专题4《分子空间结构与物质性质》测试卷
一、单选题
1．下列有关说法正确的是
A．SO2溶于水所得溶液能导电，所以SO2是电解质
B．的空间构型为平面三角形
C．电负性：O
2．臭氧通常存在于距离地面25km左右的高层大气中，它能有效阻挡紫外线，保护人类健康。但是在近地面，臭氧却是一种污染物。已知O3的空间结构为V形，分子中正电中心和负电中心不重合。下列说法不正确的是
A．O3和O2互为同素异形体
B．在水中的溶解度：O3>O2
C．O3是极性分子，O2是非极性分子
D．O3分子中的共价键是极性键
3．有机化合物M的结构简式如右图所示，其组成元素X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期元素。只有Y、Z、W为同周期相邻元素，Z的原子序数与Q的最外层电子数相同。下列说法正确的是
A．简单氢化物的沸点由高到低顺序为
B．含氧酸的酸性强弱顺序为
C．元素第一电离能由小到大的顺序为
D．元素X、Z、W形成的离子化合物中含有正四面体结构
4．在水溶液中与HCHO发生如下反应：。下列说法正确的是
A．HCHO的分子构型是是三角锥形
B．基态的电子排布式为
C．中与形成配位键的原子是H
D．1mol中所含键的数目是6mol
5．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．18 g H2O2中含有的阴、阳离子总数为1.5NA
B．标准状况下，33.6 LC2H4分子中含有σ键的数目为7.5NA
C．0.25 mol I2与1 mol H2混合充分反应，生成HI分子的数目为0.5NA
D．常温下，将2.8 g铁放入浓硫酸中，反应转移电子的数目为0.15NA
6．侯氏制碱法以氯化钠、二氧化碳、氨和水为原料，发生反应NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。将析出的固体灼烧获取纯碱，向析出固体后的母液中加入食盐可获得副产品氯化铵。下列说法正确的是
A．CO中C原子的轨道杂化类型为sp3
B．相同温度下，NH4Cl在水中的溶解度大于在NaCl溶液中的溶解度
C．用澄清石灰水可以鉴别Na2CO3与NaHCO3
D．NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强
7．下列排序正确的是
A．熔点：碳化硅>硅>锗
B．分解温度：
C．酸性：
D．键角：
8．键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是
A．键长和键角的数值可以通过晶体的X射线衍射实验获得
B．因为H—O键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2的反应能力逐渐减弱
C．水分子的结构可表示为H—O—H，分子中的键角为180°
D．H—O键的键能为463kJ mol-1，即18gH2O分解成H2和O2时，消耗的能量为2×463kJ
9．与NO互为等电子体的是
A．SO3 B．P4 C．CH4 D．NO2
10．下列说法错误的是
A．丁烷有两种同分异构体，它们的沸点不同，是因为分子间作用力不同
B．苯和四氯化碳均为非极性分子，难溶于水
C．乙烯分子中σ键与π键之比5：1
D．CCl2F2可作冰箱的制冷剂，是一种手性分子
11．晶体硼的基本结构单元是由硼原子通过共价键形成的正二十面体晶体。其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角各有一个原子。下列有关说法中正确的是
A．该晶体应该易溶于水中
B．该二十面体中存在60个共价键
C．该二十面体中有12个硼原子
D．该晶体硼受热易分解为硼原子
12．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
13．下列说法正确的是
A．分子中σ键一定比π键牢固
B．所有共价键都有方向性
C．根据等电子体原理判断，1molNO离子含有π键的数目为2NA
D．原子半径越小，形成的共价键键能就一定越大
14．设为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A．标准状况下，2.24L中，约含有个σ键
B．18g和的混合气体中含有的中子数为
C．用1L0.1mol/L的溶液制备胶体，胶粒数目为
D．6.4gCu与S完全反应，转移的电子数为
15．下列说法正确的是
A．2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等
B．金属离子的电荷越多、半径越小，金属晶体的熔点越低
C．石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，没有破坏分子间作用力
D．DNA分子两条长链中的碱基以氢键互补配对形成双螺旋结构，使遗传信息得以精准复制
16．下列各项叙述中，正确的是
A．SO2分子的空间构型与它的VSEPR模型一致
B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第I A族，是s区元素
C．在同一电子层上运动的电子，其自旋方向可以相同
D．s-s σ键与s-p σ键的电子云形状的对称性不相同
二、填空题
17．回答下列问题：
(1)有人认为：为非化学变化，请为其寻找合理的解释___________。
(2)石墨和金刚石互为同素异形体，其熔点和摩尔硬度如下：
物质 金刚石 石墨
熔点 3550℃ 3652℃
摩尔硬度 10 1
请从结构角度分析两者熔点相近但摩尔硬度有差异的原因___________。
18．已知N、P同属于元素周期表的第ⅤA族元素，N在第二周期，P在第三周期。NH3分子呈三角锥形，N原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，N-H键间的夹角是107°。
(1)PH3分子与NH3分子的空间结构______(填“相似”或“不相似”)，P-H键______(填“有”或“无”)极性，PH3分子______(填“有”或“无”)极性。
(2)NH3与PH3相比，热稳定性更强的是______。
19．一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为、和有机碱离子，其晶胞如图(b)所示。其中与图(a)中_______的空间位置相同，有机碱中，N原子的杂化轨道类型是_______；若晶胞参数为anm，则晶体密度为_______(列出计算式，设为阿伏加德罗常数的值)。
三、计算题
20．(1)在如图反应中，反应前后钒的氧化数和配位数各是多少____ N- N键长如何变化____
(2)单晶衍射实验证实，配合物[ Cr3O( CH3CO2)6(H2O)3]Cl·8H2O中，3个铬原子的化学环境完全相同，乙酸根为桥连配体，水分子为单齿配体。画出该配合物中阳离子的结构示意图_____。
21．铁、钴、镍的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：
钴的一种化合物晶胞结构如下图所示。
①已知a点的原子坐标参数为(0，0，0)，b点为(，，0)，c点为(1，，)，则d点的原子坐标参数为___________。
②已知该晶体的密度为ρ g·cm-3，则晶胞参数a=___________nm(用含ρ、NA的代数式表示)。
22．倍半硅氧烷在液晶显示、塑料阻燃、生物医用等领域具有重要应用，氢基倍半硅氧烷的分子结构如图A所示，其加热分解产物中SiO2的晶胞结构如图B所示。回答下列问题：
(1)基态Si原子的核外电子排布式为_______，其中每对成对电子之间的区别是_______。
(2)图A分子结构中，一个硅原子被3个_______元环共用，该分子的分子式为_______。
(3)图A分子结构中H元素的化合价为_______，O原子采用_______杂化，形成的极性共价键类型为(电子云重叠方式)_______；键的极性：Si-O键_______Si-H键(填“>”“＜”或“=”)。
(4)氢基倍半硅氧烷为_______晶体，SiO2为_______晶体。
(5)每个SiO2晶胞中含有O原子的个数为_______；已知SiO2晶体为面心立方结构，晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数的值为NA，则SiO2晶体的密度为_______g cm-3。
四、实验题
23．氯化铬()是重要的铬盐，某实验小组利用下图所示装置在实验室制备(夹持装置略去)。已知：易潮解，易溶于水，铬粉在空气中灼烧生成，易与盐酸反应生成氯化亚铬()。请回答下列问题：
(1)按照气流由左到右的方向，上述装置合理的连接顺序为a→_______(填仪器接口字母)。
(2)装置A中橡皮管的作用为_______。
(3)装置C中的试剂X是_______。
(4)装置E的作用为_______。
(5)无水易吸水形成暗绿色的晶体，该配合物的中心微粒为_______，1mol该配合物中含有键的数目为_______。
24．氧钒(IV)碱式碳酸按为紫色晶体，难溶于水，是制备热敏材料的原料，其化学式为。实验室以为原料合成用于制备的氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体，过程如下：
已知：+4价钒在弱酸性条件下具有还原性，能被氧化。
(1)为离子化合物，中含有的σ键数目为_______。
(2)步骤1中生成的同时生成一种无色无污染的气体，该反应的化学方程式为_______。
(3)步骤2可在下图装置(气密性良好)中进行。
制备过程中，需向锥形瓶中通入，作用是_______，所得紫色晶体残留的杂质离子主要为_______。
(4)步骤3洗涤晶体时需用饱和溶液洗涤3次，再用无水乙醇洗涤2次，选择饱和溶液的原因是_______。
(5)已知：①去除溶液中可依次加入尿素溶液(还原)、亚硝酸钠溶液(氧化尿素)。
②滴定反应：。
补充完整测定氧钒(Ⅳ)碱式碳酸按晶体中钒的含量的实验方案：称量5.1000g样品于锥形瓶中，_______。(实验中须使用的试剂是溶液、溶液、尿素溶液、亚硝酸钠溶液、0.0800mol/L的标准溶液，滴定终点的现象描述不作要求)
25．二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的高效安全消毒剂，其熔点为-59.0℃，沸点为11.0℃。某同学查得工业上制取ClO2的一种方法：在60℃时用潮湿的KClO3与草酸(H2C2O4)反应。该同学设计如图装置，模拟工业制取并收集ClO2。
回答下列问题：
(1)ClO2易溶于水但不与水发生化学反应，从分子结构的角度解释其易溶于水的原因___________；ClO2分子中存在离域π键，则a的数值为___________。
(2)装置A中的生成物还有K2CO3和ClO2等，写出该反应的化学方程式___________。
(3)装置B的作用是___________。
(4)该同学设计的装置A中还应安装的玻璃仪器是___________；装置C存在安全隐患，改进的方法是___________。
(5)将收集的ClO2溶于水得到ClO2溶液。为测定溶液中ClO2的含量，进行下列实验：
步骤1：准确量取ClO2溶液10.00mL，稀释成50.00mL试样，量取10.00mL试样加入锥形瓶中；
步骤2：调节试样的pH=2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；
步骤3：加入淀粉指示剂，用0.1000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定，发生反应2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI。到达滴定终点时消耗Na2S2O3溶液12.00mL。
①步骤1中准确量取ClO2溶液所用的仪器是___________。
②步骤2的目的是___________(用离子方程式表示)。
③原溶液中ClO2的含量为___________mg·L-1。
五、元素或物质推断题
26．A、B、C、D、E、F六种元素，它们的相关信息如下：①原子序数依次增大，②A和C的L能层中都有两个未成对的电子，③C、D同主族且位于相邻周期，④E和F的原子序数相差3，F原子除最外能层只有1个电子外，其余各能层均全充满。根据以上信息填空（涉及的具体物质用元素符号或化学式回答）：
（2）基态D原子中，具有______种不同能量的电子，E2+的价层电子轨道表达式是______。
（2）六种元素中电负性最强的元素是______。
（3）A元素的最高价氧化物中心原子采取的轨道杂化方式为______，D元素的最简单氢化物的VSEPR模型为______。
（4）与化合物AC2互为等电子体的分子的分子式为______（任写一种，下同），与化合物AC2互为等电子体且含有的元素只能是上述六种元素中的一价阴离子为______。
（5）某种化合物由D、E、F三种元素组成，其晶胞结构如图所示，则其化学式为______，该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，根据图中所示的数据列式计算该晶体的密度：ρ=______g·cm-3（只要求列出计算式）。
27．已知a、b、c、d、e、f是中学化学中常见的七种元素，其结构或者性质信息如下表所示：
元素 结构或者性质信息
a 原子的L层上s能级电子数等于p能级电子数
b 非金属元素，其单质为气态，有多种氧化物且都是大气污染物
c 原子的最外层电子数是内层电子数的3倍
d 元素的正三价离子的3d能级为半充满
e 元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子
f 单质常温、常压下是易挥发的液体，基态原子的N层上有1个未成对的p电子
(1)元素a的原子核外共有_______种不同运动状态的电子，有_______种不同能级的电子。
(2)b、c的第一电离能的大小顺序为_______(填元素符号)，a、c的简单气态氢化物中，更稳定的是_______(填化学式)。
(3)d元素在元素周期表中的位置是_______，基态原子的简化电子排布式为_______，e元素基态原子的价电子轨道表示式为_______。
(4)元素f位于周期表中_______区，在f元素的同主族元素中，最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是_______(填化学式)。
(5)b元素与氢元素形成的10电子分子的价层电子对数是_______，分子的空间构型为_______。
28．已知元素X、Y、Z、W、Q均为短周期元素，原子序数依次增大。X基态原子的核外电子分布在3个能级，且各能级电子数相等，Z是地壳中含量最多的元素，W是电负性最大的元素，元素Q的核电荷数等于Y、W原子的最外层电子数之和。另有R元素位于元素周期表第4周期第Ⅷ族，基态电子构型中有2个未成对电子。请回答下列问题。
(1)元素Q的元素符号为_______，元素R的元素名称为_______。
(2)元素X的基态原子中，能量最高的能级中原子轨道形状为_______。
(3)基态R3+离子的外围电子排布式为_______。
(4)Y、Z、W三种元素第一电离能由大到小顺序为_______(用元素符号表示)
(5)由H(氢)、X、Y三种元素组成的化合物HXY中，σ键与π键的数目之比为_______。
参考答案：
1．D
【详解】A．二氧化硫溶于水得到的溶液能导电，但电离出阴阳离子的物质是亚硫酸而不是二氧化硫，所以二氧化硫是非电解质，故A错误；
B．SO32-的价层电子对数为3+×(6+2 3×2)=4，故S原子的杂化类型为sp3杂化，但由于S有一对孤电子对，故其空间构型为三角锥，故B错误；
C．非金属性越强，电负性越大，同一主族元素从上到下电负性逐渐变小，则电负性O＞S，故C错误；
D．在该晶胞中含有的Cu原子个数：8×+4×+1=4，含有的Fe原子个数为：4×+6×=4，含有的S原子个数为8个，故晶体的化学式为最简比即CuFeS2，故D正确；
故选：D。
2．D
【详解】A．O3和O2是氧元素组成的不同单质，互为同素异形体，故A正确；
B．O3是极性分子、O2是非极性分子，根据相似相容原理，在水中的溶解度：O3>O2，故B正确；
C． O3的空间结构为V形，分子中正负电荷中心不重合，O3是极性分子，O2是非极性分子，故C正确；
D．O3分子中的共价键是非极性键，故D错误；
选D。
3．D
【分析】Z的原子序数与Q的最外层电子数相同，说明Z为第二周期，Q为第三周期元素，依据有机物结构简式可知，元素Y形成四个键，应为C元素，则Z、W依次为N、O元素，Q则为Cl元素，X为H元素。
【详解】A．W、Q的简单氢化物依次为、HCl，其沸点由高到低顺序为，A错误；
B．Q、Y、Z对应最高价含氧酸分别为、、，满足酸性强弱顺序为，但含氧酸则不正确，如HClO酸性弱于，B错误；
C．N元素2p轨道半充满，较为稳定，元素第一电离能最大，即顺序应为，C错误；
D．元素X、Z、W形成的离子化合物中含有的为正四面体结构离子，D正确。
故选D。
4．D
【详解】A．HCHO中含碳氧双键，碳原子杂化方式为sp2杂化，分子构型为平面三角形，A错误；
B．基态的电子排布式为，B错误；
C．H2O中O原子含孤电子对，故与形成配位键的原子是O，C错误；
D．的结构式为，单键全部是键，三键中含1个键和2个键，1mol中所含键的数目是6mol，D正确；
故选D。
5．B
【详解】A．H2O2是共价化合物，其中只含有分子，不含有离子，A错误；
B．共价单键都是σ键，共价双键中一个是σ键，一个是π键。在C2H4分子中含有5个σ键和1个π键。标准状况下，33.6 LC2H4的物质的量是1.5 mol，则其中含有的σ键的数目为1.5 mol×5×NA/mol=7.5NA，B正确；
C．H2与I2反应产生HI的反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，0.25 mol I2与1 mol H2混合充分反应后，生成HI的物质的量小于0.5 mol，则反应生成HI分子数目小于0.5NA，C错误；
D．在常温下Fe遇浓硫酸会发生钝化，因此不能准确计算反应过程中转移电子的数目，D错误；
故合理选项是B。
6．B
【详解】A．中C原子价层电子对数=3+=3，故C原子的轨道杂化类型为sp2杂化，A错误；
B．依据NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，析出固体后的母液中加入食盐可获得副产品氯化铵，可知相同温度下，NH4Cl在水中的溶解度大于在NaCl溶液中的溶解度，B正确；
C．氢氧化钙与碳酸氢钠和碳酸钠反应都生成碳酸钙沉淀，二者现象相同，无法鉴别，C错误；
D．碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以热稳定性弱于碳酸钠，D错误；
故答案选B。
7．A
【详解】A．因为原子半径C
B．碳酸盐分解实际过程是晶体中阳离子结合碳酸根离子中氧离子，使碳酸根离子分解为二氧化碳的过程，阳离子所带电荷相同时，阳离子半径越小，其结合氧离子能力越强，对应的碳酸盐就越容易分解，热分解温度: MgCO3
D．为直线形结构，键角为1800，水为V型分子，键角为1050，氨气为三角锥型，键角为1070，所以键角大小，D错误；
故选A。
8．A
【详解】A．通过晶体X射线衍射实验可以测定分子结构中的键长和键角的数值，键角是描述分子立体结构的重要参数，故A正确；
B．H-O键的键能小于H-F键的键能，则稳定性：HF＞H2O，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强，故B错误；
C．水分子结构式可表示为H-O-H，但空间构型是V形，不是直线形，分子中的键角大约为105°，故C错误；
D．H-O键的键能为463 kJ mol-1，18gH2O即1mol水，分解成气态2molH和气态1molO时消耗的能量为2×463kJ，再进一步形成H2和O2时，还会释放出一部分能量，故D错误。
答案选A。
9．A
【分析】原子数和价电子总数分别都相等的互为等电子体，据此解答。
【详解】NO中含有的原子数是4个，价电子数是24。则
A．SO3中含有的原子数是4个，价电子数是24，A符合；
B．P4中含有的原子数是4个，价电子数是20，B不符合；
C．CH4中含有的原子数是5个，价电子数是8，C不符合；
D．NO2中含有的原子数是3个，价电子数是17，D不符合；
答案选A。
10．D
【详解】A．丁烷有两种同分异构体：正丁烷和异丁烷，它们的相对分子质量相同，但由于异丁烷分子中含有的支链多，分子间作用力较小，导致物质的沸点较低，因此物质的沸点：正丁烷＞异丁烷，A正确；
B．苯和四氯化碳均为非极性分子，水分子是极性分子，根据相似相溶原理可知：由非极性分子构成的溶质易溶于由非极性分子构成的溶剂中，而在由极性分子构成的溶剂中不容易溶解，因此苯和四氯化碳均难溶于水，B正确；
C．乙烯分子结构简式是CH2=CH2，分子中含有4个C-H键和1个碳碳双键，共价单键都是σ键，共价双键中1个是σ键，1个是π键，故该分子中含有5个σ键和1个π键，分子中σ键与π键数目比是5：1，C正确；
D．CCl2F2在常温下呈液态，气化时需吸收大量热，使周围环境温度降低，因此可作冰箱的制冷剂，由于C原子连接2个Cl原子，2个F原子，而不是连接4个不同的原子或原子团，故C原子不是手性碳原子，则CCl2F2不是一种手性分子，D错误；
故合理选项是D。
11．C
【详解】A．该晶体全部由硼原子通过共价键形成，与水分子间不存在氢键，该晶体是分子晶体，结构对称，属于非极性分子，与水不相似，应该难溶于水中，A错误；
B．该二十面体中含有20个等边三角形，三角形的边即时共价键，相邻的两个三角形共用一条边，故存在共价键数目为=30，B错误；
C．该二十面体中含有20个等边三角形，从图中可知，相邻的5个三角形共用一个顶点，则硼原子有=12个，C正确；
D．该晶体硼内部硼原子间以共价键作用，共价键作用力较强，故受热较难分解为硼原子，D错误；
故选C。
12．B
【分析】已知X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素，Z的基态原子2p轨道半充满，则Z为N元素，M的最高正价与最低负价绝对值之差为4，则M为S元素，4种元素组成的一种分子结构如图，根据共价键数目可推知，则X为H元素，Y为C元素，据此分析解答问题。
【详解】A．由上述分析可知，X为H元素，Y为C元素，Z为N元素，则电负性：N>C>H，A错误；
B．H原子核外有1个电子层，而C、N原子核外均有2个电子层，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，则原子半径：C>N>H，B正确；
C．分子中N原子均形成共价单键，为sp3杂化，C错误；
D．C元素的最高价氧化物的水化物为H2CO3，H2CO3为弱酸，D错误；
答案选B。
13．C
【详解】A．一般情况下σ键都比π键强度大(包括σ键、π键、配位键)，σ键为“头碰头”的方式π键为肩并肩的方式，但在N2分于中氮氮叁键比氮氮单键的3倍还要大，说明N2分子中π键比σ键键能大，更牢固，A错误；
B．s轨道是球形对称，s轨道及s轨道形成的共价键无方向性，B锗误；
C．根据等电子体原理判断，NO离子与CO2为等电子体，CO2的电子式为O=C=O，1个CO2分于含有2个σ键和2个π键，则1molNO含有π键目为2NA，C正确；
D．共价键强弱与半径无关，与两原子核的核间距有关，两原子的半径不等于两核间距，原子半径越小，原于之间结合力越强键能越大，不是绝对的，D错误；
故选C。
14．A
【详解】A． 1个分子有5个σ键，标准状况下，2.24L为0.1mol，约含有个σ键，故A正确；
B．和的混合气体可以看成平均化学式为，18g和的混合气体为1mol，1个中含有10个中子，则18g混合气体中含有的中子数为，故B错误；
C．胶粒具有吸附性，用1L0.1mol/L的溶液制备胶体，胶粒数目小于，故C错误；
D．Cu与S反应生成Cu2S，6.4gCu与S完全反应，转移的电子数为，故D错误；
故答案为A。
15．D
【详解】A．2p和3p轨道形状均为哑铃形，但二者位于不同的能层，3p轨道的能量高于2p，A错误；
B．金属离子的电荷越多、半径越小，金属键越强，熔点越高，B错误；
C．石墨属于层状结构晶体，每层石墨原子间为共价键，层与层之间为分子间作用力，金刚石只含有共价键，因而石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏，C错误；
D．DNA分子的两条长链中的碱基以氢键互补配对形成双螺旋结构，DNA复制时，在有关酶的作用下，两条链的配对碱基之间的氢键断裂，碱基暴露出来，形成了两条模板链，以半保留的方式进行复制，使遗传信息得以精准复制，D正确；
综上所述答案为D。
16．C
【详解】A．SO2中S价层电子对数=2+=3且含有1个孤电子对，VSEPR模型为平面三角形，立体空间构型为V形，不一致，故A错误；
B．价电子排布为5s25p1的元素最外层5个电子，含有5个电子层，在元素周期表中位于第五周期第ⅢA族，最后一个电子填充p轨道，属于p区元素，故B错误；
C．在同一电子层上运动的电子，其自旋方向可能相同，比如C和N的2p电子数分别为2和3，且自旋方向均相同，故C正确；
D．s能级电子云是球形，p能级电子云是哑铃型，但s-sσ键与s-pσ键的对称性相同，均为轴对称，故D错误；
故选：C。
17．(1)氨分子和水分子通过氢键形成一水合氨
(2)碳原子的排列方式不同
【详解】（1）化学反应的实质是旧键的断裂新键的形成，氨分子和水分子通过氢键形成一水合氨的过程中没有化学键的断裂与生成，所以为非化学变化，故答案为：氨分子和水分子通过氢键形成一水合氨；
（2）石墨和金刚石互为同素异形体，由于晶体中碳原子的排列方式不同，金刚石是由碳原子以共价键相结合形成的空间网状结构的原子晶体，具有很高的熔沸点和很大的硬度，石墨为碳原子形成的层状结构的过渡型晶体，层内碳原子间以共价键相结合形成六元环，层间以范德华力相结合，具有很高的熔沸点，但硬度小，故答案为：碳原子的排列方式不同。
18． 相似 有 有 NH3
【详解】(1)N、P属于同族元素，原子最外层都有5个电子，其中三个成单电子分别与3个H原子形成3对共用电子对，在中性原子上都存在1对孤对电子，所以NH3分子与PH3分子的空间结构相似，均为三角锥形，分子结构不对称，正负电荷重心不重合，因此二者都属于极性分子。P-H键为不同元素原子之间形成的共价键，属于极性键；
(2)元素的非金属性越强，其形成的化学键就越强，断裂消耗的能量就越高，物质的稳定性就越强。由N、P在元素周期表中的位置关系和元素周期律可知，元素的非金属性：N＞P，所以热稳定性：NH3＞PH3，即NH3与PH3相比，热稳定性更强的是NH3。
19． Ti4+ sp3
【详解】距离最近的是处于面心的，的配位数为6，图(a)中的配位数也为6，其与图(b)中的空间位置相同；中，氮原子形成4个单键，其中有1个是配位键，N原子采取杂化；根据均摊法，1个晶胞中含有的个数为，的个数为，的个数为1，化学式为，摩尔质量为，一个晶胞的质量为，体积为，则晶体密度为。
20． +3和+1；7和6 增长
【详解】此题有一定难度，主要考查参赛者对配位化学基础知识的掌握和根据对称性及一些其他条件绘出分子结构的推演能力。
7-1这一小题重点考查参赛者对配位化学基础知识的掌握程度。
氧化数：在反应前的分子中，胺和膦都是中性配体，氯和环戊二烯是-1价配体，所以反应前钒的氧氧化数：在反应前的分子中，胺和膦都是中性配体，氯和环戊二烯是-1价配体，所以反应前钒的氧化数为：1+1+1=+3；在反应产物中，炔烃也是中性配体，只有环戊二烯是-1价配体，所以金属的氧化数为+1。
配位数：在反应前的分子中，两个氯和一个氮、磷各提供一对电子和钒配位，还有6个π电子的环戊二烯负离子可以提供其π电子和金属配位，共3对电子，所以总的配位数为： 2+1+1+3 = 7.在反应产物中，炔烃和氮、磷各提供一对电子给金属配位，炔烃提供的是一组π键中的电子去配位，而另一组π键由于对称性不匹配，即无法“头碰头”地去和金属的杂化轨道成键，所以不能成键，因此炔烃只提供一对电子，环戊二烯负离子仍提供3对电子，所以总的配位数为： 1+1+1+3 = 6。
从键级入手判断N-N键长变化：键级增大，键变强，键长缩短；键级减小，键变弱，键长增长。金属钒除了提供空的杂化轨道来和N2形成配位键外，它本身还有d电子处在未杂化的轨道上，它们可以与。N2的反键轨道形成反馈π键来加强金属与配体之间的相互作用，所以N2的反键轨道上部分填充了电子，N-N总键级是降低的，其键长应该增长。
反应产物的结构由X射线衍射确定，如下图所示：
文献表明，配位后的N—N键长为0.1212(8) nm，相比于单纯的N2分子，键长有所增加，同时V-N键长介于单键和双键之间，这些都有力地证明了反馈π键的存在及其对增强金属配体间力的作用。
7-2此题是一道结构绘制题，题目中给了较多的提示，所以难度有所降低。
条件一：3个铬原子的化学环境完全相同→3个铬原子必呈等边三角形分布，，其他配体分布不能破坏这个对称性。
条件二：乙酸根为桥连配体→乙酸根必均分在3个铬中间，注意到分子中共有6个乙酸根，所以每两个铬之间会夹杂两个乙酸根，而且它为桥连配体，所以应该是用羧酸根上的两个氧去把金属连接起来。
条件三：水分子为单齿配体→注意到分子中正好3个水分子，所以每个铬恰好均分一个水分 子。
最后注意到还剩一个氧原子，考虑到前面提到的铬的等价性，氧只有处于上述等边三角形的中心，才能维持这个等价性，所以氧的位置也被确定了下来。
综上，可以绘出下述结构：
评析7-1小题围绕一个 比较新颖的反应展开，综合了氧化还原、配位化学、氮气活化等多个知识点，考查了π配位体的配位数问题和反馈π键问题，对参赛者基本功要求较高。此反应涉及_______些比较前沿的领域，容易引起学生的兴趣。
7-2小题从一个复杂结构的对称性人手，引导学生发现化学中的对称美，通过对称性信息推断分子结构，虽然简单但构思不错。
21． (，1，)
【详解】①根据图示可知d点在后面的面心上，则d点的坐标为(，1，)；
②根据图示可知：在一个晶胞中含有Ti原子个数为8×=1，含有Co原子数为1；含有O原子数为6×=3，所以晶胞质量，所以a=nm。
22．(1) 1s22s22p63s23p2##[Ne] 3s23p2 自旋方向相反
(2) 八 Si8H8O12
(3) 1 sp3 σ键 >
(4) 分子 共价##原子
(5) 8
【解析】（1）
硅原子核外有14个电子，根据核外电子排布规律知，每个电子层上最多排2n2个电子，但最外层不大于8个电子，s能级上最多排2个电子，p能级上最多排6个电子，所以硅原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2或者[Ne] 3s23p2；根据泡利原理成对电子自旋方向相反；
故答案为1s22s22p63s23p2或者[Ne] 3s23p2，自旋方向相反；
（2）
A分子结构中Si原子位于顶点，被3个面所共有，每个面含有4个O原子和4个Si原子，共8个原子，硅的配位数为4；A为分子结构式，所有原子均为一个分子共有，分子中含有8个Si原子，8个H原子和12个O原子，故分子式为Si8H8O12；
故答案为八，Si8H8O12；
（3）
A分子中O原子显 2价，则Si显＋4价，H显 1价；O原子与Si原子形成2个σ共价键，且O原子还有2对孤对电子，即含有4个σ电子对，所以O原子采用的杂化类型为sp3杂化；两种元素非金属性差距越大极性越大，Si O之间的非金属性之差大于Si H之间的非金属性之差，所以Si O键的极性强于Si H键的极性；
故答案为 1，sp3，σ键，>；
（4）
图A所示为氢基倍半硅氧烷的分子结构，所以则氢基倍半硅氧烷形成的晶体类型为分子晶体，而SiO2为原子晶体；
故答案为分子，原子；
（5）
SiO2晶体为面心立方结构，每个SiO2晶胞含有Si原子的个数为，一个晶胞含有8个“SiO2”结构，所以一个晶胞的质量为，晶胞边长为anm，故SiO2晶体的密度=；
故答案为8，。
23．(1)d→e→f→g→b→c(或c→b)→h→i
(2)平衡气压，便于浓盐酸顺利流下
(3)饱和食盐水
(4)吸收，防止空气中水蒸气进入B中
(5)
【分析】A装置用高锰酸钾与浓盐酸反应制取氯气，生成的氯气中含有HCl与水蒸气，先用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸干燥氯气，干燥的氯气进入B中与铬反应生成，因易吸水，因此在B装置后应接一个盛有碱石灰的干燥管，用于除去过量氯气同时防止空气中的水蒸汽进入B中，影响产物，据此分析解答。
【详解】（1）由以上分析可知各管口的连接顺序为a→d→e→f→g→b→c(或c→b)→h→i，故答案为：d→e→f→g→b→c(或c→b)→h→i；
（2）装置A中橡皮管可以连接分液漏斗与锥形瓶，可以起到平衡分液漏斗与锥形瓶内压强，便于浓盐酸顺利流入锥形瓶，故答案为：平衡气压，便于浓盐酸顺利流下；
（3）装置C中的试剂X应盛放饱和食盐水，用于除去氯气中的HCl，故答案为：饱和食盐水；
（4）由以上分析可知装置D中盛放碱石灰的作用为吸收，防止空气中水蒸气进入B中，故答案为：吸收，防止空气中水蒸气进入B中；
（5）由化学式可知中心原子为Cr，其化合价为+3，，该配合物的中心微粒为，1mol该配合物中含有6molH2O，1molH2O中含有2mol键，6mol水中含12mol键，同时配合离子中含有6mol配位键，配位键属于键，1mol该配合物中共含有18mol键，个数为18NA，故答案为：；；
24．(1)7NA
(2)2++6HCl=4+N2↑+6H2O
(3) 排尽装置中的空气，防止+4价钒被氧化 VO2+
(4)除去晶体表面的氯化铵，减少晶体的溶解
(5)用溶液溶解后，加入溶液至稍过量，充分反应后继续滴加亚硝酸钠溶液至稍过量，再用尿素除去过量亚硝酸钠溶液，最后用0.0800mol/L的标准溶液滴定至终点
【分析】由题给流程可知，向五氧化二钒中加入盐酸、混合溶液，将五氧化二钒还原为VOCl2，VOCl2溶液与碳酸氢铵溶液反应后，抽滤、洗涤得到氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体。
【详解】（1）离子化合物含有的离子为N2H离子和氯离子，N2H离子含有7个σ键，则中含有的σ键数目为7NA，故答案为：7NA；
（2）由题意可知，五氧化二钒与盐酸、混合溶液反应生成VOCl2、氮气和水，反应的化学方程式为2++6HCl=4+N2↑+6H2O，故答案为：2++6HCl=4+N2↑+6H2O；
（3）由题给信息可知，+4价钒在弱酸性条件下具有还原性，能被氧气氧化，所以制备过程中，需向锥形瓶中通入二氧化碳排尽装置中的空气，防止+4价钒被氧化；若VOCl2溶液过量，所得紫色晶体会残留VO2+离子，故答案为：排尽装置中的空气，防止+4价钒被氧化；VO2+；
（4）VOCl2溶液与碳酸氢铵溶液反应得到的氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体表面会附有可溶的氯化铵，所以用饱和溶液洗涤晶体可以除去除去晶体表面的氯化铵，同时减少晶体的溶解，故答案为：除去晶体表面的氯化铵，减少晶体的溶解；
（5）测定氧钒(Ⅳ)碱式碳酸按晶体中钒的含量的实验方案为称量5.1000g样品于锥形瓶中，用溶液溶解后，加入溶液至稍过量，充分反应后继续滴加亚硝酸钠溶液至稍过量，再用尿素除去过量亚硝酸钠溶液，最后用0.0800mol/L的标准溶液滴定至终点，故答案为：用溶液溶解后，加入溶液至稍过量，充分反应后继续滴加亚硝酸钠溶液至稍过量，再用尿素除去过量亚硝酸钠溶液，最后用0.0800mol/L的标准溶液滴定至终点。
25．(1) ClO2的空间结构为V形，属于极性分子，水分子也为极性分子 5
(2)H2C2O4+2KClO3K2CO3+2ClO2↑+CO2↑+H2O
(3)冷凝收集ClO2
(4) 温度计 导管末端连接球形干燥管
(5) 酸式滴定管(25.00 mL) 2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O 8100
【分析】装置A为发生装置，KClO3与H2C2O4反应生成ClO2，经过装置B冷凝得到液态ClO2，装置C为尾气处理装置，以此解题。
(1)
ClO2中心Cl原子含2个σ电子对，同时Cl自身还有孤电子对，根据价层电子对互斥理论知ClO2空间构型为V形，极性分子，H2O也为V形极性分子，根据相似相溶原理知ClO2易溶于水；ClO2中分子中Cl提供孤电子对，O提供空轨道，两者之间形成配位键，Cl自身剩余1个2p能级上电子，与2个O原子2p能级上2个电子形成离域大π键，如图所示，；
(2)
根据题意，初步确定反应为：KClO3+H2C2O4→ClO2↑+CO2↑+K2CO3+H2O，根据得失电子守恒和元素守恒配平得完整方程式为：H2C2O4+2KClO3K2CO3+2ClO2↑+CO2↑+H2O；
(3)
由于ClO2的熔点很低，装置B可用于冷凝收集ClO2；
(4)
由于该反应需控制温度60℃，故装置A还应安装温度计以控制反应温度；CO2、ClO2等气体溶于NaOH溶液会引发溶液倒吸，故需将装置C改进引入防倒吸装置，可以导管末端连接球形干燥管；
(5)
①由于量取ClO2溶液需精确到小数点后两位，故需选用酸式滴定管(25.00 mL)；
②步骤2的目的是使ClO2充分与KI反应生成I2，根据得失电子守恒、电荷守恒(溶液显酸性可添加H+)、元素守恒配平，可得对应离子方程式为：2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O；
③结合②问所写方程式和步骤3方程式，得关系式：
则n(ClO2)=×=0.1 mol·L-1×12 mL×10-3L·mL-1=1.2×10-3 mol，所以原溶液中ClO2的含量==8100 mg·L-1。
26． 5 O元素 sp杂化 四面体形 CS2 SCN– CuFeS2
【分析】原子序数依次增大，A和C的L能层中都有两个未成对的电子，则A原子核外电子排布式为1s22s22p2，C原子核外电子排布式为1s22s22p4，A为C元素，C为O元素，B的原子序数介于C元素和O元素之间，则B为N元素。C、D同主族且位于相邻周期，可知D为S元素；F原子除最外能层只有1个电子外，其余各能层均全充满。F原子的核外电子数=2+8+18+1=29，为Cu元素，E和F的原子序数相差3且E的原子序数小于F，E的原子序数为26，为Fe元素，据此进行分析。
【详解】（1）基态S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，同一能级的电子能量相同，故S原子有1s、2s、2p、3s、3p共5种不同能量的电子。基态Fe原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，失去4s能级上的2个电子后变为亚铁离子，基态亚铁离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故Fe2+的价层电子轨道表示式为；答案为：5；；
（2）电负性的大小看元素非金属性的强弱，六种元素中非金属性最强的是O，故电负性最大的元素为O元素，答案为：O元素；
（3）C元素的最高价氧化物为CO2，中心C原子采取sp杂化；S元素的简单氢化物为H2S，H2S分子中S原子的价层电子对数=，其VSEPR模型为四面体形。答案为：sp杂化；四面体形；
（4）与CO2互为等电子体的分子有CS2和N2O等，与CO2互为等电子体的一价阴离子有SCN–和N3–等，答案为：CS2；SCN–；
（5）由晶胞结构图可知，该晶胞中含有S原子个数为8，含有Fe原子个数为，含有Cu原子的个数为，Cu、Fe、S原子数目之比=，则其化学式为CuFeS2，该晶胞的质量=，晶胞体积为，由；答案为：CuFeS2；。
27．(1) 6 3
(2) N＞O
(3) 第四周期Ⅷ族
(4) p
(5) 4 三角锥形
【分析】a元素的原子的L层上s能级电子数等于p能级电子数，则a原子的电子排布式为1s22s22p2，a为C元素；
b元素为非金属元素，其单质为气态，有多种氧化物且都是大气污染物，则b为N元素；
c元素的原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，则c为O元素；
d元素的正三价离子的3d能级为半充满，则d为Fe元素；
e元素的基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则e为Cu元素；
f元素的单质常温、常压下是易挥发的液体，基态原子的N层上有1个未成对的p电子，则f为Br元素；据此分析解答。
【详解】（1）元素a为C元素，每个原子的运动状态都不相同，则C原子的原子核外共有6种不同运动状态的电子，其电子排布式为1s22s22p2，故有3种不同能级的电子。
（2）b为N元素，c为O元素，N的2p能级为半充满状态，较稳定，难失去电子，故b、c的第一电离能的大小顺序为N＞O；a为C元素，非金属性越强，其简单氢化物越稳定，非金属性：O＞C，则a、c的简单气态氢化物中，更稳定的是。
（3）d为Fe元素，26号元素，则d元素在元素周期表中的位置是第四周期Ⅷ族，基态原子的简化电子排布式为；e为Cu元素，为29号元素，e元素基态原子的价电子轨道表示式为。
（4）f为Br元素，元素f位于周期表中p区，同主族元素，从上往下非金属性逐渐减弱，又非金属性越强，其对应的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，F无正价，则在f元素的同主族元素中，最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是。
（5）b为N元素，b元素与氢元素形成的10电子分子为NH3，价层电子对数是，有1对孤电子对，则分子的空间构型为三角锥形。
28． Mg 镍 哑铃形或纺锤形 3d7 F>N>O 1：1
【分析】X、Y、Z、W、Q均为短周期元素，原子序数依次增大，X基态原子的核外电子分布在3个能级，且各能级电子数相等，原子核外电子排布为1s22s22p2，故X为C元素；Z是地壳中含量最多的元素，则Z为O元素；Y原子序数介于碳、氧之间，故Y为N元素；W是电负性最大的元素，故W为F元素；元素Q的核电荷数等于Y、W原子的最外层电子数之和，则Q的核电荷数=5+7=12，则Q为Mg；R元素位于元素周期表第4周期第Ⅷ族，外围电子层有2个未成对电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d84s2，故R为Ni，据此分析解题。
【详解】(1)根据分析可知，元素Q是12号元素镁元素，故元素符号为Mg，元素R为28号元素为镍元素，故答案为：Mg；镍；
(2)由分析可知元素X是碳元素，其基态原子中，能量最高的能级为2p能级，p能级的原子轨道形状为哑铃形或纺锤形，故答案为：哑铃形或纺锤形；
(3)由分析可知，R为镍元素，其基态原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2，故基态R3+离子的外围电子排布式为3d7，故答案为：3d7；
(4)根据统一周期从左往右，第一电离能呈增大趋势，第ⅡA与ⅢA，ⅤA与ⅥA反常，故Y、Z、W三种元素第一电离能由大到小顺序为F>N>O，故答案为：F>N>O；
(5)由分析可知，由H(氢)、X、Y三种元素即H、C、N组成的化合物HXY中即HCN，HCN分子结构式为H-C≡N，单键为σ键，三键含有1个σ键、2个π键，故分子中σ键与π键的数目之比为2：2=1：1，故答案为：1：1。
