2023年高考真题变式分类汇编：原子晶体（共价晶体）
一、选择题
1．（2023·湖北）工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂粗硅高纯硅
下列说法错误的是
A．制备粗硅的反应方程式为
B．1molSi含Si-Si键的数目约为
C．原料气HCl和应充分去除水和氧气
D．生成的反应为熵减过程
【答案】B
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算；氧化还原反应方程式的配平
【解析】【解答】A.有分析可知，高温下，二氧化硅和C反应生成单质硅，反应方程式：，A项正确；
B. 在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si形成2个共价键， 1mol Si含Si-Si键的数目约为2NA，B项错误；
C. HCl易与水形成盐酸，在一定的条件下氧气可以将HCl氧化；HCI在高温下遇到氧气能发生反应生成水，且其易燃易爆，C项正确；
D.该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成SiHCI3的反应为熵减过程，D说法正确；
故答案为：B。
【分析】易错分析：B.在计算单质硅或者金刚石中Si-Si键或者C-C键时，要注意每个共价键被两个原子共用，平均到每个原子的共价键时要乘以。
2．（2022·山东）、属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在键、键。下列说法错误的是（ ）
A．的熔点高于
B．晶体中所有化学键均为极性键
C．晶体中所有原子均采取杂化
D．晶体中所有原子的配位数均相同
【答案】A
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶体熔沸点的比较；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．AlN、GaN为结构相似的共价晶体，原子半径：Al
B．不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键，Ga-N和Al-N均为极性键，B不符合题意；
C．金刚石中每个C原子形成4个共价键（即C原子的价层电子对数为4），不含孤电子对，C原子均采取sp3杂化；AlN、GaN与金刚石结构相似，则AlN、GaN中所有原子均采取sp3杂化，C不符合题意；
D．金刚石中每个C原子与其周围4个C原子形成共价键，即C原子的配位数是4，AlN、GaN与金刚石与金刚石结构相似，则AlN、GaN中所有原子的配位数也均为4，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A.共价晶体键能越大熔点越高；
B.不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键；
C.AlN和CaN的结构与金刚石相似，金刚石中碳原子均采用sp3杂化；
D.金刚石中C原子的配位数为4。
3．（2021·天津）下列各组物质的晶体类型相同的是（ ）
A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl C．Cu和Ag D．SiC和MgO
【答案】C
【知识点】离子晶体；原子晶体（共价晶体）；分子晶体；金属晶体
【解析】【解答】A．SiO2为原子晶体，SO3为分子晶体，晶体类型不同，故A不符合题意；
B．I2为分子晶体，NaCl为离子晶体，晶体类型不同，故B不符合题意；
C．Cu和Ag都为金属晶体，晶体类型相同，故C符合题意；
D．SiC为原子晶体，MgO为离子晶体，晶体类型不同，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】阴阳离子间通过离子键形成的晶体为离子晶体；
分子间通过分子间作用力形成的晶体为分子晶体；
相邻原子间通过共价键结合而成的立体网状的晶体为共价晶体；
由金属阳离子和自由电子间相互作用形成的晶体为金属晶体。
4．（2023·保定模拟）保定文化底蕴深厚，国家级非遗项目众多。下列非遗项目的相关工艺过程所涉及的化学知识错误的是
选项 非遗项目的相关工艺过程 化学知识
A 刘伶醉酒酿造技艺中发酵酿酒过程 涉及水解反应和加成反应
B 易水砚制作技艺中的磨光工序使用了SiC作磨料 SiC是共价晶体，熔点高、硬度大
C 清苑区传统制香制作技艺中香料的提取 常采用挥发性溶剂萃取
D 定兴书画毡制作技艺中用沸水反复浇羊毛增加软化度 蛋白质发生了变性
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【知识点】原子晶体（共价晶体）；氨基酸、蛋白质的结构和性质特点；分液和萃取
【解析】【解答】A．发酵酿酒过程包括淀粉水解产生葡萄糖，葡萄糖在无氧的条件下生成酒精和没有发生加成反应，A符合题意；
B．是原子晶体，为正四面体空间网状结构，熔点高、硬度大，B不符合题意；
C．香料的提取使用萃取的方法，萃取剂具有挥发性，C不符合题意；
D．高温条件下蛋白质发生了变性，所以沸水反复浇羊毛增加软化度，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.淀粉水解生成葡萄糖，葡萄糖发酵生成酒精；
B.为原子晶体，熔点高、硬度大；
C.用萃取方法提取香料，萃取剂应易挥发；
D.蛋白质在高温下变性。
5．（2022·河东模拟）氮化硅(熔点1900℃)具有高强度、高韧性，通过SiH4与NH3发生反应3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2制得。下列说法错误的是（ ）
A．Si的电负性小于N的电负性 B．SiH4的稳定性强于NH3的稳定性
C．Si3N4属于共价晶体 D．SiH4为非极性分子
【答案】B
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；原子晶体（共价晶体）；极性分子和非极性分子
【解析】【解答】A．元素的非金属性越强，电负性越大，氮元素的非金属性强于硅元素，所以电负性强于硅元素，故A不符合题意；
B．元素的非金属性越强，氢化物的稳定性越强，氮元素的非金属性强于硅元素，所以氨分子的稳定性强于硅化氢，故B符合题意；
C．氮化硅是由原子组成的熔点高、强度高、韧性高的共价晶体，故C不符合题意；
D．硅化氢的空间构型为结构对称的正四面体形，属于非极性分子，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】易错分析： 非金属元素的非金属性越强，对应气态氢化物的稳定性也就越强，在非金属中：①同一主族中，表现为由上往下气态氢化物的稳定性递减 ；②同一周期中，表现为从左往右气态氢化物的稳定性递增 ；③成键原子之间的键能越大，气态氢化物的稳定性也就越强
6．（2022·河西模拟）一种碳化硅晶体的晶胞如图所示，与金刚石的类似。下列判断正确的是（ ）
A．该晶体质软 B．熔点：碳化硅＞金刚石
C．该晶体熔融时会破坏极性键 D．碳原子轨道的杂化类型为sp杂化
【答案】C
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶体熔沸点的比较；极性键和非极性键；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．碳化硅晶体属于原子晶体，与金刚石的类似，质硬，故A不符合题意；
B．原子晶体中原子半径越小，共价键越强，熔点越高，原子半径：C＞Si，则熔点：金刚石＞碳化硅，故B不符合题意；
C．该晶体中只存在C-Si极性键，熔融时会破坏极性键，故C符合题意；
D．碳化硅形成4个共价键，C原子采用的是sp3杂化，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.金刚石硬度大；
B.原子半径越小，形成的共价键越强，晶体的熔点越高；
D.1个碳原子与4个Si原子构成正四面体的结构。
7．（2022·沈阳模拟）是一种重要的半导体材料，熔点为，密度为，其晶胞结构如图所示。已知阿伏加德罗常数的值为，的摩尔质量为，下列说法正确的是 （ ）
A．该晶体为离子晶体
B．的配位数为2
C．在元素周期表的第15纵列
D．的晶胞边长为
【答案】C
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算
【解析】【解答】A．是一种重要的半导体材料，熔点为，因此该晶体为共价晶体，A不符合题意；
B．位于Ga构成的四面体空隙中，其配位数为4，B不符合题意；
C．位于第四周期第ⅤA族，在元素周期表的第15纵列，C符合题意；
D．晶胞中As和Ga的个数均是4个，密度为，则，所以的晶胞边长为，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A. 是一种重要的半导体材料，熔点较高，为原子晶体；
B.与As紧邻的Ga有4个；
D.根据均摊法和计算。
8．（2021·章丘模拟）1877年人类首次合成的氮化铝是一种硬度、熔点都很高的晶体，是良好的耐热冲击材料，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．氮化铝属于离子晶体
B．氮化铝可用于制造切割金属的刀具
C．一个氮化铝晶胞中含有 个 原子
D．氮化铝晶体中 的配位数为
【答案】B
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算
【解析】【解答】A．根据氮化铝晶体的性质，可知它属于原子晶体，故A不符合题意；
B．根据氮化铝晶体属于原子晶体，能用于制造切割金属的刀具，故B符合题意；
C．根据晶胞结构可知，一个氮化铝晶胞中含有的 Al 原子的数目为4× ＋1＝2，故C不符合题意；
D．观察氮化铝晶胞结构可得，Al原子周围有4个N原子，晶体中Al的配位数为4，故D不符合题意。
故答案为B。
【分析】A.根据晶体的硬度和熔点即可判断为原子晶体
B.硬度大可以制备刀具
C.根据晶胞结构利用占位即可计算出
D.根据晶胞结构即可判断出配位数
9．（2021·日照模拟）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W与氢元素形成的二元化合物为五核10电子；X元素价电子排布式为nsnnpn+2；X、Y同主族相邻。下列说法正确的是（ ）
A．WY2属于极性分子
B．W的某种单质可能是共价晶体
C．YX 的空间构型为平面三角形
D．氧化物对应水化物的酸性：W＜Y＜Z
【答案】B
【知识点】判断简单分子或离子的构型；原子晶体（共价晶体）；极性分子和非极性分子；元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A． 属于非极性分子，故A不符合题意；
B．C元素形成的单质有石墨、金刚石、足球烯、C60等，均为共价晶体，故B符合题意；
C． 中，中心原子S为 杂化，因为存在孤对电子，为三角锥形结构，故C不符合题意；
D．非金属元素最高价氧化物对应的水化物酸性与非金属性正相关，未说明是否最高价的时候不能确认酸性强弱，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由题意，W与H形成二元化合物为五核10电子，该化合物为 ，即W为C元素；根据电子排布的规律，s轨道最多容纳2个电子，所以n=2，即X的价电子排布式为 ，为O元素；Y与X同主族，且相邻，则Y为S元素；Z为Cl元素。
10．（2021·普陀模拟）下列晶体中，任何一个原子都被相邻四个原子包围，以共价健形成正四面体，并向空间伸展成网状结构的是（ ）
A．金刚石 B．石墨 C．足球烯 D．水晶
【答案】A
【知识点】化学键；原子晶体（共价晶体）；分子晶体
【解析】【解答】A.在金刚石原子晶体结构中每一个碳原子都被相邻四个碳原子包围，以共价健形成正四面体，并向空间伸展成网状结构，A符合题意；
B.石墨是层状结构，在每一层中，每个碳原子被相邻的3个碳原子包围，形成平面网状结构，B不符合题意；
C.足球烯是分子晶体，分子间只存在分子间作用力，不能形成空间网状结构，C不符合题意；
D.水晶是二氧化硅，结构和金刚石相似，但每个氧原子与2个硅原子形成共价键，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】金刚石是碳原子与碳原子之间形成的原子晶体，均是正四面体结构。石墨是层状结构，足球烯形似足球不是正四面体结构，二氧化硅是四面体结构，但是一个氧原子只能结合2个硅原子。故金刚石符合要求
11．（2020·深圳模拟）硅是制作光伏电池的关键材料。在Si晶体中掺杂不同种类的元素，可形成多电子的n型或缺电子的p型半导体。n型和p型半导体相互叠加形成p-n结，此时自由电子发生扩散运动，在交界面处形成电场。下列说法正确的是（ ）
A．1 mol Si晶体中含有的Si-Si键数目为4NA
B．若在Si晶体中掺入P元素，可得n型半导体
C．p-n结中，n型一侧带负电，p型一侧带正电
D．光伏电池的能量转化形式为：光能→化学能→电能
【答案】B
【知识点】原子晶体（共价晶体）；常见能量的转化及运用
【解析】【解答】A．在硅晶体中，每个硅原子与4个硅原子形成4个Si-Si键，每个Si-Si键为2个硅原子共用，平均1molSi晶体中含有的Si-Si键数目为2NA，A不符合题意；
B．若在Si晶体中掺入P元素，P最外层是5个电子，可形成多电子的n型半导体，B符合题意；
C．p-n结中，p型半导体的空穴浓度高，自由电子的浓度低，P型一侧带负电；而n型半导体的自由电子浓度高，空穴浓度低，N型一侧带正电，C不符合题意；
D．光伏电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，能量转化形式为：光能→电能，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】A．硅原子最外层四个电子，每个硅原子可以和四个硅原子形成共用电子对；
B．AS和P元素均为第五主族元素；
C．p-n结中，p型半导体的空穴浓度高，可以吸引更多电子，P型一侧带负电；而n型则相反；
D．光伏电池是太阳能直接转化为电能。
12．（2019·黄浦模拟）金刚石的熔点为a℃，晶体硅的熔点为b℃，足球烯(分子式为C60)的熔点为c℃，三者熔点的大小关系是（ ）
A．a>b>c B．b>a>c
C．c>a>b D．c>b>a.
【答案】A
【知识点】原子晶体（共价晶体）；分子晶体；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】金刚石和晶体硅为原子晶体，两者晶体结构相似，熔沸点高。由于金刚石中碳原子半径小于硅原子半径，所以碳碳键的键能高于晶体硅中硅硅键的键能，金刚石熔点高于晶体硅；足球烯(分子式为C60)为分子晶体，熔化只需要克服分子间作用力，故熔沸点低。所以三者熔点应该是金刚石高于晶体硅，晶体硅高于足球烯，A符合题意；
故答案为：A。
【分析】相邻原子之间只通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体。在原子晶体这类晶体中，晶格上的质点是原子，而原子间是通过共价键结合在一起，这种晶体称为原子晶体。如金刚石晶体，单质硅，SiO2等均为原子晶体；分子间通过分子间作用力构成的晶体。相比原子晶体，分子晶体的熔沸点较小。
13．（2019高三上·杨浦模拟）原子晶体具有的性质是（）
A．熔点高 B．易导热
C．能导电 D．有延展性
【答案】A
【知识点】原子晶体（共价晶体）
【解析】【解答】原子晶体的构成微粒是原子，原子间存在共价键，原子晶体是空间网状结构导致其具有键能大、熔点高、硬度大的特性，不能导电、导热，没有有延展性，
故答案为：A。
【分析】原子晶体中由于共价键具有方向性所以无延展性，无自由电子所以不能导电，导热。
14．（2018·金山模拟）二氧化硅是制造光导纤维的重要原料，其晶体类型属于（ ）
A．原子晶体 B．离子晶体
C．分子晶体 D．金属晶体
【答案】A
【知识点】原子晶体（共价晶体）
【解析】【解答】二氧化硅晶体属于原子晶体，
故答案为：A。
【分析】二氧化硅为原子晶体，由原子构成，微粒间的作用力为共价键。
15．（2018·河北模拟）设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（ ）
A．1.5 gCH3+含有的电子数为NA
B．在1 L 0.1mol/L氯化铝溶液中阳离子总数大于0.1NA
C．60g SiO2和12g金刚石中各含有4NA个Si—O键和4NA个C—C键
D．标准状况下，11.2 L四氯化碳中含有的C—Cl键的个数为2NA
【答案】B
【知识点】原子晶体（共价晶体）；物质的量的相关计算
【解析】【解答】A. 每个CH3+中有8个电子，1.5 gCH3+的物质的量为0.1mol，其中含有的电子数为0.8NA，A不符合题意；
B. 氯化铝溶液中有部分铝离子发生水解，每个铝离子水解可以生成3个氢离子，因此，在1 L 0.1 mol/L氯化铝溶液中，阳离子总物质的量大于0.1mol，总数大于0.1NA，B符合题意；
C. 二氧化硅晶体和金刚石都是原子晶体。在二氧化化硅晶体中，每个硅原子与周围的4个氧原子形成共价键；在金刚石中，每个碳原子同样与周围4个碳原子形成共价键，所以平均每个碳原子形成2个共价键。60g SiO2和12g金刚石的物质的量都是1mol，其中各含有4NA个Si—O键和2NA个C—C键，C不符合题意；
D. 标准状况下，四氯化碳是液体，所以无法计算11.2 L四氯化碳的物质的量，也无法计算其中含有的C—Cl键的个数，D不符合题意。
本题选B。
【分析】A，电子数的计算时要注意带的是做电话还是负电荷；
B，铝离子的水解反应促进了水的电离。
C，二氧化硅晶体和金刚石的结构都是正四面体型；
D，标准状况下，状态是液体的有四氯化碳、三氧化硫、四氯化碳等等；
16．（2016·黄浦模拟）氮氧化铝（AlON）属于原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错的是（ ）
A．AlON和石英的化学键类型相同 B．电解熔融AlON可得到Al
C．AlON的N元素化合价为﹣1 D．AlON和石英晶体类型相同
【答案】B
【知识点】原子晶体（共价晶体）
【解析】【解答】A．AlON和石英均属于原子晶体，均只含有共价键，故A正确；
B．AlON属于原子晶体只含有共价键熔融时不导电，而Al2O3属于离子晶体，熔融时能导电，所以电解熔融Al2O3能得到Al，故B错误；
C．AlON中O为﹣2价，Al为+3价，所以N元素的化合价为﹣1，故C正确；
D．AlON和石英均属于原子晶体，故D正确；
故选B．
【分析】氮氧化铝（AlON）属原子晶体，石英（SiO2）属于原子晶体，原子晶体中只含有共价键，熔融时不导电，结合选项来解答
二、多选题
17．（2021·海口模拟）下列物质的性质变化规律与与键能无关的是（ ）
A．与硅相比，金刚石的硬度大、熔点高
B．HF、HCl、HBr、HI热稳定性依次减弱
C．F2、Cl2、Br2、I2的沸点逐渐升高
D．H2、O2、H2S在水中的溶解性依次为难溶、微溶、可溶
【答案】C,D
【知识点】原子晶体（共价晶体）；卤素原子结构及其性质的比较
【解析】【解答】A．硅和金刚石均为共价晶体，但Si原子半径大于C原子，所以C-C键的键长较短，键能较大，金刚石的硬度更大，熔点更高，A不符合题意；
B．F、Cl、Br、I原子半径依次增大，所以HF、HCl、HBr、HI的共价键的键长逐渐增大，键能减小，稳定性减弱，B不符合题意；
C．F2、Cl2、Br2、I2的沸点逐渐升高是因为相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，与键能无关，C符合题意；
D．H2、O2溶解度较小是因为二者都为非极性分子，而水分子为极性分子，与键能无关，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】A.原子晶体的硬度与熔点与键能有关
B.分子晶体的稳定性与键能有关
C.分子晶体的沸点与分子间作用力有关
D.溶解性主要是与分子的极性有关
18．（2020高二下·济南期末）石墨烯是单层碳原子排列成的蜂窝状六角平面晶体，具有重要的应用前景。可利用碳化硅制备高品质石墨烯材料。下列说法正确的是（ ）
A．24 g石墨烯约含1 mol六元碳环
B．碳化硅晶胞与金刚石晶胞结构相似
C．石墨烯的熔点低于碳化硅
D．利用碳化硅制备石墨烯的过程属于物理剥离
【答案】A,B
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系；原子晶体（共价晶体）；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算
【解析】【解答】A．石墨烯是单层碳原子排列成的蜂窝状六角平面晶体，每个六元环具有的碳原子数为 ，即1mol六元环需要2mol碳原子，24 g石墨烯为2 mol，可形成1 mol六元碳环，A符合题意；
B．碳化硅晶胞与金刚石晶胞一样，是原子晶体，都是空间网状结构，结构相似，B符合题意；
C．石墨烯中的键长小于碳化硅的键长，键能更大，更稳定，石墨烯的熔点高于碳化硅，C不符合题意；
D．从碳化硅制备石墨烯的过程产生了新的物质，属于化学变化，不属于物理剥离，D不符合题意；
故答案为：AB。
【分析】石墨烯是六角平面晶体，根据成键方式，计算单个六元环的中碳原子的个数，根据质量计算出环的物质的量，碳化硅和金刚石都是原子晶体，都可以形成空间网状结构，原子晶体中的熔沸点与键长有关，键长越短，熔沸点越高，碳化硅和石墨烯是不同的物质，故为化学变化
三、非选择题
19．（2023·全国甲卷）将酞菁—钴钛—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：
（1）图1所示的几种碳单质，它们互为 ，其中属于原子晶体的是 ，间的作用力是 。
（2）酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
酞菁分子中所有原子共平面，其中轨道能提供一对电子的原子是 (填图2酞菁中原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为 ，氮原子提供孤对电子与钴离子形成 键。
（3）气态通常以二聚体的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中的轨道杂化类型为 。的熔点为，远高于的，由此可以判断铝氟之间的化学键为 键。结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，的配位数为 。若晶胞参数为，晶体密度 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。
【答案】（1）同素异形体；金刚石；范德华力
（2）③；+2；配位
（3）；离子；2；
【知识点】配合物的成键情况；原子晶体（共价晶体）；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算；分子间作用力
【解析】【解答】（1）石墨和金刚石为碳的不同单质，互为同素异形体；金刚石为原子晶体，石墨为混合晶体，其余都是分子晶体，所以C60间作用力为分子间作用力；
（2）p轨道提供一对电子的N原子，说明该N原子为sp3杂化，③号N原子为sp3杂化；由图可知，Co与N原子结合时，其中2个为配位键，2个为共价键，所以化合价为+2价，氮原子提供孤电子，Co提供空轨道，形成配位键。
（3）由图可知，篮球为氯原子，灰球为铝原子，每个铝原子与氯原子形成四面体构型，所以为sp3杂化，根据熔点可知，三氟化铝为离子晶体，所以铝和氟为离子键结合；根据AlF3结构可知；根据离子半径大小，小球为Al3+，大球为F-，距离大球最近的小球有2个，所以配位数为2；根据均摊法计算可知，小球为Al3+个数为：，F-位于棱上，个数为：一个晶胞中有个AlF3，根据带入，计算即可得到，
【分析】难点分析：（2）根据物质结构判断轨道杂化类型，若空间结构为四面体，则为sp3杂化，若为平面结构，则为sp2杂化；若为直线型，为sp杂化；在计算晶胞密度是，首先利用均摊法算出一个晶胞含有原子数目，利用，计算即可。
20．（2021·浙江）
（1）已知3种原子晶体的熔点数据如下表：
金刚石 碳化硅 晶体硅
熔点/℃ ＞3550 2600 1415
金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是 。
（2）提纯含有少量氯化钠的甘氨酸样品：将样品溶于水，调节溶液的pH使甘氨酸结晶析出，可实现甘氨酸的提纯。其理由是 。
【答案】（1）原子半径C＜Si（或键长C-C＜Si-Si），键能C-C＞Si-Si
（2）当调节溶液pH至甘氨酸主要以两性离子的形态存在时（即等电点，此时两性离子间相互吸引力最大），溶解度最小
【知识点】原子晶体（共价晶体）；硅和二氧化硅；物质的分离与提纯
【解析】【解答】（1）金刚石和晶体硅均是原子晶体，原子晶体的熔沸点主要是和键能有关，键越短键能越大，半径越小键越短，而原子半径是碳小于硅，因此金刚石的沸点高于硅，故正确答案是 原子半径C＜Si（或键长C-C＜Si-Si），键能C-C＞Si-Si
（2） 将样品溶于水，调节溶液的pH使甘氨酸结晶析出，可实现甘氨酸的提纯。其理由是当调节溶液pH至甘氨酸主要以两性离子的形态存在时（即等电点，此时两性离子间相互吸引力最大），溶解度最小 ，故正确答案是： 当调节溶液pH至甘氨酸主要以两性离子的形态存在时（即等电点，此时两性离子间相互吸引力最大），溶解度最小
【分析】（1）原子晶体的熔沸点与原子半径有关，半径越小，熔沸点越高
（2）pH改变，溶解度降低即可达到析出的目的
21．（2022·丰台模拟）氮化硼(BN)是一种高硬度、耐高温、耐腐蚀、高绝缘性的材料。一种获得氮化硼的方法如下：
NaBH4B(OH)3→BN
已知：①电负性：H2.1 B2.0 N3.0 O3.5
②SiC与BN晶体的熔点和硬度数据如下：
物质 熔点/℃ 硬度
碳化硅(SiC) 2830 9-9.5
氮化硼(BN) 3000 9.5
（1）NaBH4被认为是有机化学上的“万能还原剂”。从化合价角度分析NaBH4具有强还原性的原因是 。
（2）硼酸的化学式为B(OH)3，是一元弱酸。硼酸产生H+过程为：B(OH)3+H2O H++[B(OH)4]-
①硼酸分子的空间构型为 。
②硼酸具有弱酸性是由于B与水中的OH-形成配位键，描述配位键的形成过程 。
（3）某一种氮化硼晶体的晶胞结构如下图：
①氮化硼(BN)属于 晶体；B原子的轨道杂化类型为 。
②该种氮化硼的熔点和硬度均高于SiC的原因是 。
③已知该晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA，则晶胞的边长为 cm(列计算式)。
【答案】（1）NaBH4中H为-1价，体现出强还原性，易被氧化为0价
（2）平面三角形；B与水中的OH-形成配位键，B原子价电子式2s22p1，可提供1个p轨道作为空轨道，接受OH-中O原子提供的孤电子对形成配位键
（3）共价；sp3；N原子半径小于C，B原子半径小于Si，N-B共价键的键长小于C-Si键长，N-B共价键的键能大于C-Si键能，故该种氮化硼的熔点和硬度均高于SiC；
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)NaBH4中H为-1价，体现出强还原性，易被氧化为0价，所以NaBH4具有强还原性；
(2)硼酸的化学式为B(OH)3，是一元弱酸。硼酸产生H+过程为：B(OH)3+H2O H++[B(OH)4]-
①硼酸分子中B原子采取sp2杂化，σ键数为3，没有孤电子对，空间构型为平面三角形；
②硼酸具有弱酸性是由于B与水中的OH-形成配位键，B原子价电子式2s22p1，可提供1个p轨道作为空轨道，接受OH-中O原子提供的孤电子对形成配位键；
(3)①氮化硼(BN)属于共价晶体；由图可知每个B原子距离最近的N原子有4个，B原子的价层电子对数为4，轨道杂化类型为sp3杂化；
②N原子半径小于C，B原子半径小于Si，N-B共价键的键长小于C-Si键长，N-B共价键的键能大于C-Si键能，故该种氮化硼的熔点和硬度均高于SiC；
③已知该晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA，晶胞中N=4，B=×6+×8=4，晶胞的边长为acm，，。
【分析】（1）NaBH4中的H是-1价，具有强还原性；
（2）①根据B原子的价层电子对数判断硼酸是平面三角形；
②该配位键的形成是因为B原子提供空轨道，OH-中的O提供孤电子对，形成了一个配位键生成[B(OH)4]-；
(3) ① BN是共价晶体，根据晶胞结构可知B原子的价层电子对数是4，所以B原子采用sp3杂化；
② BN中共价键的键长小于SiC中共价键的键长，键能大于SiC中共价键的键能，所以BN的硬度、熔点均高些；
③ 利用均摊法算出一个晶胞中含有B、N原子的个数，求一个晶胞的质量，再算晶胞的体积，最后求晶胞参数。
22．（2022·安徽模拟）我国科学家最近开发了α- B26C@ TiO2/Ti催化剂实现NO制NH3，为资源回收利用提供新思路。请回答下列问题：
（1）基态N原子的价层电子排布图为 。
（2）上述物质中所含第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号，下同)，电负性由大到小的顺序为 。
（3）氨硼烷(NH3·BH3)是一种具有潜力的固体储氢材料。NH3·BH3分子中属于sp3杂化的原子有 (填元素符号)。H—N—H键角：NH3 NH3·BH3(填“>”“<”或“=”)，理由是 。
（4）已知：BC(碳化硼)、BN(氮化硼)的熔点依次为2450℃、3000℃， BN的熔点较高的主要原因是 。
（5）已知TiO2的晶胞如图1所示，“黑球”代表 (填“钛”或“氧")。
（6）钛晶体有两种结构，如图2和图3所示。
图2结构中空间利用率(φ)为 (用含π的代数式表示)；已知图3结构中底边长为a nm，高为c nm，NA代表阿伏加德罗常数的值，则该钛晶体的密度为 g·m-3(用含a、c、NA的代数式表示)。
【答案】（1）
（2）；
（3）；；中原子含有个键和个孤电子对，所以为三角锥构型；分子中N原子含有的化学键类型有共价键、配位键，在中原子含有个键，没有孤电子对的影响，故键角大
（4）是共价晶体，熔化时需要克服共价键，共价键作用效果强于分子间作用力，故熔点较高
（5）钛
（6）；
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)基态原子的价层电子排布式为，排布图为，故答案为：；
(2)分子中氮原子含有孤电子对，分子中元素不含孤电子对，中原子含有个键和个孤电子对，杂化方式为，所以为三角锥构型；分子中含有的化学键类型有共价键、配位键，在中原子电子对数为，故杂化方式为，在中原子含有个键，没有孤电子对的影响，故H—N—H键角大，故答案为：；中原子含有个键和个孤电子对，所以为三角锥构型；分子中N原子含有的化学键类型有共价键、配位键，在中原子含有个键，没有孤电子对的影响，故H—N—H键角大
(3)上述物质中所含第二周期元素、、 四个，同一周期元素中，元素电离能和电负性随着原子序数依次增加电负性逐渐增大，但第二主族和第三主族及第五主族和第六主族电离能出现反常，所以它们的第一电离能关系为：，电负性关系为：，故答案为：；；
(4)由题干可知是共价晶体，熔化时需要克服共价键，共价键作用效果强于分子间作用力，故熔点较高，故答案为：是共价晶体，熔化时需要克服共价键，共价键作用效果强于分子间作用力
(5)根据金红石四方晶胞图可知，黑色球数目为：，白色球数目为：，结合化学式可知，黑色球代表钛原子，白球代表原子；故答案为：钛
(6)图中晶胞为体心立方堆积，处于体对角线上的原子紧密相切，设原子半径为，则晶胞体对角线长为，晶胞棱长，晶胞中原子数目，晶胞空间利用率，故答案为：；
晶胞中原子数，晶胞质量， ，则，故答案为：。
【分析】（1）注意区别电子排布图和电子排布式；
（2）第一电离能从左往右整体呈现增大的趋势，但是第ⅡA族大于同周期第ⅢA族，第ⅤA族大于同周期第ⅥA族的；
（3）N的价层电子对数是4，所以是，而该物质中有N提供孤电子对，B提供空轨道形成的配位键，所以B的价层电子对数为4，也是；
（4）BC(碳化硼)、BN(氮化硼)都是共价晶体，共价键的键长越短，键能越大，熔沸点越高；
（5）利用均摊法判断黑白球的个数，结合化学式可以判断黑球代表Ti；
（6）空间利用率等于一个晶胞中Ti的体积之和与晶胞的体积之比；利用均摊法求一个晶胞的质量，再根据晶胞参数求晶胞的体积，最后求密度。
23．（2022·海淀模拟）硅是地壳中储量仅次于氧的元素，在自然界中主要以和硅酸盐的形式存在。
（1）基态硅原子的价电子排布式为 。
（2）硅、金刚石和碳化硅晶体的熔点从高到低依次为 。
（3）晶态的晶胞如图。
①硅原子的杂化方式为 。
②已知晶胞的棱长均为a pm，则晶体的密度 (列出计算式)。
（4）硅元素最高价氧化物对应的水化物为原硅酸。
资料：原硅酸()可溶于水，原硅酸中的羟基可发生分子间脱水，逐渐转化为硅酸、硅胶。
①原硅酸钠溶液吸收空气中的会生成，结合元素周期律解释原因： 。
②从结构的角度解释脱水后溶解度降低的原因： 。
【答案】（1）3s23p2
（2）金刚石、碳化硅、硅
（3）sp3；
（4）碳、硅为同主族，碳的非金属性大于硅，则最高价氧化物对应水化物的酸性：H2CO3大于，故CO2可与原硅酸钠溶液反应生成；脱水后，分子中羟基相对数量减少，与水形成氢键的数目减少，同时可能会发生交联形成空间网状结构，导致脱水后溶解度降低
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)硅为14号元素，基态硅原子的价电子排布式为3s23p2。
(2)原子的电子层数越多，其半径越大，即碳的原子半径小于硅；原子的半径越小，其形成共价键键能越大，硅、金刚石和碳化硅晶体均为共价晶体，键能：碳碳键＞碳硅键＞硅硅键，共价晶体的熔点高低与共价键键能有关，故从高到低依次为金刚石、碳化硅、硅。
(3)①由图可知，硅原子与4个氧原子形成共价键，价层电子对数为，杂化方式为sp3；
②晶胞中Si原子位于顶点和面心、体心，一个晶胞中Si原子数目为，O原子位于晶胞内部，一个晶胞中O原子数目为16，则晶胞质量为；已知晶胞的棱长均为a pm，则晶胞体积为，所以密度ρ=g/cm3。
(4)①碳、硅同主族，碳的非金属性大于硅，则最高价氧化物对应水化物的酸性：H2CO3大于，故CO2可与原硅酸钠溶液反应生成；
②脱水后，分子中羟基相对数量减少，与水形成氢键的数目减少，同时可能会发生交联形成空间网状结构，导致脱水后溶解度降低。
【分析】（2）共价晶体的共价键键能越大，熔点越高；
（3） ① 杂化轨道数等于价层电子对数；
② 根据晶胞结构，用均摊法计算一个晶胞的质量和体积，再算密度；
（4） ① 最高价含氧酸的酸性越强，对应元素的非金属性越强；
② -OH是亲水基，亲水基减少，溶解性降低。
24．（2022·泰安模拟）铝、磷、硫及其化合物在生产生活及科研中应用广泛。
（1）可用于制造火柴，其分子结构如图1所示。
①分子中硫原子的杂化类型为 ，分子中P原子的化合价为 。
②分子可以形成配合物，该配合物中Mo的配位数为 ；1个该配合物分子中键数目为 。
（2）磷化铝熔点为2000℃，它与晶体硅互为等电子体，磷化铝晶胞结构如图2所示。
①磷化铝晶体中磷与铝微粒间的作用力为 ，晶胞中由4个铝原子围成的空间构型是 。
②已知相邻的P原子和Al原子的核间距是d nm，B原子的分数坐标为 ，磷化铝晶胞的密度为 。
【答案】（1）；、；6；20
（2）极性共价键(或共价键)；正四面体；；
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)①由图1可知，
分子中硫原子的价层电子对数为2+
=4，S原子采用sp3杂化；
分子中上面P原子连接了3个硫原子，电负性硫大于磷，则P的化合价为+3，下面P原子只连接了1个硫原子，化合价为+1，故P原子的化合价为
、
；
②分子可以形成配合物
，该配合物中配体为5个CO、1个
，故Mo的配位数为6；单键均为σ键，双键中含有1个σ键，1个
中有9个σ键，1个CO中有1个σ键，1个配位键中有1个σ键，则1个该配合物分子中
键数目共有20个；
(2)①等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团；有些等电子体化学键和构型类似。磷化铝熔点为2000℃，它与晶体硅互为等电子体，为原子晶体；故磷化铝晶体中磷与铝微粒间的作用力为极性共价键(或共价键)；由图2可知，晶胞中由4个铝原子围成的空间构型是正四面体；
②B原子位于晶胞上方四分之一晶胞的小立方体的体心，则其B原子的分数坐标为
；
磷化铝晶胞中P原子为顶点和面心，原子个数为
，Al原子位于晶胞内部，一个晶胞中Al原子数目为4，则晶胞质量为
；相邻的P原子和Al原子的核间距为体对角线的四分之一，已知相邻的P原子和Al原子的核间距是d nm，则晶胞棱长为
；则晶胞体积为
，所以密度为
。
【分析】（1） ① 杂化轨道数等于价层电子对数；观察图一可知S为-2价，4个P+6价，其中一个P与3个S相连为+3价，其余3个为+1价；
② 该配合物中配体有5个CO和1个
；单键都是
键键，双键和三键中有一个
键 ；
（2） ① 磷化铝熔点高，与晶体硅互为等电子体，所以是共价晶体，观察图可知是正四面体形；
② 用均摊法求出一个晶胞中P和Al的数目，再求质量，再求一个晶胞的体积，最后求密度；
25．（2021·崇明模拟）在短周期元素中有部分元素的原子具有核外电子排布有2个未成对电子的特点。具有这样特点的元素中：
（1）A元素原子的半径最大，写出A在元素周期表中的位置 ，其原子核外电子排布式为 ，A与上述元素中原子半径最小的元素B形成的化合物晶体类型为 。
（2）C元素的单质能溶解于C与D形成的化合物中，写出该化合物的分子式 ，推断该化合物 (难、微、易)溶于水。
（3）C、D元素均可与B元素形成化合物，此2种化合物都可与水反应形成对应的酸，2种酸的分子式相似，写出2种酸的分子式 ，简述证明2种酸酸性相对强弱的方法 。
Cu2S和CuS均可被KMnO4酸性溶液氧化，在用KMnO4酸性溶液处理Cu2S和CuS的混合物时，发生的反应如下：
① + Cu2S + → + SO2↑ + + H2O(未配平)
② + CuS + → + SO2↑ + + H2O(未配平)
（4）下列关于反应①的说法中错误的是 (选填编号)。
a.还原性的强弱关系是： > Cu2S
b.氧化剂与还原剂的物质的量之比为
c.生成2.24L(标况下)SO2，转移电子的物质的量是0.8mol
d.被氧化的元素是正一价的Cu和负二价的S
（5）写出反应②中反应物配平后的系数并标出电子转移方向和数目：
_ +_CuS +_
已知：KMnO4在稀硫酸存在下能将H2O2氧化为O2，KMnO4被还原为 ；H2O2在前面反应生成 的催化下能发生分解反应生成H2O和O2。
（6）稀硫酸中，某KMnO4和H2O2发生氧化还原反应方程式如下：
2KMnO4 + 7H2O2
+ 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4
+ 6O2↑ + 10H2O，反应中1mol
KMnO4氧化H2O2的物质的量是 mol， 反应中的氧化剂是 ，氧化剂与还原剂的物质的量比为 。
【答案】（1）第三周期ⅣA族；1s22s22p63s23p2；原子晶体
（2）CS2；难
（3）H2SO3 H2CO3；取等浓度的NaHSO3、 NaHCO3溶液，分别用pH试纸(或pH计)测定它们的pH，如果测得NaHSO3溶液的pH比NaHCO3溶液小，则证明H2SO3的酸性较强
（4）a
（5）
（6）2.5；KMnO4、H2O2；1：2
【知识点】原子核外电子排布；原子晶体（共价晶体）；氧化还原反应；比较弱酸的相对强弱的实验；氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】(1)在短周期元素中有部分元素的原子具有核外电子排布有2个未成对电子的原子有：C：1s22s22p2；S：1s22s22p63s23p4；Si：1s22s22p63s23p2；O：1s22s22p4；同一周期从左到右原子半径减小，同一主族，从上到下，原子半径增大，其中A元素原子的半径最大，A为硅元素，核电荷数为14，在第三周期ⅣA族；其原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p2；上述元素中原子半径最小的元素B为氧，硅与氧形成的化合物为二氧化硅，熔沸点高，硬度大，属于原子晶体；
(2)C元素的单质能溶解于C与D形成的化合物中，C为硫元素，C与D形成的化合物为CS2，二硫化碳为直线型分子，结构对称，属于非极性分子，不易溶于水；
(3)C、D元素均可与B元素形成化合物都可与水反应形成对应的酸，且2种酸的分子式相似，所以2种氧化物分别为：SO2、CO2； 2种酸的分子式分别为：H2SO3和H2CO3；根据形成盐的酸的酸性越强，水解能力越弱的规律，可以通过测定2种酸所形成的酸式盐的pH大小判定酸性强弱，具体操作为：取等浓度的NaHSO3、 NaHCO3溶液，分别用pH试纸(或pH计)测定它们的pH，如果测得NaHSO3溶液的pH比NaHCO3溶液小，则证明H2SO3的酸性较强；
(4) ①反应中，锰元素由+7降低到+2价，共降5价；铜元素由+1价升高到+2价，硫元素由-2价升高到+4价，Cu2S共升高8价，根据氧化还原反应化合价升降总数相等规律， 、 填系数8，Cu2S填系数5， 填系数10，SO2填系数5，再根据原子守恒配平其它系数，配平后的方程式为：8 + 5Cu2S +44 =10 + 5SO2↑ +8 + 22H2O；
a．还原剂的还原性大于还原产物的还原性，所以还原性的强弱关系是：
c．根据方程式可知，该反应转移电子为40，即40e-~5SO2，所以生成2.24L(标况下)SO2，即0.1molSO2，转移电子的物质的量是0.8mol，故正确；
d．根据方程式可知Cu2S为还原剂，发生氧化反应，所以被氧化的元素是正一价的Cu和负二价的S，故正确；
故答案为：a；
(5)反应②中，锰元素由+7价降低到+2价，共降5价，硫元素由-2价升高到+4价，共升6价，根据化合价升降总数相等可知， 、 均填系数6，CuS、 均填系数5，根据电荷守恒、原子守恒配平其它粒子的系数，配平后的方程式为：6 +5 CuS +28 =5 +5 SO2↑ +6 + 14H2O；反应共转移30个电子，单线桥标出电子转移方向和数目如下： ；
(6)稀硫酸中，某KMnO4和H2O2发生氧化还原反应方程式如下：2KMnO4 + 7H2O2 + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 6O2↑ + 10H2O，当反应生成6mol氧气时，有5mol为过氧化氢被高锰酸钾氧化生成的，有1mol为过氧化氢自身发生氧化还原反应生成的；则被2mol高锰酸钾氧化的过氧化氢有5mol，反应中1mol KMnO4氧化H2O2的物质的量是2.5mol；反应中的氧化剂是KMnO4、H2O2；氧化剂与还原剂的物质的量比为3:6=1：2。
【分析】（1）从上到下半径逐渐增大，因此在第三周期，说明在3p轨道含有2个未成对电子和有一对成对电子，或就2个单电子，因此最外层是6个电子或者4个电子，因此确定是硅或是硫，硅的半径大于硫，即可写出电子能级排布，第二周期的是碳和氧，原子半径最小的是氧，形成是二氧化硅是原子晶体
（2）单质硫可以溶于二硫化碳中，因此是二硫化碳，是非极性分子难溶于水
（3）C是硫，D是碳，B是氧，硫可形成硫酸和亚硫酸，而碳形成的是碳酸，亚硫酸和碳酸化学性质相似，亚硫酸和碳酸均是弱酸，比较酸性的强弱，可以比较相同浓度的盐的pH,pH越大酸性越弱
（4）根据方程式进行标出元素的化合价，找出氧化剂和还原剂以及氧化产物和还原产物判断即可
（5）根据得失电子进行配平，单线桥是失去电子指向得电子得物质标上转移电子数即可
（6）标化合价进行判断氧化剂与还原剂即可进行计算
26．（2020·上饶模拟）离子液体是一类具有很高应用价值的绿色溶剂和催化剂，其中的EMIM+离子由H、C、N三种元素组成，结构如图所示。回答下列问题：
（1）碳原子价层电子的轨道表达式为 ，基态碳原子中，核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为 形。
（2）根据价层电子对互斥理论，NH3、NO3-、NO2-中，中心原子价层电子对数不同于其他两种粒子的是 。NH3比PH3的沸点高，原因是 。
（3）氮元素的第一电离能比同周期相邻元素都大的原因是 。
（4）EMIM+离子中，碳原子的杂化轨道类型为 。分子中的大π键可用符号Π 表示，其中m代表参与形成的大π键原子数，n代表参与形成的大π键电子数（如苯分子中的大π键可表示为Π ），则EMIM+离子中的大π键应表示为 。
（5）立方氮化硼硬度仅次于金刚石，但热稳定性远高于金刚石，其晶胞结构如图所示。立方氮化硼属于 晶体，其中硼原子的配位数为 。已知：立方氮化硼密度为dg/cm3，B原子半径为xpm，N原子半径为ypm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞中原子的空间利用率为 （列出化简后的计算式）。
【答案】（1）；哑铃
（2）NH3；氨分子间存在氢键
（3）基态氮原子电子占据的最高能级为半充满，较稳定
（4）sp2、sp3；Π
（5）原子；4；
【知识点】原子核外电子排布；原子晶体（共价晶体）；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）碳原子价电子数为4，价电子排布式为2s22p2，所以价层电子的轨道表达式为 ；基态碳原子核外电子占据的最高能级为2p，2p轨道的电子云轮廓图为哑铃形；（2）NH3中N原子价层电子对数为 ，
中N原子价层电子对数 ，
中N原子价层电子对数 ，所以中心原子价层电子对数不同于其他其他两种粒子的是NH3； NH3比PH3的沸点高是因为NH3分子间存在氢键，而PH3分子间只有范德华力；（3）第VA族比同周期相邻元素都大，是因为最高能级p轨道上电子数为特殊的半充满状态，能量低、较稳定，所以氮元素的第一电离能比同周期相邻元素都大的原因是基态氮原子电子占据的最高能级为半充满，较稳定；（4）根据图中EMIM+离子中键总数为5个，根据图像，EMIM+离子中C原子的空间构型有四面体和平面三角形两种，即C原子采用sp3、sp2杂化；EMIM+离子有6个电子可形成大π键，形成的大π键原子数为5，故可用符号Π 表示；（5）立方氮化硼硬度仅次于金刚石，晶体类型类似于金刚石，是原子晶体；晶胞中每个N原子连接4个B原子，氮化硼化学式BN，所以晶胞中每个B原子也连接4个N原子，即硼原子的配位数为4；晶胞中N原子数为4， B原子数 ，晶胞质量为 ，晶胞体积为 ，B、N原子的总体积为 ，晶胞中原子的空间利用率为 ；
【分析】根据核外电子排布原则确定电子排布图，根据价层电子对互斥理论计算价层电子对数，根据第一电离能的规律比较第一电离能，根据轨道杂化理论确定杂化轨道类型，根据大π键形成的原理确定大π键的表示，根据晶体知识确定晶胞类型、配位数及空间占有率。
27．（2020·茂名模拟）绪(Ge)是半导体元素，应用广泛，回答下列问题：
（1）下列为Ge价电子层电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为 、 （填选项）。
A． B．
C． D．
（2）GeH4的空间构型为 ；比较与同锗族的氢化物的沸点如表所示，分析其变化规律及原因 。
CH4 SiH4 GeH4
沸点/℃ -161.5 -119 -88.1
（3）有机锗化合物A有一定的医疗保健作用，其结构简式为CF3N=GeH2，则Ge的杂化形式为 ，碳原子与其它原子结合的键的种类为 。
（4）Li2GeF6可以作为锂电池的电解质，则Li、Ge、F电负性由大到小的顺序为 。
（5）Ge晶胞如下，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为( ，0， )，D为( ， ， )。则C原子的坐标参数为 。
（6）氮化锗具有耐腐蚀、硬度高等优点，晶体中锗原子与氮原子之间存在明显的s-p杂化现象，氮化锗晶体属于 晶体。一种氮化锗晶胞的球棍模型如图，晶体中n(Ge)/n(N)= ，若晶胞底面正方形的边长为anm，阿伏加德罗常数值为NA，晶体的密度为ρg/cm3，则长方体的高为 nm(列出计算式）。
【答案】（1）A；C
（2）正四面体；均为分子晶体，且结构相似，相对分子质量越大的，沸点越高
（3）sp2；σ键（共价键）
（4）F>Ge>Li
（5）( ， ，0)
（6）原子晶体；3：4；
【知识点】原子核外电子的运动状态；原子核外电子的能级分布；判断简单分子或离子的构型；原子晶体（共价晶体）；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)电子占据的能级越低，能量越低，电子占据的能级越高，能量越高；根据图示可知，A能量最低，C能量最高；(2)锗位于第四周期第IVA族，故性质与C相似，GeH4与CH4空间结构相似，为正四面体；CH4、SiH4、GeH4均是分子晶体，且结构相似，相对分子质量越大的，沸点越高；(3)有机锗化合物A的结构简式为CF3N=GeH2，Ge形成了双键，是平面结构，则Ge的杂化形式为sp2，碳原子与其它原子结合的键均为化学单键，是σ键；(4)Li2GeF6可以作为锂电池的电解质，根据元素周期律，元素周期表中F电负性最大，同周期越往右，电负性越大；同主族越往上，电负性越大；则Li、Ge、F电负性由大到小的顺序为F>Ge>Li；(5) D与周围4个原子形成正四面体结构，D与顶点A的连线处于晶胞体对角线上，过面心B、C及上底面面心原子的平面且平行侧面将晶胞2等分，同理过D原子的且平行侧面的平面将半个晶胞在2等分，D处于到各个面的 处；所以结合Ge的晶胞图，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为( ，0， )，D为( ， ， )，C原子位于底面的中心，C原子的坐标参数为( ， ，0)；(5)氮化锗具有耐腐蚀、硬度高等优点，符合原子晶体的特征；氮化锗晶胞中，8个氮原子位于内部，4个锗原子在棱上，10个锗原子在面上，故锗原子的个数是： ；故n(Ge)：n(N)= 3：4；晶胞底面正方形的边长为anm，阿伏加德罗常数值为NA，晶体的密度为ρg/cm3，晶胞的体积为 ，则长方体的高为 。
【分析】同主族，物质的化学性质相似；物质的性质对应关系，单键对应立体结构，采取sp3杂化；双键对应平面结构，采取sp2杂化，三键或同一原子两双键对应直线结构，采取sp杂化。
28．（2019·杨浦模拟）硅是构成矿物和岩石的主要成分，单质硅及其化合物具有广泛的用途。完成下列填空：
（1）某些硅酸盐具有筛选分子的功能。一种硅酸盐的组成为：M2O·R2O3·2SiO2·nH2O，已知元素M、R均位于元素周期表的第3周期，两元素原子的质子数之和为24。
①写出M原子核外能量最高的电子的电子排布式： 。
②常温下，不能与R单质发生反应的是 （选填序号）。
a．CuCl2溶液 b.Fe2O3 c.浓硫酸
d.NaOH溶液
e．Na2CO3固体
（2）氮化硅（Si3N4）陶瓷材料硬度大、熔点高。可由下列反应制得：SiO2+C+N2 Si3N4+CO
①Si3N4中氮元素的化合价为-3，请解释Si3N4中氮元素化合价为负价的原因 。
②C3N4的结构与Si3N4相似，请比较二者熔点高低，并说明理由： 。
③配平上述反应的化学方程式，并标出电子转移的数目和方向。 。
（3）一种用工业硅（含少量铁、铜等金属的氧化物）制备Si3N4的主要流程如下：
①将工业硅粉碎的目的是 。
②适量的H2是为了排尽设备中的空气，但H2在高温下也能还原工业硅中的某些金属化物。 可能是 （选填：“盐酸”“硝酸”或“硫酸”），理由是 。
【答案】（1）3p1；be
（2）氮元素的非金属性比硅强，氮原子得电子的能力强于硅原子，因此两者形成化合物时，共用电子对偏向于氮原子，因此Si3N4中氮元素化合价为负价；两者均为原子晶体，碳原子半径小于硅原子半径，因此C3N4中碳原子与氮原子形成的共价键的键长较Si3N4中硅原子与氮原子形成的共价键键长小，键能较大，熔点较高。；无
（3）增大反应物的接触面积，提高反应速率；硝酸；H2在高温下能将铜的氧化物还原为单质铜，单质铜与盐酸和硫酸不反应
【知识点】原子晶体（共价晶体）
【解析】【解答】（1）由M2O·R2O3·2SiO2·nH2O可知，M为第IA，R为ⅢA，元素M、R均位于元素周期表的第3周期，两元素原子的质子数之和为24，M为Na，R为Al。
①M原子核外能量最高的电子的电子排布式：3p1 ；
②常温下，a．Al与CuCl2溶液能将铜置换出来；b.Al与Fe2O3在高温反应； c.Al与浓硫酸发生钝化； d.Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠； e．Al与Na2CO3固体常温下不能反应；
故答案为：be。（2）①Si3N4中氮元素的化合价为-3，氮元素的非金属性比硅强，氮原子得电子的能力强于硅原子，因此两者形成化合物时，共用电子对偏向于氮原子，因此Si3N4中氮元素化合价为负价；
②C3N4的结构与Si3N4相似，用原子晶体的结构解释熔点高低：两者均为原子晶体，碳原子半径小于硅原子半径，因此C3N4中碳原子与氮原子形成的共价键的键长较Si3N4中硅原子与氮原子形成的共价键键长小，键能较大，熔点较高；
③配平上述反应的化学方程式，并标出电子转移的数目和方向。SiO2+C+N2 Si3N4+CO。Si的化合价前后未变，N的化合价由0降为-3，C的化合价由0升为+2，生成1个Si3N4化合价降低12，生成1个CO化合价升高2，根据化合价升降总数相等以及质量守恒得，3SiO2+6C+2N2 Si3N4+6CO．
标出电子转移的数目和方向： （3）①将工业硅粉碎的目的是增大反应物的接触面积，提高反应速率；
②盐酸、稀硫酸均不与Cu反应，氮化硅中混有铜粉，为除去混有的Cu，可选择硝酸，Cu与硝酸反应，而氮化硅与硝酸不反应。x可能是硝酸， H2在高温下能将铜的氧化物还原为单质铜，单质铜与盐酸和硫酸不反应。
【分析】（1）硅酸盐的组成活泼金属氧化物较活泼金属氧化物 H2O， 元素原子的质子数之和为24，说明一种元素的质子数少于12，一种大于12，而都为第三周期所以M为钠，R为铝。铝遇到浓硫酸钝化。
（2）化合物中电负性强的元素对共用电子对的吸引力大，显负电性，显负化合价。C3N4的结构与Si3N4相似，都为原子晶体，微粒间的作用力为共价键，共价键越强，熔沸点越高。碳原子半径小于硅原子半径，因此C3N4中碳原子与氮原子形成的共价键的键长较Si3N4中硅原子与氮原子形成的共价键键长小，键能较大，熔点较高。
（3）粉碎的目的是增大反应物的接触面积，提高反应速率。氮化炉中也将铁、铜的氧化物还原为金属单质，要除去硅中的铜、铁，酸洗时需用硝酸。
29．（2018·厦门模拟）C、N和Si能形成多种高硬度材料，如Si3N4，C3N4，SiC.
（1）Si3N4和C3N4中硬度较高的是 ，理由是 .
（2）C和N能形成一种类石墨结构材料，其合成过程如下图所示。该类石墨结构材料化合物的化学式为 。其合成过程中有三聚氰胺形成，三聚氰胺中N原子的杂化方式有 。
（3）C和N还能形成一种五元环状有机物咪唑(im)，其结构为 。化合物[Co(im)6]SiF6的结构示意图如下：
①Co原子的价层电子轨道表达式(价层电子排布图)为 。N与Co之间的化学键类型是 ，判断的理由是 。
②阴离子SiF62-中心原子Si的价层电子对数为 。阳离子(Co(im)6]2+和SiF62-之间除了阴阳离子间的静电作用力，还存在氢键作用，画出该氢键的表示式 。
例如水中氢键的表示式为：
（4）SiC为立方晶系晶体，晶胞参数为a，已知Si原子半径为rSi，C原子半径为rC，该晶胞中原子的分数坐标为：
则SiC立方晶胞中含有 个Si原子、 个C原子，该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 (列出计算式即可)。
【答案】（1）C3N4；两者同属原子晶体(答两者结构相似)，C的原子半径小于Si，与Si-N相比，C-N的键长短、键能大
（2）C6N8或(C6N8)n或C3N4或(C3N4)n；sp2、sp3
（3）；配位键；N有孤对电子，Co2+有空轨道；6；
（4）4；4；16/3π(rc3+ rsi3)/a3×100%
【知识点】原子核外电子排布；原子晶体（共价晶体）；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)相同类型的晶体中，原子半径越小，键能越大，其硬度就越大。所以Si3N4和C3N4中硬度较高的是C3N4原因是两者同属原子晶体，C的原子半径小于Si，与Si-N相比，C-N的键长短、键能大 。
(2)由结构可判断出化学式为C6N8或(C6N8)n或C3N4或(C3N4)n 。环中N原子形成2个σ键，含有1对孤电子对，杂化轨道数目为3，采取sp2杂化，氨基中N原子形成3个σ键，含有1对孤电子对，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，
（3）①Co原子的价层电子为最外层和次外层电子，其电子轨道表达式为 。因N有孤对电子，Co2+有空轨道，所以N与Co之间可形成配位键。②价层电子对数=成键数+孤电子对数，孤电子对数=（中心原子的最外层电子数-配位原子×与中心原子结合的原子最多能接受的电子数）/2，由此可算出中心原子Si的价层电子对数为4。氢键发生在非金属强的原子和氢原子之间，在该物质中氢键可表示为 。
（4）从该晶胞中原子的分数坐标可看出，每个C原子周围有4个Si原子，每个Si原子有4个C原子，形成正四面体结构，所以SiC立方晶胞中含有4个Si原子、4个C原子。其总体积为4/3πrc3×4+4/3πrsi3×4=16/3π(rc3+ rsi3)。则该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为16/3π(rc3+ rsi3)/a3×100%
【分析】（4）根据晶胞中原子的坐标确定其原子组成，计算出其体积，然后计算空间利用率即可。
30．（2018·佛山模拟）[化学一一选修3：物质结构与性质]碳族元素的单质和化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）锗是重要半导体材料，基态Ge原子中，核外电子占据最高能级的符号是 ，该能级的电子云轮廓图为 。金属Ge晶胞结构与金刚石类似，质地硬而脆，沸点2830℃，锗晶体属于 晶体。
（2）①(CH3)3C+是有机合成重要中间体，该中间体中碳原子杂化方式为 ，(CH3)3C+中碳骨架的几何构型为 。
②治疗铅中毒可滴注依地酸钠钙，使Pb2+转化为依地酸铅盐。下列说法正确的是 （填标号）
A.形成依地酸铅离子所需n(Pb2+)：n(EDTA)=1：4
B.依地酸中各元素的电负性从大到小的顺序为O>N>C>H
C.依地酸铅盐中含有离子键和配位键
D.依地酸具有良好的水溶性是由于其分子间能形成氢键
（3）下表列出了碱土金属碳酸盐的热分解温度和阳离子半径：
碳酸盐 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3
热分解温度/℃ 402 900 1172 1360
阳离子半径/pm 66 99 112 135
碱土金属碳酸盐同主族由上到下的热分解温度逐渐升高，原因是： 。
（4）有机卤化铅晶体具有独特的光电性能，下图为其晶胞结构示意图：
①若该晶胞的边长为anm，则Cl-间的最短距离是 。
②在该晶胞的另一种表达方式中，若图中Pb2+处于顶点位置，则Cl-处于 位置。原子坐标参数B为(0，0，0)；A1为(1/2，1/2，1/2)，则X2为 。
【答案】（1）4p；哑铃形；原子
（2）sp2、sp3；平面三角形；BC
（3）金属阳离子半径越大，金属氧化物晶格能越低，碳酸盐分解生成的氧化物越不稳定
（4） anm；棱心；(1/2，0，0)
【知识点】配合物的成键情况；原子晶体（共价晶体）
【解析】【解答】（1）Ge元素的原子序数为32，其基态原子的核外电子排布为[Ar]3d104s24p2，核外电子占据最高能级的符号4p；p能级的电子云轮廓图为哑铃形；金刚石属于原子晶体，金属Ge晶胞结构与金刚石类似，沸点2830℃，锗晶体属于原子晶体；
（2）①(CH3)3C+中，—CH3中碳原子杂化方式为sp3，(CH3)3C+中C+原子价层电子对位(4+3-1)÷2=3，故杂化方式为sp2，其中有三个结合的基团，故(CH3)3C+中碳骨架的几何构型为平面三角形；②根据依地酸铅离子的结构和依地酸的结构，结合氮原子原子守恒，n(Pb2+)：n(EDTA)=1：1，A项不符合题意；依地酸中含有元素O、N、C、H，其电负性从大到小的顺序为O>N>C>H，B项符合题意；依地酸铅盐中含有离子键(依地酸铅离子与阴离子之间的作用力)和配位键(依地酸中的氮原子与Pb2+)，C项符合题意；依地酸分子能与水分子形成分子间氢键，所以依地酸具有良好的水溶性，D项不符合题意；（3）随着金属阳离子半径越大，金属形成的氧化物晶格能越低，碳酸盐分解生成的氧化物越不稳定，故其碳酸盐的热分解温度逐渐升高；
（4）①根据有机卤化铅晶体结构可知，Cl—处于面心，故Cl-间的最短距离是 = ；②根据提给图示可知，结合原子坐标参数B为(0，0，0)、A1为(1/2，1/2，1/2)，X2为(1/2，0，0)。
【分析】（2）中(CH3)3C+中杂化类型判断可以采用代换法，其中的甲基可以换成氢原子，因为他们都有一个未成对电子。通过替换后可以方便计算其杂化类型。
31．（2022高二下·云浮期末）已知X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的前四周期元素，其中Y是地壳中含量第二的元素，X、Y、Z是核外未成对电子数均为2的非金属元素，ZX3的空间结构为平面三角形，M的价层电子数为6，N与Z同族。请回答下列问题：
（1）X为 (填元素名称，下同)，Y为 ，Z为 。
（2）M在元素周期表的位置是 ，基态N原子的价层电子排布式为 。
（3）X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号)。
（4）Z与N的最简单氢化物的稳定性比较： (写化学式)，原因为 。
（5）YX2的晶体类型为 ，其熔点 (填“高于”或“低于”)NX2。
【答案】（1）氧；硅；硫
（2）第四周期第VIB族；4s24p4
（3）O＞S＞Si或O、S、Si
（4）H2S＞H2Se或H2Se＜H2S；S和Se为同主族元素，S的半径小于Se的，S－H键的键长比Se－H键的键长短，键长越短，物质越稳定
（5）共价晶体；高于
【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；原子晶体（共价晶体）
【解析】【解答】Y是地壳中含量第二的元素，则Y为Si元素；X、Y、Z是核外未成对电子数均为2的非金属元素，则X为O元素，Z为S元素，ZX3即SO3的空间结构为平面三角形，M的价层电子数为6，价电子排布式为3d54s1，M为Cr元素，N与Z同族，则N为Se元素；
（1）由分析可知，X为氧，Y为硅，Z为硫；
（2）M为Cr元素，价电子排布式为3d54s1，在元素周期表的位置是第四周期第VIB族，N为Se，是34号元素，基态Se原子的价层电子排布式为4s24p4；
（3）X、Y、Z分别为O、Si、S，同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，同主族自上而下第一电离能减小，则第一电离能由大到小的顺序为：O＞S＞Si；
（4）Z为S，N为Se，S和Se为同主族元素，S的半径小于Se的，S－H键的键长比Se－H键的键长短，键长越短，物质越稳定，则最简单氢化物的稳定性：H2S＞H2Se；
（5）YX2为SiO2，SiO2是由原子构成的空间物质结构的晶体，属于共价晶体，NX2为SeO2，为分子晶体，分子晶体的熔沸点较低，一般共价晶体的熔沸点高于分子晶体，则SiO2熔点高于SeO2。
【分析】
（1）依据题目信息判断；
（2）依据构造原理分析；
（3）同一周期的主族元素中，从左至右，元素的第一电离能呈“锯齿状”增大，其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素。
（4）键长越短，最简单氢化物越稳定；
（5）熔点由高到低的顺一般为原子晶体>离子晶体>分子晶体。
32．（2022高二下·朝阳期末）我国科学家研发的全球首套“液态阳光”项目使双碳目标更近一步。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再将加氢合成。
（1）太阳能电池板的主要材料为单晶硅。
①单晶硅属于 晶体。
②单晶硅的熔点低于金刚石的，原因是 。
（2）在催化剂作用下，与反应得到。
①分子的空间结构为 。
②和分子中键数目之比为 。
③比在水中的溶解度大，这是因为 。
（3）催化剂可实现高选择性加氢合成，其晶胞结构如图所示。
①B代表 (填“”或“”)，理由是 。
②晶胞的棱长分别为、、，其晶体密度为 (列算式)。已知：，为阿伏加德罗常数的值
【答案】（1）共价；单晶硅和金刚石均属于共价晶体，碳原子半径小于硅原子半径，碳碳键的键长小于硅硅键的键长，碳碳键的键能大于硅硅键，金刚石的熔点高于硅
（2）直线型；5：2；是极性分子、甲醇分子与水分子间能形成氢键，是非极性分子，与水分子间不能形成氢键，根据相似相溶原理，比在水中的溶解度大
（3）O2-；A球为8×+6×=4，B球为8个，根据化学式ZrO2，B代表O2-；
【知识点】化学键；键能、键长、键角及其应用；判断简单分子或离子的构型；原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算
【解析】【解答】（1）太阳能电池板的主要材料为单晶硅。①单晶硅硅原子间通过共价键形成三维骨架结构，属于共价晶体。故答案为：共价；②单晶硅的熔点低于金刚石的，原因是单晶硅和金刚石均属于共价晶体，碳原子半径小于硅原子半径，碳碳键的键长小于硅硅键的键长，碳碳键的键能大，金刚石的熔点高。故答案为：单晶硅和金刚石均属于共价晶体，碳原子半径小于硅原子半径，碳碳键的键长小于硅硅键的键长，碳碳键的键能大于硅硅键，金刚石的熔点高于硅；
（2）①分子中碳原子采用sp杂化，空间结构为直线型。故答案为：直线型；②分子中3个C-H键、1个C-O键、1个O-H键，共5个键，分子中2个C-O键，和分子中键数目之比为5：2。故答案为：5：2；③比在水中的溶解度大，这是因为是极性分子、甲醇分子与水分子间能形成氢键，是非极性分子，与水分子间不能形成氢键，根据相似相溶原理，比在水中的溶解度大。故答案为：是极性分子、甲醇分子与水分子间能形成氢键，是非极性分子，与水分子间不能形成氢键，根据相似相溶原理，比在水中的溶解度大；
（3）①根据均摊法，A球为8×+6×=4，B球为8个，根据化学式ZrO2，B代表O2-。故答案为：O2-；A球为8×+6×=4，B球为8个，根据化学式ZrO2，B代表O2-；②晶胞参数为apm、apm、cpm，则晶胞体积为（a×10-10）2×c×10-10cm3，该晶胞含有O原子8个，Zr4+个数为8×+6×=4，晶胞质量g，则该晶体的密度为ρ=g cm-3，故答案为：；。
【分析】（1）①单体硅为共价晶体；
②共价晶体的键能越大熔点越高；
（2）①二氧化碳为直线形分子；
②单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键；
③根据相似相溶原理和甲醇能与水分子间形成氢键解答；
（3）①根据均摊法计算；
②根据计算。
33．（2021高二上·资阳期末）回答下列问题：
（1）现有六种物质：①碘晶体②晶体硅③晶体④晶体⑤晶体⑥铁，其中属于原子晶体的化合物是 (填序号)；③在熔化时破坏的作用力为 。
（2）①②③④金刚石，这四种物质中碳原子采取杂化的是 (填序号)；乳酸分子中有 个手性碳。
【答案】（1）⑤；范德华力
（2）②③；1
【知识点】原子晶体（共价晶体）；有机物的结构式；氨基酸、蛋白质的结构和性质特点
【解析】【解答】（1）①碘晶体是分子晶体，熔化时破坏范德华力；
②晶体硅是原子晶体，属于单质，熔化时破坏共价键；
③晶体属于分子晶体，属于单质，熔化时破坏范德华力；
④晶体是离子晶体，熔化时破坏离子键；
⑤晶体是原子晶体，属于共价化合物，熔化时破坏共价键；
⑥铁是金属晶体，熔化时破坏金属键，其中属于原子晶体的化合物是⑤；
③在熔化时破坏的作用力为范德华力；故答案为：⑤；范德华力；
（2）①中碳连了三个碳氢键和一个碳氯键，碳原子采取sp3杂化；
②中每个碳原子是3个σ键和1个π键，碳原子采取sp2杂化；
③中每个碳原子是3个σ键，6个碳原子形成1个大π键；
④金刚石中每个碳原子与周围四个碳原子形成四个共价键，碳原子采取sp3杂化，这四种物质中碳原子采取杂化的是②③；手性碳原子是指碳连的四个原子或原子团都不相同，乳酸分子中第二个碳原子为手性碳原子，因此该分子有1个手性碳；故答案为：②③；1。
【分析】
（1）主要考查晶体的分类和不同晶体之间的作用力，牢记相关概念并灵活运用即可。
（2）理清楚sp杂化概念及相关物质中原子间化学键种类并灵活运用即可。
34．（2021高二下·金台期末）第IVA族元素及其化合物是结构化学研究的热点。几种晶体结构如图所示：
（1）基态锗(G)的价电子排布图为 。
（2）上述四种晶体中，石墨中碳原子之间具有的作用有 。
（3）在碳族元素中，最简单气态氢化物中最稳定的是 (填分子式)。
（4）在碳的氢化物中，既含σ键，又含π键的分子有许多，其中含σ键与π键数目之比为5：1的分子的结构简式为 (写一种)。
（5）硅晶体结构类似于金刚石(如图甲)，则14g硅晶体中含 mol共价键。1mol石墨如图丙晶体中含 mol共价键。
（6）设NA为阿伏加德罗常数的值，已知干冰(如图丁)的晶胞边长为apm，则干冰的密度为 g cm-3(用含a和NA的代数式表示)。
【答案】（1）
（2）共价键、分子间作用力
（3）CH4
（4）乙烯(C2H4也可)
（5）1mol；1.5mol
（6）g/cm3
【知识点】原子核外电子排布；原子晶体（共价晶体）；分子晶体；晶胞的计算；元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】（1）基态锗的核外电子排布式为；
价电子排布图为；
（2）干冰是分子晶体，足球烯是分子晶体，金刚石是原子晶体，石墨是介于分子晶体和原子晶体之间的混合型晶体，碳原子之间既具有共价键也具有层间的分子间作用力；
（3）同主族元素从上至下原子半径逐渐增大，与氢形成的共价键键能逐渐减小，最简单气态氢化物的稳定性逐渐减弱，所以在碳族元素中，最简单气态氢化物中最稳定的是CH4；
（4）含σ键和π键数目之比为5：1的物质为乙烯；
（5） 硅晶体结构类似于金刚石，每个硅原子与周围四个硅形成共价键，而每个共价键被两个硅原子分摊：，则硅晶体中含2mol共价键，14克硅为0.5mol，含有1mol共价键；石墨中每个碳原子含有共价键个数，则石墨如图丙晶体中含共价键；
（6） 干冰晶胞中含有二氧化碳的数目为，所以晶胞的密度为。
【分析】(1)基态锗(Ge)的核外电子排布式为，价电子排布式为4s24p2 ；
(2)干冰是分子晶体，足球烯是分子晶体，金刚石是原子晶体，石墨是介于分子晶体和原子晶体之间的混合型晶体，碳原子之间既具有共价键也具有层间的分子间作用力；
(3)气态氢化物的稳定性与非金属性成正比；
(4)单键是σ键，双键含有1个σ键与1个π键，三键含有1个σ键与2个π键；
(5)硅晶体结构类似于金刚石，每个硅原子与周围四个硅形成共价键，而每个共价键被两个硅原子分摊： ，则1mol硅晶体中含2mol共价键；石墨中每个碳原子含有共价键个数， 1mol石墨(如图丙)晶体中含1.5mol共价键；
(6)干冰晶胞中含有二氧化碳的数目为，所以晶胞的密度为。
35．（2020高二下·滨州期末）碳元素的单质有多种形式，如图依次是金刚石、石墨和C60的结构示意图：
分析上图可知：
（1）金刚石的晶体类型是 ，晶体中每个最小环上的碳原子的个数是 。
（2）石墨晶体呈层状结构，层内每个正六边形拥有的碳原子的个数是 ，层与层之间的作用力是 。
（3）C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则Co分子中σ键与π键数目之比为 。
【答案】（1）共价晶体(原子晶体)；6
（2）2；范德华力
（3）3：1
【知识点】化学键；原子晶体（共价晶体）；分子间作用力
【解析】【解答】(1)金刚石是由原子靠共价键聚集而成的共价晶体(原子晶体)；晶体中每个最小环上的碳原子的个数是6；
(2)石墨层状结构中每个碳原子被3个六元环共用，所以每个正六边形拥有的碳原子的个数是 =2；层与层之间的作用力为范德华力；
(3)C60分子中每个原子只跟相邻的3个原子形成共价键，且每个原子最外层都满足8电子稳定结构，则每个C形成的这3个键中，必然有1个双键，这样每个C原子最外层才满足8电子稳定结构，双键数应该是C原子数的一半，而双键中有1个σ键、1个π键，显然π键数目为30，一个C跟身边的3个C形成共价键，每条共价键只有一半属于这个C原子，所以σ键为 =90，则C60分子中σ键与π键的数目之比为90：30=3：1。
【分析】（1）根据金刚石的连接方式以及物理性质，可以确定金刚石的晶体类型，根据结构式即可找出最小环的原子个数
（2）石墨晶体是层状结构，可以根据碳原子的共用情况，即可计算出碳原子的个数，层与层之间主要是范德华力
（3）碳原子最外层电子数是4个，但是只形成了3个键，因此3个单键必有1个双键
2023年高考真题变式分类汇编：原子晶体（共价晶体）
一、选择题
1．（2023·湖北）工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂粗硅高纯硅
下列说法错误的是
A．制备粗硅的反应方程式为
B．1molSi含Si-Si键的数目约为
C．原料气HCl和应充分去除水和氧气
D．生成的反应为熵减过程
2．（2022·山东）、属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在键、键。下列说法错误的是（ ）
A．的熔点高于
B．晶体中所有化学键均为极性键
C．晶体中所有原子均采取杂化
D．晶体中所有原子的配位数均相同
3．（2021·天津）下列各组物质的晶体类型相同的是（ ）
A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl C．Cu和Ag D．SiC和MgO
4．（2023·保定模拟）保定文化底蕴深厚，国家级非遗项目众多。下列非遗项目的相关工艺过程所涉及的化学知识错误的是
选项 非遗项目的相关工艺过程 化学知识
A 刘伶醉酒酿造技艺中发酵酿酒过程 涉及水解反应和加成反应
B 易水砚制作技艺中的磨光工序使用了SiC作磨料 SiC是共价晶体，熔点高、硬度大
C 清苑区传统制香制作技艺中香料的提取 常采用挥发性溶剂萃取
D 定兴书画毡制作技艺中用沸水反复浇羊毛增加软化度 蛋白质发生了变性
A．A B．B C．C D．D
5．（2022·河东模拟）氮化硅(熔点1900℃)具有高强度、高韧性，通过SiH4与NH3发生反应3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2制得。下列说法错误的是（ ）
A．Si的电负性小于N的电负性 B．SiH4的稳定性强于NH3的稳定性
C．Si3N4属于共价晶体 D．SiH4为非极性分子
6．（2022·河西模拟）一种碳化硅晶体的晶胞如图所示，与金刚石的类似。下列判断正确的是（ ）
A．该晶体质软 B．熔点：碳化硅＞金刚石
C．该晶体熔融时会破坏极性键 D．碳原子轨道的杂化类型为sp杂化
7．（2022·沈阳模拟）是一种重要的半导体材料，熔点为，密度为，其晶胞结构如图所示。已知阿伏加德罗常数的值为，的摩尔质量为，下列说法正确的是 （ ）
A．该晶体为离子晶体
B．的配位数为2
C．在元素周期表的第15纵列
D．的晶胞边长为
8．（2021·章丘模拟）1877年人类首次合成的氮化铝是一种硬度、熔点都很高的晶体，是良好的耐热冲击材料，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．氮化铝属于离子晶体
B．氮化铝可用于制造切割金属的刀具
C．一个氮化铝晶胞中含有 个 原子
D．氮化铝晶体中 的配位数为
9．（2021·日照模拟）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W与氢元素形成的二元化合物为五核10电子；X元素价电子排布式为nsnnpn+2；X、Y同主族相邻。下列说法正确的是（ ）
A．WY2属于极性分子
B．W的某种单质可能是共价晶体
C．YX 的空间构型为平面三角形
D．氧化物对应水化物的酸性：W＜Y＜Z
10．（2021·普陀模拟）下列晶体中，任何一个原子都被相邻四个原子包围，以共价健形成正四面体，并向空间伸展成网状结构的是（ ）
A．金刚石 B．石墨 C．足球烯 D．水晶
11．（2020·深圳模拟）硅是制作光伏电池的关键材料。在Si晶体中掺杂不同种类的元素，可形成多电子的n型或缺电子的p型半导体。n型和p型半导体相互叠加形成p-n结，此时自由电子发生扩散运动，在交界面处形成电场。下列说法正确的是（ ）
A．1 mol Si晶体中含有的Si-Si键数目为4NA
B．若在Si晶体中掺入P元素，可得n型半导体
C．p-n结中，n型一侧带负电，p型一侧带正电
D．光伏电池的能量转化形式为：光能→化学能→电能
12．（2019·黄浦模拟）金刚石的熔点为a℃，晶体硅的熔点为b℃，足球烯(分子式为C60)的熔点为c℃，三者熔点的大小关系是（ ）
A．a>b>c B．b>a>c
C．c>a>b D．c>b>a.
13．（2019高三上·杨浦模拟）原子晶体具有的性质是（）
A．熔点高 B．易导热
C．能导电 D．有延展性
14．（2018·金山模拟）二氧化硅是制造光导纤维的重要原料，其晶体类型属于（ ）
A．原子晶体 B．离子晶体
C．分子晶体 D．金属晶体
15．（2018·河北模拟）设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（ ）
A．1.5 gCH3+含有的电子数为NA
B．在1 L 0.1mol/L氯化铝溶液中阳离子总数大于0.1NA
C．60g SiO2和12g金刚石中各含有4NA个Si—O键和4NA个C—C键
D．标准状况下，11.2 L四氯化碳中含有的C—Cl键的个数为2NA
16．（2016·黄浦模拟）氮氧化铝（AlON）属于原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错的是（ ）
A．AlON和石英的化学键类型相同 B．电解熔融AlON可得到Al
C．AlON的N元素化合价为﹣1 D．AlON和石英晶体类型相同
二、多选题
17．（2021·海口模拟）下列物质的性质变化规律与与键能无关的是（ ）
A．与硅相比，金刚石的硬度大、熔点高
B．HF、HCl、HBr、HI热稳定性依次减弱
C．F2、Cl2、Br2、I2的沸点逐渐升高
D．H2、O2、H2S在水中的溶解性依次为难溶、微溶、可溶
18．（2020高二下·济南期末）石墨烯是单层碳原子排列成的蜂窝状六角平面晶体，具有重要的应用前景。可利用碳化硅制备高品质石墨烯材料。下列说法正确的是（ ）
A．24 g石墨烯约含1 mol六元碳环
B．碳化硅晶胞与金刚石晶胞结构相似
C．石墨烯的熔点低于碳化硅
D．利用碳化硅制备石墨烯的过程属于物理剥离
三、非选择题
19．（2023·全国甲卷）将酞菁—钴钛—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：
（1）图1所示的几种碳单质，它们互为 ，其中属于原子晶体的是 ，间的作用力是 。
（2）酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
酞菁分子中所有原子共平面，其中轨道能提供一对电子的原子是 (填图2酞菁中原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为 ，氮原子提供孤对电子与钴离子形成 键。
（3）气态通常以二聚体的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中的轨道杂化类型为 。的熔点为，远高于的，由此可以判断铝氟之间的化学键为 键。结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，的配位数为 。若晶胞参数为，晶体密度 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。
20．（2021·浙江）
（1）已知3种原子晶体的熔点数据如下表：
金刚石 碳化硅 晶体硅
熔点/℃ ＞3550 2600 1415
金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是 。
（2）提纯含有少量氯化钠的甘氨酸样品：将样品溶于水，调节溶液的pH使甘氨酸结晶析出，可实现甘氨酸的提纯。其理由是 。
21．（2022·丰台模拟）氮化硼(BN)是一种高硬度、耐高温、耐腐蚀、高绝缘性的材料。一种获得氮化硼的方法如下：
NaBH4B(OH)3→BN
已知：①电负性：H2.1 B2.0 N3.0 O3.5
②SiC与BN晶体的熔点和硬度数据如下：
物质 熔点/℃ 硬度
碳化硅(SiC) 2830 9-9.5
氮化硼(BN) 3000 9.5
（1）NaBH4被认为是有机化学上的“万能还原剂”。从化合价角度分析NaBH4具有强还原性的原因是 。
（2）硼酸的化学式为B(OH)3，是一元弱酸。硼酸产生H+过程为：B(OH)3+H2O H++[B(OH)4]-
①硼酸分子的空间构型为 。
②硼酸具有弱酸性是由于B与水中的OH-形成配位键，描述配位键的形成过程 。
（3）某一种氮化硼晶体的晶胞结构如下图：
①氮化硼(BN)属于 晶体；B原子的轨道杂化类型为 。
②该种氮化硼的熔点和硬度均高于SiC的原因是 。
③已知该晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA，则晶胞的边长为 cm(列计算式)。
22．（2022·安徽模拟）我国科学家最近开发了α- B26C@ TiO2/Ti催化剂实现NO制NH3，为资源回收利用提供新思路。请回答下列问题：
（1）基态N原子的价层电子排布图为 。
（2）上述物质中所含第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号，下同)，电负性由大到小的顺序为 。
（3）氨硼烷(NH3·BH3)是一种具有潜力的固体储氢材料。NH3·BH3分子中属于sp3杂化的原子有 (填元素符号)。H—N—H键角：NH3 NH3·BH3(填“>”“<”或“=”)，理由是 。
（4）已知：BC(碳化硼)、BN(氮化硼)的熔点依次为2450℃、3000℃， BN的熔点较高的主要原因是 。
（5）已知TiO2的晶胞如图1所示，“黑球”代表 (填“钛”或“氧")。
（6）钛晶体有两种结构，如图2和图3所示。
图2结构中空间利用率(φ)为 (用含π的代数式表示)；已知图3结构中底边长为a nm，高为c nm，NA代表阿伏加德罗常数的值，则该钛晶体的密度为 g·m-3(用含a、c、NA的代数式表示)。
23．（2022·海淀模拟）硅是地壳中储量仅次于氧的元素，在自然界中主要以和硅酸盐的形式存在。
（1）基态硅原子的价电子排布式为 。
（2）硅、金刚石和碳化硅晶体的熔点从高到低依次为 。
（3）晶态的晶胞如图。
①硅原子的杂化方式为 。
②已知晶胞的棱长均为a pm，则晶体的密度 (列出计算式)。
（4）硅元素最高价氧化物对应的水化物为原硅酸。
资料：原硅酸()可溶于水，原硅酸中的羟基可发生分子间脱水，逐渐转化为硅酸、硅胶。
①原硅酸钠溶液吸收空气中的会生成，结合元素周期律解释原因： 。
②从结构的角度解释脱水后溶解度降低的原因： 。
24．（2022·泰安模拟）铝、磷、硫及其化合物在生产生活及科研中应用广泛。
（1）可用于制造火柴，其分子结构如图1所示。
①分子中硫原子的杂化类型为 ，分子中P原子的化合价为 。
②分子可以形成配合物，该配合物中Mo的配位数为 ；1个该配合物分子中键数目为 。
（2）磷化铝熔点为2000℃，它与晶体硅互为等电子体，磷化铝晶胞结构如图2所示。
①磷化铝晶体中磷与铝微粒间的作用力为 ，晶胞中由4个铝原子围成的空间构型是 。
②已知相邻的P原子和Al原子的核间距是d nm，B原子的分数坐标为 ，磷化铝晶胞的密度为 。
25．（2021·崇明模拟）在短周期元素中有部分元素的原子具有核外电子排布有2个未成对电子的特点。具有这样特点的元素中：
（1）A元素原子的半径最大，写出A在元素周期表中的位置 ，其原子核外电子排布式为 ，A与上述元素中原子半径最小的元素B形成的化合物晶体类型为 。
（2）C元素的单质能溶解于C与D形成的化合物中，写出该化合物的分子式 ，推断该化合物 (难、微、易)溶于水。
（3）C、D元素均可与B元素形成化合物，此2种化合物都可与水反应形成对应的酸，2种酸的分子式相似，写出2种酸的分子式 ，简述证明2种酸酸性相对强弱的方法 。
Cu2S和CuS均可被KMnO4酸性溶液氧化，在用KMnO4酸性溶液处理Cu2S和CuS的混合物时，发生的反应如下：
① + Cu2S + → + SO2↑ + + H2O(未配平)
② + CuS + → + SO2↑ + + H2O(未配平)
（4）下列关于反应①的说法中错误的是 (选填编号)。
a.还原性的强弱关系是： > Cu2S
b.氧化剂与还原剂的物质的量之比为
c.生成2.24L(标况下)SO2，转移电子的物质的量是0.8mol
d.被氧化的元素是正一价的Cu和负二价的S
（5）写出反应②中反应物配平后的系数并标出电子转移方向和数目：
_ +_CuS +_
已知：KMnO4在稀硫酸存在下能将H2O2氧化为O2，KMnO4被还原为 ；H2O2在前面反应生成 的催化下能发生分解反应生成H2O和O2。
（6）稀硫酸中，某KMnO4和H2O2发生氧化还原反应方程式如下：
2KMnO4 + 7H2O2
+ 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4
+ 6O2↑ + 10H2O，反应中1mol
KMnO4氧化H2O2的物质的量是 mol， 反应中的氧化剂是 ，氧化剂与还原剂的物质的量比为 。
26．（2020·上饶模拟）离子液体是一类具有很高应用价值的绿色溶剂和催化剂，其中的EMIM+离子由H、C、N三种元素组成，结构如图所示。回答下列问题：
（1）碳原子价层电子的轨道表达式为 ，基态碳原子中，核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为 形。
（2）根据价层电子对互斥理论，NH3、NO3-、NO2-中，中心原子价层电子对数不同于其他两种粒子的是 。NH3比PH3的沸点高，原因是 。
（3）氮元素的第一电离能比同周期相邻元素都大的原因是 。
（4）EMIM+离子中，碳原子的杂化轨道类型为 。分子中的大π键可用符号Π 表示，其中m代表参与形成的大π键原子数，n代表参与形成的大π键电子数（如苯分子中的大π键可表示为Π ），则EMIM+离子中的大π键应表示为 。
（5）立方氮化硼硬度仅次于金刚石，但热稳定性远高于金刚石，其晶胞结构如图所示。立方氮化硼属于 晶体，其中硼原子的配位数为 。已知：立方氮化硼密度为dg/cm3，B原子半径为xpm，N原子半径为ypm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞中原子的空间利用率为 （列出化简后的计算式）。
27．（2020·茂名模拟）绪(Ge)是半导体元素，应用广泛，回答下列问题：
（1）下列为Ge价电子层电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为 、 （填选项）。
A． B．
C． D．
（2）GeH4的空间构型为 ；比较与同锗族的氢化物的沸点如表所示，分析其变化规律及原因 。
CH4 SiH4 GeH4
沸点/℃ -161.5 -119 -88.1
（3）有机锗化合物A有一定的医疗保健作用，其结构简式为CF3N=GeH2，则Ge的杂化形式为 ，碳原子与其它原子结合的键的种类为 。
（4）Li2GeF6可以作为锂电池的电解质，则Li、Ge、F电负性由大到小的顺序为 。
（5）Ge晶胞如下，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为( ，0， )，D为( ， ， )。则C原子的坐标参数为 。
（6）氮化锗具有耐腐蚀、硬度高等优点，晶体中锗原子与氮原子之间存在明显的s-p杂化现象，氮化锗晶体属于 晶体。一种氮化锗晶胞的球棍模型如图，晶体中n(Ge)/n(N)= ，若晶胞底面正方形的边长为anm，阿伏加德罗常数值为NA，晶体的密度为ρg/cm3，则长方体的高为 nm(列出计算式）。
28．（2019·杨浦模拟）硅是构成矿物和岩石的主要成分，单质硅及其化合物具有广泛的用途。完成下列填空：
（1）某些硅酸盐具有筛选分子的功能。一种硅酸盐的组成为：M2O·R2O3·2SiO2·nH2O，已知元素M、R均位于元素周期表的第3周期，两元素原子的质子数之和为24。
①写出M原子核外能量最高的电子的电子排布式： 。
②常温下，不能与R单质发生反应的是 （选填序号）。
a．CuCl2溶液 b.Fe2O3 c.浓硫酸
d.NaOH溶液
e．Na2CO3固体
（2）氮化硅（Si3N4）陶瓷材料硬度大、熔点高。可由下列反应制得：SiO2+C+N2 Si3N4+CO
①Si3N4中氮元素的化合价为-3，请解释Si3N4中氮元素化合价为负价的原因 。
②C3N4的结构与Si3N4相似，请比较二者熔点高低，并说明理由： 。
③配平上述反应的化学方程式，并标出电子转移的数目和方向。 。
（3）一种用工业硅（含少量铁、铜等金属的氧化物）制备Si3N4的主要流程如下：
①将工业硅粉碎的目的是 。
②适量的H2是为了排尽设备中的空气，但H2在高温下也能还原工业硅中的某些金属化物。 可能是 （选填：“盐酸”“硝酸”或“硫酸”），理由是 。
29．（2018·厦门模拟）C、N和Si能形成多种高硬度材料，如Si3N4，C3N4，SiC.
（1）Si3N4和C3N4中硬度较高的是 ，理由是 .
（2）C和N能形成一种类石墨结构材料，其合成过程如下图所示。该类石墨结构材料化合物的化学式为 。其合成过程中有三聚氰胺形成，三聚氰胺中N原子的杂化方式有 。
（3）C和N还能形成一种五元环状有机物咪唑(im)，其结构为 。化合物[Co(im)6]SiF6的结构示意图如下：
①Co原子的价层电子轨道表达式(价层电子排布图)为 。N与Co之间的化学键类型是 ，判断的理由是 。
②阴离子SiF62-中心原子Si的价层电子对数为 。阳离子(Co(im)6]2+和SiF62-之间除了阴阳离子间的静电作用力，还存在氢键作用，画出该氢键的表示式 。
例如水中氢键的表示式为：
（4）SiC为立方晶系晶体，晶胞参数为a，已知Si原子半径为rSi，C原子半径为rC，该晶胞中原子的分数坐标为：
则SiC立方晶胞中含有 个Si原子、 个C原子，该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 (列出计算式即可)。
30．（2018·佛山模拟）[化学一一选修3：物质结构与性质]碳族元素的单质和化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）锗是重要半导体材料，基态Ge原子中，核外电子占据最高能级的符号是 ，该能级的电子云轮廓图为 。金属Ge晶胞结构与金刚石类似，质地硬而脆，沸点2830℃，锗晶体属于 晶体。
（2）①(CH3)3C+是有机合成重要中间体，该中间体中碳原子杂化方式为 ，(CH3)3C+中碳骨架的几何构型为 。
②治疗铅中毒可滴注依地酸钠钙，使Pb2+转化为依地酸铅盐。下列说法正确的是 （填标号）
A.形成依地酸铅离子所需n(Pb2+)：n(EDTA)=1：4
B.依地酸中各元素的电负性从大到小的顺序为O>N>C>H
C.依地酸铅盐中含有离子键和配位键
D.依地酸具有良好的水溶性是由于其分子间能形成氢键
（3）下表列出了碱土金属碳酸盐的热分解温度和阳离子半径：
碳酸盐 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3
热分解温度/℃ 402 900 1172 1360
阳离子半径/pm 66 99 112 135
碱土金属碳酸盐同主族由上到下的热分解温度逐渐升高，原因是： 。
（4）有机卤化铅晶体具有独特的光电性能，下图为其晶胞结构示意图：
①若该晶胞的边长为anm，则Cl-间的最短距离是 。
②在该晶胞的另一种表达方式中，若图中Pb2+处于顶点位置，则Cl-处于 位置。原子坐标参数B为(0，0，0)；A1为(1/2，1/2，1/2)，则X2为 。
31．（2022高二下·云浮期末）已知X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的前四周期元素，其中Y是地壳中含量第二的元素，X、Y、Z是核外未成对电子数均为2的非金属元素，ZX3的空间结构为平面三角形，M的价层电子数为6，N与Z同族。请回答下列问题：
（1）X为 (填元素名称，下同)，Y为 ，Z为 。
（2）M在元素周期表的位置是 ，基态N原子的价层电子排布式为 。
（3）X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号)。
（4）Z与N的最简单氢化物的稳定性比较： (写化学式)，原因为 。
（5）YX2的晶体类型为 ，其熔点 (填“高于”或“低于”)NX2。
32．（2022高二下·朝阳期末）我国科学家研发的全球首套“液态阳光”项目使双碳目标更近一步。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再将加氢合成。
（1）太阳能电池板的主要材料为单晶硅。
①单晶硅属于 晶体。
②单晶硅的熔点低于金刚石的，原因是 。
（2）在催化剂作用下，与反应得到。
①分子的空间结构为 。
②和分子中键数目之比为 。
③比在水中的溶解度大，这是因为 。
（3）催化剂可实现高选择性加氢合成，其晶胞结构如图所示。
①B代表 (填“”或“”)，理由是 。
②晶胞的棱长分别为、、，其晶体密度为 (列算式)。已知：，为阿伏加德罗常数的值
33．（2021高二上·资阳期末）回答下列问题：
（1）现有六种物质：①碘晶体②晶体硅③晶体④晶体⑤晶体⑥铁，其中属于原子晶体的化合物是 (填序号)；③在熔化时破坏的作用力为 。
（2）①②③④金刚石，这四种物质中碳原子采取杂化的是 (填序号)；乳酸分子中有 个手性碳。
34．（2021高二下·金台期末）第IVA族元素及其化合物是结构化学研究的热点。几种晶体结构如图所示：
（1）基态锗(G)的价电子排布图为 。
（2）上述四种晶体中，石墨中碳原子之间具有的作用有 。
（3）在碳族元素中，最简单气态氢化物中最稳定的是 (填分子式)。
（4）在碳的氢化物中，既含σ键，又含π键的分子有许多，其中含σ键与π键数目之比为5：1的分子的结构简式为 (写一种)。
（5）硅晶体结构类似于金刚石(如图甲)，则14g硅晶体中含 mol共价键。1mol石墨如图丙晶体中含 mol共价键。
（6）设NA为阿伏加德罗常数的值，已知干冰(如图丁)的晶胞边长为apm，则干冰的密度为 g cm-3(用含a和NA的代数式表示)。
35．（2020高二下·滨州期末）碳元素的单质有多种形式，如图依次是金刚石、石墨和C60的结构示意图：
分析上图可知：
（1）金刚石的晶体类型是 ，晶体中每个最小环上的碳原子的个数是 。
（2）石墨晶体呈层状结构，层内每个正六边形拥有的碳原子的个数是 ，层与层之间的作用力是 。
（3）C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则Co分子中σ键与π键数目之比为 。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算；氧化还原反应方程式的配平
【解析】【解答】A.有分析可知，高温下，二氧化硅和C反应生成单质硅，反应方程式：，A项正确；
B. 在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si形成2个共价键， 1mol Si含Si-Si键的数目约为2NA，B项错误；
C. HCl易与水形成盐酸，在一定的条件下氧气可以将HCl氧化；HCI在高温下遇到氧气能发生反应生成水，且其易燃易爆，C项正确；
D.该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成SiHCI3的反应为熵减过程，D说法正确；
故答案为：B。
【分析】易错分析：B.在计算单质硅或者金刚石中Si-Si键或者C-C键时，要注意每个共价键被两个原子共用，平均到每个原子的共价键时要乘以。
2．【答案】A
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶体熔沸点的比较；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．AlN、GaN为结构相似的共价晶体，原子半径：Al
B．不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键，Ga-N和Al-N均为极性键，B不符合题意；
C．金刚石中每个C原子形成4个共价键（即C原子的价层电子对数为4），不含孤电子对，C原子均采取sp3杂化；AlN、GaN与金刚石结构相似，则AlN、GaN中所有原子均采取sp3杂化，C不符合题意；
D．金刚石中每个C原子与其周围4个C原子形成共价键，即C原子的配位数是4，AlN、GaN与金刚石与金刚石结构相似，则AlN、GaN中所有原子的配位数也均为4，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A.共价晶体键能越大熔点越高；
B.不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键；
C.AlN和CaN的结构与金刚石相似，金刚石中碳原子均采用sp3杂化；
D.金刚石中C原子的配位数为4。
3．【答案】C
【知识点】离子晶体；原子晶体（共价晶体）；分子晶体；金属晶体
【解析】【解答】A．SiO2为原子晶体，SO3为分子晶体，晶体类型不同，故A不符合题意；
B．I2为分子晶体，NaCl为离子晶体，晶体类型不同，故B不符合题意；
C．Cu和Ag都为金属晶体，晶体类型相同，故C符合题意；
D．SiC为原子晶体，MgO为离子晶体，晶体类型不同，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】阴阳离子间通过离子键形成的晶体为离子晶体；
分子间通过分子间作用力形成的晶体为分子晶体；
相邻原子间通过共价键结合而成的立体网状的晶体为共价晶体；
由金属阳离子和自由电子间相互作用形成的晶体为金属晶体。
4．【答案】A
【知识点】原子晶体（共价晶体）；氨基酸、蛋白质的结构和性质特点；分液和萃取
【解析】【解答】A．发酵酿酒过程包括淀粉水解产生葡萄糖，葡萄糖在无氧的条件下生成酒精和没有发生加成反应，A符合题意；
B．是原子晶体，为正四面体空间网状结构，熔点高、硬度大，B不符合题意；
C．香料的提取使用萃取的方法，萃取剂具有挥发性，C不符合题意；
D．高温条件下蛋白质发生了变性，所以沸水反复浇羊毛增加软化度，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.淀粉水解生成葡萄糖，葡萄糖发酵生成酒精；
B.为原子晶体，熔点高、硬度大；
C.用萃取方法提取香料，萃取剂应易挥发；
D.蛋白质在高温下变性。
5．【答案】B
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；原子晶体（共价晶体）；极性分子和非极性分子
【解析】【解答】A．元素的非金属性越强，电负性越大，氮元素的非金属性强于硅元素，所以电负性强于硅元素，故A不符合题意；
B．元素的非金属性越强，氢化物的稳定性越强，氮元素的非金属性强于硅元素，所以氨分子的稳定性强于硅化氢，故B符合题意；
C．氮化硅是由原子组成的熔点高、强度高、韧性高的共价晶体，故C不符合题意；
D．硅化氢的空间构型为结构对称的正四面体形，属于非极性分子，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】易错分析： 非金属元素的非金属性越强，对应气态氢化物的稳定性也就越强，在非金属中：①同一主族中，表现为由上往下气态氢化物的稳定性递减 ；②同一周期中，表现为从左往右气态氢化物的稳定性递增 ；③成键原子之间的键能越大，气态氢化物的稳定性也就越强
6．【答案】C
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶体熔沸点的比较；极性键和非极性键；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．碳化硅晶体属于原子晶体，与金刚石的类似，质硬，故A不符合题意；
B．原子晶体中原子半径越小，共价键越强，熔点越高，原子半径：C＞Si，则熔点：金刚石＞碳化硅，故B不符合题意；
C．该晶体中只存在C-Si极性键，熔融时会破坏极性键，故C符合题意；
D．碳化硅形成4个共价键，C原子采用的是sp3杂化，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.金刚石硬度大；
B.原子半径越小，形成的共价键越强，晶体的熔点越高；
D.1个碳原子与4个Si原子构成正四面体的结构。
7．【答案】C
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算
【解析】【解答】A．是一种重要的半导体材料，熔点为，因此该晶体为共价晶体，A不符合题意；
B．位于Ga构成的四面体空隙中，其配位数为4，B不符合题意；
C．位于第四周期第ⅤA族，在元素周期表的第15纵列，C符合题意；
D．晶胞中As和Ga的个数均是4个，密度为，则，所以的晶胞边长为，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A. 是一种重要的半导体材料，熔点较高，为原子晶体；
B.与As紧邻的Ga有4个；
D.根据均摊法和计算。
8．【答案】B
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算
【解析】【解答】A．根据氮化铝晶体的性质，可知它属于原子晶体，故A不符合题意；
B．根据氮化铝晶体属于原子晶体，能用于制造切割金属的刀具，故B符合题意；
C．根据晶胞结构可知，一个氮化铝晶胞中含有的 Al 原子的数目为4× ＋1＝2，故C不符合题意；
D．观察氮化铝晶胞结构可得，Al原子周围有4个N原子，晶体中Al的配位数为4，故D不符合题意。
故答案为B。
【分析】A.根据晶体的硬度和熔点即可判断为原子晶体
B.硬度大可以制备刀具
C.根据晶胞结构利用占位即可计算出
D.根据晶胞结构即可判断出配位数
9．【答案】B
【知识点】判断简单分子或离子的构型；原子晶体（共价晶体）；极性分子和非极性分子；元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A． 属于非极性分子，故A不符合题意；
B．C元素形成的单质有石墨、金刚石、足球烯、C60等，均为共价晶体，故B符合题意；
C． 中，中心原子S为 杂化，因为存在孤对电子，为三角锥形结构，故C不符合题意；
D．非金属元素最高价氧化物对应的水化物酸性与非金属性正相关，未说明是否最高价的时候不能确认酸性强弱，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由题意，W与H形成二元化合物为五核10电子，该化合物为 ，即W为C元素；根据电子排布的规律，s轨道最多容纳2个电子，所以n=2，即X的价电子排布式为 ，为O元素；Y与X同主族，且相邻，则Y为S元素；Z为Cl元素。
10．【答案】A
【知识点】化学键；原子晶体（共价晶体）；分子晶体
【解析】【解答】A.在金刚石原子晶体结构中每一个碳原子都被相邻四个碳原子包围，以共价健形成正四面体，并向空间伸展成网状结构，A符合题意；
B.石墨是层状结构，在每一层中，每个碳原子被相邻的3个碳原子包围，形成平面网状结构，B不符合题意；
C.足球烯是分子晶体，分子间只存在分子间作用力，不能形成空间网状结构，C不符合题意；
D.水晶是二氧化硅，结构和金刚石相似，但每个氧原子与2个硅原子形成共价键，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】金刚石是碳原子与碳原子之间形成的原子晶体，均是正四面体结构。石墨是层状结构，足球烯形似足球不是正四面体结构，二氧化硅是四面体结构，但是一个氧原子只能结合2个硅原子。故金刚石符合要求
11．【答案】B
【知识点】原子晶体（共价晶体）；常见能量的转化及运用
【解析】【解答】A．在硅晶体中，每个硅原子与4个硅原子形成4个Si-Si键，每个Si-Si键为2个硅原子共用，平均1molSi晶体中含有的Si-Si键数目为2NA，A不符合题意；
B．若在Si晶体中掺入P元素，P最外层是5个电子，可形成多电子的n型半导体，B符合题意；
C．p-n结中，p型半导体的空穴浓度高，自由电子的浓度低，P型一侧带负电；而n型半导体的自由电子浓度高，空穴浓度低，N型一侧带正电，C不符合题意；
D．光伏电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，能量转化形式为：光能→电能，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】A．硅原子最外层四个电子，每个硅原子可以和四个硅原子形成共用电子对；
B．AS和P元素均为第五主族元素；
C．p-n结中，p型半导体的空穴浓度高，可以吸引更多电子，P型一侧带负电；而n型则相反；
D．光伏电池是太阳能直接转化为电能。
12．【答案】A
【知识点】原子晶体（共价晶体）；分子晶体；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】金刚石和晶体硅为原子晶体，两者晶体结构相似，熔沸点高。由于金刚石中碳原子半径小于硅原子半径，所以碳碳键的键能高于晶体硅中硅硅键的键能，金刚石熔点高于晶体硅；足球烯(分子式为C60)为分子晶体，熔化只需要克服分子间作用力，故熔沸点低。所以三者熔点应该是金刚石高于晶体硅，晶体硅高于足球烯，A符合题意；
故答案为：A。
【分析】相邻原子之间只通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体。在原子晶体这类晶体中，晶格上的质点是原子，而原子间是通过共价键结合在一起，这种晶体称为原子晶体。如金刚石晶体，单质硅，SiO2等均为原子晶体；分子间通过分子间作用力构成的晶体。相比原子晶体，分子晶体的熔沸点较小。
13．【答案】A
【知识点】原子晶体（共价晶体）
【解析】【解答】原子晶体的构成微粒是原子，原子间存在共价键，原子晶体是空间网状结构导致其具有键能大、熔点高、硬度大的特性，不能导电、导热，没有有延展性，
故答案为：A。
【分析】原子晶体中由于共价键具有方向性所以无延展性，无自由电子所以不能导电，导热。
14．【答案】A
【知识点】原子晶体（共价晶体）
【解析】【解答】二氧化硅晶体属于原子晶体，
故答案为：A。
【分析】二氧化硅为原子晶体，由原子构成，微粒间的作用力为共价键。
15．【答案】B
【知识点】原子晶体（共价晶体）；物质的量的相关计算
【解析】【解答】A. 每个CH3+中有8个电子，1.5 gCH3+的物质的量为0.1mol，其中含有的电子数为0.8NA，A不符合题意；
B. 氯化铝溶液中有部分铝离子发生水解，每个铝离子水解可以生成3个氢离子，因此，在1 L 0.1 mol/L氯化铝溶液中，阳离子总物质的量大于0.1mol，总数大于0.1NA，B符合题意；
C. 二氧化硅晶体和金刚石都是原子晶体。在二氧化化硅晶体中，每个硅原子与周围的4个氧原子形成共价键；在金刚石中，每个碳原子同样与周围4个碳原子形成共价键，所以平均每个碳原子形成2个共价键。60g SiO2和12g金刚石的物质的量都是1mol，其中各含有4NA个Si—O键和2NA个C—C键，C不符合题意；
D. 标准状况下，四氯化碳是液体，所以无法计算11.2 L四氯化碳的物质的量，也无法计算其中含有的C—Cl键的个数，D不符合题意。
本题选B。
【分析】A，电子数的计算时要注意带的是做电话还是负电荷；
B，铝离子的水解反应促进了水的电离。
C，二氧化硅晶体和金刚石的结构都是正四面体型；
D，标准状况下，状态是液体的有四氯化碳、三氧化硫、四氯化碳等等；
16．【答案】B
【知识点】原子晶体（共价晶体）
【解析】【解答】A．AlON和石英均属于原子晶体，均只含有共价键，故A正确；
B．AlON属于原子晶体只含有共价键熔融时不导电，而Al2O3属于离子晶体，熔融时能导电，所以电解熔融Al2O3能得到Al，故B错误；
C．AlON中O为﹣2价，Al为+3价，所以N元素的化合价为﹣1，故C正确；
D．AlON和石英均属于原子晶体，故D正确；
故选B．
【分析】氮氧化铝（AlON）属原子晶体，石英（SiO2）属于原子晶体，原子晶体中只含有共价键，熔融时不导电，结合选项来解答
17．【答案】C,D
【知识点】原子晶体（共价晶体）；卤素原子结构及其性质的比较
【解析】【解答】A．硅和金刚石均为共价晶体，但Si原子半径大于C原子，所以C-C键的键长较短，键能较大，金刚石的硬度更大，熔点更高，A不符合题意；
B．F、Cl、Br、I原子半径依次增大，所以HF、HCl、HBr、HI的共价键的键长逐渐增大，键能减小，稳定性减弱，B不符合题意；
C．F2、Cl2、Br2、I2的沸点逐渐升高是因为相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，与键能无关，C符合题意；
D．H2、O2溶解度较小是因为二者都为非极性分子，而水分子为极性分子，与键能无关，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】A.原子晶体的硬度与熔点与键能有关
B.分子晶体的稳定性与键能有关
C.分子晶体的沸点与分子间作用力有关
D.溶解性主要是与分子的极性有关
18．【答案】A,B
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系；原子晶体（共价晶体）；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算
【解析】【解答】A．石墨烯是单层碳原子排列成的蜂窝状六角平面晶体，每个六元环具有的碳原子数为 ，即1mol六元环需要2mol碳原子，24 g石墨烯为2 mol，可形成1 mol六元碳环，A符合题意；
B．碳化硅晶胞与金刚石晶胞一样，是原子晶体，都是空间网状结构，结构相似，B符合题意；
C．石墨烯中的键长小于碳化硅的键长，键能更大，更稳定，石墨烯的熔点高于碳化硅，C不符合题意；
D．从碳化硅制备石墨烯的过程产生了新的物质，属于化学变化，不属于物理剥离，D不符合题意；
故答案为：AB。
【分析】石墨烯是六角平面晶体，根据成键方式，计算单个六元环的中碳原子的个数，根据质量计算出环的物质的量，碳化硅和金刚石都是原子晶体，都可以形成空间网状结构，原子晶体中的熔沸点与键长有关，键长越短，熔沸点越高，碳化硅和石墨烯是不同的物质，故为化学变化
19．【答案】（1）同素异形体；金刚石；范德华力
（2）③；+2；配位
（3）；离子；2；
【知识点】配合物的成键情况；原子晶体（共价晶体）；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算；分子间作用力
【解析】【解答】（1）石墨和金刚石为碳的不同单质，互为同素异形体；金刚石为原子晶体，石墨为混合晶体，其余都是分子晶体，所以C60间作用力为分子间作用力；
（2）p轨道提供一对电子的N原子，说明该N原子为sp3杂化，③号N原子为sp3杂化；由图可知，Co与N原子结合时，其中2个为配位键，2个为共价键，所以化合价为+2价，氮原子提供孤电子，Co提供空轨道，形成配位键。
（3）由图可知，篮球为氯原子，灰球为铝原子，每个铝原子与氯原子形成四面体构型，所以为sp3杂化，根据熔点可知，三氟化铝为离子晶体，所以铝和氟为离子键结合；根据AlF3结构可知；根据离子半径大小，小球为Al3+，大球为F-，距离大球最近的小球有2个，所以配位数为2；根据均摊法计算可知，小球为Al3+个数为：，F-位于棱上，个数为：一个晶胞中有个AlF3，根据带入，计算即可得到，
【分析】难点分析：（2）根据物质结构判断轨道杂化类型，若空间结构为四面体，则为sp3杂化，若为平面结构，则为sp2杂化；若为直线型，为sp杂化；在计算晶胞密度是，首先利用均摊法算出一个晶胞含有原子数目，利用，计算即可。
20．【答案】（1）原子半径C＜Si（或键长C-C＜Si-Si），键能C-C＞Si-Si
（2）当调节溶液pH至甘氨酸主要以两性离子的形态存在时（即等电点，此时两性离子间相互吸引力最大），溶解度最小
【知识点】原子晶体（共价晶体）；硅和二氧化硅；物质的分离与提纯
【解析】【解答】（1）金刚石和晶体硅均是原子晶体，原子晶体的熔沸点主要是和键能有关，键越短键能越大，半径越小键越短，而原子半径是碳小于硅，因此金刚石的沸点高于硅，故正确答案是 原子半径C＜Si（或键长C-C＜Si-Si），键能C-C＞Si-Si
（2） 将样品溶于水，调节溶液的pH使甘氨酸结晶析出，可实现甘氨酸的提纯。其理由是当调节溶液pH至甘氨酸主要以两性离子的形态存在时（即等电点，此时两性离子间相互吸引力最大），溶解度最小 ，故正确答案是： 当调节溶液pH至甘氨酸主要以两性离子的形态存在时（即等电点，此时两性离子间相互吸引力最大），溶解度最小
【分析】（1）原子晶体的熔沸点与原子半径有关，半径越小，熔沸点越高
（2）pH改变，溶解度降低即可达到析出的目的
21．【答案】（1）NaBH4中H为-1价，体现出强还原性，易被氧化为0价
（2）平面三角形；B与水中的OH-形成配位键，B原子价电子式2s22p1，可提供1个p轨道作为空轨道，接受OH-中O原子提供的孤电子对形成配位键
（3）共价；sp3；N原子半径小于C，B原子半径小于Si，N-B共价键的键长小于C-Si键长，N-B共价键的键能大于C-Si键能，故该种氮化硼的熔点和硬度均高于SiC；
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)NaBH4中H为-1价，体现出强还原性，易被氧化为0价，所以NaBH4具有强还原性；
(2)硼酸的化学式为B(OH)3，是一元弱酸。硼酸产生H+过程为：B(OH)3+H2O H++[B(OH)4]-
①硼酸分子中B原子采取sp2杂化，σ键数为3，没有孤电子对，空间构型为平面三角形；
②硼酸具有弱酸性是由于B与水中的OH-形成配位键，B原子价电子式2s22p1，可提供1个p轨道作为空轨道，接受OH-中O原子提供的孤电子对形成配位键；
(3)①氮化硼(BN)属于共价晶体；由图可知每个B原子距离最近的N原子有4个，B原子的价层电子对数为4，轨道杂化类型为sp3杂化；
②N原子半径小于C，B原子半径小于Si，N-B共价键的键长小于C-Si键长，N-B共价键的键能大于C-Si键能，故该种氮化硼的熔点和硬度均高于SiC；
③已知该晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA，晶胞中N=4，B=×6+×8=4，晶胞的边长为acm，，。
【分析】（1）NaBH4中的H是-1价，具有强还原性；
（2）①根据B原子的价层电子对数判断硼酸是平面三角形；
②该配位键的形成是因为B原子提供空轨道，OH-中的O提供孤电子对，形成了一个配位键生成[B(OH)4]-；
(3) ① BN是共价晶体，根据晶胞结构可知B原子的价层电子对数是4，所以B原子采用sp3杂化；
② BN中共价键的键长小于SiC中共价键的键长，键能大于SiC中共价键的键能，所以BN的硬度、熔点均高些；
③ 利用均摊法算出一个晶胞中含有B、N原子的个数，求一个晶胞的质量，再算晶胞的体积，最后求晶胞参数。
22．【答案】（1）
（2）；
（3）；；中原子含有个键和个孤电子对，所以为三角锥构型；分子中N原子含有的化学键类型有共价键、配位键，在中原子含有个键，没有孤电子对的影响，故键角大
（4）是共价晶体，熔化时需要克服共价键，共价键作用效果强于分子间作用力，故熔点较高
（5）钛
（6）；
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)基态原子的价层电子排布式为，排布图为，故答案为：；
(2)分子中氮原子含有孤电子对，分子中元素不含孤电子对，中原子含有个键和个孤电子对，杂化方式为，所以为三角锥构型；分子中含有的化学键类型有共价键、配位键，在中原子电子对数为，故杂化方式为，在中原子含有个键，没有孤电子对的影响，故H—N—H键角大，故答案为：；中原子含有个键和个孤电子对，所以为三角锥构型；分子中N原子含有的化学键类型有共价键、配位键，在中原子含有个键，没有孤电子对的影响，故H—N—H键角大
(3)上述物质中所含第二周期元素、、 四个，同一周期元素中，元素电离能和电负性随着原子序数依次增加电负性逐渐增大，但第二主族和第三主族及第五主族和第六主族电离能出现反常，所以它们的第一电离能关系为：，电负性关系为：，故答案为：；；
(4)由题干可知是共价晶体，熔化时需要克服共价键，共价键作用效果强于分子间作用力，故熔点较高，故答案为：是共价晶体，熔化时需要克服共价键，共价键作用效果强于分子间作用力
(5)根据金红石四方晶胞图可知，黑色球数目为：，白色球数目为：，结合化学式可知，黑色球代表钛原子，白球代表原子；故答案为：钛
(6)图中晶胞为体心立方堆积，处于体对角线上的原子紧密相切，设原子半径为，则晶胞体对角线长为，晶胞棱长，晶胞中原子数目，晶胞空间利用率，故答案为：；
晶胞中原子数，晶胞质量， ，则，故答案为：。
【分析】（1）注意区别电子排布图和电子排布式；
（2）第一电离能从左往右整体呈现增大的趋势，但是第ⅡA族大于同周期第ⅢA族，第ⅤA族大于同周期第ⅥA族的；
（3）N的价层电子对数是4，所以是，而该物质中有N提供孤电子对，B提供空轨道形成的配位键，所以B的价层电子对数为4，也是；
（4）BC(碳化硼)、BN(氮化硼)都是共价晶体，共价键的键长越短，键能越大，熔沸点越高；
（5）利用均摊法判断黑白球的个数，结合化学式可以判断黑球代表Ti；
（6）空间利用率等于一个晶胞中Ti的体积之和与晶胞的体积之比；利用均摊法求一个晶胞的质量，再根据晶胞参数求晶胞的体积，最后求密度。
23．【答案】（1）3s23p2
（2）金刚石、碳化硅、硅
（3）sp3；
（4）碳、硅为同主族，碳的非金属性大于硅，则最高价氧化物对应水化物的酸性：H2CO3大于，故CO2可与原硅酸钠溶液反应生成；脱水后，分子中羟基相对数量减少，与水形成氢键的数目减少，同时可能会发生交联形成空间网状结构，导致脱水后溶解度降低
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)硅为14号元素，基态硅原子的价电子排布式为3s23p2。
(2)原子的电子层数越多，其半径越大，即碳的原子半径小于硅；原子的半径越小，其形成共价键键能越大，硅、金刚石和碳化硅晶体均为共价晶体，键能：碳碳键＞碳硅键＞硅硅键，共价晶体的熔点高低与共价键键能有关，故从高到低依次为金刚石、碳化硅、硅。
(3)①由图可知，硅原子与4个氧原子形成共价键，价层电子对数为，杂化方式为sp3；
②晶胞中Si原子位于顶点和面心、体心，一个晶胞中Si原子数目为，O原子位于晶胞内部，一个晶胞中O原子数目为16，则晶胞质量为；已知晶胞的棱长均为a pm，则晶胞体积为，所以密度ρ=g/cm3。
(4)①碳、硅同主族，碳的非金属性大于硅，则最高价氧化物对应水化物的酸性：H2CO3大于，故CO2可与原硅酸钠溶液反应生成；
②脱水后，分子中羟基相对数量减少，与水形成氢键的数目减少，同时可能会发生交联形成空间网状结构，导致脱水后溶解度降低。
【分析】（2）共价晶体的共价键键能越大，熔点越高；
（3） ① 杂化轨道数等于价层电子对数；
② 根据晶胞结构，用均摊法计算一个晶胞的质量和体积，再算密度；
（4） ① 最高价含氧酸的酸性越强，对应元素的非金属性越强；
② -OH是亲水基，亲水基减少，溶解性降低。
24．【答案】（1）；、；6；20
（2）极性共价键(或共价键)；正四面体；；
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)①由图1可知，
分子中硫原子的价层电子对数为2+
=4，S原子采用sp3杂化；
分子中上面P原子连接了3个硫原子，电负性硫大于磷，则P的化合价为+3，下面P原子只连接了1个硫原子，化合价为+1，故P原子的化合价为
、
；
②分子可以形成配合物
，该配合物中配体为5个CO、1个
，故Mo的配位数为6；单键均为σ键，双键中含有1个σ键，1个
中有9个σ键，1个CO中有1个σ键，1个配位键中有1个σ键，则1个该配合物分子中
键数目共有20个；
(2)①等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团；有些等电子体化学键和构型类似。磷化铝熔点为2000℃，它与晶体硅互为等电子体，为原子晶体；故磷化铝晶体中磷与铝微粒间的作用力为极性共价键(或共价键)；由图2可知，晶胞中由4个铝原子围成的空间构型是正四面体；
②B原子位于晶胞上方四分之一晶胞的小立方体的体心，则其B原子的分数坐标为
；
磷化铝晶胞中P原子为顶点和面心，原子个数为
，Al原子位于晶胞内部，一个晶胞中Al原子数目为4，则晶胞质量为
；相邻的P原子和Al原子的核间距为体对角线的四分之一，已知相邻的P原子和Al原子的核间距是d nm，则晶胞棱长为
；则晶胞体积为
，所以密度为
。
【分析】（1） ① 杂化轨道数等于价层电子对数；观察图一可知S为-2价，4个P+6价，其中一个P与3个S相连为+3价，其余3个为+1价；
② 该配合物中配体有5个CO和1个
；单键都是
键键，双键和三键中有一个
键 ；
（2） ① 磷化铝熔点高，与晶体硅互为等电子体，所以是共价晶体，观察图可知是正四面体形；
② 用均摊法求出一个晶胞中P和Al的数目，再求质量，再求一个晶胞的体积，最后求密度；
25．【答案】（1）第三周期ⅣA族；1s22s22p63s23p2；原子晶体
（2）CS2；难
（3）H2SO3 H2CO3；取等浓度的NaHSO3、 NaHCO3溶液，分别用pH试纸(或pH计)测定它们的pH，如果测得NaHSO3溶液的pH比NaHCO3溶液小，则证明H2SO3的酸性较强
（4）a
（5）
（6）2.5；KMnO4、H2O2；1：2
【知识点】原子核外电子排布；原子晶体（共价晶体）；氧化还原反应；比较弱酸的相对强弱的实验；氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】(1)在短周期元素中有部分元素的原子具有核外电子排布有2个未成对电子的原子有：C：1s22s22p2；S：1s22s22p63s23p4；Si：1s22s22p63s23p2；O：1s22s22p4；同一周期从左到右原子半径减小，同一主族，从上到下，原子半径增大，其中A元素原子的半径最大，A为硅元素，核电荷数为14，在第三周期ⅣA族；其原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p2；上述元素中原子半径最小的元素B为氧，硅与氧形成的化合物为二氧化硅，熔沸点高，硬度大，属于原子晶体；
(2)C元素的单质能溶解于C与D形成的化合物中，C为硫元素，C与D形成的化合物为CS2，二硫化碳为直线型分子，结构对称，属于非极性分子，不易溶于水；
(3)C、D元素均可与B元素形成化合物都可与水反应形成对应的酸，且2种酸的分子式相似，所以2种氧化物分别为：SO2、CO2； 2种酸的分子式分别为：H2SO3和H2CO3；根据形成盐的酸的酸性越强，水解能力越弱的规律，可以通过测定2种酸所形成的酸式盐的pH大小判定酸性强弱，具体操作为：取等浓度的NaHSO3、 NaHCO3溶液，分别用pH试纸(或pH计)测定它们的pH，如果测得NaHSO3溶液的pH比NaHCO3溶液小，则证明H2SO3的酸性较强；
(4) ①反应中，锰元素由+7降低到+2价，共降5价；铜元素由+1价升高到+2价，硫元素由-2价升高到+4价，Cu2S共升高8价，根据氧化还原反应化合价升降总数相等规律， 、 填系数8，Cu2S填系数5， 填系数10，SO2填系数5，再根据原子守恒配平其它系数，配平后的方程式为：8 + 5Cu2S +44 =10 + 5SO2↑ +8 + 22H2O；
a．还原剂的还原性大于还原产物的还原性，所以还原性的强弱关系是：
c．根据方程式可知，该反应转移电子为40，即40e-~5SO2，所以生成2.24L(标况下)SO2，即0.1molSO2，转移电子的物质的量是0.8mol，故正确；
d．根据方程式可知Cu2S为还原剂，发生氧化反应，所以被氧化的元素是正一价的Cu和负二价的S，故正确；
故答案为：a；
(5)反应②中，锰元素由+7价降低到+2价，共降5价，硫元素由-2价升高到+4价，共升6价，根据化合价升降总数相等可知， 、 均填系数6，CuS、 均填系数5，根据电荷守恒、原子守恒配平其它粒子的系数，配平后的方程式为：6 +5 CuS +28 =5 +5 SO2↑ +6 + 14H2O；反应共转移30个电子，单线桥标出电子转移方向和数目如下： ；
(6)稀硫酸中，某KMnO4和H2O2发生氧化还原反应方程式如下：2KMnO4 + 7H2O2 + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 6O2↑ + 10H2O，当反应生成6mol氧气时，有5mol为过氧化氢被高锰酸钾氧化生成的，有1mol为过氧化氢自身发生氧化还原反应生成的；则被2mol高锰酸钾氧化的过氧化氢有5mol，反应中1mol KMnO4氧化H2O2的物质的量是2.5mol；反应中的氧化剂是KMnO4、H2O2；氧化剂与还原剂的物质的量比为3:6=1：2。
【分析】（1）从上到下半径逐渐增大，因此在第三周期，说明在3p轨道含有2个未成对电子和有一对成对电子，或就2个单电子，因此最外层是6个电子或者4个电子，因此确定是硅或是硫，硅的半径大于硫，即可写出电子能级排布，第二周期的是碳和氧，原子半径最小的是氧，形成是二氧化硅是原子晶体
（2）单质硫可以溶于二硫化碳中，因此是二硫化碳，是非极性分子难溶于水
（3）C是硫，D是碳，B是氧，硫可形成硫酸和亚硫酸，而碳形成的是碳酸，亚硫酸和碳酸化学性质相似，亚硫酸和碳酸均是弱酸，比较酸性的强弱，可以比较相同浓度的盐的pH,pH越大酸性越弱
（4）根据方程式进行标出元素的化合价，找出氧化剂和还原剂以及氧化产物和还原产物判断即可
（5）根据得失电子进行配平，单线桥是失去电子指向得电子得物质标上转移电子数即可
（6）标化合价进行判断氧化剂与还原剂即可进行计算
26．【答案】（1）；哑铃
（2）NH3；氨分子间存在氢键
（3）基态氮原子电子占据的最高能级为半充满，较稳定
（4）sp2、sp3；Π
（5）原子；4；
【知识点】原子核外电子排布；原子晶体（共价晶体）；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）碳原子价电子数为4，价电子排布式为2s22p2，所以价层电子的轨道表达式为 ；基态碳原子核外电子占据的最高能级为2p，2p轨道的电子云轮廓图为哑铃形；（2）NH3中N原子价层电子对数为 ，
中N原子价层电子对数 ，
中N原子价层电子对数 ，所以中心原子价层电子对数不同于其他其他两种粒子的是NH3； NH3比PH3的沸点高是因为NH3分子间存在氢键，而PH3分子间只有范德华力；（3）第VA族比同周期相邻元素都大，是因为最高能级p轨道上电子数为特殊的半充满状态，能量低、较稳定，所以氮元素的第一电离能比同周期相邻元素都大的原因是基态氮原子电子占据的最高能级为半充满，较稳定；（4）根据图中EMIM+离子中键总数为5个，根据图像，EMIM+离子中C原子的空间构型有四面体和平面三角形两种，即C原子采用sp3、sp2杂化；EMIM+离子有6个电子可形成大π键，形成的大π键原子数为5，故可用符号Π 表示；（5）立方氮化硼硬度仅次于金刚石，晶体类型类似于金刚石，是原子晶体；晶胞中每个N原子连接4个B原子，氮化硼化学式BN，所以晶胞中每个B原子也连接4个N原子，即硼原子的配位数为4；晶胞中N原子数为4， B原子数 ，晶胞质量为 ，晶胞体积为 ，B、N原子的总体积为 ，晶胞中原子的空间利用率为 ；
【分析】根据核外电子排布原则确定电子排布图，根据价层电子对互斥理论计算价层电子对数，根据第一电离能的规律比较第一电离能，根据轨道杂化理论确定杂化轨道类型，根据大π键形成的原理确定大π键的表示，根据晶体知识确定晶胞类型、配位数及空间占有率。
27．【答案】（1）A；C
（2）正四面体；均为分子晶体，且结构相似，相对分子质量越大的，沸点越高
（3）sp2；σ键（共价键）
（4）F>Ge>Li
（5）( ， ，0)
（6）原子晶体；3：4；
【知识点】原子核外电子的运动状态；原子核外电子的能级分布；判断简单分子或离子的构型；原子晶体（共价晶体）；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)电子占据的能级越低，能量越低，电子占据的能级越高，能量越高；根据图示可知，A能量最低，C能量最高；(2)锗位于第四周期第IVA族，故性质与C相似，GeH4与CH4空间结构相似，为正四面体；CH4、SiH4、GeH4均是分子晶体，且结构相似，相对分子质量越大的，沸点越高；(3)有机锗化合物A的结构简式为CF3N=GeH2，Ge形成了双键，是平面结构，则Ge的杂化形式为sp2，碳原子与其它原子结合的键均为化学单键，是σ键；(4)Li2GeF6可以作为锂电池的电解质，根据元素周期律，元素周期表中F电负性最大，同周期越往右，电负性越大；同主族越往上，电负性越大；则Li、Ge、F电负性由大到小的顺序为F>Ge>Li；(5) D与周围4个原子形成正四面体结构，D与顶点A的连线处于晶胞体对角线上，过面心B、C及上底面面心原子的平面且平行侧面将晶胞2等分，同理过D原子的且平行侧面的平面将半个晶胞在2等分，D处于到各个面的 处；所以结合Ge的晶胞图，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为( ，0， )，D为( ， ， )，C原子位于底面的中心，C原子的坐标参数为( ， ，0)；(5)氮化锗具有耐腐蚀、硬度高等优点，符合原子晶体的特征；氮化锗晶胞中，8个氮原子位于内部，4个锗原子在棱上，10个锗原子在面上，故锗原子的个数是： ；故n(Ge)：n(N)= 3：4；晶胞底面正方形的边长为anm，阿伏加德罗常数值为NA，晶体的密度为ρg/cm3，晶胞的体积为 ，则长方体的高为 。
【分析】同主族，物质的化学性质相似；物质的性质对应关系，单键对应立体结构，采取sp3杂化；双键对应平面结构，采取sp2杂化，三键或同一原子两双键对应直线结构，采取sp杂化。
28．【答案】（1）3p1；be
（2）氮元素的非金属性比硅强，氮原子得电子的能力强于硅原子，因此两者形成化合物时，共用电子对偏向于氮原子，因此Si3N4中氮元素化合价为负价；两者均为原子晶体，碳原子半径小于硅原子半径，因此C3N4中碳原子与氮原子形成的共价键的键长较Si3N4中硅原子与氮原子形成的共价键键长小，键能较大，熔点较高。；无
（3）增大反应物的接触面积，提高反应速率；硝酸；H2在高温下能将铜的氧化物还原为单质铜，单质铜与盐酸和硫酸不反应
【知识点】原子晶体（共价晶体）
【解析】【解答】（1）由M2O·R2O3·2SiO2·nH2O可知，M为第IA，R为ⅢA，元素M、R均位于元素周期表的第3周期，两元素原子的质子数之和为24，M为Na，R为Al。
①M原子核外能量最高的电子的电子排布式：3p1 ；
②常温下，a．Al与CuCl2溶液能将铜置换出来；b.Al与Fe2O3在高温反应； c.Al与浓硫酸发生钝化； d.Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠； e．Al与Na2CO3固体常温下不能反应；
故答案为：be。（2）①Si3N4中氮元素的化合价为-3，氮元素的非金属性比硅强，氮原子得电子的能力强于硅原子，因此两者形成化合物时，共用电子对偏向于氮原子，因此Si3N4中氮元素化合价为负价；
②C3N4的结构与Si3N4相似，用原子晶体的结构解释熔点高低：两者均为原子晶体，碳原子半径小于硅原子半径，因此C3N4中碳原子与氮原子形成的共价键的键长较Si3N4中硅原子与氮原子形成的共价键键长小，键能较大，熔点较高；
③配平上述反应的化学方程式，并标出电子转移的数目和方向。SiO2+C+N2 Si3N4+CO。Si的化合价前后未变，N的化合价由0降为-3，C的化合价由0升为+2，生成1个Si3N4化合价降低12，生成1个CO化合价升高2，根据化合价升降总数相等以及质量守恒得，3SiO2+6C+2N2 Si3N4+6CO．
标出电子转移的数目和方向： （3）①将工业硅粉碎的目的是增大反应物的接触面积，提高反应速率；
②盐酸、稀硫酸均不与Cu反应，氮化硅中混有铜粉，为除去混有的Cu，可选择硝酸，Cu与硝酸反应，而氮化硅与硝酸不反应。x可能是硝酸， H2在高温下能将铜的氧化物还原为单质铜，单质铜与盐酸和硫酸不反应。
【分析】（1）硅酸盐的组成活泼金属氧化物较活泼金属氧化物 H2O， 元素原子的质子数之和为24，说明一种元素的质子数少于12，一种大于12，而都为第三周期所以M为钠，R为铝。铝遇到浓硫酸钝化。
（2）化合物中电负性强的元素对共用电子对的吸引力大，显负电性，显负化合价。C3N4的结构与Si3N4相似，都为原子晶体，微粒间的作用力为共价键，共价键越强，熔沸点越高。碳原子半径小于硅原子半径，因此C3N4中碳原子与氮原子形成的共价键的键长较Si3N4中硅原子与氮原子形成的共价键键长小，键能较大，熔点较高。
（3）粉碎的目的是增大反应物的接触面积，提高反应速率。氮化炉中也将铁、铜的氧化物还原为金属单质，要除去硅中的铜、铁，酸洗时需用硝酸。
29．【答案】（1）C3N4；两者同属原子晶体(答两者结构相似)，C的原子半径小于Si，与Si-N相比，C-N的键长短、键能大
（2）C6N8或(C6N8)n或C3N4或(C3N4)n；sp2、sp3
（3）；配位键；N有孤对电子，Co2+有空轨道；6；
（4）4；4；16/3π(rc3+ rsi3)/a3×100%
【知识点】原子核外电子排布；原子晶体（共价晶体）；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)相同类型的晶体中，原子半径越小，键能越大，其硬度就越大。所以Si3N4和C3N4中硬度较高的是C3N4原因是两者同属原子晶体，C的原子半径小于Si，与Si-N相比，C-N的键长短、键能大 。
(2)由结构可判断出化学式为C6N8或(C6N8)n或C3N4或(C3N4)n 。环中N原子形成2个σ键，含有1对孤电子对，杂化轨道数目为3，采取sp2杂化，氨基中N原子形成3个σ键，含有1对孤电子对，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，
（3）①Co原子的价层电子为最外层和次外层电子，其电子轨道表达式为 。因N有孤对电子，Co2+有空轨道，所以N与Co之间可形成配位键。②价层电子对数=成键数+孤电子对数，孤电子对数=（中心原子的最外层电子数-配位原子×与中心原子结合的原子最多能接受的电子数）/2，由此可算出中心原子Si的价层电子对数为4。氢键发生在非金属强的原子和氢原子之间，在该物质中氢键可表示为 。
（4）从该晶胞中原子的分数坐标可看出，每个C原子周围有4个Si原子，每个Si原子有4个C原子，形成正四面体结构，所以SiC立方晶胞中含有4个Si原子、4个C原子。其总体积为4/3πrc3×4+4/3πrsi3×4=16/3π(rc3+ rsi3)。则该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为16/3π(rc3+ rsi3)/a3×100%
【分析】（4）根据晶胞中原子的坐标确定其原子组成，计算出其体积，然后计算空间利用率即可。
30．【答案】（1）4p；哑铃形；原子
（2）sp2、sp3；平面三角形；BC
（3）金属阳离子半径越大，金属氧化物晶格能越低，碳酸盐分解生成的氧化物越不稳定
（4） anm；棱心；(1/2，0，0)
【知识点】配合物的成键情况；原子晶体（共价晶体）
【解析】【解答】（1）Ge元素的原子序数为32，其基态原子的核外电子排布为[Ar]3d104s24p2，核外电子占据最高能级的符号4p；p能级的电子云轮廓图为哑铃形；金刚石属于原子晶体，金属Ge晶胞结构与金刚石类似，沸点2830℃，锗晶体属于原子晶体；
（2）①(CH3)3C+中，—CH3中碳原子杂化方式为sp3，(CH3)3C+中C+原子价层电子对位(4+3-1)÷2=3，故杂化方式为sp2，其中有三个结合的基团，故(CH3)3C+中碳骨架的几何构型为平面三角形；②根据依地酸铅离子的结构和依地酸的结构，结合氮原子原子守恒，n(Pb2+)：n(EDTA)=1：1，A项不符合题意；依地酸中含有元素O、N、C、H，其电负性从大到小的顺序为O>N>C>H，B项符合题意；依地酸铅盐中含有离子键(依地酸铅离子与阴离子之间的作用力)和配位键(依地酸中的氮原子与Pb2+)，C项符合题意；依地酸分子能与水分子形成分子间氢键，所以依地酸具有良好的水溶性，D项不符合题意；（3）随着金属阳离子半径越大，金属形成的氧化物晶格能越低，碳酸盐分解生成的氧化物越不稳定，故其碳酸盐的热分解温度逐渐升高；
（4）①根据有机卤化铅晶体结构可知，Cl—处于面心，故Cl-间的最短距离是 = ；②根据提给图示可知，结合原子坐标参数B为(0，0，0)、A1为(1/2，1/2，1/2)，X2为(1/2，0，0)。
【分析】（2）中(CH3)3C+中杂化类型判断可以采用代换法，其中的甲基可以换成氢原子，因为他们都有一个未成对电子。通过替换后可以方便计算其杂化类型。
31．【答案】（1）氧；硅；硫
（2）第四周期第VIB族；4s24p4
（3）O＞S＞Si或O、S、Si
（4）H2S＞H2Se或H2Se＜H2S；S和Se为同主族元素，S的半径小于Se的，S－H键的键长比Se－H键的键长短，键长越短，物质越稳定
（5）共价晶体；高于
【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；原子晶体（共价晶体）
【解析】【解答】Y是地壳中含量第二的元素，则Y为Si元素；X、Y、Z是核外未成对电子数均为2的非金属元素，则X为O元素，Z为S元素，ZX3即SO3的空间结构为平面三角形，M的价层电子数为6，价电子排布式为3d54s1，M为Cr元素，N与Z同族，则N为Se元素；
（1）由分析可知，X为氧，Y为硅，Z为硫；
（2）M为Cr元素，价电子排布式为3d54s1，在元素周期表的位置是第四周期第VIB族，N为Se，是34号元素，基态Se原子的价层电子排布式为4s24p4；
（3）X、Y、Z分别为O、Si、S，同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，同主族自上而下第一电离能减小，则第一电离能由大到小的顺序为：O＞S＞Si；
（4）Z为S，N为Se，S和Se为同主族元素，S的半径小于Se的，S－H键的键长比Se－H键的键长短，键长越短，物质越稳定，则最简单氢化物的稳定性：H2S＞H2Se；
（5）YX2为SiO2，SiO2是由原子构成的空间物质结构的晶体，属于共价晶体，NX2为SeO2，为分子晶体，分子晶体的熔沸点较低，一般共价晶体的熔沸点高于分子晶体，则SiO2熔点高于SeO2。
【分析】
（1）依据题目信息判断；
（2）依据构造原理分析；
（3）同一周期的主族元素中，从左至右，元素的第一电离能呈“锯齿状”增大，其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素。
（4）键长越短，最简单氢化物越稳定；
（5）熔点由高到低的顺一般为原子晶体>离子晶体>分子晶体。
32．【答案】（1）共价；单晶硅和金刚石均属于共价晶体，碳原子半径小于硅原子半径，碳碳键的键长小于硅硅键的键长，碳碳键的键能大于硅硅键，金刚石的熔点高于硅
（2）直线型；5：2；是极性分子、甲醇分子与水分子间能形成氢键，是非极性分子，与水分子间不能形成氢键，根据相似相溶原理，比在水中的溶解度大
（3）O2-；A球为8×+6×=4，B球为8个，根据化学式ZrO2，B代表O2-；
【知识点】化学键；键能、键长、键角及其应用；判断简单分子或离子的构型；原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算
【解析】【解答】（1）太阳能电池板的主要材料为单晶硅。①单晶硅硅原子间通过共价键形成三维骨架结构，属于共价晶体。故答案为：共价；②单晶硅的熔点低于金刚石的，原因是单晶硅和金刚石均属于共价晶体，碳原子半径小于硅原子半径，碳碳键的键长小于硅硅键的键长，碳碳键的键能大，金刚石的熔点高。故答案为：单晶硅和金刚石均属于共价晶体，碳原子半径小于硅原子半径，碳碳键的键长小于硅硅键的键长，碳碳键的键能大于硅硅键，金刚石的熔点高于硅；
（2）①分子中碳原子采用sp杂化，空间结构为直线型。故答案为：直线型；②分子中3个C-H键、1个C-O键、1个O-H键，共5个键，分子中2个C-O键，和分子中键数目之比为5：2。故答案为：5：2；③比在水中的溶解度大，这是因为是极性分子、甲醇分子与水分子间能形成氢键，是非极性分子，与水分子间不能形成氢键，根据相似相溶原理，比在水中的溶解度大。故答案为：是极性分子、甲醇分子与水分子间能形成氢键，是非极性分子，与水分子间不能形成氢键，根据相似相溶原理，比在水中的溶解度大；
（3）①根据均摊法，A球为8×+6×=4，B球为8个，根据化学式ZrO2，B代表O2-。故答案为：O2-；A球为8×+6×=4，B球为8个，根据化学式ZrO2，B代表O2-；②晶胞参数为apm、apm、cpm，则晶胞体积为（a×10-10）2×c×10-10cm3，该晶胞含有O原子8个，Zr4+个数为8×+6×=4，晶胞质量g，则该晶体的密度为ρ=g cm-3，故答案为：；。
【分析】（1）①单体硅为共价晶体；
②共价晶体的键能越大熔点越高；
（2）①二氧化碳为直线形分子；
②单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键；
③根据相似相溶原理和甲醇能与水分子间形成氢键解答；
（3）①根据均摊法计算；
②根据计算。
33．【答案】（1）⑤；范德华力
（2）②③；1
【知识点】原子晶体（共价晶体）；有机物的结构式；氨基酸、蛋白质的结构和性质特点
【解析】【解答】（1）①碘晶体是分子晶体，熔化时破坏范德华力；
②晶体硅是原子晶体，属于单质，熔化时破坏共价键；
③晶体属于分子晶体，属于单质，熔化时破坏范德华力；
④晶体是离子晶体，熔化时破坏离子键；
⑤晶体是原子晶体，属于共价化合物，熔化时破坏共价键；
⑥铁是金属晶体，熔化时破坏金属键，其中属于原子晶体的化合物是⑤；
③在熔化时破坏的作用力为范德华力；故答案为：⑤；范德华力；
（2）①中碳连了三个碳氢键和一个碳氯键，碳原子采取sp3杂化；
②中每个碳原子是3个σ键和1个π键，碳原子采取sp2杂化；
③中每个碳原子是3个σ键，6个碳原子形成1个大π键；
④金刚石中每个碳原子与周围四个碳原子形成四个共价键，碳原子采取sp3杂化，这四种物质中碳原子采取杂化的是②③；手性碳原子是指碳连的四个原子或原子团都不相同，乳酸分子中第二个碳原子为手性碳原子，因此该分子有1个手性碳；故答案为：②③；1。
【分析】
（1）主要考查晶体的分类和不同晶体之间的作用力，牢记相关概念并灵活运用即可。
（2）理清楚sp杂化概念及相关物质中原子间化学键种类并灵活运用即可。
34．【答案】（1）
（2）共价键、分子间作用力
（3）CH4
（4）乙烯(C2H4也可)
（5）1mol；1.5mol
（6）g/cm3
【知识点】原子核外电子排布；原子晶体（共价晶体）；分子晶体；晶胞的计算；元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】（1）基态锗的核外电子排布式为；
价电子排布图为；
（2）干冰是分子晶体，足球烯是分子晶体，金刚石是原子晶体，石墨是介于分子晶体和原子晶体之间的混合型晶体，碳原子之间既具有共价键也具有层间的分子间作用力；
（3）同主族元素从上至下原子半径逐渐增大，与氢形成的共价键键能逐渐减小，最简单气态氢化物的稳定性逐渐减弱，所以在碳族元素中，最简单气态氢化物中最稳定的是CH4；
（4）含σ键和π键数目之比为5：1的物质为乙烯；
（5） 硅晶体结构类似于金刚石，每个硅原子与周围四个硅形成共价键，而每个共价键被两个硅原子分摊：，则硅晶体中含2mol共价键，14克硅为0.5mol，含有1mol共价键；石墨中每个碳原子含有共价键个数，则石墨如图丙晶体中含共价键；
（6） 干冰晶胞中含有二氧化碳的数目为，所以晶胞的密度为。
【分析】(1)基态锗(Ge)的核外电子排布式为，价电子排布式为4s24p2 ；
(2)干冰是分子晶体，足球烯是分子晶体，金刚石是原子晶体，石墨是介于分子晶体和原子晶体之间的混合型晶体，碳原子之间既具有共价键也具有层间的分子间作用力；
(3)气态氢化物的稳定性与非金属性成正比；
(4)单键是σ键，双键含有1个σ键与1个π键，三键含有1个σ键与2个π键；
(5)硅晶体结构类似于金刚石，每个硅原子与周围四个硅形成共价键，而每个共价键被两个硅原子分摊： ，则1mol硅晶体中含2mol共价键；石墨中每个碳原子含有共价键个数， 1mol石墨(如图丙)晶体中含1.5mol共价键；
(6)干冰晶胞中含有二氧化碳的数目为，所以晶胞的密度为。
35．【答案】（1）共价晶体(原子晶体)；6
（2）2；范德华力
（3）3：1
【知识点】化学键；原子晶体（共价晶体）；分子间作用力
【解析】【解答】(1)金刚石是由原子靠共价键聚集而成的共价晶体(原子晶体)；晶体中每个最小环上的碳原子的个数是6；
(2)石墨层状结构中每个碳原子被3个六元环共用，所以每个正六边形拥有的碳原子的个数是 =2；层与层之间的作用力为范德华力；
(3)C60分子中每个原子只跟相邻的3个原子形成共价键，且每个原子最外层都满足8电子稳定结构，则每个C形成的这3个键中，必然有1个双键，这样每个C原子最外层才满足8电子稳定结构，双键数应该是C原子数的一半，而双键中有1个σ键、1个π键，显然π键数目为30，一个C跟身边的3个C形成共价键，每条共价键只有一半属于这个C原子，所以σ键为 =90，则C60分子中σ键与π键的数目之比为90：30=3：1。
【分析】（1）根据金刚石的连接方式以及物理性质，可以确定金刚石的晶体类型，根据结构式即可找出最小环的原子个数
（2）石墨晶体是层状结构，可以根据碳原子的共用情况，即可计算出碳原子的个数，层与层之间主要是范德华力
（3）碳原子最外层电子数是4个，但是只形成了3个键，因此3个单键必有1个双键
