新教材高中化学模块综合测评苏教版选择性必修

模块综合测评(建议用时：75分钟)一、选择题1．示意图或图示正确的是A．CO2的分子模型示意图B．p­pσ键电子云模型C．CCl4的电子式D．氢原子电子云结构示意图D[CO2是直线形结构，因此不是CO2的分子模型示意图，故A错误；p­pσ键是头碰头重叠，而是p­pπ键电子云模型，故B错误；不是CCl4的电子式，还差Cl的孤电子对未画出来，因此CCl4的电子式为，故C错误；是氢原子电子云结构示意图，故D正确。]2．下列有关描述正确的是()A．沸点按由低到高顺序排列的是：CH4、H2O、SiO2、NaClB．CS2和NO2互为等电子体C．无机含氧酸的酸性：H2SO3＜H2SO4＜HClO4D．基态Cr原子的价电子排布式：3d44s2C[因为SiO2为共价晶体，沸点按由低到高顺序排列的是：CH4、H2O、NaCl、SiO2，故A错误；CS2的价电子数为4＋6×2＝16，NO2的价电子数为5＋6×2＝17，不是等电子体，故B错误；H2SO3中非羟基氧为1个，H2SO4中非羟基氧为2个，HClO4中非羟基氧为3个，非羟基氧越多酸性越强，故酸性：H2SO3＜H2SO4＜HClO4，故C正确；基态Cr原子的价电子排布式：3d54s1，故D错误。]3．H3BO3为白色晶体，与足量的NaOH反应生成NaH2BO3，H3BO3的结构如图所示。下列说法错误的是()A．H3BO3中形成的键长：H—O<B—O<H…OB．根据H3BO3结构可知，H3BO3易溶于水C．白色晶体H3BO3属于分子晶体D．H3BO3中B为＋3价，属于三元弱酸D[H—O与B—O属于共价键，键长为两个原子核间距，半径越大，键长越长，即键长：H—O＜B—O，H…O为氢键，为分子间作用力，键长长于共价键，选项A正确；根据H3BO3结构可知，分子中含H—O，与水分子可形成氢键，H3BO3易溶于水，选项B正确；H3BO3为B的最高价含氧酸，B的非金属性弱于C，所以H3BO3的酸性弱于H2CO3，H3BO3属于弱酸，根据题意可知H3BO3与足量的NaOH反应生成NaH2BO3，说明H3BO3为一元酸，即H3BO3为一元弱酸，选项D错误。]4．药物异搏定(盐酸维拉帕米)能有效控制血压升高、促进血液循环，其合成路线中有如图转化过程：已知NaH晶体属NaCl晶型，则下列说法正确的是()A．Z分子中C、H、O第一电离能大小顺序为O>H>CB．Y分子中基态Br原子电子排布式为[Ar]4s24p5C．X的沸点高于其同分异构体D．NaH晶体中，与Na＋最近的H－有12个C[同周期元素，原子序数越大，第一电离能越大，故第一电离能O>C，H原子只有一个电子层，而O、C有两个电子层，原子外层，电子层越靠外，其上电子能量越大，第一电离能越大，故第一电离能O>C>H，A项错误；溴原子的核外电子排布为[Ar]3d104s24p5，B项错误；X是苯环上的邻位取代基有机物，能形成分子内氢键，故X的沸点高于其同分异构体，C项正确；NaH晶体与NaCl相似，为面心立方最密堆积，与Na＋最近的H－有6个，D项错误。]5．《Science》杂志曾报道合成和分离出含高能量正离子Neq\o\al(＋,5)的化合物N5AsF6。Neq\o\al(＋,5)的结构如图所示。下列关于该化合物的描述错误的是()A．N5AsF6中F的化合价为－1价，As的化合价为＋5价B．Neq\o\al(＋,5)与POeq\o\al(3－,4)互为等电子体C．Neq\o\al(＋,5)离子中只含有非极性键，其中有4个π键D．N5AsF6为离子化合物B[阳离子Neq\o\al(＋,5)，则N5的化合价为＋1价，氟元素显－1价，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可知N5AsF6中砷元素的化合价：(＋1)＋x＋(－1)×6＝0，则x＝＋5，故A正确；Neq\o\al(＋,5)与POeq\o\al(3－,4)中原子个数相同、价电子数不等，所以不是等电子体，故B错误；Neq\o\al(＋,5)的结构为＋，含有2个N≡N，每个三键含有2个π键，所以共有4个π键，故C正确；化合物N5AsF6为是由Neq\o\al(＋,5)和[AsF6]－形成的离子化合物，故D正确。]6．在碱性溶液中，Cu2＋可以与缩二脲形成紫色配离子，其结构如图所示。下列说法错误的是()A．该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O>N>C>HB．该配离子中铜离子的配位数是4，配位原子是N和OC．基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1D．该配离子与水分子形成氢键的原子只有N和OD[根据同周期主族元素的电负性由左到右逐渐增大，同主族元素的电负性由上到下逐渐减小，所以该配离子中的非金属元素的电负性大小顺序为O>N>C>H，A项正确；根据配离子的结构可知，铜离子形成4个共价键，配位原子为N和O，B项正确；根据铜离子的电子排布式可知，基态铜原子的价电子排布式为3d104s1，C项正确；N原子和O原子可与水分子中的H原子形成氢键，水分子中的O原子也可与配离子中的H原子形成氢键，D项错误。]7．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，基态W的原子2p轨道处于半充满状态，基态X的原子的2p能级上只有一对成对电子，基态Y的原子的最外层电子运动状态只有1种，元素Z与X同主族。下列说法错误的是()A．第一电离能：W>X>YB．电负性：Y>W>ZC．简单离子半径：Z>X>YD．最简单氢化物的沸点：X>W>ZB[短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，基态W的原子2p轨道处于半充满状态，则W核外电子排布是1s22s22p3，W是N元素；基态X的原子的2p能级上只有一对成对电子，则X核外电子排布式是1s22s22p4，X是O元素；基态Y的原子的最外层电子运动状态只有1种，Y核外电子排布式是1s22s22p63s1，Y是Na元素，元素Z与X同主族，则Z是P元素。非金属元素第一电离能大于金属元素；同一周期元素的第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA、第ⅤA元素处于轨道的全充满、半充满的稳定状态，第一电离能大于相邻元素，则这三种元素的第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞Na，即W＞X＞Y，选项A正确；同一周期元素随原子序数的增大，元素电负性逐渐增大；同一主族元素，原子核外电子层数越多，元素电负性越小，所以电负性：N＞P＞Na，即W＞Z＞Y，选项B错误；离子核外电子层数越多，离子半径越大；当离子核外电子排布相同时，离子的核电荷数越大，离子半径越小。O2－、Na＋核外电子排布都是2、8，有2个电子层；P3－核外电子排布是2、8、8，有3个电子层，所以简单离子半径：P3－＞O2－＞Na＋，即离子半径：Z＞X＞Y，选项C正确；元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强。元素的非金属性：O＞N＞P，所以最简单氢化物的沸点：H2O＞NH3＞PH3，即氢化物的稳定性：X＞W＞Z，选项D正确。]8．2018年7月5日《科学》杂志在线报道：合成一种新的具有超高热导率半导体材料——砷化硼(BAs)。在一定条件下，可通过反应4BI3(g)＋As4(g)=4BAs(s，晶体)＋6I2(g)可制备BAs晶体。下列说法错误的是()图(a)图(b)图(c)A．图(a)表示As4结构，As4分子中成键电子对与孤电子对数目之比为3∶2B．图(b)表示晶态单质硼的B12基本结构单元，该基本单元中B—B键夹角为60°C．图(b)所示晶态单质硼的熔点为2180℃，它属于共价晶体D．图(c)表示BAs晶胞结构，As原子的配位数为8D[As是第ⅤA族元素，由图(a)知1个As4分子中成键电子对数为6，孤电子对数为4，则As4分子中成键电子对与孤电子对数目之比为3∶2，选项A正确；由图(b)知B12基本单元为正二十面体，每个面为正三角形，故该基本单元中B—B键夹角为60°，选项B正确；晶态硼单质的熔点为2180℃，熔点较高，它属于共价晶体，选项C正确；由BAs晶胞结构可知，大球为As原子，小球为B原子，则As原子的配位数为4，选项D错误。]9．LiAlH4是一种强还原剂，能将乙酸(如图所示)直接还原成乙醇，即：CH3COOHeq\o(→,\s\up11(LiAlH4),\s\do4(乙醚))CH3CH2OH，下列有关说法不正确的是()A．第3周期元素中简单离子半径最小的是Al3＋B．AlHeq\o\al(－,4)的空间结构是正四面体型C．CH3COOH分子中键角α＞βD．上述反应中通过官能团间的转化实现了物质类别的转化C[第3周期元素中，阳离子有钠离子、镁离子和铝离子，均为10电子结构，核电荷数大则离子半径小，第3周期的阴离子有硫离子和氯离子，均为18电子结构，阴离子半径比同周期阳离子半径大，则简单离子半径最小的是Al3＋，A正确；AlHeq\o\al(－,4)的中心原子孤电子对数＝eq\f(3＋1－4×1,2)＝0，价层电子对数＝4＋0＝4，则空间结构是正四面体型，B正确；C=O双键比C—O单键键长短，且C=O双键上O原子距离中心原子较近，C=O双键上中氧原子含有2对孤电子对，对成键电子对排斥力大于C—O单键上的O上2对孤电子对对成键电子对的排斥力，故导致分子中键角α小于键角β，C错误；上述反应使乙酸转变为乙醇，通过官能团间的转化实现了物质类别的转化，D正确。]10．A、B、C、D、E、F、G、H均为18电子分子。A和E为双原子分子，E为浅黄绿色气体；C和F为四原子分子，F的水溶液常用于医用消毒；B有臭鸡蛋气味；D与甲烷分子构型相同；G为火箭推进器常用燃料；H为烃。下列判断错误的是()A．B分子中的化学键为sp3­sσ键，有轴对称性，可以旋转B．F和H中均含有极性键和非极性键，但是前者为极性分子，后者为非极性分子C．G可以和氢离子通过配位键形成阳离子，反应前后中心原子杂化方式不变D．C分子中原子序数较大的元素可形成正四面体结构的单质分子，键角为109°28′D[A、B、C、D、E、F、G、H均为18电子分子，A和E为双原子分子，E为浅黄绿色气体，可推知A为HCl、E为F2，C和F为四原子分子，F的水溶液常用于医用消毒，可推知C为PH3、F为H2O2，B有臭鸡蛋气味，可推知B为H2S，D与甲烷分子构型相同，可推知D为SiH4，G为火箭推进器常用燃料，可推知G为N2H4，H为烃，可推知H为C2H6。B为H2S，中心原子硫原子形成sp3杂化轨道，氢原子提供s原子轨道，形成sp3­sσ键，sp3­sσ键有轴对称性，可以旋转，故A正确；F为H2O2，H为C2H6均含有极性键和非极性键，但是前者为极性分子，后者为非极性分子，故B正确；G为N2H4，和氢离子通过配位键形成阳离子N2Heq\o\al(＋,5)，通过配位键形成阳离子，反应前后中心原子杂化方式不变，故C正确；C为PH3，原子序数较大的元素为P，P元素形成正四面体单质为P4，P4白磷的结构为，可知键角为60°，故D错误。]11．铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示(白球代表Fe，黑球代表Mg)。储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为anm，NA表示阿伏加德罗常数的值。已知A点的原子坐标参数为(0,0,0)，B点为(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，0)。则下列说法正确的是()A．晶胞中Fe与Mg的配位数均为4B．位置C点的原子坐标参数为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(1,4)，\f(3,4)))C．Mg与Fe之间的最近距离为eq\f(\r(6),4)anmD．储氢后的晶体密度为eq\f(416,(\a\vs4\al\co1(\r(2)a×10－7))3NA)g·cm－3C[根据晶胞结构示意图可知，距离Mg原子最近且相等的Fe原子有4个，即Mg原子的配位数为4，距离Fe原子最近且相等的Mg原子有8个，故Fe的配位数为8，A项错误；根据题中所给信息，可以推测得知，位置C点的原子坐标参数为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(3,4)，\f(3,4)))，B项错误；氢气分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为anm，该晶胞参数为eq\r(2)anm，Mg和Fe之间的最近距离为体对角线的eq\f(1,4)，则Mg与Fe之间的最近距离为eq\f(\r(6),4)anm，C项正确；氢气分子在晶胞的体心和棱的中心位置，个数为1＋12×eq\f(1,4)＝4，Fe原子的个数为4，Mg位于体内Mg的个数为8，储氢后的晶体化学式为FeMg2H2，根据ρ＝eq\f(m,V)，储氢后的晶体密度为eq\f(424,(\a\vs4\al\co1(\r(2)a×10－7))3NA)g·cm－3，D项错误。]12．利用超分子可分离C60和C70。将C60、C70混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中进行分离的流程如图。下列说法错误的是()A．第一电离能：C<OB．杯酚分子中存在大π键C．杯酚与C60形成氢键D．C60与金刚石晶体类型不同C[同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但ⅤA族的大于ⅥA族，所以第一电离能：C<O，A项正确；杯酚分子中含有苯环结构，具有大π键，B项正确；氢键是H与(N、O、F)等电负性大的元素以共价键结合后形成的一种特殊分子间或分子内相互作用力，所以杯酚与C60形成的不是氢键，C项错误；金刚石是共价晶体，C60为分子晶体，二者晶体类型不同，D项正确。]13.X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，基态原子中，X为元素周期表中半径最小的原子，Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍，W原子的价电子排布为3d104s1，X、Y、Z、W形成的阳离子如图所示，下列说法正确的是()A．原子半径：Z>Y>XB．气态氢化物的稳定性：Y>ZC．加热时该离子首先失去的组分是X2ZD．两种配体中的键角：X2Z>YX3C[半径最小的原子为氢原子，则X为H；价电子排布为3d104s1，则W为Cu；Z最外层电子数为次外层电子数的三倍，则Z为O，由图可以看出，连接三个键的为N，即Y为N。原子半径大小为Y>Z>X，A项错误；非金属性O>N，则气态氢化物稳定性O>N，即Z>Y，B项错误；加热时先脱水，C项正确；水中O原子有两对孤电子对，NH3中N原子只有一对孤电子对，因此水中孤电子对成键电子对排斥作用更明显，H2O键角＜NH3键角，D项错误；答案选C。]14．LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列说法不正确的是()A．图中小球表示的是Li＋B．每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有4个C．电池充电时，LiFePO4脱出部分Li＋，形成Li1－xFePO4，结构示意图如(b)所示，则xD．LiFePO4充电形成FePO4时的电极反应式为：LiFePO4－e－=FePO4＋Li＋C[O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，可知图中小球表示的是Li＋，故A正确；均摊法可知，晶胞中Li＋数目为8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,4)＋4×eq\f(1,2)＝4，故每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有4个，故B正确；由图可知，(a)→(b)充电过程中，晶胞失去1个棱心、1个面心位置的Li＋，解得x＝eq\f(3,16)，故C错误；LiFePO4充电形成FePO4，失去全部的Li＋，LiFePO4失去电子被氧化生成FePO4，则电极反应式为LiFePO4－e－=FePO4＋Li＋，故D正确。]15．邻二氮菲(phen)与Fe2＋生成稳定的橙红色邻二氮菲亚铁离子[Fe(phen)3]2＋，可用于Fe2＋的测定，邻二氮菲的结构简式如图所示。下列说法错误的是()A．邻二氮菲的一氯代物有4种B．[Fe(phen)3]2＋中Fe2＋的配位数为6C．邻二氮菲分子没有旋光性D．用邻二氮菲测定Fe2＋的浓度与溶液的酸碱性无关D[邻二氮菲分子中含有4种不同位置的H原子，故其一氯代物有4种，A正确；N原子上有孤电子对，易形成配位键，在邻二氮菲分子内有2个N原子，则Fe2＋和3个邻二氮菲分子形成配合物时，Fe2＋的配位数为6，B正确；邻二氮菲分子没有手性碳原子，因此没有旋光性，C正确；用邻二氮菲测定Fe2＋浓度时应控制pH在适宜范围，这是因为当H＋浓度较高时，邻二氮菲中的N优先与H＋形成配位键，导致与Fe2＋配位能力减弱；而当OH－浓度较高时，OH－与Fe2＋反应，也影响Fe2＋与邻二氮菲配位，D错误。]二、非选择题16．Ⅰ.MnS纳米粒子被广泛应用于除去重金属离子中的铬离子。(1)锰的价层电子排布式为________。(2)磁性氧化铁纳米粒子除铬效率不如MnS纳米粒子，试比较两种纳米材料中的阴离子的半径大小O2－________S2－(填“>”“<”或“＝”)。H3O＋中H—O—H的键角比H2O中的________(填“大”或“小”)(3)Mn可以形成多种配合物，[Mn(CO)(H2O)2(NH3)3]Cl2·H2O中第二周期元素第一电离能由大到小关系为________，配体H2O中心原子杂化类型为________，配体NH3的空间结构为________(用文字描述)。Ⅱ.(1)铁的多种化合物均为磁性材料，氮化铁是其中一种，某氮化铁的晶胞结构如图所示，则氮化铁的化学式为________。(2)图为金刚石晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)；B为(eq\f(1,2)，0，eq\f(1,2))；C为(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，0)。则D原子的坐标参数为________。已知金刚石的晶胞参数为apm，则其密度为________g·cm－3(列出计算式)。[解析]Ⅰ.(1)锰元素的原子序数为25，价层电子排布式为3d54s2。(2)同主族元素，从上到下离子半径依次增大，所以半径：O2－<S2－；水分子结构中有两对孤电子对，水合氢离子中有一对孤电子对，孤电子对和孤电子对间的作用力大于孤电子对和成键电子对间的作用力大于成键电子和成键电子间的作用力，所以H3O＋中H—O—H的键角比H2O中的大。(3)同一周期元素，从左到右第一电离能随着原子序数增大而呈现增大的趋势，C、N、O元素处于同一周期且原子序数逐渐增大，N原子的2p轨道为稳定的半充满状态，第一电离能大于其相邻元素，则第一电离能N>O>C；水分子中氧原子的价层电子对数为4，则中心原子杂化类型为sp3杂化；NH3中氮原子是sp3杂化，中心原子含有一对孤电子对，分子空间结构是三角锥型。Ⅱ.(1)铁原子占据顶点和面心的位置，8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，氮原子占据体心位置，总计1个，氮化铁的化学式为Fe4N。(2)原子坐标参数A为(0,0,0)，A为原点，B为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,2)))，B所在的平面为xz平面，C为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))，C所在的平面为xy平面，BC在晶胞的面心位置，D在体心位置，D的坐标为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(3,4)))；利用均摊法计算后晶胞中含有的粒子个数为8，密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(8,NA)×M,a×10－103)＝eq\f(8×12,NA×a3×10－30)g·cm－3。[答案]Ⅰ.(1)3d54s2(2)<大(3)N>O>Csp3三角锥型Ⅱ.(1)Fe4N(2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(3,4)))8×12/(NA×a3×10－30)17．最近我国科研人员成功攻克了5G通信芯片制造中关键材料氮化镓(GaN)的研制难题。已知元素镓(Ga)与Al、N与As分别是同主族的元素，请回答下列问题：(1)基态Ga原子的核外电子排布式为[Ar]________。(2)根据元素周期律，元素的电负性Ga________(填“大于”或“小于”，下同)As；(3)超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝在绝缘材料中应用广泛，氮化铝晶体与金刚石类似，每个铝原子与________个氮原子相连，氮化铝晶体属于________晶体。(4)NH3是氮的氢化物，中心原子的杂化方式是_______________________________________________________________________________________，NH3的沸点比AsH3高的原因是________。(5)GaN可采用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)技术制得：以合成的三甲基镓为原料，使其与NH3发生系列反应得到GaN和另一种产物，该过程的化学方程式为：________________________。(6)共价晶体GaAs的晶胞参数y＝xpm，它的晶胞结构如下图所示，该晶胞内部存在的共价键数为________；紧邻的As原子之间的距离为a，紧邻的As、Ga原子之间的距离为b，则eq\f(a,b)＝________。该晶胞的密度为________g·cm－3(阿伏伽德罗常数用NA表示)。[解析](1)Ga为31号元素，其基态Ga原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1；(2)根据元素周期律，从左到右电负性逐渐增大，因此元素的电负性Ga小于As；(3)氮化铝晶体与金刚石类似，金刚石是每个碳与周围四个碳相连，因此每个铝原子与4个氮原子相连，氮化铝晶体属于共价晶体；(4)NH3是氮的氢化物，中心原子价层电子对数为3＋1＝4，其中心原子的杂化方式是sp3，NH3的沸点比AsH3高的原因是氨气分子间有氢键；(5)三甲基镓为与NH3发生系列反应得到GaN和另一种产物，根据元素守恒得到另一种产物为甲烷，因此该过程的化学方程式为：Ga(CH3)3＋NH3=3CH4＋GaN；(6)根据晶胞结构分析得到该晶胞内部每个Ga与周围四个As连接，因此晶胞内部存在的共价键数为16；紧邻的As原子之间的距离为a，即面对角线的二分之一，紧邻的As、Ga原子之间的距离为b，即为体对角线的四分之一，共价晶体GaAs的晶胞参数y＝xpm，因此eq\f(a,b)＝eq\f(\f(\r(2),2)x,\f(\r(3),4)x)＝eq\f(2\r(6),3)；该晶胞的密度为ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(145g·mol－1,NAmol－1)×4,x×10－103)＝eq\f(5.8,x3NA)×1032g·cm－3。[答案](1)3d104s24p1(2)小于(3)4共价(4)sp3氨气分子间有氢键，而AsH3分子间没有氢键(5)Ga(CH3)3＋NH3=3CH4＋GaN(6)16eq\f(2\r(6),3)eq\×1032,NA·x3)g·cm－318．(2021·湖南选择性考试)硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题：(1)基态硅原子最外层的电子排布图为________，晶体硅和碳化硅熔点较高的是________(填化学式)；(2)硅和卤素单质反应可以得到SiX4。SiX4的熔、沸点SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔点/K沸点/K①0℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是________(填化学式)，沸点依次升高的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，气态SiX4分子的空间构型是________；②SiCl4与N­甲基咪唑()反应可以得到M2＋，其结构如图所示：N­甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为________，H、C、N的电负性由大到小的顺序为________，1个M2＋中含有________个σ键；(3)下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。①已知化合物中Ge和O的原子个数比为1∶4，图中Z表示________原子(填元素符号)，该化合物的化学式为________；②已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，α＝β＝γ＝90°，则该晶体的密度ρ＝________g·cm－3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b、c、NA的代数式表示)。[解析](1)硅原子核外有14个电子，有1s、2s、2p、3s、3p五个能级，每个能级的电子数分别是2、2、6、2、2，则基态硅原子最外层的电子排布图为。晶体硅和碳化硅均为原子晶体，碳原子半径比硅原子半径小，则C—Si键键长比Si—Si键键长短，故碳化硅的熔点较高。(2)①0℃≈273K，由题表中的数据可知，只有SiCl4的熔点低于273K，沸点高于273K，则SiCl4在0℃时为液态。SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4均为分子晶体，结构相似，相对分子质量依次增大，则分子间作用力依次增大，沸点逐渐升高。SiX4的中心原子Si周围的σ键电子对数＝4＋eq\f(1,2)×(4－1×4)＝4，无孤电子对，由VSEPR理论可知，其VSEPR模型与分子空间构型均为正四面体。②中甲基碳原子为饱和碳原子，是sp3杂化，碳碳双键中的碳原子为sp2杂化。短周期同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，且H的电负性比C小，故电负性由大到小的顺序是N>C>H。中1个基团有1个N—Si、4个N—C、1个N=C、1个C=C、6个C—H，共有13个σ键，4个基团，则含13×4＝52(个)σ键，另外还有2个Si—Cl键，故1个中含有σ键的数目为54个。(3)①由晶胞结构图可知，1个晶胞中，对于X原子，8个位于顶点、4个位于棱上、6个位于面上、3个位于晶胞内，故1个晶胞中含有X的数目为8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,4)＋6×eq\f(1,2)＋3＝8(个)；对于Y原子，4个Y原子均位于晶胞内；对于Z原子，16个Z原子均位于晶胞内。其中Ge和O的原子个数比为1∶4，则X为Mg，Y为Ge，Z为O。由上述分析可知，该化合物的化学式为Mg2GeO4。②1个晶胞的质量＝eq\f(24×8＋73×4＋16×16,NA)g＝eq\f(740,NA)g,1个晶胞的体积为abc×10－21cm3，则晶体的密度为ρ＝eq\f(\f(740,NA)g,abc×10－21cm3)＝eq\f(740×1021,abcNA)g·cm－3。[答案](1)SiC(2)①SiCl4SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4都是分子晶体，相对分子质量依次增大，分子作用力依次增大正四面体②sp2、sp3N>C>H54(3)①OMg2GeO4②eq\f(740×1021,abcNA)19．人类使用铜和它的合金具有悠久的历史，铜及其化合物在电子工业、材料工业、工农业生产及日常生活方面用途非常广泛。试回答下列问题。(1)Cu＋的核外电子排布式为________。(2)CuSO4和Cu(NO3)2是自然界中重要的铜盐，SOeq\o\al(2－,4)的立体构型是________，S、O、N三种元素的第一电离能由大到小为________。(3)金属Cu单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是__________________________，反应的离子方程式为__________________________。(4)丁炔铜是一种优良的催化剂，已知：CH≡CH＋2HCHO丁炔酮,OHC—CH2CH2OH。则OHC—CH2CH2OH中碳原子杂化方式有________。(5)利用CuSO4和NaOH制备的Cu(OH)2检验醛基时，生成红色的Cu2O，其晶胞结构如图所示。①该晶胞原子坐标参数A为(0,0,0)；B为(1,0,0)；C为(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))。则D原子的坐标参数为________，它代表________原子。②若Cu2O晶体密度为dg·cm－3，晶胞参数为apm，则阿伏加德罗常数值NA＝________。[解析](1)Cu是29号元素Cu＋的核外电子数是28，所以Cu＋的核外电子排布式为[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10。(2)SOeq\o\al(2－,4)中S的价层电子对数为4＋eq\f(1,2)(6＋2－4×2)＝4，没有孤电子对，因此SOeq\o\al(2－,4)立体结构是正四面体；非金属性越强，第一电离能越大，但同周期：ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA，即第一电离能大小顺序是N>O>S。(3)题中给出了两物质和铜单独不反应，而同时混合能反应，说明两者能互相促进，是两种物质共同作用的结果，其中过氧化氢为氧化剂，氨与Cu2＋形成配离子，两者相互促进使反应进行；方程式可表示为Cu＋H2O2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。(4)在OHCCH2CH2OH中，中的C则为sp3杂化；中的C则为sp2杂化。(5)①根据各个原子的相对位置可知，D在x、y方向的eq\f(3,4)处，z方向的eq\f(1,4)处，所以其坐标是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(3,4)，\f(1,4)))；根据均摊法，白球的个数为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8×\f(1,8)＋1))＝2，灰球位于体心，灰球有4个，因此化学式为Cu2O，灰球是Cu。②晶胞质量为2×eq\f(144,NA)g，晶胞的体积为(a×10－10)3cm3，根据密度的定义，阿伏加德罗常数NA＝eq\f(288×1030,d×a3)。[答案](1)[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10(2)正四面体N>O>S(3)H2O2为氧化剂，氨与Cu2＋形成配离子，两者相互促进使反应进行Cu＋H2O2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－(4)sp2、sp3(5)①(eq\f(3,4)，eq\f(3,4)，eq\f(1,4))Cu②eq\f(28