高三化学一轮复习题——物质结构与性质

这是一份高三化学一轮复习题——物质结构与性质，共37页。
(1)Ga原子的价电子排布式为___________；Ga、As和Se的第一电离能由小到大的顺序是___________。
(2)实验发现，氯化铝的蒸气或溶于非极性溶剂中或处于熔融状态时，都以二聚态(Al2Cl6)形式存在。其球棍模型如图所示。
①该分子中Al原子采取___________杂化。
②Al2Cl6与过量NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，[Al(OH)4]-中存在的化学键类型有___________ (填标号)。
A．离子键 B．极性共价键 C．金属键 D．非极性共价键 E．配位键 F．σ键 G．氢键
(3)GaN是第三代半导体材料的研究热点，在干燥的NH3气流中焙烧磨细的GaAs可制得GaN。GaN熔点约为1500℃，GaAs熔点为1238℃，GaN熔点高于GaAs的原因是___________。
(4)GaN的其中一种晶胞结构如图所示，与金刚石的晶体结构高度相似。该晶胞中Ga原子处于N原子形成的___________(填“正四面体形” 或“正八面体形”)空隙。已知GaN的密度为ρ g/cm3，Ga和N的摩尔质量分别为a g/ml和b g/ml，则GaN晶胞的边长为___________pm(列出表达式)。
2．（2022·青海·海东市第一中学二模）氮(N)、磷(P)、砷(As)等都是VA族的元素，该族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。我国科研工作者受此启迪，发现(俗称砒霜)对白血病有明显的治疗作用。
(1)基态砷原子的价电子排布图为_______。
(2)砒霜有剧毒，可用石灰消毒生成和少量，其中中的杂化方式为_______，的空间构型为_______，中含有的化学键类型包括_______。
(3)中的键角比NH3中的键角大的原因是_______；NH3和水分子与铜离子形成的化合物中阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如下图)，该化合物加热时首先失去水的原因是_______(请从原子结构角度加以分析)。
(4)氮族元素氢化物RH3(NH3、PH3、AsH3)的某种性质随R的核电荷数的变化趋势如图所示，则Y轴可表示的氢化物(RH3)性质可能有_______(填序号)。
①稳定性 ②R-H键之间的键角 ③分子间作用力 ④还原性
(5)白磷(P4)的晶体属于分子晶体，其晶胞结构如图(小圆圈表示白磷分子)。已知晶胞的边长为acm，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体的密度为_______(用含NA、a的式子表示)。
3．（2022·四川·模拟预测）铁在史前就为人们所知，铁及其化合物推动了人类文明的发展。回答下列问题：
(1)Fe元素位于元素周期表的_______区，基态Fe2+的核外电子排布式为_______。
(2)复盐NH4Fe(SO4)2·12H2O俗称铁铵矾，可用于鞣革。铁铵矾中，所含N、O、S三种非金属元素第一电离能由小到大的顺序是_______，阴离子的空间构型为_______。的键角比NH3的键角_______(填“大”或“小”)。
(3)三价铁的强酸盐溶于水后经水解可以生成如图所示的二聚体，其中Fe3+的配位数为_______， 过渡元素的s、p、d轨道可以参与杂化，含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、 ②sp3d、③sp3d2，该二聚体中Fe采取的杂化类型为_______(填标号)。
(4)三种化合物的熔点如下表所示：
试解释其熔点差异的原因：_______。
(5)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某立方FexNy的晶胞如图所示，晶胞参数为apm，该晶体密度为_______g·cm-3 (设NA为阿伏加德罗常数的值，写出表达式)，Cu完全替代该晶体中b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy， n：y=_______。
4．（2022·河南·洛宁县第一高级中学模拟预测）我国科学家合成介孔Fe—N—C催化剂大幅度提高锌-空气(O2)燃料电池的寿命；研制成的铜催化剂，实现了 CO2高选择电还原制乙烯。请回答下列问题：
(1)锌位于元素周期表___________ 区。基态原子第一电离能：I1(Cu)___________(填”＞””＜”或“ = ”) I1(Zn)。
(2)N、C、O、Zn的电负性由大到小的顺序为___________。
(3)在N、C、O的最简单氢化物中，沸点最高的是___________(填化学式，下同)，属于非极性分子的有___________。
(4)[Zn(NH3)2(H2O)2]2+只有1种结构，则[Zn(NH3)4]2+的立体构型为___________(填“正方形”或“正四面体形”)。
(5)我国科学家开发的高效稳定荧光OLED器件，结构如图甲。该结构中碳原子杂化类型有___________。
甲
(6)同温同压下，相同气体体积的CO2、C2H4中键数目之比为___________。
(7)碳化铁晶胞如图乙所示，将碳原子看成插入铁晶胞中。已知晶胞参数为cm， 表示阿伏加德罗常数的值。两个铁原子间最近距离为___________cm，碳化铁晶体的密度为___________g·cm-3(列出表达式即可)。
乙
5．（2022·福建省福州第一中学模拟预测）“氢经济”是当前热门话题，而“高密度安全储氢材料”是制约整个氢能供应链的瓶颈。
(1)氨硼烷是一种有效、安全的固体储氢材料，它是乙烷的等电子体。加热氨硼烷会缓慢释放H2，转变为化合物X，X是乙烯的等电子体。
①氨硼烷的结构式为_______(必须标明配位键)。
②氮和硼比较，电负性大的元素为_______(填元素符号)。
③氨硼烷和X分子中硼原子的杂化轨道类型分别为_______和_______。
(2)钛铁基储氢合金是由钛、铁两种元素组成的金属间化合物。一种钛铁合金的晶胞如图1所示，晶胞边长为300pm(a=b=c)，该合金吸收的氢位于体心立方正八面体的中心，氢被4个钛原子和2个铁原子包围，如图2所示。
①基态钛原子的电子排布式为_______。
②钛铁合金的熔点比Ti_______(填“高”或者“低”)。
③若图2所示的每个体心立方的正八面体空隙均填充1个氢原子，则填充的氢原子位于图1晶胞的_______，假设吸收氢后不引起晶胞参数变化，则理论上形成的金属氢化物的密度为_______g·cm-3(列出计算表达式即可，用NA表示阿伏加德罗常数)。
6．（2022·吉林·东北师大附中模拟预测）半导体材料是半导体⼯业的基础，由第ⅢA和第ⅤA元素所形成的化合物在半导体材料领域有⼴泛的应⽤。如砷化镓(GaAs)、砷化硼(BAs)、砷化铝(AlAs)，氮化镓(GaN)等。请根据第ⅢA和第ⅤA元素核外电⼦排布的特点和形成化学键的多样性等特点回答下列问题：
(1)基态As原⼦的电⼦排布式为[Ar]___________。Ga、As和Se的第⼀电离能由小到大的顺序是：___________。
(2)实验发现，氯化铝的蒸⽓或溶于⾮极性溶剂中或处于熔融状态时，都以二聚态(Al2Cl6)形式存在。其球棍模型如图所示。
①该分子中Al原⼦采取___________杂化。
②Al2Cl6与过量NaOH溶液反应⽣成，-中存在的化学作⽤⼒类型有___________(填标号)。
A．离⼦键 B．极性共价键 C．⾦属键 D．非极性共价键 E．配位键 F．键 G．氢键
(3)N、B可以分别形成化合物NF3和BF3，试判断两种分⼦中键角的大小：NF3___________BF3(填“＞”、“＜”、“=”)。
(4)⾃然界中不存在单质硼，硼的氢化物也很少，主要以含氧化合物形式存在，根据下表数据分析原因是___________。
(5)GaN是第三代半导体材料的研究热点，在⼲燥的NH3⽓流中焙烧磨细的GaAs可制得GaN。GaN、GaP、GaAs晶体类型与SiC相似，熔点如下表所示，其熔点差异的原因是___________。
(6)砷化硼的晶胞结构如图(a)所示，图(b)中矩形A´C´CA是沿晶胞对⻆⾯取得的截图。
①若晶胞的边长均为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为___________g·cm-3(列出计算表达式)。
②晶胞中各原⼦在矩形A´C´CA的位置为___________(填标号)。
A． B．
C． D．
7．（2022·四川绵阳·模拟预测）我国科学家研究发现AgGrS2在室温下具有超离子行为(原子可在晶体中自由移动)。回答下列问题：
(1)基态铬原子的核外电子排布式为___________， 基态硫原子核外有___________种不同运动状态的电子。
(2)与硫元素同族的几种元素中，电负性最大的是___________ ( 填元素符号)。常见含硫的微粒有SO2、SO3、、、 H2S等，的空间构型为___________ ； 请写出与H2S互为等电子体的一种微粒的化学式___________ ；SO2、SO3杂化轨道类型相同，但键角SO3大于SO2，原因是___________。
(3)Ag+与氨水形成的二氨合银配离子[Ag(NH3)2]+的空间构型是直线型，则其中心原子的杂化类型是_____，该配离子中的配位原子是___________(填元素符号)，lml该配离子中含有的σ键的数目为________。
(4)复合材料氧铬酸钙的立方晶胞如图所示。
已知A、B的原子分数坐标分别为(0，0，0)、(1，1，0)，则C的原子分数坐标为___________，该物质的化学式为___________，已 知钙和氧的最近距离为a pm。晶体的密度ρ g·cm-3，则阿伏加德罗常数NA=___________ ml-1( 用含a和ρ的式子表示，列出计算式即可)。
8．（2022·福建省漳平第一中学模拟预测）TiO2-aNb、Cu(In1-xGaxSe2)是常见的光学活性物质。请回答下列问题：
(1)元素Ti在周期表中位置____，元素Cu在周期表中处____区。
(2)利用TiO2纳米管的光电实验可制备TNT(2，4，6—三硝基甲苯)，其结构如图，N原子与苯环上的碳原子的杂化类型____(填“相同”或“不相同”)。TNT常温下是固体，而甲苯是液体，原因是____。
(3)GaCl3·xNH3(x=3，4，5，6)是一系列化合物，向含1mlGaCl3·xNH3的溶液中加入足量AgNO3溶液，有难溶于硝酸的白色沉淀生成；过滤后，充分加热滤液，有4ml氨气逸出，且又有上述沉淀生成，前后两次沉淀的物质的量之比为1：2。能准确表示GaCl3·xNH3结构的化学式为____(类似于[Cu(NH3)4]SO4表示)
(4)TiO2通过氮掺杂反应生成TiO2-aNb，表示如图。
图乙TiO2-aNb晶体中a=____。
9．（2022·上海·二模）锗、锡、铅均属于ⅣA族元素，它们的单质与化合物广泛应用于生活的各个领域。
Ⅰ.完成下列填空：
(1)锗元素原子核外能量最高的电子有_______个，它们运动所形成的电子云形状为_______形。
(2)氢化锗(GeH4)结构与甲烷类似，在常温常压下是具有刺激性气味的无色有毒气体。从结构角度比较GeH4与CH4沸点高低并说明理由_______。氢化锗的液氨溶液具有较好的导电性，主要是因为GeH4与NH3反应生成了和_______(填化学式)两种离子。
Ⅱ.三水锡酸钠(Na2SnO3·3H2O)是一种易溶于水的无色晶体，露置在空气中会逐渐转化成Na2CO3和Sn(OH)4。
(3)常温下，相同物质的量浓度的Na2SnO3溶液与Na2CO3溶液，前者pH_______(填“大于”“小于”或“等于”)后者。
(4)写出三水锡酸钠露置在空气中发生反应的化学方程式_______。
Ⅲ.水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、、。当总含铅量一定时，各形态铅的百分比(α)与溶液pH变化的关系如图所示。
(5)Pb(NO3)2溶液中，_______2(填“＞”“=”或“＜”)；往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液，pH=8时溶液中存在的阳离子除Na+外，还有_______(填微粒符号)。
(6)科学家发现一种新型脱铅剂DH，能有效除去水中的痕量铅。已知DH脱铅过程中主要发生反应为：2DH(s)+Pb2+(aq)D2Pb(s)+2H+。则脱铅时最合适的pH约为_______(选填编号)。
a．4～5 b．6～7 c．8～10 d．12～14
10．（2022·河南·模拟预测）元素周期表中第VIIA族元素包括氟(F)、氯(C1)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)，简称卤素。卤素及其化合物在生产生活中的应用非常广泛。回答下列问题：
(1)氯原子的核外电子排布式为_______。
(2)为了延长液氯的杀菌时间，某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入了液氨，其反应的化学方程式为NH3+HClO=H2O+NH2Cl，其中N、O、H的电负性由小到大的顺序为_______(用元素符号表示)；HClO中氧原子的杂化方式为_______：NH3分子的VSEPR模型为_______；在水和苯两种溶剂中，NH2Cl更易溶于_______。
(3)卤素单质的化学键的键参数如表所示：
从物质结构角度分析，F—F键的键能反常的原因是_______。
(4)AgCl的晶胞与NaCl的类似，AgCl的晶胞结构如图所示，已知晶胞边长为 a pm，则晶胞内Ag+的配位数为_______，晶胞的6个面心围成的正八面体的边长为_______pm，设阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为_______(列出计算表达式)g·cm-3。
11．（2022·山东济宁·三模）金属元素Mg、Al、Ti、Fe、Cu等在电池、储氢材料、催化剂等方面都有广泛应用。请回答下列问题：
(1)Ti(BH4)2是一种储氢材料。BH的空间构型是____，H、B、Ti的电负性由小到大的顺序为____。
(2)原子核外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Fe原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为____。
(3)Cu(NO3)2是有机催化剂，其水溶液为天蓝色。使溶液呈现天蓝色的四水合铜离子，其空间构型为平面正方形，则Cu2+的杂化轨道类型为____(填标号)。
A．dsp2 B．sp C．sp2 D．sp3
如图为一种Cu2+形成的配离子的结构，加热时该离子先失去的配位体是____(填化学式)，此时生成的配离子溶液的颜色为____色。
(4)已知Mg、A1、O三种元素组成的晶体结构如图所示，其晶胞由4个A型小晶格和4个B型小晶格构成，其中A13+和O2-都在小晶格内部，Mg2+部分在小晶格内部，部分在小晶格顶点。
该物质的化学式为____，Mg2+的配位数为____，两个Mg2+之间最近的距离是____pm。
12．（2022·天津·二模）元素的性质与其在周期表中的位置密切相关，回答下列问题：
(1)焰色实验是检测金属元素常用的方法，下列元素不能用焰色实验检测的是____。
A．FeB．CuC．BaD．Ca
(2)如表是Fe和Cu的部分数据，I2(Cu)____I2(Fe)(填“>”或“P>As，稳定性：NH3>PH3>AsH3，①正确
②同一主族元素氢化物，中心原子电负性越大，键角越大，电负性：N>P>As，R-H键之间的键角：NH3>PH3>AsH3，②正确；
③同一主族元素氢化物，相对分子质量越大，分子间作用力越强，与图示曲线不相符，③错误；
④元素非金属性越强，其气态氢化物还原性越弱，非金属性：N>P>As，还原性：AsH3>PH3>NH3，与图示曲线不相符，④错误；
答案选①②。
（5）
依据均摊法，磷原子个数为=16，晶胞体积为，质量为，所以晶体密度为。
3．(1) d 1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6
(2) S;
(3)
铵根离子中氮原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为0，离子的空间构型为正四面体形；磷酸根离子中磷原子的价层电子对数为4，原子的杂化方式为sp3杂化；同周期元素从左到右，原子半径依次减小，同主族元素，从上到下原子半径依次增大，所以氧、磷、氯三种原子中，磷原子的原子半径最大，故答案为：正四面体形；sp3；P；
(4)
由五水硫酸铜的结构式可知，铜离子与4个氧原子形成配位键，所以铜离子的配位数为4，故答案为：4；
(5)
由晶胞结构可知，晶胞中五水硫酸铜的个数为4×=2，故答案为：2；
(6)
1000mL 0.10ml/L的硫酸铜溶液中硫酸铜的物质的量为0.10ml/L×1L=0.10ml，所以配制溶液时需称量五水硫酸铜的质量为0.10ml×250g/ml=25g，故答案为：25。
13．(1)3d64s2
(2)Fe的原子半径比Ca小，价电子数更多，金属键更强
(3)N＞S＞H
(4) sp3、sp N 在 1∶1
(5)
【解析】(1)
Fe是26号元素，根据构造原理，可知基态Fe原子核外电子排布式是[Ar] 3d64s2，故基态Fe原子的价层电子的电子排布式为3d64s2；
(2)
Fe与Ca位于同一周期且原子最外层电子构型相同，都是2个电子，但铁的熔点和沸点均比钙的高，这是由于Fe的原子半径比Ca小，价电子数更多，金属键更强，断裂需消耗的能量更多；
(3)
元素的非金属性越强，其电负性就越大。在配合物(NH4)3[Fe(SCN)6]中的H、S、N的非金属性由强到弱的的顺序为：N＞S＞H，所以三种元素的电负性从大到小的顺序是N＞S＞H；
(4)
①CH3CN中甲基-CH3碳原子价层电子对数是4，该碳原子的杂化方式是sp3杂化；-CN中的C原子价层电子对数是2，所以该C原子杂化方式是sp杂化；
②在TCNE中涉及的元素有C、H、N三种元素，元素的非金属性越强，其第一电离能就越大，三种元素的非金属性大小关系为：N＞C＞H，所以第一电离能大小关系为N＞C＞H，，因此第一电离能较大的是N元素；
乙烯分子是平面分子，在TCNE分子中-C≡N取代乙烯分子中H原子的位置，由于H-C≡N是直线型结构，因此-C≡N在乙烯分子的平面上，所以TCNE分子中所有原子都在同一平面上；
共价单键都是σ键，共价双键中一个是σ键，一个是π键；共价三键中一个是σ键，两个是π键，因此在TCNE分子中σ键数目是9个；π键数目是2×4+1=9个，故该物质分子中含有的σ 键与π键的数目之比是1：1；
(5)
根据图示可知：含有的C原子数目是8×+4×+2×+1=4，该晶体化学式是Fe3C，所以在该晶胞中含有的Fe原子数目是12，则该晶胞的密度ρ=g/cm3。
14．(1)2s22p5
(2)F-N=N- F
(3)离子键、共价键、氢键
(4) 角(V)形 低于 OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量大，Cl2O的熔、沸点高
(5) 2 (0，0， )
【解析】(1)
基态F原子的外围电子排布式为：2s22p5；
(2)
氮原子的杂化类型为sp2，可以确定N与N之间应为双键，N与F之间应存在1条键，每个N还有一对孤对电子，故N2F2的结构式为：F-N=N- F；
(3)
NaHF2可电解说明其为离子化合物，存在离子键，H与F之间为共价键，F电负性较强，还存在氢键；
(4)
OF2孤对电子数为2，价层电子数为4，故其分子的空间构型为角(V)形；OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，相对分子质量OF2HSiO，则溶液与过量反应生成硅酸和碳酸氢钠，反应离子方程式为：SiO+2CO2+2H2O=H2SiO3(硅胶)+2HCO；
②原硅酸()脱去一分子水得到的产物是H2SiO3，脱去两分子水得到的产物是SiO2。
17．(1)14
(2) C sp 1：1
(3) 100% 8 [6.4/a3d]×1023
(4) 因为存在[Cu(H2O)4]2+(aq)+4Cl-(aq)[CuCl4]2- (aq)+4H2O(l)的反应，溶液的黄绿色是[Cu(H2O)4]2+与[CuCl4]2-混合颜色所致 向该溶液中继续加水 [4c/(b+4c)]×100% c(Cu2+)=2.2×108-2m 蓝色溶液中逐渐产生蓝色沉淀，随后沉淀逐渐溶解，最终变成深蓝色溶液
【解析】(1)
Cu的原子序数为29，核外有29个电子，其电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，Cu失去2个电子得到Cu2+，则Cu2+电子排布式为：1s22s22p63s23p63d9，核外电子的空间运动状态数等于轨道数，即：1+1+3+1+3+5=14，所以Cu2+的运动状态为14种；
(2)
CN-中的C和N均有孤电子对，但N的电负性强配位能力弱。所以配位原子为C；CN-中C的价层电子对，所以杂化方式为sp杂化。CN-为三键连接，有2个π键一个σ键。[Fe(CN)6]4-中含有特殊的共价键配位键6个，所以 σ键共有而π键，比值为1:1；
(3)
晶胞中S2-为4个，而S2-与Cu+个数比为1:2，则Cu+有8个。由于组成原子：四面体空隙：八面体空隙为1:2:1，则四面体空隙为8个，所以空隙占有率为。Cu+位于S2-构成的四面体体心，则Cu+配位数为4，则S2-为8；由于带入数据计算得，则；
(4)
由转化图可以看出，加入盐酸溶液由黄绿色变为绿色，即Cl-与Cu2+进行配位形成[CuCl4]2-为绿色，则黄绿色应该是混有[CuCl4]2-。要观察到蓝色，即要使[CuCl4]2-转化为[Cu(H2O)4]2-，加水降低Cl-浓度减低配位能力。，变化量为，起始量为。则转化率为。由于pH=m，则。则。NH3通入呈碱性，产生Cu(OH)2蓝色沉淀，继续通入过量NH3配位得到深蓝色的[Cu(NH3)4]2+，现象为先有蓝色沉淀，继续通入沉淀溶解并变为深蓝色溶液。
18．(1)B
(2)C原子半径较小且单位体积内自由电子数目较多，所以原子化热更大，金属键更强
(3) 21 变大
(4) 直线形 c、e
(5)D
【解析】(1)
要电离最外层一个电子A所需能量为，B所需能量为，，C、D为激发态，所需能量更低，故选B。
(2)
C原子半径较小且单位体积内自由电子数目较多，所以原子化热更大，金属键更强，故质C的熔点、沸点均比单质Ca高。
(3)
1ml中含有的配位键数目为6，中含有的键数目为，共21。中N原子有1对孤电子对，形成配合物后提供孤电子对形成配位键，成键电子对之间的斥力小于原来孤电子对与成键电子对之间的斥力，故H-N-H键角变大。
(4)
与互为等电子体，空间构型为直线形。配合物分子间存在范德华力、水分子间能形成氢键、全氮阴离子中含有键，故选ce。
(5)
粗线画出的重复结构单元中，C、O原子的个数比分别为A.，B.，C.，D.，故不能描述化学组成的是D。
19．(1) 3d84s2 3
(2)基态铜原子失去1个电子后，形成了3d10全充满的稳定结构，较难再失去1个电子
(3) 3 O元素的电负性大于N元素，O原子对孤对电子吸引力强，所以O原子做配体时，提供孤电子对与Cu+形成配位键的能力弱
(4) (，，) Cu ×100%
【解析】(1)
镍元素的原子序数为28，价电子排布式为3d84s2，基态原子的单电子数为2，第四周期中钛、锗、硒三种原子的单电子数与镍相同，也为2，故答案为：3d84s2；3；
(2)
铜元素的原子序数为29，失去1个电子后Cu+的价电子排布式为3d10的全充满结构，较难失去电子，而铁元素的原子序数为26，失去1个电子后Fe+的价电子排布式为3d64s1，较易失去电子，所以铜元素的第二电离能大于铁元素，故答案为：基态铜原子失去1个电子后，形成了3d10全充满的稳定结构，较难再失去1个电子；
(3)
①由题意可知，4—甲基咪唑中1号氮原子的孤电子对因参与形成大π键，使电子云密度降低，所以3号氮原子易提供孤对电子与亚铜离子形成配位键，故答案为：3；
②4—甲基咪唑中氧元素的电负性强于氮元素，氧原子对孤对电子吸引力强，所以氧原子原子做配体时，提供孤电子对与亚铜离子形成配位键的能力弱于氮原子，故答案为：O元素的电负性大于N元素，O原子对孤对电子吸引力强，所以O原子做配体时，提供孤电子对与Cu+形成配位键的能力弱；
(4)
①由位于顶点a和体心b的坐标参数依次为可知，晶胞的边长为1，则位于体对角线处d点的坐标参数为(，，)，由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和体心的小球的个数为8×+1=2，位于体内的大球为4，由氧化亚铜化学式可知，d点原子代表铜原子，故答案为：(，，)；Cu；
②设晶胞的体积为Vcm3，由晶胞的质量公式可得：=Vρ，解得V=，晶胞中铜原子和氧原子的体积之和为πr×10—30×4+πr×10—30×2，则晶体的空间利用率为×100%，故答案为：×100%。
20．(1)N
(2)Ge
(3) N＞As＞Ga 二者都属于共价晶体，由于原子半径：As＞N，共价键的键长：Ga-As＞Ga-N，则键能：Ga-As＜Ga-N，断裂共价键消耗的能量Ga-As＜Ga-N，故物质的熔点：GaN＞GaAs； Ga(CH3)3+AsH3GaAs+3CH4 sp2杂化 三角锥形
(4) Cd3Ga5O12 /ml
【解析】(1)
Ga是31号元素，位于元素周期表第四周期，因此基态Ga核外电子占据的最高能层的符号是N；
(2)
根据构造原理可知基态21Sc核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d14s2，有1个未成对电子；Ga原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p1，有1个未成对电子；32Ge原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p2，有2个未成对电子。因此这三种元素中，未成对电子数最多的是Ge；
(3)
①同一周期元素，原子序数越大，元素的非金属性越强，其电负性就越大；同一主族元素，原子核外电子层数越少，元素的非金属性越强，其电负性就越大。元素的非金属性：N＞As＞Ga，所以Ga、N、As三种元素的电负性由大到小的顺序是：N＞As＞Ga；
②GaN、GaAs都是共价晶体，由于原子半径：As＞N，所以共价键的键长：Ga-As＞Ga-N，共价键的键长越长，键能就越小，该共价键键能就越小，化学键就越容易断裂，断裂共价键消耗的能量就越少，则含有该化学键的物质的熔沸点就越低，所以物质GaN的熔点(1700℃)高于GaAs熔点(1238℃)；
③GaAs可由Ga(CH3)3和AsH3在一定条件下制得，该反应的化学方程式是：Ga(CH3)3+AsH3GaAs+3CH4；
Ga(CH3)3分子中Ga原子与3个-CH3的C原子形成3个σ共价键，Ga原子上无孤对电子，因此Ga原子采用sp2杂化；
AsH3分子中的中心As原子价层电子对数是3+=4，含有1对孤电子对，因此AsH3分子构型为三角锥形；
(4)
①在钆镓石榴石晶胞中含有Ga3+原子为8×+1=2；含有Cd3+为6×=3；含有个数为6×=3，所以该晶体化学式为Cd3Ga5O12；
②该晶体结构单位的边长为a nm，晶体的密度为ρ g·cm−3，则根据密度计算公式可得ρ g·cm−3=，所以阿伏加德罗常数NA=/ml 。