2023年高考真题变式分类汇编：金属晶体的基本堆积模型
2023年高考真题变式分类汇编：金属晶体的基本堆积模型
一、选择题
1．（2020·红桥模拟）铁有δ、γ、α三种晶体结构，以下依次是δ、γ、α三种晶体在不同温度下转化的图示。下列有关说法中正确的是（ ）
δ－Fe γ－Fe α－Fe
A．δ、γ、α三种晶体互为同分异构体
B．γ－Fe晶体为面心立方体紧密堆积
C．α－Fe晶体与每个Fe原子距离相等且最近的Fe原子有8个
D．将Fe加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同
2．（2022高二下·吉林期末）铁的晶体有多种结构，其中两种晶体的晶胞结构如下图甲、乙所示(acm、bcm分别为晶胞边长)，下列说法正确的是
A．两种铁晶体中均存在金属阳离子和阴离子
B．乙晶体晶胞中所含有的铁原子数为14
C．甲、乙两种晶胞中铁原子的配位数之比为1：2
D．甲、乙两种铁晶体的密度比为b3：2a3
3．（2022高二下·台州期末）鲍鱼壳有内层和外层之分，一层是霰石，一层是方解石，他们的组成成分都是碳酸钙，但它们的晶体结构不同，霰石光滑，方解石坚硬，称为“同质多象”现象。金刚石和石墨也是一种同质多象现象。下列说法错误的是（ ）
A．霰石晶体结构图的方框中含有4个钙离子、4个碳酸根离子
B．方解石晶体结构图的平行六面体中含有2个钙离子、2个碳酸根离子
C．霰石转化成方解石是物理变化
D．方解石与霰石的某些性质不同
4．（2022高二下·金华期末）已知空间利用率是指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比。下列有关说法错误的是（ ）
A．铜碘杂化团簇分子结构如图1所示，分子间通过范德华力聚集在一起
B．晶体的晶胞如图2所示，标记为X的的分子坐标为
C．H原子的电子云如图3所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动
D．金属Cu为面心立方晶胞(如图4所示)，其空间利用率约为74%
5．（2022高二下·台州期末）GaAs是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似，晶胞边长为anm，下列说法正确的是（ ）
A．GaAs晶体中，As与Ga之间存在配位键
B．As原子在晶胞的内部，Ga原子在晶胞的顶角和面上
C．每一个As原子周围最近的As原子有8个
D．As原子与最近的Ga原子之间的距离为
6．（2021高二上·乐山期末）下列示意图或图示正确的是（ ）
A．的分子模型示意图
B．键电子云模型
C．砷原子结构示意图
D．Na晶体堆积方式
7．（2021高一上·静安期末）下列有关氯化钠晶体的叙述中，正确的是（ ）
A．氯化钠晶体是由钠离子和氯离子构成的，所以氯化钠晶体能导电
B．钠离子和氯离子之间因静电吸引而形成氯化钠晶体
C．氯化钠的分子式为NaCl
D．每个钠离子周围吸引6个氯离子，每个氯离子周围同样吸引6个钠离子
8．（2021高二下·金台期末）在某晶体中，与某一种微粒x距离最近且等距离的另一种微粒y所围成的空间构型为正八面体型（如图）。该晶体可能为（ ）
A．NaCl B．CsCl C． D．
9．（2021高二下·驻马店期末）下列是典型晶体的结构示意图，从①到④对应正确的是：（ ）
A．金刚石 Cu B． 金刚石 Cu
C．NaCl 金刚石 D．Cu 金刚石
10．（2021高二下·鄂州期末）下列有关图示，能直观形象地展示化学知识。以下图示正确的是（ ）
A．①表示石墨的空间结构
B．②表示2s电子云轮廓图
C．③表示非晶态SiO2、晶态SiO2X－衍射粉末图谱
D．④表示NaCl晶体的晶胞结构图
11．（2021高二下·信阳期末）是常用的还原剂，下列有关说法正确的是（ ）
A．中心原子的杂化方式是杂化，其阴离子的空间构型是正四面体形
B．中存在离子键、键、氢键
C．该化合物中，H元素呈-1价，易被还原
D．Li原子电子排布图()表示的状态中，能量高的是①
12．（2021高二下·济南期末）科学家研究利用CaF2晶体释放出的Ca2+和脱除硅烷，拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。已知：晶胞中Ca2+的位置如图1所示，位于Ca2+所构成的四面体中如图2所示。下列说法错误的是（ ）
A．CaF2晶体中，每个周围距离相等且最近的有6个
B．OF2与SiO2中氧原子杂化方式相同
C．若图中A处原子分数坐标为(0，0，0)，一个的坐标为(，，)，则在(，，)处也存在
D．若脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力，则脱硅能力BaF2＜CaF2＜MgF2
13．（2021高二下·昌吉期末）仔细观察下图，这种堆积方式是：（ ）
A．简单立方堆积 B．体心立方堆积
C．六方最密堆积 D．面心立方最密堆积
14．（2021高二下·黄冈期末）下列关于晶体的说法正确的是（ ）
A．共价晶体中，共价键键能越大，熔点越高
B．晶体中有阳离子时，必有阴离子
C．晶胞是晶体中最小的平行六面体
D．玻璃吊坠具有规则的几何外形，所以玻璃是晶体
15．（2020高二下·三明期末）利用反应 可合成金刚石。下列说法错误的是（ ）
A．CCl4晶体、Na晶体、NaCl晶体均以密堆积的方式降低体系能量
B．金属Na的晶胞为体心立方晶胞，Na原子的配位数为12
C．金刚石属于原子晶体，晶体中C原子数目与C-C键数目之比为1：2
D．NaCl晶体中每个Na+周围距离最近的Cl-有6个
16．（2019高二上·剑河期末）金属晶体的中金属原子的堆积基本模式有（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
二、非选择题
17．（2021·兰州模拟）电池在人类生产生活中具有十分重要的作用，工业上采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺( )等作为原料制备锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂(LiFePO4)，采用单晶硅和铜、锗、镓、硒等的化合物作为太阳能电池的制备原料。
（1）基态硒原子的价电子排布式是 。
（2）下图表示碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势，其中表示碳元素的曲线是 (填标号)。
（3）苯胺中N原子的杂化方式为 ，分子中σ键与π键的数目比为 。
（4）自然界中含硼元素的钠盐存在于天然矿藏中，其化学式为Na2B4O7·10H2O，它的结构单元是由两个H3BO3和两个［B(OH4)]-缩合而成的双六元环，应该写成Na2[B4O5(OH)4]·8H2O，其结构如下图所示，则该晶体中不存在的作用力是___________。(填选项字母)。
A．离子键 B．共价键 C．金属键 D．范德华力
E．氢键
（5）①图1为某金属单质的晶胞示意图，其堆积方式的名称为 。
②图2为铜的某种氯化物晶胞示意图，该物质的化学式是 。原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，上图中各原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(0，1，1)；C为(1，1，0)；则D原子的坐标参数为 。
③图示晶胞中C、D两原子核间距为298 pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体密度为 g cm-3(列出计算式即可)。
18．（2020·盐城模拟）Cr、Co、Al的合金及其相关化合物用途非常广泛。
（1）Cr3+基态核外电子排布式为 。
（2）1951年Tsao最早报道用LiAlH4还原腈，如反应： 。
①LiAlH4中三种元素的电负性从大到小的顺序为 。
② 分子中碳原子的轨道杂化类型为 ，1mol该分子中含σ键的物质的量为 。
（3）[Co(15-冠-5)(H2O)2]2+是一种配位离子(“15-冠-5”是指冠醚的环上原子总数为15，其中O原子数为5)，请在该配位离子结构示意图(图-1)中的相应位置补画出配位键 。
图1
图2
（4）全惠斯勒合金CrxCoyAlz的晶胞结构如题图-2所示，则其化学式为
19．（2020·张家口模拟）铜是人类最早使用的金属之一。也是中学中常见的过镀金属元素。铜是与人类关系非常密切的有色金属。被广泛地作力导线应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。回答下列问题：
（1）基态Cu+原子核外电子排式为 。
（2）CuCl晶体的晶格能可通过如图的Born-Haber循环计算得到：
铜原子的第一电离能为 kJ mol-1；Cl-Cl键键能为 kJ mol-1；CuCl的晶格能为 kJ mol-1。
（3）铜盐属于重金属盐，铜盐中毒可用青霉胺解毒，解毒原理如下：Cu2+能与青霉胺成环状络合物，该环状络合物无毒、易溶于水，可经尿液排出。
①青霉胺分子中S原子的轨道杂化类型为 ；
②硫化氢与氨气键角的大小：H2S NH3(填“＞”或“<”)。
③第二周期元素中，第一电离能大于N的元素有 (用元素符号表示)。
④该环状络合物无毒、易溶于水，可经尿液排出，请解释该化合物易溶于水的主要原因： 。
（4）某含铜的离子化合物M由Cs、Cu、Cl三种元素构成，M属于立方体晶系的离子晶体，其结构如图所示。试回答下列问题：
①离子化合物M的化学式为 ；
②已知Cs和Cl两元素离子的半径大小相近，该晶体中两种离子联合组成何种形式的密堆积 ；
③若晶胞参数为anm，则这种晶体密度为 g cm-3(用含a、和NA的式子表示)。
20．（2020·临朐模拟）有A，B，C，D四种元素，其中A元素和B元素的原子都有1个未成对电子，A＋比B－少一个电子层，B原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满；C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D的质量分数为 40％，且其核内质子数等于中子数。R是由A、D两元素形成的离子化合物，其中A＋与D2－离子数之比为2∶1。
回答下列问题：
（1）A元素形成的晶体属于A2密堆积型式，则其晶体内晶胞类型应属于 （填写“六方”、“面心立方”或“体心立方”）。
（2）B－的电子排布式为 ，在CB3分子中C元素原子的原子轨道发生的是 杂化。
（3）C的氢化物的空间构型为 ，其氢化物在同族元素所形成的氢化物中沸点最高的原因是 。
（4）B元素的电负性 D元素的电负性（填“＞”、“＜”或“＝”）；用一个化学方程式说明 。
（5）如图所示是R形成的晶体的晶胞，设晶胞的棱长为a cm。试计算R晶体的密度为 。（阿伏加德罗常数用NA表示）
21．（2020·河北模拟）电池在人类生产生活中具有十分重要的作用，其中锂离子电池与太阳能电池占有很大比重。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。其材料有单晶硅，还有铜、锗、镓、硒等化合物。
（1）基态亚铜离子中电子占据的原子轨道数目为 。
（2）若基态硒原子价层电子排布式写成4s24p4p，则其违背了 。
（3）上图表示碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势，其中表示磷的曲线是 (填标号)。
（4）元素X与硅同主族且原子半径最小，X形成的最简单氢化物Q的电子式为 ，该分子其中心原子的杂化类型为 。
写出一种与Q互为等电子体的离子 。
（5）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性。自然界中含硼元素的钠盐是一种天然矿藏，其化学式写作Na2B4O7·10H2O，实际上它的结构单元是由两个H3BO3和两个[B(OH)4]－缩合而成的双六元环，应该写成Na2[B4O5(OH)4]·8H2O。其结构如图所示，它的阴离子可形成链状结构，则该晶体中不存在的作用力是
________________(填字母)。
A．离子键 B．共价键 C．金属键 D．范德华力
E．氢键
（6）GaAs的熔点为1 238 ℃，密度为ρ g·cm－3，其晶胞结构如图所示。
已知GaAs与GaN具有相同的晶胞结构，则二者晶体的类型均为 ，GaAs的熔点 (填“高于”或“低于”)GaN。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，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 。
22．（2019·合肥模拟）[化学—选修3：物质结构与性质]
含硼、氮、磷的化合物有许多重要用途，如：(CH3)3N、Cu3P、磷化硼等。回答下列问题：
（1）基态B原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为 ；基态Cu+的核外电子排布式为 。
（2）化合物(CH3)3N分子中N原子杂化方式为 ，该物质能溶于水的原因是 。
（3）PH3分子的键角小于NH3分子的原因是 ；亚磷酸(H3PO3)是磷元素的一种含氧酸，与NaOH反应只生成NaH2PO3和Na2HPO3两种盐，则H3PO3分子的结构式 为 。
（4）磷化硼是一种耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。磷化硼晶体晶胞如图1所示：
①在一个晶胞中磷原子的配位数为 。
②已知磷化硼晶体的密度为ρg/cm3，阿伏加德罗常数为NA，则B-P键长为 pm。
③磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影如图2，请在答题卡上将表示B原子的圆圈涂黑 。
23．（2018·内江模拟）[化学-选修3：物质结构与性质]铁氰化钾，化学式为K3[Fe(CN)6]，主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业。其煅烧分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物质。
（1）基态K原子核外电子排布简写式为 。 K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是 ，各元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
（2）(CN)2分子中存在碳碳键，则分子中σ键与π键数目之比为 。KCN与盐酸作用可生成HCN，HCN的中心原子的杂化轨道类型为 。
（3）CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253 K，沸点为为376 K，其固体属于 晶体。
（4）下图是金属单质常见的两种堆积方式的晶胞模型。
①铁采纳的是a堆积方式.铁原子的配位数为 ，该晶体中原子总体积占晶体体积的比值为 (用含π的最简代数式表示)。
②常见的金属铝采纳的是b堆积方式，铝原子的半径为r pm，则其晶体密度为 g·cm-3(用含有r、NA的最简代数式表示)。
24．（2018·哈尔滨模拟）CO 易与铁触媒作用导致其失去催化活性：Fe+5CO=Fe(CO)5； [Cu(NH3)2]Ac 溶液用于除去CO的化学反应方程式：[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3=[Cu(NH3)3] Ac·CO （式中Ac-代表醋酸根）。请回答下列问题：
（1）C、N、O的第一电离能最大的是 ，原因是 。基态Fe 原子的价电子排布图为 。
（2）Fe(CO)5又名羰基铁，常温下为黄色油状液体，则Fe(CO)5的晶体类型是 ，羰基铁的结构如图，根据该图可知CO作为配位体是以 原子为配位原子与Fe原子结合。
（3）离子水化能是气态离子溶于大量水中成为无限稀释溶液时释放的能量。离子在溶液中的稳定性可以从离子的大小、电荷、水化能等因素来解释。Cu2+和Cu+的水化能分别是-2121kJ·mol-1和-582 kJ·mol-1，在水溶液里Cu2+比Cu+稳定的原因是 。[Cu(NH3)2]+在水溶液中相对稳定，在配合物[Cu(NH3)2]Ac中碳原子的杂化类型是 。
（4）用[Cu(NH3)2]Ac除去CO的反应中，肯定有形成 。
a.离子键
b.配位键
c.非极性键
d. σ键
（5）钙铜合金的晶体结构可看成(a) (b) 两种原子层交替堆积排列而成图(c)，则该合金六方晶胞（即平行六面体晶胞）中含为Cu 个。已知同层的Ca-Cu的距离为294pm，根据图示求同层相邻Ca-Ca的距离 pm （已知 =1.73 计算结果保留整数）。
25．（2018·哈尔滨模拟）某药物中含有As、Cu、H、O、Cl、Fe等元素。
（1）Cu单质在不同条件下可形成晶体和非晶体，可通过 区分晶体和非晶体；基态Cu原子的价电子排布式为 ，基态Cu原子的核外电子排布中有 对自旋状态相反的电子。
（2）CH4分子中C原子的杂化方式为 ，NH3沸点比CH4高的原因是 。
（3）酸性：H3AsO4 H3AsO3，原因 。
（4）H3O+、H2O相比较，键角较大的是 ，其原因是 。
（5）一种Fe晶体晶胞如图所示，晶胞边长为a cm，已知该晶体的密度为ρ g·cm-3，Fe的相对原子质量为M，NA为阿伏加德罗常数的值，NA= (列式表示即可)。
26．（2018·黑龙江模拟）钾和碘的相关化合物在化工医药材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）基态K原子中，核外电子的空间运动状态共 种，占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为 。
（2）K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同。第一电离能比较：K (填“>”或“<”)Cr，金属键强度比较：K (填“>”或“<")Cr.
（3）IO3-离子的立体构型的名称为 ，中心原子的杂化方式为 .
（4）HIO4的酸性强于HIO3，其原因为
（5）KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，晶胞如图所示。
晶胞的棱长为a=0.446nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，K与I间的最短距离为 nm，与K紧邻的O的个数为 。阿伏加德罗常数的值为6.02×1023，列式计算晶体的密度为 g/cm3. (不必计算结果)
27．（2018·南昌模拟）钛及其化合物的应用正越来越受到人们的关注。
（1）基态下原子核外电子排布的最高能级的符号是 。与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有 种。
（2）钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料。钛硬度比铝大的原因是 。
（3）TiCl4是氯化法制取钛的中间产物。TiCl4和SiCl4在常温下都是液体，分子结构相同。采用蒸馏的方法分离SiCl4和TiCl4的混合物，先获得的馏分是 （填化学式）。
（4）半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合，其结构如右图所示。
①组成该物质的元素中，电负性最大的是 （填元素名称）。
②M中，碳原子的杂化形式有 种。
③M中，不含 （填标号）。
a. π键 b. σ键 c.配位键 d.氢键 e.离子键
（5）金红石(TiO2)是含钛的主要矿物之一，具有四方晶系结构。其晶胞结构（晶胞中相同位置的原子相同）如下图所示。
①4个微粒A、B、C、D中，属于氧原子的是 。
②若A、B、C的原子坐标分别为A (0，0，0)、B (0.69a，0.69a，c)、c (a， a，c)，则D的原子坐标为D （0.19a， ， ）；钛氧键的键长d= （用代数式表示）。
28．（2018·乌鲁木齐模拟）
（1）写出基态镍原子的电子排布式 .与其同周期的基态原子的M 层电子全充满的元素位于周期表的 区； 基态原子变成激发态原子产生的光谱叫 光谱。
（2）丙酮( )分子中2号碳原子的杂化方式为 ；与CS2互为等电子体的阴离子是 (写一种)；CO32-的立体构型是 。
（3）含0.1mol[Cr(H2O)Cl]Cl2·H2O的水溶液与足量硝酸银溶液反应生成 mol AgCl沉淀。H2O分子的键角比H2S分子的键角大，原因是 。
（4）如图所示为GaAs的晶胞结构。
①一个镓原子周围所有距离最近且相等的砷原子形成的空间构型是
②已知晶胞棱长a=5.64×10-10m.则该晶胞密度为ρ= 。
29．（2018·曲靖模拟）铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列问题：
（1）画出基态Cu原子的价电子排布图 ；
（2）已知高温下Cu2O比CuO稳定，从核外电子排布角度解释高温下Cu2O更稳定的原因 ；
（3）配合物 [Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子的杂化类型是 ，配体中提供孤对电子的原子是 。C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序是 （用元素符号表示）。
（4）铜晶体中铜原子的堆积方式如图1所示，则晶体铜原子的堆积方式为 。
（5）M原子的价电子排布式为3s23p5，铜与M形成化合物的晶胞如图2所示（黑点代表铜原子）。
①该晶体的化学式为 。
②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于 化合物（填“离子”、“共价”）。
③已知该晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA，已知该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为体对角线的1/4，则该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为 pm（写出计算列式）。
30．（2021高二上·乐山期末）锰是钢的一种重要添加剂，支撑“中国天眼”FAST的角钢塔架中就含有锰。回答下列问题：
（1）Mn元素位于元素周期表的 区，价层电子排布式为 。
（2）金属锰有多种晶型，其中锰(面心立方)晶胞俯视图为____(选填编号)。
A． B．
C． D．
（3）第三电离能 (选填“＞”或“＜”)，原因是 。
（4）能形成配离子为八面体的配合物。已知含1mol该配合物与足量溶液反应可生成，则配合物中 ， 。
（5）硫化锰是一种重要的半导体材料，其中具有稳定的岩盐矿结构，晶胞结构如图所示。若晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值，晶胞的密度是 。(列出计算式)
31．（2021高二下·吕梁期末）铁元素是最重要的金属元素之一，其不仅是各种钢材的主要成分，很多含铁化合物也具有重要意义。
（1）按照电子排布，可把元素周期表中的元素划分成五个区，铁元素属于 区。
（2）Mn2+在水溶液中难被氧化，而Fe2+则易被氧化为Fe3+，请从离子的价电子式角度解释Mn2+与Fe2+还原能力的差别 ，Mn2+的半径 Fe3+的半径(选填”>”、”<”或“=”)。
（3）金属铁晶体中铁原子采用体心立方堆积，该铁晶体的空间利用率为 (用含π的式子表示)。
（4）向含Fe3+的溶液中滴加少量的KSCN溶液，溶液中生成红色的【Fe(SCN)(H2O)5】2+。N、H、O三种元素的电负性由大到小的顺序为 。【Fe(SCN)(H2O)5】2+中Fe3+的配位数为 。H2O中氧原子的杂化方式为 。
（5）二茂铁是一种含铁的有机化合物，其化学式为Fe(C5H5)2，可看作是Fe2+离子与两个正五边形的环戊二烯负离子(C5H)配体形成的夹心型分子(如下图a所示)。已知大π键可用符号π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π)，则C5H的大π键表示为 ，二茂铁为黄色针状晶体，熔点173℃(在100℃时开始升华)，沸点249℃，水中难溶，但可溶于很多有机溶剂。下列相互作用中，二茂铁晶体中不存在的是 (填标号)。
A．离子键B．配位键C．δ键D．范德华力
32．（2021高二下·信阳期末）日常生活中常用A的单质通入自来水中杀菌消毒，B的单质或合金做电线的导体部分。A的负一价离子的最外层电子数和次外层电子数相同。B为第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。
（1）A单质通入水中发生反应的离子方程式： ；写出起到杀菌作用的产物的电子式： 。
（2）B元素在周期表中的位置是 ；B金属晶体的空间堆积方式为 ；B原子的配位数为 。
（3）A与B形成的一种化合物的立方晶胞如图所示：
①该化合物的化学式为 。
②该晶胞棱长为0.542 nm，则晶体的密度为 (写出计算式即可，不计算结果)。
③该化合物难溶于水易溶于氨水，是因为可与氨形成易溶于水的配位化合物，若配位数是4，则络离子的化学式为 。
该络离子在空气中易被氧化而导致溶液呈现 色。
（4）如图A、B形成离子晶体的晶格能为 kJ/mol。
33．（2019高二下·吉林期末）太阳能电池板材料除单晶硅外，还有氮、硼、硒、钛、钴、钙等化学物质。
（1）基态钙原子的电子排布式为 ，金属钴的堆积方式与镁相似，都属于六方最密堆积，其配位数是
。
（2）氮元素的第一电离能在同周期中从大到小排第 位；写出与NO-互为等电子体的一种非极性分子的化学式 。
（3）晶体硼的结构单元是正二十面体，每个单元中有12个硼原子(如图)，其中有两个原子为10B，其余为11B，则该结构单元有 种不同的结构类型。
（4）六方相氮化硼的结构与石墨相似，B的杂化方式是 ，其不导电的原因是 。
（5）在浓的TiCl3盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6，组成为TiCl3·6H2O的晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1∶5，则该配离子的化学式为 。
（6）钴晶体的一种晶胞是体心立方堆积(如图所示)，若该晶胞的边长为a nm，密度为ρ g·cm－3，NA表示阿伏加德罗常数的值，则钴的相对原子质量可表示为 。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】A．Fe是单质，δ、γ、α三种晶体结构不同，属于同素异形体，不是同分异构体，A不符合题意；
B．γ-Fe晶体中Fe原子处于顶点与面心，属于面心立方密堆积，B符合题意；
C．α－Fe晶体中Fe原子处于顶点，属于简单立方堆积，晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子是相邻顶点上铁原子，与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个，C不符合题意；
D．由题给信息可知，将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，温度不同，得到的晶体类型不相同，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A．根据同分异构体分子式相同结构不同判断；
B．根据晶胞的结构判断堆积方式即可；
C．α-Fe晶体的堆积为简单立方堆积，根据晶胞结构确定配位数；
D．根据题意可知在不同的温度条件下铁的晶体结构会发生改变分析。
2．【答案】D
【知识点】晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】A．金属晶体由金属阳离子与自由电子构成，不含阴离子，A不符合题意；
B．乙晶体晶胞为面心立方最密堆积，顶点原子贡献率为，面心原子贡献率为，故乙晶体晶胞中所含有的铁原子数为： 8×+6×=4，B不符合题意；
C．甲晶体为体心立方堆积、配位数为8，乙晶体晶胞为面心立方最密堆积、配位数为12，甲、乙两种晶胞中铁原子的配位数之比为8： 12=2： 3，C不符合题意；
D．甲晶胞单独占有Fe原子数目= 1+8×=2，乙晶胞单独占有Fe原子数目8×+6×=4，晶胞质量之比=1： 2，则晶体密度之比==b3： 2a3，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.金属晶体由金属阳离子与自由电子构成；
B.根据均摊法计算；
C.甲晶体为体心立方堆积、配位数为8，乙晶体晶胞为面心立方最密堆积、配位数为12；
D.根据均摊法和计算。
3．【答案】C
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】A．如图所示，霰石晶体结构图的方框中，钙离子的个数为4，碳原子的个数为4，氧原子的个数为8+8×=12，则霰石晶体结构图的方框中含有4个钙离子、4个碳酸根离子，A不符合题意；
B．如图所示，方解石晶体结构图的平行六面体中含有2个碳酸根离子，则该结构中还含有2个钙离子，B不符合题意；
C．霰石和方解石的组成成分都是碳酸钙，但它们的晶体结构不同，且转化过程中发生了化学键的断裂和生成，则霰石转化成方解石是化学变化，C符合题意；
D．霰石和方解石的组成成分都是碳酸钙，化学性质相同，但它们的晶体结构不同，物理性质有差异，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．利用均摊法确定原子数；
B．依据方解石晶体结构图判断；
C．转化过程中发生了化学键的断裂和生成，是化学变化；
D．组成成分相同，化学性质相同，但结构不同，物理性质有差异。
4．【答案】C
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】A．范德华力是分子之间普遍存在的一种相互作用力，它的本质是正负电荷间的相互吸引，它使得许多物质能以一定的凝聚态存在，则铜碘杂化团簇分子是分子间通过范德华力聚集在一起，A项不符合题意；
B．根据晶体的晶胞图示可知，标记为X的的分子坐标为，B项不符合题意；
C．H原子为单电子体系，核外只有1个电子，电子云图中的黑点不是指大多数电子在原子核附近运动，C项符合题意；
D．面心立方最密堆积，空间利用率为，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．范德华力是分子之间普遍存在的一种相互作用力；
B．根据晶体的晶胞图确定分子坐标；
C．依据电子云图分析电子在核外空间出现的概率；
D．依据面心立方最密堆积确定空间利用率。
5．【答案】A
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】A．砷原子还有1对孤对电子，而镓原子有容纳孤对电子的空轨道，所以可以构成配位键，A符合题意；
B．Ga的半径大于As，从图中可知，晶胞中Ga位于体内，数目为4，As原子位于顶点和面心，数目为8×+6×=4，B不符合题意；
C．以顶点As原子为例，每个As原子周围最近等距离的As原子位于该顶点所在的三个面的面心上，数目为=12，C不符合题意；
D．As原子与最近的Ga原子连线处于晶胞体对角线上，且Ga原子与As原子之间的距离为晶胞体对角线长度的倍，又晶胞的体对角线为晶胞棱长的倍，则Ga原子与As原子之间的距离为，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．砷原子有1对孤对电子，而镓原子有空轨道，所以可以构成配位键；
B．Ga的半径大于As，利用均摊法确定原子数；
C．依据晶体结构图判断；
D．依据晶体结构进行计算。
6．【答案】D
【知识点】金属晶体的基本堆积模型；原子结构示意图；结构式
【解析】【解答】A．分子是碳氧双键，碳原子sp杂化，分子结构是直线形结构，因此 不是二氧化碳的分子模型，故A不符合题意；
B．键是“肩并肩”的重叠方式，是π键的电子云模型，故B不符合题意；
C．As是33号元素，砷原子核外电子层排布为2、8、18、5，其结构示意图 ，故C不符合题意；
D．Na晶体堆积方式是体心立方堆积，其晶胞结构为，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A.是直线形分子；
B.的电子云模型为；
C.As原子的质子数是33，核外电子数是33，核外各层上电子数分别为2、8、18、5。
7．【答案】D
【知识点】离子晶体；金属晶体的基本堆积模型；电解质溶液的导电性
【解析】【解答】A.NaCl晶体中不存在可自由移动的离子，因此NaCl晶体不能导电，A不符合题意；
B.Na＋、Cl－之间存在静电引力和静电斥力，因此NaCl中的离子键是靠静电作用形成的，B不符合题意；
C.NaCl为离子晶体，不存在分子式，C不符合题意；
D.由NaCl的晶体结构可知，每个Na＋周围吸引6个Cl－，每个Cl－周围同样吸引6个Na＋，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A、NaCl晶体不能导电；
B、Na＋和Cl－之间存在静电引力和静电斥力作用；
C、NaCl为离子晶体，不存在分子式；
D、结合NaCl晶体结构分析；
8．【答案】A
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】根据题意，在该图形中x微粒的配位数是6，NaCl晶体中氯离子和钠离子的配位数均是6，CsCl晶体中离子的配位数是8，二氧化碳晶体中，二氧化碳分子的配位数是12，二氧化硅是原子晶体，每个Si原子与4个O原子相连，而每个O原子与2个Si原子相连，不符合此图，
故答案为：A。
【分析】NaCl晶体中氯离子和钠离子的配位数均是6，CsCl晶体中离子的配位数是8，CO2是立方密堆积结构，配位数是12，SiO2中的配位数是2或4.
9．【答案】D
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】①中只有一种原子，为面心立方最密堆积，如Cu，②中顶点为AB2型分子，如CO2，③中只有一种原子，且一个原子与其他原子形成正四面体构型，如金刚石，晶体硅，④中有两种微粒，个数比为1：2，为AB2型分子，综上分析，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】依据典型的晶胞结构分析判断。
10．【答案】D
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】A．石墨是层状结构，①表示金刚石的空间结构，A不符合题意；
B．s电子云是球形的，②不能表示2s电子云轮廓图，B不符合题意；
C．③中应该表示晶态SiO2、非晶态SiO2X－衍射粉末图谱，C不符合题意；
D．氯化钠形成的是离子晶体，④表示NaCl晶体的晶胞结构图，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．石墨是层状结构；
B．s电子云是球形的；
C．晶态SiO2X－衍射粉末图谱中有峰、非晶态SiO2的没有；
D．氯化钠形成的是离子晶体。
11．【答案】A
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．阴离子是，中心原子Al的价层电子对数是4，杂化方式是，空间构型是正四面体形，符合题意；
B．中存在阴阳离子间的离子键，中存在键，但是该物质中不存在氢键，不符题意；
C．该化合物中，H元素呈-1价，易被氧化而表现还原性，不符题意；
D．电子离核越远能量越高，②是激发态的Li原子，所以能量高的是②，不符题意；
故答案为：A。
【分析】A．依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型；
B．物质中不存在氢键；
C．H元素呈-1价，最低价易被氧化；
D．电子离核越远能量越高。
12．【答案】D
【知识点】金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．由于CaF2晶体中中钙离子、氟离子交替排列，所以假设这个晶胞的体心上是Ca2+，那么三个顶点就是F-，每个周围距离相等且最近的有6个，选项A不符合题意；
B．OF2与SiO2都是含有极性共价键的共价化合物，化合物中氧原子的价层电子对数都为4，杂化方式都为sp3杂化，选项B不符合题意；
C．由晶体结构可知，A处到B处的距离为体对角线的，若A处一个的坐标为(，，)，则B处也存在一个坐标为(，，)，选项C不符合题意；
D．三种氟化物均为离子晶体，晶体提供自由氟离子的能力越强，阴阳离子间形成离子键越弱，钡离子、钙离子、镁离子的电荷数相同，离子半径依次减小，则BaF2、CaF2、MgF2三种晶体中的离子键依次增强，晶体提供自由氟离子的能力依次减弱，脱硅能力依次减弱，选项D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．利用晶胞结构判断；
B．依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；
C．由原子在晶胞中位置确定坐标；
D．晶体提供自由氟离子的能力越强，阴阳离子间形成离子键越弱。
13．【答案】C
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】由图可知，该晶胞中原子的堆积方式为ABABAB型，属于六方最密堆积，故C符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据图示即可判断堆积方式
14．【答案】A
【知识点】金属晶体的基本堆积模型；晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用；不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A．共价晶体的熔沸点和共价键的键能有关系，共价键键能越大，熔点越高，A符合题意；
B．晶体中有阳离子时，不一定有阴离子，例如金属晶体中含有阳离子，但没有阴离子，B不符合题意；
C．一般情况下，晶胞都是平行六面体，但是晶胞不是晶体中最小的“平行六面体”，C不符合题意；
D．玻璃吊坠虽然具有规则的几何外形，但玻璃是非晶体，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.键能越大，熔点越高
B.金属晶体中含有阳离子但是不含有阴离子含有的是自由移动的电子
C.晶胞是能完整反映晶体内部原子或离子在三维空间分布，即结构特征的最小单元
D.晶体具有固定的熔沸点但是玻璃没有
15．【答案】B
【知识点】离子晶体；原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】A．金属晶体、离子晶体、分子晶体的结构中，金属键、离子键、范德华力均没有方向性，都趋向于使原子、离子或分子吸引尽可能多的微粒分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定，故A不符合题意；
B．体心立方晶胞中，以体心钠原子为例可知配位数应为8，故B符合题意；
C．金刚石中每个C原子形成4个共价键，每条共价键有 属于该碳原子，所以每个碳原子具有 =2条共价键，即晶体中C原子数目与C-C键数目之比为1：2，故C不符合题意；
D．氯化钠晶体的晶胞如图所示 ，以顶点钠离子为例，周围距离最近的氯离子位于该顶点所在的棱的棱心，所以为6个，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．除原子晶体外的晶体总是吸引尽可能多的微粒分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量；
B．体心立方晶胞中，钠原子的配位数8；
C．依据金刚石结构分析；
D．氯化钠晶体每个氯钠子最近的氯离子为6个.
16．【答案】D
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】金属晶体的中金属原子的堆积基本模式有有4种：简单立方堆积，体心立方堆积，面心立方最密堆积晶格，六方最密堆积，故答案D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据常见金属原子的堆积模型进行回答即可。
17．【答案】（1）4s2 4p4
（2）a
（3）sp3；14：1
（4）C
（5）六方最密堆积；CuCl；( )；
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)硒元素是第34号元素，位于周期表的第四周期 VI A族，故基态硒原子的价电子排布式为4s24p4；
(2)磷碳、硅和磷三种元素中，硅元素的第一电离能最小，则曲线c代表硅；碳、磷原子的价电子排布式分别为2s22p2、3s23p3，显然碳原子失去2p轨道的2个电子较易，失去2s轨道的2个电子较难，故碳元素的第一、二级电离能明显小于第三、四级电离能；磷原子失去3p轨道的3个电子相对较易，失去3s轨道的2个电子较难，故磷元素的第四级电离能明显大于第一、二、三级电离能，图中曲线a代表碳，曲线b代表磷；
(3)苯胺中N原子的杂化方式为sp3杂化；苯胺分子含有1个大π键，14个σ键（5个C-H键、6个C-C键、1个C-N键、2个N-H键），则σ键和π键的数目比为14：1；
(4)根据题中的结构可知，Na+和酸根离子之间存在离子键，非金属原子之间存在共价键，分子间存在范德华力，水分子之间存在氢键，该晶体内不存在金属键，
故答案为：C；
(5)①该堆积方式为六方最密堆积；
②该晶胞中，含有Cu的个数为4，含有Cl的个数为 =4，则该晶胞中Cu、Cl最简个数比为1：1，故该物质的化学式为CuCl；由题可知，若晶胞的棱长为1，经计算，D原子到x-y平面的距离为 ，到y-z平面、x-z平面的距离均为 ，故D原子的坐标参数为( ， ， )；
③由②可知，当晶胞的棱长为1时，C的坐标为(1，1，0)，D的坐标为( ， ， )，则CD的长为 ；若C、D两原子核间距为298pm，则晶胞棱长a= nm= cm；该晶胞含有4个CuCl，故该晶胞的密度ρ= = = g cm-3。
【分析】（1）根据Sn的核外电子能级排布即可写出价层电子排布
（2）根据价层电子的能级排布即可判断出
（3）根据苯胺中氮原子的成键方式即可判断出杂化方式，根据结构简式即可找出 σ键与π键的数目
（4）根据其化学式即可判断出结构中含有的是离子键、共价键、范德华力、氢键等作用力
（5）①根据晶胞中的占位情况即可判断出堆积方式
②根据占位即可计算出原子的个数即可求出化学式，结合给出的坐标参数即可找出D点的坐标
③根据CD的距离即可晶胞参数即可计算出晶胞的体积，结合晶胞中的原子个数即可计算出晶胞质量即可求出密度
18．【答案】（1）[Ar]3d3 或1s22s22p63s23p63d3
（2）H、Al、Li；sp、sp2和sp3；19mol
（3）
（4）Cr2CoAl
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Cr是24号元素，其基态原子的核外电子排布为[Ar]3d54s1或者1s22s22p63s23p63d54s1，失去3个电子，形成Cr3＋，则Cr3+基态核外电子排布式为[Ar]3d3或1s22s22p63s23p63d3；
(2)①元素的金属性越强，电负性越小，在常温下，Li可与水反应，Al不与水反应，说明Li的金属性强于Al，则其电负性小于Al，Al和Li均能与酸反应置换出H2，说明H的电负性最大，则LiAlH4中三种元素的电负性从大到小的顺序为H、Al、Li；
②有机物 中含有饱和的碳原子，也有形成碳碳双键的碳原子（若将苯环看成单双键交替的结构），也有形成碳碳三键的碳原子，碳原子的杂化类型分别采取sp、sp2和sp3；所有的单键（碳碳单键、碳氢单键）均为σ键，碳碳双键（若将苯环看成单双键交替的结构）和碳氮三键中有1根键为σ键，则1mol该分子中含σ键的物质的量为19mol；
(3)冠醚和H2O中的O原子均含有孤对电子，可与Co2＋形成配位键，配位键如图所示： ；
(4)根据晶胞结构，位于晶胞内部的Cr有4个，均为此晶胞所有，位于顶点的Cr有8个，为8个晶胞所共用，位于面心的Cr有6个，为2个晶胞所共有，则属于此晶胞的Cr有 个；位于晶胞的棱柱上的Co，共12个，为每个Co为4个晶胞所共有，正中心的Co有1个，为此晶胞所有，则属于此晶胞的Co有 个；Al位于晶胞的内部，均为此晶胞所有，共有4个；则晶胞中Cr、Co、Al的个数比为8：4：4=2：1：1，则合金的化学式为Cr2CoAl。
【分析】（1）铬为24号元素，铬元素失去3个电子变成Cr3+，所以Cr3+核外有21个电子，根据构造原理写出其核外电子排布式；
（2）①非金属性越强电负性越大；
②中C有饱和碳、苯环碳、-C≡N、C-H形式存在，据此判断C的杂化方式，-C≡N中有一个键为σ键，C-H键为σ键，C-C键为σ键；
（3）钴离子与水分子通过配位键形成水合钴离子[Cuo（H2O）6]2+，其中中心原子（离子）是Co2+，配体是H2O，配位数为6，O原子含有孤电子对是配原子；
（4）顶点粒子占，面上粒子占，棱上粒子占，内部粒子为整个晶胞所有，据此判断化学式。
19．【答案】（1）1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10
（2）741.8；242.6；990.9
（3）sp3；<；F、Ne；该化合物与水之间可以形成分子间氢键
（4）CsCuCl3；面心立方最密堆积；
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】(1)Cu为29号元素，失去最外层1个电子形成Cu+，根据核外电子的排布规律，基态Cu+的电子排布式是1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；(2)据图可知1mol气态铜原子各失去一个电子形成气态Cu+所需要的能量为741.8kJ/mol，所以铜原子的第一电离能为741.8 kJ/mol；0.5mol氯气吸收 121.3 kJ/mol能量变为气态氯原子，即断裂0.5molCl-Cl键需要吸收121.3 kJ/mol，所以Cl-Cl键键能为242.6 kJ/mol；据图可知：Cu(晶体)+ Cl2(g)→CuCl(晶体)△H=-137.2 kJ/mol；
Cu(晶体)→Cu+(g)△H1=+337.4 kJ/mol+741.8 kJ/mol；
Cl2(g)→Cl-(g)△H2=+121.3kJ/mol-346.8kJ/mol；
根据盖斯定律CuCl(晶体)→Cu+(g)+ Cl-(g)△H3=△H1+△H2-△H =990.9kJ/mol，所以CuCl的晶格能为990.9 kJ/mol；(3)①图示结构中S原子形成2个共价单键，1个配位键，还有1对孤电子对，所以价层电子对数为4，为sp3杂化；②氨分子只有一对孤对电子，排斥力比有两对孤对电子的硫化氢小，所以键角比硫化氢大；③同周期元素自左至右第一电离能呈增大趋势，但由于N原子最外层为半满状态，第一电离能大于相邻的O元素，所以第二周期中第一电离能大于N的有F、Ne；④该化合物容易与水分子之间形成分子间氢键，提高其在水中的溶解度；(4)①根据均摊法，该晶胞中Cs+的个数为1，Cl-的个数为 =3，Cu2+的个数为 =1，所以该离子化合物的化学式为CsCuCl3；
②该晶胞中Cs+占据体心，Cl-占据棱心，离子的半径大小相近，联合组成面心立方最密堆积；
③晶胞的质量m= g，晶胞的体积V=a3nm3，所以晶胞的密度为 = g·nm3= g·cm3
【分析】
(1)Cu是29号元素，根据洪特规则的特例写出Cu+原子核外电子排式；
(2)第一电离能是基态的气态原子失去最外层的一个电子所需能量；晶格能是指在标准状况下，使离子晶体变成气态正离子和气态负离子时所吸收的能量；
(3)①根据S的化学键分析杂化类型；
②根据孤电子对分析键角；
③根据周期律和洪特规则分析；
④根据氢键分析；
(4)①根据均摊法计算；
②根据晶胞中离子的位置分析；
③根据计算。
20．【答案】（1）体心立方
（2）ls22s22p63s23p6；sp3
（3）三角锥形；氨分子间形成氢键，所以氨气比同族其它元素形成的氢化物沸点高
（4）＞；H2S＋Cl2＝2HCl＋S↓
（5）
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）晶体钠属于体心立方堆积；
（2）B-为Cl-，是由Cl得到一个电子形成，因此Cl-的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p6；CB3的化学式为NCl3，其结构中含有三个N-Cl化学键和一对孤对电子，因此N原子的轨道杂化方式为sp3杂化；
（3）C的氢化物为NH3，其空间构型为三角锥形；NH3分子间能形成氢键，因此其沸点比同主族其他元素形成的氢化物的沸点高；
（4）同周期，核电荷数越大，电负性越大，因此电负性Cl>S，即B>D；电负性越大，其单质的氧化性越强，因此可用反应“H2S+Cl2=2HCl+S↓”证明二者电负性强弱；
（5）由晶胞结构示意图可知，该晶胞中含有8个Na+，所含S2-的个数为：，因此一个晶胞中含有4个Na2S，则每个晶胞的质量为，因此该晶胞的密度；
【分析】A、B、C、D四种元素，B原子得一个电子后3p轨道全满，则B是Cl元素；A+比B-少一个电子层，则A是Na元素；C原子的p轨道中有3个未成对电子，则为第VA族元素，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大，说明其氢化物中能和水形成分子间氢键，所以C是N元素；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，处于ⅥA族，其最高价氧化物中含D的质量分数为40%，且其核内质子数等于中子数，所以D是S元素；R是由A、D两元素形成的离子化合物，其中A与D离子的数目之比为2：1，则R是Na2S。据此结合题干设问分析作答。
21．【答案】（1）14
（2）洪特规则
（3）b
（4）；sp3；NH
（5）C
（6）原子晶体；低于； ×100%
【知识点】原子核外电子排布；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)亚铜离子的电子轨道排布式为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10，s轨道只有1个轨道，p轨道有3个方向不同的轨道，d轨道有5个方向不同的轨道，所以基态亚铜离子中电子占据的原子轨道数目为14。(2)洪特规则是指当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同。题中基态硒原子价层电子排布式写成4s24p 4p 违背了洪特规则，正确的应该是4s24p 4p 4p 。(3)电离能是基态的气态原子失去电子变为气态阳离子(即电离)，必须克服核电荷对电子的引力而所需要的能量。由于C和Si是同族元素，所以它们的四级电离能变化趋势相近，所以a、c分别为C和Si的四级电离能变化趋势，b为P的四级电离能变化趋势。(4)元素X与硅同主族且原子半径最小，则X为C，其最简单氢化物为CH4，它的电子式为 ；由于C的周围都是C—H单键，所以C的轨道杂化为sp3杂化；与CH4互为等电子体的微粒有H2O、NH3、HF、OH－、NH 、H3O＋。(5)从图中可以看出该晶体为离子晶体，所以含有离子键，A正确；晶体中有B—O键，该化学键为共价键，B正确；金属键仅存在于金属晶体中，C不正确；结晶水合物中都含有分子间作用力，D正确；化合物中含有较多的H和O，且空间结构较大，则一定有氢键，E正确。(6)从图中可以看出构成晶胞的微粒为Ga原子和As原子，所以GaAs为原子晶体，则GaN也是原子晶体；在GaAs晶体和GaN晶体中，N的原子半径小于As的原子半径，所以Ga—N键键长比Ga—As键短，所以Ga—N键键能比Ga—As键高，则GaN晶体的熔点比GaAs晶体高；一个GaAs晶胞中，含有As的个数为8× ＋6× ＝4，含有Ga的个数为4×1＝4。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，则一个Ga的质量为 g，一个As的质量为 g，所以一个GaAs的晶胞的质量为 g，则一个GaAs晶胞的体积为 cm3；Ga和As原子半径分别为rGa pm和rAs pm，则在GaAs晶胞中，4个Ga和As的体积为：4×( r ＋ r )×10－30cm3＝ (r ＋r )cm3，所以GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为： ×100%＝ ×100%。
【分析】（1）亚铜离子的电子轨道排布式为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10，故占据的轨道数目为3+6+5=14
（2）违背了洪特原则
（3）同一周期，原子序数越大，第一电离能越大，而当半充满时，电离能会大于相邻元素，故可判断b为磷
（4）由题可知X为C，最简单氢化物为甲烷，杂化类型为sp3，同样为10电子的还有铵根离子，还有氢氧根离子
（5）由结构图可知图中有离子键、共价键、范德华力以及氢键、唯一没表现出来的是金属键
（6）有结构图可知，为原子晶体，晶格能越大，熔点越高，而晶格能取决于原子半径。
22．【答案】（1）哑铃形或纺锥形；[Ar]3d10
（2）sp3杂化；(CH3)3N为极性分子，且可与水分子间形成氢键
（3）电负性N>P，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的排斥力就越大，因而键角就变大； 或
（4）4；； 或
【知识点】判断简单分子或离子的构型；配合物的成键情况；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)B为5号元素，位于第二周期第ⅢA族元素，其电子排布为1s22s22p1，占据的最高的能级为2p能级，p能级的电子云轮廓图为哑铃形或纺锥形；基态Cu的核外电子排布为[Ar] 3d104s1，形成离子是从最外层开始失去， Cu＋的电子排布式为[Ar]3d10；(2)(CH3)3N中，N形成3个σ键，N上还有1对孤电子对，则N为sp3杂化；(CH3)3N和H2O都为极性分子，而且(CH3)3N分子可以与H2O分子间形成氢键，所以(CH3)3N能溶于水；答案为：sp3杂化 (CH3)3N为极性分子，且可与水分子间形成氢键；(3)根据价层电子对互斥理论，PH3中的P和NH3中的N的价层电子对数都为4，孤电子对数都为1，PH3和NH3都是三角锥形，但是P的电负性没有N的电负性强，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的排斥力就越大，因而键角就变大，故PH3分子的键角小于NH3分子；亚磷酸(H3PO3)是磷元素的一种含氧酸，与NaOH反应只生成NaH2PO3和Na2HPO3两种盐，说明H3PO3为二元酸，H3PO3分子中含2个羟基，P原子最外层有5个电子，则H3PO3的结构式为 或 ；(4)①黑球为磷原子，根据晶胞分析，P原子作面心立方最密堆积，从上底面面心的P原子分析，周围等距且最近的B原子有4个，即P原子的配位数为4；
②1个晶胞中，包含P原子数目为8×1/8＋6×1/2=4个，含有B原子数目为4个，则1mol晶胞的质量为m=42×4g；设晶胞的边长为apm，则晶胞的体积（a×10-10cm）3= ÷ρg/cm3，则a= pm，B-P键长为a的 ，则B—P键长为 pm；
③根据晶胞结构分析，立方磷化硼晶胞沿着体对角线方向可以观察到六边形，中心B与P重合，六边形中形成两个倒立关系的正三角形，分别由3个B原子或者3个P原子形成，所以画图为 或 。
【分析】（1）P轨道的电子云轮廓形状为哑铃型，掌握Cu的核外电子排布，失去一个电子形成的电子结构为3d10；
（2）形成三个共价键，同时有一对孤对电子，为sp3杂化；掌握相似相容原理即可判断；
（3）键角的形成与键长、电子数目及中心原子的电负性密切相关；根据题意，说明亚磷酸为二元酸。
23．【答案】（1）[Ar]4s1；Fe(铁)；N>C>Fe>K
（2）3：4；sp
（3）分子
（4）8；；
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】（1）钾(K)为19号元素，原子核外共有19个电子，由于3p和4s轨道能级交错，第19个电子填入4s轨道而不填入3p轨道，基态K原子核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 64s 1简写为：[Ar]4s 1；Fe原子的基态电子排布式为：1s 22s 22p 63s 23p 63d 64s 2，C原子的基态电子排布式为：1s 22s 22p 2，N原子的基态电子排布式为：1s 22s 22p 3，则K、Fe、C、N基态原子核外未成对电子数依次为：1、4、2、3，所以K 3[Fe(CN) 6]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是Fe(铁)。第一电离能是原子失去最外层的一个电子所需能量，第一电离能主要体现的是元素失电子的能力，C、N为非金属元素都较难失电子，C、N同周期，N原子序数大于C，且N最外层2p能级容纳3的电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能也高于同周期相邻元素；K、Fe是金属元素都较易失电子，且K比Fe活泼，故K的第一电离能小于Fe的第一电离能，综上分析，各元素的第一电离能由大到小的顺序为：N>C>Fe>K。（2）(CN) 2分子中存在碳碳键，结构式为N C-C N，共价单键是σ键，共价三键中含有2个π键1个σ键，则分子中σ键与π键数目之比为3：4。HCN的结构式为H-C N，所以碳为中心原子，形成4个共价键，没有孤电子对，碳的价层电子对为2，sp杂化。（3）Fe(CO) 5的熔点为253K，沸点为376K，熔沸点比较低，属于分子晶体。（4）①铁的a堆积方式为体心立方堆积，与一个铁原子最近的铁原子距离为立方体边长的 ，这样的原子有八个，所以铁的配位数为8；如图所示： ，晶胞中铁原子数为：8× +1×=2，体心立方晶胞中r= ，所以铁原子总体积=2× =2× ，晶胞体积=a3，则该晶体中原子总体积占晶体体积的比值为 。②铝的b堆积方式为面心立方堆积，晶胞中含有Al原子数为：8× +6× =4，则晶胞质量为： g；该晶胞结构侧面可用如图表示： ，铝原子半径rpm=r×10-10cm，设晶胞边长为acm，晶胞边长a与铝原子的半径为r的关系为：2a2=(4r×10-10)2，解得a= r×10-10，所以晶胞体积为：( r×10-10)3cm3，根据密度=质量÷体积，则晶体密度为： g÷( r×10-10)3cm3。
答案为：（1）[Ar]4s1、Fe(铁)、N>C>Fe>K； （2）3：4、 sp； （3）分子； （4）8、 、 g·cm-3
【分析】本题涉及化学-选修3：物质结构与性质中的知识。晶体密度计算时注意堆积的方式。
24．【答案】（1）N；N的2p能级为半满稳定状态，能量低，第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能；
（2）分子晶体；C或碳
（3）Cu2+的半径小且所带电荷多、水化能大；sp3、sp2
（4）bd
（5）5；509或510
【知识点】金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）同一周期元素，元素电负性随着原子序数增大而增大，但是N的2p能级为半满稳定状态，能量低，第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能，所以这三种元素第一电离能为：N > O>C；铁原子的3d、4s能级为其价电子，基态铁原子的价电子排布为 3d64s2，排布图为 ；正确答案：N ；N的2p能级为半满稳定状态，能量低，第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能； 。（2）根据羰基铁的常温下为黄色油状液体，说明沸点低，为分子晶体；根据羰基铁的结构图，可知CO作为配位体是以C原子为配位原子与Fe原子结合；正确答案：分子晶体；C或碳。（3）Cu2+和Cu+的水化能分别是-2121kJ·mol-1和-582 kJ·mol-1，水化能越小，放出的热量越多，该离子越稳定，并且Cu2+半径比Cu+小，带电荷多，所以Cu2+比Cu+稳定；在配合物[Cu(NH3)2]Ac中碳原子的杂化类型是sp3、sp2；正确答案：Cu2+的半径小且所带电荷多、水化能大 ；sp3、sp2。（4）用[Cu(NH3)2]Ac除去CO的反应中，肯定有铜原子与氮原子、碳原子之间形成的配位键且也是σ键生成；
故答案为：b d。（5）从图 c 可知， Ca 位于六棱柱的顶点(1/6)和底心(1/2) ， 各有 12个和 2个， 即属于这个六棱柱的 Ca 为 3个； Cu 有两种情况， 在底面 (图 a )上，各有 6个(1/2) ，在中间一层(图 b )，内部 6个，边 (对图 c 来说是面上)上有 6个(1/2) ，共有 15个，根据原子个数比关系：N(Ca)： N(Cu)=3：15=1：5，所以该合金六方晶胞中含Cu为5个；看图a，Cu位于3个Ca构成正三角形的重心，已知Ca－Cu为294pm，设Ca-Ca的距离为xpm， 根据勾股定理：x2=(x/2)2+（294+294/2）2， x=294√3=509； 正确答案：509。
【分析】（1）电离能的判断可以根据失电子能力进行分析，失电子能力越弱电离能越大；基态电子价电子排布要注意为3d和4s能级；
（2）根据常温下的状态可以知道沸点，沸点低为分子晶体；要注意配位体根据图示可以观察碳原子为配为原子；
（3）水化能越小，该离子越稳定；杂化类型根据孤电子对数和周围原子或原子团的个数进行判断；
（4）配合物含有配位键，单键为 σ键 ；
（5）要注意根据每个原子受到周围几个面的影响，求其平均个数。
25．【答案】（1）X射线衍射实验；3d104s1；14
（2）sp3杂化；氨分子之间可以形成氢键，而甲烷分子之间只存在范德华力
（3）>；H3AsO4中的非羟基氧原子比H3AsO3中多，H3AsO4中As对电子的吸引力更强，使O—H键更易断裂，电离出H+
（4）H3O+；H3O+、H2O中O原子都是sp3杂化，H2O中O原子有2对孤电子对，H3O+中O原子有1对孤电子对，孤电子对越多，对成键电子对的排斥力越大，键角越小
（5）
【知识点】金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)区分晶体和非晶体，可通过X射线衍射实验区分，铜是29号元素，基态Cu原子的价电子排布式为3d104s1，29个电子占据15个轨道，其中14个轨道中的电子自旋状态相反，故答案为：X射线衍射实验；3d104s1；14；(2)CH4分子中C原子的价层电子对数=4，采用sp3杂化，氨分子之间可以形成氢键，而甲烷分子之间只存在范德华力，使得NH3沸点比CH4高，故答案为：sp3杂化；氨分子之间可以形成氢键，而甲烷分子之间只存在范德华力；(3) H3AsO4中的非羟基氧原子数目大于H3AsO3，酸性：H3AsO4＞H3AsO3，故答案为：>；H3AsO4中的非羟基氧原子比H3AsO3中多，H3AsO4中As对电子的吸引力更强，使O—H键更易断裂，电离出H+；(4) H3O+、H2O中O原子都是sp3杂化，H2O中O原子有2对孤电子对，H3O+中O原子有1对孤电子对，孤电子对越多，对成键电子对的排斥力越大，键角越小，因此H3O+、H2O相比较，键角较大的是H3O+，故答案为：H3O+；H3O+、H2O中O原子都是sp3杂化，H2O中O原子有2对孤电子对，H3O+中O原子有1对孤电子对，孤电子对越多，对成键电子对的排斥力越大，键角越小；(5)根据晶胞结构图，1个晶胞中含有的铁原子数=8× +6× =4，因此晶体的密度为ρ g·cm-3= ，解得NA= ，故答案为： 。
【分析】（1）注意晶体和非晶体的区别可以用 X射线衍射实验 ；基态电子排布的时候要注意洪特规则；根据电子排布的对数，可以知道自旋相反电子又14对；
（2）杂化轨道根据中心原子周围的原子数和未成对电子的什么进行计算；影响沸点的因素包括范德华力和氢键；
（3）酸性的比较要注意比较谁更容易电离出氢离子；
（4）根据孤电子对的数目判断键角，谷电子对越多排斥力越大；
（5）要注意公式的计算，根据物质的量相关计算公式即可求出。
26．【答案】（1）10；球形
（2）<；<
（3）三角锥形；sp3杂化
（4）HIO4中I的正电性更高，导致I－O－H中O的电子向I偏移，更容易电离出H+，酸性更强
（5） nm 或0.386 nm；12；
【知识点】判断简单分子或离子的构型；金属晶体的基本堆积模型；晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）基态K原子的电子排布为1s22s22p63s23p64s1，所以核外电子的空间运动状态共10种，核外电子占据的最高能层为N；K原子最外层4s轨道电子云轮廓为球形；(2)由于K原子的半径比较大而且价电子数较少，第一电离能比较：K
（2） Cr 的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
（3）晶胞的计算需均摊，顶点占晶胞的1/8，面心占1/2，棱上占1/4，体心占1。
（4）晶胞密度=。
27．【答案】（1）3d；3
（2）Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强)(（或Ti的原子化热比Al大，金属键更强等其他合理答案）
（3）SiCl4
（4）氧；2；d、e
（5）BD；0.81a；0.5c；0.31× a
【知识点】金属晶体的基本堆积模型；晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】（1）基态 Ti 原子核外电排布为 1S 22S 22P 63S 23P 63d 24S 2，且未成对电子数为2，基态下原子核外电子排布的最高能级的符号是3d。第 4周期元素中，基态原子的未成对电数与钛相同的有 Ni （3d 84S 2）、 Ge （4S 24P 2）、 Se （4S 24P 4）3种；（2）钛与铝同为金属晶体，金属晶体的硬度主要由金属键决定，钛硬度比铝大的原因是Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强)（或Ti的原子化热比Al大，金属键更强等其他合理答案）。（3）由TiCl4和 SiCl 4在常温下都是液体，可知，两者均属于分子晶体且分子结构相同，分子间作用力是影响晶体物理性质的主要因素，相对分子质量越大分子间作用力越大，所以，TiCl4比SiCl 4沸点高。采用蒸馏的方法分离SiCl4和TiCl4的混合物，先获得的馏分是SiCl 4；。（4）半夹心结构催化剂M中含有C、H、O、Ti、Cl 五种元素，电负性大小顺序为O>Cl>C>H>Ti，①组成该物质的元素中，电负性最大的是 氧。；碳原子的杂化形式有sp2、sp3两种，②M中，碳原子的杂化形式有2种；在半夹心分子结构中，C-C、C-H、C-O原子间存在δ键，环中存在大π键、Ti 与O间存在配位键，不存在氢键与离子键。③M中，不含de。（5）晶体结构有7大晶系，每个晶胞含有6个晶胞参数(棱长a、b、c； 夹角αβγ)，金红石(TiO2) 是典型的四方晶系，结构中A类原子8×1/8=1、B类原子4×1/2=2、D类原子2×1=2、体心原子1×1=1，原子B、D为O，①4个微粒A、B、C、D中，属于氧原子的是BD；原子A与体心原子为Ti (Ti ：O= 1：2)。结合晶系与晶胞参数可得原子坐标可A(0，0，0)、B(0.69a，0.69a，c)、C(a，a，c)、D(0.19a，0.81a， 0.5c)、体心(0.5a，0.5a，0.5c)。钛氧键键长：d2=(0.31a)2+ (0.31a)2，则d= 0.31× a。
【分析】（1）根据基态电子排布的规律，可知3d能级的能量高于4s能级；
（2）钛是金属中硬度最高的，且质量较轻，常用于航空制造业；
（3）SiCl 4沸点低于TiCl4，所以先获得的馏分是SiCl 4；
（4）在M中，电负性最大的元素是O；双键中的碳是sp2杂化，而甲基中的C是sp3杂化；在M中，有σ键、 π键 和配位键；
（5）键长是共价键三个参数之一。其余两个分别是：键能，键角。键长是共价键的重要性质，可以由实验测量得到。分析研究键长与其他参数的关系，有利于探索化学物构建的本质。
28．【答案】（1）1s22s22p63s23p63d84s2 或[Ar]3d84s2；ds和p区；吸收
（2）sp2杂化；N3-；平面三角形
（3）0.2；氧的原子半径比硫小，电负性比硫大，水分子中成键电子对更靠近中心原子，相互排斥作用大，键角大
（4）正四面体；5.37g/cm3
【知识点】金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）镍是28号元素，核外有28个电子，根据能量最低原理，电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2；与镍同周期的基态原子的M 层电子全充满的元素，是29—36号元素，位于位于周期表的ds和p区；基态原子变成激发态原子需要吸收能量，所以基态原子变成激发态原子产生的光谱叫吸收光谱；
（2）根据图示，丙酮分子中2号碳原子为羰基碳原子，是平面构型，根据杂道理论，2号C原子的杂化方式应为sp2杂化；等电子体是指原子数目相同，价电子数目也相同的粒子，所以与CS2互为等电子体的阴离子，有SCN﹣、OCN-、N3-等；CO32-中碳原子的价电子对数是 ，无孤对电子，所以CO32-的立体构型是平面三角形；
（3）配合物外界可以完全电离，内界不电离，[Cr(H2O)Cl]Cl2·H2O外界有2个Cl-，所以含0.1mol[Cr(H2O)Cl]Cl2·H2O的水溶液与足量硝酸银溶液反应生成0.2mol AgCl沉淀；氧的原子半径比硫小，电负性比硫大，水分子中成键电子对更靠近中心原子，相互排斥作用大，所以H2O分子的键角比H2S分子的键角大；
（4）①根据晶胞图，一个镓原子周围所有距离最近且相等的砷原子形成的空间构型正四面体；②一个晶胞中，镓原子的数目为4，As的数目为 ，所以晶胞的摩尔质量是(70+75)×4，晶胞的体积是a3=(5.64×10-8)cm3=1.79×10-22 cm3，所以晶体的密度是 = 5.37g/cm3 。
【分析】（1）中注意每一层排满后电子数应是2n2（n是电子层序数）。M层是第三层故排满时电子数应是18个，原子序数是29-36号元素。
（2）中等电子体的找法，即同主族代换，或者相邻的周期进行替换成变成阳离子或者阴离子。
29．【答案】（1）
（2）亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态
（3）sp2、sp3；N；N>O>C
（4）面心立方最密堆积
（5）CuCl；共价；
【知识点】原子核外电子排布；晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）基态Cu原子的外围电子排布为：3d104s1，则基态Cu原子的价电子排布图为： ；
（2）失去一个电子后，亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态，所以导致高温下Cu2O比CuO稳定；
（3）配合物[Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子第一个有一个碳氧双键，其他为单键，形成的是sp2杂化，第二个碳与第一个碳和三个氢形成单键，形成的是sp3杂化；配体中N有一对孤对电子，提供孤对电子的原子是N；同周期元素的第一电离能随核电荷数的增加而增大，但N原子的2P轨道是半充满的稳定状态，所以N元素的第一电离能大于O，则C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序是N>O>C；
（4）铜晶体中铜原子的堆积方式如图1所示，为三层分ABA形，则晶体铜原子的堆积方式为面心立方最密堆积；
（5）M原子的价电子排布式为3s23p5，M是第三周期第ⅦA族元素，即Cl，铜在晶胞占有的位置8个顶点、6个面，铜原子的个数 =4，Cl原子在晶胞的位置在体心，全部属于晶胞，Cl原子的个数是4，①该晶体的化学式为CuCl；②一般认为两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7形成离子键，小于1.7形成共价键，铜与氯电负性差值3.0-1.9=1.1<1.7，该化合物属于共价化合物；③设边长为acm， ， ，该晶胞类似于金刚石的晶胞，铜和氯最近的距离是体对角线的1/4，即距离为： 。
【分析】（4）需要熟练掌握常见金属的堆积模型才能正确判断堆积方式。
30．【答案】（1）d；
（2）C
（3）＞；当失去两个电子后，价电子排布为，而为，处于半充满稳定结构，不易再失电子，所以Mn的第三电离能较大
（4）2；5
（5）或
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；配合物的成键情况；晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】（1）Mn是25号元素，价电子排布为3d54s2，位于元素周期表的d区；价层电子排布式为；
（2）金属锰有多种晶型，其中锰(面心立方)晶胞俯视图每一个侧面面心的原子正好落在棱心，故俯视图为C；
（3）Mn价电子排布为3d54s2，电离出第三个电子要失去上的电子，是半充满状态能量低，失去第三个电子需要能量较大，第三电离能较高；Fe的价电子排布为3d64s2，失去第三个电子是要失3d6上的电子，故当失去两个电子后，价电子排布为，而为，处于半充满稳定结构，不易再失电子，所以Mn的第三电离能较大；
（4）能形成配离子为八面体的配合物，说明配位数为6，1mol该配合物与足量溶液反应可生成，说明配合物的外界只有1molCl-，根据化合价可知该配合物中含有2mol Cl-，故n=2，m=5；
（5）根据均摊法可知该晶胞中含有Mn原子数为4个，含有S原子数为4个，晶胞的密度是=g/cm3。
【分析】（1）Mn为25号元素，失去2个电子形成Mn2+；
（2） 锰俯视时每一个侧面面心的原子正好落在棱心；
（3）原子轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，失电子较难，电离能较大；
（4）能形成配离子为八面体的配合物，说明配位数为6，1mol该配合物与足量 溶液反应可生成，说明配合物的外界只有1molCl-；
（5）根据均摊法和计算。
31．【答案】（1）d
（2）Mn2+为3d5构型，d亚层半满，失去电子则要破坏此稳定结构，Fe2+为3d6构型，失去一个电子成为稳定的3d5构型；>
（3）
（4）O>N>H；6；sp3
（5）π；A
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；配合物的成键情况；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)基态Fe原子的核外电子排布为[Ar]3d64s2，则铁元素属于d区，故答案为：d；
(2)Mn2+的价电子排布式分别为3d5，d5属于半充满的稳定结构，Mn2+失去电子需要吸收较高能量破坏稳定结构，Fe2+的价电子排布式3d6，易失去电子形成3d5稳定结构，所以Fe2+还原能力强；Mn2+、Fe3+的核外电子排布相同，Fe的核电荷数更大，故离子半径：Mn2+＞Fe3+，故答案为：Mn2+为3d5构型，d亚层半满，失去电子需破坏该稳定结构，而Fe2+为3d6，易失去1个电子成为稳定的3d5构型；＞；
(3)设铁原子的半径为rcm，则晶胞体积对角线长度为4rcm，可知晶胞棱长为，晶胞中Fe原子数目为，晶胞中Fe原子总体积为，晶胞体积为，则空间利用率=；
(4)非金属性越强，其电负性越大，所以N、H、O三种元素的电负性大小顺序为O＞N＞H；[Fe(SCN)(H2O)5]2+中Fe3+的配体有1个SCN﹣、5个H2O，其配位数为5+1＝6；H2O中氧原子形成2个O﹣H键，含有2对孤电子对，氧原子杂化轨道数目为2+2＝4，所以O原子的杂化方式为sp3，故答案为：O＞N＞H；6；sp3；
(5)碳原子均为sp2杂化，存在平行p轨道，形成5中心、6电子大派键，该大π键可表示为Π56；二茂铁的熔沸点低，易溶于有机溶剂，说明二茂铁属于分子晶体，分子之间存在范德华力，分子内Fe2+离子与环戊二烯负离子形成配位键，配体C5H5﹣中原子之间存在σ键，没有氢键，故答案为：Π56；A。
【分析】（1）铁位于d区；
（2）Mn2+为3d5的稳定结构；核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小；
（3）；
（4）非金属性越强，电负性越大；[Fe(SCN)(H2O)5]2+中Fe3+的配位数为6，水中氧原子采用 sp3 杂化；
（5） 环戊二烯负离子由两个双键和一个负电荷组成环状共轭体系，形成5中心、6电子大π键；根据晶体结构分析晶体类型以及含有的化学键类型。
32．【答案】（1）；
（2）第四周期第ⅠB族；面心立方最密堆积；12
（3）CuC；；；深蓝
（4）a+b+c
【知识点】晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】日常生活中常用A的单质通入自来水中杀菌消毒，A的负一价离子的最外层电子数和次外层电子数相同。由题意可推出A是Cl，B是Cu。
(l)氯气通入水中发生反应的离子方程式：，HClO利用其强氧化性起到杀菌作用，其电子式：；
(2)Cu在周期表中的位置是第四周期第ⅠB族；金属晶体Cu的空间堆积方式为面心立方最密堆积：Cu原子的配位数为12；
(3)①由晶胞图用均摊法可得该化合物的化学式为CuCl；
②该晶胞棱长为0.542 nm，一个晶胞均摊4个CuCl，所以晶胞的密度为一个晶胞的质量除以晶胞的体积，得到；
③CuCl易溶于氨水，是因为可与氨形成易溶于水的配位化合物，配位数是4，则络离子的化学式为，该络离子在空气中易被氧化为而导致溶液呈现深蓝色；
(4)晶格能是指气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量。根据益斯定律，形成离子晶体的晶格能为。
【分析】(1)氯气通入水中发生反应生成盐酸和次氯酸，HClO有强氧化性；
(2)依据核外电子排布确定；
(3)①利用均摊法判断化学式；
②依据计算；
③可与氨形成易溶于水的配位化合物；
(4)晶格能是指气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量。根据益斯定律计算。
33．【答案】（1）1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2；12
（2）3；SO3或 BF3(或其他合理答案)
（3）3
（4）sp2 ；层状结构中没有自由移动的电子
（5）[TiCl(H2O)5] 2＋
（6）5a 3 ρNA×10－22
【知识点】原子结构的构造原理；元素电离能、电负性的含义及应用；配合物的成键情况；晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】（1）钙的核电荷数为20，基态钙原子的电子排布式为1s22s2sp63s23p64s2，Mg晶体属于六方最密堆积，其配位数为12；
（2）同一周期中，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于同周期相邻元素，稀有气体的第一电离能最大，故第二周期第一电离能：Ne>F>N>O>C>Be>B>Li；
原子数目相等，价电子总数也相等的微粒互为等电子体，与NO3-互为等电子体的一种非极性分子为SO3；
（3）两个10B有3位置，为图中上下顶点位置，其中一个处于上顶点，另外的一个处于上层阴影中顶点，或者下层阴影中顶点，有三种结构，H3BO3与一个水分子可形成配位键，产生[B(OH)4]-和一个H+，可推知硼酸为一元弱酸；一个硼酸分子形成6个氢键，但每个氢键为2个硼酸分子共用，因此平均含有3个氢键，则含有1molH3BO3的晶体中含有3mol氢键；
（4）硼原子和四个N原子形成四个共价键，所以B原子的杂化轨道类型为sp3杂化，六方相氮化硼的结构与石墨相似，应为层状结构，但没有自由移动的电子，故不能导电；
（5）配位数为6,、组成为TiCl3·6H2O的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1:5，而晶体中只含有3个Cl-，所以配体数目多的是H2O，H2O和Cl-比值为5:1，所以给配离子的化学式为：[TiCl(H2O)4]2+；
（6）根据晶胞结构，在晶胞中含有的钴原子数为，晶胞变长为a×10-7cm，晶胞体积V=(a×10-7cm)3，钴的相对原子质量为M，则1mol的质量为2Mg，则根据可得，
【分析】（1）根据原子结构书写电子排布式；根据镁的堆积确定其配位数；
（2）根据第一电离能的递变规律和等电子体的概念分析；
（3）根据晶体硼的结构分析；
（4）结合石墨的结构分析；
（5）根据配位键的成键情况分析；
（6）根据晶胞结构，结合密度公式进行计算；
2023年高考真题变式分类汇编：金属晶体的基本堆积模型
一、选择题
1．（2020·红桥模拟）铁有δ、γ、α三种晶体结构，以下依次是δ、γ、α三种晶体在不同温度下转化的图示。下列有关说法中正确的是（ ）
δ－Fe γ－Fe α－Fe
A．δ、γ、α三种晶体互为同分异构体
B．γ－Fe晶体为面心立方体紧密堆积
C．α－Fe晶体与每个Fe原子距离相等且最近的Fe原子有8个
D．将Fe加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同
【答案】B
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】A．Fe是单质，δ、γ、α三种晶体结构不同，属于同素异形体，不是同分异构体，A不符合题意；
B．γ-Fe晶体中Fe原子处于顶点与面心，属于面心立方密堆积，B符合题意；
C．α－Fe晶体中Fe原子处于顶点，属于简单立方堆积，晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子是相邻顶点上铁原子，与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个，C不符合题意；
D．由题给信息可知，将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，温度不同，得到的晶体类型不相同，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A．根据同分异构体分子式相同结构不同判断；
B．根据晶胞的结构判断堆积方式即可；
C．α-Fe晶体的堆积为简单立方堆积，根据晶胞结构确定配位数；
D．根据题意可知在不同的温度条件下铁的晶体结构会发生改变分析。
2．（2022高二下·吉林期末）铁的晶体有多种结构，其中两种晶体的晶胞结构如下图甲、乙所示(acm、bcm分别为晶胞边长)，下列说法正确的是
A．两种铁晶体中均存在金属阳离子和阴离子
B．乙晶体晶胞中所含有的铁原子数为14
C．甲、乙两种晶胞中铁原子的配位数之比为1：2
D．甲、乙两种铁晶体的密度比为b3：2a3
【答案】D
【知识点】晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】A．金属晶体由金属阳离子与自由电子构成，不含阴离子，A不符合题意；
B．乙晶体晶胞为面心立方最密堆积，顶点原子贡献率为，面心原子贡献率为，故乙晶体晶胞中所含有的铁原子数为： 8×+6×=4，B不符合题意；
C．甲晶体为体心立方堆积、配位数为8，乙晶体晶胞为面心立方最密堆积、配位数为12，甲、乙两种晶胞中铁原子的配位数之比为8： 12=2： 3，C不符合题意；
D．甲晶胞单独占有Fe原子数目= 1+8×=2，乙晶胞单独占有Fe原子数目8×+6×=4，晶胞质量之比=1： 2，则晶体密度之比==b3： 2a3，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.金属晶体由金属阳离子与自由电子构成；
B.根据均摊法计算；
C.甲晶体为体心立方堆积、配位数为8，乙晶体晶胞为面心立方最密堆积、配位数为12；
D.根据均摊法和计算。
3．（2022高二下·台州期末）鲍鱼壳有内层和外层之分，一层是霰石，一层是方解石，他们的组成成分都是碳酸钙，但它们的晶体结构不同，霰石光滑，方解石坚硬，称为“同质多象”现象。金刚石和石墨也是一种同质多象现象。下列说法错误的是（ ）
A．霰石晶体结构图的方框中含有4个钙离子、4个碳酸根离子
B．方解石晶体结构图的平行六面体中含有2个钙离子、2个碳酸根离子
C．霰石转化成方解石是物理变化
D．方解石与霰石的某些性质不同
【答案】C
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】A．如图所示，霰石晶体结构图的方框中，钙离子的个数为4，碳原子的个数为4，氧原子的个数为8+8×=12，则霰石晶体结构图的方框中含有4个钙离子、4个碳酸根离子，A不符合题意；
B．如图所示，方解石晶体结构图的平行六面体中含有2个碳酸根离子，则该结构中还含有2个钙离子，B不符合题意；
C．霰石和方解石的组成成分都是碳酸钙，但它们的晶体结构不同，且转化过程中发生了化学键的断裂和生成，则霰石转化成方解石是化学变化，C符合题意；
D．霰石和方解石的组成成分都是碳酸钙，化学性质相同，但它们的晶体结构不同，物理性质有差异，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．利用均摊法确定原子数；
B．依据方解石晶体结构图判断；
C．转化过程中发生了化学键的断裂和生成，是化学变化；
D．组成成分相同，化学性质相同，但结构不同，物理性质有差异。
4．（2022高二下·金华期末）已知空间利用率是指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比。下列有关说法错误的是（ ）
A．铜碘杂化团簇分子结构如图1所示，分子间通过范德华力聚集在一起
B．晶体的晶胞如图2所示，标记为X的的分子坐标为
C．H原子的电子云如图3所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动
D．金属Cu为面心立方晶胞(如图4所示)，其空间利用率约为74%
【答案】C
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】A．范德华力是分子之间普遍存在的一种相互作用力，它的本质是正负电荷间的相互吸引，它使得许多物质能以一定的凝聚态存在，则铜碘杂化团簇分子是分子间通过范德华力聚集在一起，A项不符合题意；
B．根据晶体的晶胞图示可知，标记为X的的分子坐标为，B项不符合题意；
C．H原子为单电子体系，核外只有1个电子，电子云图中的黑点不是指大多数电子在原子核附近运动，C项符合题意；
D．面心立方最密堆积，空间利用率为，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．范德华力是分子之间普遍存在的一种相互作用力；
B．根据晶体的晶胞图确定分子坐标；
C．依据电子云图分析电子在核外空间出现的概率；
D．依据面心立方最密堆积确定空间利用率。
5．（2022高二下·台州期末）GaAs是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似，晶胞边长为anm，下列说法正确的是（ ）
A．GaAs晶体中，As与Ga之间存在配位键
B．As原子在晶胞的内部，Ga原子在晶胞的顶角和面上
C．每一个As原子周围最近的As原子有8个
D．As原子与最近的Ga原子之间的距离为
【答案】A
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】A．砷原子还有1对孤对电子，而镓原子有容纳孤对电子的空轨道，所以可以构成配位键，A符合题意；
B．Ga的半径大于As，从图中可知，晶胞中Ga位于体内，数目为4，As原子位于顶点和面心，数目为8×+6×=4，B不符合题意；
C．以顶点As原子为例，每个As原子周围最近等距离的As原子位于该顶点所在的三个面的面心上，数目为=12，C不符合题意；
D．As原子与最近的Ga原子连线处于晶胞体对角线上，且Ga原子与As原子之间的距离为晶胞体对角线长度的倍，又晶胞的体对角线为晶胞棱长的倍，则Ga原子与As原子之间的距离为，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．砷原子有1对孤对电子，而镓原子有空轨道，所以可以构成配位键；
B．Ga的半径大于As，利用均摊法确定原子数；
C．依据晶体结构图判断；
D．依据晶体结构进行计算。
6．（2021高二上·乐山期末）下列示意图或图示正确的是（ ）
A．的分子模型示意图
B．键电子云模型
C．砷原子结构示意图
D．Na晶体堆积方式
【答案】D
【知识点】金属晶体的基本堆积模型；原子结构示意图；结构式
【解析】【解答】A．分子是碳氧双键，碳原子sp杂化，分子结构是直线形结构，因此 不是二氧化碳的分子模型，故A不符合题意；
B．键是“肩并肩”的重叠方式，是π键的电子云模型，故B不符合题意；
C．As是33号元素，砷原子核外电子层排布为2、8、18、5，其结构示意图 ，故C不符合题意；
D．Na晶体堆积方式是体心立方堆积，其晶胞结构为，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A.是直线形分子；
B.的电子云模型为；
C.As原子的质子数是33，核外电子数是33，核外各层上电子数分别为2、8、18、5。
7．（2021高一上·静安期末）下列有关氯化钠晶体的叙述中，正确的是（ ）
A．氯化钠晶体是由钠离子和氯离子构成的，所以氯化钠晶体能导电
B．钠离子和氯离子之间因静电吸引而形成氯化钠晶体
C．氯化钠的分子式为NaCl
D．每个钠离子周围吸引6个氯离子，每个氯离子周围同样吸引6个钠离子
【答案】D
【知识点】离子晶体；金属晶体的基本堆积模型；电解质溶液的导电性
【解析】【解答】A.NaCl晶体中不存在可自由移动的离子，因此NaCl晶体不能导电，A不符合题意；
B.Na＋、Cl－之间存在静电引力和静电斥力，因此NaCl中的离子键是靠静电作用形成的，B不符合题意；
C.NaCl为离子晶体，不存在分子式，C不符合题意；
D.由NaCl的晶体结构可知，每个Na＋周围吸引6个Cl－，每个Cl－周围同样吸引6个Na＋，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A、NaCl晶体不能导电；
B、Na＋和Cl－之间存在静电引力和静电斥力作用；
C、NaCl为离子晶体，不存在分子式；
D、结合NaCl晶体结构分析；
8．（2021高二下·金台期末）在某晶体中，与某一种微粒x距离最近且等距离的另一种微粒y所围成的空间构型为正八面体型（如图）。该晶体可能为（ ）
A．NaCl B．CsCl C． D．
【答案】A
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】根据题意，在该图形中x微粒的配位数是6，NaCl晶体中氯离子和钠离子的配位数均是6，CsCl晶体中离子的配位数是8，二氧化碳晶体中，二氧化碳分子的配位数是12，二氧化硅是原子晶体，每个Si原子与4个O原子相连，而每个O原子与2个Si原子相连，不符合此图，
故答案为：A。
【分析】NaCl晶体中氯离子和钠离子的配位数均是6，CsCl晶体中离子的配位数是8，CO2是立方密堆积结构，配位数是12，SiO2中的配位数是2或4.
9．（2021高二下·驻马店期末）下列是典型晶体的结构示意图，从①到④对应正确的是：（ ）
A．金刚石 Cu B． 金刚石 Cu
C．NaCl 金刚石 D．Cu 金刚石
【答案】D
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】①中只有一种原子，为面心立方最密堆积，如Cu，②中顶点为AB2型分子，如CO2，③中只有一种原子，且一个原子与其他原子形成正四面体构型，如金刚石，晶体硅，④中有两种微粒，个数比为1：2，为AB2型分子，综上分析，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】依据典型的晶胞结构分析判断。
10．（2021高二下·鄂州期末）下列有关图示，能直观形象地展示化学知识。以下图示正确的是（ ）
A．①表示石墨的空间结构
B．②表示2s电子云轮廓图
C．③表示非晶态SiO2、晶态SiO2X－衍射粉末图谱
D．④表示NaCl晶体的晶胞结构图
【答案】D
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】A．石墨是层状结构，①表示金刚石的空间结构，A不符合题意；
B．s电子云是球形的，②不能表示2s电子云轮廓图，B不符合题意；
C．③中应该表示晶态SiO2、非晶态SiO2X－衍射粉末图谱，C不符合题意；
D．氯化钠形成的是离子晶体，④表示NaCl晶体的晶胞结构图，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．石墨是层状结构；
B．s电子云是球形的；
C．晶态SiO2X－衍射粉末图谱中有峰、非晶态SiO2的没有；
D．氯化钠形成的是离子晶体。
11．（2021高二下·信阳期末）是常用的还原剂，下列有关说法正确的是（ ）
A．中心原子的杂化方式是杂化，其阴离子的空间构型是正四面体形
B．中存在离子键、键、氢键
C．该化合物中，H元素呈-1价，易被还原
D．Li原子电子排布图()表示的状态中，能量高的是①
【答案】A
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．阴离子是，中心原子Al的价层电子对数是4，杂化方式是，空间构型是正四面体形，符合题意；
B．中存在阴阳离子间的离子键，中存在键，但是该物质中不存在氢键，不符题意；
C．该化合物中，H元素呈-1价，易被氧化而表现还原性，不符题意；
D．电子离核越远能量越高，②是激发态的Li原子，所以能量高的是②，不符题意；
故答案为：A。
【分析】A．依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型；
B．物质中不存在氢键；
C．H元素呈-1价，最低价易被氧化；
D．电子离核越远能量越高。
12．（2021高二下·济南期末）科学家研究利用CaF2晶体释放出的Ca2+和脱除硅烷，拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。已知：晶胞中Ca2+的位置如图1所示，位于Ca2+所构成的四面体中如图2所示。下列说法错误的是（ ）
A．CaF2晶体中，每个周围距离相等且最近的有6个
B．OF2与SiO2中氧原子杂化方式相同
C．若图中A处原子分数坐标为(0，0，0)，一个的坐标为(，，)，则在(，，)处也存在
D．若脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力，则脱硅能力BaF2＜CaF2＜MgF2
【答案】D
【知识点】金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．由于CaF2晶体中中钙离子、氟离子交替排列，所以假设这个晶胞的体心上是Ca2+，那么三个顶点就是F-，每个周围距离相等且最近的有6个，选项A不符合题意；
B．OF2与SiO2都是含有极性共价键的共价化合物，化合物中氧原子的价层电子对数都为4，杂化方式都为sp3杂化，选项B不符合题意；
C．由晶体结构可知，A处到B处的距离为体对角线的，若A处一个的坐标为(，，)，则B处也存在一个坐标为(，，)，选项C不符合题意；
D．三种氟化物均为离子晶体，晶体提供自由氟离子的能力越强，阴阳离子间形成离子键越弱，钡离子、钙离子、镁离子的电荷数相同，离子半径依次减小，则BaF2、CaF2、MgF2三种晶体中的离子键依次增强，晶体提供自由氟离子的能力依次减弱，脱硅能力依次减弱，选项D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．利用晶胞结构判断；
B．依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；
C．由原子在晶胞中位置确定坐标；
D．晶体提供自由氟离子的能力越强，阴阳离子间形成离子键越弱。
13．（2021高二下·昌吉期末）仔细观察下图，这种堆积方式是：（ ）
A．简单立方堆积 B．体心立方堆积
C．六方最密堆积 D．面心立方最密堆积
【答案】C
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】由图可知，该晶胞中原子的堆积方式为ABABAB型，属于六方最密堆积，故C符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据图示即可判断堆积方式
14．（2021高二下·黄冈期末）下列关于晶体的说法正确的是（ ）
A．共价晶体中，共价键键能越大，熔点越高
B．晶体中有阳离子时，必有阴离子
C．晶胞是晶体中最小的平行六面体
D．玻璃吊坠具有规则的几何外形，所以玻璃是晶体
【答案】A
【知识点】金属晶体的基本堆积模型；晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用；不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A．共价晶体的熔沸点和共价键的键能有关系，共价键键能越大，熔点越高，A符合题意；
B．晶体中有阳离子时，不一定有阴离子，例如金属晶体中含有阳离子，但没有阴离子，B不符合题意；
C．一般情况下，晶胞都是平行六面体，但是晶胞不是晶体中最小的“平行六面体”，C不符合题意；
D．玻璃吊坠虽然具有规则的几何外形，但玻璃是非晶体，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.键能越大，熔点越高
B.金属晶体中含有阳离子但是不含有阴离子含有的是自由移动的电子
C.晶胞是能完整反映晶体内部原子或离子在三维空间分布，即结构特征的最小单元
D.晶体具有固定的熔沸点但是玻璃没有
15．（2020高二下·三明期末）利用反应 可合成金刚石。下列说法错误的是（ ）
A．CCl4晶体、Na晶体、NaCl晶体均以密堆积的方式降低体系能量
B．金属Na的晶胞为体心立方晶胞，Na原子的配位数为12
C．金刚石属于原子晶体，晶体中C原子数目与C-C键数目之比为1：2
D．NaCl晶体中每个Na+周围距离最近的Cl-有6个
【答案】B
【知识点】离子晶体；原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】A．金属晶体、离子晶体、分子晶体的结构中，金属键、离子键、范德华力均没有方向性，都趋向于使原子、离子或分子吸引尽可能多的微粒分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定，故A不符合题意；
B．体心立方晶胞中，以体心钠原子为例可知配位数应为8，故B符合题意；
C．金刚石中每个C原子形成4个共价键，每条共价键有 属于该碳原子，所以每个碳原子具有 =2条共价键，即晶体中C原子数目与C-C键数目之比为1：2，故C不符合题意；
D．氯化钠晶体的晶胞如图所示 ，以顶点钠离子为例，周围距离最近的氯离子位于该顶点所在的棱的棱心，所以为6个，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．除原子晶体外的晶体总是吸引尽可能多的微粒分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量；
B．体心立方晶胞中，钠原子的配位数8；
C．依据金刚石结构分析；
D．氯化钠晶体每个氯钠子最近的氯离子为6个.
16．（2019高二上·剑河期末）金属晶体的中金属原子的堆积基本模式有（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
【答案】D
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】金属晶体的中金属原子的堆积基本模式有有4种：简单立方堆积，体心立方堆积，面心立方最密堆积晶格，六方最密堆积，故答案D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据常见金属原子的堆积模型进行回答即可。
二、非选择题
17．（2021·兰州模拟）电池在人类生产生活中具有十分重要的作用，工业上采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺( )等作为原料制备锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂(LiFePO4)，采用单晶硅和铜、锗、镓、硒等的化合物作为太阳能电池的制备原料。
（1）基态硒原子的价电子排布式是 。
（2）下图表示碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势，其中表示碳元素的曲线是 (填标号)。
（3）苯胺中N原子的杂化方式为 ，分子中σ键与π键的数目比为 。
（4）自然界中含硼元素的钠盐存在于天然矿藏中，其化学式为Na2B4O7·10H2O，它的结构单元是由两个H3BO3和两个［B(OH4)]-缩合而成的双六元环，应该写成Na2[B4O5(OH)4]·8H2O，其结构如下图所示，则该晶体中不存在的作用力是___________。(填选项字母)。
A．离子键 B．共价键 C．金属键 D．范德华力
E．氢键
（5）①图1为某金属单质的晶胞示意图，其堆积方式的名称为 。
②图2为铜的某种氯化物晶胞示意图，该物质的化学式是 。原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，上图中各原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(0，1，1)；C为(1，1，0)；则D原子的坐标参数为 。
③图示晶胞中C、D两原子核间距为298 pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体密度为 g cm-3(列出计算式即可)。
【答案】（1）4s2 4p4
（2）a
（3）sp3；14：1
（4）C
（5）六方最密堆积；CuCl；( )；
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)硒元素是第34号元素，位于周期表的第四周期 VI A族，故基态硒原子的价电子排布式为4s24p4；
(2)磷碳、硅和磷三种元素中，硅元素的第一电离能最小，则曲线c代表硅；碳、磷原子的价电子排布式分别为2s22p2、3s23p3，显然碳原子失去2p轨道的2个电子较易，失去2s轨道的2个电子较难，故碳元素的第一、二级电离能明显小于第三、四级电离能；磷原子失去3p轨道的3个电子相对较易，失去3s轨道的2个电子较难，故磷元素的第四级电离能明显大于第一、二、三级电离能，图中曲线a代表碳，曲线b代表磷；
(3)苯胺中N原子的杂化方式为sp3杂化；苯胺分子含有1个大π键，14个σ键（5个C-H键、6个C-C键、1个C-N键、2个N-H键），则σ键和π键的数目比为14：1；
(4)根据题中的结构可知，Na+和酸根离子之间存在离子键，非金属原子之间存在共价键，分子间存在范德华力，水分子之间存在氢键，该晶体内不存在金属键，
故答案为：C；
(5)①该堆积方式为六方最密堆积；
②该晶胞中，含有Cu的个数为4，含有Cl的个数为 =4，则该晶胞中Cu、Cl最简个数比为1：1，故该物质的化学式为CuCl；由题可知，若晶胞的棱长为1，经计算，D原子到x-y平面的距离为 ，到y-z平面、x-z平面的距离均为 ，故D原子的坐标参数为( ， ， )；
③由②可知，当晶胞的棱长为1时，C的坐标为(1，1，0)，D的坐标为( ， ， )，则CD的长为 ；若C、D两原子核间距为298pm，则晶胞棱长a= nm= cm；该晶胞含有4个CuCl，故该晶胞的密度ρ= = = g cm-3。
【分析】（1）根据Sn的核外电子能级排布即可写出价层电子排布
（2）根据价层电子的能级排布即可判断出
（3）根据苯胺中氮原子的成键方式即可判断出杂化方式，根据结构简式即可找出 σ键与π键的数目
（4）根据其化学式即可判断出结构中含有的是离子键、共价键、范德华力、氢键等作用力
（5）①根据晶胞中的占位情况即可判断出堆积方式
②根据占位即可计算出原子的个数即可求出化学式，结合给出的坐标参数即可找出D点的坐标
③根据CD的距离即可晶胞参数即可计算出晶胞的体积，结合晶胞中的原子个数即可计算出晶胞质量即可求出密度
18．（2020·盐城模拟）Cr、Co、Al的合金及其相关化合物用途非常广泛。
（1）Cr3+基态核外电子排布式为 。
（2）1951年Tsao最早报道用LiAlH4还原腈，如反应： 。
①LiAlH4中三种元素的电负性从大到小的顺序为 。
② 分子中碳原子的轨道杂化类型为 ，1mol该分子中含σ键的物质的量为 。
（3）[Co(15-冠-5)(H2O)2]2+是一种配位离子(“15-冠-5”是指冠醚的环上原子总数为15，其中O原子数为5)，请在该配位离子结构示意图(图-1)中的相应位置补画出配位键 。
图1
图2
（4）全惠斯勒合金CrxCoyAlz的晶胞结构如题图-2所示，则其化学式为
【答案】（1）[Ar]3d3 或1s22s22p63s23p63d3
（2）H、Al、Li；sp、sp2和sp3；19mol
（3）
（4）Cr2CoAl
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Cr是24号元素，其基态原子的核外电子排布为[Ar]3d54s1或者1s22s22p63s23p63d54s1，失去3个电子，形成Cr3＋，则Cr3+基态核外电子排布式为[Ar]3d3或1s22s22p63s23p63d3；
(2)①元素的金属性越强，电负性越小，在常温下，Li可与水反应，Al不与水反应，说明Li的金属性强于Al，则其电负性小于Al，Al和Li均能与酸反应置换出H2，说明H的电负性最大，则LiAlH4中三种元素的电负性从大到小的顺序为H、Al、Li；
②有机物 中含有饱和的碳原子，也有形成碳碳双键的碳原子（若将苯环看成单双键交替的结构），也有形成碳碳三键的碳原子，碳原子的杂化类型分别采取sp、sp2和sp3；所有的单键（碳碳单键、碳氢单键）均为σ键，碳碳双键（若将苯环看成单双键交替的结构）和碳氮三键中有1根键为σ键，则1mol该分子中含σ键的物质的量为19mol；
(3)冠醚和H2O中的O原子均含有孤对电子，可与Co2＋形成配位键，配位键如图所示： ；
(4)根据晶胞结构，位于晶胞内部的Cr有4个，均为此晶胞所有，位于顶点的Cr有8个，为8个晶胞所共用，位于面心的Cr有6个，为2个晶胞所共有，则属于此晶胞的Cr有 个；位于晶胞的棱柱上的Co，共12个，为每个Co为4个晶胞所共有，正中心的Co有1个，为此晶胞所有，则属于此晶胞的Co有 个；Al位于晶胞的内部，均为此晶胞所有，共有4个；则晶胞中Cr、Co、Al的个数比为8：4：4=2：1：1，则合金的化学式为Cr2CoAl。
【分析】（1）铬为24号元素，铬元素失去3个电子变成Cr3+，所以Cr3+核外有21个电子，根据构造原理写出其核外电子排布式；
（2）①非金属性越强电负性越大；
②中C有饱和碳、苯环碳、-C≡N、C-H形式存在，据此判断C的杂化方式，-C≡N中有一个键为σ键，C-H键为σ键，C-C键为σ键；
（3）钴离子与水分子通过配位键形成水合钴离子[Cuo（H2O）6]2+，其中中心原子（离子）是Co2+，配体是H2O，配位数为6，O原子含有孤电子对是配原子；
（4）顶点粒子占，面上粒子占，棱上粒子占，内部粒子为整个晶胞所有，据此判断化学式。
19．（2020·张家口模拟）铜是人类最早使用的金属之一。也是中学中常见的过镀金属元素。铜是与人类关系非常密切的有色金属。被广泛地作力导线应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。回答下列问题：
（1）基态Cu+原子核外电子排式为 。
（2）CuCl晶体的晶格能可通过如图的Born-Haber循环计算得到：
铜原子的第一电离能为 kJ mol-1；Cl-Cl键键能为 kJ mol-1；CuCl的晶格能为 kJ mol-1。
（3）铜盐属于重金属盐，铜盐中毒可用青霉胺解毒，解毒原理如下：Cu2+能与青霉胺成环状络合物，该环状络合物无毒、易溶于水，可经尿液排出。
①青霉胺分子中S原子的轨道杂化类型为 ；
②硫化氢与氨气键角的大小：H2S NH3(填“＞”或“<”)。
③第二周期元素中，第一电离能大于N的元素有 (用元素符号表示)。
④该环状络合物无毒、易溶于水，可经尿液排出，请解释该化合物易溶于水的主要原因： 。
（4）某含铜的离子化合物M由Cs、Cu、Cl三种元素构成，M属于立方体晶系的离子晶体，其结构如图所示。试回答下列问题：
①离子化合物M的化学式为 ；
②已知Cs和Cl两元素离子的半径大小相近，该晶体中两种离子联合组成何种形式的密堆积 ；
③若晶胞参数为anm，则这种晶体密度为 g cm-3(用含a、和NA的式子表示)。
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10
（2）741.8；242.6；990.9
（3）sp3；<；F、Ne；该化合物与水之间可以形成分子间氢键
（4）CsCuCl3；面心立方最密堆积；
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】(1)Cu为29号元素，失去最外层1个电子形成Cu+，根据核外电子的排布规律，基态Cu+的电子排布式是1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；(2)据图可知1mol气态铜原子各失去一个电子形成气态Cu+所需要的能量为741.8kJ/mol，所以铜原子的第一电离能为741.8 kJ/mol；0.5mol氯气吸收 121.3 kJ/mol能量变为气态氯原子，即断裂0.5molCl-Cl键需要吸收121.3 kJ/mol，所以Cl-Cl键键能为242.6 kJ/mol；据图可知：Cu(晶体)+ Cl2(g)→CuCl(晶体)△H=-137.2 kJ/mol；
Cu(晶体)→Cu+(g)△H1=+337.4 kJ/mol+741.8 kJ/mol；
Cl2(g)→Cl-(g)△H2=+121.3kJ/mol-346.8kJ/mol；
根据盖斯定律CuCl(晶体)→Cu+(g)+ Cl-(g)△H3=△H1+△H2-△H =990.9kJ/mol，所以CuCl的晶格能为990.9 kJ/mol；(3)①图示结构中S原子形成2个共价单键，1个配位键，还有1对孤电子对，所以价层电子对数为4，为sp3杂化；②氨分子只有一对孤对电子，排斥力比有两对孤对电子的硫化氢小，所以键角比硫化氢大；③同周期元素自左至右第一电离能呈增大趋势，但由于N原子最外层为半满状态，第一电离能大于相邻的O元素，所以第二周期中第一电离能大于N的有F、Ne；④该化合物容易与水分子之间形成分子间氢键，提高其在水中的溶解度；(4)①根据均摊法，该晶胞中Cs+的个数为1，Cl-的个数为 =3，Cu2+的个数为 =1，所以该离子化合物的化学式为CsCuCl3；
②该晶胞中Cs+占据体心，Cl-占据棱心，离子的半径大小相近，联合组成面心立方最密堆积；
③晶胞的质量m= g，晶胞的体积V=a3nm3，所以晶胞的密度为 = g·nm3= g·cm3
【分析】
(1)Cu是29号元素，根据洪特规则的特例写出Cu+原子核外电子排式；
(2)第一电离能是基态的气态原子失去最外层的一个电子所需能量；晶格能是指在标准状况下，使离子晶体变成气态正离子和气态负离子时所吸收的能量；
(3)①根据S的化学键分析杂化类型；
②根据孤电子对分析键角；
③根据周期律和洪特规则分析；
④根据氢键分析；
(4)①根据均摊法计算；
②根据晶胞中离子的位置分析；
③根据计算。
20．（2020·临朐模拟）有A，B，C，D四种元素，其中A元素和B元素的原子都有1个未成对电子，A＋比B－少一个电子层，B原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满；C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D的质量分数为 40％，且其核内质子数等于中子数。R是由A、D两元素形成的离子化合物，其中A＋与D2－离子数之比为2∶1。
回答下列问题：
（1）A元素形成的晶体属于A2密堆积型式，则其晶体内晶胞类型应属于 （填写“六方”、“面心立方”或“体心立方”）。
（2）B－的电子排布式为 ，在CB3分子中C元素原子的原子轨道发生的是 杂化。
（3）C的氢化物的空间构型为 ，其氢化物在同族元素所形成的氢化物中沸点最高的原因是 。
（4）B元素的电负性 D元素的电负性（填“＞”、“＜”或“＝”）；用一个化学方程式说明 。
（5）如图所示是R形成的晶体的晶胞，设晶胞的棱长为a cm。试计算R晶体的密度为 。（阿伏加德罗常数用NA表示）
【答案】（1）体心立方
（2）ls22s22p63s23p6；sp3
（3）三角锥形；氨分子间形成氢键，所以氨气比同族其它元素形成的氢化物沸点高
（4）＞；H2S＋Cl2＝2HCl＋S↓
（5）
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）晶体钠属于体心立方堆积；
（2）B-为Cl-，是由Cl得到一个电子形成，因此Cl-的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p6；CB3的化学式为NCl3，其结构中含有三个N-Cl化学键和一对孤对电子，因此N原子的轨道杂化方式为sp3杂化；
（3）C的氢化物为NH3，其空间构型为三角锥形；NH3分子间能形成氢键，因此其沸点比同主族其他元素形成的氢化物的沸点高；
（4）同周期，核电荷数越大，电负性越大，因此电负性Cl>S，即B>D；电负性越大，其单质的氧化性越强，因此可用反应“H2S+Cl2=2HCl+S↓”证明二者电负性强弱；
（5）由晶胞结构示意图可知，该晶胞中含有8个Na+，所含S2-的个数为：，因此一个晶胞中含有4个Na2S，则每个晶胞的质量为，因此该晶胞的密度；
【分析】A、B、C、D四种元素，B原子得一个电子后3p轨道全满，则B是Cl元素；A+比B-少一个电子层，则A是Na元素；C原子的p轨道中有3个未成对电子，则为第VA族元素，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大，说明其氢化物中能和水形成分子间氢键，所以C是N元素；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，处于ⅥA族，其最高价氧化物中含D的质量分数为40%，且其核内质子数等于中子数，所以D是S元素；R是由A、D两元素形成的离子化合物，其中A与D离子的数目之比为2：1，则R是Na2S。据此结合题干设问分析作答。
21．（2020·河北模拟）电池在人类生产生活中具有十分重要的作用，其中锂离子电池与太阳能电池占有很大比重。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。其材料有单晶硅，还有铜、锗、镓、硒等化合物。
（1）基态亚铜离子中电子占据的原子轨道数目为 。
（2）若基态硒原子价层电子排布式写成4s24p4p，则其违背了 。
（3）上图表示碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势，其中表示磷的曲线是 (填标号)。
（4）元素X与硅同主族且原子半径最小，X形成的最简单氢化物Q的电子式为 ，该分子其中心原子的杂化类型为 。
写出一种与Q互为等电子体的离子 。
（5）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性。自然界中含硼元素的钠盐是一种天然矿藏，其化学式写作Na2B4O7·10H2O，实际上它的结构单元是由两个H3BO3和两个[B(OH)4]－缩合而成的双六元环，应该写成Na2[B4O5(OH)4]·8H2O。其结构如图所示，它的阴离子可形成链状结构，则该晶体中不存在的作用力是
________________(填字母)。
A．离子键 B．共价键 C．金属键 D．范德华力
E．氢键
（6）GaAs的熔点为1 238 ℃，密度为ρ g·cm－3，其晶胞结构如图所示。
已知GaAs与GaN具有相同的晶胞结构，则二者晶体的类型均为 ，GaAs的熔点 (填“高于”或“低于”)GaN。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，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）14
（2）洪特规则
（3）b
（4）；sp3；NH
（5）C
（6）原子晶体；低于； ×100%
【知识点】原子核外电子排布；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)亚铜离子的电子轨道排布式为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10，s轨道只有1个轨道，p轨道有3个方向不同的轨道，d轨道有5个方向不同的轨道，所以基态亚铜离子中电子占据的原子轨道数目为14。(2)洪特规则是指当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同。题中基态硒原子价层电子排布式写成4s24p 4p 违背了洪特规则，正确的应该是4s24p 4p 4p 。(3)电离能是基态的气态原子失去电子变为气态阳离子(即电离)，必须克服核电荷对电子的引力而所需要的能量。由于C和Si是同族元素，所以它们的四级电离能变化趋势相近，所以a、c分别为C和Si的四级电离能变化趋势，b为P的四级电离能变化趋势。(4)元素X与硅同主族且原子半径最小，则X为C，其最简单氢化物为CH4，它的电子式为 ；由于C的周围都是C—H单键，所以C的轨道杂化为sp3杂化；与CH4互为等电子体的微粒有H2O、NH3、HF、OH－、NH 、H3O＋。(5)从图中可以看出该晶体为离子晶体，所以含有离子键，A正确；晶体中有B—O键，该化学键为共价键，B正确；金属键仅存在于金属晶体中，C不正确；结晶水合物中都含有分子间作用力，D正确；化合物中含有较多的H和O，且空间结构较大，则一定有氢键，E正确。(6)从图中可以看出构成晶胞的微粒为Ga原子和As原子，所以GaAs为原子晶体，则GaN也是原子晶体；在GaAs晶体和GaN晶体中，N的原子半径小于As的原子半径，所以Ga—N键键长比Ga—As键短，所以Ga—N键键能比Ga—As键高，则GaN晶体的熔点比GaAs晶体高；一个GaAs晶胞中，含有As的个数为8× ＋6× ＝4，含有Ga的个数为4×1＝4。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，则一个Ga的质量为 g，一个As的质量为 g，所以一个GaAs的晶胞的质量为 g，则一个GaAs晶胞的体积为 cm3；Ga和As原子半径分别为rGa pm和rAs pm，则在GaAs晶胞中，4个Ga和As的体积为：4×( r ＋ r )×10－30cm3＝ (r ＋r )cm3，所以GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为： ×100%＝ ×100%。
【分析】（1）亚铜离子的电子轨道排布式为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10，故占据的轨道数目为3+6+5=14
（2）违背了洪特原则
（3）同一周期，原子序数越大，第一电离能越大，而当半充满时，电离能会大于相邻元素，故可判断b为磷
（4）由题可知X为C，最简单氢化物为甲烷，杂化类型为sp3，同样为10电子的还有铵根离子，还有氢氧根离子
（5）由结构图可知图中有离子键、共价键、范德华力以及氢键、唯一没表现出来的是金属键
（6）有结构图可知，为原子晶体，晶格能越大，熔点越高，而晶格能取决于原子半径。
22．（2019·合肥模拟）[化学—选修3：物质结构与性质]
含硼、氮、磷的化合物有许多重要用途，如：(CH3)3N、Cu3P、磷化硼等。回答下列问题：
（1）基态B原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为 ；基态Cu+的核外电子排布式为 。
（2）化合物(CH3)3N分子中N原子杂化方式为 ，该物质能溶于水的原因是 。
（3）PH3分子的键角小于NH3分子的原因是 ；亚磷酸(H3PO3)是磷元素的一种含氧酸，与NaOH反应只生成NaH2PO3和Na2HPO3两种盐，则H3PO3分子的结构式 为 。
（4）磷化硼是一种耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。磷化硼晶体晶胞如图1所示：
①在一个晶胞中磷原子的配位数为 。
②已知磷化硼晶体的密度为ρg/cm3，阿伏加德罗常数为NA，则B-P键长为 pm。
③磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影如图2，请在答题卡上将表示B原子的圆圈涂黑 。
【答案】（1）哑铃形或纺锥形；[Ar]3d10
（2）sp3杂化；(CH3)3N为极性分子，且可与水分子间形成氢键
（3）电负性N>P，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的排斥力就越大，因而键角就变大； 或
（4）4；； 或
【知识点】判断简单分子或离子的构型；配合物的成键情况；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)B为5号元素，位于第二周期第ⅢA族元素，其电子排布为1s22s22p1，占据的最高的能级为2p能级，p能级的电子云轮廓图为哑铃形或纺锥形；基态Cu的核外电子排布为[Ar] 3d104s1，形成离子是从最外层开始失去， Cu＋的电子排布式为[Ar]3d10；(2)(CH3)3N中，N形成3个σ键，N上还有1对孤电子对，则N为sp3杂化；(CH3)3N和H2O都为极性分子，而且(CH3)3N分子可以与H2O分子间形成氢键，所以(CH3)3N能溶于水；答案为：sp3杂化 (CH3)3N为极性分子，且可与水分子间形成氢键；(3)根据价层电子对互斥理论，PH3中的P和NH3中的N的价层电子对数都为4，孤电子对数都为1，PH3和NH3都是三角锥形，但是P的电负性没有N的电负性强，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的排斥力就越大，因而键角就变大，故PH3分子的键角小于NH3分子；亚磷酸(H3PO3)是磷元素的一种含氧酸，与NaOH反应只生成NaH2PO3和Na2HPO3两种盐，说明H3PO3为二元酸，H3PO3分子中含2个羟基，P原子最外层有5个电子，则H3PO3的结构式为 或 ；(4)①黑球为磷原子，根据晶胞分析，P原子作面心立方最密堆积，从上底面面心的P原子分析，周围等距且最近的B原子有4个，即P原子的配位数为4；
②1个晶胞中，包含P原子数目为8×1/8＋6×1/2=4个，含有B原子数目为4个，则1mol晶胞的质量为m=42×4g；设晶胞的边长为apm，则晶胞的体积（a×10-10cm）3= ÷ρg/cm3，则a= pm，B-P键长为a的 ，则B—P键长为 pm；
③根据晶胞结构分析，立方磷化硼晶胞沿着体对角线方向可以观察到六边形，中心B与P重合，六边形中形成两个倒立关系的正三角形，分别由3个B原子或者3个P原子形成，所以画图为 或 。
【分析】（1）P轨道的电子云轮廓形状为哑铃型，掌握Cu的核外电子排布，失去一个电子形成的电子结构为3d10；
（2）形成三个共价键，同时有一对孤对电子，为sp3杂化；掌握相似相容原理即可判断；
（3）键角的形成与键长、电子数目及中心原子的电负性密切相关；根据题意，说明亚磷酸为二元酸。
23．（2018·内江模拟）[化学-选修3：物质结构与性质]铁氰化钾，化学式为K3[Fe(CN)6]，主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业。其煅烧分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物质。
（1）基态K原子核外电子排布简写式为 。 K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是 ，各元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
（2）(CN)2分子中存在碳碳键，则分子中σ键与π键数目之比为 。KCN与盐酸作用可生成HCN，HCN的中心原子的杂化轨道类型为 。
（3）CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253 K，沸点为为376 K，其固体属于 晶体。
（4）下图是金属单质常见的两种堆积方式的晶胞模型。
①铁采纳的是a堆积方式.铁原子的配位数为 ，该晶体中原子总体积占晶体体积的比值为 (用含π的最简代数式表示)。
②常见的金属铝采纳的是b堆积方式，铝原子的半径为r pm，则其晶体密度为 g·cm-3(用含有r、NA的最简代数式表示)。
【答案】（1）[Ar]4s1；Fe(铁)；N>C>Fe>K
（2）3：4；sp
（3）分子
（4）8；；
【知识点】金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】（1）钾(K)为19号元素，原子核外共有19个电子，由于3p和4s轨道能级交错，第19个电子填入4s轨道而不填入3p轨道，基态K原子核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 64s 1简写为：[Ar]4s 1；Fe原子的基态电子排布式为：1s 22s 22p 63s 23p 63d 64s 2，C原子的基态电子排布式为：1s 22s 22p 2，N原子的基态电子排布式为：1s 22s 22p 3，则K、Fe、C、N基态原子核外未成对电子数依次为：1、4、2、3，所以K 3[Fe(CN) 6]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是Fe(铁)。第一电离能是原子失去最外层的一个电子所需能量，第一电离能主要体现的是元素失电子的能力，C、N为非金属元素都较难失电子，C、N同周期，N原子序数大于C，且N最外层2p能级容纳3的电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能也高于同周期相邻元素；K、Fe是金属元素都较易失电子，且K比Fe活泼，故K的第一电离能小于Fe的第一电离能，综上分析，各元素的第一电离能由大到小的顺序为：N>C>Fe>K。（2）(CN) 2分子中存在碳碳键，结构式为N C-C N，共价单键是σ键，共价三键中含有2个π键1个σ键，则分子中σ键与π键数目之比为3：4。HCN的结构式为H-C N，所以碳为中心原子，形成4个共价键，没有孤电子对，碳的价层电子对为2，sp杂化。（3）Fe(CO) 5的熔点为253K，沸点为376K，熔沸点比较低，属于分子晶体。（4）①铁的a堆积方式为体心立方堆积，与一个铁原子最近的铁原子距离为立方体边长的 ，这样的原子有八个，所以铁的配位数为8；如图所示： ，晶胞中铁原子数为：8× +1×=2，体心立方晶胞中r= ，所以铁原子总体积=2× =2× ，晶胞体积=a3，则该晶体中原子总体积占晶体体积的比值为 。②铝的b堆积方式为面心立方堆积，晶胞中含有Al原子数为：8× +6× =4，则晶胞质量为： g；该晶胞结构侧面可用如图表示： ，铝原子半径rpm=r×10-10cm，设晶胞边长为acm，晶胞边长a与铝原子的半径为r的关系为：2a2=(4r×10-10)2，解得a= r×10-10，所以晶胞体积为：( r×10-10)3cm3，根据密度=质量÷体积，则晶体密度为： g÷( r×10-10)3cm3。
答案为：（1）[Ar]4s1、Fe(铁)、N>C>Fe>K； （2）3：4、 sp； （3）分子； （4）8、 、 g·cm-3
【分析】本题涉及化学-选修3：物质结构与性质中的知识。晶体密度计算时注意堆积的方式。
24．（2018·哈尔滨模拟）CO 易与铁触媒作用导致其失去催化活性：Fe+5CO=Fe(CO)5； [Cu(NH3)2]Ac 溶液用于除去CO的化学反应方程式：[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3=[Cu(NH3)3] Ac·CO （式中Ac-代表醋酸根）。请回答下列问题：
（1）C、N、O的第一电离能最大的是 ，原因是 。基态Fe 原子的价电子排布图为 。
（2）Fe(CO)5又名羰基铁，常温下为黄色油状液体，则Fe(CO)5的晶体类型是 ，羰基铁的结构如图，根据该图可知CO作为配位体是以 原子为配位原子与Fe原子结合。
（3）离子水化能是气态离子溶于大量水中成为无限稀释溶液时释放的能量。离子在溶液中的稳定性可以从离子的大小、电荷、水化能等因素来解释。Cu2+和Cu+的水化能分别是-2121kJ·mol-1和-582 kJ·mol-1，在水溶液里Cu2+比Cu+稳定的原因是 。[Cu(NH3)2]+在水溶液中相对稳定，在配合物[Cu(NH3)2]Ac中碳原子的杂化类型是 。
（4）用[Cu(NH3)2]Ac除去CO的反应中，肯定有形成 。
a.离子键
b.配位键
c.非极性键
d. σ键
（5）钙铜合金的晶体结构可看成(a) (b) 两种原子层交替堆积排列而成图(c)，则该合金六方晶胞（即平行六面体晶胞）中含为Cu 个。已知同层的Ca-Cu的距离为294pm，根据图示求同层相邻Ca-Ca的距离 pm （已知 =1.73 计算结果保留整数）。
【答案】（1）N；N的2p能级为半满稳定状态，能量低，第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能；
（2）分子晶体；C或碳
（3）Cu2+的半径小且所带电荷多、水化能大；sp3、sp2
（4）bd
（5）5；509或510
【知识点】金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）同一周期元素，元素电负性随着原子序数增大而增大，但是N的2p能级为半满稳定状态，能量低，第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能，所以这三种元素第一电离能为：N > O>C；铁原子的3d、4s能级为其价电子，基态铁原子的价电子排布为 3d64s2，排布图为 ；正确答案：N ；N的2p能级为半满稳定状态，能量低，第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能； 。（2）根据羰基铁的常温下为黄色油状液体，说明沸点低，为分子晶体；根据羰基铁的结构图，可知CO作为配位体是以C原子为配位原子与Fe原子结合；正确答案：分子晶体；C或碳。（3）Cu2+和Cu+的水化能分别是-2121kJ·mol-1和-582 kJ·mol-1，水化能越小，放出的热量越多，该离子越稳定，并且Cu2+半径比Cu+小，带电荷多，所以Cu2+比Cu+稳定；在配合物[Cu(NH3)2]Ac中碳原子的杂化类型是sp3、sp2；正确答案：Cu2+的半径小且所带电荷多、水化能大 ；sp3、sp2。（4）用[Cu(NH3)2]Ac除去CO的反应中，肯定有铜原子与氮原子、碳原子之间形成的配位键且也是σ键生成；
故答案为：b d。（5）从图 c 可知， Ca 位于六棱柱的顶点(1/6)和底心(1/2) ， 各有 12个和 2个， 即属于这个六棱柱的 Ca 为 3个； Cu 有两种情况， 在底面 (图 a )上，各有 6个(1/2) ，在中间一层(图 b )，内部 6个，边 (对图 c 来说是面上)上有 6个(1/2) ，共有 15个，根据原子个数比关系：N(Ca)： N(Cu)=3：15=1：5，所以该合金六方晶胞中含Cu为5个；看图a，Cu位于3个Ca构成正三角形的重心，已知Ca－Cu为294pm，设Ca-Ca的距离为xpm， 根据勾股定理：x2=(x/2)2+（294+294/2）2， x=294√3=509； 正确答案：509。
【分析】（1）电离能的判断可以根据失电子能力进行分析，失电子能力越弱电离能越大；基态电子价电子排布要注意为3d和4s能级；
（2）根据常温下的状态可以知道沸点，沸点低为分子晶体；要注意配位体根据图示可以观察碳原子为配为原子；
（3）水化能越小，该离子越稳定；杂化类型根据孤电子对数和周围原子或原子团的个数进行判断；
（4）配合物含有配位键，单键为 σ键 ；
（5）要注意根据每个原子受到周围几个面的影响，求其平均个数。
25．（2018·哈尔滨模拟）某药物中含有As、Cu、H、O、Cl、Fe等元素。
（1）Cu单质在不同条件下可形成晶体和非晶体，可通过 区分晶体和非晶体；基态Cu原子的价电子排布式为 ，基态Cu原子的核外电子排布中有 对自旋状态相反的电子。
（2）CH4分子中C原子的杂化方式为 ，NH3沸点比CH4高的原因是 。
（3）酸性：H3AsO4 H3AsO3，原因 。
（4）H3O+、H2O相比较，键角较大的是 ，其原因是 。
（5）一种Fe晶体晶胞如图所示，晶胞边长为a cm，已知该晶体的密度为ρ g·cm-3，Fe的相对原子质量为M，NA为阿伏加德罗常数的值，NA= (列式表示即可)。
【答案】（1）X射线衍射实验；3d104s1；14
（2）sp3杂化；氨分子之间可以形成氢键，而甲烷分子之间只存在范德华力
（3）>；H3AsO4中的非羟基氧原子比H3AsO3中多，H3AsO4中As对电子的吸引力更强，使O—H键更易断裂，电离出H+
（4）H3O+；H3O+、H2O中O原子都是sp3杂化，H2O中O原子有2对孤电子对，H3O+中O原子有1对孤电子对，孤电子对越多，对成键电子对的排斥力越大，键角越小
（5）
【知识点】金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)区分晶体和非晶体，可通过X射线衍射实验区分，铜是29号元素，基态Cu原子的价电子排布式为3d104s1，29个电子占据15个轨道，其中14个轨道中的电子自旋状态相反，故答案为：X射线衍射实验；3d104s1；14；(2)CH4分子中C原子的价层电子对数=4，采用sp3杂化，氨分子之间可以形成氢键，而甲烷分子之间只存在范德华力，使得NH3沸点比CH4高，故答案为：sp3杂化；氨分子之间可以形成氢键，而甲烷分子之间只存在范德华力；(3) H3AsO4中的非羟基氧原子数目大于H3AsO3，酸性：H3AsO4＞H3AsO3，故答案为：>；H3AsO4中的非羟基氧原子比H3AsO3中多，H3AsO4中As对电子的吸引力更强，使O—H键更易断裂，电离出H+；(4) H3O+、H2O中O原子都是sp3杂化，H2O中O原子有2对孤电子对，H3O+中O原子有1对孤电子对，孤电子对越多，对成键电子对的排斥力越大，键角越小，因此H3O+、H2O相比较，键角较大的是H3O+，故答案为：H3O+；H3O+、H2O中O原子都是sp3杂化，H2O中O原子有2对孤电子对，H3O+中O原子有1对孤电子对，孤电子对越多，对成键电子对的排斥力越大，键角越小；(5)根据晶胞结构图，1个晶胞中含有的铁原子数=8× +6× =4，因此晶体的密度为ρ g·cm-3= ，解得NA= ，故答案为： 。
【分析】（1）注意晶体和非晶体的区别可以用 X射线衍射实验 ；基态电子排布的时候要注意洪特规则；根据电子排布的对数，可以知道自旋相反电子又14对；
（2）杂化轨道根据中心原子周围的原子数和未成对电子的什么进行计算；影响沸点的因素包括范德华力和氢键；
（3）酸性的比较要注意比较谁更容易电离出氢离子；
（4）根据孤电子对的数目判断键角，谷电子对越多排斥力越大；
（5）要注意公式的计算，根据物质的量相关计算公式即可求出。
26．（2018·黑龙江模拟）钾和碘的相关化合物在化工医药材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）基态K原子中，核外电子的空间运动状态共 种，占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为 。
（2）K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同。第一电离能比较：K (填“>”或“<”)Cr，金属键强度比较：K (填“>”或“<")Cr.
（3）IO3-离子的立体构型的名称为 ，中心原子的杂化方式为 .
（4）HIO4的酸性强于HIO3，其原因为
（5）KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，晶胞如图所示。
晶胞的棱长为a=0.446nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，K与I间的最短距离为 nm，与K紧邻的O的个数为 。阿伏加德罗常数的值为6.02×1023，列式计算晶体的密度为 g/cm3. (不必计算结果)
【答案】（1）10；球形
（2）<；<
（3）三角锥形；sp3杂化
（4）HIO4中I的正电性更高，导致I－O－H中O的电子向I偏移，更容易电离出H+，酸性更强
（5） nm 或0.386 nm；12；
【知识点】判断简单分子或离子的构型；金属晶体的基本堆积模型；晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）基态K原子的电子排布为1s22s22p63s23p64s1，所以核外电子的空间运动状态共10种，核外电子占据的最高能层为N；K原子最外层4s轨道电子云轮廓为球形；(2)由于K原子的半径比较大而且价电子数较少，第一电离能比较：K
（2） Cr 的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
（3）晶胞的计算需均摊，顶点占晶胞的1/8，面心占1/2，棱上占1/4，体心占1。
（4）晶胞密度=。
27．（2018·南昌模拟）钛及其化合物的应用正越来越受到人们的关注。
（1）基态下原子核外电子排布的最高能级的符号是 。与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有 种。
（2）钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料。钛硬度比铝大的原因是 。
（3）TiCl4是氯化法制取钛的中间产物。TiCl4和SiCl4在常温下都是液体，分子结构相同。采用蒸馏的方法分离SiCl4和TiCl4的混合物，先获得的馏分是 （填化学式）。
（4）半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合，其结构如右图所示。
①组成该物质的元素中，电负性最大的是 （填元素名称）。
②M中，碳原子的杂化形式有 种。
③M中，不含 （填标号）。
a. π键 b. σ键 c.配位键 d.氢键 e.离子键
（5）金红石(TiO2)是含钛的主要矿物之一，具有四方晶系结构。其晶胞结构（晶胞中相同位置的原子相同）如下图所示。
①4个微粒A、B、C、D中，属于氧原子的是 。
②若A、B、C的原子坐标分别为A (0，0，0)、B (0.69a，0.69a，c)、c (a， a，c)，则D的原子坐标为D （0.19a， ， ）；钛氧键的键长d= （用代数式表示）。
【答案】（1）3d；3
（2）Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强)(（或Ti的原子化热比Al大，金属键更强等其他合理答案）
（3）SiCl4
（4）氧；2；d、e
（5）BD；0.81a；0.5c；0.31× a
【知识点】金属晶体的基本堆积模型；晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】（1）基态 Ti 原子核外电排布为 1S 22S 22P 63S 23P 63d 24S 2，且未成对电子数为2，基态下原子核外电子排布的最高能级的符号是3d。第 4周期元素中，基态原子的未成对电数与钛相同的有 Ni （3d 84S 2）、 Ge （4S 24P 2）、 Se （4S 24P 4）3种；（2）钛与铝同为金属晶体，金属晶体的硬度主要由金属键决定，钛硬度比铝大的原因是Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强)（或Ti的原子化热比Al大，金属键更强等其他合理答案）。（3）由TiCl4和 SiCl 4在常温下都是液体，可知，两者均属于分子晶体且分子结构相同，分子间作用力是影响晶体物理性质的主要因素，相对分子质量越大分子间作用力越大，所以，TiCl4比SiCl 4沸点高。采用蒸馏的方法分离SiCl4和TiCl4的混合物，先获得的馏分是SiCl 4；。（4）半夹心结构催化剂M中含有C、H、O、Ti、Cl 五种元素，电负性大小顺序为O>Cl>C>H>Ti，①组成该物质的元素中，电负性最大的是 氧。；碳原子的杂化形式有sp2、sp3两种，②M中，碳原子的杂化形式有2种；在半夹心分子结构中，C-C、C-H、C-O原子间存在δ键，环中存在大π键、Ti 与O间存在配位键，不存在氢键与离子键。③M中，不含de。（5）晶体结构有7大晶系，每个晶胞含有6个晶胞参数(棱长a、b、c； 夹角αβγ)，金红石(TiO2) 是典型的四方晶系，结构中A类原子8×1/8=1、B类原子4×1/2=2、D类原子2×1=2、体心原子1×1=1，原子B、D为O，①4个微粒A、B、C、D中，属于氧原子的是BD；原子A与体心原子为Ti (Ti ：O= 1：2)。结合晶系与晶胞参数可得原子坐标可A(0，0，0)、B(0.69a，0.69a，c)、C(a，a，c)、D(0.19a，0.81a， 0.5c)、体心(0.5a，0.5a，0.5c)。钛氧键键长：d2=(0.31a)2+ (0.31a)2，则d= 0.31× a。
【分析】（1）根据基态电子排布的规律，可知3d能级的能量高于4s能级；
（2）钛是金属中硬度最高的，且质量较轻，常用于航空制造业；
（3）SiCl 4沸点低于TiCl4，所以先获得的馏分是SiCl 4；
（4）在M中，电负性最大的元素是O；双键中的碳是sp2杂化，而甲基中的C是sp3杂化；在M中，有σ键、 π键 和配位键；
（5）键长是共价键三个参数之一。其余两个分别是：键能，键角。键长是共价键的重要性质，可以由实验测量得到。分析研究键长与其他参数的关系，有利于探索化学物构建的本质。
28．（2018·乌鲁木齐模拟）
（1）写出基态镍原子的电子排布式 .与其同周期的基态原子的M 层电子全充满的元素位于周期表的 区； 基态原子变成激发态原子产生的光谱叫 光谱。
（2）丙酮( )分子中2号碳原子的杂化方式为 ；与CS2互为等电子体的阴离子是 (写一种)；CO32-的立体构型是 。
（3）含0.1mol[Cr(H2O)Cl]Cl2·H2O的水溶液与足量硝酸银溶液反应生成 mol AgCl沉淀。H2O分子的键角比H2S分子的键角大，原因是 。
（4）如图所示为GaAs的晶胞结构。
①一个镓原子周围所有距离最近且相等的砷原子形成的空间构型是
②已知晶胞棱长a=5.64×10-10m.则该晶胞密度为ρ= 。
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d84s2 或[Ar]3d84s2；ds和p区；吸收
（2）sp2杂化；N3-；平面三角形
（3）0.2；氧的原子半径比硫小，电负性比硫大，水分子中成键电子对更靠近中心原子，相互排斥作用大，键角大
（4）正四面体；5.37g/cm3
【知识点】金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）镍是28号元素，核外有28个电子，根据能量最低原理，电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2；与镍同周期的基态原子的M 层电子全充满的元素，是29—36号元素，位于位于周期表的ds和p区；基态原子变成激发态原子需要吸收能量，所以基态原子变成激发态原子产生的光谱叫吸收光谱；
（2）根据图示，丙酮分子中2号碳原子为羰基碳原子，是平面构型，根据杂道理论，2号C原子的杂化方式应为sp2杂化；等电子体是指原子数目相同，价电子数目也相同的粒子，所以与CS2互为等电子体的阴离子，有SCN﹣、OCN-、N3-等；CO32-中碳原子的价电子对数是 ，无孤对电子，所以CO32-的立体构型是平面三角形；
（3）配合物外界可以完全电离，内界不电离，[Cr(H2O)Cl]Cl2·H2O外界有2个Cl-，所以含0.1mol[Cr(H2O)Cl]Cl2·H2O的水溶液与足量硝酸银溶液反应生成0.2mol AgCl沉淀；氧的原子半径比硫小，电负性比硫大，水分子中成键电子对更靠近中心原子，相互排斥作用大，所以H2O分子的键角比H2S分子的键角大；
（4）①根据晶胞图，一个镓原子周围所有距离最近且相等的砷原子形成的空间构型正四面体；②一个晶胞中，镓原子的数目为4，As的数目为 ，所以晶胞的摩尔质量是(70+75)×4，晶胞的体积是a3=(5.64×10-8)cm3=1.79×10-22 cm3，所以晶体的密度是 = 5.37g/cm3 。
【分析】（1）中注意每一层排满后电子数应是2n2（n是电子层序数）。M层是第三层故排满时电子数应是18个，原子序数是29-36号元素。
（2）中等电子体的找法，即同主族代换，或者相邻的周期进行替换成变成阳离子或者阴离子。
29．（2018·曲靖模拟）铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列问题：
（1）画出基态Cu原子的价电子排布图 ；
（2）已知高温下Cu2O比CuO稳定，从核外电子排布角度解释高温下Cu2O更稳定的原因 ；
（3）配合物 [Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子的杂化类型是 ，配体中提供孤对电子的原子是 。C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序是 （用元素符号表示）。
（4）铜晶体中铜原子的堆积方式如图1所示，则晶体铜原子的堆积方式为 。
（5）M原子的价电子排布式为3s23p5，铜与M形成化合物的晶胞如图2所示（黑点代表铜原子）。
①该晶体的化学式为 。
②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于 化合物（填“离子”、“共价”）。
③已知该晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA，已知该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为体对角线的1/4，则该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为 pm（写出计算列式）。
【答案】（1）
（2）亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态
（3）sp2、sp3；N；N>O>C
（4）面心立方最密堆积
（5）CuCl；共价；
【知识点】原子核外电子排布；晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）基态Cu原子的外围电子排布为：3d104s1，则基态Cu原子的价电子排布图为： ；
（2）失去一个电子后，亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态，所以导致高温下Cu2O比CuO稳定；
（3）配合物[Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子第一个有一个碳氧双键，其他为单键，形成的是sp2杂化，第二个碳与第一个碳和三个氢形成单键，形成的是sp3杂化；配体中N有一对孤对电子，提供孤对电子的原子是N；同周期元素的第一电离能随核电荷数的增加而增大，但N原子的2P轨道是半充满的稳定状态，所以N元素的第一电离能大于O，则C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序是N>O>C；
（4）铜晶体中铜原子的堆积方式如图1所示，为三层分ABA形，则晶体铜原子的堆积方式为面心立方最密堆积；
（5）M原子的价电子排布式为3s23p5，M是第三周期第ⅦA族元素，即Cl，铜在晶胞占有的位置8个顶点、6个面，铜原子的个数 =4，Cl原子在晶胞的位置在体心，全部属于晶胞，Cl原子的个数是4，①该晶体的化学式为CuCl；②一般认为两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7形成离子键，小于1.7形成共价键，铜与氯电负性差值3.0-1.9=1.1<1.7，该化合物属于共价化合物；③设边长为acm， ， ，该晶胞类似于金刚石的晶胞，铜和氯最近的距离是体对角线的1/4，即距离为： 。
【分析】（4）需要熟练掌握常见金属的堆积模型才能正确判断堆积方式。
30．（2021高二上·乐山期末）锰是钢的一种重要添加剂，支撑“中国天眼”FAST的角钢塔架中就含有锰。回答下列问题：
（1）Mn元素位于元素周期表的 区，价层电子排布式为 。
（2）金属锰有多种晶型，其中锰(面心立方)晶胞俯视图为____(选填编号)。
A． B．
C． D．
（3）第三电离能 (选填“＞”或“＜”)，原因是 。
（4）能形成配离子为八面体的配合物。已知含1mol该配合物与足量溶液反应可生成，则配合物中 ， 。
（5）硫化锰是一种重要的半导体材料，其中具有稳定的岩盐矿结构，晶胞结构如图所示。若晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值，晶胞的密度是 。(列出计算式)
【答案】（1）d；
（2）C
（3）＞；当失去两个电子后，价电子排布为，而为，处于半充满稳定结构，不易再失电子，所以Mn的第三电离能较大
（4）2；5
（5）或
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；配合物的成键情况；晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】（1）Mn是25号元素，价电子排布为3d54s2，位于元素周期表的d区；价层电子排布式为；
（2）金属锰有多种晶型，其中锰(面心立方)晶胞俯视图每一个侧面面心的原子正好落在棱心，故俯视图为C；
（3）Mn价电子排布为3d54s2，电离出第三个电子要失去上的电子，是半充满状态能量低，失去第三个电子需要能量较大，第三电离能较高；Fe的价电子排布为3d64s2，失去第三个电子是要失3d6上的电子，故当失去两个电子后，价电子排布为，而为，处于半充满稳定结构，不易再失电子，所以Mn的第三电离能较大；
（4）能形成配离子为八面体的配合物，说明配位数为6，1mol该配合物与足量溶液反应可生成，说明配合物的外界只有1molCl-，根据化合价可知该配合物中含有2mol Cl-，故n=2，m=5；
（5）根据均摊法可知该晶胞中含有Mn原子数为4个，含有S原子数为4个，晶胞的密度是=g/cm3。
【分析】（1）Mn为25号元素，失去2个电子形成Mn2+；
（2） 锰俯视时每一个侧面面心的原子正好落在棱心；
（3）原子轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，失电子较难，电离能较大；
（4）能形成配离子为八面体的配合物，说明配位数为6，1mol该配合物与足量 溶液反应可生成，说明配合物的外界只有1molCl-；
（5）根据均摊法和计算。
31．（2021高二下·吕梁期末）铁元素是最重要的金属元素之一，其不仅是各种钢材的主要成分，很多含铁化合物也具有重要意义。
（1）按照电子排布，可把元素周期表中的元素划分成五个区，铁元素属于 区。
（2）Mn2+在水溶液中难被氧化，而Fe2+则易被氧化为Fe3+，请从离子的价电子式角度解释Mn2+与Fe2+还原能力的差别 ，Mn2+的半径 Fe3+的半径(选填”>”、”<”或“=”)。
（3）金属铁晶体中铁原子采用体心立方堆积，该铁晶体的空间利用率为 (用含π的式子表示)。
（4）向含Fe3+的溶液中滴加少量的KSCN溶液，溶液中生成红色的【Fe(SCN)(H2O)5】2+。N、H、O三种元素的电负性由大到小的顺序为 。【Fe(SCN)(H2O)5】2+中Fe3+的配位数为 。H2O中氧原子的杂化方式为 。
（5）二茂铁是一种含铁的有机化合物，其化学式为Fe(C5H5)2，可看作是Fe2+离子与两个正五边形的环戊二烯负离子(C5H)配体形成的夹心型分子(如下图a所示)。已知大π键可用符号π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π)，则C5H的大π键表示为 ，二茂铁为黄色针状晶体，熔点173℃(在100℃时开始升华)，沸点249℃，水中难溶，但可溶于很多有机溶剂。下列相互作用中，二茂铁晶体中不存在的是 (填标号)。
A．离子键B．配位键C．δ键D．范德华力
【答案】（1）d
（2）Mn2+为3d5构型，d亚层半满，失去电子则要破坏此稳定结构，Fe2+为3d6构型，失去一个电子成为稳定的3d5构型；>
（3）
（4）O>N>H；6；sp3
（5）π；A
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；配合物的成键情况；金属晶体的基本堆积模型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)基态Fe原子的核外电子排布为[Ar]3d64s2，则铁元素属于d区，故答案为：d；
(2)Mn2+的价电子排布式分别为3d5，d5属于半充满的稳定结构，Mn2+失去电子需要吸收较高能量破坏稳定结构，Fe2+的价电子排布式3d6，易失去电子形成3d5稳定结构，所以Fe2+还原能力强；Mn2+、Fe3+的核外电子排布相同，Fe的核电荷数更大，故离子半径：Mn2+＞Fe3+，故答案为：Mn2+为3d5构型，d亚层半满，失去电子需破坏该稳定结构，而Fe2+为3d6，易失去1个电子成为稳定的3d5构型；＞；
(3)设铁原子的半径为rcm，则晶胞体积对角线长度为4rcm，可知晶胞棱长为，晶胞中Fe原子数目为，晶胞中Fe原子总体积为，晶胞体积为，则空间利用率=；
(4)非金属性越强，其电负性越大，所以N、H、O三种元素的电负性大小顺序为O＞N＞H；[Fe(SCN)(H2O)5]2+中Fe3+的配体有1个SCN﹣、5个H2O，其配位数为5+1＝6；H2O中氧原子形成2个O﹣H键，含有2对孤电子对，氧原子杂化轨道数目为2+2＝4，所以O原子的杂化方式为sp3，故答案为：O＞N＞H；6；sp3；
(5)碳原子均为sp2杂化，存在平行p轨道，形成5中心、6电子大派键，该大π键可表示为Π56；二茂铁的熔沸点低，易溶于有机溶剂，说明二茂铁属于分子晶体，分子之间存在范德华力，分子内Fe2+离子与环戊二烯负离子形成配位键，配体C5H5﹣中原子之间存在σ键，没有氢键，故答案为：Π56；A。
【分析】（1）铁位于d区；
（2）Mn2+为3d5的稳定结构；核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小；
（3）；
（4）非金属性越强，电负性越大；[Fe(SCN)(H2O)5]2+中Fe3+的配位数为6，水中氧原子采用 sp3 杂化；
（5） 环戊二烯负离子由两个双键和一个负电荷组成环状共轭体系，形成5中心、6电子大π键；根据晶体结构分析晶体类型以及含有的化学键类型。
32．（2021高二下·信阳期末）日常生活中常用A的单质通入自来水中杀菌消毒，B的单质或合金做电线的导体部分。A的负一价离子的最外层电子数和次外层电子数相同。B为第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。
（1）A单质通入水中发生反应的离子方程式： ；写出起到杀菌作用的产物的电子式： 。
（2）B元素在周期表中的位置是 ；B金属晶体的空间堆积方式为 ；B原子的配位数为 。
（3）A与B形成的一种化合物的立方晶胞如图所示：
①该化合物的化学式为 。
②该晶胞棱长为0.542 nm，则晶体的密度为 (写出计算式即可，不计算结果)。
③该化合物难溶于水易溶于氨水，是因为可与氨形成易溶于水的配位化合物，若配位数是4，则络离子的化学式为 。
该络离子在空气中易被氧化而导致溶液呈现 色。
（4）如图A、B形成离子晶体的晶格能为 kJ/mol。
【答案】（1）；
（2）第四周期第ⅠB族；面心立方最密堆积；12
（3）CuC；；；深蓝
（4）a+b+c
【知识点】晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】日常生活中常用A的单质通入自来水中杀菌消毒，A的负一价离子的最外层电子数和次外层电子数相同。由题意可推出A是Cl，B是Cu。
(l)氯气通入水中发生反应的离子方程式：，HClO利用其强氧化性起到杀菌作用，其电子式：；
(2)Cu在周期表中的位置是第四周期第ⅠB族；金属晶体Cu的空间堆积方式为面心立方最密堆积：Cu原子的配位数为12；
(3)①由晶胞图用均摊法可得该化合物的化学式为CuCl；
②该晶胞棱长为0.542 nm，一个晶胞均摊4个CuCl，所以晶胞的密度为一个晶胞的质量除以晶胞的体积，得到；
③CuCl易溶于氨水，是因为可与氨形成易溶于水的配位化合物，配位数是4，则络离子的化学式为，该络离子在空气中易被氧化为而导致溶液呈现深蓝色；
(4)晶格能是指气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量。根据益斯定律，形成离子晶体的晶格能为。
【分析】(1)氯气通入水中发生反应生成盐酸和次氯酸，HClO有强氧化性；
(2)依据核外电子排布确定；
(3)①利用均摊法判断化学式；
②依据计算；
③可与氨形成易溶于水的配位化合物；
(4)晶格能是指气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量。根据益斯定律计算。
33．（2019高二下·吉林期末）太阳能电池板材料除单晶硅外，还有氮、硼、硒、钛、钴、钙等化学物质。
（1）基态钙原子的电子排布式为 ，金属钴的堆积方式与镁相似，都属于六方最密堆积，其配位数是
。
（2）氮元素的第一电离能在同周期中从大到小排第 位；写出与NO-互为等电子体的一种非极性分子的化学式 。
（3）晶体硼的结构单元是正二十面体，每个单元中有12个硼原子(如图)，其中有两个原子为10B，其余为11B，则该结构单元有 种不同的结构类型。
（4）六方相氮化硼的结构与石墨相似，B的杂化方式是 ，其不导电的原因是 。
（5）在浓的TiCl3盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6，组成为TiCl3·6H2O的晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1∶5，则该配离子的化学式为 。
（6）钴晶体的一种晶胞是体心立方堆积(如图所示)，若该晶胞的边长为a nm，密度为ρ g·cm－3，NA表示阿伏加德罗常数的值，则钴的相对原子质量可表示为 。
【答案】（1）1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2；12
（2）3；SO3或 BF3(或其他合理答案)
（3）3
（4）sp2 ；层状结构中没有自由移动的电子
（5）[TiCl(H2O)5] 2＋
（6）5a 3 ρNA×10－22
【知识点】原子结构的构造原理；元素电离能、电负性的含义及应用；配合物的成键情况；晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型
【解析】【解答】（1）钙的核电荷数为20，基态钙原子的电子排布式为1s22s2sp63s23p64s2，Mg晶体属于六方最密堆积，其配位数为12；
（2）同一周期中，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于同周期相邻元素，稀有气体的第一电离能最大，故第二周期第一电离能：Ne>F>N>O>C>Be>B>Li；
原子数目相等，价电子总数也相等的微粒互为等电子体，与NO3-互为等电子体的一种非极性分子为SO3；
（3）两个10B有3位置，为图中上下顶点位置，其中一个处于上顶点，另外的一个处于上层阴影中顶点，或者下层阴影中顶点，有三种结构，H3BO3与一个水分子可形成配位键，产生[B(OH)4]-和一个H+，可推知硼酸为一元弱酸；一个硼酸分子形成6个氢键，但每个氢键为2个硼酸分子共用，因此平均含有3个氢键，则含有1molH3BO3的晶体中含有3mol氢键；
（4）硼原子和四个N原子形成四个共价键，所以B原子的杂化轨道类型为sp3杂化，六方相氮化硼的结构与石墨相似，应为层状结构，但没有自由移动的电子，故不能导电；
（5）配位数为6,、组成为TiCl3·6H2O的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1:5，而晶体中只含有3个Cl-，所以配体数目多的是H2O，H2O和Cl-比值为5:1，所以给配离子的化学式为：[TiCl(H2O)4]2+；
（6）根据晶胞结构，在晶胞中含有的钴原子数为，晶胞变长为a×10-7cm，晶胞体积V=(a×10-7cm)3，钴的相对原子质量为M，则1mol的质量为2Mg，则根据可得，
【分析】（1）根据原子结构书写电子排布式；根据镁的堆积确定其配位数；
（2）根据第一电离能的递变规律和等电子体的概念分析；
（3）根据晶体硼的结构分析；
（4）结合石墨的结构分析；
（5）根据配位键的成键情况分析；
（6）根据晶胞结构，结合密度公式进行计算；
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