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2021-2022 学年高二化学重难点专题突破
模块素养评价(一)
(75分钟 100分)
一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。
1.下列各项叙述中，正确的是( )
A．Br－的核外电子排布式：[Ar]4s24p6
B．Na的简化电子排布式： [Na]3s1
C．基态Cr原子的价层电子排布式：3d44s2
D．价层电子排布为 4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是 p区元素
【答案】选D。
【解析】Br－核外有36个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p6或[Ar]3d104s24p6，故A错误；
Na原子核外有11个电子，根据构造原理书写，Na原子简化的核外电子排布式为[Ne]3s1，故B错误；Cr原
子核外有24个电子，在电子轨道上的电子排布全充满、半充满和全空的状态时，具有较低的能量和较大的
稳定性，基态Cr原子价层电子排布式为3d54s1，故C错误；价层电子排布为 4s24p3的元素为As，有四个
电子层，最外层电子数为5，位于第四周期第ⅤA族，是 p区元素，故D正确。
2．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】选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PCl ，P原子最外层为10个电子，故最外层电
5
子数不一定是2或8，故D正确。3．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ZY
2 2
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】选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NaO，故A正确；X为C元素，Y为O元素，
2 2
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。
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．PH 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
3
【答案】选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；PH 分子中孤电子对与成键电子对的排
3
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( )
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 SO sp 直线形 直线形
2B HCHO sp2 平面三角形 三角锥形
C HO＋ sp2 四面体形 平面三角形
3
D NH sp3 正四面体形 正四面体形
【答案】选D。
【解析】A.SO 中心原子S的价层电子对数＝2＋×(6－2×2)＝3，杂化方式sp2杂化，价层电子对互斥模型为
2
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＋×(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.H O＋分子中心原子O的价层电子对数＝3＋×(6－3×1－1)＝4，杂化方式sp3杂化，价层电子对互
3
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分子中心原子N的价层电子对数＝4＋
×(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】选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×＋6×＝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】选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＋×8＋×6＝8，HO的氧原子中含有2个σ键
2
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(NH )]2＋中H提供接受孤电子对的空轨道
3 4
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】选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(NH )]2＋中Cu2＋给出空轨道，
3 4
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H 的提纯；将氢气氢化到石墨烯排列的六角晶格中，
2
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H 分子的直径，因此它是理想的H 提纯薄膜
2 2
【答案】选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H 的物
2
质的量为0.5 mol，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H
2
分子的直径，可以容纳H 分子，则石墨炔是理想的H 提纯薄膜，故D正确。
2 2
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＞Y
B．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】选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；HO、NH 有分子间氢键，PH 没有，常温下HO为液态，NH 为气态，故沸点
2 3 3 2 3
HO>NH >PH，D正确。
2 3 3
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】选B。
【解析】A项，C=N中N原子为sp2杂化，—NH 中N原子为sp3杂化，杂化类型不同，错误；B项，分子
2
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．NH 和BF 可以通过配位键形成化合物NH ·BF，下列说法正确的是( )
3 3 3 3
A．NH 和BF 的立体构型都是三角锥形
3 3
B．NH 和BF 的中心原子的杂化方式相同
3 3
C．NH 和BF 形成的化合物NH ·BF 中各原子都达到8电子稳定结构
3 3 3 3
D．NH 和BF 形成的化合物NH ·BF 中N和B都采取的是sp3杂化
3 3 3 3
【答案】选D。
【解析】NH 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＝×(5－3×1)＝1，所以
3
NH 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；BF 分子的中心原子B原子上
3 3
含有3个σ 键，中心原子上的孤电子对数＝× (3－3×1)＝0，所以BF 分子的VSEPR模型是平面三角形，
3
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；BF 中B原子杂化轨道数为×(3－
3
3×1)＋3＝3，采取sp2杂化方式，NH 中N原子杂化轨道数为×(5－3×1)＋3＝4，采取sp3杂化方式，中心原
3
子杂化轨道的类型不相同，B错误；NH ·BF 中氢原子只有两个电子，C错误；NH ·BF 中B原子有空轨道，
3 3 3 3
N原子有孤电子对，所以NH 提供孤电子对，BF 提供空轨道，形成配位键，配位键也属于σ 键，则N原
3 3
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KO ，每个晶胞含有4个K＋和8个O
2
B．晶体中每个K＋周围有8个O，每个O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】选C。
【解析】由晶胞结构可知，晶胞中K＋的个数为8×＋6×＝4，O的个数为12×＋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，每个O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Cu SnP
3
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×1010pm
【答案】选B。
【解析】用均摊法计算，Sn：8×＝1；P：1；Cu：6×＝3，所以磷青铜化学式为Cu SnP，A正确；以上底
3
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＝ g＝ g，晶胞的体积为V＝＝cm3，晶胞参数为L＝＝cm＝×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×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】选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)短周期元素T、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中元素T、X基态原子均有2个未成对电子，
元素Y基态原子s能级的电子总数与p能级的电子总数相等，元素Z的价电子数等于电子层数。元素W位
于第四周期，被誉为“太空金属”，其基态原子所含未成对电子数为2。
(1)①元素X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。
②元素W在周期表中的位置为________，元素Y在周期表________区。
(2)T、X分别与氢组成的TH 与HX 分子中，T、X原子轨道的杂化类型分别是________。
2 2 2 2
(3)T与X可形成TX离子，TX的空间构型为________(用文字描述)。
(4)有同学推测，YX的熔点比氯化钠高，其原因是________________。
(5)如图为具有较高催化活性材料金红石的晶胞结构，其化学式为________，判断其晶胞结构的最可靠科学
方法是________。【解析】(1)①同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元
素第一电离能大于其相邻元素，同一主族，元素第一电离能随着原子序数增大而减弱，所以第一电离能大
小顺序是O＞Mg＞Al；
②W是Ti元素，在周期表中具体位置是第四周期第ⅣB族；Y是Mg元素，在周期表第三周期第ⅡA族，
属于s区元素；
(2)T是C元素、X是O元素，分别与氢组成的C H 与HO 分子中，H—C≡C—H中碳原子含有三键，碳原
2 2 2 2
子轨道的杂化类型是sp；HO 的结构是H—O—O—H，O原子的杂化轨道数是4，轨道的杂化类型是sp3；
2 2
(3)TX为CO，CO的中心原子碳原子价层孤电子对数为0，故CO为平面(正)三角形；
(4)YX为MgO，其熔点比氯化钠高，两者均为离子晶体，由于Mg2＋、O2－带的电荷高于Na＋、Cl－，且
Mg2＋半径小于Na＋，O2－半径小于Cl－，所以MgO的晶格能大于NaCl；
(5)晶胞中Ti原子数目＝1＋8×＝2、O原子数目＝2＋4×＝4，所以Ti、O原子数目之比为2∶4＝1∶2，化
学式为TiO；检验晶胞结构的最可靠科学方法是X射线衍射。
2
答案：(1)①O>Mg>Al ②第四周期ⅣB族 s
(2)sp、sp3 (3)平面(正)三角形 (4)两者均为离子晶体，由于Mg2＋、O2－带的电荷高于Na＋、Cl－，且Mg2＋
半径小于Na＋，O2－半径小于Cl－，所以MgO的晶格能大于NaCl (5)TiO X射线衍射
2
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(I )和锰的第二电离能(I )分别为1 590.6 kJ· mol－1、1 509.0 kJ· mol－1，I >I 的原
Cr Mn Cr Mn
因是________________________。
(3)过氧化铬(CrO )中Cr的化合价为＋6，则分子中σ键、π键的数目之比为____________。
5
(4)CrCl 的熔点(83 ℃)比CrF 的熔点(1 100 ℃)低得多，这是因为__________。
3 3
(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CrO 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CrO 的
5 5
结构式为 ，因此σ键、π键的数目之比为7∶1。(4)CrCl 、CrF 的熔点相差较大，是因为晶
3 3
体类型不同。CrCl 是分子晶体，CrF 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，
3 3
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×＋1＝4，N的个数为8×＋6×＝4，晶胞的棱
长为2a×10－10cm，则氮化铬的密度计算式为×4 g÷(2a×10－10cm)3＝ 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)CrCl 是分子晶体，CrF 是离子晶体
3 3
(5)sp、sp3 6 正四面体形
(6)
18．(13分)ZnGeP 和KTiOPO 都是非线性光学晶体材料，在激光技术方面有广泛用途。
2 4
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)H O、PH 、KH按熔点由高到低的顺序排列为__________，熔点差异的原因： ______________。
2 3
(4)以Zn为顶点的ZnGeP 晶胞结构如图所示。
2
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，HO、PH 均为分子晶体，离子晶体熔点一般高于分子晶体，所以KH的
2 3
熔点最高，而HO分子间存在氢键，所以熔点高于PH ，则熔点由高到低的顺序排列为KH>H O>PH ；
2 3 2 3
(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、HO、PH KH是离子晶体，HO、PH 都是分子晶体，HO
2 3 2 3 2
分子间存在氢键 (4)①4 ②面心、棱心
20．(15分)很多含巯基(—SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如，解毒剂化合物Ⅰ可与氧化汞
生成化合物Ⅱ。
(1)基态硫原子价电子排布式为__________。
(2)H S、CH、HO的沸点由高到低顺序为______________。
2 4 2(3)汞的原子序数为80，位于元素周期表第_______________周期第ⅡB族。
(4)化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的有________。
A．在Ⅰ中硫原子采取sp3杂化
B．在Ⅱ中硫元素的电负性最大
C．在Ⅲ中C—C—C键角是180°
D．在Ⅲ中存在离子键与共价键
E．在Ⅳ中硫氧键的键能均相等
(5)汞解毒剂的水溶性好，有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物Ⅰ与化合物Ⅲ相比，水溶性较好的是
______________。
(6)理论计算预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可
视为Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分锗原子被Hg和Sb取代后形成。
①图b为Ge晶胞中部分锗原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是
______________。
②图c为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为______________；该晶胞中粒子个数比
Hg∶Ge∶Sb ＝ ____________。
③设X的最简式的式量为M，则X晶体的密度为__________g·cm－3(列出算式)。
r
【解析】(1)基态硫原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，因此基态硫原子价电子排布式为3s23p4。
(2)H S、CH、HO均为分子晶体，HO分子间存在氢键，沸点较高，HS、CH 的分子间范德华力随相对
2 4 2 2 2 4
分子质量增大而增加，因此沸点由高到低顺序为HO>HS>CH。(3)第六周期0族元素的原子序数为86，
2 2 4
因此第80号元素汞位于第六周期第ⅡB族。
(4) 中硫原子的价层电子对数＝2＋＝4，因此硫原子采取sp3杂化，故A正确； 中
含有的元素为H、C、O、S、Hg，同周期元素从左至右元素的电负性逐渐增大，同主族元素从上至下元素的电负性逐渐减小，因此5种元素中电负性最大的为氧元素，故B错误； 中碳原子成键均为
单键，因此碳原子采取sp3杂化，所以C—C—C键角接近109°28′，故C错误； 中存在C—
H、C—C、C—S、S=O、S—O、S—H共价键和 与Na＋之间的离子键，故D正确；Ⅳ中存在
S=O键和S—O键，键能不相等，故E错误；综上所述，说法正确的是AD项。
(5) 中羟基能与水分子之间形成分子间氢键， 为易溶于水的钠盐，溶于水后电离出
的 中氧原子均能与水分子之间形成氢键，相同物质的量的两种物质溶于水后， 形成
的氢键更多，因此化合物Ⅲ更易溶于水。
(6)①对比图b和图c可得X晶体的晶胞中上下两个单元内的原子位置不完全相同，不符合晶胞是晶体的最
小重复单元要求。②以晶胞上方立方体中右侧面心中汞原子为例，同一晶胞中与Hg距离最近的Sb的数目
为2，晶胞右侧中有2个Sb原子与汞原子距离最近，因此X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为4；该
晶胞中锑原子均位于晶胞内，因此1个晶胞中含有锑原子数为8，锗原子位于晶胞顶点、面心、体心，因
此1个晶胞中含有锗原子数为1＋8×＋4×＝4，Hg原子位于棱边、面心，因此1个晶胞中含有汞原子数为
6×＋4×＝4，则该晶胞中粒子个数比Hg∶Ge∶Sb ＝4∶4∶8＝1∶1∶2。③1个晶胞的质量m＝g，1个晶
胞的体积V＝(x×10－7cm)2×(y×10－7cm)＝x2y×10－21cm3，则X晶体的密度为＝＝ g·cm－3。
答案：(1)3s23p4 (2)H O>HS>CH
2 2 4
(3)六 (4)AD
(5)化合物Ⅲ (6)①不是晶体中最小结构的重复单元 ②4 1∶1∶2 ③倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育
