D.配合物的稳定性与配位键的强弱有关，与配位体的性质无关
【解析】 A中sp3杂化轨道形成的分子不一定是正四面体，如CHCl3、H2O、NH3等；B中1,2 二氯丙烷仅含一个手性碳原子；D中配合物的稳定性还与配位体性质有关。
【答案】 C
7.如图是金属晶体内部结构的简单示意图,仔细观察该结构，以下有关金属能导电的理由中正确的是（ ）
A.金属能导电是因为含有金属阳离子
B.金属能导电是因为含有的自由电子在外电场作用下做定向运动
C.金属能导电是因为含有电子且无规则运动
D.金属能导电是因为金属阳离子和自由电子的相互作用
【解析】 金属中含有金属阳离子和自由电子，自由电子属于整块金属，能够自由移动，在外加电场的作用下，自由电子做定向移动，从而能够导电。
【答案】 B
8.最近科学家成功地制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限伸展结构，下列对该晶体的叙述错误的是（ ）
A.该物质的化学式为CO4
B.晶体的熔、沸点高，硬度大
C.晶体中C原子数与C—O键数之比为1∶4
D.晶体的空间最小环共由12个原子所构成
【解析】 分析题意可知，该新型碳氧化合物属于原子晶体，以C—O键结合为一种空间网状的无限伸展结构，容易联想到晶体SiO2的结构，故B、C、D三项正确。
该物质的化学式为CO2，而不是CO4，故A项错误。
【答案】 A
9.晶胞是构成晶体的基本重复单位。
在二氧化硅晶胞中有8个硅原子处于立方晶胞的8个顶角，有6个硅原子处于晶胞的6个面心，还有4个硅原子与16个氧原子在晶胞内构成4个硅氧四面体均匀错开排列于晶胞内（如图所示）。
根据图示的二氧化硅晶胞结构，每个晶胞内所含的“SiO2”基元数为（ ）
A.4个.B.6个
C.8个.D.18个
【解析】 晶胞内Si原子总个数：
8×＋6×＋4＝8（个），16个O原子都在晶胞内，因此每个晶胞内有8个Si原子，16个O原子即“SiO2”基元数为8。
【答案】 C
10.下列说法中正确的是（ ）
A.卤化氢中，HF沸点最高，是由于HF分子间存在氢键
B.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高
C.H2O的沸点比HF的沸点高，是由于水中氢键键能大
D.氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上
【解析】 B项，分子内氢键使熔、沸点降低，分子间氢键使熔、沸点升高；C项，水中氢键键能比HF中氢键键能小；D项，X—H…Y的三原子不一定在一条直线上。
【答案】 A
二、非选择题（本题包括6小题，共60分）
11.（14分）A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。
回答下列问题：
（1）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是_________________（填分子式），原因是_______________________________________________________；
A和B的氢化物所属的晶体类型分别为_____________和______________。
（2）C和D反应可生成组成比为1∶3的化合物E，E的立体构型为____________，中心原子的杂化轨道类型为__________。
（3）化合物D2A的立体构型为__________，中心原子的价层电子对数为__________，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为_____________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
（4）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝0.566nm，F的化学式为________；晶胞中A原子的配位数为____________；列式计算晶体F的密度（g·cm－3）________。
【解析】 C核外电子总数是最外层电子数的3倍，则C为P元素。
A、B的原子序数小于C，且A2－和B＋具有相同的电子构型，则A为O元素，B为Na元素。
C、D为同周期元素，且D元素最外层有一个未成对电子，则D为Cl元素。
（1）O元素形成O2和O3两种同素异形体，固态时均形成分子晶体，而分子晶体中，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的沸点越高，故O3的沸点高于O2。
O元素形成的氢化物有H2O和H2O2，二者均能形成分子晶体。
Na元素形成的氢化物为NaH，属于离子晶体。
（2）P和Cl元素形成的组成比为1∶3的化合物E为PCl3，中心原子P形成3个σ键且含有1对未成键的孤电子对，故P原子采取sp3杂化，分子构型为三角锥型。
（3）化合物D2A为Cl2O，其中O原子形成2个σ键且含有2对未成键的孤电子对，则O原子采取sp3杂化，故Cl2O为V形结构，中心原子O的价层电子对数为4。
Cl2与湿润的Na2CO3反应可生成Cl2O，据氧化还原反应规律可知，还生成还原产物NaCl，反应的化学方程式为2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaCl＋Cl2O＋2NaHCO3。
（4）O2－半径大于Na＋半径，由F的晶胞结构可知，大球代表O2－，小球代表Na＋，每个晶胞中含有O2－个数为8×1/8＋6×1/2＝4，含有Na＋个数为8，故O2－、Na＋离子个数之比为4∶8＝1∶2，从而推知F的化学式为Na2O。
由晶胞结构可知，每个O原子周围有8个Na原子，故O原子的配位数为8。
晶胞参数a＝0.566nm＝0.566×10－7cm，则晶胞的体积为（0.566×10－7cm）3，从而可知晶体F的密度为
≈2.27g·cm－3。
【答案】
（1）O3 O3相对分子质量较大，范德华力大
分子晶体 离子晶体
（2）三角锥型 sp3
（3）V形 4 2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl（或2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋CO2＋2NaCl）
（4）Na2O 8 ＝2.27g·cm－3。
12.（7分）氰[（CN）2]是无色可燃气体，剧毒，有苦杏仁味，与卤素单质的性质相似。
（1）试写出氰与NaOH溶液反应的离子方程式：
__________________________________________________________。
（2）已知氰分子中碳碳键与两个碳氮键之间的夹角为180°，且氰分子有对称结构。
①氰分子的结构式为________；
②氰分子中氮原子为________杂化；
③氰分子为________（填“极性分子”或“非极性分子”）；
④1mol（CN）2中含σ、π的数目分别为________。
【解析】
（1）因为（CN）2与卤素单质（X2）相似，则将卤素单质中X用CN代替即可得到相应的离子方程式。
（2）根据（CN）2中四个原子的价电子数和要达到稳定结构还缺少的电子数判断电子式和结构式：
两个碳原子间形成一对共用电子，每个碳原子再与氮原子形成三对共用电子，故该分子的结构式为N≡C—C≡N。
由于N原子的价层电子对数为1＋1＝2，故N原子采用sp杂化。
该分子为直线形构型，为非极性分子。
【答案】
（1）（CN）2＋2OH－===CN－＋CNO－＋H2O
（2）①N≡C—C≡N ②sp ③非极性分子
④3NA、4NA
13.（9分）常见元素A、B、C、D，其原子结构的相关信息如下表：
元素
相关信息
A
A原子的核外电子总数等于其基态电子层数
B
B原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍
C
C的基态原子L电子层中有3个未成对电子
D
D的外围电子层排布为（n＋1）d3n（n＋2）sn
请回答下列问题。
（1）A的原子结构示意图是________；D元素位于周期表第________周期________族。
（2）在由B和A形成的众多分子中，只要B原子的成键轨道满足________（填字母序号），分子中所有的原子就有可能在同一个平面内。
A.sp3或sp2杂化轨道
B.sp3或sp杂化轨道
C.sp或sp2杂化轨道
（3）如图，在B晶体的一个晶胞中含有________个B原子。
（4）C2A4中C的杂化类型是________。
【解析】 根据题意可知A、B、C、D分别为H、C、N、Fe。
（2）sp2杂化为平面结构，sp杂化为直线形结构，故只要碳原子满足sp2或sp杂化，分子中所有的原子就有可能共面，答案为C。
（3）从图中可以看出，C的位置有三种，分别为顶点、面心、体心，为8×＋6×＋4×1＝8。
（4）C2A4的结构式为
。
【答案】
（1）
四 Ⅷ
（2）C （3）8
（4）sp3
14.（10分）碳族元素的单质及其化合物是一类重要物质。
请回答下列问题：
（1）锗（Ge）是用途很广的半导体材料，其基态电子排布式为________。
（2）合成氮化碳是一种硬度比金刚石还大的晶体，氮化碳的晶体类型为________，该晶体中微粒间的作用力是________。
（3）COCl2俗称光气，分子中C原子采取sp2杂化成键，光气分子的结构式为________，其中碳氧原子之间共价键是________（填序号）。
a.2个σ键.b.2个π键
c.1个σ键，1个π键
（4）CaC2中C与O互为等电子体，O的电子式可表示为________。
【解析】
（1）Ge为第四周期ⅣA族元素，其基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2。
（2）氮化碳为原子晶体，微粒间作用力为共价键。
（3）COCl2的结构式为
，碳氧之间为双键，含1个σ键，1个π键。
（4）O的电子式为[∶O⋮⋮O∶]2＋。
【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p2（或[Ar]3d104s24p2）
（2）原子晶体 共价键（3）
c（4）[∶O⋮⋮O∶]2＋
15.（10分）砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。
回答下列问题：
（1）写出基态As原子的核外电子排布式________。
（2）根据元素周期律，原子半径Ga________As，第一电离能Ga________As。
（填“大于”或“小于”）
（3）AsCl3分子的立体构型为_______，其中As的杂化轨道类型为________。
（4）GaF3的熔点高于1000℃，CaCl3的熔点为77.9℃，其原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。
（5）GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·cm－3，其晶胞结构如图所示。
该晶体的类型为________，Ga与As以________键键合。
Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________。
【解析】
（1）As元素在周期表中处于第ⅤA族，位于P元素的下一周期，则基态As原子核外有33个电子，根据核外电子排布规律写出其核外电子排布式：
1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。
（2）同周期主族元素的原子半径随原子序数的递增而逐渐减小，Ga与As在周期表中同位于第四周期，Ga位于第ⅢA族，则原子半径：
Ga>As。
Ga、As原子的价电子排布式分别为4s24p1、4s24p3，其中As原子的4p轨道处于半充满的稳定状态，其第一电离能较大，则第一电离能：
Ga（3）As原子的价电子排布式为4s24p3，最外层有5个电子，则AsCl3分子中As原子形成3个As－Cl键，且含有1对未成键的孤对电子，则As的杂化轨道类型为sp3杂化，AsCl3分子的立体构型为三角锥形。
（4）GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因是GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，而离子晶体的熔点高于分子晶体。
（5）GaAs的熔点为1238℃，其熔点较高，据此推知GaAs为原子晶体，Ga与As原子之间以共价键键合。
分析GaAs的晶胞结构，4个Ga原子处于晶胞体内，8个As原子处于晶胞的顶点、6个As原子处于晶胞的面心，结合“均摊法”计算可知，每个晶胞中含有4个Ga原子，含有As原子个数为8×1/8＋6×1/2＝4（个），Ga和As的原子半径分别为rGapm＝rGa×10－10cm，rAspm＝rAs×10－10cm，则原子的总体积为V原子＝4×π×[（rGa×10－10cm）3＋（rAs×10－10cm）3]＝×10－30（r＋r）cm3。
又知Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol－1和MAsg·mol－1，晶胞的密度为ρg·cm－3，则晶胞的体积为V晶胞＝4（MGa＋MAs）/ρNAcm3，故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%
＝×100%
＝×100%。
【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3（或[Ar]3d104s24p3）
（2）大于 小于
（3）三角锥形
sp3 （4）GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体 （5）原子晶体 共价
×100%
16.（10分）氟在自然界中常以CaF2的形式存在。
（1）下列有关CaF2的表述正确的是________。
a.Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用
b.F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaCl2
c.阴阳离子比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同
d.CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电
（2）CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是__________________________________________________________________（用离子方程式表示），
已知AlF在溶液中可稳定存在。
（3）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为__________，其中氧原子的杂化方式为________。
（4）F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。
已知反应Cl2（g）＋3F2（g）===2ClF3（g） ΔH＝－313kJ·mol－1，F—F键的键能为159kJ·mol－1，Cl—Cl键的键能为242kJ·mol－1，则ClF3中Cl—F键的平均键能为________kJ·mol－1。
ClF3的熔、沸点比BrF3的________（填“高”或“低”）。
【解析】
（1）a项，Ca2＋与F－间不仅存在静电吸引，同时原子核与原子核之间、电子与电子之间也存在静电排斥，错误。
b项，因CaF2、CaCl2均为离子晶体，F－的离子半径小于Cl－，离子晶体的晶格能与离子所带电荷数成正比，与离子核间距成反比，故CaF2晶体的晶格能大于CaCl2。
晶格能越大，离子晶体的熔点越高，故CaF2的熔点高于CaCl2，正确。
c项，阴、阳离子个数比相同，晶体构型不一定相同。
d项，CaF2是离子化合物，在熔融状态下能电离产生自由移动的离子，故CaF2在熔融状态下能导电，正确。
（2）由信息可知，CaF2（s）Ca2＋（aq）＋2F－（aq），
Al3＋与F－可形成配离子AlF，从而促进了CaF2溶解平衡的正向移动，故反应的离子方程式为3CaF2＋Al3＋===3Ca2＋＋AlF。
（3）OF2分子中，中心原子的价层电子对数为×（6＋1×2）＝4，成键电子对数为2，因此分子构型为V形，O原子的杂化方式为sp3杂化。
（4）设Cl—F键的平均键能为x。
根据反应的焓变＝反应物的键能总和－生成物的键能总和可知，Cl2（g）＋3F2（g）===2ClF3（g）的ΔH＝242kJ·mol－1＋159kJ·mol－1×3－6x＝－313kJ·mol－1，则x＝172kJ·mol－1。
ClF3和BrF3为结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，其熔、沸点越高，因ClF3的相对分子质量小于BrF3，故ClF3的熔、沸点低于BrF3。
【答案】
（1）b、d
（2）3CaF2＋Al3＋===3Ca2＋＋AlF
（3）V形 sp3 （4）172 低
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