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模块综合检测

(时间：45分钟 分值：90分)

1．(15分)(2019·山西重点中学协作体期末)现有前四周期T、X、Y、Z、W、M六种元素，已知W、Z、X、T、Y五种非金属元素原子半径依次减小，其中W原子的s电子总数等于p电子总数的2倍，M原子的M能层上有4个未成对电子。请回答下列问题：

(1)写出W、Z、X、T四种元素第一电离能由大到小的顺序：____________(用元素符号表示)。

(2)基态M原子的核外电子排布式为___________________________。

(3)根据VSEPR理论，推断出由W与X两元素组成的最简单二价阴离子的立体构型为____________，W原子的杂化类型为____________。

(4)Y与T、X、Z、W所形成的最简单化合物的沸点由高到低的顺序为________________________(用化学式表示)。

解析：根据题中信息“W原子的s电子总数等于p电子总数的2倍”可知，W的电子排布式是1s2s2p，则W是碳元素；又知“W、Z、X、T、Y五种非金属元素原子半径依次减小”，根据元素周期律可推知Z是氮元素，X是氧元素，T是氟元素，Y是氢元素；“M原子的M能层上有4个未成对电子”，则M的电子排布式是1s2s2p3s3p3d4s，即M是铁元素。

(1)C、N、O、F四种元素位于同一周期，随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素反常，因此第一电离能由大到小的顺序是F>N>O>C。

(3)C和O两种元素组成的最简单的二价阴离子是CO3，该离子的中心原子的价层电子对数是3，孤电子对数是0，因此其立体构型是平面三角形，C原子的杂化类型为sp杂化。

(4)H与F、O、N、C所形成的最简单化合物分别是HF、H2O、NH3、CH4，其中HF、H2O、NH3

分子之间都存在氢键，它们的沸点都比没有氢键的CH4高，常温下H2O为液态，HF、NH3为气态，标准状况下HF为液态，NH3仍为气态，因此四种氢化物的沸点由高到低的顺序为H2O>HF>NH3>CH4。

答案：(1)F>N>O>C

(2)1s2s2p3s3p3d4s(或[Ar]3d4s) (3)平面三角形 sp (4)H2O>HF>NH3>CH4

2．(15分)硼及其化合物应用广泛。回答下列问题：

(1)基态B原子的价电子排布图为________________________________________，其第一电离能比Be________(填“大”或“小”)。

(2)氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存在配位键，提供孤

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电子对的成键原子是________；写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子：________(填化学式)。

(3)常温常压下硼酸(H3BO3)晶体结构为层状，其二维平面结构如图a。

①B原子的杂化方式为________。从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大的原因：____________________________________________。

②路易斯酸碱理论认为，任何可接受电子对的分子或离子叫路易斯酸，任何可给出电子对的分子或离子叫路易斯碱。从结构角度分析硼酸是路易斯酸：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)立方氮化硼(BN)是特殊的耐磨和切削材料，其晶胞结构与金刚石相似，如图b所示。 ①与氮原子直接连接的硼原子构成的几何形状为________。硼原子和氮原子所连接的最小环为________元环。

②晶胞有两个基本要素：

ⅰ.原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图b所示，其中X原子的坐标参11

数为(0，0，0)，Y原子的坐标参数为(，0，)，则Z原子的坐标参数为________。

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ⅱ.晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知立方氮化硼的密度为d g·cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞参数a＝______________nm(列出计算式即可)。

答案：(1) (2)N C2H6

(3)①sp 硼酸分子间通过氢键缔合，加热时部分氢键被破坏 ②硼酸分子中B原子有一个2p空轨道

31003337

(4)①正四面体 六 ②(，，) ×10

444dNA

3．(15分)山西大学分子科学研究所翟华金教授、李思殿教授与清华大学李隽教授、美国布朗大学Lai-Sheng Wang教授及复旦大学刘智攀教授课题组合作，首次合成“中国红灯笼分子”——硼球烯B40。B40是继C60之后第二个从实验和理论上完全确认的无机非金属笼状团簇。

2

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小

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(1)C60中碳原子杂化方式为____________。 (2)构成C60晶体的作用力是____________。

(3)与硼同周期但第一电离能比硼大的元素有____________种。

(4)磷化硼(BP)是由硼元素与磷元素组成的无机化合物，属于一种半导体材料。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。BP晶胞中B采用面心立方堆积，P原子填入四面体空隙中。

①写出三溴化硼和三溴化磷的立体构型： 三溴化硼____________；三溴化磷____________。 ②磷化硼晶体内微粒间的作用力有____________。

③磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离为(晶胞参数为478 pm)____________。 解析：(1)C60又叫足球烯，其分子中每个C原子与其他3个C原子相连，分别形成两个碳碳单键和一个碳碳双键，所以碳原子的杂化方式为sp。

(2)C60晶体属于分子晶体，所以微粒间作用力是范德华力。

(3)与硼同周期但第一电离能比硼大的元素有Be、C、N、O、F、Ne共6种。

(4)①BBr3中B原子的价层电子对数是3，孤电子对数是0，所以三溴化硼的立体构型是平面正三角形；PBr3中P原子的价层电子对数是4，孤电子对数是1，所以三溴化磷的立体构型是三角锥形。②磷化硼的空间结构与金刚石类似，应属于原子晶体，B原子与P原子间通过共价键相结合，但B原子最外层只有3个电子，P原子最外层有5个电子，而磷化硼晶体中每个B原子与4个P原子相连，每个P原子也与4个B原子相连，这说明B原子和P原子间还存在一个配位键，其中P原子提供孤电子对，B原子提供空轨道。③BP晶胞中P原子位于立方体147832393

的体对角线的处，则硼原子和磷原子之间的最近距离＝ pm＝ pm≈207 pm。

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答案：(1)sp (2)范德华力 (3)6

2

2

?2393?

(4)①平面正三角形 三角锥形 ②共价键、配位键 207 pm?或 pm?

2??

4．(15分)(2019·江西五市八校第一次联考)有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的

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元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子；C的基态原子2p能级有1个单电子；E原子最外层有1个单电子，其次外层有3个能级且均排满电子；D与E同周期，价电子数为2。回答下列问题：

(1)B元素的最简单氢化物的沸点是同族元素最简单氢化物中最高的，原因是____________________________________。

(2)A、B、C三种元素的最简单氢化物的稳定性由强到弱的顺序为____________(用化学式表示)。

(3)A的最简单氢化物分子的立体构型为____________，其中A原子的杂化类型是____________杂化。

(4)A的单质中σ键的个数为____________，π键的个数为____________。 (5)

写

出

基

态

E

原

子

的

价

电

子

排

布

式

：

________________________________________________________________________。

(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图所示，已知晶体的密度为ρ g·cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞边长a＝____________cm(用含ρ、NA的计算式表示)。

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解析：根据题干信息不难推出A、B、C、D、E五种元素分别是N、O、F、Ca、Cu。 (2)最简单氢化物的稳定性与元素的非金属性有关，由于非金属性F>O>N，所以稳定性HF>H2O>NH3。

(3)A的最简单氢化物是NH3，中心原子N原子的价层电子对数是4，孤电子对数是1，所以NH3分子的立体构型是三角锥形，N原子的杂化类型是sp杂化。

(4)N2的结构式是N≡N，所以σ键个数是1，π键个数是2。

(6)C和D形成的化合物是CaF2，一个晶胞中有4个“CaF2”，所以一个晶胞质量是3312m78×4－3

一个晶胞的体积是a cm，根据ρ＝＝ g·cm，则a＝ cm。

VNAa3ρNA

3

3

3

78×4

g，

NA

答案：(1)H2O分子间存在氢键 (2)HF>H2O>NH3 (3)三角锥形 sp (4)1 2 (5)3d4s (6) 3312

3101

ρNA

5．(15分)(2019·河南百校联盟联考)磷、硫、氯、砷等是农药中的重要组成元素。回答下列问题：

(1)基态砷原子的核外价电子排布式为____________。

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