2024届高三化学高考备考二轮复习专题十物质的结构与性质提升练习（新高考专用）
一、单选题，共13小题
1．（模拟）关于氢键和分子间作用力，下列说法不正确的是
A．水在结冰时体积膨胀，是由于水分子之间存在氢键
B．NH3的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键
C．在氨水中水分子和氨分子之间也存在着氢键
D．分子间作用力较弱，破坏它所需能量较少
2．（模拟）下列有关NO、NO和NH3的说法正确的是
A．NO的键角大于NH3的键角 B．NO的空间结构为直线形
C．NH3中的N原子杂化类型为sp2 D．NH3作配体是因为N原子存在空轨道
3．（模拟）在通常条件下，下列比较正确的是
A．熔点：CO2＞KCl＞SiO2 B．水溶性：HCl＞CH4＞SO2
C．键角：CH4＞H2O＞NH3 D．键能：H—F键＞H—Cl键＞H—Br键
4．（模拟）下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是
A．O2、I2、Hg B．CO、KCl、SiO2
C．Na、K、Rb D．Na、Al、Mg
5．（模拟）硫化锂是目前正在开发的锂离子电池的新型固体电解质，为立方晶系晶体。离子位置按图示坐标系为：Li＋(0.25，0.25，0.25)；(0.25，0.75，0.25)；(0.75，0.25，0.25)；(0.75，0.75，0.25)；…S2-：(0，0，0)；(0.5，0.5，0)；(0.5，0，0.5)；(0，0.5，0.5)，则硫化锂晶胞沿z轴投影的俯视图(其中“”表示Li＋，“”表示S2-)为
A． B． C． D．
6．（2022春·四川成都·高二石室中学校考阶段练习）如图三条曲线表示 C、Si 和 P 元素的前四级电离能变化趋势。下列说法正确的是
A．元素电负性：c＞b＞a B．最简单氢化物的稳定性：c＞a＞b
C．最简单氢化物的相对分子质量：a＞b＞c D．第五电离能 I5：a＞c＞b
7．（模拟）已知冰晶石(Na3AlF6)熔融时的电离方程式为Na3AlF6=3Na＋＋AlF。现有冰晶石的结构单元如图所示，位于大立方体顶角和面心，位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，是图中、中的一种。下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)
A．冰晶石是分子晶体
B．大立方体的体心处代表AlF
C．与Na＋距离相等且最近的Na＋有6个
D．冰晶石晶体的密度为 g·cm-3
8．（2022春·山东菏泽·高二校考开学考试）在碱性溶液中，Cu2+可以与缩二脲形成紫色配离子，其结构如图所示。下列说法错误的是
A．该配离子与水分子形成氢键的原子只有N和O
B．该配离子中铜离子的配位数是4
C．基态Cu原子的价电子排布式是 3d104s1
D．该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O＞N＞C＞H
9．（2022秋·上海浦东新·高二上海市建平中学校考阶段练习）我国科学家研制出一种能在室温下高效催化空气中的甲醛氧化的催化剂，其反应如下：HCHO＋O2 CO2＋H2O。下列有关说法正确的是
A．反应物和生成物都是非极性分子
B．HCHO 的空间构型为四面体形
C．HCHO、CO2 分子的中心原子的杂化类型不同
D．液态水中只存在一种作用力
10．（2022春·宁夏银川·高二校考阶段练习）关于[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的说法正确的是( )
A．配体为水分子，配位原子是O，外界为Br- B．中心原子的配位数为6
C．中心原子Cr采取sp3杂化 D．中心原子的化合价为＋2价
11．（2020春·福建南平·高二福建省南平市高级中学校考期中）下列关于物质结构与性质的说法，不正确的是（ ）
A．I3AsF6晶体中存在I3+离子，I3+离子的几何构型为V形
B．硫离子电子共有18种运动状态，且其2p与3p轨道能量不相等
C．12g石墨中含有σ键的物质的量为3mol
D．第四周期元素中，Ga的第一电离能低于Ca
12．（2022·全国·高二专题练习）下列晶体分类正确的是
选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
A Ba(OH)2 金刚石 普通玻璃 Cu
B H2SO4 Si S Hg
C CH3COONa Ar I2 Fe
D NH4Cl SiO2 C6Hl2O6 黄铜
A．A B．B C．C D．D
13．（2018秋·福建福州·高二福建省福清华侨中学校考期中）下列说法中正确的是
A．一个原子核外每个电子的运动状态不同，能量也不同
B．3p2表示3p能级有两个轨道
C．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
D．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增大
二、填空题，共3小题
14．（2023秋·广东东莞·高二东莞市东莞中学校考阶段练习）钛被称为继铁、铝之后的“第三金属”，一种制备金属钛的工艺流程如下所示。
(1)Ti在元素周期表的位置为_______；下列基态或激发态Ti原子价电子排布图中，能量最高的是_______。
A．
B．
C．
(2)已知在通常情况下是无色液体，熔点为，沸点为，结构与相似，的晶体类型是_______。稳定性比差，试从化学键角度分析原因_______。
(3)纳米是一种应用广泛的催化剂，其催化作用的一个实例如下所示：
化合物甲中采取杂化的原子有_______(填元素符号)。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是_______。
(4)硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图所示。该阳离子的化学式为_______。
15．（2022春·湖北襄阳·高一襄阳五中校考阶段练习）回答下列关于氮族元素的问题：
(1)位于第五周期的元素符号和名称分别为_______、_______。铋(Bi)的最高正化合价为_______。
(2)①热稳定性：NH3_______PH3(填“>”或“＜”)。
②沸点：N2H4_______P2H4(填“>”或“＜”)，判断依据是_______。
③化合物NH2NH2的电子式为_______，其分子内存在的共价键类型有_______
④磷能呈现多种化合价，其中+3价氧化物为10原子分子，该氧化物的分子式为_______，+5价简单含氧酸的分子式为_______。
(3)PH3与卤化氢的反应和NH3与卤化氢的反应相似，产物的结构和性质也相似。下列对PH3与HI反应产物的推断正确的是_______(填序号)。
a.能与NaOH反应 b.含离子键、共价键 c.受热可分解
16．（2023秋·湖北武汉·高二武汉市第六中学校考阶段练习）过一硫酸(H2SO5)和过二硫酸(H2S2O8)都是硫的含氧酸。过一硫酸是一种一元强酸，可用于游泳池消毒，其结构式如图所示，过二硫酸是一种白色晶体，受热易分解，有强吸水性，极易溶于水且在水中会逐渐水解得到硫酸和过氧化氢。请回答下列相关问题。
(1)过二硫酸的结构式是_____。
(2)过硫酸盐受热也易分解，如过二硫酸钾(K2S2O8)受热会放出SO3和O2，该反应的化学方程式是_____。
(3)实验室常用氯磺酸(ClSO3H)和H2O2混合制H2S2O8：H2O2+2ClSO3H=H2S2O8+2HCl，要制得高纯度的H2S2O8关键在于反应体系要处于_____环境。
(4)多硫化钠(Na2Sx)是一系列含多硫离子的化合物，有Na2S2、Na2S4、Na2S5等，各原子均满足8e-稳定结构，其中Na2S4的电子式是_____。
(5)水因质子自递(2H2OH3O++OH-)能导电，无水硫酸也能导电，其原因是_____(用化学用语表示)。
(6)青蒿素结构如图，只能在低温条件下萃取青蒿素是因其分子中的某个基团对热不稳定，且该基团能与NaI反应生成I2。该基团的结构式为_____。
(7)已知S4O的结构为，下列叙述不正确的是_____。
A．S4O的结构中，两边的S原子无孤对电子
B．S4O的结构中，中间的两个S原子均有两对孤对电子
C．S4O的结构中a、b为键长，则a＞b
D．沸点＜
三、解答题，共2小题
17．（模拟）回答下列问题：
(1)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似，如图1所示，该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm，则该氮化钛的密度为___________ g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值，只列计算式)。该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有___________个。
(2)某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图3所示(“”表示V，“”表示S)，该晶胞的化学式为VS。图2为该晶胞的俯视图。
①请在图3中用标出V原子的位置______。
②已知晶胞的密度为d g·cm-3，计算晶胞参数h=______(列出计算式即可)。
(3)钴蓝晶体结构如图，该立方晶胞由4个I型和4个II型小立方体构成，其化学式为___________，晶体中Al3＋占据O2-形成的___________(填“四面体空隙”或“八面体空隙”)。NA为阿伏加德罗常数的值，钴蓝晶体的密度为___________ g·cm-3(列计算式)。
18．（模拟）M、Q、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素。M原子核外电子有6种运动状态，R和X同主族。Z、W是第四周期的过渡元素，Z2＋的核外d电子数是W＋核外d电子数的一半，W＋核外没有未成对电子。请回答下列问题：
(1)基态W原子的价层电子的轨道表示式为___________。
(2)M、Q和R的第一电离能由小到大的顺序是___________(用元素符号表示)。
(3)比较简单离子半径：Xn___________(填“＞”“=”或“＜”，下同)Ym-，Rn___________P3-。
(4)在上述元素形成的微粒中，与MR2的空间结构相同的是___________(写一种)；QY3分子的空间结构是___________。
(5)W的单质晶体的晶胞结构如图所示。W的单质晶体中A、B、C、D围成1个正四面体空隙，该晶胞中正四面体空隙的数目为___________。某种Z的硫化物晶体中S2-以W的单质晶体中W原子的方式堆积，Z2＋填充在正四面体空隙中，则Z2＋的填充率(即填充Z2＋的正四面体空隙数和正四面体空隙总数的比值)为___________。
参考答案：
1．B
【详解】A．水在结冰时体积膨胀是由于水分子间以氢键互相联结，氢键有方向性和饱和性，所以形成的晶体相对疏松，从而在结构上有许多空隙，造成体积膨胀，A项正确；
B．NH3的稳定性取决于N—H键的稳定性，而不是氢键，B项错误；
C．氨分子和水分子之间主要是以氢键结合，氨气极易溶于水，所以在氨水中水分子和氨分子之间存在着氢键，C项正确；
D．分子间作用力较弱，破坏它所需能量较少，D项正确；
答案选B。
2．A
【详解】A． 中N的孤电子对数为，价层电子对数为0＋3=3，N为sp2杂化，为平面三角形结构，键角为120°，NH3中N的孤电子对数为，价层电子对数为1＋3=4，N为sp3杂化，NH3为三角锥形结构，键角为107°，前者键角大，A正确；
B．中N的孤电子对数为，价层电子对数为1＋2=3，N为sp2杂化，为V形结构，B错误；
C．由B项解析可知，C错误；
D．NH3作配体是因为N有一对孤电子对，D错误；
故选A。
3．D
【详解】A．晶体的熔点高低顺序一般为共价晶体＞离子晶体＞分子晶体，则熔点高低为SiO2＞KCl＞CO2，A选项错误；
B．HCl和SO2均为极性分子，CH4为非极性分子，H2O为极性分子，根据“相似相溶”规律，HCl和SO2在水中的溶解度均大于CH4，B选项错误；
C．NH3、H2O、CH4三种分子的中心原子均采取sp3杂化，CH4中C原子上没有孤电子对，为正四面体形，NH3中N原子上有1对孤电子对，为三角锥形，H2O中O原子上有2对孤电子对，为V形，孤电子对数越多，键角越小，所以键角：CH4＞NH3＞H2O，C选项错误；
D．通常共价键键长越大，键能越小，原子半径：F＜Cl＜Br，则共价键的键长：H—F键＜H—Cl键＜H—Br键，键能：H—F键＞H—Cl键＞H—Br键，D选项正确；
故答案选D。
4．B
【详解】A．Hg在常温下为液态，而I2为固态，A错误；
B．SiO2为原子晶体，其熔点最高，CO是分子晶体，其熔点最低，B正确；
C．Na、K、Rb价电子数相同，其原子半径依次增大，金属键依次减弱，熔点逐渐降低，C错误；
D．Na、Mg、Al价电子数依次增多，原子半径逐渐减小，金属键依次增强，熔点逐渐升高，D错误；
答案选B。
5．A
【详解】硫化锂为立方晶系晶体，由离子坐标可知，S2-处于晶胞顶点与面心，Li＋处于晶胞的体心，沿z轴投影的俯视， Li＋处于正方形内部对角线上且关于中心对称，S2-处于正方形中心和顶角与边中心，由题意知“”表示Li＋，“”表示S2-，因此俯视图为，故选A选项。
6．D
【分析】同主族自上而下第一电离能减小，P元素3p能级为半满状态，较稳定，第一电离能高于同周期相邻Si和S元素，故Si的第一电离能最小，由图中第一电离能c最小，c为Si，P原子第四电离能为失去3s2能中1个电子，为全满稳定状态，与第三电离能相差较大，可知b为P、a为C，据此解答。
【详解】同主族自上而下第一电离能减小，P元素3p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，故Si的第一电离能最小，由图中第一电离能可知，c为Si，P原子第四电离能为失去4s2能中1个电子，为全满稳定状态，与第三电离能相差较大，可知b为P、a为C。
A、同周期自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，故Si的电负性最小，故A错误；
B、Si的非金属性最弱，非金属性越强，氢化物越稳定，故SiH4的稳定性最差，故B错误；
C、均形成分子晶体，没有氢键存在，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，故SiH4的沸点最高，CH4的沸点最低，故C错误；
D、碳、Si失去4个电子为ns2全满状态，能量更低，再失去1个电子时，第五电离能与第四电离能相差较大，P失去4个电子为3s1状态，第四电离能与第五电离能均失去3s能级电子，二者能量相差不大，故第五电离能C＞Si＞P，故D正确；
故选D。
7．D
【详解】A．由冰晶石熔融时能发生电离可知，冰晶石是由阴阳离子形成的离子晶体，故A错误；
B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的的个数为8×+6×=4，位于棱上和体内的个数为12×+8=11，由冰晶石的化学式可知，是图中的，则代表钠离子，故B错误；
C．由晶胞结构可知，与钠离子距离相等且最近的钠离子有8个，故C错误；
D．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的六氟合铝酸根离子的个数为8×+6×=4，位于棱上、体内和体心的钠离子个数为12×+8+1=12，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=a3d，解得d=，故D正确；
故选D。
8．A
【详解】A．该配离子中的H原子也可以和水分子中的O原子形成氢键，A错误；
B．根据配离子的结构可知，铜离子为受体，N和O为配体，铜离子的配位数为4，B正确；
C．Cu为29号元素，基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1，C正确；
D．非金属性越强元素的电负性越大，所以电负性大小顺序为O＞N＞C＞H，D正确；
综上所述答案为A。
9．C
【详解】A．反应物中甲醛为极性分子、氧气为非极性分子，产物中二氧化碳为非极性分子、水为极性分子，故A错误；
B．甲醛中碳原子采取sp2杂化，则分子的空间构型为平面三角形，故B错误；
C．甲醛中碳原子采取sp2杂化，CO2分子中C原子的价层电子对数为2，其杂化类型为sp杂化，故C正确；
D．液态水中存在分子间作用力、氢键和共价键，故D错误；
故选C。
【点睛】本题的易错点为D，要注意物质中存在的作用力包括微粒间的作用力和微粒内部的作用力。
10．B
【详解】A.[Cr(H2O)4Br2]Br 2H2O中配位体是H2O、Br，外界为Br-，故A错误；
B.[Cr(H2O)4Br2]-中的中心离子的配体是H2O、Br，该配离子中含有4个H2O、2个Br，所以配位数是6，故B正确；
C.中心原子铬离子配位数是6，含有6个σ键，所以铬离子采用d2sp3杂化，故C错误；
D.[Cr(H2O)4Br2]Br 2H2O中阴离子是溴离子，溴离子的化合价是-1价，所以铬离子的化合价是+3价，故D错误；
故选B。
【点睛】本题考查了配合物的成键情况，根据化合物中元素的化合价代数和为0、配位数的计算方法、配位体的判断等知识来分析解答。本题中中心原子的杂化方式为易错点。
11．C
【详解】A.晶体中存在I3+离子，I3+中心原子的价层电子对数为2+=4，为sp3杂化，VSEPR模型为四面体形，中心I原子的孤电子对数为，I3+离子的几何构型为V形，A正确；
B.每个电子运动状态都不同，硫离子核外有18个电子，故有18种运动状态，但电子层离核越远能量越高，故2p与3p轨道能量不相等，B正确；
C.12g石墨的物质的量为12g÷12g/mol=1mol，石墨为碳原子的六元环结构，一个碳原子与另外六个碳原子间形成σ键，属于每个碳原子的σ键数目为，故1mol石墨中含有1.5molσ键，C错误；
D.Ga是31号元素，该原子核外有31个电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，Ca的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p64s2，达到全满状态，较稳定，故Ga的第一电离能低于Ca，D正确；
答案选C。
【点睛】同一周期内元素的第一电离能在总体增大的趋势中有些曲折，当外围电子在能量相等的轨道上形成全空、半满或全满结构时，原子的能量较低，元素的第一电离能较大。
12．D
【详解】A．普通玻璃是混合物、玻璃不构成晶体，无固定的熔沸点，A错误；
B．硫酸由分子构成、硫酸晶体属于分子晶体、不属于离子晶体，B错误；
C．Ar由原子构成、但原子之间存在的是分子间作用力，故Ar的晶体属于分子晶体、不属于共价晶体，C错误；
D．NH4Cl是由铵根离子和氯离子构成的、构成离子晶体，SiO2是由硅氧原子通过共价键构成的共价晶体、C6Hl2O6的分子是共价分子、对应的晶体是分子晶体，黄铜是铜锌合金、构成金属晶体，D正确；
答案选D。
13．D
【详解】A. 每个轨道中最多可以填充两个电子，自旋相反，这两个电子的能量完全相同，另外在等价轨道上填充的电子能量也相同，可能存在能量相同的电子，故A错误；
B. 3p2表示3p能级容纳2个电子，p能级有3个原子轨道，故B错误；
C. 同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相等，都为3，故C错误；
D. 能级符号相同，能层越大，电子能量越高，所以1s、2s、3s电子的能量逐渐增大，故D正确。
所以D选项是正确的。
14．(1) 第四周期第ⅣB族 C
(2) 分子晶体 钛原子半径比碳大，Ti-Cl键比C-Cl键的键长大、键能低，易断裂
(3) C和O 化合乙分子间存在氢键
(4)TiO2+
【详解】（1）Ti 的原子序数为22，在元素周期表的位置是第四周期第ⅣB族；由洪特规则可知，在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道，3d电子应占据不同轨道，3d轨道能级比4s高，C中4s电子激发到3d轨道中，故能量最高的是C；
（2）TiCl4和CCl4都是正四面体结构，熔沸点较低，为分子晶体；钛原子半径比碳原子半径大，Ti-Cl键比C-Cl键的键长长，键能低，易断裂，所以TiCl4稳定性比CCl4差，故答案为：分子晶体；钛原子半径比碳大，Ti-Cl键比C-Cl键的键长大、键能低，易断裂；
（3）采取sp3杂化的原子价层电子对数是4，价层电子对个数是4的原子有形成甲基和亚甲基的3个碳原子和形成醚键的氧原子，即原子有C和O；化合物乙因分子间存在氢键，则化合物乙的沸点比化合物甲高
（4）该阳离子中每个Ti原子连接2个O原子、每个O原子连接2个Ti原子，则O、Ti原子个数之比为1：1，该离子中Ti为+4价，所以该阳离子为TiO2+。
15．(1) Sb 锑 +5
(2) > > N2H4分子间存在氢键 极性键和非极性键 P4O6 H3PO4
(3)abc
【详解】（1）氮族元素位于元素周期表中第ⅤA族，所以第五周期第ⅤA族的元素名称是锑，元素符号为Sb；对于主族元素，最高正化合价等于族序数，铋(Bi)的最高正化合价为；
（2）①同主族，原子序数越大非金属性越弱，N的非金属性强于P，所以气态氢化物的热稳定性：NH3＞PH3；
②组成和结构相似的物质，熔沸点与分子间作用力有关，N2H4中存在氢键，所以沸点：N2H4＞P2H4；
③化合物NH2NH2的电子式为：；其中氮氢键为极性共价键，氮氮键为非极性共价键，分子内存在的共价键类型有极性键和非极性键；
④磷的氧化物为，其中P为+3价，O为-2价，根据化合物中元素正负化合价之和等于0可知：，又因为该氧化物为10原子分子，所以该氧化物的分子式为P4O6，+5价简单含氧酸的分子式为H3PO4；
（3）因为PH3与卤化氢的反应和NH3与卤化氢的反应相似，产物的结构和性质也相似。所以NH3与HI反应生成，则PH3与HI反应生成，且的结构和性质与相似。
a.能与NaOH反应生成，所以也能与NaOH反应，a正确；
b.含离子键、共价键，所以也含离子键、共价键，b正确；
c.受热可分解生成和HI，所以受热也可分解，c正确；
答案选abc。
16．(1)
(2)
(3)低温、无水
(4)
(5)
(6)
(7)C
【详解】（1）根据过一硫酸(H2SO5)的结构式，可推知过二硫酸的结构式是 ；
故答案为： ；
（2）如题，过二硫酸钾()受热会放出和，则该反应的化学方程式是；
故答案为：；
（3）过二硫酸是一种白色晶体，受热易分解，有强吸水性，极易溶于水且在水中会逐渐水解得到硫酸和过氧化氢，所以要制得高纯度的关键在于反应体系要处于低温、无水环境中；
故答案为：低温、无水；
（4）属于离子化合物，各原子均满足8e-稳定结构，其电子式为；
故答案为：；
（5）水因质子自递()能导电，与水类似，无水硫酸也能质子自递，，含有自由移动的离子，所以能导电；
故答案为： ；
（6）青蒿素不稳定是因其分子中的某个基团对热不稳定，且该基团能与NaI反应生成，说明该基团具有氧化性，结合青蒿素的结构，可知该基团为过氧键，其结构简式为；
故答案为：；
（7）A．如图的结构简式中，S原子均为杂化，两边的S原子均形成4个σ键，无孤对电子，故A正确；
B．S4O的结构中，中间的两个S原子均形成2个σ键，均含有两对孤对电子，故B正确；
C．原子间形成的共价键数目越多，键长越短，S4O的结构中，a所表示键长含共价键比b多，所以键长啊a
故答案为：C。
17．(1) 12
(2)
(3) CoAl2O4 八面体空隙
【解析】（1）
根据均摊法，可知该晶胞中N原子个数为6×＋8×=4，Ti原子个数为1＋12×=4，所以晶胞的质量m= g，而晶胞的体积V=(2a×10-10)3 cm3，所以晶体的密度ρ=g·cm-3.以晶胞顶点N原子为研究对象，与之距离相等且最近的N原子处于面心位置，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用，故与之距离相等且最近的N原子数目为=12；
（2）
①该晶胞的化学式为VS，结合该晶胞的俯视图和晶胞结构可知，一个晶胞中含有2个V原子、2个S原子，因此V原子的位置是晶胞中8个顶点各一个，4条棱上各一个， ；
②因为一个该晶胞中有2个VS，所以一个晶胞质量为2×(32＋51)×g，根据图2得到晶胞底面积为a×a nm2，所以晶胞的体积为a×ah nm3=a2h×10-21 cm3，根据公式ρ=可得，d=，所以h=；
（3）
根据钴蓝晶体晶胞结构分析，一个晶胞中含有的Co、Al、O个数分别为：4×=8、4×4=16、8×4=32，所以化学式为CoAl2O4；根据结构观察，与Al3＋距离最近且相等的O2-有6个，故晶体中Al3＋占据O2-形成的八面体空隙；该晶胞的体积为(2a×10-7)3 cm3，该晶胞的质量为g，所以密度为g·cm-3。。
18．(1)
(2)C＜O＜N
(3) ＞ ＜
(4) CS2(其他合理答案也可) 三角锥形
(5) 8 50%
【分析】M、Q、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z、W是第四周期的过渡元素。M原子核外电子有6种运动状态，说明M原子核外有6个电子，即M为C元素；W＋核外没有未成对电子，W是第四周期的过渡元素，因此W为Cu元素；Z2＋的核外d电子数是Cu＋核外d电子数的一半，则Z原子的价层电子排布式为3d54s2，即Z为Mn元素；R和X同主族，X和Y为第三周期主族元素，Q与R为第二周期主族元素，且Q、R、X、Y为原子序数依次增大，因此Q为N元素，R为O元素，X为S元素，Y为Cl元素。
（1）
基态W原子为29号铜元素原子，价层电子的轨道表示式为；
（2）
同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，M、Q和R的第一电离能由小到大的顺序是C＜O＜N；
（3）
电子层结构相同的简单离子，原子序数越小，简单离子半径越大，故离子半径：S2-＞Cl-，P3-＞S2-，又同主族元素简单离子的半径随原子序数增大而增大，故离子半径：S2-＞O2-，即离子半径：O2-＜P3-；
（4）
CO2、CS2两者为等电子体，空间结构相似，均为直线形；NCl3分子的中心原子N的σ键电子对数为3，孤电子对数为1，则N原子的杂化类型为sp3，NCl3分子的空间结构为三角锥形。
（5）
根据晶胞的结构可知，1个顶点和其他3个面心上的点围成1个正四面体空隙，共有8个顶点，则形成8个正四面体空隙；硫化物中S的化合价为-2，Mn的化合价为＋2，则化学式为MnS，S2-占据Cu的位置，晶胞中S2-的个数为4，则Mn2＋的个数也为4，即填充到4个正四面体空隙中，晶胞中共有8个正四面体空隙，故Mn2＋的填充率为×100%=50%。
