黑龙江省龙东地区2024-2025学年高二下学期4月月考化学试卷（解析版）

这是一份黑龙江省龙东地区2024-2025学年高二下学期4月月考化学试卷（解析版），共20页。
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁，不得折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
可能用到的相对原子质量：H-1 O-16 S-32 Fe-56 Cu-64
第Ⅰ卷(选择题，共45分)
一、选择题(每小题只有一个正确选项，每小题3分，共45分)
1. 三四月间，松花江佳木斯段开江，下列有关“冰与水”的说法正确的是
A. 冰刚刚融化为液态水时(温度低于4℃)，水分子的空隙减小，密度增大
B. 冰是由水分子通过分子间作用力形成的分子晶体，故冰中不含共价键
C. 接近水沸点的水蒸气相对分子质量的测定值为18
D. 向冰雪路面上撒盐，可提高冰雪的熔点
【答案】A
【解析】冰分子间有氢键的作用，且氢键有方向性，所以比液态水密度小，冰开始融化时，热运动使冰的部分结构解体，水分子间空隙减少，密度增大，至4℃时，密度最大，随后，因热运动加剧，分子间距增大，而导致密度变小，A项正确；冰中的水分子内部含有H-O共价键，B项错误；接近水沸点的水蒸气，由于氢键的作用，部分水分子形成缔合分子(H2O)n，故“水分子”的相对分子质量变大，C项错误；向冰雪上撒盐，形成冰盐混合物，破坏了冰晶结构，熔点降低(一般说法为‘降低了冰点’，其实这里的冰已经是混合物了)，冰雪在温度较低时融化，D项错误；选A。
2. 下列有关物质聚集状态的说法正确的是
A. 在极光和雷电里，存在离子液体
B. 液晶是常温下呈液态的晶体
C. 某些纳米晶体的熔点会随着颗粒大小发生变化
D. 非晶体的X射线衍射图谱中只有分立的斑点，没有明锐的衍射峰
【答案】C
【解析】在极光和雷电里，存在等离子体，它是物质的一种聚集状态，A项错误；液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，不是晶体，B项错误；纳米晶体是晶体颗粒尺寸在纳米量级的晶体，由于晶体的表面积增大，在一定范围内，可能随晶粒变大熔点增大，C项正确；非晶体的X射线衍射图既没有分立的斑点，也没有明锐的衍射峰，D项错误；答案选C。
3. 杭州某民营企业的主导产品是人形机器人，它由关节模组、躯体结构、灵巧手和计算平台等构成。有关各部分的说法正确的是
A. 关节模组：空心杯电机的转子材料铜含有阴阳离子，具有较好的导电性
B. 躯体结构：外壳所用的聚醚醚酮()的链节中有手性碳原子
C. 计算平台：中央处理器材料中的单晶硅，可以通过“拉单晶”的方法由熔融态硅制备
D. 灵巧手：‌腱绳材料‌中的超高分子量聚乙烯纤维与普通聚乙烯纤维属于同系物
【答案】C
【解析】铜为金属晶体，只含阳离子和自由电子，没有阴离子，A项错误；聚醚醚酮链节中没有手性碳原子，B项错误；得到晶体一般有三条途径：熔融态物质凝固；气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）；溶质从溶液中析出，由熔融态硅通过“拉单晶”的方法可制得单晶硅，C项正确；同系物必须是纯净物中的化合物，而聚合物都为混合物，D项错误；选C。
4. 下列晶体熔化时，破坏的作用力的类型完全相同的是
A. LiPF6和NaAlCl4
B. 干冰和NaCl
C. MgCl2和AlCl3
D. 石墨和晶体硫
【答案】A
【解析】这两种晶体熔化时均破坏离子键，且阴离子均半径较大，熔点比较低，A项正确；干冰熔化破坏分子间作用力，氯化钠晶体熔化破坏离子键，B项错误；氯化镁晶体熔化破坏离子键，而氯化铝属于分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，C项错误；石墨属于混合型晶体，熔化时需要破坏分子间作用力和共价键等，而晶体硫属于分子晶体，熔化时只破坏分子间作用力，D项错误；答案选A。
5. 下列制备晶体的操作，不正确的是
A. 用于制造激光器的KH2PO4大晶体是由其水溶液结晶出来的
B. 用装有冷水的表面皿或小烧瓶盖在碘蒸气上，可得到碘晶体
C. 向饱和氯化钠溶液中，滴入浓盐酸，有氯化钠晶体析出
D. 将氯化铁溶液蒸干灼烧得到无水氯化铁晶体
【答案】D
【解析】KH2PO4溶解度随温度升高而迅速增大，通过蒸发浓缩、冷却结晶得到KH2PO4大晶体，A正确；碘蒸气的凝华可以得到碘晶体，B正确；饱和氯化钠溶液加入浓盐酸后，溶液氯离子浓度增大，抑制氯化钠溶解，有氯化钠晶体析出，C正确；由于铁离子水解程度较大且加热后氯化氢挥发促进水解，生成氢氧化铁沉淀，灼烧后得到氧化铁，将氯化铁溶液蒸干灼烧不能得到无水氯化铁晶体，D错误； 故选D。
6. 某同学认真阅读教科书后，提出下列有关元素周期表的说法，其中错误的是
A. 按照核外电子排布分区，d区、f区的元素种类相同
B. 由于Be、Al在元素周期表中处于对角线位置，它们化合物许多性质相似，但不完全相同
C. 元素周期表中p区元素均为非金属元素
D. 俄国化学家门捷列夫成功预测了几种当时未知元素的性质
【答案】C
【解析】按现行人教版教科书，d区有30种元素，注意：不包括镧系和锕系，f区包括镧系元素和锕系元素各15种、共30种元素，A项正确；对角线相似的几对元素，其主要性质还是符合本族元素的特征，只是有些呈现对角线相似，B项正确；p区元素中有金属元素例如铅、铋等，C项错误；门捷列夫除了绘制出第一张周期表，他的贡献还包括根据周期性预测了镓(Ga)、锗(Ge)和钪(Sc)等的存在及性质，D项正确；选C。
7. 下列关于元素周期律的说法正确的是
A. 稀有气体元素的第一电离能在同周期中最小
B. 第三周期内，比左右相邻元素的第一电离能都大的元素有两种
C. 每个短周期中，除稀有气体外，随着原子序数递增，原子半径递增
D. 电负性最大的元素与电负性最小的元素不容易形成二元化合物
【答案】B
【解析】稀有气体元素难以失去电子，其第一电离能在同周期中最大，A项错误；第三周期内，比左右相邻元素的第一电离能都大的元素有两种分别为Mg、P，B项正确；每个短周期中，除稀有气体外，随着原子序数递增，原子半径减小，C项错误；电负性最大的元素与电负性最小的元素容易形成离子化合物，D项错误；选B。
8. 下列每组物质中，前者的数据大于后者的是
A. 沸点：邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛
B. 水中溶解度：1-戊醇和乙醇
C. 基态原子未成对电子数：铬(Cr)和锰(Mn)
D. 阳离子的配位数：NaCl晶体和CsCl晶体
【答案】C
【解析】对羟基苯甲醛容易形成分子间氢键，故沸点高于易形成分子内氢键的邻羟基苯甲醛，A不符合题意；1-戊醇和乙醇虽然都能与水形成氢键，但乙醇的-OH与水中的-OH相似度更高，因而乙醇更易溶于水，而1-戊醇中的烃基较大，其中—OH和水分子中的—OH的相似因素小得多，因为戊醇在水中的溶解度小得多，B不符合题意；铬的未成对电子数为6，锰的为5，C符合题意；NaCl晶体和CsCl晶体的阳离子的配位数分别为6和8，D不符合题意；故选C。
9. 臭氧是氧气的同素异形体，因有一种特殊的腥臭味而得名，关于臭氧的说法正确的是
A. 氧气在静电作用下会被氧化为臭氧，所以在复印机工作时会闻到特殊腥味
B. 中心氧原子形成的sp2杂化轨道，两个轨道与两旁的氧原子形成σ键，另一个轨道容纳孤对电子
C. 已知臭氧中O-O键的键长比氧气中的略长，可知其键能也较大
D. 臭氧是含非极性键的极性分子，可微溶于水
【答案】B
【解析】氧气转变为臭氧的过程没有发生氧化还原反应，没有被氧化，故A项错误；中心氧原子形成3个sp2杂化轨道，1个轨道容纳孤对电子，2个轨道与两旁的氧原子形成σ键，故B项正确；键长越长，一般键能越小，故C项错误；臭氧的中心氧原子受到两旁氧原子作用，带部分正电，两旁氧原子带部分负电，故O-O键为极性键，整个分子也因为正负电中心不重合，而成为极性分子，故D项错误；故选B。
10. 白磷与红磷是磷元素的两种常见的同素异形体，白磷转化为红磷时，有热量放出。下图为某种红磷分子结构，它是由P4分子断开一个键转变成等边三角形而连成的链状巨分子。有关说法错误的是
A. 白磷分子中的键角为60º，比p轨道间的夹角90º小，p-p键的张力较大
B. 红磷较白磷稳定
C. 1个该红磷分子的基本单元中4个磷原子处于同一平面
D. 1个白磷分子可结合10个氧原子形成P4O10
【答案】C
【解析】张力(角张力)的概念学生可能比较陌生，如四面体理想键角为109º28′，小于这个角度的键角会有比较大的张力，导致稳定性下降，同理，键角60º较p轨道间夹角小，也会比较“紧张”，稳定性下降，A项正确；由白磷转化为红磷放热，可判断出后者能量低，较稳定，B项正确；基本单元中的4个磷原子(采取sp3杂化)分别处于异面内的两个正三角形中，C项错误；P4O10是所谓五氧化二磷的分子式，D项正确；答案选C。
11. Al2O3具有12种晶体结构，其中α-Al2O3(刚玉)不溶于水和酸，用作切削工具等；β-Al2O3有离子传导能力(允许Na+通过)；γ-Al2O3不溶于水，但能溶于酸和碱。有关说法正确的是
A. γ-Al2O3是两性氧化物，其物理性质与其他晶型相同
B. 以β-Al2O3为固体电解质的钠-硫蓄电池，放电时Na+向正极移动
C. α-Al2O3的晶体中Al3+与O2-个数比为3：2
D. α-Al2O3的晶体虽属于共价晶体，但其中也有一定离子键的成分，最好看成混合型晶体
【答案】B
【解析】结合题干信息，不同晶型的Al2O3的物理性质不同，化学性质也有一定差异，故A项错误；钠-硫蓄电池中钠为负极，硫为正极，固体电解质中阳离子向正极(电势高)移动，故B项正确；结合化学式Al3+与O2-个数比应为2：3，故C项错误；根据人教版教科书，结合题意，α-Al2O3应为过渡晶体，可看作共价晶体，故D项错误；故选B。
12. 某储氢材料由La、H两种原子构成，立方晶胞结构如下。在储氢时，每个氢原子结合4个H形成类似甲烷的结构，有关说法错误的是
A. LaH2中，H原子位于由La原子围成的四面体空隙中
B. LaHx中，La与H原子数之比为1：10
C. LaH2中，H原子的配位数为8
D. 储氢后晶胞参数发生了变化
【答案】C
【解析】LaH2中，由La原子围成的8个四面体空隙被氢原子占据，A项正确；在储氢时，每个氢原子结合4个H形成类似甲烷的结构，8个氢原子，每一个均结合4个氢原子，氢原子总数为40，而镧原子总数为8×+6×=4，La与H原子数之比为4∶40=1∶10，B项正确；氢原子处于镧原子形成的四面体空隙中，所以氢原子配位数为4，C项错误；根据图示可知，储氢后晶胞参数发生了变化，D项正确；答案选C。
13. 镍能形成多种配合物，如正四面体形的Ni(CO)4、平面正方形的[Ni(CN)4]2-和八面体形的[Ni(NH3)6]2+等，下列说法正确的是
A. Ni(CO)4中的配位原子是氧原子
B. [Ni(CN)4]2-中Ni、C、N不可能处同一直线上
C. [Ni(NH3)6]2+中H-N-H键角比NH3中的小
D. 根据微粒空间结构与杂化轨道的关系，[Ni(CN)4]2-和[Ni(NH3)6]2+中可能有d轨道参与杂化
【答案】D
【解析】配体CO中电负性较小的C提供孤对电子，C是配原子，A错误；根据[Ni(CN)4]2-是平面正方形结构可知Ni位于4个配原子C形成的正方形的中心，由于CN-中碳原子采取sp杂化，离子呈直线形，所以Ni、C、N处在同一直线上，B错误；NH3中氮原子的孤对电子对数为1，而六氨合镍离子中氮原子与具有空轨道的镍离子形成配位键，孤对电子对数为0，而孤电子对与成键电子对之间的斥力较大，所以NH3的H−N−H键角较小，C错误；4个杂化轨道的sp3杂化是四面体结构，那么同样是形成4个杂化轨道的dsp2杂化就应该是四方形，正八面体形的[Ni(NH3)6]2+由于中心离子需形成6个杂化轨道故必须有d轨道参与杂化，D正确；故选D。
14. 干冰的晶胞结构如图，晶胞参数为a，下列有关干冰的说法错误的是
A. 1个CO2分子周围有12个紧邻分子
B. 晶胞中含有4个CO2分子
C. 紧邻CO2分子的碳原子距离为a
D. CO2分子的空间取向(有四种)影响其热稳定性
【答案】D
【解析】CO2晶胞属于分子密堆积，1个CO2分子周围有12个紧邻CO2分子，A正确；根据均摊法计算，晶胞中含有CO2分子数目为=4，B正确；CO2晶胞是面心立方，CO2分子间最近距离为面对角线的一半为a，C正确；CO2分子有四种空间取向，会影响其部分物理性质，而其热稳定性主要与键能有关，D错误；故选D。
15. 分子间通过分子间相互作用(如氢键、范德华力和疏水相互作用等)自发地形成有序分子聚集体的过程称为超分子的自组装。下列过程不能表现这种特性的是
A. 表面活性剂分子在水溶液中通过疏水作用自发形成胶束
B. DNA中两条链通过碱基之间的氢键(A-T和C-G配对)形成稳定的双螺旋结构
C. 淀粉与丙烯酸钠在一定条件下反应生成以淀粉为主链的接枝共聚物
D. 两亲水性分子(如磷脂)在水溶液中自发排列形成双层膜结构
【答案】C
【解析】疏水作用指表面活性剂在水中会形成亲水基团向外、疏水基团(或称憎水基团)向内的胶束，胶束是一种比较典型的超分子，胶束的形成也表现了超分子的自组装能力，故A不符合题意；DNA的双螺旋结构的形成也是分子间通过氢键形成超分子的典型例子，故B不符合题意；淀粉与丙烯酸钠在一定条件下反应生成以淀粉为主链的接枝共聚物，这是通过旧键断裂和新键形成而发生的化学变化，化学变化不属于超分子的自组装范畴，故C符合题意；两亲水性分子(如磷脂)在水溶液中自发排列形成双层膜结构，其原理类似A项解释，故D不符合题意；故选C。
第Ⅱ卷(非选择题，共55分)
二、非选择题(共55分)
16. 1886年法国科学家莫瓦桑制备氟气之后，氟元素日益受到关注。由于氟原子有半径很小，电负性很大且d轨道一般不参与成键等特性，使得含氟化合物具有独特的性质及应用。
（1）NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3+3F2NF3+3NH4F。上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有___________(填序号)。
a．离子晶体 b．分子晶体 c．共价晶体 d．金属晶体
（2）BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3晶体(记作Q)，Q在一定条件下可转化为R：
Q转化为R的过程中，破坏的微粒间的作用力不涉及___________(填序号)。
a．离子键 b．极性共价键 c．非极性共价键 d．金属键 e．氢键 f．范德华力
（3）GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，原因是___________。
（4）NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一，1mlNH4BF4含有___________ml配位键。
（5）CaF2难溶于水，但可溶于含Al3+的溶液中，原因是___________。(结合离子方程式进行解释)。已知AlF在溶液中可稳定存在。
（6）静电作用是影响超分子识别的重要因素之一，15-冠-5-醚(空腔直径170-220pm)依靠氧原子上的孤对电子与Na+(直径204pm)的静电作用，实现对Na+的识别，而二十氟-15-冠-5-醚(如下图)可识别Li+(直径152pm)，已知这两种冠醚的空腔直径接近，从静电作用的角度分析，二十氟-15-冠-5-醚可以识别Li+的原因可能是___________。
【答案】（1）a、b、d （2）a、c、d
（3）GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体，一般地说，离子晶体熔点较高
（4）2 （5）CaF2中存在沉淀溶解平衡：CaF2(s)Ca2+(aq)+2F-(aq)，溶液中的F-与Al3+形成配离子AlF，使沉淀溶解平衡向右移动，导致氟化钙溶解
（6）氟原子是电负性最强的元素，它的引入改变了冠醚分子的电子分布，增强了氧原子的孤对电子与Li⁺之间的静电相互作用。Li⁺具有很高的电荷密度(半径小，电荷高)，使其更容易与冠醚形成强静电相互作用
【解析】
【小问1详解】
NF3、NH3、F2属于分子晶体，NH4F属于离子晶体，Cu属于金属晶体，故选a、b、d。
【小问2详解】
Q转化为R的过程中形成了阴阳离子，由图，破坏的微粒间的作用力有H-O极性共价键，O…H-O氢键以及与H2O之间的范德华力，故不涉及a、c、d。
【小问3详解】
GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体，一般地说，离子晶体熔点较高，故GaF3的熔点高于GaCl3的熔点；
【小问4详解】
NH4BF4是由离子构成的，有1个配位键，有1个配位键，则1mlNH4BF4含有2ml配位键。
【小问5详解】
已知AlF在溶液中可稳定存在；CaF2中存在沉淀溶解平衡：CaF2(s)Ca2+(aq)+2F-(aq)，溶液中的F-与Al3+形成配离子AlF，使沉淀溶解平衡向右移动，导致氟化钙溶解；
【小问6详解】
氟原子是电负性最强的元素，它的引入改变了冠醚分子的电子分布，增强了氧原子的孤对电子与Li⁺之间的静电相互作用。Li⁺具有很高的电荷密度(半径小，电荷高)，使其更容易与冠醚形成强静电相互作用。
17. 碳族元素对于地球及生活在地球上的生命意义重大，碳元素依靠C-C键构成了有机界，硅元素以Si-O-Si键构成了几乎整个矿物界。
（1）碳有多种同素异形体，其中石墨烯、金刚石的晶体结构如图所示：
①在石墨烯晶体中，每个C原子连接___________个六元环，每个六元环占有___________个C原子。
②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接___________个六元环，六元环中最多有___________个C原子在同一平面。
（2）石墨烯可转化为富勒烯(C60)，富勒烯属于___________晶体。某金属M与C60可制备一种低温超导材料，立方晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为___________，该材料的化学式为___________。
（3）二氧化硅和硅酸盐，都以硅氧四面体作为结构单元。镁橄榄石{Mg2[SiO4]}中[SiO4]四面体以孤岛状存在，各顶点之间并不互相连接，每个O2-一侧与1个___________连接，另一侧与其它金属离子相配位使电价平衡。结构中Si与O个数比为___________。
（4）2个、3个、4个或6个[SiO4]四面体通过共用氧相连接形成单独的硅氧阴离子团(结构如下图)，硅氧阴离子团之间再通过其它金属离子连接起来，可以形成多种多样的硅酸盐矿石。
①其中A的化学式为___________，B结构的Si与O个数比为___________。
②若镁方柱石化学式写作Ca2Mg[Si2O7]，绿宝石(Be和Al的硅酸盐)的硅氧阴离子结构如D，则其化学式为___________。
（5）钒酸根VO与PO结构相似，钒酸盐也有类似硅酸盐的聚合，则二聚钒酸钠的化学式为___________，偏钒酸根是由[VO4]四面体通过共享氧原子连接而成的无限链状结构(如下图)，则偏钒酸铵的化学式为___________。
【答案】（1）①.3 ②.2 ③.12 ④.4
（2）①.分子 ②.12 ③.M3C60
（3）①.Si4+ ②.1：4
（4）①.[Si2O7]6- ②.1：3 ③.Be3Al2[Si6O18]或Al2Be3[Si6O18]
（5）①.Na4V₂O₇ ②.NH4VO3
【解析】
【小问1详解】
①在石墨烯晶体中，根据石墨烯结构图可知，每个C原子被3个六元环共用，即每个C原子连接3个六元环；设石墨烯晶体中有n个六元环，一个六元环有6个C原子，而每个C原子又连接3个六元环，则平均每个六元环占有的C原子数为：；
②在金刚石晶体中，根据金刚石的结构图可知，C原子之间形成的六元环结构使中心C原子位于正四面体结构的体心，每个C原子可形成4个键，而每个键又与3个六元环共用，即每个C原子连接12个六元环；根据金刚石的1个六元环结构图可知，六元环中最多有4个C原子在同一平面。
【小问2详解】
富勒烯，是由分子构成的物质，属于分子晶体；根据由金属M与C60制备的一种低温超导材料的立方晶胞图可知：M原子有12个位于棱心，1个位于体心，8个四面体空隙各1个，则M原子数：；位于8个顶点和6个面心，则个数为：，所以该低温超导材料的化学式为：。
【小问3详解】
根据题目信息，镁橄榄石{Mg2[SiO4]}中[SiO4]四面体以孤岛状存在，根据有体心的正四面体结构特点且各顶点之间并不互相连接，则每个一侧与1个连接；因每个还要与相配位使电价平衡，即每个要同时与和结合，则结构中Si与O个数比为。
故答案为：；。
【小问4详解】
①根据A的图形，有2个Si原子，7个O原子，根据Si的化合价为+4、O的化合价为，可求得A的化学式为：；根据B的图形，有3个Si原子，9个O原子，则B结构的Si与O个数比为；
②参考镁方柱石的化学式的书写方式即Si原子和O原子不约简，根据D的图形，有6个Si原子，18个O原子，则D的化学式为：，再根据Be的化合价为、Al的化合价为，则该绿宝石的化学式为：或。
【小问5详解】
根据钒酸盐也有类似硅酸盐的聚合，则二聚钒酸根离子的化学式为：，得到二聚钒酸钠的化学式为：；偏钒酸根是由[VO4]四面体通过共享氧原子连接而成的无限链状结构，每个V与4个O形成正四面体结构，其中2个O单独属于这个正四面体，2个O由2个正四面体共用，故一个正四面体中含的O原子数为2+=3，且V的化合价为+5价，则阴离子为，以此判断化合物偏钒酸铵的化学式为：。
18. 周期表第ⅢA族有硼、铝、镓、铟和铊等元素，也称为硼族，它们的单质及化合物在结构上有一定的相似性和差异性。
（1）Al2O3在一定条件下可制得AlN，其晶体结构如图所示，该晶体中N的配位数是___________。
（2）利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，下图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为___________，以溴化硼和氨气为原料制备该陶瓷的化学方程式为___________。
①氮化硼(BN)晶体有多种结构。六方氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。
关于这两种晶体的说法，正确的是___________(填序号)。
a．立方氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
b．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软
c．两种晶体中的B-N键主要为共价键
d．两种晶体均难溶于水，易溶于有机溶剂
②六方氮化硼晶体层内一个硼原子的相邻氮原子围成___________形，六方氮化硼的结构与石墨相似却不导电，原因是___________。
③立方氮化硼与金刚石的晶体结构相似，硼原子位于面心立方晶胞的顶点和面心位置，氮原子位于晶胞内部的四个四面体空隙。某同学在阅读教科书时发现，氮化硼熔点高于碳化硅，一时感到困惑，查某人工智能技术得到如下信息(网络截图)：
该同学结合以上信息，得到如下推断，其中错误的是__________。
a．立方氮化硼中氮的配位数为4，硼的配位数为3
b．需结合原子半径数据分析共价键B-N和Si-C的键长大小
c．键的极性的大小可用于比较结构相似的晶体的熔点
d．信息中的“离子性较强”一句，说明氮化硼和碳化硅晶体中存在离子键
④立方氮化硼晶体的天然矿物在青藏高原地下约300km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，可推断实验室由六方氮化硼合成立方氮化硼需要的条件应是___________。
（3）GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·cm-3，其立方晶胞结构如图所示。Ga与As以___________键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGag·ml-1和MAsg·ml-1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为___________。
【答案】（1）4 （2）①.2 ②. BBr3+NH3=BN+3HBr ③.bc ④.平面正三角 ⑤.层状结构的层内没有自由移动的电子 ⑥.a ⑦.高温高压
（3）①.共价 ②.×100%
【解析】
【小问1详解】
由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的铝原子与位于棱上的氮原子距离最近，则铝原子的配位数为4，由化学式可知，氮原子的配位数也为4，故答案为：4；
【小问2详解】
同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则白球代表硼原子，由晶胞结构可知，位于顶点和体内的硼原子个数为8×+1=2；由题意可知，以溴化硼和氨气为原料制备该陶瓷的反应为BBr3+NH3=BN+3HB，故答案为：2；BBr3+NH3=BN+3HB；
①a．由晶胞结构可知，立方氮化硼中只含有σ键，不含有π键，故错误；
b．由晶胞结构可知，六方氮化硼的结构类似石墨，层间的作用力为分子间作用力，所以质地软，故正确；
c．由晶胞结构可知，两种晶体中的B-N键主要为共价键，故正确；
d．由题意可知，两种晶体均难溶于水，也不易溶于一般有机溶剂，故错误；
故选bc；
②由晶胞结构可知，六方氮化硼晶体层内一个硼原子的相邻氮原子围成平面正三角形；虽然结构与石墨相似，但由于硼原子采取sp2杂化与氮原子成键后，没有价电子了，而氮原子虽有孤对电子，但是由于氮元素电负性很大，很难与硼原子形成离域π键，没有自由移动的p电子，导致其导电性很差，故答案为：平面正三角形；层状结构的层内没有自由移动的电子；
③a．由晶胞结构可知，立方氮化硼中，与氮原子距离最近的硼原子个数为4、与硼原子距离最近的氮原子个数也为4，则氮原子和硼原子的配位数都为4，故错误；
b．非金属原子半径属于共价半径，为单质双原子分子共价键键长的一半，所以需结合原子半径数据分析共价键B-N和Si-C的键长大小，故正确；
c．晶胞结构相似的共价晶体，共价键极性越大，一般熔点越高，所以键的极性的大小可用于比较结构相似的晶体的熔点，故正确；
d．信息中的“离子性较强”一句，说明氮化硼和碳化硅晶体是过渡晶体，晶体中存在离子键，故正确；
故选a；
④由立方氮化硼晶体的天然矿物在青藏高原地下约300km的古地壳中被发现可知，实验室由六方氮化硼合成立方氮化硼需要的条件应是高温高压，故答案为：高温高压；
【小问3详解】
由晶胞结构可知，砷化镓是共价晶体，晶体中砷原子与镓原子以共价键键合；晶胞中位于顶点和面心砷原子个数为8×+6×=4，位于体内的镓原子个数为4，则晶胞的质量g，晶胞的体积为cm3，晶胞中的原子的总体积为4×π(rGa3+rAs3)×10-30 cm3，则晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%=×100%，故答案为：共价；×100%。
19. 铁、铜对人类文明发展史意义重大，至今仍发挥着极其重要的作用。设NA为阿伏加德罗常数的值。
（1）在鉴定硝酸盐的棕色环实验中，[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成棕色的[Fe(NO)(H2O)5]2+，NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。
（2）Cu、Au能形成多种组成固定的合金，其中一种晶体的立方晶胞结构如图所示。铜原子a的分数坐标为___________。
（3）已知Cu2O的立方晶胞结构如图所示。
晶胞边长为cpm，该晶体的密度为___________g·cm-3(列出计算式)。
（4）以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料生产硫酸的简要过程如下图所示，FeS2的立方晶胞如下图所示。下列说法错误的是___________。
a．SO3晶体硬度小于FeS2
b．FeS2的立方晶胞的质量为g
c．FeS2的立方晶胞中，Fe2+紧邻的阴离子个数为8
d．S位于Fe2+形成的正八面体空隙中
（5）铜蓝(CuS)是一种重要的铜矿，可用于半导体材料和催化剂的研究，其晶胞如下：
下列说法错误的是___________。
a．S个数为2，S2-个数为2
b．S的配位数为6，S2-的配位数为3
c．离子个数比N(Cu2+)：N(Cu+)=1：2
d．在晶体中Cu2+和S2-形成六元环为单元的层状结构
（6）LiFePO4的晶胞结构示意图如(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。
电池放电时，FePO4嵌入部分Li+，形成Li1−xFePO4，结构示意图如(b)所示，则x=___________。充电过程中n(Fe2+)：n(Fe3+)___________(填“逐步增大”、“逐步减小”或“不变”)。
【答案】（1）(必须将N朝向Fe2+；NO与H2O的位置可互换)
（2）(1，05，0.5) （3）
（4）c （5）b
（6）①.4 ②. ③.逐步减小
【解析】
【小问1详解】
配体为分子或复杂离子时，一般电负性小的原子作配原子，且配原子需与中心离子相连。则[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图为：；
【小问2详解】
由图可知，铜原子a的分数坐标为(1，0.5，0.5)；
【小问3详解】
Cu2O的晶胞中，黑球位于顶点和体心，有，4个白球位于晶胞内，则晶胞有4个铜原子、2个氧原子，晶胞质量为：(4×64g·ml-1+2×16g·ml-1)÷NAml-1，晶胞的体积为c3×10-30cm3，该晶体的密度为g·cm-3。
【小问4详解】
a．SO3晶体为分子晶体，硬度小于离子晶体FeS2，a项正确；
b．晶胞中含个Fe2+、个S，FeS2的摩尔质量为120g•ml-1，一个晶胞的质量为g，b项正确；
c．FeS2晶胞与氯化钠晶胞相似，与Fe2+紧邻阴离子个数为6，c项错误；
d．S-位于Fe2+形成的正八面体空隙中，d项正确；
选c。
【小问5详解】
a．晶胞中每个立棱上有一个S，每个顶点有半个S，一共有4个棱边，每个棱边分摊1/4，所以S个数为(1+1/2+1/2×4×1/4=2，晶胞的体心含有两个S2-，所以S2-个数为2，a项正确；
b． S中每个S被3个Cu+所共用，所以S的配位数为6，S2-与3个Cu2+(此4个原子形成的平面内，见c项分析)和2个Cu+(上下)紧邻，配位数为5，b项错误；
c．由图可知，晶胞中有2个Cu2+、4个Cu+，故N(Cu2+)：N(Cu+)=1：2，c项正确；
d．每个Cu2+处于3个S2-所形成的正三角形中心，每个S2-也处于3个Cu2+所形成的正三角形中心，Cu2+与S2-形成类似石墨的以六元环为单元的片层结构，d项正确；
选b。
【小问6详解】
由图(a)知，晶胞中由4个八面体和4个四面体，4个锂离子，故每个晶胞中含有有4个LiFePO4单元。电池放电时，FePO4嵌入部分Li+，形成Li1−xFePO4，结构示意图如(b)所示，由图(b)知，Li的个数为8×1/8+3×1/4+3×1/2=13/4，Fe个数为4，Li与Fe的个数比为13：16，则1-x=13/16，x=3/16。充电过程中锂原子逐步减少，而阳离子总电荷数保持不变，所以Fe3+比例逐步增大，n(Fe2+)：n(Fe3+)应逐步减小。