一、選擇題1．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數依次增大，W、X原子的最外層電子數之比為4:3，Z原子比X原子的核外電子數多4。下列說法正確的是()A．W、Y、Z的電負性大小順序一定是Z>Y>WB．W、X、Y、Z的原子半徑大小順序可能是W>X>Y>ZC．Y、Z形成的分子的空間構型可能是正四面體D．WY2分子中σ鍵與π鍵的數目之比是2:1解析：根據所給信息和原子的結構推斷出具體的元素，然后根據具體的元素及其化合物性質進行解答。因為原子的最外層電子數不超過8個，且W、X為主族元素，故W、X的最外層電子數分別為4和3；結合Z的電子數比X多4且W、X、Y、Z原子序數依次增大可知，W為C元素，則X為Al元素，Z為Cl元素，Y為Si、P、S三種元素中的一種。A.若Y為Si元素，則電負性Cl>C>Si。B.因為C元素在第二周期，其余三種元素在第三周期，故原子半徑X>Y>Z>W。C.若Y為Si元素，SiCl4的空間構型為正四面體。D.CS2分子的結構式為S=C=S，一個分子中含有兩個σ鍵和兩個π鍵。答案：C點撥：知識：元素推斷、元素電負性、原子半徑、分子空間結構、共價鍵類型。能力：考查考生邏輯推理能力以及分析解決問題的能力。試題難度：中等。2．(2013·安徽卷·7)我國科學家研制出一種催化劑，能在室溫下高效催化空氣中甲醛的氧化，其反應如下：HCHO＋O2eq\o(→,\s\up15(催化劑))CO2＋H2O。下列有關說法正確的是()A．該反應為吸熱反應B．CO2分子中的化學鍵為非極性鍵C．HCHO分子中既含σ鍵又含π鍵D．每生成1.8gH2O消耗2.24LO2解析：從題給信息入手分析，結合原子成鍵特點，在準確理解相關概念的前提下進行判斷。A．通過分析化學方程式可知，該反應等同于甲醛的燃燒，屬于放熱反應。B.CO2的結構式為O=C=O，可見CO2中的共價鍵是由不同元素的原子形成的，屬于極性鍵。C.甲醛中碳原子采取sp2雜化，有三個等同的sp2雜化軌道伸向平面三角形的三個頂點，分別形成3個σ鍵，一個未參加雜化的p軌道與O原子的2p軌道形成π鍵。D.根據題給化學方程式可知，每生成1.8g水消耗0.1mol氧氣，但由于題中并沒有給出溫度和壓強，所以不能確定氧氣的體積一定為2.24L。答案：C點撥：知識：吸熱、放熱反應，化學鍵類型，原子雜化、σ鍵和π鍵的特點，氣體摩爾體積等。能力：考查在新情境下靈活應用上述知識解決新問題的能力。試題難度：中等。3．下列數據是對應物質的熔點(℃)：BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO2－10720739208011291190－571723據此做出的下列判斷中錯誤的是()A．鋁的化合物的晶體中有的是離子晶體B．表中只有BCl3和干冰是分子晶體C．同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體D．不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體解析：從表中的數據可以看出，AlCl3是分子晶體，AlF3是離子晶體，所以A項對，B項錯；干冰是分子晶體，而SiO2是原子晶體，C、Si是同主族元素，C項對；Na2O與Al2O3，雖屬于不同族元素的氧化物，但都是離子晶體，D項對。答案：B4．短周期非金屬元素X和Y能形成XY2型化合物，下列有關XY2的判斷不正確的是()A．XY2一定是分子晶體B．XY2的電子式可能是:eq\o(Y,\s\up6(··))::X::eq\o(Y,\s\up6(··)):C．XY2水溶液不可能呈堿性D．X可能是ⅣA、ⅤA或ⅥA族元素。解析：短周期常見由金屬元素形成的XY2型化合物有很多，可結合具體例子分析，A項說法錯誤，XY2可能是分子晶體(CO2)，也有可能是原子晶體(SiO2)；如果是CO2或者CS2電子式可能是:eq\o(Y,\s\up6(··))::X::eq\o(Y,\s\up6(··)):形式，B項說法正確；根據常見XY2型化合物，XY2水溶液不可能呈堿性，C項說法正確；ⅣA、VA或ⅥA族元素都有可能為＋2或者＋4價，所以都有可能形成XY2型化合物，D項說法也正確。答案：A5．兩種元素原子的核外電子層數之比與最外層電子數之比相等，則在周期表前10號元素中，滿足上述關系的元素共有()A．1對 B．2對C．3對 D．4對解析：前10號元素的核外電子層數與最外層電子數分別為1H,1、1；2He,1、2；3Li,2、1；4Be,2、2；5B,2、3；6C,2、4；7N,2、5；8O,2、6；9F,2、7；10Ne,2、8。核外電子層數之比與最外層電子數之比：①1:2與1:2為H和Be；②2:1與2:1為C和He；③2:2與2答案：B6．下列關于σ鍵和π鍵的理解不正確的是()A．σ鍵能單獨形成，而π鍵一定不能單獨形成B．σ鍵可以繞鍵軸旋轉，π鍵一定不能繞鍵軸旋轉C．雙鍵中一定有一個σ鍵、一個π鍵，三鍵中一定有一個σ鍵、兩個π鍵D．氣體單質中一定存在σ鍵，可能存在π鍵解析：p電子云重疊時，首先頭碰頭最大重疊形成σ鍵，py、pz電子云垂直于px所在平面，只能“肩并肩”地重疊形成π鍵，雙鍵中有一個σ鍵、一個π鍵，三鍵中有一個σ鍵、兩個π鍵，π鍵不能單獨形成，A、B正確。σ鍵特征是軸對稱，π鍵呈鏡面對稱，不能繞鍵軸旋轉，C正確。稀有氣體為單原子分子，不存在化學鍵，D不正確。答案：D7．用VSEPR模型預測下列分子或離子的立體結構，其中不正確的是()A．NHeq\o\al(＋,4)為正四面體形 B．CS2為直線形C．HCN為折線形(V形) D．PCl3為三角錐形解析：NHeq\o\al(＋,4)、CS2、HCN、PCl3結構中價層電子對數分別為4對、2對、4對，VSEPR模型分子為正四面體形、直線形、直線形、空間四面體形，其中前三者中心原子均參與成鍵，立體結構就是VSEPR模型，PCl3分子中有1對孤對電子，所以立體結構為三角錐形。答案：C8．下列有關物質結構和性質的說法中，正確的是()A．元素非金屬性Cl>S的實驗依據是酸性HCl>H2S。B．碳元素的電負性小于氧元素，每個CO2分子中有4個σ鍵C．同周期主族元素的原子形成的簡單離子的電子層結構一定相同D．Na、Mg、Al三種元素，其第一電離能由大到小的順序為Mg>Al>Na解析：選項A的實驗依據應是元素最高價氧化物的水化物的酸性HClO4>H2SO4。選項B，每個CO2分子中有2個σ鍵。選項C，同周期主族元素的原子形成的簡單離子的電子層結構不一定相同，如Na＋和Cl－。答案：D9．NH3、H2O等是極性分子，CO2、BF3、CCl4等是極性鍵構成的非極性分子。根據上述事實可推ABn型分子是非極性分子的經驗規律是()A．在ABn分子中A原子的所有價電子都參與成鍵B．在ABn分子中A的相對原子質量應小于B的相對原子質量C．在ABn分子中每個共價鍵的鍵長都相等D．分子中不能含有氫原子解析：由題給信息可以判斷若ABn型分子是非極性分子，則ABn型分子中A原子的所有價電子都參與成鍵，與相對原子質量大小、鍵長以及是否含有氫原子無關。答案：A二、非選擇題10．(2013·成都市第二次診斷·8)利用15N可以測定亞硝酸鹽對地下水質的污染情況。(1)下列說法正確的是________。A．14N與15N為同種核素B．14N的第一電離能小于14C．15NH3與14NH3均能形成分子間氫鍵D．CHeq\o\al(15,3)NH2與CH3CHeq\o\al(14,2)NH2互為同系物(2)15N的價層電子排布圖為________；15NH4Cl的晶胞與CsCl相同，則15NH4Cl晶體中15NHeq\o\al(＋,4)的配位數為________；15NHeq\o\al(＋,4)中15N的雜化軌道類型為________。(3)工業上電解法處理亞硝酸鹽的模擬工藝如圖。已知陽極區發生化學反應：2NOeq\o\al(－,2)＋8H＋＋6Fe2＋=N2↑＋6Fe3＋＋4H2O①陽極電極反應方程式是________(不考慮后續反應)；②若硫酸溶液濃度過大，陰極區會有氣體逸出，該氣體為_______(填化學式)；該現象表明c(H＋)越大，H＋氧化性越________；③若電解時電路中有0.6mol電子轉移，且NaNO2有剩余，則電解池中生成Na2SO4________mol。解析：(1)A項，質子數相同而中子數不同的核素互為同位素；B項，N的價電子層為半充滿結構，更加穩定；C項，含有N元素，故能形成氫鍵；D項，二者結構相似，分子組成相差一個“CH2”。(3)③由電極反應知轉移0.6mol電子時生成Fe2＋0.3mol，故消耗NaNO20.1mol，根據鈉元素守恒可知生成Na2SO40.05mol。答案：(1)CD(2)8sp3雜化(3)①Fe－2e－=Fe2＋②H2強③0.05點撥：本題考查電化學，考查考生對電極反應的掌握情況。難度中等。11．(2013·東北三省四市聯考(二)·37)A、B、C、D、E、F均為周期表中前四周期元素，其原子序數依次增大，其中A、B、C為短周期非金屬元素。A是形成化合物種類最多的元素；B原子基態電子排布中只有一個未成對電子；C是同周期元素中原子半徑最小的元素；D的基態原子在前四周期元素的基態原子中單電子數最多；E與D相鄰，E的某種氧化物X與C的氫化物的濃溶液加熱時反應常用于實驗室制取氣態單質C；F與D的最外層電子數相等。回答下列問題(相關回答均用元素符號表示)：(1)D的基態原子的核外電子排布式是______________。(2)B的氫化物的沸點比C的氫化物的沸點________(填“高”或“低”)，原因是______________________。(3)A的電負性________(填“大于”或“小于”)C的電負性，A形成的氫化物A2H4中A的雜化類型是________。(4)X在制取C單質中的作用是________，C的某種含氧酸鹽常用于實驗室中制取氧氣，此酸根離子中化學鍵的鍵角________(填“>”“＝”或“<”)109°28′。(5)已知F與C的某種化合物的晶胞結構如圖所示，則該化合物的化學式是__________________，若F與C原子最近的距離為acm，則該晶體的密度為________g·cm－3(只要求列算式，不必計算出數值，阿伏加德羅常數的數值為NA)。解析：A是形成化合物種類最多的非金屬元素，A為碳元素；B是非金屬元素，基態電子排布中只有一個未成對電子，即為氟元素；C是短周期元素，同周期元素中原子半徑最小，即氯元素；D的基態原子在前四周期元素的基態原子中單電子數最多，即d軌道5個電子，最外層1個電子，所以為Cr元素；E與D相鄰，即E為Mn元素，其氧化物MnO2與濃鹽酸反應生成氯氣；F的最外層電子數為1，只能是d軌道全充滿，即銅元素。(1)D是24號元素，由于未成對電子數最多，所以d軌道5個電子，4s軌道1個電子。(2)氟化氫分子間除范德華力外還存在分子間氫鍵，氯化氫分子間只存在范德華力，所以氟化氫的沸點高。(3)氯元素非金屬性強，電負性大。(4)氯酸鉀常用于實驗室中制取氧氣，ClOeq\o\al(－,3)中存在孤對電子，根據價層電子互斥理論，微粒中鍵角小于109°28′。(5)用均攤法可求出晶胞中存在4個氯原子、4個銅原子，可得出化學式為CuCl，Cu與Cl原子最近的距離為acm，通過數學幾何知識求出圖示中的邊長為eq\f(4a,\r(3))cm。答案：(1)1s22s22p63s23p63d54s1(2)高HF分子間能形成氫鍵(3)小于sp2雜化(4)氧化劑＜(5)CuCleq\f(4×64＋35.5,NA·\f(4a,\r(3))3)[或eq\f(4×99.5,NA·\f(4a,\r(3))3)或eq\f(398,NA·\f(4a,\r(3))3)或eq\f(199×3\r(3),32a3NA))]點撥：本題考查元素推斷、物質結構與性質相關知識。難度較大。12．(2013·山東省青島市統一質檢·32)太陽能電池的發展已經進入了第三代。第三代就是銅銦鎵硒CIGS等化合物薄膜太陽能電池以及薄膜Si系太陽能電池。完成下列填空：(1)亞銅離子(Cu＋)基態時的電子排布式為________；(2)硒為第四周期元素，相鄰的元素有砷和溴，則3種元素的第一電離能從大到小順序為________(用元素符號表示)，用原子結構觀點加以解釋：________。(3)與鎵元素處于同一主族的硼元素具有缺電子性(價電子數少于價層軌道數)，其化合物可與具有孤對電子的分子或離子生成加合物，如BF3能與NH3反應生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的雜化軌道類型為________，B與N之間形成________鍵。(4)單晶硅的結構與金剛石結構相似，若將金剛石晶體中一半的C原子換成Si原子且同種原子不成鍵，則得如圖所示的金剛砂(SiC)結構；在SiC中，每個C原子周圍最近的C原子數目為________。解析：(1)銅原子失去最外層的一個電子變為亞銅離子(Cu＋)。(3)因為BF3中的硼元素具有空軌道，NH3中有孤對電子，能夠與B形成配位鍵生成BF3·NH3，故BF3·NH3中B原子是sp3雜化。答案：(1)1s22s22p63s23p63d10(2)Br>As>SeAs、Se、Br原子半徑依次減小，原子核對外層電子的吸引力依次增強，元素的第一電離能依次增大；Se原子最外層電子排布為4s24p4，而As原子最外層電子排布為4s24p3，p電子排布處于半充滿狀態，根據洪特規則特例可知，半充滿狀態更穩定，所以As元素的第一電離能比Se大(3)sp3配位(答共價不得分)(4)12點撥：本題考查電子排布式、電離能的比較、雜化類型的判斷，考查考生靈活解決問題的能力。難度中等。13．(2013·武漢市4月調研·37)Ⅰ.下列有關說法正確的是________。A．相同類型的離子晶體，晶格能越大，形成的晶體越穩定B．手性催化劑只催化或者主要催化一種手性分子的合成C．用金屬的電子氣理論能合理地解釋金屬易腐蝕的原因D．H3O＋、NH4Cl和[Ag(NH3)2]＋中均存在配位鍵Ⅱ.碳及其化合物在自然界中廣泛存在。(1)基態碳原子的價電子排布圖可表示為________。(2)第一電離能：碳原子________(填“>”“<”或“＝”)氧原子，原因是__________________________。(3)冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似。每個冰晶胞平均占有________個水分子，冰晶胞與金剛石晶胞排列方式相同的原因是__________________________。(4)C60的晶體中，分子為面心立方堆積，已知晶胞中C60分子間的最短距離為dcm，可計算C60晶體的密度為________g/cm3。(5)請寫出一個反應方程式以表達出反應前碳原子的雜化方式為sp2，反應后變為sp3：________________________________。解析：Ⅰ.C項，用金屬的電子氣理論只能解釋金屬的物理性質，不能解釋金屬易腐蝕；D項，H3O＋中H和O，NH4Cl中N和H、[Ag(NH3)2]＋中Ag和N存在配位鍵。Ⅱ.(3)金剛石的晶胞中8個C在頂點，6個碳在面心，4個C在內部，則每個冰晶胞平均占有水分子個數為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8。(4)C60的晶體為面心立方堆積，則含C60的個數為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，設晶胞的邊長為a，則eq\r(2)a＝2d，a＝eq\r(2)d，故晶體的密度為eq\f(720,NA)×4÷(eq\r(2)d)3＝eq\f(720\r(2),d3NA)。(5)sp2雜化的碳為形成雙鍵碳原子，sp3雜化的碳為形成單鍵碳原子，可以是乙烯與Br2、H2、HX、H2O等的加成反應。答案：Ⅰ.ABDⅡ.(1)(2)＜碳原子的半徑比氧原子大，且核電荷數比氧的小，故碳原子核對最外層電子的吸引力小于氧(3)8每個水分子與相鄰的4個水分子形成氫鍵(4)eq\f(720\r(2),d3NA)(5)CH2=CH2＋Br2→BrCH2CH2Br點撥：本題考查物質結構和性質，考查考生對原子、分子、晶體結構和性質的理解能力。難度較大。14．(2013·南昌市第二次模擬·37)A、B、C、E、F為原子序數依次增大的六種元素，其中A、B、C、D、E為短周期元素，F為第四周期元素，F還是前四周期中電負極最小的元素。已知：A原子的核外電子數與電子層數相等；B元素原子的核外p電子數比s電子數少1個；C原子的第一至第四電離能為I1＝738kJ/mol，I2＝1451kJ/mol，I3＝7733kJ/mol，I4＝10540kJ/mol；D原子核外所有p軌道為全充滿或半充滿；E元素的族序數與周期序數的差為4；(1)寫出E元素在周期表位置：________；D元素的原子的核外電子排布式：__________________________________。(2)某同學根據題目信息和掌握的知識分析C的核外電子排布為該同學所畫的軌道式違背了________。(3)已知BA5為離子化合物，寫出其電子式：______________。(4)DE3中心原子雜化方式為__________________，其空間構型為______________。(5)某金屬晶體中原子堆積方式如圖甲，晶胞特征如圖乙，原子相對位置關系如圖丙，則晶胞中該原子配位數為________；空間利用率為________；該晶體的密度為________。(已知該金屬相對原子質量為m，原子半徑為acm)解析：(1)由題意分析知F為K；A為H；B為N；由電離能知C的＋2價穩定，為Mg；D為P；E為Cl。(2)原子的核外電子分能級排布，按構造原理先排能量低的能級，再排能量高的能級，遵循能量最低原理時，該原子才最穩定。該同學未排滿3s能級，就排3p能級，違背了能量最低原理。(3)NH5為離子化合物，則為銨鹽，存在NHeq\o\al(＋,4)和H－。(4)PCl3中心原子P上的價層電子對＝3＋eq\f(1,2)(5－3×1)＝4，雜化類型為sp3雜化；存在一個孤電子對，故分子構型為三角錐形。(5)由圖可知：該金屬堆積方式為面心立方最密堆積，原子配位數為12，空間利用率為74%；由圖乙可知每個晶胞中含有的原子數為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。設晶胞的棱長為x，由圖丙知x2＋x2＝(4a)2，x＝2eq\r(2)a，若該晶體的密度為ρ，則ρ×(2eq\r(2)a)3＝eq\f(4,NA)×m，ρ＝eq\f(\r(2)m,8a3·NA)g·cm－3。答案：(1)第三周期ⅦA族1s22s22p63s23p3(2)能量最低原理(3)(4)sp3三角錐形(5)1274%eq\f(\r(2)m,8a3·NA)g/