还剩34页未读，
继续阅读
贵州高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-14晶体结构与性质
展开
这是一份贵州高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-14晶体结构与性质，共37页。试卷主要包含了结构与性质，四周期的某些元素在生产等内容，欢迎下载使用。
贵州高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-14晶体结构与性质
一、结构与性质
1．（2022·贵州遵义·统考三模）碳元素能形成多种单质及化合物，在生产生活中有重要的研究和应用价值。请根据以下信息，回答下列问题。
(1)邻氨基吡啶的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应，其结构简式如下图所示。
①在元素周期表中铜位于_______区(填“s”、“p”、“d”或“ds”)。C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序为_______。
②邻氨基吡啶的铜配合物中，Cu2+的配位数是_______，N原子的杂化类型有_______。
(2)化学工业科学家侯德榜利用下列反应最终制得了高质量的纯碱：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。
①1体积水可溶解约1体积CO2，1体积水可溶解约700体积NH3，NH3极易溶于水的原因是_______，反应时，向饱和NaCl溶液中先通入_______。
②NaHCO3分解得Na2CO3，空间结构为_______。
(3)碳原子构成的单质具有多种同素异形体，也对应着有多种不同晶体类型。
①下图为石墨和石墨烯的结构示意图。石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法正确的是_______。
A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
B．石墨中的碳原子采取sp3杂化
C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在分子间作用力
D．石墨烯中平均每个六元碳环含有2个碳原子
②利用皮秒激光照射悬浮在甲醇溶液中的多臂碳纳米管可以合成T-碳，T-碳的晶体结构可看成金刚石晶体中每个碳原子被正四面体结构单元(由四个碳原子组成)取代，如图所示(其中图(a)、(b)为T-碳的晶胞和俯视图，图(c)为金刚石晶胞)。
一个T-碳晶胞中含有_______个碳原子，T-碳的密度非常小为金刚石的一半，则T-碳晶胞的边长和金刚石晶胞的边长之比为_______。
2．（2022·贵州铜仁·统考二模）2022年4月16日9时56分，“神舟十三号”载人飞船返回舱成功着陆。“神舟十三号”制作材料中包含了Cu、Ga、Ni、Xe等多种元素。回答下列问题：
(1)原子中的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-之表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的Ga原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为___________。 Ca、Ga、Ge 三种元素的电负性由大到小的顺序为______。
(2)Cu位于元素周期表的___________ (填 “s”、“p”、 “d”或“ds”)区，Cu催化烯烃硝化反应过程中会产生，键角：___________ (填“＞ ”或“＜")，判断依据是______。
(3)N2+与丁二酮肟生成鲜红色二(丁二酮肟)合镍沉淀，该反应可用于检验Ni2+，原理如图，则丁二酮肟中碳原子的杂化轨道类型为___________，1 mol丁二酮肟分子中含有σ键的数目为___________，二 (丁二酮肟)合镍分子中存在的化学键有___________(填字母序号)。
a．非极性键 b．π键 c．离子键 d．氢键 e．配位键
(4)XeF2晶体属四方晶系，晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子分数坐标。如图中原子A的分数坐标为(0，0，0)，原子B的分数坐标为(，，)。已知Xe-F键长为rpm，原子C的分数坐标为___________；设NA为阿伏加德罗常数的值，XeF2的密度为___________g·cm-3(列计算式)。
3．（2022·贵州遵义·统考二模）基于CH3NH3PbI3的有机-无机杂化钙钛矿被认为是下一代太阳能电池的可选材料之一、
(1)基态Pb原子中，电子占据的最高能级为___________。写出基态C原子的价电子排布图___________。
(2)合成CH3NH3PbI3需要使用的主要试剂有CH3NH2、HI、PbI2、DMF(结构如图所示)。
①PbI2分子的构型是___________。
②DMF中，N原子的杂化方式是___________。C、N、O三种元素第一电离能性从大到小的顺序是___________。DMF中存在的化学键键型不包括下列说法中的___________(填序号)。
A． 极性键 B． 非极性键 C． 离子键 D． π键
(3)理想的钙钛矿晶胞如图所示
①从图中任意一种晶胞可确定钙钛矿的分子式是___________；
②设NA为阿伏伽德罗常数的值，若已知钙钛矿[b]型的密度约为ρ g/cm3，则钙钛矿[b]型晶胞中两个O原子的最短距离是___________nm。
4．（2022·贵州·统考模拟预测）镍及其化合物用途广泛，可用作催化剂、合金、电器元件等。回答下列问题：
(1)基态Ni原子价电子排布图为_______。
(2)某镍配合物由1个Ni2+与2个形成。
①形成该镍配合物的元素中，第二周期元素的第一电离能最大的为_______(用元素符号表示) ，配合物中N采用的杂化类型为_______。
②已知该配合物中只有一种元素的原子与Ni2+配位，则与镍配位的原子为_______(填“C”、“N"”或“O")，原因为_______。
(3)Ni(CO)4是常温下呈液态的镍的重要配合物，易溶于CCl4、苯等有机溶剂，则Ni(CO)4的空间构型为_______，Ni(CO)4中含有的σ键与π键的数目之比为_______。
(4)由Mg、C和Ni组成的新型超导材料晶体的立方晶胞结构如图所示。
①该新型超导材料的化学式为_______。
②若晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为_______g·cm-3。
5．（2022·贵州贵阳·一模）钛(Ti)被称为“未来金属”，其化合物广泛用于国防、电讯器材、医疗器械和化工设备等领域。回答下列问题：
(1)基态钛原子的价电子排布式为___________，与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有___________种。
(2)Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其它三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是___________。
化合物
TiF4
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔点/℃
377
-24.12
38.3
155
(3)Ti(IV)的某配合物可用于催化环烯烃聚合，其结构如图所示：
①配合物中H、C、O三种元素的电负性由大到小的排列顺序为___________。
②请在图中标出配位键___________(用“→”表示)；
③配合物中非金属元素的含氧酸根的中心原子杂化轨道类型是sp2的是___________。
(4)用B掺杂TiN后(晶胞结构中只是B原子部分代替钛原子)，其晶胞结构如图所示，距离Ti最近的B有___________个，Ti与B的最近距离为___________nm；掺杂B后的晶体密度是TiN晶体的___________倍。(已知掺杂B后的晶体密度为ρg/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA)
6．（2022·贵州毕节·统考二模）近年来，我国科学家对硫及其化合物进行广泛研究。硫及化合物应用于医药、半导体、颜料、光致发光装置、太阳能电池、红外检测器、光纤维通讯等。回答下列问题：
(1)硫原子的价电子轨道表示式为___________。
(2)硫化钠的熔点___________ (填“大于”“小于”或“等于”)硫化钾的熔点，原因是___________。
(3)硫酸根和硫代硫酸根的结构如下图所示：
S2O的空间构型为___________， 中心硫原子的杂化轨道类型为___________。
(4)硫原子和氧原子可形成多种链式硫酸根离子，连二硫酸根离子、连三硫酸根离子如下图所示：
这类硫原子数可变的多硫氧合阴离子的化学式可用通式表示为___________(用n代表硫原子数)。
(5)天然硫化锌以闪锌矿和纤锌矿存在，ZnS的晶体结构如下图所示，闪锌矿中Zn2+的配位数为___________，已知原子A、B的分数坐标为(0， 0， 0)和(1， 1， 1)，原子C的分数坐标为___________。 纤锌矿晶体堆积模型为___________。
(6)闪锌矿中，设晶胞边长为a， Zn2+和 S2-的离子半径分别为和，则Zn2+和S2-离子的空间占有率为___________% (列出计算表达式)。
7．（2021·贵州·统考二模）铁是一种重要的金属，铁元素也是人体必需的微量元素之一．铁及其化合物在生产生活中有着广泛的应用．回答下列问题：
(1)氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如图所示．该配合物中基态铁离子的价电子排布式为___________，碳原子的杂化轨道类型为_______．
(2)铁氯化钾溶液是检验常用的试剂，中所含键的数目为____________．
(3)铁的晶体中铁原子有三种堆积方式，其中两种晶胞结构如下图所示，下列说法正确的是_________．
a．的空间利用率为74%
b．晶胞中铁原子的配位数为12
c．延展时，可以转变为
d．金属铁导电是由于通电时自由电子作定向移动
(4)Fe与Ca位于同一周期且最外层电子构型相同，铁的熔点和沸点均比钙的高，其原因是_____________．
(5)有一种蓝色晶体，它的结构特征是和分别占据立方体互不相邻的顶点，立方体的每一条棱上均有一个位于立方体的某个合适的位置上，由此可知该晶体的化学式为_________；立方体中间连接起来形成的空间构型为_______________．
(6)晶体的晶胞如图所示，晶胞边长为．设为阿伏加罗常数的值，则晶体密度的计算表达式为_________；晶胞中位于所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为______．
8．（2021·贵州毕节·统考二模）明代科学家宋应星在《天工开物》中写道：“凡玉入中国，贵者尽出于田、葱岭”。和田玉的主要化学成分是含水的钙镁硅酸盐。回答下列问题：
(1)基态钙原子核外电子排布式为___________。
(2)第一电离能Mg___________Ca(填“大于”或“小于”)，电负性Si___________O(填“大于”或“小于”)。
(3)天然硅酸盐可用通式aMxOy·bSiO2·cH2O表示，某钙镁硅酸盐(CaMg3Si4H4O14)可表示为___________。
(4)在硅酸盐中，正硅酸盐以四面体(如图a)结构存在，二硅酸盐以图b结构存在，环状硅酸盐以图c结构存在。二硅酸根可表示为___________，环状多硅酸根的通式可表示为___________，其中Si原子的杂化形式为___________，原子与原子之间以___________相结合。
(5)金属Mg晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为___。六棱柱底边边长为acm，高为hcm，阿伏加德罗常数的值为NA，Mg的密度为___________g·cm-3(列出计算式)。
9．（2021·贵州·统考一模）2021年《化学通讯》第1期推介的我国化学工作者的两项最新研究成果分别为：废弃次性医用口罩主材聚丙烯等高分子材料升级再造的新途径和“晶粒-弹性晶界-晶粒”区域化的柔性钙钛矿薄膜结构及基于此结构的柔性钙钛矿太阳能电池研究。
回答下列问题：
(1)聚丙烯的单体丙烯分子内存在___________，分子间存在___________(选填下表中序号)。
序号
A
B
C
D
E
作用力
极性共价键
离子键
键
氢键
范德华力
(2)有些高分子材料不仅含，通常还含等元素。三种元素中，第一电离能由大到小的顺序为___________，原子半径最大的是___________，其中的成对电子对数目是___________。
(3)与互为等电子体，则分子中，中心原子的杂化类型为___________。
(4)已知以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，一种立方钙钛矿结构的晶体晶胞如下图所示，其中原子的坐标为。
①基态核外电子排布式为___________。
②该晶胞中金属离子与氧离子间的作用力为___________。
③该晶胞顶面面心处的氧原子坐标为___________。
④该晶体密度为，晶胞参数为，则___________(列出用表示的计算式，设为阿伏伽德罗常数的值)。
10．（2021·贵州遵义·统考一模）已知Mn、Fe、Co是组成合金的重要元素，P、S、Cl是农药中的重要元素。回答下列问题：
(1)Mn元素位于元素周期表的______区，基态锰原子的价电子排布图为_____ 。
(2)P、S、Cl三种元素的第一电离能由大到小顺序为________ 。
(3)已知NH3的沸点高于PH3，原因是________。
(4)农药“乐果”中的主要成分O,O-二甲基-S-(N-甲基氨基甲酰甲基)二硫代磷酸酯的分子结构为： ，其中N原子的杂化类型为________ 。
(5)已知P4(白磷)为正四面体结构，与氧气反应生成非极性分子P4O10，其中P在空间的相对位置不变，则P4O10中σ键和π键的数目之比为_______。
(6)已知一种立方型FeS2晶体的晶胞如图所示，则与体心Fe2+距离最近且等距离的S的数目为_____。如可用晶胞参数为单位长度建立的坐标系表示晶胞中各原子的位置，并称作原子分数坐标，则该晶胞中体心Fe2+的坐标为__________ 。
(7)已知该立方型FeS2晶体的晶胞参数为a pm，密度为d g·cm-3, 阿伏加德罗常数的值为NA，则a与d的关系是a = ______(用d、NA表示a)。
11．（2021·贵州·统考一模）海洋是元素的摇篮，海水中含有的大量元素在生产、生活、科学研究等多方面具有重要作用。回答下列问题。
(1)写出基态溴原子的价电子排布式_______，氟、氯、溴、氧四种元素中，电负性由大到小的顺序为_____(填元素符号) 。
(2) Mg、Al的氟化物晶格能分别是2957 kJ•mol-1、5492 kJ•mol-1，二者相差很大的原因是______。
(3) X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I离子。I离子的几何构型为_____，中心原子的杂化类型为_____。
(4) C原子可以形成多种有机物，如图所示是一种吡啶和一种嘌呤的结构，两种分子中所有原子都在一个平面上。
①1mol吡啶分子中含有σ键数目是___________NA。
②嘌呤中轨道之间的夹角∠1比∠2大，解释原因___________。
③分子中的大π键可以用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为)。该吡啶和嘌呤中都含有大π键，则该吡啶中的大π键表示为___________。
(5) CaF2可用于冶金、化工和建材等很多行业，为立方晶胞，结构如下图所示：
①“ 原子坐标参数”可表示晶胞内部各原子的相对位置，已知A、B两点的原子坐标参数如图所示，则C点的“原子坐标参数”为(________，_______，)
②已知晶胞参数为0.5462 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则其密度为____g•cm-3 (列出计算式即可) 。
12．（2021·贵州黔东南·统考模拟预测）均为元素周期表第II A族元素。回答下列问题：
(1)基态原子L能层有______个运动状态不同的电子，的第一电离能______(填“大于”或“小于”)的第一电离能。
(2)和位于同一周期，且核外最外层电子排布相同，但金属的熔、沸点等都比金属的高，原因是______。
(3)氯气与熟石灰反应制漂白粉时会生成副产物，中电负性最小的元素是______(填元素符号)；的空间构型是______；原子的杂化方式为______。
(4)离子化合物的晶体结构如图所示。中的作用力为______，从钙离子看该晶体属于______堆积，一个晶胞中含有的π键有______个。
(5)镁单质晶体中原子的堆积模型如图，已知图中底边长为，高为，阿伏加德罗常数的值为，则镁的密度为______(用含、a、b的计算式表示)。
13．（2021·贵州六盘水·统考一模）草酸铁铵{(NH4)3[Fe(C2O4)3]}常用于摄影和蓝色印刷等，其制备原理为：Fe(OH)3+3NH4HC2O4=(NH4)3[Fe(C2O4)3]+3H2O。
回答下列问题：
(1)基态C原子核外电子云有__种形状；基态铁原子最先失去__能级(填能级符号)上的电子。
(2)(NH4)3[Fe(C2O4)3]中C2O作为配体时两个单键氧能同时作为配位原子与金属离子形成环状结构。
①该配合物中所含非金属元素的电负性由大到小的顺序为__(用元素符号表示)。
②上述配合物的中心离子配位数为___。
③1molC2O中含有σ键的数目为__在多原子分子中如有相互平行的p轨道，它们连贯重叠在一起构成一个整体，p电子在多个原子间运动形成π型化学键，这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键简称大π键。如苯的大π键可表示为(π的右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个电子)，C2O的大π键可表示为__。
(3)写出一种与NH所含价电子数和原子总数均相等微粒的化学式__；N元素的一种同素异形体N4中所有原子均满足8电子稳定结构，N4的结构式为__；CH4、NH3、H2O分子中键角由大到小的顺序为__。
(4)铁的某种晶胞沿面对角线的位置切下之后可以得到如图所示的藏面。假设铁原子半径为rpm，NA为阿伏加德罗常数的值，则铁晶体密度为__g·cm-3。
14．（2020·贵州铜仁·二模）我国科学家借助自主研制的新型钨钴铁合金催化剂攻克了单壁碳纳米管结构的可控制备难题。海底金属软泥是在海底覆盖着的一层红棕色沉积物，蕴藏着大量的金属资源， 含有钨、铁、锰、锌、钴等。
（1）基态钴原子的价电子的轨道排布式为_________。单壁碳纳米管可看作石墨烯沿 一定方向卷曲而成的空心圆柱体，其碳原子的杂化方式为__________。
（2）纳米结构氧化钴可在室温下将甲硫醛（CH2S）完全催化氧化，甲硫醛分子属___（填 “极性”或“非极性”）分子，其中心原子的VSEPR构型为__________。
（3）六羰基钨[W（CO）6]的熔点为172℃，是一种重要的无机金属配合物，可溶于多数有机溶剂。三种组成元素的电负性由大到小的顺序为 __________（用元素符号表示）。配体CO中与W形成配位键的原子是C而不是O，原因是________。
（4）多原子分子中各原子若在同一平面内，且有相互平行的p轨道，则p电子可在 多个原子间运动，形成“离域π键”。下列物质中存在“离域π键”的是 _______（填字母）。
A 苯 B 二氧化硫 C 四氯化碳 D 环己烷
（5）Fe2+、Fe3+能与CN-形成络离子，其晶胞结构如图1所示。该离子可形成铁蓝钾 盐，该钾盐的化学式为___________。
（6）图2是从铁氧体离子晶体Fe3O4中取出的能体现其晶体结构的一个立方体，该立方体是不是Fe3O4的晶胞______（填“是”或“否”）；立方体中铁离子处于氧离子围成 的 _____（填空间结构）空隙；根据上图计算Fe3O4晶体的密度为 _____g·cm-3。（图中a=0.42nm，计算结果保留两位有效数字）
15．（2020·贵州铜仁·统考一模）元素周期表中第三、四周期的某些元素在生产、生活中有着广泛的应用。
（1）钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。
①钒的价电子排布图是___________;
②V2O5是一种常见的催化剂，常用在SO2转化为SO3的反应中。V2O5的结构式如图所示，则V2O5分子中σ键和π键数目之比为____________；若将V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到锐酸钠（Na3VO4），该盐中阴离子的立体构型为_____________，写出与VO43－空间构型相同的一种阳离子____________（填化学式）。
（2）氯化铝在有机化学中有很广泛的应用。无水氯化铝在177.8℃时升华，蒸气或熔融状态以Al2Cl6形式存在。下列关于氯化铝的推断错误的是_______。
a.氯化铝是分子晶体 b.Al2Cl6中Al是sp2杂化
c.氯化铝难溶于有机溶剂 d.Al2Cl6中存在配位键
（3）FeCO3可作补血剂，CoCO3可用于陶瓷工业的着色剂。已知：r(Fe2+)为61pm，r(Co2+)为65pmo在隔绝空气条件下分别加热FeCO3和CoCO3时，FeCO3的分解温度低于CoCO3，其原因是_________________________。
（4）GaN是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似。GaN晶胞结构如图所示。已知六棱柱底边边长为acm，高为bcm，阿伏伽德罗常数的值为NA。则晶胞中Ga原子采用的密堆积方式为______________，每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为____；GaN的密度为_____________gem－3（用含a、b、NA的代数式表示）。
16．（2020·贵州·模拟预测）元素的性质与原子结构、元素在周期表中的位置有着密切的关系。回答下列问题：
（1）如图表示某短周期元素X的前五级电离能（I）的对数值，试推测并写出X的元素符号___。
（2）化合物甲与SO2所含元素种类相同，两者互为等电子体，请写出甲的化学式___，甲分子中心原子的杂化类型是___。
（3）配位化学创始人维尔纳发现，将1mo1CoC13·5NH3（紫红色）和1mo1CoC13•4NH3（绿色）溶于水，加入AgNO3溶液，立即沉淀的AgCl分别为2mo1、1mol。则紫红色配合物中配离子的化学式为___，绿色配合物中Co的配位数为___。
（4）某稀土元素M的氧化物晶体为立方晶胞，其结构如图所示，图中小球代表氧离子，大球代表M离子。
①写出该氧化物的化学式___。
②已知该晶体密度为ρg·cm-3，晶胞参数为anm，NA为阿伏伽德罗常数的值。则M的相对原子质量Mr=___（用含ρ、a等的代数式表示）；
③以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图中原子1（M原子）的坐标为（，，），则原子2(M原子）的坐标为___。
17．（2020·贵州黔东南·模拟预测）2018年11月《Nature Energy》报道了中科院大连化学物理研究所科学家用Ni- BaH2 /Al2O3、Ni- LiH等作催化剂，实现了在常压、100-300℃的条件下合成氨。
（1）在元素周期表中，氧和与其相邻且同周期的两种元素的第一电离能由大到小的顺序为 __ ；基态Ni2+的核外电子排布式为 ___，若该离子核外电子空间运动状态有15种，则该离子处于 ___（填“基”或“激发”）态。
（2）氨在粮食生产、国防中有着无可替代的地位，也是重要的化工原料，可用于合成氨基酸、硝酸、TNT等。甘氨酸（NH2CH2COOH）是组成最简单的氨基酸，熔点为182℃，沸点为233℃。
①硝酸溶液中NO3⁻的空间构型为____。
②甘氨酸中N原子的杂化类型为____，分子中σ键与π键的个数比为____，晶体类型是 ___，其熔点、沸点远高于相对分子质量几乎相等的丙酸（熔点为-2l℃，沸点为141℃）的主要原因：一是甘氨酸能形成内盐；二是____。
（3）NH3分子中的键角为107°，但在[Cu(NH3)4]2+离子中NH3分子的键角如图l所示，导致这种变化的原因是____
（4）亚氨基锂（Li2NH）是一种储氢容量高、安全性能好的固体储氢材料，其晶胞结构如图2所示，若晶胞参数为d pm，密度为ρg/cm3，则阿伏伽德罗常数NA=____（列出表达式）mol-l。
18．（2020·贵州铜仁·三模）在电解炼铝过程中加入冰晶石(用“A”代替)，可起到降低Al2O3熔点的作用。冰晶石的生产原理为 2Al(OH)3＋12HF＋3Na2CO3=2Al＋3CO2↑＋9H2O。根据题意完成下列填空：
（1）冰晶石的化学式为____________， 含有离子键、____________等化学键。
（2）生成物中含有10个电子的分子是________(写分子式)，该分子的空间构型_______，中心原子的杂化方式为___________________。
（3）反应物中电负性最大的元素为________(填元素符号)，写出其原子最外层的电子排布图：_______________。
（4）冰晶石由两种微粒构成，冰晶石的晶胞结构如图甲所示，●位于大立方体的顶点和面心，○位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，那么大立方体的体心处所代表的微粒是__________(填微粒符号)。
（5）Al单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶胞特征如图丙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丁所示：
若已知Al的原子半径为d，NA代表阿伏伽德罗常数，Al的相对原子质量为M，则一个晶胞中Al原子的数目为___________个；Al晶体的密度为________(用字母表示)。
参考答案：
1．(1) ds O＞N＞C 4 sp2、sp3
(2) NH3与H2O之间能够形成分子间氢键，且NH3和H2O均为极性分子，且NH3和H2O能够发生反应 NH3 平面三角形
(3) CD 32 2:1
【解析】(1)
①Cu是29号元素，基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，属于过渡元素，价电子包括3d、4s电子，在元素周期表中铜位于ds区。同周期主族元素电负性随原子序数增大而递增， C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C。
②邻氨基吡啶的铜配合物中，Cu2+形成2个Cu-N、2个Cu-O、形成4个配位键，配位数是4。吡啶环上形成配位键的N原子采取sp2杂化，而氨基中N原子形成3个σ键、还有1对孤电子对，N原子杂化轨道数目为4，N原子采取sp3杂化；则N原子的杂化类型有sp2、sp3。
(2)
①1体积水可溶解约1体积CO2，1体积水可溶解约700体积NH3，NH3极易溶于水的原因是：NH3与H2O之间能够形成分子间氢键，且NH3和H2O均为极性分子，且NH3和H2O能够发生反应，导致NH3极易溶于水。氨气极易溶于水所得溶液呈碱性，饱和食盐水中通氨气、继续通过量二氧化碳则生成碳酸氢根，碳酸氢钠溶解度小、形成碳酸氢钠的过饱和溶液、则析出碳酸氢钠晶体，故反应时，向饱和NaCl溶液中先通入NH3。
②中心原子的价层电子对数为：3+=3，无孤电子对，则其空间结构为平面三角形。
(3)
A．石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，故A错误；
B．每个C原子形成3个σ键，且不存在孤电子对，C原子为sp2杂化，故B错误；
C．石墨晶体由碳原子构成、层内每个C原子通过3个σ键，层与层之间的作用力为分子间作用力，则石墨属于混合晶体，故C正确；
D．每个C原子为3个环共有，则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子数为2，故D正确；
答案选CD。
②金刚石的晶胞中碳原子位于顶点8个，面心上下左右前后6个，体内两层对角线各2个共4个，一个晶胞中单独占有碳原子数目=4+8×+6×=8，T-碳的晶体结构可以看成金刚石晶体中每个碳原子被一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代，故含有碳个数为8×4=32个。T-碳的密度约为金刚石的一半，而根据晶胞中原子的数目，可知T-碳晶胞质量为金刚石的4倍，根据，T-碳晶胞的体积应该是金刚石的8倍，而晶胞棱长=，故即T-碳晶胞的边长和金刚石晶胞的边长之比为2:1。
2．(1) +或- Ge＞Ga＞Ca
(2) ds ＞ 中N原子为sp杂化，键角180°；中N原子为sp2杂化，键角接近120°
(3) sp2、sp3 15NA abe
(4)
【详解】（1）基态的Ga原子的价电子排布为4s24p1，价电子自旋磁量子数的代数和为；同周期从左往右电负性增强，同主族从上往下电负性减弱，故Ca、Ga、Ge 三种元素的电负性由大到小的顺序为：Ge＞Ga＞Ca；
（2）Cu的核外价层电子排布为3d104s1，位于元素周期表的ds区；的中心原子价层电子对数为：，N原子为sp杂化，键角为180o，的中心原子价层电子对数为：，N原子为sp2杂化，键角约为120o，故键角：>，根据是：中N原子为sp杂化，键角180°；中N原子为sp2杂化，键角接近120°；
（3）从丁二酮肟的结构简式可以看出，甲基碳原子为sp3杂化，碳氮双键中的碳原子为sp2杂化，故碳原子杂化方式为sp2、sp3；1 mol丁二酮肟分子中含有σ键的数目为[2（3+1+1+2）+1]NA=15NA；二 (丁二酮肟)合镍分子中，存在的化学键有：碳碳非极性键、碳氮π键、氮镍配位键，还存在氢键，但氢键不是化学键，故存在的化学键为：abe；
（4）Xe-F键长为rpm，换成分数坐标的长度为，故原子C的分数坐标为：；根据均摊法，晶胞中：XeF2的个数为：，晶胞的密度为：。
3．(1) 6p
(2) V形 sp3杂化 N＞O＞C BC
(3) CaTiO3
【解析】(1)
Pb是第六周期元素，是第IVA族元素，价电子排布为ns2np2，基态Pb原子中，电子占据的最高能级为6p。基态碳的价电子排布为2s22p2，则基态C原子的价电子排布图；故答案为：6p；。
(2)
①PbI2中Pb价层电子对数为2+1=3，则分子的构型是“V”形；故答案为：V形。
②DMF中，N有三个共价键，还有一对孤对电子，因此N原子的杂化方式是sp3杂化。根据同周期从左到右第一电离能呈增大的趋势，但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，因此C、N、O三种元素第一电离能性从大到小的顺序是N＞O＞C。DMF中存在的化学键有碳氧双键中有σ键和π键，还有碳氮极性键，因此没有非极性键和离子键即键型不包括下列说法中的BC；故答案为：sp3杂化；N＞O＞C；BC。
(3)
①根据右边得到Ca有1个，Ti有个，O有个，因此该晶胞中钙钛矿的分子式是CaTiO3；故答案为：CaTiO3。
②设NA为阿伏伽德罗常数的值，若已知钙钛矿[b]型的密度约为ρ g/cm3，则，解得，钙钛矿[b]型晶胞中两个O原子的最短距离是面对角线的一半即nm；故答案为：。
4．(1)
(2) N sp2 N C原子无孤电子对，N的电负性小于O，更易给出孤电子对
(3) 正四面体 1 : 1
(4) MgNi3C
【详解】（1）Ni元素为28号元素，基态Ni原子核外电子排布式为[Ar]3d84s2，则价电子排布图：；
（2）①组成该镍配合物的元素中，第二周期元素有N、O和C，其中N的价层电子排布式为2s22p3，2p能级为半满的稳定结构，第一电离能最大，配合物中N有两个σ键电子对，一个孤电子对，价层电子对为3，其杂化方式为：sp2；
②该配合物中只有一种元素的原子与Ni2+配位，则与镍配位的原子为N，原因为C原子无孤电子对，N的电负性小于0，更易给出孤电子对，故答案为：N；C原子无孤电子对，N的电负性小于O，更易给出孤电子对；
（3）Ni(CO)4当中Ni原子形成了4个配位键，其价层电子对数为4，根据价层电子对互斥理论可知，其空间构型为正四面体；lmol Ni(CO)4中σ键为8mol，其配体CO，一个CO中含有2个π键则其中π键为8mol，Ni(CO)4中含有的σ键与π键的数目之比为1 : 1；
（4）①晶胞中Mg位于8个顶点，个数，C位于体心，个数=1，Ni位于6个面心，个数，该新型超导材料的化学式为MgNi3C；
②若晶胞参数为a nm，根据，则，，即该晶体的密度为。
5．(1) 3d24s2 3
(2)TiF4为离子晶体，熔点最高，TiCl4、TiBr4、TiI4为分子晶体，相对分子质量依次增大，范德华力依次增强，熔点依次升高
(3) O＞C＞H C和O
(4) 4 ×107 0.85
【详解】（1）已知钛是22号元素，故基态钛原子的价电子排布式为3d24s2，则钛的基态原子核外有2个未成对电子数，则与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有价电子分别为3d84s2、4s24p2、4s24p4等3种，故答案为：3d24s2；3；
（2）化合物TiF4为离子晶体，而TiCl4、TiBr4、TiI4均为分子晶体，离子晶体的熔沸点高于分子晶体，TiCl4、TiBr4、TiI4分子组成与结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，故答案为：TiF4为离子晶体，熔点最高，TiCl4、TiBr4、TiI4为分子晶体，相对分子质量依次增大，范德华力依次增强，熔点依次升高；
（3）①根据同一周期从左往右元素的电负性依次增大，在碳氢化合物中H显正价，故配合物中H、C、O三种元素的电负性由大到小的排列顺序为O＞C＞H，故答案为：O＞C＞H；
②配位键是指一方提供孤对电子另一方提供空轨道形成的共价键，故该配位化合物中的配位键如图所示：，故答案为： ；
③由题干配合物的结构简式可知，配合物中非金属元素的含氧酸根的中心原子杂化轨道类型是sp2的是含有双键的碳原子和氧原子，故答案为：C和O；
（4）用B掺杂TiN后(晶胞结构中只是B原子部分代替钛原子)，其晶胞结构如图所示，由图中可知距离Ti最近的B有4个，1个晶胞中含有N原子个数为：，B为1个，Ti为：个，设晶胞的边长为acm，则有：NA a3cm3ρg/cm3=(4×14+11+3×48)g，解得：a=cm，Ti与B的最近距离为面对角线的一半，则为=×107nm；一个TiN晶胞中含有Ti的个数为：个，N原子个数为： 个，故掺杂B后的晶体密度是TiN晶体的=0.85倍，故答案为：4；×107；0.85。
6．(1)
(2) 大于 Na2S和K2S均为离子晶体，两种化合物中S2-半径相同，Na+的半径更小，离子键更强，Na2S的熔点更高
(3) 四面体形 sp3
(4)SnO
(5) 4 (，0，) 六方最密堆积
(6)×100
【详解】（1）S为16号元素，价层电子排布式为3s24p4，轨道表示式为；
（2）Na2S和K2S均为离子晶体，两种化合物中S2-半径相同，Na+的半径更小，离子键更强，所以硫化钠的熔点大于硫化钾；
（3）S2O与SO为等电子体，所以二者空间构型相似，但由于S2O中一个O原子被S原子代替，所以不是正四面体形，而是四面体形，中心S原子杂化方式相同，均为sp3杂化；
（4）硫酸根为SO、连二硫酸根离子为S2O、连三硫酸根离子为S3O，结合图示可知若S原子数为n，则O原子为2n+2，电荷数不变，所以通式为SnO；
（5）根据晶胞结构可知，Zn2+位于S2-形成的正四面体中心，所以Zn2+的配位数为4；A为原点，B为(1， 1， 1)，即晶胞棱长为单位1，C位于底面面心，坐标应为(，0，)；纤锌矿的晶胞为平行六棱柱，所以其堆积模型为六方最密堆积；
（6）晶胞边长为a，则晶胞体积为a3，晶胞中有4个Zn2+，晶体化学式为ZnS，所以也有4个S2-，则离子的体积为π[+]×4，所以空间占有率为×100%=×100%。
7． bd Fe的原子半径比Ca的原子半径小，价电子数更多，金属键更强 正四面体
【分析】根据铁原子的电子排布式和Fe3+的电子排布式写出Fe3+的价电子排布式；根据铁氯化钾的结构，判断该结构中所含键的数目；根据属于体心立方堆积，属于面心立方最密堆积判断正确选项；根据Fe和Ca的结构，由金属键判断熔沸点高低的原因；根据题中信息，计算晶体的化学式；根据晶胞的结构，由“均摊法”进行晶胞的相关计算；据此解答。
【详解】(1)Fe的原子序数为26，核内26个质子，核外26个电子，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，Fe3+是Fe原子失去最外层2个电子和次外层一个电子形成的，则铁离子的价电子排布式为3d5；该配合物中，甲基和乙基上的碳原子形成4个σ键且不含孤电子对，杂化轨道数目为4，碳原子杂化方式为sp3杂化，碳碳双键、酯基中C碳原子形成3个σ键且不含孤电子对，杂化轨道数目为3，碳原子杂化方式为sp2杂化；答案为3d5；sp2、sp3。
(2)[Fe(CN)6]3+中Fe3+与CN-之间形成配位键，属于σ键、CN-中C原子与N原子之间形成1个σ键，[Fe(CN)6]3+含有12个σ键，1mol[Fe(CN)6]3+离子中所含σ键的数目为12NA；答案为12NA。
(3)a．由可知，属于体心立方堆积，空间利用率为68%，故a错误；
b．由可知，属于面心立方最密堆积，面心立方最密堆积配位数为12，故b正确；
c．金属延展时，金属键不变，金属结构不变，所以延展时，不可能转变为，故c错误；
d．金属铁的导电性是由于在Fe中含有自由移动的电子，在通电时自由电子改作定向移动形成电流，故d正确；
答案为bd。
(4)Fe与Ca位于同一周期且最外层电子构型相同，铁的熔点和沸点均比钙的高，是因为二者均为金属晶体，金属键越强，熔沸点越高，Fe的原子半径比Ca的小，价电子数更多，金属键更强；答案为Fe的原子半径比Ca的原子半径小，价电子数更多，金属键更强。
(5)某蓝色晶体中，Fe2+、Fe3+分别占据立方体互不相邻的顶点，Fe2+、Fe3+个数都是4×=0.5，立方体的每条棱上均有一个CN-，CN-个数=12×=3，根据电荷守恒得K+个数==0.5，所以Fe2+、Fe3+、CN-、K+个数之比=0.5:0.5:3:0.5=1:1:6:1，所以该晶体的化学式为KFe[Fe(CN)6]；立方体中Fe3+间连接起来形成的空间构型为正四面体形；答案为KFe[Fe(CN)]6；正四面体。
(6)晶胞边长为anm=a×10-7cm，晶胞体积V=(a×10-7cm)3，该晶胞中Fe2+个数=1+12×=4，个数=8×+6×=4，其晶体密度ρ=═g·cm-3=g·cm-3=g·cm-3；晶胞中Fe2+位于所形成的八面体的体心，该正八面体的边长为每个面对角线长度的一半，即正八面体的边长=；答案为；。
8． 1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2 大于 小于 CaO·3MgO·4SiO2·2H2O (n≥3) sp3 共价键 六方最紧密堆积(A3型)
【分析】根据Ca的原子序数和核外电子排布规律写出Ca的电子排布式；根据第一电离能递变规律和电负性规律判断第一电离能Mg和Ca的大小和Si和O的电负性大小；根据硅酸盐写成氧化物规则写出其氧化物形式；根据题中图示信息写出二硅酸根和环状多硅酸根的通式及依据正四面体结构判断Si原子的杂化形式，化学键类型；根据题中图示判断堆积方式和晶胞的有关计算；据此解答。
【详解】(1)Ca的原子序数为20，核内20个质子，核外20个电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2；答案为1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2。
(2)同主族元素从上到下，第一电离能依次减小，Mg和Ca属于同主族元素，且原子序数Mg＜Ca，则第一电离能Mg＞Ca，即第一电离能Mg大于Ca；元素的非金属性越强，电负性越大，同周期元素从左到右，非金属性依次增强，C、O属于同周期元素，原子序数C＜O，非金属性C＜O，同主族元素从上到下，非金属性依次减弱，C、Si属于同主族元素，原子序数C＜Si，非金属性C＞Si，所以非金属性Si＜O，则电负性Si＜O，即电负性Si小于O；答案为大于，小于。
(3)硅酸盐改写成氧化物的形式为活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•SiO2•H2O，同时要遵循原子守恒，某钙镁硅酸盐(CaMg3Si4H4O14)可表示为CaO·3MgO·4SiO2·2H2O；答案为CaO·3MgO·4SiO2·2H2O。
(4)正硅酸盐的结构如图a ，二硅酸盐的结构如图b ，该结构中有2个Si和7个O，二硅酸根可表示为，环状硅酸盐的结构如图c，由图c可知，3个Si时为，6个Si时为，从而得出通式为(n≥3)，硅酸盐中，正硅酸盐以结构为正四面体结构，中心原子Si原子采取了sp3杂化方式，原子与原子之间以共价键结合；答案为，(n≥3)，sp3，共价键。
(5)由图示 可知，堆积方式为六方最紧密堆积(A3型)。为了计算的方便，选取该六棱柱结构进行计算，六棱柱顶点的原子是6个六棱柱共用的，面心是两个六棱柱共用，所以该六棱柱中的Mg原子为12×+2×+3=6个，所以一个晶胞的质量为g，该六棱柱的底面为正六边形，边长为a cm，底面的面积为6个边长为acm的正三角形面积之和，根据正三角形面积的计算公式，该底面的面积为6×cm2，高为h cm，所以体积为V=6×cm2×hcm=cm3，Mg的密度为ρ===g·cm-3；答案为六方最紧密堆积(A3型)，。
9． AC E N>O>C C 1 sp 1s22s22p63s23p6 离子键
【详解】(1)CH2=CHCH3中有极性共价键C-H，有非极性键C-C；分子间有范德华力；
(2)第一电离能由大到小：N>O>C，氮原子的p轨道中电子处于半充满状态，较为稳定；同周期正常从左到右电离能由增大的趋势，原子半径最大的是C；N的成键电子数是2对，还有1对孤电子对，有1对成对电子对
(3) 与互为等电子体，二氧化碳中碳原子为sp杂化，故中，中心原子的杂化类型为sp杂化；
(4)①基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p6；
②该晶体为离子晶体，在该晶胞中金属离子与氧离子间的作用力为离子键；
③晶胞顶面面心处的氧原子与Ti原子的x轴与y轴坐标相同，因为Ti原子在正方体体心位置，故氧原子坐标为；
④根据晶胞结构可以算出，Ca：；Ti：1；O：；质量=密度×体积，故，。
10． d Cl>P>S NH3分子间存在着氢键 sp3 4:1 6 (，，) ×1010
【详解】(1)Mn为25号元素，位于元素周期表的第四周期第ⅦB族，为过渡元素，属于d区，基态锰原子的价电子排布式为3d54s2，因此价电子排布图为；
(2)同周期从左往右第一电离能增大，第ⅡA族、ⅤA族比同周期相邻主族元素大，则P、S、Cl三种元素的第一电离能由大到小顺序为Cl>P>S；
(3)NH3的沸点高于PH3，原因是NH3分子间存在着氢键；
(4)中N原子的价层电子对数=3+=4，N原子的杂化类型为sp3杂化；
(5)已知P4(白磷)为正四面体结构，与氧气反应生成非极性分子P4O10，其中P在空间的相对位置不变，其空间构型为，有12个P-O单键，4个P=O双键，单键为σ键，每个双键由1个σ键和1个π键构成，则P4O10中σ键和π键的数目之比=(12+4):4=4:1；
(6)由晶胞可知与体心Fe2+距离最近且等距离的S在面心，数目为6；体心Fe2+到原点(0，0，0)的横纵坐标均为，则该晶胞中体心Fe2+的坐标为(，，)；
(7)FeS2晶胞中Fe的个数=1+12×=4，S的个数=(6×+8×)×2=8，则1个晶胞的质量为g=g，1个晶胞的体积为(a×10-10)3cm3，则g =(a×10-10)3cm3×d g·cm-3，因此可得a=×1010。
11． 4s24p5 F>O>Cl>Br Al3+的半径小于Mg2+，其离子所带电荷数多，离子键强，晶格能大 三角锥形 sp3 10 孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对之间的斥力，斥力大
【详解】(1)溴的原子序数为35，核外电子排布为2、8、18、7，价电子排布式为：4s24p5，F、Cl、Br为同主族元素从上到下电负性减弱，O和F为同周期元素，从左到右电负性增强，再结合氧化物ClO2，O为负价可知O的电负性大于Cl，可得电负性由强到弱为：F>O>Cl>Br，故答案为：4s24p5；F>O>Cl>Br；
(2)Al3+和Mg2+的核外电子排布相同，Al的核电荷数多，离子半径小，同时铝离子的离子电荷数比镁离子多，而离子半径越小，离子所带电荷数越多，离子键越强，晶格能越大，故答案为：Al3+的半径小于Mg2+，其离子所带电荷数多，离子键强，晶格能大；
(3)I离子中心I原子的价层电子对数=，有一对孤电子对，空间构型为三角锥形，中心碘原子采用sp3杂化，故答案为：三角锥形；sp3；
(4)①单键为σ键，双键中有一条是σ键，一条是π键，由结构可知，1mol吡啶分子中含有σ键数目为10mol，即10NA，故答案为：10；
②根据VSEPR理论，孤电子对对键合电子对之间的斥力大于键合电子对对键合电子对之间的斥力，导致键合电子对对键合电子对之间的夹角减小，故答案为：孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对之间的斥力，斥力大；
③吡啶为平面结构，N形成3个共价键，未参与成键的p轨道有一对电子，参与形成离域大π键，每个C原子留有一个p轨道，轨道上留有一个单电子形成大π键，所以吡啶环形成5中心6电子的离域大π键：，故答案为：；
(5)①内部的8个F−形成小立方体结构，该小立方体的棱长等于晶胞棱长的，故图中C到左侧面距离等于晶胞棱长的，即为参数x，到前平面距离为晶胞棱长的，即为参数y，到下底面距离等于晶胞棱长，即为参数z，故C的坐标参数为（，，），故答案为：；；
②由晶胞结构可知8个钙离子位于顶点，6个位于面心，个数为，8个氟离子位于体内，则晶胞的质量为：g，晶胞的边长为0.5462 nm，晶胞体积为：，晶胞的密度=，故答案为：。
12． 8 大于 原子半径较小且价电子数较多，金属键较强 三角锥形 离子键、(非极性)共价键 面心立方 8
【详解】(1)基态原子L能层有8个运动状态不同的电子；基态原子的价电子排布式为，基态原子的价电子排布式为，镁原子最外层轨道达到全充满结构，铝的轨道未达到半充满结构，故镁的第一电离能大于铝的第一电离能；
(2)钙、锰都是金属晶体，金属键强弱决定金属晶体的熔、沸点的高低，锰原子的半径小于钙原子的，锰原子的价电子数比钙原子的多，锰的金属键比钙的强；
(3)电负性：O＞Cl＞Ca，电负性最小的是Ca；中氯原子价层电子对数为4，氯原子采取杂化，VSEPR模型为四面体形，含有一对孤电子对，空间构型为三角锥形；
(4)中的作用力为离子键、非极性共价键；钙离子处于晶胞的顶点与面心位置，从钙离子看该晶体属于面心立方堆积；一个中含2个键，晶胞中数目为，故晶胞中键数目为。
(5)晶胞中含有的镁原子数为，。
13． 2 4s O>N>C>H 6 5NA CH4、SiH4或AlH、BH CH4>NH3>H2O
【详解】(1)基态C原子的电子排布式为，只有s和p轨道，所以核外电子云有两种形状；基态铁原子的价电子排布式为，4s轨道比3d轨道能量高，根据能量最低原理，能量高的优先失去，故先失去4s轨道，故填2、4s；
(2)①该化合物中的非金属元素为C、H、O、N，根据元素周期律，同周期非金属性从左到右依次增强，故非金属性O>N>C，又非金属性C>H，所以这四种元素的非金属性大小顺序为：O>N>C>H，非金属性越强，电负性越强，故填O>N>C>H；
②配离子中有两个单键氧原子可以与中心离子形成环状结构，每个可形成两根键，共有3个可以成键，故配位数为6，故填6；
③的结构为，其中碳氧双键中各含一个σ键和一个π键，碳氧单键、碳碳单键之间均为σ键，共有5个σ键，即1mol中存在5NA个σ键，中碳氧双键的离域电子数为2，两个双键，共4个离域电子，碳氧单键中的氧原子提供两个离域电子，这样的离域电子有4个，共计8个离域电子，综上草酸离子的大π键可表示为，故填5NA、；
(3)价电子数=(最外层电子数—电荷数)÷2，正电荷即减，负电荷即加，铵根价电子数为(5+4×1-1)÷2=4，满足价电子数为4，且原子个数为5的微粒有、、、；N4中，要N原子满足8电子稳定结构，则每个N原子连三根键，满足此条件的N4的空间结构为正四面体，结构简式为；电负性越强，成键电子对更偏向于电负性强的原子，NH3、CH4、H2O三种物质的中心原子都是sp3杂化，杂化轨道都是正四面体构形，其中CH4是等性杂化，四条杂化轨道都是成键电子，键角=正常正四面体键角=109°28′，NH3和H2O都是不等性杂化，中心原子N、O分别有1条、2条杂化轨道填入孤对电子，孤对电子的排斥力比成键电子大，因此键角被压缩，孤对电子数越多，斥力越大，键角被压缩的越小，所以键角大小顺序为CH4>NH3>H2O。故填或、、、 、CH4>NH3>H2O；
(4) 在铁晶胞中，与一个铁原子最近的铁原子距离为立方体边长的，这样的原子有八个，因为铁原子的半径是r pm，根据铁晶胞的结构可知，晶胞的边长为，在每个晶胞中含有铁原子的数目为=2个，晶胞密度ρ=====，故填；
【点睛】孤对电子的斥力大于成键电子对，孤对电子越多，斥力越大。
14． sp2 极性 平面三角形 O>C>W C原子半径比 O 大，电负性小，对孤对电子吸引较弱， 所以 C 原子更易提供孤对电子，更容易形成配位键 AB KFe2(CN)6 是 正八面体 5.2
【分析】(1)Co元素是27号元素，核外电子排布式为：[Ar]3d74s2，据此写轨道排布式；根据石墨结构分析杂化方式；
(2)根据价层电子互斥理论确定分子构型；
(3)按电负性规律比较几种元素的电负性、进行排序；在六羰基钨中，W是中心原子，CO是配体，比较形成配位键时C原子在哪一方面比O原子有优势即可；
(4)按信息：多原子分子中各原子若在同一平面内，且有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”， 结合选项进行判断；
(5)根据图1离子晶胞结构、用均摊法计算，Fe2+、Fe3+与CN-的个数并书写络合后形成的离子的化学式；
(6) 用均摊法计算晶胞的质量、按已知条件计算晶胞的体积，按密度定义ρ=计算晶胞的密度即可；
【详解】(1)Co元素是27号元素，核外电子排布式为：[Ar]3d74s2，3d上有3个未成对电子，则其价电子的轨道排布式为；石墨是平面层状结构、石墨烯可看作单层石墨，单壁碳纳米管可看作石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圆柱体，则碳原子均形成3个C-C键，杂化轨道为3，碳原子杂化方式为：sp2；
(2) 甲硫醛（CH2S）与甲醛分子互为等电子体，按等电子原理，它们具有相同的结构特征，故它们中C原子形成3个σ键，1个π键，VSEPR构型为平面三角形，正负电荷中心不重合，属于极性分子；
(3)同周期主族元素自左而右电负性增大，一般非金属性越强电负性越大，故电负性：O>C>W；在六羰基钨[W(CO)6]分子中，W是中心原子，CO是配体，由于C原子半径比O大，电负性小，对孤对电子的吸引力较弱，更容易形成配位键，所以配体CO中与W形成配位的原子是C而不是O；
(4)已知信息：多原子分子中各原子若在同一平面内，且有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”，A. 苯分子中每个碳原子都采用sp2杂化，则6个碳原子均有未参与杂化的相互平行的p轨道，故苯环上的C原子可以形成“离域π键”，其“离域π键”为，A选；B. 二氧化硫分子中S上的孤电子对数为，价层电子对数=2+1=3，故中心原子为sp2杂化，空间构型为V字形，中心原子S与两个O原子中有相互平行的p轨道，可以形成“离域π键”，其“离域π键”为，B选；C. 四氯化碳分子中只存在σ键，不存在π键，C不选；D. 环己烷分子中只存在σ键，不存在π键，D不选；故答案为：AB；
(5)根据图1离子晶胞结构分析，Fe2+为4×=个，Fe3+为4×=个，CN-为12×=3个，离子数目比为1:1:6，络合后形成的离子为[(CN)3-，所以该离子形成的钾盐的化学式为K0.5[(CN)3]，即KFe2(CN)6；
(6)根据晶胞粒子的排布，该立方体是Fe3O4的晶胞，立方体中Fe3+处于围成的正八面体空隙，1个立方体中含有Fe3+的个数为4×+3×=2个，含有Fe2+的个数为1个，含有O2-的个数为12×+1=4个，则晶体密度即晶胞的密度为ρ===5.2g/cm3。
【点睛】根据晶胞粒子的排布，确定晶胞中微粒的个数，根据ρ=计算。
15． 3:2 正四面体 NH4+ bc r(Fe2+)＜r(Co2+)，晶格能FeO＞CoO，FeCO3比CoCO3易分解 六方最密堆积方式 12
【分析】(1)①钒是23号元素，外围5个电子排布于3d、4s轨道上，价电子排布式为3d34s2；
②根据图1可知，V2O5分子中含有6个σ键和4个π键；VO43-中V原子的价层电子对数=4+=4，无孤电子对，VSEPR模型为正四面体；
(2)根据氯化铝的熔点确定其晶体类型，熔点较低的化合物一般为分子晶体，二聚物Al2Cl6中Al有4个Al-Cl键、含有配位键，氯化铝是非极性分子、易溶于有机溶剂；
(3)不溶性碳酸盐分解的过程实质是金属阳离子与碳酸根中的氧离子结合的过程，金属阳离子半径越小、与氧离子形成的离子键越强，碳酸盐分解的温度越低；
(4)Ga原子采用六方最密堆积方式，每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为12；晶胞中Ga原子数为1+4×+4×=2，N原子数为1+2×+2×=2，晶胞的质量m=g，根据密度公式计算晶体密度。
【详解】(1)①钒是23号元素，核外有23个电子，价电子排布式为3d34s2，价电子排布图是；
②根据图1可知，V2O5分子中含有4个V=O双键和2个V−O单键，一个双键含有1个σ键和1个π键，单键均为σ键，所以V2O5分子中含有6个σ键和4个π键，σ键和π键数目之比为3:2； VO43-中V原子的价层电子对数=4+=4，无孤电子对，VSEPR模型和空间构型均为正四面体，所以与VO43-空间构型相同的一种阳离子为NH4+；
(2)a．氯化铝熔点较低，所以为分子晶体，故a正确；
b．Al的价层电子对数为4，采用sp3杂化，故b错误；
c．氯化铝是非极性分子、易溶于水和有机溶剂，故c错误；
d．蒸气或熔融状态以Al2Cl6形式存在，氯化铝中铝原子最外层电子只有3个电子，每个铝原子和四个氯原子形成共价键，且其中一个共用电子对是氯原子提供，所以含有配位键，故d正确；
故答案为：bc；
(3)不溶性碳酸盐分解的过程实质是金属阳离子与碳酸根中的氧离子结合的过程，金属阳离子半径越小，形成的氧化物晶格能越大、物质越稳定，由于r(Fe2+)＜r(Co2+)，所以FeCO3的分解温度低于CoCO3；
(4)晶胞图中Ga原子采用六方最密堆积方式，以结构单元上底面面心的Ga原子研究，上底面6个顶点Ga原子、内部的3个Ga原子之距离最近且相等，与上底面共面的结构单元内还有3个Ga原子，故每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为12；晶胞中Ga原子数为1+4×+4×=2，N原子数为1+2×+2×=2，晶胞的质量m=g，晶胞体积V=2×sin60∘a2bcm3=a2bcm3，晶体密度ρ=g⋅cm−3=g/cm3。
16． Mg S2O或OS2 sp2 [Co(NH3)5Cl]2+ 6 MO2
【详解】（1）根据图象可以发现该元素的第三电离能显著增大，因此推测其为第二主族元素，而铍只有4个电子，不可能有第五电离能，因此只能为镁元素，其元素符号为；
（2）将一个氧原子换成一个硫原子，因此的甲的化学式为或，中硫原子是杂化，考虑到等电子体的结构类似，因此分子中心原子的杂化类型也为；
（3）根据分析，1mol紫红色的物质中有2mol位于外界，因此剩下的1mol位于内界，其配离子的化学式为，而1mol绿色的物质中有1mol位于外界，因此剩下的2mol位于内界，因此其配位数为4+2＝6；
（4）①四个大球全部位于晶胞内部，因此按1个来算，而位于顶点的氧原子按来计算，位于棱心的氧原子按来计算，位于面心的氧原子按来计算，位于体心的氧原子按1个来计算，因此一共有个氧原子，根据分析，一个晶胞内有4个M离子和8个氧离子，因此其化学式为；
②分子内有4个M和8个氧，因此一个晶胞的质量为，晶体的体积为，代入后化简即可得到；
③把整个晶胞划分为8个小方块，则1号小球相当于左、上、后小方块的体心，2号小球相当于右、下、后小方块的体心，因此其坐标为。
17． F>N>O 1s22s22p63s23p63d8或[Ar] 3d8 激发 平面三角形 sp3 9:1 分子晶体 分子数相同时，甘氨酸分子间形成的氢键数目比丙酸分子间形成的氢键数目多（或甘氨酸中氨基的存在也会使分子间产生氢键） 形成配合离子后，配位键与NH3中N—H键之间的排斥力小于原孤对电子与NH3中N—H键之间的排斥力，故配合离子中NH3的N—H键间的键角变大；
【详解】(1)与氧相邻且同周期的元素为N和F，由于N原子最外层电子为半充满状态，第一电离能较大，所以三者第一电离能由大到小的顺序为F>N>O；Ni元素为28号元素，失去最外层两个电子形成Ni2+，基态Ni2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8或[Ar] 3d8；基态Ni2+的核外电子空间运动状态有1+1+3+1+3+5=14种，若该离子核外电子空间运动状态有15种，则该离子处于激发态；
(2)①NO3⁻的中心原子价层电子对数为=3，孤电子对数为0，所以空间构型为平面三角形；
②甘氨酸(NH2CH2COOH)中N原子形成两个N-H键和一个N-C键，达到饱和状态，价层电子对数为4，所以为sp3杂化；分子中碳氧双键中存在一个π键，其余共价键均为σ键，所以分子中σ键与π键的个数比为9:1；甘氨酸熔沸点较低属于分子晶体；分子数相同时，甘氨酸分子间形成的氢键数目比丙酸分子间形成的氢键数目多（或甘氨酸中氨基的存在也会使分子间产生氢键）；
(3)形成配合离子后，配位键与NH3中N—H键之间的排斥力小于原孤对电子与NH3中N—H键之间的排斥力，故配合离子中NH3的N—H键间的键角变大；
(4)根据均摊法，该晶胞中Li原子个数为8，其分子式为Li2NH，则晶胞中NH原子团的个数为4，则晶胞的质量为m=g，晶胞参数为d pm=d×10-10cm，所以晶胞的体积V=d3×10-30cm3，则密度 ，解得NA=。
【点睛】含有—OH、—NH2等基团的物质容易形成分子间氢键，使熔沸点升高；甲烷和氨气均为sp3杂化，但由于σ键对σ键的排斥力小于孤电子对σ键的排斥力，所以甲烷分子中键角比氨气分子中键角大。
18． Na3AlF6 共价键、配位键 H2O V形 sp3 F Na＋ 4
【详解】(1)冰晶石的成分是Na3AlF6，该物质中Na+和AlF6-之间存在离子键，Al原子和F原子之间存在配位键和共价键，故答案为Na3AlF6；共价键和配位键；
(2)H2O中含有10个电子，水分子中含有2个共价单键和2个孤电子对，所以其空间构型为V形，O原子采用杂化，故答案为H2O；V形；sp3；
(3)元素的非金属性越强，其电负性越强，所以电负性最强的是F元素；F原子核外最外层上s、p能级，s、p能级上电子分别是2、5，其最外层轨道表示式为，故答案为F；；
(4)●的个数=8×+6×=4，○个数=12×+8+1=12，要使两种离子的个数之比为1：3，则大立方体的体心处所代表的微粒是Na+，故答案为Na+；
(5)该晶胞中Al原子个数=8×+6×=4，该晶胞棱长==2d，所以晶胞的体积=(2d)3，ρ===，故答案为4；。
【点睛】本题涉及晶胞的计算、化学键的判断、原子杂化方式等知识点，利用均摊法、价层电子对互斥理论等知识点分析是解答的关键。本题的难点是晶胞的计算，注意(5)中棱长不是Al原子直径，为易错点。
贵州高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-14晶体结构与性质
一、结构与性质
1．（2022·贵州遵义·统考三模）碳元素能形成多种单质及化合物，在生产生活中有重要的研究和应用价值。请根据以下信息，回答下列问题。
(1)邻氨基吡啶的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应，其结构简式如下图所示。
①在元素周期表中铜位于_______区(填“s”、“p”、“d”或“ds”)。C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序为_______。
②邻氨基吡啶的铜配合物中，Cu2+的配位数是_______，N原子的杂化类型有_______。
(2)化学工业科学家侯德榜利用下列反应最终制得了高质量的纯碱：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。
①1体积水可溶解约1体积CO2，1体积水可溶解约700体积NH3，NH3极易溶于水的原因是_______，反应时，向饱和NaCl溶液中先通入_______。
②NaHCO3分解得Na2CO3，空间结构为_______。
(3)碳原子构成的单质具有多种同素异形体，也对应着有多种不同晶体类型。
①下图为石墨和石墨烯的结构示意图。石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法正确的是_______。
A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
B．石墨中的碳原子采取sp3杂化
C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在分子间作用力
D．石墨烯中平均每个六元碳环含有2个碳原子
②利用皮秒激光照射悬浮在甲醇溶液中的多臂碳纳米管可以合成T-碳，T-碳的晶体结构可看成金刚石晶体中每个碳原子被正四面体结构单元(由四个碳原子组成)取代，如图所示(其中图(a)、(b)为T-碳的晶胞和俯视图，图(c)为金刚石晶胞)。
一个T-碳晶胞中含有_______个碳原子，T-碳的密度非常小为金刚石的一半，则T-碳晶胞的边长和金刚石晶胞的边长之比为_______。
2．（2022·贵州铜仁·统考二模）2022年4月16日9时56分，“神舟十三号”载人飞船返回舱成功着陆。“神舟十三号”制作材料中包含了Cu、Ga、Ni、Xe等多种元素。回答下列问题：
(1)原子中的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-之表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的Ga原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为___________。 Ca、Ga、Ge 三种元素的电负性由大到小的顺序为______。
(2)Cu位于元素周期表的___________ (填 “s”、“p”、 “d”或“ds”)区，Cu催化烯烃硝化反应过程中会产生，键角：___________ (填“＞ ”或“＜")，判断依据是______。
(3)N2+与丁二酮肟生成鲜红色二(丁二酮肟)合镍沉淀，该反应可用于检验Ni2+，原理如图，则丁二酮肟中碳原子的杂化轨道类型为___________，1 mol丁二酮肟分子中含有σ键的数目为___________，二 (丁二酮肟)合镍分子中存在的化学键有___________(填字母序号)。
a．非极性键 b．π键 c．离子键 d．氢键 e．配位键
(4)XeF2晶体属四方晶系，晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子分数坐标。如图中原子A的分数坐标为(0，0，0)，原子B的分数坐标为(，，)。已知Xe-F键长为rpm，原子C的分数坐标为___________；设NA为阿伏加德罗常数的值，XeF2的密度为___________g·cm-3(列计算式)。
3．（2022·贵州遵义·统考二模）基于CH3NH3PbI3的有机-无机杂化钙钛矿被认为是下一代太阳能电池的可选材料之一、
(1)基态Pb原子中，电子占据的最高能级为___________。写出基态C原子的价电子排布图___________。
(2)合成CH3NH3PbI3需要使用的主要试剂有CH3NH2、HI、PbI2、DMF(结构如图所示)。
①PbI2分子的构型是___________。
②DMF中，N原子的杂化方式是___________。C、N、O三种元素第一电离能性从大到小的顺序是___________。DMF中存在的化学键键型不包括下列说法中的___________(填序号)。
A． 极性键 B． 非极性键 C． 离子键 D． π键
(3)理想的钙钛矿晶胞如图所示
①从图中任意一种晶胞可确定钙钛矿的分子式是___________；
②设NA为阿伏伽德罗常数的值，若已知钙钛矿[b]型的密度约为ρ g/cm3，则钙钛矿[b]型晶胞中两个O原子的最短距离是___________nm。
4．（2022·贵州·统考模拟预测）镍及其化合物用途广泛，可用作催化剂、合金、电器元件等。回答下列问题：
(1)基态Ni原子价电子排布图为_______。
(2)某镍配合物由1个Ni2+与2个形成。
①形成该镍配合物的元素中，第二周期元素的第一电离能最大的为_______(用元素符号表示) ，配合物中N采用的杂化类型为_______。
②已知该配合物中只有一种元素的原子与Ni2+配位，则与镍配位的原子为_______(填“C”、“N"”或“O")，原因为_______。
(3)Ni(CO)4是常温下呈液态的镍的重要配合物，易溶于CCl4、苯等有机溶剂，则Ni(CO)4的空间构型为_______，Ni(CO)4中含有的σ键与π键的数目之比为_______。
(4)由Mg、C和Ni组成的新型超导材料晶体的立方晶胞结构如图所示。
①该新型超导材料的化学式为_______。
②若晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为_______g·cm-3。
5．（2022·贵州贵阳·一模）钛(Ti)被称为“未来金属”，其化合物广泛用于国防、电讯器材、医疗器械和化工设备等领域。回答下列问题：
(1)基态钛原子的价电子排布式为___________，与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有___________种。
(2)Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其它三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是___________。
化合物
TiF4
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔点/℃
377
-24.12
38.3
155
(3)Ti(IV)的某配合物可用于催化环烯烃聚合，其结构如图所示：
①配合物中H、C、O三种元素的电负性由大到小的排列顺序为___________。
②请在图中标出配位键___________(用“→”表示)；
③配合物中非金属元素的含氧酸根的中心原子杂化轨道类型是sp2的是___________。
(4)用B掺杂TiN后(晶胞结构中只是B原子部分代替钛原子)，其晶胞结构如图所示，距离Ti最近的B有___________个，Ti与B的最近距离为___________nm；掺杂B后的晶体密度是TiN晶体的___________倍。(已知掺杂B后的晶体密度为ρg/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA)
6．（2022·贵州毕节·统考二模）近年来，我国科学家对硫及其化合物进行广泛研究。硫及化合物应用于医药、半导体、颜料、光致发光装置、太阳能电池、红外检测器、光纤维通讯等。回答下列问题：
(1)硫原子的价电子轨道表示式为___________。
(2)硫化钠的熔点___________ (填“大于”“小于”或“等于”)硫化钾的熔点，原因是___________。
(3)硫酸根和硫代硫酸根的结构如下图所示：
S2O的空间构型为___________， 中心硫原子的杂化轨道类型为___________。
(4)硫原子和氧原子可形成多种链式硫酸根离子，连二硫酸根离子、连三硫酸根离子如下图所示：
这类硫原子数可变的多硫氧合阴离子的化学式可用通式表示为___________(用n代表硫原子数)。
(5)天然硫化锌以闪锌矿和纤锌矿存在，ZnS的晶体结构如下图所示，闪锌矿中Zn2+的配位数为___________，已知原子A、B的分数坐标为(0， 0， 0)和(1， 1， 1)，原子C的分数坐标为___________。 纤锌矿晶体堆积模型为___________。
(6)闪锌矿中，设晶胞边长为a， Zn2+和 S2-的离子半径分别为和，则Zn2+和S2-离子的空间占有率为___________% (列出计算表达式)。
7．（2021·贵州·统考二模）铁是一种重要的金属，铁元素也是人体必需的微量元素之一．铁及其化合物在生产生活中有着广泛的应用．回答下列问题：
(1)氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如图所示．该配合物中基态铁离子的价电子排布式为___________，碳原子的杂化轨道类型为_______．
(2)铁氯化钾溶液是检验常用的试剂，中所含键的数目为____________．
(3)铁的晶体中铁原子有三种堆积方式，其中两种晶胞结构如下图所示，下列说法正确的是_________．
a．的空间利用率为74%
b．晶胞中铁原子的配位数为12
c．延展时，可以转变为
d．金属铁导电是由于通电时自由电子作定向移动
(4)Fe与Ca位于同一周期且最外层电子构型相同，铁的熔点和沸点均比钙的高，其原因是_____________．
(5)有一种蓝色晶体，它的结构特征是和分别占据立方体互不相邻的顶点，立方体的每一条棱上均有一个位于立方体的某个合适的位置上，由此可知该晶体的化学式为_________；立方体中间连接起来形成的空间构型为_______________．
(6)晶体的晶胞如图所示，晶胞边长为．设为阿伏加罗常数的值，则晶体密度的计算表达式为_________；晶胞中位于所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为______．
8．（2021·贵州毕节·统考二模）明代科学家宋应星在《天工开物》中写道：“凡玉入中国，贵者尽出于田、葱岭”。和田玉的主要化学成分是含水的钙镁硅酸盐。回答下列问题：
(1)基态钙原子核外电子排布式为___________。
(2)第一电离能Mg___________Ca(填“大于”或“小于”)，电负性Si___________O(填“大于”或“小于”)。
(3)天然硅酸盐可用通式aMxOy·bSiO2·cH2O表示，某钙镁硅酸盐(CaMg3Si4H4O14)可表示为___________。
(4)在硅酸盐中，正硅酸盐以四面体(如图a)结构存在，二硅酸盐以图b结构存在，环状硅酸盐以图c结构存在。二硅酸根可表示为___________，环状多硅酸根的通式可表示为___________，其中Si原子的杂化形式为___________，原子与原子之间以___________相结合。
(5)金属Mg晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为___。六棱柱底边边长为acm，高为hcm，阿伏加德罗常数的值为NA，Mg的密度为___________g·cm-3(列出计算式)。
9．（2021·贵州·统考一模）2021年《化学通讯》第1期推介的我国化学工作者的两项最新研究成果分别为：废弃次性医用口罩主材聚丙烯等高分子材料升级再造的新途径和“晶粒-弹性晶界-晶粒”区域化的柔性钙钛矿薄膜结构及基于此结构的柔性钙钛矿太阳能电池研究。
回答下列问题：
(1)聚丙烯的单体丙烯分子内存在___________，分子间存在___________(选填下表中序号)。
序号
A
B
C
D
E
作用力
极性共价键
离子键
键
氢键
范德华力
(2)有些高分子材料不仅含，通常还含等元素。三种元素中，第一电离能由大到小的顺序为___________，原子半径最大的是___________，其中的成对电子对数目是___________。
(3)与互为等电子体，则分子中，中心原子的杂化类型为___________。
(4)已知以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，一种立方钙钛矿结构的晶体晶胞如下图所示，其中原子的坐标为。
①基态核外电子排布式为___________。
②该晶胞中金属离子与氧离子间的作用力为___________。
③该晶胞顶面面心处的氧原子坐标为___________。
④该晶体密度为，晶胞参数为，则___________(列出用表示的计算式，设为阿伏伽德罗常数的值)。
10．（2021·贵州遵义·统考一模）已知Mn、Fe、Co是组成合金的重要元素，P、S、Cl是农药中的重要元素。回答下列问题：
(1)Mn元素位于元素周期表的______区，基态锰原子的价电子排布图为_____ 。
(2)P、S、Cl三种元素的第一电离能由大到小顺序为________ 。
(3)已知NH3的沸点高于PH3，原因是________。
(4)农药“乐果”中的主要成分O,O-二甲基-S-(N-甲基氨基甲酰甲基)二硫代磷酸酯的分子结构为： ，其中N原子的杂化类型为________ 。
(5)已知P4(白磷)为正四面体结构，与氧气反应生成非极性分子P4O10，其中P在空间的相对位置不变，则P4O10中σ键和π键的数目之比为_______。
(6)已知一种立方型FeS2晶体的晶胞如图所示，则与体心Fe2+距离最近且等距离的S的数目为_____。如可用晶胞参数为单位长度建立的坐标系表示晶胞中各原子的位置，并称作原子分数坐标，则该晶胞中体心Fe2+的坐标为__________ 。
(7)已知该立方型FeS2晶体的晶胞参数为a pm，密度为d g·cm-3, 阿伏加德罗常数的值为NA，则a与d的关系是a = ______(用d、NA表示a)。
11．（2021·贵州·统考一模）海洋是元素的摇篮，海水中含有的大量元素在生产、生活、科学研究等多方面具有重要作用。回答下列问题。
(1)写出基态溴原子的价电子排布式_______，氟、氯、溴、氧四种元素中，电负性由大到小的顺序为_____(填元素符号) 。
(2) Mg、Al的氟化物晶格能分别是2957 kJ•mol-1、5492 kJ•mol-1，二者相差很大的原因是______。
(3) X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I离子。I离子的几何构型为_____，中心原子的杂化类型为_____。
(4) C原子可以形成多种有机物，如图所示是一种吡啶和一种嘌呤的结构，两种分子中所有原子都在一个平面上。
①1mol吡啶分子中含有σ键数目是___________NA。
②嘌呤中轨道之间的夹角∠1比∠2大，解释原因___________。
③分子中的大π键可以用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为)。该吡啶和嘌呤中都含有大π键，则该吡啶中的大π键表示为___________。
(5) CaF2可用于冶金、化工和建材等很多行业，为立方晶胞，结构如下图所示：
①“ 原子坐标参数”可表示晶胞内部各原子的相对位置，已知A、B两点的原子坐标参数如图所示，则C点的“原子坐标参数”为(________，_______，)
②已知晶胞参数为0.5462 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则其密度为____g•cm-3 (列出计算式即可) 。
12．（2021·贵州黔东南·统考模拟预测）均为元素周期表第II A族元素。回答下列问题：
(1)基态原子L能层有______个运动状态不同的电子，的第一电离能______(填“大于”或“小于”)的第一电离能。
(2)和位于同一周期，且核外最外层电子排布相同，但金属的熔、沸点等都比金属的高，原因是______。
(3)氯气与熟石灰反应制漂白粉时会生成副产物，中电负性最小的元素是______(填元素符号)；的空间构型是______；原子的杂化方式为______。
(4)离子化合物的晶体结构如图所示。中的作用力为______，从钙离子看该晶体属于______堆积，一个晶胞中含有的π键有______个。
(5)镁单质晶体中原子的堆积模型如图，已知图中底边长为，高为，阿伏加德罗常数的值为，则镁的密度为______(用含、a、b的计算式表示)。
13．（2021·贵州六盘水·统考一模）草酸铁铵{(NH4)3[Fe(C2O4)3]}常用于摄影和蓝色印刷等，其制备原理为：Fe(OH)3+3NH4HC2O4=(NH4)3[Fe(C2O4)3]+3H2O。
回答下列问题：
(1)基态C原子核外电子云有__种形状；基态铁原子最先失去__能级(填能级符号)上的电子。
(2)(NH4)3[Fe(C2O4)3]中C2O作为配体时两个单键氧能同时作为配位原子与金属离子形成环状结构。
①该配合物中所含非金属元素的电负性由大到小的顺序为__(用元素符号表示)。
②上述配合物的中心离子配位数为___。
③1molC2O中含有σ键的数目为__在多原子分子中如有相互平行的p轨道，它们连贯重叠在一起构成一个整体，p电子在多个原子间运动形成π型化学键，这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键简称大π键。如苯的大π键可表示为(π的右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个电子)，C2O的大π键可表示为__。
(3)写出一种与NH所含价电子数和原子总数均相等微粒的化学式__；N元素的一种同素异形体N4中所有原子均满足8电子稳定结构，N4的结构式为__；CH4、NH3、H2O分子中键角由大到小的顺序为__。
(4)铁的某种晶胞沿面对角线的位置切下之后可以得到如图所示的藏面。假设铁原子半径为rpm，NA为阿伏加德罗常数的值，则铁晶体密度为__g·cm-3。
14．（2020·贵州铜仁·二模）我国科学家借助自主研制的新型钨钴铁合金催化剂攻克了单壁碳纳米管结构的可控制备难题。海底金属软泥是在海底覆盖着的一层红棕色沉积物，蕴藏着大量的金属资源， 含有钨、铁、锰、锌、钴等。
（1）基态钴原子的价电子的轨道排布式为_________。单壁碳纳米管可看作石墨烯沿 一定方向卷曲而成的空心圆柱体，其碳原子的杂化方式为__________。
（2）纳米结构氧化钴可在室温下将甲硫醛（CH2S）完全催化氧化，甲硫醛分子属___（填 “极性”或“非极性”）分子，其中心原子的VSEPR构型为__________。
（3）六羰基钨[W（CO）6]的熔点为172℃，是一种重要的无机金属配合物，可溶于多数有机溶剂。三种组成元素的电负性由大到小的顺序为 __________（用元素符号表示）。配体CO中与W形成配位键的原子是C而不是O，原因是________。
（4）多原子分子中各原子若在同一平面内，且有相互平行的p轨道，则p电子可在 多个原子间运动，形成“离域π键”。下列物质中存在“离域π键”的是 _______（填字母）。
A 苯 B 二氧化硫 C 四氯化碳 D 环己烷
（5）Fe2+、Fe3+能与CN-形成络离子，其晶胞结构如图1所示。该离子可形成铁蓝钾 盐，该钾盐的化学式为___________。
（6）图2是从铁氧体离子晶体Fe3O4中取出的能体现其晶体结构的一个立方体，该立方体是不是Fe3O4的晶胞______（填“是”或“否”）；立方体中铁离子处于氧离子围成 的 _____（填空间结构）空隙；根据上图计算Fe3O4晶体的密度为 _____g·cm-3。（图中a=0.42nm，计算结果保留两位有效数字）
15．（2020·贵州铜仁·统考一模）元素周期表中第三、四周期的某些元素在生产、生活中有着广泛的应用。
（1）钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。
①钒的价电子排布图是___________;
②V2O5是一种常见的催化剂，常用在SO2转化为SO3的反应中。V2O5的结构式如图所示，则V2O5分子中σ键和π键数目之比为____________；若将V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到锐酸钠（Na3VO4），该盐中阴离子的立体构型为_____________，写出与VO43－空间构型相同的一种阳离子____________（填化学式）。
（2）氯化铝在有机化学中有很广泛的应用。无水氯化铝在177.8℃时升华，蒸气或熔融状态以Al2Cl6形式存在。下列关于氯化铝的推断错误的是_______。
a.氯化铝是分子晶体 b.Al2Cl6中Al是sp2杂化
c.氯化铝难溶于有机溶剂 d.Al2Cl6中存在配位键
（3）FeCO3可作补血剂，CoCO3可用于陶瓷工业的着色剂。已知：r(Fe2+)为61pm，r(Co2+)为65pmo在隔绝空气条件下分别加热FeCO3和CoCO3时，FeCO3的分解温度低于CoCO3，其原因是_________________________。
（4）GaN是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似。GaN晶胞结构如图所示。已知六棱柱底边边长为acm，高为bcm，阿伏伽德罗常数的值为NA。则晶胞中Ga原子采用的密堆积方式为______________，每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为____；GaN的密度为_____________gem－3（用含a、b、NA的代数式表示）。
16．（2020·贵州·模拟预测）元素的性质与原子结构、元素在周期表中的位置有着密切的关系。回答下列问题：
（1）如图表示某短周期元素X的前五级电离能（I）的对数值，试推测并写出X的元素符号___。
（2）化合物甲与SO2所含元素种类相同，两者互为等电子体，请写出甲的化学式___，甲分子中心原子的杂化类型是___。
（3）配位化学创始人维尔纳发现，将1mo1CoC13·5NH3（紫红色）和1mo1CoC13•4NH3（绿色）溶于水，加入AgNO3溶液，立即沉淀的AgCl分别为2mo1、1mol。则紫红色配合物中配离子的化学式为___，绿色配合物中Co的配位数为___。
（4）某稀土元素M的氧化物晶体为立方晶胞，其结构如图所示，图中小球代表氧离子，大球代表M离子。
①写出该氧化物的化学式___。
②已知该晶体密度为ρg·cm-3，晶胞参数为anm，NA为阿伏伽德罗常数的值。则M的相对原子质量Mr=___（用含ρ、a等的代数式表示）；
③以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图中原子1（M原子）的坐标为（，，），则原子2(M原子）的坐标为___。
17．（2020·贵州黔东南·模拟预测）2018年11月《Nature Energy》报道了中科院大连化学物理研究所科学家用Ni- BaH2 /Al2O3、Ni- LiH等作催化剂，实现了在常压、100-300℃的条件下合成氨。
（1）在元素周期表中，氧和与其相邻且同周期的两种元素的第一电离能由大到小的顺序为 __ ；基态Ni2+的核外电子排布式为 ___，若该离子核外电子空间运动状态有15种，则该离子处于 ___（填“基”或“激发”）态。
（2）氨在粮食生产、国防中有着无可替代的地位，也是重要的化工原料，可用于合成氨基酸、硝酸、TNT等。甘氨酸（NH2CH2COOH）是组成最简单的氨基酸，熔点为182℃，沸点为233℃。
①硝酸溶液中NO3⁻的空间构型为____。
②甘氨酸中N原子的杂化类型为____，分子中σ键与π键的个数比为____，晶体类型是 ___，其熔点、沸点远高于相对分子质量几乎相等的丙酸（熔点为-2l℃，沸点为141℃）的主要原因：一是甘氨酸能形成内盐；二是____。
（3）NH3分子中的键角为107°，但在[Cu(NH3)4]2+离子中NH3分子的键角如图l所示，导致这种变化的原因是____
（4）亚氨基锂（Li2NH）是一种储氢容量高、安全性能好的固体储氢材料，其晶胞结构如图2所示，若晶胞参数为d pm，密度为ρg/cm3，则阿伏伽德罗常数NA=____（列出表达式）mol-l。
18．（2020·贵州铜仁·三模）在电解炼铝过程中加入冰晶石(用“A”代替)，可起到降低Al2O3熔点的作用。冰晶石的生产原理为 2Al(OH)3＋12HF＋3Na2CO3=2Al＋3CO2↑＋9H2O。根据题意完成下列填空：
（1）冰晶石的化学式为____________， 含有离子键、____________等化学键。
（2）生成物中含有10个电子的分子是________(写分子式)，该分子的空间构型_______，中心原子的杂化方式为___________________。
（3）反应物中电负性最大的元素为________(填元素符号)，写出其原子最外层的电子排布图：_______________。
（4）冰晶石由两种微粒构成，冰晶石的晶胞结构如图甲所示，●位于大立方体的顶点和面心，○位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，那么大立方体的体心处所代表的微粒是__________(填微粒符号)。
（5）Al单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶胞特征如图丙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丁所示：
若已知Al的原子半径为d，NA代表阿伏伽德罗常数，Al的相对原子质量为M，则一个晶胞中Al原子的数目为___________个；Al晶体的密度为________(用字母表示)。
参考答案：
1．(1) ds O＞N＞C 4 sp2、sp3
(2) NH3与H2O之间能够形成分子间氢键，且NH3和H2O均为极性分子，且NH3和H2O能够发生反应 NH3 平面三角形
(3) CD 32 2:1
【解析】(1)
①Cu是29号元素，基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，属于过渡元素，价电子包括3d、4s电子，在元素周期表中铜位于ds区。同周期主族元素电负性随原子序数增大而递增， C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C。
②邻氨基吡啶的铜配合物中，Cu2+形成2个Cu-N、2个Cu-O、形成4个配位键，配位数是4。吡啶环上形成配位键的N原子采取sp2杂化，而氨基中N原子形成3个σ键、还有1对孤电子对，N原子杂化轨道数目为4，N原子采取sp3杂化；则N原子的杂化类型有sp2、sp3。
(2)
①1体积水可溶解约1体积CO2，1体积水可溶解约700体积NH3，NH3极易溶于水的原因是：NH3与H2O之间能够形成分子间氢键，且NH3和H2O均为极性分子，且NH3和H2O能够发生反应，导致NH3极易溶于水。氨气极易溶于水所得溶液呈碱性，饱和食盐水中通氨气、继续通过量二氧化碳则生成碳酸氢根，碳酸氢钠溶解度小、形成碳酸氢钠的过饱和溶液、则析出碳酸氢钠晶体，故反应时，向饱和NaCl溶液中先通入NH3。
②中心原子的价层电子对数为：3+=3，无孤电子对，则其空间结构为平面三角形。
(3)
A．石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，故A错误；
B．每个C原子形成3个σ键，且不存在孤电子对，C原子为sp2杂化，故B错误；
C．石墨晶体由碳原子构成、层内每个C原子通过3个σ键，层与层之间的作用力为分子间作用力，则石墨属于混合晶体，故C正确；
D．每个C原子为3个环共有，则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子数为2，故D正确；
答案选CD。
②金刚石的晶胞中碳原子位于顶点8个，面心上下左右前后6个，体内两层对角线各2个共4个，一个晶胞中单独占有碳原子数目=4+8×+6×=8，T-碳的晶体结构可以看成金刚石晶体中每个碳原子被一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代，故含有碳个数为8×4=32个。T-碳的密度约为金刚石的一半，而根据晶胞中原子的数目，可知T-碳晶胞质量为金刚石的4倍，根据，T-碳晶胞的体积应该是金刚石的8倍，而晶胞棱长=，故即T-碳晶胞的边长和金刚石晶胞的边长之比为2:1。
2．(1) +或- Ge＞Ga＞Ca
(2) ds ＞ 中N原子为sp杂化，键角180°；中N原子为sp2杂化，键角接近120°
(3) sp2、sp3 15NA abe
(4)
【详解】（1）基态的Ga原子的价电子排布为4s24p1，价电子自旋磁量子数的代数和为；同周期从左往右电负性增强，同主族从上往下电负性减弱，故Ca、Ga、Ge 三种元素的电负性由大到小的顺序为：Ge＞Ga＞Ca；
（2）Cu的核外价层电子排布为3d104s1，位于元素周期表的ds区；的中心原子价层电子对数为：，N原子为sp杂化，键角为180o，的中心原子价层电子对数为：，N原子为sp2杂化，键角约为120o，故键角：>，根据是：中N原子为sp杂化，键角180°；中N原子为sp2杂化，键角接近120°；
（3）从丁二酮肟的结构简式可以看出，甲基碳原子为sp3杂化，碳氮双键中的碳原子为sp2杂化，故碳原子杂化方式为sp2、sp3；1 mol丁二酮肟分子中含有σ键的数目为[2（3+1+1+2）+1]NA=15NA；二 (丁二酮肟)合镍分子中，存在的化学键有：碳碳非极性键、碳氮π键、氮镍配位键，还存在氢键，但氢键不是化学键，故存在的化学键为：abe；
（4）Xe-F键长为rpm，换成分数坐标的长度为，故原子C的分数坐标为：；根据均摊法，晶胞中：XeF2的个数为：，晶胞的密度为：。
3．(1) 6p
(2) V形 sp3杂化 N＞O＞C BC
(3) CaTiO3
【解析】(1)
Pb是第六周期元素，是第IVA族元素，价电子排布为ns2np2，基态Pb原子中，电子占据的最高能级为6p。基态碳的价电子排布为2s22p2，则基态C原子的价电子排布图；故答案为：6p；。
(2)
①PbI2中Pb价层电子对数为2+1=3，则分子的构型是“V”形；故答案为：V形。
②DMF中，N有三个共价键，还有一对孤对电子，因此N原子的杂化方式是sp3杂化。根据同周期从左到右第一电离能呈增大的趋势，但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，因此C、N、O三种元素第一电离能性从大到小的顺序是N＞O＞C。DMF中存在的化学键有碳氧双键中有σ键和π键，还有碳氮极性键，因此没有非极性键和离子键即键型不包括下列说法中的BC；故答案为：sp3杂化；N＞O＞C；BC。
(3)
①根据右边得到Ca有1个，Ti有个，O有个，因此该晶胞中钙钛矿的分子式是CaTiO3；故答案为：CaTiO3。
②设NA为阿伏伽德罗常数的值，若已知钙钛矿[b]型的密度约为ρ g/cm3，则，解得，钙钛矿[b]型晶胞中两个O原子的最短距离是面对角线的一半即nm；故答案为：。
4．(1)
(2) N sp2 N C原子无孤电子对，N的电负性小于O，更易给出孤电子对
(3) 正四面体 1 : 1
(4) MgNi3C
【详解】（1）Ni元素为28号元素，基态Ni原子核外电子排布式为[Ar]3d84s2，则价电子排布图：；
（2）①组成该镍配合物的元素中，第二周期元素有N、O和C，其中N的价层电子排布式为2s22p3，2p能级为半满的稳定结构，第一电离能最大，配合物中N有两个σ键电子对，一个孤电子对，价层电子对为3，其杂化方式为：sp2；
②该配合物中只有一种元素的原子与Ni2+配位，则与镍配位的原子为N，原因为C原子无孤电子对，N的电负性小于0，更易给出孤电子对，故答案为：N；C原子无孤电子对，N的电负性小于O，更易给出孤电子对；
（3）Ni(CO)4当中Ni原子形成了4个配位键，其价层电子对数为4，根据价层电子对互斥理论可知，其空间构型为正四面体；lmol Ni(CO)4中σ键为8mol，其配体CO，一个CO中含有2个π键则其中π键为8mol，Ni(CO)4中含有的σ键与π键的数目之比为1 : 1；
（4）①晶胞中Mg位于8个顶点，个数，C位于体心，个数=1，Ni位于6个面心，个数，该新型超导材料的化学式为MgNi3C；
②若晶胞参数为a nm，根据，则，，即该晶体的密度为。
5．(1) 3d24s2 3
(2)TiF4为离子晶体，熔点最高，TiCl4、TiBr4、TiI4为分子晶体，相对分子质量依次增大，范德华力依次增强，熔点依次升高
(3) O＞C＞H C和O
(4) 4 ×107 0.85
【详解】（1）已知钛是22号元素，故基态钛原子的价电子排布式为3d24s2，则钛的基态原子核外有2个未成对电子数，则与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有价电子分别为3d84s2、4s24p2、4s24p4等3种，故答案为：3d24s2；3；
（2）化合物TiF4为离子晶体，而TiCl4、TiBr4、TiI4均为分子晶体，离子晶体的熔沸点高于分子晶体，TiCl4、TiBr4、TiI4分子组成与结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，故答案为：TiF4为离子晶体，熔点最高，TiCl4、TiBr4、TiI4为分子晶体，相对分子质量依次增大，范德华力依次增强，熔点依次升高；
（3）①根据同一周期从左往右元素的电负性依次增大，在碳氢化合物中H显正价，故配合物中H、C、O三种元素的电负性由大到小的排列顺序为O＞C＞H，故答案为：O＞C＞H；
②配位键是指一方提供孤对电子另一方提供空轨道形成的共价键，故该配位化合物中的配位键如图所示：，故答案为： ；
③由题干配合物的结构简式可知，配合物中非金属元素的含氧酸根的中心原子杂化轨道类型是sp2的是含有双键的碳原子和氧原子，故答案为：C和O；
（4）用B掺杂TiN后(晶胞结构中只是B原子部分代替钛原子)，其晶胞结构如图所示，由图中可知距离Ti最近的B有4个，1个晶胞中含有N原子个数为：，B为1个，Ti为：个，设晶胞的边长为acm，则有：NA a3cm3ρg/cm3=(4×14+11+3×48)g，解得：a=cm，Ti与B的最近距离为面对角线的一半，则为=×107nm；一个TiN晶胞中含有Ti的个数为：个，N原子个数为： 个，故掺杂B后的晶体密度是TiN晶体的=0.85倍，故答案为：4；×107；0.85。
6．(1)
(2) 大于 Na2S和K2S均为离子晶体，两种化合物中S2-半径相同，Na+的半径更小，离子键更强，Na2S的熔点更高
(3) 四面体形 sp3
(4)SnO
(5) 4 (，0，) 六方最密堆积
(6)×100
【详解】（1）S为16号元素，价层电子排布式为3s24p4，轨道表示式为；
（2）Na2S和K2S均为离子晶体，两种化合物中S2-半径相同，Na+的半径更小，离子键更强，所以硫化钠的熔点大于硫化钾；
（3）S2O与SO为等电子体，所以二者空间构型相似，但由于S2O中一个O原子被S原子代替，所以不是正四面体形，而是四面体形，中心S原子杂化方式相同，均为sp3杂化；
（4）硫酸根为SO、连二硫酸根离子为S2O、连三硫酸根离子为S3O，结合图示可知若S原子数为n，则O原子为2n+2，电荷数不变，所以通式为SnO；
（5）根据晶胞结构可知，Zn2+位于S2-形成的正四面体中心，所以Zn2+的配位数为4；A为原点，B为(1， 1， 1)，即晶胞棱长为单位1，C位于底面面心，坐标应为(，0，)；纤锌矿的晶胞为平行六棱柱，所以其堆积模型为六方最密堆积；
（6）晶胞边长为a，则晶胞体积为a3，晶胞中有4个Zn2+，晶体化学式为ZnS，所以也有4个S2-，则离子的体积为π[+]×4，所以空间占有率为×100%=×100%。
7． bd Fe的原子半径比Ca的原子半径小，价电子数更多，金属键更强 正四面体
【分析】根据铁原子的电子排布式和Fe3+的电子排布式写出Fe3+的价电子排布式；根据铁氯化钾的结构，判断该结构中所含键的数目；根据属于体心立方堆积，属于面心立方最密堆积判断正确选项；根据Fe和Ca的结构，由金属键判断熔沸点高低的原因；根据题中信息，计算晶体的化学式；根据晶胞的结构，由“均摊法”进行晶胞的相关计算；据此解答。
【详解】(1)Fe的原子序数为26，核内26个质子，核外26个电子，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，Fe3+是Fe原子失去最外层2个电子和次外层一个电子形成的，则铁离子的价电子排布式为3d5；该配合物中，甲基和乙基上的碳原子形成4个σ键且不含孤电子对，杂化轨道数目为4，碳原子杂化方式为sp3杂化，碳碳双键、酯基中C碳原子形成3个σ键且不含孤电子对，杂化轨道数目为3，碳原子杂化方式为sp2杂化；答案为3d5；sp2、sp3。
(2)[Fe(CN)6]3+中Fe3+与CN-之间形成配位键，属于σ键、CN-中C原子与N原子之间形成1个σ键，[Fe(CN)6]3+含有12个σ键，1mol[Fe(CN)6]3+离子中所含σ键的数目为12NA；答案为12NA。
(3)a．由可知，属于体心立方堆积，空间利用率为68%，故a错误；
b．由可知，属于面心立方最密堆积，面心立方最密堆积配位数为12，故b正确；
c．金属延展时，金属键不变，金属结构不变，所以延展时，不可能转变为，故c错误；
d．金属铁的导电性是由于在Fe中含有自由移动的电子，在通电时自由电子改作定向移动形成电流，故d正确；
答案为bd。
(4)Fe与Ca位于同一周期且最外层电子构型相同，铁的熔点和沸点均比钙的高，是因为二者均为金属晶体，金属键越强，熔沸点越高，Fe的原子半径比Ca的小，价电子数更多，金属键更强；答案为Fe的原子半径比Ca的原子半径小，价电子数更多，金属键更强。
(5)某蓝色晶体中，Fe2+、Fe3+分别占据立方体互不相邻的顶点，Fe2+、Fe3+个数都是4×=0.5，立方体的每条棱上均有一个CN-，CN-个数=12×=3，根据电荷守恒得K+个数==0.5，所以Fe2+、Fe3+、CN-、K+个数之比=0.5:0.5:3:0.5=1:1:6:1，所以该晶体的化学式为KFe[Fe(CN)6]；立方体中Fe3+间连接起来形成的空间构型为正四面体形；答案为KFe[Fe(CN)]6；正四面体。
(6)晶胞边长为anm=a×10-7cm，晶胞体积V=(a×10-7cm)3，该晶胞中Fe2+个数=1+12×=4，个数=8×+6×=4，其晶体密度ρ=═g·cm-3=g·cm-3=g·cm-3；晶胞中Fe2+位于所形成的八面体的体心，该正八面体的边长为每个面对角线长度的一半，即正八面体的边长=；答案为；。
8． 1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2 大于 小于 CaO·3MgO·4SiO2·2H2O (n≥3) sp3 共价键 六方最紧密堆积(A3型)
【分析】根据Ca的原子序数和核外电子排布规律写出Ca的电子排布式；根据第一电离能递变规律和电负性规律判断第一电离能Mg和Ca的大小和Si和O的电负性大小；根据硅酸盐写成氧化物规则写出其氧化物形式；根据题中图示信息写出二硅酸根和环状多硅酸根的通式及依据正四面体结构判断Si原子的杂化形式，化学键类型；根据题中图示判断堆积方式和晶胞的有关计算；据此解答。
【详解】(1)Ca的原子序数为20，核内20个质子，核外20个电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2；答案为1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2。
(2)同主族元素从上到下，第一电离能依次减小，Mg和Ca属于同主族元素，且原子序数Mg＜Ca，则第一电离能Mg＞Ca，即第一电离能Mg大于Ca；元素的非金属性越强，电负性越大，同周期元素从左到右，非金属性依次增强，C、O属于同周期元素，原子序数C＜O，非金属性C＜O，同主族元素从上到下，非金属性依次减弱，C、Si属于同主族元素，原子序数C＜Si，非金属性C＞Si，所以非金属性Si＜O，则电负性Si＜O，即电负性Si小于O；答案为大于，小于。
(3)硅酸盐改写成氧化物的形式为活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•SiO2•H2O，同时要遵循原子守恒，某钙镁硅酸盐(CaMg3Si4H4O14)可表示为CaO·3MgO·4SiO2·2H2O；答案为CaO·3MgO·4SiO2·2H2O。
(4)正硅酸盐的结构如图a ，二硅酸盐的结构如图b ，该结构中有2个Si和7个O，二硅酸根可表示为，环状硅酸盐的结构如图c，由图c可知，3个Si时为，6个Si时为，从而得出通式为(n≥3)，硅酸盐中，正硅酸盐以结构为正四面体结构，中心原子Si原子采取了sp3杂化方式，原子与原子之间以共价键结合；答案为，(n≥3)，sp3，共价键。
(5)由图示 可知，堆积方式为六方最紧密堆积(A3型)。为了计算的方便，选取该六棱柱结构进行计算，六棱柱顶点的原子是6个六棱柱共用的，面心是两个六棱柱共用，所以该六棱柱中的Mg原子为12×+2×+3=6个，所以一个晶胞的质量为g，该六棱柱的底面为正六边形，边长为a cm，底面的面积为6个边长为acm的正三角形面积之和，根据正三角形面积的计算公式，该底面的面积为6×cm2，高为h cm，所以体积为V=6×cm2×hcm=cm3，Mg的密度为ρ===g·cm-3；答案为六方最紧密堆积(A3型)，。
9． AC E N>O>C C 1 sp 1s22s22p63s23p6 离子键
【详解】(1)CH2=CHCH3中有极性共价键C-H，有非极性键C-C；分子间有范德华力；
(2)第一电离能由大到小：N>O>C，氮原子的p轨道中电子处于半充满状态，较为稳定；同周期正常从左到右电离能由增大的趋势，原子半径最大的是C；N的成键电子数是2对，还有1对孤电子对，有1对成对电子对
(3) 与互为等电子体，二氧化碳中碳原子为sp杂化，故中，中心原子的杂化类型为sp杂化；
(4)①基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p6；
②该晶体为离子晶体，在该晶胞中金属离子与氧离子间的作用力为离子键；
③晶胞顶面面心处的氧原子与Ti原子的x轴与y轴坐标相同，因为Ti原子在正方体体心位置，故氧原子坐标为；
④根据晶胞结构可以算出，Ca：；Ti：1；O：；质量=密度×体积，故，。
10． d Cl>P>S NH3分子间存在着氢键 sp3 4:1 6 (，，) ×1010
【详解】(1)Mn为25号元素，位于元素周期表的第四周期第ⅦB族，为过渡元素，属于d区，基态锰原子的价电子排布式为3d54s2，因此价电子排布图为；
(2)同周期从左往右第一电离能增大，第ⅡA族、ⅤA族比同周期相邻主族元素大，则P、S、Cl三种元素的第一电离能由大到小顺序为Cl>P>S；
(3)NH3的沸点高于PH3，原因是NH3分子间存在着氢键；
(4)中N原子的价层电子对数=3+=4，N原子的杂化类型为sp3杂化；
(5)已知P4(白磷)为正四面体结构，与氧气反应生成非极性分子P4O10，其中P在空间的相对位置不变，其空间构型为，有12个P-O单键，4个P=O双键，单键为σ键，每个双键由1个σ键和1个π键构成，则P4O10中σ键和π键的数目之比=(12+4):4=4:1；
(6)由晶胞可知与体心Fe2+距离最近且等距离的S在面心，数目为6；体心Fe2+到原点(0，0，0)的横纵坐标均为，则该晶胞中体心Fe2+的坐标为(，，)；
(7)FeS2晶胞中Fe的个数=1+12×=4，S的个数=(6×+8×)×2=8，则1个晶胞的质量为g=g，1个晶胞的体积为(a×10-10)3cm3，则g =(a×10-10)3cm3×d g·cm-3，因此可得a=×1010。
11． 4s24p5 F>O>Cl>Br Al3+的半径小于Mg2+，其离子所带电荷数多，离子键强，晶格能大 三角锥形 sp3 10 孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对之间的斥力，斥力大
【详解】(1)溴的原子序数为35，核外电子排布为2、8、18、7，价电子排布式为：4s24p5，F、Cl、Br为同主族元素从上到下电负性减弱，O和F为同周期元素，从左到右电负性增强，再结合氧化物ClO2，O为负价可知O的电负性大于Cl，可得电负性由强到弱为：F>O>Cl>Br，故答案为：4s24p5；F>O>Cl>Br；
(2)Al3+和Mg2+的核外电子排布相同，Al的核电荷数多，离子半径小，同时铝离子的离子电荷数比镁离子多，而离子半径越小，离子所带电荷数越多，离子键越强，晶格能越大，故答案为：Al3+的半径小于Mg2+，其离子所带电荷数多，离子键强，晶格能大；
(3)I离子中心I原子的价层电子对数=，有一对孤电子对，空间构型为三角锥形，中心碘原子采用sp3杂化，故答案为：三角锥形；sp3；
(4)①单键为σ键，双键中有一条是σ键，一条是π键，由结构可知，1mol吡啶分子中含有σ键数目为10mol，即10NA，故答案为：10；
②根据VSEPR理论，孤电子对对键合电子对之间的斥力大于键合电子对对键合电子对之间的斥力，导致键合电子对对键合电子对之间的夹角减小，故答案为：孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对之间的斥力，斥力大；
③吡啶为平面结构，N形成3个共价键，未参与成键的p轨道有一对电子，参与形成离域大π键，每个C原子留有一个p轨道，轨道上留有一个单电子形成大π键，所以吡啶环形成5中心6电子的离域大π键：，故答案为：；
(5)①内部的8个F−形成小立方体结构，该小立方体的棱长等于晶胞棱长的，故图中C到左侧面距离等于晶胞棱长的，即为参数x，到前平面距离为晶胞棱长的，即为参数y，到下底面距离等于晶胞棱长，即为参数z，故C的坐标参数为（，，），故答案为：；；
②由晶胞结构可知8个钙离子位于顶点，6个位于面心，个数为，8个氟离子位于体内，则晶胞的质量为：g，晶胞的边长为0.5462 nm，晶胞体积为：，晶胞的密度=，故答案为：。
12． 8 大于 原子半径较小且价电子数较多，金属键较强 三角锥形 离子键、(非极性)共价键 面心立方 8
【详解】(1)基态原子L能层有8个运动状态不同的电子；基态原子的价电子排布式为，基态原子的价电子排布式为，镁原子最外层轨道达到全充满结构，铝的轨道未达到半充满结构，故镁的第一电离能大于铝的第一电离能；
(2)钙、锰都是金属晶体，金属键强弱决定金属晶体的熔、沸点的高低，锰原子的半径小于钙原子的，锰原子的价电子数比钙原子的多，锰的金属键比钙的强；
(3)电负性：O＞Cl＞Ca，电负性最小的是Ca；中氯原子价层电子对数为4，氯原子采取杂化，VSEPR模型为四面体形，含有一对孤电子对，空间构型为三角锥形；
(4)中的作用力为离子键、非极性共价键；钙离子处于晶胞的顶点与面心位置，从钙离子看该晶体属于面心立方堆积；一个中含2个键，晶胞中数目为，故晶胞中键数目为。
(5)晶胞中含有的镁原子数为，。
13． 2 4s O>N>C>H 6 5NA CH4、SiH4或AlH、BH CH4>NH3>H2O
【详解】(1)基态C原子的电子排布式为，只有s和p轨道，所以核外电子云有两种形状；基态铁原子的价电子排布式为，4s轨道比3d轨道能量高，根据能量最低原理，能量高的优先失去，故先失去4s轨道，故填2、4s；
(2)①该化合物中的非金属元素为C、H、O、N，根据元素周期律，同周期非金属性从左到右依次增强，故非金属性O>N>C，又非金属性C>H，所以这四种元素的非金属性大小顺序为：O>N>C>H，非金属性越强，电负性越强，故填O>N>C>H；
②配离子中有两个单键氧原子可以与中心离子形成环状结构，每个可形成两根键，共有3个可以成键，故配位数为6，故填6；
③的结构为，其中碳氧双键中各含一个σ键和一个π键，碳氧单键、碳碳单键之间均为σ键，共有5个σ键，即1mol中存在5NA个σ键，中碳氧双键的离域电子数为2，两个双键，共4个离域电子，碳氧单键中的氧原子提供两个离域电子，这样的离域电子有4个，共计8个离域电子，综上草酸离子的大π键可表示为，故填5NA、；
(3)价电子数=(最外层电子数—电荷数)÷2，正电荷即减，负电荷即加，铵根价电子数为(5+4×1-1)÷2=4，满足价电子数为4，且原子个数为5的微粒有、、、；N4中，要N原子满足8电子稳定结构，则每个N原子连三根键，满足此条件的N4的空间结构为正四面体，结构简式为；电负性越强，成键电子对更偏向于电负性强的原子，NH3、CH4、H2O三种物质的中心原子都是sp3杂化，杂化轨道都是正四面体构形，其中CH4是等性杂化，四条杂化轨道都是成键电子，键角=正常正四面体键角=109°28′，NH3和H2O都是不等性杂化，中心原子N、O分别有1条、2条杂化轨道填入孤对电子，孤对电子的排斥力比成键电子大，因此键角被压缩，孤对电子数越多，斥力越大，键角被压缩的越小，所以键角大小顺序为CH4>NH3>H2O。故填或、、、 、CH4>NH3>H2O；
(4) 在铁晶胞中，与一个铁原子最近的铁原子距离为立方体边长的，这样的原子有八个，因为铁原子的半径是r pm，根据铁晶胞的结构可知，晶胞的边长为，在每个晶胞中含有铁原子的数目为=2个，晶胞密度ρ=====，故填；
【点睛】孤对电子的斥力大于成键电子对，孤对电子越多，斥力越大。
14． sp2 极性 平面三角形 O>C>W C原子半径比 O 大，电负性小，对孤对电子吸引较弱， 所以 C 原子更易提供孤对电子，更容易形成配位键 AB KFe2(CN)6 是 正八面体 5.2
【分析】(1)Co元素是27号元素，核外电子排布式为：[Ar]3d74s2，据此写轨道排布式；根据石墨结构分析杂化方式；
(2)根据价层电子互斥理论确定分子构型；
(3)按电负性规律比较几种元素的电负性、进行排序；在六羰基钨中，W是中心原子，CO是配体，比较形成配位键时C原子在哪一方面比O原子有优势即可；
(4)按信息：多原子分子中各原子若在同一平面内，且有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”， 结合选项进行判断；
(5)根据图1离子晶胞结构、用均摊法计算，Fe2+、Fe3+与CN-的个数并书写络合后形成的离子的化学式；
(6) 用均摊法计算晶胞的质量、按已知条件计算晶胞的体积，按密度定义ρ=计算晶胞的密度即可；
【详解】(1)Co元素是27号元素，核外电子排布式为：[Ar]3d74s2，3d上有3个未成对电子，则其价电子的轨道排布式为；石墨是平面层状结构、石墨烯可看作单层石墨，单壁碳纳米管可看作石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圆柱体，则碳原子均形成3个C-C键，杂化轨道为3，碳原子杂化方式为：sp2；
(2) 甲硫醛（CH2S）与甲醛分子互为等电子体，按等电子原理，它们具有相同的结构特征，故它们中C原子形成3个σ键，1个π键，VSEPR构型为平面三角形，正负电荷中心不重合，属于极性分子；
(3)同周期主族元素自左而右电负性增大，一般非金属性越强电负性越大，故电负性：O>C>W；在六羰基钨[W(CO)6]分子中，W是中心原子，CO是配体，由于C原子半径比O大，电负性小，对孤对电子的吸引力较弱，更容易形成配位键，所以配体CO中与W形成配位的原子是C而不是O；
(4)已知信息：多原子分子中各原子若在同一平面内，且有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”，A. 苯分子中每个碳原子都采用sp2杂化，则6个碳原子均有未参与杂化的相互平行的p轨道，故苯环上的C原子可以形成“离域π键”，其“离域π键”为，A选；B. 二氧化硫分子中S上的孤电子对数为，价层电子对数=2+1=3，故中心原子为sp2杂化，空间构型为V字形，中心原子S与两个O原子中有相互平行的p轨道，可以形成“离域π键”，其“离域π键”为，B选；C. 四氯化碳分子中只存在σ键，不存在π键，C不选；D. 环己烷分子中只存在σ键，不存在π键，D不选；故答案为：AB；
(5)根据图1离子晶胞结构分析，Fe2+为4×=个，Fe3+为4×=个，CN-为12×=3个，离子数目比为1:1:6，络合后形成的离子为[(CN)3-，所以该离子形成的钾盐的化学式为K0.5[(CN)3]，即KFe2(CN)6；
(6)根据晶胞粒子的排布，该立方体是Fe3O4的晶胞，立方体中Fe3+处于围成的正八面体空隙，1个立方体中含有Fe3+的个数为4×+3×=2个，含有Fe2+的个数为1个，含有O2-的个数为12×+1=4个，则晶体密度即晶胞的密度为ρ===5.2g/cm3。
【点睛】根据晶胞粒子的排布，确定晶胞中微粒的个数，根据ρ=计算。
15． 3:2 正四面体 NH4+ bc r(Fe2+)＜r(Co2+)，晶格能FeO＞CoO，FeCO3比CoCO3易分解 六方最密堆积方式 12
【分析】(1)①钒是23号元素，外围5个电子排布于3d、4s轨道上，价电子排布式为3d34s2；
②根据图1可知，V2O5分子中含有6个σ键和4个π键；VO43-中V原子的价层电子对数=4+=4，无孤电子对，VSEPR模型为正四面体；
(2)根据氯化铝的熔点确定其晶体类型，熔点较低的化合物一般为分子晶体，二聚物Al2Cl6中Al有4个Al-Cl键、含有配位键，氯化铝是非极性分子、易溶于有机溶剂；
(3)不溶性碳酸盐分解的过程实质是金属阳离子与碳酸根中的氧离子结合的过程，金属阳离子半径越小、与氧离子形成的离子键越强，碳酸盐分解的温度越低；
(4)Ga原子采用六方最密堆积方式，每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为12；晶胞中Ga原子数为1+4×+4×=2，N原子数为1+2×+2×=2，晶胞的质量m=g，根据密度公式计算晶体密度。
【详解】(1)①钒是23号元素，核外有23个电子，价电子排布式为3d34s2，价电子排布图是；
②根据图1可知，V2O5分子中含有4个V=O双键和2个V−O单键，一个双键含有1个σ键和1个π键，单键均为σ键，所以V2O5分子中含有6个σ键和4个π键，σ键和π键数目之比为3:2； VO43-中V原子的价层电子对数=4+=4，无孤电子对，VSEPR模型和空间构型均为正四面体，所以与VO43-空间构型相同的一种阳离子为NH4+；
(2)a．氯化铝熔点较低，所以为分子晶体，故a正确；
b．Al的价层电子对数为4，采用sp3杂化，故b错误；
c．氯化铝是非极性分子、易溶于水和有机溶剂，故c错误；
d．蒸气或熔融状态以Al2Cl6形式存在，氯化铝中铝原子最外层电子只有3个电子，每个铝原子和四个氯原子形成共价键，且其中一个共用电子对是氯原子提供，所以含有配位键，故d正确；
故答案为：bc；
(3)不溶性碳酸盐分解的过程实质是金属阳离子与碳酸根中的氧离子结合的过程，金属阳离子半径越小，形成的氧化物晶格能越大、物质越稳定，由于r(Fe2+)＜r(Co2+)，所以FeCO3的分解温度低于CoCO3；
(4)晶胞图中Ga原子采用六方最密堆积方式，以结构单元上底面面心的Ga原子研究，上底面6个顶点Ga原子、内部的3个Ga原子之距离最近且相等，与上底面共面的结构单元内还有3个Ga原子，故每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为12；晶胞中Ga原子数为1+4×+4×=2，N原子数为1+2×+2×=2，晶胞的质量m=g，晶胞体积V=2×sin60∘a2bcm3=a2bcm3，晶体密度ρ=g⋅cm−3=g/cm3。
16． Mg S2O或OS2 sp2 [Co(NH3)5Cl]2+ 6 MO2
【详解】（1）根据图象可以发现该元素的第三电离能显著增大，因此推测其为第二主族元素，而铍只有4个电子，不可能有第五电离能，因此只能为镁元素，其元素符号为；
（2）将一个氧原子换成一个硫原子，因此的甲的化学式为或，中硫原子是杂化，考虑到等电子体的结构类似，因此分子中心原子的杂化类型也为；
（3）根据分析，1mol紫红色的物质中有2mol位于外界，因此剩下的1mol位于内界，其配离子的化学式为，而1mol绿色的物质中有1mol位于外界，因此剩下的2mol位于内界，因此其配位数为4+2＝6；
（4）①四个大球全部位于晶胞内部，因此按1个来算，而位于顶点的氧原子按来计算，位于棱心的氧原子按来计算，位于面心的氧原子按来计算，位于体心的氧原子按1个来计算，因此一共有个氧原子，根据分析，一个晶胞内有4个M离子和8个氧离子，因此其化学式为；
②分子内有4个M和8个氧，因此一个晶胞的质量为，晶体的体积为，代入后化简即可得到；
③把整个晶胞划分为8个小方块，则1号小球相当于左、上、后小方块的体心，2号小球相当于右、下、后小方块的体心，因此其坐标为。
17． F>N>O 1s22s22p63s23p63d8或[Ar] 3d8 激发 平面三角形 sp3 9:1 分子晶体 分子数相同时，甘氨酸分子间形成的氢键数目比丙酸分子间形成的氢键数目多（或甘氨酸中氨基的存在也会使分子间产生氢键） 形成配合离子后，配位键与NH3中N—H键之间的排斥力小于原孤对电子与NH3中N—H键之间的排斥力，故配合离子中NH3的N—H键间的键角变大；
【详解】(1)与氧相邻且同周期的元素为N和F，由于N原子最外层电子为半充满状态，第一电离能较大，所以三者第一电离能由大到小的顺序为F>N>O；Ni元素为28号元素，失去最外层两个电子形成Ni2+，基态Ni2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8或[Ar] 3d8；基态Ni2+的核外电子空间运动状态有1+1+3+1+3+5=14种，若该离子核外电子空间运动状态有15种，则该离子处于激发态；
(2)①NO3⁻的中心原子价层电子对数为=3，孤电子对数为0，所以空间构型为平面三角形；
②甘氨酸(NH2CH2COOH)中N原子形成两个N-H键和一个N-C键，达到饱和状态，价层电子对数为4，所以为sp3杂化；分子中碳氧双键中存在一个π键，其余共价键均为σ键，所以分子中σ键与π键的个数比为9:1；甘氨酸熔沸点较低属于分子晶体；分子数相同时，甘氨酸分子间形成的氢键数目比丙酸分子间形成的氢键数目多（或甘氨酸中氨基的存在也会使分子间产生氢键）；
(3)形成配合离子后，配位键与NH3中N—H键之间的排斥力小于原孤对电子与NH3中N—H键之间的排斥力，故配合离子中NH3的N—H键间的键角变大；
(4)根据均摊法，该晶胞中Li原子个数为8，其分子式为Li2NH，则晶胞中NH原子团的个数为4，则晶胞的质量为m=g，晶胞参数为d pm=d×10-10cm，所以晶胞的体积V=d3×10-30cm3，则密度 ，解得NA=。
【点睛】含有—OH、—NH2等基团的物质容易形成分子间氢键，使熔沸点升高；甲烷和氨气均为sp3杂化，但由于σ键对σ键的排斥力小于孤电子对σ键的排斥力，所以甲烷分子中键角比氨气分子中键角大。
18． Na3AlF6 共价键、配位键 H2O V形 sp3 F Na＋ 4
【详解】(1)冰晶石的成分是Na3AlF6，该物质中Na+和AlF6-之间存在离子键，Al原子和F原子之间存在配位键和共价键，故答案为Na3AlF6；共价键和配位键；
(2)H2O中含有10个电子，水分子中含有2个共价单键和2个孤电子对，所以其空间构型为V形，O原子采用杂化，故答案为H2O；V形；sp3；
(3)元素的非金属性越强，其电负性越强，所以电负性最强的是F元素；F原子核外最外层上s、p能级，s、p能级上电子分别是2、5，其最外层轨道表示式为，故答案为F；；
(4)●的个数=8×+6×=4，○个数=12×+8+1=12，要使两种离子的个数之比为1：3，则大立方体的体心处所代表的微粒是Na+，故答案为Na+；
(5)该晶胞中Al原子个数=8×+6×=4，该晶胞棱长==2d，所以晶胞的体积=(2d)3，ρ===，故答案为4；。
【点睛】本题涉及晶胞的计算、化学键的判断、原子杂化方式等知识点，利用均摊法、价层电子对互斥理论等知识点分析是解答的关键。本题的难点是晶胞的计算，注意(5)中棱长不是Al原子直径，为易错点。
相关试卷
上海高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-135晶体结构与性质（1）： 这是一份上海高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-135晶体结构与性质（1），共25页。试卷主要包含了单选题，实验题，结构与性质，填空题等内容，欢迎下载使用。
上海高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-137晶体结构与性质（3）： 这是一份上海高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-137晶体结构与性质（3），共21页。试卷主要包含了单选题，结构与性质，填空题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
上海高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-135晶体结构与性质（1）： 这是一份上海高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-135晶体结构与性质（1），共25页。试卷主要包含了单选题，实验题，结构与性质，填空题等内容，欢迎下载使用。
