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陕西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-25晶体结构与性质
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这是一份陕西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-25晶体结构与性质，共29页。试卷主要包含了单选题，结构与性质等内容，欢迎下载使用。
陕西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-25晶体结构与性质
一、单选题
1．（2022·陕西西安·模拟预测）石棉属于硅酸盐，一种石棉的组成为XY3Z4W12，组成元素X、Y、Z、W的原子序数≤20，X是构成人体骨骼的重要成分，Y与X同主族；W的一种单质是大气污染物。下列说法错误的是
A．X与Z的氧化物晶体类型相同 B．化合物XW2中含有非极性共价键
C．石棉属于天然纤维 D．最高价氧化物水化物的碱性：X＞Y
二、结构与性质
2．（2023·陕西西安·统考一模）氮的化合物在工业生产中有重要用途，请回答下列问题：
(1)[Ni(N2H4)2](N3)2是一种富氮含能材料。写出一种与N互为等电子体的分子： (填化学式)；实验数据表明键角：NH3＞PH3＞AsH3，分析原因是 。
(2)氮与碳还能形成一种离子液体的正离子，为使该正离子以单个形式存在以获得良好的溶解性能，与N原子相连的－C2H5，不能被H原子替换，原因是 。
(3)配合物顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是临床使用的第一代铂类抗癌药物。顺铂的抗癌机理：在铜转运蛋白的作用下，顺铂进入人体细胞发生水解，生成的Pt(NH3)2(OH)Cl破坏DNA的结构，阻止癌细胞增殖。如：
①基态Cu原子价层电子的轨道表示式为 ，鸟嘌呤中氮原子的杂化方式为 。构成鸟嘌呤的元素电负性由大到小的顺序 。
②在Pt(NH3)2Cl2中，配体与铂(Ⅱ)的结合能力：Cl- NH3(填“＞”或“＜”)。
③顺铂和反铂互为同分异构体，两者的结构和性质如表。
顺铂
反铂
结构
25℃时溶解度/g
0.2577
0.0366
请从分子结构角度解释顺铂在水中的溶解度大于反铂的原因是 。
④顺铂的发现与铂电极的使用有关。铂晶胞为正方体，边长为a nm，结构如图。铂晶体的摩尔体积Vm= m3/mol(阿佛伽德罗常数为NA)。(已知：单位物质的量的物质所具有的体积叫做摩尔体积)
3．（2023·陕西商洛·统考三模）含铜材料用途非常广泛，用超临界CO2/CH3CN及水作电解质，使用碳作载体的铜基催化剂可高效地将CO2还原为HCOOH．回答下列问题：
(1)铜、锌在元素周期表中为相邻元素，铜元素在元素周期表中的位置是 ，基态锌原子的价层电子排布式为 ，铜、锌元素中第一电离能较大的 (填元素符号)。
(2)CH3CN分子中σ键与π键的个数比为 ；CH3CN能与水混溶的原因为 (填一条即可)。
(3)配合物硫酸二乙二胺合铜(Ⅱ){[Cu(En)2]SO4，其中En是乙二胺(H2NCH2CH2NH2)的简写}是铜的一种重要化合物。乙二胺分子中碳原子的杂化方式为 杂化，[Cu(En)2]2+中提供空轨道形成配位键的原子为 。(填元素符号)。
(4)Cu的某氧化物晶胞结构如图。Cu的配位数为 ，该氧化物的化学式为 (Cu不在面上或棱上)。
4．（2023·陕西宝鸡·统考一模）I．2022年4月，大型运输机运−20向塞尔维亚远程运送“常规军事物资”，展示了大国重器“鲲鹏”的突出性能，为世人瞩目。
(1)运−20的外壳大量使用了AM系列Mg−Al−Mn，铝的价电子排布图为 ，第一电离能铝 (填“大于”、“等于”或“小于”)镁，镁原子核外有 种不同运动状态的电子。
(2)为了减轻飞机的起飞重量并保持机身强度，运-20使用了大量的树脂材料，其中一种树脂材料的部分结构如图1所示，其中碳原子的杂化方式为 ，其个数比为 。
Ⅱ．大型飞机的高推重比发动机被誉为航空工业皇冠上的“宝石”，采用大量的金属钨作为耐高温耐磨损材料。
(3)钨元素位于第六周期第VIB族，价电子排布的能级与Cr相同，但排布方式与Cr有所不同，请写出钨原子的价层电子排布式 。
(4)图2为碳和钨形成的一种化合物的晶胞模型，碳原子和钨原子个数比为 ，其中一个钨原子周围距离最近且相等的碳原子有 个。
(5)已知该晶胞边长为acm，高为hcm，NA为阿伏加德罗常数。摩尔质量为M g∙mol−1。该晶体密度为 g∙cm−3。
5．（2023·陕西汉中·统考二模）锌在工业中有重要作用，也是人体必须的微量元素。人体内碳酸酐酶可以使CO2水合和脱水反应速率分别加快13000和25000倍。碳酸酐酶的部分结构如图所示：
回答下列问题：
(1)Zn基态原子核外电子排布式 。
(2)碳酸酐酶的部分结构中与Zn2+配位的原子是 (填元素符号) ；该物质中碳原子的轨道杂化类型是 ；与H2O互为等电子体的一 种微粒为 (填化学式)。
(3)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成，第一电离能I1(Zn) I1(Cu)(填“大于”或“小于”)，原因是 。
(4)Zn(NO3)2 中除了含有离子键以外还含有_______。
A．氢键 B．σ键 C．π键 D．非极性共价键
(5)立方硫化锌晶胞如图所示，该晶体中Zn2+的配位数为 ； 设晶胞中S离子与其最近的Zn离子的距离为d nm，其密度为ρ g·cm-3，阿伏加德罗常数NA为 (用含d、ρ的式子表示)。
6．（2023·陕西·校联考模拟预测）铁在史前就为人们所用。在人类文明发展过程中，铁所起的作用是其他任何元素都不能比拟的。请回答下列问题：
(1)基态铁原子中，价电子电子云的伸展方向有 种。
(2)五羰基合铁[Fe(CO)5]分解制铁晶体，反应过程中断裂和形成的化学键有 ( 填序号)；
A．离子键 B．极性键 C．非极性键 D．配位键 E．金属键 F．范德华力
Fe(CO)5中各元素电负性的大小顺序是 。
(3)绿矾(FeSO4·7H2O)结构如图。
①H2O分别与Fe2+、 的相互作用分别为 、 。
②比较中的键角∠O−S−O H2O中的键角∠H−O−H。 (填“<” “>”或“=”)
(4)铁的化合物种类众多，其中FeF3的熔点高于1000°C，而FeBr3的熔点只有200°C，原因是 。
(5)铁的一种配位化合物(普鲁士蓝)中铁氰骨架结构如图(a)所所示，骨架为正六面体，K+位于骨架的正六面体的空穴中，以平衡铁氰骨架的负电荷，则该钾盐的化学式为 。
(6)一种锂电池的正极材料磷酸铁锂(LiFePO4) 的晶胞结构如上图(b)所示。其中Li+分别位于顶角、棱心、面心，O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。磷酸铁锂晶体的晶胞参数分别为anm、bnm，则磷酸铁锂晶体的摩尔体积Vm= cm3·mol−1 (已知阿伏加德罗常数为NA，晶体的摩尔体积是指单位物质的量晶体所占的体积)。
7．（2023·陕西铜川·统考二模）某些过渡金属(如钛、铜)及其化合物，以其高导电性和丰富的物理化学性质在材料领域大放异彩。
(1)钛比钢轻、比铝硬。基态钛原子的价层电子排布式为 ：钛原子核外电子占据的轨道数 。
(2)铜的下列状态中，失去最外层一个电子所需能量最小的是_______。
A．[Ar]3dl04pl B．[Ar]3d10 C．[Ar]3d94s1 D．[Ar]3d104s1
(3)二氧化钛是良好的光催化剂，可催化转化多种有毒物质，如：可将水中的转化为，将甲基橙、亚甲基蓝、HCHO转化为CO2等。
①的空间构型是 。
②甲基橙、亚甲基蓝中C原子的杂化类型有 ，
③常温下，CO2、HCHO在水中溶解度之比大约是1：500，其主要原因是 。
(4)黄铜矿炼铜过程中会产生SO2，与SO2互为等电子体的分子和阴离子分别为 (各写一种即可)。
(5)钙钛矿型太阳能电池近年越来越受到科学界的关注，其效率提升速度超越过去任何一类电池。某种钙钛矿晶胞如图所示，则钙原子的配位数是 ，若阿伏加德罗常数的值为NA，晶胞中钙原子与氧原子的最近距离为a pm。则该晶胞的密度为 g/cm3.(列出计算式)
8．（2022·陕西榆林·统考二模）微量元素指的是在人体中含量低于人体质量0.005%~0.01%的元素，包括Fe、I、Zn、Se、F、Cu、Co、Si等。
(1)基态Fe原子的价电子排布式为 。
(2)F元素的基态原子核外有 个未成对电子，有 种不同形状的电子云。
(3)为四面体结构，其中Si原子采取的杂化类型为 。与不同，的立体构型为 。
(4)第一电离能：Cu (填“＞”或“＜”)Zn，理由是 。
(5)Co3+的一种配离子[Co(N3)(NH3)5]2+中，Co3+的配位数是 。CoO的熔点是1935℃，CoS的熔点是1135℃，试分析CoO熔点较高的原因： 。
(6)ZnO晶体存在多种结构，其中某种常见的晶胞结构(如图)。其晶胞边长为anm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞密度为 (列出计算式)g∙cm-3。
9．（2022·陕西西安·校联考二模）氢、氮、氧是重要的非金属元素，在新材料和新能源开发中有重要的作用。
(1)下列状态的O中，最容易失去最外层电子的是_______(填序号)。
A．1s22s22p3 B．1s22s22p4 C．1s22s22p33s1 D．1s22s22p23s1
(2)MH中基态H-的核外电子的电子云轮廓图呈 。已知H-(g)=H(g)+e-吸收的能量为73kJ·mol-1，H(g)=H+(g)+e-吸收的能量为1311kJ·mol-1，则H-的第二电离能为 。
(3)作为新型高能含能材料AgN5在炸药、推进剂和发射药等领域具有较高的应用价值。
①N为平面结构，结构为[]，其中N原子的杂化方式是 ，1mol N中σ键总数为 ；
②AgN5的晶体结构与AgI相似。AgI 的一种结构分为γ- AgI立方晶胞的示意图见图1。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。图2中，原子1的坐标是(，0，)，则原子2的坐标为 。
(4)氮化硼(BN)是一种性能优异 、潜力巨大的新型材料，主要结构有立方氮化硼(图3)和六方氮化硼(图4)，前者类似于金刚石，后者与石墨相似，六方晶胞结构如图5。
①X-射线衍射实验测得立方氮化硼晶胞参数为361.5pm，则立方氮化硼晶体N与B的原子半径之和为 pm。(= 1.732)
②已知六方氮化硼同层中B、N原子之间的距离是a cm，层与层之间的距离是b cm，晶体的密度是 g/cm3 (不用化简)。
10．（2022·陕西西安·模拟预测）Ⅰ．碳族元素的单质和化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
(1)锗是优良的半导体材料，基态Ge原子中，最高能级电子云轮廓图的名称为 。Ge与C同族，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键，从原子结构角度分析，原因是 。
(2)碳可形成CO、CO2、H2CO3等多种无机化合物。
①在反应CO转化成CO2的过程中，下列说法正确的是 。
A．每个分子中孤对电子数增多 B．分子的极性不变
C．原子间成键方式未改变 D．分子的熔沸点变小
②干冰和冰是两种常见的分子晶体，晶体中的空间利用率：干冰 冰(填“＞”、“＜”或“=”)；CO2与SiO2是否互为等电子体 (填“是”或“否”)。
③X是碳的一种氧化物，X的五聚合体结构如图1所示。X分子中每个原子都满足最外层8电子结构，X分子的电子式为 。
(3)C60分子是由许多正五边形构成的空心笼状结构如图2所示，分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键。则C60分子中含 个σ键。
(4)Ⅱ．某种Ga2O3的晶体结构如图3所示，O2-以六方最密方式堆积，Ga3+在其八面体空隙中(注：未全部标出，如：Ga3+在1、2、3、4、5、6构成的八面体体心)。
①该晶胞中O2-的配位数为 。
②该晶胞有 %(保留一位小数)八面体空隙填充阳离子。
③已知氧离子半径为rcm，晶胞的高为hcm，NA代表阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为 g·cm-3(用含a、b和NA的代数式表示)。
11．（2021·陕西榆林·统考三模）硼及其化合物广泛应用于开发新型储氢材料、超导材料、复合材料等高新材料领域。回答下列问题：
(1)氨硼烷(NH3BH3)是一种新型储氢材料，其分子中与N原子相连的H呈正电性()，与B原子相连的H呈负电性()，结构式如图1。
氨硼烷分子所含元素中第一电离能最小的元素是 (填元素符号，下同)，电负性最大的元素为 ；分子内存在的作用力有 。
(2)Ti(BH4)3是一种复合材料，可由TiCl4和LiBH4反应制得。
①基态Ti原子的核外电子排布式为
②LiBH4由Li+和构成，其中的空间构型为
(3)硼酸(H3BO3)是一种结构为片层状的白色晶体。层内的H3BO3分子间通过氢键相连(如图2)，H3BO3分子中B的杂化轨道类型为 ，0.6molH3BO3晶体中有 mol氢键。
(4)硼氢化钠是一种常用的还原剂，其晶胞结构如图3。
①该晶体中的配位数为
②设NA为阿伏加德罗常数的值，则硼氢化钠晶体的密度= (用含a、NA的最简式表示)g·cm-3。
12．（2021·陕西咸阳·统考三模）Fe—Cr—Si系合金是一种新型耐磨耐腐蚀的材料，具有较好的发展前景。按要求回答下列问题。
(1)基态Cr2+与Fe的未成对电子数之比为 。试从电子排布角度分析水溶液中Fe2+具有强还原性 。若是形成将其转化为(NH4)2Fe(SO4)2，在空气中相对稳定，的空间构型为 。
(2)由环戊二烯(C5H6，)与FeCl2在一定条件下反应得到二茂铁[双环戊二烯基合亚铁，Fe(C5H5)2]，已知的空间构型为所有碳原子一定处于同一平面，指出碳原子的杂化形式为 ，结构中的大π键可用符号表示，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)。则结构中含有的大π键可表示为 。
(3)某含铬配合物，[Cr3O(CH3COO)6(H2O)3]Cl·8H2O，指出其中Cr的化合价为 。几种Cr的卤化物的部分性质如表所示：
卤化物
CrCl3
CrBr3
CrI3
熔点/℃
1150
600
试预测CrBr3的熔点范围 。
(4)某晶体中含有K+、Ni2+、Fe2+、CN-，其部分微粒在晶胞结构的位置如图所示。1个晶胞中含有CN- 个。该物质常用于吸附Cs+，将取代晶胞中的K+，取代后的物质的化学式为 。
13．（2021·陕西宝鸡·统考二模）
翡翠的主要成分为 NaAlSi2O6，还含有其他多种金属阳离子，其中Cr3+的含量决定其绿色的深浅。
(1) NaAlSi2O6所含元素中，第一电离能最小的元素和电负性最大的元素组成的含有两种化学键的化合物是 (写化学式)
(2)基态Cr3+的核外电子排布式为 。
(3)配合物K[Cr(C2O4)2(H2O)中的配体是 ，C2O42－中碳原子的杂化轨道类型是 ，与H2O互为等电子体的离子是 (任写一种)
(4)一种铝镍合金的晶胞结构如图所示，与其结构相似的化合物是 (填标号)。
a.氟化钙 b.金刚石 c.钠 d.氯化铯
(5)Ca、O、Gr可以形成一种具有特殊导电性的复合氧化物，晶胞结构如图所示，其中Ca2+，O2－采用面心立方最密堆积方式。
①该晶体的化学式为 。
②已知钙离子、氧离子半径分别为100pm、140pm，该晶胞的参数(边长)为 pm。
③阿伏伽德罗常数的值为NA，该晶体密度的计算表达式为 g·cm－3；晶胞中Cr4+位于O2－所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为 pm。
14．（2021·陕西渭南·统考一模）磷酸盐几乎是所有食物的天然成分之一，作为重要的食品配料和功能添加剂被广泛用于食品加工中。在食品加工中使用的磷酸盐通常为钠盐钙盐、钾盐以及作为营养强化剂的铁盐和锌盐。天然存在的磷酸盐是磷矿石[主要成分为，同时还有等]，用硫酸跟磷矿石反应，能生成被植物吸收的。
回答下列问题：
(1)金属铁可导电、导热，具有金属光泽，有延展性，这些性质都可以用“ 理论”解释。
(2)硬而脆，其原因是 。
(3)Ca、Fe、K、Zn的第一电离能由大到小的顺序为 。
(4)O、Si、P、S四种元素形成的最简单氢化物的稳定性最强的是 (填化学式)；难溶于水却易溶于，其原因为 。
(5)的空间构型为 ，酸性条件下，可与形成从而掩蔽溶液中的，基态核外M层有 种空间运动状态不同的电子。
(6)单晶硅的晶体结构与金刚石的一种晶体结构相似，其结构如图所示，则晶胞中Si原子的体积占晶胞体积的百分率为 (列出计算式即可)。已知该晶体的密度为，NA是阿伏加德罗常数的值。晶胞中面心上6个Si原子相连构成正八面体，该正八面体的边长为 pm。
15．（2021·陕西宝鸡·统考一模）锰(Mn)、钛(Ti)等过渡金属元素化合物的应用研究是目前前沿科学之一，回答下列问题：
(1) Mn的价电子排布式为 。金属锰可导电、导热，有金属光泽和延展性，这些性质都可以用 理论”解释。
(2)已知金属锰有多种晶型，γ型锰的面心立方晶胞俯视图符合下列 (选填编号)，每个Mn原子周围紧邻的原子数为 。
(3)熔融态的MnO和MnS均能导电。推测：熔点MnO MnS (选填“>”、“=”或“<”)，其原因为 。
(4) TiO2作光催化剂可将甲醛、苯等有害气体转化为CO2和H2O达到无害化。
①苯(C6H6)、CO2分子中碳原子的杂化方式分别为 ；甲醛(CH2O) 分子为 分子(选填“极性”或“非极性”)。
②下列各组微粒互为等电子体的是 ( 填编号)。
a.CO2与N2O b. H2O与SO2 c. C6H6与B3N3H6 d. CH2O与BF3
(5)金红石TiO2的晶胞结构如图所示，晶胞内均摊的O原子数为 ； 设NA为阿伏加德罗常数，则该晶体的密度为 g∙cm-3 (用相关字母的代数式表示)。
参考答案：
1．A
【分析】X是构成人体骨骼的重要成分，因此X是Ca，Y与X同主族，且原子序数≤20，Y是Mg，W的一种单质是大气污染物，XY3Z4W12是一种石棉(硅酸盐)，因此W是O，Z是Si，以此解题。
【详解】A．X的氧化物，氧化钙或过氧化钙都是离子晶体，Z的氧化物二氧化硅是原子晶体，A错误；
B．XW2是过氧化钙，其中两个氧原子之间存在非极性共价键，B正确；
C．石棉是天然纤维状的硅质矿物的泛称，属于天然纤维，C正确；
D．X、Y最高价氧化物水化物分别为氢氧化钙和强氧化镁，其碱性是氢氧化钙的碱性大于氢氧化镁的碱性，D正确；
故选A。
2．(1) CO2(或CS2) 原子半径：N＜P＜As，则成键电子对之间的斥力：NH3＞PH3＞AsH3，所以键角逐渐减小
(2)氮原子上连氢原子容易形成分子间氢键，使该离子不易以单个形式存在
(3) sp2、sp3 O＞N＞C＞H ＜ [Pt(NH3)2Cl2]分子为平面四边形结构。顺铂是极性分子，反铂是非极性分子，水为极性分子，根据相似相溶原理，顺铂易溶于水
【详解】（1）等电子体是原子数相等，原子核外最外层电子数也相同的微粒。则与N互为等电子体的分子为CO2(或CS2)；
N、P、As是同一主族元素，原子结构相似，由于从上到下原子半径逐渐增大，则成键电子对之间的斥力：NH3＞PH3＞AsH3，所以键角逐渐减小；
（2）与N原子相连的－C2H5，不能被H原子替换，这是由于氮原子上连氢原子容易形成分子间氢键，使该离子不易以单个形式存在；
（3）①Cu是29号元素，根据构造原理，可知基态Cu原子价层电子的轨道表示式为；
根据鸟嘌呤分子结构可知：其分子中氮原子形成的有N=C双键及N-C单键，故N的杂化方式为sp2、sp3杂化；
构成鸟嘌呤的元素有O、N、C、H元素，元素的非金属性越强，其电负性就越大，元素的非金属性：N＞C＞H，则元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C＞H；
②Cl、N都是非金属性元素，元素的原子半径：N＜Cl，则提供孤电子对的能力N＞Cl，所以在Pt(NH3)2Cl2中，配体与铂(Ⅱ)的结合能力：Cl-＜N；
③根据顺铂和反铂的溶解性可知：物质的溶解度：顺铂＞反铂，这是由于[Pt(NH3)2Cl2]分子为平面四边形结构。顺铂是极性分子，反铂是非极性分子，水为极性分子，根据相似相溶原理可知顺铂易溶于水，而反铂在水中的溶解度相对较小；
④在晶胞中含有Pt原子数目是8×+6×=4，则铂晶体的摩尔体积Vm==cm3。
3．(1) 第四周期IB族 3d104s2 Zn
(2) 5：2 CH3CN和H2O均为极性分子一—“相似相溶”(或CH3CN分子能与H2O分子形成分子间氢键)
(3) sp3 Cu
(4) 4 CuO
【详解】（1）Cu、Zn元素分别是29号、30号元素，基态核外电子排布式分别为： 1s22s22p63s23p63d104s1、1s22s22p63s23p63d104s2，铜元素在元素周期表中的位置是第四周期IB族，基态锌原子的价层电子排布式为3d104s2，锌的4s处于全充满状态、比较稳定，则铜、锌元素中第一电离能较大的Zn。
（2）单键均为σ键，1个碳氮三键中有1个σ键2个π键，则CH3CN分子中σ键与π键的个数比为5：2；CH3CN能与水混溶的原因为：CH3CN和H2O均为极性分子一—“相似相溶”(或CH3CN分子能与H2O分子形成分子间氢键) (填一条即可)。
（3）乙二胺(H2NCH2CH2NH2)分子中碳原子有4对共用电子对，为4个单键，则杂化方式为sp3杂化，[Cu(En)2]2+是一种配离子，其中乙二胺(H2NCH2CH2NH2)中氮原子提供孤电子对，提供空轨道形成配位键的原子为Cu。
（4）由晶胞结构示意图可知，Cu的配位数为4，晶胞中氧原子位于顶点、面心、体心和棱边的中点，个数为8×+2×+4×+1=4，铜原子位于晶胞内，个数为4个，则原子数之比为1：1，该氧化物的化学式为CuO。
4．(1) 小于 12
(2) sp2、sp3 3：1
(3)5d46s2
(4) 1：1 6
(5)
【详解】（1）Al原子价电子排布式为3s23p1，价电子排布图为，Mg元素3s能级为全满稳定状态，能量较低，Mg的第一电离能大于Al的，即Al的第一电离能小于Mg的；Mg有12个电子就有12种运动状态的电子；故答案为：；小于；12。
（2）分子中碳原子均没有孤对电子，苯环中C原子形成3个σ键、其它碳原子生成4个σ键，杂化轨道数目分别为3、4，分别采取sp2、sp3杂化，二者原子数目之比为6(m+n)：2(m+n)=3：1；故答案为：sp2、sp3；3：1。
（3）钨元素位于周期表的第六周期第VIB族，价电子包括5d、6s电子，与Cr是同族，但排布方式与Cr有所不同，Cr的价电子排布式为3d54s1，而钨的价电子排布式为：5d46s2；故答案为：5d46s2。
（4）在此结构中钨原子数目为，结构内部有3个C原子，因此碳原子和钨原子个数比为3：3=1：1；以上面面心的钨原子分析，这个晶胞内以钨原子最近的碳原子有3个，上面晶胞内以钨原子最近的碳原子也有3个，因此晶体内1个钨原子周围距离最近且相等的碳原子有3×2=6；故答案为：1：1；6。
（5）晶胞中有3个碳和3个钨，则晶胞密度；故答案为：。
5．(1)[Ar]3dl04s2
(2) O、N sp3、 sp2 H2S、NH
(3) 大于 Zn价电子排布3d104s2为全满稳定结构，较难失电子
(4)BC
(5) 4
【详解】（1）锌元素的原子序数为30，基态原子的核外电子排布式为[Ar]3dl04s2，故答案为：[Ar]3dl04s2；
（2）由碳酸酐酶的部分结构可知，中心离子锌离子与具有孤对电子的氮原子和氧原子形成配位键；该物质中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化，双键碳原子的杂化方式为sp2杂化；H2S、NH与水分子的原子个数都为3、价电子数都为8，互为等电子体，故答案为：N、O；sp3、 sp2；H2S、NH；
（3）基态锌原子的价电子排布式为全满稳定结构的3dl04s2，较难失电子，而基态铜原子的价电子排布式为3dl04s1，易失电子形成稳定的全充满结构3dl0，所以锌元素的第一电离能大于铜元素，故答案为：大于；Zn价电子排布3d104s2为全满稳定结构，较难失电子；
（4）硝酸根离子是含有非羟基氧的含氧酸根离子，则硝酸锌是含有离子键、σ键和π键的离子化合物，故选BC；
（5）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的硫离子与位于体对角线的锌离子的距离最近，则硫离子的配位数为4，由硫化锌的化学式可知，锌离子的配位数也为4，晶胞中位于体内的锌离子个数为4，则晶胞中硫化锌的个数为4，设晶胞的参数为anm，由晶胞中位于顶点的硫离子与位于体对角线处的离子的距离为d nm，则a=，由晶胞的质量公式可得：=(×10—7)3ρ，解得NA=，故答案为：。
6．(1)6
(2) DE O＞C＞Fe
(3) 配位键 分子间氢键 ＞
(4)FeF3是离子晶体，FeBr3是分子晶体，离子晶体的熔点大于分子晶体，故FeF3的熔点高于1000°C，而FeBr3的熔点只有200°C
(5)KFe[Fe(CN)6] 或KFe2(CN)6
(6)
【详解】（1）基态铁原子中，价电子排布式为3d64s2，则价电子电子云的伸展方向有6种；故答案为：6。
（2）五羰基合铁[Fe(CO)5]分解制铁晶体即Fe(CO)5Fe＋5CO，反应过程中断裂了配位键，形成了金属键，而CO中共价键未发生断裂；根据同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，Fe(CO)5中各元素电负性的大小顺序是O＞C＞Fe；故答案为：DE；O＞C＞Fe。
（3）①根据图中信息H2O与Fe2+的相互作用力为配位键，H2O与的相互作用力为分子间氢键；故答案为：配位键；分子间氢键。
②立体构型为正四面体形，H2O立体构型为“V”形，则中的键角∠O−S−O＞H2O中的键角∠H−O−H；故答案为：＞。
（4）铁的化合物种类众多，其中FeF3的熔点高于1000°C，而FeBr3的熔点只有200°C，原因是FeF3是离子晶体，FeBr3是分子晶体，离子晶体的熔点大于分子晶体，故FeF3的熔点高于1000°C，而FeBr3的熔点只有200°C；故答案为：FeF3是离子晶体，FeBr3是分子晶体，离子晶体的熔点大于分子晶体，故FeF3的熔点高于1000°C，而FeBr3的熔点只有200°C。
（5）根据图中信息该晶胞中铁离子有，亚铁离子有，CN－有，Fe与CN－个数比为2：6，根据化合价代数和为0，则该钾盐的化学式为KFe2(CN)6；故答案为：KFe[Fe(CN)6] 或KFe2(CN)6。
（6）根据图中信息得到晶胞中Li+个数为，则该晶胞中有4个LiFePO4，磷酸铁锂晶体的晶胞参数分别为anm、bnm，则磷酸铁锂晶体的摩尔体积；故答案为：。
7．(1) 12
(2)A
(3) 平面三角形 sp2、sp3 HCHO能与H2O形成氢键而CO2不能，HCHO和H2O为极性分子，CO2为非极性分子，根据相似相溶原理，HCHO更易溶于水
(4)O3、
(5) 12
【详解】（1）Ti是22号元素，基态Ti原子的价电子排布式；基态Ti核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2，电子占据1+1+3+1+3+2+1=12个轨道；
（2）A为激发态铜原子，B为失去一个电子的+1价铜离子，C为失去一个电子且是激发态的+1价铜离子，D为基态铜原子，则失去最外层一个电子所需能量最小的是A；
（3）①NO中心N原子的价层电子对数为=3，不含孤电子对，所以空间构型为平面三角形；
②甲基橙中碳原子位于苯环中是sp2杂化，甲基中的是sp3杂化；亚甲基蓝中C原子位于苯环中和碳碳双键和碳氮双键中的是sp2杂化，甲基中的是sp3杂化；
③HCHO能与H2O形成氢键而CO2不能，氢键可以增大HCHO的溶解度；HCHO和H2O为极性分子，CO2为非极性分子，根据相似相溶原理，HCHO更易溶于水；
（4）SO2分子中S原子的价层电子对数=2+(6-2×2)=3，与SO2互为等电子体的分子有O3，则与SO2互为等电子体的阴离子有；
（5）由图可知，与Ca2+最近且等距的O2-数为4×3=12，则钙原子的配位数是12；根据钙钛矿CaxTiyOz的晶体结构分析，钙位于定点，钛位于体心，氧位于面心，则其化学式为CaTiO3，Ca2+和O2-之间的最短距离为a pm，则晶胞参数为pm，一个晶胞相当于有一个CaTiO3，根据密度公式可得。
8．(1)3d64s2
(2) 1 2
(3) sp3 平面三角形
(4) ＜ 铜的核电荷数比锌的小，原子半径比锌的大，并且铜的最外层是不稳定的4s1结构，而锌是相对稳定的4s2结构，所以气态铜原子易失去一个电子，即第一电离能较低
(5) 6 两者均为离子晶体，但S2-的半径大于O2-的半径，CoO的离子键强度大于CoS的，因此CoO的熔点较高
(6)
【详解】（1）Fe的原子序数为26，Fe原子核外有26个电子，根据构造原理，基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2；答案为：3d64s2。
（2）F原子核外有9个电子，基态F原子的核外电子排布式为1s22s22p5，2p能级上有1个未成对电子；1s、2s的电子云都是球形，2p的电子云是哑铃形，故有2种不同形状的电子云；答案为：1；2。
（3）为四面体结构，Si原子的价层电子对数为=4，Si原子采取的杂化类型为sp3杂化；中中心原子C上的孤电子对数为=0，σ键电子对数为3，价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，由于孤电子对数为0，故的立体构型为平面三角形；答案为：sp3；平面三角形。
（4）铜的核电荷数比锌的小，原子半径比锌的大，并且铜的最外层是不稳定的4s1结构，而锌是相对稳定的4s2结构，所以气态铜原子易失去一个电子，Cu的第一电离能比Zn的第一电离能小；答案为：＜；铜的核电荷数比锌的小，原子半径比锌的大，并且铜的最外层是不稳定的4s1结构，而锌是相对稳定的4s2结构，所以气态铜原子易失去一个电子，即第一电离能较低。
（5）配离子[Co(N3)(NH3)5]2+中，Co3+为中心离子，1个N和5个NH3为配体，则Co3+的配位数是6；CoO和CoS都属于离子晶体，由于S2-的半径大于O2-的半径，CoO的离子键强度大于CoS的，因此CoO的熔点较高；答案为：6；两者均为离子晶体，但S2-的半径大于O2-的半径，CoO的离子键强度大于CoS的，因此CoO的熔点较高。
（6）根据“均摊法”，1个晶胞中含Zn：4个，含O：8×+6×=4个，1个晶胞的质量为，晶胞边长为anm，晶胞的体积为(a×10-7cm)3=a3×10-21cm3，则晶胞密度为 =g/cm3；答案为：。
9．(1)C
(2) 球形 1311kJ·mol-1
(3) sp2 5NA (，，0)
(4) 156.5pm
【详解】（1）电子能量越高越容易失去，C、D项分别表示O激发态、O+激发态，再失去一个电子所需要的能量相当于氧的第二电离能，则最容易失去最外层电子的是1s22s2 2p33s1，故答案为C。
（2）MH中基态H-的核外电子排布式是1s2，故电子云轮廓图呈球形；H-的第二电离能为H-失去第二个电子所吸收的能量，即H(g)=H+(g)+e-吸收的能量，则H-的第二电离能为1311kJ·mol-1。
（3）①N为平面结构，结构为[]，N的中心原子为N，其孤电子对数为1，与中心原子相连的原子数为2，则价层电子对数为3，故杂化方式为sp2杂化；由图可知，N中σ键共有5个，则1mol N中σ键总数为5NA个；
②由晶胞结构，原子1位于晶胞左侧面的面心，坐标是(，0，)，则坐标原点在左后侧底面顶点，原子2位于晶胞底面的面心，则坐标为(，，0)。
（4）①N原子做面心立方最紧密堆积，B原子填充在四面体空隙，B原子与周围的4个N原子形成正四面体结构；设立方氮化硼晶体N与B的原子半径之和为x，根据立体几何知识，x等于体对角线的，可求得x=361.5pm156.5pm；
②已知六方氮化硼同层中B、N原子之间的距离是a cm，六方氮化硼晶胞如图5所示，该晶胞上下底面为菱形，内角分别为120和60，则一个晶胞中含有B的个数=4+4+1=2，含有N的个数=2+2+2=2，层与层之间的距离是b cm，根据正六边形（）可求出晶体中相邻两个B原子之间的距离是a cm，即晶胞中上下底面边长为a cm，进一步求出晶胞的体积V=3a2b cm3，晶胞的质量m=g=g，则晶体的密度是=g/cm3。
10．(1) 哑铃形 Ge原子半径大，原子间形成的σ键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键
(2) A > 否
(3)90
(4) 4 66.7
【详解】（1）(1) Ge元素的原子序数为32，其基态原子的核外电子排布为[Ar] 3d104s24p2，核外电子占据最高能级的符号4p，轮廓为哑铃型，Ge与C同族，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键，从原子结构角度分析，原因是Ge原子半径大，原子间形成的σ键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键，故答案为：哑铃形；Ge原子半径大，原子间形成的σ键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键；
（2）①A．CO与N2互为等电子体，二者结构相似，CO分子中C、O原子各有1对孤电子对，CO2分子中碳原子没有孤电子对，而每个O原子均有2对孤电子对，分子中孤对电子数变多，A正确；
B．CO属于极性分子，而CO2是直线形，属于非极性分子，反应中分子极性发生变化，B错误；
C．CO中存在碳氧三键，而CO2中存在碳氧双键，原子间成键方式改变，C错误；
D．CO2的相对分子质量较大，分子间作用力大，熔沸点高，D错误；
故答案为：A；
②干冰和冰是两种常见的分子晶体，干冰不存在氢键，晶体为密堆积，空间利用率大，等电子体的概念应用于分子或者离子，SiO2为共价晶体，不存在分子；故答案为：>；否；
③分析图1可知，该分子中含有15个C原子，10个O原子，比例为3 ： 2，分子式为C3O2，该分子中每个原子均满足8电子稳定结构，故C'与O之间共用两对电子，C与C之间也共用两对电子，对应电子式为：，故答案为： ；
（3）C60分子是由许多正五边形构成的空心笼状结构如图2所示，分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键，则一个C所拥有的化学键数目为个，C60分子中含个σ键，故答案为：90；
（4）①由晶胞示意图可知，该晶胞中氧离子位于晶胞的顶点、面心和体内，则1个晶胞中氧离子的个数为，镓离子位于晶胞的体内，则1个晶胞中镓离子的个数为4，氧离子和镓离子的个数比为6 : 4=3 : 2，镓离子周围等距的氧离子的数目为6，故镓离子配位数为6，氧离子周围等距的镓离子数目为4，故氧离子配位数为4；故答案为：4；
②该晶胞中共有12个正八面体空隙，其中8个正八面体空隙中填充了Crs+，所占比例为；故答案为：66.7；
③已知氧离子的半径为r cm，则底面边长为2r cm，又知晶胞的高度为h cm，所以晶胞的体积，一个晶胞中含有2个Ga2O3，其质量为，所以该晶体的密度，，故答案为：。
11． B N 极性共价键和配位键 1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2) 正四面体形 sp2 1.8 8
【详解】(1)一般，元素的非金属性越强，元素的第一电离能越大、元素的电负性越大，在氨硼烷中与N原子相连的H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，则非金属性：N＞H＞B，氨硼烷分子所含元素中第一电离能最小的元素是B，电负性最大的元素是N；根据氨硼烷的结构式可知，氨硼烷分子内存在B—H、N—H极性共价键和N→B配位键；故答案为：B，N，极性共价键和配位键。
(2)①Ti的原子序数为22，Ti原子核外有22个电子，基态Ti原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)；故答案为：1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)。
②中中心原子B上的孤电子对数为=0，σ键电子对数为4，价层电子对数为4，空间构型为正四面体形；故答案为：正四面体形。
(3)根据硼酸的层状结构知，每个B形成3个B—O键，B上没有孤电子对，即B的价层电子对数为3，B的杂化轨道类型为sp2；根据图示H3BO3分子与氢键的物质的量之比为1：3，则0.6molH3BO3晶体中有1.8mol氢键；故答案为：sp2，1.8。
(4)①根据NaBH4的晶胞结构，以体心的为研究对象，与其等距离（距离为）最近的Na+有8个，即的配位数为8；故答案为：8。
②用均摊法，1个晶胞中含Na+：，：，1个晶胞的质量为，晶胞的体积为2a3nm3，则硼氢化钠晶体的密度ρ=÷(2a3nm3)= g/cm3；故答案为：。
12． 1：1 Fe2+ 的3d轨道有6个电子，失去1个电子后3d轨道电子排布处于半充满稳定状态 正四面体结构 sp2 +3 600℃-1150℃ 24 Cs8Fe4Ni4(CN)24
【详解】（1）基态Cr2+离子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d4，其3d轨道上有4个未成对电子， Fe核外有26个电子，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，其3d轨道上有4个未成对电子，故未成对电子数之比为1：1；
铁为26号元素，元素在周期表中位于第四周期Ⅷ族；由于Fe2+的价电子3d6失去一个电子可形成3d5半充满稳定结构，所以Fe2+易被氧化成Fe3+，
故答案为：Fe2+ 的3d轨道有6个电子，失去1个电子后3d轨道电子排布处于半充满稳定状态；
根据价层电子对互斥理论，价层电子对个数=σ键+孤电子对个数，中中心原子S的价层电子对为=4，孤电子对数为=0，不含孤电子对，所以空间构型是正四面体结构；
（2）由题意可知的C环是平面的，故知其中5个C原子应为sp2杂化；因5个C原子均是sp2杂化，则应各有一个未杂化的p电子参与形成5个C原子的大π键，加上负电荷的电子，共有6个电子参与形成大π键，故大键为；
(3)根据化合物中各元素化合价代数和为0，H2O化合价总和为0，CH3COO-根价为-1，O化合价为-2，Cl化合价为-1，设Cr 的化合价为x，则[Cr3O(CH3COO)6(H2O)3]Cl·8H2O中有3x+(-2)+(-1)6+0+(-1)+0=0，解得x=+3，即其中Cr的化合价为+3价；
根据Cr的卤化物的熔点可知，卤化物均为离子晶体，结构和组成相同的离子晶体，离子半径越大，形成的离子键越不稳定，熔点越低，故熔点CrCl3> CrBr3> CrI3，故CrBr3的熔点范围为600℃-1150℃；
(4)根据均摊法，一个晶胞中含有K+的个数为8个、Ni2+的个数为12+1=4个、Fe2+的个数为8+6=4个，根据化合物中各元素化合价代数和为0可知18+24+24=24，故CN-的个数为24个；晶胞的化学式为K8Fe4Ni4(CN)24；该物质常用于吸附Cs+，将取代晶胞中的K+，取代后的物质的化学式为Cs8Fe4Ni4(CN)24。
13． Na2O2 [Ar]3d3或1s22s22p63s23p63d3 C2O42-、H2O sp2杂化 NH2- d CaCrO3 240pm g·cm－3 120pm
【分析】(1)元素非金属性越强，电负性越大，金属性越强，电负性越小；
(2)Cr3+的基态核外电子数为24-3=21，电子排布式为：[Ar]3d3或1s22s22p63s23p63d3；
（3）原子数相同，价电子数相同的分子为等电子体；
（4）由图可知铝镍合金的晶胞结构中，Ni原子数目为1，Al原子数目为8×=1，为AlNi，每个Ni原子周围有8个Al原子，每个Al原子周围有8个Ni原子，据此结合选项中各物质的晶胞结构判断；
（5）①根据晶胞结构图和均摊法计算；
③根据密度公式进行计算。
【详解】(1)元素非金属性越强，电负性越大，金属性越强，电负性越小，所以Na、Al、Si、O四种元素电负性由大到小的顺序为：O＞Si＞Al＞Na，故NaAlSi2O6所含元素中，第一电离能最小的元素和电负性最大的元素组成的含有两种化学键的化合物是Na2O2；
(2)Cr3+的基态核外电子数为24-3=21，电子排布式为：[Ar]3d3或1s22s22p63s23p63d3；
（3）K[Cr（C2O4）2（H2O）2]中配体为C2O42-、H2O；草酸根离子中每个C原子形成一个C=O、C-C、C-O，则C原子形成的σ键数目为3，即价层电子对数为3，所以为sp2杂化；原子数相同，价电子数相同的分子为等电子体，则与H2O互为等电子体的离子应含有3个原子、且电子数为10，有NH2-；
（4）由图可知铝镍合金的晶胞结构中，Ni原子数目为1，Al原子数目为8×=1，为AlNi，每个Ni原子周围有8个Al原子，每个Al原子周围有8个Ni原子，
a．氟化钙中每个钙离子周围有8个氟离子，每个氟离子周围有4个钙离子，不符合；
b．金刚石为空间立体网状结构，每C原子周围有4个C原子，不符合；
c．金属钠是体心立方堆积，钠的配位数为8，即每个钠原子周围与其距离最近的原子有8个，不符合；
d．氯化铯中每个铯离子周围有8个氯离子，每个氯离子周围有8个铯离子，符合；
故答案为d；
（5）①根据晶胞结构图和均摊法可知，晶胞中O原子数为×6=3，Ca原子数为×8=1，Cr原子数为1，则化学式为CaCrO3；
②已知钙离子、氧离子半径分别为100pm、140pm，则晶胞的面对角线是480 pm，所以该晶胞的参数(边长)为240pm；
③阿伏伽德罗常数的值为NA，该晶体密度的计算表达式为=g·cm－3；晶胞中Cr4+位于O2－所形成的正八面体的体心，正八面体边长为立方体面对角线长度，则该正八面体的边长为×240pm=120pm。
14． 电子气 为原子晶体，键的键能较大，故硬度大；共价键具有方向性，受外力时会发生原子错位而断裂，故脆 和均为非极性分子，为极性分子，根据相似相溶原理，难溶于水而易溶于 正四面体形 9
【详解】(1)描述金属键本质的最简单理论是“电子气理论”。该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。由此可见，金属铁可导电、导热，具有金属光泽，有延展性，这些性质都可以用“电子气理论”解释。
(2)由于为原子晶体，键的键能较大，故硬度大，又因为共价键具有方向性，受外力时会发生原子错位而断裂，故脆。
(3)金属性越强，第一电离能越小，但锌的3d轨道电子处于全充满稳定状态，第一电离能大于铁的，则Ca、Fe、K、Zn的第一电离能由大到小的顺序为。
(4)O、Si、P、S四种元素中非金属性最强的是O，则形成的最简单氢化物的稳定性最强的是；由于和均为非极性分子，为极性分子，因此根据相似相溶原理，难溶于水而易溶于。
(5)的中心原子P原子的价层电子对数是，不存在孤对电子，所以其空间构型为正四面体形；基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，因此核外M层有9种空间运动状态不同的电子。
(6)硅原子与周围4个相邻的硅原子形成正四面体，顶点硅原子与正四面体中心硅原子连线处于体对角线上，且二者距离等于体对角线长度的，而体对角线长度等于晶胞棱长的倍，若晶胞参数为a，则硅原子半径=，晶胞中含有Si原子的个数为 ，则晶胞中Si原子的体积占晶胞体积的百分率为；已知该晶体的密度为，NA是阿伏加德罗常数的值，则晶胞的边长是cm。晶胞中面心上6个Si原子相连构成正八面体，该正八面体的边长为面对角线的一半，即为pm。
15． 3d54s2 电子气(或金属键) C 12 > 离子晶体中离子半径越小，晶格能越大，熔沸点越高 sp2、sp 极性 ac 4
【详解】(1) Mn为25号元素，其价电子排布式为3d54s2。因为金属原子之间存在着金属键，金属键是通过金属原子和自由电子形成的，所以金属具有导电性、导热性，有金属光泽和延展性，故答案：3d54s2；电子气(或金属键)。
(2)已知金属锰的晶胞构型和氯化钠的相同，都属于面心立方构型，晶胞俯视图符合C，每个Mn原子周围紧邻的原子数为12，故答案：C；12。
(3)O的离子半径比S小，所以MnO晶格能比MnS大，故MnO熔点大于MnS，故答案：>；离子晶体中离子半径越小，晶格能越大，熔沸点越高。
( 4)①苯(C6H6)分子中碳原子的杂化方式为sp2,CO2分子中碳原子的杂化方式为sp；甲醛碳原子以三个sp2杂化轨道形成三个σ键，其中一个是和氧形成一个σ键，所以甲醛(CH2O) 分子为平面结构，且正负电荷中心不重合，属于极性分子；故答案：sp2；sp ；极性。
②根据原子总数相等，价电子总数相等的微粒互为等电子体进行分析如下：
a.CO2与N2O原子总数都是3，价电子总数都为16，故a符合题意；
b. H2O与SO2原子总数都是3，价电子总数分别为8、18，故b不符合题意；
c. C6H6与B3N3H6原子总数都是12，价电子总数都为30，故c符合题意；
d. CH2O与BF3原子总数都是4，价电子总数分别为12、24，故d不符合题意；
故答案：ac。
(5)根据金红石TiO2的晶胞结构图可知，晶胞内均摊的O原子数=12+4=4；V=a2c10-21cm3，== =，故答案：4；。
陕西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-25晶体结构与性质
一、单选题
1．（2022·陕西西安·模拟预测）石棉属于硅酸盐，一种石棉的组成为XY3Z4W12，组成元素X、Y、Z、W的原子序数≤20，X是构成人体骨骼的重要成分，Y与X同主族；W的一种单质是大气污染物。下列说法错误的是
A．X与Z的氧化物晶体类型相同 B．化合物XW2中含有非极性共价键
C．石棉属于天然纤维 D．最高价氧化物水化物的碱性：X＞Y
二、结构与性质
2．（2023·陕西西安·统考一模）氮的化合物在工业生产中有重要用途，请回答下列问题：
(1)[Ni(N2H4)2](N3)2是一种富氮含能材料。写出一种与N互为等电子体的分子： (填化学式)；实验数据表明键角：NH3＞PH3＞AsH3，分析原因是 。
(2)氮与碳还能形成一种离子液体的正离子，为使该正离子以单个形式存在以获得良好的溶解性能，与N原子相连的－C2H5，不能被H原子替换，原因是 。
(3)配合物顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是临床使用的第一代铂类抗癌药物。顺铂的抗癌机理：在铜转运蛋白的作用下，顺铂进入人体细胞发生水解，生成的Pt(NH3)2(OH)Cl破坏DNA的结构，阻止癌细胞增殖。如：
①基态Cu原子价层电子的轨道表示式为 ，鸟嘌呤中氮原子的杂化方式为 。构成鸟嘌呤的元素电负性由大到小的顺序 。
②在Pt(NH3)2Cl2中，配体与铂(Ⅱ)的结合能力：Cl- NH3(填“＞”或“＜”)。
③顺铂和反铂互为同分异构体，两者的结构和性质如表。
顺铂
反铂
结构
25℃时溶解度/g
0.2577
0.0366
请从分子结构角度解释顺铂在水中的溶解度大于反铂的原因是 。
④顺铂的发现与铂电极的使用有关。铂晶胞为正方体，边长为a nm，结构如图。铂晶体的摩尔体积Vm= m3/mol(阿佛伽德罗常数为NA)。(已知：单位物质的量的物质所具有的体积叫做摩尔体积)
3．（2023·陕西商洛·统考三模）含铜材料用途非常广泛，用超临界CO2/CH3CN及水作电解质，使用碳作载体的铜基催化剂可高效地将CO2还原为HCOOH．回答下列问题：
(1)铜、锌在元素周期表中为相邻元素，铜元素在元素周期表中的位置是 ，基态锌原子的价层电子排布式为 ，铜、锌元素中第一电离能较大的 (填元素符号)。
(2)CH3CN分子中σ键与π键的个数比为 ；CH3CN能与水混溶的原因为 (填一条即可)。
(3)配合物硫酸二乙二胺合铜(Ⅱ){[Cu(En)2]SO4，其中En是乙二胺(H2NCH2CH2NH2)的简写}是铜的一种重要化合物。乙二胺分子中碳原子的杂化方式为 杂化，[Cu(En)2]2+中提供空轨道形成配位键的原子为 。(填元素符号)。
(4)Cu的某氧化物晶胞结构如图。Cu的配位数为 ，该氧化物的化学式为 (Cu不在面上或棱上)。
4．（2023·陕西宝鸡·统考一模）I．2022年4月，大型运输机运−20向塞尔维亚远程运送“常规军事物资”，展示了大国重器“鲲鹏”的突出性能，为世人瞩目。
(1)运−20的外壳大量使用了AM系列Mg−Al−Mn，铝的价电子排布图为 ，第一电离能铝 (填“大于”、“等于”或“小于”)镁，镁原子核外有 种不同运动状态的电子。
(2)为了减轻飞机的起飞重量并保持机身强度，运-20使用了大量的树脂材料，其中一种树脂材料的部分结构如图1所示，其中碳原子的杂化方式为 ，其个数比为 。
Ⅱ．大型飞机的高推重比发动机被誉为航空工业皇冠上的“宝石”，采用大量的金属钨作为耐高温耐磨损材料。
(3)钨元素位于第六周期第VIB族，价电子排布的能级与Cr相同，但排布方式与Cr有所不同，请写出钨原子的价层电子排布式 。
(4)图2为碳和钨形成的一种化合物的晶胞模型，碳原子和钨原子个数比为 ，其中一个钨原子周围距离最近且相等的碳原子有 个。
(5)已知该晶胞边长为acm，高为hcm，NA为阿伏加德罗常数。摩尔质量为M g∙mol−1。该晶体密度为 g∙cm−3。
5．（2023·陕西汉中·统考二模）锌在工业中有重要作用，也是人体必须的微量元素。人体内碳酸酐酶可以使CO2水合和脱水反应速率分别加快13000和25000倍。碳酸酐酶的部分结构如图所示：
回答下列问题：
(1)Zn基态原子核外电子排布式 。
(2)碳酸酐酶的部分结构中与Zn2+配位的原子是 (填元素符号) ；该物质中碳原子的轨道杂化类型是 ；与H2O互为等电子体的一 种微粒为 (填化学式)。
(3)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成，第一电离能I1(Zn) I1(Cu)(填“大于”或“小于”)，原因是 。
(4)Zn(NO3)2 中除了含有离子键以外还含有_______。
A．氢键 B．σ键 C．π键 D．非极性共价键
(5)立方硫化锌晶胞如图所示，该晶体中Zn2+的配位数为 ； 设晶胞中S离子与其最近的Zn离子的距离为d nm，其密度为ρ g·cm-3，阿伏加德罗常数NA为 (用含d、ρ的式子表示)。
6．（2023·陕西·校联考模拟预测）铁在史前就为人们所用。在人类文明发展过程中，铁所起的作用是其他任何元素都不能比拟的。请回答下列问题：
(1)基态铁原子中，价电子电子云的伸展方向有 种。
(2)五羰基合铁[Fe(CO)5]分解制铁晶体，反应过程中断裂和形成的化学键有 ( 填序号)；
A．离子键 B．极性键 C．非极性键 D．配位键 E．金属键 F．范德华力
Fe(CO)5中各元素电负性的大小顺序是 。
(3)绿矾(FeSO4·7H2O)结构如图。
①H2O分别与Fe2+、 的相互作用分别为 、 。
②比较中的键角∠O−S−O H2O中的键角∠H−O−H。 (填“<” “>”或“=”)
(4)铁的化合物种类众多，其中FeF3的熔点高于1000°C，而FeBr3的熔点只有200°C，原因是 。
(5)铁的一种配位化合物(普鲁士蓝)中铁氰骨架结构如图(a)所所示，骨架为正六面体，K+位于骨架的正六面体的空穴中，以平衡铁氰骨架的负电荷，则该钾盐的化学式为 。
(6)一种锂电池的正极材料磷酸铁锂(LiFePO4) 的晶胞结构如上图(b)所示。其中Li+分别位于顶角、棱心、面心，O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。磷酸铁锂晶体的晶胞参数分别为anm、bnm，则磷酸铁锂晶体的摩尔体积Vm= cm3·mol−1 (已知阿伏加德罗常数为NA，晶体的摩尔体积是指单位物质的量晶体所占的体积)。
7．（2023·陕西铜川·统考二模）某些过渡金属(如钛、铜)及其化合物，以其高导电性和丰富的物理化学性质在材料领域大放异彩。
(1)钛比钢轻、比铝硬。基态钛原子的价层电子排布式为 ：钛原子核外电子占据的轨道数 。
(2)铜的下列状态中，失去最外层一个电子所需能量最小的是_______。
A．[Ar]3dl04pl B．[Ar]3d10 C．[Ar]3d94s1 D．[Ar]3d104s1
(3)二氧化钛是良好的光催化剂，可催化转化多种有毒物质，如：可将水中的转化为，将甲基橙、亚甲基蓝、HCHO转化为CO2等。
①的空间构型是 。
②甲基橙、亚甲基蓝中C原子的杂化类型有 ，
③常温下，CO2、HCHO在水中溶解度之比大约是1：500，其主要原因是 。
(4)黄铜矿炼铜过程中会产生SO2，与SO2互为等电子体的分子和阴离子分别为 (各写一种即可)。
(5)钙钛矿型太阳能电池近年越来越受到科学界的关注，其效率提升速度超越过去任何一类电池。某种钙钛矿晶胞如图所示，则钙原子的配位数是 ，若阿伏加德罗常数的值为NA，晶胞中钙原子与氧原子的最近距离为a pm。则该晶胞的密度为 g/cm3.(列出计算式)
8．（2022·陕西榆林·统考二模）微量元素指的是在人体中含量低于人体质量0.005%~0.01%的元素，包括Fe、I、Zn、Se、F、Cu、Co、Si等。
(1)基态Fe原子的价电子排布式为 。
(2)F元素的基态原子核外有 个未成对电子，有 种不同形状的电子云。
(3)为四面体结构，其中Si原子采取的杂化类型为 。与不同，的立体构型为 。
(4)第一电离能：Cu (填“＞”或“＜”)Zn，理由是 。
(5)Co3+的一种配离子[Co(N3)(NH3)5]2+中，Co3+的配位数是 。CoO的熔点是1935℃，CoS的熔点是1135℃，试分析CoO熔点较高的原因： 。
(6)ZnO晶体存在多种结构，其中某种常见的晶胞结构(如图)。其晶胞边长为anm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞密度为 (列出计算式)g∙cm-3。
9．（2022·陕西西安·校联考二模）氢、氮、氧是重要的非金属元素，在新材料和新能源开发中有重要的作用。
(1)下列状态的O中，最容易失去最外层电子的是_______(填序号)。
A．1s22s22p3 B．1s22s22p4 C．1s22s22p33s1 D．1s22s22p23s1
(2)MH中基态H-的核外电子的电子云轮廓图呈 。已知H-(g)=H(g)+e-吸收的能量为73kJ·mol-1，H(g)=H+(g)+e-吸收的能量为1311kJ·mol-1，则H-的第二电离能为 。
(3)作为新型高能含能材料AgN5在炸药、推进剂和发射药等领域具有较高的应用价值。
①N为平面结构，结构为[]，其中N原子的杂化方式是 ，1mol N中σ键总数为 ；
②AgN5的晶体结构与AgI相似。AgI 的一种结构分为γ- AgI立方晶胞的示意图见图1。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。图2中，原子1的坐标是(，0，)，则原子2的坐标为 。
(4)氮化硼(BN)是一种性能优异 、潜力巨大的新型材料，主要结构有立方氮化硼(图3)和六方氮化硼(图4)，前者类似于金刚石，后者与石墨相似，六方晶胞结构如图5。
①X-射线衍射实验测得立方氮化硼晶胞参数为361.5pm，则立方氮化硼晶体N与B的原子半径之和为 pm。(= 1.732)
②已知六方氮化硼同层中B、N原子之间的距离是a cm，层与层之间的距离是b cm，晶体的密度是 g/cm3 (不用化简)。
10．（2022·陕西西安·模拟预测）Ⅰ．碳族元素的单质和化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
(1)锗是优良的半导体材料，基态Ge原子中，最高能级电子云轮廓图的名称为 。Ge与C同族，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键，从原子结构角度分析，原因是 。
(2)碳可形成CO、CO2、H2CO3等多种无机化合物。
①在反应CO转化成CO2的过程中，下列说法正确的是 。
A．每个分子中孤对电子数增多 B．分子的极性不变
C．原子间成键方式未改变 D．分子的熔沸点变小
②干冰和冰是两种常见的分子晶体，晶体中的空间利用率：干冰 冰(填“＞”、“＜”或“=”)；CO2与SiO2是否互为等电子体 (填“是”或“否”)。
③X是碳的一种氧化物，X的五聚合体结构如图1所示。X分子中每个原子都满足最外层8电子结构，X分子的电子式为 。
(3)C60分子是由许多正五边形构成的空心笼状结构如图2所示，分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键。则C60分子中含 个σ键。
(4)Ⅱ．某种Ga2O3的晶体结构如图3所示，O2-以六方最密方式堆积，Ga3+在其八面体空隙中(注：未全部标出，如：Ga3+在1、2、3、4、5、6构成的八面体体心)。
①该晶胞中O2-的配位数为 。
②该晶胞有 %(保留一位小数)八面体空隙填充阳离子。
③已知氧离子半径为rcm，晶胞的高为hcm，NA代表阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为 g·cm-3(用含a、b和NA的代数式表示)。
11．（2021·陕西榆林·统考三模）硼及其化合物广泛应用于开发新型储氢材料、超导材料、复合材料等高新材料领域。回答下列问题：
(1)氨硼烷(NH3BH3)是一种新型储氢材料，其分子中与N原子相连的H呈正电性()，与B原子相连的H呈负电性()，结构式如图1。
氨硼烷分子所含元素中第一电离能最小的元素是 (填元素符号，下同)，电负性最大的元素为 ；分子内存在的作用力有 。
(2)Ti(BH4)3是一种复合材料，可由TiCl4和LiBH4反应制得。
①基态Ti原子的核外电子排布式为
②LiBH4由Li+和构成，其中的空间构型为
(3)硼酸(H3BO3)是一种结构为片层状的白色晶体。层内的H3BO3分子间通过氢键相连(如图2)，H3BO3分子中B的杂化轨道类型为 ，0.6molH3BO3晶体中有 mol氢键。
(4)硼氢化钠是一种常用的还原剂，其晶胞结构如图3。
①该晶体中的配位数为
②设NA为阿伏加德罗常数的值，则硼氢化钠晶体的密度= (用含a、NA的最简式表示)g·cm-3。
12．（2021·陕西咸阳·统考三模）Fe—Cr—Si系合金是一种新型耐磨耐腐蚀的材料，具有较好的发展前景。按要求回答下列问题。
(1)基态Cr2+与Fe的未成对电子数之比为 。试从电子排布角度分析水溶液中Fe2+具有强还原性 。若是形成将其转化为(NH4)2Fe(SO4)2，在空气中相对稳定，的空间构型为 。
(2)由环戊二烯(C5H6，)与FeCl2在一定条件下反应得到二茂铁[双环戊二烯基合亚铁，Fe(C5H5)2]，已知的空间构型为所有碳原子一定处于同一平面，指出碳原子的杂化形式为 ，结构中的大π键可用符号表示，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)。则结构中含有的大π键可表示为 。
(3)某含铬配合物，[Cr3O(CH3COO)6(H2O)3]Cl·8H2O，指出其中Cr的化合价为 。几种Cr的卤化物的部分性质如表所示：
卤化物
CrCl3
CrBr3
CrI3
熔点/℃
1150
600
试预测CrBr3的熔点范围 。
(4)某晶体中含有K+、Ni2+、Fe2+、CN-，其部分微粒在晶胞结构的位置如图所示。1个晶胞中含有CN- 个。该物质常用于吸附Cs+，将取代晶胞中的K+，取代后的物质的化学式为 。
13．（2021·陕西宝鸡·统考二模）
翡翠的主要成分为 NaAlSi2O6，还含有其他多种金属阳离子，其中Cr3+的含量决定其绿色的深浅。
(1) NaAlSi2O6所含元素中，第一电离能最小的元素和电负性最大的元素组成的含有两种化学键的化合物是 (写化学式)
(2)基态Cr3+的核外电子排布式为 。
(3)配合物K[Cr(C2O4)2(H2O)中的配体是 ，C2O42－中碳原子的杂化轨道类型是 ，与H2O互为等电子体的离子是 (任写一种)
(4)一种铝镍合金的晶胞结构如图所示，与其结构相似的化合物是 (填标号)。
a.氟化钙 b.金刚石 c.钠 d.氯化铯
(5)Ca、O、Gr可以形成一种具有特殊导电性的复合氧化物，晶胞结构如图所示，其中Ca2+，O2－采用面心立方最密堆积方式。
①该晶体的化学式为 。
②已知钙离子、氧离子半径分别为100pm、140pm，该晶胞的参数(边长)为 pm。
③阿伏伽德罗常数的值为NA，该晶体密度的计算表达式为 g·cm－3；晶胞中Cr4+位于O2－所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为 pm。
14．（2021·陕西渭南·统考一模）磷酸盐几乎是所有食物的天然成分之一，作为重要的食品配料和功能添加剂被广泛用于食品加工中。在食品加工中使用的磷酸盐通常为钠盐钙盐、钾盐以及作为营养强化剂的铁盐和锌盐。天然存在的磷酸盐是磷矿石[主要成分为，同时还有等]，用硫酸跟磷矿石反应，能生成被植物吸收的。
回答下列问题：
(1)金属铁可导电、导热，具有金属光泽，有延展性，这些性质都可以用“ 理论”解释。
(2)硬而脆，其原因是 。
(3)Ca、Fe、K、Zn的第一电离能由大到小的顺序为 。
(4)O、Si、P、S四种元素形成的最简单氢化物的稳定性最强的是 (填化学式)；难溶于水却易溶于，其原因为 。
(5)的空间构型为 ，酸性条件下，可与形成从而掩蔽溶液中的，基态核外M层有 种空间运动状态不同的电子。
(6)单晶硅的晶体结构与金刚石的一种晶体结构相似，其结构如图所示，则晶胞中Si原子的体积占晶胞体积的百分率为 (列出计算式即可)。已知该晶体的密度为，NA是阿伏加德罗常数的值。晶胞中面心上6个Si原子相连构成正八面体，该正八面体的边长为 pm。
15．（2021·陕西宝鸡·统考一模）锰(Mn)、钛(Ti)等过渡金属元素化合物的应用研究是目前前沿科学之一，回答下列问题：
(1) Mn的价电子排布式为 。金属锰可导电、导热，有金属光泽和延展性，这些性质都可以用 理论”解释。
(2)已知金属锰有多种晶型，γ型锰的面心立方晶胞俯视图符合下列 (选填编号)，每个Mn原子周围紧邻的原子数为 。
(3)熔融态的MnO和MnS均能导电。推测：熔点MnO MnS (选填“>”、“=”或“<”)，其原因为 。
(4) TiO2作光催化剂可将甲醛、苯等有害气体转化为CO2和H2O达到无害化。
①苯(C6H6)、CO2分子中碳原子的杂化方式分别为 ；甲醛(CH2O) 分子为 分子(选填“极性”或“非极性”)。
②下列各组微粒互为等电子体的是 ( 填编号)。
a.CO2与N2O b. H2O与SO2 c. C6H6与B3N3H6 d. CH2O与BF3
(5)金红石TiO2的晶胞结构如图所示，晶胞内均摊的O原子数为 ； 设NA为阿伏加德罗常数，则该晶体的密度为 g∙cm-3 (用相关字母的代数式表示)。
参考答案：
1．A
【分析】X是构成人体骨骼的重要成分，因此X是Ca，Y与X同主族，且原子序数≤20，Y是Mg，W的一种单质是大气污染物，XY3Z4W12是一种石棉(硅酸盐)，因此W是O，Z是Si，以此解题。
【详解】A．X的氧化物，氧化钙或过氧化钙都是离子晶体，Z的氧化物二氧化硅是原子晶体，A错误；
B．XW2是过氧化钙，其中两个氧原子之间存在非极性共价键，B正确；
C．石棉是天然纤维状的硅质矿物的泛称，属于天然纤维，C正确；
D．X、Y最高价氧化物水化物分别为氢氧化钙和强氧化镁，其碱性是氢氧化钙的碱性大于氢氧化镁的碱性，D正确；
故选A。
2．(1) CO2(或CS2) 原子半径：N＜P＜As，则成键电子对之间的斥力：NH3＞PH3＞AsH3，所以键角逐渐减小
(2)氮原子上连氢原子容易形成分子间氢键，使该离子不易以单个形式存在
(3) sp2、sp3 O＞N＞C＞H ＜ [Pt(NH3)2Cl2]分子为平面四边形结构。顺铂是极性分子，反铂是非极性分子，水为极性分子，根据相似相溶原理，顺铂易溶于水
【详解】（1）等电子体是原子数相等，原子核外最外层电子数也相同的微粒。则与N互为等电子体的分子为CO2(或CS2)；
N、P、As是同一主族元素，原子结构相似，由于从上到下原子半径逐渐增大，则成键电子对之间的斥力：NH3＞PH3＞AsH3，所以键角逐渐减小；
（2）与N原子相连的－C2H5，不能被H原子替换，这是由于氮原子上连氢原子容易形成分子间氢键，使该离子不易以单个形式存在；
（3）①Cu是29号元素，根据构造原理，可知基态Cu原子价层电子的轨道表示式为；
根据鸟嘌呤分子结构可知：其分子中氮原子形成的有N=C双键及N-C单键，故N的杂化方式为sp2、sp3杂化；
构成鸟嘌呤的元素有O、N、C、H元素，元素的非金属性越强，其电负性就越大，元素的非金属性：N＞C＞H，则元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C＞H；
②Cl、N都是非金属性元素，元素的原子半径：N＜Cl，则提供孤电子对的能力N＞Cl，所以在Pt(NH3)2Cl2中，配体与铂(Ⅱ)的结合能力：Cl-＜N；
③根据顺铂和反铂的溶解性可知：物质的溶解度：顺铂＞反铂，这是由于[Pt(NH3)2Cl2]分子为平面四边形结构。顺铂是极性分子，反铂是非极性分子，水为极性分子，根据相似相溶原理可知顺铂易溶于水，而反铂在水中的溶解度相对较小；
④在晶胞中含有Pt原子数目是8×+6×=4，则铂晶体的摩尔体积Vm==cm3。
3．(1) 第四周期IB族 3d104s2 Zn
(2) 5：2 CH3CN和H2O均为极性分子一—“相似相溶”(或CH3CN分子能与H2O分子形成分子间氢键)
(3) sp3 Cu
(4) 4 CuO
【详解】（1）Cu、Zn元素分别是29号、30号元素，基态核外电子排布式分别为： 1s22s22p63s23p63d104s1、1s22s22p63s23p63d104s2，铜元素在元素周期表中的位置是第四周期IB族，基态锌原子的价层电子排布式为3d104s2，锌的4s处于全充满状态、比较稳定，则铜、锌元素中第一电离能较大的Zn。
（2）单键均为σ键，1个碳氮三键中有1个σ键2个π键，则CH3CN分子中σ键与π键的个数比为5：2；CH3CN能与水混溶的原因为：CH3CN和H2O均为极性分子一—“相似相溶”(或CH3CN分子能与H2O分子形成分子间氢键) (填一条即可)。
（3）乙二胺(H2NCH2CH2NH2)分子中碳原子有4对共用电子对，为4个单键，则杂化方式为sp3杂化，[Cu(En)2]2+是一种配离子，其中乙二胺(H2NCH2CH2NH2)中氮原子提供孤电子对，提供空轨道形成配位键的原子为Cu。
（4）由晶胞结构示意图可知，Cu的配位数为4，晶胞中氧原子位于顶点、面心、体心和棱边的中点，个数为8×+2×+4×+1=4，铜原子位于晶胞内，个数为4个，则原子数之比为1：1，该氧化物的化学式为CuO。
4．(1) 小于 12
(2) sp2、sp3 3：1
(3)5d46s2
(4) 1：1 6
(5)
【详解】（1）Al原子价电子排布式为3s23p1，价电子排布图为，Mg元素3s能级为全满稳定状态，能量较低，Mg的第一电离能大于Al的，即Al的第一电离能小于Mg的；Mg有12个电子就有12种运动状态的电子；故答案为：；小于；12。
（2）分子中碳原子均没有孤对电子，苯环中C原子形成3个σ键、其它碳原子生成4个σ键，杂化轨道数目分别为3、4，分别采取sp2、sp3杂化，二者原子数目之比为6(m+n)：2(m+n)=3：1；故答案为：sp2、sp3；3：1。
（3）钨元素位于周期表的第六周期第VIB族，价电子包括5d、6s电子，与Cr是同族，但排布方式与Cr有所不同，Cr的价电子排布式为3d54s1，而钨的价电子排布式为：5d46s2；故答案为：5d46s2。
（4）在此结构中钨原子数目为，结构内部有3个C原子，因此碳原子和钨原子个数比为3：3=1：1；以上面面心的钨原子分析，这个晶胞内以钨原子最近的碳原子有3个，上面晶胞内以钨原子最近的碳原子也有3个，因此晶体内1个钨原子周围距离最近且相等的碳原子有3×2=6；故答案为：1：1；6。
（5）晶胞中有3个碳和3个钨，则晶胞密度；故答案为：。
5．(1)[Ar]3dl04s2
(2) O、N sp3、 sp2 H2S、NH
(3) 大于 Zn价电子排布3d104s2为全满稳定结构，较难失电子
(4)BC
(5) 4
【详解】（1）锌元素的原子序数为30，基态原子的核外电子排布式为[Ar]3dl04s2，故答案为：[Ar]3dl04s2；
（2）由碳酸酐酶的部分结构可知，中心离子锌离子与具有孤对电子的氮原子和氧原子形成配位键；该物质中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化，双键碳原子的杂化方式为sp2杂化；H2S、NH与水分子的原子个数都为3、价电子数都为8，互为等电子体，故答案为：N、O；sp3、 sp2；H2S、NH；
（3）基态锌原子的价电子排布式为全满稳定结构的3dl04s2，较难失电子，而基态铜原子的价电子排布式为3dl04s1，易失电子形成稳定的全充满结构3dl0，所以锌元素的第一电离能大于铜元素，故答案为：大于；Zn价电子排布3d104s2为全满稳定结构，较难失电子；
（4）硝酸根离子是含有非羟基氧的含氧酸根离子，则硝酸锌是含有离子键、σ键和π键的离子化合物，故选BC；
（5）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的硫离子与位于体对角线的锌离子的距离最近，则硫离子的配位数为4，由硫化锌的化学式可知，锌离子的配位数也为4，晶胞中位于体内的锌离子个数为4，则晶胞中硫化锌的个数为4，设晶胞的参数为anm，由晶胞中位于顶点的硫离子与位于体对角线处的离子的距离为d nm，则a=，由晶胞的质量公式可得：=(×10—7)3ρ，解得NA=，故答案为：。
6．(1)6
(2) DE O＞C＞Fe
(3) 配位键 分子间氢键 ＞
(4)FeF3是离子晶体，FeBr3是分子晶体，离子晶体的熔点大于分子晶体，故FeF3的熔点高于1000°C，而FeBr3的熔点只有200°C
(5)KFe[Fe(CN)6] 或KFe2(CN)6
(6)
【详解】（1）基态铁原子中，价电子排布式为3d64s2，则价电子电子云的伸展方向有6种；故答案为：6。
（2）五羰基合铁[Fe(CO)5]分解制铁晶体即Fe(CO)5Fe＋5CO，反应过程中断裂了配位键，形成了金属键，而CO中共价键未发生断裂；根据同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，Fe(CO)5中各元素电负性的大小顺序是O＞C＞Fe；故答案为：DE；O＞C＞Fe。
（3）①根据图中信息H2O与Fe2+的相互作用力为配位键，H2O与的相互作用力为分子间氢键；故答案为：配位键；分子间氢键。
②立体构型为正四面体形，H2O立体构型为“V”形，则中的键角∠O−S−O＞H2O中的键角∠H−O−H；故答案为：＞。
（4）铁的化合物种类众多，其中FeF3的熔点高于1000°C，而FeBr3的熔点只有200°C，原因是FeF3是离子晶体，FeBr3是分子晶体，离子晶体的熔点大于分子晶体，故FeF3的熔点高于1000°C，而FeBr3的熔点只有200°C；故答案为：FeF3是离子晶体，FeBr3是分子晶体，离子晶体的熔点大于分子晶体，故FeF3的熔点高于1000°C，而FeBr3的熔点只有200°C。
（5）根据图中信息该晶胞中铁离子有，亚铁离子有，CN－有，Fe与CN－个数比为2：6，根据化合价代数和为0，则该钾盐的化学式为KFe2(CN)6；故答案为：KFe[Fe(CN)6] 或KFe2(CN)6。
（6）根据图中信息得到晶胞中Li+个数为，则该晶胞中有4个LiFePO4，磷酸铁锂晶体的晶胞参数分别为anm、bnm，则磷酸铁锂晶体的摩尔体积；故答案为：。
7．(1) 12
(2)A
(3) 平面三角形 sp2、sp3 HCHO能与H2O形成氢键而CO2不能，HCHO和H2O为极性分子，CO2为非极性分子，根据相似相溶原理，HCHO更易溶于水
(4)O3、
(5) 12
【详解】（1）Ti是22号元素，基态Ti原子的价电子排布式；基态Ti核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2，电子占据1+1+3+1+3+2+1=12个轨道；
（2）A为激发态铜原子，B为失去一个电子的+1价铜离子，C为失去一个电子且是激发态的+1价铜离子，D为基态铜原子，则失去最外层一个电子所需能量最小的是A；
（3）①NO中心N原子的价层电子对数为=3，不含孤电子对，所以空间构型为平面三角形；
②甲基橙中碳原子位于苯环中是sp2杂化，甲基中的是sp3杂化；亚甲基蓝中C原子位于苯环中和碳碳双键和碳氮双键中的是sp2杂化，甲基中的是sp3杂化；
③HCHO能与H2O形成氢键而CO2不能，氢键可以增大HCHO的溶解度；HCHO和H2O为极性分子，CO2为非极性分子，根据相似相溶原理，HCHO更易溶于水；
（4）SO2分子中S原子的价层电子对数=2+(6-2×2)=3，与SO2互为等电子体的分子有O3，则与SO2互为等电子体的阴离子有；
（5）由图可知，与Ca2+最近且等距的O2-数为4×3=12，则钙原子的配位数是12；根据钙钛矿CaxTiyOz的晶体结构分析，钙位于定点，钛位于体心，氧位于面心，则其化学式为CaTiO3，Ca2+和O2-之间的最短距离为a pm，则晶胞参数为pm，一个晶胞相当于有一个CaTiO3，根据密度公式可得。
8．(1)3d64s2
(2) 1 2
(3) sp3 平面三角形
(4) ＜ 铜的核电荷数比锌的小，原子半径比锌的大，并且铜的最外层是不稳定的4s1结构，而锌是相对稳定的4s2结构，所以气态铜原子易失去一个电子，即第一电离能较低
(5) 6 两者均为离子晶体，但S2-的半径大于O2-的半径，CoO的离子键强度大于CoS的，因此CoO的熔点较高
(6)
【详解】（1）Fe的原子序数为26，Fe原子核外有26个电子，根据构造原理，基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2；答案为：3d64s2。
（2）F原子核外有9个电子，基态F原子的核外电子排布式为1s22s22p5，2p能级上有1个未成对电子；1s、2s的电子云都是球形，2p的电子云是哑铃形，故有2种不同形状的电子云；答案为：1；2。
（3）为四面体结构，Si原子的价层电子对数为=4，Si原子采取的杂化类型为sp3杂化；中中心原子C上的孤电子对数为=0，σ键电子对数为3，价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，由于孤电子对数为0，故的立体构型为平面三角形；答案为：sp3；平面三角形。
（4）铜的核电荷数比锌的小，原子半径比锌的大，并且铜的最外层是不稳定的4s1结构，而锌是相对稳定的4s2结构，所以气态铜原子易失去一个电子，Cu的第一电离能比Zn的第一电离能小；答案为：＜；铜的核电荷数比锌的小，原子半径比锌的大，并且铜的最外层是不稳定的4s1结构，而锌是相对稳定的4s2结构，所以气态铜原子易失去一个电子，即第一电离能较低。
（5）配离子[Co(N3)(NH3)5]2+中，Co3+为中心离子，1个N和5个NH3为配体，则Co3+的配位数是6；CoO和CoS都属于离子晶体，由于S2-的半径大于O2-的半径，CoO的离子键强度大于CoS的，因此CoO的熔点较高；答案为：6；两者均为离子晶体，但S2-的半径大于O2-的半径，CoO的离子键强度大于CoS的，因此CoO的熔点较高。
（6）根据“均摊法”，1个晶胞中含Zn：4个，含O：8×+6×=4个，1个晶胞的质量为，晶胞边长为anm，晶胞的体积为(a×10-7cm)3=a3×10-21cm3，则晶胞密度为 =g/cm3；答案为：。
9．(1)C
(2) 球形 1311kJ·mol-1
(3) sp2 5NA (，，0)
(4) 156.5pm
【详解】（1）电子能量越高越容易失去，C、D项分别表示O激发态、O+激发态，再失去一个电子所需要的能量相当于氧的第二电离能，则最容易失去最外层电子的是1s22s2 2p33s1，故答案为C。
（2）MH中基态H-的核外电子排布式是1s2，故电子云轮廓图呈球形；H-的第二电离能为H-失去第二个电子所吸收的能量，即H(g)=H+(g)+e-吸收的能量，则H-的第二电离能为1311kJ·mol-1。
（3）①N为平面结构，结构为[]，N的中心原子为N，其孤电子对数为1，与中心原子相连的原子数为2，则价层电子对数为3，故杂化方式为sp2杂化；由图可知，N中σ键共有5个，则1mol N中σ键总数为5NA个；
②由晶胞结构，原子1位于晶胞左侧面的面心，坐标是(，0，)，则坐标原点在左后侧底面顶点，原子2位于晶胞底面的面心，则坐标为(，，0)。
（4）①N原子做面心立方最紧密堆积，B原子填充在四面体空隙，B原子与周围的4个N原子形成正四面体结构；设立方氮化硼晶体N与B的原子半径之和为x，根据立体几何知识，x等于体对角线的，可求得x=361.5pm156.5pm；
②已知六方氮化硼同层中B、N原子之间的距离是a cm，六方氮化硼晶胞如图5所示，该晶胞上下底面为菱形，内角分别为120和60，则一个晶胞中含有B的个数=4+4+1=2，含有N的个数=2+2+2=2，层与层之间的距离是b cm，根据正六边形（）可求出晶体中相邻两个B原子之间的距离是a cm，即晶胞中上下底面边长为a cm，进一步求出晶胞的体积V=3a2b cm3，晶胞的质量m=g=g，则晶体的密度是=g/cm3。
10．(1) 哑铃形 Ge原子半径大，原子间形成的σ键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键
(2) A > 否
(3)90
(4) 4 66.7
【详解】（1）(1) Ge元素的原子序数为32，其基态原子的核外电子排布为[Ar] 3d104s24p2，核外电子占据最高能级的符号4p，轮廓为哑铃型，Ge与C同族，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键，从原子结构角度分析，原因是Ge原子半径大，原子间形成的σ键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键，故答案为：哑铃形；Ge原子半径大，原子间形成的σ键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键；
（2）①A．CO与N2互为等电子体，二者结构相似，CO分子中C、O原子各有1对孤电子对，CO2分子中碳原子没有孤电子对，而每个O原子均有2对孤电子对，分子中孤对电子数变多，A正确；
B．CO属于极性分子，而CO2是直线形，属于非极性分子，反应中分子极性发生变化，B错误；
C．CO中存在碳氧三键，而CO2中存在碳氧双键，原子间成键方式改变，C错误；
D．CO2的相对分子质量较大，分子间作用力大，熔沸点高，D错误；
故答案为：A；
②干冰和冰是两种常见的分子晶体，干冰不存在氢键，晶体为密堆积，空间利用率大，等电子体的概念应用于分子或者离子，SiO2为共价晶体，不存在分子；故答案为：>；否；
③分析图1可知，该分子中含有15个C原子，10个O原子，比例为3 ： 2，分子式为C3O2，该分子中每个原子均满足8电子稳定结构，故C'与O之间共用两对电子，C与C之间也共用两对电子，对应电子式为：，故答案为： ；
（3）C60分子是由许多正五边形构成的空心笼状结构如图2所示，分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键，则一个C所拥有的化学键数目为个，C60分子中含个σ键，故答案为：90；
（4）①由晶胞示意图可知，该晶胞中氧离子位于晶胞的顶点、面心和体内，则1个晶胞中氧离子的个数为，镓离子位于晶胞的体内，则1个晶胞中镓离子的个数为4，氧离子和镓离子的个数比为6 : 4=3 : 2，镓离子周围等距的氧离子的数目为6，故镓离子配位数为6，氧离子周围等距的镓离子数目为4，故氧离子配位数为4；故答案为：4；
②该晶胞中共有12个正八面体空隙，其中8个正八面体空隙中填充了Crs+，所占比例为；故答案为：66.7；
③已知氧离子的半径为r cm，则底面边长为2r cm，又知晶胞的高度为h cm，所以晶胞的体积，一个晶胞中含有2个Ga2O3，其质量为，所以该晶体的密度，，故答案为：。
11． B N 极性共价键和配位键 1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2) 正四面体形 sp2 1.8 8
【详解】(1)一般，元素的非金属性越强，元素的第一电离能越大、元素的电负性越大，在氨硼烷中与N原子相连的H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，则非金属性：N＞H＞B，氨硼烷分子所含元素中第一电离能最小的元素是B，电负性最大的元素是N；根据氨硼烷的结构式可知，氨硼烷分子内存在B—H、N—H极性共价键和N→B配位键；故答案为：B，N，极性共价键和配位键。
(2)①Ti的原子序数为22，Ti原子核外有22个电子，基态Ti原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)；故答案为：1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)。
②中中心原子B上的孤电子对数为=0，σ键电子对数为4，价层电子对数为4，空间构型为正四面体形；故答案为：正四面体形。
(3)根据硼酸的层状结构知，每个B形成3个B—O键，B上没有孤电子对，即B的价层电子对数为3，B的杂化轨道类型为sp2；根据图示H3BO3分子与氢键的物质的量之比为1：3，则0.6molH3BO3晶体中有1.8mol氢键；故答案为：sp2，1.8。
(4)①根据NaBH4的晶胞结构，以体心的为研究对象，与其等距离（距离为）最近的Na+有8个，即的配位数为8；故答案为：8。
②用均摊法，1个晶胞中含Na+：，：，1个晶胞的质量为，晶胞的体积为2a3nm3，则硼氢化钠晶体的密度ρ=÷(2a3nm3)= g/cm3；故答案为：。
12． 1：1 Fe2+ 的3d轨道有6个电子，失去1个电子后3d轨道电子排布处于半充满稳定状态 正四面体结构 sp2 +3 600℃-1150℃ 24 Cs8Fe4Ni4(CN)24
【详解】（1）基态Cr2+离子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d4，其3d轨道上有4个未成对电子， Fe核外有26个电子，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，其3d轨道上有4个未成对电子，故未成对电子数之比为1：1；
铁为26号元素，元素在周期表中位于第四周期Ⅷ族；由于Fe2+的价电子3d6失去一个电子可形成3d5半充满稳定结构，所以Fe2+易被氧化成Fe3+，
故答案为：Fe2+ 的3d轨道有6个电子，失去1个电子后3d轨道电子排布处于半充满稳定状态；
根据价层电子对互斥理论，价层电子对个数=σ键+孤电子对个数，中中心原子S的价层电子对为=4，孤电子对数为=0，不含孤电子对，所以空间构型是正四面体结构；
（2）由题意可知的C环是平面的，故知其中5个C原子应为sp2杂化；因5个C原子均是sp2杂化，则应各有一个未杂化的p电子参与形成5个C原子的大π键，加上负电荷的电子，共有6个电子参与形成大π键，故大键为；
(3)根据化合物中各元素化合价代数和为0，H2O化合价总和为0，CH3COO-根价为-1，O化合价为-2，Cl化合价为-1，设Cr 的化合价为x，则[Cr3O(CH3COO)6(H2O)3]Cl·8H2O中有3x+(-2)+(-1)6+0+(-1)+0=0，解得x=+3，即其中Cr的化合价为+3价；
根据Cr的卤化物的熔点可知，卤化物均为离子晶体，结构和组成相同的离子晶体，离子半径越大，形成的离子键越不稳定，熔点越低，故熔点CrCl3> CrBr3> CrI3，故CrBr3的熔点范围为600℃-1150℃；
(4)根据均摊法，一个晶胞中含有K+的个数为8个、Ni2+的个数为12+1=4个、Fe2+的个数为8+6=4个，根据化合物中各元素化合价代数和为0可知18+24+24=24，故CN-的个数为24个；晶胞的化学式为K8Fe4Ni4(CN)24；该物质常用于吸附Cs+，将取代晶胞中的K+，取代后的物质的化学式为Cs8Fe4Ni4(CN)24。
13． Na2O2 [Ar]3d3或1s22s22p63s23p63d3 C2O42-、H2O sp2杂化 NH2- d CaCrO3 240pm g·cm－3 120pm
【分析】(1)元素非金属性越强，电负性越大，金属性越强，电负性越小；
(2)Cr3+的基态核外电子数为24-3=21，电子排布式为：[Ar]3d3或1s22s22p63s23p63d3；
（3）原子数相同，价电子数相同的分子为等电子体；
（4）由图可知铝镍合金的晶胞结构中，Ni原子数目为1，Al原子数目为8×=1，为AlNi，每个Ni原子周围有8个Al原子，每个Al原子周围有8个Ni原子，据此结合选项中各物质的晶胞结构判断；
（5）①根据晶胞结构图和均摊法计算；
③根据密度公式进行计算。
【详解】(1)元素非金属性越强，电负性越大，金属性越强，电负性越小，所以Na、Al、Si、O四种元素电负性由大到小的顺序为：O＞Si＞Al＞Na，故NaAlSi2O6所含元素中，第一电离能最小的元素和电负性最大的元素组成的含有两种化学键的化合物是Na2O2；
(2)Cr3+的基态核外电子数为24-3=21，电子排布式为：[Ar]3d3或1s22s22p63s23p63d3；
（3）K[Cr（C2O4）2（H2O）2]中配体为C2O42-、H2O；草酸根离子中每个C原子形成一个C=O、C-C、C-O，则C原子形成的σ键数目为3，即价层电子对数为3，所以为sp2杂化；原子数相同，价电子数相同的分子为等电子体，则与H2O互为等电子体的离子应含有3个原子、且电子数为10，有NH2-；
（4）由图可知铝镍合金的晶胞结构中，Ni原子数目为1，Al原子数目为8×=1，为AlNi，每个Ni原子周围有8个Al原子，每个Al原子周围有8个Ni原子，
a．氟化钙中每个钙离子周围有8个氟离子，每个氟离子周围有4个钙离子，不符合；
b．金刚石为空间立体网状结构，每C原子周围有4个C原子，不符合；
c．金属钠是体心立方堆积，钠的配位数为8，即每个钠原子周围与其距离最近的原子有8个，不符合；
d．氯化铯中每个铯离子周围有8个氯离子，每个氯离子周围有8个铯离子，符合；
故答案为d；
（5）①根据晶胞结构图和均摊法可知，晶胞中O原子数为×6=3，Ca原子数为×8=1，Cr原子数为1，则化学式为CaCrO3；
②已知钙离子、氧离子半径分别为100pm、140pm，则晶胞的面对角线是480 pm，所以该晶胞的参数(边长)为240pm；
③阿伏伽德罗常数的值为NA，该晶体密度的计算表达式为=g·cm－3；晶胞中Cr4+位于O2－所形成的正八面体的体心，正八面体边长为立方体面对角线长度，则该正八面体的边长为×240pm=120pm。
14． 电子气 为原子晶体，键的键能较大，故硬度大；共价键具有方向性，受外力时会发生原子错位而断裂，故脆 和均为非极性分子，为极性分子，根据相似相溶原理，难溶于水而易溶于 正四面体形 9
【详解】(1)描述金属键本质的最简单理论是“电子气理论”。该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。由此可见，金属铁可导电、导热，具有金属光泽，有延展性，这些性质都可以用“电子气理论”解释。
(2)由于为原子晶体，键的键能较大，故硬度大，又因为共价键具有方向性，受外力时会发生原子错位而断裂，故脆。
(3)金属性越强，第一电离能越小，但锌的3d轨道电子处于全充满稳定状态，第一电离能大于铁的，则Ca、Fe、K、Zn的第一电离能由大到小的顺序为。
(4)O、Si、P、S四种元素中非金属性最强的是O，则形成的最简单氢化物的稳定性最强的是；由于和均为非极性分子，为极性分子，因此根据相似相溶原理，难溶于水而易溶于。
(5)的中心原子P原子的价层电子对数是，不存在孤对电子，所以其空间构型为正四面体形；基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，因此核外M层有9种空间运动状态不同的电子。
(6)硅原子与周围4个相邻的硅原子形成正四面体，顶点硅原子与正四面体中心硅原子连线处于体对角线上，且二者距离等于体对角线长度的，而体对角线长度等于晶胞棱长的倍，若晶胞参数为a，则硅原子半径=，晶胞中含有Si原子的个数为 ，则晶胞中Si原子的体积占晶胞体积的百分率为；已知该晶体的密度为，NA是阿伏加德罗常数的值，则晶胞的边长是cm。晶胞中面心上6个Si原子相连构成正八面体，该正八面体的边长为面对角线的一半，即为pm。
15． 3d54s2 电子气(或金属键) C 12 > 离子晶体中离子半径越小，晶格能越大，熔沸点越高 sp2、sp 极性 ac 4
【详解】(1) Mn为25号元素，其价电子排布式为3d54s2。因为金属原子之间存在着金属键，金属键是通过金属原子和自由电子形成的，所以金属具有导电性、导热性，有金属光泽和延展性，故答案：3d54s2；电子气(或金属键)。
(2)已知金属锰的晶胞构型和氯化钠的相同，都属于面心立方构型，晶胞俯视图符合C，每个Mn原子周围紧邻的原子数为12，故答案：C；12。
(3)O的离子半径比S小，所以MnO晶格能比MnS大，故MnO熔点大于MnS，故答案：>；离子晶体中离子半径越小，晶格能越大，熔沸点越高。
( 4)①苯(C6H6)分子中碳原子的杂化方式为sp2,CO2分子中碳原子的杂化方式为sp；甲醛碳原子以三个sp2杂化轨道形成三个σ键，其中一个是和氧形成一个σ键，所以甲醛(CH2O) 分子为平面结构，且正负电荷中心不重合，属于极性分子；故答案：sp2；sp ；极性。
②根据原子总数相等，价电子总数相等的微粒互为等电子体进行分析如下：
a.CO2与N2O原子总数都是3，价电子总数都为16，故a符合题意；
b. H2O与SO2原子总数都是3，价电子总数分别为8、18，故b不符合题意；
c. C6H6与B3N3H6原子总数都是12，价电子总数都为30，故c符合题意；
d. CH2O与BF3原子总数都是4，价电子总数分别为12、24，故d不符合题意；
故答案：ac。
(5)根据金红石TiO2的晶胞结构图可知，晶胞内均摊的O原子数=12+4=4；V=a2c10-21cm3，== =，故答案：4；。
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