分子的空间结构 同步测试 高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

2.2分子的空间结构同步测试一、单选题1．可以准确判断有机化合物含有哪些官能团的分析方法是（）A．李比希燃烧法 B．红外光谱法C．质谱法 D．核磁共振氢谱法2．下列有机物符合最简式为CH2的是（）A．C3H8 B．C2H6 C．CH4 D．C4H83．采用现代仪器分析方法，可以快速、准确地测定有机化合物的分子结构。某有机化合物的谱图如下，推测其结构简式为（）A． B． C． D．4．核磁共振(NMR)氢谱图上有3个吸收峰的是（）A．正丁烷 B．甲苯C． D．5．下列有机物分子中，属于正四面体构型的是（）A．乙烯 B．乙炔 C．苯 D．四氯化碳6．某化合物的结构为，其中X、Y、Z、W四种元素分布在三个短周期，原子序数依次增大，且Y、Z、W的简单离子具有相同的电子层结构。下列叙述错误的是（）A．该化合物中，W、X、Y、Z最外层均满足8电子稳定结构B．四种元素中，Y元素电负性最大C．该化合物中，W和Y的杂化方式相同D．元素Z与W最高价氧化物对应水化物可以发生反应7．化合物是一种含能材料。W、X、Y、Z、Q分别位于短周期的三个周期，且原子序数依次增加，其中X、Y、Z位于同一周期，仅Y元素的核外电子数为奇数，三种元素的最外层电子数之和为15。下列说法错误的是（）A．第一电离能：Y>Z>XB．简单氢化物的沸点：X>ZC．离子的空间构型为V形D．由W、X、Y元素组成的化合物可能含有离子键8．用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构，其中错误的是（）A．NH4+为正四面体形B．CS2为直线形C．ClO3－的空间构型为平面三角形D．PCl3为三角锥形9．下列分析方法不是现代化学测定有机物结构的是（）A．燃烧法 B．红外光谱法 C．紫外光谱法 D．核磁共振法10．室温下，某同学用下图中装置在通风棚中进行如下实验：实验现象试管Ⅰ中开始无明显现象，后逐渐有微小气泡生成，反应越来越剧烈，试管口上方出现红棕色气体，溶液呈蓝色。试管Ⅱ中剧烈反应，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色：之后向溶液中持续通入，溶液又变为蓝色。下列说法错误的是（）A．试管Ⅰ中浅红棕色气体为，由铜还原硝酸生成B．等质量的Cu完全溶解时，Ⅰ中消耗的更少C．试管Ⅱ中反应后溶液颜色与试管Ⅰ中的不同，可能是由于溶有D．蓝色的呈平面四边形结构，中心离子不可能为杂化11．下列各组的几种分子中所有原子都可能处于同一平面的是A．CH4、CS2、BF3 B．CO2、H2O、NH3C．C2H4、C2H2、C6H6 D．CCl4、BeCl2、PH312．当碳、氢、氧、氮等元素的相对原子量均取整数是，下列说法正确的是（）A．烃的相对分子量均为奇数B．硝基化合物的相对分子量均是偶数C．烃及烃的含氧衍生物的相对分子量均为偶数D．酚、醛、氨基酸、酯的相对分子量均为奇数13．将少量硫酸铜溶液滴入氨基乙酸钠溶液(H2N－CH2－COONa)中即可得到结构如图所示的产物。下列叙述错误的是（）A．向该反应后的混合溶液中滴加NaOH溶液，会产生蓝色沉淀B．1molH2N－CH2－COONa中含有8NA个σ键C．产物中Cu、N原子均为四面体形结构D．氨基乙酸钠中的氮原子采取sp3杂化14．某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法中正确的是（）A．由核磁共振氢谱可知，该有机物中至少有三种不同的化学键B．由红外光谱可知，该有机物分子中有三种不同的氢原子C．若A的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3﹣O﹣CH3D．仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数15．咪唑是分子结构中含有两个间位氮原子的五元芳杂环化合物，该类化合物在医学上有着重要的用途。如：咪唑()和N-甲基咪唑()都是合成医药中间体的重要原料，下列有关说法错误的是（）A．基态N原子的价电子轨道表示式B．与中C、N原子均在同一平面上C．与中含σ键个数比为3：2D．与中的N原子均采取sp2杂化16．工业废水进行无害化处理过程中主要存在ClO﹣、N2、、CNO﹣、Cl﹣等微粒，对溶液中部分离子浓度进行了跟踪监测，监测结果如图。下列说法正确的是（）A．中碳原子的杂化方式为sp3B．处理过程中发生反应：2CNO﹣＋3ClO﹣＋H2O＝2＋N2＋3Cl﹣C．处理过程中每产生22.4LN2转移6mole﹣D．处理过程中加入硫酸使溶液呈强酸性，可达到更好的处理效果17．用价层电子对互斥理论预测SO3和BF3的立体结构分别是：（）A．平面三角形；三角锥形 B．三角锥形；平面三角形C．三角锥形；三角锥形 D．平面三角形；平面三角形18．氢元素与其他元素形成的化合物称为氢化物，下列有关氢化物的叙述不正确的是（）A．D2O分子的空间构型为直线形B．NH3的结构式为C．HCl分子中含有3个孤电子对D．H2S和H2O分子的中心原子都采用sp3杂化19．下列关于价电子对互斥(VSEPR)理论和杂化轨道理论的叙述中正确的是（）A．凡是中心原子采取sp2杂化的分子，其分子的空间结构都是平面三角形B．对于主族元素，中心原子的杂化轨道数等于价电子对数C．杂化轨道可用于形成σ键、π键或用于容纳未参与成键的孤电子对D．某分子的所有原子位于同一平面上，其中心原子不含孤电子对，则中心原子可能采取sp3杂化20．X元素的原子半径为周期表中最小，Y元素形成的单质在自然界中硬度最大，Z元素形成的单质为空气中含量最多，W元素为地壳中含量最多，E元素为短周期化合价最高的金属元素。下列说法正确的是（）A．YX4与ZX空间构型相同B．原子半径：r(E)>r(W)>r(Z)C．第一电离能：I1(W)>I1(Z)>I1(Y)D．元素E在周期表中位于第3周期第Ⅲ族二、综合题21．石墨烯[如图（a）所示]是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯[如图（b）所示]．（1）图（a）中，1号C与相邻C形成σ键的个数为．（2）图（b）中，1号C的杂化方式是，该C与相邻C形成的键角（填“＞”“＜”或“=”）图（a）中1号C与相邻C形成的键角．（3）若将图（b）所示的氧化石墨烯分散在H2O中，则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有（填元素符号）．22．将汽车尾气中含有的CO利用不仅能有效利用资源，还能防治空气污染．工业上常用CO与H2在由Al、Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成甲醇．（1）图1是某同学画出CO分子中氧原子的核外电子排布图，请判断该排布图（填“正确”或“错误”），理由是（若判断正确，该空不用回答）．（2）向CuSO4溶液中加入足量氨水可得到深蓝色[Cu（NH3）4]SO4溶液，[Cu（NH3）4]SO4中所含配位键是通过配位体分子的给出孤电子对，接受电子对形成，SO42﹣的空间构型是．（3）甲醇与乙烷的相对分子质量相近，故二者分子间的作用力（范德华力）相近，但是二者沸点的差距却很大；在甲醇分子中碳原子轨道的杂化类型为．（4）甲醛与新制Cu（OH）2悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu2O，已知Cu2O晶胞的结构如图2所示，在该晶胞中，Cu+的配位数是．23．完成下列问题（1）据科技日报网报道，南开大学科研团队借助镍和苯基硼酸共催化剂，首次实现烯丙醇高效、绿色合成。烯丙醇的结构简式为。请回答下列问题：①基态镍原子的价电子排布式为。②，烯丙醇分子中碳原子的杂化类型为。③某种含Cu2+的化合物可催化烯丙醇制备丙醛的反应：HOCH2CH=CH2→CH3CH2CHO，在烯丙醇分子中σ键和π键的个数比为。（2）具有对称的空间构型，若其中两个NH3被两个Cl-取代，能得到两种不同结构的产物，则中的配位数为，配离子的空间构型为。（3）铜是重要的过渡元素，能形成多种配合物，如Cu2+与乙二胺可形成如图所示配离子。①Cu2+与乙二胺所形成的配离子内部不含有的化学键类型是(填字母序号)。a.配位键b.极性键c.离子键d.非极性键②乙二胺和三甲胺均属于胺。但乙二胺比三甲胺的沸点高很多，原因是。24．按要求回答下列问题。（1）H3O+中心原子采用杂化，其键角比H2O中键角(填“大”或“小”)。（2）有如下分子：①PCl5②PCl3③BF3④BeCl2⑤NF3⑥CO2⑦HCl⑧H2O2⑨CH4⑩C2H4①上述分子中每个原子周围都满足8电子结构的是(填序号)。②CO2分子中σ键和π键个数之比为。③含有极性键的极性分子有(填序号)。④空间结构为三角锥形的分子是(填序号)。25．水是生命之源，它与我们的生活密切相关．在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂．（1）写出与H2O分子互为等电子体的一种阴离子的化学式为．（2）水分子在特定条件下容易得到一个H+，形成水合氢原子（H3O+）．下列对上述过程的描述不合理的是A．氧原子的杂化类型发生了改变 B．微粒的形状发生了改变C．微粒的化学性质发生了改变 D．微粒中的键角发生了改变（3）向CuSO4溶液中滴加氨水，先产生蓝色沉淀，然后沉淀溶解，溶液呈深蓝色．请写出生成配合离子的离子方程式：．

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A.李比希燃烧法可确定元素的种类，不能确定含有的官能团，故A不选；B.红外光谱法可确定有机物分子中含有的官能团，故B选；C.质谱法可确定分子的相对分子质量，不能确定含有的官能团，故C不选；D.核磁共振氢谱法可确定分子中不同位置的H的种类和数目，不能确定含有的官能团，故D不选；故答案为：B。

【分析】根据研究有机物结构的方法进行判断红外光谱测定的是官能团的种类。2．【答案】D【解析】【解答】解：A．C3H8分子式为C3H8，最简式为C3H8，故A错误；B．C2H6分子式为C2H6，最简式为CH3，故B错误；C．CH4分子式为CH4，最简式为CH4，故C错误；D．C4H8分子式为C4H8，最简式为CH2，故D正确．故选D．【分析】最简式又称实验式或经验式，是化学式中的一种，是用元素符号表示化合物分子中各元素的原子个数比的最简关系式，据此计算出各选项中该有机物的最简式即可．3．【答案】B【解析】【解答】由核磁共振氢谱图可知该有机物分子中有3种不同化学环境的氢原子，符合该条件的由B、D两个选项，由质谱图可知该有机物的相对分子质量为46，则B选项符合题意；故答案为B。

【分析】根据质谱图确定相对分子质量，根据红外光谱图确定含有的官能团，根据核磁共振氢谱确定氢原子种类，据此解答。4．【答案】C【解析】【解答】A．CH3CH2CH2CH3中有2种氢原子，核磁共振氢谱中有2个吸收峰，A不符合题意；B．中有4种氢原子，核磁共振氢谱中有4个吸收峰，B不符合题意；C．中有3种氢原子，核磁共振氢谱中有3个吸收峰，C符合题意；D．中有2种氢原子，核磁共振氢谱中有2个吸收峰，D不符合题意；故答案为：C。

【分析】依据“等效氢”的数目判断。5．【答案】D【解析】【解答】解：A．乙烯为平面形结构，故A不选；B．乙炔含有C≡C键，为直线形结构，故B不选；C．苯为平面形结构，故C不选；D．四氯化碳结构和甲烷相似，为正四面体结构，故D选．故选D．【分析】具有正四面体构型，应具有甲烷的结构特点，C原子达到饱和且共价键完全相等，以此解答该题．6．【答案】A【解析】【解答】A．由分析可知X为H，最外层为2个电子就满足稳定结构，故A符合题意；B．由分析可知X、Y、Z、W四种元素分别为H、O、Na、Al，其中Y(O)的非金属性最强，则Y的电负性最大，故B不符合题意；C．W、Y分别为：O、Al，则在该物质中W和Y的杂化方式均为sp3，故C不符合题意；D．由分析可得元素Z与W最高价氧化物对应水化物分别为NaOH和Al(OH)3，二者可以发生反应或，故D不符合题意；故答案为：A。

【分析】X、Y、Z、W四种元素分布在三个短周期，则X为H元素，且Y、Z、W的简单离子具有相同的电子层结构，结合化合物的结构可知，Z形成带1个单质正电荷的阳离子，则Z为Na；Y可形成2个共价键则Y为O；W形成4个共价键，且得到电子形成阴离子，其原子序数大于Z，则W为Al；

A.X为H，最外层为2电子结构；

B.非金属性越强，电负性越大；

C.该物质中W和Y均采用sp3杂化；

D.NaOH和Al(OH)3发生反应生成偏铝酸钠和水。7．【答案】B【解析】【解答】A．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C，故A不符合题意；B．氨分子能形成分子间氢键，甲烷不能形成分子间氢键，所以氨分子的分子间作用力大于甲烷，沸点高于甲烷，故B符合题意；C．亚硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为1，离子的空间构型为V形，故C不符合题意；D．氢元素、氮元素和氧元素形成的硝酸铵和亚硝酸铵为含有离子键的离子化合物，故D不符合题意；故答案为：B。

【分析】A．同一周期的主族元素中，从左至右，元素的第一电离能呈“锯齿状”增大，其中IIA族和VA族的第一电离能高于相邻的元素；B．分子间有氢键，沸点较高；C．依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型；D．铵盐为离子化合物。8．【答案】C【解析】【解答】A．NH4+中N原子的价层电子对数是4，不含孤对电子对，为正四面体形，A不符合题意；B．CS2中C的价层电子对数是2，不含孤对电子，为直线形，B不符合题意；C．ClO3－中Cl的价层电子对数是4，且含有一对孤对电子，所以空间构型为三角锥形，C符合题意；D．PCl3中P的价层电子对数是4，且含有一对孤对电子，为三角锥形，D不符合题意，故答案为：C。

【分析】根据价层电子对互斥理论确定微粒的空间构型和原子的杂化方式，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数，孤电子对数=，a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数，据此分析判断。9．【答案】A【解析】【解答】解：现代化学测定物质结构的方法有：核磁共振、红外光谱、质谱法等，燃烧法是测定物质组成元素的方法，不是物质结构的方法．故选：A；【分析】现代化学测定物质结构的方法有：核磁共振、红外光谱、质谱法和紫外光谱法．10．【答案】A【解析】【解答】A．试管Ⅰ中Cu与稀硝酸反应生成NO，然后NO与氧气反应生成浅红棕色气体NO2，A符合题意；B.3molCu消耗8mol稀硝酸，1molCu消耗4mol浓硝酸，则等质量的Cu完全溶解时，I中消耗的HNO3更少，B不符合题意；C．二氧化氮为红棕色气体，则II中反应后溶液颜色与试管I中的不同，是由于溶有NO2，C不符合题意；D．蓝色的呈平面四边形结构，中心离子应是sp2杂化，D不符合题意；故答案为：A。

【分析】A.Cu与稀硝酸反应生成NO，NO与氧气能反应生成浅红棕色气体NO2。

B.根据铜分别与稀硝酸、浓硝酸反应的方程式进行分析。

C.Cu与稀浓硝酸反应生成NO2。

D.呈平面四边形结构，中心离子（Cu2+）应是sp2杂化。11．【答案】C【解析】【解答】A．CH4中C是sp3杂化，正四面体构型，所有原子不可能处于同一平面；B．NH3中N是sp3杂化，三角锥构型，所有原子不可能处于同一平面；C．C2H4、C6H6采用sp2杂化，C2H2是sp杂化，处于同一平面；D．CCl4，C是C是sp3杂化，正四面体构型，所有原子不可能处于同一平面。故答案为：C。

【分析】根据VSEPR原理，求出价层电子数目，判断其杂化类型，当采用sp2杂化时，为平面构型。12．【答案】C【解析】【解答】解：A．根据烃的通式可看出烃的式量是偶数．而其含氧衍生物是每多一个O，H原子可能不变，如乙醇与乙烷向比较，故A错误；B．硝基的式量偶数，而硝基连的烃基上的C是偶数，但H不一定，要看有多少个硝基取代了H，故B错误；C．根据烃的通式可看出烃的式量是偶数．而其含氧衍生物是每多一个O，就少2个H．所以是偶数，故C正确；D．酚类相当于对应芳香烃增加氧原子，故酚类相对分子质量为偶数；醛相对于对应烯烃增加了一个氧原子，故醛的相对分子质量为偶数；a﹣氨基酸的a﹣C上连的是一个烃基，所以烃基上的H有奇数个，在加上a﹣C上连的一个H，羧基上的一个H，氨基上的2个H，是奇数个，故氨基酸的相对分子质量为奇数，酯类相对烯烃多2个氧，相对分子质量为偶数，故D错误；故选C．【分析】A．烃的通式可看出烃的式量是偶数；B．硝基化合物的式量是奇数还是偶数看有多少个硝基取代了H；C．烃的通式可看出烃的式量是偶数．而其含氧衍生物是每多一个O，就少2个H；D．烃的含氧衍生物相当于在烃的基础上增加氧原子，a﹣氨基酸的a﹣C上连的是一个烃基，所以烃基上的H有奇数个，在加上a﹣C上连的一个H，羧基上的一个H，氨基上的2个H．13．【答案】A【解析】【解答】A．将少量硫酸铜溶液滴入氨基乙酸钠溶液(H2N－CH2－COONa)中形成络合物，Cu2+以络合物形式存在，向该反应后的混合溶液中滴加NaOH溶液，不会产生蓝色沉淀Cu(OH)2，A符合题意；

B.1molH2N－CH2－COONa中含有8NA个σ键，B不符合题意；

C．产物中N原子、Cu原子都形成4个共价单键，产物中Cu、N原子均为四面体形结构，C不符合题意；

D．氨基乙酸钠中的氮原子价层电子对个数为4，N原子杂化类型为sp3，D不符合题意；

故答案为：A

【分析】A．将少量硫酸铜溶液滴入氨基乙酸钠溶液(H2N－CH2－COONa)中形成络合物，Cu2+以络合物形式存在；

B．单键为σ键，1molH2N－CH2－COONa中含有8NA个σ键；

C．N、Cu原子都形成4个共价单键，均为四面体形结构；

D．氨基乙酸钠中的氮原子价层电子对个数为4，N原子杂化类型为sp3。14．【答案】D【解析】【解答】解：A．红外光谱可知分子中至少含有C﹣H键、C﹣O键、O﹣H键三种不同的化学键，故A错误；B．核磁共振氢谱中有3个峰，说明分子中3种氢原子，故B错误；C．若A的化学式为C2H60，CH3﹣O﹣CH3中只有一种氢原子，所以其吸收峰个数应该是1，与图象不符合，故C错误；D．核磁共振氢谱中只能确定H原子种类，不能确定氢原子总数，故D正确；故选D．【分析】A．由红外光谱可知，该有机物中C﹣H、C﹣O、O﹣H三种化学键；B、核磁共振氢谱中有几个峰就有几种H原子，峰的面积之比等于H原子数目之比；C、红外光谱可知分子中含有C﹣H键、C﹣O键、O﹣H键结合分子得出结构简式；D、核磁共振氢谱中有几个峰就有几种H原子，只能确定H原子种类．15．【答案】C【解析】【解答】A．N为7号元素，其核外电子排布式为1s22s22p3，则其价电子轨道表示式为，A不符合题意；B．咪唑是分子结构中含有两个间位氮原子的五元芳杂环化合物，这个五元环是一个平面环，故N-甲基咪唑分子和咪唑分子中的C、N原子均在同一平面上，B不符合题意；C．N-甲基咪唑分子含有12个σ键，咪唑分子含有9个σ键，故二者含σ键的个数比为4：3，C符合题意；D．N-甲基咪唑分子和咪唑分子中有大π键，平面结构，N采取sp2杂化，D不符合题意；故答案为：C。【分析】A.N的原子序数为7，核外电子排布式为1s22s22p3；

B.与碳碳双键和碳氮双键直接相连的原子共面；

C.单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键；

D.N-甲基咪唑分子和咪唑分子中亚氨基上的N采用sp2杂化。16．【答案】B【解析】【解答】A．中C原子的杂化方式与相同，中C原子的键数为3，孤电子对数为，所以C原子的价电子对数为3+0=3，应为sp2杂化，A项不符合题意；B．根据得失电子守恒、电荷守恒。元素守恒知该过程中发生的反应是：2CNO﹣＋3ClO﹣＋H2O=2＋N2＋3Cl﹣，B项符合题意；C．该题不是在标准状况下，无法计算，C项不符合题意；D．本题的目的是要对工业废水进行无害化处理，加入硫酸后溶液显强酸性，不符合题目要求，D项不符合题意；故答案为B

【分析】A．根据中心碳原子的价电子对数分析；

B．根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒书写反应的离子方程式；

C．未给出气体所处的状态，无法应用气体摩尔体积进行计算；

D．酸性溶液也不可直接排放；17．【答案】D【解析】【解答】三氧化硫分子中，中心原子硫原子最外层6个电子，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+（6-3×2）=3，且不含孤电子对，所以三氧化硫分子为平面三角形结构；BF3分子的中心原子B原子最外层有3个电子，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+（3-3×1）=3，中心原子上的孤电子对数为0，所以BF3分子的VSEPR模型是平面三角型，中心原子上没有孤对电子，所以其空间构型就是平面三角形；故答案为：D。

【分析】根据给出的化学式进行计算出价层电子对和孤对电子即可18．【答案】A【解析】【解答】A.D2O为重水分子，水分子的空间构型不是直线形，为V形结构，故A符合题意；B.NH3为共价化合物，其分子中存在3个氮氢键，其结构式为，故B不符合题意；C.氯化氢为共价化合物，分子中存在1个共价键，氯化氢的电子式为，含有3个孤电子对，故C不符合题意；D.H2S分子中S原子价层电子对个数是4且含有2个孤电子对，所以S原子采用sp3杂化，H2O分子中的O原子价层电子对个数是4且含有2个孤电子对，所以O原子采用sp3杂化，故D不符合题意；故答案为：A。

【分析】利用价层电子对互斥理论计算分子的空间构型：中心原子的价层电子数和配体所提供的共用电子数的总和减去离子带电荷数除以2。

19．【答案】B【解析】【解答】中心原子采取sp2杂化的分子，其空间结构不一定为平面三角形，如苯分子中碳原子为sp2杂化，但苯分子是平面正六边形结构，A不符合题意；中心原子属于主族元素时，其价电子对数与杂化轨道数相等，B符合题意；杂化轨道可用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对，不能用于形成π键，C不符合题意；中心原子不含孤电子对，采取sp3杂化的分子空间结构呈四面体形，不可能所有原子共平面，D不符合题意。

【分析】A.中心原子采取sp2杂化的分子，其VSEPR模型为平面三角形，其空间结构不一定为平面三角形，若孤电子对数为1，则空间结构为角形；B.中心原子属于主族元素时，其价电子对数与杂化轨道数相等；C.杂化轨道可用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对；D.中心原子不含孤电子对，采取sp3杂化的分子空间结构呈四面体形。20．【答案】A【解析】【解答】A．CH4和NH的价层电子对数都是4且没有孤电子对，空间构型相同，都是正四面体形，故A符合题意；B．同一周期原子序数越大，原子半径越大，原子电子层数越多，半径越大，则原子半径：r(Al)>r(N)>r(O)，故B不符合题意；C．C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次减小，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一电离能大小顺序是N＞O＞C，故C不符合题意；D．元素E在周期表中位于第三周期IIIA族，故D不符合题意；故答案为：A。

【分析】X元素的原子半径为周期表中最小，则X为H元素，Y元素形成的单质在自然界中硬度最大，则Y为C元素，Z元素形成的单质为空气中含量最多，则Z为N元素，W元素为地壳中含量最多，则W为O元素，E元素为短周期化合价最高的金属元素，则E为Al元素，据此解答。21．【答案】（1）3（2）sp3；＜（3）O、H【解析】【解答】解：（1）每个C原子要形成4个共价键，根据图知，每个C原子形成2个共价单键、1个共价双键，共价单键为σ键、共价双键中1个是σ键、1个是π键，所以该碳原子形成3个σ键，故答案为：3；（2）图（b）中，1号碳原子形成4个共价单键，所以其价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化方式为；图a中1号C原子形成平面结构，图b中1号碳原子形成正四面体结构，所以该C与相邻C形成的键角＜图（a）中1号C与相邻C形成的键角，故答案为：sp3；＜；（3）水中的O电负性较强，吸引电子能力的强，易与氧化石墨烯中的O﹣H上的H形成氢键，氧化石墨烯中O与水中的H形成氢键，故答案为：O、H．【分析】（1）每个C原子要形成4个共价键，根据图知，每个C原子形成2个共价单键、1个共价双键，共价单键为σ键、共价双键中1个是σ键、1个是π键；（2）图（b）中，1号碳原子形成4个共价单键，所以其价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化方式；图a中1号C原子形成平面结构，图b中1号碳原子形成正四面体结构；（3）电负性强的O原子与水中的O﹣H易形成氢键；水中的O原子易与氧化石墨烯中的O﹣H易形成氢键．22．【答案】（1）错误；违背泡利不相容原理（2）氮原子（或N）；Cu2+；正四面体（3）甲醇分子间存在氢键，因此其沸点远大于乙烷；sp3（4）2【解析】【解答】解：（1）由图1电子轨道排布图可知，2p能级的其中1个轨道2个电子自旋方向相同，违背泡利不相容原理，故答案为：错误；违背泡利不相容原理；（2）Cu2+含有空轨道，为中心离子，接受电子，而NH3中的N原子含有孤对电子，NH3为配体；SO42﹣中S原子的孤对电子数==0、价层电子对数=4+0=4，其空间构型为正四面体，故答案为：氮原子（或N）；Cu2+；正四面体；（3）甲醇分子间存在氢键，因此其沸点远大于乙烷的；甲醇分子中C原子形成4个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为4，碳原子采取sp3杂化，故答案为：甲醇分子间存在氢键，因此其沸点远大于乙烷；sp3；（4）根据均摊法可知，晶胞中大球数目为8×+1=2，小球数目为4，二者数目之比为1：2，由于为Cu2O晶胞的结构，故大球为O原子、小球为Cu原子，氧原子配位数为4，则该晶胞中，Cu+的配位数是2，故答案为：2．【分析】（1）由图1电子轨道排布图可知，2p能级的其中1个轨道2个电子自旋方向相同，违背泡利原理；（2）Cu2+含有空轨道，为中心离子，而NH3中的N原子含有孤对电子，NH3为配体；计算SO42﹣中S原子的孤对电子数、价层电子对数，确定其空间构型；（3）甲醇分子间存在氢键，因此其沸点远大于乙烷的；甲醇分子中C原子形成4个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为4；（4）根据均摊法可知，晶胞中大球数目为2，小球数目为4，二者数目之比为1：2，由于为Cu2O晶胞的结构，故大球为O原子、小球为Cu原子，结合氧原子配位数确定23．【答案】（1）3d84s2；sp3、sp2；9：1（2）4；平面正方形（3）c；乙二胺分子间可形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键【解析】【解答】(1)①镍的原子序数为28，其基态原子价电子排布式为：3d84s2；②烯丙醇分子中有双键碳和饱和碳，碳原子采取sp2、sp3杂化；③单键为σ键，双键为1个σ键、1个π键，则烯丙醇分子中含9个σ键、1个π键，σ键和π键的个数比为：9：1；(2)[Cu(NH3)4]2+中铜离子为中心离子，氨气为配体，配位数为4，[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型，若其中两个NH3被两个Cl-取代，能得到两种不同结构的产物，类比二氯甲烷，若配离子的空间构型为正四面体，则其中两个NH3被两个Cl-取代，只能得到1种产物，因此配离子空间构型为平面正方形；(3)①由其结构可知，配离子内含有配位键、N-H极性键、C-C非极性键，不含离子键，故答案为：c；②氮的电负性强，乙二胺分子间可形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键，因此乙二胺比三甲胺的沸点高很多。

【分析】（1）①镍的原子序数为28，其基态原子电子排布为1s22s22p63s23p63d84s2；

②杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数，若杂化轨道数=2，为sp杂化，杂化轨道数=3，为sp2杂化，杂化轨道数=4，为sp3杂化；

③σ键即配对原子个数，即每一个共价键中必定含有一个σ键；π键即不饱和键，即每一个共价键中除了σ键以外的就是π键；

（2）杂化轨道数=2，为直线；

杂化轨道数=3，成键电子数=3，为三角形；

杂化轨道数=3，成键电子数=2，为V形；

杂化轨道数=4，成键电子数=4，为四面体；

杂化轨道数=4，成键电子数=3，为三角锥；

杂化轨道数=4，成键电子数=2，为V形；

（3）①铜离子和外界的阴离子才会形成离子键；

②氢键可以影响分子的沸点。24．【答案】（1）sp3；大（2）②⑤⑥；1：1；②⑤⑦⑧；②⑤【解析】【解答】（1）H3O+中O的孤电子对数为