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陕西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-23原子结构与性质
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这是一份陕西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-23原子结构与性质，共29页。试卷主要包含了结构与性质，填空题等内容，欢迎下载使用。
陕西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-23原子结构与性质
一、结构与性质
1．（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)
2．（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)。
3．（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。
4．（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)。
5．（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)
6．（2022·陕西咸阳·统考一模）中国科学家在国际上首次实现了CO2到淀粉的合成，不依赖植物光合作用，原料只需CO2、H2和电，相关成果发表在《科学》上。回答下列问题：
(1)CO2的空间结构为 。
(2)淀粉遇碘变蓝。单质碘易溶于KI溶液，原因是 (用离子方程式表示)。
(3)淀粉在一定条件下可水解成葡萄糖()，葡萄糖分子中键角∠H1C1O1 ∠C1C2O2 (填“＞”、“＜”或“=”)。
(4)(CH3NH3)PbI3的晶胞结构如图所示，其中B代表Pb2+。
①Pb位于第六周期第IVA族，其基态原子的价电子排布图为 ，基态I原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为 。
②(CH3NH3)PbI3中涉及的短周期元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
③有机阳离子可通过CH3NH2制备，CH3NH2中C和N的杂化类型分别是 、 。
④ (填“A”或“C”)代表I-，原子分数坐标A为(0，0，0)，B为，则C的原子分数坐标为 。NA为阿伏加德罗常数的值，则(CH3NH3)PbI3晶体的密度为 g∙cm-3。
7．（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)。
8．（2022·陕西汉中·校联考模拟预测）[2016·新课标I]锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：
（1）基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar] ，有 个未成对电子。
（2）Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是 。
（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因 。
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
−49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
约400
（4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是 。
（5）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为 ，微粒之间存在的作用力是 。
（6）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。如图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(，0，)；C为(，，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)。
9．（2022·陕西·统考一模）回答下列问题：
(1)具有4S1结构的原子有 (填写元素符号)，第四周期中，未成对电子数最多的原子是 。
(2)下表列出了第3周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示，单位为kJ·mol-1)。
I1
I2
I3
I4
……
R
740
1500
7700
10500
……
元素R的电子排布式是 。
(3)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有 机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是 、 。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是 ，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是 (填“Mg2+”或“Cu2+”)。
(4)单质铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示，面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为 ，面心立方堆积与体心立方堆积的两种铁晶体的密度之比为 (写出已化简的比例式即可)。(两种堆积中最邻近的铁原子的核间距离相等)
10．（2022·陕西渭南·统考一模）回答下列问题：
(1)氨基酸锌是研究最早和使使用最广泛的第三代锌添加剂，该添加剂具有优良的营养功能。如图是氨基酸锌的结构简式。
①组成氨基酸锌的C、N、O的第一电离能由大到小的顺序是 。
②最简单的氨基酸是甘氨酸(结构简式如图)，其结构中π键与σ键的数量比为 。
(2)分于中含有两个或两个以上中心原子(离子)的配合物称为多核配合物，如图为Co(Ⅱ)双核配合物的内界。
①配合物中每个中心离子的配位数为 。
②Co2+的最高能层电子排布式为 。
③下列状态的钴中，电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填标号)
A．[Ar]3d74s1 B．[Ar]3d74s2 C．[Ar]3d74s14p1 D．[Ar]3d74p1
(3)二氯甲醛的结构简式为，已知单键和双键的键角为124.1°，单键和单键的键角为111.8°，原因是 。
(4)碳酸亚乙酯()是某锂离子电池电解液的添加剂，该物质能溶于水，请解释原因 。
(5)化学上有一种见解，认为含氧酸的通式可以写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大的R正电性越高，导致R—O—H中O的电子向R偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H+，即酸性越强，用以上原理解释亚硫酸和硫酸的酸性强弱 。
(6)氧化锰在医药、冶炼上应用广泛，其立方晶胞如图所示。晶胞中距离最近的两个O2-之间的距离为apm，MnO晶体的密度为ρg·cm-3，则阿伏加德罗常数的值为 (用含a和ρ的最简代数式表示)。
11．（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 。
12．（2021·陕西西安·统考一模）很多过渡金属及其化合物在工业上有重要用途。
(1)钛铁合金是钛系储氢合金的代表，该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。
①Fe的基态原子价电子排布式为 。
②Ti的基态原子共有 种不同能级的电子。
(2)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3CCl4=2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑。
①上述化学方程式中非金属元素电负性由小到大的顺序是 (用元素符号表示)。
②CCl4和COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，CCl4和COCl2分子中σ键的个数比为 ，COCl2分子的中心原子的杂化方式为 。
(3)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同，从微观角度解释NiO的熔点高于FeO的原因为 。
(4)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、高寿命、耐低温等特点，在日本和中国已实现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示。
①该晶体的化学式为 。
②已知该晶胞的摩尔质量为Mg·mol-1，密度为dg·cm-3.设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积是 cm3(用含M、d、NA的代数式表示)。
③该晶体的内部具有空隙，且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已知：a=500pm，c=400pm；标准状况下氢气的密度为9×10-5g·cm-3；储氢能力=。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为 。(NA可近似取6×1023，=1.7)
13．（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。
14．（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。
二、填空题
15．（2021·陕西宝鸡·统考模拟预测）铁是一种常见的金属，在生产生活中用途广泛。
(1)铁在元素周期表中的位置是 ， 其基态原子的电子排布式为 ；铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用 摄取铁元素的原子光谱。
(2)Fe(CO)5与NH3在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁(Fe3N)，NH3分子的立体构型为 ；1mol Fe(CO)5分子中含有σ键为 mol。
(3)把氯气通入黄血盐{K4[Fe(CN)6]}溶液中，得到赤血盐{K3[Fe(CN)6]}，该反应的化学方程式为 ；CN- 中碳原子的杂化轨道类型为 。C、N、O元素的第一电离能的大小顺序为 。
(4)FeCl3可与KSCN溶液发生显色反应。SCN- 与N2O互为等电子体，则SCN-的电子式为 。
参考答案：
1．(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。
2．(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。
3．(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：。
4．(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：。
5．(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。
6．(1)直线形
(2)I-+I2
(3)＞
(4) 纺锤形(或哑铃形) N＞C＞H sp3 sp3 C (1，，)
【详解】（1）CO2分子中碳原子的价层电子对数为2，中心C原子发生sp杂化，则其空间结构为直线形。答案为：直线形；
（2）单质碘易溶于KI溶液，生成，原因是：I-+I2；
（3）葡萄糖()分子中，C2的价层电子对数为4，发生sp3杂化，形成正四面体结构，键角为109°28′，C1的价层电子对数为3，发生sp2杂化，形成平面三角形结构，键角为120°，所以键角∠H1C1O1＞∠C1C2O2。答案为：＞；
（4）从晶胞图中可以看出，晶胞中含有1个B原子，含C个数为6×=3，含A个数为8×=1，依据化学式，可确定A为，B为I-。
①Pb位于第六周期第IVA族，则其最外层有4个电子，价电子排布式为6s26p2，其基态原子的价电子排布图为，基态I原子核外电子占据最高能级的电子云(p电子云)轮廓图为纺锤形(或哑铃形)。
②(CH3NH3)PbI3中涉及的短周期元素为C、N、H，非金属性N＞C＞H，电负性由大到小的顺序为N＞C＞H。
③CH3NH2中C和N的价层电子对数都为4，杂化类型分别是sp3、sp3。
④由分析可知，C代表I-，其x=1、y=z=，则C的原子分数坐标为(1，，)。NA为阿伏加德罗常数的值，则(CH3NH3)PbI3晶体的密度为=g∙cm-3。答案为：；纺锤形(或哑铃形)；N＞C＞H；sp3；sp3；C；(1，，)；。
【点睛】计算晶胞中含有微粒的数目时，可采用均摊法。
7．(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。
8． 3d104s24p2 2 Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，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 GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强 O>Ge>Zn sp3 共价键 (，，) ×107
【详解】（1）Ge是32号元素，与碳元素是同一主族的元素，在元素周期表中位于第四周期IVA族；基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar] 3d104s24p2；在其原子的最外层的2个4p电子分别位于2个不同的4p轨道上，所以基态Ge原子有2个未成对的电子，故答案为3d104s24p2；2；
（2）Ge与C是同族元素，C原子原子半径较小，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，从原子结构角度看，这是由于锗的原子半径大，原子之间形成的σ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键，故答案为Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，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；
（3）锗元素的卤化物在固态时都为分子晶体，分子之间通过微弱的分子间作用力结合。对于组成和结构相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。由于相对分子质量：GeCl4＜GeBr4＜GeI4，所以它们的熔沸点由低到高的顺序是：GeCl4＜GeBr4＜GeI4，故答案为GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强；
（4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。元素的非金属性越强，其吸引电子的能力就越强，元素的电负性就越大。元素Zn、Ge、O的非金属性强弱顺序是：O＞Ge＞Zn，所以这三种元素的电负性由大至小的顺序是O＞Ge＞Zn，故答案为O>Ge>Zn；
（5） Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为1个s轨道与3个p轨道形成的sp3杂化；由于是同一元素的原子通过共用电子对结合，所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键(或写为共价键)，故答案为sp3；共价键；
（6） ①根据各个原子的相对位置可知，D在各个方向的1/4处，所以其坐标是(，，)，故答案为(，，)；
②根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的Ge原子数是8×1/8+6×1/2+4=8，所以晶胞的密度=g·cm-3，故答案为×107。
9．(1) K、Cr、Cu Cr
(2)1s22s2 2p6 3s2
(3) sp3 sp3 乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键 Cu2+
(4) 2∶1 4∶3
【解析】（1）
具有4S1结构的原子有K 、Cr、Cu；第四周期中，未成对电子数最多的原子是Cr；
（2）
由表中数据I3远大于I2知其最高正价为+2价，R元素位于第IIA族，电子排布式是1s22s2 2p6 3s2；
（3）
乙二胺中N形成3个单键，含有1对孤对电子，属于sp3杂化；C形成4个单键，不存在孤对电子，也是sp3杂化；由于乙二胺的两个N可提供孤对电子给金属离子形成配位键，因此乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子；由于铜离子的半径较大且含有的空轨道多于镁离子，因此与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是Cu2+；
（4）
均摊原则，面心立方晶胞中铁原子数是8×+6×=4、体心立方胞中实际含有的铁原子数是8 ×+1=2，个数是2∶1；
设铁原子半径是r cm，面心立方晶胞的边长是2r、体心立方晶体的边长是专r，根据 ，面心立方堆积与体心立方堆积的两种铁晶体的密度比是 ∶=4∶3；
10．(1) N＞O＞C 1：9
(2) 6 3s23p63d7 A
(3)单键和双键的斥力大于单键和单键的斥力
(4)碳酸亚乙酯与水分之间能形成氢键
(5)H2SO3可以写成(HO)2RO，n=1；H2SO4可以写成(HO)2RO2，n=2；所以硫酸酸性强于亚硫酸
(6)×1030
【详解】（1）①同一周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势，但第IIA族和第VA族处于全满和半满结构，第一电离能比同周期相邻元素第一电离能大，因此C、N、O的第一电离能由大到小的顺序是：N＞O＞C。
②甘氨酸的结构式为，其结构中含σ键9个、含π键1个，因此π键与σ键的数量比为：1:9。
（2）①配合物的中心离子为钴离子，由配合物的结构可知，每个中心离子的配位数为6。
②Co的原子序数为27，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d74s2，则Co2+的最高能层电子排布式为：3s23p63d7。
③A．[Ar]3d74s1属于基态Co+，由于Co的第二电离能比第一电离能大，故其再失去一个电子能量较高；B．[Ar]3d74s2为基态Co原子，失去一个电子变为基态Co+，为第一电离能；C．[Ar]3d74s14p1为激发态Co原子，失去一个电子所需能量低于基态Co原子失去一个电子；D．3d74p1为激发态Co+，失去一个电子所需能量低于基态Co+失去一个电子；综上所述，电离最外层一个电子所需能量最大的是[Ar]3d74s1，答案选A。
（3）由于单键和双键的斥力大于单键和单键的斥力，所以单键和双键的键角为124.1°，单键和单键的键角为111.8°。
（4）碳酸亚乙酯()和水均为极性分子，根据相似相溶原理可知，碳酸亚乙酯()与水分子之间能形成氢键，所以碳酸亚乙酯能溶于水。
（5）亚硫酸(H2SO3)可写成(OH)2SO，硫酸(H2SO4)可写成(OH)2SO2，由此可知硫酸中的n=2，亚硫酸中的n=1，因此硫酸的酸性大于亚硫酸。
（6）距离最近的两个氧离子位于面对角线上，设晶胞边长为xpm，2a=x，则x=a。一个晶胞中含Mn2+的个数为12+1=4，氧离子个数为8+6=4，一个晶胞的质量m=，一个晶胞的体积V=x3=2a3pm3，晶胞密度ρ==，则NA=×1030。
11． 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。
12． 3d64s2 7 C＜Cl＜O 4∶3 sp2 Ni2+的半径更小，和O2-离子间的静电力更强，晶格能更大 LaNi5 1307
【详解】(1)①Fe是26号元素，Fe的基态原子价电子排布式为3d64s2；
②Ti是22号元素，Ti的基态原子核外有1s、2s、3s、4s、2p、3p、3d7个能级，共有7种不同能级的电子；
(2)①反应式中非金属元素有三种：O、C、Cl，CCl4中C表现正化合价、Cl表现负化合价，CrO2Cl2中Cl为+1价，O为−2价，电负性越大，对键合电子吸引力越大，元素相互化合时该元素表现负价，故电负性：C＜Cl＜O；
②COCl2分子中有1个C=O键和2个C−Cl键，所以COCl2分子中σ键的数目为3，π键的数目为1，CCl4分子中有4个C−Cl键，分子中σ键的数目为4，则CCl4和COCl2分子中σ键的个数比为4∶3，COCl2分子的中心原子C电子对数=3+×(4−1×2−2)=3，故中心原子杂化方式为sp2；
(3)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高。由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径，和O2-离子间的静电力更强，晶格能更大，所以熔点是NiO＞FeO；
(4)①从图中可以看出，La位于平行六面体的顶点，晶胞中La的原子数为×8＝1。平行六面体的上、下两个面各有2个Ni原子，四个侧面各有1个Ni原子，体心还有1个Ni原子。故晶胞中Ni的原子数为×8＋1×1＝5，故该晶体的化学式为LaNi5；
②已知该晶胞的摩尔质量为Mg·mol-1，NA为阿伏加德罗常数的值，一个晶胞的质量m=，根据V= ，密度为dg·cm-3，则该晶胞的体积是cm3；
③LaNi5合金储氢后的密度ρ== =0.118g•cm-3，由定义式可知储氢能力===1307。
13． 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。
14． 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。
15． 第四周期第VIII族 1s22s22p63s23p63d64s2 光谱仪 三角锥形 10 Cl2+2K4[Fe(CN)6]=2KCl+2K3[Fe(CN)6] sp N＞O＞C
【详解】(1)铁原子核外电子数为26，各电子层电子数为2、8、14、2，原子基态时的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，所以位于第四周期第VIII族，铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取铁元素的原子光；故答案为：第四周期Ⅶ族；光谱仪；1s22s22p63s23p63d64s2；
(2) NH3的孤电子对数=，价层电子对数为4，则N为sp3杂化，VSEPR构型为四面体形，由于含有一个孤电子对，所以其空间构型为三角锥形；Fe(CO)5的结构式为，其中三键中有一个σ键，配位键全部为σ键，所以1mol Fe(CO)5分子中含有σ键为10mol；
(3)把氯气通入黄血盐{K4[Fe(CN)6]}溶液中，得到赤血盐{K3[Fe(CN)6]}，同时生成氯化钾，反应的化学方程式为Cl2+2K4[Fe(CN)6]=2KCl+2K3[Fe(CN)6]；
CN-中C原子价层电子对个数=1+=2，所以采取sp杂化；
C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次减小，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一电离能大小顺序是N＞O＞C；
(3)SCN-与N2O互为等电子体，等电子体的结构相似，SCN-的电子式为。
陕西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-23原子结构与性质
一、结构与性质
1．（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)
2．（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)。
3．（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。
4．（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)。
5．（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)
6．（2022·陕西咸阳·统考一模）中国科学家在国际上首次实现了CO2到淀粉的合成，不依赖植物光合作用，原料只需CO2、H2和电，相关成果发表在《科学》上。回答下列问题：
(1)CO2的空间结构为 。
(2)淀粉遇碘变蓝。单质碘易溶于KI溶液，原因是 (用离子方程式表示)。
(3)淀粉在一定条件下可水解成葡萄糖()，葡萄糖分子中键角∠H1C1O1 ∠C1C2O2 (填“＞”、“＜”或“=”)。
(4)(CH3NH3)PbI3的晶胞结构如图所示，其中B代表Pb2+。
①Pb位于第六周期第IVA族，其基态原子的价电子排布图为 ，基态I原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为 。
②(CH3NH3)PbI3中涉及的短周期元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
③有机阳离子可通过CH3NH2制备，CH3NH2中C和N的杂化类型分别是 、 。
④ (填“A”或“C”)代表I-，原子分数坐标A为(0，0，0)，B为，则C的原子分数坐标为 。NA为阿伏加德罗常数的值，则(CH3NH3)PbI3晶体的密度为 g∙cm-3。
7．（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)。
8．（2022·陕西汉中·校联考模拟预测）[2016·新课标I]锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：
（1）基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar] ，有 个未成对电子。
（2）Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是 。
（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因 。
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
−49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
约400
（4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是 。
（5）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为 ，微粒之间存在的作用力是 。
（6）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。如图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(，0，)；C为(，，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)。
9．（2022·陕西·统考一模）回答下列问题：
(1)具有4S1结构的原子有 (填写元素符号)，第四周期中，未成对电子数最多的原子是 。
(2)下表列出了第3周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示，单位为kJ·mol-1)。
I1
I2
I3
I4
……
R
740
1500
7700
10500
……
元素R的电子排布式是 。
(3)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有 机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是 、 。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是 ，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是 (填“Mg2+”或“Cu2+”)。
(4)单质铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示，面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为 ，面心立方堆积与体心立方堆积的两种铁晶体的密度之比为 (写出已化简的比例式即可)。(两种堆积中最邻近的铁原子的核间距离相等)
10．（2022·陕西渭南·统考一模）回答下列问题：
(1)氨基酸锌是研究最早和使使用最广泛的第三代锌添加剂，该添加剂具有优良的营养功能。如图是氨基酸锌的结构简式。
①组成氨基酸锌的C、N、O的第一电离能由大到小的顺序是 。
②最简单的氨基酸是甘氨酸(结构简式如图)，其结构中π键与σ键的数量比为 。
(2)分于中含有两个或两个以上中心原子(离子)的配合物称为多核配合物，如图为Co(Ⅱ)双核配合物的内界。
①配合物中每个中心离子的配位数为 。
②Co2+的最高能层电子排布式为 。
③下列状态的钴中，电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填标号)
A．[Ar]3d74s1 B．[Ar]3d74s2 C．[Ar]3d74s14p1 D．[Ar]3d74p1
(3)二氯甲醛的结构简式为，已知单键和双键的键角为124.1°，单键和单键的键角为111.8°，原因是 。
(4)碳酸亚乙酯()是某锂离子电池电解液的添加剂，该物质能溶于水，请解释原因 。
(5)化学上有一种见解，认为含氧酸的通式可以写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大的R正电性越高，导致R—O—H中O的电子向R偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H+，即酸性越强，用以上原理解释亚硫酸和硫酸的酸性强弱 。
(6)氧化锰在医药、冶炼上应用广泛，其立方晶胞如图所示。晶胞中距离最近的两个O2-之间的距离为apm，MnO晶体的密度为ρg·cm-3，则阿伏加德罗常数的值为 (用含a和ρ的最简代数式表示)。
11．（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 。
12．（2021·陕西西安·统考一模）很多过渡金属及其化合物在工业上有重要用途。
(1)钛铁合金是钛系储氢合金的代表，该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。
①Fe的基态原子价电子排布式为 。
②Ti的基态原子共有 种不同能级的电子。
(2)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3CCl4=2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑。
①上述化学方程式中非金属元素电负性由小到大的顺序是 (用元素符号表示)。
②CCl4和COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，CCl4和COCl2分子中σ键的个数比为 ，COCl2分子的中心原子的杂化方式为 。
(3)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同，从微观角度解释NiO的熔点高于FeO的原因为 。
(4)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、高寿命、耐低温等特点，在日本和中国已实现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示。
①该晶体的化学式为 。
②已知该晶胞的摩尔质量为Mg·mol-1，密度为dg·cm-3.设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积是 cm3(用含M、d、NA的代数式表示)。
③该晶体的内部具有空隙，且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已知：a=500pm，c=400pm；标准状况下氢气的密度为9×10-5g·cm-3；储氢能力=。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为 。(NA可近似取6×1023，=1.7)
13．（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。
14．（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。
二、填空题
15．（2021·陕西宝鸡·统考模拟预测）铁是一种常见的金属，在生产生活中用途广泛。
(1)铁在元素周期表中的位置是 ， 其基态原子的电子排布式为 ；铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用 摄取铁元素的原子光谱。
(2)Fe(CO)5与NH3在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁(Fe3N)，NH3分子的立体构型为 ；1mol Fe(CO)5分子中含有σ键为 mol。
(3)把氯气通入黄血盐{K4[Fe(CN)6]}溶液中，得到赤血盐{K3[Fe(CN)6]}，该反应的化学方程式为 ；CN- 中碳原子的杂化轨道类型为 。C、N、O元素的第一电离能的大小顺序为 。
(4)FeCl3可与KSCN溶液发生显色反应。SCN- 与N2O互为等电子体，则SCN-的电子式为 。
参考答案：
1．(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。
2．(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。
3．(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：。
4．(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：。
5．(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。
6．(1)直线形
(2)I-+I2
(3)＞
(4) 纺锤形(或哑铃形) N＞C＞H sp3 sp3 C (1，，)
【详解】（1）CO2分子中碳原子的价层电子对数为2，中心C原子发生sp杂化，则其空间结构为直线形。答案为：直线形；
（2）单质碘易溶于KI溶液，生成，原因是：I-+I2；
（3）葡萄糖()分子中，C2的价层电子对数为4，发生sp3杂化，形成正四面体结构，键角为109°28′，C1的价层电子对数为3，发生sp2杂化，形成平面三角形结构，键角为120°，所以键角∠H1C1O1＞∠C1C2O2。答案为：＞；
（4）从晶胞图中可以看出，晶胞中含有1个B原子，含C个数为6×=3，含A个数为8×=1，依据化学式，可确定A为，B为I-。
①Pb位于第六周期第IVA族，则其最外层有4个电子，价电子排布式为6s26p2，其基态原子的价电子排布图为，基态I原子核外电子占据最高能级的电子云(p电子云)轮廓图为纺锤形(或哑铃形)。
②(CH3NH3)PbI3中涉及的短周期元素为C、N、H，非金属性N＞C＞H，电负性由大到小的顺序为N＞C＞H。
③CH3NH2中C和N的价层电子对数都为4，杂化类型分别是sp3、sp3。
④由分析可知，C代表I-，其x=1、y=z=，则C的原子分数坐标为(1，，)。NA为阿伏加德罗常数的值，则(CH3NH3)PbI3晶体的密度为=g∙cm-3。答案为：；纺锤形(或哑铃形)；N＞C＞H；sp3；sp3；C；(1，，)；。
【点睛】计算晶胞中含有微粒的数目时，可采用均摊法。
7．(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。
8． 3d104s24p2 2 Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，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 GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强 O>Ge>Zn sp3 共价键 (，，) ×107
【详解】（1）Ge是32号元素，与碳元素是同一主族的元素，在元素周期表中位于第四周期IVA族；基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar] 3d104s24p2；在其原子的最外层的2个4p电子分别位于2个不同的4p轨道上，所以基态Ge原子有2个未成对的电子，故答案为3d104s24p2；2；
（2）Ge与C是同族元素，C原子原子半径较小，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，从原子结构角度看，这是由于锗的原子半径大，原子之间形成的σ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键，故答案为Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，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；
（3）锗元素的卤化物在固态时都为分子晶体，分子之间通过微弱的分子间作用力结合。对于组成和结构相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。由于相对分子质量：GeCl4＜GeBr4＜GeI4，所以它们的熔沸点由低到高的顺序是：GeCl4＜GeBr4＜GeI4，故答案为GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强；
（4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。元素的非金属性越强，其吸引电子的能力就越强，元素的电负性就越大。元素Zn、Ge、O的非金属性强弱顺序是：O＞Ge＞Zn，所以这三种元素的电负性由大至小的顺序是O＞Ge＞Zn，故答案为O>Ge>Zn；
（5） Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为1个s轨道与3个p轨道形成的sp3杂化；由于是同一元素的原子通过共用电子对结合，所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键(或写为共价键)，故答案为sp3；共价键；
（6） ①根据各个原子的相对位置可知，D在各个方向的1/4处，所以其坐标是(，，)，故答案为(，，)；
②根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的Ge原子数是8×1/8+6×1/2+4=8，所以晶胞的密度=g·cm-3，故答案为×107。
9．(1) K、Cr、Cu Cr
(2)1s22s2 2p6 3s2
(3) sp3 sp3 乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键 Cu2+
(4) 2∶1 4∶3
【解析】（1）
具有4S1结构的原子有K 、Cr、Cu；第四周期中，未成对电子数最多的原子是Cr；
（2）
由表中数据I3远大于I2知其最高正价为+2价，R元素位于第IIA族，电子排布式是1s22s2 2p6 3s2；
（3）
乙二胺中N形成3个单键，含有1对孤对电子，属于sp3杂化；C形成4个单键，不存在孤对电子，也是sp3杂化；由于乙二胺的两个N可提供孤对电子给金属离子形成配位键，因此乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子；由于铜离子的半径较大且含有的空轨道多于镁离子，因此与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是Cu2+；
（4）
均摊原则，面心立方晶胞中铁原子数是8×+6×=4、体心立方胞中实际含有的铁原子数是8 ×+1=2，个数是2∶1；
设铁原子半径是r cm，面心立方晶胞的边长是2r、体心立方晶体的边长是专r，根据 ，面心立方堆积与体心立方堆积的两种铁晶体的密度比是 ∶=4∶3；
10．(1) N＞O＞C 1：9
(2) 6 3s23p63d7 A
(3)单键和双键的斥力大于单键和单键的斥力
(4)碳酸亚乙酯与水分之间能形成氢键
(5)H2SO3可以写成(HO)2RO，n=1；H2SO4可以写成(HO)2RO2，n=2；所以硫酸酸性强于亚硫酸
(6)×1030
【详解】（1）①同一周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势，但第IIA族和第VA族处于全满和半满结构，第一电离能比同周期相邻元素第一电离能大，因此C、N、O的第一电离能由大到小的顺序是：N＞O＞C。
②甘氨酸的结构式为，其结构中含σ键9个、含π键1个，因此π键与σ键的数量比为：1:9。
（2）①配合物的中心离子为钴离子，由配合物的结构可知，每个中心离子的配位数为6。
②Co的原子序数为27，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d74s2，则Co2+的最高能层电子排布式为：3s23p63d7。
③A．[Ar]3d74s1属于基态Co+，由于Co的第二电离能比第一电离能大，故其再失去一个电子能量较高；B．[Ar]3d74s2为基态Co原子，失去一个电子变为基态Co+，为第一电离能；C．[Ar]3d74s14p1为激发态Co原子，失去一个电子所需能量低于基态Co原子失去一个电子；D．3d74p1为激发态Co+，失去一个电子所需能量低于基态Co+失去一个电子；综上所述，电离最外层一个电子所需能量最大的是[Ar]3d74s1，答案选A。
（3）由于单键和双键的斥力大于单键和单键的斥力，所以单键和双键的键角为124.1°，单键和单键的键角为111.8°。
（4）碳酸亚乙酯()和水均为极性分子，根据相似相溶原理可知，碳酸亚乙酯()与水分子之间能形成氢键，所以碳酸亚乙酯能溶于水。
（5）亚硫酸(H2SO3)可写成(OH)2SO，硫酸(H2SO4)可写成(OH)2SO2，由此可知硫酸中的n=2，亚硫酸中的n=1，因此硫酸的酸性大于亚硫酸。
（6）距离最近的两个氧离子位于面对角线上，设晶胞边长为xpm，2a=x，则x=a。一个晶胞中含Mn2+的个数为12+1=4，氧离子个数为8+6=4，一个晶胞的质量m=，一个晶胞的体积V=x3=2a3pm3，晶胞密度ρ==，则NA=×1030。
11． 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。
12． 3d64s2 7 C＜Cl＜O 4∶3 sp2 Ni2+的半径更小，和O2-离子间的静电力更强，晶格能更大 LaNi5 1307
【详解】(1)①Fe是26号元素，Fe的基态原子价电子排布式为3d64s2；
②Ti是22号元素，Ti的基态原子核外有1s、2s、3s、4s、2p、3p、3d7个能级，共有7种不同能级的电子；
(2)①反应式中非金属元素有三种：O、C、Cl，CCl4中C表现正化合价、Cl表现负化合价，CrO2Cl2中Cl为+1价，O为−2价，电负性越大，对键合电子吸引力越大，元素相互化合时该元素表现负价，故电负性：C＜Cl＜O；
②COCl2分子中有1个C=O键和2个C−Cl键，所以COCl2分子中σ键的数目为3，π键的数目为1，CCl4分子中有4个C−Cl键，分子中σ键的数目为4，则CCl4和COCl2分子中σ键的个数比为4∶3，COCl2分子的中心原子C电子对数=3+×(4−1×2−2)=3，故中心原子杂化方式为sp2；
(3)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高。由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径，和O2-离子间的静电力更强，晶格能更大，所以熔点是NiO＞FeO；
(4)①从图中可以看出，La位于平行六面体的顶点，晶胞中La的原子数为×8＝1。平行六面体的上、下两个面各有2个Ni原子，四个侧面各有1个Ni原子，体心还有1个Ni原子。故晶胞中Ni的原子数为×8＋1×1＝5，故该晶体的化学式为LaNi5；
②已知该晶胞的摩尔质量为Mg·mol-1，NA为阿伏加德罗常数的值，一个晶胞的质量m=，根据V= ，密度为dg·cm-3，则该晶胞的体积是cm3；
③LaNi5合金储氢后的密度ρ== =0.118g•cm-3，由定义式可知储氢能力===1307。
13． 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。
14． 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。
15． 第四周期第VIII族 1s22s22p63s23p63d64s2 光谱仪 三角锥形 10 Cl2+2K4[Fe(CN)6]=2KCl+2K3[Fe(CN)6] sp N＞O＞C
【详解】(1)铁原子核外电子数为26，各电子层电子数为2、8、14、2，原子基态时的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，所以位于第四周期第VIII族，铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取铁元素的原子光；故答案为：第四周期Ⅶ族；光谱仪；1s22s22p63s23p63d64s2；
(2) NH3的孤电子对数=，价层电子对数为4，则N为sp3杂化，VSEPR构型为四面体形，由于含有一个孤电子对，所以其空间构型为三角锥形；Fe(CO)5的结构式为，其中三键中有一个σ键，配位键全部为σ键，所以1mol Fe(CO)5分子中含有σ键为10mol；
(3)把氯气通入黄血盐{K4[Fe(CN)6]}溶液中，得到赤血盐{K3[Fe(CN)6]}，同时生成氯化钾，反应的化学方程式为Cl2+2K4[Fe(CN)6]=2KCl+2K3[Fe(CN)6]；
CN-中C原子价层电子对个数=1+=2，所以采取sp杂化；
C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次减小，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一电离能大小顺序是N＞O＞C；
(3)SCN-与N2O互为等电子体，等电子体的结构相似，SCN-的电子式为。
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