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山西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-21晶体结构与性质
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这是一份山西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-21晶体结构与性质，共42页。试卷主要包含了单选题，原理综合题，实验题，工业流程题，结构与性质等内容，欢迎下载使用。
山西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-21晶体结构与性质
一、单选题
1．（2023·山西·校联考模拟预测）地球上的硅大部分以二氧化硅及硅酸盐的形式存在，它们的基本结构单位是硅氧四面体[](图1)。石英晶体中的硅氧四面体相连构成螺旋链(图2)。天然硅酸盐组成复杂，硅、氧原子通过共用氧原子形成各种不同的硅酸根阴离子，一种层状硅酸根阴离子结构如图3所示。下列说法正确的是
A．基态Si原子的原子核外的电子有14种空间运动状态
B．二氧化硅中硅原子的配位数是2
C．图2中Si原子的杂化轨道类型是
D．图3层状硅酸根阴离子结构中硅和氧的原子个数比为2∶5
2．（2023·山西吕梁·统考二模）具有光催化活性的TiO2可通过氮掺杂生成TiO2-aNb后，在光照下的输出稳定性更好，其晶胞结构如图，已知原子1、原子2的分数坐标为(0，0，)和(1，0，0)，设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是
A．氮掺杂生成的TiO2-aNb中，a=，b=
B．原子3的分数坐标为(1，0，)
C．TiO2晶体中，Ti的配位数为8
D．TiO2的密度为g·cm-3
3．（2023·山西吕梁·统考三模）氟元素可形成多种有工业价值和科研价值的化合物，如OF2、NF3、XeF2等。其中XeF2的四方晶胞结构如图所示，图中M点原子坐标参数为(，，)，Xe和F的最短距离为bnm、下列说法错误的是
A． OF2分子中键角小于分子中的
B．中Xe的杂化方式为sp
C．基态N、F原子核外电子均有5种空间运动状态
D．Q点原子坐标参数为 []
4．（2023·山西·统考二模）化学与生活、生产及环境密切相关。下列说法错误的是
A．潜艇的耐压球壳使用钛合金，钛合金中存在金属键
B．以硅橡胶为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，硅橡胶是一种高分子材料
C．2022年北京冬奥会开幕式演出服为石墨烯智能发热材料，石墨烯属于新型无机非金属材料
D．卡塔尔世界杯球馆屋顶采用了折叠式PT℉E(聚四氟乙烯)板材，该板材耐酸碱腐蚀、不耐高温
二、原理综合题
5．（2023·山西·校联考模拟预测）丙烯是产量仅次于乙烯的基本有机原料之一，无氧脱氢制丙烯技术已经工业化。回答下列问题：
丙烷脱氢过程的主反应为C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH1=124.47 kJ/mol
副反应为： i． C3H8(g)CH4(g) +C2H4(g) ΔH2=81.30 kJ/mol
ii． C2H4 (g)+H2(g) C2H6(g) ΔH3=- 136.94 kJ/mol
iii． C3H8(g)+H2(g) CH4(g)+C2H6(g) ΔH4
其中，主反应脱氢的部分反应路径如图1所示(TS 代表过渡态，Pt4代表铂催化剂)。
(1)①计算副反应iii的ΔH4= kJ/mol。
②由图1知，主反应脱氢的限速步骤是第 (填 “一”或“二”)个C- H断键的反应。有利于主反应自发进行的条件是 (填 “高温”“低温”或“任意温度”)。在高温条件下C-C键断裂的裂解反应比C-H键断裂的脱氢反应容易，从动力学角度考虑，为有利于主反应发生应控制的关键生产条件是 。
(2)在压强分别为0.1 MPa和0.01 MPa的条件下，C3H8和C3H6的平衡摩尔分数(即物质的量分数)随温度的变化如图2所示(不考虑副反应)。
①在a、b、c、d四条图线中，分别表示0.01 MPa时C3H8和C3H6物质的量分数的是 、 。
②p点时C3H8的转化率为 ， 反应的分压平衡常数Kp= MPa。
(3)根据LHHW动力学模型，生成C3H6的净反应速率v=k·P(C3H8)·(H2)，其k为速率常数。在刚性容器中进行丙烷脱氢的反应，达到平衡前，相同时间间隔内，随反应进行C3H6的增加量 Δn (填 “变大”“变小”或“不变”)，其原因是 。
(4)四氢铝钠(NaAlH4) 是有机合成中重要的还原剂，其晶胞结构如图3所示(b=2a)。 已知NA为阿伏伽德罗常数的值，该晶体的密度为 g/cm3。
三、实验题
6．（2023·山西·校联考模拟预测）三氯化铬(CrCl3)是常用的媒染剂和催化剂，易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化。某化学小组用Cr2O3和CCl4(沸点76.8℃)在高温下制备无水CrCl3实验装置如图所示。
已知：COCl2气体有毒，遇水发生水解产生两种酸性气体。
回答下列问题：
(1)实验装置合理的连接顺序为a→i→j→ (填仪器接口字母标号，部分仪器可重复使用)。
(2)仪器M中发生反应的化学方程式为 。在实验过程中需要持续通N2，其作用是 。
(3)从安全的角度考虑，整套装置的不足是 。
(4)Cr(Ⅲ)的存在形态的物质的量分数随溶液pH的分布如图所示。
请补充完整由CrCl3溶液制备纯净的Cr(OH)3的实验方案：取适量CrCl3溶液， ；充分反应后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀， ，则证明沉淀已洗涤干净；低温烘干沉淀，得到Cr(OH)3晶体。
(5)铬、钙、氧可形成一种具有特殊导电性的复合氧化物，其晶胞结构如图甲所示。
①该化合物的化学式为 。
②请在图乙中画出该晶胞沿z轴方向的氧离子的投影图 。
③氧离子与钙离子的最近距离为apm阿佛伽德罗常数为NA，则该复合氧化物晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式) 。
四、工业流程题
7．（2023·山西晋中·统考三模）碲是制作合金添加剂、半导体、制冷元件、光电元件的主体材料，并被广泛应用于冶金、石油、化工、航空航天与电子等领域。铜电解精炼阳极泥碲化铜渣(主要成分为Cu2Te，还含有金、铂等金属)提取碲的工艺流程如图所示，回答下列问题：
已知：TeO2难溶于水；亚碲酸钠易溶于水；高碲酸钠的化学式：Na2TeO4。
(1)酸浸焙烧前要将碲化铜渣粉碎，目的是 。
(2)滤液i的主要成分： (写物质名称)。
(3)焙烧过程中涉及的化学方程式： 。
(4)碱浸的目的是 。
(5)用H2SO3“酸溶还原沉碲”，写出离子方程式： 。
(6)将碲与锌一起加热，然后升华可制得碲化锌。碲化锌是一种重要的半导体材料，图甲为它的一种立方晶胞结构，图乙为该晶胞沿z轴投影图。已知a点的坐标为(0，0，0)，b点的坐标为(1，1，1)，则c点的坐标为 ，设ZnTe的摩尔质量为M，阿佛伽德罗常数的值为NA，密度为dg/cm3，则Zn与Te最近距离为 nm。
8．（2023·山西吕梁·统考三模）钛及其合金广泛用于航空航天，有“空中金属”之称，可溶于较浓盐酸。学习小组以高钛渣(含、和少量、和)为原料制备单质钛的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“筛分”的目的为 ；浸渣的主要成分为 (填化学式)。
(2)“转化”工序加入铁粉的目的为 ；“结晶”操作不能控制温度过高的原因为 。
(3)“水解”时发生主要反应的离子方程式为 。
(4)“热还原”时，需要在氩气氛围下进行的原因为 。
(5)试剂X适合选用___________(填标号)。
A．浓盐酸 B．稀盐酸 C．NaCl溶液 D．NaOH溶液
(6)的晶体类型为 ；单质钛的两种同素异形体的晶胞结构如图所示，甲、乙两种晶体的空间利用率之比为 (用代数式表示)。
9．（2023·山西晋城·统考三模）高硫锰矿的主要成分是，还含有、、、、、、等，从高硫锰矿中提取金属锰的工艺流程如图所示：
已知：、、、，金属离子的浓度的负对数与溶液的关系如图所示，回答下列问题：
(1)碱性催化脱硫时，为了提高脱硫效率，可采取的措施为 。
(2)碱性脱硫时氧化矿粉产生硫单质是该工艺流程的亮点，若将虚线框中的设计改为“高温煅烧”(如图)脱硫，与原方案比，其不足之处为 。
(3)“酸浸”时的作用为 。
(4)“调”应调至4左右，“滤渣3”的成分为 。
(5)“电解”冶炼金属锰后废电解液的处理方法为 。
(6)已知晶胞如图所示，该晶胞中∠α=120°，∠β=∠γ=90°。
①该晶体中，锰原子周围的硫原子数目为 。
②该晶体的密度为 (列出计算式即可)。
10．（2023·山西太原·统考一模）以电解铝废渣(主要含AlF3、NaF、LiF、CaO)为原料，制备电池级碳酸锂的工艺流程如下：
已知： AlF3、LiF难溶于水，LiOH溶于水，Li2CO3微溶于水，Ksp(Li2CO3) 2.5×10-2、Ksp( CaCO3) = 2.8×10-9。回答下列问题：
(1)①电解氧化铝生成铝的化学方程式为 ，无碳电解铝技术是利用陶瓷材料替代碳作阳极，该技术的优点之一是 。
②已知AlCl3可形成共价分子， AlF3为离子晶体，从电负性的角度解释其原因： 。
(2)“气体1”是 ( 填化学式，下同)，“滤渣1”的主要成分是 。
(3)已知“碱解”同时生成白色沉淀，写出生成“气体2”的离子方程式 。
(4)“苛化”中存在如下反应：Li2CO3(s)+Ca2+(aq)⇌2Li+(aq)+ CaCO3(s)。通过计算解释生石灰能使Li2CO3完全转化的原因： 。
(5)Al-Li合金具有低密度、耐腐蚀等特点，已成为航天器的重要结构材料。一种Al3Li合金的晶胞如图所示，其中白球代表的是 ；若其晶胞参数为apm，则该合金的晶体密度为 g·cm-3 (列出计算式，阿伏加德罗常数用NA表示)。
五、结构与性质
11．（2022·山西晋城·统考二模）目前已经确认了16种元素是植物生长所必需的，其中硼、铁、铜、钼等7种元素为必需的微量元素。回答下列问题：
(1)钼位于第5周期与Cr同族，试写出钼的基态价电子排布式 ，钼位于周期表第 纵行。
(2)铁元素能与多种分子或离子形成配位键，如[FeCl2(H2O)4]+、Fe(CO)5。
①[FeCl2(H2O)4]+中每个H2O的O周围σ键电子对有 对，游离态的水中H-O-H的键角比该配离子中H-O-H的键角小，其原因是 。
②CO分子中C原子和O原子，上均存在孤电子对，在Fe(CO)5中 (填元素符号)更容易为Fe提供孤电子对。
(3)硼氢化钠(NaBH4)具有很强的还原性，常用于有机合成，的VSEPR模型为 与其互为等电子体的阳离子有 (写一种)。
(4)一种铜的溴化物立方晶胞如图所示。
该化合物的化学式为 ，在晶体中与Br紧邻的Br有 个，若Cu原子与最近的Br原子的核间距为apm，则该晶体的密度计算表达式为 g·cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
12．（2022·山西吕梁·统考二模）TIC、TiN、MnS、MnSe在电化学领域均有巨大的应用潜力。回答下列问题：
(1)基态Ti2+和Mn2+中未成对电子数之比为 ；N、S、Mn的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)键能：H—S H—Se(填“>”或“<")，理由为 。
(3)C3N4的硬度可以和金刚石媲美，其中N原子的杂化方式为 。
(4)SeO2的VSEPR模型为 。
(5)H2S2O8是一种强氧化剂，可看作两个H2SO4分子通过形成过氧键结合而成。1molH2S2O8中σ键的数目为 。
(6)MnSe具有NaCl型结构，其立方晶胞结构如图1所示。
①MnSe晶体可以看成是由Se原子堆成的正八面体中空隙被Mn原子填充，填充率为 。
②图2所示单元不是MnSe的晶胞单元，原因为 。
③若阿伏加德罗常数的值为NA，晶体密度为ρg·cm-3，则该晶体中Se原子与Mn原子之间最短距离为 pm。
13．（2022·山西太原·统考三模）我国科学家开发了一种高电化学活性和水氧稳定的方酸锂可作为电池电解质的锂补偿剂和锂源。回答下列问题：
(1)方酸可用作合成有机光导体、液晶显示材料等的中间体，其结构如图所示。
①1 mol方酸中含有的σ键数目为 ，其中 C的杂化轨道类型是 。
②羧基中的羟基极性越大，越易电离出H+。三氟乙酸(CF3COOH)的酸性大于三氯乙酸(CCl3COOH)，试从键的极性分析其原因可能是 。
(2)LiClO4 、LiBF4、LiPF4等离子液体也常作为锂离子电池的电解质。
①LiClO4中阴离子的空间结构名称是 。
②是一种配离子，请从配位键来解释其形成过程： 。
③LiPF6在一定条件下可分解生成PF5比较PF5和PCl5的热分解温度高低，利用键参数说明理由： 。
(3)1975年，锂键首次被实验证实，即X…Li-Y(X代表NH3， ， H2O，CH3OCH3；Y代表Cl，Br)。锂键和氢键类似，但也有不同，下列有关说法错误的是___________(填字母)。
A．形成氢键(X-H…Y)三原子不一定在一条直线上。
B．氢键具有部分共价键的性质，锂键可能具有部分离子键的性质
C．电负性：Cl>Br；第一电离能：Cl>Br
D．分子间能形成氢键， CH3OCH3分子间不能形成氢键
(4)磷酸亚铁锂是一种锂离子电池的正极材料，其晶胞结构示意图如图(a)所示，其中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。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有 个，电池充电时，LiFePO4脱出部分Li+ ，形成Li1-xFePO4，结构示意图如图(b)所示，则x= 。
(5)用于制造激光器的KH2PO4大晶体是由水溶液结晶出来的。分别用、●表示和K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显示的是、K+在晶胞xz面、yz面上的位置，则晶胞在x轴方向上的投影图为 (填字母)。
14．（2022·山西临汾·统考三模）总订单数已经超过1000架的国产大飞机C919预定在今年交付，其制造使用了较多含硼材料(如硼纤维、氮化硼等)，多项技术打破了外国垄断。
(1)原子的能量由核电荷数、电子数、 三个因素共同决定；基态B原子的核外电子填充在 个轨道中。
(2)耐高温材料立方BN制备流程中用到NH3、BCl3和触媒剂Ca3B2N4。
①Ca、B、N三种元素电负性从大到小的顺序为 。
②BCl3中B原子的 轨道与Cl原子的 轨道形成σ键；形成BCl3过程中基态B原子价电子层电子先激发，再杂化，激发后B原子的价电子排布图为 。
③BCl3在四氯化碳中的溶解度远大于NH3，原因是 。
(3)硼砂是非常重要的含硼矿物。一种硼砂阴离子的结构如图1所示，则1mol该阴离子存在的配位键物质的量为 ，n= 。
(4)制造硼合金的原料硼化钙(CaB6)晶胞结构如图2所示，硼原子全部组成B6正八面体，各个顶点通过B-B键互相连接成三维骨架。已知该晶体晶胞参数为apm，B6八面体中B-B键的键长为dpm，M点原子的坐标参数为(，，)，则N点原子的坐标参数为(___，1，0)。
15．（2022·山西太原·统考一模）氨基吡啶与铜等金属离子所形成的配合物具备良好的磁学性质和结构的多样性，特别是在存在桥基配体的铜配合物。同时给多个中心原子配位的配体称为桥基配体。
(1)基态氮原子的价层电子轨道表示式为 ，在元素周期表中铜属于 区(填 “s”、“p”、“d” 或“ds”)。
(2)C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为 。
(3)某氨基吡啶衍生物铜配合物X的结构简式如图所示。X中Cu2+的配位数是 ，C原子的杂化轨道类型为 。在高温下，Cu2O比CuO稳定，从离子的电子层结构角度分析，主要原因是 。
(4)胆矾的简单平面结构式如图所示。
胆矾的化学式用配合物的形式可表示为 ；其阴离子的空间结构为 ；胆矾中存在的化学键有 (填字母)。
A．离子键 B．共价键 C．范德华力 D．氢键 E．配位键
(5)某铜的氮化物广泛应用于光信息存储和高速集成电路领域，其晶胞结构如图所示， 晶胞参数为a pm。该晶体中，与Cu原子最近的Cu原子有 个，若阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
16．（2022·山西·统考一模）碳元素在自然界中分布很广，是存在形式最复杂的元素。实验室可用邻二氮菲()与Fe2+形成的红色配合物(如下图)测定铁的含量。
回答下列问题：
(1)基态Fe原子核外电子的空间运动状态有 种。
(2)红色配合物中H、C、N、Fe四种元素的电负性从大到小的顺序为 。
(3)邻二氮菲分子中C、N两种元素原子的杂化方式分别为 、 。
(4)红色配离子的中心原子的配位数为 。
(5)红色配离子中不存在的作用力有 。
A． σ键 B．π键 C．离子键 D．氢键 E．配位键
(6)临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收，避免生成Fe3+，从结构角度来看，Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是 。
(7)三甲胺[N(CH3)3]和乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)均属于胺，但三甲胺比乙二胺的沸点低得多，原因是 。
(8)汽车安全气囊产生气体的功臣是叠氮化钠(NaN3)，N的空间构型为 。
(9)钨和碳能形成耐高温、耐磨材料碳化钨，其晶体结构如下图所示，六棱柱的底边长为apm，高为bpm，设阿伏加德罗常数的值为NA，则碳化钨晶体的密度是 g·cm-3(列出计算表达式)。
17．（2022·山西晋中·统考一模）2021年全世界前沿新材料领域取得新的进展，推动了高技术产业变革，钛(Ti)被称为“未来世界的金属”，广泛应用于国防、航空航天、生物材料等领域。请回答下列问题：
(1)基态Ti2+的价电子的电子排布图为 。与钛同周期的过渡元素中，基态原子未成对电子数最多的元素为 (写元素名称)。
(2)TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上，则TiCl4的立体构型为 。
(3)钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料。CaTiO3的晶胞如图(a)所示，其组成元素的电负性大小顺序是 。
(4)钛酸钙的阴、阳离子均可被半径相近的其他离子替代，从而衍生出多种钙钛矿型化合物。通过离子替代可获得具有优异光电性能的有机钙钛矿型化合物CH3NH3PbI3，其中有机阳离子CH3NH可由甲胺(CH3NH2)制得。其晶胞如图(b)所示。
①其中Pb2+与图(a)中 的空间位置相同。
②有机阳离子CH3NH中，N原子的杂化轨道类型是 ；请从化学键的角度解释由甲胺形成CH3NH的过程： 。
(5)将金属元素Al掺杂到TiN多层膜中，能有效地改善纳米多层膜的耐磨性。其晶胞结构如图所示，距离Ti最近的Al有 个。已知掺杂后的晶体密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，原子①与原子②距离为 nm。
18．（2021·山西太原·统考模拟预测）我国云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于制作仿银饰品和造币。请回答：
(1)铜元素在元素周期表中的位置为 。
(2)基态镍原子的价层电子排布式为 ，未成对的电子数为 ，位于周期表 区。
(3)铜元素的第二电离能为，镍元素的第二电离能为，铜的第二电离能较大，其主要原因是 。
(4)向硫酸铜溶液逐渐滴加氨水可得到溶液，中阴离子的立体构型是 ，NH3中N的杂化方式为 。
(5)铜原子与氯原子形成化合物的晶胞如下图所示。该晶体的化学式为 ，每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为 个。已知该晶体的密度为，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体中铜原子和氯原子之间的最短距离为 pm(列出计算式即可)。
19．（2021·山西太原·统考一模）据报道，我国化学研究人员用Ni(NO3)2和Tb(CH3COO)3等合成了一个镍的一维链状配位化合物(如图a所示)，对镍配合物在磁性、电化学性质等方面的研究提出了理论指导。
请回答下列问题：
(1)基态Ni原子的价电子轨道表示式为 ，图a中1mol配合物含σ键数目为 。
(2)C、N、O三种元素中电负性最小的是 (填元素符号)，C在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是 。
(3)Ni(NO3)2中阴离子的空间构型是 ，写出与该阴离子互为等电子体的一种分子的化学式： 。
(4)图a配合物中，碳原子的杂化类型是 。已知：常压下CH3COOH的沸点为117.9℃，甲酸甲酯(HCOOCH3)的沸点为32℃，CH3COOH的沸点高于HCOOCH3的主要原因是 。
(5)已知：氧化镍的晶胞结构如图b所示。
①若NA为阿伏加德罗常数的值，晶体密度为ρg·cm-3，则该晶胞中最近的两个O2-之间的距离为 pm(用含ρ、NA的代数式表示)。
②一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O2-作密置单层排列，Ni2+填充其中，如图c所示。已知O2-的半径为am，阿伏加德罗常数的值为NA，则每平方米上分散的该晶体的质量为 g。(用含a、NA、的代数式表示，图中大白球表示O2-，小黑球表示Ni2+)
20．（2021·山西晋中·统考二模）铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS)是第三代太阳能电池的典型代表。
(1)Cu＋价层电子排布式为 。
(2)硫酸铜分别和氨水、EDTA[(HOOCCH2)2NCH2－CH2N(CH2COOH)2]配制配合物[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4、[Cu(EDTA)]SO4。
①SO的空间构型为 ，EDTA中碳原子杂化方式为 。
②C、N、O、S四种元素中，第一电离能最大的是 。
③在[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4化合物中，阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图所示)。该阳离子中存在的化学键类型有 ，该化合物加热时首先失去的组分是 。
(3)某晶体的晶胞结构如图所示，该晶体的化学式为 。如果将Se原子看做密堆积，则其堆积模型为 。若该晶体中A原子和B原子的坐标分别为(0，0，0)、(0，0，)，则C原子坐标为 。已知晶胞参数a＝b＝0.524nm，c＝1.032nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为 g·cm－3(列出计算式)。
21．（2021·山西临汾·统考一模）2020年诺贝尔化学奖正式授予法国科学家Emmanuelle Charpentier和美国科学家Jennifer A．Doudna，以表彰其“开发出一种基因组编辑方法”，利用基因剪刀，极其精确地改变动物、植物和微生物的DNA。该“基因剪刀”中的蛋白质可以水解产生20种氨基酸，其中含量最多的一种氨基酸是赖氨酸，其结构如图所示。
(1)基态C原子价层电子的轨道表达式为 。基态C原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。
(2)赖氨酸中N原子的杂化轨道类型为 。
(3)C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序为 ，原因是 。
(4)氨硼烷是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状化合物通过反应制得。
①分子中有 键。
②与互为等电子体的一种分子为 (填分子式)。
③氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体具有类似金刚石的结构，晶胞结构如图所示。它的硬度比金刚石低，原因是 。设为阿伏加德罗常数的值，若晶胞参数为，则晶体密度为 (列出计算式)。
22．（2021·山西阳泉·统考三模）钛(Ti)及其化合物的应用研究是目前前沿科学之一，请回答下列问题：
(1)基态钛原子的电子排布式为 ，核外电子占据的轨道数为 。
(2)与钛位于同一周期且基态原子单电子数与钛相同的元素，第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号填空)。
(3)TiCl4常温下为无色液体，熔点250K，沸点409K，则TiCl4属于 晶体。TiCl4在水中或空气中极易水解，露置于空气中形成白色烟雾，烟雾中的固体成分可用TiO2·nH2O表示，请写出TiCl4在空气中产生烟雾的化学方程式： 。
(4)TiO2作光催化剂可将甲醛、苯等有害气体转化为CO2和H2O。
①上述含碳原子的分子中，碳原子的杂化方式为sp2的是 (填名称，下同)，属于极性分子的是 。
②下列各组微粒互为等电子体的是 (填字母标号)。
A．H2O与SO2 B．CO2与N2O C．CH2O与BF3 D．C6H6与B3N3H6
(5)金红石(TiO2)的晶胞结构如图所示，晶胞内均摊的氧原子数为 ；设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 g·cm-3(用含相关字母和符号的代数式表示)。
参考答案：
1．D
【详解】A．1个原子轨道称为1种空间运动状态，基态Si原子的电子排布式为，原子核外的电子的空间运动状态数目为，即有8种空间运动状态，A错误；
B．二氧化硅中硅原子的配位数是4，B错误；
C．晶体的结构中有顶角相连的硅氧四面体，所以Si原子的杂化轨道类型是，C错误；
D．由图3可知，每个硅氧四面体分别以三个顶角氧和其他相邻的三个硅氧四面体共享，根据均摊法，每个硅氧四面体含有的氧原子数为，含有的硅原子数为1，则硅和氧的原子个数比为，D正确；
故选D。
2．A
【详解】A．由TiO2-aNb晶体结构可知，氮掺杂反应后有3个氧空穴，O原子6个在棱上、6个在后面，1个在体内，O原子个数为，N原子1个在棱上、1个在面，N原子个数为，Ti原子8个在顶点、4个在面心，1个在体内，Ti原子个数为，，，，A正确；
B．原子1、2的坐标分别为，由TiO2的晶胞结构可知，原子3的坐标为，B错误；
C．钛离子形成体心四方点阵，氧离子形成八面体，八面体嵌入体心四方点阵中，每个钛离子周围有6个氧离子，Ti的配位数为8，C错误；
D． Ti原子在晶胞的8个顶点、4个面心和1个在体内，Ti原子的个数为，O原子在8个棱上、8个面上，2个在体内，O原子个数为，则1mol晶胞的质量，一个晶胞的质量为，体积为，则TiO2的密度为，D错误;
故答案为：A。
3．B
【详解】A．OF2中原子有2对孤电子对，NF3中原子有1对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力，故OF2分子中键角小于NF3分子中的，A正确；
B．XeF2中Xe的价层电子对数目为5，不可能为sp杂化，B错误；
C．基态N、F原子核外电子均占据5个原子轨道，故均有5种空间运动状态，C正确；
D．由信息，Q点原子坐标参数为，D正确；
故答案为：B。
4．D
【详解】A．合金是以钛元素为基础加入其他元素组成的合金，存在金属键，A正确；
B．硅橡胶是一种高分子材料，B正确；
C．石墨烯为碳元素形成的单质材料，属于新型无机非金属材料，C正确；
D．聚四氟乙烯通常可做不粘锅的涂层，故其耐酸碱腐蚀、耐高温，D错误；
故答案为：D。
5．(1) -55.64 一 高温 使用催化剂
(2) c b 25%
(3) 变小 随反应进行，C3H8 的分压减小，H2 的分压增大，使净反应速率减小，相同时间间隔内C3H6的增加量变小
(4)其他合理表达形式也可
【详解】（1）①根据盖斯定律，反应iii= i+ ii，ΔH4 =ΔH2+ΔH3=81.30 kJ/mol- 136.94 kJ/mol=-55.64 kJ/mol；
②一个反应的决速步骤取决于该反应历程中最慢的那个反应，根据活化能越大，反应速率越慢，根据图示，第一步的活化能更大，所以第一步为决速步骤；主反应C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH1>0，ΔS>0，所以高温条件下有利于主反应的自发进行；
由于在高温条件下C-C键断裂的裂解反应比C-H键断裂的脱氢反应容易，从动力学角度考虑，为有利于主反应发生，应降低主反应的活化能，使C-H键断裂的脱氢反应更容易进行，所以控制的关键生产条件是加入催化剂；
（2）①根据主反应C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH1=124.47 kJ/mol，温度升高，平衡往正向移动，C3H8减小，C3H6增大，所以代表C3H8的是曲线是a、c，代表C3H6的是b、d；压强减小，平衡往正向移动，C3H8更小，C3H6更大，所以代表0.01 MPa时C3H8和C3H6物质的量分数的是c、b；
②p点时代表的是0.1MPa时，C3H8的物质的量分数为60%，据此列三段式：设起始物质的量为amol，变化量为xmol，
，解得a=4x，
则C3H8转化率=， 反应的分压平衡常数Kp=；
（3）根据生成C3H6的净反应速率v=k·P(C3H8)·(H2)，在刚性容器中进行丙烷脱氢的反应，达到平衡前，随反应进行，C3H8的分压减小，H2的分压增大，使生成C3H6的净反应速率v减小，根据速率计算公式，相同时间间隔内C3H6的增加量变小；
（4）由晶胞结构可知，位于体心、顶点和面上的四氢合铝酸根离子的个数为1+8×+4×=4，位于棱上、面上的钠离子个数为4×+6×=4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(a×10-7)2×2a×10-7×d，解得d=，故答案为：。
6．(1)g→h→b→c→d→e→i→j→f
(2) NH4Cl+ NaNO2NaCl+N2↑+2H2O 将四氯化碳吹入石英管中和Cr2O3反应生成CrCl3 (或其他正确答案)
(3)升华的CrCl3易凝华，堵塞导管
(4) 加入NaOH溶液，调节pH在6~12范围内 取最后一次洗涤液少许，加入稀硝酸、AgNO3溶液，若无白色沉淀生成
(5) CaCrO3 (或其他正确答案)
【分析】A为制取氮气装置，F为干燥气体，E为提供，B为制备，C为将冷凝为固体，F为防止D中水蒸气进入C中引起潮解，D为尾气吸收装置；
【详解】（1）根据分析可知，实验装置合理的连接顺序为a→i→j→g→h→b→c→d→e→i→j→f；
（2）M为和发生反应产生氮气，方程式为：；在实验中持续通入氮气是为了将四氯化碳吹入石英管中和反应生成；
（3）从安全角度考虑，整套装置的不足之处是B，C装置中导管太细，可能发生堵塞，发生危险；
（4）根据Cr(Ⅲ)的存在形态的物质的量分数随溶液pH的分布图可知，制备纯净的，取适量溶液，加入NaOH溶液，调节pH在6~12范围内；洗涤沉淀干净，没有存在，检验方法为：取最后一次洗涤液少许，加入稀硝酸、AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则证明洗涤干净；
（5）根据图甲可以看出，O离子有6个在面心处，故有个，钙离子有8个在顶角有个，铬离子有1个于晶胞内，故化学式为；
根据晶胞沿z轴的投影，可得氧离子投影为： ；
钙离子和氧离子的最近距离为晶胞面对角线长度的一半，则晶胞面对角线长度为2apm，晶胞参数为，晶体的密度为。
7．(1)增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率
(2)硫酸铜
(3)Cu2Te+2H2SO4 +2O22CuSO4+TeO2+2H2O
(4)将TeO2转化为Na2TeO3浸出，同时富集Au、Pt等，便于后续回收
(5)
(6) (，，)
【分析】碲化铜渣(主要成分为Cu2Te，还含有金、铂等金属)加入硫酸并通入氧气焙烧，反应生成硫酸铜以及TeO2，水浸后过滤，所得滤液i主要溶质为硫酸铜，滤渣的主要成分为TeO2，还含有Au和Pt，加入氢氧化钠碱浸，目的是将TeO2转化为Na2TeO3浸出，同时富集Au、Pt等，过滤后所得浸出液为含Na2TeO3的溶液，加入过氧化氢将Na2TeO3氧化为Na2TeO4，再加H2SO3酸溶还原沉碲，将Na2TeO4还原为Te，据此分析解答。
【详解】（1）将碲化铜渣粉碎，目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高浸出率。
（2）根据分析，碲化铜渣中加入硫酸并通入氧气焙烧，反应生成硫酸铜以及TeO2，水浸后过滤，所得滤液i主要成分为硫酸铜。
（3）焙烧过程中，Cu2Te、硫酸和氧气反应生成硫酸铜、TeO2和水，反应的化学方程式为Cu2Te+2H2SO4 +2O22CuSO4+TeO2+2H2O。
（4）根据分析，水浸后过滤，所得滤渣的主要成分为TeO2，还含有Au和Pt，加入氢氧化钠碱浸，目的是将TeO2转化为Na2TeO3浸出，同时富集Au、Pt等，便于后续回收。
（5）用H2SO3“酸溶还原沉碲”，将Na2TeO4还原为Te，反应的离子方程式为。
（6）由晶胞图和z轴投影图可知，c点位于体对角线的处，a点的坐标为(0,0,0)，b点的坐标为(1,1,1)，则c点的坐标为(,,)；设晶胞参数为acm，该立方晶胞中，位于晶胞内部Zn原子个数为4，则，cm，由晶胞图可知，Zn与Te最近距离为体对角线的，即为。
8．(1) 控制高钛渣颗粒大小均匀，便于控制酸浸速率和进行程度 、
(2) 将还原为 防止提前水解使绿矾不纯或降低钛的回收率(产品产率)
(3)
(4)防止、被氧化变质
(5)B
(6) 分子晶体
【分析】高钛渣(含、和少量、和)经“筛分”后用硫酸酸浸，、FeTiO3与H2SO4反应转变为TiOSO4、，故得到含有H2SO4、TiOSO4、MgSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液，微溶、SiO2没有溶解，过滤得到浸渣为 ，加入铁屑转化时还原体系中的，过滤，所得滤液经结晶得到绿矾，所得滤液在90°C下TiOSO4水解得到H2TiO3沉淀和H2SO4 ，过滤，煅烧发生反应，制得烧渣为；经过氯化冷凝时，转化为液态，在氩气中被镁还原得到Ti，Ti和多余的镁的混合物通过加稀盐酸、过滤，得到纯Ti。
【详解】（1）“筛分”可控制高钛渣颗粒大小均匀，有利于控制酸浸速率和进行程度；由转化关系知，浸渣的主要成分为原料中难溶于酸的和生成的。
（2）由流程信息，“酸浸”后生成，而“结晶”得到绿矾，故“转化”工序加入铁粉的目的为将还原为；在90℃时充分水解成，若“结晶”控制温度过高，会导致提前水解使制得的绿矾不纯，又会降低钛的回收率(或产品产率)。
（3）由信息，在90℃时水解成，反应的离子方程式为
（4）“热还原”时，需要在氩气氛围下进行的原因为防止、被氧化变质。
（5）由信息，钛溶于浓盐酸，故可用稀盐酸分离生成的和多余的单质；
故选B。
（6）通常为液体，其晶体类型为分子晶体；由图知，甲、乙晶胞中均含有2个原子，故二者的空间利用率之比即为体积之比的倒数，计算得。
9．(1)粉碎或适当升高脱硫温度或适当增大NaOH溶液浓度
(2)高温煅烧法生成的有毒气体需用NaOH溶液处理，工序复杂，不宜控制
(3)将氧化成
(4)和
(5)加入酸浸液再利用
(6) 4
【分析】由题给流程可知，在催化剂作用下，高硫锰矿中的金属硫化物与氢氧化钠溶液和氧气反应转化为为硫和难溶的金属氢氧化物，二氧化硅与氢氧化钠溶液反应转化为硅酸钠，过滤得到含有硅酸钠的滤液和脱硫矿粉；向脱硫矿粉中加入稀硫酸和二氧化锰酸浸，将金属化合物转化为可溶的金属硫酸盐，其中二氧化锰的作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，过滤得到含有硫的滤渣1和滤液；向滤液中加入氨水调节溶液pH，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣2和滤液；向滤液中加入硫化铵溶液，将溶液中的铜离子和镍离子转化为硫化铜和硫化镍沉淀，过滤得到含有硫化铜、硫化镍的滤渣3和滤液；电解硫酸锰滤液得到金属锰、硫酸和氢气。
【详解】（1）粉碎高硫锰矿、适当升高脱硫温度、适当增大氢氧化钠溶液浓度等措施能提高脱硫效率，故答案为：粉碎或适当升高脱硫温度或适当增大NaOH溶液浓度；
（2）由图可知，高温煅烧脱硫时，金属硫化物与空气中的氧气反应生成金属氧化物和二氧化硫，二氧化硫需用氢氧化钠溶液吸收处理，所以与原方案比，高温煅烧法的缺点是生成的有毒气体二氧化硫需用氢氧化钠溶液处理，工序复杂，不宜控制，故答案为：高温煅烧法生成的有毒气体需用NaOH溶液处理，工序复杂，不宜控制；
（3）由分析可知，酸浸时二氧化锰的作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，故答案为：将氧化成；
（4）由分析可知，加入硫化铵溶液的目的是将将溶液中的铜离子和镍离子转化为硫化铜和硫化镍沉淀，则滤渣3的主要成分为硫化铜和硫化镍，故答案为：和；
（5）由分析可知，电解硫酸锰滤液得到金属锰、硫酸和氢气，则废电解液可以加入酸浸液再利用，节约成本，故答案为：加入酸浸液再利用；
（6）①由晶胞结构可知，与硫原子距离最近的锰原子个数为4，则由硫化锰的化学式可知，锰原子周围的硫原子个数为4，故答案为：4；
②由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和体内的硫原子个数为8×+1=2，位于棱上和体内的锰原子个数为4×+1=2，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=10—21×sin60°a×a×c×d，解得d=，故答案为：。
10．(1) 2Al2O3 (熔融)4Al+3O2↑ 防止阳极与氧气反应(或减少阳极的更换频率) F的电负性大于Cl，Al与F的电负性之差很大，形成离子键，而Al和Cl的电负性之差不大，形成共价键
(2) HF CaSO4
(3)2Al3++3+3H2O=2Al (OH) 3↓+3CO2↑
(4)反应Li2CO3(s)+Ca2+(aq) 2Li+(aq)+ CaCO3(s)的平衡常数K= >1×105，可以使溶液中的Li2CO3比较彻底地转化
(5) Al
【分析】电解铝之后的废渣先经过酸溶，让氟离子变成HF而除去，再加入水进行水浸，除掉微溶于水的硫酸钙，再加入碳酸钠溶液进行碱解，除去铝离子，同时生成二氧化碳，再加入生石灰进行苛化，生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀，最后得到含有NaOH和LiOH的混合溶液，再通入二氧化碳气体进行碳化，生成的电池级碳酸锂。
【详解】（1）①电解氧化铝，生成铝和氧气，方程式为，比起碳来说，陶瓷更加稳定，不会与氧气发生反应，故优点就是防止阳极与氧气反应；
②F的电负性大于Cl，F与Al的电负性相差较大，与Al形成的是离子键，而Al和Cl的电负性相差不大，形成的是共价键；
（2）气体1是酸溶时，氟离子结合氢离子生成的HF。滤渣1是在水浸时将微溶 于水的硫酸钙沉淀了出来。
（3）碱解时，加入的碳酸钠与溶液中的铝离子发生双水解，生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，其方程式为；
（4）Li2CO3(s)+Ca2+(aq) ⇌2Li+(aq)+ CaCO3(s)的平衡常数，故该反应可以进行完全，可以使溶液中的Li2CO3比较彻底地转化。
（5）该晶胞中白球的个数为个，黑球为，根据化学式Al3Li可知，白球为Al，黑球为Li。该晶胞的质量为g，体积为(a×10-10)3cm3，故密度为g/cm3。
11．(1) 4d55s1 6
(2) 3 游离态的水分子中O原子孤电子对对σ键的斥力比该配离子水分子中O原子的σ键之间的斥力大，造成H—O—H键角减小 C
(3) 正四面体
(4) CuBr 12
【详解】（1）钼与Cr元素同族，故其价电子层电子相同，Cr的价电子排布式是3d54s1，所以钼元素的价电子排布式是“4d55s1”；Cr元素位于元素周期表第四周期IVB族，在元素周期表第6纵行，所以钼元素也位于元素周期表第6纵行；
（2）在配离子[FeCl2(H2O)4]+中，水分子中有自身形成的两个H—O σ键，同时O原子与中心离子Fe3+之间还形成一条配位键σ键，所以每个水分子共有“3”条σ键；孤电子对对σ键的斥力大于σ键之间的斥力，所以本问第二空应填“游离态的水分子中O原子孤电子对对σ键的斥力比该配离子水分子中O原子的σ键之间的斥力大，造成H—O—H键角减小”；在Fe(CO)5中配位体CO中，C元素非极性更弱一些，其孤电子对更容易作为共用电子对提供给Fe；
（3）离子中B原子与周围四个H原子之间有4条σ键，所以该离子中心原子B价层电子对数为4，其VSEPR模型对应是“正四面体”；离子中有五个原子，共8个价电子，故与其属于等电子体的应该也是五个原子，8个价电子的微粒，所以可以是CH4、、SiH4等多个微粒；
（4）该晶胞中有4个Cu原子位于晶胞内部，故晶胞Cu原子数为4，有8个Br原子位于顶点，6个Br原子位于面心，故晶胞Br原子数为，Cu与Br原子个数比为4﹕4=1﹕1，所以该晶胞对应化合物的化学式为“CuBr”；以晶胞中一个顶点的Br原子为参照点，与其距离相等且最近的是共同拥有该顶点的三个面上面心的Br原子，该顶点为8个晶胞所共有，每个面心上的Br原子为两个晶胞共用，所以在晶体中与Br紧邻的Br有个；若将该晶胞再均分为8块，则有Cu原子的小立方体中Cu原子正好位于立方体体心，Br原子到Cu原子的最短距离为apm，则小立方体的体对角线为2apm，则晶胞的体对角线为4apm，设晶胞棱长为x，根据勾股定理有，解之得，根据之前的分析，每个晶胞中有4个Cu原子和4个Br，所以该晶胞的质量为，晶胞体积为(1pm=10-10cm)，所以该晶体的密度计算式为，整理后本问第三空应填“ ”。
12．(1) 2：5 N＞S＞Mn
(2) ＞ S原子半径更小，H—S键的键长更短，键能更大
(3)sp3
(4)平面三角形
(5)11×6.02×1023（或11NA）
(6) 100% 该单元不能“无隙并置”成晶体
【详解】（1）基态Ti2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2，有2个未成对电子，基态Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，有5个未成对电子，基态Ti2+和Mn2+中未成对电子数之比为2：5；同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，第IIA、第VA族比相邻元素大，第一电离能：N＞O，同主族从上到下元素的第一电离能逐渐减小，第一电离能：O＞S，Mn为金属元素，N、S为非金属元素，Mn的第一电离能比N、S小，故第一电离能由大到小的顺序为N＞S＞Mn；答案为：2：5；N＞S＞Mn。
（2）原子半径S＜Se，故键长：H—S＜H—Se，键能：H—S＞H—Se；答案为：＞；S原子半径更小，H—S键的键长更短，键能更大。
（3）C3N4的硬度可以和金刚石媲美，则C3N4属于共价晶体，N原子的价层电子对数为4，N原子采取sp3杂化；答案为：sp3。
（4）SeO2中中心原子Se的孤电子对数为=1，σ键电子对数为2，价层电子对数为1+2=3，VSEPR模型为平面三角形；答案为：平面三角形。
（5）H2S2O8是一种强氧化剂，可看作两个H2SO4分子通过形成过氧键结合而成，则H2S2O8的结构式为，则1molH2S2O8中σ键的数目为11×6.02×1023（或11NA）；答案为：11×6.02×1023（或11NA）。
（6）①由图可知，MnSe晶体中，Se原子堆积成的正八面体空隙包括以晶胞体心和棱心为中心的两种，均被Mn原子填充，填充率为100%；答案为：100%。
②图2所示单元不是MnSe的晶胞单元，原因是：该单元不能“无隙并置”成晶体；答案为：该单元不能“无隙并置”成晶体。
③根据均摊法，1个晶胞中含Se：=4，含Mn：=4，1个晶胞的质量为=，晶胞的体积为÷ρg·cm-3=，晶胞的边长为cm，该晶体中Se原子与Mn原子之间最短距离为晶胞边长的，则Se原子与Mn原子之间最短距离为×cm=cm=×1010pm；答案为：×1010。
13．(1) 10NA sp2 氟的电负性比氯的大，使得F-C的极性大于Cl-C，使得F3C-的极性大于Cl3C-的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子
(2) 正四面体 F-提供孤电子对，BF3接受孤电子对(或其他合理答案) PF5的热分解温度高于PCl5，因为P-F键的键长小于P-Cl键的键长，P-F 键的键能大于P-Cl键的键能
(3)D
(4) 4 0.1875或
(5)B
【详解】（1）①单键均为σ键，双键中有一条σ键一条Π键，由结构简式可知，1mol该物质中含有10NAσ键；该结构中C原子均形成双键，采用sp2，故答案为：10NA；sp2；
②F和Cl为同主族元素，F分电负性大于Cl，电负性越大形成的共价键极性越强，因此F-C的极性大于Cl-C，从而使得F3C-的极性大于Cl3C-的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子，故答案为：氟的电负性比氯的大，使得F-C的极性大于Cl-C，使得F3C-的极性大于Cl3C-的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子；
（2）①LiClO4中阴离子的，其中心Cl原子的价层电子对数为，无孤电子对，为正四面体结构，故答案为：正四面体；
②是一种配离子，其由BF3和F-结合形成，中心B原子存在空轨道，F-离子存在孤电子对，两者结合时提供空轨道，F-离子提供孤电子对，形成配位键，故答案为：F-提供孤电子对，BF3接受孤电子对；
③和中，F原子的电负性大于Cl，P-F键的键长比P-Cl键的键长短，键长越短，键能越大，形成的物质越稳定，因此的分解温度高于，故答案为：PF5的热分解温度高于PCl5，因为P-F键的键长小于P-Cl键的键长，P-F 键的键能大于P-Cl键的键能；
（3）形成氢键(X-H…Y)三原子可能共线，也可能不在同一直线上，故A正确；
B. 氢键为两个非金属原子之间的作用力具有部分共价键的性质，锂键是离子与其他原子之间形成的特殊作用力，可能具有部分离子键的性质，故B正确；
C. 氯、溴为同主族元素，从上到下同主族元素的电负性减弱，第一电离能减弱，故电负性：Cl>Br；第一电离能：Cl>Br，故C正确；
D. CH3OCH3分子中存在非金属性较强的O原子，也能形成分子间氢键，故D错误；
故答案为：D；
（4）由晶胞结构可知每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有4个，充电前锂离子有8个在顶点个数为：、4个在棱心个数为，4个在面心个数为，一个晶胞中锂离子个数为4个，充电后锂离子部分损失，有8个在顶点个数为：、3个在棱心个数为，3个在面心个数为，个数为，此时该晶胞对应的化学式为：，即1-x=，x=，故答案为：0.1875或；
（5）晶胞顶点的投影到正方形的四个顶点，上面面心的●投影到正方形的上下棱心，体心都应到面心，体内的令另两个投影到体心靠下处，两侧面山的投影到距离正方形上顶点处，两侧棱上心上的●投影到正方形的两侧边的中心上，两侧面上的●投影到正方形的两侧边的距下顶点处，晶胞体内的两个●投影到正方形面内距离上边长处，由此可知B符合题意，故答案为：B；
14．(1) 电子(运动)状态 3
(2) N>B>Ca sp2杂化 3p BCl3和四氯化碳均为非极性分子，而氨气属于极性分子，相似相溶
(3) 2mol 2
(4)
【详解】（1）整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子(运动)状态三个因素共同决定；基态B原子的电子排布式为：1s22s22p1，故其核外电子填充在1s，2s，2p三个轨道中；
（2）①金属的电负性较小，另外，同周期元素电负性从左向右在增大，故Ca、B、N三种元素电负性从大到小的顺序为：N>B>Ca；
②BCl3中B原子的价层电子对数为3，其杂化方式为sp2，故BCl3中B原子的sp2杂化轨道与Cl原子的3p轨道形成σ键；基态B原子价电子层上的电子先进行激发，再进行杂化，说明B原子激发后的三个轨道能量相同，故激发时B原子的价电子排布图为： ；
③极性相似的物质溶解度较大，BCl3和四氯化碳为非极性分子，氨气为极性分子，故原因是：BCl3和四氯化碳均为非极性分子，而氨气属于极性分子，相似相溶；
（3）由图1可知，图中连有羟基的B原子含有配位键，故1mol该阴离子存在的配位键物质的量为2mol，在该阴离子中B显+3价，O显-2价，H显+1价，根据化合价的关系可知，n=2；
（4）将8个正八面体的中心连接呈晶胞的立方晶系图，由M点坐标知该原子位于晶胞的中心，且每个坐标系的单位长度都记为1，已知B6八面体中B -B键的键长为d pm，晶胞参数为a pm，则八面体中心到顶点的距离为：，则N点在棱的处，其坐标为(，1，0)。
15．(1) ds
(2)N＞O＞C
(3) 5 sp2和sp3 Cu2O中Cu+的价层电子排布式为3d10，CuO中Cu2+的价层电子排布式为3d9，前者为全充满结构更稳定
(4) [Cu(H2O)4]SO4∙H2O 正四面体形 ABE
(5) 8
【详解】（1）氮是7号元素，基态氮原子的价层电子轨道表示式为，在元素周期表中铜的价电子排布式为3d104s1，属于ds区(填 “s”、“p”、“d” 或“ds”)。故答案为：；ds；
（2）同周期从左到右，第一电离能增大，N的2p能级上为半充满结构，第一电离能变大，C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。故答案为：N＞O＞C；
（3）X中铜离子与4个O和1个N形成共价键，X中Cu2+的配位数是5，吡啶环上的碳、羰基上的碳为sp2杂化，甲基上有碳为sp3杂化，C原子的杂化轨道类型为sp2和sp3。在高温下，Cu2O比CuO稳定，从离子的电子层结构角度分析，主要原因是Cu2O中Cu+的价层电子排布式为3d10，CuO中Cu2+的价层电子排布式为3d9，前者为全充满结构更稳定。故答案为：5；sp2和sp3；Cu2O中Cu+的价层电子排布式为3d10，CuO中Cu2+的价层电子排布式为3d9，前者为全充满结构更稳定；
（4）胆矾的化学式用配合物的形式可表示为[Cu(H2O)4]SO4∙H2O；硫酸根中心原子硫的价层电子对数为4，采用sp3杂化，其阴离子的空间结构为正四面体形；胆矾中存在的化学键有A．硫酸根离子与四氨合铜离子间的离子键，B．O-H、S-O共价键 E．铜与氧间的配位键,不存在分子间作用力，氢键不是化学键，故选ABE；故答案为：[Cu(H2O)4]SO4∙H2O；正四面体形；ABE；
（5）某铜的氮化物晶胞参数为a pm。该晶体中，与Cu原子最近的Cu原子有8个，若阿伏加德罗常数的值为NA，每个晶胞中含铜：12×=3，含氮8×=1，则该晶体的密度为=g·cm-3(列出计算式)。故答案为：8；。
16．(1)15
(2)N ＞ C ＞ H ＞ Fe
(3) sp2 sp2
(4)6
(5)CD
(6)Fe3+的 3d5半充满状态更稳定
(7)都属于分子晶体，乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键
(8)直线形
(9)
【分析】（1）Fe为26号元素，分析其在元素周期表中的位置；
（2）电负性为元素的原子在化合物中吸引电子的能力，电负性大的元素呈负价，电负性小的元素呈正价，非金属性越强，电负性越大；根据电负性的变化规律比较电负性大小；
（3）根据σ和π键的数目可知杂化方式；
（4）N原子含有1对孤对电子，与Fe2+形成配位键；
（5）邻二氮菲中含有C= C双键和C= N双键，邻二氮菲与Fe2+通过配位键形成配离子；
（6）Fe2+很容易失去1个电子形成3d5的半满结构；
（7）氢键的存在能够显著提高物质的熔沸点
（8）根据等电子体知识，来判断构型；
（9）根据晶胞图所示结构计算晶体密度，密度公式为ρ=；
【详解】（1）基态Fe的电子排布式为1s22s2sp63s23p63d64s2，s轨道有一种空间运动状态， p轨道有三种空间运动状态，d道有五种空间运动状态，3d轨道有6个电子，有5种空间运动状态，因此基态Fe原子的核外电子的空间运动状态有15种；
（2）在元素周期表中同一周期从左到右元素的电负性逐渐增强，同一主族从上到下元素的电负性逐渐减弱，Fe为金属电负性最小，可知电负性强弱顺序N ＞ C ＞ H ＞ Fe；
（3）根据邻二氮菲C周围的键为3个σ和1π，故C的杂化为sp2，N周围的键为3个σ和1π，故N的杂化为sp2；
（4）由图1可知，该配离子中Fe2+与氮原子形成配位键共有6个，N原子含有1对孤对电子，与Fe2+形成配位键
（5）该离子为配离子，不存在离子键，但含有配位键，并且邻二氮菲中含有碳碳或碳氮双键，所以含有π键和σ键，氢键不存在，CD符合题意；
故选CD。
（6）Fe2+的核外价电子排布为3d5，很容易失去1个电子形成3d5的半满结构；
（7）氢键的存在能够显著提高物质的熔沸点，乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键，所以乙二胺( H2NCH2CH2NH2)和三甲胺[N(CH3)2]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多；
（8）原子数相同，价电子数相同的微粒互为等电子体，则与N互为等电子体的微粒有CO2，CO2为直线形，故N的结构为直线形；
（9）根据晶胞的图可知中含有W的数目为12×+2×+6×+1=6个，含有C的数目为6个，晶胞的质量为m=nM=，晶胞的体积为6××a×a×sin60°×b×10-30cm3=×10-30cm3，晶胞的密度为：ρ===g/cm3。
17．(1) 铬
(2)正四面体
(3)O>Ti>Ca
(4) Ti4+ sp3 氨分子中的一个氢原子被甲基取代后，所得甲胺(CH3NH2 )的性质与氨相似，其中的N原子有一对孤电子，可以通过配位键再结合一个H+形成CH3NH
(5) 4
【详解】（1）基态Ti2+的价电子排布式为3d2， 则价电子的电子排布图为 ；与钛同周期的过渡元素中，基态原子未成对电子数最多的元素为铬，其价电子排布式为: 3d5 4s1；
（2）TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上，则TiCl4的立体构型为正四面体；
（3）Ca和Ti为同周期的金属元素，Ca在Ti的左边,同周期从左向右元素的电负性依次增大，所以电负性:Ti>Ca，O为非金属元素，得电子能力强，电负性最大，即CaTiO3中组成元素的电负性大小顺序是O> Ti> Ca；
（4）观察晶胞(a)(b),将图(b)周围紧邻的八个晶胞的体心连接,就能变成图(a)所示晶胞，图(b)体心上的Pb2+就是8个顶点,即图(a)中的Ti4+,图(b)顶点上的就为体心，即图(a)的Ca2+的位置,图(b)面心上的I就是棱心,即图(a)中的O2-的位置,所以图(b)中Pb2+与图(a)中Ti4+的空间位置相同；
②CH3NH中以N原子为中心原子，价层电子对数为4，孤电子对为0，N的杂化方式为sp3杂化；
从化学键的角度解释由甲胺形成的过程氨分子中的一个氢原子被甲基取代后，所得甲胺(CH3NH2 )的性质与氨相似，其中的N原子有一对孤电子，可以通过配位键再结合一个H+形成，
故答案为:氨分子中的一个氢原子被甲基取代后，所得甲胺(CH3NH2 )的性质与氨相似，其中的N原子有一对孤电子，可以通过配位键再结合一个H+形成；
（5）用Al掺杂TiN后(晶胞结构中只是铝原子部分代替钛原子),其晶胞结构如图所示可知，TiN晶胞中顶点和面心为N原子，棱心和体心上为Ti，现在是将体心上的Ti换为了Al，故距离Ti最近的Al有4个；
已知掺杂后的晶体密度为ρg·cm-3，则晶胞的边长为xcm，阿伏加德罗常数的值为NA，则有：(3，解得，原子①与原子②距离为=。
18． 第四周期第IB族 3d84s2 2 d Cu+价电子排布式为3d10，Ni+价电子排布式为3d84s1，铜的第二电离能失去的是较稳定的全满状态的3d10电子，所需能量较大 正四面体 sp3 CuCl 12 ×1010
【详解】(1)Cu为29号元素，在元素周期表中位于第四周期第IB族；
(2)Ni为28号元素，基态Ni原子核外电子排布式为[Ar]3d84s2，价电子排布式为3d84s2；有2个未成对电子，位于第四周期第Ⅷ族，属于d区；
(3) Cu+价电子排布式为3d10，Ni+价电子排布式为3d84s1，铜的第二电离能失去的是较稳定的全满状态的3d10电子，所需能量较大，即Cu的第二电离能较大；
(4)中阴离子为SO，S的价层电子对数为=4，不含孤电子对，所以立体构型为正四面体；NH3中N原子与三个H原子分别形成一个σ键，还有一对孤电子对，所以价层电子对数为4，N原子采取sp3杂化；
(5)据图可知晶胞中Cl原子的个数为4，Cu原子位于面心和顶点，个数为=4，所以该晶体化学式为CuCl；以底面面心Cu原子为例，同一个面上的四个顶点的Cu原子距离其最近且相等，该面相邻的8个面的面心上还各有一个距离相同的Cu原子，所以每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为12；晶胞的质量为g=g，密度为ρg/cm3，则晶胞的边长为cm=×1010pm，据图可知铜原子和氯原子之间的最短距离为体对角线的四分之一，即为×1010pm。
19． 42NA C C有4个价电子，处于易得和易失电子的中间位置 平面三角形 SO3 sp2、sp3 CH3COOH分子间存在氢键、而HCOOCH3分子之间没有氢键
【分析】按等电子体理论、根据价层电子对互斥理论计算硝酸根离子中的价层电子对数、并确定其等电子体；用均摊法计算晶胞的质量、按密度ρ=计算晶胞的边长、求出2个离子之间的距离；
【详解】(1)Ni原子序数为28，基态Ni原子价层电子的排布式为3d84s2，由泡利原理、洪特规则，可得的价电子轨道表示式为；单键全部是σ键、双键中有1个σ键、1个π键，则由图a的结构简式可知：不饱和五元环的σ键有2×7+2×3+2=22个，每个五元环内有1个CH2、1个N、3个CH，2个五元环内共有2×10=20个σ键，则1个配合物分子含σ键42个，1mol配合物含σ键数目为42NA。
(2)C、N、O三种元素位于第二周期，同一周期元素的电负性随原子序数的增大而增大，所以电负性 ，电负性最小的是C，C在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是碳原子最外层有4个电子，处于易得和易失电子的中间位置，不容易得或失电子形成稳定结构。
(3)Ni(NO3)2中阴离子为硝酸根离子，中心原子N的孤电子对数为、 价层电子对数为3+0=3，故其空间构型是平面三角形；硝酸根离子为4原子的微粒、价电子总数为24，与之互为等电子体的一种分子的化学式：SO3(或BF3)。
(4)图a配合物中，碳原子有饱和碳原子，有不饱和的双键碳原子：碳碳双键、碳氮双键、碳氧双键，故碳原子的杂化类型是sp3、sp2。CH3COOH和甲酸甲酯(HCOOCH3)互为同分异构体，常压下CH3COOH的沸点高于HCOOCH3的主要原因是：CH3COOH分子间存在氢键、而HCOOCH3分子之间没有氢键。
(5)①由晶胞结构知，氧离子位于棱边的中点和体心，数目为 ，镍离子位于面心和顶点，则数目为，晶胞的质量为 ，晶体密度为ρg·cm-3，设晶胞边长为acm，晶胞的体积 ，则 ，该晶胞中最近的两个O2-之间的距离为 。
②平面NiO基本结构单元为，每个结构单元含有1个“NiO“，每个氧化镍所占的面积=(2am)×(2am×sin60°)=2a2m2，则每平方米含有的氧化镍个数 ，每个氧化镍的质量 ，所以每平方米含有的氧化镍质量 g。
20． 3d10 正四面体形 sp2、sp3 N 共价键和配位键 H2O CuInSe2 面心立方最密堆积
【详解】(1)Cu位于第四周期第ⅠB族，其价层电子排布式为3d104s1，失去最外层一个电子形成Cu+，因此Cu＋价层电子排布式为3d10；
(2)①SO中σ键数为4，孤电子对数为 ＝0，则空间构型是正四面体形；根据EDTA的结构简式，该结构中有两种碳原子：饱和碳原子和形成双键的不饱和碳原子，饱和碳原子为sp3杂化，不饱和碳原子为sp2杂化；
②C、N、O属于同一周期，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族元素的第一电离能大于第ⅥA族的，所以第一电离能大小顺序是N>O>C，同一主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小，即O>S，故最大的为N；
③根据阳离子的结构图可以看出，铜离子分别与4个氨分子和2个水分子形成配位键，氨分子和水分子内部有共价键，即该阳离子中存在配位键和共价键；由于铜离子与水所形成的配位键要比与氨气所形成的配位键弱，所以该化合物加热时首先失去水；
(3) Cu原子有4个位于棱上，6个位于面上，故个数为6×＋4×＝4，In原子有8个位于顶点上，4个位于面上，1个在体心，故个数为8×＋4×＋1＝4，Se原子有8个，全部在晶胞内部，共8个，因此晶体的化学式为CuInSe2；晶胞从顶部向底部看Se原子分布有四层，排布符合ABABAB，故堆积方式为面心立方最密堆积；C原子位于下面正方体的体对角线的处，故坐标为；根据ρ＝，质量m＝ g，体积V＝0.524×0.524×1.032×10－21cm3，所以CuInS2晶体的密度是g·cm－3。
21． 哑铃(或纺锤) C、N、O同周期，核电荷数依次增加，N为半充满稳定结构，第一电离能最大，与C相比，O核电荷数大，原子半径小，较难失去电子，第一电离能较大 7 键的键长大于键，键能小于键
【详解】(1)基态C原子的电子排布式为1s22s22p2，则其价层电子的轨道表达式为。基态C原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃(或纺锤)形。
(2)N原子最外层有5个电子，在赖氨酸中N原子形成3对共用电子对，1对孤电子对，则价层电子对数为4，则其杂化轨道类型为。
(3)C、N、O同周期，核电荷数依次增加，N为半充满稳定结构，第一电离能最大，与C相比，O核电荷数大，原子半径小，较难失去电子，第一电离能较大，C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序为。
(4)①分子中有7键。
②原子总数相等、价电子总数相等的分子或离子互为等电子体，则与互为等电子体的一种分子为。
③立方氮化硼晶体具有类似金刚石的结构，由于键的键长大于键，键能小于键，则它的硬度比金刚石低。由晶胞结构图可知，一个晶胞中含有4个B原子和4个N原子，则晶体密度为。
22． 1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2 12 Se>Ge>Ni 分子 TiCl4+2H2O=TiO2+4HCl 甲醛、苯 水 BD 4
【详解】(1)基态钛为22号元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2，故占有1s(1)、2s(1)、2p(3)、3s(1)、3p(3)、3d(2)、4s(1)共占据12个轨道；
(2)Ti的单电子数为2(即3d上的2个)，与Ti同周期且含有2个单电子的是Ni、Ge、Se；同一周期元素，核电荷数越大，第一电离能越大，故第一电离能大小顺序为Se>Ge>Ni；
(3)TiCl4为分子晶体(熔沸点较低)，TiCl4在空气中生成烟雾：TiCl4+2H2O=TiO2+4HCl；
(4) ①含C原子的分子有甲醛、苯、二氧化碳，其中C原子为sp2杂化的分子为甲醛和苯；极性分子为正负电中心不重合，水的两个正电中心H，一个负电中心O不重合，故属于极性分子为水；
②A．水的价电子数为8，二氧化硫的价电子数为18，不属于等电子体，A错误；
B．二氧化碳和N2O价电子数均为16，原子数均为3，属于等电子体，B正确；
C．CH2O的价电子数为12，BF3 的价电子数为24，不属于等电子体，C错误；
D．C6H6与B3N3H6中价电子数均为30，原子数均为12，属于等电子体，D正确；
答案选BD；
(5)由图可知，黑色球代表O，共有上下两面的4个和体内的2个，即个，则晶胞中含有2个TiO2，，故，，底为平行四边形，。
山西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-21晶体结构与性质
一、单选题
1．（2023·山西·校联考模拟预测）地球上的硅大部分以二氧化硅及硅酸盐的形式存在，它们的基本结构单位是硅氧四面体[](图1)。石英晶体中的硅氧四面体相连构成螺旋链(图2)。天然硅酸盐组成复杂，硅、氧原子通过共用氧原子形成各种不同的硅酸根阴离子，一种层状硅酸根阴离子结构如图3所示。下列说法正确的是
A．基态Si原子的原子核外的电子有14种空间运动状态
B．二氧化硅中硅原子的配位数是2
C．图2中Si原子的杂化轨道类型是
D．图3层状硅酸根阴离子结构中硅和氧的原子个数比为2∶5
2．（2023·山西吕梁·统考二模）具有光催化活性的TiO2可通过氮掺杂生成TiO2-aNb后，在光照下的输出稳定性更好，其晶胞结构如图，已知原子1、原子2的分数坐标为(0，0，)和(1，0，0)，设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是
A．氮掺杂生成的TiO2-aNb中，a=，b=
B．原子3的分数坐标为(1，0，)
C．TiO2晶体中，Ti的配位数为8
D．TiO2的密度为g·cm-3
3．（2023·山西吕梁·统考三模）氟元素可形成多种有工业价值和科研价值的化合物，如OF2、NF3、XeF2等。其中XeF2的四方晶胞结构如图所示，图中M点原子坐标参数为(，，)，Xe和F的最短距离为bnm、下列说法错误的是
A． OF2分子中键角小于分子中的
B．中Xe的杂化方式为sp
C．基态N、F原子核外电子均有5种空间运动状态
D．Q点原子坐标参数为 []
4．（2023·山西·统考二模）化学与生活、生产及环境密切相关。下列说法错误的是
A．潜艇的耐压球壳使用钛合金，钛合金中存在金属键
B．以硅橡胶为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，硅橡胶是一种高分子材料
C．2022年北京冬奥会开幕式演出服为石墨烯智能发热材料，石墨烯属于新型无机非金属材料
D．卡塔尔世界杯球馆屋顶采用了折叠式PT℉E(聚四氟乙烯)板材，该板材耐酸碱腐蚀、不耐高温
二、原理综合题
5．（2023·山西·校联考模拟预测）丙烯是产量仅次于乙烯的基本有机原料之一，无氧脱氢制丙烯技术已经工业化。回答下列问题：
丙烷脱氢过程的主反应为C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH1=124.47 kJ/mol
副反应为： i． C3H8(g)CH4(g) +C2H4(g) ΔH2=81.30 kJ/mol
ii． C2H4 (g)+H2(g) C2H6(g) ΔH3=- 136.94 kJ/mol
iii． C3H8(g)+H2(g) CH4(g)+C2H6(g) ΔH4
其中，主反应脱氢的部分反应路径如图1所示(TS 代表过渡态，Pt4代表铂催化剂)。
(1)①计算副反应iii的ΔH4= kJ/mol。
②由图1知，主反应脱氢的限速步骤是第 (填 “一”或“二”)个C- H断键的反应。有利于主反应自发进行的条件是 (填 “高温”“低温”或“任意温度”)。在高温条件下C-C键断裂的裂解反应比C-H键断裂的脱氢反应容易，从动力学角度考虑，为有利于主反应发生应控制的关键生产条件是 。
(2)在压强分别为0.1 MPa和0.01 MPa的条件下，C3H8和C3H6的平衡摩尔分数(即物质的量分数)随温度的变化如图2所示(不考虑副反应)。
①在a、b、c、d四条图线中，分别表示0.01 MPa时C3H8和C3H6物质的量分数的是 、 。
②p点时C3H8的转化率为 ， 反应的分压平衡常数Kp= MPa。
(3)根据LHHW动力学模型，生成C3H6的净反应速率v=k·P(C3H8)·(H2)，其k为速率常数。在刚性容器中进行丙烷脱氢的反应，达到平衡前，相同时间间隔内，随反应进行C3H6的增加量 Δn (填 “变大”“变小”或“不变”)，其原因是 。
(4)四氢铝钠(NaAlH4) 是有机合成中重要的还原剂，其晶胞结构如图3所示(b=2a)。 已知NA为阿伏伽德罗常数的值，该晶体的密度为 g/cm3。
三、实验题
6．（2023·山西·校联考模拟预测）三氯化铬(CrCl3)是常用的媒染剂和催化剂，易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化。某化学小组用Cr2O3和CCl4(沸点76.8℃)在高温下制备无水CrCl3实验装置如图所示。
已知：COCl2气体有毒，遇水发生水解产生两种酸性气体。
回答下列问题：
(1)实验装置合理的连接顺序为a→i→j→ (填仪器接口字母标号，部分仪器可重复使用)。
(2)仪器M中发生反应的化学方程式为 。在实验过程中需要持续通N2，其作用是 。
(3)从安全的角度考虑，整套装置的不足是 。
(4)Cr(Ⅲ)的存在形态的物质的量分数随溶液pH的分布如图所示。
请补充完整由CrCl3溶液制备纯净的Cr(OH)3的实验方案：取适量CrCl3溶液， ；充分反应后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀， ，则证明沉淀已洗涤干净；低温烘干沉淀，得到Cr(OH)3晶体。
(5)铬、钙、氧可形成一种具有特殊导电性的复合氧化物，其晶胞结构如图甲所示。
①该化合物的化学式为 。
②请在图乙中画出该晶胞沿z轴方向的氧离子的投影图 。
③氧离子与钙离子的最近距离为apm阿佛伽德罗常数为NA，则该复合氧化物晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式) 。
四、工业流程题
7．（2023·山西晋中·统考三模）碲是制作合金添加剂、半导体、制冷元件、光电元件的主体材料，并被广泛应用于冶金、石油、化工、航空航天与电子等领域。铜电解精炼阳极泥碲化铜渣(主要成分为Cu2Te，还含有金、铂等金属)提取碲的工艺流程如图所示，回答下列问题：
已知：TeO2难溶于水；亚碲酸钠易溶于水；高碲酸钠的化学式：Na2TeO4。
(1)酸浸焙烧前要将碲化铜渣粉碎，目的是 。
(2)滤液i的主要成分： (写物质名称)。
(3)焙烧过程中涉及的化学方程式： 。
(4)碱浸的目的是 。
(5)用H2SO3“酸溶还原沉碲”，写出离子方程式： 。
(6)将碲与锌一起加热，然后升华可制得碲化锌。碲化锌是一种重要的半导体材料，图甲为它的一种立方晶胞结构，图乙为该晶胞沿z轴投影图。已知a点的坐标为(0，0，0)，b点的坐标为(1，1，1)，则c点的坐标为 ，设ZnTe的摩尔质量为M，阿佛伽德罗常数的值为NA，密度为dg/cm3，则Zn与Te最近距离为 nm。
8．（2023·山西吕梁·统考三模）钛及其合金广泛用于航空航天，有“空中金属”之称，可溶于较浓盐酸。学习小组以高钛渣(含、和少量、和)为原料制备单质钛的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“筛分”的目的为 ；浸渣的主要成分为 (填化学式)。
(2)“转化”工序加入铁粉的目的为 ；“结晶”操作不能控制温度过高的原因为 。
(3)“水解”时发生主要反应的离子方程式为 。
(4)“热还原”时，需要在氩气氛围下进行的原因为 。
(5)试剂X适合选用___________(填标号)。
A．浓盐酸 B．稀盐酸 C．NaCl溶液 D．NaOH溶液
(6)的晶体类型为 ；单质钛的两种同素异形体的晶胞结构如图所示，甲、乙两种晶体的空间利用率之比为 (用代数式表示)。
9．（2023·山西晋城·统考三模）高硫锰矿的主要成分是，还含有、、、、、、等，从高硫锰矿中提取金属锰的工艺流程如图所示：
已知：、、、，金属离子的浓度的负对数与溶液的关系如图所示，回答下列问题：
(1)碱性催化脱硫时，为了提高脱硫效率，可采取的措施为 。
(2)碱性脱硫时氧化矿粉产生硫单质是该工艺流程的亮点，若将虚线框中的设计改为“高温煅烧”(如图)脱硫，与原方案比，其不足之处为 。
(3)“酸浸”时的作用为 。
(4)“调”应调至4左右，“滤渣3”的成分为 。
(5)“电解”冶炼金属锰后废电解液的处理方法为 。
(6)已知晶胞如图所示，该晶胞中∠α=120°，∠β=∠γ=90°。
①该晶体中，锰原子周围的硫原子数目为 。
②该晶体的密度为 (列出计算式即可)。
10．（2023·山西太原·统考一模）以电解铝废渣(主要含AlF3、NaF、LiF、CaO)为原料，制备电池级碳酸锂的工艺流程如下：
已知： AlF3、LiF难溶于水，LiOH溶于水，Li2CO3微溶于水，Ksp(Li2CO3) 2.5×10-2、Ksp( CaCO3) = 2.8×10-9。回答下列问题：
(1)①电解氧化铝生成铝的化学方程式为 ，无碳电解铝技术是利用陶瓷材料替代碳作阳极，该技术的优点之一是 。
②已知AlCl3可形成共价分子， AlF3为离子晶体，从电负性的角度解释其原因： 。
(2)“气体1”是 ( 填化学式，下同)，“滤渣1”的主要成分是 。
(3)已知“碱解”同时生成白色沉淀，写出生成“气体2”的离子方程式 。
(4)“苛化”中存在如下反应：Li2CO3(s)+Ca2+(aq)⇌2Li+(aq)+ CaCO3(s)。通过计算解释生石灰能使Li2CO3完全转化的原因： 。
(5)Al-Li合金具有低密度、耐腐蚀等特点，已成为航天器的重要结构材料。一种Al3Li合金的晶胞如图所示，其中白球代表的是 ；若其晶胞参数为apm，则该合金的晶体密度为 g·cm-3 (列出计算式，阿伏加德罗常数用NA表示)。
五、结构与性质
11．（2022·山西晋城·统考二模）目前已经确认了16种元素是植物生长所必需的，其中硼、铁、铜、钼等7种元素为必需的微量元素。回答下列问题：
(1)钼位于第5周期与Cr同族，试写出钼的基态价电子排布式 ，钼位于周期表第 纵行。
(2)铁元素能与多种分子或离子形成配位键，如[FeCl2(H2O)4]+、Fe(CO)5。
①[FeCl2(H2O)4]+中每个H2O的O周围σ键电子对有 对，游离态的水中H-O-H的键角比该配离子中H-O-H的键角小，其原因是 。
②CO分子中C原子和O原子，上均存在孤电子对，在Fe(CO)5中 (填元素符号)更容易为Fe提供孤电子对。
(3)硼氢化钠(NaBH4)具有很强的还原性，常用于有机合成，的VSEPR模型为 与其互为等电子体的阳离子有 (写一种)。
(4)一种铜的溴化物立方晶胞如图所示。
该化合物的化学式为 ，在晶体中与Br紧邻的Br有 个，若Cu原子与最近的Br原子的核间距为apm，则该晶体的密度计算表达式为 g·cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
12．（2022·山西吕梁·统考二模）TIC、TiN、MnS、MnSe在电化学领域均有巨大的应用潜力。回答下列问题：
(1)基态Ti2+和Mn2+中未成对电子数之比为 ；N、S、Mn的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)键能：H—S H—Se(填“>”或“<")，理由为 。
(3)C3N4的硬度可以和金刚石媲美，其中N原子的杂化方式为 。
(4)SeO2的VSEPR模型为 。
(5)H2S2O8是一种强氧化剂，可看作两个H2SO4分子通过形成过氧键结合而成。1molH2S2O8中σ键的数目为 。
(6)MnSe具有NaCl型结构，其立方晶胞结构如图1所示。
①MnSe晶体可以看成是由Se原子堆成的正八面体中空隙被Mn原子填充，填充率为 。
②图2所示单元不是MnSe的晶胞单元，原因为 。
③若阿伏加德罗常数的值为NA，晶体密度为ρg·cm-3，则该晶体中Se原子与Mn原子之间最短距离为 pm。
13．（2022·山西太原·统考三模）我国科学家开发了一种高电化学活性和水氧稳定的方酸锂可作为电池电解质的锂补偿剂和锂源。回答下列问题：
(1)方酸可用作合成有机光导体、液晶显示材料等的中间体，其结构如图所示。
①1 mol方酸中含有的σ键数目为 ，其中 C的杂化轨道类型是 。
②羧基中的羟基极性越大，越易电离出H+。三氟乙酸(CF3COOH)的酸性大于三氯乙酸(CCl3COOH)，试从键的极性分析其原因可能是 。
(2)LiClO4 、LiBF4、LiPF4等离子液体也常作为锂离子电池的电解质。
①LiClO4中阴离子的空间结构名称是 。
②是一种配离子，请从配位键来解释其形成过程： 。
③LiPF6在一定条件下可分解生成PF5比较PF5和PCl5的热分解温度高低，利用键参数说明理由： 。
(3)1975年，锂键首次被实验证实，即X…Li-Y(X代表NH3， ， H2O，CH3OCH3；Y代表Cl，Br)。锂键和氢键类似，但也有不同，下列有关说法错误的是___________(填字母)。
A．形成氢键(X-H…Y)三原子不一定在一条直线上。
B．氢键具有部分共价键的性质，锂键可能具有部分离子键的性质
C．电负性：Cl>Br；第一电离能：Cl>Br
D．分子间能形成氢键， CH3OCH3分子间不能形成氢键
(4)磷酸亚铁锂是一种锂离子电池的正极材料，其晶胞结构示意图如图(a)所示，其中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。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有 个，电池充电时，LiFePO4脱出部分Li+ ，形成Li1-xFePO4，结构示意图如图(b)所示，则x= 。
(5)用于制造激光器的KH2PO4大晶体是由水溶液结晶出来的。分别用、●表示和K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显示的是、K+在晶胞xz面、yz面上的位置，则晶胞在x轴方向上的投影图为 (填字母)。
14．（2022·山西临汾·统考三模）总订单数已经超过1000架的国产大飞机C919预定在今年交付，其制造使用了较多含硼材料(如硼纤维、氮化硼等)，多项技术打破了外国垄断。
(1)原子的能量由核电荷数、电子数、 三个因素共同决定；基态B原子的核外电子填充在 个轨道中。
(2)耐高温材料立方BN制备流程中用到NH3、BCl3和触媒剂Ca3B2N4。
①Ca、B、N三种元素电负性从大到小的顺序为 。
②BCl3中B原子的 轨道与Cl原子的 轨道形成σ键；形成BCl3过程中基态B原子价电子层电子先激发，再杂化，激发后B原子的价电子排布图为 。
③BCl3在四氯化碳中的溶解度远大于NH3，原因是 。
(3)硼砂是非常重要的含硼矿物。一种硼砂阴离子的结构如图1所示，则1mol该阴离子存在的配位键物质的量为 ，n= 。
(4)制造硼合金的原料硼化钙(CaB6)晶胞结构如图2所示，硼原子全部组成B6正八面体，各个顶点通过B-B键互相连接成三维骨架。已知该晶体晶胞参数为apm，B6八面体中B-B键的键长为dpm，M点原子的坐标参数为(，，)，则N点原子的坐标参数为(___，1，0)。
15．（2022·山西太原·统考一模）氨基吡啶与铜等金属离子所形成的配合物具备良好的磁学性质和结构的多样性，特别是在存在桥基配体的铜配合物。同时给多个中心原子配位的配体称为桥基配体。
(1)基态氮原子的价层电子轨道表示式为 ，在元素周期表中铜属于 区(填 “s”、“p”、“d” 或“ds”)。
(2)C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为 。
(3)某氨基吡啶衍生物铜配合物X的结构简式如图所示。X中Cu2+的配位数是 ，C原子的杂化轨道类型为 。在高温下，Cu2O比CuO稳定，从离子的电子层结构角度分析，主要原因是 。
(4)胆矾的简单平面结构式如图所示。
胆矾的化学式用配合物的形式可表示为 ；其阴离子的空间结构为 ；胆矾中存在的化学键有 (填字母)。
A．离子键 B．共价键 C．范德华力 D．氢键 E．配位键
(5)某铜的氮化物广泛应用于光信息存储和高速集成电路领域，其晶胞结构如图所示， 晶胞参数为a pm。该晶体中，与Cu原子最近的Cu原子有 个，若阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
16．（2022·山西·统考一模）碳元素在自然界中分布很广，是存在形式最复杂的元素。实验室可用邻二氮菲()与Fe2+形成的红色配合物(如下图)测定铁的含量。
回答下列问题：
(1)基态Fe原子核外电子的空间运动状态有 种。
(2)红色配合物中H、C、N、Fe四种元素的电负性从大到小的顺序为 。
(3)邻二氮菲分子中C、N两种元素原子的杂化方式分别为 、 。
(4)红色配离子的中心原子的配位数为 。
(5)红色配离子中不存在的作用力有 。
A． σ键 B．π键 C．离子键 D．氢键 E．配位键
(6)临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收，避免生成Fe3+，从结构角度来看，Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是 。
(7)三甲胺[N(CH3)3]和乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)均属于胺，但三甲胺比乙二胺的沸点低得多，原因是 。
(8)汽车安全气囊产生气体的功臣是叠氮化钠(NaN3)，N的空间构型为 。
(9)钨和碳能形成耐高温、耐磨材料碳化钨，其晶体结构如下图所示，六棱柱的底边长为apm，高为bpm，设阿伏加德罗常数的值为NA，则碳化钨晶体的密度是 g·cm-3(列出计算表达式)。
17．（2022·山西晋中·统考一模）2021年全世界前沿新材料领域取得新的进展，推动了高技术产业变革，钛(Ti)被称为“未来世界的金属”，广泛应用于国防、航空航天、生物材料等领域。请回答下列问题：
(1)基态Ti2+的价电子的电子排布图为 。与钛同周期的过渡元素中，基态原子未成对电子数最多的元素为 (写元素名称)。
(2)TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上，则TiCl4的立体构型为 。
(3)钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料。CaTiO3的晶胞如图(a)所示，其组成元素的电负性大小顺序是 。
(4)钛酸钙的阴、阳离子均可被半径相近的其他离子替代，从而衍生出多种钙钛矿型化合物。通过离子替代可获得具有优异光电性能的有机钙钛矿型化合物CH3NH3PbI3，其中有机阳离子CH3NH可由甲胺(CH3NH2)制得。其晶胞如图(b)所示。
①其中Pb2+与图(a)中 的空间位置相同。
②有机阳离子CH3NH中，N原子的杂化轨道类型是 ；请从化学键的角度解释由甲胺形成CH3NH的过程： 。
(5)将金属元素Al掺杂到TiN多层膜中，能有效地改善纳米多层膜的耐磨性。其晶胞结构如图所示，距离Ti最近的Al有 个。已知掺杂后的晶体密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，原子①与原子②距离为 nm。
18．（2021·山西太原·统考模拟预测）我国云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于制作仿银饰品和造币。请回答：
(1)铜元素在元素周期表中的位置为 。
(2)基态镍原子的价层电子排布式为 ，未成对的电子数为 ，位于周期表 区。
(3)铜元素的第二电离能为，镍元素的第二电离能为，铜的第二电离能较大，其主要原因是 。
(4)向硫酸铜溶液逐渐滴加氨水可得到溶液，中阴离子的立体构型是 ，NH3中N的杂化方式为 。
(5)铜原子与氯原子形成化合物的晶胞如下图所示。该晶体的化学式为 ，每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为 个。已知该晶体的密度为，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体中铜原子和氯原子之间的最短距离为 pm(列出计算式即可)。
19．（2021·山西太原·统考一模）据报道，我国化学研究人员用Ni(NO3)2和Tb(CH3COO)3等合成了一个镍的一维链状配位化合物(如图a所示)，对镍配合物在磁性、电化学性质等方面的研究提出了理论指导。
请回答下列问题：
(1)基态Ni原子的价电子轨道表示式为 ，图a中1mol配合物含σ键数目为 。
(2)C、N、O三种元素中电负性最小的是 (填元素符号)，C在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是 。
(3)Ni(NO3)2中阴离子的空间构型是 ，写出与该阴离子互为等电子体的一种分子的化学式： 。
(4)图a配合物中，碳原子的杂化类型是 。已知：常压下CH3COOH的沸点为117.9℃，甲酸甲酯(HCOOCH3)的沸点为32℃，CH3COOH的沸点高于HCOOCH3的主要原因是 。
(5)已知：氧化镍的晶胞结构如图b所示。
①若NA为阿伏加德罗常数的值，晶体密度为ρg·cm-3，则该晶胞中最近的两个O2-之间的距离为 pm(用含ρ、NA的代数式表示)。
②一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O2-作密置单层排列，Ni2+填充其中，如图c所示。已知O2-的半径为am，阿伏加德罗常数的值为NA，则每平方米上分散的该晶体的质量为 g。(用含a、NA、的代数式表示，图中大白球表示O2-，小黑球表示Ni2+)
20．（2021·山西晋中·统考二模）铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS)是第三代太阳能电池的典型代表。
(1)Cu＋价层电子排布式为 。
(2)硫酸铜分别和氨水、EDTA[(HOOCCH2)2NCH2－CH2N(CH2COOH)2]配制配合物[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4、[Cu(EDTA)]SO4。
①SO的空间构型为 ，EDTA中碳原子杂化方式为 。
②C、N、O、S四种元素中，第一电离能最大的是 。
③在[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4化合物中，阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图所示)。该阳离子中存在的化学键类型有 ，该化合物加热时首先失去的组分是 。
(3)某晶体的晶胞结构如图所示，该晶体的化学式为 。如果将Se原子看做密堆积，则其堆积模型为 。若该晶体中A原子和B原子的坐标分别为(0，0，0)、(0，0，)，则C原子坐标为 。已知晶胞参数a＝b＝0.524nm，c＝1.032nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为 g·cm－3(列出计算式)。
21．（2021·山西临汾·统考一模）2020年诺贝尔化学奖正式授予法国科学家Emmanuelle Charpentier和美国科学家Jennifer A．Doudna，以表彰其“开发出一种基因组编辑方法”，利用基因剪刀，极其精确地改变动物、植物和微生物的DNA。该“基因剪刀”中的蛋白质可以水解产生20种氨基酸，其中含量最多的一种氨基酸是赖氨酸，其结构如图所示。
(1)基态C原子价层电子的轨道表达式为 。基态C原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。
(2)赖氨酸中N原子的杂化轨道类型为 。
(3)C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序为 ，原因是 。
(4)氨硼烷是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状化合物通过反应制得。
①分子中有 键。
②与互为等电子体的一种分子为 (填分子式)。
③氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体具有类似金刚石的结构，晶胞结构如图所示。它的硬度比金刚石低，原因是 。设为阿伏加德罗常数的值，若晶胞参数为，则晶体密度为 (列出计算式)。
22．（2021·山西阳泉·统考三模）钛(Ti)及其化合物的应用研究是目前前沿科学之一，请回答下列问题：
(1)基态钛原子的电子排布式为 ，核外电子占据的轨道数为 。
(2)与钛位于同一周期且基态原子单电子数与钛相同的元素，第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号填空)。
(3)TiCl4常温下为无色液体，熔点250K，沸点409K，则TiCl4属于 晶体。TiCl4在水中或空气中极易水解，露置于空气中形成白色烟雾，烟雾中的固体成分可用TiO2·nH2O表示，请写出TiCl4在空气中产生烟雾的化学方程式： 。
(4)TiO2作光催化剂可将甲醛、苯等有害气体转化为CO2和H2O。
①上述含碳原子的分子中，碳原子的杂化方式为sp2的是 (填名称，下同)，属于极性分子的是 。
②下列各组微粒互为等电子体的是 (填字母标号)。
A．H2O与SO2 B．CO2与N2O C．CH2O与BF3 D．C6H6与B3N3H6
(5)金红石(TiO2)的晶胞结构如图所示，晶胞内均摊的氧原子数为 ；设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 g·cm-3(用含相关字母和符号的代数式表示)。
参考答案：
1．D
【详解】A．1个原子轨道称为1种空间运动状态，基态Si原子的电子排布式为，原子核外的电子的空间运动状态数目为，即有8种空间运动状态，A错误；
B．二氧化硅中硅原子的配位数是4，B错误；
C．晶体的结构中有顶角相连的硅氧四面体，所以Si原子的杂化轨道类型是，C错误；
D．由图3可知，每个硅氧四面体分别以三个顶角氧和其他相邻的三个硅氧四面体共享，根据均摊法，每个硅氧四面体含有的氧原子数为，含有的硅原子数为1，则硅和氧的原子个数比为，D正确；
故选D。
2．A
【详解】A．由TiO2-aNb晶体结构可知，氮掺杂反应后有3个氧空穴，O原子6个在棱上、6个在后面，1个在体内，O原子个数为，N原子1个在棱上、1个在面，N原子个数为，Ti原子8个在顶点、4个在面心，1个在体内，Ti原子个数为，，，，A正确；
B．原子1、2的坐标分别为，由TiO2的晶胞结构可知，原子3的坐标为，B错误；
C．钛离子形成体心四方点阵，氧离子形成八面体，八面体嵌入体心四方点阵中，每个钛离子周围有6个氧离子，Ti的配位数为8，C错误；
D． Ti原子在晶胞的8个顶点、4个面心和1个在体内，Ti原子的个数为，O原子在8个棱上、8个面上，2个在体内，O原子个数为，则1mol晶胞的质量，一个晶胞的质量为，体积为，则TiO2的密度为，D错误;
故答案为：A。
3．B
【详解】A．OF2中原子有2对孤电子对，NF3中原子有1对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力，故OF2分子中键角小于NF3分子中的，A正确；
B．XeF2中Xe的价层电子对数目为5，不可能为sp杂化，B错误；
C．基态N、F原子核外电子均占据5个原子轨道，故均有5种空间运动状态，C正确；
D．由信息，Q点原子坐标参数为，D正确；
故答案为：B。
4．D
【详解】A．合金是以钛元素为基础加入其他元素组成的合金，存在金属键，A正确；
B．硅橡胶是一种高分子材料，B正确；
C．石墨烯为碳元素形成的单质材料，属于新型无机非金属材料，C正确；
D．聚四氟乙烯通常可做不粘锅的涂层，故其耐酸碱腐蚀、耐高温，D错误；
故答案为：D。
5．(1) -55.64 一 高温 使用催化剂
(2) c b 25%
(3) 变小 随反应进行，C3H8 的分压减小，H2 的分压增大，使净反应速率减小，相同时间间隔内C3H6的增加量变小
(4)其他合理表达形式也可
【详解】（1）①根据盖斯定律，反应iii= i+ ii，ΔH4 =ΔH2+ΔH3=81.30 kJ/mol- 136.94 kJ/mol=-55.64 kJ/mol；
②一个反应的决速步骤取决于该反应历程中最慢的那个反应，根据活化能越大，反应速率越慢，根据图示，第一步的活化能更大，所以第一步为决速步骤；主反应C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH1>0，ΔS>0，所以高温条件下有利于主反应的自发进行；
由于在高温条件下C-C键断裂的裂解反应比C-H键断裂的脱氢反应容易，从动力学角度考虑，为有利于主反应发生，应降低主反应的活化能，使C-H键断裂的脱氢反应更容易进行，所以控制的关键生产条件是加入催化剂；
（2）①根据主反应C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH1=124.47 kJ/mol，温度升高，平衡往正向移动，C3H8减小，C3H6增大，所以代表C3H8的是曲线是a、c，代表C3H6的是b、d；压强减小，平衡往正向移动，C3H8更小，C3H6更大，所以代表0.01 MPa时C3H8和C3H6物质的量分数的是c、b；
②p点时代表的是0.1MPa时，C3H8的物质的量分数为60%，据此列三段式：设起始物质的量为amol，变化量为xmol，
，解得a=4x，
则C3H8转化率=， 反应的分压平衡常数Kp=；
（3）根据生成C3H6的净反应速率v=k·P(C3H8)·(H2)，在刚性容器中进行丙烷脱氢的反应，达到平衡前，随反应进行，C3H8的分压减小，H2的分压增大，使生成C3H6的净反应速率v减小，根据速率计算公式，相同时间间隔内C3H6的增加量变小；
（4）由晶胞结构可知，位于体心、顶点和面上的四氢合铝酸根离子的个数为1+8×+4×=4，位于棱上、面上的钠离子个数为4×+6×=4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(a×10-7)2×2a×10-7×d，解得d=，故答案为：。
6．(1)g→h→b→c→d→e→i→j→f
(2) NH4Cl+ NaNO2NaCl+N2↑+2H2O 将四氯化碳吹入石英管中和Cr2O3反应生成CrCl3 (或其他正确答案)
(3)升华的CrCl3易凝华，堵塞导管
(4) 加入NaOH溶液，调节pH在6~12范围内 取最后一次洗涤液少许，加入稀硝酸、AgNO3溶液，若无白色沉淀生成
(5) CaCrO3 (或其他正确答案)
【分析】A为制取氮气装置，F为干燥气体，E为提供，B为制备，C为将冷凝为固体，F为防止D中水蒸气进入C中引起潮解，D为尾气吸收装置；
【详解】（1）根据分析可知，实验装置合理的连接顺序为a→i→j→g→h→b→c→d→e→i→j→f；
（2）M为和发生反应产生氮气，方程式为：；在实验中持续通入氮气是为了将四氯化碳吹入石英管中和反应生成；
（3）从安全角度考虑，整套装置的不足之处是B，C装置中导管太细，可能发生堵塞，发生危险；
（4）根据Cr(Ⅲ)的存在形态的物质的量分数随溶液pH的分布图可知，制备纯净的，取适量溶液，加入NaOH溶液，调节pH在6~12范围内；洗涤沉淀干净，没有存在，检验方法为：取最后一次洗涤液少许，加入稀硝酸、AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则证明洗涤干净；
（5）根据图甲可以看出，O离子有6个在面心处，故有个，钙离子有8个在顶角有个，铬离子有1个于晶胞内，故化学式为；
根据晶胞沿z轴的投影，可得氧离子投影为： ；
钙离子和氧离子的最近距离为晶胞面对角线长度的一半，则晶胞面对角线长度为2apm，晶胞参数为，晶体的密度为。
7．(1)增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率
(2)硫酸铜
(3)Cu2Te+2H2SO4 +2O22CuSO4+TeO2+2H2O
(4)将TeO2转化为Na2TeO3浸出，同时富集Au、Pt等，便于后续回收
(5)
(6) (，，)
【分析】碲化铜渣(主要成分为Cu2Te，还含有金、铂等金属)加入硫酸并通入氧气焙烧，反应生成硫酸铜以及TeO2，水浸后过滤，所得滤液i主要溶质为硫酸铜，滤渣的主要成分为TeO2，还含有Au和Pt，加入氢氧化钠碱浸，目的是将TeO2转化为Na2TeO3浸出，同时富集Au、Pt等，过滤后所得浸出液为含Na2TeO3的溶液，加入过氧化氢将Na2TeO3氧化为Na2TeO4，再加H2SO3酸溶还原沉碲，将Na2TeO4还原为Te，据此分析解答。
【详解】（1）将碲化铜渣粉碎，目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高浸出率。
（2）根据分析，碲化铜渣中加入硫酸并通入氧气焙烧，反应生成硫酸铜以及TeO2，水浸后过滤，所得滤液i主要成分为硫酸铜。
（3）焙烧过程中，Cu2Te、硫酸和氧气反应生成硫酸铜、TeO2和水，反应的化学方程式为Cu2Te+2H2SO4 +2O22CuSO4+TeO2+2H2O。
（4）根据分析，水浸后过滤，所得滤渣的主要成分为TeO2，还含有Au和Pt，加入氢氧化钠碱浸，目的是将TeO2转化为Na2TeO3浸出，同时富集Au、Pt等，便于后续回收。
（5）用H2SO3“酸溶还原沉碲”，将Na2TeO4还原为Te，反应的离子方程式为。
（6）由晶胞图和z轴投影图可知，c点位于体对角线的处，a点的坐标为(0,0,0)，b点的坐标为(1,1,1)，则c点的坐标为(,,)；设晶胞参数为acm，该立方晶胞中，位于晶胞内部Zn原子个数为4，则，cm，由晶胞图可知，Zn与Te最近距离为体对角线的，即为。
8．(1) 控制高钛渣颗粒大小均匀，便于控制酸浸速率和进行程度 、
(2) 将还原为 防止提前水解使绿矾不纯或降低钛的回收率(产品产率)
(3)
(4)防止、被氧化变质
(5)B
(6) 分子晶体
【分析】高钛渣(含、和少量、和)经“筛分”后用硫酸酸浸，、FeTiO3与H2SO4反应转变为TiOSO4、，故得到含有H2SO4、TiOSO4、MgSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液，微溶、SiO2没有溶解，过滤得到浸渣为 ，加入铁屑转化时还原体系中的，过滤，所得滤液经结晶得到绿矾，所得滤液在90°C下TiOSO4水解得到H2TiO3沉淀和H2SO4 ，过滤，煅烧发生反应，制得烧渣为；经过氯化冷凝时，转化为液态，在氩气中被镁还原得到Ti，Ti和多余的镁的混合物通过加稀盐酸、过滤，得到纯Ti。
【详解】（1）“筛分”可控制高钛渣颗粒大小均匀，有利于控制酸浸速率和进行程度；由转化关系知，浸渣的主要成分为原料中难溶于酸的和生成的。
（2）由流程信息，“酸浸”后生成，而“结晶”得到绿矾，故“转化”工序加入铁粉的目的为将还原为；在90℃时充分水解成，若“结晶”控制温度过高，会导致提前水解使制得的绿矾不纯，又会降低钛的回收率(或产品产率)。
（3）由信息，在90℃时水解成，反应的离子方程式为
（4）“热还原”时，需要在氩气氛围下进行的原因为防止、被氧化变质。
（5）由信息，钛溶于浓盐酸，故可用稀盐酸分离生成的和多余的单质；
故选B。
（6）通常为液体，其晶体类型为分子晶体；由图知，甲、乙晶胞中均含有2个原子，故二者的空间利用率之比即为体积之比的倒数，计算得。
9．(1)粉碎或适当升高脱硫温度或适当增大NaOH溶液浓度
(2)高温煅烧法生成的有毒气体需用NaOH溶液处理，工序复杂，不宜控制
(3)将氧化成
(4)和
(5)加入酸浸液再利用
(6) 4
【分析】由题给流程可知，在催化剂作用下，高硫锰矿中的金属硫化物与氢氧化钠溶液和氧气反应转化为为硫和难溶的金属氢氧化物，二氧化硅与氢氧化钠溶液反应转化为硅酸钠，过滤得到含有硅酸钠的滤液和脱硫矿粉；向脱硫矿粉中加入稀硫酸和二氧化锰酸浸，将金属化合物转化为可溶的金属硫酸盐，其中二氧化锰的作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，过滤得到含有硫的滤渣1和滤液；向滤液中加入氨水调节溶液pH，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣2和滤液；向滤液中加入硫化铵溶液，将溶液中的铜离子和镍离子转化为硫化铜和硫化镍沉淀，过滤得到含有硫化铜、硫化镍的滤渣3和滤液；电解硫酸锰滤液得到金属锰、硫酸和氢气。
【详解】（1）粉碎高硫锰矿、适当升高脱硫温度、适当增大氢氧化钠溶液浓度等措施能提高脱硫效率，故答案为：粉碎或适当升高脱硫温度或适当增大NaOH溶液浓度；
（2）由图可知，高温煅烧脱硫时，金属硫化物与空气中的氧气反应生成金属氧化物和二氧化硫，二氧化硫需用氢氧化钠溶液吸收处理，所以与原方案比，高温煅烧法的缺点是生成的有毒气体二氧化硫需用氢氧化钠溶液处理，工序复杂，不宜控制，故答案为：高温煅烧法生成的有毒气体需用NaOH溶液处理，工序复杂，不宜控制；
（3）由分析可知，酸浸时二氧化锰的作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，故答案为：将氧化成；
（4）由分析可知，加入硫化铵溶液的目的是将将溶液中的铜离子和镍离子转化为硫化铜和硫化镍沉淀，则滤渣3的主要成分为硫化铜和硫化镍，故答案为：和；
（5）由分析可知，电解硫酸锰滤液得到金属锰、硫酸和氢气，则废电解液可以加入酸浸液再利用，节约成本，故答案为：加入酸浸液再利用；
（6）①由晶胞结构可知，与硫原子距离最近的锰原子个数为4，则由硫化锰的化学式可知，锰原子周围的硫原子个数为4，故答案为：4；
②由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和体内的硫原子个数为8×+1=2，位于棱上和体内的锰原子个数为4×+1=2，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=10—21×sin60°a×a×c×d，解得d=，故答案为：。
10．(1) 2Al2O3 (熔融)4Al+3O2↑ 防止阳极与氧气反应(或减少阳极的更换频率) F的电负性大于Cl，Al与F的电负性之差很大，形成离子键，而Al和Cl的电负性之差不大，形成共价键
(2) HF CaSO4
(3)2Al3++3+3H2O=2Al (OH) 3↓+3CO2↑
(4)反应Li2CO3(s)+Ca2+(aq) 2Li+(aq)+ CaCO3(s)的平衡常数K= >1×105，可以使溶液中的Li2CO3比较彻底地转化
(5) Al
【分析】电解铝之后的废渣先经过酸溶，让氟离子变成HF而除去，再加入水进行水浸，除掉微溶于水的硫酸钙，再加入碳酸钠溶液进行碱解，除去铝离子，同时生成二氧化碳，再加入生石灰进行苛化，生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀，最后得到含有NaOH和LiOH的混合溶液，再通入二氧化碳气体进行碳化，生成的电池级碳酸锂。
【详解】（1）①电解氧化铝，生成铝和氧气，方程式为，比起碳来说，陶瓷更加稳定，不会与氧气发生反应，故优点就是防止阳极与氧气反应；
②F的电负性大于Cl，F与Al的电负性相差较大，与Al形成的是离子键，而Al和Cl的电负性相差不大，形成的是共价键；
（2）气体1是酸溶时，氟离子结合氢离子生成的HF。滤渣1是在水浸时将微溶 于水的硫酸钙沉淀了出来。
（3）碱解时，加入的碳酸钠与溶液中的铝离子发生双水解，生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，其方程式为；
（4）Li2CO3(s)+Ca2+(aq) ⇌2Li+(aq)+ CaCO3(s)的平衡常数，故该反应可以进行完全，可以使溶液中的Li2CO3比较彻底地转化。
（5）该晶胞中白球的个数为个，黑球为，根据化学式Al3Li可知，白球为Al，黑球为Li。该晶胞的质量为g，体积为(a×10-10)3cm3，故密度为g/cm3。
11．(1) 4d55s1 6
(2) 3 游离态的水分子中O原子孤电子对对σ键的斥力比该配离子水分子中O原子的σ键之间的斥力大，造成H—O—H键角减小 C
(3) 正四面体
(4) CuBr 12
【详解】（1）钼与Cr元素同族，故其价电子层电子相同，Cr的价电子排布式是3d54s1，所以钼元素的价电子排布式是“4d55s1”；Cr元素位于元素周期表第四周期IVB族，在元素周期表第6纵行，所以钼元素也位于元素周期表第6纵行；
（2）在配离子[FeCl2(H2O)4]+中，水分子中有自身形成的两个H—O σ键，同时O原子与中心离子Fe3+之间还形成一条配位键σ键，所以每个水分子共有“3”条σ键；孤电子对对σ键的斥力大于σ键之间的斥力，所以本问第二空应填“游离态的水分子中O原子孤电子对对σ键的斥力比该配离子水分子中O原子的σ键之间的斥力大，造成H—O—H键角减小”；在Fe(CO)5中配位体CO中，C元素非极性更弱一些，其孤电子对更容易作为共用电子对提供给Fe；
（3）离子中B原子与周围四个H原子之间有4条σ键，所以该离子中心原子B价层电子对数为4，其VSEPR模型对应是“正四面体”；离子中有五个原子，共8个价电子，故与其属于等电子体的应该也是五个原子，8个价电子的微粒，所以可以是CH4、、SiH4等多个微粒；
（4）该晶胞中有4个Cu原子位于晶胞内部，故晶胞Cu原子数为4，有8个Br原子位于顶点，6个Br原子位于面心，故晶胞Br原子数为，Cu与Br原子个数比为4﹕4=1﹕1，所以该晶胞对应化合物的化学式为“CuBr”；以晶胞中一个顶点的Br原子为参照点，与其距离相等且最近的是共同拥有该顶点的三个面上面心的Br原子，该顶点为8个晶胞所共有，每个面心上的Br原子为两个晶胞共用，所以在晶体中与Br紧邻的Br有个；若将该晶胞再均分为8块，则有Cu原子的小立方体中Cu原子正好位于立方体体心，Br原子到Cu原子的最短距离为apm，则小立方体的体对角线为2apm，则晶胞的体对角线为4apm，设晶胞棱长为x，根据勾股定理有，解之得，根据之前的分析，每个晶胞中有4个Cu原子和4个Br，所以该晶胞的质量为，晶胞体积为(1pm=10-10cm)，所以该晶体的密度计算式为，整理后本问第三空应填“ ”。
12．(1) 2：5 N＞S＞Mn
(2) ＞ S原子半径更小，H—S键的键长更短，键能更大
(3)sp3
(4)平面三角形
(5)11×6.02×1023（或11NA）
(6) 100% 该单元不能“无隙并置”成晶体
【详解】（1）基态Ti2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2，有2个未成对电子，基态Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，有5个未成对电子，基态Ti2+和Mn2+中未成对电子数之比为2：5；同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，第IIA、第VA族比相邻元素大，第一电离能：N＞O，同主族从上到下元素的第一电离能逐渐减小，第一电离能：O＞S，Mn为金属元素，N、S为非金属元素，Mn的第一电离能比N、S小，故第一电离能由大到小的顺序为N＞S＞Mn；答案为：2：5；N＞S＞Mn。
（2）原子半径S＜Se，故键长：H—S＜H—Se，键能：H—S＞H—Se；答案为：＞；S原子半径更小，H—S键的键长更短，键能更大。
（3）C3N4的硬度可以和金刚石媲美，则C3N4属于共价晶体，N原子的价层电子对数为4，N原子采取sp3杂化；答案为：sp3。
（4）SeO2中中心原子Se的孤电子对数为=1，σ键电子对数为2，价层电子对数为1+2=3，VSEPR模型为平面三角形；答案为：平面三角形。
（5）H2S2O8是一种强氧化剂，可看作两个H2SO4分子通过形成过氧键结合而成，则H2S2O8的结构式为，则1molH2S2O8中σ键的数目为11×6.02×1023（或11NA）；答案为：11×6.02×1023（或11NA）。
（6）①由图可知，MnSe晶体中，Se原子堆积成的正八面体空隙包括以晶胞体心和棱心为中心的两种，均被Mn原子填充，填充率为100%；答案为：100%。
②图2所示单元不是MnSe的晶胞单元，原因是：该单元不能“无隙并置”成晶体；答案为：该单元不能“无隙并置”成晶体。
③根据均摊法，1个晶胞中含Se：=4，含Mn：=4，1个晶胞的质量为=，晶胞的体积为÷ρg·cm-3=，晶胞的边长为cm，该晶体中Se原子与Mn原子之间最短距离为晶胞边长的，则Se原子与Mn原子之间最短距离为×cm=cm=×1010pm；答案为：×1010。
13．(1) 10NA sp2 氟的电负性比氯的大，使得F-C的极性大于Cl-C，使得F3C-的极性大于Cl3C-的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子
(2) 正四面体 F-提供孤电子对，BF3接受孤电子对(或其他合理答案) PF5的热分解温度高于PCl5，因为P-F键的键长小于P-Cl键的键长，P-F 键的键能大于P-Cl键的键能
(3)D
(4) 4 0.1875或
(5)B
【详解】（1）①单键均为σ键，双键中有一条σ键一条Π键，由结构简式可知，1mol该物质中含有10NAσ键；该结构中C原子均形成双键，采用sp2，故答案为：10NA；sp2；
②F和Cl为同主族元素，F分电负性大于Cl，电负性越大形成的共价键极性越强，因此F-C的极性大于Cl-C，从而使得F3C-的极性大于Cl3C-的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子，故答案为：氟的电负性比氯的大，使得F-C的极性大于Cl-C，使得F3C-的极性大于Cl3C-的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子；
（2）①LiClO4中阴离子的，其中心Cl原子的价层电子对数为，无孤电子对，为正四面体结构，故答案为：正四面体；
②是一种配离子，其由BF3和F-结合形成，中心B原子存在空轨道，F-离子存在孤电子对，两者结合时提供空轨道，F-离子提供孤电子对，形成配位键，故答案为：F-提供孤电子对，BF3接受孤电子对；
③和中，F原子的电负性大于Cl，P-F键的键长比P-Cl键的键长短，键长越短，键能越大，形成的物质越稳定，因此的分解温度高于，故答案为：PF5的热分解温度高于PCl5，因为P-F键的键长小于P-Cl键的键长，P-F 键的键能大于P-Cl键的键能；
（3）形成氢键(X-H…Y)三原子可能共线，也可能不在同一直线上，故A正确；
B. 氢键为两个非金属原子之间的作用力具有部分共价键的性质，锂键是离子与其他原子之间形成的特殊作用力，可能具有部分离子键的性质，故B正确；
C. 氯、溴为同主族元素，从上到下同主族元素的电负性减弱，第一电离能减弱，故电负性：Cl>Br；第一电离能：Cl>Br，故C正确；
D. CH3OCH3分子中存在非金属性较强的O原子，也能形成分子间氢键，故D错误；
故答案为：D；
（4）由晶胞结构可知每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有4个，充电前锂离子有8个在顶点个数为：、4个在棱心个数为，4个在面心个数为，一个晶胞中锂离子个数为4个，充电后锂离子部分损失，有8个在顶点个数为：、3个在棱心个数为，3个在面心个数为，个数为，此时该晶胞对应的化学式为：，即1-x=，x=，故答案为：0.1875或；
（5）晶胞顶点的投影到正方形的四个顶点，上面面心的●投影到正方形的上下棱心，体心都应到面心，体内的令另两个投影到体心靠下处，两侧面山的投影到距离正方形上顶点处，两侧棱上心上的●投影到正方形的两侧边的中心上，两侧面上的●投影到正方形的两侧边的距下顶点处，晶胞体内的两个●投影到正方形面内距离上边长处，由此可知B符合题意，故答案为：B；
14．(1) 电子(运动)状态 3
(2) N>B>Ca sp2杂化 3p BCl3和四氯化碳均为非极性分子，而氨气属于极性分子，相似相溶
(3) 2mol 2
(4)
【详解】（1）整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子(运动)状态三个因素共同决定；基态B原子的电子排布式为：1s22s22p1，故其核外电子填充在1s，2s，2p三个轨道中；
（2）①金属的电负性较小，另外，同周期元素电负性从左向右在增大，故Ca、B、N三种元素电负性从大到小的顺序为：N>B>Ca；
②BCl3中B原子的价层电子对数为3，其杂化方式为sp2，故BCl3中B原子的sp2杂化轨道与Cl原子的3p轨道形成σ键；基态B原子价电子层上的电子先进行激发，再进行杂化，说明B原子激发后的三个轨道能量相同，故激发时B原子的价电子排布图为： ；
③极性相似的物质溶解度较大，BCl3和四氯化碳为非极性分子，氨气为极性分子，故原因是：BCl3和四氯化碳均为非极性分子，而氨气属于极性分子，相似相溶；
（3）由图1可知，图中连有羟基的B原子含有配位键，故1mol该阴离子存在的配位键物质的量为2mol，在该阴离子中B显+3价，O显-2价，H显+1价，根据化合价的关系可知，n=2；
（4）将8个正八面体的中心连接呈晶胞的立方晶系图，由M点坐标知该原子位于晶胞的中心，且每个坐标系的单位长度都记为1，已知B6八面体中B -B键的键长为d pm，晶胞参数为a pm，则八面体中心到顶点的距离为：，则N点在棱的处，其坐标为(，1，0)。
15．(1) ds
(2)N＞O＞C
(3) 5 sp2和sp3 Cu2O中Cu+的价层电子排布式为3d10，CuO中Cu2+的价层电子排布式为3d9，前者为全充满结构更稳定
(4) [Cu(H2O)4]SO4∙H2O 正四面体形 ABE
(5) 8
【详解】（1）氮是7号元素，基态氮原子的价层电子轨道表示式为，在元素周期表中铜的价电子排布式为3d104s1，属于ds区(填 “s”、“p”、“d” 或“ds”)。故答案为：；ds；
（2）同周期从左到右，第一电离能增大，N的2p能级上为半充满结构，第一电离能变大，C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。故答案为：N＞O＞C；
（3）X中铜离子与4个O和1个N形成共价键，X中Cu2+的配位数是5，吡啶环上的碳、羰基上的碳为sp2杂化，甲基上有碳为sp3杂化，C原子的杂化轨道类型为sp2和sp3。在高温下，Cu2O比CuO稳定，从离子的电子层结构角度分析，主要原因是Cu2O中Cu+的价层电子排布式为3d10，CuO中Cu2+的价层电子排布式为3d9，前者为全充满结构更稳定。故答案为：5；sp2和sp3；Cu2O中Cu+的价层电子排布式为3d10，CuO中Cu2+的价层电子排布式为3d9，前者为全充满结构更稳定；
（4）胆矾的化学式用配合物的形式可表示为[Cu(H2O)4]SO4∙H2O；硫酸根中心原子硫的价层电子对数为4，采用sp3杂化，其阴离子的空间结构为正四面体形；胆矾中存在的化学键有A．硫酸根离子与四氨合铜离子间的离子键，B．O-H、S-O共价键 E．铜与氧间的配位键,不存在分子间作用力，氢键不是化学键，故选ABE；故答案为：[Cu(H2O)4]SO4∙H2O；正四面体形；ABE；
（5）某铜的氮化物晶胞参数为a pm。该晶体中，与Cu原子最近的Cu原子有8个，若阿伏加德罗常数的值为NA，每个晶胞中含铜：12×=3，含氮8×=1，则该晶体的密度为=g·cm-3(列出计算式)。故答案为：8；。
16．(1)15
(2)N ＞ C ＞ H ＞ Fe
(3) sp2 sp2
(4)6
(5)CD
(6)Fe3+的 3d5半充满状态更稳定
(7)都属于分子晶体，乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键
(8)直线形
(9)
【分析】（1）Fe为26号元素，分析其在元素周期表中的位置；
（2）电负性为元素的原子在化合物中吸引电子的能力，电负性大的元素呈负价，电负性小的元素呈正价，非金属性越强，电负性越大；根据电负性的变化规律比较电负性大小；
（3）根据σ和π键的数目可知杂化方式；
（4）N原子含有1对孤对电子，与Fe2+形成配位键；
（5）邻二氮菲中含有C= C双键和C= N双键，邻二氮菲与Fe2+通过配位键形成配离子；
（6）Fe2+很容易失去1个电子形成3d5的半满结构；
（7）氢键的存在能够显著提高物质的熔沸点
（8）根据等电子体知识，来判断构型；
（9）根据晶胞图所示结构计算晶体密度，密度公式为ρ=；
【详解】（1）基态Fe的电子排布式为1s22s2sp63s23p63d64s2，s轨道有一种空间运动状态， p轨道有三种空间运动状态，d道有五种空间运动状态，3d轨道有6个电子，有5种空间运动状态，因此基态Fe原子的核外电子的空间运动状态有15种；
（2）在元素周期表中同一周期从左到右元素的电负性逐渐增强，同一主族从上到下元素的电负性逐渐减弱，Fe为金属电负性最小，可知电负性强弱顺序N ＞ C ＞ H ＞ Fe；
（3）根据邻二氮菲C周围的键为3个σ和1π，故C的杂化为sp2，N周围的键为3个σ和1π，故N的杂化为sp2；
（4）由图1可知，该配离子中Fe2+与氮原子形成配位键共有6个，N原子含有1对孤对电子，与Fe2+形成配位键
（5）该离子为配离子，不存在离子键，但含有配位键，并且邻二氮菲中含有碳碳或碳氮双键，所以含有π键和σ键，氢键不存在，CD符合题意；
故选CD。
（6）Fe2+的核外价电子排布为3d5，很容易失去1个电子形成3d5的半满结构；
（7）氢键的存在能够显著提高物质的熔沸点，乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键，所以乙二胺( H2NCH2CH2NH2)和三甲胺[N(CH3)2]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多；
（8）原子数相同，价电子数相同的微粒互为等电子体，则与N互为等电子体的微粒有CO2，CO2为直线形，故N的结构为直线形；
（9）根据晶胞的图可知中含有W的数目为12×+2×+6×+1=6个，含有C的数目为6个，晶胞的质量为m=nM=，晶胞的体积为6××a×a×sin60°×b×10-30cm3=×10-30cm3，晶胞的密度为：ρ===g/cm3。
17．(1) 铬
(2)正四面体
(3)O>Ti>Ca
(4) Ti4+ sp3 氨分子中的一个氢原子被甲基取代后，所得甲胺(CH3NH2 )的性质与氨相似，其中的N原子有一对孤电子，可以通过配位键再结合一个H+形成CH3NH
(5) 4
【详解】（1）基态Ti2+的价电子排布式为3d2， 则价电子的电子排布图为 ；与钛同周期的过渡元素中，基态原子未成对电子数最多的元素为铬，其价电子排布式为: 3d5 4s1；
（2）TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上，则TiCl4的立体构型为正四面体；
（3）Ca和Ti为同周期的金属元素，Ca在Ti的左边,同周期从左向右元素的电负性依次增大，所以电负性:Ti>Ca，O为非金属元素，得电子能力强，电负性最大，即CaTiO3中组成元素的电负性大小顺序是O> Ti> Ca；
（4）观察晶胞(a)(b),将图(b)周围紧邻的八个晶胞的体心连接,就能变成图(a)所示晶胞，图(b)体心上的Pb2+就是8个顶点,即图(a)中的Ti4+,图(b)顶点上的就为体心，即图(a)的Ca2+的位置,图(b)面心上的I就是棱心,即图(a)中的O2-的位置,所以图(b)中Pb2+与图(a)中Ti4+的空间位置相同；
②CH3NH中以N原子为中心原子，价层电子对数为4，孤电子对为0，N的杂化方式为sp3杂化；
从化学键的角度解释由甲胺形成的过程氨分子中的一个氢原子被甲基取代后，所得甲胺(CH3NH2 )的性质与氨相似，其中的N原子有一对孤电子，可以通过配位键再结合一个H+形成，
故答案为:氨分子中的一个氢原子被甲基取代后，所得甲胺(CH3NH2 )的性质与氨相似，其中的N原子有一对孤电子，可以通过配位键再结合一个H+形成；
（5）用Al掺杂TiN后(晶胞结构中只是铝原子部分代替钛原子),其晶胞结构如图所示可知，TiN晶胞中顶点和面心为N原子，棱心和体心上为Ti，现在是将体心上的Ti换为了Al，故距离Ti最近的Al有4个；
已知掺杂后的晶体密度为ρg·cm-3，则晶胞的边长为xcm，阿伏加德罗常数的值为NA，则有：(3，解得，原子①与原子②距离为=。
18． 第四周期第IB族 3d84s2 2 d Cu+价电子排布式为3d10，Ni+价电子排布式为3d84s1，铜的第二电离能失去的是较稳定的全满状态的3d10电子，所需能量较大 正四面体 sp3 CuCl 12 ×1010
【详解】(1)Cu为29号元素，在元素周期表中位于第四周期第IB族；
(2)Ni为28号元素，基态Ni原子核外电子排布式为[Ar]3d84s2，价电子排布式为3d84s2；有2个未成对电子，位于第四周期第Ⅷ族，属于d区；
(3) Cu+价电子排布式为3d10，Ni+价电子排布式为3d84s1，铜的第二电离能失去的是较稳定的全满状态的3d10电子，所需能量较大，即Cu的第二电离能较大；
(4)中阴离子为SO，S的价层电子对数为=4，不含孤电子对，所以立体构型为正四面体；NH3中N原子与三个H原子分别形成一个σ键，还有一对孤电子对，所以价层电子对数为4，N原子采取sp3杂化；
(5)据图可知晶胞中Cl原子的个数为4，Cu原子位于面心和顶点，个数为=4，所以该晶体化学式为CuCl；以底面面心Cu原子为例，同一个面上的四个顶点的Cu原子距离其最近且相等，该面相邻的8个面的面心上还各有一个距离相同的Cu原子，所以每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为12；晶胞的质量为g=g，密度为ρg/cm3，则晶胞的边长为cm=×1010pm，据图可知铜原子和氯原子之间的最短距离为体对角线的四分之一，即为×1010pm。
19． 42NA C C有4个价电子，处于易得和易失电子的中间位置 平面三角形 SO3 sp2、sp3 CH3COOH分子间存在氢键、而HCOOCH3分子之间没有氢键
【分析】按等电子体理论、根据价层电子对互斥理论计算硝酸根离子中的价层电子对数、并确定其等电子体；用均摊法计算晶胞的质量、按密度ρ=计算晶胞的边长、求出2个离子之间的距离；
【详解】(1)Ni原子序数为28，基态Ni原子价层电子的排布式为3d84s2，由泡利原理、洪特规则，可得的价电子轨道表示式为；单键全部是σ键、双键中有1个σ键、1个π键，则由图a的结构简式可知：不饱和五元环的σ键有2×7+2×3+2=22个，每个五元环内有1个CH2、1个N、3个CH，2个五元环内共有2×10=20个σ键，则1个配合物分子含σ键42个，1mol配合物含σ键数目为42NA。
(2)C、N、O三种元素位于第二周期，同一周期元素的电负性随原子序数的增大而增大，所以电负性 ，电负性最小的是C，C在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是碳原子最外层有4个电子，处于易得和易失电子的中间位置，不容易得或失电子形成稳定结构。
(3)Ni(NO3)2中阴离子为硝酸根离子，中心原子N的孤电子对数为、 价层电子对数为3+0=3，故其空间构型是平面三角形；硝酸根离子为4原子的微粒、价电子总数为24，与之互为等电子体的一种分子的化学式：SO3(或BF3)。
(4)图a配合物中，碳原子有饱和碳原子，有不饱和的双键碳原子：碳碳双键、碳氮双键、碳氧双键，故碳原子的杂化类型是sp3、sp2。CH3COOH和甲酸甲酯(HCOOCH3)互为同分异构体，常压下CH3COOH的沸点高于HCOOCH3的主要原因是：CH3COOH分子间存在氢键、而HCOOCH3分子之间没有氢键。
(5)①由晶胞结构知，氧离子位于棱边的中点和体心，数目为 ，镍离子位于面心和顶点，则数目为，晶胞的质量为 ，晶体密度为ρg·cm-3，设晶胞边长为acm，晶胞的体积 ，则 ，该晶胞中最近的两个O2-之间的距离为 。
②平面NiO基本结构单元为，每个结构单元含有1个“NiO“，每个氧化镍所占的面积=(2am)×(2am×sin60°)=2a2m2，则每平方米含有的氧化镍个数 ，每个氧化镍的质量 ，所以每平方米含有的氧化镍质量 g。
20． 3d10 正四面体形 sp2、sp3 N 共价键和配位键 H2O CuInSe2 面心立方最密堆积
【详解】(1)Cu位于第四周期第ⅠB族，其价层电子排布式为3d104s1，失去最外层一个电子形成Cu+，因此Cu＋价层电子排布式为3d10；
(2)①SO中σ键数为4，孤电子对数为 ＝0，则空间构型是正四面体形；根据EDTA的结构简式，该结构中有两种碳原子：饱和碳原子和形成双键的不饱和碳原子，饱和碳原子为sp3杂化，不饱和碳原子为sp2杂化；
②C、N、O属于同一周期，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族元素的第一电离能大于第ⅥA族的，所以第一电离能大小顺序是N>O>C，同一主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小，即O>S，故最大的为N；
③根据阳离子的结构图可以看出，铜离子分别与4个氨分子和2个水分子形成配位键，氨分子和水分子内部有共价键，即该阳离子中存在配位键和共价键；由于铜离子与水所形成的配位键要比与氨气所形成的配位键弱，所以该化合物加热时首先失去水；
(3) Cu原子有4个位于棱上，6个位于面上，故个数为6×＋4×＝4，In原子有8个位于顶点上，4个位于面上，1个在体心，故个数为8×＋4×＋1＝4，Se原子有8个，全部在晶胞内部，共8个，因此晶体的化学式为CuInSe2；晶胞从顶部向底部看Se原子分布有四层，排布符合ABABAB，故堆积方式为面心立方最密堆积；C原子位于下面正方体的体对角线的处，故坐标为；根据ρ＝，质量m＝ g，体积V＝0.524×0.524×1.032×10－21cm3，所以CuInS2晶体的密度是g·cm－3。
21． 哑铃(或纺锤) C、N、O同周期，核电荷数依次增加，N为半充满稳定结构，第一电离能最大，与C相比，O核电荷数大，原子半径小，较难失去电子，第一电离能较大 7 键的键长大于键，键能小于键
【详解】(1)基态C原子的电子排布式为1s22s22p2，则其价层电子的轨道表达式为。基态C原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃(或纺锤)形。
(2)N原子最外层有5个电子，在赖氨酸中N原子形成3对共用电子对，1对孤电子对，则价层电子对数为4，则其杂化轨道类型为。
(3)C、N、O同周期，核电荷数依次增加，N为半充满稳定结构，第一电离能最大，与C相比，O核电荷数大，原子半径小，较难失去电子，第一电离能较大，C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序为。
(4)①分子中有7键。
②原子总数相等、价电子总数相等的分子或离子互为等电子体，则与互为等电子体的一种分子为。
③立方氮化硼晶体具有类似金刚石的结构，由于键的键长大于键，键能小于键，则它的硬度比金刚石低。由晶胞结构图可知，一个晶胞中含有4个B原子和4个N原子，则晶体密度为。
22． 1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2 12 Se>Ge>Ni 分子 TiCl4+2H2O=TiO2+4HCl 甲醛、苯 水 BD 4
【详解】(1)基态钛为22号元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2，故占有1s(1)、2s(1)、2p(3)、3s(1)、3p(3)、3d(2)、4s(1)共占据12个轨道；
(2)Ti的单电子数为2(即3d上的2个)，与Ti同周期且含有2个单电子的是Ni、Ge、Se；同一周期元素，核电荷数越大，第一电离能越大，故第一电离能大小顺序为Se>Ge>Ni；
(3)TiCl4为分子晶体(熔沸点较低)，TiCl4在空气中生成烟雾：TiCl4+2H2O=TiO2+4HCl；
(4) ①含C原子的分子有甲醛、苯、二氧化碳，其中C原子为sp2杂化的分子为甲醛和苯；极性分子为正负电中心不重合，水的两个正电中心H，一个负电中心O不重合，故属于极性分子为水；
②A．水的价电子数为8，二氧化硫的价电子数为18，不属于等电子体，A错误；
B．二氧化碳和N2O价电子数均为16，原子数均为3，属于等电子体，B正确；
C．CH2O的价电子数为12，BF3 的价电子数为24，不属于等电子体，C错误；
D．C6H6与B3N3H6中价电子数均为30，原子数均为12，属于等电子体，D正确；
答案选BD；
(5)由图可知，黑色球代表O，共有上下两面的4个和体内的2个，即个，则晶胞中含有2个TiO2，，故，，底为平行四边形，。
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