周期从左往右元素的电负性依次增大，同一主族从上
往下依次减小，故相关元素电负性由大到小的顺序为，B项正确；C项，NF 分子中N的周围形成3个σ键，
3
孤电子对数= ，故其价层电子对为4，NH HF 中NH +周围有4个σ键，孤电子对数=
4 2 4
，故其价层电子对为4，NF 和NH HF 中N原子的杂化方式均为sp3，C项正确；D项，
3 4 2
NH HF 晶体中NH +与HF -微粒内存在共价键和配位键，微粒间存在离子键，且HF -与HF -微粒间存在氢
4 2 4 2 2 2
键，D项正确；故选A。
7．叶酸拮抗剂是一种多靶向性抗癌药物，常以苯和丁二酸酐为原料合成过程中，某一中间体(X)结构
如右图所示：下列有关说法错误的是( )
A．基态N原子的核外电子空间运动状态有5种
B．沸点： 高于
C．X结构中，C、N原子杂化方式种数相同
D．X结构中含有 大 键
【答案】C
【解析】A项，N核外电子排布式为：1s22s22p3，核外电子占据5个轨道，因此有5种空间运动状态，
A正确；B项， 能形成分子间氢键，而 不能形成分子间氢键，故沸点：前者高于后者，B正确；C项，该有机物中C原子均为sp2杂化，N原子有sp2、sp3两种杂化，C错误；
D项，该有机物环上的4个碳原子和2个氮原子均为sp2杂化轨道相互重叠形成σ键，构成平面六元环，每
个原子上有一个p轨道垂直于环平面，这些p轨道重叠形成 大π键，D正确；故选C。
8．镍二硫烯配合物基元的COFs材料因具有良好的化学稳定性、热稳定性和导电性而应用于电池领域。
一种基于镍二硫烯配合物的单体结构简式如下图所示，下列关于该单体的说法不正确的是( )
A．Ni属于d区元素 B．S与Ni形成配位键时，S提供孤电子对
C．组成元素中电负性最大的是O D．醛基中C原子的价层电子对数为4
【答案】D
【解析】A项，Ni为28号元素，价层电子排布式为3d84s2，属于d区元素，A正确；B项，S与Ni形
成配位键时，Ni提供空轨道，S提供孤电子对，B正确；C项，组成元素H、C、O、S、Ni中，电负性最
大的是O，C正确；D项，醛基中含有碳氧双键，中心C原子采取sp2杂化，价层电子对数为3，不含孤电
子对，D错误；故选D。
9．铜有Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)两种离子，铜的离子是人体内多种酶的辅因子，人工模拟酶是当前研究的热
点。铜的离子可与多种配体形成配位化合物，有一种配离子结构如图。下列有关说法中错误的是( )
A．该配离子中所含基态铜离子的价层电子排布图为B．该离子的配体中，N原子采用了sp2和sp3两种杂化方式
C．该配离子中铜的配位数和所含配位键的数目均为4
D．从核外电子排布角度分析，稳定性：Cu(Ⅰ)＜Cu(Ⅱ)
【答案】D
【解析】A项，该配离子中铜离子为+1价，所以价层电子排布图为 ，A正确；B项，
该离子的配体中，N原子采用了sp2和sp3两种杂化方式，B正确；C项，由图可知铜离子配位数和每个离
子所含配位键数均为4，C正确；D项，由于Cu(Ⅰ)的3d轨道全充满，所以更稳定，故D错误。故选D。
10．W、X、Y、Z为原子序数递增的短周期主族元素，四种元素可组成一种新型化合物WXYZ ，其
2 6
中W的原子半径在短周期主族元素中最大，X的质子数是Z核外最外层电子数的2倍。下列叙述正确的是
( )
A．四种元素对应的最高价氧化物的水化物中，只有一种是强酸
B．W与另外三种元素形成的二元化合物均含离子键，水溶液呈碱性
C．简单离子半径：Z>Y>W
D．简单气态氢化物的稳定性：X>Z
【答案】A
【解析】W的原子半径在短周期主族元素中最大，W为Na；X的质子数是Z核外最外层电子数的2
倍，分情况讨论：若Z核外最外层电子数为7，则Z为Cl、X为Si，由化合物中元素化合价代数和为0可
知，Y元素化合价为-3，Y为P；若Z核外最外层电子数为6，则Z为S、X为Mg，Y元素化合价为+7，不
合理；若Z核外最外层电子数为5，则X的质子数为10，不合理；可知Z为Cl、X为Si、Y为P。A项，
氢氧化钠为强碱，硅酸为弱酸，磷酸为中强酸，高氯酸为强酸，A项正确；B项，氯化钠水溶液呈中性，
B项错误；C项，核外电子排布相同的离子，原子序数大的半径小，磷离子的半径大于氯离子的，C项错
误；D项，同周期主族元素从左到右，非金属性依次增强，则简单气态氢化物的稳定性Cl>Si，D项错误；
故选A。
11．X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X只有1个s能级的电子。YQ 是一种平
3
面正三角形分子。Z的p能级电子半充满。M元素焰色试验焰色呈黄色。下列说法不正确的是
A．电负性：Z＞Y＞X，第一电离能：Z＞Y＞X
B．YQ 与ZX 能通过配位键化合
3 3
C．YZX 分子是苯的等电子体，结构相似
3 3 6
D．MYX 是一种离子化合物，溶于水能放出氢气
4
【答案】A【解析】X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X只有1个s能级的电子，则X为
H， M元素焰色试验焰色呈黄色，则M为Na，Z的p能级电子半充满，则Z为N。YQ 是一种平面正三角
3
形分子，则Y为B，Q为Cl。A项，根据同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减
小，同主族从上到下电负性逐渐减小，则电负性：Z＞X＞Y，根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，
但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，同主族从上到下第一电离能逐渐减小，则第一电离能：
Z＞Y＞X，故A错误；B项，YQ (BCl )中B提供空轨道，ZX (NH )中N提供孤对电子，YQ 与ZX 能通
3 3 3 3 3 3
过配位键化合，故B正确；C．YZX (B NH)分子是苯的等电子体，结构相似，故C正确；D项，MYX
3 3 6 3 3 6 4
(NaBH )存在钠离子和BH-，是一种离子化合物，溶于水和水反应生成 NaBO 和氢气，故D正确。故选
4 4 2
A。
12．化合物(WYZ·X Z)中的四种元素X、Y、Z、W为前20号元素，且原子序数依次增大，Y和Z位
2 4 2
于同周期的不同主族，W最高价氧化物对应的水化物的溶液是检验YZ 气体的常用试剂，该化合物的热重
2
分析曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．X、Y、Z、W四种元素只能形成一种离子化合物W(XYZ )
3 2
B．200~400℃阶段热分解将失去1个XZ
2
C．400~600℃热分解后生成的固体化合物是XYZ ，且该反应为非氧化还原反应
3
D．该反应过程最终分解得到的固体产物属于碱性氧化物
【答案】D
【解析】Y和Z位于同周期的不同主族，W最高价氧化物对应的水化物的溶液是检验YZ 气体的常用
2
试剂，故W为Ca，其最高价氧化物对应的水化物的溶液是Ca(OH) ，YZ 是CO，即Y为C，Z为O；根
2 2 2据该化合物的化学式可知XZ为结晶水，X为H，该化合物为CaC O·H O，相对分子质量为146。A项，
2 2 4 2
H、C、O、Ca四种元素可以形成离子化合物：Ca(HC O) 和Ca(HCO )，A错误；B项，00~400℃阶段该
2 4 2 3 2
化合物的质量保留百分数不变，不发生质量减少，B错误；C项，当温度为400℃时，质量保留百分比为
87.67%，相对分子质量为 ，失去了一个结晶水，此时剩余固体为CaC O；当温度为
2 4
600℃时，质量保留百分比为68.49%，相对分子质量为 ，剩余固体为CaCO ，对比可知
3
失去了CO，碳元素化合价发生了变化，是氧化还原反应，C错误；D项，当温度接近1000℃时，质量保
留百分比为38.36%，相对分子质量为 ，剩余固体为CaO，是碱性氧化物，D正确；故选
D。
13．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，原子序数之和为 32；M是由这四种元素组成
的化合物，其化学式为YZX W(其中每种元素只有一种化合价)；将8.0gM投入水中有刺激性气味的气体
2 2
放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，向所得溶液中通入足量的 CO ，经过滤等一系列操作后得到
2
7.8g的白色固体。下列叙述错误的是( )
A．四种元素中有两种金属元素
B．原子半径：Y>Z>X
C．M与盐酸反应能生成三种离子化合物
D．Y元素最高价氧化物的水化物能溶解Z元素最高价氧化物
【答案】C
【解析】M投入水中有刺激性气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体为NH ，根据
3
原子守恒，M中含有N元素，向溶液中通入足量CO ，经过一系列操作后得到白色沉淀，该白色沉淀为
2
Al(OH) ，M中含有Al元素，原溶液中含有H、Al、N，四种元素原子序数为32，推出另一种元素为Na，
3
W为H、X为N、Y为Na、Z为Al。A项，根据上述分析，Na、Al为金属元素，故A正确；B项，N核外
有2个电子层，Na、Al核外有3个电子层，同周期从左向右原子半径逐渐减小，因此原子半径大小顺序是
Na＞Al＞N，故B正确；C项，根据上述分析M的化学式为NaAlN H ，与盐酸反应生成NaCl、AlCl 、
2 2 3
NH Cl，AlCl 属于共价化合物，不属于离子化合物，NaCl、NH Cl属于两种离子化合物，故C错误；D项，
4 3 4
Y的最高价氧化物对应水化物为 NaOH，Z元素最高价氧化物为 Al O ，氧化铝属于两性氧化物，能与
2 3
NaOH溶液反应，故D正确；故选C。
14．前四周期元素M、Q、W、X、Y、Z原子序数依次增大。M的单质常用作保护气，W是元素周期
表中电负性最大的元素，X与Y形成化合物的化学式为YX且其焰色试验为紫色(透过蓝色钴玻璃)，Z的原
子序数为28，Q和Y形成的一种化合物甲的晶胞在xy平面、xz平面、yz平面上的投影图甲所示。W、
Y、Z三种元素组成的化合物乙的晶体结构如图乙所示。下列关于化合物乙的说法不正确的是( )
A．该晶体中Z的化合价为+2
B．与Z等距最近的W有6个
C．图中A、B原子间的距离为
D．图中B的原子分数坐标可表示为
【答案】D
【解析】根据题干信息分析，M为N元素，W为F元素，由于前四周期元素M、Q、W、X、Y、Z原
子序数依次增大，因此Q为O元素，X与Y形成化合物的化学式为YX且其焰色试验为紫色(透过蓝色钴
玻璃)，故Y为K元素，X为Cl元素，Z的原子序数为28，Z为Ni元素；根据均摊法 ，
， ，则化合物乙的化学式为KNiF。A项，根据以上分析化合物乙的化学式为
2 4
KNiF，因此Ni的化合价为+2，A正确； B项，以体心的Ni原子分析，看图可知与Ni等距最近的W原
2 4
子有6个，B正确；C项，根据图中信息可知，图中A、B原子间的距离为
pm，C正确； D项，由于 ，因此图中B的原子分数坐标不能表
示为 ，D错误；故选D。
15．自然界中原生铜的硫化物经氧化、淋滤后变成CuSO 溶液，遇到闪锌矿(ZnS)可慢慢转变为铜蓝
4
(CuS)。已知： K (ZnS)=2 ×10-22， K (CuS)=6 ×10-36。下列说法正确的是( )
sp spA．Cu2+基态核外电子排布式为[Ar]3d84s1
B．反应ZnS(s)+Cu2+(ag) CuS(s)+Zn2+(aq)正向进行，需满足
C．ZnS 晶胞(见如图)中S2-的配位数为4
D．生成铜蓝后的溶液中一定存在： c(S2-)= 且c(S2- )＞
【答案】C
【解析】A项，Cu2+基态核外电子排布式为[Ar]3d9，A错误；B项，反应ZnS(s)+Cu2+(ag) CuS(s)
+Zn2+(aq)的平衡常数K= = = = = ×1014，若平衡正向移动，需要Q＜
c
K，即 ＜ ×1014，B错误；C项，由图可知，与S2-距离最近且相等的Zn2+有4个，故S2-的配位数为
4，C正确；D项，生成铜蓝后的溶液是ZnS、CuS的饱和溶液，存在c(S2-)= = ，D错误；
故选C。
第II卷(非选择题 共55分)
二、填空题(本题共4小题，共55分)
16．(12分)氮元素及其化合物在生产、生活中用途广泛。回答下列问题：
(1)基态氮原子的价电子排布式为___________。
(2)与N同周期的元素中第一电离能比N大的元素有____________种。(3)三硝基胺N(NO)(其结构为 )是一种新型的火箭燃料，因硝基吸电子能力强，中心N原
2 3
子上无孤电子对，则中心N原子的杂化方式为___________，并且与三个硝基中的N构成___________形。
(4)(CN) 、(SCN) 的性质与卤素单质的相似，称为拟卤素。其分子内各原子均达到8电子稳定结构，则
2 2
1mol(CN) 分子中含___________molπ键，SCN-的空间构型为___________形。
2
(5)白磷在氯气中燃烧可以得到PCl 和PCl ，研究发现固态PCl 和PBr 均为离子晶体，但其结构分别
3 5 4 5
为[PCl ]+[PCl ]-和[PBr ]+Br-，分析PCl 和PBr 结构存在差异的原因：___________。
4 6 4 5 5
(6)过渡金属氮化物因其优异的催化性能(加氢处理、光和电化学催化等)受到了广泛关注。贵金属钼
(Mo)的氮化物可作将N 还原为氨的反应的催化剂。贵金属钼的氮化物的立方晶胞如图所示。已知晶胞参数
2
为anm，则该晶体的化学式为___________，晶体的密度为___________(列出计算式)g·cm-3。
【答案】(1)2s22p3(1分) (2)2(1分) (3)sp2 (1分) (平面)三角(1分)
(4)4(1分) 直线(1分) (5)Br-半径较大，无法形成[PBr ]- (2分)
6
(6)MoN(2分) (2分)
2
【解析】(1)基态氮原子的价电子排布式为2s22p3；(2)同周期元素原子从左到右第一电离能呈增大趋势，
但第V A族元素原子的p轨道半充满，相对稳定，其第一电离能比第VA族元素原子的大，故与N元素同
周期的元素中，第一电离能比N大的元素有F、Ne；(3)推知中心N原子为sp2杂化，三硝基胺的结构图为
三角形；(4)(CN) 的结构式为N ≡C- C ≡N，1个(CN) 分子中含有1个碳碳单键、2个碳氮三键，所以分子
2 2
中π键的个数为4.SCN- 的空间构型为直线形；(5)Br-半径较大，而Cl-半径较小，所以P周围可以容纳6个
Cl-，而无法容纳6个Br- ，无法形成[PBr ]-；(6)根据晶胞结构可知，一个晶胞中有4个白球、2个黑球，故
6
晶体化学式为MoN；晶胞的体积为a3nm3=(a ×10-7)3 cm3，1个晶胞的质量为 g，所以晶体的密度为
2g·cm-3 。
17．(14分)镍是一种硬而有延展性并具有铁磁性的金属，它能够高度磨光和抗腐蚀，用镍制造不锈钢
和各种合金钢被广泛地用于飞机、舰艇、雷达、导弹、陶瓷颜料、永磁材料、电子遥控等领域。回答下列
问题：
(1)基态Ni原子的价电子轨道表示式(电子排布图)为___。
(2)具有不对称结构的Schiff碱及其与过渡金属形成的配合物结构类似于生命体系的真实情况。有一种
广泛用于生命体系中金属蛋白的模拟研究，其结构如图所示。
该配合物中C原子的杂化方式为___；该配合物中除H之外的组成元素的第一电离能由小到大的顺序
是___。
(3)二氧化硒主要用于电解锰行业，其中一种制备方法为2NiSeO 2NiSeO+O ↑、NiSeO
4 3 2 3
NiO+SeO。下列分子或离子的VSEPR模型为平面三角形的是___(填字母)。
2
A．SeO2- B．SeO2- C．NiO D．SeO
4 3 2
(4)草酸镍可用于制镍粉和镍的催化剂等，加热分解的化学方程式为NiC O NiO+CO+CO ，属于非极
2 4 2
性分子的产物是___，等物质的量的CO(C≡O)与CO 分子中的π键比为___，与CO 互为等电子体(等电子体
2 2
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___(任写一种)。
(5)氢能是一种重要的二次能源，其独有的优势和丰富的资源引起人类广泛的兴趣，然而氢的储存是目
前氢能利用的一大难题，现有La、Ni合金是较为理想的储氢材料，其晶胞结构如图所示：①该储氢材料的化学式为___。
②已知晶胞参数边长为anm，高为bnm，设阿伏加德罗常数的值为N 一个晶胞内可以储存18个氢原
A
子，储氢后的晶胞密度为___g·cm-3。
【答案】(1) (2分)
(2)sp2、sp3(2分) Ni＜C＜O＜N(1分) (3)D(2分)
(4) CO(1分) 1：1(1分) CNO-(1分)
2
(5)LaNi(2分) ×1021(2分)
5
【解析】(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项，SeO2-中Se原子价电子对数为 ，
4
VSEPR模型为正四面体，故不选A；B项，SeO2-中Se原子价电子对数为 ，VSEPR模型为正四面
3
体，故不选B；C项，NiO中O2-价电子对数为4，VSEPR模型为正四面体，故不选C；D项，SeO 中Se原
2
子价电子对数为 ，VSEPR模型为平面三角形，故选D；故选D。(4)CO 是直线型分子，结构对称，正
2
负电荷的重心重合，CO 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
2
CO(C≡O)与CO 分子中的π键比为1：1；CO 的价电子数是16，与CO 互为等电子体(等电子体是指价电子
2 2 2
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LaNi；②晶胞参数边长为anm，高为
5bnm，则晶胞体积为 ，设阿伏加德罗常数的值为N ，一个晶胞内可以储存18个氢原子，
A
储氢后的晶胞密度为 g·cm-3。
18．(15分)含镓(Ga)化合物在半导体材料、医药行业等领域发挥重要作用。回答下列问题：
(1)基态镓原子最外层的电子排布图为___________。
(2)Ga与Zn的第一电离能大小关系为：Ga___________Zn(填“＞”“＜”或“=”)。
(3) GaX 的熔沸点如下表所示。
3
镓的卤化物 GaCl GaBr GaI
3 3 3
熔点/℃ 77.75 122.3 211.5
沸点/℃ 201.2 279 346
①100℃，GaCl 、GaBr 和GaI 呈液态的是___________(填化学式)，沸点依次升高的原因是
3 3 3
___________。
②GaF 的熔点约1000℃，远高于GaCl 的熔点，原因是___________。
3 3
(4)镓配合物具有高的反应活性和良好的选择性。在药物领域得到广泛的关注。GaCl 与2-甲基8-羟基
3
喹啉( )在一定条件下反应可以得到一种喹啉类镓配合物(M)，其结构如图所示。2-甲
基-8-羟基喹啉分子中碳原子的杂化轨道类型为___________；H、C、N的原子半径由大到小的顺序为
___________。(5)作为第二代半导体，砷化镓单晶因其价格昂贵而素有“半导体贵族”之称。砷化镓是由Ga(CH ) 和
3 3
AsH 在一定条件下制备得到，同时得到另一物质，该物质分子是___________(填“极性分子”或“非极性
3
分子”)，AsH 分子的空间形状为___________。
3
(6)GaN是制造LED的重要材料，被誉为“第三代半导体材料”。其晶体结构如图所示：
①在GaN晶体中，距离每个Ga原子最近的Ga原子有___________个，N原子的配位数为___________。
②GaN的密度为___________ g· cm-3。(设阿伏加德罗常数的值为N ，用含a、c、N 的代数式表示)
A A
【答案】(1) 或 (2分)
(2)＜(1分)
(3) GaCl (1分) 三者均属于分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力增强，熔沸点依次升高，
3
GaF 属于离子晶体，GaCl 为分子晶体，离子晶体熔点高于分子晶体(2分)
3 3
(4)sp2、sp3(2分) C＞N＞H(1分)
(5) 非极性分子(1分) 三角锥形(1分)
(6) 6(1分) 4(1分) (2分)
【解析】(1)镓原子原子序数为31，价电子排布为4s24p1，故最外层电子排布图为
或 ；(2)原子轨道中电子处于半满、全满、全空时较稳定，原子
越稳定，其第一电离能越大；Zn是全充满，相对Ga更稳定，故Zn第一电离能更大；(3)①根据表格中熔
沸点信息，可知呈液态的是GaCl ；GaCl 、GaBr 和GaI 均属于分子晶体，相对分子质量依次增大，分子
3 3 3 3间作用力增强，熔沸点依次升高；②GaF 属于离子晶体，GaCl 为分子晶体，离子晶体熔点高于分子晶体；
3 3
(4)2-甲基-8-羟基喹啉分子中，苯环和双键上碳原子的杂化轨道类型为sp2，甲基中碳原子的杂化轨道类型
为sp3；同一周期从左到右，原子半径依次减小，故H、C、N的原子半径由大到小的顺序为C>N>H；(5)
Ga(CH ) 和AsH 在一定条件下制备得到GaAs，根据原子守恒推知另一种产物为CH，CH 为非极性分子；
3 3 3 4 4
AsH 分子中有一个孤电子对和三个单键，故As原子采取sp3杂化，分子空间结构为三角锥形；(6)①GaN
3
晶体中，距离每个Ga原子最近的Ga原子有6个，N原子周围最近的Ga原子有4个，N原子的配位数为
4；观察GaN晶体结构，含Ga原子数 ，含N原子数 个。故氮化镓的密
度为 。
19．(14分)我国科学家制备的NiO/Al O/Pt催化剂能实现氨硼烷(H NBH )高效制备氢气的目的，制氢
2 3 3 3
原理：HNBH +4CH OH NH B(OCH )+3H ↑。请回答下列问题：
3 3 3 4 3 4 2
(1)基态Al原子核外电子云轮廓图呈球形、哑铃形的能级上电子数之比为_______。
(2)已知几种元素的电负性如下表所示。
元素 H B C N O
电负性 2.1 2.0 2.5 3.0 3.5
①上述制氢反应中，有_______种元素的原子采取sp3杂化。
②NH 中键角∠HNH_______(填“大于”、“小于”或“等于”)H NBH 中键角∠HNH。
3 3 3
③B、C、N、O的电负性依次增大，其主要原因是_______。
④在氨硼烷中，H—B键中H带部分_______(填“正”或“负”)电荷。
(3)某有机硼化合物的结构简式如图1所示，1mol该有机物中含_______mol 键。组成该有机物的第二
周期元素第一电离能由大到小的顺序为_______(填元素符号)。
(4)化硼是一种新型无机非金属材料，晶胞结构如图2所示。以晶胞参数为单位长度建立坐标系，表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。a点磷原子的坐标为(0，0，0)，b点磷原子的坐标为(1，1，0)，则c
点硼原子的坐标为_______。
(5)四氢铝钠(NaAlH )是有机合成中重要的还原剂，晶胞结构如图3所示。
4
①AlH-的空间构型为_______，AlH-的配位数为_______。
4 4
②已知N 为阿伏加德罗常数的值，晶体的密度为_______(用含a、N 的代数式表示) g· cm-3。
A A
【答案】(1)6∶7(1分)
(2)①4(1分) ②小于(1分) ③原子半径依次减小，得电子能力依次增强(2分) ④负(1分)
(3)42(1分) N>O>C>B(1分) (4)( ， ， )(2分)
(5)①正四面体形(1分) 8(1分) ② (2分)
【解析】(1)铝元素的原子序数为13，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，则原子中球形的s能
级与哑铃形的p能级上电子数之比为6∶7；(2)①由方程式可知，制氢反应的化合物中硼、碳、氮、氧四种
原子的价层电子对数都为4，杂化方式均为sp3杂化；②氨分子中氮原子含有1对孤对电子，HNBH 中氨
3 3
分子的孤对电子与硼原子形成配位键，孤电子对对成键电子对的排斥力大，所以氨分子中键角∠HNH小于
HNBH 中键角∠HNH；③同周期元素，从左到右原子半径依次减小，得电子能力依次增强，元素的非金
3 3
属性依次增强，元素的电负性依次增大，则硼、碳、氮、氧四种元素的电负性依次增大；④由电负性的大小可知，氢元素的电负性大于硼元素，则在氨硼烷中，H—B键中共用电子对偏向氢原子，氢原子带部分
负电荷；(3)有机物分子中单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，由有机硼化合物的结构简式可知，
1mol有机物中含有42molσ键；同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的
半充满结构，第一电离能大于相邻元素，则硼、碳、氮、氧四种元素的第一电离能由大到小的顺序为
N>O>C>B；(4)由位于顶点a点磷原子的坐标为(0，0，0)、顶点b点磷原子的坐标为(1，1，0)可知，晶胞
的边长为1，则位于体对角线 处的c点硼原子的坐标为( ， ， )；(5)①四氢合铝酸根离子中铝原子的
价层电子对数为4、孤对电子对数为0，则离子的空间构型为正四面体形；由晶胞结构可知，位于体心的四
氢合铝酸根离子与位于棱上和面心的钠离子距离最近，则四氢合铝酸根离子的配位数为8；②由晶胞结构
可知，位于体心、顶点和面上的四氢合铝酸根离子的个数为1+8× +4× =4，位于棱上、面上的钠离子个
数为4× +6× =4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得： =(a×10—7)2×2a×10—7×d，解得
d= 。
