时间：90分钟，满分：105分)
1．(15分)(2018·山西重点中学协作体期末)现有前四周期t、x、y、z、w、m六种元素，已知w、z、x、t、y五种非金属元素原子半径依次减小，其中w原子的s电子总数等于p电子总数的2倍。m原子的m能层上有4个未成对电子。请完成下列问题：
1)写出w、z、x、t四种元素第一电离能由大到小的顺序用元素符号表示)。
2)基态m原子的核外电子排布式为。
3)根据vsepr理论，推断出由w与x两元素组成的最简单二价阴离子的立体构型为w原子的杂化类型为。
4)y与t、x、z、w所形成的最简单化合物的沸点由高到低的顺序为用化学式表示)。
解析：根据题中信息“w原子的s电子总数等于p电子总数的2倍”可知，w的电子排布式是1s22s22p2，则w是碳元素；又知“w、z、x、t、y五种非金属元素原子半径依次减小”，根据元素周期律可推知z是氮元素，x是氧元素，t是氟元素，y是氢元素；“m原子的m能层上有4个未成对电子”，则m的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，即m是铁元素。
1)c、n、o、f四种元素位于同一周期，随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但n元素反常，因此第一电离能大小顺序是f>n>o>c。
3)c和o两种元素组成的最简单的二价阴离子是co，该离子的中心原子的价层电子对数是3，孤电子对数是0，因此其立体构型是平面三角形，c原子的杂化类型为sp2杂化。
4)h与f、o、n、c所形成的最简单化合物分别是hf、h2o、nh3、ch4，其中hf、h2o、nh3分子之间都存在氢键，它们的沸点都比没有氢键的ch4高，常温下h2o为液态，hf、nh3为气态，标准状况下hf为液态，nh3仍为气态，因此四种氢化物的沸点由高到低的顺序为h2o>hf>nh3>ch4。
答案：(1)f>n>o>c
2)1s22s22p63s23p63d64s2(或[ar]3d64s2)
3)平面三角形 sp2
4)h2o>hf>nh3>ch4
2．(15分)(2018·济宁一模)铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列问题：
1)画出基态cu原子的价电子排布图。
2)配合物[cu(nh3)2]oocch3中碳原子的杂化类型是配体中提供孤电子对的原子是c、n、o三种元素的第一电离能由大到小的顺序是用元素符号表示)。
3)铜晶体中铜原子的堆积方式如图1所示，则晶体铜原子的堆积方式为。
4)m原子的价电子排布式为3s23p5，铜与m形成化合物的晶胞如图2所示(黑点代表铜原子)。
该晶体的化学式为。
已知铜和m的电负性分别为1.9和3.0，则铜与m形成的化合物属于化合物(填“离子”或“共价”)。
已知该晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为na，该晶体中cu原子和m原子之间的最短距离为体对角线的1/4，则该晶体中cu原子和m原子之间的最短距离为pm(写出计算式即可)。
解析：(2)[cu(nh3)2]oocch3是离子化合物，其阴离子的结构式是－从c原子的成键情况看，c原子的杂化类型有两种：sp3和sp2。
3)铜原子的堆积方式是密置层堆积，三层一重复，即abc型，所以属于面心立方最密堆积。
4)①m是cl元素。cu与cl形成的化合物晶胞中cu的个数是4，cl的个数是8×＋6×＝4，因此该晶体的化学式是cucl。②cu和cl的电负性差值是3.
0－1.9＝1.1<1.
7，因此cucl属于共价化合物。③设cu原子和m原子之间的最短距离为x pm ，晶胞的边长为a cm，则4x·10－10＝a，a＝，每个晶胞中含有4个“cucl”，根据ρ＝＝x＝×1010。
答案：(1)
2)sp2、sp3 n n>o>c
3)面心立方最密堆积。
4)①cucl ②共价 ③×1010
3．(15分)(2018·江西五市八校第二次联考)有a、b、c、d、e五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。a的基态原子2p能级有3个单电子；c的基态原子2p能级有1个单电子；e原子最外层有1个单电子，其次外层有3个能级且均排满电子；d与e同周期，价电子数为2。则：
1)b元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的，原因是。
2)a、b、c三种元素的氢化物稳定性由强到弱的顺序为用化学式表示)。
3)a的最简单氢化物分子的立体构型为其中a原子的杂化类型是杂化。
4)a的单质中σ键的个数为键的个数为。
5)写出基态e原子的价电子排布式。
6)c和d形成的化合物的晶胞结构如图所示，已知晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数为na，则晶胞边长acm。(用ρ、na的计算式表示)
解析：根据题干信息不难推出a、b、c、d、e五种元素分别是n、o、f、ca、cu。
2)气态氢化物的稳定性与元素的非金属性有关，由于非金属性f>o>n，所以稳定性hf>h2o>nh3。
3)a的最简单氢化物是nh3，中心n原子的价层电子对数是4，孤电子对数是1，所以nh3分子的立体构型是三角锥形，n原子的杂化类型是sp3杂化。
4)n2的结构式是n≡n，所以σ键个数是1，π键个数是2。
6)c和d形成的化合物是caf2，一个晶胞中有4个“caf2”，所以一个晶胞质量是g，一个晶胞的体积是a3 cm3，根据ρ＝＝g·cm－3，则a＝cm。
答案：(1)h2o分子间存在氢键 (2)hf>h2o>nh3 (3)三角锥形 sp3 (4)1 2 (5)3d104s1 (6)
4.(15分)(2018·茂名高三模拟)铁是一种重要的过渡元素，能形成多种物质，如做染料的普鲁士蓝。,(1)基态fe2＋核外电子排布式为。
2)在普鲁士蓝中，存在的化学键有离子键。
和。3)一定条件下，cn－可氧化为ocn－。ocn－中三种元素的电负性由大到小的顺序为碳原子采取sp杂化，1 mol该物质中含有的π键数目为。
4)与cn－互为等电子体的一种分子为填化学式)。
5)常温条件下，铁的晶体采用如图所示的堆积方式，则这种堆积模型的配位数为___如果铁的原子半径为a cm，阿伏加德罗常数的值为na，则此种铁单质的密度表达式为g/cm3。
解析：(1)基态fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，所以基态fe2＋核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[ar]3d6。
2)kfe[fe(cn)6]属于离子化合物，是一种复盐，也是一种配合物，阳离子是k＋、fe3＋，阴离子是配离子[fe(cn)6]4－(其中fe为＋2价)，其中k＋、fe3＋和[fe(cn)6]4－以离子键相结合，[fe(cn)6]4－中fe2＋和cn－以配位键相结合，cn－内c和n以共价键相结合。
3)ocn－中的c原子采取sp杂化，则其立体构型为直线形，结合ocn－与co2是等电子体，可知ocn－的结构式是[o===c===n]－，则1 mol ocn－中含有的π键数目是2na。
5)图示的堆积方式是非密置层的体心立方堆积，所以配位数是8；铁的一个晶胞中有两个fe原子，因此晶胞质量m＝g，若铁的原子半径为a cm，则晶胞边长为 cm，晶胞体积v＝ cm3，所以铁单质的密度ρ＝＝g/cm3。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d6(或[ar]3d6) (2)共价键配位键 (3)o>n>c 2na (4)co(或n2) (5)8
5.(15分)2023年7月和12月山西大学分子科学研究所翟华金教授、李思殿教授与清华大学李隽教授、美国布朗大学laisheng wang教授及复旦大学刘智攀教授课题组合作，首次合成“中国红灯笼分子”——硼球烯b40。b40是继c60之后第二个从实验和理论上完全确认的无机非金属笼状团簇。
1)基态硼原子的外围电子排布式为c60中碳原子杂化方式为。
2)构成c60晶体的作用力是。
3)与硼同周期但第一电离能比硼大的元素有种。
4)磷化硼(bp)是由硼元素与磷元素组成的无机化合物，属于一种半导体材料。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。bp晶胞中b采用面心立方堆积，p原子填入四面体空隙中。
写出三溴化硼和三溴化磷的立体构型：
三溴化硼三溴化磷。
磷化硼晶体内微粒间的作用力有。
计算磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离(晶胞参数为478 pm
解析：(1)c60又叫足球烯，其分子中每个c原子与其他3个c原子相连，分别形成两个碳碳单键和一个碳碳双键，所以碳原子的杂化方式为sp2。
2)c60晶体属于分子晶体，所以微粒间作用力是范德华力。
3)与硼同周期但第一电离能比硼大的元素有be、c、n、o、f、ne共6种。
4)①bbr3中b原子的价层电子对数是3，孤电子对数是0，所以三溴化硼的立体构型是平面正三角形；pbr3中p原子的价层电子对数是4，孤电子对数是1，所以三溴化磷的立体构型是三角锥形。②磷化硼的空间结构与金刚石类似，应属于原子晶体，b原子与p原子间通过共价键相结合，但b原子最外层只有3个电子，p原子最外层有5个电子，而磷化硼晶体中每个b原子与4个p原子相连，每个p原子也与4个b原子相连，这说明b原子和p原子间还存在一个配位键，其中p原子提供孤电子对，b原子提供空轨道。③bp晶胞中p原子位于立方体的体对角线的处，则硼原子和磷原子之间的最近距离＝ pm＝ pm≈207 pm。
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