第三章 晶体结构与性质 测试题（含解析）高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第三章 晶体结构与性质 测试题
一、选择题
1．下列固体熔化时破坏共价键的是
A．冰 B．铝 C．二氧化硅 D．烧碱
2．配合物可用于蚀刻铜，蚀刻后的产物可在氧气中再生，再生反应为。下列说法正确的是
A．基态Cu的电子排布式为 B．属于共价化合物
C．的空间构型为三角锥形 D．中含键
3．下列有关离子方程式中书写错误的是
A．向溶液中通入：
B．工业盐酸呈现亮黄色原因：
C．向酸性溶液中通入：
D．向氯化银悬浊液中加入足量碘化钾溶液：
4．下列说法中正确的是
A．存在手性异构体的分子只能含一个手性碳原子
B．配合物的配位数是6
C．已知的4轨道和4p轨道形成杂化轨道，则的空间构型为正四面体形
D．在、、这三种物质中只有不能溶于浓氨水
5．下列化学用语使用正确的是
A．质子数为6、中子数为8的核素C
B．HClO电子式：
C．15N、N、N互为同位素
D．MgCl2的形成过程：
6．金的晶胞结构如图所示(假设晶胞参数为anm)，下列说法错误的是
A．金原子在晶胞中的空间利用率约为74%
B．c原子的坐标为 (，0，)
C．该晶体的密度为
D．金晶胞沿z轴方向的投影图为
7．下列物质属于晶体的是
A．塑料 B．玻璃 C．石英 D．石蜡
8．已知白磷()分子的空间构型为正四面体形，目前科学家已利用同族的N元素合成了和，常温下为气态，而是比金刚石更硬的物质，下列推断正确的是（ ）
A．分子的空间构型如图，键角是
B．晶体和晶体的构成微粒都是分子
C．若中每个原子都满足最外层8电子结构，则每个C与3个N相连，每个N与4个C相连
D．C、N、P的三种原子核外能量最高电子的电子云都呈哑铃型
9．下列说法错误的是
A．含有极性键的分子可能是非极性分子
B．含有共价键的化合物是共价化合物
C．电解质溶液导电时，发生化学反应
D．共价分子都属于分子晶体
10．某非线性光学晶体由钾元素(K)和原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种短周期元素组成。X与Y、Z与W均为同周期相邻元素，X的核外电子总数为最外层电子数的2倍，Z为地壳中含量最多的元素。下列说法正确的是
A．简单氢化物沸点：Z>W
B．分子中各原子均满足8电子的稳定结构
C．简单离子半径：ZD．第一电离能：Y>Z
11．我国科学家发明了高选择性的加氢合成的催化剂，其组成为固溶体，其中摩尔质量为M g/mol，晶胞如图所示，晶胞的棱长为a pm。下列说法错误的是
A．离子在晶胞中的配位数为8
B．位于元素周期表中ds区
C．该晶胞的密度为
D．O位于Zr构成的正四面体空隙中
12．近日，湖南科技大学和中国科学院上海硅酸盐研究所合成了磷酸镁(X)/硅酸钙(Y)复合骨水泥，有望用于人体承重部位的骨修复。下列叙述错误的是
A．X和Y都属于离子晶体 B．Y中阳离子半径大于X中阳离子半径
C．X中基态阳离子最外层电子占据1个轨道 D．X中阴离子空间构型为正四面体形
13．下列叙述正确的是
A．激光的产生、LED灯发光、焰火、荧光等都与电子跃迁有关
B．某液体物质的摩尔质量大于，则该物质密度一定比水大
C．σ键比π键的电子云重叠程度大，因此σ键一定比π键强度大
D．等离子体是一种特殊的气体，由阳离子和电子两部分构成
14．下列说法正确的是
A．NaCl固体中含有共价键
B．CO2分子中含有离子键
C．12C、13C、14C是碳元素的三种核素
D．、、含有相同的中子数
15．利用反应CCl4+4NaC(金刚石)+4NaCl可实现人工合成金刚石。下列关于该反应的说法错误的是
A．C(金刚石)属于共价晶体
B．该反应利用了Na的强还原性
C．CCl4和C(金刚石)中的C的杂化方式相同
D．NaCl晶胞如上图，NaCl晶体中每个Cl－周围有8个Na+
二、填空题
16．以下晶体是共价晶体还是分子晶体？
金刚石___________干冰___________冰___________可燃冰___________硫黄______________________碘___________石英___________白磷()___________苯甲酸___________金刚砂()___________稀有气体的晶体___________氧气的晶体___________氮气的晶体___________
17．元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。
(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①在1个晶胞中，X离子的数目为________。
②该化合物的化学式为________。
(2)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是_________。
(3)Y与Z可形成YZ42-，YZ42-的空间构型为________(用文字描述)。
(4)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为________。
(5)请比较亚氯酸(HClO2)和氯酸(HClO3)的酸性强弱：HClO2________HClO3（填“＞”“＜”或“＝”），试从分子结构与性质的关系解释原因_______ 。
18．下列说法正确的是________。
①两种原子构成的共价化合物分子中的化学键都是极性键
②含有非极性键的化合物一定是共价化合物
③难失去电子的原子，易形成阴离子
④单质分子中不存在化学键，化合物的分子中才存在化学键
⑤非金属元素原子组成的化合物不可能是离子化合物
⑥共价化合物中不可能含有离子键
⑦在氧化钠中，除氧离子和钠离子的静电吸引作用外，还存在电子与电子，原子核与原子核之间的排斥作用
⑧离子化合物中可能含共价键
⑨两种非金属原子间不可能形成离子键
⑩标准状况下，2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA
碳酸亚乙烯酯()分子中只有极性键
硫化钠的电子式：
19．已知铜的晶胞结构如图(a)所示。若铜原子的半径为1.29×10 10m，试求：
(1)每个晶胞中含有铜原子的个数为多少_______？
(2)铜晶体中晶胞的边长[即图(b)中AB的长度]为多少_______？
20．自然界中存在大量的金属元素，在工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)下列有关微粒性质的排列顺序错误的是___________。
A．元素的电负性：P＜O＜F B．元素的第一电离能：C＜N＜O
C．离子半径：O2 ＞Na+＞Mg2+ D．原子的未成对电子数：Mn＞Si＞Cl
(2)基态Ni原子核外电子运动状态有___________种，其核外电子排布式中未成对电子数为___________个。
(3)钌 多吡啶配合物具有丰富的光化学和光物理信息，结构简式如图所示。钌(II)的配位数是___________，N原子的杂化类型为___________。
(4)SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为___________；该结构中S O键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较长的键为___________(填图中字母)，该分子中含有___________个σ键。
21．新材料的研制与应用是科技发展的主要方向之一，下列按提供信息填空：
(1)某太阳能吸热涂层以镍为吸收剂，镍(Ni)原子在周期表中的位置______。
(2)有机太阳能固体电池材料含有高纯度C60，C60的晶胞与干冰的晶胞相似，C60能溶于二硫化碳而不溶于水的原因是______。
(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。含铜废液可以利用铜萃取剂M，通过如图反应实现铜离子的富集，进行回收。
Cu2++2+2H+
①上述物质M中含有的作用力有______。
A．离子键 B．金属键 C．共价键 D．氢键 E．配位键
②X难溶于水、易溶于有机溶剂，则X晶体中铜元素与氮原子之间的共价键类型为______。
(4)我国首艘国产航母的成功下水，标志着我国自主设计建造航空母舰取得重大阶段性成果。航母舰艇底部涂有含Cu2O的防腐蚀涂料。已知Cu2O的晶胞结构如图1所示。
该晶胞结构中铜原子的配位数是______。
(5)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，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，称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图2所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如表所示。
坐标原子 x y z
Cd 0 0 0
Sn 0 0 0.5
As 0.25 0.25 0.125
找出距离Cd(0，0，0)最近的Sn______ (用分数坐标表示)。(写1个分数坐标即可)
22．元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2，元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。
(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①在1个晶胞中，X离子的数目为___________。
②该化合物的化学式为___________。
(2)在Y的氢化物(H2Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是___________。H2Y分子的立体构型为___________。
(3)Y与Z可形成YZ，YZ的立体构型为___________(用文字描述)。
23．三氯化六氨合钴(Ⅲ)[Co(NH3)6]Cl3}是重要的化工原料。制备反应式为：2CoCl2·6H2O+10NH3+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+14H2O，反应放出大量热。已知：①Co2+不易被氧化，Co3+具有强氧化性；[Co(NH3)6]2+具有较强还原性，[Co(NH3)6]3+性质稳定。②[Co(NH3)6]Cl3在水中的溶解度曲线如图1所示，加入少量浓盐酸有利于其析出。制备[Co(NH3)6]Cl3的实验步骤：
Ⅰ.取研细的CoCl2·6H2O和NH4Cl溶解后转入三颈烧瓶，控制温度在10℃以下，加入浓氨水和活性炭粉末。再逐滴加入30%的H2O2溶液，则溶液逐渐变混浊。实验装置如图2所示。
Ⅱ.将所得浊液趁热过滤，向滤液中逐滴加入少量浓盐酸后静置。
Ⅲ.在静置的同时，需对静置液进行“操作A”后过滤；用无水乙醇洗涤晶体2~3次。
(1)图中仪器a的名称为____。
(2)将Co2+转化[Co(NH3)6]3+过程中，先加浓氨水的目的是____。
(3)步骤Ⅱ向滤液中加入浓盐酸的原因是____。
(4)步骤Ⅲ中的“操作A”是____。
(5)用如图3装置测定产品中NH3的含量(部分装置已省略)：
①蒸氨：取mg样品加入过量试剂后，加热三颈烧瓶，蒸出的NH3通入盛有V1mLc1mol·L-1H2SO4标准溶液的锥形瓶中。
液封装置1的作用是____。
液封装置2的作用是____。
②滴定：将液封装置2中的水倒入锥形瓶后滴定剩余的H2SO4，消耗c2mol·L-1的NaOH标准溶液V2mL。若未将液封装置2中的水倒入锥形瓶，测得NH3的质量分数将____(填“偏高”或“偏低”或“不变”)。
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．冰是固态水，熔化时破坏的是分子间作用力，故A不选；
B．铝属于金属，熔化时破坏的是金属键，故B不选；
C．二氧化硅中硅原子和氧原子之间存在极性共价键，二氧化硅熔化时破坏极性共价键，故C选；
D．烧碱是NaOH，属于离子化合物，熔化时破坏的是离子键，故D不选；
故选C。
2．C
解析：A．铜的原子序数为29，根据核外电子排布规律，其基态的电子排布式为，A错误；
B．含有离子键，属于离子化合物，B错误；
C．的中心原子N的价电子对数为4，有一对孤电子对，分子空间构型为三角锥形，C正确；
D．单键和配位键均是键，NH3有3个单键，NH3中的N原子与中心Cu2+形成配位键，故中含键，D错误；
故选C。
3．C
解析：A．硫酸铜溶液与硫化氢气体反应生成硫化铜沉淀和硫酸，反应的离子方程式为，故A正确；
B．工业盐酸呈现亮黄色是因为溶液中含有的杂质铁离子与氯离子反应生成四氯合铁离子，反应的离子方程式为，故B正确；
C．二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰和硫酸，反应的离子方程式为，故C错误；
D．氯化银悬浊液与碘化钾溶液反应生成溶解度更小的碘化银沉淀和氯化钾，反应的离子方程式为，故D正确；
故选C。
4．C
解析：A．存在手性异构体的分子至少含一个手性碳原子，可以有多个手性碳原子，故A错误；
B．配合物中氨气是配体，配体的个数是配位数，的配位数为4，故B错误；
C．杂化是能量相近的轨道之间进行杂化，已知的4轨道和4p轨道形成sp3杂化轨道，则形成四面体结构，因此的空间构型为正四面体形，故C正确；
D．在、、这三种物质中都能溶于浓氨水形成配合物，故D错误。
综上所述，答案为C。
5．D
解析：A．质子数为6、中子数为8的核素为C，A错误；
B．HClO电子式为，B错误；
C．同位素是质子数相同中子数不同，同种元素的不同核素，15N、N、N为氮元素形成的不同微粒，C错误；
D．MgCl2是离子化合物，MgCl2的形成过程：，D正确；
故选D。
6．C
解析：A．设金原子半径为r，则结合晶胞结构可知4r=，r=，晶胞中含金原子个数为，金原子的体积为：4×=，晶胞体积为a3，金原子在晶胞中的空间利用率=≈74%，故A正确；
B．a为坐标原点，c处于面心，结合晶胞结构可知c原子的坐标为 (，0，)，故B正确；
C．晶胞质量为：，晶胞体积为：nm3，则晶胞密度为，C项错误；
D．金晶胞沿z轴方向投影，顶点原子均投影在正方形顶点，面心分别投影在棱心和面心，投影图正确，故D正确；
故选：C。
7．C
解析：A．塑料属于有机高分子，没有一定的熔化温度，不属于晶体，故A不选；
B．玻璃属于玻璃态物质，无固定熔点，不属于晶体，故B不选；
C．石英为SiO2，是由氧原子和硅原子构成的共价晶体，故C选；
D．石蜡属于烃的混合物，没有一定的熔化温度，不属于晶体，故D不选；；
综上所述答案为C。
8．D
解析：A．和是等电子体，结构相似，所以分子的空间构型也为正四面体形，键角是60°，故选项A错误；
B．晶体是分子晶体，构成微粒是分子，晶体是原子晶体，构成微粒是原子，故选项B错误；
C．若中每个原子都满足最外层8电子结构，则每个C与4个N相连，每个N与3个C相连，故选项C错误；
D．C、N、P的三种原子核外能量最高电子都是p能级上的电子，电子云都呈哑铃型，故选项D正确；
答案选：D。
9．B
解析：A．含有极性键的分子只要正负电荷中心重合就是非极性分子，正负电荷中心不重合就是极性分子，故可能是非极性分子，如CH4、CCl4为非极性分子，NH3、H2O为极性分子，A正确；
B．含有共价键的化合物不一定是共价化合物，如NaOH、Na2O2、NH4Cl等均为含有共价键的离子化合物，B错误；
C．电解质溶液导电的过程就是电解过程，所以电解质溶液导电的过程发生了化学反应，C正确；
D．分子晶体是由分子通过分子间作用力形成的晶体，故共价分子都属于分子晶体，如SiO2等不是分子构成的物质，不属于共价分子，D正确；
故答案为：B。
10．A
【分析】X的核外电子总数为最外层电子数的2倍，X为Be；Z为地壳中含量最多的元素，Z为O，X与Y、Z与W均为同周期相邻元素，Y为B，W为F，据此解答。
解析：A．常温下为液态，HF常温下为气体，沸点，A正确；
B．为BF3，中心B原子有3对价电子最外层6个电子，B错误；
C．Z和W形成离子的核外电子排布相同，质子数越大半径越小，所以氧离子半径大于氟离子，C错误；
D．同周期第一电离能自左向右总趋势依次增大，当出现最外能级是半满或全满时比相邻元素的第一电离能都大，所以第一电离能氧大于硼，D错误；
故选A。
11．B
解析：A． Zr4+位于晶胞顶点，每个晶胞中，面心的Zr4+与4个O2-相邻，则配位数为8，故A正确；
B．40Zr位于元素周期表中d区，在第5周期ⅣB族，故B错误；
C．晶胞中Zr4+位于顶点和面心，个数为8×+6×=4，O2-位于晶胞内，个数为8，则晶胞质量为g，晶胞体积为a3×10-30cm3，可知ρ==g/cm3； 该晶胞的密度为g/cm3，故C正确；
D．由晶胞可知O位于Zr构成的正四面体空隙中，故D正确；
故选B。
12．C
解析：A．磷酸镁由镁离子和磷酸根组成，硅酸钙由钙离子和硅酸根形成，二者都属于离子晶体，故A正确；
B．Y中阳离子为，X中阳离子为Mg2+，有3个电子层，而Mg2+只有2个电子层，的半径大于Mg2+，故B正确；
C．X中阳离子为Mg2+，电子排布式为1s22s22p6，最外层电子占据2p能级上的3个轨道，故C错误；
D．X中阴离子为PO，中心原子价层电子对数为4+=4，其没有孤电子对，空间构型为正四面体形，故D正确；
故选C。
13．A
解析：A．光是电子跃迁释放能量的重要形式，所以激光的产生、LED灯发光、焰火、荧光等都与电子跃迁有关，故A正确；
B．密度是指单位体积的质量，摩尔质量大，但摩尔体积不一定大，例如乙醇的摩尔质量大于水而密度小于水，故B错误；
C．大多数σ键比π键强度大，但是有个别反例，所以σ键不一定比π键强度大，故C错误；
D．等离子体是由阳离子、电子和电中性粒子（分子或原子）组成的整体上呈电中性的气态物质，故D错误；
故选A。
14．C
解析：A．NaCl固体中含有离子键，故A错误；
B．CO2分子中含有共价键，故B错误；
C． 12C、13C、14C 质子数相同，中子数不同，是碳元素的三种核素，故C正确；
D．、、具有相同的质子数，中子数不相同，故D错误；
本题答案C。
15．D
解析：A．C(金刚石)属于共价晶体，故A正确；
B．该反应Na化合价升高，失去电子，发生氧化反应，利用了Na的强还原性，故B正确；
C．CCl4中心原子价层电子对数为4，杂化方式为sp3杂化，C(金刚石)中的C的杂化方式为sp3杂化，两者杂化方式相同，故C正确；
D．NaCl晶胞如上图，根据图中信息得到NaCl晶体中每个Cl－周围有6个Na+，故D错误。
综上所述，答案为D。
二、填空题
16． 共价晶体 分子晶体 分子晶体 分子晶体 分子晶体 分子晶体 分子晶体 共价晶体 分子晶体 分子晶体 共价晶体 分子晶体 分子晶体 分子晶体
解析：金刚石是C原子之间以共价键结合形成的立体网状结构，属于共价晶体；
干冰是固态CO2，由CO2分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体；
冰是固态水，在冰中水分子之间以氢键(属于分子间作用力)结合形成的分子晶体；
可燃冰是甲烷的结晶水合物，化学式是CH4 8H2O，由甲烷分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体；
硫磺是由S分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体；
C60晶体是由C60分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体；
碘单质在室温下呈固态，其中的I2以分子间作用力结合形成的分子晶体；
石英是SiO2晶体，在晶体中，每个Si原子以共价键与相邻的4个O原子形成共价键，每个O原子与相邻的2个Si原子形成共价键，这种结构向空间扩展就形成了立体网状，因此属于共价晶体；
白磷(P4)是由白磷分子(P4)通过分子间作用力结合形成的分子晶体；
苯甲酸是由苯甲酸分子(C6H5-COOH)通过分子间作用力结合形成的分子晶体；
在金刚砂(SiC)中，每个Si原子与相邻4个C原子形成共价键，每个C原子与相邻的4个Si原子形成共价键，这种结构向空间扩展就形成了立体网状，因此金刚砂属于共价晶体；
稀有气体的晶体是由稀有气体分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体；
氧气的晶体是由O2分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体；
氮气的晶体是由N2分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体。
17．ZnS 水分子与乙醇分子之间形成氢键 正四面体 16NA或16×6.02×1023个 ＜ HClO2和HClO3可以分别表示为(HO)ClO和(HO)ClO2，HClO3分子中非羟基氧原子的数目大于HClO2分子中非羟基氧原子的数目，故HClO3分子中Cl的正电荷更高，导致-O-H中的电子更向Cl偏移，因而在水分子作用下，更易电离出H+，即酸性更强(只要答出HClO3分子中非羟基氧原子的数目多，分子中Cl的正电荷更高即可给分)
【分析】元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，则内层电子数=2+8+18=28，且最外层电子数为2，所以该原子有30个电子，则X为Zn元素；元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，则Y是S元素；元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍，元素最外层电子数小于或等于8，所以Z是O元素，然后根据问题分析解答。
解析：根据上述分析可知X是Cu元素，Y是S元素，Z是O元素。
(1)①X离子位于晶胞的顶点和面心，则在1个晶胞中，含有的X离子数目=8×+6×=4；
②该晶胞中X离子数目8×+6×=4；Y离子位于晶胞内，离子数目=4，所以X和Y离子数目之比等于4：4=1：1，故该化合物的化学式为ZnS；
(2)在乙醇的水溶液中，水分子和乙醇分子之间易形成氢键，氢键的存在导致其溶解性增大而H2O与H2S分子间无氢键形成，因此溶解度较小；
(3)SO42-中价层电子数=4+×(6+2 4×2)=4，且S原子上没有孤电子对，所以SO42-呈正四面体结构；
(4)在[Zn(NH3)4]Cl2中含有4个配位体NH3，4个配位体NH3的N原子与中心离子Zn2+形成4个配位键，配位键属于σ键；在每个配位体中含有3个N-H共价键，共价键也属于σ键，因此每1 mol配合物[Zn(NH3)4]Cl2中含有的σ键数目为：(3×4+4) mol×NA/mol=16 NA；
(5)HClO2和HClO3都是一元酸，可以分别表示为(HO)ClO和(HO)ClO2，HClO3分子中非羟基氧原子的数目大于HClO2分子中非羟基氧原子的数目，故HClO3分子中Cl的正电荷更高，导致-O-H中的共用电子对更向Cl偏移，因而在水分子作用下，更易电离出H+，即溶液的酸性更强。
【点睛】本题考查物质结构和性质，涉及化学式的确定、氢键的作用、酸性强弱比较方法，明确化学式的确定方法、氢键对物质性质的影响是解本题关键，注意在配合物[Zn(NH3)4]Cl2中，配位键也是σ键，为易错点，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。
18．⑥⑦⑧⑨
【分析】结合常见的单质、离子化合物和共价化合物含有的化学键分析判断。
解析：①H2O2、N2H4、C2H6等都含有非极性共价键，故①错误；
②过氧化钠中含有非极性键，它是离子化合物，故②错误；
③稀有气体原子既难失电子，又难得到电子，故③错误；
④除稀有气体外，氮气、氧气、氯气、S8等单质都含非极性共价键，故④错误；
⑤非金属元素原子可以组成离子化合物，如铵盐，故⑤错误；
⑥含有离子键一定是离子化合物，故⑥正确；
⑦在离子化合物中除阴阳离子电荷之间的静电引力外，还存在电子与电子，原子核与原子核之间的排斥作用，故⑦正确；
⑧离子化合物如NH4Cl中含有共价键，故⑧正确；
⑨两种非金属原子间不能得失电子，不能形成离子键，故⑨正确；
⑩在标准状况下四氯化碳是液态，不能用气体摩尔体积进行有关物质的量的计算，故⑩错误；
该分子中碳碳双键属于非极性键，故 错误；
硫化钠为离子化合物，含有离子键，电子式为，故 错误；
故答案为：⑥⑦⑧⑨。
19．(1)4
(2)3.65×10 10m
解析：（1）晶胞中有8个铜原子位于顶点、6个铜原子位于面心，根据均摊法，晶胞中Cu原子的个数为8×+6×=4；
（2）据图可知对角线上的铜原子相切，设AB的长度为a，则a=4r(Cu)，所以a=r(Cu)=×1.29×10 10m≈3.65×10 10m。
20．(1)B
(2) 28 2
(3) 6 sp2、sp3
(4) sp3 b 12
解析：（1）A．根据同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，则元素的电负性：P＜O＜F，故A正确；
B．根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，则元素的第一电离能：C＜O＜N，故B错误；
C．根据同电子层结构核多径小，则离子半径：O2 ＞Na+＞Mg2+，故C正确；
D．Mn、Si、Cl价电子分别为3d54s2、3s23p2、3s23p5，则原子的未成对电子数：Mn＞Si＞Cl，故D正确；
综上所述，答案为：B。
（2）一个电子是一种运动状态，因此基态Ni原子核外电子运动状态有28种，其核外价电子排布式为3d84s2，因此核外电子排布中未成对电子数为2个；故答案为：28；2。
（3）根据钌 多吡啶配合物的结构简式分析，与钌(II)结合的氮原子有6个，则钌(II)的配位数是6，与钌(II)相连的N原子价层电子对数为3+0=3，杂化类型为sp2，中间上方的氮原子价层电子对数为2+1=3，杂化类型为sp2，中间下方的氮原子价层电子对数为3+1=4，杂化类型为sp3，故答案为：6；sp2、sp3。
（4）根据SO3的三聚体环状结构分析结构中S原子价层电子对数为4+0=4，其杂化轨道类型为sp3；该结构中S O键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，a是形成硫氧双键，而b是形成硫氧单键，因此较长的键为b，每个硫与四个氧结合形成四个σ键，因此该分子中含有12个σ键；故答案为：sp3；b；12。
21．(1)第四周期Ⅷ族
(2)相似相溶规则
(3) CD 配位键
(4)2
(5)(0.5,0,0.25)或(0.5,0.5,0)
解析：（1）镍(Ni)元素是28号元素，其价电子排布式为3d84s2，镍(Ni)原子在周期表中的位置第四周期Ⅷ族；故答案为：第四周期Ⅷ族。
（2）C60的晶胞与干冰的晶胞相似，C60能溶于二硫化碳而不溶于水，C60、二硫化碳都是非极性分子，水是极性分子，根据相似相溶原理，非极性分子溶于非极性溶剂；故答案为：相似相溶规则。
（3）①萃取剂M是有机分子，含有共价键、氢键，没有离子键、金属键和配位键；因此物质M中含有的作用力有共价键、氢键；故答案为：CD。
②X晶体中氮原子与碳形成两对共用电子对，与氧形成一对公用电子对，则有一对孤对电子，提供给铜，因此铜元素与氮原子之间的共价键类型为配位键；故答案为：配位键。
（4）根据晶胞结构小黑球有4个，小白球有2个，则小黑球为铜，铜与两个氧连接，因此该晶胞结构中铜原子的配位数是2；故答案为：2。
（5）根据晶胞结构，则距离Cd(0，0，0)最近的Sn在侧下面的面心或者地面面心，侧下面的面心坐标为(0.5,0,0.25)或地面面心坐标为(0.5,0.5,0)；故答案为：(0.5,0,0.25)或(0.5,0.5,0)。
22．ZnS sp3杂化 V形 正四面体
【分析】元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2，核外电子数为2+8+18+2=30，则X为Zn元素；元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，则Y为S元素；元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故Z为O元素，据此分析解答。
解析：根据上述分析，X为Zn元素，Y为S元素，Z为O元素。
(1)①在晶胞中，X位于顶点和面心，则一个晶胞中，X离子的数目8×+6×=4，故答案为：4；
②一个晶胞中，X离子的数目4，Y离子数目为4，该化合物的化学式为ZnS，故答案为：ZnS；
(2)氢化物H2S分子中S原子形成2个σ键，含有2对孤对电子，杂化轨道数目为4，故S原子采取sp3杂化，为V形结构，故答案为：sp3杂化；V形；
(3)SO中S原子孤电子对数为=0，价层电子对数为4+0=4，故其空间结构为正四面体，故答案为：正四面体。
23．(1)分液漏斗
(2)将不易被氧化的Co2+转化为具有较强还原性的[Co(NH3)6]2+
(3)增大氯离子浓度，有利于析出[Co(NH3)6]Cl3
(4)冷却结晶
(5) 平衡气压，防止倒吸，防止氨气逸出 防止氨气逸出， 偏低
解析：将CoCl2 6H2O和可溶性NH4Cl一起用水溶解，所得溶液中加入活性炭和浓氨水，得到[Co(NH3)6]Cl2和活性炭的浊液，滴加H2O2的水溶液，在活性炭的催化作用下，溶液中Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ)，生成[Co(NH3)6]Cl3和活性炭的浊液，再加入浓盐酸，冷却过滤，析出晶体[Co(NH3)6]Cl3；据此解答。
(1)由仪器结构特征，可知仪器a为分液漏斗；答案为分液漏斗
(2)将Co2+转化[Co(NH3)6]3+过程中，先加浓氨水，是将不易被氧化的Co2+转化为具有较强还原性的[Co(NH3)6]2+，即Co2++6NH3 H2O=[Co(NH3)6]2++6H2O；答案为将不易被氧化的Co2+转化为具有较强还原性的[Co(NH3)6]2+。
(3)滤液中加适量浓盐酸，增大氯离子浓度，有利于析出[Co(NH3)6]Cl3；答案为增大氯离子浓度，有利于析出[Co(NH3)6]Cl3。
(4)由题中信息可知，需对静置液进行“操作A”后过滤，即从热的滤液中分离出[Co(NH3)6]Cl3晶体，应采取冷却结晶；答案为冷却结晶。
(5)①由添加药品后，加热三颈烧瓶，蒸出的NH3通入含有V1mLc1 mol L-1H2SO4 标准溶液的锥形瓶中，所以液封装置1的作用是防止氨气逸出，同时可以起到平衡气压，防止倒吸的作用；液封装置2的作用为防止氨气逸出；答案为平衡气压，防止倒吸，防止氨气逸出；防止氨气逸出。
②氨气容易挥发，若未将液封装置2中的水倒入锥形瓶，则使得硫酸吸收的氨气偏少，则测得的NH3的质量分数偏低；答案为偏低。