20.（2011海南，9分）四种短周期元素在周期表中的相对位置如下所示，其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。

请回答下列问题：

（1）元素Z位于周期表中第______________周期，___________族；

（2）这些元素的氢化物中，水溶液碱性最强的是_______________（写化学式）；

（3）XW₂的电子式为_______________；

（4）Y的最高价氧化物的化学式为________________；

（5）W和Y形成的一种二元化合物具有色温效应，请相对分子质量在170～190之间，且W的质量分数约为70％。该化合物的化学式为_________________。

[答案]（1）三，VA族；（2）NH₃；（3）；（4）N₂O₅；（5）S₄N₄

命题立意：周期表、律，物质相关结构与性质的关系考查，即常说的“位构性”考查。

解析：由题干先推导出Z元素为磷元素，则X、Y、W分别是C、N、S。（3）小题的电子式教材中没有，得由二氧化碳的结构类比而来。（5）小题中计算为N(S): N(N)=≈1:1，再由相对分子质量得分子式为S₄N₄

[技巧点拨]“位构性”考查的题，要先找到突破口，如本题中的磷元素，再由此逐个突破。但在写教材中没出现过的元素性质、分子结构等方面的题时，可由同族元素的相似

性类比。

19.（2011新课标全国）

氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF₃和BN，如下图所示：

请回答下列问题：

（1）　 由B₂O₃制备BF₃、BN的化学方程式依次是_________、__________；

（2）　 基态B原子的电子排布式为_________；B和N相比，电负性较大的是_________，BN中B元素的化合价为_________；

（3）　 在BF₃分子中，F-B-F的键角是_______，B原子的杂化轨道类型为_______，BF3和过量NaF作用可生成NaBF₄，BF₄^－的立体结构为_______；

（4）　 在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为________，层间作用力为________；

（5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶苞边长为361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有______各氮原子、________各硼原子，立方氮化硼的密度是_______g·cm^-3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为N_A）。

解析：（1）由图可知B₂O₃与CaF₂和H₂SO₄反应即生成BF₃，同时还应该产生硫酸钙和水，方程式为B₂O₃＋3CaF₂＋3H₂SO₄2BF₃↑+3CaSO₄＋3H₂O；B₂O₃与氨气在高温下反应即生成BN，方程式为B₂O₃＋2NH₃2BN＋3H₂O；

（2）B的原子序数是5，所以基态B原子的电子排布式为1s²2s²sp¹；B和N都属于第二周期，同周期自左向右电负性逐渐增大，所以B和N相比，电负性较大的是N，B最外层有3个电子，所以化合价是+3价；

（3）依据价层电子对互斥理论可计算出中心原子的孤电子对数＝1/2(a-xb)＝1/2(3-3×1)＝0，所以BF₃分子为平面正三角形结构，F-B-F的键角是120°，杂化轨道类型为sp²；在BF₄^－中中心原子的孤电子对数＝1/2(a-xb)＝1/2(4-4×1)＝0，所以BF₄^－的结构为正四面体。

（4）B、N均属于非金属元素，二者形成的化学键是极性共价键；而层与层之间靠分子间作用力结合。

（5）描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，金刚石晶胞是立方体，其中8个顶点有8个碳原子，6个面各有6个碳原子，立方体内部还有4个碳原子，如图所示。所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数＝8×1/8+6×1/2+4=8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子。由于立方氮化硼的一个晶胞中含有4个N和4个B原子，其质量是是，立方体的体积是(361.5cm)³，因此立方氮化硼的密度是 g·cm^-3。

答案：（1）B₂O₃＋3CaF₂＋3H₂SO₄2BF₃↑+3CaSO₄＋3H₂O；

B₂O₃＋2NH₃2BN＋3H₂O；

（2）1s²2s²sp¹；N；+3.

（3）120°；sp²；正四面体。

（4）共价键（或极性共价键）；分子间作用力。

（5）

18.（2011重庆，15分）用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成。

（1）Al的原子结构示意图为_____________________；Al与NaOH溶液反应的离子方程式为

________________________________________________。

(2)³⁰Si的原子的中子数为_________；SiO₂晶体类型为__________________。

（3）Al³⁺与Y^n－的电子数相同，Y所在族的各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是________。

（4）焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气体是__________。

（5）经处理后的熔渣36.0g（仅含Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂），加入足量稀盐酸，分离得到11.0g固体；滤液中加入过量NaOH溶液，分离得到21.4g固体；则此熔渣中Al₂O₃的质量分数为__________________。

解析：本题考察原子的结构、晶体类型、方程式的书写以及有关计算。

（1）Al在周期表中位于第三周期第ⅢA族，其原子结构示意图为；单质铝既能与酸反应产生氢气，又能与强碱反应产生氢气，与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al＋2OH^－＋2H₂O=2AlO₂^－＋3H₂↑。

（2）在原子符合的表达式中左上角表示质量数，左下角表示质子数，根据质量数＝质子数+中子数可计算出³⁰Si的原子的中子数为：30－14＝16。SiO₂晶体是由Si和O两种原子通过极性共价键形成的原子晶体。

（3）在元素周期表中只有第 ⅦA族卤素原子的氢化物的水溶液才均显酸性，因为Al³⁺与Y^n－的电子数相同，所以Y是F元素。卤素元素形成的氢化物均属于分子晶体，其沸点随分子间作用力的增大而升高，但由于HF分子中存在氢键，因而HF的沸点最高，所以沸点最低的是HCl。

（4）由药皮的成分大理石、水泥、硅铁可知，在高温下只有大理石才分解产生CO₂，因此气体只能是CO₂气体。

（5）熔渣中只有SiO₂与盐酸不反应，因此11.0g是SiO₂的质量。Fe₂O₃、Al₂O₃溶于盐酸分别生成FeCl₃、AlCl₃，当滤液中加入过量NaOH溶液时AlCl₃生成NaAlO₂，FeCl₃生成Fe(OH)₃沉淀。所以21.4g固体是Fe(OH)₃的质量，其物质的量为，由铁原子守恒知Fe₂O₃的物质的量为0.1mol，其质量为0.1mol×160g·mol^－1＝16.0g。熔渣中Al₂O₃的质量分数为。

答案：（1）　　 2Al＋2OH^－＋2H₂O=2AlO₂^－＋3H₂↑

　　 （2）16　 原子晶体

　　 （3）HCl

　　 （4）CO₂

　　 （5）25%

17（2011山东高考32，8分）

　氧是地壳中含量最多的元素。

　 （1）氧元素基态原子核外未成对电子数为　　　　　 个。

　 （2）H₂O分子内的O-H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为　　　　　　　　　 。

（3） H⁺可与H₂O形成H₃O⁺，H₃O⁺中O原子采用 　　　　　杂化。H₃O⁺中H-O-H键角比H₂O中H-O-H键角大，原因为 　　　　　。

(4)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为ag·cm^-3，表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为　　　　 cm³。

解析：（1）氧元素核外有8个电子，其基态原子核外电子排布为1S²2S²2P⁴，所以氧元素基态原子核外未成对电子数为2个；

（2）O-H键属于共价键，键能最大；分子间的范德华力和氢键均属于分子间作用力的范畴，但氢键要强于分子间的范德华力，所以它们从强到弱的顺序依次为O-H键、氢键、范德华力；氢键不仅存在于分子之间，有时也存在于分子内。邻羟基苯甲醛在分子内形成氢键，而在分子之间不存在氢键；对羟基苯甲醛正好相反，只能在分子间形成氢键，而在分子内不能形成氢键，分子间氢键强于分子内氢键，所以对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛的高。

（3）依据价层电子对互斥理论知H₃O⁺中O上的孤对电子对数＝1/2（5－3×1）＝1，由于中心O的价层电子对数共有3+1＝4对，所以H₃O⁺为四面体，因此H₃O⁺中O原子采用的是sp³杂化；同理可以计算出H₂O中O原子上的孤对电子对数＝1/2（6－2×1）＝2，因此排斥力较大，水中H-O-H键角较小。

（4）氯化钠的晶胞如图所示，因此钙晶胞中含有的氯离子个数为8×1/8+6×1/3＝4，同样也可以计算出钠离子个数为4。由于CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，所以CaO晶胞中也含有4个钙离子和4个氧离子，因此CaO晶胞体积为。

答案：（1）2

（2）O-H键、氢键、范德华力；邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛形成分子间氢键，分子间氢键是分子间作用力增大；

（3）sp³；H₂O中O原子有2对孤对电子，H₃O^＋只有1对孤对电子，排斥力较小；

（4）

16.（2011福建高考30，13分）

氮元素可以形成多种化合物。

回答以下问题：

（1）基态氮原子的价电子排布式是_________________。

（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是____________。

（3）肼(N₂H₄)分子可视为NH₃分子中的一个氢原子被－NH₂（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。

①NH₃分子的空间构型是_______________；N₂H₄分子中氮原子轨道的杂化类型是___________。

②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：

N₂O₄(l)＋2N₂H₄(l)===3N₂(g)＋4H₂O(g)　　 △H=－1038.7kJ·mol^－1

若该反应中有4mol N－H键断裂，则形成的π键有________mol。

③肼能与硫酸反应生成N₂H₆SO₄。N₂H₆SO₄晶体类型与硫酸铵相同，则N₂H₆SO₄的晶体内不存在__________(填标号)

a. 离子键　　 b. 共价键　　 c. 配位键　　 d. 范德华力

（4）图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点（见图2），分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。

下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是_________（填标号）。

a. CF₄　　　 b. CH₄　　　 c. NH₄^＋　　 d. H₂O

解析：（1）基态氮原子的价电子排布式是2s²2p³ ，学生可能审题时没注意到是价电子排布式。

（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是N＞O＞C

（3）①NH₃分子的空间构型是三角锥型，NH₃中氮原子轨道的杂化类型是sp³，而肼(N₂H₄)分子可视为NH₃分子中的一个氢原子被—NH₂（氨基）取代形成的，所以N₂H₄分子中氮原子轨道的杂化类型是sp³，这个与H₂O，H₂O₂中O的杂化类型都是sp³的道理是一样的。

②反应中有4mol N－H键断裂，即有1molN₂H₄参加反应，生成1.5molN₂，则形成的π键有3mol。　　

③N₂H₆SO₄晶体类型与硫酸铵相同，可见它是离子晶体，晶体内肯定不存在范德华力。

（4）要形成氢键，就要掌握形成氢键的条件：一是要有H原子，二是要电负性比较强，半径比较小的原子比如F、O、N等构成的分子间形成的特殊的分子间作用力。符合这样的选项就是c和d，但题中要求形成4个氢键，氢键具有饱和性，这样只有选c。

这题中的（3）（4）两问亮点较多，让人耳目一新，其中第（4）耐人回味，这样子就把氢键的来龙去脉和特点考查彻底！高！

答案：（1）2s²2p³

　　　 （2）N＞O＞C

　　　 （3）①三角锥形　 sP³　 ②3　 ③d

　　　 （4）c

15.（2011安徽高考25，14分）

W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如下图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的电负性在同周期主族元素中最大。

（1）X位于元素周期表中第　　　 　周期第　　　 　族；W的基态原子核外有

　　　　 　个未成对电子。

（2）X的单质子和Y的单质相比，熔点较高的是　　　 （写化学式）；Z的气态氢化物和溴化氢相比，较稳定的是　　　　　 　（写化学式）。

　（3）Y与Z形成的化合物和足量水反应，生成一种弱酸和一种强酸，该反应的化学方程式是　　　　　　　 　。

（4）在25ºC、101 kPa下，已知Y的气态化物在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1mol 电子放热190.0kJ，该反应的热化学方程式是　　　　　　　 　。

解析：因为W的一种核素的质量数为18，中子数为10，说明W的质子数为8，即为氧元素；Y的单质是一种常见的半导体材料，而在短周期元素中只有元素硅符合，即Y是Si；所以由图像中原子半径的大小顺序可知X、Y、Z应该属于第三周期元素，在第三周期主族元素中电负性最大的Cl元素，所以Z是Cl；又因为X和Ne原子的核外电子数相差1，且X位于第三周期，所以X是Na。

（1）O的原子电子排布式是1S²2S²2P⁴，所以O的基态原子核外有2个未成对电子；

（2）单质钠和硅分别属于金属晶体和原子晶体，故单质硅的熔点高；Cl的非金属性强于Br的，所以HCl比HBr稳定；

（3）Y与Z形成的化合物是SiCl₄，SiCl₄可以和水发生水解反应盐酸和硅酸，反应的化学方程式是：SiCl₄＋3H₂O=H₂SiO₃↓＋4HCl；

（4）Y的气态化物是SiH₄，燃烧后生成二氧化硅，其中Si的化合价由－4价升高到+4价，转移8个电子，所以1mol SiH₄共放出8×190.0kJ＝1520.0KJ能量，因此反应的热化学方程式是：SiH₄(g)＋2O₂(g)＝SiO₂(s)＋2H₂O　 △H=－1520.0KJ/mol

答案：（1）三 　IA 2　 （2）Si　 HCl　 （3）SiCl₄＋3H₂O=H₂SiO₃↓＋4HCl

（4）SiH₄(g)＋2O₂(g)＝SiO₂(s)＋2H₂O(l)　 △H=－1520.0KJ/mol

14.(2011江苏高考21A，12分)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。

回答下列问题：

（1）Y₂X₂分子中Y原子轨道的杂化类型为　　　　　　　 ，1mol Y₂X₂含有σ键的数目为　　　　 。

（2）化合物ZX₃的沸点比化合物YX₄的高，其主要原因是　 　　　　　　　　　　。

（3）元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是　　 。

（4）元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图13所示，该氯化物的化学式是　　　　　　 ，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物H_nWCl₃，反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　 。

解析：本题把元素推理和物质结构与性质熔融合成一体，考查学生对元素推理、原子轨道杂化类型、分子空间结构、氢键、等电子体原理、晶胞结构、化学键的数目计算、新情景化学方程式书写等知识的掌握和应用能力。本题基础性较强，重点特出。由题意知X、Y、Z、W四种元素分别是：H、C、N、Cu。

[备考提示]《选修三》的知识点是单一的、基础的，我们一定要确保学生不在这些题目上失分。看来还是要狠抓重要知识点，强化主干知识的巩固和运用。

答案：（1）sp杂化　 3mol或3×6.2×10 个　

（2）NH₃分子存在氢键

（3）N₂O

（4）CuCl　　 CuCl＋2HCl＝H₂CuCl₃ (或CuCl＋2HCl＝H₂[CuCl₃])

13．（2011上海9）氯元素在自然界有³⁵Cl和³⁷Cl两种同位素，在计算式34.969×75.77%+36.966×24.23% =35.453中

A．75.77%表示³⁵Cl的质量分数　　　　　 B．24.23%表示³⁵Cl的丰度

C．35. 453表示氯元素的相对原子质量　　 D．36.966表示³⁷Cl的质量数

解析：本题考察同位素相对原子质量的计算方法和元素丰度及质量数的理解。34.969和75.77%分别表示³⁵Cl的相对原子质量和丰度。

答案：C

12.（2011四川）下列说法正确的是

A.分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键

B.分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸

C.含有金属离子的晶体一定是离子晶体

D.元素的非金属型越强，其单质的活泼型一定越强

解析：分子中含两个氢原子的酸不一定是二元酸，例如甲酸HCOOH；金属晶体中含有金属阳离子，但不是离子晶体；元素的非金属型越强，其单质的活泼型不一定越强，例如氮气。

答案：A

11.（2011四川）下列推论正确的

A.SiH₄的沸点高于CH₄，可推测PH₃的沸点高于NH₃­

B.NH₄⁺为正四面体结构，可推测出PH₄⁺ 也为正四面体结构

C.CO₂晶体是分子晶体，可推测SiO₂晶体也是分子晶体

D.C₂H₆是碳链为直线型的非极性分子，可推测C₃H₈也是碳链为直线型的非极性分子

解析：氨气分子之间存在氢键，沸点高于PH₃的；SiO₂晶体也是原子晶体；C₃H₈不是直线型的，碳链呈锯齿形且为极性分子。

答案：B