- 物质性质的研究
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A、B、C、D、E、F、G七种元素，它们的原子序数依次增大，除G外均为前20号元素。A原子基态时p能级原子轨道上电子数等于次外能层电子数，C元素的原子基态时s能级与p能级上的电子数相等，C、D处于相同的能级，且D是同期中电负性最大的元素，E原子的第一至第四电离能（kJ·mol－1）分别为：578、1817、2745、11575，F元素原子中4s能级有2个电子。G元素的离子形成的硫酸盐结晶水合物呈蓝色。
（1）B形成的单质中σ键和Π键的个数比为 ，上述元素形成的化合物中和B的单质是等电子体的是__________(填化学式)
（2）G元素的基态原子的电子排布式为 。
（3）常温下，E单质投入到B的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液中的现象是 。
（4）D、F组成的晶体FD2结构如图Ⅰ所示，G形成晶体的结构如Ⅲ所示，Ⅱ为H3BO3（硼酸）晶体结构图(层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合)。
图Ⅰ 图Ⅱ 图Ⅲ
①图Ⅰ所示的FD2晶体中与F离子最近且等距离的F离子数为 ，图Ⅲ中未标号的G原子形成晶体后周围最紧邻的G原子数为 ；
②图Ⅱ所示的物质结构中最外能层已达8电子结构的原子是 (写元素符号)，H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为 ；
③三种晶体中熔点高低的顺序为 (填化学式)，H3BO3晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为 。
正确答案
（1）1 ：2 CO （2）1s22s22p63s23p63d104s1。 （3）无明显现象(或钝化)
（4 ）①12 12 ② O 1∶6 ③CaF2 > Cu >H3BO3 分子间作用力（或氢键和范德华力）
试题分析：A原子基态时p能级原子轨道上电子数等于次外能层电子数，且A的原子序数最小，所以A是碳元素。C元素的原子基态时s能级与p能级上的电子数相等，则C是氧元素。由于B的原子序数介于A和C之间，则B是氮元素。C、D处于相同的能级，且D是同期中电负性最大的元素，因此D是F元素。E原子的第一至第四电离能（kJ·mol－1）分别为：578、1817、2745、11575，这说明E位于第ⅢA族元素，因此根据原子序数的大小可知，E应该是Al元素。F元素原子中4s能级有2个电子，且F的原子序数不超过20，所以F是钙元素。G元素的离子形成的硫酸盐结晶水合物呈蓝色，因此G是铜元素。
（1）氮气中含有三键，三键是由1个σ键和2个π键构成的，所以氮气中σ键和Π键的个数比为1 ：2。原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，则和氮气互为等电子体的是CO。
（2）根据构造原理可知，铜元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。
（3）常温下，铝在浓硝酸中发生钝化想象，所以实验现象是无明显现象(或钝化) 。
（4）①根据晶胞结构可知。图Ⅰ所示的FD2晶体中与F离子最近且等距离的F离子数为（3×8）÷2＝12个。铜是面心立方堆积，配位数是12，则G原子形成晶体后周围最紧邻的G原子数为12个。
②在硼酸分子中氢元素和硼元素均不能满足8个电子稳定结构，所以图Ⅱ所示的物质结构中最外能层已达8电子结构的原子是氧元素。在硼酸分子中硼和氧元素之间形成3个极性键，氧元素和氢元素之间铀形成3个极性键，所以H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为1∶6。
③氟化钙形成的晶体类型是离子晶体，铜形成的晶体类型是金属晶体，硼酸形成的晶体类型是分子晶体，则三种晶体中熔点高低的顺序为CaF2＞Cu＞H3BO3。硼酸形成的是分子晶体，存在分子间作用力，所以H3BO3晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为分子间作用力（或氢键和范德华力）。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的应试能力和逻辑推理能力。该题以“周期表中元素的推断”为载体，考查学生对元素周期表的熟悉程度及其对表中各元素性质和相应原子结构的周期性递变规律的认识和掌握程度。考查了学生对物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。
铜单质及其化合物在很多领域中都有重要的用途。请回答以下问题：
(1)超细铜粉可用作导电材料、催化剂等，其制备方法如下：
①NH4CuSO3中金属阳离子的核外电子排布式为______。N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为__________________(填元素符号)。
②SO42-的空间构型为________。
(2)某学生用硫酸铜溶液与氨水做了一组实验，CuSO4溶液中加氨水生成蓝色沉淀，再加氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，最后向该溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体，请解释加入乙醇后析出晶体的原因_________；在该晶体中存在的化学键的种类有_________。
(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，其阴离子均为无限长链结构(如图所示)，a位置上Cl原子的杂化轨道类型为________。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，则另一种化合物的化学式为____________。
用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数的值。对金属铜的测定得到以下结果：铜晶胞为面心立方最密堆积，边长为361 pm。又知铜的密度为9.00 g·cm－3，则铜原子的直径约为__________pm，阿伏加德罗常数的值为________[已知Ar(Cu)＝63.5]。
正确答案
(1)①1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) N>O>S
②正四面体形
(2)乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度；离子键、配位键、共价键
(3)sp3杂化 K2CuCl3
(4) 
(1)NH4CuSO3中的阳离子是是Cu+，它的核外电子排布是，1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)；根据同一周期第一电离能变化规律及第ⅡA、ⅤA反常知，第一电离能大上顺序为，N>O>S，SO42-是AB4型，则其空间构型是正四面体；
(2)乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度。该晶体存的化学键是离子键、配位键和共价键。
(3)a位置上Cl原子成2个单键，含有2对孤对电子，杂化轨道数为4，杂化轨道类型为sp3；一种化合物的化学式为KCuCl3，其中铜元素为+2价，故另一种化合物中铜为+1价，CuCl3原子团的化合价为-2，其化学式为：K2CuCl3。
(4)设铜原子的直径是d，由于是面心立方，则边长(361)2=2d2，所以直径是
卤族元素的单质和化合物很多，我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们。
（1）卤族元素位于周期表的_______区；溴的价电子排布式为____________________。
（2）在不太稀的溶液中，氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在的。使氢氟酸分子缔合的作用力是________________。
（3）请根据下表提供的第一电离能数据判断：最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是_________。
（4）已知高碘酸有两种形式，化学式分别为H5IO6（
（5）碘在水中的溶解度虽然小，但在碘化钾溶液中溶解度却明显增大这是由于溶液中发生下列反应I-+I2=I3-。与KI3类似的，还有CsICl2等。已知CsICl2不稳定，受热易分解，倾向于生成晶格能更大的物质，则它按下列_____式发生。
A．CsICl2=CsCl+ICl B．CsICl2=CsI+Cl2
（6）已知ClO2-为角型，中心氯原子周围有四对价层电子。ClO2-中心氯原子的杂化轨道类型为___________，写出一个ClO2-的等电子体__________。
（7）已知CaF2晶体（见图）的密度为ρ g·cm-3，NA为阿伏加德罗常数，最近相邻的两个Ca2+的核间距为a cm，则CaF2的相对分子质量可以表示为___________。
正确答案
（1）p （1分） 4s24p5（1分）
（2）氢键（1分）
（3）碘（2分）
（4）＜（2分）
（5）A（2分）
（6）sp3杂化（2分） Cl2O、OF2、BrO2-等（2分）
（7）
试题分析：（1）卤族元素的价电子排布为ns2np5,所以位于周期表的p区，溴是第四周期元素，价电子排布式为4s24p5
（2）F的电负性最强的元素，与H之间易形成氢键，所以使氢氟酸分子缔合的作用力是氢键
（3）碘的第一电离能最小，所以碘最有可能生成较稳定的单核阳离子
（4）根据同种元素的含氧酸酸性的强弱的比较，将酸写成（HO）mRON,n值越大，酸性越强，所以H5IO6
(5) CsCl、CsI属于离子晶体，在离子晶体中，离子的半径越小，晶格能越大；阴、阳离子所带电荷越多，晶格能越大，Cl-的半径小于I-的半径，所以CsCl的晶格能大于CsI，答案选A
（6）根据杂化轨道理论，中心氯原子周围有四对价层电子，所以是sp3杂化，等电子体是指原子总数、价电子都相同的粒子，与ClO2-是等电子体的微粒有BrO2-、OF2等
（7）该晶胞中实际拥有4个CaF2，立方体的棱长是
M=
I．下列说法中正确的是 。
Ⅱ．（1）兰聚氰胺分子的结构简式如图所示，则其中氮原子轨道杂化类型是 ，l mol三聚氰胺分子中含 mol
（2）某元素位于第四周期VIII族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则其基态原子的M层电子排布式为____ 。
（3）过渡金属配合物Ni（ CO）n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n=____ 。
（4）碳化硅的晶胞结构（如右图）与金刚石类似（其中“●”为碳原子，“○”为硅原子）。图中“●”点构成的堆积方式与下列图式中 所表示的堆积方式相同。
（5）碳化硅的结构中，与碳原子距离最近且相等的碳原子有 个。设晶胞边长为a cm，碳原子直径为b cm，硅原子直径为c cm，则该晶胞的空间利用率为 （用含a、b、c的式子表示）。
正确答案
Ⅰ BD（3分）
Ⅱ （1）sp2、sp3（2分） 15（1分）
（2）3s23p63d8（2分）
（3）4（2分）
（4）D（2分）
（5）12（1分） [2π(b3+c3)/3a3]×100%（2分）
I．A．不正确，第一电离能由大到小的顺序为N>O>C，N的2P能级是半充满结构，比较稳定；
B．正确，由于C
C．不正确，根据岩浆晶出规则：晶体从岩浆析晶难易程度不仅与岩浆的组成有关而且也与析出晶体的晶格能大小有关：晶格能高的晶体熔点较高更容易在岩浆冷却过程中先结晶，Mg0比Ca0更容易在岩浆冷却过程中先结晶。
D．正确，液态HF通常也可以写成（HF）n的形式，F原子电负性大，液态HF分子间存在氢键。
答案：B D
Ⅱ⑴六元环上的N是sp2杂化，氨基上的N是sp3杂化；l mol三聚氰胺分子中含 （6＋3×3）mol=15mol
⑵第四周期VIII族有Fe、CO、Ni三种原子，基态碳原子的未成对电子数是2，三种原子中基态未成对电子数是2的是Ni，基态原子的M层电子排布式为3S23P63d8,答案：3S23P63d8
⑶Ni：3d8 4s2为10e，CO：2e，10e + 2e×n = 18，n = 4，CO中只有C提供孤对电子，而C只有一对孤电子对；答案：4；
⑷碳原子构成的堆积方式与D相同，答案：D。
⑸碳化硅的结构中，与碳原子距离最近且相等的碳原子有12个；该晶胞中C为8×1/8＋6×1/2=4,Si原子是4个，球体积公式为V=4/3πR3，原子体积=
考点:物质的结构，核外电子排布，分子结构、晶体结构、空间利用率计算
下表是Na、Mg、Si、S、Br五种元素的单质的沸点，其中b、e均是热和电的良导体。
(1) a的元素在元素周期表中的位置为________。
(2) 写出d的元素原子的电子式________；其最高价氧化物形成的晶体为________晶体(填类型)，溶于强碱的离子方程式为________________________________________。
(3) c与氢形成的分子X的空间构型为________；写出X的水溶液与足量b元素的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式___________________________________。
(4) 上述元素所能形成的简单离子中半径最小的是________（填离子符号），最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________(填分子式)，e元素与N元素形成化合物的电子式为____________________________。
(5) b元素与氯元素形成的化合物Y的晶体中，1个晶胞内含有的基本微粒及个数是________。
正确答案
（11分 除注明外每空1分）（1）第四周期第ⅦA族
（2）
（3）V型 H2S+2OH-＝S2-+H2O （4）Mg2+ H2SO4 
（5）4个Na+ 4个Cl-（2分）
试题分析：钠和镁形成的晶体是金属晶体，钠离子半径大于镁离子比较，所以金属镁的沸点高于钠的。b、e均是热和电的良导体，所以b是钠，e是镁。硅是原子晶体，沸点最高，所以d是硅。S和单质溴形成的晶体均是分子晶体，其中S单质的沸点高于单质溴的，所以a是溴，c是S。
（1）溴位于元素周期表的第四周期第ⅦA族。
（2）硅位于第二正确第ⅣA族，其电子式是
（3）H2S分子中S原子含有的孤对电子对数＝（6－2×1）÷2＝2，所以H2S是V形结构。H2S是二元弱酸，所以和过量的氢氧化钠溶液反应的离子方程式是H2S+2OH-＝S2-+H2O。
（4）在核外电子排布相同的条件下，微粒半径随原子序数的增大而减小，所以形成的简单离子中半径最小的是Mg2+。非金属性越强，最高价氧化物水化物的酸性越强，所以最高价氧化物对应水化物酸性最强的H2SO4。氮元素和镁形成的化合物氮化镁是含有离子键的离子化合物，电子式是
（5）根据氯化钠的晶胞结构可知，1个晶胞内含有的基本微粒及个数是4个Na+和4个Cl-。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题基础性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的应试能力和逻辑推理能力。该题以“周期表中元素的推断”为载体，比较全面考查学生有关元素推断知识和灵活运用知识的能力。考查学生对元素周期表的熟悉程度及其对表中各元素性质和相应原子结构的周期性递变规律的认识和掌握程度。考查了学生对物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。
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