精品解析：青海省西宁市第十四中学2023-2024学年高二下学期期中化学试卷

高二化学期中试题 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 N-14 S-16 P-31 Na-23 一、选择题(每题4分，共56分) 1. 下列有关化学用语表示错误的是 A. 氯气的共价键电子云轮廓图： B. 二氧化硅的分子式为SiO2 C. N2H4的电子式： D. 基态氧原子电子轨道表示式为： 2. 下列各项叙述中，正确的是 A. N、P、As的电负性随原子序数的增大而增大 B. 2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等 C. 价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素 D. 主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大 3. 下列叙述中正确的是 A. CS2为V形的极性分子，形成分子晶体 B. 的空间构型为平面三角形 C. 氯化硼BCl3的熔点为-107 ℃，氯化硼液态时能导电而固态时不导电 D. SiF4和的中心原子均为sp3杂化，SiF4分子呈空间正四面体，呈三角锥形 4. 按照官能团可以给有机物进行分类，下列有机物类别划分正确的是 A. 含有醛基，属于醛类物质 B. 含有溴原子，属于卤代烃 C. 含有苯环，属于芳香烃 D. 含有苯环和羟基，属于酚类物质 5. 氮气可以作食品包装、灯泡等的填充气，也是合成纤维、合成橡胶的重要原料。实验室制备氮气的反应式：NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O。下列说法正确的是 A. 离子半径：r(Na+)＞r(N3-)＞r(O2-) B. 氮元素基态原子核外未成对电子数为1 C. 钠电离最外层一个电子所需要的能量：①＞② D. 水中的氢键可以表示为：O－H…O，其中H…O之间的距离即为该氢键的键长 6. 解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与化学键强弱无关的变化规律是 A. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B. NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低 C. F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 D. Li、Na、K、Rb 的熔点逐渐降低 7. 分子式为C8H8O2的含苯环有机物，能与NaHCO3溶液反应生成气体，则符合上述条件的同分异构体有(不考虑立体异构) A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种 8. 超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。现有某种超分子结构如图所示。下列有关说法正确的是 A. 该超分子中C原子均为sp3杂化 B. 甲基中的键角∠HCH小于-NH2中的键角∠HNH C. 该超分子由一个非极性分子和一个极性分子聚集而成 D. 该超分子加热熔化时既破坏氢键，也破坏分子间作用力 9. 是目前储氢密度最高的材料之一，其晶胞结构如图所示，晶胞边长为apm。Mg原子占据Fe形成的所有四面体空隙，储氢后，分子占据Fe形成的八面体空隙，化学式为。下列说法正确的是 A. 晶胞中，存在的化学键类型为金属键和离子键 B. 氢气储满后晶体的化学式为 C. 氢气储满后，和的最短距离为 D. 晶胞中Fe与Mg的配位数均为4 10. 物质的结构决定其性质。下列实例与解释不相符的是 选项 实例 解释 A 熔点：NH4NO3低于NaNO3 摩尔质量M(NaNO3)>M(NH4NO3) B 酸性：强于 羟基极性：强于 C 冠醚15-冠-5能够与Na+形成超分子，而不能与K+形成超分子 Na+的直径与冠醚空腔的直径相当 D 不存在稳定的H3、H2Cl和Cl3 共价键具有饱和性 A. A B. B C. C D. D 11. 短周期主族元素原子序数依次增大，为地壳中含量最高的元素，与元素不同周期且原子的核外未成对电子数为1，由组成的物质结构式如图所示。下列说法错误的是 A. 的VSEPR模型名称为平面三角形 B. 的最高价氧化物对应的水化物为强酸 C. 该化合物中原子最外层均满足结构 D. 元素所在周期中，第一电离能大于的元素有2种 12. 我国用BeO、KBF4等原料制备KBe2BO3F2晶体，在世界上首次实现在177.3 nm深紫外激光倍频输出，其晶胞如图所示。下列说法错误的是 A. 构成晶体的非金属元素的电负性由大到小的顺序为F>O>B B. KBF4中的阴离子的中心原子的杂化方式为sp2 C. 根据元素周期表中元素所处的位置可推测BeO与Al2O3性质相似 D. 晶胞中的K+有2个位于晶胞内部，8个位于晶胞顶点，则1mol该晶胞含3molKBe2BO3F2 13. 目前，甘肃某医药公司与北京大学共同开发研制的国家一类抗癌新药乙烷硒啉(Ethaselen)进入临床研究，其结构如图。下列说法错误的是 A. 基态Se原子的核外电子排布式为 B. 分子中有8种不同化学环境的C原子 C. 分子中的碳原子采取、杂化 D. 气态分子的键角小于的键角 14. 下列关于物质的结构或性质及解释均正确的是 选项 物质的结构或性质 解释 A 键角： 水分子中O上孤电子对数比氨分子中N上的多 B 稳定性： 分子间氢键强于分子间作用力 C 熔点：碳化硅>金刚石 的键能大于的键能 D 酸性： 的极性大于的极性，导致的羧基中的羟基极性更大，氢更易电离 A. A B. B C. C D. D 二、填空题(共44分) 15. 莽草酸是一种可从中药八角茴香中提取的有机物，具有抗炎、镇痛的作用，可用作抗病毒和抗癌药物的中间体。莽草酸的结构简式如图所示。 （1）写出莽草酸分子中的官能团名称_______。 （2）莽草酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键数为_______、π键数为_______。 （3）莽草酸与氢气加成后的产物的一氯代物有_______种。 （4）莽草酸分子中是否含有手性碳？如果有请在图中用“*”标出手性碳的位置_______。 16. 40Zr与22Ti同族，ZrO2有3种常见晶胞结构，最为常见的是立方ZrO2(晶胞为立方体)、四方ZrO2(晶胞为长方体，其底面为正方形)，立方ZrO2性质与钻石接近，可加工为璀璨夺目的饰品。 （1）Zr的价电子轨道表示式为_______。 （2）如图所示立方ZrO2的晶胞中，位于顶点的原子是_______。 （3）如图所示四方ZrO2的晶胞中，每个O原子周围，距离“最近”的Zr原子与其距离为207pm或246pm，其余Zr原子距离明显远于300pm，距离每个O原子“最近”的Zr原子共_______个。 17. 铈(Ce)的氧化物在半导体材料、高级颜料及汽车尾气的净化器方面有广泛应用。以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备CeO2的工艺流程如图： 回答下列问题： （1）CeFCO3中氟元素对应的氟原子激发态的电子排布式有_______(填序号)。 a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2 c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2 （2）“氧化焙烧”后，Ce元素转化为CeO2和CeF4。写出“氧化焙烧”时CeFCO3发生的化学反应方程式：_______。 （3）“系列操作”包含如图几个过程： 已知：Ce3+不能溶于有机物TBP；CeF3+能溶于有机物TBP，且存在反应CeF3++TBPCeTBP4++F-。“滤液A”中加入有机物TBP，该分离提纯方法的名称是_______，使用的玻璃仪器有_______。“有机层B”中发生反应的离子方程式为_______。 18. 我国在新材料领域研究的重大突破，为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、P、Ni、Fe、Mn等元素。回答下列问题： （1）下列不同状态的硼中，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是_______。(填标号) A. B. C. D. （2）镍能形成多种配合物，其中Ni(CO)4是无色挥发性液体，K2[Ni(CN)4]是红黄色单斜晶体。K2[Ni(CN)4]的熔点高于Ni(CO)4的原因是_______。 （3）氮化硼(BN)晶体有多种结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，质地软，可作润滑剂。立方相氮化硼与金刚石相似，是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构及晶胞如图所示。 ①石墨能导电，六方相氮化硼结构与石墨相似却不导电，原因是_______。 ②立方相氮化硼晶体中“一般共价键”与配位键的数目之比为_______。 （4）FeSO4•7H2O的结构如图所示，FeSO4•7H2O中∠1、∠2、∠3由大到小的顺序是_______。 （5）一种锰的硅化物的晶胞结构(α=β=γ=90°)如图所示： ①基态Mn原子的核外电子排布式为_______。 ②该锰的硅化物的化学式为_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二化学期中试题 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 N-14 S-16 P-31 Na-23 一、选择题(每题4分，共56分) 1. 下列有关化学用语表示错误的是 A. 氯气的共价键电子云轮廓图： B. 二氧化硅的分子式为SiO2 C. N2H4的电子式： D. 基态氧原子电子轨道表示式为： 【答案】B 【解析】 【详解】A．氯气分子中氯原子与氯原子形成p-pσ键，共价键电子云轮廓图，A正确； B．二氧化硅是共价晶体，不存在单个分子结构，B错误； C．N2H4是共价化合物，其电子式为：，C正确； D．氧元素的原子序数为8，价电子排布式为1s22s22p4，轨道表示式为，D正确； 故选B。 2. 下列各项叙述中，正确的是 A. N、P、As的电负性随原子序数的增大而增大 B. 2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等 C. 价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素 D. 主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．N、P、As为同一主族元素，且原子序数N>P>As，电负性逐渐减小，故A错误； B．2p和3p轨道形状均为哑铃形，但所处能层不同，能量不同，故B错误； C．价电子排布为4s24p3可知其处于第四周期，其最外层电子数为5，因此该元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素，故C正确； D．同一周期从左至右元素电负性逐渐增加，其第一电离能有逐渐增大的趋势，但不完全遵循该趋势，如I1(N)> I1(O)，故D错误； 故答案为：C。 【点睛】同周期元素原子的最外层电子排布是全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常的大，如第ⅡA族、ⅤA族元素。 3. 下列叙述中正确的是 A. CS2为V形的极性分子，形成分子晶体 B. 的空间构型为平面三角形 C. 氯化硼BCl3的熔点为-107 ℃，氯化硼液态时能导电而固态时不导电 D. SiF4和的中心原子均为sp3杂化，SiF4分子呈空间正四面体，呈三角锥形 【答案】D 【解析】 【详解】A．CS2为直线形非极性分子，V形和极性分子的描述错误，A项错误； B．ClO的中心原子Cl的价层电子对数为4（3对成键，1对孤电子对），ClO的空间构型为三角锥形，而非平面三角形，B项错误； C．根据BCl3的熔点为-107 ℃，可知BCl3为分子晶体，分子晶体在液态和固态时均以分子形式存在，无自由移动的离子，氯化硼液态和固态时均不导电，C项错误； D．SiF4中的Si原子的价层电子对数为4且Si原子上无孤电子对，其杂化方式为sp3杂化，SiF4分子呈正四面体；SO的S原子的价层电子对数为4，S原子上有1对孤电子对，其杂化方式为sp3杂化，因此SO空间构型呈三角锥形，D项正确； 答案选D。 4. 按照官能团可以给有机物进行分类，下列有机物类别划分正确的是 A. 含有醛基，属于醛类物质 B. 含有溴原子，属于卤代烃 C. 含有苯环，属于芳香烃 D. 含有苯环和羟基，属于酚类物质 【答案】B 【解析】 【详解】A. 为甲酸乙酯，含有酯基，属于酯，故A错误； B.中含有溴原子，属于卤代烃，故B正确； C. 含有苯环，但还含有氮、氧元素，属于芳香族化合物，故C错误； D. 中的羟基没有直接与苯环相连，属于芳香醇，故D错误。 故选B。 5. 氮气可以作食品包装、灯泡等的填充气，也是合成纤维、合成橡胶的重要原料。实验室制备氮气的反应式：NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O。下列说法正确的是 A. 离子半径：r(Na+)＞r(N3-)＞r(O2-) B. 氮元素基态原子核外未成对电子数为1 C. 钠电离最外层一个电子所需要的能量：①＞② D. 水中的氢键可以表示为：O－H…O，其中H…O之间的距离即为该氢键的键长 【答案】C 【解析】 【详解】A．Na+、N3-、O2-的核外电子结构为2、8，电子层数相同时，原子序数越大则离子半径越小，离子半径：r(Na+)< r(O2-)< r(N3-)，A错误； B．基态N原子核外电子排布式为，有3个未成对电子，B错误； C．②时，最外层电子跃迁到3p能级，具有较高的能量，则钠电离最外层一个电子所需要的能量：①>②，符合题意，C正确； D．水中的氢键可以表示为：O－H…O中2个氧原子之间的距离为氢键的键长，D错误； 故答案选C。 6. 解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与化学键强弱无关的变化规律是 A. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B. NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低 C. F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 D. Li、Na、K、Rb 的熔点逐渐降低 【答案】C 【解析】 【详解】A、HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，是因为氢原子和卤素原子间共价键的键能依次减小的缘故，与共价键的强弱有关，选项A不选； B、NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次减低，是因为钠离子和卤素离子间的晶格能依次减弱的缘故，与离子键的强弱有关，选项B不选； C、F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高，是因为卤素单质分子间作用力依次增大，与化学键的强弱无关，选项C选； D、碱金属元素从上到下，原子半径逐渐增大，金属键逐渐减小，金属单质的熔点逐渐降低，则熔点：Li＞Na＞K＞Rb，与金属键的强弱有关，选项D不选； 答案选C。 7. 分子式为C8H8O2的含苯环有机物，能与NaHCO3溶液反应生成气体，则符合上述条件的同分异构体有(不考虑立体异构) A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种 【答案】C 【解析】 【详解】分子式为C8H8O2的含有苯环有机物，能与NaHCO3溶液反应生成气体，含有羧基和苯环，可能含有1个侧链，侧链为-CH2COOH，可能含有2个侧链，侧链为-COOH、-CH3，有邻、间、对三种，故符合条件的同分异构体有4种，答案选C。 8. 超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。现有某种超分子结构如图所示。下列有关说法正确的是 A. 该超分子中C原子均为sp3杂化 B. 甲基中的键角∠HCH小于-NH2中的键角∠HNH C. 该超分子由一个非极性分子和一个极性分子聚集而成 D. 该超分子加热熔化时既破坏氢键，也破坏分子间作用力 【答案】D 【解析】 【详解】A．该分子中双键碳原子杂化类型为sp2，单键碳原子为sp3杂化，A错误； B．该超分子中-CH3中心原子C和-NH2中心原子N均为sp3，但N原子有一对孤电子对，所以∠HNH夹角小些，B错误； C．该超分子由2个极性分子聚集而成，C错误； D．该超分子分子间作用力有氢键与范德华力，所以加热熔化时既破坏氢键，也破坏分子间作用力，D正确； 故选D。 9. 是目前储氢密度最高的材料之一，其晶胞结构如图所示，晶胞边长为apm。Mg原子占据Fe形成的所有四面体空隙，储氢后，分子占据Fe形成的八面体空隙，化学式为。下列说法正确的是 A. 晶胞中，存在的化学键类型为金属键和离子键 B. 氢气储满后晶体的化学式为 C. 氢气储满后，和的最短距离为 D. 晶胞中Fe与Mg的配位数均为4 【答案】C 【解析】 【详解】A．构成该晶体的元素均为金属元素，所以存在的化学键类型为金属键，A错误； B．原子形成的八面体空隙在晶胞的棱心和体心，所以每个晶胞中含有4个和8个，个，因此氢气储满后晶体的化学式为，B错误； C．和的最短距离为面对角线的二分之一，为，C正确； D．根据晶胞结构示意图可知，距离原子最近且等距的原子有4个，即的配位数为4，而该晶体的化学式为，所以的配位数为8，D错误； 故选C。 10. 物质的结构决定其性质。下列实例与解释不相符的是 选项 实例 解释 A 熔点：NH4NO3低于NaNO3 摩尔质量M(NaNO3)>M(NH4NO3) B 酸性：强于 羟基极性：强于 C 冠醚15-冠-5能够与Na+形成超分子，而不能与K+形成超分子 Na+的直径与冠醚空腔的直径相当 D 不存在稳定的H3、H2Cl和Cl3 共价键具有饱和性 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．NH4NO3和NaNO3都是离子晶体，其熔点受离子半径和离子所带电荷的影响，离子半径越小、离子所带电荷越多，则该离子晶体的熔点越高，由于铵根离子半径大于钠离子半径，因此熔点：NH4NO3低于NaNO3，与摩尔质量无关，故A错误； B．Cl原子的电负性大于H，使羟基极性增强，易发生断裂，导致酸性增强，故B正确； C．超分子有“分子识别”的特性，冠醚15-冠-5能够与Na+形成超分子，而不能与K+形成超分子，可知Na+的直径与冠醚空腔的直径相当，故C正确； D．根据共价键的饱和性，H原子达到2电子稳定结构，H只能共用1对电子对，Cl原子最外层有7个电子，达到8电子稳定结构，Cl原子只能共用1对电子对，因此只存在H2、HCl、Cl2分子，不存在稳定的H3、H2Cl和Cl3，故D正确； 故选A。 11. 短周期主族元素原子序数依次增大，为地壳中含量最高的元素，与元素不同周期且原子的核外未成对电子数为1，由组成的物质结构式如图所示。下列说法错误的是 A. 的VSEPR模型名称为平面三角形 B. 的最高价氧化物对应的水化物为强酸 C. 该化合物中原子最外层均满足结构 D. 元素所在周期中，第一电离能大于的元素有2种 【答案】D 【解析】 【分析】短周期主族元素R、X、Y、M原子序数依次增大，Y为地壳中含量最高的元素，则Y为O元素；由物质结构式可知，化合物分子中R、M形成1个共价键、X形成4个共价键，M与Y元素不同周期且M原子的核外未成对电子数为1，则R为H元素、X为C元素、M为Cl元素。 【详解】A．碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0，离子的空间结构为平面三角形，故A正确； B．氯元素的最高价氧化物对应的水化物为强酸高氯酸，故B正确； C．由物质结构式可知，化合物分子中碳原子最外层均满足结构，故C正确； D．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则第一电离能大于氧元素的元素为氮元素、氟元素、氖元素，共3种，故D错误； 故选D。 12. 我国用BeO、KBF4等原料制备KBe2BO3F2晶体，在世界上首次实现在177.3 nm深紫外激光倍频输出，其晶胞如图所示。下列说法错误的是 A. 构成晶体的非金属元素的电负性由大到小的顺序为F>O>B B. KBF4中的阴离子的中心原子的杂化方式为sp2 C. 根据元素周期表中元素所处的位置可推测BeO与Al2O3性质相似 D. 晶胞中的K+有2个位于晶胞内部，8个位于晶胞顶点，则1mol该晶胞含3molKBe2BO3F2 【答案】B 【解析】 【详解】A．非金属元素的非金属性越强，电负性越大，则电负性由大到小的顺序为F>O>B，故A正确； B．KBF4中的阴离子为BF4-，中心原子为B，根据价电子理论，中心原子价电子对数=4+（4-4×1）=4，因此杂化方式为sp3，故B错误； C．根据对角线规则，在对角线的元素，性质具有相似性，故C正确； D．晶胞中的K+有2个位于晶胞内部，8个位于晶胞顶点，该晶胞中K+的数目=8×+2=3，则1mol该晶胞含3molK，因此KBe2BO3F2物质的量为3mol，故D正确； 答案选B。 13. 目前，甘肃某医药公司与北京大学共同开发研制的国家一类抗癌新药乙烷硒啉(Ethaselen)进入临床研究，其结构如图。下列说法错误的是 A. 基态Se原子的核外电子排布式为 B. 分子中有8种不同化学环境的C原子 C. 分子中的碳原子采取、杂化 D. 气态分子的键角小于的键角 【答案】D 【解析】 【详解】A．Se为第34号元素，根据构造原理可知基态Se原子的核外电子排布式为，A正确； B．由于左右两部分旋转后重叠，分子中有8种不同化学环境的C原子，B正确； C．分子中的碳原子采取、杂化，苯环中碳原子的杂化方式sp2杂化，C正确； D．气态分子的键角大于的键角，为正四面体，键角为109°28′，为平面三角形，键角为120°，D错误； 答案选D。 14. 下列关于物质的结构或性质及解释均正确的是 选项 物质的结构或性质 解释 A 键角： 水分子中O上孤电子对数比氨分子中N上的多 B 稳定性： 分子间氢键强于分子间作用力 C 熔点：碳化硅>金刚石 的键能大于的键能 D 酸性： 的极性大于的极性，导致的羧基中的羟基极性更大，氢更易电离 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．随着孤电子对数增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小， H2O和的键角大小为，选项A错误； B．非金属氢化物的稳定性跟其对应的非金属的非金属性有关，非金属性越强，越稳定，所以HF和HCl的稳定性大小为，但解释错误，选项B错误； C．键长越短，键能越大，熔沸点越高，碳化硅和金刚石的熔点大小为金刚石>碳化硅，选项C错误； D．的极性大于的极性，导致的羧基中的羟基极性更大，更容易电离出氢离子，酸性大于，选项D正确； 答案选D。 二、填空题(共44分) 15. 莽草酸是一种可从中药八角茴香中提取的有机物，具有抗炎、镇痛的作用，可用作抗病毒和抗癌药物的中间体。莽草酸的结构简式如图所示。 （1）写出莽草酸分子中的官能团名称_______。 （2）莽草酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键数为_______、π键数为_______。 （3）莽草酸与氢气加成后的产物的一氯代物有_______种。 （4）莽草酸分子中是否含有手性碳？如果有请在图中用“*”标出手性碳的位置_______。 【答案】（1）羟基、羧基、碳碳双键 （2） ①. 5 ②. 1 （3）7 （4） 【解析】 【小问1详解】 莽草酸中含有的官能团分别是羟基、羧基、碳碳双键，故答案为：羟基、羧基、碳碳双键。 【小问2详解】 莽草酸中，碳原子与氧原子形成的单键为σ键，σ键数为5个，碳原子与氧原子形成的双键为π键，因此π键数1个，故答案为：5；1。 【小问3详解】 莽草酸与氢气加成后为，对称性为，等效H原子有7种，因此一氯代物有7种，故答案为：7。 【小问4详解】 一个莽草酸分子含有3个手性碳原子，用*标出如图所示：  ，故答案为：。 16. 40Zr与22Ti同族，ZrO2有3种常见晶胞结构，最为常见的是立方ZrO2(晶胞为立方体)、四方ZrO2(晶胞为长方体，其底面为正方形)，立方ZrO2性质与钻石接近，可加工为璀璨夺目的饰品。 （1）Zr的价电子轨道表示式为_______。 （2）如图所示立方ZrO2的晶胞中，位于顶点的原子是_______。 （3）如图所示四方ZrO2的晶胞中，每个O原子周围，距离“最近”的Zr原子与其距离为207pm或246pm，其余Zr原子距离明显远于300pm，距离每个O原子“最近”的Zr原子共_______个。 【答案】（1） （2）Zr （3）4 【解析】 【小问1详解】 Zr是40号元素，价电子排布式为4d25s2，轨道表示式为 【小问2详解】 立方ZrO2的晶胞中，灰球数为 、红球数为8，根据化学式可知，灰球表示Zr，位于顶点的原子是Zr； 【小问3详解】 根据图示，距离每个Zr原子“最近”的O原子共8个。根据化学式ZrO2，可知距离每个O原子“最近”的Zr原子共4个。 17. 铈(Ce)的氧化物在半导体材料、高级颜料及汽车尾气的净化器方面有广泛应用。以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备CeO2的工艺流程如图： 回答下列问题： （1）CeFCO3中氟元素对应的氟原子激发态的电子排布式有_______(填序号)。 a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2 c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2 （2）“氧化焙烧”后，Ce元素转化为CeO2和CeF4。写出“氧化焙烧”时CeFCO3发生的化学反应方程式：_______。 （3）“系列操作”包含如图几个过程： 已知：Ce3+不能溶于有机物TBP；CeF3+能溶于有机物TBP，且存在反应CeF3++TBPCeTBP4++F-。“滤液A”中加入有机物TBP，该分离提纯方法的名称是_______，使用的玻璃仪器有_______。“有机层B”中发生反应的离子方程式为_______。 【答案】（1）ad （2）4CeFCO3+O23CeO2+CeF4+4CO2 （3） ①. 萃取 ②. 烧杯、分液漏斗 ③. 2CeTBP4++H2O2=2Ce3++2TBP+O2↑+2H+ 【解析】 【分析】氟碳铈矿含CeFCO3、BaO、SiO2。“氧化焙烧”后CeFCO3转化为CeO2和CeF4，BaO、SiO2不反应，烧渣加硫酸“酸浸”， CeO2和CeF4转化为CeF3+,滤渣A为硫酸钡、SiO2，滤液A中加入有机物TBP萃取CeF3+，加入洗氟液发生反应CeF3++TBPCeTBP4++F-，有机层加双氧水和稀硫酸把CeTBP4+还原为不能溶于有机物TBP的Ce3+溶液。 【小问1详解】 基态氟原子的电子排布式为1s22s22p5，则氟元素对应的氟原子激发态的电子排布式有1s22s22p43s1、1s22s22p33p2，故选ad； 【小问2详解】 “氧化焙烧”后，Ce元素转化为CeO2和CeF4。“氧化焙烧”时CeFCO3转化为CeO2和CeF4、二氧化碳，发生的化学反应方程式为4CeFCO3+O23CeO2+CeF4+4CO2。 【小问3详解】 “滤液A”中加入有机物TBP，得到有几层和含有F-的水溶液，则“滤液A”中加入有机物TBP，该分离提纯方法的名称是萃取，萃取需要的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗；“有机层B”中CeTBP4+被双氧水还原为不能溶于有机物TBP的Ce3+，反应的离子方程式为2CeTBP4++H2O2=2Ce3++2TBP+O2↑+2H+。 18. 我国在新材料领域研究的重大突破，为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、P、Ni、Fe、Mn等元素。回答下列问题： （1）下列不同状态的硼中，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是_______。(填标号) A. B. C. D. （2）镍能形成多种配合物，其中Ni(CO)4是无色挥发性液体，K2[Ni(CN)4]是红黄色单斜晶体。K2[Ni(CN)4]的熔点高于Ni(CO)4的原因是_______。 （3）氮化硼(BN)晶体有多种结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，质地软，可作润滑剂。立方相氮化硼与金刚石相似，是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构及晶胞如图所示。 ①石墨能导电，六方相氮化硼结构与石墨相似却不导电，原因是_______。 ②立方相氮化硼晶体中“一般共价键”与配位键的数目之比为_______。 （4）FeSO4•7H2O的结构如图所示，FeSO4•7H2O中∠1、∠2、∠3由大到小的顺序是_______。 （5）一种锰的硅化物的晶胞结构(α=β=γ=90°)如图所示： ①基态Mn原子的核外电子排布式为_______。 ②该锰的硅化物的化学式为_______。 【答案】（1）CD （2）K2[Ni(CN)4]为离子晶体，熔化破坏离子键，离子键键能，故熔沸点高，Ni(CO)4为分子晶体, 熔化破坏分子间作用力，分子间作用力小，故熔沸点小 （3） ①. 六方相氮化硼中氮的电负性大，π电子很大程度上被定域在氮原子周围，不能自由移动，不可以导电(或六方相氮化硼中没有自由移动的电子) ②. 3：1 （4）∠3＞∠2＞∠1 （5） ①. 1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2 ②. Mn3Si 【解析】 【小问1详解】 硼为5号元素，基态硼原子核外电子排布式为1s22s22p1，A为基态B＋，B表示基态B原子，C为激发态B＋，D表示激发态B原子，因此C、D中电子处于激发态，电子跃迁回低能量态时会释放能量，形成发射光谱，故答案为：CD。 【小问2详解】 K2[Ni(CN)4]为离子晶体，熔化破坏离子键，离子键键能高，故熔沸点高，Ni(CO)4为分子晶体, 熔化破坏分子间作用力，分子间作用力小，故熔沸点小，故答案为：K2[Ni(CN)4]为离子晶体，熔化破坏离子键，离子键键能高，故熔沸点高，Ni(CO)4为分子晶体, 熔化破坏分子间作用力，分子间作用力小，故熔沸点小。 【小问3详解】 ①石墨同层中存在大π键，电子可以在大π键中自由移动，所以能导电，六相氮化硼结构与石墨相似，但由于氮的电负性较强，限制了电子的自由移动，所以六方相氮化硼不导电，故答案为：六方相氮化硼中氮的电负性大，π电子很大程度上被定域在氮原子周围，不能自由移动，不可以导电(或六方相氮化硼中没有自由移动的电子)； ②立方相氮化硼晶体中，硼原子有3个价电子，可与氮原子形成3个“一般共价键”，氮原子孤电子对与硼原子形成一个配位键，所以“一般共价键”与配位键的数目之比为3:1，故答案为：3：1。 【小问4详解】 FeSO4·7H2O中Fe2＋提供空轨道，H2O中O提供孤电子对，形成配位键，H2O与之间形成氢键，H2O、的中心原子均为sp3杂化，H2O中O有两个孤电子对，中S无孤电子对，根据孤电子对间的斥力大于孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对与成键电子对之间的斥力，得∠3＞∠2＞∠1，故答案为：∠3＞∠2＞∠1。 【小问5详解】 ①基态Mn原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2，故答案为：1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2； ②由图可知，晶胞中锰位于棱上和面心、个数为8×+2×=3，1个Si位于体心，该锰的硅化物的化学式为Mn3Si，故答案为：Mn3Si。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $