第2章 分子结构与性质【单元卷·测试卷】-2024-2025学年高二化学同步单元卷（上海专用，沪科版2020选择性必修2）

第1章 测试卷 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、元素周期表与元素周期律（20分） 1．下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素 请回答下列问题： (1)表中属于d区的元素是 (填元素名称)，其形成的常见阳离子中化学性质较稳定的 (填离子符号)。 (2)下列状态的f微粒中，电离最外层的一个电子所需能量最小的是_____(填序号)。 A． B． C． D． (3)某种离子化合物由a、d两元素形成，猜测其电子式为 。 (4)与k同周期的所有元素的基态原子中未成对电子数最多的是 (填元素符号)，价电子数与族系数不同的过渡元素有 种。 (5)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的室温下易升华。下列对中心原子杂化方式推断合理的是_____(填标号)。 A． B． C． D． (6)基态h原子最外层电子占据的原子轨道呈 形，原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若有一种自旋状态用，则与之相反的用，称为电子的自旋磁量子数，基态h原子核外电子自旋磁量子数的代数和为 。 二、分子晶体的结构与性质（22分） 2．按要求回答下列问题： (1)根据价层电子对互斥模型，H2S 、SO2 、SO3 的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是 。 (2)晶体中H2O 和 中心原子的杂化轨道类型分别为 ，试判断 H2O 和 的键角大小关系并说明原因： 。 (3)成语“信口雌黄 ”中的雌黄分子式为 As2S3，分子结构如图，As 原子的杂化方式为 ， 雌黄和 SnCl2 在盐酸中反应转化为雄黄(As4S4)和 SnCl4 并放出 H2S 气体。 (4)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3 )入药，可用于治疗皮肤炎症或 表面创伤。ZnCO3 中阴离子空间结构为 。 (5)Zn2+的核外电子排布式为 ，在元素周期表中，该元素在 (填“s”“p”“d”“f”或“ds”)区。。 (6)S8与热的浓NaOH 溶液反应的产物之一为Na2S3，的空间结构为 。 (7)[H2F]+[SbF6]-(氟酸锑)是一种超强酸，则[H2F]+ 的空间结构为 。 (8)Na3AsO4 中含有的化学键类型包括 ；的空间结构为 。 三、含氮化合物的结构与性质（14分） 3．是一种非常重要的元素。 I．可采用不同的氮源制备。 (1)方法一：早期以硝石(含)为氮源制备，反应的化学方程式为： 。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 。 (2)方法二：以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。 第I步反应的化学方程式为 。 (3)方法三：研究表明可以用电解法以为氮源直接制备，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成的电极反应式： 。 ②研究发现：转化可能的途径为。电极a表面还发生iii．。iii的存在，有利于途径ii，原因是 。 (4)人工固氮是高能耗的过程，结合分子结构解释原因 。 Ⅱ．用可以消除的污染，生成两种无污染气体，已知常见化学键键能如下表 化学键 H-O N≡O(NO) 键能/() a b c d (5)请写出该反应的热化学方程式 。 Ⅲ．已知吡啶()和吡咯()都是平面结构，都存在大键。 (6)两者结合的能力：吡啶 吡咯(填“>”、“<”、“=”)。 四、利用含钴废料制取[Co(NH3)6]Cl3（12分） 4．三氯化六氨合钴{[Co(NH3)6]Cl3}是橙黄色的配合物，是合成其他二些含钴配合的原料。利用含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取[Co(NH3)6]Cl3的工艺流程如图： 已知：①“浸出液”中含有Co2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等。 ②、，当溶液中金属离子的物质的量浓度时可以成沉淀完全。 ③[Co(NH3)6]2+具有较强还原性，氧化性：H2O2＞Co3+。 回答下列问题： (1)某钴氧化物的晶胞如图所示，该氧化物中钴离子的价电子排布式为 。 (2)“加Na2CO3调pH至a”会生成两种沉淀，同时得到含c(Co2+)=0.1 mol/L的滤液，a的范围为 。(加入NaClO3和Na2CO3时溶液的体积变化忽略) (3)如图所示，将NH4Cl、CoCl2混合在三颈烧瓶中，NH4Cl的作用是 。 (4)①流程中“氧化”过程应先加入氨水后加双氧水的目的是 。 ②写出“氧化”步骤发生反应的离子方程式： 。 (5)产品分离提纯。将反应后的混合物趁热过滤，待滤液冷却后加入适量浓盐酸，过滤、洗涤、干燥，得到[Co(NH3)6]Cl3晶体。该过程中加入浓盐酸的目的是 。 五、工业回收镍、钴、镁（16分） 5．某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含Ni2+、Co2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+)实现镍、钴、镁元素的回收。 已知：I．过一硫酸的电离第一步完全，第二步微弱。 Ⅱ．25℃时，相关物质的如下： 物质 a b 回答下列问题： (1)混合气在“氧化”中，产生，其中S的化合价为 。 (2)“滤渣”的成分之一是软锰矿(可用于实验室制取氯气)的主要成分，由氧化产生，该反应的离子方程式为 。 (3)上述表格中a b(填“大于”、“小于”或“无法确定”)。 (4)“沉钴镍”后需将钴镍渣洗涤干净，实验室检验其是否洗净的方法是 。 (5)滤液2中含有的金属阳离子主要是 。 (6)分子中含有两个或两个以上中心原子(离子)的配合物称为多核配合物，如图为Co(Ⅱ)双核配合物的内界。 ①配合物中每个中心离子的配位数为 。 ②Co2+的最高能层电子排布式为 。 ③下列状态的钴中，电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填标号) A．　　　B．　　　C．　　　D． 六、含碳化合物的结构与性质（18分） 6．碳族化合物在研究和生产中有许多重要用途，请回答下列问题： (1)已知SiH4中硅元素为＋4价，则H、C、O、Si的电负性由大到小的顺序为 。 (2)氮化硅(Si3N4)是一种耐磨损、耐高温的结构陶瓷材料，其部分空间结构如图所示，其结构中每个原子杂化类型相同且均达到8电子稳定结构，请比较晶体结构中键角大小：N-Si-N Si-N-Si(填“>”、“＜”或“=”)。 (3)基态硅原子核外电子的空间运动状态有 种，太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅，硅与氢能形成一系列二元化合物如SiH4、Si2H6等，丁硅烯(Si4H8)中σ键与π键的个数比为 。 (4)已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期，短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们形成的化合物的分子式是XY4。试回答： ①Y元素原子最外层电子排布图为 。 ②若X、Y两元素的电负性分别为1.8和3.0，则XY4中X与Y之间的化学键为 (填“共价键”或“离子键”)。 ③XY4的立体构型为 形，中心原子采取 杂化，分子为 (填“极性分子”或“非极性分子”)。 试卷第14页，共14页 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1章 测试卷 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、元素周期表与元素周期律（20分） 1．下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素 请回答下列问题： (1)表中属于d区的元素是 (填元素名称)，其形成的常见阳离子中化学性质较稳定的 (填离子符号)。 (2)下列状态的f微粒中，电离最外层的一个电子所需能量最小的是_____(填序号)。 A． B． C． D． (3)某种离子化合物由a、d两元素形成，猜测其电子式为 。 (4)与k同周期的所有元素的基态原子中未成对电子数最多的是 (填元素符号)，价电子数与族系数不同的过渡元素有 种。 (5)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的室温下易升华。下列对中心原子杂化方式推断合理的是_____(填标号)。 A． B． C． D． (6)基态h原子最外层电子占据的原子轨道呈 形，原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若有一种自旋状态用，则与之相反的用，称为电子的自旋磁量子数，基态h原子核外电子自旋磁量子数的代数和为 。 【答案】(1) 铁 （2分） （2分） (2)D （2分） (3) （2分） (4) Cr （2分） 4 （2分） (5)D （2分） (6) 球形和哑铃形 （2分） 或 （2分） 【解析】（1）元素周期表中ⅢB~ⅦB和Ⅷ族属于d区，属于d区的元素是铁元素，Fe2+价电子排布式为3d6、Fe3+价电子排布式为3d5，3d5为半充满，结构稳定，常见阳离子中化学性质较稳定的Fe3+。 （2）A.f是铝元素，电离最外层的一个电子所需能量为Al的第四电离能；     B.f是铝元素，电离 最外层的一个电子所需能量为Al的第三电离能； C.f是铝元素，电离 最外层的一个电子所需能量为Al的第二电离能；     D.f是铝元素，为激发态铝原子，电离最外层的一个电子所需能量为激发态Al的第一电离能； 所以电离最外层的一个电子所需能量最小的是D。 （3）H、N都是非金属元素，H、N形成的离子化合物为NH4H，其电子式为； （4）与Cu同周期的所有元素的基态原子中未成对电子数最多的是Cr，未成对电子数为6，价电子数与族系数不同的过渡元素有Co、Ni、Cu、Zn，共4种。 （5）中心原子Xe价电子对数为5，杂化轨道数为5，杂化方式可能为，选D. （6）h是Cl元素，基态Cl原子最外层电子占据3s、3p能级，原子轨道呈球形、哑铃形，原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若有一种自旋状态用，则与之相反的用，称为电子的自旋磁量子数，基态Cl原子只有1个未成对电子，核外电子自旋磁量子数的代数和为或。 二、分子晶体的结构与性质（22分） 2．按要求回答下列问题： (1)根据价层电子对互斥模型，H2S 、SO2 、SO3 的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是 。 (2)晶体中H2O 和 中心原子的杂化轨道类型分别为 ，试判断 H2O 和 的键角大小关系并说明原因： 。 (3)成语“信口雌黄 ”中的雌黄分子式为 As2S3，分子结构如图，As 原子的杂化方式为 ， 雌黄和 SnCl2 在盐酸中反应转化为雄黄(As4S4)和 SnCl4 并放出 H2S 气体。 (4)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3 )入药，可用于治疗皮肤炎症或 表面创伤。ZnCO3 中阴离子空间结构为 。 (5)Zn2+的核外电子排布式为 ，在元素周期表中，该元素在 (填“s”“p”“d”“f”或“ds”)区。。 (6)S8与热的浓NaOH 溶液反应的产物之一为Na2S3，的空间结构为 。 (7)[H2F]+[SbF6]-(氟酸锑)是一种超强酸，则[H2F]+ 的空间结构为 。 (8)Na3AsO4 中含有的化学键类型包括 ；的空间结构为 。 【答案】(1)H2S（2分） (2) sp3、sp2（2分） H2O 分子键角小于SO3 的键角，因为 H2O中的O存在2个孤电子对，SO3的S不存在孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力（2分） (3)sp3（2分） (4)平面三角形（2分） (5) 1s22s22p63s23p63d10 （2分） ds（2分） (6)V 形（2分） (7)V 形（2分） (8) 离子键、共价键 （2分） 正四面体形（2分） 【解析】（1）H2S、SO2、SO3中心原子价层电子对数分别为2+=4、2+=3、3+=3，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是H2S。 （2）H2O 和 中心原子价层电子对数分别为2+=4、4+=4，中心原子的杂化轨道类型分别为sp3、sp3，H2O 分子键角小于的键角，因为 H2O中的O存在2个孤电子对，的S不存在孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力。 （3）由As2S3的分子结构图可知，As原子形成3个键且含有1个孤电子对，As 原子的杂化方式为sp3。 （4）ZnCO3中阴离子为，中心原子价层电子对数为3+=3，且没有孤电子对，空间结构为平面三角形。 （5）Zn是30号元素，失去2个电子生成Zn2+，失去的电子数是其最外层电子数，所以Zn2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，该元素在ds区。 （6）可表示为，中心原子价层电子对数为2+=4，且含有2个孤电子对，空间构型为V形。 （7）[H2F]+中心原子价层电子对数为2+=4，且含有2个孤电子对，空间构型为V形。 （8）Na3AsO4中Na+和形成离子键，中As原子和O原子形成共价键，中心原子价层电子对数为4+ =4，且没有孤电子对，空间结构为正四面体形。 三、含氮化合物的结构与性质（14分） 3．是一种非常重要的元素。 I．可采用不同的氮源制备。 (1)方法一：早期以硝石(含)为氮源制备，反应的化学方程式为： 。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 。 (2)方法二：以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。 第I步反应的化学方程式为 。 (3)方法三：研究表明可以用电解法以为氮源直接制备，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成的电极反应式： 。 ②研究发现：转化可能的途径为。电极a表面还发生iii．。iii的存在，有利于途径ii，原因是 。 (4)人工固氮是高能耗的过程，结合分子结构解释原因 。 Ⅱ．用可以消除的污染，生成两种无污染气体，已知常见化学键键能如下表 化学键 H-O N≡O(NO) 键能/() a b c d (5)请写出该反应的热化学方程式 。 Ⅲ．已知吡啶()和吡咯()都是平面结构，都存在大键。 (6)两者结合的能力：吡啶 吡咯(填“>”、“<”、“=”)。 【答案】(1)难挥发性（2分） (2)（2分） (3) iii产生的参与ii中的氧化（2分） (4)分子中存在氮氮三键，键能大，破坏它需要较大的能量（2分） (5) （2分） (6)> （2分） 【解析】（1）浓硫酸是难挥发性酸，硝酸是挥发性酸，反应中，利用了浓硫酸的性质是酸性和难挥发性。 （2）第I步反应为氨气的催化氧化，生成一氧化氮和水，化学方程式为。 （3）①电极a表面氮气失去电子被氧化生成，根据原子守恒、电荷守恒，电极反应式：。 ②研究发现：转化可能的途径为。电极a表面还发生iii．。iii的存在，有利于途径ii，原因是：反应iii生成O2，O2将NO氧化成NO2，NO2更易转化成； （4）通常，氮气很稳定，人工固氮是高能耗的过程，能量主要用于破坏氮气分子，则结合分子结构解释原因是：分子中存在氮氮三键，键能大，破坏它需要较大的能量。 （5）用可以消除的污染，生成两种无污染气体即氮气和水蒸气，反应化学方程式为ΔH，根据ΔH =反应物总键能−生成物总键能可得；则反应的热化学方程式为： 。 （6）吡啶分子中存在的大π键与苯环上的类似，由5个碳原子1个氮原子共6个原子各提供1个单电子形成的，由于是平面结构，氮原子进行了sp2杂化，未参与杂化的那个p轨道上的1个电子参与形成大π键，氮原子的2个sp2杂化轨道上各有1个单电子与C原子形成键，另1个sp2杂化轨道上有1对孤电子对，该孤电子对位于分子平面上未参与形成大π键、故该氮原子的这对未共用电子对可接受质子而显碱性；吡咯是一个五元杂环化合物，由于是平面结构，氮原子也进行了sp2杂化，氮原子的3个sp2杂化轨道上各有1个电子分别与2个碳原子、1个氢原子形成了键，而氮原子的1对孤对电子参与了大π键的形成，则在吡咯中的大π键也是6个电子形成的，另外4个碳原子各提供1个单电子，可见氮原子上的电子云密度降低，据此可知，两者结合的能力：吡啶＞吡咯。 四、利用含钴废料制取[Co(NH3)6]Cl3（12分） 4．三氯化六氨合钴{[Co(NH3)6]Cl3}是橙黄色的配合物，是合成其他二些含钴配合的原料。利用含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取[Co(NH3)6]Cl3的工艺流程如图： 已知：①“浸出液”中含有Co2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等。 ②、，当溶液中金属离子的物质的量浓度时可以成沉淀完全。 ③[Co(NH3)6]2+具有较强还原性，氧化性：H2O2＞Co3+。 回答下列问题： (1)某钴氧化物的晶胞如图所示，该氧化物中钴离子的价电子排布式为 。 (2)“加Na2CO3调pH至a”会生成两种沉淀，同时得到含c(Co2+)=0.1 mol/L的滤液，a的范围为 。(加入NaClO3和Na2CO3时溶液的体积变化忽略) (3)如图所示，将NH4Cl、CoCl2混合在三颈烧瓶中，NH4Cl的作用是 。 (4)①流程中“氧化”过程应先加入氨水后加双氧水的目的是 。 ②写出“氧化”步骤发生反应的离子方程式： 。 (5)产品分离提纯。将反应后的混合物趁热过滤，待滤液冷却后加入适量浓盐酸，过滤、洗涤、干燥，得到[Co(NH3)6]Cl3晶体。该过程中加入浓盐酸的目的是 。 【答案】(1)3d7（2分） (2)4.7～7.4（2分） (3)NH4Cl会抑制氧化过程中NH3·H2O的电离，防止生成Co(OH)2沉淀（2分） (4) [Co(NH3)6]2+具有较强还原性，便于氧化；先加H2O2将Co2+氧化为Co3+，后加氨水，会生成Co(OH)3，不利于产品的生成，故先加入氨水再加入H2O2 （2分） （2分） (5)降低[Co(NH3)6]Cl3在水中的溶解度，有利于其结晶析出（2分） 【分析】以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取[Co(NH3)6]Cl3，用盐酸溶解废料，得到Co2+、Fe2+、Fe3+、Al3+的酸性溶液，加入适量的NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+，再加Na2CO3调pH，沉淀Al3+、Fe3+为Fe(OH)3和Al(OH)3，过滤，得到滤液，向含有Co2+的溶液中加入盐酸调节溶液pH=2—3，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到六水氯化亚钴；六水氯化亚钴溶于氯化铵溶液得到氯化亚钴和氯化铵的混合溶液，向混合溶液中先加入氨水，将溶液中的亚钴离子转化为[Co(NH3)6]Cl2，再加入过氧化氢溶液，将溶液中的[Co(NH3)6]Cl2转化为[Co(NH3)6]Cl3，将反应后的混合物趁热过滤，待滤液冷却后加入适量浓盐酸，过滤、洗涤、干燥，得到[Co(NH3)6]Cl3晶体，据此分析作答。 【解析】（1）在该晶胞中含有的Co离子个数是：12×+1=4，含有的O离子个数是：8×+6×=4，Co离子与O离子个数比是4：4=1：1，所以该氧化钴化学式为CoO。Co是27号元素，根据构造原理，可知基态Co原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d74s2，则基态Co2+的价电子排布式是3d7； （2）根据上述分析可知：加Na2CO3调pH，沉淀Al3+、Fe3+为Fe(OH)3和Al(OH)3。当溶液中金属阳离子的浓度小于10-5 mol/L时认为是沉淀完全。根据Ksp[Fe(OH)3]=1×10-37，可知Fe3+沉淀完全时溶液pH=2.8；Ksp[Al(OH)3]=1×10-32.9，可知Al3+沉淀完全时溶液pH=4.7；Fe3+、Al3+沉淀后溶液中c(Co2+)=0.1 mol/L，由于Ksp[Co(OH)2]= c(Co2+)·c2(OH-)=1×10-14.2，c(OH-)=10-6.6 mol/L，c(H+)=mol/L=10-7.4 mol/L，此时溶液pH=7.4，故应该调整溶液的pH范围为4.7～7.4； （3）在三颈烧瓶中CoCl2、NH4Cl、NH3·H2O、H2O2会发生反应：H2O2+2CoCl2+2NH4Cl+10NH3·H2O=2[Co(NH3)6]Cl3+12H2O，就制取得到[Co(NH3)6]Cl3，其中NH4Cl的作用除了作反应物外，还有就是NH4Cl是强酸弱碱盐，水解使溶液显弱酸性，能够抑制氧化过程中NH3·H2O的电离产生OH-，防止生成Co(OH)2沉淀； （4）①流程中“氧化”过程应先加入氨水后加双氧水。是因为微粒的氧化性：H2O2＞Co3+，若先加H2O2会将溶液中Co2+氧化为Co3+，然后加氨水，氧化产生的Co3+就会生成Co(OH)3沉淀，不利于产品的生成；若先加入氨水，CoCl2与氨水反应生成的[Co(NH3)6]2+具有较强还原性，易于被H2O2氧化为[Co(NH3)6]3+，从而　容易得到目标产物。故应该先加入氨水再加入H2O2就可以得到目标产物[Co(NH3)6]Cl3； ②在氧化步骤，[Co(NH3)6]2+与H2O2、反应产生[Co(NH3)6]3+、H2O、NH3，反应的离子方程式为：； （5）将反应后的混合物趁热过滤，待滤液冷却后加入适量浓盐酸，过滤、洗涤、干燥，得到[Co(NH3)6]Cl3晶体。该过程中加入浓盐酸的目的是：增大溶液中c(Cl-)的浓度，从而降低[Co(NH3)6]Cl3在水中的溶解度，有利于其结晶析出。 五、工业回收镍、钴、镁（16分） 5．某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含Ni2+、Co2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+)实现镍、钴、镁元素的回收。 已知：I．过一硫酸的电离第一步完全，第二步微弱。 Ⅱ．25℃时，相关物质的如下： 物质 a b 回答下列问题： (1)混合气在“氧化”中，产生，其中S的化合价为 。 (2)“滤渣”的成分之一是软锰矿(可用于实验室制取氯气)的主要成分，由氧化产生，该反应的离子方程式为 。 (3)上述表格中a b(填“大于”、“小于”或“无法确定”)。 (4)“沉钴镍”后需将钴镍渣洗涤干净，实验室检验其是否洗净的方法是 。 (5)滤液2中含有的金属阳离子主要是 。 (6)分子中含有两个或两个以上中心原子(离子)的配合物称为多核配合物，如图为Co(Ⅱ)双核配合物的内界。 ①配合物中每个中心离子的配位数为 。 ②Co2+的最高能层电子排布式为 。 ③下列状态的钴中，电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填标号) A．　　　B．　　　C．　　　D． 【答案】(1)+6（2分） (2)（2分） (3)小于（2分） (4)取最后一次洗涤液少许于试管中，加入酸化的BaCl2溶液，若没有白色沉淀生成，说明洗涤干净（2分） (5)、（2分） (6) 6 （2分） （2分） A（2分） 【解析】（1） 过一硫酸可以看做过氧化氢中的一个氢原子被磺酸基取代，分子的结构式：，由结构式可知，分子中硫元素形成6个共价键，化合价为+6价； （2）由题意可知，锰离子与过一硫酸溶液反应生成二氧化锰沉淀、硫酸根离子和氢离子，反应的离子方程式：； （3）由分析可知，加入氢氧化钠溶液时，溶液中镍离子优先产生沉淀，说明氢氧化镍的溶度积小于氢氧化镁，即a小于b； （4）检验钴镍渣是否洗净实际上就是检验溶液中是否存在硫酸根离子，具体操作：取最后一次洗涤液少许于试管中，加入酸化的BaCl2溶液，若没有白色沉淀生成，说明洗涤干净； （5）由分析可知，沉钴镍中加入氢氧化钠溶液的目的将溶液中的镍离子、亚钴离子转化为氢氧化镍、氢氧化亚钴沉淀，过滤得到钴镍渣和滤液2，其主要阳离子有镁离子、钠离子； （6）①根据配合物结构可知，中心离子为钴离子，配位数为6； ②Co原子序数为27，则最高能层电子排布式：； ③A．为基态，由于Co第二电离能比第一电离能大，再失去一个电子所需能量较高；　　　 B．为基态Co原子，失去一个电子变为基态的能量为第一电离能；　　　 C．为激发态的Co原子，失去一个电子所需能量低于基态Co原子；　　　 D．为激发态，失去一个电子所需能量低于基态； 综上，电离最外层一个电子所需能量最大的是，答案选A。 六、含碳化合物的结构与性质（18分） 6．碳族化合物在研究和生产中有许多重要用途，请回答下列问题： (1)已知SiH4中硅元素为＋4价，则H、C、O、Si的电负性由大到小的顺序为 。 (2)氮化硅(Si3N4)是一种耐磨损、耐高温的结构陶瓷材料，其部分空间结构如图所示，其结构中每个原子杂化类型相同且均达到8电子稳定结构，请比较晶体结构中键角大小：N-Si-N Si-N-Si(填“>”、“＜”或“=”)。 (3)基态硅原子核外电子的空间运动状态有 种，太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅，硅与氢能形成一系列二元化合物如SiH4、Si2H6等，丁硅烯(Si4H8)中σ键与π键的个数比为 。 (4)已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期，短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们形成的化合物的分子式是XY4。试回答： ①Y元素原子最外层电子排布图为 。 ②若X、Y两元素的电负性分别为1.8和3.0，则XY4中X与Y之间的化学键为 (填“共价键”或“离子键”)。 ③XY4的立体构型为 形，中心原子采取 杂化，分子为 (填“极性分子”或“非极性分子”)。 【答案】(1)O>C>H>Si（2分） (2)> （2分） (3) 8种（2分） 11:1（2分） (4) （2分） 共价键 （2分） 正四面体 （2分） sp3 （2分） 非极性分子（2分） 【解析】（1）同周期从左到右，元素的电负性变强；同主族由上而下，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；SiH4中硅元素为+4价，则氢元素为负价，电负性H大于Si，故H、Si、O、C的电负性由大到小的顺序为O>C>H>Si； （2）结构中每个原子杂化类型相同均为sp3杂化，每个硅原子与4个氮原子成键，每个氮原子与3硅原子成键，氮原子存在1对孤电子对，导致Si—N—Si键角减小，所以键角大小：N-Si-N >Si-N-Si； （3）Si是14号元素，基态硅原子核外电子排布为：1s22s22p63s23p2，共占据8个原子轨道，所以基态硅原子核外电子的空间运动状态有8种； 丁硅烯分子中含有8个Si-H键，2个Si-Si键和1个Si=Si双键，单键均为 σ键，双键中有1个 σ键、一个π键，所以分子中σ键与π键的个数比为11：1； （4）第四周期ⅣA族元素为Ge，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2，Y元素原子的最外层电子数比内层电子总数少3，Y是氯； ①Cl是17号元素，氯原子最外层有7个电子，最外层电子排布图为 。 ②Ge、Cl两元素的电负性分别为1.8和3.0，电负性差小于1.7，GeCl4中Ge与Cl形成的是共价键， ③GeCl4中Ge原子价电子对数为4，无孤电子对，立体构型为正四面体形，中心原子为sp3杂化，结构对称，为非极性分子。 试卷第14页，共14页 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$