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2021学年第一节 物质的聚集状态与晶体的常识精品导学案
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这是一份2021学年第一节 物质的聚集状态与晶体的常识精品导学案，共14页。学案主要包含了学习目标，知识点梳理，课堂练习，课后演练等内容，欢迎下载使用。
【学习目标】
了解晶体的重要性质。
学习晶胞。
【知识点梳理】
晶体与非晶体
等离子体：由阳离子、电子和电中性粒子组成的整体上呈现电中性的物质聚集体。
液晶：在一定的温度范围内既具有液体的流动性、黏度、形变性，又具有晶体的某些物理性质，人们形象地称这类物质为液态晶体。
晶体：内部微粒在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。
晶胞及晶体的测定
晶胞：晶体中最小的结构重复单元。
晶体结构的测定
【课堂练习】
1.SiO2是合成“中国蓝”的重要原料之一。如图是SiO2晶胞中Si原子沿z轴方向在xy平面的投影图(即俯视投影图，O原子略去。)，Si原子旁标注的数字是Si原子位于z轴的高度，则SiA与SiB的距离是( )
A. d2 B. 22 d C. 33 d D. d
【解析】【解答】SiO2是一种空间网状的原子晶体，共价键结合较为牢固，SiA与SiB在x轴方向上的距离为12d，在y轴方向上的距离为12d，所以SiA与SiB之间的距离为(12d)2+(12d)2=22d，B符合题意；
故答案为：B
【分析】此题是对晶体结构计算的考查， 结合SiO2的晶体结构进行分析即可。
2.电子数相等的微粒叫做等电子体，下列各组微粒属于等电子体是（ ）
A. CO和CO2 B. NO和NO2 C. CH4和NH3 D. CO2和SO2
【解析】【解答】A、CO的质子数为6+8=14，CO2的质子数为6+8×2=22，分子中质子数等于电子数，所以两者的电子数不相等，不是等电子体，故A不符合题意；
B、NO的质子数为7+8=15，CO的质子数为6+8=14，分子中质子数等于电子数，所以两者的电子数不相等，不是等电子体，故B不符合题意；
C．CH4的质子数为6+1×4=10，NH3的质子数为7+1×3=10，分子中质子数等于电子数，所以两者的电子数相等，都是10个，属于等电子体，故C符合题意；
D、CO2的质子数为6+8×2=22，SO2的质子数为16+8×2=32，分子中质子数等于电子数，所以两者的电子数不相等，不是等电子体，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】找出给出微粒中的电子数之和是否相等即可判断
3.液氨是富氢物质，是氢能的理想载体。下列说法错误的是( )
A. NH3分子中氮原子的杂化方式为sp3杂化 B. [Cu(NH3)4]2＋中，NH3分子是配体
C. 相同压强下，NH3的沸点比PH3的沸点低 D. NH4+与PH4+、CH4、BH4-互为等电子体
【解析】【解答】A．氨气分子中氮原子价层电子对个数=3+ 5−3×12 =4，所以N原子采用sp3杂化，A不符合题意；
B．在[Cu(NH3)4]2+离子中，Cu2+提供空轨道，N原子提供孤电子对，所以N原子是配位原子，NH3分子是配体，B不符合题意；
C．NH3和PH3结构相似且都属于分子晶体，分子晶体的熔沸点随着其相对分子质量的增大而增大，但氢键能增大物质的沸点，氨气分子间存在氢键，所以相同压强时，NH3和PH3比较，氨气沸点高，C符合题意；
D．等电子体为原子数相等和价电子数相等的原子团，NH4+与PH4+、CH4、BH4-均含有5个原子团，且价电子均为8，互为等电子体，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.根据氮原子的价层电子对个数判断其轨道杂化方式；
B.根据配位键的形成分析；
C.氨分子间存在氢键，会使得沸点增大；
D.根据等电子体的概念分析；
4.根据晶体中晶胞的结构，判断下列晶体的化学式错误的是( )
A. AB2 B. C2D C. EF D. XY3Z
【解析】【解答】A.根据晶胞结构图可知，A原子个数为1，B原子个数为8×1/8=1，所以A和B的原子个数比为1：1，故A符合题意；
B.根据晶胞结构图可知，C原子个数为1，D原子个数4×1/8=1/2，所以C和D的原子个数比为2：1，故B不符合题意；
C.根据晶胞结构图可知，E原子个数为4×1/8=1/2，F原子个数为4×1/8=1/2，所以E和F的原子个数比为1：1，故C不符合题意；
D.根据晶胞结构图可知，X原子个数为1，Y原子个数为6×1/2=3，Z原子个数为8×1/8=1，所以X、Y、Z的原子个数比为1：3：1，故D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】晶胞中原子个数判断利用均摊法，根据被共用原子的个数进行判断。
5.N2的结构可以表示为 ，CO的结构可以表示为 ，其中椭圆框表示π键，下列说法不正确的是( )
A. N2分子与CO分子中都含有三键 B. N2分子与CO分子中π键并不完全相同
C. N2分子与CO分子互为等电子体 D. N2分子与CO分子的化学性质相同
【解析】【解答】A项、根据图象知，氮气和CO都含有两个π键和一个σ键，N2分子与CO分子中都含有三键，故A不符合题意；
B项、氮气中π键由每个N原子各提供一个电子形成，而CO分子中其中一个π键由O原子提供1对电子形成属于配位键，故B不符合题意；
C项、N2分子与CO分子中原子总数相同、价电子总数也相同，二者互为等电子体，故C不符合题意；
D项、N2分子在空气中不燃烧，CO分子在空气中燃烧，所以两种分子的化学性质不相同，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】由题意可知N2分子中N原子之间、CO分子中
C、O原子之间均通过2个π键，一个σ键，即三键结合，其中，CO分子中1个π键由O原子单方面提供孤电子对，C原子提供空轨道通过配位键形成。
【课后演练】
1.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，下图分别代表着三种晶体的晶体结构，其晶胞内金属原子个数比为（ ）
A. 1∶2∶1 B. 11∶8∶4 C. 9∶8∶4 D. 9∶14∶9
2.原子总数和价电子总数相等的粒子叫做等电子体，具有相似的化学键特征，下列各组粒子属于等电子体的是（ ）
A. CH4 和 NH3 B. CO 和 N2 C. NO 和 NO2 D. CO2和 SO2
3.已知 K3C60 熔融状态下能导电。关于 K3C60 晶体的分析错误的是( )
A. 是强电解质 B. 存在两种化学键 C. 是离子晶体 D. 阴阳离子个数比为20∶1
4.已知钠的相对原子质量为a，阿伏加德罗常数的值为 NA ，实验测得钠的密度为 ρg⋅cm-3 。假定金属钠原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切，则钠原子的半径r为（ ）
A. 32aNAρcm B. 332aNAρcm C. 3432aNAρcm D. 1232aNAρcm
5.原子坐标参数可以表示晶胞内部各原子的相对位置，如图为单晶Si的晶胞，其中原子坐标参数A为 (0,0,0) ，C为 (12,12,0) ，D为 (14,14,14) 。则B原子的坐标参数为（ ）
A. (12,0,12) B. (12,0,0) C. (0,0,12) D. (12,12,12)
6.表中所列的字母分别代表某一种化学元素，下列说法正确的是（ ）
A. 沸点A2DC. B、C、D形成的气态氢化物互为等电子体 D. C形成的单质中σ键与π键个数之比为1∶2
7.钴的一种化合物的晶胞结构如图所示，已知A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为( 12 ，0， 12 )。下列说法中错误的是（ ）
A. 配合物中C2+价电子排布式为3d7
B. 钴的配位数为6
C. C点的原子坐标参数为( 12，12，12 )
D. 该物质的化学式为TiCO2
8.有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是（ ）
A. 在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-形成正八面体
B. 在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+
C. 在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数目比为1∶2
D. 由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式为EF或FE
9.下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，晶体类型不同的是（ ）
A. NaCl、HCl B. CO2、SiO2 . C. SO2、H2O D. NH4Cl 、CCl4
10.下列几组微粒互为等电子体的有（ ）
①N2和CO ②NO+和CN- ③CO2和CS2 ④N2O和CO2 ⑤ BF3和SO3
A. ① ② ③ B. ④ ⑤ C. ① ③④ D. ① ② ③④ ⑤
16.硼砂是含结晶水的四硼酸钠。以硼砂为原料，可以得到BF3、BN和硼酸等重要化合物，请根据下列信息回答有关问题：
（1）硼砂中阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图1所示，则在Xm-中，2号硼原子的杂化类型为________；4号硼原子参与形成的化学键有________；m=________(填数字)。
（2）BF3和过量NaF作用可生成NaBF4， BF4-的价层电子对数为________；BF4-的立体构型为________。
（3）硼酸[B(OH)3]结构如图2所示，分子中一个B原子与3个羟基相连，硼酸为一元弱酸，与过量NaOH反应生成[B(OH)4]-，请用化学键有关知识分析[B(OH)4]-的形成原因：________。
（4）镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表，由荷兰菲利浦实验室首先研制出来。它的最大优点是容易活化。其晶胞结构如图所示，则它的化学式为________，镍的价电子排布式________。
（5）晶胞有两个基本要素：①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为( 12，0，12)；C为( 12，12，0)。则D原子的坐标参数为________。
②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm，其密度为________ g·cm-3(列出计算式即可)。
17.铜及其化合物在人们的日常生活中有着广泛的用途。回答下列问题：
（1）铜或铜盐的焰色反应为绿色，该光谱是________(填“吸收光谱”或“发射光谱”)。
（2）基态Cu原子中，核外电子占据的最低能层符号是________，其价电子层的电子排布式为________，Cu与Ag均属于IB族，熔点：Cu________Ag(填“>”或“<”)。
（3）[Cu(NH3)4]SO4 中阴离子的立体构型是________；中心原子的轨道杂化类型为________，[Cu(NH3)4]SO4 中Cu2＋与NH3之间形成的化学键称为________。
（4）用Cu作催化剂可以氧化乙醇生成乙醛，乙醛再被氧化成乙酸，等物质的量的乙醛与乙酸中σ键的数目比为________。
（5）氯、铜两种元素的电负性如表：CuCl属于________(填“共价”或“离子”)化合物。
（6）Cu 与Cl 形成某种化合物的晶胞如图所示，该晶体的密度为ρ g·cm－3，晶胞边长为a cm，则阿伏加德罗常数为________(用含ρ、a的代数式表示,相对原子质量：Cu-64 ,Cl-35.5)。
答案解析部分
1.【答案】 A
【解析】【解答】 六方最密堆积 中占据棱和晶胞内，故原子个数=1+18×8=2个， 面心立方最密堆积 占据6个面心和8个顶点，因此原子数=6x12+8x18=4个， 体心立方堆积 占据8个顶点和1个体心，因此原子个数=1+18x8=2因此个数之比为1:2:1.故A符合题意
故答案为：A
【分析】根据占位计算出 六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积 中原子个数
2.【答案】 B
【解析】【解答】A.甲烷的价层电子对是4，为sp3杂化，为正四面体结构，而NH3的价层电子对是4，有孤对电子，为三角锥型故A不符合题意
B.CO的价电子数是10，而氮气的价电子数也是10，均含有三键，故B符合题意
C.一氧化氮的价电子数11，而二氧化氮的价电子数是17个，原子个数也不相等，化学键也不相似故C不符合题意
D.二氧化碳的价电子数是16，二氧化硫的价电子数为18个，故价电子数不同故D不符合题意
故答案为：B
【分析】找出价电子数以及空间构型即可
3.【答案】 D
【解析】【解答】A．K3C60 熔融状态下能导电，所以是电解质，并且是盐，是强电解质，故A不符合题意；
B．是离子化合物，存在离子键，阴离子中存在共价键，故B不符合题意；
C．该物质熔融状态下能导电，说明是电解质且含有离子键，所以属于离子晶体，故C不符合题意；
D．K3C60=3K++ C603-，阴阳离子个数比是1:3，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】 已知 K3C60 熔融状态下能导电，说明是强电解质，是离子晶体，即可发生电离：K3C60=3K++C603-,固体中存在离子键以及共价键
4.【答案】 C
【解析】【解答】设钠原子半径是r，则该晶胞的边长是 4r3 。根据晶胞的结构可知，该晶胞中含有的钠原子个数是1+8 ×18=2，所以有 (4r3)3×ρ×NAa=2，解得r＝ 3432aNAρ，
故答案为：C。
【分析】根根据假定金属钠原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切，设半径为r，根据勾股定理可求出边长，再求出晶胞中的原子个数，结合m=ρv即可计算出半径
5.【答案】 A
【解析】【解答】由晶胞结构图可知，B原子在x轴、z轴决定平面的面心，所以B的坐标参数为 (12,0,12) ，
故答案为：A。
【分析】找出B的位置即可求出坐标
6.【答案】 D
【解析】【解答】A．H2O和H2S为同族氢化物，都属于分子晶体，由于H2O分子间存在氢键，而H2S只存在分子间作用力，因此H2O的沸点高于H2S，故A不符合题意；
B．NH3为三角锥形，正负电荷中心不能重合，故氨分子为极性分子，故B不符合题意；
C．等电子体是原子数和价电子数相同的粒子互称，而C、N、O形成的氢化物分别为CH4、NH3、H2O，所含的原子均不相同，不互为等电子体，故C不符合题意；
D．C为N，其单质氮气的结构式为 N≡N ，其中含有1个σ键与2个π键，分子中σ键与π键个数之比为1∶2，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由元素在周期表中的位置可知A为H、B为C、C为N、D为O、X为S、Y为Cl，结合相关元素的性质分析。
7.【答案】 D
【解析】【解答】A．配合物中C2+价电子个数为7，价电子排布式为3d7 ， 故A不符合题意；
B．由晶胞结构图可知，钴周围有6个O2-，配位数为6，故B不符合题意；
C．C点的原子处于体心，坐标参数为( 12，12，12 )，故C不符合题意；
D．此晶胞中O原子为6× 12 =3，Ti原子为8× 18 =1，C原子为1，该物质的化学式为TiCO3，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．根据C的价电子排布分析；
B．结合晶胞结构分析；
C．C点的原子位于体心，据此确定其坐标参数；
D．根据均摊法，确定晶胞中的原子个数，从而得出化学式；
8.【答案】 D
【解析】【解答】A、在NaCl晶体中，每个Na+周围距离最近的Cl−是6个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成正八面体，故A不符合题意；
B、根据“均摊法”，1个CaF2晶胞中含有的Ca2+数为8× 18 1/8+6× 12 1/2=4，故B不符合题意；
C、金刚石晶体中，每个碳原子以4个碳碳键与相邻的4个碳原子结合，每个碳碳键为2个碳原子所共用，故碳原子与碳碳键数之比为1∶2，故C不符合题意；
D、由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式应为E4F4或F4E4，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】注意常见物质的晶体结构以及晶体特点。
9.【答案】 B
【解析】【解答】A. NaCl中只有离子键、属于离子晶体，HCl分子内只有共价键、属于分子晶体，化学键类型和晶体类型都不同，A不符合题意；
B. CO2、SiO2内存在的化学键均只有共价键，干冰是分子晶体，二氧化硅是原子晶体，B符合题意；.
C. SO2、H2O内存在的化学键均只有共价键，构成的都是分子晶体，C不符合题意；.
D. NH4Cl中有离子键和共价键、属于离子晶体，CCl4分子内只有共价键、属于分子晶体，化学键类型和晶体类型都不同，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】B、都为极性共价键，但二氧化碳是分子型，二氧化硅为原子型晶体
10.【答案】 D
【解析】【解答】等电子体是指：粒子中含有相同的原子个数且最外层电子数之和相等，如果为阳离子，则电子数减去所带的电荷数值，若为阴离子，电子数加上所带的电荷数值。
①N2和CO中，原子个数分别为2、2，最外层电子数分别为14、14，为等电子体；②NO+和CN-中，原子个数分别为2、2，最外层电子数分别为5+6-1=10和4+5+1=10，为等电子体。
③CO2和CS2 中均为3个原子，O和S同主族，所以两粒子中最外层电子数必然相等，为等电子体。④N2O和CO2均为3个原子，最外层电子数分别为5+5+6=16和4+6×2=16，为等电子体。⑤ BF3和SO3均含4个原子，最外层电子数分别为3+7×3=24和6×4=24，为等电子体。故① ② ③④ ⑤都属于等电子，D符合题意。
故答案为：D
【分析】在分子或原子中电子数=质子数=原子序数
阳离子中：电子数=质子数-所带电荷数
阴离子中：电子数=质子数+所带电荷数
11.【答案】 （1）sp2；共价键、配位键；2
（2）4；正四面体形
（3）B(OH)3中的B原子提供空轨道，OH-中的O原子提供孤电子对，形成配位键，从而形成[B(OH)4]-
（4）LaNi5；3d84s2
（5）( 14 ， 14 ， 14 )；8×73NA(565.76×10−10)3
【解析】【解答】(1)根据图示可知，2号B原子的价层电子对数为3，且无孤电子对，故该B原子杂化类型是sp2杂化；4号B原子形成4个共价键，其中一个共价键是由O原子提供电子对、B原子提供空轨道形成的，属于配位键，另外3个共价键是一般的共价键，故4号B原子形成的化学键有配位键和共价键；根据图示可知，该阴离子的化学式为[H4B4O9]m-，其中H显＋1价，B显＋3价、O显－2价，所以m=2；
(2)BF4-的B原子与F原子之间形成4个σ键，价层电子对数为4，立体构型为正四面体形；
(3)在B(OH)3中的B原子可提供空轨道，OH-中的O原子可提供孤电子对，从而形成配位键，结合而形成[B(OH)4]-；
(4)根据晶胞结构图可知，晶胞面上的原子为2个晶胞所共有，顶角上的原子为6个晶胞所共有，内部的原子为整个晶胞所有，所以晶胞中La原子个数为 12 ×2+ 16 ×(6+6)=3；Ni原子个数为 12 ×(6+6+6)+6=15，n(La)：n(Ni)=3：15=1：5，则镧系合金的化学式为LaNi5。镍为第四周期第VIII族，价电子排布为 3d84s2；
(5)①对照晶胞图示、坐标系以及A、B、C点坐标，选A点为参照点，观察D点在晶胞中位置(体对角线 14 处)，由B、C点坐标可以推知D点坐标为(14，14，14)；
②锗晶胞类似金刚石晶胞，1个晶胞含有锗原子有 18 ×8+ 12 ×6+4=8个，则根据晶体密度定义式可得其密度 ρ=8×73NA(565.76×10−10)3g/cm3 。
【分析】（1）2号B原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断B原子杂化类型；4号B原子形成4个共价键，其中一个共价键由O原子提供孤电子对、B原子提供空轨道；根据化合物化合价为0判断m值；
（2）BF4-中B原子价层电子对个数=4+3+1−4×12=4，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该微粒空间构型；
（3）从配位键角度考虑；
（4）根据均摊法计算晶胞中La、Ni原子数目，进而确定化学式；熟悉常见金属的电子排布式；
（5）①D与周围4个原子形成正四面体结构，D与顶点A的连线处于晶胞体对角线上，过面心B、C及上底面面心原子的平面且平行侧面将晶胞2等分，同理过D原子的且平衡侧面的平面将半个晶胞2等等份可知D处于到各个面的14处；
②晶胞中，顶点粒子占18，面心粒子占12，内部粒子为整个晶胞所有，根据密度ρ＝mV计算。
12.【答案】 （1）发射光谱
（2）K；3d104s1；>
（3）正四面体；sp3 ；配位键
（4）6∶7
（5）共价
（6）398/(ρa3)ml－1
【解析】【解答】（1）基态原子的电子吸收能量，跃迁到较高能级，电子又从高能级跃迁到低能级，以光的形式释放能量，焰色反应的光谱属于发射光谱；
（2）基态Cu原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1， 核外电子主句的最低能层是第一能层，能层符号为K；价电子层的电子排布式为：3d104s1；Cu与Ag均属于ⅠB族元素，Cu的离子半径比Ag的小，Cu的金属键更强，熔点Cu>Ag；
（3）SO42-中S原子的谷堆子对数为：6+2−2×42=0，价层电子对数=4+0=4，SO42-的空间构型为正四面体，S原子杂化方式为sp3，Cu2+含有空轨道，NH3中N原子有孤对电子，Cu2+与NH3逐渐形成配位键；
（4）1个乙醛分子中含有4个C-H键、1个C-C键、1个C=O双键，单键为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，故乙醛分子中含有6个σ键；1个乙酸分子中含有3个C-H键、1个C-C键、1个C=O双键，一个C-O键、1个O-H键，单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，故乙酸分子中含有7个σ键；因此等物质的量的乙醛和乙酸中σ键的数目之比为6:7；
（5）Cl与Cu的电负性之差为3.2-1.9=1.3<1.7，故CuCl属于共价化合物；
（6）晶胞中黑色球数目为4，白色球数目为8×18+6×12=4，该化合物为CuCl，晶胞质量为：4×(64+35.5)g/mlNA=ρ g/cm3×(a cm)3，整理可得NA=398ρa3ml−1；
【分析】（1）基态原子原子得电子吸收能量，跃迁到较高能级，电子又从高能级跃迁到低能级，以光的形式释放能量；
（2）基态Cu原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，Cu的离子半径比Ag的小，Cu的金属键更强；
（3）根据价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数计算解答；
（4）根据乙醛和乙酸的结构式结合单键为σ键，双键含1个σ键、一个π键分析解答；
（5）电负性差值大于1.7的两种元素化合时，形成离子键；颠覆新差值小于1.7的两种元素的原子之间形成功共价键；
（6）根据均摊法计算晶胞中黑色球、白色球数目，确定物质的组成，用阿伏伽德罗常数表示出晶胞质量，结合质量m=ρV进行计算；；
元素
Cl
Cu
电负性
3.2
1.9
【学习目标】
了解晶体的重要性质。
学习晶胞。
【知识点梳理】
晶体与非晶体
等离子体：由阳离子、电子和电中性粒子组成的整体上呈现电中性的物质聚集体。
液晶：在一定的温度范围内既具有液体的流动性、黏度、形变性，又具有晶体的某些物理性质，人们形象地称这类物质为液态晶体。
晶体：内部微粒在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。
晶胞及晶体的测定
晶胞：晶体中最小的结构重复单元。
晶体结构的测定
【课堂练习】
1.SiO2是合成“中国蓝”的重要原料之一。如图是SiO2晶胞中Si原子沿z轴方向在xy平面的投影图(即俯视投影图，O原子略去。)，Si原子旁标注的数字是Si原子位于z轴的高度，则SiA与SiB的距离是( )
A. d2 B. 22 d C. 33 d D. d
【解析】【解答】SiO2是一种空间网状的原子晶体，共价键结合较为牢固，SiA与SiB在x轴方向上的距离为12d，在y轴方向上的距离为12d，所以SiA与SiB之间的距离为(12d)2+(12d)2=22d，B符合题意；
故答案为：B
【分析】此题是对晶体结构计算的考查， 结合SiO2的晶体结构进行分析即可。
2.电子数相等的微粒叫做等电子体，下列各组微粒属于等电子体是（ ）
A. CO和CO2 B. NO和NO2 C. CH4和NH3 D. CO2和SO2
【解析】【解答】A、CO的质子数为6+8=14，CO2的质子数为6+8×2=22，分子中质子数等于电子数，所以两者的电子数不相等，不是等电子体，故A不符合题意；
B、NO的质子数为7+8=15，CO的质子数为6+8=14，分子中质子数等于电子数，所以两者的电子数不相等，不是等电子体，故B不符合题意；
C．CH4的质子数为6+1×4=10，NH3的质子数为7+1×3=10，分子中质子数等于电子数，所以两者的电子数相等，都是10个，属于等电子体，故C符合题意；
D、CO2的质子数为6+8×2=22，SO2的质子数为16+8×2=32，分子中质子数等于电子数，所以两者的电子数不相等，不是等电子体，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】找出给出微粒中的电子数之和是否相等即可判断
3.液氨是富氢物质，是氢能的理想载体。下列说法错误的是( )
A. NH3分子中氮原子的杂化方式为sp3杂化 B. [Cu(NH3)4]2＋中，NH3分子是配体
C. 相同压强下，NH3的沸点比PH3的沸点低 D. NH4+与PH4+、CH4、BH4-互为等电子体
【解析】【解答】A．氨气分子中氮原子价层电子对个数=3+ 5−3×12 =4，所以N原子采用sp3杂化，A不符合题意；
B．在[Cu(NH3)4]2+离子中，Cu2+提供空轨道，N原子提供孤电子对，所以N原子是配位原子，NH3分子是配体，B不符合题意；
C．NH3和PH3结构相似且都属于分子晶体，分子晶体的熔沸点随着其相对分子质量的增大而增大，但氢键能增大物质的沸点，氨气分子间存在氢键，所以相同压强时，NH3和PH3比较，氨气沸点高，C符合题意；
D．等电子体为原子数相等和价电子数相等的原子团，NH4+与PH4+、CH4、BH4-均含有5个原子团，且价电子均为8，互为等电子体，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.根据氮原子的价层电子对个数判断其轨道杂化方式；
B.根据配位键的形成分析；
C.氨分子间存在氢键，会使得沸点增大；
D.根据等电子体的概念分析；
4.根据晶体中晶胞的结构，判断下列晶体的化学式错误的是( )
A. AB2 B. C2D C. EF D. XY3Z
【解析】【解答】A.根据晶胞结构图可知，A原子个数为1，B原子个数为8×1/8=1，所以A和B的原子个数比为1：1，故A符合题意；
B.根据晶胞结构图可知，C原子个数为1，D原子个数4×1/8=1/2，所以C和D的原子个数比为2：1，故B不符合题意；
C.根据晶胞结构图可知，E原子个数为4×1/8=1/2，F原子个数为4×1/8=1/2，所以E和F的原子个数比为1：1，故C不符合题意；
D.根据晶胞结构图可知，X原子个数为1，Y原子个数为6×1/2=3，Z原子个数为8×1/8=1，所以X、Y、Z的原子个数比为1：3：1，故D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】晶胞中原子个数判断利用均摊法，根据被共用原子的个数进行判断。
5.N2的结构可以表示为 ，CO的结构可以表示为 ，其中椭圆框表示π键，下列说法不正确的是( )
A. N2分子与CO分子中都含有三键 B. N2分子与CO分子中π键并不完全相同
C. N2分子与CO分子互为等电子体 D. N2分子与CO分子的化学性质相同
【解析】【解答】A项、根据图象知，氮气和CO都含有两个π键和一个σ键，N2分子与CO分子中都含有三键，故A不符合题意；
B项、氮气中π键由每个N原子各提供一个电子形成，而CO分子中其中一个π键由O原子提供1对电子形成属于配位键，故B不符合题意；
C项、N2分子与CO分子中原子总数相同、价电子总数也相同，二者互为等电子体，故C不符合题意；
D项、N2分子在空气中不燃烧，CO分子在空气中燃烧，所以两种分子的化学性质不相同，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】由题意可知N2分子中N原子之间、CO分子中
C、O原子之间均通过2个π键，一个σ键，即三键结合，其中，CO分子中1个π键由O原子单方面提供孤电子对，C原子提供空轨道通过配位键形成。
【课后演练】
1.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，下图分别代表着三种晶体的晶体结构，其晶胞内金属原子个数比为（ ）
A. 1∶2∶1 B. 11∶8∶4 C. 9∶8∶4 D. 9∶14∶9
2.原子总数和价电子总数相等的粒子叫做等电子体，具有相似的化学键特征，下列各组粒子属于等电子体的是（ ）
A. CH4 和 NH3 B. CO 和 N2 C. NO 和 NO2 D. CO2和 SO2
3.已知 K3C60 熔融状态下能导电。关于 K3C60 晶体的分析错误的是( )
A. 是强电解质 B. 存在两种化学键 C. 是离子晶体 D. 阴阳离子个数比为20∶1
4.已知钠的相对原子质量为a，阿伏加德罗常数的值为 NA ，实验测得钠的密度为 ρg⋅cm-3 。假定金属钠原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切，则钠原子的半径r为（ ）
A. 32aNAρcm B. 332aNAρcm C. 3432aNAρcm D. 1232aNAρcm
5.原子坐标参数可以表示晶胞内部各原子的相对位置，如图为单晶Si的晶胞，其中原子坐标参数A为 (0,0,0) ，C为 (12,12,0) ，D为 (14,14,14) 。则B原子的坐标参数为（ ）
A. (12,0,12) B. (12,0,0) C. (0,0,12) D. (12,12,12)
6.表中所列的字母分别代表某一种化学元素，下列说法正确的是（ ）
A. 沸点A2D
7.钴的一种化合物的晶胞结构如图所示，已知A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为( 12 ，0， 12 )。下列说法中错误的是（ ）
A. 配合物中C2+价电子排布式为3d7
B. 钴的配位数为6
C. C点的原子坐标参数为( 12，12，12 )
D. 该物质的化学式为TiCO2
8.有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是（ ）
A. 在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-形成正八面体
B. 在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+
C. 在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数目比为1∶2
D. 由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式为EF或FE
9.下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，晶体类型不同的是（ ）
A. NaCl、HCl B. CO2、SiO2 . C. SO2、H2O D. NH4Cl 、CCl4
10.下列几组微粒互为等电子体的有（ ）
①N2和CO ②NO+和CN- ③CO2和CS2 ④N2O和CO2 ⑤ BF3和SO3
A. ① ② ③ B. ④ ⑤ C. ① ③④ D. ① ② ③④ ⑤
16.硼砂是含结晶水的四硼酸钠。以硼砂为原料，可以得到BF3、BN和硼酸等重要化合物，请根据下列信息回答有关问题：
（1）硼砂中阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图1所示，则在Xm-中，2号硼原子的杂化类型为________；4号硼原子参与形成的化学键有________；m=________(填数字)。
（2）BF3和过量NaF作用可生成NaBF4， BF4-的价层电子对数为________；BF4-的立体构型为________。
（3）硼酸[B(OH)3]结构如图2所示，分子中一个B原子与3个羟基相连，硼酸为一元弱酸，与过量NaOH反应生成[B(OH)4]-，请用化学键有关知识分析[B(OH)4]-的形成原因：________。
（4）镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表，由荷兰菲利浦实验室首先研制出来。它的最大优点是容易活化。其晶胞结构如图所示，则它的化学式为________，镍的价电子排布式________。
（5）晶胞有两个基本要素：①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为( 12，0，12)；C为( 12，12，0)。则D原子的坐标参数为________。
②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm，其密度为________ g·cm-3(列出计算式即可)。
17.铜及其化合物在人们的日常生活中有着广泛的用途。回答下列问题：
（1）铜或铜盐的焰色反应为绿色，该光谱是________(填“吸收光谱”或“发射光谱”)。
（2）基态Cu原子中，核外电子占据的最低能层符号是________，其价电子层的电子排布式为________，Cu与Ag均属于IB族，熔点：Cu________Ag(填“>”或“<”)。
（3）[Cu(NH3)4]SO4 中阴离子的立体构型是________；中心原子的轨道杂化类型为________，[Cu(NH3)4]SO4 中Cu2＋与NH3之间形成的化学键称为________。
（4）用Cu作催化剂可以氧化乙醇生成乙醛，乙醛再被氧化成乙酸，等物质的量的乙醛与乙酸中σ键的数目比为________。
（5）氯、铜两种元素的电负性如表：CuCl属于________(填“共价”或“离子”)化合物。
（6）Cu 与Cl 形成某种化合物的晶胞如图所示，该晶体的密度为ρ g·cm－3，晶胞边长为a cm，则阿伏加德罗常数为________(用含ρ、a的代数式表示,相对原子质量：Cu-64 ,Cl-35.5)。
答案解析部分
1.【答案】 A
【解析】【解答】 六方最密堆积 中占据棱和晶胞内，故原子个数=1+18×8=2个， 面心立方最密堆积 占据6个面心和8个顶点，因此原子数=6x12+8x18=4个， 体心立方堆积 占据8个顶点和1个体心，因此原子个数=1+18x8=2因此个数之比为1:2:1.故A符合题意
故答案为：A
【分析】根据占位计算出 六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积 中原子个数
2.【答案】 B
【解析】【解答】A.甲烷的价层电子对是4，为sp3杂化，为正四面体结构，而NH3的价层电子对是4，有孤对电子，为三角锥型故A不符合题意
B.CO的价电子数是10，而氮气的价电子数也是10，均含有三键，故B符合题意
C.一氧化氮的价电子数11，而二氧化氮的价电子数是17个，原子个数也不相等，化学键也不相似故C不符合题意
D.二氧化碳的价电子数是16，二氧化硫的价电子数为18个，故价电子数不同故D不符合题意
故答案为：B
【分析】找出价电子数以及空间构型即可
3.【答案】 D
【解析】【解答】A．K3C60 熔融状态下能导电，所以是电解质，并且是盐，是强电解质，故A不符合题意；
B．是离子化合物，存在离子键，阴离子中存在共价键，故B不符合题意；
C．该物质熔融状态下能导电，说明是电解质且含有离子键，所以属于离子晶体，故C不符合题意；
D．K3C60=3K++ C603-，阴阳离子个数比是1:3，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】 已知 K3C60 熔融状态下能导电，说明是强电解质，是离子晶体，即可发生电离：K3C60=3K++C603-,固体中存在离子键以及共价键
4.【答案】 C
【解析】【解答】设钠原子半径是r，则该晶胞的边长是 4r3 。根据晶胞的结构可知，该晶胞中含有的钠原子个数是1+8 ×18=2，所以有 (4r3)3×ρ×NAa=2，解得r＝ 3432aNAρ，
故答案为：C。
【分析】根根据假定金属钠原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切，设半径为r，根据勾股定理可求出边长，再求出晶胞中的原子个数，结合m=ρv即可计算出半径
5.【答案】 A
【解析】【解答】由晶胞结构图可知，B原子在x轴、z轴决定平面的面心，所以B的坐标参数为 (12,0,12) ，
故答案为：A。
【分析】找出B的位置即可求出坐标
6.【答案】 D
【解析】【解答】A．H2O和H2S为同族氢化物，都属于分子晶体，由于H2O分子间存在氢键，而H2S只存在分子间作用力，因此H2O的沸点高于H2S，故A不符合题意；
B．NH3为三角锥形，正负电荷中心不能重合，故氨分子为极性分子，故B不符合题意；
C．等电子体是原子数和价电子数相同的粒子互称，而C、N、O形成的氢化物分别为CH4、NH3、H2O，所含的原子均不相同，不互为等电子体，故C不符合题意；
D．C为N，其单质氮气的结构式为 N≡N ，其中含有1个σ键与2个π键，分子中σ键与π键个数之比为1∶2，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由元素在周期表中的位置可知A为H、B为C、C为N、D为O、X为S、Y为Cl，结合相关元素的性质分析。
7.【答案】 D
【解析】【解答】A．配合物中C2+价电子个数为7，价电子排布式为3d7 ， 故A不符合题意；
B．由晶胞结构图可知，钴周围有6个O2-，配位数为6，故B不符合题意；
C．C点的原子处于体心，坐标参数为( 12，12，12 )，故C不符合题意；
D．此晶胞中O原子为6× 12 =3，Ti原子为8× 18 =1，C原子为1，该物质的化学式为TiCO3，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．根据C的价电子排布分析；
B．结合晶胞结构分析；
C．C点的原子位于体心，据此确定其坐标参数；
D．根据均摊法，确定晶胞中的原子个数，从而得出化学式；
8.【答案】 D
【解析】【解答】A、在NaCl晶体中，每个Na+周围距离最近的Cl−是6个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成正八面体，故A不符合题意；
B、根据“均摊法”，1个CaF2晶胞中含有的Ca2+数为8× 18 1/8+6× 12 1/2=4，故B不符合题意；
C、金刚石晶体中，每个碳原子以4个碳碳键与相邻的4个碳原子结合，每个碳碳键为2个碳原子所共用，故碳原子与碳碳键数之比为1∶2，故C不符合题意；
D、由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式应为E4F4或F4E4，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】注意常见物质的晶体结构以及晶体特点。
9.【答案】 B
【解析】【解答】A. NaCl中只有离子键、属于离子晶体，HCl分子内只有共价键、属于分子晶体，化学键类型和晶体类型都不同，A不符合题意；
B. CO2、SiO2内存在的化学键均只有共价键，干冰是分子晶体，二氧化硅是原子晶体，B符合题意；.
C. SO2、H2O内存在的化学键均只有共价键，构成的都是分子晶体，C不符合题意；.
D. NH4Cl中有离子键和共价键、属于离子晶体，CCl4分子内只有共价键、属于分子晶体，化学键类型和晶体类型都不同，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】B、都为极性共价键，但二氧化碳是分子型，二氧化硅为原子型晶体
10.【答案】 D
【解析】【解答】等电子体是指：粒子中含有相同的原子个数且最外层电子数之和相等，如果为阳离子，则电子数减去所带的电荷数值，若为阴离子，电子数加上所带的电荷数值。
①N2和CO中，原子个数分别为2、2，最外层电子数分别为14、14，为等电子体；②NO+和CN-中，原子个数分别为2、2，最外层电子数分别为5+6-1=10和4+5+1=10，为等电子体。
③CO2和CS2 中均为3个原子，O和S同主族，所以两粒子中最外层电子数必然相等，为等电子体。④N2O和CO2均为3个原子，最外层电子数分别为5+5+6=16和4+6×2=16，为等电子体。⑤ BF3和SO3均含4个原子，最外层电子数分别为3+7×3=24和6×4=24，为等电子体。故① ② ③④ ⑤都属于等电子，D符合题意。
故答案为：D
【分析】在分子或原子中电子数=质子数=原子序数
阳离子中：电子数=质子数-所带电荷数
阴离子中：电子数=质子数+所带电荷数
11.【答案】 （1）sp2；共价键、配位键；2
（2）4；正四面体形
（3）B(OH)3中的B原子提供空轨道，OH-中的O原子提供孤电子对，形成配位键，从而形成[B(OH)4]-
（4）LaNi5；3d84s2
（5）( 14 ， 14 ， 14 )；8×73NA(565.76×10−10)3
【解析】【解答】(1)根据图示可知，2号B原子的价层电子对数为3，且无孤电子对，故该B原子杂化类型是sp2杂化；4号B原子形成4个共价键，其中一个共价键是由O原子提供电子对、B原子提供空轨道形成的，属于配位键，另外3个共价键是一般的共价键，故4号B原子形成的化学键有配位键和共价键；根据图示可知，该阴离子的化学式为[H4B4O9]m-，其中H显＋1价，B显＋3价、O显－2价，所以m=2；
(2)BF4-的B原子与F原子之间形成4个σ键，价层电子对数为4，立体构型为正四面体形；
(3)在B(OH)3中的B原子可提供空轨道，OH-中的O原子可提供孤电子对，从而形成配位键，结合而形成[B(OH)4]-；
(4)根据晶胞结构图可知，晶胞面上的原子为2个晶胞所共有，顶角上的原子为6个晶胞所共有，内部的原子为整个晶胞所有，所以晶胞中La原子个数为 12 ×2+ 16 ×(6+6)=3；Ni原子个数为 12 ×(6+6+6)+6=15，n(La)：n(Ni)=3：15=1：5，则镧系合金的化学式为LaNi5。镍为第四周期第VIII族，价电子排布为 3d84s2；
(5)①对照晶胞图示、坐标系以及A、B、C点坐标，选A点为参照点，观察D点在晶胞中位置(体对角线 14 处)，由B、C点坐标可以推知D点坐标为(14，14，14)；
②锗晶胞类似金刚石晶胞，1个晶胞含有锗原子有 18 ×8+ 12 ×6+4=8个，则根据晶体密度定义式可得其密度 ρ=8×73NA(565.76×10−10)3g/cm3 。
【分析】（1）2号B原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断B原子杂化类型；4号B原子形成4个共价键，其中一个共价键由O原子提供孤电子对、B原子提供空轨道；根据化合物化合价为0判断m值；
（2）BF4-中B原子价层电子对个数=4+3+1−4×12=4，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该微粒空间构型；
（3）从配位键角度考虑；
（4）根据均摊法计算晶胞中La、Ni原子数目，进而确定化学式；熟悉常见金属的电子排布式；
（5）①D与周围4个原子形成正四面体结构，D与顶点A的连线处于晶胞体对角线上，过面心B、C及上底面面心原子的平面且平行侧面将晶胞2等分，同理过D原子的且平衡侧面的平面将半个晶胞2等等份可知D处于到各个面的14处；
②晶胞中，顶点粒子占18，面心粒子占12，内部粒子为整个晶胞所有，根据密度ρ＝mV计算。
12.【答案】 （1）发射光谱
（2）K；3d104s1；>
（3）正四面体；sp3 ；配位键
（4）6∶7
（5）共价
（6）398/(ρa3)ml－1
【解析】【解答】（1）基态原子的电子吸收能量，跃迁到较高能级，电子又从高能级跃迁到低能级，以光的形式释放能量，焰色反应的光谱属于发射光谱；
（2）基态Cu原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1， 核外电子主句的最低能层是第一能层，能层符号为K；价电子层的电子排布式为：3d104s1；Cu与Ag均属于ⅠB族元素，Cu的离子半径比Ag的小，Cu的金属键更强，熔点Cu>Ag；
（3）SO42-中S原子的谷堆子对数为：6+2−2×42=0，价层电子对数=4+0=4，SO42-的空间构型为正四面体，S原子杂化方式为sp3，Cu2+含有空轨道，NH3中N原子有孤对电子，Cu2+与NH3逐渐形成配位键；
（4）1个乙醛分子中含有4个C-H键、1个C-C键、1个C=O双键，单键为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，故乙醛分子中含有6个σ键；1个乙酸分子中含有3个C-H键、1个C-C键、1个C=O双键，一个C-O键、1个O-H键，单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，故乙酸分子中含有7个σ键；因此等物质的量的乙醛和乙酸中σ键的数目之比为6:7；
（5）Cl与Cu的电负性之差为3.2-1.9=1.3<1.7，故CuCl属于共价化合物；
（6）晶胞中黑色球数目为4，白色球数目为8×18+6×12=4，该化合物为CuCl，晶胞质量为：4×(64+35.5)g/mlNA=ρ g/cm3×(a cm)3，整理可得NA=398ρa3ml−1；
【分析】（1）基态原子原子得电子吸收能量，跃迁到较高能级，电子又从高能级跃迁到低能级，以光的形式释放能量；
（2）基态Cu原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，Cu的离子半径比Ag的小，Cu的金属键更强；
（3）根据价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数计算解答；
（4）根据乙醛和乙酸的结构式结合单键为σ键，双键含1个σ键、一个π键分析解答；
（5）电负性差值大于1.7的两种元素化合时，形成离子键；颠覆新差值小于1.7的两种元素的原子之间形成功共价键；
（6）根据均摊法计算晶胞中黑色球、白色球数目，确定物质的组成，用阿伏伽德罗常数表示出晶胞质量，结合质量m=ρV进行计算；；
元素
Cl
Cu
电负性
3.2
1.9
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