2023年高考真题变式分类汇编：原子轨道杂化方式及杂化类型判断5
一、选择题
1．（2021·辽宁）有机物a、b、c的结构如图。下列说法正确的是（ ）
A．a的一氯代物有3种 B．b是 的单体
C．c中碳原子的杂化方式均为 D．a、b、c互为同分异构体
2．（2021·山东）关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是（ ）
A．CH3OH为极性分子
B．N2H4空间结构为平面形
C．N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2
D．CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同
3．（2021·青岛模拟）某些醇和羧酸发生酯化反应过程如图，下列说法正确的是（ ）
A．该反应历程中，羧基碳原子存在sp2、sp3杂化方式的转化
B．用同位素标记的C2H518OH与CH3COOH反应，18O同时出现在酯和水中
C．酯化反应中加入浓硫酸，能够改变反应历程，但不能提高反应物转化率
D．选择合适的催化剂，可以使反应物实现100%转化
4．（2021·青岛模拟）在党的领导下，新中国成立后，我国航天事业从无到有，举世瞩目。以下说法错误的是( )
A．1970年我国发射的第一颗人造地球卫星“东方红一号”采用银锌电池供电，锌做电池的负极
B．2003年“神舟五号”载人飞船遨游太空，飞船燃料偏二甲肼(CH3)2NNH2中C、N原子杂化方式相同
C．2007年“嫦娥一号”探月卫星任务之一是探测月球上3He含量及分布。3He与4He互为同素异形体
D．2021年“天问一号”探测器成功着陆火星，它搭载了新型纳米气凝胶做热控材料，气凝胶的分散剂是气体
5．（2021·济南模拟）分子人工光合作用”的光捕获原理如图所示，WOC1是水氧化催化剂WOC在水氧化过程中产生的中间体，HEC1是析氢催化剂HEC在析氢过程中产生的中间体。下列说法错误的是（ ）
A．“分子人工光合作用”将H2O分解为H2和O2，将光能以化学能的形式储存在H2、O2中
B．1 mol WOC1中通过螯合作用形成的配位键有8 mol，其中N原子的杂化方式均为sp2
C．水氧化过程的反应为：
D．HEC1里面的H…H作用为静电排斥作用
6．（2021·德州模拟）近年来，光催化剂的研究是材料领域的热点方向。一种Ru络合物(如图所示)复合光催化剂可将CO2转化为HCOOH。下列说法错误的是（ ）
A．Ru络合物中第二周期元素的电负性由大到小的顺序为O>N>C
B．如图结构的吡啶环( )中C，N原子的杂化方式均为sp2
C．吡啶( )与水可形成氢键，故易溶于水
D．HCOOH的沸点比HCHO高，主要因为HCOOH相对分子质量大于HCHO
7．（2021·宿迁模拟）Cu－ZnO－ZrO2可催化CO2加氢制备甲醇，反应过程如图所示(其中吸附在催化剂表面的物种用*标注)。下列说法错误的是（ ）
A．H2O参与了该催化循环
B．存在反应*H3CO－＋H2O=CH3OH＋*HO－
C．CO2与CH3OH分子中碳原子的轨道杂化类型分别为sp2和sp3
D．该催化循环中生成了有毒气体CO
8．（2020·天津模拟）下列说法中错误的是( )
A． 离子中心原子上的孤电子对数是1，立体构型为平面三角形
B．元素周期表第三周期主族元素中，简单离子半径最小的是
C．金刚石转化为石墨为放热反应，说明相同条件下石墨比金刚石稳定
D． 、 都是非极性分子
9．（2020·天津模拟）关于 中的相关微粒，下列化学用语表示正确的是( )
A． 的结构示意图：
B．HClO的电子式：
C． 的中心原子杂化轨道类型：
D．中子数为20的氯原子：
10．（2020·天津模拟）下列描述中正确的是（ ）
A．BeCl2为V形的极性分子
B．ClO4 的空间构型为正四面体形
C．P4和CH4都是正四面体分子且键角都为109°28′
D．H2O和CO32 的中心原子均为sp3杂化
11．（2020·潍坊模拟）最新发现C3O2是金星大气的成分之一，化学性质与CO相似。C3O2分子中不含环状结构且每个原子均满足8电子稳定结构。下列叙述错误的是( )
A．元素的第一电离能：O>C
B．3p轨道上有1对成对电子的基态X原子与基态O原子的性质相似
C．C3O2中C原子的杂化方式为sp3
D．C3O2分子中σ键和π键的个数比为1：1
12．（2020·临朐模拟）最近科学家发现都由磷原子构成的黑磷（黑磷的磷原子二维结构如图）是比石墨烯更好的新型二维半导体材料．下列说法正确的是（ ）
A．石墨烯属于烯烃
B．石墨烯中碳原子采用sp3杂化
C．黑磷与白磷互为同素异形体
D．黑磷高温下在空气中可以稳定存在
13．（2020·潍坊模拟）在抗击新冠病毒肺炎中瑞德西韦是主要药物之一。瑞德西韦的结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．瑞德西韦中N、O、P元素的电负性：N>O>P
B．瑞德西韦中的N-H键的键能大于O-H键的键能
C．瑞德西韦中所有Ｎ都为sp3杂化
D．瑞德西韦结构中存在o键、π键和大π键
二、非选择题
14．（2021·海南）金属羰基配位化合物在催化反应中有着重要应用。HMn(CO)5是锰的一种简单羰基配位化合物，其结构示意图如下。
回答问题：
（1）基态锰原子的价层电子排布式为 。
（2）配位化合物中的中心原子配位数是指和中心原子直接成键的原子的数目。HMn(CO)5中锰原子的配位数为 。
（3）第一电离能的大小：C O(填“大于”或“小于”)。
（4） 中碳原子的杂化轨道类型是 ，写出一种与具有相同空间结构的-1价无机酸根离子的化学式 。
（5）CH3Mn(CO)5可看作是HMn(CO)5中的氢原子被甲基取代的产物。CH3Mn(CO)5与I2反应可用于制备CH3I，反应前后锰的配位数不变，CH3Mn(CO)5与I2反应的化学方程式为 。
（6）MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型，如图所示。前者的熔点明显高于后者，其主要原因是 。
以晶胞参数为单位长度建立坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。在晶胞坐标系中，a点硫原子坐标为 ，b点锰原子坐标为 ，则c点锰原子坐标为 。
15．（2021·山东）非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：
（1）基态F原子核外电子的运动状态有 种。
（2）O、F、Cl电负性由大到小的顺序为 ；OF2分子的空间构型为 ；OF2的熔、沸点 (填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是 。
（3）Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为 ，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是 (填标号)。
A．sp B．sp2
C．sp3 D．sp3d
（4）XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中有 个XeF2分子。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，称为原子的分数坐标，如A点原子的分数坐标为( ， ， )。已知Xe—F键长为rpm，则B点原子的分数坐标为 ；晶胞中A、B间距离d= pm。
16．（2021·广东）[选修3：物质结构与性质]
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）H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为 。
（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S原子采取sp3杂化
B．在Ⅱ中S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9a所示）中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。
①图9b为Ge晶胞中部分Ge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9c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Mr，则X晶体的密度为 g/cm3（列出算式）。
17．（2021·梅州模拟）在稀土开采技术方面，我国遥遥领先，无论是美国的芒廷帕斯还是澳大利亚的稀土矿山，均为在我国技术的参与下才实现产出。我国科学家最早研究的是稀土—钴化合物的结构。请回答下列问题：
（1）钴原子的价层电子的电子排布式为 ，Co4+中存在 种不同能级的电子。
（2）Co3+在水中易被还原成 Co2+，而在氨水中可稳定存在，其原因为 。
（3）一种钴的配合物乙二胺四乙酸合钴的结构为 ，1mol 该配合物形成的配位键有 mol，配位原子是 ，碳原子的杂化类型有 。
（4）钴蓝晶胞结构如下图所示，该立方晶胞由4个I型和4个型小立方体构成，其化学式为 ，晶体中Al3+占据O2-形成的 (填 “四面体空隙”或 “八面体空隙”)。NA为阿伏加德罗常数的值，钴蓝晶体的密度为 g·cm-3(列计算式；1nm=10-9m)。
18．（2021·揭阳模拟）黄铜矿( )是炼铜的最主要矿物，在野外很容易被误认为黄金，故又称愚人金。
（1）基态 原子价层电子排布式为 ，其未成对电子数是 。
（2）请判断沸点高低： (填写“>”或“＜”)。 沸点低于 的原因是 。
（3）S有多种价态的化合物。回答下列问题：
①下列关于气态 和 的说法中，正确的是 。
A．中心原子的价层电子对数目相等 B．都是极性分子
C．中心原子的孤对电子数目相等 D．都含有极性键
②将纯液态 冷却到289.8K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如下图所示，此固态 中S原子的杂化轨道类型是 。
③ 、 中S的化合价均为+6.与 互为等电子体的分子的化学式为 ， 中过氧键的数目为 。
（4） 的晶胞如图所示，晶胞参数为a 、b 。 的晶胞中每个 原子与 个S原子相连，晶体密度 (列出计算式即可，阿伏加德罗常数的数值为 )。
19．（2021·惠州模拟）氮(N)、磷(P)、砷(As)等都是ⅤA族的元素，该族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。回答下列问题：
（1）化合物N2H4的电子式为 。
（2）As原子的核外电子排布式为 。
（3）P和S是同一周期的两种元素，P的第一电离能比S大，原因是 。
（4）NH4+中H-N-H的健角比NH3中H-N-H的键角大，原因是 。
（5）Na3AsO4中含有的化学键类型包括 ；AsO43-空间构型为 ，As4O6的分子结构如图所示，则在该化合物中As的杂化方式是 。
（6）白磷(P4)的晶体属于分子晶体，其晶胞结构如图(小圆圈表示白磷分子)。已知晶胞的边长为acm，阿伏加德罗常数为NAmol-1，则该晶胞中含有的P原子的个数为 ，该晶体的密度为 g·cm-3(用含NA、a的式子表示)。
20．（2021·漳州模拟）近年来，科学家在超分子、纳米材料等众多领域的研究过程中发现含磷化合物具有重要的应用。
（1）具有超分子结构的化合物 M，其结构如图，回答下列问题：
①化合物 M 中存在的微粒间的作用力有 ；
②化合物 M 中碳原子的杂化方式为 ；
③基态磷原子 价层电子轨道表示式为 ，磷酸根离子的空间构型为 ，PH3分子与 NH3 分子相比， 的键角更大
（2）2019年电子科技大学孙旭平教授团队报道了一种磷化硼纳米颗粒作为高选择性 CO2电化学还原为甲醇的非金属电催化剂。磷化硼熔点特别高，处于极高温的空气环境时也具有抗氧化作用。其晶胞结构如图所示：
①氮化硼与磷化硼具有相似的结构，比较 BN 和 BP 的熔点并说明原因： ；
②磷化硼晶体中与硼原子距离最近且相等的硼原子数为 ；
③若图中 A 处磷原子坐标为(0，0，0)，D处磷原子坐标为(1，1，0)，则E处的硼原子坐标为 ；
④已知磷化硼晶胞中 A处磷原子与D处磷原子间的距离为a pm，则硼原子与最近磷原子的核间距为 pm。
21．（2021·厦门模拟）金属在生产、生活中应用广泛，其配合物在治疗癌症方面有重要的运用。回答下列问题：
（1）基态 的价电子排布式为 ，第二电离能 ， ， 的原因是 。
（2）胆矾、SOD酶的活性中心结构分别如图a、b所示：
①胆矾晶体中存在 (填标号)。
A．金属键 B．σ键 C．π键 D．非极性键
② 的空间结构是 。
③SOD酶中C原子的杂化方式是 、 。
（3）一种新型的层状化合物的晶体结构如图所示，已知底边边长为anm，高为cnm。
当晶体Cu和Zn的数目之比为1:1时，该化合物的化学式为 。
22．（2021·成都模拟）铁、钴均为第四周期Ⅷ族元素,它们的单质及化合物具有广泛用途. 回答下列问题:
（1）基态Co2＋中成单电子数为 ;Fe和 Co的第三电离能I3(Fe) I3(Co) (填 “＞”、“＜”或“＝”).
（2）化学上可用 EDTA 测定 Fe2＋ 和 Co2＋ 的含量. EDTA 的结构简式如图所示:
①EDTA 中电负性最大的元素是 ,其中 C原子轨道杂化类型为 ;
②EDTA 存在的化学键有 (填序号).
a． 离子键 b． 共价键 c． 氢键 d．σ键 e．π键 f． 配位键
（3）将1mol
CoCl3·4NH3溶于水中,加入足量 AgNO3溶液生成 1 mol AgCl沉淀. 则CoCl3·4NH3中配离子的化学式为 ;已知孤电子对与成键电子的排斥作用大于成键电子对与成键电子的排斥作用,试判断 NH3分子与钴离子形成配合物后
H－N－H 键角 (填“变大”、“变小”或“不变”).
（4）一种铁氮化合物具有高磁导率,其结构如图所示:
已知晶体的密度为ρg·cm－3,阿伏加德罗常数为 NA.
①该结构中单纯分析铁的堆积,其堆积方式为 ;
②该铁氮化合物的化学式为 ;
③计算 Fe(Ⅱ)构成正八面体的体积为 cm3.
23．（2020·珠海模拟）目前我国研制的稀土催化剂催化转化汽车尾气示意图如下：
（1）Zr原子序数为40，价电子排布式为4d25s2，它在周期表中的位置是 。
（2）图中互为等电子体的两种气体分子是 。
（3）C3H8中所有碳原子的杂化方式是 。
（4）图中属于非极性的气体分子是 。
Fe、Mn元素的部分电离能数据列于下表中
元素 Fe Mn
电离能(kJ·mol-1) I1 759 717
I2 1561 1509
I3 2957 3248
（5）从上表两元素部分电离能数据比较的可知，气态Mn2+再失去一下电子比气态Fe2+再夫去一个电子难，原因是 。
（6）CO与Ni可生成羰基镍[Ni(CO)4]，已知其中镍的化合价为0，镍原子在基态时核外电子排式为 ，[Ni(CO)4]的配体是 ，配位原子是 。
（7）为了节省贵金属并降低成本，也常用钙钛矿型复合氧化物作为催化剂。一种复合氧化物结构如图所示，则与每个Sr2+紧邻的O2-有 个。
（8）与Zr相邻的41号元素Nb金属的晶格类型为体心立方晶格，原子半径为apm，相对原子质量为b，阿伏加德罗常数为NA，试计算晶体铌的密度为 g·cm-3(用来a、b、NA表示计算结果)。
24．（2020·梅县模拟）2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古德伊纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰三位科学家，以表彰他们在锂电池领域所做出的巨大贡献。 、 常用作锂离子电池的正极材料，请回答下列问题：
（1）基态锂原子的最高能级的电子云形状是 ；基态磷原子有 个未成对电子；基态铁原子核外电子排布式为 。
（2） 中 的配位数为4，配体中N的杂化方式为 ，该配离子中各元素的第一电离能由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。
（3） 在水中易被还原成 ，而在氨水中可稳定存在，其原因为 。
（4） 属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示：
这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为 (用n代表P原子数)。
（5）钴蓝晶体结构如下图，该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成。晶体中 占据 形成的 (填“四面体空隙”或“八面体空隙”)；钴蓝晶体的密度为 (列出计算式，用 表示阿伏加德罗常数的值)。
25．（2020·宣城模拟）铁、铜及其化合物应用广泛。回答下列问题：
（1）基态铁原子核外最后一个电子填充在 (填能级符号)，含有 个成单电子，具有磁性。
（2）铁氰化钾 是检验 的重要试剂。
①铁氰化钾中，所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
②铁氰化钾中，不存在 (填字母标号)。
A．离子键 B．σ键 C．π键 D．氢键 E.金属键
（3）血蓝蛋白是某些节肢动物体内能与氧气可逆结合的一种铜蛋白，其部分结构示意图如图。其中 的化合价为 价， 的杂化类型是 。
（4） 合金可看作由如图所示的(a)、(b)两种原子层交替堆积排列而成。图中虚线构建的六边形，表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置；(c)是由(a)和(b)两种原子层交替堆积成 合金的晶体结构图。在这种结构中，同一层的 距离为 。
① 合金中 。
②同一层中， 原子之间的最短距离是 ，设 为阿伏加德罗常数的值，若要求算 晶体的密度，还需要知道的物理量是 (钙、铜元素的相对原子质量为已知量)。
26．（2020·芜湖模拟）Na3OCl是一种良好的离子导体，具有反钙钛矿晶体结构。
回答下列问题：
（1）基态Ti原子4s轨道上的一个电子激发到4p轨道上形成激发态，写出该激发态价层电子排布式 。第三电离能：Ca Ti（填“大于”或“小于”）。
（2）由O、Cl元素可组成不同的单质和化合物，其中Cl2O2能破坏臭氧层。
①Cl2O2的沸点比H2O2低，原因是 。
②O3分子的中心原子杂化类型为 ；与O3互为等电子体的是 （任意写一种）。
（3）Na3OCl可由以下方法制得：2Na+2NaOH+2NaCl 2Na3OCl+H2↑，在该反应中，形成的化学键有 （填标号）。
A．金属键 B．离子键 C．配位键 D．极性键
E．非极性键
（4）Na3OCl晶体属于立方晶系，其晶胞结构如图所示。已知：晶胞参数为anm，密度为dg cm3。
①Na3OCl晶胞中，O位于各顶点位置，Cl位于 位置。
②用a、d表示阿伏加德罗常数的值NA= （列计算式）。
27．（2020·江苏模拟）研究表明，利用FeCl2、NH4H2PO4、Li2CO3和苯胺( )制备的磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作电池的正极材料。
（1）Fe2+基态核外电子排布式为 。
（2）N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序为 。
（3）CO32-中心原子轨道的杂化类型为 ；与CO32-互为等电子体的一种分子为 (填化学式)。
（4）1 mol苯胺分子中含有σ键的数目为 ；苯胺与甲苯的相对分子质量相近，但苯胺的沸点高于甲苯，其原因是 。
28．（2020·徐州模拟）合成氨工艺的一个重要工序是铜洗，其目的是用铜液(醋酸二氨合铜、氨水)吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体。铜液吸收CO的反应方程式为：Cu(NH3)2Ac＋CO＋NH3 [Cu(NH3)3CO]Ac (Ac－为CH3COO－的简写)
（1）基态原子中未成对电子数最多的短周期元素X，与上述反应中所有元素均不在同一周期，该基态原子的电子排布式为 。
（2）[Cu(NH3)3CO]Ac组成元素中，第一电离能最大的元素是 。(填元素符号)。
（3）HAc可通过将CH3CHO氧化得到，比较HAc与乙醛的沸点高低，并说明原因： 。
（4）C、N两种原子可形气体分子 (CN)2，也可形成有剧毒性的CN－。(CN)2性质与卤素单质类似，判断(CN)2中C原子轨道杂化类型为 。与CN－互为等电子体的一种非极性分子的化学式为 。
（5）铜晶胞结构如图，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为 。
。
29．（2020·启东模拟）丁二酮肟可用于镍的检验和测定，其结构式如图：
（1）Ni元素基态原子价电子排布式为 ，C、N、O第一电离能由大到小的顺序是 。
（2）1mol丁二酮肟含有的σ键数目是 ，碳原子的杂化方式为 。
（3）丁二酮肟镍分子内含有的作用力有 (填字母)。
a.配位键 b. 离子键 c. 氢键 d. 范德华力
（4）某镍白铜的晶胞如图所示，其化学式为 。
30．（2020·南通模拟）由硝酸锰[Mn(NO3)2]制备的一种含锰催化剂，常温下能去除甲醛、氢氰酸(HCN)等有毒气体。
（1）Mn2＋基态核外电子排布式是 。NO3-的空间构型为 (用文字描述)
（2）甲醛分子中，碳原子的杂化方式为 。
（3）HCN分子中σ键与π键的数目比为 。H、C、N三种元素的电负性由大到小的顺序为 。
（4）硝酸锰受热可分解生成NO2和某种锰的氧化物。该氧化物晶胞结构如右图所示。写出硝酸锰受热分解的化学方程式： 。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断；同分异构现象和同分异构体；取代反应；聚合反应
【解析】【解答】A．根据等效氢原理可知，a的一氯代物有3种如图所示： ，A符合题意；
B．b的加聚产物是： ， 的单体是苯乙烯不是b，B不符合题意；
C．c中碳原子的杂化方式由6个 ，2个sp3，C不符合题意；
D．a、b、c的分子式分别为：C8H6，C8H6，C8H8，故c与a、b不互为同分异构体，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】
A.根据等效氢分析，含3种等效氢；
B.单体应是含碳碳双键；
C.杂化类型 、sp3两种；
D.分子式均不同，不属于同分异构。
2．【答案】B
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系；判断简单分子或离子的构型；极性分子和非极性分子；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.甲醇可以看作是甲烷中氢原子被羟基取代的产物，甲烷是含有极性键的非极性分子，但是甲醇是含有极性键的极性分子，故A不符合题意
B.N2H4中的氮原子是sp3杂化，应该是两个三角锥形形成的构型，故B符合题意
C.N2H4和 (CH3)2NNH2 均含有氮原子，均含有孤对电子，均易形成氢键，但是前者氢原子的个数多，形成的氢键多，沸点高，故C不符合题意
D. CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均为sp3杂化，杂化方式相同，故D不符合题意
【分析】A.根据正负电荷中心是否重合进行判断
B.根据氮原子的成键方式即可判断杂化方式
C.比较形成氢键的个数即可
D.分别找出成键方式即可判断杂化方式
3．【答案】A
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断；催化剂；化学平衡的影响因素；酯化反应
【解析】【解答】A．由反应过程图可知存在 → → 过程， 中C的价层电子对数=3+ =3，为sp2杂化， 中C的价层电子对数=4+ =4，为sp3杂化，即该反应历程中，羧基碳原子存在sp2、sp3杂化方式的转化，A符合题意；
B．由反应历程可知酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”，因此用同位素标记的C2H518OH与CH3COOH反应得到CH3CO18OC2H5+H2O，因此18O出现在酯中，水中无18O，B不符合题意；
C．酯化反应中浓硫酸作催化剂和吸水剂，作催化剂改变了反应历程，作吸水剂使酯化反应平衡正向移动，能提高反应物转化率，C不符合题意；
D．酯化反应是可逆反应，可逆反应有限度，催化剂不能使平衡发生移动，因此选择合适的催化剂，不可以使反应物实现100%转化，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、根据碳原子的成键情况确定其杂化方式；
B、根据酯化反应的原理分析；
C、浓硫酸的吸水性，可促使平衡正向移动；
D、催化剂不影响平衡移动；
4．【答案】C
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断；同素异形体；分散系、胶体与溶液的概念及关系；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．银锌电池中锌做负极，氧化银做正极，故A不符合题意；
B．偏二甲肼(CH3)2NNH2中，两个碳原子均为 杂化，两个氮原子均为 杂化，所以C、N原子杂化方式相同，故B不符合题意；
C．3He与4He质子数相同，中子数不同，互为同位素，故C符合题意；
D．新型纳米气凝胶是将分散质分散到气态分散剂中，故D不符合题意；
故答案为C。
【分析】A．银锌电池中锌做负极；
B．偏二甲肼(CH3)2NNH2中C和N均为sp3杂化；
C．同位素是质子数相同，中子数不同的核素；
D．新型纳米气凝胶是将分散质分散到气态分散剂中。
5．【答案】D
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断；化学反应中能量的转化；常见能量的转化及运用
【解析】【解答】A．由题中可看出，H2O在WOC的作用下变成O2，故反应方程式为：2H2O 2H2↑+O2↑，光能以化学能的形式储存在H2和O2中，A不符合题意；
B．螯合作用是化学反应中金属阳离子以配位键与同一分子中的两个或更多的配位原子(非金属)键合而成含有金属离子的杂环结构的一种作用。该结构中Ru(钌)与N形成配位键有8个，因此1 mol中有8 mol配位键，其中N形成了一个共价双键，1个N原子结合3个原子，故N原子的杂化方式为sp2杂化，B不符合题意；
C．水氧化过程中，H2O失去电子变为O2，结合图示可知水氧化过程的反应为： ，C不符合题意；
D．静电作用是化学键中离子键形成的本质，在HEC1中没有形成离子键，因此不存在静电作用，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.关注水的分解过程中能量的转化形式，此题的情景中光能转化成了化学能；
B.配位键的标注方式不一样，有箭头的表示配位键，注意配位键的数目判断，该结构中Ru(钌)与N形成配位键有8个；
C.电荷守恒、原子守恒、电子守恒的结合运用，；
D.HEC1中没有形成离子键，所以没有静电排斥作用。
6．【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A．第二周期元素除Ne电负性从左往右逐渐增强，故电负性由大到小的顺序为O>N>C，A不符合题意；
B．如图结构的吡啶环( )中C、N原子的价层电子对均为3，故杂化方式均为sp2，B不符合题意；
C．吡啶( )含电负性强的N元素，氮原子上的一对未共用电子能与水形成氢键，C不符合题意；
D．HCOOH存在分子间作用力和氢键，且HCOOH分子间氢键作用较强，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.元素的周期表位置，注意同一周期元素的电负性大小关系；
B.氮原子的孤电子对，价电子对数目包括孤电子对数目；
C.吡啶环含有电负性强的氮原子，可以和水分子形成氢键；
D.甲酸的沸点高于甲醛，主要是因为氢键作用力更强；
7．【答案】C
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断；有机物的合成
【解析】【解答】A．由图可知H2O参与反应，又有H2O生成，故参与了该催化循环，A不符合题意；
B．由图可知存在反应*H3CO－＋H2O=CH3OH＋*HO－，B不符合题意；
C．CO2分子中碳原子的轨道杂化类型为sp，CH3OH分子中碳原子的轨道杂化类型为sp3，C符合题意；
D．从图中可知，*COOH－＋*H+=CO＋H2O，该催化循环中生成了有毒气体CO，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据图示的给的反应流程图，可以看出水解时水参与反应，而在生成甲醇时又生成了水，根据反应得流程可以写出反应的流程方程式，计算出二氧化碳和甲醇分子中的碳原子的价层电子对即可判断杂化方式，据流程图所示，可以知道产物又一氧化碳产生。
8．【答案】A
【知识点】判断简单分子或离子的构型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A． 离子中心原子上的孤电子对数为：(5-3×2+1)/2=0，立体构型为平面三角形，A符合题意；
B．非金属元素原子形成电子时，其半径会变大，而金属元素形成离子时，其半径会变小。第三周期中，只有Na、Mg、Al三种金属元素，金属元素原子失去最外层电子而形成离子后，他们的核外电子数都为10，质子数比电子数多，质子吸引电子，质子越多，引力就越大，半径就越小，Al的质子数最多，故其半径最小，B不符合题意；
C．金刚石转化为石墨为放热反应，说明相同条件下石墨的总能量比金刚石的低，所以石墨比金刚石稳定，C不符合题意；
D． 为直线形分子， 为平面三角形分子，它们的分子构型是对称的，正负电荷中心重合，合力均为0，都是非极性分子，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】只含极性键的化合物不一定是极性分子，如甲烷，分子的极性与非极性是由分子的电荷分布情况决定的。非极性分子其分子内部电荷分布均匀，分子构型是对称的，正负电荷中心重合；而极性分子的内部电荷分布不均匀，分子构型是不对称的，正负电荷中心不重合。
9．【答案】C
【知识点】化学键；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；化合价与化学式
【解析】【解答】A. 的结构示意图： ，A不符合题意；
B. HClO的电子式： ，B不符合题意；
C. 中氧原子的价层电子对数= 键+孤对电子数=2+2=4，所以杂化轨道类型： ，C符合题意；
D. 中子数为20的氯原子： ，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.注意区分离子和原子的结构示意图。
C.根据价层电子对互斥理论求解分子的杂化类型；
D.在忽略电子的情况下，质子数+中子数=质量数；
10．【答案】B
【知识点】键能、键长、键角及其应用；配合物的成键情况；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．BeCl2为中心原子的价层电子对数为 =2，不含孤对电子，所以分子的空间构型为直线形，正负电荷中心重合，所以为非极性分子，A不符合题意；
B．ClO4 的中心原子的价层电子对数为 =4，不含孤对电子，所以空间构型为正四面体，B符合题意；
C．二者虽都是正四面体形分子，但白磷中键角为60°，CH4键角为109°28ˊ，C不符合题意；
D．水分子的中心原子价层电子对数为 =4，为sp3杂化，CO32 的中心原子价层电子对数为 =3，所以为sp2杂化，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A．根据价层电子对互斥理论确定分子的空间构型，价层电子对个数VP=键合电子对数BP+孤电子对数LP，极性分子结构不对称，正负电荷重心不重叠；
B．依据价层电子对互斥理论可知，中心原子的价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数，据此判断离子的空间构型；
C．白磷中键角为60°；
D．CO32-的中心原子均为sp2杂化。
11．【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；物质结构中的化学键数目计算
【解析】【解答】A.同一周期，从左到右，第一电离能逐渐增大，因此第一电离能O>C，选项正确，A不符合题意；
B.3p轨道上有1对成对电子的基态X原子为S原子，O和S位于同一主族，二者的化学性质相似，选项正确，B不符合题意；
C.C3O2分子中不含有环状结构，且每个原子均满足8电子稳定结构，因此C3O2的结构简式为O=C=C=C=O，碳原子采用sp杂化，选项错误，C符合题意；
D.C3O2的结构简式为O=C=C=C=O，其中含有4个双键，每个双键中含有一个σ键和一个π键，因此分子中σ键和π键的个数比为1:1，选项正确，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.根据第一电离能的递变规律分析；
B.3p轨道上有1对成对电子的基态X原子为S原子；
C.根据题干信息确定C3O2的结构，从而确定碳原子的杂化方式；
D.根据C3O2的结构简式确定其所含σ键和π键的个数比；
12．【答案】C
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断；同素异形体
【解析】【解答】A.石墨烯是碳的一种单质，不属于有机物，因此也不属于烯烃，A不符合题意；
B.石墨烯中碳原子采用sp2杂化，B不符合题意；
C.黑磷和白磷都是由磷元素组成的单质，属于同素异形体，C符合题意；
D.高温下，黑磷能与空气中的O2反应生成P2O5，不可稳定存在，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.石墨烯属于碳的一种单质；
B.石墨烯中碳原子为sp2杂化；
C.根据同素异形体的定义进行分析；
D.根据P的性质分析；
13．【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；化学键；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.非金属性越强，电负性越强， 因此三种元素的电负性强弱为O>N>P，A不符合题意；
B.由于O原子的半径小于N原子的半径，且O的电负性大于N，因此O-H键的键能大于N-H键的键能，B不符合题意；
C.由所给结构可知，氮原子形成N=C和N≡C，因此氮原子的杂化方式为sp2、sp3杂化，C不符合题意；
D.由所给结构可知，分子结构中含有双键，因此含有π键，含有单键，因此含有σ键，分子结构中含有苯环，因此含有大π键，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A.结合电负性的递变规律分析；
B.根据化学键键能影响因素分析；
C.根据氮原子的成键情况分析；
D.根据所给物质的结构分析；
14．【答案】（1）
（2）6
（3）小于
（4）；
（5）
（6）MnS中阴阳离子所带电荷数比NaCl的多，离子键强度更大；
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；配合物的成键情况；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）Mn元素是第25号元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，所以本问应填“ ”；
（2）由题干图例所示，HMn(CO)5中Mn原子以配位键连接5个C原子，1个H原子，所以本问应填“6”；
（3）根据元素周期律，总体规律同一周期元素从左到右第一电离能依次增强，特殊规律同周期IIA族第一电离能大于IIIA族，VA族第一电离能大于VIA族，C是IVA族，O是VIA族，不涉及特殊规律，所以本问应填“小于”；
（4）①根据价层电子对互斥理论， 中心原子C连接3个O原子，所以δ键为3，孤电子对数 (阴离子计算孤电子对数时，所带负电荷绝对值要与中心原子价电子数相加)，所以 中C原子价层电子对数为3，孤电子对数为0，故其离子结构为平面三角形；再根据价层电子对数与杂化轨道对应关系，可知 中C原子的杂化轨道类型是sp2，故本问第一空应填“sp2”；
②按题目要求，阴离子中心原子价层电子对数应为3，孤电子对数为0，带电荷量为-1，无机酸根一般是含氧酸阴离子，所以代入孤电子对公式可解得其中心原子价电子数为5，所以本问第二空应填“ ”；
（5）根据题目描述，CH3Mn(CO)5与I2交换原子(或原子团)，形成新物质，故本问应填“ ”；
（6）①离子晶体熔沸点高低不光与晶体结构有关，也与离子带电荷量有关，MnS晶体中每个离子都带2个单位电荷(正或负)，而NaCl晶体中，每个离子只带1个单位电荷，所以本问第一空应填“MnS中阴阳离子所带电荷数比NaCl的多，离子键强度更大”；
②根据题目所给信息，依据a、b两点原子的三维坐标推得，MnS晶胞的三维坐标关系是以b点左侧y轴上同一高度的S原子中心为三维坐标中心，轴向上每两个最近的S原子(或Mn原子)间距为单位长度，那么c点Mn原子的坐标为 ，故本问第二空应填“ ”。
【分析】
（1）锰元素质子数25，其1s22s22p63s23p63d54s2，其价层电子排布是3d54s2；
（2）根据结构示意图，配位数是6；
（3）同周期电离能自左到右依次增大，但存在例外，如IIA和IIIA族，VA族和VIA族；
（4）C原子价层电子对数为3，孤电子对数为0，杂化轨道类型是sp2，而相似构型的负一价酸根离子只有硝酸根；
（5）按照要求交换原子团即可；
（6）硫化锰所带的电荷数较多，离子键强度大，熔点相对较高。
15．【答案】（1）9
（2）F>O>Cl；角(V)形；低于；OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量大，Cl2O的熔、沸点高
（3）5；D
（4）2；(0，0， )； pm
【知识点】原子核外电子的运动状态；原子核外电子的能级分布；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）基态氟原子的质子数为9，核外有9个电子对应着9种不同的运动状态，故正确答案为9
（2）半径越小，电负性越大，而半径大小为 F＜O＜Cl ，因此电负性大小为 F>O>Cl ，根据VSEPR理论有，价层电子对为4孤对电子为2，知OF2分子的空间构型是V型， OF2 和 Cl2O 结构相似，相对分子质量是Cl2O 大于OF2 ，沸点是 OF2 低于 Cl2O ，故正确答案是： F>O>Cl 、V型、 低于 、 OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量大，Cl2O的熔、沸点高
（3）XeF2易升华，所以是分子晶体，其中心原子的价层电子对数为2+=5，含有2对孤对电子，是sp杂化，故正确答案是5，d
（4）Xe的半径大于F，大球为Xe，小球是F，大球占据体心和顶点，Xe个数=1+8x=2，小球8个占据棱，2个在晶胞内部，F的个数为2+8x=4，因此晶胞中含有2个XeF2分子，B点在Z轴上， Xe—F键长为rpm ，因此B点的坐标是 (0，0， ) ，AB的长度是 pm ，故正确答案是 2 、 (0，0， ) 、 pm
【分析】（1）核外有几个电子可判断几种运动状态
（2）电负性一定程度上相当于得电子能力，半径越小，得电子能力越强，电负性越大，计算出 OF2 的价层电子对和孤对电子即可判断构形，分子晶体结构相似，沸点与相对分子质量有关
（3）根据公式即可计算出价层电子对，找出孤对电子对即可判断构型以及杂化方式
（4）根据晶胞结构中占位方式即可计算出原子的个数，根据晶胞图数据即可计算出坐标以及距离
16．【答案】（1）3s23p4
（2）H2O>H2S>CH4
（3）六
（4）D
（5）化合物III
（6）由图9c可知，图9b中Sb、Hg原子取代位置除图9b外还有其它形式；4；1：1：2；
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）硫的原子序数为16，其原子核外有三个电子层，最外层电子数为6，因此基态硫原子的价电子排布式为3s23p4。
（2）H2S、CH4和H2O都是分子晶体，其中H2O分子间存在氢键，因此H2O的沸点最高；而H2S、CH4中，由于H2S的相对分子质量大于CH4，则H2S分子间范德华力大于CH4分子间范德华力，因此沸点H2S>CH4；故三者的沸点大小关系：H2O>H2S>CH4。
（3）第六周期零族元素的原子序数为86，因此第80号元素Hg位于第六周期第ⅢB族。
（4）A、化合物Ⅰ中硫原子的价层电子对数为，因此化合物Ⅰ中硫原子采用sp3杂化，A符合题意；
B、化合物Ⅱ中所含元素为H、C、O、S、Hg，同周期元素，核电荷数越大，电负性越大，同主族元素，核电荷数越大，电负性越小，因此五种元素中，电负性最大的为O元素，B不符合题意；
C、化合物Ⅲ中，碳元素都以单键的形式连接，构成四面体结构，因此C-C-C的键角为109°18′，C不符合题意；
D、化合物Ⅲ是一种钠盐，存在离子键，同时C、H和C、S之间存在共价键，D符合题意；
E、化合物Ⅳ中硫氧元素之间形成S-O、S=O两种化学键，二者的键能不同，E不符合题意；
故答案为：AD
（5）化合物Ⅰ中存在氢键，可溶于水，化合物Ⅲ是一种钠盐，可溶于水；由于化合物Ⅲ溶于水后电离产生阴离子中三个氧原子都能形成氢键，因此等物质的量的两种物质溶于水后，化合物Ⅲ新田城的氢键更多，因此化合物Ⅲ更易溶于水。
（6）① 对比图9b和图9c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，不符合晶胞是晶体最小重复单元的要求，因此不属于晶胞结构。
②以晶胞上方立方体中右侧面心中Hg原子为例，同一晶胞中与Hg距离最近的Sb的数目为2，右侧晶胞中有2个Sb原子与Hg原子距离最近，因此X的晶体中与Hg距离最近的Sb原子的个数为4；
该晶胞中Sb原子均位于晶胞内，因此1个晶胞中含有Sb原子的个数为8；Ge原子位于警告顶点、面心和体心，因此一个晶胞中含有Ge原子的个数为：；Hg原子位于棱边、面心，因此一个晶胞中含有Hg原子的个数为：。因此该晶胞中原子个数比Hg:Ge:Sb=1:1:2。
③一个晶胞的质量为，一个晶胞的体积为(x×10-7cm) ×(y×10-7cm) =x y×10-21cm ，因此晶体的密度。
【分析】（1）根据基态硫原子的原子结构和最外层电子数确定其价电子排布式。
（2）毫根据分子晶体沸点的影响分析。
（3）根据零族元素的原子序数分析。
（4）A、结合化合物Ⅰ中硫原子的价层电子对数分析；
B、结合电负性的递变规律分析；
C、根据化合物Ⅲ中C的成键情况确定其键角；
D、根据化合物Ⅲ的结构确定其所含的化学键；
E、根据化合物Ⅳ种所含的硫氧化学键分析。
（5）根据二者的结构，结合氢键分析。
（6）①结合所给结构分析；
②根据晶胞结构和均摊法分析；
③根据晶胞结构和密度公式进行计算。
17．【答案】（1）；6
（2）Co3+可与 NH3形成较稳定的配合物
（3）6；N、O；
（4）CoAl2O4；八面体空隙； (或 177×1021÷NA或其它合理答案)
【知识点】原子核外电子的能级分布；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Co是27号元素，价电子排布式为3d74s2；；Co4+的核外电子排布式是1s22s2sp63s23p63d5 存在6种不同能级的电子；故答案为：3d74s2；6；
(2) Co3+有空轨道，可与 NH3形成较稳定的配合物，所以在氨水中可稳定存在，故答案为：Co3+可与 NH3形成较稳定的配合物；
(3) 乙二胺四乙酸合钻中的氮原子、氧原子均提供孤电子对作为配位原子，所以1mol该配合物形成的配位键有6mol；碳原子有sp2、sp3两种杂化方式；故答案为：6；N、O；sp2、sp3；
(4) 根据钻蓝晶体晶胞结构分析，一个晶胞中含有的Co、Al、0个数分别为 、4×4=16、8×4=32，所以晶体的化学式为CoAl2O4；根据结构观察，晶体中Al3+占据O2-形成的八面体空隙；该晶胞的体积为(2a×10-7)3cm3，该晶胞的质量为 ，则钻蓝晶体的密度为 ；故答案为：CoAl2O4；八面体空隙； (或 177×1021÷NA或其它合理答案)。
【分析】（1）根据原子核外电子排布即可写出价层电子排布和钴离子的电子排布
（2）可形成配合物条件是空轨道和孤对电子
（3）找出提供孤对电子的原子数目即可，考查的是-CH2-和酯基中碳原子的杂化方式
（4）根据占据位置计算出化学式即可，结合图片找出占位置即可，根据ρ=m/v计算密度即可
18．【答案】（1）；4
（2）>； 是离子晶体，微粒间作用力是离子键； 是分子晶体，微粒间作用力是分子间作用力。分子间作用力的强度远小于离子键，故 沸点更低
（3）A、D；； (或 、 )；1
（4）4；
【知识点】原子核外电子的能级分布；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Fe为26号元素，核外电子排布为2、8、14、2，价电子排布式为： ，其中未成对电子数为4，故答案为： ；4；
(2) 和 都为分子晶体，两者组成结构相似，水分子间存在氢键，故水的沸点高于硫化氢，而硫化钠属于离子晶体，离子键的强度大于分子间作用力，故水的沸点低于硫化钠，故答案为：>； 是离子晶体，微粒间作用力是离子键； 是分子晶体，微粒间作用力是分子间作用力。分子间作用力的强度远小于离子键，故 沸点更低；
(3)①A.三氧化硫中心S原子的价电子对数= ，二氧化硫中心S原子的价电子对数= ，两者价电子对数相同，故正确；
B.由价电子对数可知三氧化硫为平面三角形结构，正负电荷重心重合为非极性分子，故不正确；
C.三氧化硫中心原子不存咋孤对电子，二氧化硫中心原子存在1对孤对电子，故不正确；
D.两者均为S-O键，均是极性键，故正确；
故答案为：AD；
②由结构可知每个S原子通过共用一对电子与四个氧原子相连，为 杂化，故答案为： ；
③ 含5个原子，价电子数为32，与其互为等电子体的分子有 (或 、 )， 中S为+6价，设-1价氧有x个，则根据元素化合价的代数和为0得：12+2=x+2×(8-x) x=2，则过氧键个数为1，故答案为： (或 、 )；1；
(4)由晶胞结构中体心Cu的连接可知，每个Cu周围有4个S相连，Cu原子有8个在顶点、4个在面上、1个在体心，个数为： ，S原子8个均在体内，Fe原子有6个在面上、4个在棱上，个数为： ，则晶胞的质量为： g，晶胞的体积= ，则晶胞的密度= = ，故答案为：4； ；
【分析】（1）根据核外电子的排布情况，即可写出价层电子排布和未成对电子数
（2）沸点高低与氢键的关系，不同类型的晶体沸点不同
（3）①根据计算求出中心原子的价层电子对和孤对电子数即可 ② 根据成键的数目判断杂化的方式 ③考查的等电子体的书写，根据化合价代数和求出过氧键的数目
（4）根据晶胞可以找出与铜原子相连的硫原子个数，根据ρ=m/v计算即可
19．【答案】（1）
（2）ls22s22p63s23p63d104s24p3 或[Ar]3d104s24p3
（3）P的p亚层是半充满状态，比较稳定，所以笫一电离能比硫的大
（4）NH4+中的氮原子上均为成键电子，而NH3分子中的氮原子上有一对孤对电子，孤对电子和成键电子之间的排斥力强于成键电子和成键电子之间的排斥力，导致NH4+中H-N-H的键角比NH3中大
（5）离子键、共价键；正四面体；sp3
（6）16；
【知识点】原子核外电子的能级分布；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)N2H4分子中存在N—N键，每个N原子还连接2个H原子,电子式为： ；
(2)As为33号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3；
(3)P的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，S的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，P元素的3p轨道处于半充满状态，比相邻的Si、S更难失去电子，所以P的第一电离能更大；
正确答案：P的p亚层是半充满状态，比较稳定，所以第一电离能比硫的大；
(4)NH4+、NH3中N原子都是采用sp3杂化，但是NH3分子中存在一对孤对电子，由于孤对电子对成对电子的斥力更大，所以NH3分子中H—N—H键角更小；
正确答案：NH4+中的氮原子上均为成键电子，而NH3分子中的氮原子上有一对孤对电子，孤对电子和成键电子之间的排斥力强于成键电子和成键电子之间的排斥力，导致NH4+中H-N-H的键角比NH3中大；
(5)Na3AsO4中，Na+与AsO43-之间形成离子键，AsO43-中，As与O之间形成共价键。AsO43-的As采用sp3杂化，空间构型为正四面体；从As4O6的结构可以看出，As的成键对数为3，孤对数目为 =1，所以As的杂化方式仍然是sp3；
正确答案：离子键、共价键；正四面体、sp3；
(6)晶胞中含有P4分子数8× +6× =4，P原子数目为16 ，晶胞体积a3cm3，所含粒子质量 g，所以晶体密度为 = g/cm3；
正确答案：16、 。
【分析】①同一周期从左到右，各元素第一电离能总体呈增大趋势，但是ns轨道全满、np轨道全满、半满状态时，该元素的电离能大于相邻的粒子。②晶胞在晶体中的各个方向上都可以重复排列，所以晶胞表面的原子都是与相邻的晶胞共用的，晶胞中原子数研究中，表面的原子只占到其中的几分之一，晶胞内部的原子则完全属于该晶胞。具体，常见的立方体的晶胞，顶点的原子晶胞占1/8，棱边上的原子晶胞占1/4，面上的原子晶胞占1/2。
20．【答案】（1）共价键、氢键；sp2、sp3；；正四面体；NH3
（2）BN的熔点大于BP；二者均为原子晶体，N原子半径比P原子小，B－N键键长比B－P键短，B－N键键能较大，因此BN晶体的熔点高于BP晶体；12；( ， ， )；
【知识点】原子核外电子的能级分布；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】 (1)①由图可知M中含有共价键和氢键；
②M中苯环上的碳原子的杂化方式为sp2，饱和碳原子的杂化方式为sp3；
③P位于第三周期VA族，故基态磷原子价层电子轨道表示式为 ；磷酸根离子中P原子的价层电子对数为4，孤对电子数为 ，故其空间构型为正四面体；PH3分子与NH3分子相比，N原子的电负性大于P原子，中心原子的电负性越大，键角越大，故NH3的键角更大。
(2)①由题意“氮化硼与磷化硼具有相似的结构”“磷化硼熔点特别高”可知，BN与BP均为原子晶体(即共价晶体)，因N原子半径比P原子小，B－N键键长比B－P键短，B－N键键能较大，因此BN晶体的熔点高于BP晶体的熔点；
②由磷化硼晶胞结构可知，P原子位于立方体的8个顶点与6个面心，与P原子距离最近且相等的P原子有12个，且一个晶胞中P原子的个数为 ；B原子位于立方体内，因此一个晶胞中B原子的个数为4，可知晶胞中B与P的个数比为1：1，因此与硼原子距离最近且相等的硼原子也有12个；
③将磷化硼晶胞分为8个小的立方体，四个硼原子分别位于四个交错的小立方体体心位置，若图中A处磷原子坐标为(0，0，0)，D处磷原子坐标为(1，1，0)，则E处的硼原子坐标为( ， ， )；
④设硼原子与最近磷原子的核间距为L pm，由磷化硼晶胞可知，A处磷原子与D处磷原子位于面对角线位置，A、D的距离为a pm，则磷化硼晶胞边长为 a pm，晶胞体对角线等于4L pm，则4L pm= × a pm，可得L= 。
【分析】（1）①根据结构式判断微粒键的作用力②计算中心原子价层电子对即可③根据核外电子排布即可写出价层电子轨道，计算价层电子对和孤对电子即可判断构型，考查的是电负性对键角的影响
（2）①考查的是熔点和键长的关系，键越短，键能越大 ② 据图就可找出距离最近的原子个数 ③ 据图所示，硼原子处于1/8个晶胞中心位置 ④硼原子处于1/8个晶胞中心位置，根据计算即可
21．【答案】（1）3d10；Cu+再失去的是全充满的3d10电子，Zn+再失去的是4s1电子，全满状态较稳定
（2）BC；正四面体；sp3；sp2
（3）CuZnKTe2
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Cu为29号元素，失去最外层一个电子形成Cu+，基态Cu+原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，所以Cu+的价电子排布式为3d10；Cu+的外围电子排布为3d10，Zn+的外围电子排布为3d104s1，Cu+再失去的是全充满的3d10电子，Zn+再失去的是4s1电子，所以元素铜的第二电离能高于锌的；
(2)①根据胆矾的结构可知胆矾晶体中存在水分子和Cu2+形成的配位键、O原子和H原子形成的σ键、S原子和O原子形成的π键、硫酸根和Cu2+形成的离子键、硫酸根中O原子和水分子中氢原子形成的氢键，
故答案为：BC；
②ClO 中心原子价层电子对数为 =4，不存在孤电子对，所以为正四面体；
③SOD酶中苯环、五元环的C原子为sp2杂化，其余C原子均为饱和C原子，为sp3杂化；
(3)根据均摊法，该物质中K原子的个数为 =2，Te原子的个数为 =4，Cu和Zn原子共有 =4个，Cu和Zn的数目之比为1:1，则Zn有2个，Cu有2个，所以该化合物的化学式为CuZnKTe2。
【分析】（1）根据核外电子排布规律即可写出价电子排布式，d能级全满状态较稳定
（2）①根据原子之间连接的方式即可确定成键类型② 计算出中心原子价层电子对和孤对电子对即可③计算出中心中心原子的价层电子对即可
（3）根据占位情况计算出晶胞中各原子的个数即可
22．【答案】（1）3；＜
（2）O；sp3、sp2杂化；b、d、e
（3）[Co(NH3)4Cl2]＋；变大
（4）面心立方堆积；Fe3(Ⅱ)Fe(Ⅲ)N；
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；化学键；配合物的成键情况；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Co为27号元素，核外电子排布式为[Ar]3d74s2，失去2个电子形成Co2+，核外电子排布式为[Ar]3d7，3d轨道上有3个单电子；Fe失去第三个电子可形成d轨道半满的[Ar]3d5，半满结构较稳定，故Fe更容易失去第三个电子，所以I3(Fe)
②由EDTA的结构简式可知，几种非金属元素间形成的均为共价键，由于羧基中有碳氧双键，双键中一条σ键一条π键，故选b、d、e；
(3)配合物的内界不能电离出配位的离子，1molCoCl3·4NH3溶于水中，加入足量AgNO3溶液生成1molAgCl沉淀，说明配合物的外界有1个Cl-，内界有2个Cl-，配离子的化学式为[Co(NH3)4Cl2]+；NH3中N的孤电子对进入Co3+的空轨道，形成配位键，此时孤电子对形成了化学键，孤电子对与成键电子的排斥作用大于成键电子对与成键电子的排斥作用，故NH3分子与钴离子形成配合物后H-N-H键角变大；
(4)①由图可知，每个晶胞中的Fe位于顶点和面心处，属于面心立方最密堆积；
②根据均摊法，Fe(III)的个数为8×=1，Fe(II)的个数为6×=3，N在晶胞内部，个数为1，故化学式为Fe3(II)Fe(III)N或Fe4N；
③晶胞密度ρ=，则V==cm3，晶胞的棱长为cm，Fe(II)构成正八面体的棱长为cm，正八面体的体积为2××()2××=cm3。
【分析】(1)根据Co核外电子排布式判断即可；熟悉影响电离能大小的因素以及物质的原子结构即可；
(2)①熟悉常见元素的电负性比较；注意C形成不同化学键时的杂化方式；
②非金属元素间形成共价键，σ键为单键，双键存在一条π键；
(3)根据反应物的物质的量判断；孤电子对形成了化学键，会导致孤电子对与成键电子的排斥作用大于成键电子对与成键电子的排斥作用；
(4)①熟悉晶胞的常见堆积方式；
②根据均摊法计算；
③根据ρ=，V=计算。
23．【答案】（1）第五周期ⅣB族
（2）N2、CO
（3）sp3
（4）N2、O2、CO2
（5）Mn2+转为化Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态
（6）1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar] 3d84s2；CO；C
（7）12
（8）
【知识点】判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Zr原子序数为40，价电子排布式为4d25s2，最高能层为5，位于周期表第5周期，价电子数为4，位于第4纵列，所以位于第ⅣB族，即Zr位于周期表第5周期ⅣB族；(2)N2和CO原子总数相同，价电子总数均为10，二者互为等电子体；(3)C3H8分子中每个C原子含有4个σ键，所以每个C原子价层电子对数是4，则C原子采用sp3杂化；(4)O2和N2是以非极性键结合的双原子一定为非极性分子；CO2中含有极性键，空间构型为直线形，结构对称，分子中正负电荷中心重叠，为非极性分子；(5)由Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2+到Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少；(6)镍元素为28号元素，根据核外电子排布规律可知基态Ni原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar] 3d84s2；[Ni(CO)4]的配体是CO，虽然C和O原子都有孤电子对，但C的电负性较小更容易给出电子，所以配位原子为C；(7)根据晶胞结构示意图可知，位于棱心上的12个O2-与Sr2+紧邻；(8)体心立方堆积中体对角线上的三个原子相切，设晶胞棱长为x，则有 x=4a，所以x= apm，则晶胞的体积V= 3pm3= 3×10-30cm3；根据均摊法，晶胞中所含Nb原子的个数为 =2，所以晶胞的质量m= g，所以晶胞的密度为 = g·cm-3。
【分析】(1)根据原子序数和价电子排布式分析其在元素周期表中的位置；(2)原子总数相同，价电子总数也相同的分子、离子或基团为等电子体；(3)根据C3H8中碳原子的成键方式判断杂化方式；(4)正负电荷中心重合的分子为非极性分子；(5)根据Mn2+和Fe2+的核外电子排布分析；(6)镍元素为28号元素；配合物中一般由金属离子提供空轨道，非金属原子提供孤对电子；(8)根据原子半径计算晶胞棱长，得到晶胞体积，根据均摊法计算晶胞中原子数目，计算质量，再根据 计算密度。
24．【答案】（1）球形；3； （或 ）
（2）；
（3） 可与 形成较稳定的配合物
（4）
（5）八面体空隙；
【知识点】原子核外电子的能级分布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)锂是3号元素，核外电子排布为1s22s1，最高能级是2s，其电子云形状是球形；磷是15号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，其未成对电子数是3p能级上的3个电子；铁是26号元素，C根据核外电子排布规律可得其基态铁原子核外电子排布式1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；
故答案为：球形；3；1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；(2)NO3－中价层电子对数为5+0+12=3，故为sp2杂化；一般情况下非金属性越强第一电离能越大，但由于N原子中最外层为半充满状态，比较稳定，故第一电离能大于O，所以第一电离能由小到大的顺序为 ；
故答案为：sp2； ；(3) 可与 形成较稳定的配合物，故 在水中易被还原成 ，而在氨水中可稳定存在；(4)可以根据磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化学式推导：PO43-、P2O74-、P3O105-磷原子的变化规律为：1、2、3、4，n氧原子的变化规律为：4、7、10、3n+1酸根所带电荷数的变化规律为：3、4、5、n+2，这类磷酸根离子的化学式可用通式 来表示；（5）根据钴蓝晶体晶胞结构观察，晶体中Al3+占据O2-形成的八面体空隙；该晶胞的体积为(2a×10-7)3，该晶胞的质量为32×16+16×27+8×59NA=8(59+2×27+4×16)NA，所以密度为 ；
故答案为：八面体空隙； 。
【分析】金属阳离子易与氨气、水等物质形成稳定的络合物；、第（4）问属于跨学科综合题目，首先用数学的找规律递推到通式，写出磷酸的化学式，然后寻找规律。
25．【答案】（1）3d；4
（2）；DE
（3）+1；
（4）5；；上下两层 之间的最短距离或上下两层 之间的最短距离
【知识点】原子核外电子排布；原子核外电子的运动状态；化学键；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)基态铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，3d能级的能量高于4s能级，则先填充4s能级，最后填充3d能级，根据泡利原理和洪特规则，3d能级上有4个单电子； (2)①铁氰化钾中，所涉及的元素有Fe，K，C，N，金属原子的第一电离能小于非金属原子，同周期的C和N，第一电离能N＞C，同周期的K，Fe，第一电离能呈现增大的趋势，由此判断；所以所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为：N＞C＞Fe＞K，②铁氰化钾属于配合物，由K+、Fe3+和CN 构成，是离子化合物，存在离子键，含有CN ，CN 中存在C≡N三键，一个C≡N由1个σ键和2个π键组成，化合物中不存在氢键和金属键，故答案为：DE； (3)如结构示意图所示，其中 与氮原子形成配位键，带一个单位正电荷，所带电荷来自于铜，其中 的化合价为+1价；与铜相结合的 氮原子与碳原子形成碳氮双键，为sp2杂化，与氢结合的氮原子，成键电子对数为3，孤电子对数为1，结构类似氨气，氮原子为sp3杂化；(4)①该晶胞中Ca原子个数=12× +2× =3、Cu原子个数=12× +6× +6=15，则该晶胞中 Ca原子与Cu原子个数比为3:15=1：x，x=5；②同一层中，六边形中心上的Ca原子和边上的两个Ca原子形成正三角形，所以Ca原子之间的最短距离是六边形边长=2× ×(同层相邻Ca Cu距离)=2× ×294pm=294 pm；计算晶胞的密度要计算晶胞的体积，晶胞层内六边形边长(Ca原子之间距离)已知，还需要知道层与层之间晶胞的边长，即上下两层Ca-Ca之间的最短距离或上下两层Ca-Cu之间的最短距离。
【分析】(1)基态铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，3d能级的能量高于4s能级，据此分析；(2)①铁氰化钾中，所涉及的元素有Fe，K，C，N，金属原子的第一电离能小于非金属原子，同周期的C和N，第一电离能N＞C，同周期的K，Fe，第一电离能呈现增大的趋势，由此判断；②分析构成铁氰化钾配合物的粒子可知，该物质是离子化合物，含有CN-，CN-中存在C≡N三键；(3)如结构示意图所示，其中 与氮原子形成配位键，但一个单位正电荷，所带电荷来自于铜，与铜相结合的 氮原子与碳原子形成碳氮双键，与氢结合的氮原子，成键电子对数为3，孤电子对数为1，结构类似氨气；(4)①根据c图，利用均摊法计算 合金中x；②同一层中，六边形中心上的Ca原子和边上的两个Ca原子形成正三角形，所以Ca原子之间的最短距离是六边形边长=2× ×(同层相邻Ca-Cu距离)；计算晶胞的密度要计算晶胞的体积。
26．【答案】（1）3d24s14p1；大于
（2）H2O2分子间存在氢键；sp2；SO2(或NO3-等)
（3）B；E
（4）体心；
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）基态Ti原子4s轨道上的一个电子激发到4p轨道上形成激发态，该激发态价层电子排布式3d24s14p1，Ca原子失去两个电子后恰好达到全满结构，很难失去第三个电子，第三电离能Ca较大。（2）①同种类型晶体的熔沸点高低取决于微粒间作用力的大小，H2O2分子间存在氢键，熔沸点高；
②根据价层电子对互斥理论，O3分子的中心O原子的价层电子对为 ，杂化形式为sp2，O3分子为V形结构，分子中正负电荷重心不重合，为极性分子，与O3互为等电子体的是SO2(或NO3-等)。（3）在反应2Na+2NaOH+2NaCl 2Na3OCl+H2↑中，形成的化学键有Na3OCl中Na与O、Na与Cl间的离子键，H2分子内有H与H间的非极性键，即故答案为：BE。（4）①Na3OCl晶体结构中空心白球类原子6× =3、顶点阴影球类原子8× =1、实心黑球类原子1×1=1，根据Na3OCl化学式，可判断钠原子应为空心白球，氯原子应为实心黑球，处在晶体结构的体心。
②已知晶胞参数为a nm，密度为d g cm-3，则d g cm-3= = ，解得：NA= 。
【分析】同种类型晶体的熔沸点高低取决于微粒间作用力的大小，分子间存在氢键的熔沸点高；②根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论分析解答；根据Na3OCl和H2存在的化学键类型判断；根据均摊法分析判断Na3OCl晶体结构中空心白球、顶点阴影球、实心黑球的数目再结合Na3OCl化学式分析判断；由密度公式ρ= 计算解答。
27．【答案】（1）[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
（2）O>N>P
（3）sp2；SO3
（4）14 mol；苯胺分子间可形成氢键
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】（1）铁是26号元素，其基态电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，失去2个电子变成亚铁离子Fe2+，Fe2+基态核外电子排布式为[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6；（2）同周期从左到右、同主族从下到上，电负性逐渐增大，根据元素在元素周期表中的位置，可知N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序为：O＞N＞P；（3）CO32-中心原子碳原子孤对电子对数= =0，杂化轨道数目=3+0=3，碳原子采取sp2杂化；CO32-的原子数为4，价电子数为24，等电子体是指具有相同原子数和相同价电子数的分子或原子团，根据等电子体的定义可知，与CO32-互为等电子体的分子有SO3、BF3等，答案为：sp2；SO3；（4）苯胺（ ）中C-C键、C-H键、C-N键、N-H键均为σ键，1 mol苯胺分子中含有σ键的数目共计为14mol；苯胺为分子晶体，由分子构成，苯胺与甲苯的相对分子质量相近，但苯胺的沸点（184.4℃）高于甲苯的沸点（110.6℃），原因是苯胺分子之间存在氢键，答案为：14mol；苯胺分子间可形成氢键。
【分析】氢键存在于分子之间而不是分子内，强度大于分子间作用力，弱于化学键。
28．【答案】（1）1s22s22p63s23p3
（2）N
（3）乙酸，主要原因是乙酸分子间存在氢键，而乙醛分子间不存在氢键
（4）sp；N2
（5）12
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)反应中涉及的元素有H、C、N、O、Cu，X与上述反应中所有元素均不在同一周期，则X在第三周期元素，基态原子中未成对电子数最多的短周期元素X是磷，是15号元素，3p轨道为半充满状态，核外电子排布式1s22s22p63s23p3；
(2)H、C、N、O、Cu元素中，C、N、O位于同周期，同周期从左到右，第一电离能呈现增大的趋势，但N的2p轨道为半充满，第一电离能比相邻原子大；Cu是位于第四周期的元素，电离能较小；H位于第一周期元素，电离能也较小，故N的第一电离能最大；
(3)乙酸中含有羧基，乙醛中含有醛基，HAc的沸点高于乙醛，主要原因是乙酸分子间存在氢键，而乙醛分子间不存在氢键；
(4)(CN)2性质与卤素单质类似，应该为直线型分子，C原子轨道杂化类型为sp杂化；与CN－互为等电子体的一种分子为2个原子，最外层电子数为10个，属于非极性分子的化学式为N2；
(5)以上底面中心的铜原子为研究对象，距离最近的铜原子位于上底面的顶点，共有4个铜原子，上下晶胞的侧面的面心位置各有4个铜原子，共有12个铜原子与上底面的铜原子距离最近。
【分析】（1）该元素X是磷，是15号元素，注意第VA元素核外电子结构特点；
（2）注意N元素电离能的特殊性；
（3）氢键导致物质沸点升高，据此分析；
（4）根据卤素单质性质，分析该物质的杂化类型；等电子体是指价电子数和原子数（氢等轻原子不计在内）相同的分子、离子或基团；
（5）注意晶胞的立体结构。
29．【答案】（1）3d84s2；N>O>C
（2）15 mol；sp2和sp3
（3）ac
（4）Cu3Ni
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；配合物的成键情况；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）Ni为第27号元素，其基态价电子排布式为3d84s2；第一电离能总的趋势为同一周期从左向右一次递增，但由于第二、五主族在电子排布时特使，是第二、五主族的元素的电离能较相邻两个主族元素的第一电离能大些，故C、N、O三种元素的第一电离能大小从大到小为N>O>C；
（2）根据丁二酮肟的结构可以得出，1mol丁二酮肟中含有15mol的σ键；其中碳原子存在sp2杂化和sp3杂化两种杂化方式；
（3）丁二酮肟镍是由两个丁二酮肟和一个镍构成，丁二酮肟镍中Ni与N原子之间以配位键形式存在，一个丁二酮肟中的O原子与另外一个丁二酮肟中的H原子以氢键形式存在；
（4）Ni在晶胞中占有8个定点，故一个晶胞中含有 =1和Ni原子，Cu在晶胞中占有6个面心，故一个晶胞中含有 =3个Cu原子，故镍白铜的分子式为Cu3Ni。
【分析】（1）Ni的核电荷数是27，基态Ni原子核外电子排布式为[Ar]3d84s2；同一周期元素，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族第一电离能大于其相邻元素；
（2）共价单键为σ键、共价双键中含有一个σ键和一个π键；该分子中甲基上C原子价层电子对个数是4、连接甲基的碳原子价层电子对个数是3，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化类型；
（3）根据配合物的结构图可判断键的类型；
（4）根据均摊法计算晶胞的化学式。
30．【答案】（1）[Ar]3d5；平面正三角形
（2）sp2
（3）1∶1；N>C>H
（4）Mn(NO3)2 MnO2＋2NO2↑
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）Mn为25号元素，Mn2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5；
NO3-中N原子形成3个δ键，没有孤电子对，则应为平面三角形；（2）甲醛分子中C原子价层电子对个数为3且不含孤电子对，所以甲醛为平面三角形结构，C原子杂化类型是sp2；(3) HCN的分子结构为H-C N，其中C-H键为σ键，C N键中含1个σ键和2个π键，故σ键与π键的数目比为1：1；
同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大，则有电负性C＜N，H的电负性最小，故有：N>C>H；(4) 根据该氧化物晶胞结构，结合均摊法可知，锰原子数为 ，O原子数为 ，则氧化物的化学式为MnO2，硝酸锰受热可分解生成NO2和MnO2，则硝酸锰受热分解的化学方程式为：Mn(NO3)2 MnO2＋2NO2↑。
【分析】（1）Mn原子核外电子数为25，原子形成阳离子先按能层高低失去电子，能层越高的电子越容易失去，同一能层中按能级高低失去电子，能级越高越容易失去；
根据价层电子对互斥理论判断NO3-的空间构型；（2）甲醛分子中C原子价层电子对个数为3且不含孤电子对；（3）HCN的分子结构为H-C N，根据结构式推出σ键与π键的数目比；同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大，据此分析； （4）根据该氧化物晶胞结构，结合均摊法算出氧化物的化学式，再写出化学方程式。
2023年高考真题变式分类汇编：原子轨道杂化方式及杂化类型判断5
一、选择题
1．（2021·辽宁）有机物a、b、c的结构如图。下列说法正确的是（ ）
A．a的一氯代物有3种 B．b是 的单体
C．c中碳原子的杂化方式均为 D．a、b、c互为同分异构体
【答案】A
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断；同分异构现象和同分异构体；取代反应；聚合反应
【解析】【解答】A．根据等效氢原理可知，a的一氯代物有3种如图所示： ，A符合题意；
B．b的加聚产物是： ， 的单体是苯乙烯不是b，B不符合题意；
C．c中碳原子的杂化方式由6个 ，2个sp3，C不符合题意；
D．a、b、c的分子式分别为：C8H6，C8H6，C8H8，故c与a、b不互为同分异构体，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】
A.根据等效氢分析，含3种等效氢；
B.单体应是含碳碳双键；
C.杂化类型 、sp3两种；
D.分子式均不同，不属于同分异构。
2．（2021·山东）关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是（ ）
A．CH3OH为极性分子
B．N2H4空间结构为平面形
C．N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2
D．CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同
【答案】B
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系；判断简单分子或离子的构型；极性分子和非极性分子；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.甲醇可以看作是甲烷中氢原子被羟基取代的产物，甲烷是含有极性键的非极性分子，但是甲醇是含有极性键的极性分子，故A不符合题意
B.N2H4中的氮原子是sp3杂化，应该是两个三角锥形形成的构型，故B符合题意
C.N2H4和 (CH3)2NNH2 均含有氮原子，均含有孤对电子，均易形成氢键，但是前者氢原子的个数多，形成的氢键多，沸点高，故C不符合题意
D. CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均为sp3杂化，杂化方式相同，故D不符合题意
【分析】A.根据正负电荷中心是否重合进行判断
B.根据氮原子的成键方式即可判断杂化方式
C.比较形成氢键的个数即可
D.分别找出成键方式即可判断杂化方式
3．（2021·青岛模拟）某些醇和羧酸发生酯化反应过程如图，下列说法正确的是（ ）
A．该反应历程中，羧基碳原子存在sp2、sp3杂化方式的转化
B．用同位素标记的C2H518OH与CH3COOH反应，18O同时出现在酯和水中
C．酯化反应中加入浓硫酸，能够改变反应历程，但不能提高反应物转化率
D．选择合适的催化剂，可以使反应物实现100%转化
【答案】A
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断；催化剂；化学平衡的影响因素；酯化反应
【解析】【解答】A．由反应过程图可知存在 → → 过程， 中C的价层电子对数=3+ =3，为sp2杂化， 中C的价层电子对数=4+ =4，为sp3杂化，即该反应历程中，羧基碳原子存在sp2、sp3杂化方式的转化，A符合题意；
B．由反应历程可知酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”，因此用同位素标记的C2H518OH与CH3COOH反应得到CH3CO18OC2H5+H2O，因此18O出现在酯中，水中无18O，B不符合题意；
C．酯化反应中浓硫酸作催化剂和吸水剂，作催化剂改变了反应历程，作吸水剂使酯化反应平衡正向移动，能提高反应物转化率，C不符合题意；
D．酯化反应是可逆反应，可逆反应有限度，催化剂不能使平衡发生移动，因此选择合适的催化剂，不可以使反应物实现100%转化，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、根据碳原子的成键情况确定其杂化方式；
B、根据酯化反应的原理分析；
C、浓硫酸的吸水性，可促使平衡正向移动；
D、催化剂不影响平衡移动；
4．（2021·青岛模拟）在党的领导下，新中国成立后，我国航天事业从无到有，举世瞩目。以下说法错误的是( )
A．1970年我国发射的第一颗人造地球卫星“东方红一号”采用银锌电池供电，锌做电池的负极
B．2003年“神舟五号”载人飞船遨游太空，飞船燃料偏二甲肼(CH3)2NNH2中C、N原子杂化方式相同
C．2007年“嫦娥一号”探月卫星任务之一是探测月球上3He含量及分布。3He与4He互为同素异形体
D．2021年“天问一号”探测器成功着陆火星，它搭载了新型纳米气凝胶做热控材料，气凝胶的分散剂是气体
【答案】C
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断；同素异形体；分散系、胶体与溶液的概念及关系；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．银锌电池中锌做负极，氧化银做正极，故A不符合题意；
B．偏二甲肼(CH3)2NNH2中，两个碳原子均为 杂化，两个氮原子均为 杂化，所以C、N原子杂化方式相同，故B不符合题意；
C．3He与4He质子数相同，中子数不同，互为同位素，故C符合题意；
D．新型纳米气凝胶是将分散质分散到气态分散剂中，故D不符合题意；
故答案为C。
【分析】A．银锌电池中锌做负极；
B．偏二甲肼(CH3)2NNH2中C和N均为sp3杂化；
C．同位素是质子数相同，中子数不同的核素；
D．新型纳米气凝胶是将分散质分散到气态分散剂中。
5．（2021·济南模拟）分子人工光合作用”的光捕获原理如图所示，WOC1是水氧化催化剂WOC在水氧化过程中产生的中间体，HEC1是析氢催化剂HEC在析氢过程中产生的中间体。下列说法错误的是（ ）
A．“分子人工光合作用”将H2O分解为H2和O2，将光能以化学能的形式储存在H2、O2中
B．1 mol WOC1中通过螯合作用形成的配位键有8 mol，其中N原子的杂化方式均为sp2
C．水氧化过程的反应为：
D．HEC1里面的H…H作用为静电排斥作用
【答案】D
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断；化学反应中能量的转化；常见能量的转化及运用
【解析】【解答】A．由题中可看出，H2O在WOC的作用下变成O2，故反应方程式为：2H2O 2H2↑+O2↑，光能以化学能的形式储存在H2和O2中，A不符合题意；
B．螯合作用是化学反应中金属阳离子以配位键与同一分子中的两个或更多的配位原子(非金属)键合而成含有金属离子的杂环结构的一种作用。该结构中Ru(钌)与N形成配位键有8个，因此1 mol中有8 mol配位键，其中N形成了一个共价双键，1个N原子结合3个原子，故N原子的杂化方式为sp2杂化，B不符合题意；
C．水氧化过程中，H2O失去电子变为O2，结合图示可知水氧化过程的反应为： ，C不符合题意；
D．静电作用是化学键中离子键形成的本质，在HEC1中没有形成离子键，因此不存在静电作用，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.关注水的分解过程中能量的转化形式，此题的情景中光能转化成了化学能；
B.配位键的标注方式不一样，有箭头的表示配位键，注意配位键的数目判断，该结构中Ru(钌)与N形成配位键有8个；
C.电荷守恒、原子守恒、电子守恒的结合运用，；
D.HEC1中没有形成离子键，所以没有静电排斥作用。
6．（2021·德州模拟）近年来，光催化剂的研究是材料领域的热点方向。一种Ru络合物(如图所示)复合光催化剂可将CO2转化为HCOOH。下列说法错误的是（ ）
A．Ru络合物中第二周期元素的电负性由大到小的顺序为O>N>C
B．如图结构的吡啶环( )中C，N原子的杂化方式均为sp2
C．吡啶( )与水可形成氢键，故易溶于水
D．HCOOH的沸点比HCHO高，主要因为HCOOH相对分子质量大于HCHO
【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A．第二周期元素除Ne电负性从左往右逐渐增强，故电负性由大到小的顺序为O>N>C，A不符合题意；
B．如图结构的吡啶环( )中C、N原子的价层电子对均为3，故杂化方式均为sp2，B不符合题意；
C．吡啶( )含电负性强的N元素，氮原子上的一对未共用电子能与水形成氢键，C不符合题意；
D．HCOOH存在分子间作用力和氢键，且HCOOH分子间氢键作用较强，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.元素的周期表位置，注意同一周期元素的电负性大小关系；
B.氮原子的孤电子对，价电子对数目包括孤电子对数目；
C.吡啶环含有电负性强的氮原子，可以和水分子形成氢键；
D.甲酸的沸点高于甲醛，主要是因为氢键作用力更强；
7．（2021·宿迁模拟）Cu－ZnO－ZrO2可催化CO2加氢制备甲醇，反应过程如图所示(其中吸附在催化剂表面的物种用*标注)。下列说法错误的是（ ）
A．H2O参与了该催化循环
B．存在反应*H3CO－＋H2O=CH3OH＋*HO－
C．CO2与CH3OH分子中碳原子的轨道杂化类型分别为sp2和sp3
D．该催化循环中生成了有毒气体CO
【答案】C
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断；有机物的合成
【解析】【解答】A．由图可知H2O参与反应，又有H2O生成，故参与了该催化循环，A不符合题意；
B．由图可知存在反应*H3CO－＋H2O=CH3OH＋*HO－，B不符合题意；
C．CO2分子中碳原子的轨道杂化类型为sp，CH3OH分子中碳原子的轨道杂化类型为sp3，C符合题意；
D．从图中可知，*COOH－＋*H+=CO＋H2O，该催化循环中生成了有毒气体CO，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据图示的给的反应流程图，可以看出水解时水参与反应，而在生成甲醇时又生成了水，根据反应得流程可以写出反应的流程方程式，计算出二氧化碳和甲醇分子中的碳原子的价层电子对即可判断杂化方式，据流程图所示，可以知道产物又一氧化碳产生。
8．（2020·天津模拟）下列说法中错误的是( )
A． 离子中心原子上的孤电子对数是1，立体构型为平面三角形
B．元素周期表第三周期主族元素中，简单离子半径最小的是
C．金刚石转化为石墨为放热反应，说明相同条件下石墨比金刚石稳定
D． 、 都是非极性分子
【答案】A
【知识点】判断简单分子或离子的构型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A． 离子中心原子上的孤电子对数为：(5-3×2+1)/2=0，立体构型为平面三角形，A符合题意；
B．非金属元素原子形成电子时，其半径会变大，而金属元素形成离子时，其半径会变小。第三周期中，只有Na、Mg、Al三种金属元素，金属元素原子失去最外层电子而形成离子后，他们的核外电子数都为10，质子数比电子数多，质子吸引电子，质子越多，引力就越大，半径就越小，Al的质子数最多，故其半径最小，B不符合题意；
C．金刚石转化为石墨为放热反应，说明相同条件下石墨的总能量比金刚石的低，所以石墨比金刚石稳定，C不符合题意；
D． 为直线形分子， 为平面三角形分子，它们的分子构型是对称的，正负电荷中心重合，合力均为0，都是非极性分子，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】只含极性键的化合物不一定是极性分子，如甲烷，分子的极性与非极性是由分子的电荷分布情况决定的。非极性分子其分子内部电荷分布均匀，分子构型是对称的，正负电荷中心重合；而极性分子的内部电荷分布不均匀，分子构型是不对称的，正负电荷中心不重合。
9．（2020·天津模拟）关于 中的相关微粒，下列化学用语表示正确的是( )
A． 的结构示意图：
B．HClO的电子式：
C． 的中心原子杂化轨道类型：
D．中子数为20的氯原子：
【答案】C
【知识点】化学键；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；化合价与化学式
【解析】【解答】A. 的结构示意图： ，A不符合题意；
B. HClO的电子式： ，B不符合题意；
C. 中氧原子的价层电子对数= 键+孤对电子数=2+2=4，所以杂化轨道类型： ，C符合题意；
D. 中子数为20的氯原子： ，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.注意区分离子和原子的结构示意图。
C.根据价层电子对互斥理论求解分子的杂化类型；
D.在忽略电子的情况下，质子数+中子数=质量数；
10．（2020·天津模拟）下列描述中正确的是（ ）
A．BeCl2为V形的极性分子
B．ClO4 的空间构型为正四面体形
C．P4和CH4都是正四面体分子且键角都为109°28′
D．H2O和CO32 的中心原子均为sp3杂化
【答案】B
【知识点】键能、键长、键角及其应用；配合物的成键情况；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．BeCl2为中心原子的价层电子对数为 =2，不含孤对电子，所以分子的空间构型为直线形，正负电荷中心重合，所以为非极性分子，A不符合题意；
B．ClO4 的中心原子的价层电子对数为 =4，不含孤对电子，所以空间构型为正四面体，B符合题意；
C．二者虽都是正四面体形分子，但白磷中键角为60°，CH4键角为109°28ˊ，C不符合题意；
D．水分子的中心原子价层电子对数为 =4，为sp3杂化，CO32 的中心原子价层电子对数为 =3，所以为sp2杂化，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A．根据价层电子对互斥理论确定分子的空间构型，价层电子对个数VP=键合电子对数BP+孤电子对数LP，极性分子结构不对称，正负电荷重心不重叠；
B．依据价层电子对互斥理论可知，中心原子的价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数，据此判断离子的空间构型；
C．白磷中键角为60°；
D．CO32-的中心原子均为sp2杂化。
11．（2020·潍坊模拟）最新发现C3O2是金星大气的成分之一，化学性质与CO相似。C3O2分子中不含环状结构且每个原子均满足8电子稳定结构。下列叙述错误的是( )
A．元素的第一电离能：O>C
B．3p轨道上有1对成对电子的基态X原子与基态O原子的性质相似
C．C3O2中C原子的杂化方式为sp3
D．C3O2分子中σ键和π键的个数比为1：1
【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；物质结构中的化学键数目计算
【解析】【解答】A.同一周期，从左到右，第一电离能逐渐增大，因此第一电离能O>C，选项正确，A不符合题意；
B.3p轨道上有1对成对电子的基态X原子为S原子，O和S位于同一主族，二者的化学性质相似，选项正确，B不符合题意；
C.C3O2分子中不含有环状结构，且每个原子均满足8电子稳定结构，因此C3O2的结构简式为O=C=C=C=O，碳原子采用sp杂化，选项错误，C符合题意；
D.C3O2的结构简式为O=C=C=C=O，其中含有4个双键，每个双键中含有一个σ键和一个π键，因此分子中σ键和π键的个数比为1:1，选项正确，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.根据第一电离能的递变规律分析；
B.3p轨道上有1对成对电子的基态X原子为S原子；
C.根据题干信息确定C3O2的结构，从而确定碳原子的杂化方式；
D.根据C3O2的结构简式确定其所含σ键和π键的个数比；
12．（2020·临朐模拟）最近科学家发现都由磷原子构成的黑磷（黑磷的磷原子二维结构如图）是比石墨烯更好的新型二维半导体材料．下列说法正确的是（ ）
A．石墨烯属于烯烃
B．石墨烯中碳原子采用sp3杂化
C．黑磷与白磷互为同素异形体
D．黑磷高温下在空气中可以稳定存在
【答案】C
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断；同素异形体
【解析】【解答】A.石墨烯是碳的一种单质，不属于有机物，因此也不属于烯烃，A不符合题意；
B.石墨烯中碳原子采用sp2杂化，B不符合题意；
C.黑磷和白磷都是由磷元素组成的单质，属于同素异形体，C符合题意；
D.高温下，黑磷能与空气中的O2反应生成P2O5，不可稳定存在，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.石墨烯属于碳的一种单质；
B.石墨烯中碳原子为sp2杂化；
C.根据同素异形体的定义进行分析；
D.根据P的性质分析；
13．（2020·潍坊模拟）在抗击新冠病毒肺炎中瑞德西韦是主要药物之一。瑞德西韦的结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．瑞德西韦中N、O、P元素的电负性：N>O>P
B．瑞德西韦中的N-H键的键能大于O-H键的键能
C．瑞德西韦中所有Ｎ都为sp3杂化
D．瑞德西韦结构中存在o键、π键和大π键
【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；化学键；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.非金属性越强，电负性越强， 因此三种元素的电负性强弱为O>N>P，A不符合题意；
B.由于O原子的半径小于N原子的半径，且O的电负性大于N，因此O-H键的键能大于N-H键的键能，B不符合题意；
C.由所给结构可知，氮原子形成N=C和N≡C，因此氮原子的杂化方式为sp2、sp3杂化，C不符合题意；
D.由所给结构可知，分子结构中含有双键，因此含有π键，含有单键，因此含有σ键，分子结构中含有苯环，因此含有大π键，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A.结合电负性的递变规律分析；
B.根据化学键键能影响因素分析；
C.根据氮原子的成键情况分析；
D.根据所给物质的结构分析；
二、非选择题
14．（2021·海南）金属羰基配位化合物在催化反应中有着重要应用。HMn(CO)5是锰的一种简单羰基配位化合物，其结构示意图如下。
回答问题：
（1）基态锰原子的价层电子排布式为 。
（2）配位化合物中的中心原子配位数是指和中心原子直接成键的原子的数目。HMn(CO)5中锰原子的配位数为 。
（3）第一电离能的大小：C O(填“大于”或“小于”)。
（4） 中碳原子的杂化轨道类型是 ，写出一种与具有相同空间结构的-1价无机酸根离子的化学式 。
（5）CH3Mn(CO)5可看作是HMn(CO)5中的氢原子被甲基取代的产物。CH3Mn(CO)5与I2反应可用于制备CH3I，反应前后锰的配位数不变，CH3Mn(CO)5与I2反应的化学方程式为 。
（6）MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型，如图所示。前者的熔点明显高于后者，其主要原因是 。
以晶胞参数为单位长度建立坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。在晶胞坐标系中，a点硫原子坐标为 ，b点锰原子坐标为 ，则c点锰原子坐标为 。
【答案】（1）
（2）6
（3）小于
（4）；
（5）
（6）MnS中阴阳离子所带电荷数比NaCl的多，离子键强度更大；
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；配合物的成键情况；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）Mn元素是第25号元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，所以本问应填“ ”；
（2）由题干图例所示，HMn(CO)5中Mn原子以配位键连接5个C原子，1个H原子，所以本问应填“6”；
（3）根据元素周期律，总体规律同一周期元素从左到右第一电离能依次增强，特殊规律同周期IIA族第一电离能大于IIIA族，VA族第一电离能大于VIA族，C是IVA族，O是VIA族，不涉及特殊规律，所以本问应填“小于”；
（4）①根据价层电子对互斥理论， 中心原子C连接3个O原子，所以δ键为3，孤电子对数 (阴离子计算孤电子对数时，所带负电荷绝对值要与中心原子价电子数相加)，所以 中C原子价层电子对数为3，孤电子对数为0，故其离子结构为平面三角形；再根据价层电子对数与杂化轨道对应关系，可知 中C原子的杂化轨道类型是sp2，故本问第一空应填“sp2”；
②按题目要求，阴离子中心原子价层电子对数应为3，孤电子对数为0，带电荷量为-1，无机酸根一般是含氧酸阴离子，所以代入孤电子对公式可解得其中心原子价电子数为5，所以本问第二空应填“ ”；
（5）根据题目描述，CH3Mn(CO)5与I2交换原子(或原子团)，形成新物质，故本问应填“ ”；
（6）①离子晶体熔沸点高低不光与晶体结构有关，也与离子带电荷量有关，MnS晶体中每个离子都带2个单位电荷(正或负)，而NaCl晶体中，每个离子只带1个单位电荷，所以本问第一空应填“MnS中阴阳离子所带电荷数比NaCl的多，离子键强度更大”；
②根据题目所给信息，依据a、b两点原子的三维坐标推得，MnS晶胞的三维坐标关系是以b点左侧y轴上同一高度的S原子中心为三维坐标中心，轴向上每两个最近的S原子(或Mn原子)间距为单位长度，那么c点Mn原子的坐标为 ，故本问第二空应填“ ”。
【分析】
（1）锰元素质子数25，其1s22s22p63s23p63d54s2，其价层电子排布是3d54s2；
（2）根据结构示意图，配位数是6；
（3）同周期电离能自左到右依次增大，但存在例外，如IIA和IIIA族，VA族和VIA族；
（4）C原子价层电子对数为3，孤电子对数为0，杂化轨道类型是sp2，而相似构型的负一价酸根离子只有硝酸根；
（5）按照要求交换原子团即可；
（6）硫化锰所带的电荷数较多，离子键强度大，熔点相对较高。
15．（2021·山东）非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：
（1）基态F原子核外电子的运动状态有 种。
（2）O、F、Cl电负性由大到小的顺序为 ；OF2分子的空间构型为 ；OF2的熔、沸点 (填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是 。
（3）Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为 ，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是 (填标号)。
A．sp B．sp2
C．sp3 D．sp3d
（4）XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中有 个XeF2分子。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，称为原子的分数坐标，如A点原子的分数坐标为( ， ， )。已知Xe—F键长为rpm，则B点原子的分数坐标为 ；晶胞中A、B间距离d= pm。
【答案】（1）9
（2）F>O>Cl；角(V)形；低于；OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量大，Cl2O的熔、沸点高
（3）5；D
（4）2；(0，0， )； pm
【知识点】原子核外电子的运动状态；原子核外电子的能级分布；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）基态氟原子的质子数为9，核外有9个电子对应着9种不同的运动状态，故正确答案为9
（2）半径越小，电负性越大，而半径大小为 F＜O＜Cl ，因此电负性大小为 F>O>Cl ，根据VSEPR理论有，价层电子对为4孤对电子为2，知OF2分子的空间构型是V型， OF2 和 Cl2O 结构相似，相对分子质量是Cl2O 大于OF2 ，沸点是 OF2 低于 Cl2O ，故正确答案是： F>O>Cl 、V型、 低于 、 OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量大，Cl2O的熔、沸点高
（3）XeF2易升华，所以是分子晶体，其中心原子的价层电子对数为2+=5，含有2对孤对电子，是sp杂化，故正确答案是5，d
（4）Xe的半径大于F，大球为Xe，小球是F，大球占据体心和顶点，Xe个数=1+8x=2，小球8个占据棱，2个在晶胞内部，F的个数为2+8x=4，因此晶胞中含有2个XeF2分子，B点在Z轴上， Xe—F键长为rpm ，因此B点的坐标是 (0，0， ) ，AB的长度是 pm ，故正确答案是 2 、 (0，0， ) 、 pm
【分析】（1）核外有几个电子可判断几种运动状态
（2）电负性一定程度上相当于得电子能力，半径越小，得电子能力越强，电负性越大，计算出 OF2 的价层电子对和孤对电子即可判断构形，分子晶体结构相似，沸点与相对分子质量有关
（3）根据公式即可计算出价层电子对，找出孤对电子对即可判断构型以及杂化方式
（4）根据晶胞结构中占位方式即可计算出原子的个数，根据晶胞图数据即可计算出坐标以及距离
16．（2021·广东）[选修3：物质结构与性质]
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）H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为 。
（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S原子采取sp3杂化
B．在Ⅱ中S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9a所示）中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。
①图9b为Ge晶胞中部分Ge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9c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Mr，则X晶体的密度为 g/cm3（列出算式）。
【答案】（1）3s23p4
（2）H2O>H2S>CH4
（3）六
（4）D
（5）化合物III
（6）由图9c可知，图9b中Sb、Hg原子取代位置除图9b外还有其它形式；4；1：1：2；
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）硫的原子序数为16，其原子核外有三个电子层，最外层电子数为6，因此基态硫原子的价电子排布式为3s23p4。
（2）H2S、CH4和H2O都是分子晶体，其中H2O分子间存在氢键，因此H2O的沸点最高；而H2S、CH4中，由于H2S的相对分子质量大于CH4，则H2S分子间范德华力大于CH4分子间范德华力，因此沸点H2S>CH4；故三者的沸点大小关系：H2O>H2S>CH4。
（3）第六周期零族元素的原子序数为86，因此第80号元素Hg位于第六周期第ⅢB族。
（4）A、化合物Ⅰ中硫原子的价层电子对数为，因此化合物Ⅰ中硫原子采用sp3杂化，A符合题意；
B、化合物Ⅱ中所含元素为H、C、O、S、Hg，同周期元素，核电荷数越大，电负性越大，同主族元素，核电荷数越大，电负性越小，因此五种元素中，电负性最大的为O元素，B不符合题意；
C、化合物Ⅲ中，碳元素都以单键的形式连接，构成四面体结构，因此C-C-C的键角为109°18′，C不符合题意；
D、化合物Ⅲ是一种钠盐，存在离子键，同时C、H和C、S之间存在共价键，D符合题意；
E、化合物Ⅳ中硫氧元素之间形成S-O、S=O两种化学键，二者的键能不同，E不符合题意；
故答案为：AD
（5）化合物Ⅰ中存在氢键，可溶于水，化合物Ⅲ是一种钠盐，可溶于水；由于化合物Ⅲ溶于水后电离产生阴离子中三个氧原子都能形成氢键，因此等物质的量的两种物质溶于水后，化合物Ⅲ新田城的氢键更多，因此化合物Ⅲ更易溶于水。
（6）① 对比图9b和图9c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，不符合晶胞是晶体最小重复单元的要求，因此不属于晶胞结构。
②以晶胞上方立方体中右侧面心中Hg原子为例，同一晶胞中与Hg距离最近的Sb的数目为2，右侧晶胞中有2个Sb原子与Hg原子距离最近，因此X的晶体中与Hg距离最近的Sb原子的个数为4；
该晶胞中Sb原子均位于晶胞内，因此1个晶胞中含有Sb原子的个数为8；Ge原子位于警告顶点、面心和体心，因此一个晶胞中含有Ge原子的个数为：；Hg原子位于棱边、面心，因此一个晶胞中含有Hg原子的个数为：。因此该晶胞中原子个数比Hg:Ge:Sb=1:1:2。
③一个晶胞的质量为，一个晶胞的体积为(x×10-7cm) ×(y×10-7cm) =x y×10-21cm ，因此晶体的密度。
【分析】（1）根据基态硫原子的原子结构和最外层电子数确定其价电子排布式。
（2）毫根据分子晶体沸点的影响分析。
（3）根据零族元素的原子序数分析。
（4）A、结合化合物Ⅰ中硫原子的价层电子对数分析；
B、结合电负性的递变规律分析；
C、根据化合物Ⅲ中C的成键情况确定其键角；
D、根据化合物Ⅲ的结构确定其所含的化学键；
E、根据化合物Ⅳ种所含的硫氧化学键分析。
（5）根据二者的结构，结合氢键分析。
（6）①结合所给结构分析；
②根据晶胞结构和均摊法分析；
③根据晶胞结构和密度公式进行计算。
17．（2021·梅州模拟）在稀土开采技术方面，我国遥遥领先，无论是美国的芒廷帕斯还是澳大利亚的稀土矿山，均为在我国技术的参与下才实现产出。我国科学家最早研究的是稀土—钴化合物的结构。请回答下列问题：
（1）钴原子的价层电子的电子排布式为 ，Co4+中存在 种不同能级的电子。
（2）Co3+在水中易被还原成 Co2+，而在氨水中可稳定存在，其原因为 。
（3）一种钴的配合物乙二胺四乙酸合钴的结构为 ，1mol 该配合物形成的配位键有 mol，配位原子是 ，碳原子的杂化类型有 。
（4）钴蓝晶胞结构如下图所示，该立方晶胞由4个I型和4个型小立方体构成，其化学式为 ，晶体中Al3+占据O2-形成的 (填 “四面体空隙”或 “八面体空隙”)。NA为阿伏加德罗常数的值，钴蓝晶体的密度为 g·cm-3(列计算式；1nm=10-9m)。
【答案】（1）；6
（2）Co3+可与 NH3形成较稳定的配合物
（3）6；N、O；
（4）CoAl2O4；八面体空隙； (或 177×1021÷NA或其它合理答案)
【知识点】原子核外电子的能级分布；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Co是27号元素，价电子排布式为3d74s2；；Co4+的核外电子排布式是1s22s2sp63s23p63d5 存在6种不同能级的电子；故答案为：3d74s2；6；
(2) Co3+有空轨道，可与 NH3形成较稳定的配合物，所以在氨水中可稳定存在，故答案为：Co3+可与 NH3形成较稳定的配合物；
(3) 乙二胺四乙酸合钻中的氮原子、氧原子均提供孤电子对作为配位原子，所以1mol该配合物形成的配位键有6mol；碳原子有sp2、sp3两种杂化方式；故答案为：6；N、O；sp2、sp3；
(4) 根据钻蓝晶体晶胞结构分析，一个晶胞中含有的Co、Al、0个数分别为 、4×4=16、8×4=32，所以晶体的化学式为CoAl2O4；根据结构观察，晶体中Al3+占据O2-形成的八面体空隙；该晶胞的体积为(2a×10-7)3cm3，该晶胞的质量为 ，则钻蓝晶体的密度为 ；故答案为：CoAl2O4；八面体空隙； (或 177×1021÷NA或其它合理答案)。
【分析】（1）根据原子核外电子排布即可写出价层电子排布和钴离子的电子排布
（2）可形成配合物条件是空轨道和孤对电子
（3）找出提供孤对电子的原子数目即可，考查的是-CH2-和酯基中碳原子的杂化方式
（4）根据占据位置计算出化学式即可，结合图片找出占位置即可，根据ρ=m/v计算密度即可
18．（2021·揭阳模拟）黄铜矿( )是炼铜的最主要矿物，在野外很容易被误认为黄金，故又称愚人金。
（1）基态 原子价层电子排布式为 ，其未成对电子数是 。
（2）请判断沸点高低： (填写“>”或“＜”)。 沸点低于 的原因是 。
（3）S有多种价态的化合物。回答下列问题：
①下列关于气态 和 的说法中，正确的是 。
A．中心原子的价层电子对数目相等 B．都是极性分子
C．中心原子的孤对电子数目相等 D．都含有极性键
②将纯液态 冷却到289.8K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如下图所示，此固态 中S原子的杂化轨道类型是 。
③ 、 中S的化合价均为+6.与 互为等电子体的分子的化学式为 ， 中过氧键的数目为 。
（4） 的晶胞如图所示，晶胞参数为a 、b 。 的晶胞中每个 原子与 个S原子相连，晶体密度 (列出计算式即可，阿伏加德罗常数的数值为 )。
【答案】（1）；4
（2）>； 是离子晶体，微粒间作用力是离子键； 是分子晶体，微粒间作用力是分子间作用力。分子间作用力的强度远小于离子键，故 沸点更低
（3）A、D；； (或 、 )；1
（4）4；
【知识点】原子核外电子的能级分布；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Fe为26号元素，核外电子排布为2、8、14、2，价电子排布式为： ，其中未成对电子数为4，故答案为： ；4；
(2) 和 都为分子晶体，两者组成结构相似，水分子间存在氢键，故水的沸点高于硫化氢，而硫化钠属于离子晶体，离子键的强度大于分子间作用力，故水的沸点低于硫化钠，故答案为：>； 是离子晶体，微粒间作用力是离子键； 是分子晶体，微粒间作用力是分子间作用力。分子间作用力的强度远小于离子键，故 沸点更低；
(3)①A.三氧化硫中心S原子的价电子对数= ，二氧化硫中心S原子的价电子对数= ，两者价电子对数相同，故正确；
B.由价电子对数可知三氧化硫为平面三角形结构，正负电荷重心重合为非极性分子，故不正确；
C.三氧化硫中心原子不存咋孤对电子，二氧化硫中心原子存在1对孤对电子，故不正确；
D.两者均为S-O键，均是极性键，故正确；
故答案为：AD；
②由结构可知每个S原子通过共用一对电子与四个氧原子相连，为 杂化，故答案为： ；
③ 含5个原子，价电子数为32，与其互为等电子体的分子有 (或 、 )， 中S为+6价，设-1价氧有x个，则根据元素化合价的代数和为0得：12+2=x+2×(8-x) x=2，则过氧键个数为1，故答案为： (或 、 )；1；
(4)由晶胞结构中体心Cu的连接可知，每个Cu周围有4个S相连，Cu原子有8个在顶点、4个在面上、1个在体心，个数为： ，S原子8个均在体内，Fe原子有6个在面上、4个在棱上，个数为： ，则晶胞的质量为： g，晶胞的体积= ，则晶胞的密度= = ，故答案为：4； ；
【分析】（1）根据核外电子的排布情况，即可写出价层电子排布和未成对电子数
（2）沸点高低与氢键的关系，不同类型的晶体沸点不同
（3）①根据计算求出中心原子的价层电子对和孤对电子数即可 ② 根据成键的数目判断杂化的方式 ③考查的等电子体的书写，根据化合价代数和求出过氧键的数目
（4）根据晶胞可以找出与铜原子相连的硫原子个数，根据ρ=m/v计算即可
19．（2021·惠州模拟）氮(N)、磷(P)、砷(As)等都是ⅤA族的元素，该族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。回答下列问题：
（1）化合物N2H4的电子式为 。
（2）As原子的核外电子排布式为 。
（3）P和S是同一周期的两种元素，P的第一电离能比S大，原因是 。
（4）NH4+中H-N-H的健角比NH3中H-N-H的键角大，原因是 。
（5）Na3AsO4中含有的化学键类型包括 ；AsO43-空间构型为 ，As4O6的分子结构如图所示，则在该化合物中As的杂化方式是 。
（6）白磷(P4)的晶体属于分子晶体，其晶胞结构如图(小圆圈表示白磷分子)。已知晶胞的边长为acm，阿伏加德罗常数为NAmol-1，则该晶胞中含有的P原子的个数为 ，该晶体的密度为 g·cm-3(用含NA、a的式子表示)。
【答案】（1）
（2）ls22s22p63s23p63d104s24p3 或[Ar]3d104s24p3
（3）P的p亚层是半充满状态，比较稳定，所以笫一电离能比硫的大
（4）NH4+中的氮原子上均为成键电子，而NH3分子中的氮原子上有一对孤对电子，孤对电子和成键电子之间的排斥力强于成键电子和成键电子之间的排斥力，导致NH4+中H-N-H的键角比NH3中大
（5）离子键、共价键；正四面体；sp3
（6）16；
【知识点】原子核外电子的能级分布；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)N2H4分子中存在N—N键，每个N原子还连接2个H原子,电子式为： ；
(2)As为33号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3；
(3)P的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，S的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，P元素的3p轨道处于半充满状态，比相邻的Si、S更难失去电子，所以P的第一电离能更大；
正确答案：P的p亚层是半充满状态，比较稳定，所以第一电离能比硫的大；
(4)NH4+、NH3中N原子都是采用sp3杂化，但是NH3分子中存在一对孤对电子，由于孤对电子对成对电子的斥力更大，所以NH3分子中H—N—H键角更小；
正确答案：NH4+中的氮原子上均为成键电子，而NH3分子中的氮原子上有一对孤对电子，孤对电子和成键电子之间的排斥力强于成键电子和成键电子之间的排斥力，导致NH4+中H-N-H的键角比NH3中大；
(5)Na3AsO4中，Na+与AsO43-之间形成离子键，AsO43-中，As与O之间形成共价键。AsO43-的As采用sp3杂化，空间构型为正四面体；从As4O6的结构可以看出，As的成键对数为3，孤对数目为 =1，所以As的杂化方式仍然是sp3；
正确答案：离子键、共价键；正四面体、sp3；
(6)晶胞中含有P4分子数8× +6× =4，P原子数目为16 ，晶胞体积a3cm3，所含粒子质量 g，所以晶体密度为 = g/cm3；
正确答案：16、 。
【分析】①同一周期从左到右，各元素第一电离能总体呈增大趋势，但是ns轨道全满、np轨道全满、半满状态时，该元素的电离能大于相邻的粒子。②晶胞在晶体中的各个方向上都可以重复排列，所以晶胞表面的原子都是与相邻的晶胞共用的，晶胞中原子数研究中，表面的原子只占到其中的几分之一，晶胞内部的原子则完全属于该晶胞。具体，常见的立方体的晶胞，顶点的原子晶胞占1/8，棱边上的原子晶胞占1/4，面上的原子晶胞占1/2。
20．（2021·漳州模拟）近年来，科学家在超分子、纳米材料等众多领域的研究过程中发现含磷化合物具有重要的应用。
（1）具有超分子结构的化合物 M，其结构如图，回答下列问题：
①化合物 M 中存在的微粒间的作用力有 ；
②化合物 M 中碳原子的杂化方式为 ；
③基态磷原子 价层电子轨道表示式为 ，磷酸根离子的空间构型为 ，PH3分子与 NH3 分子相比， 的键角更大
（2）2019年电子科技大学孙旭平教授团队报道了一种磷化硼纳米颗粒作为高选择性 CO2电化学还原为甲醇的非金属电催化剂。磷化硼熔点特别高，处于极高温的空气环境时也具有抗氧化作用。其晶胞结构如图所示：
①氮化硼与磷化硼具有相似的结构，比较 BN 和 BP 的熔点并说明原因： ；
②磷化硼晶体中与硼原子距离最近且相等的硼原子数为 ；
③若图中 A 处磷原子坐标为(0，0，0)，D处磷原子坐标为(1，1，0)，则E处的硼原子坐标为 ；
④已知磷化硼晶胞中 A处磷原子与D处磷原子间的距离为a pm，则硼原子与最近磷原子的核间距为 pm。
【答案】（1）共价键、氢键；sp2、sp3；；正四面体；NH3
（2）BN的熔点大于BP；二者均为原子晶体，N原子半径比P原子小，B－N键键长比B－P键短，B－N键键能较大，因此BN晶体的熔点高于BP晶体；12；( ， ， )；
【知识点】原子核外电子的能级分布；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】 (1)①由图可知M中含有共价键和氢键；
②M中苯环上的碳原子的杂化方式为sp2，饱和碳原子的杂化方式为sp3；
③P位于第三周期VA族，故基态磷原子价层电子轨道表示式为 ；磷酸根离子中P原子的价层电子对数为4，孤对电子数为 ，故其空间构型为正四面体；PH3分子与NH3分子相比，N原子的电负性大于P原子，中心原子的电负性越大，键角越大，故NH3的键角更大。
(2)①由题意“氮化硼与磷化硼具有相似的结构”“磷化硼熔点特别高”可知，BN与BP均为原子晶体(即共价晶体)，因N原子半径比P原子小，B－N键键长比B－P键短，B－N键键能较大，因此BN晶体的熔点高于BP晶体的熔点；
②由磷化硼晶胞结构可知，P原子位于立方体的8个顶点与6个面心，与P原子距离最近且相等的P原子有12个，且一个晶胞中P原子的个数为 ；B原子位于立方体内，因此一个晶胞中B原子的个数为4，可知晶胞中B与P的个数比为1：1，因此与硼原子距离最近且相等的硼原子也有12个；
③将磷化硼晶胞分为8个小的立方体，四个硼原子分别位于四个交错的小立方体体心位置，若图中A处磷原子坐标为(0，0，0)，D处磷原子坐标为(1，1，0)，则E处的硼原子坐标为( ， ， )；
④设硼原子与最近磷原子的核间距为L pm，由磷化硼晶胞可知，A处磷原子与D处磷原子位于面对角线位置，A、D的距离为a pm，则磷化硼晶胞边长为 a pm，晶胞体对角线等于4L pm，则4L pm= × a pm，可得L= 。
【分析】（1）①根据结构式判断微粒键的作用力②计算中心原子价层电子对即可③根据核外电子排布即可写出价层电子轨道，计算价层电子对和孤对电子即可判断构型，考查的是电负性对键角的影响
（2）①考查的是熔点和键长的关系，键越短，键能越大 ② 据图就可找出距离最近的原子个数 ③ 据图所示，硼原子处于1/8个晶胞中心位置 ④硼原子处于1/8个晶胞中心位置，根据计算即可
21．（2021·厦门模拟）金属在生产、生活中应用广泛，其配合物在治疗癌症方面有重要的运用。回答下列问题：
（1）基态 的价电子排布式为 ，第二电离能 ， ， 的原因是 。
（2）胆矾、SOD酶的活性中心结构分别如图a、b所示：
①胆矾晶体中存在 (填标号)。
A．金属键 B．σ键 C．π键 D．非极性键
② 的空间结构是 。
③SOD酶中C原子的杂化方式是 、 。
（3）一种新型的层状化合物的晶体结构如图所示，已知底边边长为anm，高为cnm。
当晶体Cu和Zn的数目之比为1:1时，该化合物的化学式为 。
【答案】（1）3d10；Cu+再失去的是全充满的3d10电子，Zn+再失去的是4s1电子，全满状态较稳定
（2）BC；正四面体；sp3；sp2
（3）CuZnKTe2
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Cu为29号元素，失去最外层一个电子形成Cu+，基态Cu+原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，所以Cu+的价电子排布式为3d10；Cu+的外围电子排布为3d10，Zn+的外围电子排布为3d104s1，Cu+再失去的是全充满的3d10电子，Zn+再失去的是4s1电子，所以元素铜的第二电离能高于锌的；
(2)①根据胆矾的结构可知胆矾晶体中存在水分子和Cu2+形成的配位键、O原子和H原子形成的σ键、S原子和O原子形成的π键、硫酸根和Cu2+形成的离子键、硫酸根中O原子和水分子中氢原子形成的氢键，
故答案为：BC；
②ClO 中心原子价层电子对数为 =4，不存在孤电子对，所以为正四面体；
③SOD酶中苯环、五元环的C原子为sp2杂化，其余C原子均为饱和C原子，为sp3杂化；
(3)根据均摊法，该物质中K原子的个数为 =2，Te原子的个数为 =4，Cu和Zn原子共有 =4个，Cu和Zn的数目之比为1:1，则Zn有2个，Cu有2个，所以该化合物的化学式为CuZnKTe2。
【分析】（1）根据核外电子排布规律即可写出价电子排布式，d能级全满状态较稳定
（2）①根据原子之间连接的方式即可确定成键类型② 计算出中心原子价层电子对和孤对电子对即可③计算出中心中心原子的价层电子对即可
（3）根据占位情况计算出晶胞中各原子的个数即可
22．（2021·成都模拟）铁、钴均为第四周期Ⅷ族元素,它们的单质及化合物具有广泛用途. 回答下列问题:
（1）基态Co2＋中成单电子数为 ;Fe和 Co的第三电离能I3(Fe) I3(Co) (填 “＞”、“＜”或“＝”).
（2）化学上可用 EDTA 测定 Fe2＋ 和 Co2＋ 的含量. EDTA 的结构简式如图所示:
①EDTA 中电负性最大的元素是 ,其中 C原子轨道杂化类型为 ;
②EDTA 存在的化学键有 (填序号).
a． 离子键 b． 共价键 c． 氢键 d．σ键 e．π键 f． 配位键
（3）将1mol
CoCl3·4NH3溶于水中,加入足量 AgNO3溶液生成 1 mol AgCl沉淀. 则CoCl3·4NH3中配离子的化学式为 ;已知孤电子对与成键电子的排斥作用大于成键电子对与成键电子的排斥作用,试判断 NH3分子与钴离子形成配合物后
H－N－H 键角 (填“变大”、“变小”或“不变”).
（4）一种铁氮化合物具有高磁导率,其结构如图所示:
已知晶体的密度为ρg·cm－3,阿伏加德罗常数为 NA.
①该结构中单纯分析铁的堆积,其堆积方式为 ;
②该铁氮化合物的化学式为 ;
③计算 Fe(Ⅱ)构成正八面体的体积为 cm3.
【答案】（1）3；＜
（2）O；sp3、sp2杂化；b、d、e
（3）[Co(NH3)4Cl2]＋；变大
（4）面心立方堆积；Fe3(Ⅱ)Fe(Ⅲ)N；
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；化学键；配合物的成键情况；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Co为27号元素，核外电子排布式为[Ar]3d74s2，失去2个电子形成Co2+，核外电子排布式为[Ar]3d7，3d轨道上有3个单电子；Fe失去第三个电子可形成d轨道半满的[Ar]3d5，半满结构较稳定，故Fe更容易失去第三个电子，所以I3(Fe)
②由EDTA的结构简式可知，几种非金属元素间形成的均为共价键，由于羧基中有碳氧双键，双键中一条σ键一条π键，故选b、d、e；
(3)配合物的内界不能电离出配位的离子，1molCoCl3·4NH3溶于水中，加入足量AgNO3溶液生成1molAgCl沉淀，说明配合物的外界有1个Cl-，内界有2个Cl-，配离子的化学式为[Co(NH3)4Cl2]+；NH3中N的孤电子对进入Co3+的空轨道，形成配位键，此时孤电子对形成了化学键，孤电子对与成键电子的排斥作用大于成键电子对与成键电子的排斥作用，故NH3分子与钴离子形成配合物后H-N-H键角变大；
(4)①由图可知，每个晶胞中的Fe位于顶点和面心处，属于面心立方最密堆积；
②根据均摊法，Fe(III)的个数为8×=1，Fe(II)的个数为6×=3，N在晶胞内部，个数为1，故化学式为Fe3(II)Fe(III)N或Fe4N；
③晶胞密度ρ=，则V==cm3，晶胞的棱长为cm，Fe(II)构成正八面体的棱长为cm，正八面体的体积为2××()2××=cm3。
【分析】(1)根据Co核外电子排布式判断即可；熟悉影响电离能大小的因素以及物质的原子结构即可；
(2)①熟悉常见元素的电负性比较；注意C形成不同化学键时的杂化方式；
②非金属元素间形成共价键，σ键为单键，双键存在一条π键；
(3)根据反应物的物质的量判断；孤电子对形成了化学键，会导致孤电子对与成键电子的排斥作用大于成键电子对与成键电子的排斥作用；
(4)①熟悉晶胞的常见堆积方式；
②根据均摊法计算；
③根据ρ=，V=计算。
23．（2020·珠海模拟）目前我国研制的稀土催化剂催化转化汽车尾气示意图如下：
（1）Zr原子序数为40，价电子排布式为4d25s2，它在周期表中的位置是 。
（2）图中互为等电子体的两种气体分子是 。
（3）C3H8中所有碳原子的杂化方式是 。
（4）图中属于非极性的气体分子是 。
Fe、Mn元素的部分电离能数据列于下表中
元素 Fe Mn
电离能(kJ·mol-1) I1 759 717
I2 1561 1509
I3 2957 3248
（5）从上表两元素部分电离能数据比较的可知，气态Mn2+再失去一下电子比气态Fe2+再夫去一个电子难，原因是 。
（6）CO与Ni可生成羰基镍[Ni(CO)4]，已知其中镍的化合价为0，镍原子在基态时核外电子排式为 ，[Ni(CO)4]的配体是 ，配位原子是 。
（7）为了节省贵金属并降低成本，也常用钙钛矿型复合氧化物作为催化剂。一种复合氧化物结构如图所示，则与每个Sr2+紧邻的O2-有 个。
（8）与Zr相邻的41号元素Nb金属的晶格类型为体心立方晶格，原子半径为apm，相对原子质量为b，阿伏加德罗常数为NA，试计算晶体铌的密度为 g·cm-3(用来a、b、NA表示计算结果)。
【答案】（1）第五周期ⅣB族
（2）N2、CO
（3）sp3
（4）N2、O2、CO2
（5）Mn2+转为化Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态
（6）1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar] 3d84s2；CO；C
（7）12
（8）
【知识点】判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Zr原子序数为40，价电子排布式为4d25s2，最高能层为5，位于周期表第5周期，价电子数为4，位于第4纵列，所以位于第ⅣB族，即Zr位于周期表第5周期ⅣB族；(2)N2和CO原子总数相同，价电子总数均为10，二者互为等电子体；(3)C3H8分子中每个C原子含有4个σ键，所以每个C原子价层电子对数是4，则C原子采用sp3杂化；(4)O2和N2是以非极性键结合的双原子一定为非极性分子；CO2中含有极性键，空间构型为直线形，结构对称，分子中正负电荷中心重叠，为非极性分子；(5)由Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2+到Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少；(6)镍元素为28号元素，根据核外电子排布规律可知基态Ni原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar] 3d84s2；[Ni(CO)4]的配体是CO，虽然C和O原子都有孤电子对，但C的电负性较小更容易给出电子，所以配位原子为C；(7)根据晶胞结构示意图可知，位于棱心上的12个O2-与Sr2+紧邻；(8)体心立方堆积中体对角线上的三个原子相切，设晶胞棱长为x，则有 x=4a，所以x= apm，则晶胞的体积V= 3pm3= 3×10-30cm3；根据均摊法，晶胞中所含Nb原子的个数为 =2，所以晶胞的质量m= g，所以晶胞的密度为 = g·cm-3。
【分析】(1)根据原子序数和价电子排布式分析其在元素周期表中的位置；(2)原子总数相同，价电子总数也相同的分子、离子或基团为等电子体；(3)根据C3H8中碳原子的成键方式判断杂化方式；(4)正负电荷中心重合的分子为非极性分子；(5)根据Mn2+和Fe2+的核外电子排布分析；(6)镍元素为28号元素；配合物中一般由金属离子提供空轨道，非金属原子提供孤对电子；(8)根据原子半径计算晶胞棱长，得到晶胞体积，根据均摊法计算晶胞中原子数目，计算质量，再根据 计算密度。
24．（2020·梅县模拟）2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古德伊纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰三位科学家，以表彰他们在锂电池领域所做出的巨大贡献。 、 常用作锂离子电池的正极材料，请回答下列问题：
（1）基态锂原子的最高能级的电子云形状是 ；基态磷原子有 个未成对电子；基态铁原子核外电子排布式为 。
（2） 中 的配位数为4，配体中N的杂化方式为 ，该配离子中各元素的第一电离能由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。
（3） 在水中易被还原成 ，而在氨水中可稳定存在，其原因为 。
（4） 属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示：
这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为 (用n代表P原子数)。
（5）钴蓝晶体结构如下图，该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成。晶体中 占据 形成的 (填“四面体空隙”或“八面体空隙”)；钴蓝晶体的密度为 (列出计算式，用 表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】（1）球形；3； （或 ）
（2）；
（3） 可与 形成较稳定的配合物
（4）
（5）八面体空隙；
【知识点】原子核外电子的能级分布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)锂是3号元素，核外电子排布为1s22s1，最高能级是2s，其电子云形状是球形；磷是15号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，其未成对电子数是3p能级上的3个电子；铁是26号元素，C根据核外电子排布规律可得其基态铁原子核外电子排布式1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；
故答案为：球形；3；1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；(2)NO3－中价层电子对数为5+0+12=3，故为sp2杂化；一般情况下非金属性越强第一电离能越大，但由于N原子中最外层为半充满状态，比较稳定，故第一电离能大于O，所以第一电离能由小到大的顺序为 ；
故答案为：sp2； ；(3) 可与 形成较稳定的配合物，故 在水中易被还原成 ，而在氨水中可稳定存在；(4)可以根据磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化学式推导：PO43-、P2O74-、P3O105-磷原子的变化规律为：1、2、3、4，n氧原子的变化规律为：4、7、10、3n+1酸根所带电荷数的变化规律为：3、4、5、n+2，这类磷酸根离子的化学式可用通式 来表示；（5）根据钴蓝晶体晶胞结构观察，晶体中Al3+占据O2-形成的八面体空隙；该晶胞的体积为(2a×10-7)3，该晶胞的质量为32×16+16×27+8×59NA=8(59+2×27+4×16)NA，所以密度为 ；
故答案为：八面体空隙； 。
【分析】金属阳离子易与氨气、水等物质形成稳定的络合物；、第（4）问属于跨学科综合题目，首先用数学的找规律递推到通式，写出磷酸的化学式，然后寻找规律。
25．（2020·宣城模拟）铁、铜及其化合物应用广泛。回答下列问题：
（1）基态铁原子核外最后一个电子填充在 (填能级符号)，含有 个成单电子，具有磁性。
（2）铁氰化钾 是检验 的重要试剂。
①铁氰化钾中，所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
②铁氰化钾中，不存在 (填字母标号)。
A．离子键 B．σ键 C．π键 D．氢键 E.金属键
（3）血蓝蛋白是某些节肢动物体内能与氧气可逆结合的一种铜蛋白，其部分结构示意图如图。其中 的化合价为 价， 的杂化类型是 。
（4） 合金可看作由如图所示的(a)、(b)两种原子层交替堆积排列而成。图中虚线构建的六边形，表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置；(c)是由(a)和(b)两种原子层交替堆积成 合金的晶体结构图。在这种结构中，同一层的 距离为 。
① 合金中 。
②同一层中， 原子之间的最短距离是 ，设 为阿伏加德罗常数的值，若要求算 晶体的密度，还需要知道的物理量是 (钙、铜元素的相对原子质量为已知量)。
【答案】（1）3d；4
（2）；DE
（3）+1；
（4）5；；上下两层 之间的最短距离或上下两层 之间的最短距离
【知识点】原子核外电子排布；原子核外电子的运动状态；化学键；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)基态铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，3d能级的能量高于4s能级，则先填充4s能级，最后填充3d能级，根据泡利原理和洪特规则，3d能级上有4个单电子； (2)①铁氰化钾中，所涉及的元素有Fe，K，C，N，金属原子的第一电离能小于非金属原子，同周期的C和N，第一电离能N＞C，同周期的K，Fe，第一电离能呈现增大的趋势，由此判断；所以所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为：N＞C＞Fe＞K，②铁氰化钾属于配合物，由K+、Fe3+和CN 构成，是离子化合物，存在离子键，含有CN ，CN 中存在C≡N三键，一个C≡N由1个σ键和2个π键组成，化合物中不存在氢键和金属键，故答案为：DE； (3)如结构示意图所示，其中 与氮原子形成配位键，带一个单位正电荷，所带电荷来自于铜，其中 的化合价为+1价；与铜相结合的 氮原子与碳原子形成碳氮双键，为sp2杂化，与氢结合的氮原子，成键电子对数为3，孤电子对数为1，结构类似氨气，氮原子为sp3杂化；(4)①该晶胞中Ca原子个数=12× +2× =3、Cu原子个数=12× +6× +6=15，则该晶胞中 Ca原子与Cu原子个数比为3:15=1：x，x=5；②同一层中，六边形中心上的Ca原子和边上的两个Ca原子形成正三角形，所以Ca原子之间的最短距离是六边形边长=2× ×(同层相邻Ca Cu距离)=2× ×294pm=294 pm；计算晶胞的密度要计算晶胞的体积，晶胞层内六边形边长(Ca原子之间距离)已知，还需要知道层与层之间晶胞的边长，即上下两层Ca-Ca之间的最短距离或上下两层Ca-Cu之间的最短距离。
【分析】(1)基态铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，3d能级的能量高于4s能级，据此分析；(2)①铁氰化钾中，所涉及的元素有Fe，K，C，N，金属原子的第一电离能小于非金属原子，同周期的C和N，第一电离能N＞C，同周期的K，Fe，第一电离能呈现增大的趋势，由此判断；②分析构成铁氰化钾配合物的粒子可知，该物质是离子化合物，含有CN-，CN-中存在C≡N三键；(3)如结构示意图所示，其中 与氮原子形成配位键，但一个单位正电荷，所带电荷来自于铜，与铜相结合的 氮原子与碳原子形成碳氮双键，与氢结合的氮原子，成键电子对数为3，孤电子对数为1，结构类似氨气；(4)①根据c图，利用均摊法计算 合金中x；②同一层中，六边形中心上的Ca原子和边上的两个Ca原子形成正三角形，所以Ca原子之间的最短距离是六边形边长=2× ×(同层相邻Ca-Cu距离)；计算晶胞的密度要计算晶胞的体积。
26．（2020·芜湖模拟）Na3OCl是一种良好的离子导体，具有反钙钛矿晶体结构。
回答下列问题：
（1）基态Ti原子4s轨道上的一个电子激发到4p轨道上形成激发态，写出该激发态价层电子排布式 。第三电离能：Ca Ti（填“大于”或“小于”）。
（2）由O、Cl元素可组成不同的单质和化合物，其中Cl2O2能破坏臭氧层。
①Cl2O2的沸点比H2O2低，原因是 。
②O3分子的中心原子杂化类型为 ；与O3互为等电子体的是 （任意写一种）。
（3）Na3OCl可由以下方法制得：2Na+2NaOH+2NaCl 2Na3OCl+H2↑，在该反应中，形成的化学键有 （填标号）。
A．金属键 B．离子键 C．配位键 D．极性键
E．非极性键
（4）Na3OCl晶体属于立方晶系，其晶胞结构如图所示。已知：晶胞参数为anm，密度为dg cm3。
①Na3OCl晶胞中，O位于各顶点位置，Cl位于 位置。
②用a、d表示阿伏加德罗常数的值NA= （列计算式）。
【答案】（1）3d24s14p1；大于
（2）H2O2分子间存在氢键；sp2；SO2(或NO3-等)
（3）B；E
（4）体心；
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）基态Ti原子4s轨道上的一个电子激发到4p轨道上形成激发态，该激发态价层电子排布式3d24s14p1，Ca原子失去两个电子后恰好达到全满结构，很难失去第三个电子，第三电离能Ca较大。（2）①同种类型晶体的熔沸点高低取决于微粒间作用力的大小，H2O2分子间存在氢键，熔沸点高；
②根据价层电子对互斥理论，O3分子的中心O原子的价层电子对为 ，杂化形式为sp2，O3分子为V形结构，分子中正负电荷重心不重合，为极性分子，与O3互为等电子体的是SO2(或NO3-等)。（3）在反应2Na+2NaOH+2NaCl 2Na3OCl+H2↑中，形成的化学键有Na3OCl中Na与O、Na与Cl间的离子键，H2分子内有H与H间的非极性键，即故答案为：BE。（4）①Na3OCl晶体结构中空心白球类原子6× =3、顶点阴影球类原子8× =1、实心黑球类原子1×1=1，根据Na3OCl化学式，可判断钠原子应为空心白球，氯原子应为实心黑球，处在晶体结构的体心。
②已知晶胞参数为a nm，密度为d g cm-3，则d g cm-3= = ，解得：NA= 。
【分析】同种类型晶体的熔沸点高低取决于微粒间作用力的大小，分子间存在氢键的熔沸点高；②根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论分析解答；根据Na3OCl和H2存在的化学键类型判断；根据均摊法分析判断Na3OCl晶体结构中空心白球、顶点阴影球、实心黑球的数目再结合Na3OCl化学式分析判断；由密度公式ρ= 计算解答。
27．（2020·江苏模拟）研究表明，利用FeCl2、NH4H2PO4、Li2CO3和苯胺( )制备的磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作电池的正极材料。
（1）Fe2+基态核外电子排布式为 。
（2）N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序为 。
（3）CO32-中心原子轨道的杂化类型为 ；与CO32-互为等电子体的一种分子为 (填化学式)。
（4）1 mol苯胺分子中含有σ键的数目为 ；苯胺与甲苯的相对分子质量相近，但苯胺的沸点高于甲苯，其原因是 。
【答案】（1）[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
（2）O>N>P
（3）sp2；SO3
（4）14 mol；苯胺分子间可形成氢键
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】（1）铁是26号元素，其基态电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，失去2个电子变成亚铁离子Fe2+，Fe2+基态核外电子排布式为[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6；（2）同周期从左到右、同主族从下到上，电负性逐渐增大，根据元素在元素周期表中的位置，可知N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序为：O＞N＞P；（3）CO32-中心原子碳原子孤对电子对数= =0，杂化轨道数目=3+0=3，碳原子采取sp2杂化；CO32-的原子数为4，价电子数为24，等电子体是指具有相同原子数和相同价电子数的分子或原子团，根据等电子体的定义可知，与CO32-互为等电子体的分子有SO3、BF3等，答案为：sp2；SO3；（4）苯胺（ ）中C-C键、C-H键、C-N键、N-H键均为σ键，1 mol苯胺分子中含有σ键的数目共计为14mol；苯胺为分子晶体，由分子构成，苯胺与甲苯的相对分子质量相近，但苯胺的沸点（184.4℃）高于甲苯的沸点（110.6℃），原因是苯胺分子之间存在氢键，答案为：14mol；苯胺分子间可形成氢键。
【分析】氢键存在于分子之间而不是分子内，强度大于分子间作用力，弱于化学键。
28．（2020·徐州模拟）合成氨工艺的一个重要工序是铜洗，其目的是用铜液(醋酸二氨合铜、氨水)吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体。铜液吸收CO的反应方程式为：Cu(NH3)2Ac＋CO＋NH3 [Cu(NH3)3CO]Ac (Ac－为CH3COO－的简写)
（1）基态原子中未成对电子数最多的短周期元素X，与上述反应中所有元素均不在同一周期，该基态原子的电子排布式为 。
（2）[Cu(NH3)3CO]Ac组成元素中，第一电离能最大的元素是 。(填元素符号)。
（3）HAc可通过将CH3CHO氧化得到，比较HAc与乙醛的沸点高低，并说明原因： 。
（4）C、N两种原子可形气体分子 (CN)2，也可形成有剧毒性的CN－。(CN)2性质与卤素单质类似，判断(CN)2中C原子轨道杂化类型为 。与CN－互为等电子体的一种非极性分子的化学式为 。
（5）铜晶胞结构如图，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为 。
。
【答案】（1）1s22s22p63s23p3
（2）N
（3）乙酸，主要原因是乙酸分子间存在氢键，而乙醛分子间不存在氢键
（4）sp；N2
（5）12
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)反应中涉及的元素有H、C、N、O、Cu，X与上述反应中所有元素均不在同一周期，则X在第三周期元素，基态原子中未成对电子数最多的短周期元素X是磷，是15号元素，3p轨道为半充满状态，核外电子排布式1s22s22p63s23p3；
(2)H、C、N、O、Cu元素中，C、N、O位于同周期，同周期从左到右，第一电离能呈现增大的趋势，但N的2p轨道为半充满，第一电离能比相邻原子大；Cu是位于第四周期的元素，电离能较小；H位于第一周期元素，电离能也较小，故N的第一电离能最大；
(3)乙酸中含有羧基，乙醛中含有醛基，HAc的沸点高于乙醛，主要原因是乙酸分子间存在氢键，而乙醛分子间不存在氢键；
(4)(CN)2性质与卤素单质类似，应该为直线型分子，C原子轨道杂化类型为sp杂化；与CN－互为等电子体的一种分子为2个原子，最外层电子数为10个，属于非极性分子的化学式为N2；
(5)以上底面中心的铜原子为研究对象，距离最近的铜原子位于上底面的顶点，共有4个铜原子，上下晶胞的侧面的面心位置各有4个铜原子，共有12个铜原子与上底面的铜原子距离最近。
【分析】（1）该元素X是磷，是15号元素，注意第VA元素核外电子结构特点；
（2）注意N元素电离能的特殊性；
（3）氢键导致物质沸点升高，据此分析；
（4）根据卤素单质性质，分析该物质的杂化类型；等电子体是指价电子数和原子数（氢等轻原子不计在内）相同的分子、离子或基团；
（5）注意晶胞的立体结构。
29．（2020·启东模拟）丁二酮肟可用于镍的检验和测定，其结构式如图：
（1）Ni元素基态原子价电子排布式为 ，C、N、O第一电离能由大到小的顺序是 。
（2）1mol丁二酮肟含有的σ键数目是 ，碳原子的杂化方式为 。
（3）丁二酮肟镍分子内含有的作用力有 (填字母)。
a.配位键 b. 离子键 c. 氢键 d. 范德华力
（4）某镍白铜的晶胞如图所示，其化学式为 。
【答案】（1）3d84s2；N>O>C
（2）15 mol；sp2和sp3
（3）ac
（4）Cu3Ni
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；配合物的成键情况；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）Ni为第27号元素，其基态价电子排布式为3d84s2；第一电离能总的趋势为同一周期从左向右一次递增，但由于第二、五主族在电子排布时特使，是第二、五主族的元素的电离能较相邻两个主族元素的第一电离能大些，故C、N、O三种元素的第一电离能大小从大到小为N>O>C；
（2）根据丁二酮肟的结构可以得出，1mol丁二酮肟中含有15mol的σ键；其中碳原子存在sp2杂化和sp3杂化两种杂化方式；
（3）丁二酮肟镍是由两个丁二酮肟和一个镍构成，丁二酮肟镍中Ni与N原子之间以配位键形式存在，一个丁二酮肟中的O原子与另外一个丁二酮肟中的H原子以氢键形式存在；
（4）Ni在晶胞中占有8个定点，故一个晶胞中含有 =1和Ni原子，Cu在晶胞中占有6个面心，故一个晶胞中含有 =3个Cu原子，故镍白铜的分子式为Cu3Ni。
【分析】（1）Ni的核电荷数是27，基态Ni原子核外电子排布式为[Ar]3d84s2；同一周期元素，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族第一电离能大于其相邻元素；
（2）共价单键为σ键、共价双键中含有一个σ键和一个π键；该分子中甲基上C原子价层电子对个数是4、连接甲基的碳原子价层电子对个数是3，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化类型；
（3）根据配合物的结构图可判断键的类型；
（4）根据均摊法计算晶胞的化学式。
30．（2020·南通模拟）由硝酸锰[Mn(NO3)2]制备的一种含锰催化剂，常温下能去除甲醛、氢氰酸(HCN)等有毒气体。
（1）Mn2＋基态核外电子排布式是 。NO3-的空间构型为 (用文字描述)
（2）甲醛分子中，碳原子的杂化方式为 。
（3）HCN分子中σ键与π键的数目比为 。H、C、N三种元素的电负性由大到小的顺序为 。
（4）硝酸锰受热可分解生成NO2和某种锰的氧化物。该氧化物晶胞结构如右图所示。写出硝酸锰受热分解的化学方程式： 。
【答案】（1）[Ar]3d5；平面正三角形
（2）sp2
（3）1∶1；N>C>H
（4）Mn(NO3)2 MnO2＋2NO2↑
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）Mn为25号元素，Mn2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5；
NO3-中N原子形成3个δ键，没有孤电子对，则应为平面三角形；（2）甲醛分子中C原子价层电子对个数为3且不含孤电子对，所以甲醛为平面三角形结构，C原子杂化类型是sp2；(3) HCN的分子结构为H-C N，其中C-H键为σ键，C N键中含1个σ键和2个π键，故σ键与π键的数目比为1：1；
同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大，则有电负性C＜N，H的电负性最小，故有：N>C>H；(4) 根据该氧化物晶胞结构，结合均摊法可知，锰原子数为 ，O原子数为 ，则氧化物的化学式为MnO2，硝酸锰受热可分解生成NO2和MnO2，则硝酸锰受热分解的化学方程式为：Mn(NO3)2 MnO2＋2NO2↑。
【分析】（1）Mn原子核外电子数为25，原子形成阳离子先按能层高低失去电子，能层越高的电子越容易失去，同一能层中按能级高低失去电子，能级越高越容易失去；
根据价层电子对互斥理论判断NO3-的空间构型；（2）甲醛分子中C原子价层电子对个数为3且不含孤电子对；（3）HCN的分子结构为H-C N，根据结构式推出σ键与π键的数目比；同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大，据此分析； （4）根据该氧化物晶胞结构，结合均摊法算出氧化物的化学式，再写出化学方程式。
