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第五章 物质结构与性质 元素周期律
测试卷
时间：75 分钟 分值：100 分
可能用到的相对原子质量：C 12 N 14 O16 Na 23 S32 Co 59 Cu 64 Zn 65 Br 80
一、选择题(每小题只有一个正确选项，共15×3 分)
1．（2024·山西太原·三模）化学与生活、生产密不可分。下列说法错误的是
A．国家速滑馆使用不锈钢管道输送制冷剂，不锈钢是最常见的一种合金钢
B．我国科学家首次发现液氮温区镍氧化物超导体
，Ni 位于周期表第ⅠB 族
C．净水器生产过程中，需在含膜滤芯组件上涂上甘油保护液，甘油是油脂的水解产物之一
D．以
为基础，用Al 取代部分Si，用O 取代部分N 而获得的新型陶瓷属于共价晶体
【答案】B
【解析】A．不锈钢是最常见的一种合金钢，其合金元素主要是铬和镍，A 正确；B．Ni 元素原子序数为
28，位于元素周期表第四周期第VIII 族，B 错误；C．油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯，故油脂的水解
产物是甘油和高级脂肪酸，C 正确；D．以Si3N4为基础，用Al 取代部分Si，用O 取代部分N 而获得的新
型陶瓷硬度大、熔点高，属于共价晶体，D 正确；本题选B。
2．（2024·广西柳州·模拟预测）下列化学用语或图示表示正确的是
A．
的空间结构模型：
B．
的电子式：
C．
和
互为同位素
D．基态
的价层电子排布图：
【答案】A
【解析】A．水分子的空间结构为V 形，A 项正确；B．氮气的电子式为
，B 项错误；C．O2和
O3是同种元素组成的结构不同的单质，互为同素异形体，C 项错误；D．Si 最外层电子数为4，该价层电子
排布图不符合洪特规则，正确的价电子排布为：
，D 项错误；答案选A。
3．（2024·湖南长沙·三模）四种短周期主族元素Q、X、Y、Z 的原子序数依次增大，由它们组成的一种化
合物结构如图所示，其中Y、Z 同族，基态X 原子核外有2 个未成对电子。下列说法正确的是
A．电负性：Q<X<Y
B．同周期主族元素中第一电离能比Y 大的只有一种
C．Z 的氧化物对应的水化物为二元强酸
1
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D．简单氢化物稳定性：X>Y>Z
【答案】A
【分析】四种短周期主族元素Q、X、Y、Z 的原子序数依次增大，在该化合物中，Y 形成2 根键，Z 形成
6 根键，又Y、Z 同族，则Y 为O，Z 为S，X 形成4 根键，基态X 原子核外有2 个未成对电子，则Z 为
C，Q 形成1 根键，则Q 为H，据此分析解答。
【解析】由分析知，Q、X、Y、Z 分别为H、C、O、S。
A．电负性：H＜C＜O，A 项正确；B．N、F 的第一电离能均比氧大，B 项错误；C．亚硫酸为弱酸，C 项
错误；D．非金属性越强，简单氢化物越稳定，则简单氢化物稳定性：O＞S＞C ，D 项错误；故选A。
4．（2024·江苏南通·二模）草酸(
)易被次氯酸钠氧化：
，
下列说法正确的是
A．Na、Cl 均位于元素周期表p 区
B．
空间填充模型：
C．草酸的电离方程式：
D．
为极性分子
【答案】D
【解析】A．基态钠原子的价电子排布式为3s1，基态Cl 原子的价电子排布式为3s23p5，Na 位于元素周期
表s 区、Cl 位于元素周期表p 区，A 错误；
B．CO2是直线形分子，中心原子为C，且C 原子半径大于O，其空间填充模型为
，B 错误；C．草
酸是二元弱酸，分步电离方程式为电离方程式：
，C 错误；D．H2O 分子中中心
O 原子价层电子对数为2+
=4，O 原子采用sp3杂化，O 原子上含有2 对孤电子对，分子是V 形分
子，由于分子中正负电荷重心不重合，因此H2O 是极性分子，D 正确；故选D。
5．（2024·河南·模拟预测）随着经济稳定发展，我国科学技术水平突飞猛进。下列有关我国最新成果解读
错误的是
选项
最新成果摘录
化学解读
A
中国科学技术大学陈维教授团队成功构建可充电氢氯电池，电池
能在-70～40℃下运行
放电时，
在负极区发生氧
化反应
B
同济大学材料科学与工程学院许维教授团队首次合成由10 个碳原
子组成的环型碳(
)
环型碳(
)与
互为同素异
形体且含非极性键
C
南开大学材料科学与工程学院孙忠明教授课题组成功制备了全金
属富勒烯
金属富勒烯所含元素都是过渡
元素
2
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D
中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所于涛研究员团
队实现用二氧化碳合成葡萄糖和蔗糖
合成过程发生了化学变化
【答案】C
【解析】A．放电时，
在负极区失去电子发生氧化反应，A 正确；B．环型碳(
)与
是C 元素构成
的不同单质，互为同素异形体且含C-C 非极性键，B 正确；C．金属富勒烯中的K、Sb 都不是过渡元素，C
错误；D．用二氧化碳合成葡萄糖和蔗糖，合成过程发生了化学变化，D 正确；故选C。
6．（2024·安徽·三模）意大利化学家阿伏加德罗的重大贡献是建立分子学说，下列说法不正确的是
A．18 个碳原子构成的碳环分子的结构如图甲所示，该物质也是碳的一种同素异形体
B．
的结构如图乙，可看作
分子中H 原子被硝基取代，
是极性分子
C．白磷
晶胞如图丙所示，白磷晶体中1 个
分子周围有8 个紧邻的
分子
D．图丁中，环戊二烯中的碳原子的杂化方式有
和
，环戊二烯负离子和亚铁离子形成的二茂铁中无
离子键
【答案】C
【解析】A． 18 个碳原子构成的碳环分子的结构如图甲所示，分子式为C18，属于碳单质，该物质也是碳
的一种同素异形体，故A 正确；B．
的结构如图乙，可看作分子中H 原子被硝基取代而形成，分子
的正负电荷中心不重叠，是极性分子，故B 正确；C． 白磷
晶胞如图丙所示，属于面心立方晶胞，白
磷晶体中1 个分子周围有12 个紧邻的白磷分子，故C 错误；D． 图丁中，环戊二烯中的碳原子有sp2、sp3
两种杂化方式，已知二茂铁沸点较低，应属于分子晶体，故环戊二烯负离子
与Fe2+形成配位键，无离
子键，故D 正确；故选C。
7．（2024·江苏宿迁·三模）硫元素约占地球总质量的1.9%，广泛分布并循环于地球内部各圈层。硫有
32S、
34S、
33S 和
36S 四种同位素。硫元素主要以氢化物、硫化物、含氧酸和含氧酸盐等形式存在。硫的单质
有S2、S4、S8等多种分子形态；硫的氢化物(H2S、H2S2)均有弱酸性；低价硫易被氧气氧化。硫在生物圈的
演化中扮演了重要角色，在细菌作用下硫元素可发生氧化或还原反应，促进了硫元素在地球各圈层中的循
环。下列说法正确的是
A．
32S、
34S、
33S、
36S 原子的中子数均相同
B．SO3和SO
中S 的杂化类型均为sp2
C．S2、S4、S8均难溶于水，易溶于CS2
D．H2S2分子的构型为直线形
【答案】C
3
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【解析】A．
32S、
34S、
33S、
36S 原子的质子数均相同，中子数分别为：16、18、17、20，A 错误；B．SO3
的价层电子数为：
，
的价层电子数为：
，前者sp2杂化，后
者sp3杂化，B 错误；C．S2、S4、S8与CS2均为非极性分子，水为极性分子，根据相似相溶可知，S2、S4、
S8均难溶于水，易溶于CS2，C 正确；D．H2S2与H2O2为等电子体，分子构型相似，所以H2S2分子的构型
为：
，D 错误；故选C。
8．（2024·江西·模拟预测）科学家开发铜基MOF 材料做催化剂载体，其结构简式如图所示。下列有关该
MOF 的叙述错误的是
A．含极性键和非极性键
B．所有原子可能共平面
C．C 原子采用
、
杂化
D．所含第二周期元素中，N 的第一电离能最大
【答案】B
【解析】A．该化合物中所含碳碳键是非极性键、碳氧键和碳氮键等是极性键，A 正确；B．分子中含甲
基，所有原子不可能共平面，B 错误；C．该化合物中苯环和碳氮双键上的碳原子采用sp2杂化，甲基上碳
原子采用sp3杂化，C 正确；D．在该化合物所含元素中，N、C、O 位于第二周期，N 的第一电离能最大，
D 正确；答案选B。
9．（2024·河南·模拟预测）H 与O 可以形成
和
两种化合物，其中
的分子结构如图所示。
可与
形成
。下列说法错误的是
4
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A．液态水中的作用力由强到弱的顺序是：氢键>O—H>范德华力
B．相同条件下，
在水中的溶解度大于在
中的溶解度
C．
分子中两个O 原子均采取：
杂化轨道成键
D．
的空间结构为三角锥形
【答案】A
【解析】A．一般而言，共价键的作用力大于分子间作用力，则液态水中的作用力由强到弱的顺序是：O—
H>氢键>范德华力，A 错误；
B．
和H2O 都是极性分子，
是非极性分子，根据相似相溶原理，相同条件下，
在水中的溶
解度大于在
中的溶解度，B 正确；C．
分子中两个O 原子均形成2 个共价键且存在2 对孤电子
对，采取
杂化轨道成键，C 正确；D．H3O+中氧原子的价层电子对数为
，O 为sp3杂化，
有一对孤对电子，故H3O+的立体构型为三角锥形，D 正确；故选A。
10．（2024·天津河西·模拟预测）结构决定物质性质是研究化学的重要方法，下列对结构与性质的描述错
误的是
A．①中NaCl 在水溶液中导电是因为在电流作用下破坏了NaCl 中离子键
B．②中在纯金属中加入其它元素，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大
C．③中人体细胞和细胞器的双分子膜以头向外而尾向内的方式排列体现了超分子的自组装性
D．④中石墨晶体是层状结构的，每个碳原子的配位数为3，属于混合晶体，熔点高于金刚石
【答案】A
【解析】A．①中NaCl 在水溶液中导电是因为在水分子作用下破坏了NaCl 中离子键、形成了可自由移动
的水合钠离子和水合氯离子，A 错误；B． ②中在纯金属中加入其它元素或大或小的原子，改变了金属原
子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大，B 正确；C．超分子具
有自组装性，例如③中人体细胞和细胞器的双分子膜以头向外而尾向内的方式排列体现了这一点，C 正
确；D． ④中石墨晶体是层状结构的，每个碳原子的配位数为3，层内存在C-C 键，层间存在分子间作用
5
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力，属于混合晶体，石墨中C-C 的键长比金刚石中C-C 的键长短，则石墨熔点高于金刚石，D 正确；答案
选A。
11．（23-24 高三下·湖南·阶段练习）在碱性溶液中，铜与缩二脲形成某种紫色配离子，其结构如图所示。
下列说法不正确的是
A．元素的第一电离能：N>O>C>Cu
B．该配离子中铜的化合价为+2 价
C．该配离子中心离子的配体数和配位数相等
D．缩二脲的分子式为
【答案】C
【解析】A．根据同周期主族元素的第一电离能由左向右逐渐增大，但N 核外电子排布处于半充满稳定状
态，第一电离能大于相邻族元素，则元素的第一电离能：N>O>C>Cu，A 正确；B．与铜形成配合物的配
体分别是2 个
和2 个
，配离子整体呈现-2 价，故铜显+2 价，B 正确；C．每个中心离子的
配体数为3，配位数为4，C 错误；D．根据配离子结构可知，缩二脲的结构简式为
，分子式为
，D 正确；答案选C。
12．（2024·山西·模拟预测）K4[Fe(CN)6]为食盐的抗结剂，已知K4[Fe(CN)6]的熔点为70℃、沸点为
104.2℃，400℃以上发生分解反应：
。设NA为阿伏加
德罗常数的值，下列说法错误的是
A．K4[Fe(CN)6]中含有离子键、配位键和共价键
B．42.0gN2和N4中的原子数为3NA
C．常温下，1LpH=11 的KCN 溶液中由水电离的H+数为10-11NA
D．3.6g 金刚石晶胞中C-C 键的数目为0.6NA
【答案】C
【解析】A．K4[Fe(CN)6]中含有K 离子与CN-之间有离子键、Fe 与CN-之间有配位键和CN-之间有共价键，
A 正确；B．42.0gN2和N4中的原子数为3NA，B 正确；C．1LpH=11 的KCN 溶液中CN-发生水解，水的电
6
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离被促进，故由水电离的H+数为10-3NA，C 错误；D．金刚石晶胞中每个C 原子与周围4 个C 原子成键，
所以每个C 原子形成2 个C—C 键，3.6g 金刚石晶胞中C—C 键的数目为0.6NA，D 正确；故选C。
13．（2024·辽宁葫芦岛·二模）某实验小组以粗镍(含少量
和
杂质)为原料制备
，并测定
相关组分的含量，制备流程示意图如下：
已知：
为绿色难溶物；
、
均为可溶于水的蓝紫色晶体，碱性条件
下稳定存在，下列说法不正确的是
A．试剂X 的作用是调节
除去
和
杂质，则试剂X 可为
B．
过程的转化离子方程式为
C．实验配制3.0
稀硝酸250
需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、250
容量瓶
D．步骤c、d 中为防止氨水分解及降低固体溶解度需0~10℃冷水浴控温，则温度计应在水浴中
【答案】C
【分析】由题给流程控制，向粗镍中加入浓硝酸，加热条件下酸溶，将金属元素转化为可溶的硝酸盐，加
入氢氧化钠溶液调节溶液pH，将溶液中的铁离子、铬离子转化为氢氧化铁、氢氧化铬沉淀，过滤得到含有
氢氧化铁、氢氧化铬的滤渣和滤液；向滤液中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH，将镍离子转化为绿色氢氧化
镍沉淀，过滤得到氢氧化镍；向氢氧化镍中加入稀硝酸、氨水，将氢氧化镍转化为Ni(NH3)6(NO3)2，过滤
得到Ni(NH3)6(NO3)2蓝紫色晶体1；向蓝紫色晶体1 中再加入盐酸、氨水和氯化铵的混合溶液，将
Ni(NH3)6(NO3)2转化为Ni(NH3)6Cl2，过滤得到Ni(NH3)6Cl2蓝紫色晶体2，处理得到产品。
【解析】A．由分析可知，加入试剂X 的系列操作为加入氢氧化钠溶液调节溶液pH，将溶液中的铁离子、
铬离子转化为氢氧化铁、氢氧化铬沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铬的滤渣和滤液；向滤液中加入
氢氧化钠溶液调节溶液pH，将镍离子转化为绿色氢氧化镍沉淀，则试剂X 为氢氧化钠溶液，作用是调节
溶液pH 除去溶液中的铁离子和铬离子，故A 正确；B．由分析可知，c→d 过程为加入盐酸、氨水和氯化
铵的混合溶液将Ni(NH3)6(NO3)2转化为Ni(NH3)6Cl2，反应的离子方程式为
，故B 正确；C．实验配制250mL 3.0mol/L 稀硝酸需要的玻璃
仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、250mL 容量瓶外，还需要用到胶头滴管，故C 错误；D．步骤c、d 中为防止
氨水分解及降低固体溶解度需0～10℃冷水浴控温，温度计应插入冷水浴中，不能插入反应液中，故D 正
确；故选C。
14．（2024·河北保定·二模）AX4四面体（T1）在无机化合物中很常见。T1按图示方式相连，可形成一系列
超四面体（T2、T3等），下列说法正确的是
7
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A．超四面体系列的各物质最简式相同
B．AX4每个面都是正三角形，键角为
C．CH4、CCl4、SiF4等化合物均可形成超四面体系列
D．AX4四面体形成的无限三维结构对应的晶体为分子晶体
【答案】B
【解析】A．T1、T2和T3的化学式分别为AX4、A4X10和A10X20，故超四面体系列的各物质最简式不相同，
A 项错误；B．AX4中，中心A 原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，键角为
，构成正四面体结
构，则每个面都是正三角形，B 项正确；C．X 为配位原子，可以与两个A 原子相连，应为氧、硫等原
子，H、F、Cl 不能与两原子相连，故CH4、CCl4、SiF4不可以形成超四面体系列，C 项错误；D．分子晶
体中分子为相对独立的个体，AX4四面体形成的无限三维结构对应的晶体可能为共价晶体，D 项错误；故
选B。
15．（2024·湖南邵阳·三模）
是一种常见的有机催化剂，其晶胞结构如下图所示，晶胞参数为
。
的密度为
，下列说法错误的是
A．与每个
原子紧邻的
原子有12 个
B．
原子与
原子的最小核间距离为：
C．用
和
表示阿伏加德罗常数的值为：
D．已知
点的原子坐标为
，则
点的原子坐标为
【答案】D
【解析】A．由晶胞结构可知，Cu 位于晶胞的顶点和面心，则与每个
原子紧邻的
原子有12 个，A 正
确；B．由晶胞结构可知，
原子与
原子的最小核间距离为体对角线的
，为
，B 正确；C．
8
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该晶胞中含有
=4 个Cu，4 个Br，则晶胞的密度为
，解得NA=
，C 正确；D．已知
点的原子坐标为
，由晶胞结构可知，
点的原子坐标为
，D 错误；故选D。
二、非选择题(共4 小题，共55 分)
16．（2024·吉林·模拟预测）（13 分）锌在生产生活中有着重要的应用，工业上用氨法溶浸氧化锌烟灰制
取高纯锌的工艺流程如下所示。溶浸后氧化锌烟灰中锌、铜、镉、砷元素分别以
的形式存在。
（1）“溶浸”时，氧化锌参与反应的相关离子方程式为 。“溶浸”时温度不宜过高，其原因是
。
（2）
配合物中含有共价键的数目为 。
（3）“氧化除杂”中，
转化为
胶体吸附聚沉除去，溶液始终接近中性，该反应的离子方程
式为 。
（4）“滤渣3”的主要成分为 。
（5）硫化锌
是常见的硫化物，其一种晶胞结构如图所示。
①晶胞中S2-的配位数为 。
②设晶胞边长为apm，NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度 g/cm3（用含a、NA的代数式表
示）。
【答案】（1）
（2 分）
避免氨水的分解和挥发 （2 分）
（2）
（1 分）
（3）
（2 分）
（4）Cu、Cd （2 分）
9
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（5）4 （2 分）
（2 分）
【分析】“溶浸”工序中，NH3做配体与Zn2+、Cu2+等配位将其溶出，H2O2将
转化为
胶体
聚沉在滤渣2 中除去，在“还原”工序中，锌粉置换铜、镉，因此滤渣3 的成分为Cu、Cd，最终电解得到
高纯锌。
【解析】（1）“溶浸”时，ZnO 生成
，离子方程式为
；氨水受热易分解、挥发，溶浸时温度不宜过高；
（2）1 mol NH3含有3mol 共价键，NH3与Zn2+形成的配位键是共价键，故1 mol
中含有共
价键的数目为
；
（3）“氧化除杂”中，H2O2将
氧化为
，方程式为
；
（4）根据分析，滤渣3 的成分为Cu、Cd；
（5）①根据图示，ZnS 晶胞中S2-的配位数为4；
②根据均摊法，ZnS 晶胞中含有4 个ZnS 单元，因此，该晶体的密度为
g/cm3。
17．（2024·广西柳州·模拟预测）（14 分）三氯化六氨合钴(
，
)是重要的
工业原料，制备原理如下：
已知：
①
为橙黄色晶体，在高浓度盐酸中易结晶析出，难溶于乙醇，易溶于热水，微溶于冷水。
②酸性介质中，
易被还原为
。
I．制备
，步骤如下，装置如图：
步骤1：检查装置气密性后将
、
和活性炭在三颈烧瓶中混合，滴加浓氨水，充分反应后缓慢
10
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滴加适量双氧水，水浴加热
，控制反应温度为
；
步骤2：将所得浊液趁热过滤，向滤液中逐滴加入适量浓盐酸；
步骤3：冷却结晶后过滤，用少量冷水和无水乙醇分别洗涤晶体23 次，干燥。
（1）图中仪器的
名称为 。
（2）步骤1 中控制反应温度为
的原因是 。
（3）步骤3 中选用无水乙醇洗涤的目的是 。
（4）若无活性炭，所得产物除
外还会产生大量
和
等晶体，配合物
中
，配体为 。
II．测定产品纯度
用电子天平取
产品于锥形瓶中，加入足量
溶液加热，将
完全蒸出后加入足量稀硫酸酸
化，使
全部转化为
，加入适量指示剂和过量
溶液，充分混合后用
标准溶液滴定，反应原理为
。
（5）滴定时应选用的指示剂为 ，加入
溶液后发生反应的离子方程式为 。
（6）实验中，消耗
标准溶液
，则产品的纯度为 。
【答案】（1）恒压滴液漏斗（1 分）
（2）防止双氧水分解和氨水挥发（2 分）
（3）减少
的损失（2 分）
（4）1（2 分） NH3、Cl-（2 分）
（5）淀粉溶液（1 分）
（2 分）
（6）
（2 分）
【分析】将CoCl2·6H2O 和氯化铵溶解后，加入过量氨水，制备[Co(NH3)6]2+，然后再加入过氧化氢溶液，
将+2 价Co 氧化成+3 价Co，发生
，所得浊液趁热过滤，向滤液中
逐滴加入适量浓盐酸，冷却结晶后过滤，用无水乙醇洗涤2~3 次，低温干燥得到产品。
【解析】（1）根据装置图，图中仪器的
名称为恒压滴液漏斗；
（2）氨水易挥发，双氧水易分解，为防止双氧水分解和氨水挥发，步骤1 中控制反应温度为
。
（3）
难溶于乙醇，步骤3 中选用无水乙醇洗涤的目的是减少
的损失
（4）若无活性炭，所得产物除
外还会产生大量
和
等晶体，根据
可知Co3+的配位数为6，所以配合物
中
1，配体为
NH3、Cl-。
（5）酸性介质中，
易被还原为
，可知加入
溶液，I-被氧化为I2，I2能使淀粉变蓝，所以滴定时
11
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应选用的指示剂为淀粉溶液；加入
溶液发生反应的离子方程式为
（6）根据反应方程式
、
，建立关系式2
~I2~2
，
实验中，消耗
标准溶液
，则n(
)=n(
)=0.2mol/
L×0.015L=0.003mol，产品的纯度为
。
18．（2024·内蒙古通辽·模拟预测）（13 分）Y、Z、W、R、M 五种元素，位于元素周期表的前四周期，
它们的核电荷数依次增大，有如下信息：
元素
相关信息
Y
原子核外有6 个不同运动状态的电子
Z
非金属元素，基态原子的s 轨道的电子总数与p 轨道的电子总数相同
W
主族元素，与Z 原子的价电子数相同
R
价层电子排布式为
M
位于第IB 族，其被称作“电器工业的主角”
请回答下列问题(Y、Z、W、R、M 用所对应的元素符号表示)：
（1）Z、W 元素相比，第一电离能较大的是 ，
的核外电子排布式为 。
（2）
的熔点比
的 (填“高”或“低”)，请解释原因： 。
（3）
的VSEPR 模型名称为 ；
的三聚体环状结构如图所示，该结构的一个分子中含有
个
键；写出一种与
互为等电子体的分子的化学式 。
（4）M 的单质及其化合物在很多领域有重要的用途。如单质用来制造电线电缆，其一种氧化物可作为半
导体材料，其硫酸盐可用作杀菌剂。图1 是M 的某种氧化物的晶胞结构示意图，则该晶胞中阴离子数为
；其硫酸盐结晶水合物
可写成
，结构示意图如图2：
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下列说法正确的是 (填字母)。
A．在上述结构示意图中，所有氧原子都采用
杂化
B．在上述结构示意图中，存在配位键、共价键和离子键
C．该硫酸盐结晶水合物晶体属于分子晶体，分子间存在氢键
D．该硫酸盐结晶水合物中的水在不同温度下会分步失去
往M 的硫酸盐溶液中加入过量氨水，可生成
配离子。已知
与
的空间构型都是三角锥
形，但
不易与
形成配离子，其原因是 。
【答案】（1）Cu（1 分） [Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9（1 分）
（2）高（1 分） 氧离子的半径小于硫离子的半径，Cu2O 比Cu2S 的晶格能大（2 分）
（3）平面三角形（1 分） 12（1 分） BF3（1 分）
（4）4（1 分） BD（2 分） NF3中氟原子电负性大，使N 原子上的孤对电子离核较近，难以与
Cu2+形成配位键（2 分）
【分析】Y、Z、W、R、M 五种元素，位于元素周期表的前四周期，它们的核电荷数依次增大。Y 的原子
核外有6 个不同运动状态的电子，Y 为C 元素； Z 是非金属元素，基态原子的s 轨道的电子总数与p 轨道
的电子总数相同，Z 的电子排布式为1s22s22p4，Z 为O 元素；W 是主族元素，与Z 原子的价电子数相同，
W 为S 元素；R 的价层电子排布式为3d64s2， R 为Fe 元素；M 位于第IB 族，其被称作“电器工业的主
角”，为Cu 元素，据此分析结合元素性质解答。
【解析】（1）Z 为O 元素，W 为S 元素，同一主族，从上到下，第一电离能逐渐减小，O 和S 元素相比，
第一电离能较大的是O，M 为Cu 元素，Cu2+的核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9；
（2）M 为Cu 元素，Z 为O 元素，W 为S 元素，M2Z 为Cu2O，M2W 为Cu2S，由于氧离子的半径小于硫离
子的半径，则Cu2O 比Cu2S 的晶格能大，所以Cu2O 的熔点比Cu2S 的高；
（3）W 为S 元素，Z 为O 元素，WZ2为SO2，中心原子S 价层电子对数=2+
=3，S 原子采取sp2杂
化，VSEPR 模型名称为平面三角形；单键都为σ 键，SO3的三聚体环状结构如图(a)所示，该结构的分子中
含有12 个σ 键，SO3由4 个原子构成，价电子总数为24，与SO3互为等电子体的分子的化学式为BF3；
（4）晶胞中阴离子O2-处于晶胞8 个顶点、4 个侧棱棱心、上下底面面心和体心，由均摊法，数目为
=4；
由CuSO4 5H
⋅
2O 结构示意图及其性质：
A．在结构示意图，H2O 中的O 原子为sp3杂化，A 错误；
B．在结构示意图中，Cu2+和硫酸根之间为离子键，H2O 中氢氧之间为共价键，H2O 中的O 与Cu2+形成配位
键，B 正确；
C．CuSO4 5H
⋅
2O 晶体属于离子晶体，C 错误；
D．由于连接方式不同，有水是其中O 与Cu2+形成配位键，有水是以氢键和其他水分子相互作用，故该
CuSO4 5H
⋅
2O 中的水在不同温度下会分步失去，D 正确；
正确的选BD；
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由于NF3中氟原子电负性大，使N 原子上的孤对电子离核较近，难以与Cu2+形成配位键，故NF3不易与
Cu2+形成配离子。
19．（2024·海南·三模）（15 分）过渡元素在材料，化工生产和生活中均占有重要地位。研究相关元素及
它们所衍生出的化合物对科学和社会发展有重要意义。回答下列问题：
（1）具有高能量密度的
是值得深入研究的电池正极材料。基态Co 原子的核外电子
排布式是 。
（2）Mn 的一种配合物化学式为［
］，
与Mn 原子配位时，提供孤电子对的是
原子，配体
中，所含元素电负性由小到大的顺序为 ；两个C 原子的杂化类型为 ，
键与
键数目之比为 。
（3）Zn 和Cu，第二电离能与第一电离能之差较小的是 （填“Zn”或“Cu”），判断理由是 。
（4）铁硫簇是普遍存在于生物体内的最古老的生命物质之一。一种铁硫原子簇的结构如图所示：
该化合物的化学式为 ，中心原子Fe 的配位数为 。
（5）氧化铈（
）常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂
，
占据原来
的位置，可
以得到更稳定的结构，这种稳定的结构使得氧化铈具有许多独特的性质和应用。假设
晶胞边长为
apm。晶胞结构如下图：
晶胞中，与
相邻且最近的
有 个。若掺杂
后得到
的晶
体，则此晶体中
的空缺率为 。
【答案】（1）1s22s22p23s23p63d74s2或[Ar]3d74s2（1 分）
（2）N（1 分） H<C<N（1 分） sp3、sp（1 分） 5 2∶（1 分）
（3）Zn（1 分） 基态Zn 原子的价电子排布式为3d104s2，处于全满状态，比较稳定，而基态Cu 原子
价电子排布式为3d104s1，易失去1 个电子，形成稳定的3d10结构，故Cu 的第一电离能小于Zn 的；基态
Zn+价层电子排布式为3d104s1，易失去1 个电子形成3d10结构，基态Cu+价层电子排布式为3d10，比较稳
定，故Cu 的第二电离能比Zn 的大（2 分）
（4）KFeS2（2 分） 4（1 分）
（5）12（2 分） 5%（2 分）
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【解析】（1）Co 是27 号元素位于第四周期第Ⅷ族，其核外电子排布式为：1s22s22p23s23p63d74s2或
[Ar]3d74s2；
（2）CH3CN 与Mn 原子配位时，N 含有孤电子对，能提供孤电子对的是N 原子；同周期从左到右元素的
电负性逐渐增大，CH3CN 所含元素电负性由小到大的顺序为H<C<N；CH3CN 中甲基C 原子的杂化类型为
sp3，-C≡N 中碳原子为sp 杂化；单键均为σ 键，三键含有1 个σ 键2 个π 键；CH3CN 中σ 键与π 键数目之
比为5 2∶；
（3）基态Zn 原子的价电子排布式为3d104s2，处于全满状态，比较稳定，而基态Cu 原子价电子排布式为
3d104s1，易失去1 个电子，形成稳定的3d10结构，故Cu 的第一电离能小于Zn 的；基态Zn+价层电子排布式
为3d104s1，易失去1 个电子形成3d10结构，基态Cu+价层电子排布式为3d10，比较稳定，故Cu 的第二电离
能比Zn 的大，则第二电离能与第一电离能之差较小的是Zn；
（4）由图可知，结构中每两个四元环构成一个重复单元，结构中含有两个钾离子，两个铁离子，4 个硫离
子，则其化学式为KFeS2，在该结构中，中心原子Fe 附近有4 个硫离子，故其配位数为4；
（5）与Ce4+相邻且最近的Ce4+位于相邻的面心，共=12 个；由CeO2 晶胞可知，1mol 晶胞中含有
4molCe4+和8molO2-，掺杂Y2O3 后，设有xmolCe4+被Y3+取代，根据n(CeO2)：n(Y2O3)=0.8：0.1 可
得，=，x=0.8mol,即含有3.2molCe4+和0.8molY3+，根据电荷规则可知，3.2mol×4+0.8mol×3=n(O2-)×2，
n(O2-)=7.6mol，晶体中O2-的空缺率为×100%=5%。
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