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河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-35晶体结构与性质（2）
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这是一份河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-35晶体结构与性质（2），共46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。
河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-35晶体结构与性质（2）
一、单选题
1．（2023·河南郑州·统考三模）某长石矿物的化学式为W[Z2R3Y10]·3X2Y，X、Y、Z、R、W是原子序数依次增大的前20号主族元素。元素Z、W是常见的金属元素，元素R的单质是芯片的重要原料。下列说法错误的是
A．X、Y形成的二元化合物常温常压下呈液态
B．Z、W最高价氧化物对应水化物的碱性：W>Z
C．X、Y、Z、R四种元素形成的单质中，R熔点最高
D．Z、R、W最高价氧化物对应的水化物之间均可发生反应
二、结构与性质
2．（2021·河南郑州·统考三模）吴梦昊研究团队设计了一系列稳定的由超碱PnH和超卤素MX组成的PnH4MX4(Pn=N，P;M=B，Al，Fe；X=Cl，Br)超盐晶体。
(1)基态铁原子价电子排布中未成对电子数成对电子对数之比 。
(2)第二周期元素中，第一电离能介于元素B和N之间的元素有 种。
(3)超碱PnH离子中PH与PH3键角PH PH3(填“大于”或“小于”)，请分析原因 。
(4)写出与超卤素AlCl等电子体的两种分子的化学式： 。
(5)六方相氮化硼晶体结构与石墨相似(如图)，晶体中氮原子的杂化方式为 。氮化硼晶体不导电的原因是 。
(6)磷化硼晶胞结构如图甲所示，晶胞中P原子空间堆积方式为 ；已知晶体中硼和磷原子半径分别为r1pm和r2pm，距离最近的硼和磷原子核间距为二者原子半径之和。则磷化硼晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 (写出计算式)。
3．（2021·河南·统考二模）物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。回答下列问题：
(1)在现代化学中，常利用 上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。
(2)聚酰亚胺简式是
①C、N、O、H四种元素电负性由小到大的顺序是 (填元素符号)。
②中C原子的杂化轨道类型为 。
(3)[Zn(IMI)4](ClO4)2是Zn2+的另一种配合物，IMI的结构为，则1 molIMI中含有σ键的物质的量为 。
(4)NaN3中阴离子空间构型为 ；键角H2S H2O(填“大于”“小于”或“等于”)。
(5)金刚石与石墨都是碳的同素异形体。若碳原子半径为rnm，根据硬球接触模型，金刚石晶胞中碳原子的空间占有率为 (用含π的代数式表示)；金刚石的密度为 g/cm3(写出用r和NA表示的计算式即可)
4．（2021·河南·校联考模拟预测）硅元素是现代信息技术中最重要的元素之一，回答下列问题。
(1)若将基态硅原子最高能级的电子排布图表示为，则它违背了 这一电子排布规律，X、Y与硅位于同周期，若X、Y的第一电离能(相对大小)中间只有Si，则X、Y分别是 。
(2)以SiO2为基本原料制备粗硅的原理为，与CO互为等电子体的分子和离子分别为 ，使SiO2固体、CO液化需要克服的作用力分别是 、 。若Si-O键的键键能为a，则使1mol SiO2全部变成Si、O原子至少需要提供的能量是 kJ。SiO2、石墨两物质中，硅、碳原子杂化类型分别为 。
(3)制备高纯度硅的过程中会有一系列中间产物如SiH3Cl、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4等物质生成。上述中间产物中属中正四面体构型的是 ，沸点SiHCl3 SiCl4(填“＞”或“＜”)。
(4)晶体硅的晶胞如下，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。则图中原子①的原子坐标是 ，晶体中硅原子的空间利用率为 (用含π的式子表示)。
5．（2022·河南洛阳·统考三模）氟代硼铍酸钾晶体(KBe2BO3F2)用于制造深紫外固体激光器，在国防安全、信息技术等领域有重大战略价值。上世纪90年代初，中科院院士陈创天的研究团队在国际上首先生产出大尺寸氟代硼铍酸钾晶体。实验室可用BeO、KBF4和B2O3在700°C左右灼烧获得氟代硼铍酸钾多晶料(晶胞如图所示，氧原子略去，钾原子已给出)，并放出BF3气体。
回答下列问题：
(1)一群处于激发态1s22s13s1的铍原子，在回到基态的过程中，最多可发出 种不同波长的光。
(2)组成氟代硼铍酸钾晶体的元素中，第一电离能最小的是 (填元素符号，下同)，电负性最大的是 。
(3)写出生成氟代硼铍酸钾晶体的化学方程式 。
(4)Be和B都容易与配体形成配位键，如[BeF4]2-、[B(OH)4] -，从原子结构分析其原因是 ，上述离子中Be原子和B原子的杂化类型为 。
(5)氟硼酸钾(KBF4)在高温下分解为KF和BF3，KF的沸点远高于BF3的原因是 。
(6)图中代表硼原子的字母为 ，该晶胞参数分别为a pm和c pm，α=β= γ=90°，则晶体密度为 g·cm-3(NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式)。
6．（2022·河南洛阳·统考二模）I.和均可以催化降解甲醛、苯等有害物质，具有去除效率高，且无二次污染等优点，广泛应用于家居装潢等领域，其中一种催化机理如图所示。
回答下列问题：
(1)基态Ti和Mn原子中未成对电子数之比为 。
(2)CO2和·CHO中碳原子的杂化形式分别为 、 。
(3)HCHO的空间构型为 。
(4)金属钛和锰可导电、导热，有金属光泽和延展性，这些性质都可以用理论解释。已知金属锰有多种晶型，y型锰的面心立方晶胞俯视图符合下列 (填编号)。
II.2019年诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰其对研究开发锂离子电池作出的卓越贡献。、聚乙二醇、、和LiCl等可作锂离子聚合物电池的材料。
回答下列问题：
(5)Fe的基态原子的价电子排布式为 。
(6)乙二醇(HOCH2CH2OH)的相对分子质量与丙醇(CH3CH2CH2OH)相近，但沸点高出100℃，原因是 。
III.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。LiCl3∙H2O属正交晶系(长方体形)。晶胞参数为0.72nm、1.0nm、0.56nm。如图为沿x轴投影的晶胞中所有C1原子的分布图和原子分数坐标。LiCl3∙H2O的摩尔质量为，设为阿伏加德罗常数的值。
(7)该晶胞中Cl原子的数目为 ，晶体的密度为 (列出计算表达式)。
7．（2022·河南新乡·统考三模）我国科学家构建了新型催化剂“纳米片”(Co—N—C)，该“纳米片“可用于氧化SO和吸附Hg2+。回答下列问题：
(1)基态Co原子的价层电子排布式为 ，N、C、Co中第一电离能最大的是 (填元素符号)。
(2)在空气中SO会被氧化成SO。SO的空间构型是 ，SO中S原子采用 杂化。
(3)[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2是钴的一种配合物，含1mol[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2的溶液与足量AgNO3溶液能生成 molAgCl，[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2中Co2+的配位数为 。
(4)氰气[(CN)2]称为拟卤素，它的分子中每个原子最外层都达到8电子结构，则(CN)2分子中σ键、π键个数之比为 。
(5)氮和碳组成的一种新型材料，硬度超过金刚石，其部分结构如图1所示。它的化学式为 ，它的硬度超过金刚石的主要原因是 。
(6)氮化镓是新型半导体材料，其晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替，顶点和面心的碳原子被Ga原子代替。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为沿y轴投影的氮化镓晶胞中所有原子的分布图。若原子1的原子分数坐标为(，，)，则原子3的原子分数坐标为 。若氮化馆的晶体密度为ρg·cm-3，则晶胞中Ga-N键的键长为 (用含ρ、NA的代数式表示)pm。已知NA为阿伏加德罗常数的值。
图2
8．（2022·河南·校联考三模）我国在新材料领域的重大突破，为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站的制作材料中含有B、C、N、P、Ti、Ni、Cu 等元素。回答下列问题：
(1)下列硼元素的不同微粒，失去一个电子需要吸收能量最大的是 (填标号，下同)；用光谱仪可捕捉到发射光谱的是。 。
A B．
C． D．
(2)立方氮化硼(BN)硬度大、熔点为3000℃，其晶体类型为 。 制备氮化硼(BN) 的一种方法为BCl3(g)+NH3(g)=BN(s) + 3HCl(g)，则BCl3和NH3的键角较大的是 (填化学式)。
(3)一种Ni2+配合物的结构如图所示。
①组成该配合物的第二周期元素的电负性由大到小的顺序是 (填元素符号)。
②该配合物中Ni2+的配位数为 ，该配合物中碳原子的杂化方式有 种。
③该配合物中存在的化学键类型有 (填标号)。
A离子键 B．σ键 C． π键 D．氢键 E.配位键
(4)一种由Cu、In、Te组成的合金具有优良的热电性能，其四方晶胞结构如图所示。晶胞棱边夹角均为90°。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，A原子的分数坐标为(0，0，0)，B原子的分数坐标为(1，1，1)，则C原子的分数坐标为 。若晶胞底边的边长均为a pm，高为c pm，则C、D原子间的距离为 pm(列出计算式)。
9．（2022·河南郑州·统考二模）镁合金的典型含量为大于90%的Mg、2~9%的Al、1~3%的Zn、0.2%的Mn，若熔进稀土金属(如镨、钍)，可以大大提高镁合金在高温条件保持其强度的能力。Zn的熔点为419.5℃，Mg的熔点为650℃。回答下列问题：
(1)基态Mn原子的价电子排图(轨道表示式)为 。
(2)Mg、Zn的晶体结构相同(如图a)，下列叙述正确的是_______(填标号)。
A．金属键：Mg强于Zn B．原子的配位数为8
C．晶胞的空间利用率为68% D．晶体中既存在四面体空隙又存在八面体空隙
(3)工业上均采用碳酸盐分解法制取氧化镁与生石灰，MgCO3的分解温度 (填“高于”或“低于”) CaCO3，原因是 。
(4)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。
①H2O的空间构型为 ；写出两个与CO2互为等电子体的阴离子的化学式 。
②碳酸酐酶的部分结构如图b所示，为Zn2+提供电子对形成配位键的原子有 个，图b中碳原子的杂化类型为 。
(5)一种锌镁合金的六方晶胞如图c所示，除棱心和顶角外，晶胞内还有六个原子，所有的Mg均在晶胞内部。则合金密度为 g▪ cm-3 (写出计算式即可，阿伏加德常数用NA表示)。
10．（2022·河南·校联考模拟预测）锌是一种重要金属，原子序数为30，回答下列问题：
(1)锌元素位于元素周期表 区，Zn的价层电子排布式为 。
(2)Zn2+能形成多种配位化合物，在[Zn(NH3)4]2+中，提供电子对形成配位键的原子是 ，中心离子的配位数为 。
(3)一种锌的配合物结构如图，结构中的C原子有 种杂化方式，其中标注★的C原子为 杂化。
(4)NH3和H2O的空间结构和相应键角如图，试解释H2O的键角小于NH3键角的原因 。
(5)立方闪锌矿(ZnO)晶胞结构如图，若原子分数坐标A为(0，0，0)，B为(1，1，0)，则C为 ，若晶体密度为dg•cm-3，则距离最近的氧原子与锌原子核间距离为 cm(用含d和NA的算式表示)。
11．（2022·河南新乡·二模）三草酸合铁酸钾{K3[Fe(C2O4)3]•3H2O}是制备铁触媒的主要原料，在光照下能分解：2K3[Fe(C2O4)3]•3H2O3K2C2O4+2FeC2O4+2CO2↑+6H2O。回答下列问题：
(1)基态Fe原子的电子排布式为 ，基态Fe2+与Fe3+中未成对电子的数目之比为 。
(2)三草酸合铁酸钾所含元素中，第一电离能最大的是 (填元素符号，下同)，电负性最大的是 。
(3)CO2分子中σ键和π键的个数之比为 ，H2O分子的立体构型为 。
(4)金刚石的晶胞结构如图1所示，碳原子分别位于顶点、面心和体内。
若图中原子1的坐标为(0，0，0)，则原子2的坐标为 。若金刚石的晶胞边长为apm，则其中碳碳键的键长d= (用含a的代数式表示)pm。
(5)铁有δ、γ、α三种同素异形体(如图2)，三种晶体在不同温度下能发生转化。
①δ、γ、α三种晶体晶胞中铁原子的配位数之比为 。
②若δ—Fe晶胞边长为acm，α—Fe晶胞边长为bcm，则两种晶胞空间利用率之比为 (用含a、b的代数式表示)。
12．（2022·河南·统考二模）碳、氮、氧元素的单质或化合物在很多领域有着广泛的应用。请根据所学知识回答下列问题：
(1)氧原子价电子层上的电子可以进行重排以便提供一个空轨道与氮原子形成配位键，该氧原子重排后的价电子排布图为 ，电子重排后的氧原子能量有所升高，原因是不符合 。
(2)NO中氮原子的杂化类型为 ，其空间构型是 。
(3)室温下，O3在水中溶解度比O2的大，原因是 ；NF3的结构与NH3类似，但NH3具有碱性(可与H+结合)而NF3没有碱性，其原因是 。
(4)NH3分子中键角为106.7°，在[Ag(NH3)2]+中，H—N—H键角近似为109.5°，键角变大的原因是 。
(5)C20分子是由许多正五边形构成的空心笼状结构如图所示，分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键。则C20分子中含 个σ键。
(6)X是碳的一种链状氧化物，其五聚合体结构如图所示。X分子中每个原子都满足最外层8电子结构，则X分子的电子式为 。
(7)假设金刚石晶胞的晶胞参数为anm，则金刚石晶胞的空间利用率为 (用含π的式子表示)。
13．（2022·河南开封·统考二模）新型半导体材料GaN、SiC主要应用于功率半导体、射频和光电器件领域。
(1)N、Si、Ga三种元素的基态原子中，第一电离能由大到小的顺序是 ，其中未成对电子数最少原子的外围电子排布式为 ，该元素位于周期表的 区。
(2)制备GaN的工艺中用到GaCl3。GaCl3分子的空间构型为 ，其中Ga的杂化方式为 ；GaCl3的熔点为77.9℃，GaN的熔点为1700℃，二者熔点差异的原因是 。
(3)GaN的一种六方晶胞如图所示，晶胞参数为anm、cnm。晶体中N原子的配位数为 ；晶体密度ρ= g·cm-3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、c、NA的代数式表示)。
14．（2022·河南许昌·统考二模）镍与砷或硼等元素可形成多种具有超导电性等特殊性质的化合物，如CaNi2As2等。回答下列问题：
(1)基态Ni2+的价电子排布式为 ；熔点：Ni比Ca (填“高"或“低”)。
(2)AsCl3的空间构型为 ；AsCl3的键角比BCl3的小，原因是 ；AsCl3的沸点比BCI3的高，这是因为 。
(3)KBH4中存在的作用力有___________(填标号)。
A．离子键 B．氢键 C．σ键 D．配位键
(4)Y(钇)、Ni、B、C形成的一种具有超导电性的化合物的结构属于四方晶系，其结构如下图所示，则该化合物的化学式为 ；已知晶胞参数a=b=352.59pm，c=1053.9pm，设Y、Ni的原子半径分别为rYpm和rNipm，则金属原子的空间占有率为 %(列出计算表达式)。
15．（2022·河南·统考三模）我国科学家利用生物质合成共聚酯的单体，合成时涉及多种元素，回答下列问题：
(1)基态Cu+的电子排布式为 。
(2)Cu、Zn、Al的第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号，下同)。
(3)H2C=CHCOOCH3中所含元素的电负性由小到大的顺序为 ，该有机物中，碳原子的杂化类型是 。
(4)区别晶体SiO2和非晶体SiO2的方法是 。
(5)有机物C和D的相对分子质量相差较小，但是D的沸点明显高于C的，其主要原因是 。
(6)我国科学家开发钙钯络合氢化物(CaPdH2)来实现乙炔高选择性合成乙烯。CaPdH2由Ca2+和[PdH2]2-(富电子)构成。CaPdH2中存在的化学键有 (填标号)。
A．离子键 B．配位键 C．非极性键 D．金属键
(7)白铜是我国使用最早的合金之一，白铜晶胞结构如图所示。已知晶体密度为dg·cm-3，设NA为阿伏加德罗常数的值。Cu和Ni之间的最短距离为 (只列计算式)nm。
16．（2022·河南·校联考一模）2020年12月，“嫦娥五号”首次实现了我国地外天体采样返回，带回的土壤中包含了H、O、N、P、Al、S、Cd、Zn、Ti、Cu、Cr等多种元素。回答下列问题：
(1)与N同周期的主族元素中，第一电离能比N大的元素为 (填元素符号)。原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的N原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。
(2)Cd和Zn位于同一副族相邻周期，Cd的原子序数更大，则基态Cd原子的价层电子排布图为 。
(3)已知H3PO3与足量的NaOH溶液反应生成Na2HPO3和水，则H3PO3的结构式为 ，其中P采取 杂化方式。
(4)已知Cr3+可以形成配合物[Cr(NH3)2(H2O)4]Cl3，该配合物中的配位原子是 。
(5)Ti形成的多种化合物中常见的有TiN和金红石(TiO2)，两种晶体熔融状态下都能够导电，则它们属于 晶体(填晶体类型)，两种晶体比较，TiN熔点较高，其原因是 。
(6)“嫦娥五号”某核心部件主要成分为纳米钛铝合金，其结构单元如图所示(Al、Ti各有一个原子在结构单元内部)，则该合金的化学式为 。已知该结构单元底面(正六边形)边长为anm，高为bnm，该合金的密度为 g/cm3。(只需列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)
17．（2023·河南·校联考模拟预测）过渡金属钛(Ti)性能优越，是继铁、铝之后应用广泛的“第三金属”，被誉为“未来钢铁”、“战略金属”。回答下列问题：
(1)下列Ti 原子电子排布式表示的状态中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_______ (填标号)。
A．[Ar]3d²4s¹4p¹ B．[Ar]3d²4s²
C．[Ar]3d³4s²4p¹ D．[Ar]3d¹4s¹4p²
(2)TiCl4是氧化法制取钛的中间产物，TiCl4分子结构与TiCl4相同，二者常温下都是无色液体，则TiCl4分子的空间结构为 。TiCl4的稳定性比CCl4差，极易水解，原因是 (从原子半径、键长和键能的角度分析)。
(3)六氟合钛酸钾(K2TiF6)可用作钛酸和金属钛的制造。六氟合钛酸钾中存在[TiF6]2-，该晶体中不存在的化学键是 _______ (填标号)。
A．离子键 B．极性键 C．非极性键 D．配位键
(4)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如下：
①有机物甲中标“*”的碳原子的杂化方式为 ，1mol甲分子中含有 mol σ键。
②有机物乙中，C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是 。
③有机物乙的沸点高于有机物甲，其主要原因是 。
(5)嫦娥三号卫星上的PIC元件(热敏电阻)的主要成分——钡钛矿的晶胞结构如图所示。
①晶体中一个Ba2+周围距离最近的O2-数目为 。
②已知该晶体的密度为 ρg·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体中Ba2+与Ti4+之间的最短距离为 pm (列出计算式)。
18．（2023·河南安阳·统考三模）氮、镁和铝元素及其化合物用途极为广泛。回答下列问题：
(1)基态N原子的最高能级原子轨道的形状是 ，价层电子排布图是 。
(2)镁和铝的前5级电离能数值如下表：
电离能/(kJ ·mol -1)
元素
I1
I2
I3
I4
I5
Mg
738
1451
7 733
10 540
13 630
Al
578
1 817
2 745
11575
14 830
一般来说，相对应的各级电离能是Al的比Mg的大，但也有反常，如I1(Mg)>I1(Al)，该反常的原因是 。
(3)镁的卟啉配合物的结构如图所示。
①上述粒子中包含元素的电负性从大到小的顺序是 (用元素符号表示)，从电子给予的角度分析， Mg2+和N之间存在的化学键类型是 。
②该物质中的C原子的杂化轨道类型是 。
(4)AlN是良好的耐热耐冲击材料，其晶胞结构如图所示。
①AlN熔点为2200 °C ，该晶体类型为 。
②若AlN的晶胞的高为a nm，底边长为b nm，NA表示阿佛伽德罗常数的值，则其晶体的密度为 g·cm-3(用含a、b、NA的代数式表示)。
19．（2023·河南开封·统考模拟预测）Ⅰ.铜及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。请回答下列问题：
(1)下列状态的微粒中，电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填字母)。
A． B．
C． D．
Ⅱ.在溶液中加入氨水至过量，生成。
(2)中原子的杂化类型是 ，分子的立体构型是 。
(3)能与形成，而不能，其原因是 ，的键角比的键角 (填“大”或“小”)。
(4)配位原子提供孤电子对的能力是影响配体与之间配位键强度的一个重要因素。若用某结构相似的含配体与配位，所得配合物的稳定性比含配体的低，可能的原因是 。
(5)与形成长链结构的阴离子如图所示，该阴离子中键与键的数目之比为 。
(6)氯化亚铜常用作催化剂、杀菌剂，其晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被Cl原子代替，顶点和面心的碳原子均被Cu原子代替。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。下图为沿y轴投影的氯化亚铜晶胞中所有原子的分布图。若原子1的原子分数坐标为 (，，)，则原子3的原子分数坐标为 ，若晶胞中原子1和原子2之间的距离为dnm，则该晶胞的密度为 (设为阿伏加德罗常数的值)
20．（2023·河南郑州·统考二模）2023年1月30日，中国科学院朱庆山团队研究六方相砷化镍(NiAs)型到正交相磷化锰(MnP)型结构转变，实现了对锂硫催化剂的精确设计。回答下列问题：
(1)Li、P、S三种元素中，电负性最小的是 。第三周期元素中第一电离能比P大的元素有 种。
(2)基态S原子核外有 个电子自旋状态相同。基态As原子的电子排布式为 。
(3)PH3、AsH3中沸点较高的是 ，其主要原因是 。
(4)Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)]，该配合物中锰原子的配位数为 。
(5)CH3CN中C原子的杂化类型为 。
(6)等物质的量的CH3CN和CO中，π键数目之比 。
(7)NiAs的一种晶胞结构如图所示。若阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为ρ g/cm3，则该晶胞中最近的砷原子之间的距离为 pm。
21．（2023·河南开封·统考二模）配合物是近代无机化学的重要研究对象，Cu或Cu2+常作为中心原子或离子，H2O、CN-、吡啶(C5H5N)等粒子是常见的配体。
(1)题干中所涉及元素电负性由大到小的顺序为 ，其中电负性最小的元素的基态原子的价电子排布式为 。
(2)原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，可以用自旋量子数来描述。若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，则基态O原子的价电子自旋量子数的代数和为 。H3O+中不存在的作用力有 (填标号)，H3O+的空间构型为 。
A．配位键 B．离子键 C．共价键 D．氢键
(3)吡啶( )在水中的溶解度远大于在苯中的溶解度，可能原因是
①吡啶和H2O均为极性分子，而苯为非极性分子；
② 。
吡啶及其衍生物(、)的碱性随N原子电子云密度的增大而增强，其中碱性最弱的是 。
(4)配合物M结构如右图所示。若其中与Cu相连的4个配位原子处在一个平面内，则Cu的杂化方式可能是 (填标号)。
A．sp B．sp2 C．sp3 D．dsp2
(5)CuInS2(相对分子质量为Mr)是生物医药、太阳能电池等领域的理想荧光材料，其晶胞结构如图所示，则CuInS2晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式即可，阿伏加德罗常数用NA表示)。
22．（2023·河南濮阳·统考一模）铬是重要的金属元素之一，其化合物有着广泛的用途。回答下列问题：
(1)基态铬原子的未成对电子数是 。
(2)CrO2Cl2是重要的氯化剂。制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7 +3CCl4=2KCl +2CrO2Cl2 +3COCl2↑。
①COCl2中C、O和Cl元素的电负性由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
②CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2分子的空间构型是 (填“平面四边形”或“四面体形”)。
(3)三价铬丙二酸配合物[ Cr( C3H2O4)( H2O)4][Cr( C3H2O4)2(H2O)2]·4H2O在有机合成方面具有优良的催化性能，其中阴离子的结构如下：
①阴离子中碳原子的杂化轨道类型是 。
②在丙二酸根与Cr3+配位时，配位原子为1号氧而不是2号氧的原因是 。
(4)Cr-N系列涂层具有良好的耐磨和腐蚀性，在抗微动磨损上表现尤佳。某氮化铬的晶胞结构与氯化钠的相同。已知N原子在晶胞中的位置如图所示：
①下列为晶胞中Cr原子沿x轴方向的投影的是 ( 填字母)。
a. b. c. d.
②若晶胞中最近的Cr原子和N原子相切，原子半径分别为r(Cr) nm和r(N) nm；晶胞中N原子的坐标是A(0，0，0)、B( ，，0) ，则距A和B最近的Cr原子的坐标是 ，该原子到C原子的距离是 nm[用含r(Cr)、r(N)的代数式表示]。
23．（2023·河南·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)
24．（2023·河南焦作·统考二模）空气中含大量的氮元素，日常生活中铁的应用非常广泛，可见生产、生活等离不开化学。
(1)血红蛋白(Hb)是血液中运输氧及二氧化碳的蛋白质，由球蛋白与血红素结合而成。血红素是由中心Fe2+与配体卟啉衍生物结合成的大环配位化合物，其结构如图1所示。
①基态Fe原子的核外电子排布式为 ，其在元素周期表中的位置为 。原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，±即称为电子的自旋磁量子数。对于基态的氧原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。
②血红素分子中非金属元素的电负性由小到大的顺序为 (填元素符号)。
③含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。1mol血红素中通过螯合作用形成的配位键的数目为 (填含NA的表达式)。
(2)卟啉是含有平面共轭大环结构的有机分子，具有独特的电子结构，卟啉分子结构如图2，分子中N原子采取 杂化；卟啉分子中存在大π键，可表示为 (已知：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)。
(3)Fe3O4晶胞(图3)可以划分成8个小的立方单位(图4)，分别由4个I型和4个II型小单位拼在一起构成。Fe3O4晶胞中有 个O2-，代表 ；已知Fe3O4晶胞的棱长为apm，NA为阿伏加德罗常数的值，则该Fe3O4晶体的密度为 g·cm-3。
参考答案：
1．D
【分析】X、Y、Z、R、W是原子序数依次增大的前20号主族元素，元素R的单质是芯片的重要原料，R为Si元素，W[Z2R3Y10]·3X2Y是某长石矿物的化学式，则X为H元素，Y为O元素，元素Z、W是常见的金属元素，由化合价代数和为零可以推知Z为Al，W为Ca，以此解答。
【详解】A．H、O形成的二元化合物H2O或H2O2在常温常压下均呈液态，故A正确；
B．金属性越强，元素最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性：Ca>Al，则碱性：Ca(OH)2>Al(OH)3，故B正确；
C．H、O、Al、Si四种元素形成的单质中，Si单质是共价晶体，熔点最高，故C正确；
D．Si最高价氧化物对应的水化物H2SiO3、为弱酸，不能和Al(OH)3反应，故D错误；
故选D。
2． 2∶1 3 大于 PH3分子中磷原子上孤对电子对共价键的排斥作用大于共价键之间的斥力 CCl4、SiCl4(或SiF4等) sp2 层状结构中没有自由移动的电子 面心立方最密堆积(或A1堆积) ×100%
【详解】(1)基态铁原子价电子排布是3d64s2，,则未成对电子数成对电子对数之为4:2=2:1；
(2)同一周期从左到右第一电离能逐渐增大，但第二主族，第五主族反常，则第二周期元素中，第一电离能介于元素B和N之间的元素有Be，C，O共3种元素；
(3)超碱PnH离子中PH与PH3键角PH大于PH3，请分析原因PH3分子中磷原子上孤对电子对共价键的排斥作用大于共价键之间的斥力；
(4)原子总数相等、价电子总数相等的微粒互称为等电子体，则与超卤素AlCl等电子体的两种分子的化学式：CCl4、SiCl4(或SiF4等)；
(5)六方相氮化硼晶体结构与石墨相似(如图)，石墨中碳原子的杂化方式是sp2，则晶体中氮原子的杂化方式为sp2，氮化硼晶体不导电的原因是层状结构中没有自由移动的电子；
(6)磷化硼晶胞中P原子在正六面体的面心，则其空间堆积方式为面心立方最密堆积(或A1堆积)，P原子个数是8× +6× =4，B原子个数是4，设晶胞的边长为a，体对角线是 ，B原子P原子最近距离等于体对角线的四分之一，即a= ，则磷化硼晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%。
3． 原子光谱 H
(2)①从小到大排序，同周期的从左到右电负性增大，所以H
(3) 两原子中有且只有1个σ键，C，H共价键不要漏掉，所以共有12mol；
(4) 其与一氧化碳为等电子体，所以为直线型；O的电负性大于S，所以硫化氢键角小于水的键角；
(5) 由晶胞的位置关系可得体对角线为8r，设晶胞边长为a nm，则，， 晶胞中有8个C，则空间占有率为，金刚石的密度为。
4．(1) 洪特规则 Mg、S(或S、Mg)
(2) N2、 共价键 范德华力 4a sp3、sp2
(3) SiCl4 ＜
(4)
【详解】（1）根据洪特规则，同一能级上的电子优先以自旋方式相同状态进入不同轨道，因此硅的排布违背了洪特规则，X、Y与硅位于同周期，若X、Y的第一电离能(相对大小)中间只有Si，说明X、Y的第一电离能相对大小仅比Si大或小，根据第一电离能的增长趋势，仅比Si的第一电离能大或小的是Mg和S元素，故X、Y分别为Mg和S。故答案为：洪特规则；Mg、S(或S、Mg)；
（2）以SiO2为基本原料制备粗硅的原理为，与CO互为等电子体的分子和离子分别为N2、，SiO2是原子晶体、CO是分子晶体，使SiO2固体、CO液化需要克服的作用力分别是共价键、范德华力。若Si-O键的键键能为a，SiO2中，每个硅原子均形成了4个Si—O键，故1molSiO2全部变成Si、O原子需要断裂4molSi—O键，则使1mol SiO2全部变成Si、O原子至少需要提供的能量是4akJ。SiO2中硅原子形成了4个σ键且无孤电子对，故为sp3杂化，石墨晶体中，每个碳原子形成了3个σ键且无孤电子对，碳为sp2杂化。故答案为：N2、；共价键；范德华力；4a；sp3、sp2；
（3）SiH3Cl、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl44四种物质中，硅原子均为sp3杂化，其中SiCl4因键长相等而为正四面体构型。SiHCl3、SiCl44均是分子晶体，均为四面体构型，相对分子质量较高的SiCl4范德华力较高，沸点较高，沸点SiHCl3＜SiCl4。故答案为：SiCl4；＜；
（4）由图中信息知，①号硅原子坐标为。设碳原子的半径为rcm，晶胞参数为xcm，则体对角线长为8rcm，体对角线长为，则，一个晶胞中含有个，8个碳原子的总体积为，晶胞总体积为，故原子的空间利用率。故答案为：；。
5．(1)3
(2) K F
(3)6BeO+3KBF4+ B2O33KBe2BO3F2+2BF3↑
(4) Be和B的价层电子数均小于价层轨道数，存在空轨道 sp3
(5)KF为离子晶体，BF3是分子晶体，离子晶体的沸点高于分子晶体
(6) Z
【详解】（1）1s22s13s1的铍原子中电子占有3个不同轨道，具有不同的能量，跃迁可以发出3种波长的光；
（2）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，同一主族的元素的第一电离能，随着原子序数的增大而减小，所以Be>Li，Li>K，即四种元素中K的第一电离能最小；非金属性越强，电负性越大，所以电负性最大的是F；
（3）据题意写出反应方程式6BeO+3KBF4+ B2O33KBe2BO3F2+2BF3↑
（4）Be、B原子的价电子排布式分别为2s2、2s22p1，轨道表达式分别为、，Be、B原子价层电子数均小于价层轨道数，存在空轨道，容易与配体形成配位键；[BeF4]2-、[B(OH)4]-空间结构均为四面体结构，中心原子Be、B的杂化类型均为sp3；
（5）KF为离子晶体，BF3是分子晶体，离子晶体的沸点高于分子晶体；
（6）根据晶胞内原子占有率可分别求出原子个数，K：、X：、Y：、Z：，根据KBe2BO3F2中K、B个数比为1:1可知Z表示B原子；一个晶胞中含有3个(KBe2BO3F2)，。
6．(1)2：5
(2) sp sp2
(3)平面三角形
(4)c
(5)
(6)乙二醇分子中羟基比丙醇的多，分子间的氢键比丙醇多，分子间作用力较大
(7) 4
【详解】（1）Ti为22号元素，钛有2个未成对电子，Mn为25号元素，锰有5个未成对电子，所以基态Ti和Mn原子中未成对电子数之比为2：5，故答案为：2：5；
（2）二氧化碳为直线型，结构式为O=C=O，没有孤电子对，碳原子采取 sp杂化，-CHO 中碳原子形成3个σ键，没有孤电子对，杂化轨道数目为3，碳原子采取 sp2杂化，故答案为：sp；sp2；
（3）HCHO中碳原子含有3个σ键，碳原子采取 sp2杂化，不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形，故答案为：平面三角形；
（4）面心立方晶胞中原子位于顶点和面心，俯视时上下底面的面心原子位于俯视图正方形中心，顶点原子位于正方形顶点，其它侧面的原子位于正方形四边中点，故俯视图为c，故答案为：c；
（5）铁是26号元素，其原子核外有26个电子，Fe原子的3d、4s电子为其价电子，其价电子排布为3d64s2，故答案为：3d64s2；
（6）乙二醇分之中羟基比丙醇分子中的羟基多，分子间的氢键比丙醇的多，分子间的作用力较大，故其沸点较高，故答案为：乙二醇分子中羟基比丙醇的多，分子间的氢键比丙醇多，分子间作用力较大；
（7）晶胞中Cl原子数目为：1+4×+4×=4，则晶胞的质量m=nM=g，晶胞体积V=abc×10-27cm3=0.72×1.0×0.56×10-27cm3，晶体密度g•cm-3，故答案为：4；。
7．(1) 3d74s2 N
(2) 三角锥形 sp3
(3) 2 6
(4)3：4
(5) C3N4 氮化碳和金刚石都是原子(共价)晶体，N的原子半径小于C，氮碳键的键能大于碳碳键
(6) (，，) ××1010
【详解】（1）Co元素位于第四周期Ⅷ族，因此价电子排布式为3d74s2；元素周期表中，一般非金属性越强，第一电离能越大，同周期从左向右第一电离能是增大趋势，因此第一电离能最大的是N；故答案为3d74s2；N；
（2）SO中心原子S的价层电子对数为3+=4，空间构型为三角锥形；SO中心原子S的价层电子对数为4+=4，因此S的杂化方式为sp3；故答案为三角锥形；sp3；
（3）根据配合物的组成，1mol配合物中外界有2molCl－，因此与足量硝酸银溶液反应，得到2molAgCl；Co2＋的配位数为4＋1＋1=6；故答案为2；6；
（4）(CN)2中每个原子最外层都达到都达到8电子结构，即(CN)2的结构式为N≡C－C≡N，σ键的数目为3，π键数目是4，因此个数比值为3∶4；故答案为3∶4；
（5）根据图1可知，1个N连3个C，1个C连4个N，因此化学式为C3N4；C3N4、金刚石均为共价晶体，硬度与共价键有关，C的半径大于N，因此C－C键长比C－N键长长，C－C键能比C－N键能弱，因此金刚石的硬度比氮化碳低；故答案为C3N4；氮化碳和金刚石都是原子(共价)晶体，N的原子半径小于C，氮碳键的键能大于碳碳键
（6）根据题中要求，得出氮化镓的晶胞图为则原子3的坐标为(，，)；根据信息，N原子在晶胞内部，个数为4，Ga位于顶点和面心，个数为=4，氮化镓的化学式为GaN，晶胞的质量为=g，根据密度的定义，得出晶胞的边长为cm，Ga与N最近的距离，即Ga-N键长应是体对角线的，从而推出Ga-N键长××1010pm；故答案为(，，)；××1010。
8．(1) A CD
(2) 原子晶体 BCl3
(3) O>N>C 4 2 BCE
(4) (，，)
【详解】（1）硼元素的原子序数为5，基态电子排布式为1s22s22p1 ，激发态原子中电子的能量高于基态原子中电子的能量，失去一个电子所需能量小于基态原子，基态原子中第一电离能小于第二电离能，由轨道表示式可知，A失去一个电子需要克服第二电离能，B失去一个电子需要克服第一电离能，C、D均为激发态，D失去一个电子需要能量最小，则失去一个电子需要吸收能量最大的是A；发射光谱是由能量较高的激发态电子跃迁回到能量较低的激发态或基态过程中产生的光谱，C、D均为激发态，则用光谱仪可捕捉到发射光谱的是C、D项，故答案为：A；CD；
（2）氮化硼为共价化合物，由立方氮化硼硬度大，熔点高，可以判断其为原子晶体；BCl3 中心硼原子价层电子对数为3，发生sp2杂化，其空间构型为平面三角形，键角为120°，NH3中心氮原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，由于存在孤电子对，键角小于109°28' ，即键角BCl3>NH3，故答案为：原子晶体；BCl3；
（3）①组成该配合物的第二周期元素有C、N、O，由元素周期律可知电负性大小顺序是O>N>C，故答案为：O>N>C；
②由配合物的结构可知，Ni2+的配位数为4；该配合物中碳原子存在单键和双键，则有sp2、sp3两种杂化方式，故答案为：4；2；
③由配合物的结构可知，该配合物中存在的化学键有σ键、π键、配位键，故答案为：BCE；
（4）由晶胞结构可知，A原子的分数坐标为(0，0，0)，B原子的分数坐标为(1，1，1)，则C原子的分数坐标为( ，，)；如图可知D原子的分数坐标为(1，1，)，则C、D原子间的距离为pm= pm，故答案为：(，，)；。
9．(1)
(2)AD
(3) 低于 离子半径Mg2+小于Ca2+，二者带电荷数相同，Mg2+吸引O2-形成MgO的能力强
(4) V形 SCN-、OCN-、N等 4 sp3、sp2
(5)
【详解】（1）Mn为25号元素，价电子排布为3d54s2，轨道表示式为；
（2）A．Mg2+和Zn2+所带电荷数相同，但Mg2+的半径更小，所以Mg中的金属键更强，A正确；
B．以顶面面心原子为例，顶面有6个距离其最近且相等，晶胞内部有3个，该晶胞上方的晶胞中还有3个，所以配位数为12，B错误；
C．该堆积模型为六方最密堆积，空间利用率为74%，C错误；
D．晶胞内部3个和顶面面心的1个可以形成四面体空隙，任一侧面上的4个以及距离该侧面最近的位于晶胞的内部的2个(有一个位于另一个晶胞中)可以形成八面体空隙，D正确；
综上所述答案为AD；
（3）XCO3分解的实质即X2-与碳酸根中的氧离子形成离子键，离子半径Mg2+小于Ca2+，二者带电荷数相同，Mg2+吸引O2-形成MgO的能力强，所以MgCO3的分解温度更低；
（4）①H2O分子中O原子为sp3杂化，含两对孤电子对，空间构型为V形；CO2含3个原子、16个价电子，其等电子体的阴离子有SCN-、OCN-、N等；
③据图可知与为Zn2+提供电子对的原子有1个O原子、3个N原子，共4个；形成双键(五元环上)的碳原子为sp2杂化，形成单键的碳原子(甲基)为sp3杂化；
（5）根据均摊法，晶胞中Zn原子的个数为6+8×+4×=8，Mg原子的个数为4，所以晶胞的质量为g，底面棱长为0.5221nm，为菱形，所以底面积为0.52212×sin60°nm2，则晶胞体积为0.52212×sin60°×0.8567nm3=0.52212×sin60°×0.8567×10-21cm3，所以合金的密度为g·cm3。
10．(1) ds 3d104s2
(2) N 4
(3) 3 sp2
(4)NH3含有一对孤对电子，而H2O含有两对孤对电子，H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大，使键角变小
(5) (，，)
【详解】（1）锌是30号元素，位于元素周期表ds区，Zn的价层电子排布式为3d104s2；
（2）在[Zn(NH3)4]2+中，提供电子对形成配位键的原子是N，中心离子的配位数为4；
（3）结构中碳原子有单键、双键、叁键，所以有sp3、sp2、sp三种杂化方式，其中标注的为sp2杂化；
（4）含有一对孤对电子，而含有两对孤对电子，中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大，使键角变小；
（5）C的分数坐标为()，距离最近的氧原子与锌原子核间距离为晶胞参数的倍，晶胞参数为，所以距离最近的氧原子与锌原子核间距离为。
11．(1) （或）； 4∶5
(2) O O
(3) 1∶1 V
(4)
(5)
【详解】（1）Fe为26号元素，则基态Fe原子的电子排布式为；基态Fe2+与Fe3+的核外电子排布式分别为、，为成对电子分别为4个和5个，所以未成对电子数之比为：4∶5，故答案为：（或）；4∶5；
（2）三草酸合铁酸钾{K3[Fe(C2O4)3]•3H2O}所含的元素为K、Fe、C、O、H，非金酸性越强电负性越大，第一电离能也越大，故答案为：O；O；
（3）CO2分子的结构式，则CO2分子中所含2个σ键个2个π键，H2O分子的立体构型为V型，故答案为：1：1；V；
（4）图中原子①的坐标为以原子①为坐标系，根据题中信息原子②位于其中一条体对角线上 ，所以原子②的坐标为；晶胞中C原子形成的碳碳单键的键长刚好为体对角线长的，金刚石的晶胞参数为apm，则其中碳碳键的键长为，故答案为：；；
（5）δ-Fe晶胞中Fe的配位数为8，γ-Fe晶胞中Fe的配位数为12，α-Fe晶胞中Fe的配位数为6，三种晶体晶胞中铁原子的配位数之比为；若δ—Fe晶胞边长为acm，α—Fe晶胞边长为bcm，则两种晶体中铁原子个数之比= ，晶体密度比=，晶体的密度之比等于物质的空间利用率之比，所以两种晶体晶胞空间利用率之比为：，故答案为：4∶6∶3；。
12．(1) 洪特规则
(2) sp2杂化 V形(或折线形)
(3) O3为极性分子，O2为非极性分子，O3更易溶于极性溶剂水 NF3中F元素电负性大，使得N原子呈正电性，难与H+结合
(4)[Ag(NH3)2]+中，配位键N—Ag键的成键电子对相比NH3中的孤电子对对N—H键的排斥力变小，故[Ag(NH3)2]+中H—N—H键角变大
(5)30
(6)
(7)π×100%
【解析】(1)
O是8号元素，原子核外电子排布式是1s22s22p4，价层电子排布式是2s22p4，氧原子价电子层上的电子可以进行重排以便提供一个空轨道与氮原子形成配位键，该氧原子重排后的价电子排布图为；该排布不符合洪特规则；
(2)
NO中N原子有2个σ键电子对，孤电子对=(5+1-2×2)×=1，其价层电子对为3，则杂化方式为sp2杂化；根据价层电子对互斥理论，其空间构型为：V形(或折线形)；
(3)
O3为极性分子，O2为非极性分子，O3更易溶于极性溶剂水；NH3具有碱性(可与H+结合)而NF3没有碱性，原因是NF3中F元素电负性强，使得N原子呈正电性，难与H+结合；
(4)
[Ag(NH3)2]+中，配位键N—Ag键的成键电子对相比NH3中的孤电子对对N—H键的排斥力变小，故[Ag(NH3)2]+中H—N—H键角变大；
(5)
类比金刚石的成键原理，C20中每个碳原子与3个C连着，即每个C周围形成3个σ键，由于涉及共用，故1个C周围实际占有1.5个σ键，所以C20中共有20×1.530个σ键。
(6)
X的五聚合体结构图中含有15个C原子，10个O原子，则X的分子式为C3O2，该分子中每个原子均满足8电子稳定结构，故C与O之间两对共用电子，C与C之间也共用两对电子，电子式为。
(7)
设碳原子的半径为rcm，晶胞参数为xcm，则体对角线长为8rcm，体对角线长为，则，一个晶胞中含有+4＝8个，8个碳原子的总体积为cm3，晶胞总体积为cm3，故原子的空间利用率×100%＝×100%。
13．(1) N>Si>Ga Ga p
(2) 平面三角形 sp2 GaCl3为分子晶体，GaN为共价晶体
(3) 4
【分析】（1）金属元素第一电离能较小，非金属元素第一电离能较大。同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势，同一主族元素从上到下第一电离能由大变小，根据位置，比较电离能大小，根据电子排布，进行解；
（2）根据价层电子对互斥理论来确定其空间构型及中心原子杂化方式；根据熔点高低判断晶体类型；
（3）根据原子周围连接情况判断配位数，结合密度ρ=公式进行计算，以此来解析；
【详解】（1）金属元素第一电离能较小，非金属元素第一电离能较大，同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势，同一主族元素从上到下第一电离能由大变小，根据三者N、Si、Ga在周期表中位置可知，第一电离能N>Si>Ga，N的外围电子排布式：2s2p3有3个未成对电子，Si外围电子排布式：3s23p2，有2个未成对，Ga电子外围电子排布式：4s24p1有1个未成对电子，未成对电子数最少为1个为Ga，Ga原子的外围电子排布式为4s24p1，位于第四周期第ⅢA族；
（2）GaCl3中价层电子对个数=3+( 3-3×1)=3，且没有孤电子对，所以其空间构型是平面三角形结构，Ga的杂化方式为sp2；
GaCl3的熔点为77.9℃，熔沸点低，这是分子晶体的特点，推出GaCl3为分子晶体，GaN的熔点为1700℃，熔沸点高，是共价晶体特点，推出GaN为共价晶体；
（3）1个N周围有4个与之等距且最近的Ga原子，所以N的配位数为4；
已知胞参数为anm、cnm，该晶胞的体积=6×（a×a ）×c ×10-21cm3，一个晶胞中N的个数为6×+3=6，Ga的个数为12× +2×+3=6，一个晶胞中6个GaN，根据密度ρ== = ；
14．(1) 3d8 高
(2) 三角锥形 As和B分别采用的是sp3和sp2杂化，且As原子上有孤电子对 两者都是分子晶体，AsCl3的相对分子质量比BCl3的大，且AsCl3分子的极性较强，AsCl3分子间作用力较强
(3)ACD
(4) YNi2B2C
【详解】（1）Ni为28号元素，核外电子排布为[Ar]3d84s2，失去最外层两个电子后形成Ni2+，所以Ni2+的价电子排布式为3d8；Ni和Ca均为金属晶体，Ni的价电子较多，且Ni的原子半径小于Ca，所以Ni的熔点比Ca高；
（2）AsCl3的中心As原子的价层电子对数为=4，含一对孤电子对，所以空间构型为三角锥形；As和B分别采用的是sp3和sp2杂化，且As原子上有孤电子对，所以AsCl3的键角比BCl3的小；两者都是分子晶体，AsCl3的相对分子质量比BCl3的大，且AsCl3正负电荷中心不重合，分子的极性较强，AsCl3分子间作用力较强；
（3）KBH4由K+和BH构成，所以存在离子键，B原子和H原子之间存在σ键，且其中一个是由B原子提供空轨道，H-提供孤电子对形成的配位键，不存在氢键，故选ACD；
（4）根据均摊法，晶胞中Y原子的个数为1+=2，Ni原子的个数为8×=4，B原子的个数为2+=4，C原子的个数为=2，Y、Ni、B、C原子的个数比为2:4:4:2=1:2:2:1，所以化学式为YNi2B2C；晶胞中含有2个Y原子、4个Ni原子，所以金属原子的体积为pm3，晶胞参数a=b=352.59 pm，c=1053.9 pm，则晶胞的体积为(352.592×1053.9) pm3，所以金属原子的空间占有率为。
15．(1)[Ar]3d10或者1s22s22p63s23p63d10
(2)I1(Zn)> I1(Cu) > I1(Al)
(3) X(H)< X(C) < X(O) sp2、sp3
(4)X射线衍射实验
(5)D分子间存在氢键，增大了分子间作用力，C分子间没有氢键
(6)ABC
(7)
【详解】（1）铜元素位于周期表第四周期ⅠB族，核电荷数为29，基态Cu+的电子排布式[Ar]3d10或者1s22s22p63s23p63d10。
（2）Cu、Zn、Al失去第一个电子分别位于4s1、4s2、3p1，4s2电子处于全满轨道较难失去，三者中第一电离能最大，3p1是单电子，铝的核电荷数比铜小很多，其第一电离能最小，故三者的第一电离能由大到小的顺序为I1(Zn)> I1(Cu) > I1(Al)。
（3）H2C=CHCOOCH3中含H、C、O三种元素，同周期元素电负性从左往右增大，故C
（5）从C和D的分子结构简式分析，两者相对分子质量相差较小，C分子间以范德华力为主，D分子间存在氢键，增大了分子间作用力，故D的沸点明显高于C的。
（6）钙钯络合氢化物(CaPdH2)以Ca2+和[PdH2]2-(富电子)构成，阴阳离子间化学键是离子键，[PdH2]2-络合离子结构中的Pd和H原子存在配位键，共用电子对偏向H一边，属于非极性键，故答案选ABC。
（7）从白铜晶胞结构图可知，Cu原子位于立方晶胞的面心位置，Ni原子位于顶点位置，一个晶胞内含有Cu原子个数 ，含有Ni原子个数 ，设该立方晶胞的边长为nm，根据题意，有，Cu和Ni之间的最短距离为面对角线的一半，为 nm，故Cu和Ni之间的最短距离为nm。
16．(1) F +或-
(2)
(3) sp3
(4)N、O
(5) 离子晶体 N3-所带电荷数多于O2-，TiN的离子键强度大
(6) Ti11Al5或Al5Ti11 ×1021或×1021或
【详解】（1）第二周期元素中，第一电离能比氮大的主族元素有F。原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数，对于基态的氮原子，核外电子排布为1s22s22p3，其电子的自旋磁量子数的代数和为+或-。
（2）Cd和Zn位于同一副族相邻周期，Cd的原子序数更大。锌的原子序数为30，价电子排布式为：3d104s2，则Cd的原子序数是48，则基态Cd原子的价电子轨道表示式（电子排布图)为。
（3）亚磷酸(H3PO3)是磷元素的一种含氧酸，H3PO3与足量的NaOH溶液反应生成Na2HPO3和水，故亚磷酸为二元酸，还有两个羟基，结构为，分析结构可知，P原子形成四条单键，一条双键，其中P原子的杂化方式为sp3。
（4）该配合物为[Cr(NH3)2(H2O)4]Cl3，配体是NH3、H2O，配体中N原子、O原子有孤电子对，提供孤电子对，N、O原子是配位原子。
（5）两种晶体熔融状态下都能够导电，说明发生了电离，则它们属于离子晶体；TiN和金红石(TiO2)，都是离子晶体，N3-所带电荷数多于O2-，TiN的离子键强度大，晶格能大，所以TiN的熔点高于金红石(TiO2)。
（6）Al位于体内和顶点，Ti分别位于晶胞的顶点、面心、体内和棱上，Ti原子个数为：，Al原子个数为：
，所以化学式为Ti11Al5或Al5Ti11；晶胞的质量为m=，晶胞的体积为V=Sh=，根据m==，求得密度=，故答案为：Ti11Al5或Al5Ti11；×1021或×1021或。
17．(1)B
(2) 正四面体形 钛的原子半径比碳的大，Ti-Cl键的键长比C-Cl键的长， Ti-Cl键的键能较小，易断裂
(3)C
(4) sp2 13 N>O>C 有机物乙分子间存在氢键，而有机物甲分子间不存在氢键
(5) 12
【详解】（1）价电子处于能级能量越高越易失去，需要的能量就最小。而B的价电子处于最高能级为4s相比4p的能量低，若失去4s电子需要的能最大。
故选B。
（2）TiCl4的价层电子对为4+0=4对，空间构型为正四面体。物质的稳定性从化学键进行分析，C原子半径小于Ti，C-Cl键键长小于Ti-Cl，前者键能大键稳定，而Ti-Cl不稳定易断裂。答案为正四面体；钛的原子半径比碳的大，Ti-Cl键的键长比C-Cl键的长， Ti-Cl键的键能较小，易断裂；
（3）该晶体配离子和K+为离子键，而F和Ti形成的极性共价键和配位键。
故选C；
（4）该C形成双键含有1个Π键和1个 σ键，采取sp2杂化。而单键均为 σ键，所以有1mol×13=13mol。同周期从左往右第一电离能逐渐增大，但ⅤA族价电子为ns2np3半满稳定难失电子，第一电离能N>O>C。可以看出甲中含有-OH易形成分子间氢键沸点高。答案为sp2；13；N>O>C；有机物乙分子间存在氢键，而有机物甲分子间不存在氢键；
（5）Ba2+最近的O2-经延申如图有3个这样的面，所以有4×3=12。Ba2+位于顶点共8×=1、O2-位于面心共6×=3，计算晶胞密度为得到a=pm。Ba2+和Ti4+的最短距离为提对角线一半为×pm。答案为×。
18．(1) 纺锤体或者哑铃形
(2)Al原子价层电子为3s23p1，而Mg的价层电子为3s2全满稳定状态，失去1个电子需要的能量更多
(3) N＞C＞H＞Mg 共价键和配位键 sp2
(4) 共价晶体
【详解】（1）已知N是7号元素，故基态N原子的最高能级为2p能级，该能级原子轨道的形状是纺锤体或者哑铃形，价层电子排布图是，故答案为：纺锤体或者哑铃形；；
（2）Al原子价层电子为3s23p1，而Mg的价层电子为3s2全满稳定状态，失去1个电子需要的能量更多，故第一电离能：Mg＞Al；
（3）①由题干络合物结构示意图可知，上述粒子中包含元素即H、C、N、Mg，根据同一周期从左往右元素的电负性依次增强，同一主族从上往下元素的电负性依次减弱可知，这四种元素的电负性从大到小的顺序是N＞C＞H＞Mg，从电子给予的角度分析， Mg2+和N之间存在的化学键类型是单键上的N与Mg形成共价键，双键上N原子提供孤电子对与Mg形成配位键，故答案为：N＞C＞H＞Mg；共价键和配位键；
②由题干络合物结构示意图可知，该物质中的C原子均形成双键，故其杂化轨道类型是sp2，故答案为：sp2；
（4）①由题干信息，AlN是良好的耐热耐冲击材料，AlN熔点为2200 °C ，即熔点高，硬度大，故该晶体类型为共价晶体；
②由题干晶胞示意图可知，一个晶胞中含有Al个数为：=2，N个数为：=2，若AlN的晶胞的高为a nm，底边长为b nm，NA表示阿佛伽德罗常数的值，则一个晶胞的质量为：，一个晶胞的体积为：cm3，则其晶体的密度为=g·cm-3(用含a、b、NA的代数式表示)，故答案为：。
19．(1)B
(2) 杂化 三角锥形
(3) 三种元素的电负性为，在中，共用电子对偏向，偏离原子，使得氮原子上的孤电子对难与形成配位键 大
(4)O元素的电负性大于N元素，O原子对孤电子对的吸引力强，所以O原子做配位原子时，提供孤电子对与形成配位键的能力弱
(5)
(6) (，，)
【详解】（1）A．[Ar]3d104s1，4s轨道上只有1个电子，电离最外层一个电子所需能量并不是很大，A错误；
B．[Ar]3d10，3d轨道充满电离最外层一个电子所需能量较大，B正确；
C．[Ar]3d94s14p1为激发态，电离最外层一个电子所需能量较低，C错误；
D．[Ar]3d104p1为激发态，电离最外层一个电子所需能量较低，D错误；
故答案选B。
（2）离子中原子的价层电子对数为，且原子上无孤电子对，所以原子杂化类型是杂化；分子中原子的价层电子对数为，原子上有1对孤电子对，所以原子杂化类型是杂化，分子的立体构型是三角锥形。
（3）N、F、H三种元素的电负性为，在中，共用电子对偏向，而偏离原子，使得氮原子上的孤电子对难与形成配位键，所以不能与形成配位键。中电子对偏向原子，电子对斥力大，键角偏大，而在中，共用电子对偏向，电子对斥力小，键角偏小。
（4）元素的电负性大于元素，原子对孤电子对的吸引力强，所以原子做配位原子时，提供孤电子对与形成配位键的能力弱。
（5）由图可知，亚铜离子连有3个氰酸根离子，其中2个氰酸根离子为2个亚铜离子共有，则亚铜离子和氰酸根离子的个数之比为，则阴离子的化学式为，其中，亚铜离子与2个氰酸根离子形成的配位键为键，氰酸根离子中的碳氮三键中有1个键、2个键，则结合长链结构可知，离子中键和键的个数之比为。
（6）根据题中要求，得出氯化亚铜的晶胞图为 ，则原子3的坐标为；设晶胞棱长为，因为原子1和原子2之间的距离为，则，晶胞的体积为。根据信息，原子在晶胞内部，个数为4，位于顶点和面心，个数为，晶胞的质量为，晶胞密度为。
20．(1) Li 2
(2) 9或7 [Ar]3d104s24p3
(3) AsH3 两者均为分子晶体，AsH3相对分子质量大，范德华力强，沸点高
(4)6
(5)sp3、sp
(6)1∶1
(7)
【详解】（1）Li、P、S中，Li为金属元素，容易失去电子，电负性最小；一般情况下同一周期的元素，原子序数越大，元素的第一电离能也越大，但第VA的元素由于其处于p轨道的半充满的稳定状态，其第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能P>S，故第三周期元素中第一电离能大于磷的元素有Cl、Ar；所以第三周期元素中第一电离能比P大的元素有2种；故答案为Li；2。
（2）基态S元素电子排布式为1s22s22p3s23p4；有7个或9个电子自旋状态相同；基态As原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3；故答案为9或7 ；[Ar]3d104s24p3。
（3）PH3 、AsH3均为分子晶体，相对分子质量大，范德华力强，沸点高所以沸点较高的是AsH3，故答案为AsH3；两者均为分子晶体，AsH3相对分子质量大，范德华力强，沸点高。
（4）Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)]，该配合物中与锰原子的配位有CO和CH3CN，配位数为6；故答案为6。
（5）CH3CN中有两个C原子，分别连接有4个和2个键，杂化类型为sp3、sp；故答案为sp3、sp。
（6）CH3CN和CO均含有2个π键，等物质的量的CH3CN和CO中，π键数目之比1：1；故答案为1：1。
（7）该晶胞中含有Ni3+个数为，含有As3-为4；即含有4个NiAs，其质量为，设其棱长为acm，所以，As3-位于其八分之一晶胞的中心，两个As3-之间的距离相当于面对角线长度的一半；所以两个As3-之间为；故答案为。
21．(1) O>N>C>H>Cu 3d104s1
(2) +1(或-1) BD 三角锥形
(3) 吡啶能与H2O分子形成分子间氢键
(4)D
(5)
【详解】（1）题干中所给元素有Cu、H、O、C、N，非金属电负性大，金属电负性小，同一周期从左到右电负性依次增大，所以O>N>C>H>Cu；电负性最小的为Cu，其价电子排布式为： 3d104s1；
（2）基态O原子价电子排布式为2s22p4，有两个不成对电子，所以价电子自旋量子数的代数和为+1(或-1)；H3O+中存在H共价键和配位键，不存在离子键和氢键，价层电子对数，所以H3O+的空间构型为三角锥形。
（3）吡啶分子结构中的N有孤电子对可以与水分子形成氢键，故答案为：吡啶能与H2O分子形成分子间氢键；甲基为推电子基，-F为吸电子基，当吡啶中N的间位C上的H被甲基取代时，N的电子云密度增大，当被-CF3代替后N的电子云密度减小，又根据吡啶及其衍生物(、)的碱性随N原子电子云密度的增大而增强，所以碱性最弱的为 ；
（4）Cu的配位数为4，说明不是sp2杂化，sp3杂化的分子空间构型为四面体形，而该物质的4个配位原子在同一个平面内，说明不是sp3杂化，故排除法选D；
（5）根据均摊法，晶胞中Cu的原子个数= ，化学式为CuInS2，说明一个晶胞中有4个CuInS2单元，所以晶胞的质量为 ，晶胞的体积为 ，故晶胞的密度 。
22．(1)6
(2) O>Cl>C 平面四边形
(3) sp3、sp2 1号氧比2号氧的价层孤电子对数多，且带负电，更易提供孤电子对(合理即可)
(4) b (，0，0)或(0， ，0) 3[r(Cr) +r(N)]
【详解】（1）基态铬的价电子排布式为3d54s1，d能级有5个原子轨道，s能级有1个原子轨道，根据洪特规则，基态铬原子的未成对电子数为6；故答案为6；
（2）①C、O、Cl三种元素的电负性由大到小的顺序是O＞Cl＞C；故答案为O＞Cl＞C；
②CrO2Cl2能与CCl4、CS2等互溶，CCl4、CS2属于非极性分子，根据“相似相溶”推出CrO2Cl2为非极性分子，若CrO2Cl2空间构型为四面体形，则CrO2Cl2为极性分子，不符合上述推断，因此CrO2Cl2为平面四边形；故答案为平面四边形；
（3）①根据阴离子结构式可知，阴离子中有两种碳原子，一种为饱和碳原子，其杂化类型为sp3杂化，另一种为羰基上的碳原子，其杂化类型为sp2杂化；故答案为sp3、sp2；
②丙二酸根离子中，1号氧的孤电子对数为3，2号氧的孤电子对数为2，1号氧易提供孤电子对；故答案为1号氧比2号氧的价层孤电子对数多，且带负电，更易提供孤电子对(合理即可)；
（4）氮化铬的晶胞结构与NaCl的相同，根据N原子在晶胞中的位置，推出Cr在晶胞的位置为体心和棱上，沿x轴方向的投影为，故选项b符合题意；故答案为b；
根据①分析，Cr在体心和棱的中心，距A、B最近的Cr有两个，如图所示：，其坐标为分别为(，0，0)、(0，，0)；C点到这两个点距离相同，令晶胞的参数等于2x，因为Cr与N相切，因此有x=r(Cr)+r(N)，则面对角线距离为2x，因此C点到这两点距离是=3x，即这段距离为3[r(Cr)+r(N)]；故答案为(，0，0)或(0，，0)；3[r(Cr)+r(N)]。
23．(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。
24．(1) [Ar]3d64s2 第四周期Ⅷ族 +1或-1 H< C< N
(3) 32 Fe2+
【详解】（1）①铁位于第四周期Ⅷ族，基态原子的电子排布式[Ar]3d64s2，O原子的价电子为2s22p4，2p轨道有1对电子和2个自旋状态相同的单电子，其自旋磁量子数的代数和为+1或-1，答案：[Ar]3d64s2；第四周期Ⅷ族；+1或-1；
②血红素分子中非金属元素有C、N、O、H，电负性由小到大的顺序为H< C< N
（2）卟啉是含有平面共轭大环结构的有机分子，分子中N原子采取sp2杂化，卟啉分子中存在大π键，环上的20个C原子核4个C原子在同一平面，每个碳原子提供一个电子，2个N原子各提供1个电子，2个N原子各提供1对电子，形成大π键，可表示为，答案：sp2；；
（3）每个I型和II型小单位中含O2-有8个，1个Fe3O4晶胞中有O2-：8=32，Fe3O4中含Fe2+和Fe3+且个数比为1∶2，, 代表Fe2+，该晶体的密度为
，答案：32；Fe2+；。
【点睛】,
河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-35晶体结构与性质（2）
一、单选题
1．（2023·河南郑州·统考三模）某长石矿物的化学式为W[Z2R3Y10]·3X2Y，X、Y、Z、R、W是原子序数依次增大的前20号主族元素。元素Z、W是常见的金属元素，元素R的单质是芯片的重要原料。下列说法错误的是
A．X、Y形成的二元化合物常温常压下呈液态
B．Z、W最高价氧化物对应水化物的碱性：W>Z
C．X、Y、Z、R四种元素形成的单质中，R熔点最高
D．Z、R、W最高价氧化物对应的水化物之间均可发生反应
二、结构与性质
2．（2021·河南郑州·统考三模）吴梦昊研究团队设计了一系列稳定的由超碱PnH和超卤素MX组成的PnH4MX4(Pn=N，P;M=B，Al，Fe；X=Cl，Br)超盐晶体。
(1)基态铁原子价电子排布中未成对电子数成对电子对数之比 。
(2)第二周期元素中，第一电离能介于元素B和N之间的元素有 种。
(3)超碱PnH离子中PH与PH3键角PH PH3(填“大于”或“小于”)，请分析原因 。
(4)写出与超卤素AlCl等电子体的两种分子的化学式： 。
(5)六方相氮化硼晶体结构与石墨相似(如图)，晶体中氮原子的杂化方式为 。氮化硼晶体不导电的原因是 。
(6)磷化硼晶胞结构如图甲所示，晶胞中P原子空间堆积方式为 ；已知晶体中硼和磷原子半径分别为r1pm和r2pm，距离最近的硼和磷原子核间距为二者原子半径之和。则磷化硼晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 (写出计算式)。
3．（2021·河南·统考二模）物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。回答下列问题：
(1)在现代化学中，常利用 上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。
(2)聚酰亚胺简式是
①C、N、O、H四种元素电负性由小到大的顺序是 (填元素符号)。
②中C原子的杂化轨道类型为 。
(3)[Zn(IMI)4](ClO4)2是Zn2+的另一种配合物，IMI的结构为，则1 molIMI中含有σ键的物质的量为 。
(4)NaN3中阴离子空间构型为 ；键角H2S H2O(填“大于”“小于”或“等于”)。
(5)金刚石与石墨都是碳的同素异形体。若碳原子半径为rnm，根据硬球接触模型，金刚石晶胞中碳原子的空间占有率为 (用含π的代数式表示)；金刚石的密度为 g/cm3(写出用r和NA表示的计算式即可)
4．（2021·河南·校联考模拟预测）硅元素是现代信息技术中最重要的元素之一，回答下列问题。
(1)若将基态硅原子最高能级的电子排布图表示为，则它违背了 这一电子排布规律，X、Y与硅位于同周期，若X、Y的第一电离能(相对大小)中间只有Si，则X、Y分别是 。
(2)以SiO2为基本原料制备粗硅的原理为，与CO互为等电子体的分子和离子分别为 ，使SiO2固体、CO液化需要克服的作用力分别是 、 。若Si-O键的键键能为a，则使1mol SiO2全部变成Si、O原子至少需要提供的能量是 kJ。SiO2、石墨两物质中，硅、碳原子杂化类型分别为 。
(3)制备高纯度硅的过程中会有一系列中间产物如SiH3Cl、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4等物质生成。上述中间产物中属中正四面体构型的是 ，沸点SiHCl3 SiCl4(填“＞”或“＜”)。
(4)晶体硅的晶胞如下，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。则图中原子①的原子坐标是 ，晶体中硅原子的空间利用率为 (用含π的式子表示)。
5．（2022·河南洛阳·统考三模）氟代硼铍酸钾晶体(KBe2BO3F2)用于制造深紫外固体激光器，在国防安全、信息技术等领域有重大战略价值。上世纪90年代初，中科院院士陈创天的研究团队在国际上首先生产出大尺寸氟代硼铍酸钾晶体。实验室可用BeO、KBF4和B2O3在700°C左右灼烧获得氟代硼铍酸钾多晶料(晶胞如图所示，氧原子略去，钾原子已给出)，并放出BF3气体。
回答下列问题：
(1)一群处于激发态1s22s13s1的铍原子，在回到基态的过程中，最多可发出 种不同波长的光。
(2)组成氟代硼铍酸钾晶体的元素中，第一电离能最小的是 (填元素符号，下同)，电负性最大的是 。
(3)写出生成氟代硼铍酸钾晶体的化学方程式 。
(4)Be和B都容易与配体形成配位键，如[BeF4]2-、[B(OH)4] -，从原子结构分析其原因是 ，上述离子中Be原子和B原子的杂化类型为 。
(5)氟硼酸钾(KBF4)在高温下分解为KF和BF3，KF的沸点远高于BF3的原因是 。
(6)图中代表硼原子的字母为 ，该晶胞参数分别为a pm和c pm，α=β= γ=90°，则晶体密度为 g·cm-3(NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式)。
6．（2022·河南洛阳·统考二模）I.和均可以催化降解甲醛、苯等有害物质，具有去除效率高，且无二次污染等优点，广泛应用于家居装潢等领域，其中一种催化机理如图所示。
回答下列问题：
(1)基态Ti和Mn原子中未成对电子数之比为 。
(2)CO2和·CHO中碳原子的杂化形式分别为 、 。
(3)HCHO的空间构型为 。
(4)金属钛和锰可导电、导热，有金属光泽和延展性，这些性质都可以用理论解释。已知金属锰有多种晶型，y型锰的面心立方晶胞俯视图符合下列 (填编号)。
II.2019年诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰其对研究开发锂离子电池作出的卓越贡献。、聚乙二醇、、和LiCl等可作锂离子聚合物电池的材料。
回答下列问题：
(5)Fe的基态原子的价电子排布式为 。
(6)乙二醇(HOCH2CH2OH)的相对分子质量与丙醇(CH3CH2CH2OH)相近，但沸点高出100℃，原因是 。
III.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。LiCl3∙H2O属正交晶系(长方体形)。晶胞参数为0.72nm、1.0nm、0.56nm。如图为沿x轴投影的晶胞中所有C1原子的分布图和原子分数坐标。LiCl3∙H2O的摩尔质量为，设为阿伏加德罗常数的值。
(7)该晶胞中Cl原子的数目为 ，晶体的密度为 (列出计算表达式)。
7．（2022·河南新乡·统考三模）我国科学家构建了新型催化剂“纳米片”(Co—N—C)，该“纳米片“可用于氧化SO和吸附Hg2+。回答下列问题：
(1)基态Co原子的价层电子排布式为 ，N、C、Co中第一电离能最大的是 (填元素符号)。
(2)在空气中SO会被氧化成SO。SO的空间构型是 ，SO中S原子采用 杂化。
(3)[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2是钴的一种配合物，含1mol[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2的溶液与足量AgNO3溶液能生成 molAgCl，[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2中Co2+的配位数为 。
(4)氰气[(CN)2]称为拟卤素，它的分子中每个原子最外层都达到8电子结构，则(CN)2分子中σ键、π键个数之比为 。
(5)氮和碳组成的一种新型材料，硬度超过金刚石，其部分结构如图1所示。它的化学式为 ，它的硬度超过金刚石的主要原因是 。
(6)氮化镓是新型半导体材料，其晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替，顶点和面心的碳原子被Ga原子代替。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为沿y轴投影的氮化镓晶胞中所有原子的分布图。若原子1的原子分数坐标为(，，)，则原子3的原子分数坐标为 。若氮化馆的晶体密度为ρg·cm-3，则晶胞中Ga-N键的键长为 (用含ρ、NA的代数式表示)pm。已知NA为阿伏加德罗常数的值。
图2
8．（2022·河南·校联考三模）我国在新材料领域的重大突破，为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站的制作材料中含有B、C、N、P、Ti、Ni、Cu 等元素。回答下列问题：
(1)下列硼元素的不同微粒，失去一个电子需要吸收能量最大的是 (填标号，下同)；用光谱仪可捕捉到发射光谱的是。 。
A B．
C． D．
(2)立方氮化硼(BN)硬度大、熔点为3000℃，其晶体类型为 。 制备氮化硼(BN) 的一种方法为BCl3(g)+NH3(g)=BN(s) + 3HCl(g)，则BCl3和NH3的键角较大的是 (填化学式)。
(3)一种Ni2+配合物的结构如图所示。
①组成该配合物的第二周期元素的电负性由大到小的顺序是 (填元素符号)。
②该配合物中Ni2+的配位数为 ，该配合物中碳原子的杂化方式有 种。
③该配合物中存在的化学键类型有 (填标号)。
A离子键 B．σ键 C． π键 D．氢键 E.配位键
(4)一种由Cu、In、Te组成的合金具有优良的热电性能，其四方晶胞结构如图所示。晶胞棱边夹角均为90°。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，A原子的分数坐标为(0，0，0)，B原子的分数坐标为(1，1，1)，则C原子的分数坐标为 。若晶胞底边的边长均为a pm，高为c pm，则C、D原子间的距离为 pm(列出计算式)。
9．（2022·河南郑州·统考二模）镁合金的典型含量为大于90%的Mg、2~9%的Al、1~3%的Zn、0.2%的Mn，若熔进稀土金属(如镨、钍)，可以大大提高镁合金在高温条件保持其强度的能力。Zn的熔点为419.5℃，Mg的熔点为650℃。回答下列问题：
(1)基态Mn原子的价电子排图(轨道表示式)为 。
(2)Mg、Zn的晶体结构相同(如图a)，下列叙述正确的是_______(填标号)。
A．金属键：Mg强于Zn B．原子的配位数为8
C．晶胞的空间利用率为68% D．晶体中既存在四面体空隙又存在八面体空隙
(3)工业上均采用碳酸盐分解法制取氧化镁与生石灰，MgCO3的分解温度 (填“高于”或“低于”) CaCO3，原因是 。
(4)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。
①H2O的空间构型为 ；写出两个与CO2互为等电子体的阴离子的化学式 。
②碳酸酐酶的部分结构如图b所示，为Zn2+提供电子对形成配位键的原子有 个，图b中碳原子的杂化类型为 。
(5)一种锌镁合金的六方晶胞如图c所示，除棱心和顶角外，晶胞内还有六个原子，所有的Mg均在晶胞内部。则合金密度为 g▪ cm-3 (写出计算式即可，阿伏加德常数用NA表示)。
10．（2022·河南·校联考模拟预测）锌是一种重要金属，原子序数为30，回答下列问题：
(1)锌元素位于元素周期表 区，Zn的价层电子排布式为 。
(2)Zn2+能形成多种配位化合物，在[Zn(NH3)4]2+中，提供电子对形成配位键的原子是 ，中心离子的配位数为 。
(3)一种锌的配合物结构如图，结构中的C原子有 种杂化方式，其中标注★的C原子为 杂化。
(4)NH3和H2O的空间结构和相应键角如图，试解释H2O的键角小于NH3键角的原因 。
(5)立方闪锌矿(ZnO)晶胞结构如图，若原子分数坐标A为(0，0，0)，B为(1，1，0)，则C为 ，若晶体密度为dg•cm-3，则距离最近的氧原子与锌原子核间距离为 cm(用含d和NA的算式表示)。
11．（2022·河南新乡·二模）三草酸合铁酸钾{K3[Fe(C2O4)3]•3H2O}是制备铁触媒的主要原料，在光照下能分解：2K3[Fe(C2O4)3]•3H2O3K2C2O4+2FeC2O4+2CO2↑+6H2O。回答下列问题：
(1)基态Fe原子的电子排布式为 ，基态Fe2+与Fe3+中未成对电子的数目之比为 。
(2)三草酸合铁酸钾所含元素中，第一电离能最大的是 (填元素符号，下同)，电负性最大的是 。
(3)CO2分子中σ键和π键的个数之比为 ，H2O分子的立体构型为 。
(4)金刚石的晶胞结构如图1所示，碳原子分别位于顶点、面心和体内。
若图中原子1的坐标为(0，0，0)，则原子2的坐标为 。若金刚石的晶胞边长为apm，则其中碳碳键的键长d= (用含a的代数式表示)pm。
(5)铁有δ、γ、α三种同素异形体(如图2)，三种晶体在不同温度下能发生转化。
①δ、γ、α三种晶体晶胞中铁原子的配位数之比为 。
②若δ—Fe晶胞边长为acm，α—Fe晶胞边长为bcm，则两种晶胞空间利用率之比为 (用含a、b的代数式表示)。
12．（2022·河南·统考二模）碳、氮、氧元素的单质或化合物在很多领域有着广泛的应用。请根据所学知识回答下列问题：
(1)氧原子价电子层上的电子可以进行重排以便提供一个空轨道与氮原子形成配位键，该氧原子重排后的价电子排布图为 ，电子重排后的氧原子能量有所升高，原因是不符合 。
(2)NO中氮原子的杂化类型为 ，其空间构型是 。
(3)室温下，O3在水中溶解度比O2的大，原因是 ；NF3的结构与NH3类似，但NH3具有碱性(可与H+结合)而NF3没有碱性，其原因是 。
(4)NH3分子中键角为106.7°，在[Ag(NH3)2]+中，H—N—H键角近似为109.5°，键角变大的原因是 。
(5)C20分子是由许多正五边形构成的空心笼状结构如图所示，分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键。则C20分子中含 个σ键。
(6)X是碳的一种链状氧化物，其五聚合体结构如图所示。X分子中每个原子都满足最外层8电子结构，则X分子的电子式为 。
(7)假设金刚石晶胞的晶胞参数为anm，则金刚石晶胞的空间利用率为 (用含π的式子表示)。
13．（2022·河南开封·统考二模）新型半导体材料GaN、SiC主要应用于功率半导体、射频和光电器件领域。
(1)N、Si、Ga三种元素的基态原子中，第一电离能由大到小的顺序是 ，其中未成对电子数最少原子的外围电子排布式为 ，该元素位于周期表的 区。
(2)制备GaN的工艺中用到GaCl3。GaCl3分子的空间构型为 ，其中Ga的杂化方式为 ；GaCl3的熔点为77.9℃，GaN的熔点为1700℃，二者熔点差异的原因是 。
(3)GaN的一种六方晶胞如图所示，晶胞参数为anm、cnm。晶体中N原子的配位数为 ；晶体密度ρ= g·cm-3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、c、NA的代数式表示)。
14．（2022·河南许昌·统考二模）镍与砷或硼等元素可形成多种具有超导电性等特殊性质的化合物，如CaNi2As2等。回答下列问题：
(1)基态Ni2+的价电子排布式为 ；熔点：Ni比Ca (填“高"或“低”)。
(2)AsCl3的空间构型为 ；AsCl3的键角比BCl3的小，原因是 ；AsCl3的沸点比BCI3的高，这是因为 。
(3)KBH4中存在的作用力有___________(填标号)。
A．离子键 B．氢键 C．σ键 D．配位键
(4)Y(钇)、Ni、B、C形成的一种具有超导电性的化合物的结构属于四方晶系，其结构如下图所示，则该化合物的化学式为 ；已知晶胞参数a=b=352.59pm，c=1053.9pm，设Y、Ni的原子半径分别为rYpm和rNipm，则金属原子的空间占有率为 %(列出计算表达式)。
15．（2022·河南·统考三模）我国科学家利用生物质合成共聚酯的单体，合成时涉及多种元素，回答下列问题：
(1)基态Cu+的电子排布式为 。
(2)Cu、Zn、Al的第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号，下同)。
(3)H2C=CHCOOCH3中所含元素的电负性由小到大的顺序为 ，该有机物中，碳原子的杂化类型是 。
(4)区别晶体SiO2和非晶体SiO2的方法是 。
(5)有机物C和D的相对分子质量相差较小，但是D的沸点明显高于C的，其主要原因是 。
(6)我国科学家开发钙钯络合氢化物(CaPdH2)来实现乙炔高选择性合成乙烯。CaPdH2由Ca2+和[PdH2]2-(富电子)构成。CaPdH2中存在的化学键有 (填标号)。
A．离子键 B．配位键 C．非极性键 D．金属键
(7)白铜是我国使用最早的合金之一，白铜晶胞结构如图所示。已知晶体密度为dg·cm-3，设NA为阿伏加德罗常数的值。Cu和Ni之间的最短距离为 (只列计算式)nm。
16．（2022·河南·校联考一模）2020年12月，“嫦娥五号”首次实现了我国地外天体采样返回，带回的土壤中包含了H、O、N、P、Al、S、Cd、Zn、Ti、Cu、Cr等多种元素。回答下列问题：
(1)与N同周期的主族元素中，第一电离能比N大的元素为 (填元素符号)。原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的N原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。
(2)Cd和Zn位于同一副族相邻周期，Cd的原子序数更大，则基态Cd原子的价层电子排布图为 。
(3)已知H3PO3与足量的NaOH溶液反应生成Na2HPO3和水，则H3PO3的结构式为 ，其中P采取 杂化方式。
(4)已知Cr3+可以形成配合物[Cr(NH3)2(H2O)4]Cl3，该配合物中的配位原子是 。
(5)Ti形成的多种化合物中常见的有TiN和金红石(TiO2)，两种晶体熔融状态下都能够导电，则它们属于 晶体(填晶体类型)，两种晶体比较，TiN熔点较高，其原因是 。
(6)“嫦娥五号”某核心部件主要成分为纳米钛铝合金，其结构单元如图所示(Al、Ti各有一个原子在结构单元内部)，则该合金的化学式为 。已知该结构单元底面(正六边形)边长为anm，高为bnm，该合金的密度为 g/cm3。(只需列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)
17．（2023·河南·校联考模拟预测）过渡金属钛(Ti)性能优越，是继铁、铝之后应用广泛的“第三金属”，被誉为“未来钢铁”、“战略金属”。回答下列问题：
(1)下列Ti 原子电子排布式表示的状态中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_______ (填标号)。
A．[Ar]3d²4s¹4p¹ B．[Ar]3d²4s²
C．[Ar]3d³4s²4p¹ D．[Ar]3d¹4s¹4p²
(2)TiCl4是氧化法制取钛的中间产物，TiCl4分子结构与TiCl4相同，二者常温下都是无色液体，则TiCl4分子的空间结构为 。TiCl4的稳定性比CCl4差，极易水解，原因是 (从原子半径、键长和键能的角度分析)。
(3)六氟合钛酸钾(K2TiF6)可用作钛酸和金属钛的制造。六氟合钛酸钾中存在[TiF6]2-，该晶体中不存在的化学键是 _______ (填标号)。
A．离子键 B．极性键 C．非极性键 D．配位键
(4)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如下：
①有机物甲中标“*”的碳原子的杂化方式为 ，1mol甲分子中含有 mol σ键。
②有机物乙中，C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是 。
③有机物乙的沸点高于有机物甲，其主要原因是 。
(5)嫦娥三号卫星上的PIC元件(热敏电阻)的主要成分——钡钛矿的晶胞结构如图所示。
①晶体中一个Ba2+周围距离最近的O2-数目为 。
②已知该晶体的密度为 ρg·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体中Ba2+与Ti4+之间的最短距离为 pm (列出计算式)。
18．（2023·河南安阳·统考三模）氮、镁和铝元素及其化合物用途极为广泛。回答下列问题：
(1)基态N原子的最高能级原子轨道的形状是 ，价层电子排布图是 。
(2)镁和铝的前5级电离能数值如下表：
电离能/(kJ ·mol -1)
元素
I1
I2
I3
I4
I5
Mg
738
1451
7 733
10 540
13 630
Al
578
1 817
2 745
11575
14 830
一般来说，相对应的各级电离能是Al的比Mg的大，但也有反常，如I1(Mg)>I1(Al)，该反常的原因是 。
(3)镁的卟啉配合物的结构如图所示。
①上述粒子中包含元素的电负性从大到小的顺序是 (用元素符号表示)，从电子给予的角度分析， Mg2+和N之间存在的化学键类型是 。
②该物质中的C原子的杂化轨道类型是 。
(4)AlN是良好的耐热耐冲击材料，其晶胞结构如图所示。
①AlN熔点为2200 °C ，该晶体类型为 。
②若AlN的晶胞的高为a nm，底边长为b nm，NA表示阿佛伽德罗常数的值，则其晶体的密度为 g·cm-3(用含a、b、NA的代数式表示)。
19．（2023·河南开封·统考模拟预测）Ⅰ.铜及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。请回答下列问题：
(1)下列状态的微粒中，电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填字母)。
A． B．
C． D．
Ⅱ.在溶液中加入氨水至过量，生成。
(2)中原子的杂化类型是 ，分子的立体构型是 。
(3)能与形成，而不能，其原因是 ，的键角比的键角 (填“大”或“小”)。
(4)配位原子提供孤电子对的能力是影响配体与之间配位键强度的一个重要因素。若用某结构相似的含配体与配位，所得配合物的稳定性比含配体的低，可能的原因是 。
(5)与形成长链结构的阴离子如图所示，该阴离子中键与键的数目之比为 。
(6)氯化亚铜常用作催化剂、杀菌剂，其晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被Cl原子代替，顶点和面心的碳原子均被Cu原子代替。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。下图为沿y轴投影的氯化亚铜晶胞中所有原子的分布图。若原子1的原子分数坐标为 (，，)，则原子3的原子分数坐标为 ，若晶胞中原子1和原子2之间的距离为dnm，则该晶胞的密度为 (设为阿伏加德罗常数的值)
20．（2023·河南郑州·统考二模）2023年1月30日，中国科学院朱庆山团队研究六方相砷化镍(NiAs)型到正交相磷化锰(MnP)型结构转变，实现了对锂硫催化剂的精确设计。回答下列问题：
(1)Li、P、S三种元素中，电负性最小的是 。第三周期元素中第一电离能比P大的元素有 种。
(2)基态S原子核外有 个电子自旋状态相同。基态As原子的电子排布式为 。
(3)PH3、AsH3中沸点较高的是 ，其主要原因是 。
(4)Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)]，该配合物中锰原子的配位数为 。
(5)CH3CN中C原子的杂化类型为 。
(6)等物质的量的CH3CN和CO中，π键数目之比 。
(7)NiAs的一种晶胞结构如图所示。若阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为ρ g/cm3，则该晶胞中最近的砷原子之间的距离为 pm。
21．（2023·河南开封·统考二模）配合物是近代无机化学的重要研究对象，Cu或Cu2+常作为中心原子或离子，H2O、CN-、吡啶(C5H5N)等粒子是常见的配体。
(1)题干中所涉及元素电负性由大到小的顺序为 ，其中电负性最小的元素的基态原子的价电子排布式为 。
(2)原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，可以用自旋量子数来描述。若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，则基态O原子的价电子自旋量子数的代数和为 。H3O+中不存在的作用力有 (填标号)，H3O+的空间构型为 。
A．配位键 B．离子键 C．共价键 D．氢键
(3)吡啶( )在水中的溶解度远大于在苯中的溶解度，可能原因是
①吡啶和H2O均为极性分子，而苯为非极性分子；
② 。
吡啶及其衍生物(、)的碱性随N原子电子云密度的增大而增强，其中碱性最弱的是 。
(4)配合物M结构如右图所示。若其中与Cu相连的4个配位原子处在一个平面内，则Cu的杂化方式可能是 (填标号)。
A．sp B．sp2 C．sp3 D．dsp2
(5)CuInS2(相对分子质量为Mr)是生物医药、太阳能电池等领域的理想荧光材料，其晶胞结构如图所示，则CuInS2晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式即可，阿伏加德罗常数用NA表示)。
22．（2023·河南濮阳·统考一模）铬是重要的金属元素之一，其化合物有着广泛的用途。回答下列问题：
(1)基态铬原子的未成对电子数是 。
(2)CrO2Cl2是重要的氯化剂。制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7 +3CCl4=2KCl +2CrO2Cl2 +3COCl2↑。
①COCl2中C、O和Cl元素的电负性由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
②CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2分子的空间构型是 (填“平面四边形”或“四面体形”)。
(3)三价铬丙二酸配合物[ Cr( C3H2O4)( H2O)4][Cr( C3H2O4)2(H2O)2]·4H2O在有机合成方面具有优良的催化性能，其中阴离子的结构如下：
①阴离子中碳原子的杂化轨道类型是 。
②在丙二酸根与Cr3+配位时，配位原子为1号氧而不是2号氧的原因是 。
(4)Cr-N系列涂层具有良好的耐磨和腐蚀性，在抗微动磨损上表现尤佳。某氮化铬的晶胞结构与氯化钠的相同。已知N原子在晶胞中的位置如图所示：
①下列为晶胞中Cr原子沿x轴方向的投影的是 ( 填字母)。
a. b. c. d.
②若晶胞中最近的Cr原子和N原子相切，原子半径分别为r(Cr) nm和r(N) nm；晶胞中N原子的坐标是A(0，0，0)、B( ，，0) ，则距A和B最近的Cr原子的坐标是 ，该原子到C原子的距离是 nm[用含r(Cr)、r(N)的代数式表示]。
23．（2023·河南·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)
24．（2023·河南焦作·统考二模）空气中含大量的氮元素，日常生活中铁的应用非常广泛，可见生产、生活等离不开化学。
(1)血红蛋白(Hb)是血液中运输氧及二氧化碳的蛋白质，由球蛋白与血红素结合而成。血红素是由中心Fe2+与配体卟啉衍生物结合成的大环配位化合物，其结构如图1所示。
①基态Fe原子的核外电子排布式为 ，其在元素周期表中的位置为 。原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，±即称为电子的自旋磁量子数。对于基态的氧原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。
②血红素分子中非金属元素的电负性由小到大的顺序为 (填元素符号)。
③含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。1mol血红素中通过螯合作用形成的配位键的数目为 (填含NA的表达式)。
(2)卟啉是含有平面共轭大环结构的有机分子，具有独特的电子结构，卟啉分子结构如图2，分子中N原子采取 杂化；卟啉分子中存在大π键，可表示为 (已知：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)。
(3)Fe3O4晶胞(图3)可以划分成8个小的立方单位(图4)，分别由4个I型和4个II型小单位拼在一起构成。Fe3O4晶胞中有 个O2-，代表 ；已知Fe3O4晶胞的棱长为apm，NA为阿伏加德罗常数的值，则该Fe3O4晶体的密度为 g·cm-3。
参考答案：
1．D
【分析】X、Y、Z、R、W是原子序数依次增大的前20号主族元素，元素R的单质是芯片的重要原料，R为Si元素，W[Z2R3Y10]·3X2Y是某长石矿物的化学式，则X为H元素，Y为O元素，元素Z、W是常见的金属元素，由化合价代数和为零可以推知Z为Al，W为Ca，以此解答。
【详解】A．H、O形成的二元化合物H2O或H2O2在常温常压下均呈液态，故A正确；
B．金属性越强，元素最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性：Ca>Al，则碱性：Ca(OH)2>Al(OH)3，故B正确；
C．H、O、Al、Si四种元素形成的单质中，Si单质是共价晶体，熔点最高，故C正确；
D．Si最高价氧化物对应的水化物H2SiO3、为弱酸，不能和Al(OH)3反应，故D错误；
故选D。
2． 2∶1 3 大于 PH3分子中磷原子上孤对电子对共价键的排斥作用大于共价键之间的斥力 CCl4、SiCl4(或SiF4等) sp2 层状结构中没有自由移动的电子 面心立方最密堆积(或A1堆积) ×100%
【详解】(1)基态铁原子价电子排布是3d64s2，,则未成对电子数成对电子对数之为4:2=2:1；
(2)同一周期从左到右第一电离能逐渐增大，但第二主族，第五主族反常，则第二周期元素中，第一电离能介于元素B和N之间的元素有Be，C，O共3种元素；
(3)超碱PnH离子中PH与PH3键角PH大于PH3，请分析原因PH3分子中磷原子上孤对电子对共价键的排斥作用大于共价键之间的斥力；
(4)原子总数相等、价电子总数相等的微粒互称为等电子体，则与超卤素AlCl等电子体的两种分子的化学式：CCl4、SiCl4(或SiF4等)；
(5)六方相氮化硼晶体结构与石墨相似(如图)，石墨中碳原子的杂化方式是sp2，则晶体中氮原子的杂化方式为sp2，氮化硼晶体不导电的原因是层状结构中没有自由移动的电子；
(6)磷化硼晶胞中P原子在正六面体的面心，则其空间堆积方式为面心立方最密堆积(或A1堆积)，P原子个数是8× +6× =4，B原子个数是4，设晶胞的边长为a，体对角线是 ，B原子P原子最近距离等于体对角线的四分之一，即a= ，则磷化硼晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%。
3． 原子光谱 H
(2)①从小到大排序，同周期的从左到右电负性增大，所以H
(3) 两原子中有且只有1个σ键，C，H共价键不要漏掉，所以共有12mol；
(4) 其与一氧化碳为等电子体，所以为直线型；O的电负性大于S，所以硫化氢键角小于水的键角；
(5) 由晶胞的位置关系可得体对角线为8r，设晶胞边长为a nm，则，， 晶胞中有8个C，则空间占有率为，金刚石的密度为。
4．(1) 洪特规则 Mg、S(或S、Mg)
(2) N2、 共价键 范德华力 4a sp3、sp2
(3) SiCl4 ＜
(4)
【详解】（1）根据洪特规则，同一能级上的电子优先以自旋方式相同状态进入不同轨道，因此硅的排布违背了洪特规则，X、Y与硅位于同周期，若X、Y的第一电离能(相对大小)中间只有Si，说明X、Y的第一电离能相对大小仅比Si大或小，根据第一电离能的增长趋势，仅比Si的第一电离能大或小的是Mg和S元素，故X、Y分别为Mg和S。故答案为：洪特规则；Mg、S(或S、Mg)；
（2）以SiO2为基本原料制备粗硅的原理为，与CO互为等电子体的分子和离子分别为N2、，SiO2是原子晶体、CO是分子晶体，使SiO2固体、CO液化需要克服的作用力分别是共价键、范德华力。若Si-O键的键键能为a，SiO2中，每个硅原子均形成了4个Si—O键，故1molSiO2全部变成Si、O原子需要断裂4molSi—O键，则使1mol SiO2全部变成Si、O原子至少需要提供的能量是4akJ。SiO2中硅原子形成了4个σ键且无孤电子对，故为sp3杂化，石墨晶体中，每个碳原子形成了3个σ键且无孤电子对，碳为sp2杂化。故答案为：N2、；共价键；范德华力；4a；sp3、sp2；
（3）SiH3Cl、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl44四种物质中，硅原子均为sp3杂化，其中SiCl4因键长相等而为正四面体构型。SiHCl3、SiCl44均是分子晶体，均为四面体构型，相对分子质量较高的SiCl4范德华力较高，沸点较高，沸点SiHCl3＜SiCl4。故答案为：SiCl4；＜；
（4）由图中信息知，①号硅原子坐标为。设碳原子的半径为rcm，晶胞参数为xcm，则体对角线长为8rcm，体对角线长为，则，一个晶胞中含有个，8个碳原子的总体积为，晶胞总体积为，故原子的空间利用率。故答案为：；。
5．(1)3
(2) K F
(3)6BeO+3KBF4+ B2O33KBe2BO3F2+2BF3↑
(4) Be和B的价层电子数均小于价层轨道数，存在空轨道 sp3
(5)KF为离子晶体，BF3是分子晶体，离子晶体的沸点高于分子晶体
(6) Z
【详解】（1）1s22s13s1的铍原子中电子占有3个不同轨道，具有不同的能量，跃迁可以发出3种波长的光；
（2）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，同一主族的元素的第一电离能，随着原子序数的增大而减小，所以Be>Li，Li>K，即四种元素中K的第一电离能最小；非金属性越强，电负性越大，所以电负性最大的是F；
（3）据题意写出反应方程式6BeO+3KBF4+ B2O33KBe2BO3F2+2BF3↑
（4）Be、B原子的价电子排布式分别为2s2、2s22p1，轨道表达式分别为、，Be、B原子价层电子数均小于价层轨道数，存在空轨道，容易与配体形成配位键；[BeF4]2-、[B(OH)4]-空间结构均为四面体结构，中心原子Be、B的杂化类型均为sp3；
（5）KF为离子晶体，BF3是分子晶体，离子晶体的沸点高于分子晶体；
（6）根据晶胞内原子占有率可分别求出原子个数，K：、X：、Y：、Z：，根据KBe2BO3F2中K、B个数比为1:1可知Z表示B原子；一个晶胞中含有3个(KBe2BO3F2)，。
6．(1)2：5
(2) sp sp2
(3)平面三角形
(4)c
(5)
(6)乙二醇分子中羟基比丙醇的多，分子间的氢键比丙醇多，分子间作用力较大
(7) 4
【详解】（1）Ti为22号元素，钛有2个未成对电子，Mn为25号元素，锰有5个未成对电子，所以基态Ti和Mn原子中未成对电子数之比为2：5，故答案为：2：5；
（2）二氧化碳为直线型，结构式为O=C=O，没有孤电子对，碳原子采取 sp杂化，-CHO 中碳原子形成3个σ键，没有孤电子对，杂化轨道数目为3，碳原子采取 sp2杂化，故答案为：sp；sp2；
（3）HCHO中碳原子含有3个σ键，碳原子采取 sp2杂化，不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形，故答案为：平面三角形；
（4）面心立方晶胞中原子位于顶点和面心，俯视时上下底面的面心原子位于俯视图正方形中心，顶点原子位于正方形顶点，其它侧面的原子位于正方形四边中点，故俯视图为c，故答案为：c；
（5）铁是26号元素，其原子核外有26个电子，Fe原子的3d、4s电子为其价电子，其价电子排布为3d64s2，故答案为：3d64s2；
（6）乙二醇分之中羟基比丙醇分子中的羟基多，分子间的氢键比丙醇的多，分子间的作用力较大，故其沸点较高，故答案为：乙二醇分子中羟基比丙醇的多，分子间的氢键比丙醇多，分子间作用力较大；
（7）晶胞中Cl原子数目为：1+4×+4×=4，则晶胞的质量m=nM=g，晶胞体积V=abc×10-27cm3=0.72×1.0×0.56×10-27cm3，晶体密度g•cm-3，故答案为：4；。
7．(1) 3d74s2 N
(2) 三角锥形 sp3
(3) 2 6
(4)3：4
(5) C3N4 氮化碳和金刚石都是原子(共价)晶体，N的原子半径小于C，氮碳键的键能大于碳碳键
(6) (，，) ××1010
【详解】（1）Co元素位于第四周期Ⅷ族，因此价电子排布式为3d74s2；元素周期表中，一般非金属性越强，第一电离能越大，同周期从左向右第一电离能是增大趋势，因此第一电离能最大的是N；故答案为3d74s2；N；
（2）SO中心原子S的价层电子对数为3+=4，空间构型为三角锥形；SO中心原子S的价层电子对数为4+=4，因此S的杂化方式为sp3；故答案为三角锥形；sp3；
（3）根据配合物的组成，1mol配合物中外界有2molCl－，因此与足量硝酸银溶液反应，得到2molAgCl；Co2＋的配位数为4＋1＋1=6；故答案为2；6；
（4）(CN)2中每个原子最外层都达到都达到8电子结构，即(CN)2的结构式为N≡C－C≡N，σ键的数目为3，π键数目是4，因此个数比值为3∶4；故答案为3∶4；
（5）根据图1可知，1个N连3个C，1个C连4个N，因此化学式为C3N4；C3N4、金刚石均为共价晶体，硬度与共价键有关，C的半径大于N，因此C－C键长比C－N键长长，C－C键能比C－N键能弱，因此金刚石的硬度比氮化碳低；故答案为C3N4；氮化碳和金刚石都是原子(共价)晶体，N的原子半径小于C，氮碳键的键能大于碳碳键
（6）根据题中要求，得出氮化镓的晶胞图为则原子3的坐标为(，，)；根据信息，N原子在晶胞内部，个数为4，Ga位于顶点和面心，个数为=4，氮化镓的化学式为GaN，晶胞的质量为=g，根据密度的定义，得出晶胞的边长为cm，Ga与N最近的距离，即Ga-N键长应是体对角线的，从而推出Ga-N键长××1010pm；故答案为(，，)；××1010。
8．(1) A CD
(2) 原子晶体 BCl3
(3) O>N>C 4 2 BCE
(4) (，，)
【详解】（1）硼元素的原子序数为5，基态电子排布式为1s22s22p1 ，激发态原子中电子的能量高于基态原子中电子的能量，失去一个电子所需能量小于基态原子，基态原子中第一电离能小于第二电离能，由轨道表示式可知，A失去一个电子需要克服第二电离能，B失去一个电子需要克服第一电离能，C、D均为激发态，D失去一个电子需要能量最小，则失去一个电子需要吸收能量最大的是A；发射光谱是由能量较高的激发态电子跃迁回到能量较低的激发态或基态过程中产生的光谱，C、D均为激发态，则用光谱仪可捕捉到发射光谱的是C、D项，故答案为：A；CD；
（2）氮化硼为共价化合物，由立方氮化硼硬度大，熔点高，可以判断其为原子晶体；BCl3 中心硼原子价层电子对数为3，发生sp2杂化，其空间构型为平面三角形，键角为120°，NH3中心氮原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，由于存在孤电子对，键角小于109°28' ，即键角BCl3>NH3，故答案为：原子晶体；BCl3；
（3）①组成该配合物的第二周期元素有C、N、O，由元素周期律可知电负性大小顺序是O>N>C，故答案为：O>N>C；
②由配合物的结构可知，Ni2+的配位数为4；该配合物中碳原子存在单键和双键，则有sp2、sp3两种杂化方式，故答案为：4；2；
③由配合物的结构可知，该配合物中存在的化学键有σ键、π键、配位键，故答案为：BCE；
（4）由晶胞结构可知，A原子的分数坐标为(0，0，0)，B原子的分数坐标为(1，1，1)，则C原子的分数坐标为( ，，)；如图可知D原子的分数坐标为(1，1，)，则C、D原子间的距离为pm= pm，故答案为：(，，)；。
9．(1)
(2)AD
(3) 低于 离子半径Mg2+小于Ca2+，二者带电荷数相同，Mg2+吸引O2-形成MgO的能力强
(4) V形 SCN-、OCN-、N等 4 sp3、sp2
(5)
【详解】（1）Mn为25号元素，价电子排布为3d54s2，轨道表示式为；
（2）A．Mg2+和Zn2+所带电荷数相同，但Mg2+的半径更小，所以Mg中的金属键更强，A正确；
B．以顶面面心原子为例，顶面有6个距离其最近且相等，晶胞内部有3个，该晶胞上方的晶胞中还有3个，所以配位数为12，B错误；
C．该堆积模型为六方最密堆积，空间利用率为74%，C错误；
D．晶胞内部3个和顶面面心的1个可以形成四面体空隙，任一侧面上的4个以及距离该侧面最近的位于晶胞的内部的2个(有一个位于另一个晶胞中)可以形成八面体空隙，D正确；
综上所述答案为AD；
（3）XCO3分解的实质即X2-与碳酸根中的氧离子形成离子键，离子半径Mg2+小于Ca2+，二者带电荷数相同，Mg2+吸引O2-形成MgO的能力强，所以MgCO3的分解温度更低；
（4）①H2O分子中O原子为sp3杂化，含两对孤电子对，空间构型为V形；CO2含3个原子、16个价电子，其等电子体的阴离子有SCN-、OCN-、N等；
③据图可知与为Zn2+提供电子对的原子有1个O原子、3个N原子，共4个；形成双键(五元环上)的碳原子为sp2杂化，形成单键的碳原子(甲基)为sp3杂化；
（5）根据均摊法，晶胞中Zn原子的个数为6+8×+4×=8，Mg原子的个数为4，所以晶胞的质量为g，底面棱长为0.5221nm，为菱形，所以底面积为0.52212×sin60°nm2，则晶胞体积为0.52212×sin60°×0.8567nm3=0.52212×sin60°×0.8567×10-21cm3，所以合金的密度为g·cm3。
10．(1) ds 3d104s2
(2) N 4
(3) 3 sp2
(4)NH3含有一对孤对电子，而H2O含有两对孤对电子，H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大，使键角变小
(5) (，，)
【详解】（1）锌是30号元素，位于元素周期表ds区，Zn的价层电子排布式为3d104s2；
（2）在[Zn(NH3)4]2+中，提供电子对形成配位键的原子是N，中心离子的配位数为4；
（3）结构中碳原子有单键、双键、叁键，所以有sp3、sp2、sp三种杂化方式，其中标注的为sp2杂化；
（4）含有一对孤对电子，而含有两对孤对电子，中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大，使键角变小；
（5）C的分数坐标为()，距离最近的氧原子与锌原子核间距离为晶胞参数的倍，晶胞参数为，所以距离最近的氧原子与锌原子核间距离为。
11．(1) （或）； 4∶5
(2) O O
(3) 1∶1 V
(4)
(5)
【详解】（1）Fe为26号元素，则基态Fe原子的电子排布式为；基态Fe2+与Fe3+的核外电子排布式分别为、，为成对电子分别为4个和5个，所以未成对电子数之比为：4∶5，故答案为：（或）；4∶5；
（2）三草酸合铁酸钾{K3[Fe(C2O4)3]•3H2O}所含的元素为K、Fe、C、O、H，非金酸性越强电负性越大，第一电离能也越大，故答案为：O；O；
（3）CO2分子的结构式，则CO2分子中所含2个σ键个2个π键，H2O分子的立体构型为V型，故答案为：1：1；V；
（4）图中原子①的坐标为以原子①为坐标系，根据题中信息原子②位于其中一条体对角线上 ，所以原子②的坐标为；晶胞中C原子形成的碳碳单键的键长刚好为体对角线长的，金刚石的晶胞参数为apm，则其中碳碳键的键长为，故答案为：；；
（5）δ-Fe晶胞中Fe的配位数为8，γ-Fe晶胞中Fe的配位数为12，α-Fe晶胞中Fe的配位数为6，三种晶体晶胞中铁原子的配位数之比为；若δ—Fe晶胞边长为acm，α—Fe晶胞边长为bcm，则两种晶体中铁原子个数之比= ，晶体密度比=，晶体的密度之比等于物质的空间利用率之比，所以两种晶体晶胞空间利用率之比为：，故答案为：4∶6∶3；。
12．(1) 洪特规则
(2) sp2杂化 V形(或折线形)
(3) O3为极性分子，O2为非极性分子，O3更易溶于极性溶剂水 NF3中F元素电负性大，使得N原子呈正电性，难与H+结合
(4)[Ag(NH3)2]+中，配位键N—Ag键的成键电子对相比NH3中的孤电子对对N—H键的排斥力变小，故[Ag(NH3)2]+中H—N—H键角变大
(5)30
(6)
(7)π×100%
【解析】(1)
O是8号元素，原子核外电子排布式是1s22s22p4，价层电子排布式是2s22p4，氧原子价电子层上的电子可以进行重排以便提供一个空轨道与氮原子形成配位键，该氧原子重排后的价电子排布图为；该排布不符合洪特规则；
(2)
NO中N原子有2个σ键电子对，孤电子对=(5+1-2×2)×=1，其价层电子对为3，则杂化方式为sp2杂化；根据价层电子对互斥理论，其空间构型为：V形(或折线形)；
(3)
O3为极性分子，O2为非极性分子，O3更易溶于极性溶剂水；NH3具有碱性(可与H+结合)而NF3没有碱性，原因是NF3中F元素电负性强，使得N原子呈正电性，难与H+结合；
(4)
[Ag(NH3)2]+中，配位键N—Ag键的成键电子对相比NH3中的孤电子对对N—H键的排斥力变小，故[Ag(NH3)2]+中H—N—H键角变大；
(5)
类比金刚石的成键原理，C20中每个碳原子与3个C连着，即每个C周围形成3个σ键，由于涉及共用，故1个C周围实际占有1.5个σ键，所以C20中共有20×1.530个σ键。
(6)
X的五聚合体结构图中含有15个C原子，10个O原子，则X的分子式为C3O2，该分子中每个原子均满足8电子稳定结构，故C与O之间两对共用电子，C与C之间也共用两对电子，电子式为。
(7)
设碳原子的半径为rcm，晶胞参数为xcm，则体对角线长为8rcm，体对角线长为，则，一个晶胞中含有+4＝8个，8个碳原子的总体积为cm3，晶胞总体积为cm3，故原子的空间利用率×100%＝×100%。
13．(1) N>Si>Ga Ga p
(2) 平面三角形 sp2 GaCl3为分子晶体，GaN为共价晶体
(3) 4
【分析】（1）金属元素第一电离能较小，非金属元素第一电离能较大。同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势，同一主族元素从上到下第一电离能由大变小，根据位置，比较电离能大小，根据电子排布，进行解；
（2）根据价层电子对互斥理论来确定其空间构型及中心原子杂化方式；根据熔点高低判断晶体类型；
（3）根据原子周围连接情况判断配位数，结合密度ρ=公式进行计算，以此来解析；
【详解】（1）金属元素第一电离能较小，非金属元素第一电离能较大，同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势，同一主族元素从上到下第一电离能由大变小，根据三者N、Si、Ga在周期表中位置可知，第一电离能N>Si>Ga，N的外围电子排布式：2s2p3有3个未成对电子，Si外围电子排布式：3s23p2，有2个未成对，Ga电子外围电子排布式：4s24p1有1个未成对电子，未成对电子数最少为1个为Ga，Ga原子的外围电子排布式为4s24p1，位于第四周期第ⅢA族；
（2）GaCl3中价层电子对个数=3+( 3-3×1)=3，且没有孤电子对，所以其空间构型是平面三角形结构，Ga的杂化方式为sp2；
GaCl3的熔点为77.9℃，熔沸点低，这是分子晶体的特点，推出GaCl3为分子晶体，GaN的熔点为1700℃，熔沸点高，是共价晶体特点，推出GaN为共价晶体；
（3）1个N周围有4个与之等距且最近的Ga原子，所以N的配位数为4；
已知胞参数为anm、cnm，该晶胞的体积=6×（a×a ）×c ×10-21cm3，一个晶胞中N的个数为6×+3=6，Ga的个数为12× +2×+3=6，一个晶胞中6个GaN，根据密度ρ== = ；
14．(1) 3d8 高
(2) 三角锥形 As和B分别采用的是sp3和sp2杂化，且As原子上有孤电子对 两者都是分子晶体，AsCl3的相对分子质量比BCl3的大，且AsCl3分子的极性较强，AsCl3分子间作用力较强
(3)ACD
(4) YNi2B2C
【详解】（1）Ni为28号元素，核外电子排布为[Ar]3d84s2，失去最外层两个电子后形成Ni2+，所以Ni2+的价电子排布式为3d8；Ni和Ca均为金属晶体，Ni的价电子较多，且Ni的原子半径小于Ca，所以Ni的熔点比Ca高；
（2）AsCl3的中心As原子的价层电子对数为=4，含一对孤电子对，所以空间构型为三角锥形；As和B分别采用的是sp3和sp2杂化，且As原子上有孤电子对，所以AsCl3的键角比BCl3的小；两者都是分子晶体，AsCl3的相对分子质量比BCl3的大，且AsCl3正负电荷中心不重合，分子的极性较强，AsCl3分子间作用力较强；
（3）KBH4由K+和BH构成，所以存在离子键，B原子和H原子之间存在σ键，且其中一个是由B原子提供空轨道，H-提供孤电子对形成的配位键，不存在氢键，故选ACD；
（4）根据均摊法，晶胞中Y原子的个数为1+=2，Ni原子的个数为8×=4，B原子的个数为2+=4，C原子的个数为=2，Y、Ni、B、C原子的个数比为2:4:4:2=1:2:2:1，所以化学式为YNi2B2C；晶胞中含有2个Y原子、4个Ni原子，所以金属原子的体积为pm3，晶胞参数a=b=352.59 pm，c=1053.9 pm，则晶胞的体积为(352.592×1053.9) pm3，所以金属原子的空间占有率为。
15．(1)[Ar]3d10或者1s22s22p63s23p63d10
(2)I1(Zn)> I1(Cu) > I1(Al)
(3) X(H)< X(C) < X(O) sp2、sp3
(4)X射线衍射实验
(5)D分子间存在氢键，增大了分子间作用力，C分子间没有氢键
(6)ABC
(7)
【详解】（1）铜元素位于周期表第四周期ⅠB族，核电荷数为29，基态Cu+的电子排布式[Ar]3d10或者1s22s22p63s23p63d10。
（2）Cu、Zn、Al失去第一个电子分别位于4s1、4s2、3p1，4s2电子处于全满轨道较难失去，三者中第一电离能最大，3p1是单电子，铝的核电荷数比铜小很多，其第一电离能最小，故三者的第一电离能由大到小的顺序为I1(Zn)> I1(Cu) > I1(Al)。
（3）H2C=CHCOOCH3中含H、C、O三种元素，同周期元素电负性从左往右增大，故C
（5）从C和D的分子结构简式分析，两者相对分子质量相差较小，C分子间以范德华力为主，D分子间存在氢键，增大了分子间作用力，故D的沸点明显高于C的。
（6）钙钯络合氢化物(CaPdH2)以Ca2+和[PdH2]2-(富电子)构成，阴阳离子间化学键是离子键，[PdH2]2-络合离子结构中的Pd和H原子存在配位键，共用电子对偏向H一边，属于非极性键，故答案选ABC。
（7）从白铜晶胞结构图可知，Cu原子位于立方晶胞的面心位置，Ni原子位于顶点位置，一个晶胞内含有Cu原子个数 ，含有Ni原子个数 ，设该立方晶胞的边长为nm，根据题意，有，Cu和Ni之间的最短距离为面对角线的一半，为 nm，故Cu和Ni之间的最短距离为nm。
16．(1) F +或-
(2)
(3) sp3
(4)N、O
(5) 离子晶体 N3-所带电荷数多于O2-，TiN的离子键强度大
(6) Ti11Al5或Al5Ti11 ×1021或×1021或
【详解】（1）第二周期元素中，第一电离能比氮大的主族元素有F。原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数，对于基态的氮原子，核外电子排布为1s22s22p3，其电子的自旋磁量子数的代数和为+或-。
（2）Cd和Zn位于同一副族相邻周期，Cd的原子序数更大。锌的原子序数为30，价电子排布式为：3d104s2，则Cd的原子序数是48，则基态Cd原子的价电子轨道表示式（电子排布图)为。
（3）亚磷酸(H3PO3)是磷元素的一种含氧酸，H3PO3与足量的NaOH溶液反应生成Na2HPO3和水，故亚磷酸为二元酸，还有两个羟基，结构为，分析结构可知，P原子形成四条单键，一条双键，其中P原子的杂化方式为sp3。
（4）该配合物为[Cr(NH3)2(H2O)4]Cl3，配体是NH3、H2O，配体中N原子、O原子有孤电子对，提供孤电子对，N、O原子是配位原子。
（5）两种晶体熔融状态下都能够导电，说明发生了电离，则它们属于离子晶体；TiN和金红石(TiO2)，都是离子晶体，N3-所带电荷数多于O2-，TiN的离子键强度大，晶格能大，所以TiN的熔点高于金红石(TiO2)。
（6）Al位于体内和顶点，Ti分别位于晶胞的顶点、面心、体内和棱上，Ti原子个数为：，Al原子个数为：
，所以化学式为Ti11Al5或Al5Ti11；晶胞的质量为m=，晶胞的体积为V=Sh=，根据m==，求得密度=，故答案为：Ti11Al5或Al5Ti11；×1021或×1021或。
17．(1)B
(2) 正四面体形 钛的原子半径比碳的大，Ti-Cl键的键长比C-Cl键的长， Ti-Cl键的键能较小，易断裂
(3)C
(4) sp2 13 N>O>C 有机物乙分子间存在氢键，而有机物甲分子间不存在氢键
(5) 12
【详解】（1）价电子处于能级能量越高越易失去，需要的能量就最小。而B的价电子处于最高能级为4s相比4p的能量低，若失去4s电子需要的能最大。
故选B。
（2）TiCl4的价层电子对为4+0=4对，空间构型为正四面体。物质的稳定性从化学键进行分析，C原子半径小于Ti，C-Cl键键长小于Ti-Cl，前者键能大键稳定，而Ti-Cl不稳定易断裂。答案为正四面体；钛的原子半径比碳的大，Ti-Cl键的键长比C-Cl键的长， Ti-Cl键的键能较小，易断裂；
（3）该晶体配离子和K+为离子键，而F和Ti形成的极性共价键和配位键。
故选C；
（4）该C形成双键含有1个Π键和1个 σ键，采取sp2杂化。而单键均为 σ键，所以有1mol×13=13mol。同周期从左往右第一电离能逐渐增大，但ⅤA族价电子为ns2np3半满稳定难失电子，第一电离能N>O>C。可以看出甲中含有-OH易形成分子间氢键沸点高。答案为sp2；13；N>O>C；有机物乙分子间存在氢键，而有机物甲分子间不存在氢键；
（5）Ba2+最近的O2-经延申如图有3个这样的面，所以有4×3=12。Ba2+位于顶点共8×=1、O2-位于面心共6×=3，计算晶胞密度为得到a=pm。Ba2+和Ti4+的最短距离为提对角线一半为×pm。答案为×。
18．(1) 纺锤体或者哑铃形
(2)Al原子价层电子为3s23p1，而Mg的价层电子为3s2全满稳定状态，失去1个电子需要的能量更多
(3) N＞C＞H＞Mg 共价键和配位键 sp2
(4) 共价晶体
【详解】（1）已知N是7号元素，故基态N原子的最高能级为2p能级，该能级原子轨道的形状是纺锤体或者哑铃形，价层电子排布图是，故答案为：纺锤体或者哑铃形；；
（2）Al原子价层电子为3s23p1，而Mg的价层电子为3s2全满稳定状态，失去1个电子需要的能量更多，故第一电离能：Mg＞Al；
（3）①由题干络合物结构示意图可知，上述粒子中包含元素即H、C、N、Mg，根据同一周期从左往右元素的电负性依次增强，同一主族从上往下元素的电负性依次减弱可知，这四种元素的电负性从大到小的顺序是N＞C＞H＞Mg，从电子给予的角度分析， Mg2+和N之间存在的化学键类型是单键上的N与Mg形成共价键，双键上N原子提供孤电子对与Mg形成配位键，故答案为：N＞C＞H＞Mg；共价键和配位键；
②由题干络合物结构示意图可知，该物质中的C原子均形成双键，故其杂化轨道类型是sp2，故答案为：sp2；
（4）①由题干信息，AlN是良好的耐热耐冲击材料，AlN熔点为2200 °C ，即熔点高，硬度大，故该晶体类型为共价晶体；
②由题干晶胞示意图可知，一个晶胞中含有Al个数为：=2，N个数为：=2，若AlN的晶胞的高为a nm，底边长为b nm，NA表示阿佛伽德罗常数的值，则一个晶胞的质量为：，一个晶胞的体积为：cm3，则其晶体的密度为=g·cm-3(用含a、b、NA的代数式表示)，故答案为：。
19．(1)B
(2) 杂化 三角锥形
(3) 三种元素的电负性为，在中，共用电子对偏向，偏离原子，使得氮原子上的孤电子对难与形成配位键 大
(4)O元素的电负性大于N元素，O原子对孤电子对的吸引力强，所以O原子做配位原子时，提供孤电子对与形成配位键的能力弱
(5)
(6) (，，)
【详解】（1）A．[Ar]3d104s1，4s轨道上只有1个电子，电离最外层一个电子所需能量并不是很大，A错误；
B．[Ar]3d10，3d轨道充满电离最外层一个电子所需能量较大，B正确；
C．[Ar]3d94s14p1为激发态，电离最外层一个电子所需能量较低，C错误；
D．[Ar]3d104p1为激发态，电离最外层一个电子所需能量较低，D错误；
故答案选B。
（2）离子中原子的价层电子对数为，且原子上无孤电子对，所以原子杂化类型是杂化；分子中原子的价层电子对数为，原子上有1对孤电子对，所以原子杂化类型是杂化，分子的立体构型是三角锥形。
（3）N、F、H三种元素的电负性为，在中，共用电子对偏向，而偏离原子，使得氮原子上的孤电子对难与形成配位键，所以不能与形成配位键。中电子对偏向原子，电子对斥力大，键角偏大，而在中，共用电子对偏向，电子对斥力小，键角偏小。
（4）元素的电负性大于元素，原子对孤电子对的吸引力强，所以原子做配位原子时，提供孤电子对与形成配位键的能力弱。
（5）由图可知，亚铜离子连有3个氰酸根离子，其中2个氰酸根离子为2个亚铜离子共有，则亚铜离子和氰酸根离子的个数之比为，则阴离子的化学式为，其中，亚铜离子与2个氰酸根离子形成的配位键为键，氰酸根离子中的碳氮三键中有1个键、2个键，则结合长链结构可知，离子中键和键的个数之比为。
（6）根据题中要求，得出氯化亚铜的晶胞图为 ，则原子3的坐标为；设晶胞棱长为，因为原子1和原子2之间的距离为，则，晶胞的体积为。根据信息，原子在晶胞内部，个数为4，位于顶点和面心，个数为，晶胞的质量为，晶胞密度为。
20．(1) Li 2
(2) 9或7 [Ar]3d104s24p3
(3) AsH3 两者均为分子晶体，AsH3相对分子质量大，范德华力强，沸点高
(4)6
(5)sp3、sp
(6)1∶1
(7)
【详解】（1）Li、P、S中，Li为金属元素，容易失去电子，电负性最小；一般情况下同一周期的元素，原子序数越大，元素的第一电离能也越大，但第VA的元素由于其处于p轨道的半充满的稳定状态，其第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能P>S，故第三周期元素中第一电离能大于磷的元素有Cl、Ar；所以第三周期元素中第一电离能比P大的元素有2种；故答案为Li；2。
（2）基态S元素电子排布式为1s22s22p3s23p4；有7个或9个电子自旋状态相同；基态As原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3；故答案为9或7 ；[Ar]3d104s24p3。
（3）PH3 、AsH3均为分子晶体，相对分子质量大，范德华力强，沸点高所以沸点较高的是AsH3，故答案为AsH3；两者均为分子晶体，AsH3相对分子质量大，范德华力强，沸点高。
（4）Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)]，该配合物中与锰原子的配位有CO和CH3CN，配位数为6；故答案为6。
（5）CH3CN中有两个C原子，分别连接有4个和2个键，杂化类型为sp3、sp；故答案为sp3、sp。
（6）CH3CN和CO均含有2个π键，等物质的量的CH3CN和CO中，π键数目之比1：1；故答案为1：1。
（7）该晶胞中含有Ni3+个数为，含有As3-为4；即含有4个NiAs，其质量为，设其棱长为acm，所以，As3-位于其八分之一晶胞的中心，两个As3-之间的距离相当于面对角线长度的一半；所以两个As3-之间为；故答案为。
21．(1) O>N>C>H>Cu 3d104s1
(2) +1(或-1) BD 三角锥形
(3) 吡啶能与H2O分子形成分子间氢键
(4)D
(5)
【详解】（1）题干中所给元素有Cu、H、O、C、N，非金属电负性大，金属电负性小，同一周期从左到右电负性依次增大，所以O>N>C>H>Cu；电负性最小的为Cu，其价电子排布式为： 3d104s1；
（2）基态O原子价电子排布式为2s22p4，有两个不成对电子，所以价电子自旋量子数的代数和为+1(或-1)；H3O+中存在H共价键和配位键，不存在离子键和氢键，价层电子对数，所以H3O+的空间构型为三角锥形。
（3）吡啶分子结构中的N有孤电子对可以与水分子形成氢键，故答案为：吡啶能与H2O分子形成分子间氢键；甲基为推电子基，-F为吸电子基，当吡啶中N的间位C上的H被甲基取代时，N的电子云密度增大，当被-CF3代替后N的电子云密度减小，又根据吡啶及其衍生物(、)的碱性随N原子电子云密度的增大而增强，所以碱性最弱的为 ；
（4）Cu的配位数为4，说明不是sp2杂化，sp3杂化的分子空间构型为四面体形，而该物质的4个配位原子在同一个平面内，说明不是sp3杂化，故排除法选D；
（5）根据均摊法，晶胞中Cu的原子个数= ，化学式为CuInS2，说明一个晶胞中有4个CuInS2单元，所以晶胞的质量为 ，晶胞的体积为 ，故晶胞的密度 。
22．(1)6
(2) O>Cl>C 平面四边形
(3) sp3、sp2 1号氧比2号氧的价层孤电子对数多，且带负电，更易提供孤电子对(合理即可)
(4) b (，0，0)或(0， ，0) 3[r(Cr) +r(N)]
【详解】（1）基态铬的价电子排布式为3d54s1，d能级有5个原子轨道，s能级有1个原子轨道，根据洪特规则，基态铬原子的未成对电子数为6；故答案为6；
（2）①C、O、Cl三种元素的电负性由大到小的顺序是O＞Cl＞C；故答案为O＞Cl＞C；
②CrO2Cl2能与CCl4、CS2等互溶，CCl4、CS2属于非极性分子，根据“相似相溶”推出CrO2Cl2为非极性分子，若CrO2Cl2空间构型为四面体形，则CrO2Cl2为极性分子，不符合上述推断，因此CrO2Cl2为平面四边形；故答案为平面四边形；
（3）①根据阴离子结构式可知，阴离子中有两种碳原子，一种为饱和碳原子，其杂化类型为sp3杂化，另一种为羰基上的碳原子，其杂化类型为sp2杂化；故答案为sp3、sp2；
②丙二酸根离子中，1号氧的孤电子对数为3，2号氧的孤电子对数为2，1号氧易提供孤电子对；故答案为1号氧比2号氧的价层孤电子对数多，且带负电，更易提供孤电子对(合理即可)；
（4）氮化铬的晶胞结构与NaCl的相同，根据N原子在晶胞中的位置，推出Cr在晶胞的位置为体心和棱上，沿x轴方向的投影为，故选项b符合题意；故答案为b；
根据①分析，Cr在体心和棱的中心，距A、B最近的Cr有两个，如图所示：，其坐标为分别为(，0，0)、(0，，0)；C点到这两个点距离相同，令晶胞的参数等于2x，因为Cr与N相切，因此有x=r(Cr)+r(N)，则面对角线距离为2x，因此C点到这两点距离是=3x，即这段距离为3[r(Cr)+r(N)]；故答案为(，0，0)或(0，，0)；3[r(Cr)+r(N)]。
23．(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。
24．(1) [Ar]3d64s2 第四周期Ⅷ族 +1或-1 H< C< N
(3) 32 Fe2+
【详解】（1）①铁位于第四周期Ⅷ族，基态原子的电子排布式[Ar]3d64s2，O原子的价电子为2s22p4，2p轨道有1对电子和2个自旋状态相同的单电子，其自旋磁量子数的代数和为+1或-1，答案：[Ar]3d64s2；第四周期Ⅷ族；+1或-1；
②血红素分子中非金属元素有C、N、O、H，电负性由小到大的顺序为H< C< N
（2）卟啉是含有平面共轭大环结构的有机分子，分子中N原子采取sp2杂化，卟啉分子中存在大π键，环上的20个C原子核4个C原子在同一平面，每个碳原子提供一个电子，2个N原子各提供1个电子，2个N原子各提供1对电子，形成大π键，可表示为，答案：sp2；；
（3）每个I型和II型小单位中含O2-有8个，1个Fe3O4晶胞中有O2-：8=32，Fe3O4中含Fe2+和Fe3+且个数比为1∶2，, 代表Fe2+，该晶体的密度为
，答案：32；Fe2+；。
【点睛】,
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