江苏省震泽中学2019-2020学年高一化学下学期期中试题.doc

江苏省震泽中学2019-2020学年高一化学下学期期中试题

江苏省震泽中学2019-2020学年高一化学下学期期中试题

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- 20 -

江苏省震泽中学2019-2020学年高一化学下学期期中试题（杨班，含解析）
可能用到的相对原子量：H-1 C-12 N-14 O-16 Si-28
选择题（共48分）
单项选择题：本题包括12小题，每小题２分，共计24分。每小题只有一个选项符合题意。
1.反应NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O放热且产生气体，可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是
A. 中子数为18的氯原子：
B. N2的结构式：N=N
C. Na+的结构示意图：
D. H2O的电子式：
【答案】D
【解析】
【分析】
此题考查化学用语，化学用语包括：化学式，结构式，电子式，原子（或离子）结构示意图以及不同核素的表达等，根据各化学用语的书写要点分析。
【详解】A.核素的表达式中A表示X原子的质量数，Z表示X原子的质子数，则中子数=A-Z，中子数为18的氯原子为，A项错误；
B.氮原子最外层电子数为5，还需要3个电子（或形成3对共用电子对）达到8电子稳定结构，所以两个氮原子共用3对电子，氮气的结构式为N≡N，B项错误；
C.钠原子的核外有11个电子，钠离子是由钠原子失去一个电子形成的，则钠离子核外有10个电子，Na+的结构示意图为，C项错误；
D.氧原子最外层有6个电子，两个氢原子分别和氧原子形成1对共用电子对，D项正确。
故选D。
2.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y原子的最外层有2个电子，Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，W与X位于同一主族。下列说法正确的是
A. 原子半径：r(W)> r(Z)> r(Y)> r(X)
B. 由X、Y组成的化合物是离子化合物
C. Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强
D. W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
【答案】B
【解析】
【分析】
X是地壳中含量最多的元素，因此X为O元素，Y的最外层有两个电子，且Y是短周期元素，原子序数大于O，因此Y为Mg元素，Z的单质晶体是广泛应用的半导体材料，所以Z为Si元素，W与X同主族，且W是短周期元素，原子序数大于X，所以W为S元素；据此解题；
【详解】A.元素周期表中，同族元素原子半径随核电荷数增加而增加，O位于第二周期，其他元素位于第三周期，因此O的原子半径最小，同周期元素，核电荷数越大，原子半径越小，因此原子半径应为r(Mg)＞r(Si)＞r(S)＞r(O)，故A错误；
B.X为O元素，Y为Mg元素，两者组成的化合物氧化镁为离子化合物，故B正确；
C.Z为Si元素，W为S元素，因为S的非金属性强于Si，所以S的最高价氧化物对应水化物的酸性强于Si的，故C错误；
D.W为S元素，X为O元素，因为O非金属性强于S，所以O的气态氢化物的热稳定性强于S的，故D错误；
总上所述，本题选B。
【点睛】本题考查元素周期表和元素周期律的推断、原子结构与元素性质，题目难度不大，应先根据提示推断所给原子的种类，原子结构与元素周期律的关系为解答关键，注意掌握原子构成及表示方法，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力。
3.用化学用语表示 NH3+ HClNH4Cl中的相关微粒，其中正确的是（ ）
A. 中子数为8的氮原子： B. HCl 的电子式：
C. NH3的结构式： D. Cl−的结构示意图：
【答案】C
【解析】
【分析】
A、中子数为8的氮原子的质量数为15；
B、HCl中只含共价键；
C、NH3中含个N-H键；
D、Cl-最外层有8个电子。
【详解】A、中子数为8的氮原子的质量数为15，可表示为，选项A错误；
B、HCl中只含共价键，其电子式为，选项B错误；
C、NH3中含个N-H键，NH3的结构式为：，选项C正确；
D、Cl-最外层有8个电子，Cl−的结构示意图为，选项D错误。
答案选C。
【点睛】本题考查化学用语，侧重考查原子结构、离子结构示意图、电子式和结构式，注意它们之间的区别是解题的关键，如原子结构示意图与离子结构示意图的区别、共价化合物和离子化合物的区别、电子式与结构式的区别等。
4.短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大，X 是地壳中含量最多的元素，Y 原子的最外层只有一个电子，Z 位于元素周期表ⅢA族，W 与X属于同一主族。下列说法正确的是
A. 原子半径：r(W) > r(Z) > r(Y)
B. 由X、Y 组成的化合物中均不含共价键
C. Y 的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的弱
D. X 的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
【答案】D
【解析】
【分析】
短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大；X是地壳中含量最多的元素，X为O元素；Y原子的最外层只有一个电子，Y为Na元素；Z位于元素周期表中IIIA族，Z为Al元素；W与X属于同一主族，W为S元素。根据元素周期律作答。
【详解】A项，Na、Al、S都是第三周期元素，根据同周期从左到右主族元素的原子半径依次减小，原子半径：r（Y）r（Z）r（W），A项错误；
B项，由X、Y组成的化合物有Na2O、Na2O2，Na2O中只有离子键，Na2O2中既含离子键又含共价键，B项错误；
C项，金属性：Na（Y）Al（Z），Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的强，C项错误；
D项，非金属性：O（X）S（W），X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强，D项正确；
答案选D。
5.下列有关化学用语表示正确的是
A. 质量数为31的磷原子：
B. 氟原子的结构示意图：
C. CaCl2的电子式：
D. 明矾的化学式：Al2(SO4)3
【答案】A
【解析】
【详解】A.磷原子的质子数是15，质量数是31，故A正确；
B.氟原子是9号元素，核外电子数为9，所以原子结构示意图：，故B错误；
C.离子化合物中阴、阳离子间隔排列，其电子式中离子分开写，不能合并，CaCl2的电子式：，故C错误；
D.明矾是十二水合硫酸铝钾，即 ，故D错误；
故答案选A。
6.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，其中只有Y、Z处于同一周期且相邻，Z是地壳中含量最多的元素，W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是
A. 原子半径：r(X) < r(Y) < r(Z) < r(W)
B. W的最高价氧化物的水化物是一种弱碱
C. Y的单质的氧化性比Z的强
D. X、Y、Z 三种元素可以组成共价化合物和离子化合物
【答案】D
【解析】
Z是地壳中含量最高的元素，即Z为O，W是短周期中金属性最强的元素，W是Na，只有Y和Z处于同一周期且相邻，四种元素原子序数依次增大，因此Y为N，X为H，A、电子层数越多，半径越大，电子层数相同，半径随着原子序数的递增而减小，因此半径大小顺序是r(Na)>r(N)>r(O)>r(H)，故A错误；B、Na的最高价氧化物的水化物是NaOH，NaOH属于强碱，故B错误；C、同周期从左向右非金属性增强，即O的非金属性强于N，故C错误；D、可以组成HNO3和NH4NO3，前者属于共价化合物，后者属于离子化合物，故D正确。
7. 下列有关化学用语表示正确的是
A. 中子数为10的氧原子：
B. Mg2+的结构示意图：
C. 硫化钠的电子式：
D. 甲酸甲酯的结构简式：C2H4O2
【答案】B
【解析】
【详解】A、在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数。因为质子数和中子数之和是质量数，因此中子数为10的氧原子可表示为，A错误；
B、Mg2+的质子数是12，核外电子数是10，则镁离子的结构示意图为可表示为；B正确；
C、硫化钠为离子化合物，含有离子键，电子式为，C错误；
D、甲酸甲酯的结构简式为HCOOCH3，D错误。
答案选B。

8.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子的最外层有6个电子，Y是迄今发现的非金属性最强的元素，在周期表中Z位于I A族，W与X属于同一主族。下列说法正确的是
A. 元素X、W的简单阴离子具有相同的电子层结构
B. 由Y、Z两种元素组成的化合物是离子化合物
C. W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强
D. 原子半径：r(X)＜r(Y)＜r(Z)＜r(W)
【答案】B
【解析】
【详解】Y是迄今发现的非金属性最强的元素，应为F，X原子的最外层有6个电子，且原子序数小于F，应为O元素，在周期表中Z位于IA族，由原子序数关系可知Z为Na元素，W与X属于同一主族，W应为S元素。则
A．元素X、W的简单阴离子分别为O2-、S2-，离子的电子层结构不同，故A错误；
B．Y为F，Z为Na，由Y、Z两种元素组成的化合物为NaF，是离子化合物，故B正确；
C．非金属性F＞S，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，故C错误；
D．原子核外电子层数越多，原子半径越大，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，则半径r(F)＜r(O)＜r(S)＜r(Na)，故D错误；
故选B。
9.下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是（ ）
A. 质子数为17、中子数为20的氯原子：
B. 氯离子(Cl－)的结构示意图：
C. 氯分子的电子式：
D. 氯乙烯分子的结构简式：H3C－CH2Cl
【答案】C
【解析】
【详解】A、左上角应是质量数，质量数=中子数+质子数=37，应是，故A说法错误；
B、氯离子质子数大于电子数，其结构示意图：，故B错误；
C、氯原子最外层7个电子，每个氯原子都达到8电子稳定结构，故C正确；
D、氯乙烯结构简式：CH2=CHCl，而题目中氯乙烷，故D说法错误。

10.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子最外层有6个电子，Y是至今发现的非金属性最强的元素，Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，W的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是（ ）
A. 原子最外层电子数由多到少的顺序：Y、X、W、Z
B. 原子半径由大到小的顺序：W、Z、Y、X
C. 元素非金属性由强到弱的顺序：Z、W、X
D. 简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：X、Y、W
【答案】A
【解析】
【分析】
短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子最外层有6个电子，X应为第二周期的O元素；Y是至今发现的非金属性最强的元素，Y为F；Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，结合原子序数可知，Z为第三周期第ⅢA族元素，Z为Al；W的单质广泛用作半导体材料，W为Si，以此来解答。
【详解】由上述分析可知，X为O，Y为F，Z为Al，W为Si，
A、原子最外层电子数由多到少的顺序：Y(7)、X(6)、W(4)、Z(3)，故A正确；
B、电子层越多，原子半径越大，同周期从左向右原子半径减小，则原子半径由大到小的顺序：Z、W、X、Y，故B错误；
C、同周期从左向右非金属性增强，同主族从上到下非金属性减弱，则非金属性由强到弱的顺序：Y、X、W、Z，故C错误；
D、非金属性越强，对应氢化物越稳定，则简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为Y、X、W，故D错误；
故答案为：A。
11.气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是（ ）
A. 1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1
B. 1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2
C. 1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3
D. 1s22s22p63s23p63d104s24p2→1s22s22p63s23p63d104s24p1
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由基态原子核外电子排布可知A、B、C、D依次为基态Si、P、S、Ge元素；Si和Ge同一主族，Si在Ge上方，Si第一电离能比Ge大；Si、P、S为同一周期相邻元素，P元素原子的3p轨道为半充满，能量较低，P元素的第一电离能大，即第一电离能P>S>Si，所以第一电离能P>S>Si>Ge，故P原子失去1个电子吸收的能量最多，故答案选B。
12.如图所示，在较高温度时，钾、氧两种元素形成的一种晶体结构与NaCl晶体结构相似，则该化合物的化学式为(　　)

A. K2O B. K2O2 C. K2O3 D. KO2
【答案】D
【解析】
根据晶包的知识可知：K+分别占据立方体的8个定点和6个面心，一个晶胞中含有K+个数为8×1/8+6×1/2=4，O2－分别占据棱边和体心，一个晶胞中含有O2－个数为12×1/4+1=4，共8个氧原子，所以K和O原子个数比为1：2 ，化学式为KO2，B正确。正确答案为D
不定项选择题：本题包括6小题，每小题4分，共计24分。每小题有一个或两个选项符合题意。
13.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4　②1s22s22p63s23p3　③1s22s22p3　④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是
A. 第一电离能：④>③>②>①
B. 原子半径：④>③>②>①
C. 电负性：④>③>②>①
D. 最高正化合价：④>③＝②>①
【答案】A
【解析】
【详解】由四种元素基态原子电子排布式可知，①1s22s22p63s23p4是S元素、②1s22s22p63s23p3是P元素、③1s22s22p3是N元素、④1s22s22p5是F元素。
A、同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能N＜F，但P元素原子3p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以第一电离能S＜P，同主族自上而下第一电离能降低，所以第一电离能N＞P，所以第一电离能S＜P＜N＜F，即④＞③＞②＞①，故A正确；
B、同周期自左而右原子半径减小，所以原子半径P＞S，N＞F，电子层越多原子半径越大，故原子半径P＞S＞N＞F，即②＞①＞③＞④，故B错误；
C、同周期自左而右电负性增大，所以电负性P＜S，N＜F，N元素非金属性与S元素强，所以电负性P＜N，故电负性P＜S＜N＜F，即②＜①＜③＜④，故C错误；
D、最高正化合价等于最外层电子数，但F元素没有正化合价，所以最高正化合价：①＞②=③，故D错误。
故选A。
14.下列事实与氢键有关的是（ ）
A. 水加热到很高的温度都难以分解
B. 水结成冰体积膨胀，密度变小
C. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
D. CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】氢键是一种特殊的分子间作用力，不属于化学键，只影响物质的物理性质，不影响化学性质。
A. 水的分解破坏的是化学键，与分子间是否存在氢键无关，A错误；
B. 氢键具有方向性，氢键的存在迫使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，所以水结成冰时，体积增大，但水的质量不变，故物质密度减小，B正确；
C. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与F、Cl、Br、I的非金属性有关，元素的非金属性越强，其氢化物越稳定，同一主族的元素，非金属性随着原子序数的增加而减小，所以其氢化物的热稳定性逐渐减弱，与氢键无关，C错误；
D. CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔点随相对分子质量的增大而升高，与分子间作用力有关，但这些物质分子间不存在氢键，与氢键无关，D错误；
故合理选项是B。

15.能够用键能解释的是（ ）
A. 氮气的化学性质比氧气稳定
B. 常温常压下，溴呈液体，碘为固体
C. 稀有气体一般很难发生化学反应
D. 金刚石的熔点非常高
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A. N2中2个N原子通过氮氮三键结合，键能较大，而O2中2个O原子之间通过二个共价键结合，键能较小，分子中的键能越大，分子越稳定，氮气中的共价键的键能比氧气的大，所以氮气的化学性质比氧气稳定，能用键能解释，A选；
B. 溴单质和碘单质都属于分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合，分子间作用力越大，分子晶体的熔点越高，常温常压下，溴呈液态，碘呈固态，是因为单质碘的分子间作用力大，与键能无关，B不选；
C. 稀有气体为单原子分子，没有化学键，很难发生化学反应，是因为原子达到8电子稳定结构，不易得失电子，C不选；
D. 金刚石属于原子晶体，C原子之间以共价键形成立体网状结构，由于C-C共价键的键长短，键能大，所以金刚石的熔点非常高，与键能有关，D选；
故答案选AD。

16.有关晶体的叙述正确的是（ ）
A. 在24 g石墨中，含C-C共价键键数为3 mol
B. 在12 g金刚石中，含C-C共价键键数为4 mol
C. 在60 g二氧化硅中，含Si-O共价键键数4 mol
D. 在NaCl晶体中，与Na+最近且距离相等的Na+有6个
【答案】AC
【解析】
【详解】A. 在石墨中，每个C原子与相邻的3个C原子形成共价键，每个共价键为相邻2个C原子所共有，所以每个C原子形成的共价键数目为3×=，24 g石墨含有的C原子的物质的量是2 mol，因此其中含有的C-C共价键的物质的量为2 mol×=3 mol，A正确；
B. 在金刚石晶体中每个碳原子与相邻的4个C原子形成4个共价键，每个共价键为相邻两个C原子形成，所以其含有的C-C数目为4×=2个，则在12 g金刚石含有的C原子的物质的量是1 mol，故含C-C共价键键数为2 mol，B错误；
C. 二氧化硅晶体中，每个硅原子含有4个Si-O共价键，所以在60 g二氧化硅的物质的量是1 mol，则其中含Si-O共价键键数为4 mol，C正确；
D. 在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最近且距离相等的Na+有12个，D错误；
故合理选项是AC。
17.下面的排序不正确的是 （ ）
A. 晶体熔点由低到高：CF4<CCl4<CBr4<CI4
B. 硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅
C. 熔点由高到低:Na>Mg>Al
D. 晶格能由大到小: NaF> NaCl> NaBr>NaI
【答案】C
【解析】
【详解】A、分子晶体熔点和分子的相对分子质量有关，相对分子质量越大，熔点越高，则晶体熔点由低到高：CF4<CCl4<CBr4<CI4，A正确；
B、原子晶体中共价键键长越短，键能越大，硬度越大，硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅，B正确；
C、金属键越强，金属晶体熔点越高，金属键与原子半径和金属阳离子所带电荷数有关系，则熔点Al>Mg>Na，C错误；
D、离子晶体的熔沸点和晶格能有关，晶格能和电荷数成正比，和半径成反比，熔点：NaF>NaCl>NaBr>NaI，D正确。
答案选C。
18.主族元素A和B可形成组成为AB2的离子化合物，则A、B两原子的最外层电子排布分别为（ ）
A. ns2np2和ns2np4 B. ns2和ns2np4 C. ns2和ns2np5 D. ns1和ns2
【答案】C
【解析】
【详解】主族元素的最高化合价与其族序数相等，最低化合价=其族序数-8，主族元素A和B可形成组成为AB2型的离子化合物，主族元素中，金属元素的正化合价为+1到+3，该化合物中A为+2价，B为-1价，所以A是第IIA族元素，B是第VIIA族元素，则A、B的最外层电子排布式为：ns2和ns2np5。
答案选C。
非选择题（52分）
19.(1)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如图，其中序号“8”代表___(填元素符号)；其中电负性最大的是___（填图中的序号）。

(2)请写出比元素1的原子序数大8的元素的基态原子电子排布式___。
(3)元素7的单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。

若已知7的原子半径为d cm，NA代表阿伏加德罗常数，7的相对原子质量为M，请回答：
①晶胞中7原子的配位数为___，一个晶胞中7原子的数目为___；
②该晶体的密度为___ g/cm3(用字母表示)。
【答案】 (1). Si (2). 2 (3). 1s22s22p63s23p63d64s2 (4). 12 (5). 4 (6).
【解析】
【分析】
(1)第三周期中晶体硅为原子晶体，单质的熔点最高；同一周期自左而右元素电负性增大，故Cl元素电负性最大，氯气、氩气为气体，氯气相对分子质量更多，分子间作用力更强，故氯气的熔点高于氩气的；
(2)根据(1)分析可知“1”表示的是18号元素Ar，则比Ar大8号的元素是26号Fe元素，根据构造原理书写其核外电子排布式；
(3)①由图可知，晶胞为面心立方堆积，以顶点的原子分析，位于面心的原子与之相邻，1个顶点原子为12个面共用；根据均摊法计算晶胞中含有原子数目；
②由图丙可知，正方形对角线长度为4d cm，进而确定晶胞的体积，再根据晶胞含有原子数目计算晶胞的质量，再根据ρ=计算密度。
【详解】(1)第三周期中晶体硅为原子晶体，原子之间以共价键结合形成网状，断裂消耗很高能量，因此硅单质的熔点最高，序号“8”代表Si元素；同一周期元素，从左向右元素的电负性逐渐增大，故Cl元素电负性最大，氯气、氩气为气体，由于氯气相对分子质量更多，分子间作用力更强，故氯气的熔点高于氩气的，故电负性最大的Cl元素的代表序号为2；
(2)比1表示的是18号Ar元素，则比Ar多8的元素是Fe，其基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2；
(3)①由图可知，晶胞为面心立方堆积，以顶点的原子分析，一个晶胞中含有3个位于面心的原子，通过一个顶点有8个晶胞，每个面心原子同时属于2个晶胞，故1个顶点原子的配位数为8×3×=12个；晶胞中含有的该原子数目=8×+6×=4；
②由图丙可知，正方形对角线长度为4d cm，故立方体的棱长为：×4d cm=2d cm，晶胞体积为V=()3=16d cm3，晶胞中含有原子数目=8×+6×=4，相对原子质量为M，故晶胞的质量=4× g，故晶体的密度=ρ= g/cm3= g/cm3。
【点睛】本题考查物质结构与性质、元素周期律、核外电子排布、晶胞结构与计算等，注意对电离能变化规律及特殊性的理解，晶胞计算需要学生具有一定的数学计算能力与空间想象力。
20.已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题：
(1)X元素原子基态时的电子排布式为_______________；
(2)Y元素原子的价层电子的轨道表示式为_____________；
(3)X与Z可形成化合物XZ3，该化合物的空间构型为________；
(4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3，产物还有ZnSO4和H2O，该反应化学方程式是___________；
(5)比较X的氢化物与同族第二、第三周期元素所形成的氢化物沸点高低______。
【答案】 (1). 1s22s22p63s23p63d104s24p3 (2). (3). 三角锥型 (4). As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O (5). NH3>AsH3>PH3
【解析】
【分析】
X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，X元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，处于第四周期第VA族，故X为As元素；Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，Y的2p轨道上有2个电子或4个电子，所以Y为碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物X2Y3，故Y为O元素；X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，则Z的质子数为42-8-33=1，则Z为H元素，氢原子可以形成负一价离子，符合题意，然后逐一分析解答。
【详解】根据上述分析可知：X是As元素，Y是O元素，Z是H元素。
(1)X 是As元素，X元素原子基态时的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p3；
(2)Y是O元素，核外电子排布式为1s22s22p4，价层电子排布式是2s22p4，故其轨道表示式为：；
(3)X是As，Z是H，As、H两种元素以共价键形成AsH3，由于As与N为同主族元素，AsH3空间结构与NH3相似，呈三角锥型；
(4)X是As，Y是O，二者形成As2O3与Zn、H2SO4反应产生AsH3、ZnSO4及H2O，根据原子守恒、电子守恒，可得反应方程式为：As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O；
(5)As是第四周期第VA的元素，短周期中第VA的元素还有N、P，它们形成的氢合物分别是AsH3、NH3、PH3，三种气体均为分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合，物质的相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点就越高。由于在NH3的分子间存在氢键，增加了分子之间的吸引力，使NH3的沸点最高，故三种物质沸点由高到低的顺序是：NH3>AsH3>PH3。
【点睛】本题考查物质结构与性质，涉及原子核外电子排布的表示、氢键对物质性质的影响、物质的空间构型及方程式的书写，根据元素原子核外电子排布及相互关系推断元素是解题关键，注意把握原子核外电子的排布规律及(4)中氧化还原反应方程式的配平。
21.化合物YX2、ZX2中，X、Y、Z的核电荷数小于18；X原子最外能层的p能级中有一个轨道充填了2个电子，Y原子的最外层中p能级的电子数等于前一能层电子总数，且X和Y具有相同的电子层；Z与X在周期表中位于同一主族。回答下列问题：
(1)X的电子排布式为_______，Y的轨道表示式为_______；
(2)ZX2的分子式是_______，YX2电子式是_________；
(3)Y与Z形成的化合物的分子式是_______。
【答案】 (1). 1s22s22p4 (2). (3). SO2 (4). (5). CS2
【解析】
【分析】
化合物YX2、ZX2中X、Y、Z的核电荷数小于18，三种元素处于短周期，Y原子的最外层中p能级的电子数等于前一能层电子总数，Y原子只能有2个能层，核外电子排布为1s22s2p2，故Y为C元素；X原子最外能层的p能级中有一个轨道充填了2个电子，外围电子排布为ns2np4，处于ⅥA族，且X和Y具有相同的电子层数，故X为O元素；Z与X在周期表中位于同一主族，则Z为S元素，据此解答。
【详解】根据上述分析可知：X是O，Y是C，Z是S元素。
(1)由上述分析可知，X为O元素，其电子排布式为1s22s22p4；Y为C元素，原子核外电子排布为1s22s22p2，故其轨道表示式为：；
(2)由上述分析可知，X是O，Y是C，Z是S，则ZX2的分子式是SO2，YX2为CO2，在CO2分子中C原子与2个O原子之间形成4对共用电子对，使分子中每个原子都达到最外层8个电子的稳定结构，其电子式是：；
(3)Y是C，Z是S，C原子最外层有4个电子，S原子最外层有6个电子，每个C与2个S原子形成4对共用电子对，使分子中每个原子都达到最外层8个电子的稳定结构，故该化合物分子式是CS2。
【点睛】本题考查了元素的位置、物质结构和性质的相互关系及应用，涉及原子核外电子排布的表示、物质的电子式、分子式的书写。根据元素原子结构推断元素是解题关键，要根据构造原理，结合元素原子最外层电子排布与形成化合物的关系分析、推理。
22.Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备Cu₂O。
(1)Cu2+基态核外电子排布式为________。
(2)SO42-的空间构型为_______(用文字描述)。
(3)抗坏血酸的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为______；推测抗坏血酸在水中的溶解性：_______（填“难溶于水”或“易溶于水”）。

(4)一个Cu2O晶胞(见图2)中，Cu原子的数目为_________。
【答案】 (1). 1s22s22p63s23p63d9 (2). 正四面体 (3). sp3、sp2 (4). 易溶于水 (5). 4
【解析】
【分析】
(1)Cu元素原子核外电子数为29，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子失去4s、3d能级的1个电子形成Cu2+；
(2)计算硫酸根离子硫原子价层电子对数和孤电子对数，依据价层电子对互斥理论判断空间构形；
(3)该分子中亚甲基、次亚甲基上C原子价层电子对个数都是4，连接碳碳双键和碳氧双键的C原子价层电子对个数是3，根据价层电子对互斥理论判断该分子中碳原子的轨道杂化类型；抗坏血酸中羟基属于亲水基，增大其水解性；
(4)依据均摊法计算黑球与白球个数，依据化学式Cu2O判断。
【详解】(1)Cu元素原子核外电子数为29，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子失去4s、3d能级的1个电子形成Cu2+，Cu2+的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d9；
(2)SO42-的中心S原子的价电子层电子对数为=4，含有的孤电子对数为：=0，依据价电子互斥理论可知为正四面体构型；
(3)该分子中亚甲基、次亚甲基上C原子价层电子对个数都是4，连接碳碳双键和碳氧双键的C原子价层电子对个数是3，根据价层电子对互斥理论判断该分子中碳原子的轨道杂化类型，前者为sp3杂化、后者为sp2杂化；
抗坏血酸分子中存在羟基，羟基属于亲水基，增大其水解性，所以抗坏血酸易溶于水；
(4)该晶胞中白色球个数=8×+1=2，黑色球个数为4，则白色球和黑色球个数之比=2：4=1：2，根据其化学式知，白色球表示O原子、黑色球表示Cu原子，则该晶胞中Cu原子数目为4。

23.臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42-和NO3-，NOx也可在其他条件下被还原为N2。
(1)SO42-中心原子轨道的杂化类型为______；NO3-的空间构型为_____（用文字描述）。
(2)Fe2+基态核外电子排布式为_______。
(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为________(填化学式)。
(4)(CN)2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)=________。
【答案】 (1). sp3 (2). 平面(正)三角形 (3). [Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6 (4). NO2- (5). 1：2
【解析】
【分析】
(1)根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论分析SO42-的中心S原子杂化类型和NO3-的空间构型；
(2)Fe位于周期表中第四周期第VⅢ族，Fe2+为Fe失去4s2电子所得；
(3)等电子体是指原子总数相同，价电子总数相同的粒子；
(4)(CN)2分子中C与N之间形成碳氮三键，其中有一个为σ键，两个为π键。
【详解】(1)对于SO42-，根据价电子对互斥理论，其价电子对数为4+=4，所以根据杂化轨道理论，中心S原子杂化方式为sp3杂化；
对于NO3-，根据价电子对互斥理论，其价电子对数为3+=3，则其空间构型为平面(正)三角形；
(2)Fe是26号元素，位于元素周期表中第四周期第VⅢ族，Fe原子失去4s2电子形成Fe2+，则Fe2+基态核外电子排布式为：[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6；
(3)等电子体是指原子总数相同，价电子总数相同的粒子，与O3分子互为等电子体的一种阴离子，可考虑将其中一个O原子替换为N原子，则O3的等电子体为NO2-；
(4)(CN)2分子中C与N之间形成碳氮三键，其中有一个为σ键，两个为π键，所以(CN)2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)=1：2。
【点睛】等电子体的判断为易错点，注意从等电子体的概念入手分析判断。