碳原子半径比氮原子半径大即C-N键的键长小于C-C，C-N键的键能大于C-C键，所以硬度超过金刚石。由乙图知a、b两种元素原子的杂化方式均为sp3。
14． (2012 ·山东省青岛市届高三统一质检)已知a、b、x、y、z五种元素的原子序数依次增大，其中a原子的半径是所有原子中半径最小的，b原子中的电子有6种不同的运动状态，y原子的L层有2对成对电子，z元素的电负性是前四周期中最小的。
（1）x、y两种元素的第一电离能的大小为x y（填“>”、“<”或“=”），用原子结构的知识解释原因 ；
（2）固体物质M的化学式为x a 5 ，它的所有原子最外层都符合相应的稀有气体原子的最外电子层结构。则该化合物中a元素的化合价为 和 ；该化合物中x原子的杂化方式为 ；
（3）如果把晶胞顶点与最近三个面心所围成的空隙叫做四面体空隙，z原子可作为容体掺入C60晶体的空隙中，形成具有良好的超导性的掺杂C60 化合物。现把C60 抽象成质点，该晶体的晶胞结构如图所示，若每个四面体空隙填入一个z元素的原子，则 z元素全部填满C60晶体的四面体空隙后，所形成的掺杂C60 化合物的化学式为 。 【答案】
（1）>（每空1分），O原子的价电子排布为2s22p4，N原子的价电子排布为2s22p3，p轨道为半充满比较稳定，比氧原子难以失去电子（2分） （2）+1 －1（2分）； ；sp3（1分） （4）K2C60（2分）
15． (2012·邯郸市高三3月一模）氢能被视作连接化石能源和可再生能源的重要桥梁。 （1）水是制取H2的常见原料，下列有关水的说法正确的是 。 a．水分子是一种极性分子
b．H2O分子中有2个由s轨道与sp3杂化轨道形成的?键 c．水分子空间结构呈V型
d．CuSO4·5H2O晶体中所有水分子都是配体 （2）氢的规模化制备是氢能应用的基础。
在光化学电池中，以紫外线照钛酸锶电极时，可分解 水制取H2同时获得O2。已知钛酸锶晶胞结构如右图 所示，则钛酸锶的化学式为 。 （3）氢的规模化储运是氢能应用的关键。
①准晶体Ti38Zr45Ni17的储氢量较高，是一种非常有前途的储氢材料。该材料中，镍原 子在基态时核外电子排布式为 。
②氨硼烷化合物（NH3BH3）是最近密切关注的一种新型化学氢化物储氢材料。请画出 含有配位键（用“→”表示）的氨硼烷的结构式 ；与氨硼烷互为等电子
体的有机小分子是 ；（写结构简式）。
③甲酸盐/碳酸盐可用于常温储氢，其原理是：甲酸盐在钌催化下会释放出氢气，产生的 CO2被碳酸盐捕捉转变碳酸氢盐，碳酸盐又能催化转化为甲酸盐。已知HCO3-在水溶 液中可通过氢键成为二聚体（八元环结构），试画出双聚体结构 。 【答案】
（1）abc （3分，全对给3分，漏选正确给1分，错选、多选不给分） （2）SrTiO3 （3分） （3）①1s22s22p63s23p63d84s2 或[Ar]3d84s2 （3分）
（各2分）
（2分）
【解析】（1）考查水分子的中心原子O为sp3杂化，所以，水分子为极性分子，2个H的s轨道与O的2个sp3杂化轨道形成?键，故而水分子的空间构型为V型，所以abc正确；因为Cu2+的配位数为4，所以d错误。
（2）根据“均摊法”， 钛酸锶的化学式为SrTiO3。
（3）②由名称氨硼烷知B为中心原子，N提供孤对电子，所以结构式为有机小分子，所以2个C代替B和N，故为CH3CH3。
；依等电子概念，又是
③两个HCO3—离子形成两个O···H—O氢键，构成八元环二聚体，可为三种情况，答任一种即可。 16.（2012·唐山五校联考）有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(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的内部各能层均排满，且有成单电子；D与E同周期，价电子数为2。则： (1)写出基态E原子的价电子排布式________。 (2)A的单质分子中π键的个数为________。
(3)A、B、C三元素第一电离能由大到小的顺序为________________(用元素符号表示)。 (4)B元素的氢化物的沸点是同族元素中最高的，原因是________________________。 (5)A的最简单氢化物分子的空间构型为________，其中A原子的杂化类型是________。
(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图K42－4所示，已知晶体的密度为ρ g/cm3，阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长a＝________cm。(用含ρ、NA的计算式表示)
图K42－4
3．(1)3d104s1 (2)2 (3)F>N>O (4)H2O分子间存在氢键 (5)三角锥形
sp3
3312(6)
ρNA
[解析] 2p轨道有3个单电子(2p3)，则A是氮元素；2p轨道有一个单电子的元素可能是B或F，因原子序数大于氮，故C元素是氟，B元素必为氧；因E的内部各能层均排满，是Na或Cu，而D与E同周期价电子数为2，所以D、E分别是Ca和Cu。
(2)N2中存在氮氮三键，其中有一条σ键和两条π键。
(3)氮原子的2p轨道处于半满状态较稳定，使其第一电离能大于氧。
11＋－＋－
(6)Ca2离子半径大于F，故Ca2处于顶点和面心：8×＋6×＝4；F在晶胞内部有8个。则ρa3NA＝40×4
823312＋19×8，a＝。
ρNA
17.（2012·山西四校联考）能源、材料和信息是现代社会的三大“支柱”。
(1)目前，利用金属或合金储氢的研究已取得很大进展，图K42－5是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图。
图K42－5
①Ni在元素周期表中的位置是________________，其基态原子的外围电子排布图是____________。 ②该合金储氢后，含1 mol La的合金可吸附H2的物质的量为________。
(2)南师大结构化学实验室合成了一种多功能材料——对硝基苯酚水合物(化学式为C6H5NO3·1.5H2O)。实验表明，加热至94 ℃时该晶体能失去结晶水，由黄色变成鲜亮的红色，在空气中温度降低又变为黄色，具有可逆热色性；同时实验还表明它具有使激光倍频的二阶非线性光学性质。 ①晶体中四种基本元素的电负性由大到小的顺序是________________。
②对硝基苯酚水合物属于________(填晶体类型)，失去结晶水的过程中，破坏的微粒间作用力是________。 (3)科学家把NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体，已知其中阴离子与SO24互为等电子体，且该阴离子中的所有原子的最外层电子都满足8电子稳定结构。
该阴离子的化学式是________，空间立体构型为________，其中心原子N的杂化方式是________。 4．(1)①第四周期，第Ⅷ族 1s22s22p63s23p63d84s2 ②3 mol (2)①O＞N＞C＞H ②分子晶体 氢键
3(3)NO34 正四面体 sp
－
－
111
[解析] (1)②每个晶胞中含La个数为8×＝1；含氢分子数为8×＋2×＝3，故含1 mol La的合金可吸附
8423 mol H2。
(2)②从硝基苯酚水合物的性质看，应为分子晶体。苯酚中的羟基与结晶水之间存在氢键。
(3)根据等电子体知识可知，该离子的化学式为NO34，等电子体的结构相似，故中心原子氮原子的杂化方
3式与SO24中的硫原子相同，采取sp杂化，离子为正四面体结构。
－
－
18.(2012·大同模拟)有a、b、c、d、f五种前四周期元素，原子序数依次增大，a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，I1(a) (1)写出bc2+的电子式______________，基态f原子的核外电子排布式_____________。 (2)b的简单氢化物极易溶于c的简单氢化物，其主要原因有两个： 一是_______________________________________； 二是_______________________________________。 (3)化合物甲由c、d两种元素组成，其晶胞如甲图，甲的化学式_______________________________________。 (4)化合物乙的部分结构如乙图，乙由a、b两元素组成，硬度超过金刚石。 ①乙的晶体类型为_____________，其硬度超过金刚石的原因是_______________________________________。 ②乙的晶体中a、b两种元素原子的杂化方式均为_______。 【解析】(1)由题知基态b原子的2p轨道处于半充满状态，故b为N，根据a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，I1(a) (3)根据晶胞的粒子个数求算方法知，图中黑点d处于顶点和面心，共4个；白球c处于棱的中心和体心，共8个，甲的化学式为KO2； (4)乙为C3N4，为原子晶体，碳原子半径比氮原子半径大即C—N键的键长小于C—C，C—N键的键能大于C—C键，所以硬度超过金刚石。由乙图知a、b两种元素原子的杂化方式均为sp3。 答案：(1) 1s22s22p63s23p63d104s1 (2)两种氢化物都是极性分子 分子间都能形成氢键 (3)KO2 (4)①原子晶体 —N键的键长小于C—C，C—N键的键能大于C—C键 ②sp3 C
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