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主题五 物质的结构与性质测试(一)
(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．下列有关描述及化学用语的表示方法正确的是( )
A．As 原子的简化电子排布式为[Ar]3s23p3
B．KCI 形成过程：
C．基态Mg 原子的核外电子排布图为
D．Se 在周期中属于p 区元素，Zn 属于ds 区元素
【答案】D
【解析】A 项，As 的原子序数为33，属于主族元素，由构造原理可知电子排布为
1s22s22p63s23p63d104s24p3，所以As 原子的简化电子排布式为：[Ar]3d104s24p3，A 错误；B 项，KCl 形成过程
为
，B 错误；C 项，基态Mg 原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s2，所以核外
电子轨道表示式：
，C 错误；D 项，Se 的价电子为4s24p4，最后填充4p 电子，
为p 区元素，Zn 的价电子构型为3d104s2，属于ds 区元素，D 正确；故选D。
2．下列化学术语正确的是( )
A．
的电子式：
B．AlCl3的结构式：
C．Cr 原子的价电子排布图：
D．葡萄糖的实验式：CH2O
【答案】D
1
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【解析】A 项，氢化钠的电子式为
，A 项错误；B 项，AlCl3的结构式
，B 项
错误；C 项，Cr 原子的价电子排布图
，C 项错误；D 项，葡萄糖的分子式
C06H12O6，实验室为CH2O，D 项正确；故选D。
3．已知X、Y 是短周期的两种元素，下列相关结论一定正确的是( )
选项
条件
结论
A
若原子半径：X>Y
则原子序数：X<Y
B
若X、Y 分别属于金属、非金属元素
则X、Y 之间形成离子键
C
若分子式为XY2
则该分子的VSEPR 模型为直线型
D
若XYa中X 显负价
则元素的电负性：X>Y
【答案】D
【解析】A 项，同周期主族元素，核电荷数越大，原子半径越小，若X、Y 同周期，原子半径：
X>Y，则原子序数：X<Y；若X、Y 为短周期同主族元素，原子半径：X>Y，可知X 的周期数大于Y，即
原子序数X＞Y，A 项错误；B 项，金属元素与非金属元素之间可能形成共价键，如AlCl3是共价化合物，
Al 与Cl 形成的是共价键，B 项错误；C 项，SO2分子中中心原子S 是sp2杂化，则VSEPR 模型为平面三角
形，C 项错误；D 项，电负性大的元素得电子能力强，在化合物中显负价，化合物中X 显负价，则元素的
电负性：X>Y，D 项正确。
4．7N、15P、33As、51Sb 是周期表中ⅤA 族元素。下列说法正确的是( )
A．电负性大小：
B．氢化物沸点高低：AsH3＞PH3＞NH3
C．酸性强弱：HNO3＞H3PO4＞H3AsO4 D．ⅤA 族元素单质的晶体类型相同
【答案】C
【解析】A 项，N、P、As 为同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，则电负性大小：
2
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，A 不正确；B 项，由于NH3分子间能形成氢键，增大了分子间的作用力，使其沸
点升高，所以氢化物沸点高低：NH3＞AsH3＞PH3，B 不正确；C 项，N、P、As 为同主族元素，从上到下
非金属性依次减弱，则最高价氧化物的水化物的酸性依次减弱，从而得出酸性强弱：HNO3＞H3PO4＞
H3AsO4，C 正确；D 项，ⅤA 族元素单质中，N、P、As 的单质晶体类型相同，都为分子晶体，但Sb 为金
属，其晶体为金属晶体，D 不正确；故选C。
5．NF3是一种优良的蚀刻气体。HF、F2均可用于制备NF3，F2制备NF3的反应为4NH3+3F2
NF3+3NH4F．Ka(HF)=6.3×10−4，Kb(NH3·H2O)=1.8×10−5。下列说法正确的是( )
A．中子数为10 的氟原子：
F B．HF 的电子式：
C．NF3的空间构型为平面正三角形 D．第一电离能：I1(F)＞I1(N)＞I1(O)
【答案】D
【解析】A 项，中子数为10 的氟原子的质量数为10+9=19，符号为F，A 错误；B 项，HF 为共价化
合物，电子式为
，B 错误；C 项，NF3的价层电子对数为
=4，含一对孤电子对，空间构型为
三角锥形，C 错误；D 项，同周期自左至右第一电离能呈增大趋势，但N 原子的2p 能级轨道半满，更稳定，
第一电离能大于相邻元素，所以I1(F)＞I1(N)＞I1(O)，D 正确；故选D。
6．光气(COCl2)是一种重要的有机中间体。可用反应CHCl3+H2O2=COCl2↑+HCl+H2O 制备光气。下列
叙述错误的是( )
A．CHCl3为极性分子
B．电负性：O>Cl>C
C．基态Cl 原子的价电子轨道表示式：
D．COCl2中碳原子的杂化类型为sp3杂化
【答案】D
【解析】A 项，CH4为非极性分子，3 个H 被Cl 代替得到的CHCl3为极性分子，A 正确；B 项，非金
属性越强，电负性越大，故电负性：O>Cl>C，B 正确；C 项，Cl 元素为17 号元素，原子核外有17 个电子，
所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p5，价电子轨道表示式：
，C 正确；D 项，COCl2
3
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中含有碳氧双键，碳原子为sp2杂化，D 错误；故选D。
7．CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2均为常见的燃料，关于这三者的结构与性质，下列说法错误的是(
)
A．CH3OH 的电子式为
B．N2H4空间结构为平面形
C．CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2都易溶于水 D．CH3OH 和(CH3)2NNH 中C、O、N 杂化方式均
相同
【答案】B
【解析】A 项，甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的，CH3OH 的电子式为
，
A 正确；B 项，N2H4中N 原子的杂化方式为sp3，不是平面形，B 错误；C 项，CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2
都能和水分子形成氢键，都易溶于水，C 正确；D 项，CH3OH 为四面体结构，-OH 结构类似于水的结构，
(CH3)2NNH2的结构简式为
，两者分子中C、O、N 杂化方式均为sp3，D 正确；故选B。
8．已知X、Y 和Z 三种元素的原子序数之和等于42。X 元素原子的4p 轨道上有3 个未成对电子，Y
元素原子的最外层2p 轨道上有2 个未成对电子。X 与Y 可形成化合物X2Y3，2 元素可形成负一价离子。下
列说法正确的是( )
A．X 元素基态原子的电子排布式为
B．X 元素是第4 周期第VA 族元素
C．Y 元素原子的轨道表示式为
D．Z 元素的单质Z2在氧气中不能燃烧
【答案】B
【解析】X 元素原子的4p 轨道上有3 个未成对电子，推知原子序数为33 号，是As 元素；Y 元素原子
的最外层2p 轨道上有2 个未成对电子，推知原子序数为8，是O 元素；已知X、Y 和Z 三种元素的原子序
数之和等于42，推知Z 的原子序数为1，是氢元素；X 与Y 形成的化合物X2Y3是As2O3。A 项，由分析知
4
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X 为As，As 元素基态原子的电子排布式为
，故A 项错误；B 项，As 元素是第4 周期第
ⅤA 族元素，故B 正确；C 项，由分析知Y 为氧元素，不是碳元素，而
是碳元素原
子的轨道表示式，故C 错误；D 项，由分析知Z 为氢元素，H2能在O2中燃烧，故D 错误；故选B。
9．联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧，防止锅炉被腐蚀，其中一种反应机理如图所示。下列叙
述正确的是( )
A．N2H4分子中σ 键与
键的数目之比为5：1
B．1molN2H4可处理水中2mol O2
C．[Cu(NH3)4]2+中存在离子键、配位键和极性共价键
D．氨水中NH3与H2O 间存在氢键
【答案】D
【解析】A 项，联氨分子中含有4 个N-H 键和1 个N-N 键，结构式为
，只含有单键，即只含
有σ 键，不含有π 键，故A 错误；B 项，1molN2H4失去电子生成氮气，转移4mol 电子，而1molO2得到
4mol 电子，根据得失电子守恒可知，1molN2H4可处理水中1mol O2，故B 错误；C 项，[Cu(NH3)4]2+中铜离
子与氨分子之间存在配位键，氨分子中N 与H 形成极性共价键，但是不存在离子键，故C 错误；
D 项，N、O 元素电负性都较大，能和另一分子中的H 原子形成氢键，所以NH3与H2O 以氢键结合成
NH3•H2O 分子，故D 正确；故选D。
10．某种硫化橡胶的部分结构如图所示。下列说法错误的是( )
5
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A．图中元素位于s 区和p 区的种数之比为1：2
B．基态硫原子和碳原子最高能级电子云轮廓图均为哑铃形
C．图中的硫原子和碳原子共有两种杂化方式
D．图示结构中含有σ 键、π 键和氢键等作用力
【答案】D
【解析】A 项，位于s 区的元素有H 元素，位于p 区的元素有C、S 元素，则图中元素位于s 区和p 区
的种数之比为1：2，A 正确；B 项，p 能级的电子电子云轮廓图为哑铃形，s 能级的电子电子云轮廓图为球
形，基态S 原子最高能级为3p 能级、基态C 原子最高能级为2p 能级，所以电子云轮廓图都是哑铃形，B
正确；C 项，连接双键的碳原子采用sp2杂化，价层电子对数是4 的碳原子、硫原子采用sp3杂化，所以
C、S 原子共有两种杂化方式，C 正确；D 项，图中不存在氢键，存在σ 键、π 键，D 错误；故选D。
11．冠醚能与碱金属离子作用，并随环的大小不同而与不同的金属离子作用。12-冠-4 与K+作用而不
与Na+、Li+作用；18-冠-6 与K+作用(如图)，但不与Li+或Na+作用。下列说法正确的是( )
A．18-冠-6 与K+作用，不与Li+或Na+作用，这反映了超分子的“自组装”的特征
B．18-冠-6 中O 原子与K+间存在离子键
C．18-冠-6 中C 和O 的杂化轨道类型不同
D．冠醚能与碱金属离子形成的晶体属于离子晶体
【答案】D
【解析】A 项，18-冠-6 与K+作用，不与Li+或Na+作用，这反映了超分子的“分子识别”的特征，A
错误；B 项，离子键是由阴、阳离子间形成的，18-冠-6 为分子，分子中的O 以O 原子形式存在，所以18-
冠-6 中O 原子与K+间不存在离子键，B 错误；C 项，18-冠-6 中C 和O 的价层电子对数均为4，杂化轨道类
型均为sp3杂化，杂化轨道类型相同，C 错误；D 项，冠醚能与碱金属离子形成晶体，碱金属离子是阳离子，
故所得到的晶体里还有阴离子，则冠醚能与碱金属离子形成的晶体属于离子晶体，D 正确；故选D。
12．六硝基合钴酸钾{K3[Co(NO2)6]}是一种黄色难溶物。检验K+或Co2+的反应原理如下：
CoCl2+NaNO2+KCl+HCl→K3[Co(NO2)6]↓ +NO↑+NaCl+H2O(未配平)。下列说法错误的是( )
A．将上述反应设计成原电池，正极产物为NO
6
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B．配合物K3[Co(NO2)6]中配位原子是氧原子
C．基态Co 原子的价层电子中，成对电子数与未成对电子数之比为2：1
D．上述反应的离子方程式为CoCl2+7NO2
-+3K++2H+=K3[Co(NO2)6]↓ +NO↑+H2O
【答案】B
【解析】A.原电池正极得到电子，CoCl2+NaNO2+KCl+HCl→K3[Co(NO2)6]↓ +NO↑+NaCl+H2O，该反应
中亚硝酸根得到电子生成NO，设计成原电池，正极产物为NO，故A 正确；B 项，氮原子电负性小于氧原
子，配合物K3[Co(NO2)6]中配位原子是氮原子，Co 提供空轨道，故B 错误；C 项，基态Co 原子的价层电
子中，价层电子排布图为：
，成对电子数与未成对电子数之比为2：1，故C 正确；D
项，上述反应的离子方程式为CoCl2+7NO2
-+3K++2H+=K3[Co(NO2)6]↓ +NO↑+H2O，故D 正确；故选B。
13．前四周期的元素X、Y、Z、Q、W 的原子序数依次增大，基态X 原子的半径是所有原子中最小的，
Y 与X 可形成室温下X2Y、X2Y2两种无色液体，基态Z 原子的M 电子层上p 轨道为半充满状态，Y、Q 同
主族，W 原子的价层电子排布式为
，下列说法不正确的是
A．电负性：Z＜Q＜Y
B．简单离子半径：Z＞Q＞Y＞Z
C．同周期中第一电离能比Q 大的元素有1 种
D．
三种元素形成的某些化合物，可存在于某些使用后的碱性电池中
【答案】C
【解析】五种前四周期的元素X、Y、Z、Q、W 的原子序数依次增大，其中基态X 原子的半径是所有
原子中最小的，则X 为H 元素；Y 与X 可形成室温下X2Y、X2Y2两种无色液体，则Y 为O，基态Z 原子的
M 电子层上P 轨道为半充满状态，其外围电子排布式为3s23p3，故Z 为P 元素；W 原子的特征电子构型为
3d54s2，则W 为Mn 元素；Y、Q 同主族，由Y 为O 元素，故Q 为S 元素。A 项，由分析可知，Y、Z、Q
分别为O、P、S，根据同一周期从左往右电负性依次增大，同一主族从上往下电负性依次减小，故电负性
O＞S＞P 即Z＜Q＜Y，A 正确；B 项，X、Y、Z、Q 分别为H、O、P、S，根据电子层数越多半径越大，
电子层数相同，核电荷数越大，半径越小可知，简单离子半径P3-＞S2-＞O2-＞H+即Z＞Q＞Y＞Z，B 正确；
C 项，Q 为S，根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，ⅡA 与ⅢA、ⅤA 与ⅥA 反常，故
同周期中第一电离能比Q 大的元素有P、Cl、Ar 等3 种，C 错误；D 项，X、Y、W 分别为H、O、Mn 三
种元素形成的某些化合物，如MnOOH 可存在于某些使用后的碱性电池中，D 正确；故选C。
7
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14．W、X、Y、Z、N 是原子序数依次增大的五种短周期元素，W 基态原子只有一种自旋取向，X 的
最高正化合价与最低负化合价代数和为零，Y 位于第二周期，基态原子的s 能级电子总数与p 能级电子总
数相等，Z 基态原子的价电子中，在不同形状原子轨道运动中的电子数相等，N 的简单离子半径是同周期
元素简单离子中最大的。下列说法不正确的是( )
A．Y 的第一电离能一定低于同周期相邻元素
B．由W、X、Y、N 四种元素中的任意两种形成的化合物只有极性共价键
C．由W、X、Y 三种元素形成的化合物可能有成千上万种
D．最简单氢化物的稳定性： Z＜Y
【答案】B
【解析】W、X、Y、Z、N 是原子序数依次增大的五种短周期元素，W 基态原子只有一种自旋取向，
说明W 中只有1 个电子，为H 元素；X 的最高正化合价与最低负化合价代数和为零，X 为第IVA 族元素，
X 为C 元素；Y 位于第二周期，基态原子的s 能级电子总数与p 能级电子总数相等，Y 的电子排布式为
1s22s22p4，为O 元素；Z 基态原子的价电子中，在不同形状原子轨道运动中的电子数相等，则Z 的价电子
排布式为3s23p2，为Si 元素，N 的简单离子半径是同周期元素简单离子中最大的，N 为P 元素。A 项，F 对
最外层电子的吸引力比O 强，N 原子核外电子处于半满的较稳定状态，故第一电离能均高于O，故A 正确；
B 项，H 和O 构成的化合物H2O2中存在非极性共价键，故B 错误；C 项，由H、C、O 三种元素形成的有
机化合物可能有成千上万种，故C 正确；D 项，非金属性：O>Si，则最简单氢化物的稳定性：H2O＞
SiH4，故D 正确；故选B。
15．(CH3NH3)PbI3具有较高的光电转接效率，在太阳能电池領域具有重要的应用价值。(CH3NH3)PbI3
的立方晶格结构如图所示，下列说法错误的是( )
A．CH3NH3
+中N 原子的杂化轨道类型为sp3
B．CH3NH3
+中存在配位键
8
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C．甲基的供电子能力强于氢原子，则接受质子能力：CH3)2NH2＞(CH3)2NH
D．晶胞中B(灰色球)代表Pb2+，则每个晶胞中含有
的数目为3
【答案】C
【解析】由立方晶格结构可推知每个晶胞中A 的个数=8×
=1，C 的个数=6×
=3，B 的个数为1，对
比化学式(CH3NH3)PbI3可知C 为I-，B 为中心原子，则B 为Pb2+，A 为CH3NH3
+。A 项，CH3NH3
+的电子式
为
，N 有4 个σ 键，杂化方式为sp3杂化，A 正确；B 项，CH3NH3
+中N 提供孤电子对，
H 提供空轨道，形成一个配位键，B 正确；C 项，甲基的供电子能力强于氢原子，则(CH3)2NH 中含有两个
甲基，接受质子能力较强，即接受质子能力：(CH3)2NH2＜(CH3)2NH，C 错误；D 项，由分析可知晶胞中
B(灰色球)代表Pb2+，则每个晶胞中含有I-的数目为3，D 正确；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．(13 分)我国在商代或更早就掌握了冶炼铜的技术。以黄铜矿为原料冶炼铜涉及多个反应，其中一
个反应为8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。
(1)基态Cu+的电子排布式为_______，从原子结构角度上解释，高温下CuO 能转化为Cu2O 的原因是
_______。铜、铁两类原子核外电子运动状态相差_______种。
(2) SO2、SO3、SO3
2-、SO4
2-四种含硫微粒中，中心原子为sp3杂化的是_______，属于极性分子的是
_______，空间构型为平面三角形的微粒是_______。
(3) FeO、Fe2O3的熔点是下列两个值中的一个：
，
，则两种氧化物的品体类型都是
_______，
是_______的熔点。
(4) CuFeS2晶胞结构如图1 所示。晶胞中
的投影位置如图2 所示。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，称作原子的分数坐标，例如图1 中原子1 的坐标分数为
，则
原子2 的分数坐标为_______；该晶体的密度为ρg· cm-3，则阿伏加德罗常数NA=_______ mol－1 (用含ρ、a
的代数式表示)。
9
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【答案】(1)1 s22s22p63s23p63d10或 [Ar]3d10(1 分)
Cu+的价电子排布式为全充满的3d10，处于较稳定状态，Cu2+的价电子排布式为3d9，较不稳定(2 分)
3(1 分)
(2) SO3
2-、SO4
2-(1 分) SO2 (1 分) SO3(1 分)
(3)离子晶体(1 分) FeO(1 分)
(4)
(2 分)
(2 分)
【解析】(1)Cu 元素是29 号元素，基态Cu+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10，从原子结构
角度上解释，高温下CuO 能转化为Cu2O 的原因是：Cu+的价电子排布式为全充满的3d10，处于较稳定状态，
Cu2+的价电子排布式为3d9，较不稳定，故高温下氧化铜可转化为更稳定的氧化亚铜。原子核外一个电子均
对应一种运动状态，铜原子比铁原子多3 个电子，故铜原子多3 种运动状态。(2)SO2中心原子孤电子对数=
、价层电子对数=2+1=3，故为sp2杂化、空间构型为V 形、则其正负电荷中心不重叠，为极性
分子；SO3中心原子孤电子对数=
、价层电子对数=3+0=3，故为sp2杂化、空间构型为平面正三
角形、则其正负电荷中心重叠，为非极性分子；SO3
2-离子中，中心原子S 的孤电子对数=
、
价层电子对数=3+1=4，故为sp3杂化、空间构型为三角锥形；SO4
2-离子中，中心原子S 原子的孤电子对为
，价层电子对个数=4+0=4 ，所以中心原子为 sp3 杂化，其空间构型为正四面体；综上，
SO2、SO3、SO3
2-、SO4
2-四种含硫微粒中，中心原子为 sp3 杂化的是SO3
2-、SO4
2-，属于极性分子的是
SO2，空间构型为平面三角形的微粒是SO3。(3)两种物质的熔点都比较高，因此两种氧化物的晶体类型都
是离子晶体。由于氧化铁中Fe3+带三个单位正电荷，而氧化亚铁中Fe2+带两个单位正电荷，因此氧化铁中
10
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离子键强与氧化亚铁中的离子键，因此氧化亚铁的熔点较低，则1360℃是FeO 的熔点。(4)由图1 可知原子
2 位于最右侧面上，沿x 轴方向居中，沿z 轴方向位于
处，结合原子1 的分数坐标可知，原子2 的坐标为
分数坐标为
；由图知，S 原子位于晶胞内部，共有8 个硫原子，结合化学式可知一个晶胞内含有4
个Fe 原子、4 个Cu 原子， 1 个晶胞质量为
，晶胞的体积为：2a3×10-30cm3，该晶体的密度为
，则
=2a3×10-30cm3×ρg· cm-3，则阿伏加德罗常数
(用含ρ、a 的代数式
表示)。
17．(14 分)镁、铜、硼及其化合物在医药、国防、材料领域应用广泛。请回答下列问题：
(1)铜是重要的金属材料铜属于元素周期表中的___________区元素，与铜同周期且基态原子最外层未
成对电子数与基态铜原子相同的元素有___________种。
(2)镁元素是人体必需的微量元素，其中起作用的是Mg2+。碱性条件下，检验Mg2+是否存在的化合物
被称为“试镁灵”，其结构简式如图所示，其组成元素中第一电离能由大到小的顺序为___________(用元素
符号表示)，分子中N 原子的杂类型为___________。
(3)氨硼烷(H3BNH3)是一种安全、高效的储氢材料，可由反应3CH4+2B3N3H6+6H2O=3CO2+6H3BNH3制
得。
H
①
3BNH3的结构与乙烷相似，H3BNH3中存在配位键，提供孤电子对形成配位键的原子是
___________(填元素符号)。
CO
②
2的空间构型为___________，H2O 的键角小于CH4的键角，原因为___________。
(4)一种由Mg2+、N3-、F-组成的化合物的立方晶胞如图所示：
11
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①该化合物的化学式为___________，
的配位数为___________。
Mg
②
2+填充在由阴离子构成的八面体空隙中，则八面体空隙的填充率为___________%。
③若距离最近的两个Mg2+的核间距为apmNA表示阿伏加德罗常数的值，则晶胞密度为___________ g·
cm-3。
【答案】(1)ds(1 分) 4(1 分) (2)N＞O＞H＞C(1 分) sp2(1 分)
(3)N(1 分) 直线(1 分) H2O 中的O 原子和CH4中的C 原子的杂化方式相同，但O 原子上有2 个
孤电子对，孤电子对与键合电子对之间的斥力比成键电子对之间的斥力大，导致水的键角变小(2 分)
(4)
Mg
①
3NF3(2 分) 6(1 分) ②75(1 分) ③
(2 分)
【解析】(1)Cu 属于ds 区元素，与Cu 同周期且基态原子最外层未成对电子数与Cu 相同的元素有K、
Cr、Ga、Br，共4 种；(2)“试镁灵”中由H、C、N、O\四种元素组成，第一电离能由大到小的顺序为N＞O
＞H＞C；分子中氮氮双键和硝基中的氮原子均为sp2杂化；(3)
H
①
3BNH3的结构与乙烷相似，结构为
H3B←NH3，B 原子提供空轨道，N 原子提供孤对电子；②CO2的空间构型为直线；H2O 中的O 原子和CH4
中的C 原子的杂化方式相同，但O 原子上有2 个孤电子对，孤电子对与键合电子对之间的斥力大于成键电
子对之间的斥力，故水的键角小于甲烷的键角；(4)①根据均摊法可知，1 个晶胞中含有3 个Mg2+、1 个N3-
和3 个F-，故该化合物的化学式为Mg3NF3；由晶胞结构可知N3-的配位数为6；②晶胞中由阴离子构成的八
面体空隙有4 个，3 个Mg2+填充在八面体空隙中，八面体空隙的填充率为75%；③若距离最近的两个
Mg2+间距为apm，则晶胞边长为
，晶胞密度为
。
18．(14 分)Ge、GaAs、CdTe、CdSe 等均为重要的半导体材料，在电子、材料等领域应用广泛。回答
下列问题：
(1)Ge 基态原子核外电子排布式为［Ar］_______。
(2)第四周期主族元素中，第一电离能介于Ga、As 之间的元素是_______(填元素符号)。
(3)碲的化合物TeO2、TeO3、H2Te 三种物质中，H2Te 的中心原子杂化类型为_______，分子构型为V 形
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的是_______
(4)GaCl3熔点为77.9℃，气体在270℃左右以二聚体存在，GaCl3二聚体的结构式为_______。GaF3熔
点为1000℃，GaCl3熔点低于GaF3的原因是_______。
(5)CdSe 的一种晶体为闪锌矿型结构，晶胞结构如图所示。
①原子坐标参数A 为(
，
，
)，则B、C 的原子坐标参数分别为_______、_______
②已知Cd、Se 的半径分别为anm 和bnm，则CdSe 的密度为_______g·cm-3(列出计算表达式，NA表示
阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)3d104s24p2(1 分) (2)Ca、Ge、Se(2 分)
(3) sp3杂化(1 分) TeO2、H2Te(2 分)
(4)
(2 分)
GaCl3为分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，GaF3为离子晶体，熔化时破坏离子键，离子键强于分
子间作用力，所以GaCl3熔点低于GaF3(2 分)
(5) (
，
，
)(1 分) (
，
，
)(1 分)
(2 分)
【解析】(1)Ge 位于第四周期第IVA 族，原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2；(2)同周期元素第一
电离能从左到右有增大的趋势，但第IIA 元素>IIIA 元素，第VA 元素>VIA 元素，Ga、As 分别是第IIIA、
VA 元素，因此第四周期主族元素中第一电离能介于Ga、As 之间的元素是Ca、Ge、Se；(3)H2Te 分子的中
心原子价层电子对数为2+
=4，采取sp3杂化，有2 对孤对电子，空间构型为V 形，TeO2分子的
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中心原子价层电子对数为2+
=3，有1 对孤对电子，空间构型为V 形，TeO3分子的中心原子价
层电子对数为3+
=3，无孤对电子，空间构型为平面三角形。(4)GaCl3二聚体的结构式为
。GaCl3为分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，GaF3为离子晶体，熔化时破
坏离子键，离子键强于分子间作用力，所以GaCl3熔点低于GaF3；(5)①由晶胞结构示意图可知，A、B、C
三个原子分别位于八个小立方体中三个立方体的体心上，类似于金刚石的晶胞，根据相对位置，可知B、
C 原子的坐标参数分别为(
，
，
)、(
，
，
)；②该晶胞中所含有的Cd 原子个数为8×
+6×
=4，Se 原子位于晶胞内部，有4 个，晶胞参数为
nm，则其密度为
g·cm-3。
19．(14 分)硅及其化合物在生产生活中有广泛应用。根据所学知识，回答下列问题：
(1)三甲基卤硅烷【(CH3)3SiX，X 为Cl、Br、I】是重要的化工原料。
①氯元素基态原子的价电子排布式为__________；按照核外电子排布对元素周期表分区，溴元素位于
__________区；基态硅原子中有___________种运动状态不同的电子。
Br
②
、I 的第一电离能的大小关系：I1(Br)__ _________I1(I)(填“大于”“小于”或“等于”)。
③常温下，(CH3)3SiI 中Si—I 键比(CH3)3SiCl 中Si—Cl 键易断裂的原因是__________________。
(2)(CH3)3SiCl 可作为下列有机合成反应的催化剂。
1
①个有机物A 分子中采取sp2杂化的碳原子有____个。
②有机物B 的沸点低于对羟基苯甲醛(
)的沸点，其原因是___________。
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CH
③
3CN 中σ 键与π 键的个数比为___________。
(3)一种钛硅碳新型材料可用作高铁车体与供电网的连接材料。该材料的晶胞属于六方晶系(a、b 方向
的夹角为120°，c 方向垂直于a、b 方向，棱长a+b≠c)，如图甲所示；晶胞中碳原子的投影位置如图乙所示。
①该钛硅碳新型材料的化学式为___________。
②已知该新型材料的密度为4.51g•cm-3，且a、b 的长度均为307pm，阿伏加德罗常数的值用NA表示，
则c 的长度为___________pm (列出计算式)。
【答案】(1)
3s
①
23p5(1 分) p(1 分) 14(1 分)
②大于(1 分)
I
③原子半径比Cl 的原子半径大，导致Si-I 键键能较小，较易断裂；而Si-Cl 键键能较
大，较不易断裂(2 分)
(2)
7
①(1 分) ②邻羟基苯甲醛主要形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛只能形成分子间氢键，所以后者
的熔点高于前者(2 分)
5
③：2(1 分)
(3)
Ti
①
3SiC2(2 分) ②
(2 分)
【解析】(1)
Cl
①
原子核外有17 个电子，核外电子排布式为[Ne] 3s23p5，价电子为3s23p5；溴原子的
价电子为4s24p5，属于p 区；硅原子核外有14 个电子，每个电子的运动状态各不相同，即有14 种运动状
态不同的电子；②同主族自上而下第一电离能减小，所以I1(Br)大于I1(I)；③I 原子半径比Cl 的原子半径
大，导致Si-I 键键能较小，较易断裂；而Si-Cl 键键能较大，较不易断裂；(2)①苯环上的碳原子以及碳氧
双键中的碳原子为sp2 杂化，共有7 个；②B 为邻羟基苯甲醛，羟基与醛基距离较近，主要形成分子内氢
键，而对羟基苯甲醛只能形成分子间氢键，分子间氢键可以增大熔点，所以后者的熔点高于前者；③单键
均为σ 键，碳氮三键中有一个σ 键、两个π 键，所以σ 键与π 键的个数比为5：2；(3)①根据均摊法，Ti 原
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子的个数为8×+4×+4=6，Si 原子的个数为8×=2，C 原子的个数为4，Ti、Si、C 原子的个数比为6：2：
4=3：1：2，所以化学式为Ti3SiC2；②晶胞的质量为g=g，密度为4.51g•cm-3，所以晶胞的体积为
cm3=pm，底面为边长307pm 的菱形，则底面积为×3072pm3，所以c 的长度为pm。
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