2023年高考真题变式分类汇编：晶胞的计算5
一、选择题
1．（2021·湖北）某立方晶系的锑钾(Sb—K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a为该合金的晶胞结构图，图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是（ ）
A．该晶胞的体积为a3×10-36cm-3 B．K和Sb原子数之比为3∶1
C．与Sb最邻近的K原子数为4 D．K和Sb之间的最短距离为 apm
【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．该晶胞的边长为 ，故晶胞的体积为 ，A项不符合题意；
B．该晶胞中K的个数为 ，Sb的个数为 ，故K和Sb原子数之比为3∶1，B项符合题意；
C．以面心处Sb为研究对象，与Sb最邻近的K原子数为8，C项不符合题意；
D．K和Sb的最短距离为晶胞体对角线长度的 ，即 ，D项不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A．根据边长计算体积；
B．根据结构分析，注意棱上有12个K原子，晶胞内有9个K原子，顶点有8个Sb原子，面上有6个Sb原子；
C．观察图a，以面心处Sb为例，面上有四个最邻近的K原子，晶胞内还有4个；
D．由图b知，K和Sb的最短距离为晶胞体对角线长度的 1/4。
2．（2021·辽宁）单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是（ ）
A．S位于元素周期表p区 B．该物质的化学式为
C．S位于H构成的八面体空隙中 D．该晶体属于分子晶体
【答案】D
【知识点】原子核外电子排布；分子晶体；晶胞的计算
【解析】【解答】A．S的价电子排布式为：3s23p4，故S位于元素周期表p区，A不符合题意；
B．由该物质形成晶体的晶胞可知：S个数为 ，H个数为： ，故H、S原子个数比为3：1，故该物质的化学式为 ，B不符合题意；
C．S位于H构成的八面体空隙中，如图所示 ，C不符合题意；
D．由于该晶体是一种新型超导材料，说明其是由阴、阳离子构成的，故该晶体属于离子晶体，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】
A.根据硫元素的价电子排布，分析在元素周期表的位置在ｐ区；
B.根据晶胞图可以知道，此物质化学式是；
C.根据晶胞图，硫原子在氢原子所构成的八面体的空隙；
D.此物质是超导材料，属于阴阳离子构成的离子晶体。
3．（2020·潍坊模拟）SiO2是合成“中国蓝”的重要原料之一。如图是SiO2晶胞中Si原子沿z轴方向在xy平面的投影图(即俯视投影图，O原子略去。)，Si原子旁标注的数字是Si原子位于z轴的高度，则SiA与SiB的距离是( )
A． B． d C． d D．d
【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】SiO2是一种空间网状的原子晶体，共价键结合较为牢固，SiA与SiB在x轴方向上的距离为，在y轴方向上的距离为，所以SiA与SiB之间的距离为，B符合题意；
故答案为：B
【分析】此题是对晶体结构计算的考查， 结合SiO2的晶体结构进行分析即可。
4．（2016·宜春模拟）NaCl晶体结构如图所示，现测知NaCl晶体中Na+与Cl﹣平均距离为a cm，该晶体密度为ρg cm﹣3，则阿伏加德罗常数可表示为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】解：NaCl晶体中Na+与Cl﹣平均距离为a cm，则晶胞棱长为2a cm，晶胞体积为（2a cm）3，晶胞中Na+离子数目为1+12× =4、Cl﹣离子数目为8× +6× =4，则晶胞质量为4× ，则ρg cm﹣3×（2a cm）3=4× ，解得NA= ，
故选：C．
【分析】NaCl晶体中Na+与Cl﹣平均距离为a cm，则晶胞棱长为2a cm，晶胞中Na+离子数目为1+12× =4、Cl﹣离子数目为8× +6× =4，则晶胞质量为4× ，再结合m=ρV计算．
5．（2023高二下·上高期末）在催化作用下与空气中的在接触室中发生可逆反应，反应的热化学方程式表示为
。下列说法正确的是（ ）
A．的晶胞如图所示
B．该反应在任何条件下均能自发
C．使用作催化剂同时降低了正、逆反应的活化能
D．2mol (g)和1mol (g)中所含化学键键能总和比2mol (g)中大196.6
【答案】C
【知识点】键能、键长、键角及其应用；晶胞的计算；热化学方程式；催化剂
【解析】【解答】A、该晶胞图中，V占据8个顶点和1个体心，V个数为，O有4个占据面心，2个占据体心，O个数为，则其化学式为VO2，A错误；
B、该反应为气体分子数减少的反应，即熵减反应，△S<0，△H<0，则△G=△H-T△S<0，要让反应自发需要温度足够高，B错误；
C、催化剂可以降低正反应、逆反应的活化能，提高反应速率，C正确；
D、 表示反应物总键能比生成物总键能小196.6KJ，D错误；
故答案为：C
【分析】A、晶胞的化学式判断要结合原子在晶胞中所占的位置判断；
B、结合△G=△H-T△S<0 判断；
C、催化剂可以降低反应活化能；
D、反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，反之反应吸热。
6．（2023高二下·乐安期末）CaO晶胞如图所示，该晶胞中含Ca2＋的个数为
A．4 B．6 C．8 D．12
【答案】A
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】由CaO晶胞图可知， Ca2＋有8个位于顶点和6个位于面心，个数为4；
故答案为：A
【分析】CaO晶胞图 Ca2＋有8个位于顶点和6个位于面心，个数为8 x 1/8 +6 x 1/2=4。
7．（2022高三上·江阴期末）银氨溶液可用于检验葡萄糖，实验如下：
步骤1：向试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液，边振荡边滴加2%氨水，观察到有白色沉淀产生并迅速转化为灰褐色。
步骤2：向试管中继续滴加2%氨水，观察到沉淀完全溶解。
步骤3：再向试管中加入1 mL 10%葡萄糖溶液，振荡，在60~70℃水浴中加热，观察到试管内壁形成了光亮银镜。
下列说法错误的是
A．步骤1中观察到的白色沉淀为AgOH
B．步骤2所得溶液中大量存在的离子：Ag+、、
C．步骤3中产生银镜说明葡萄糖具有还原性
D．图中所示银的晶胞中Ag原子周围等距且紧邻的Ag原子有12个
【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．少量氨水与硝酸银溶液反应生成氢氧化银白色沉淀，则步骤1中观察到的白色沉淀为氢氧化银，故A不符合题意；
B．由题意可知，步骤2发生的反应为氧化银与氨水反应生成氢氧化四氨合银和水，得到的溶液中含有四氨合银离子、铵根离子和硝酸根离子，故B符合题意；
C．由题意可知，步骤3发生的反应为氢氧化四氨合银和葡萄糖发生氧化反应生成葡萄糖酸铵、银和水，反应中葡萄糖表现还原性，故C不符合题意；
D．由晶胞结构可知，位于顶点的银原子与位于面心的银原子的距离最近，则晶胞中银原子周围等距且紧邻的银原子有12个，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、少量氨水和硝酸银反应生成氢氧化银；
B、氧化银和氨水反应生成氢氧化四氨合银；
C、葡萄糖具有还原性，可以使银氨溶液生成银镜；
D、结合竟把周围的其他晶胞判断。
8．（2022高三上·武昌期末）科学家发现固体电解质具有良好的导电能力，为锂离子电池的发展做出了重要贡献，其晶胞结构如图所示，其中位于体心。下列说法正确的是
A．该晶胞中位于体心和棱心
B．电负性：
C．周围距离最近且相等的的个数为4
D．若晶胞参数为，则晶体密度为
【答案】D
【知识点】晶胞的计算；晶体的定义
【解析】【解答】A．由题干晶胞示意图可知，该晶胞中位于棱心上，位于体心上，S2-位于顶点，A不符合题意；
B．同一周期从左往右元素电负性依次增大，同一主族从上往下元素电负性依次减小，故电负性：，B不符合题意；
C．由A项分析可知，该晶胞中位于棱心上，位于体心上，S2-位于顶点，则周围距离最近且相等的的个数为2，C不符合题意；
D．由A项分析可知，该晶胞中位于棱心上，位于体心上，S2-位于顶点，故一个晶胞中含有Li+的数目为：，S2-的数目为：=1，的数目为1，若晶胞参数为，则晶体密度为=，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．依据晶胞示意图和化学式判断；
B．同一周期从左往右元素电负性依次增大，同一主族从上往下元素电负性依次减小；
C．同A项分析；
D．利用均摊法确定原子数，再利用密度公式计算。
9．（2022高三上·邯郸期末）氢卤酸和AgNO3溶液反应可生成卤化银，已知AgCl、AgBr、AgI的溶解度依次减小，AgI的立方晶胞如图所示。下列说法错误的是
A．推测AgF的溶解度比AgCl的大
B．1个AgI晶胞中平均含有4个I-
C．晶胞中I-的配位数是2
D．该晶体密度为g·cm-3
【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．氢卤酸和硝酸银溶液反应可生成卤化银，由氯化银、溴化银、碘化银的溶解度依次减小可知，氟化银的溶解度比氯化银的大，故A不符合题意；
B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的碘离子的个数为8×+6×=4，故B不符合题意；
C．由晶胞结构可知，晶胞中与银离子距离最近的碘离子有4个，银离子的配位数为4，由碘化银的化学式为AgI可知，晶胞中碘离子的配位数为4，故C符合题意；
D．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的碘离子的个数为8×+6×=4，位于体内的银离子的个数为4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(a×10-7)3d，解得d=，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.AgCl、AgBr、AgI的溶解度依次减小，则可推测AgF的溶解度比AgCl的大；
B.根据均摊法计算；
D.根据计算。
10．（2023高三上·长沙期末）医学上利用碳酸锌 (ZnCO3)为原料，通过热分解来制备氧化锌，同时产生。氧化锌有六边纤锌矿和立方闪锌矿两种常见晶体结构，晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
A．碳酸锌的组成元素在元素周期表中属于同区元素
B．晶体碳化硅与立方闪锌矿的晶胞结构相似，晶体中粒子之间的作用力也相同
C．六边纤锌矿和立方闪锌矿两种氧化锌晶体中，锌原子周围配位的氧原子数目不相同
D．六边纤锌矿和立方闪锌矿两种氧化锌晶体的空间利用率相同，晶胞密度也相同
【答案】D
【知识点】晶胞的计算；晶体的定义
【解析】【解答】A．碳酸锌的组成元素中，与属于区元素，属于区元素，不属于同区元素，不符合题意；
B．晶体碳化硅为共价晶体，原子之间的作用力为共价键，氧化锌为离子晶体，离子之间的作用力为离子键，B不符合题意；
C．由两种氧化锌晶体的晶胞结构可以看出，锌原子位于4个氧原子形成的四面体内部，氧原子位于4个锌原子形成的四面体内部，即锌原子和氧原子的配位数均为4，C不符合题意；
D．图示氧化锌晶体为两种晶体类型不同的离子晶体，锌原子和氧原子都填充在四面体空隙中，所以两种晶体的空间利用率相同，均为74.05%，故晶胞密度也相同，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．依据原子构造原理分析；
B．晶体类型不同， 粒子之间的作用力不同 ；
C．依据晶体的晶胞结构分析；
D．依据晶体的空间利用率相同分析。
11．（2022高三上·如皋月考）纳米ZnS具有独特的光电效应。以工业废渣锌灰(主要成分为Zn、ZnO，还含有、FeO、CuO等杂质)为原料制备纳米ZnS的工业流程如下：
下列说法正确的是
A．“酸浸”时FeO反应的离子方程式为
B．“还原”的目的是将转化为
C．“沉淀”的离子方程式为
D．ZnS晶胞(如图所示)中每个周围距离最近的有4个
【答案】D
【知识点】晶胞的计算；物质的分离与提纯
【解析】【解答】A．稀硝酸具有强氧化性，与FeO发生氧化还原反应生成Fe(NO3)3、NO和H2O，离子方程式为3FeO+10H++NO=3Fe3++NO↑+5H2O，A不符合题意；
B．根据分析，“还原”的目的是用锌置换出溶液中的铜过滤除去，B不符合题意；
C．根据分析，“沉淀”过程中，往滤液里通入硫化氢气体得到ZnS沉淀，反应的离子方程式为，C不符合题意；
D．由ZnS晶胞图可知，考虑面心的，每个周围距离最近的有4个，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、氧化亚铁和氢离子、硝酸根反应生成铁离子、一氧化氮和水；
B、锌和铜离子反应生成铜，过滤除去铜的单质；
C、锌离子和硫化氢反应生成硫化锌和氢离子；
D、结合晶胞周围的其他晶胞进行判断。
12．（2022高三上·朝阳期末）的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A．属于离子晶体
B．每个晶胞中平均含有4个和4个
C．每个周围有6个紧邻的和6个紧邻的
D．和间存在较强的离子键，因此具有较高的熔点
【答案】C
【知识点】离子晶体；晶胞的计算
【解析】【解答】A．NaCl 由钠离子和氯离子构成，以离子键结合，属于离子晶体，A不符合题意；
B．每个晶胞中平均含有个 Na+ 和个 Cl ，B不符合题意；
C．每个 Na+ 周围有6个紧邻的 Cl 和12个紧邻的 Na+，C符合题意；
D．Na+ 和 Cl 以离子键结合，因此 NaCl 具有较高的熔点，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.氯化钠由钠离子和氯离子构成；
B.根据均摊法计算；
D.Na+ 和 Cl 以离子键结合，熔点较高。
13．（2022高二下·荔湾期末）自从第一次合成稀有气体元素的化合物XePtF6以来，人们又相继发现了氙的一系列化合物，如XeF2、XeF4等。如图甲为XeF4的结构示意图，图乙为XeF2晶体的晶胞结构图。下列有关说法正确的是
A．XeF4是极性分子
B．XeF2晶体属于离子晶体
C．一个XeF2晶胞中实际拥有2个XeF2
D．XeF2晶体中距离最近的两个XeF2之间的距离为a(a为晶胞边长)
【答案】C
【知识点】晶胞的计算；晶体的定义
【解析】【解答】A． XeF4是平面正方形结构，空间对称，应该是非极性分子，故A不符合题意；
B． XeF2晶体有独立的XeF2分子，XeF2晶体属于分子晶体，故B不符合题意；
C． 一个XeF2晶胞中XeF2分子的数目，顶点8×=1，体心1，每个晶胞中实际拥有2个XeF2，故C符合题意；
D． XeF2晶体中距离最近的两个XeF2之间的距离为晶胞体对角线的一半，即a（a为晶胞边长），故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．非极性分子是指分子里电荷分布是对称的(正负电荷中心能重合)的分子。极性分子是指分子里电荷分布不对称(正负电荷中心不能重合)的分子；
B． 依据题目中物质的性质分析；
C．利用均摊法分析；
D． 根据晶胞结构计算。
二、多选题
14．（2022高二下·山东期中）某原子半径为r的金属的堆积方式为六方最密堆积，结构如图1所示，该晶体晶胞结构如图2所示，1、2、3、4原子形成正四面体，下列说法错误的是
A．该晶胞中含有的金属原子数目为2
B．该晶胞的高为
C．图1结构中含4个晶胞
D．该晶胞的空间利用率为
【答案】B,C
【知识点】晶胞的计算；晶体的定义
【解析】【解答】A．根据均摊原则，该晶胞中含有的金属原子数目为，选项A不符合题意；
B．原子半径为r，则底面边长为2r，则1、2、3、4原子形成正四面体的高为 ，晶胞的高为正四面体的高的2倍，则晶胞的高为，选项B符合题意；
C．图1结构可分割为3个图2所示的3个晶胞，选项C符合题意；
D．该晶胞中含有2个原子，2个原子的体积为，晶胞的体积为，空间利用率为=，选项D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
15．（2022高二下·湖南期中）晶体在熔融状态下能够导电，下图为该晶体的立方晶胞结构示意图，该结构也被称为反萤石结构。下列说法正确的是（ ）
A．该晶体属于离子晶体
B．熔点比高
C．该晶体中Li和O的配位数之比为2∶1
D．若该晶体密度为，则该晶体的晶胞参数为(NA为阿伏加德罗常数的值)
【答案】A,B
【知识点】离子晶体；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算
【解析】【解答】A、晶体在熔融状态下能够导电，说明该晶体为离子晶体，故A符合题意；
B、Li+的半径小于Na+，晶格能大，熔点比高，故B符合题意；
C、配位数比等于原子数比的倒数，中Li和O的原子数之比为2∶1，则两者配位数之比应为1∶2，故C不符合题意；
D、若该晶体密度为，晶胞中Li+数8、数，设晶胞参数为anm，则，，故D不符合题意；
故答案为：AB。
【分析】A. 晶体在熔融状态下能够导电，属于离子晶体；
B.晶格能大于；
C.中Li和O的原子数之比为2∶1，两者配位数之比为1∶2；
D.结合计算晶胞参数。
16．（2022高二下·阳信期中）铁与镁组成的储氢合金的立方晶胞结构如图所示。铁原子位于顶点和面心的位置，镁原子位于将晶胞平分为8个立方单位的体心位置。下列说法错误的是
A．Fe原子的配位数为8
B．a位置原子的分数坐标为(0.25， 0.75， 0.75)
C．Fe原子与镁原子间最短距离为b nm
D．晶体储氢时，H2在晶胞的体心和棱的中心位置。若储氢后化学式为FeMg2 H，则储氢率为100%
【答案】C,D
【知识点】晶胞的计算；晶体的定义
【解析】【解答】A．由晶胞结构可知，位于顶点的铁原子与位于体对角线上镁原子的距离最近，则铁原子的配位数为8，A不符合题意；
B．由晶胞结构可知，a位置镁原子位于将晶胞平分为左上侧的立方单位的体心位置，原子的分数坐标为(0.25， 0.75， 0.75)，B不符合题意；
C．由晶胞结构可知，位于顶点的铁原子与镁原子的距离为体对角线的，则铁原子与镁原子间最短距离为b nm，C符合题意；
D．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的铁原子个数为8+6=4，位于体内的镁原子个数为8，位于体心和棱的中心位置的氢分子个数为12+1=4，储氢后化学式为FeMg2H2，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
17．（2022高二下·太原期中）晶胞是描述晶体结构的基本单元。下列示意图中(不同的小球代表不同的原子或离子)可以表示化学式为AB2型化合物晶胞的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B,C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．根据均摊原则，A中白球数为、黑球数为，表示化学式为AB3型化合物，故不选A；
B．根据均摊原则，B中黑球数为、白球数为1，表示化学式为AB2型化合物，故选B；
C．根据均摊原则，C中白球数为8、黑球数为，表示化学式为AB2型化合物，故选C；
D．根据均摊原则，D中小黑球数为、大黑球数为，表示化学式为AB型化合物，故不选D；
故答案为：BC。
【分析】注意晶胞中顶点、棱和面心上的原子数目并非全部属于该晶胞。
18．（2022高二下·石家庄期中）普鲁士蓝晶胞的结构如图所示(K+未标出)，下列说法正确的是（ ）
A．化学式可以表示为KFe2(CN)6
B．每一个立方体中平均含有24个π键
C．一个晶胞中K+的个数为4个
D．每个Fe3+周围与之相邻的Fe2+有12个
【答案】A,C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．该立方体中铁原子个数=×8=1， Fe2+和 Fe3+各0.5个，CN-位于每条棱上，该立方体中含有CN-个数=×12=3，由电荷守恒可知化学式是K0.5Fe(CN)3，晶体的化学式可以表示为KFe2(CN)6，选项A符合题意；
B．每个CN- 含有2个π键，每个立方体中含有CN-个数为3，所以一个立方体中含有6个π键，选项B不符合题意；
C．由A选项可知一个晶胞中K+的个数为0.5 ×8= 4个，选项C符合题意；
D．根据图示，普鲁士蓝中Fe3+周围Fe2+离子个数为6个，选项D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】A.该立方体中铁原子个数=×8=1， Fe2+和 Fe3+各0.5个，CN-位于每条棱上，该立方体中含有CN-个数=×12=3；
B.每个CN- 含有2个π键；
C.晶胞的结构含0.5个K+；
D.Fe3+周围与之相邻的Fe2+位于顶点。
19．（2021高二下·潍坊期中）M的硫化物有MS和M2S两种。已知：二者晶胞中 的位置如图1所示，M离子位于硫离子所构成的四面体中如图2所示（○表示M离子，●表示 ）。下列说法错误的是（ ）
A． 的排列方式与ZnS中 相似
B．在MS晶胞中如果A处 的坐标为（0,0,0），一个 的坐标为（ ），则在（ ）处也存在
C．MS晶胞中，距离 最近的 为4个
D．MS和M2S晶胞的俯视图均为
【答案】B,D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．ZnS中 位于顶点和面心，因此M的硫化物中 的排列方式与ZnS中 相似，故A不符合题意；
B．根据图1得出晶胞中有4个 ，在MS晶胞中，说明也有4个 ，如果A处 的坐标为（0,0,0），一个 的坐标为（ ），另外三个 的坐标分别为（ ），（ ），（ ），则在（ ）处不存在 ，故B符合题意；
C．MS晶胞中，距离 最近的有4个 ，因此距离 最近的 为4个，故C不符合题意；
D．MS和M2S晶胞的俯视图不为 ，应该四边的中心也有 （侧面面心的俯视图），故D符合题意。
故答案为BD。
【分析】A.硫化锌中的硫离子处于面心和顶点与M中硫离子相似
B.根据晶胞图即可计算出M2+的位置
C.葛奴晶胞图即可找出距离最近的M2+的个数
D.俯视图注意在棱中心也应该有硫离子
三、非选择题
20．（2022·全国乙卷）[化学——选修3：物质结构与性质]
卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）氟原子激发态的电子排布式有 ，其中能量较高的是 。（填标号）
a． b． c． d．
（2）①一氯乙烯分子中，C的一个 杂化轨道与的轨道形成 键，并且的轨道与C的轨道形成3中心4电子的大键。
②一氯乙烷、一氯乙烯、一氯乙炔分子中，键长的顺序是 ，理由：（ⅰ）C的杂化轨道中s成分越多，形成的键越强；（ⅱ） 。
（3）卤化物受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为 。解释X的熔点比Y高的原因 。
（4）晶体中离子作体心立方堆积（如图所示），主要分布在由构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下，不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，晶体在电池中可作为 。
已知阿伏加德罗常数为，则晶体的摩尔体积 （列出算式）。
【答案】（1）ad；d
（2）sp2；σ；一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔；Cl参与形成的大π键越多，形成的C-Cl键的键长越短
（3）CsCl；CsCl为离子晶体，ICl为分子晶体
（4）电解质；
【知识点】原子核外电子排布；原子核外电子的跃迁及应用；晶体熔沸点的比较；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）F为第9号元素，其基态原子电子排布式为1s22s22p5，其激发态是基态原子2p能级上的几个电子跃迁到3p能级上。
a.基态氟原子2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上，属于氟原子的激发态，a符合题意；
b.核外共10个电子，不是氟原子，b不符合题意；
c.核外共8个电子，不是氟原子，c不符合题意；
d.基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上，属于氟原子的激发态，d符合题意；
故答案为：ad。
同一原子3p能级的能量比3s能级的能量高，因此能量最高的是1s22s22p33p2，故答案为：d。
（2）①一氯乙烯的结构式为，其中碳原子有3对共用电子对，采用sp2杂化，因此C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C-Cl σ键。
②一氯乙烷中碳采用sp3杂化，一氯乙烯中碳采用sp2杂化，一氯乙炔中碳采用sp杂化。sp杂化时p成分少，sp3杂化时p成分多，p成分越多，形成的C-Cl键越弱，则其键长越长；同时Cl参与形成的大π键越多，形成的C-Cl键长越短，一氯乙烯中Cl的3px轨道与C的2px轨道形成3中心4电子的大π键(Π34 )，一氯乙炔中Cl的3px轨道与C的2px轨道形成2套3中心4电子的大π键(Π34 )，因此三种物质中C-Cl键键长顺序为：一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔。
（3）非氧化还原反应中各元素化合价不变，根据反应前后元素的种类不变，CsICl2反应生成无色晶体和红棕色液体，则无色晶体为CsCl，红棕色液体为ICl。CsCl为离子晶体，熔化时，克服的是离子键，ICl为分子晶体，熔化时，克服的是分子间作用力，因此CsCl的熔点比ICl高。
（4）在电场作用下，Ag+不需要克服太大阻力即可发生迁移，则α-AgI晶体是优良的离子导体，在电池中可作为电解质。每个晶胞中含I-的个数为8×+1=2，则Ag+个数也为2，所以晶胞的物质的量n=mol=mol，晶胞体积V=a3pm3=(504×10-12)3m3，则α-AgI晶体的摩尔体积Vm=。
【分析】（1）注意氟原子的激发态是指基态原子2p能级上的几个电子跃迁到3p能级上。氟原子3p能级的能量比3s能级的能量高。
（2）C的杂化轨道中s成分越多，形成的C-Cl键越强，则其键长越短；Cl参与形成的大π键越多，形成的C-Cl键长越短。据此分析。
（3）非氧化还原反应前后元素的化合价不变，结合产物的特点和质量守恒定律进行分析。离子晶体的熔点比分子晶体高，据此分析。
（4）运用均摊法算出该晶胞的个数和体积，结合N=n·NA和V=n·Vm进行解答。
21．（2021·天津）铁单质及其化合物的应用非常广泛。
（1）基态Fe原子的价层电子排布式为 。
（2）用X射线衍射测定，得到Fe的两种晶胞A、B，其结构如图所示。晶胞A中每个Fe原子紧邻的原子数为 。每个晶胞B中含Fe原子数为 。
（3）合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时，反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式 。从能量角度分析，铁触媒的作用是 。
（4）Fe3+可与H2O、SCN-、F-等配体形成配位数为6的配离子，如 、 、 。某同学按如下步骤完成实验：
① 为浅紫色，但溶液Ⅰ却呈黄色，其原因是 ，为了能观察到溶液Ⅰ中 的浅紫色，可采取的方法是 。
②已知Fe3+与SCN-、F-的反应在溶液中存在以下平衡： ； ，向溶液Ⅱ中加入NaF后，溶液颜色由红色转变为无色。若该反应是可逆反应，其离子方程式为 ，平衡常数为 (用K1和K2表示)。
【答案】（1）3d64s2
（2）8；4
（3）；降低反应活化能
（4）由Fe3+水解产物的颜色所致；向该溶液中加HNO3；；
【知识点】原子核外电子排布；晶胞的计算；热化学方程式；离子方程式的书写
【解析】【解答】（1）Fe为26号元素，所以基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2，故答案为：3d64s2；
（2）由图可知，晶胞A中Fe的配位数为8，所以每个Fe原子紧邻的原子数为8。根据原子均摊法，每个晶胞B中含Fe原子数为 ，故答案为：8；；4
（3）由图可知，1mol N2和3mol H2反应时，放出的热量为(a-b)kJ，所以该反应的热化学方程式 。铁触媒是反应的催化剂，作用是降低反应活化能，故答案为： ；降低反应活化能；
（4）①由于Fe3+水解产物的颜色导致溶液Ⅰ却呈黄色，为了能观察到溶液Ⅰ中 的浅紫色，可向该溶液中加HNO3，抑制铁离子的水解，故答案为：由Fe3+水解产物的颜色所致；向该溶液中加HNO3；
②向溶液Ⅱ中加入NaF后，溶液颜色由红色转变为无色，说明 和氟离子转化为 ，其离子方程式为 ， 和 相减得到 ，所以平衡常数为 ，故答案为： ； 。
【分析】（1）Fe是26号元素，处于第四周期第Ⅷ族，属于过渡元素，价电子包括3d、4s电子；
（2）A晶胞为体心立方堆积，以体心Fe原子研究，与之紧邻的原子处于顶点；均摊法计算B晶胞中Fe数目，顶角原子贡献率为1/8，面心原子贡献率为1/2；
（3）由图可知1mol氮气与3mol氢气反应生成2mol氨气放出（a b）kJ热量，书写热化学方程式需注明物质的聚集状态和反应热△H；使用催化剂，降低反应活化能，加快反应速率；
（4）①根据Fe3＋易水解分析颜色变化，由于水解使溶液呈酸性，加酸抑制水解既能观察到浅紫色；
②根据溶液颜色由红色转变为无色，证明[Fe(SCN)6]3 转化为[FeF6]3 ，可以由第二个离子方程式减去第一个离子方程式得到，平衡常数为两个反应的平衡常数之比。
22．（2021·海南）金属羰基配位化合物在催化反应中有着重要应用。HMn(CO)5是锰的一种简单羰基配位化合物，其结构示意图如下。
回答问题：
（1）基态锰原子的价层电子排布式为 。
（2）配位化合物中的中心原子配位数是指和中心原子直接成键的原子的数目。HMn(CO)5中锰原子的配位数为 。
（3）第一电离能的大小：C O(填“大于”或“小于”)。
（4） 中碳原子的杂化轨道类型是 ，写出一种与具有相同空间结构的-1价无机酸根离子的化学式 。
（5）CH3Mn(CO)5可看作是HMn(CO)5中的氢原子被甲基取代的产物。CH3Mn(CO)5与I2反应可用于制备CH3I，反应前后锰的配位数不变，CH3Mn(CO)5与I2反应的化学方程式为 。
（6）MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型，如图所示。前者的熔点明显高于后者，其主要原因是 。
以晶胞参数为单位长度建立坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。在晶胞坐标系中，a点硫原子坐标为 ，b点锰原子坐标为 ，则c点锰原子坐标为 。
【答案】（1）
（2）6
（3）小于
（4）；
（5）
（6）MnS中阴阳离子所带电荷数比NaCl的多，离子键强度更大；
【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；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）Mn元素是第25号元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，所以本问应填“ ”；
（2）由题干图例所示，HMn(CO)5中Mn原子以配位键连接5个C原子，1个H原子，所以本问应填“6”；
（3）根据元素周期律，总体规律同一周期元素从左到右第一电离能依次增强，特殊规律同周期IIA族第一电离能大于IIIA族，VA族第一电离能大于VIA族，C是IVA族，O是VIA族，不涉及特殊规律，所以本问应填“小于”；
（4）①根据价层电子对互斥理论， 中心原子C连接3个O原子，所以δ键为3，孤电子对数 (阴离子计算孤电子对数时，所带负电荷绝对值要与中心原子价电子数相加)，所以 中C原子价层电子对数为3，孤电子对数为0，故其离子结构为平面三角形；再根据价层电子对数与杂化轨道对应关系，可知 中C原子的杂化轨道类型是sp2，故本问第一空应填“sp2”；
②按题目要求，阴离子中心原子价层电子对数应为3，孤电子对数为0，带电荷量为-1，无机酸根一般是含氧酸阴离子，所以代入孤电子对公式可解得其中心原子价电子数为5，所以本问第二空应填“ ”；
（5）根据题目描述，CH3Mn(CO)5与I2交换原子(或原子团)，形成新物质，故本问应填“ ”；
（6）①离子晶体熔沸点高低不光与晶体结构有关，也与离子带电荷量有关，MnS晶体中每个离子都带2个单位电荷(正或负)，而NaCl晶体中，每个离子只带1个单位电荷，所以本问第一空应填“MnS中阴阳离子所带电荷数比NaCl的多，离子键强度更大”；
②根据题目所给信息，依据a、b两点原子的三维坐标推得，MnS晶胞的三维坐标关系是以b点左侧y轴上同一高度的S原子中心为三维坐标中心，轴向上每两个最近的S原子(或Mn原子)间距为单位长度，那么c点Mn原子的坐标为 ，故本问第二空应填“ ”。
【分析】
（1）锰元素质子数25，其1s22s22p63s23p63d54s2，其价层电子排布是3d54s2；
（2）根据结构示意图，配位数是6；
（3）同周期电离能自左到右依次增大，但存在例外，如IIA和IIIA族，VA族和VIA族；
（4）C原子价层电子对数为3，孤电子对数为0，杂化轨道类型是sp2，而相似构型的负一价酸根离子只有硝酸根；
（5）按照要求交换原子团即可；
（6）硫化锰所带的电荷数较多，离子键强度大，熔点相对较高。
23．（2022·吕梁模拟）TIC、TiN、MnS、MnSe在电化学领域均有巨大的应用潜力。回答下列问题：
（1）基态Ti2+和Mn2+中未成对电子数之比为 ；N、S、Mn的第一电离能由大到小的顺序为 。
（2）键能：H—S H—Se(填“>”或“<")，理由为 。
（3）C3N4的硬度可以和金刚石媲美，其中N原子的杂化方式为 。
（4）SeO2的VSEPR模型为 。
（5）H2S2O8是一种强氧化剂，可看作两个H2SO4分子通过形成过氧键结合而成。1molH2S2O8中σ键的数目为 。
（6）MnSe具有NaCl型结构，其立方晶胞结构如图1所示。
①MnSe晶体可以看成是由Se原子堆成的正八面体中空隙被Mn原子填充，填充率为 。
②图2所示单元不是MnSe的晶胞单元，原因为 。
③若阿伏加德罗常数的值为NA，晶体密度为ρg·cm-3，则该晶体中Se原子与Mn原子之间最短距离为 pm。
【答案】（1）2：5；N＞S＞Mn
（2）＞；S原子半径更小，H—S键的键长更短，键能更大
（3）sp3
（4）平面三角形
（5）11×6.02×1023（或11NA）
（6）100%；该单元不能“无隙并置”成晶体；
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；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)基态Ti2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2，有2个未成对电子，基态Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，有5个未成对电子，基态Ti2+和Mn2+中未成对电子数之比为2：5；同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，第IIA、第VA族比相邻元素大，第一电离能：N＞O，同主族从上到下元素的第一电离能逐渐减小，第一电离能：O＞S，Mn为金属元素，N、S为非金属元素，Mn的第一电离能比N、S小，故第一电离能由大到小的顺序为N＞S＞Mn；答案为：2：5；N＞S＞Mn。
(2)原子半径S＜Se，故键长：H—S＜H—Se，键能：H—S＞H—Se；答案为：＞；S原子半径更小，H—S键的键长更短，键能更大。
(3)C3N4的硬度可以和金刚石媲美，则C3N4属于共价晶体，N原子的价层电子对数为4，N原子采取sp3杂化；答案为：sp3。
(4)SeO2中中心原子Se的孤电子对数为=1，σ键电子对数为2，价层电子对数为1+2=3，VSEPR模型为平面三角形；答案为：平面三角形。
(5)H2S2O8是一种强氧化剂，可看作两个H2SO4分子通过形成过氧键结合而成，则H2S2O8的结构式为，则1molH2S2O8中σ键的数目为11×6.02×1023（或11NA）；答案为：11×6.02×1023（或11NA）。
(6)①由图可知，MnSe晶体中，Se原子堆积成的正八面体空隙包括以晶胞体心和棱心为中心的两种，均被Mn原子填充，填充率为100%；答案为：100%。
②图2所示单元不是MnSe的晶胞单元，原因是：该单元不能“无隙并置”成晶体；答案为：该单元不能“无隙并置”成晶体。
③根据均摊法，1个晶胞中含Se：=4，含Mn：=4，1个晶胞的质量为=，晶胞的体积为÷ρg·cm-3=，晶胞的边长为cm，该晶体中Se原子与Mn原子之间最短距离为晶胞边长的，则Se原子与Mn原子之间最短距离为×cm=cm=×1010pm；答案为：×1010。
【分析】(1)利用构造原理分析；同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，第IIA、第VA族比相邻元素大；
(2)利用原子半径越小，键长越短，键能越大分析；
(3)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；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；
(5)依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键；
(6)①利用晶胞结构判断。
②晶体中晶胞的排列规律为无隙并置。
③根据均摊法确定原子数再进行计算。
24．（2022·交城模拟）铁、钴、镍等金属及其化合物在科学研究和工业生产中应用非常广泛。回答下列问题：
（1）基态铁原子的核外电子排布式为 。
（2）K3[Fe(CN)6 ]溶液可以检验Fe2+。K3[Fe(CN)6]中含有的σ键与π键的数目之比 ， 与CN-互为等电子体的分子有 (举一例，填化学式)。
（3）酞菁钴的结构简式如图所示，其中三种非金属元素的电负性由大到小的顺序为 。
（4）NiSO4是制备磁性材料和催化剂的重要中间体，的空间构型为 ，硫原子的杂化方式为 。
（5）某氮化铁的晶胞结构如图所示：
①原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。如图晶胞中，原子坐标参数A(0，0，0)；B为(，，)；C为(0，1，1)。则D原子的坐标参数为 。
②若该晶体的密度是ρg·cm-3 ，则晶胞中两个最近的Fe的核间距为 cm(用含ρ的代数式表示，NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
（2）1：1；CO
（3）N＞C＞H
（4）正四面体形；sp3
（5）(1，，)；×
【知识点】原子核外电子排布；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)Fe元素位于周期表中第四周期第Ⅷ族，其核外有26个电子，根据构造原理书写基态Fe原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，故答案为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；
(2)[Fe(CN)6]4-中含有σ键与π键的数目比为12：12=1：1，与CN-互为等电子体的化合物分子式为 CO，故答案为：1：1；CO；
(3)酞菁钴中三种非金属原子为C、N、H，同周期自左而右电负性增大，非金属性越强电负性越大，故电负性N＞C＞H，故答案为：N＞C＞H；
(4)的中心原子S原子孤电子对数==0，价层电子对数=0+4=4，微粒空间构型为正四面体形；硫原子采取sp3杂化，故答案为：正四面体形；sp3；
(5)①D在x、y、z轴上的投影分别是1、、，D原子的坐标参数为(1，，)，故答案为：(1，，)；
②此晶胞中含有的铁原子的数目为×8+×6=4，N原子的数目为1，晶胞质量为，设晶胞参数为acm，晶胞体积为V=a3cm3，晶胞密度g cm-3，则a=cm，最近的两个铁原子的距离为面对角线的一半，则晶胞中两个最近的Fe的核间距为×cm，故答案为：×。
【分析】(1)根据构造原理书写；
(2)依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键；等电子体原理为原子总数相同，价电子总数相同的分子；
(3)非金属性越强电负性越大；
(4)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；
(5)①利用晶胞结构确定坐标参数；
②利用均摊法确定原子数，再利用公式计算。
25．（2022·晋中模拟）国际权威学术期刊《自然》最近报道，我国科学家选择碲化锆(ZrTe5)和砷化镉(Cd3As2)为材料验证了三维量子霍尔效应。请回答下列问题：
（1）Zr是Ti的同族相邻元素，位于周期表的 区；基态Te原子的价电子排布式是 。
（2）周期表中As、Te分别与Se相邻，这三种元素第一电离能由大到小的顺序是 。
（3）Cd2+与NH3可形成配离子[Cd(NH3)4]2+
①该离子中不含的化学键类型有 (填字母)。
A．离子键 B．配位键 C．σ键 D．共价键 E.氢键 F.π键
②已知该离子中2个NH3被2个Cl- 替代只得到一种结构，则该离子的立体构型为 。
（4）含砷有机物“对氨基苯砷酸”的结构简式如图所示，As原子的轨道杂化类型为 ，1 个对氨基苯砷酸分子中含有σ键的数目为 。
（5）以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。四方晶系Cd-Sn-As形成的化合物的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90° ，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
坐标原子 x y z
Cd 0 0 0
Sn 0 0 0.5
As 0.25 0.25 0. 125
①找出此晶胞中距离Cd(0，0，0)最远的As的位置 (用分数坐标表示)。
②该化合物的化学式为 ，此晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式，阿伏。加德罗常数的值为NA)。
【答案】（1）d；5s25p4
（2）As>Se> Te
（3）AF；正四面体
（4）sp3；19
（5）(0.25，0.75，0.875)、(0.75，0.25，0.875)；CdSnAs2；(合理即可）
【知识点】原子核外电子排布；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)Zr是Ti的同族相邻元素，价电子排布式为4d25s2，位于周期表的p区；Te原子为52号元素，位于周期表第五周期、第VIA族，基态Te原子的价电子排布式是5s25p4；
(2)同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，第一电离能由大到小的顺序是：As>Se> Te；
(3)①[Cd(NH3)4]2+中不存在离子键，铜原子和氮原子间存在配位键，含有N-H单键存在σ键，氮原子和氢原子之间存在共价键，NH3分子之间存在氢键，所以不存在的化学键是离子键、π键，
故答案为：AF；
②已知该离子中2个NH3被2个Cl- 替代只得到一种结构，则该离子的立体构型为正四面体；
(4)根据对氨基苯胂酸的结构简式可知As原子与周围原子形成4个σ键(As=O键有一个σ键一个π键)，不含孤电子对，所以杂化轨道类型为sp3，苯环上6个碳原子之间有6个C-C单键为σ键，还有4个C-H单键为σ键，As=O键有一个σ键一个π键，其他共价键均为σ键，所以一个对氨基苯胂酸分子中有19个σ键，则1mol对氨基苯胂酸含σ键数目19NA；
(5)①由晶胞结构和部分原子分数坐标可知，黑球表示Cd原子，白球表示Sn原子，灰球表示As原子；此晶胞中距离Cd(0，0，0)最远的As的位置(0.25，0.75，0.875)、(0.75，0.25，0.875)；
②由部分Cd原子的分数坐标(0，0，0)，可知8个Cd在晶胞的顶点，4个Cd在晶胞的面心，1个在晶胞的体心；部分Sn原子的分数坐标为(0，0，0.5)，4个Sn在晶胞的棱上，6个Sn在晶胞的面心，部分As原子的坐标为(0.25，0.25，0.125)，8个As在晶胞的体心，所以一个晶胞中含有Sn的个数为：4×+6×=4；Cd原子个数为8×+4×+1=4，As原子个数为8，Cd-Sn-As原子个数比：4：4：8=1：1：2，该化合物的化学式为CdSnAs2，晶胞质量为，晶胞体积为，晶胞密度为 g·cm-3。
【分析】(1)利用核外电子排布规律书写；
(2)同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；
(3)①依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键；
②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；
(4)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；
(5)①利用晶胞结构确定部分原子分数坐标；
②利用均摊法确定原子数，再利用公式计算。
26．（2022·河南模拟）钠、铁、铜、锌的单质及其化合物在社会实际中有着广泛的应用。回答下列相关问题：
（1）碘化钠溶液和硫酸铜溶液能反应生成一种铜的碘化物A(白色沉淀)，A的晶胞如图所示，则A的化学式是 ，A中铜元素的化合价为 。
（2）向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，再滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液，继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的沉淀，该物质中的通过 键与中心离子结合，分子中N原子的杂化方式是 。与分子互为等电子体的一种阳离子是 。
（3）某的晶胞如图1所示，可以完全替代该晶体中a位置的或者b位置的，形成替代型产物。转化为两种替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的替代型产物的化学式为 。
（4）在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方晶体结构如下图所示，其晶胞边长为，密度为 (列式并计算)，a位置与b位置之间的距离为 (列式表示)。
【答案】（1）；价
（2）配位；；
（3）
（4）；或或
【知识点】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)晶胞中Cu的个数为8×+6×=4，I的个数为4，故化学式为，Cu的化合价为+1价。
(2)NH3提供孤电子对与Cu2+形成配位键，NH3中N原子的杂化方式为，与NH3分子互为等电子体的一种阳离子是。
(3)a位置：，b位置：，N为1个，从题图2看出：替代a位置型产物的能量更低，将化学式由用铜替换为。
(4)由晶胞结构可知一个晶胞中含有4个和4个，则有：(d为晶胞边长)，。四个在晶胞内的四个小立方体的中心，不在同一平面上，过b向上面作垂线，构成直角三角形，如下图所示，为，为，则斜边即的距离为。另解：见右图，长度为，根据余弦定理可求的长度：。也可根据构成直角三角形，的长度为，的长度为。
【分析】（1）晶胞的计算要结合顶点、体心、面心等多个角度计算；根据化学式判断铜的价态；
（2）铜离子可以提供空轨道，氨分子提供孤电子对，形成配位键；杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数；
（3）晶胞的计算要结合顶点、体心、面心等多个角度计算；
（4）密度要结合摩尔质量、体积、阿伏加德罗常数进行计算。
27．（2022·商洛模拟）铜是人类广泛使用的一种金属，含铜物质在生产生活中有着广泛应用。回答下列问题：
（1）基态Cu原子的价电子排布式为 ， 原子核外的电子有 种空间运动状态。
（2）配合物Cu(NH3)2OOCCH3中，铜显+1价，则其中碳原子的杂化轨道类型是 ，NH3分子的价层电子对互斥模型是 ，C、N、O、H的电负性由大到小的顺序为 。
（3）Cu+与CN-形成的阴离子为[Cu(CN)3]2- ，该阴离子中σ键与π键数目之比为 。
（4）铜能与拟卤素(SCN)2反应。拟卤素(SCN)2对应的酸有两种，理论上异硫氰酸(H-N=C=S)的沸点高于硫氰酸(H-S-C≡N)，其原因为 。
（5）某立方磷青铜晶体的晶胞结构如图所示。
①原子分数坐标可表示晶胞内部各原子的相对位置，图中各原子分数坐标：A为(0，0，0)，B为(1，1，0)，C为(0，1，1)，则D原子的分数坐标为 。
②若晶体密度为ρg·cm-3 ，最近的Cu原子核间距为 (用含ρ、NA的代数式表示)pm。
【答案】（1）3d104s1；15
（2）sp3、sp2；四面体形；O＞N＞C＞H
（3）1 ： 1
（4）异硫氰酸可形成分子间氢键，而硫氰酸不能
（5）(0.5，1，0.5)；
【知识点】原子核外电子排布；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)铜的原子序数是29，基态Cu原子的价电子排布式为3d104s1，核外电子占据的轨道数是1+1+3+1+3+5+1＝15，因此原子核外的电子有15种空间运动状态。
(2)配合物中含有两种碳原子，即饱和碳原子和形成碳氧双键的碳原子，则其中碳原子的杂化轨道类型是sp3、sp2，NH3分子含有的价层电子对数是，所以其价层电子对互斥模型是四面体形，非金属性越强，电负性越大，则C、N、O、H的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C＞H。
(3)配位键是σ键，三键中含有1个σ键和2个π键，则阴离子[Cu(CN)3]2-中σ键与π键数目之比为。
(4)由于异硫氰酸可形成分子间氢键，而硫氰酸不能，所以理论上异硫氰酸(H-N=C=S)的沸点高于硫氰酸(H-S-C≡N)的。
(5)①根据图中各原子分数坐标：A为(0，0，0)，B为(1，1，0)，C为(0，1，1)，且D原子位于面心处，则D原子的分数坐标为(0.5，1，0.5)。
②依据晶胞结构可知晶胞中含有1个P，Cu原子个数是，Sn原子个数是，若晶体密度为ρg·cm-3，则晶胞边长是pm，最近的Cu原子核间距为面对角线的一半，即为pm。
【分析】(1)依据构造原理分析。
(2)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，确定杂化类型；
非金属性越强，电负性越大。
(3依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键；
(4)考虑氢键的形成对沸点的影响。
(5)①根据晶胞结构图确定坐标；
②利用均摊法确定原子数，再利用计算。
28．（2022·高县模拟）镓(31Ga)是化学史上第一种先理论预言，后在自然界中被发现并验证的元素。镓的化合物半导体广泛用于电子与微电子工业。
（1）基态Ga原子中，核外电子占据的最高能层的符号是 。
（2）门捷列夫预言的“类硼”(即钪，21Sc)，“类铝”(即镓，31Ga)，“类硅”(即锗，32Ge)三种元素中，未成对电子数最多的是 (填元素符号)。
（3）氮化镓(GaN)和砷化镓(GaAs)都是新型的半导体材料，与晶体硅属于同一晶体类型。
①Ga、N、As三种元素的电负性由大到小的顺序是 。
②GaN熔点(1700℃)高于GaAs熔点(1238℃)的原因是 。
③GaAs可由Ga(CH3)3和AsH3在一定条件下制得，该反应的化学方程式是 ，Ga(CH3)3分子中Ga原子的杂化方式是 ，AsH3分子的空间构型是 。
（4）钆镓石榴石是一种激光介质材料，其晶体结构单位简图如下。
①钆镓石榴石的化学式是 。
②已知晶体结构单位的边长为a nm，晶体的密度为ρ g·cm 3，则阿伏加德罗常数NA= (用含a、ρ的代数式表示)。
【答案】（1）N
（2）Ge
（3）N＞As＞Ga；二者都属于共价晶体，由于原子半径：As＞N，共价键的键长：Ga-As＞Ga-N，则键能：Ga-As＜Ga-N，断裂共价键消耗的能量Ga-As＜Ga-N，故物质的熔点：GaN＞GaAs；Ga(CH3)3+AsH3 GaAs+3CH4；sp2杂化；三角锥形
（4）Cd3Ga5O12； /mol
【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
【解析】【解答】(1)Ga是31号元素，位于元素周期表第四周期，因此基态Ga核外电子占据的最高能层的符号是N；
(2)根据构造原理可知基态21Sc核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d14s2，有1个未成对电子；Ga原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p1，有1个未成对电子；32Ge原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p2，有2个未成对电子。因此这三种元素中，未成对电子数最多的是Ge；
(3)①同一周期元素，原子序数越大，元素的非金属性越强，其电负性就越大；同一主族元素，原子核外电子层数越少，元素的非金属性越强，其电负性就越大。元素的非金属性：N＞As＞Ga，所以Ga、N、As三种元素的电负性由大到小的顺序是：N＞As＞Ga；
②GaN、GaAs都是共价晶体，由于原子半径：As＞N，所以共价键的键长：Ga-As＞Ga-N，共价键的键长越长，键能就越小，该共价键键能就越小，化学键就越容易断裂，断裂共价键消耗的能量就越少，则含有该化学键的物质的熔沸点就越低，所以物质GaN的熔点(1700℃)高于GaAs熔点(1238℃)；
③GaAs可由Ga(CH3)3和AsH3在一定条件下制得，该反应的化学方程式是：Ga(CH3)3+AsH3 GaAs+3CH4；
Ga(CH3)3分子中Ga原子与3个-CH3的C原子形成3个σ共价键，Ga原子上无孤对电子，因此Ga原子采用sp2杂化；
AsH3分子中的中心As原子价层电子对数是3+ =4，含有1对孤电子对，因此AsH3分子构型为三角锥形；
(4)①在钆镓石榴石晶胞中含有Ga3+原子为8× +1=2；含有Cd3+为6× =3；含有 个数为6× =3，所以该晶体化学式为Cd3Ga5O12；
②该晶体结构单位的边长为a nm，晶体的密度为ρ g·cm 3，则根据密度计算公式可得ρ g·cm 3= ，所以阿伏加德罗常数NA= /mol 。
【分析】
(1)利用核外电子排布分析；
(2)根据构造原理确定原子核外电子排布式；
(3)①元素的非金属性越强，其电负性就越大；
②共价晶体，原子半径越大，共价键的键长越长，键能就越小，熔沸点就越低；
③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；
(4)①利用分摊法确定化学式；
②根据密度计算公式计算 。
29．（2022·临汾模拟）总订单数已经超过1000架的国产大飞机C919预定在今年交付，其制造使用了较多含硼材料(如硼纤维、氮化硼等)，多项技术打破了外国垄断。
（1）原子的能量由核电荷数、电子数、 三个因素共同决定；基态B原子的核外电子填充在 个轨道中。
（2）耐高温材料立方BN制备流程中用到NH3、BCl3和触媒剂Ca3B2N4。
①Ca、B、N三种元素电负性从大到小的顺序为 。
②BCl3中B原子的 轨道与Cl原子的 轨道形成σ键；形成BCl3过程中基态B原子价电子层电子先激发，再杂化，激发后B原子的价电子排布图为 。
③BCl3在四氯化碳中的溶解度远大于NH3，原因是 。
（3）硼砂是非常重要的含硼矿物。一种硼砂阴离子的结构如图1所示，则1mol该阴离子存在的配位键物质的量为 ，n= 。
（4）制造硼合金的原料硼化钙(CaB6)晶胞结构如图2所示，硼原子全部组成B6正八面体，各个顶点通过B-B键互相连接成三维骨架。已知该晶体晶胞参数为apm，B6八面体中B-B键的键长为dpm，M点原子的坐标参数为( ， ， )，则N点原子的坐标参数为( ，1，0)。
【答案】（1）电子(运动)状态；3
（2）N>B>Ca；sp2杂化；3p；；BCl3和四氯化碳均为非极性分子，而氨气属于极性分子，相似相溶
（3）2mol；2
（4）
【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
【解析】【解答】(1)整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子(运动)状态三个因素共同决定；基态B原子的电子排布式为：1s22s22p1，故其核外电子填充在1s，2s，2p三个轨道中；
(2)①金属的电负性较小，另外，同周期元素电负性从左向右在增大，故Ca、B、N三种元素电负性从大到小的顺序为：N>B>Ca；
②BCl3中B原子的价层电子对数为3，其杂化方式为sp2，故BCl3中B原子的sp2杂化轨道与Cl原子的3p轨道形成σ键；基态B原子价电子层上的电子先进行激发，再进行杂化，说明B原子激发后的三个轨道能量相同，故激发时B原子的价电子排布图为： ；
③极性相似的物质溶解度较大，BCl3和四氯化碳为非极性分子，氨气为极性分子，故原因是：BCl3和四氯化碳均为非极性分子，而氨气属于极性分子，相似相溶；
(3)由图1可知，图中连有羟基的B原子含有配位键，故1mol该阴离子存在的配位键物质的量为2mol，在该阴离子中B显+3价，O显-2价，H显+1价，根据化合价的关系可知，n=2；
(4)将8个正八面体的中心连接呈晶胞的立方晶系图，由M点坐标知该原子位于晶胞的中心，且每个坐标系的单位长度都记为1，已知B6八面体中B -B键的键长为d pm，晶胞参数为a pm，则八面体中心到顶点的距离为： ，则N点在棱的 处，其坐标为( ，1，0)。
【分析】(1)依据核外电子排布规律判断；
(2)①同周期元素电负性从左向右在增大；
②依据中心原子的杂化类型进行判断；
③依据相似相溶原理；
(3)依据化合物中化合价代数和为0；
(4)依据原子在晶胞中的位置，确定坐标参数。
30．（2022·南平模拟）碳是形成许多有机材料和无机非金属材料的重要组成元素。回答下列问题：
（1）基态碳原子的价电子排布式为 。
（2） 的沸点比 高的主要原因为 。
（3）一种半导体材料，由C、N形成类石墨烯平面结构，通过层层堆叠而成，其晶胞结构如图1，晶胞左侧四边形结构如图2。
①图1中“3”碳原子不处于晶胞面心的理由为 。
②同一层中“1”氮原子和“2”氮原子配位数之比为 。
③每个“2”氮原子提供 个电子参与形成π键。
④已知该晶胞的体积为Vcm3，阿伏加德罗常数的值为 ，则该品胞的密度为 。
【答案】（1）2s22p2
（2）CH3NH2和CH3CH3均为分子晶体，且 分子间存在氢键，CH3CH3分子间无氢键
（3）晶胞具有相同的平行面，若“3”碳原子处于晶胞上面面心，则晶胞下面面心必须有一个对称的碳原子，由图中可知，晶胞下面面心上无对称碳原子，所以“3”碳原子不处于晶胞面心；3：2；1；
【知识点】原子核外电子排布；晶胞的计算；氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】(1)已知C是6号元素，则基态碳原子的价电子排布式为2s22p2，故答案为：2s22p2；
(2)由于CH3NH2和CH3CH3均为分子晶体，且 分子间存在氢键，CH3CH3分子间无氢键，导致 的沸点比 高，故答案为：CH3NH2和CH3CH3均为分子晶体，且 分子间存在氢键，CH3CH3分子间无氢键；
(3)①晶胞具有相同的平行面，若“3”碳原子处于晶胞上面面心，则晶胞下面面心
必须有一个对称的碳原子，由图中可知，晶胞下面面心上无对称碳原子，所以“3”碳原子不处于晶胞面心，故答案为：晶胞具有相同的平行面，若“3”碳原子处于晶胞上面面心，则晶胞下面面心必须有一个对称的碳原子，由图中可知，晶胞下面面心上无对称碳原子，所以“3”碳原子不处于晶胞面心；
②由题干晶胞图可知，同一层中“1”氮原子周围有3个碳原子它最近，而“2”氮原子周围最近的碳原子为2个，故配位数之比为3：2，故答案为：3：2；
③由题干晶胞图示可知，每个“2”氮原子与周围的原子形成了2个σ键，根据N的价电子数为5可知，其周围还有1对孤电子对，则还有1个成单电子参与形成π键，故每个“2”氮原子提供1个电子参与形成π键，故答案为：1；
④中间层原子均在晶胞内部，C原子有6个在面上，3个内部，则含有的C原子数目为：6× +3=6，N原子有2个在面上，8个在顶点，8个棱上，4个在内部，则含有的N原子数目为：2× +8× +8× +4=8，晶胞质量为 g= g，晶胞体积为Vcm3，该晶胞的密度ρ＝ = g cm-3，故答案为： 。
【分析】（1）C的原子序数为6，根据构造原理书写电子排布式；
（2）氢键的存在使物质沸点升高；
（3）①若“3”碳原子处于晶胞上面面心，则晶胞下面面心必须有一个对称的碳原子；
② “1”氮原子的配位数为3， “2”氮原子的配位数为2；
③根据列式计算。
31．（2022·蚌埠模拟）氮元素是地球上含量丰富的一种元素，不仅是制造农药、医药的重要元素，也是构成蛋白质的重要元素。根据所学知识回答以下问题。
（1）基态N原子的成对电子数与未成对电子数之比为 ， 离子的空间构型为
（2）N-甲基咪唑( )是一种有机化合物，可作为有机合成中间体和树脂固化N剂，其中碳原子杂化方式为 ，所含元素第一电离能由大到小的顺序是 ，0.1molN-甲基咪唑中含σ键的数目为 NA。
（3）N-甲基咪唑的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物 ，常温下为液态而非固态，原因是 。
（4）TiO2-aNb是常见的光学活性物质，由TiO2通过氮掺杂反应生成，表示如下图。
①立方晶系TiO2晶胞参数如图甲所示，其晶体的密度为 g·cm-3(写计算式， NA代表阿伏加德罗常数)。
②图乙TiO2-aNb晶体中a：b= 。
【答案】（1）4：3；平面三角形
（2）sp2 sp3；N>H>C；1.2
（3）阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低。
（4）；7：2
【知识点】原子核外电子排布；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)N是7号元素，其电子排布式为1s22s22p3，所以基态N原子的成对电子数与未成对电子数之比为4：3；根据价层电子对互斥理论， 的价层电子对数为 ，且 中的氮无孤电子，所以 离子的空间构型为平面三角形；
(2)由N-甲基咪唑的结构简式可知，分子中甲基碳原子为饱和碳原子，形成4个单键，不存在孤电子对，杂化方式为sp3，双键碳原子形成1个σ键和一个π键，不存在孤电子对，杂化方式为sp2；N-甲基咪唑中所含元素为N、C和H，根据同一周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势，且N原子的2p能级有3个电子，处于半满稳定结构，所以第一电离能N>C，但由于H原子的核外电子距离原子核近，受到原子核的引力大，电离需要消耗更多的能量，因此第一电离能比C大，因此所含元素第一电离能由大到小的顺序是N>H>C；根据N-甲基咪唑的结构简式，可知1个N-甲基咪唑分子中含有12个σ键，所以0.1molN-甲基咪唑中含σ键的数目为1.2NA，故答案为sp2、sp3；N>H>C；1.2；
(3)该离子化合物常温下为液态而非固态，原因是阴阳离子半径大，所带的电荷数小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低，故答案为阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低；
(4)根据立方晶系TiO2晶胞结构，可知每个TiO2晶胞中平均分布4个Ti原子和8个O原子，所以其晶体的密度为 ；氮掺杂后，每个TiO2-aNb晶胞中平均分布4个Ti原子，氧原子为 个，氮原子为 个，该晶体的化学式为 ，所以可求得 、 ，所以a：b=7：2，故答案为 ，7：2；
【分析】（1）N为7号元素，根据构造原理写出其核外电子排布式；硝酸根的空间构型为平面三角形；
（2） N-甲基咪唑中形成双键的碳原子采用sp2杂化，甲基上的碳原子采用sp3杂化；同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，H核外只有一个电子层，第一电离能较大；单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键；
（3）液态熔点低；
（4）根据计算；根据均摊法计算a：b。
32．（2022·中卫模拟）非金属元素及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：
（1）As4S4俗称雄黄，其中基态砷原子外围电子排布式为 。
（2）HOCH2CN分子中含有的σ键与π键数目之比为 ，该化合物中处于同周期的元素中第一电离能由大到小的顺序为：
（3）三硝基胺N(NO2)3(其结构为)是一种新型的火箭燃料，因硝基吸电子能力强，中心N原子上无孤电子对，则中心N原子的杂化方式为 ，并且与三个硝基中的N构成 形。
（4）甘氨酸(H2NCH2COOH)是最简单的一种氨基酸，其相对分子质量为75，而戊烷相对分子质量为72，与甘氨酸相差不大，但甘氨酸易溶解于水，戊烷却难溶解于水，出现这种差异的原因是 。
（5）NH3易与Cu2+形成[Cu(NH3)4]2+配离子，在该配离子中H-N-H键角比NH3分子中H-N-H键角大的原因是 。[Cu(NH3)4]2+中2个NH3被2个H2O取代，得到两种结构的配离子，则[Cu(NH3)4]2+的空间构型是 。
（6）某立方磷青铜晶体的晶胞结构如图所示。
①原子分数坐标可表示晶胞内部各原子的相对位置，图中各原子分数坐标：A为(0，0，0)，B为(1，1，0)，C为(0，1，1)，则D原子的分数坐标为 。
②若晶体密度为ρg/cm-3，最近的Cu原子核间距为 pm(用含ρ、NA的代数式表示)。
【答案】（1）4s24p3
（2）3：1；N>O>C
（3）sp2；(平面)三角
（4）甘氨酸分子与水分子之间存在氢键，而戊烷与水分子不能形成氢键
（5）由于NH3分子中存在1对孤电子对，形成络离子后则不存在孤电子对转化为成键电子对，而孤电子对成键电子对的排斥作用>成键电子对对成键电子对的排斥作用；正四边形
（6）(，1，)；××1010pm
【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；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）As为第33号元素，位于第四周期ⅤA，基态砷原子外围电子排布式为：4s24p3；
（2）HOCH2CN分子中σ键为 6个、π键数为2，σ键与π键数目之比为 3：1；N原子价电子排布是半充满状态，在同一周期第一电离能会变大，该物质中处于同周期的元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C；
（3）三硝基胺()中心氮原子形成3条σ键，且无孤电子对，即价层电子对数为3，故中心N原子的杂化方式为sp2杂化；并且与三个硝基中的N构成平面三角形；
（4）甘氨酸易溶解于水，戊烷却难溶解于水甘氨酸分子与水分子之间存在氢键，而戊烷与水分子不能形成氢键；
（5）H-N-H键角比NH3分子中H-N-H键角大的原因是由于NH3分子中存在1对孤电子对，形成络离子后则不存在孤电子对转化为成键电子对，而孤电子对成键电子对的排斥作用>成键电子对对成键电子对的排斥作用；[Cu(NH3)4]2+中2个NH3被2个H2O取代，得到两种结构的配离子，[Cu(NH3)4]2+的空间构型是正四边形；
（6）①根据图中各原子分数坐标：A为(0，0，0)，B 为(1，1，0)，C为(0，1，1)，且D原子位于面心处，则D 原子的分数坐标为(，1，)；
②依据晶胞结构可知晶胞中含有1个P，Cu原子个数是6×=3，Sn 原子个数是8×=1，若晶体密度ρg/cm-3，晶胞棱长为： ，最近的Cu原子核间距为面对角线的一半，即为：××1010pm。
【分析】（1）As为33号元素，其价电子排布式为4s24p3；
（2）单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，三键中含有1个σ键和2个π键；同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；
（3）三硝基胺中心N原子形成3个σ键，不含孤电子对；
（4）与水分子间形成氢键，能增大物质在水中的溶解度；
（5）孤电子对间排斥力＞孤电子对和成键电子对之间的排斥力＞成键电子对之间的排斥力，孤电子对越多键角越小；
（6）①D原子位于面心处；
②根据均摊法和计算。
33．（2022·临沂模拟）钛及其化合物在生产、生活中有着广泛的用途。回答下列问题：
（1）Ti(BH4)3是一种储氢材料。BH的空间构型为 ；Ti 、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为 。
（2）已知Ti3+易形成多种配合物，[TiCl( H2O)5]Cl2· H2O是其中的一种。
①1 mol该配合物中含有 molσ键。
②中心离子杂化方式为 (填标号)。
a．sp2 b．sp3 c．sp3d d．sp3d2
③Ti3+具有较强还原性的原因是 。
（3）研究表明，TiO2通过氮掺杂反应可生成TiO2-x Ny，能使TiO2对可见光具有活性，反应如图所示。
①上图TiO2晶胞中钛原子占据 个氧原子围成的八面体空隙。
②已知所有的Ti-O键键长为rpm，B点原子的分数坐标为(，，)，则A点原子的分数坐标为 ；晶胞中A、B间距离为 pm；TiO2晶体密度为 g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
③TiO2-x Ny晶体中x= 。
【答案】（1）正四面体形；H＞B＞Ti
（2）18；d；Ti3+的价层电子排布为3d1很容易在失去一个电子达到3d轨道上全空的稳定结构
（3）6；(，0，+)；；；
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；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)BH中中心原子B周围的价层电子对数为：4+=4，故根据价层电子对互斥理论可知，其空间构型为正四面体形，BH中H显-1价，B显+3价，金属的电负性小于非金属的，故Ti 、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为H＞B＞Ti，故答案为：正四面体形；H＞B＞Ti；
(2)已知Ti3+易形成多种配合物，[TiCl( H2O)5]Cl2· H2O是其中的一种。
①已知[TiCl( H2O)5]Cl2· H2O 中含有[TiCl( H2O)5]2+和Cl-的离子键，[TiCl( H2O)5]2+中存在H-O共价键，Ti-O、Ti-Cl配位键，故1 mol该配合物中含有6+5×2+2=18molσ键，故答案为：18；
②根据杂化轨道理论可知，参与杂化的原子轨道之和等于杂化之后形成的杂化轨道数目，且杂化轨道只用于存放孤电子对或者形成σ键，已知中心离子周围形成了6个配位键即σ键，故其杂化方式为sp3d2，故答案为：d；
③已知Ti3+的价层电子排布为3d1很容易在失去一个电子达到3d轨道上全空的稳定结构，故Ti3+具有较强还原性，故答案为：Ti3+的价层电子排布为3d1很容易在失去一个电子达到3d轨道上全空的稳定结构；
(3)①由题干晶胞图示信息可知，上图TiO2晶胞中B点钛原子可以看出，钛原子占据6个氧原子围成的八面体空隙，故答案为：6；
②已知所有的Ti-O键键长为rpm，B点原子的分数坐标为(，，)，则A点原子的分数坐标为(，0，+)；晶胞中A、B间距离为pm，由题干晶胞图可知，一个晶胞中含有Ti个数为：，O为：，故一个晶胞的质量为：，又知一个晶胞的体积为：a2c×10-30cm3，故TiO2晶体密度为=g·cm-3，故答案为：(，0，+)；；；
③由题干晶胞图可知，一个晶胞中含有Ti个数为：，O为：，N原子为：，故该晶体中：Ti：O：N=4：：=1： ：，故TiO2-x Ny晶体中x=，故答案为：。
【分析】(1)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；非金属性越强，电负性越强；
(2)①依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键
②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；
③利用全满、半满、全空结构比较稳定分析；
(3)①由题干晶胞信息判断；
②利用均摊法确定原子数，再利用公式计算。
③利用均摊法确定原子数。
34．（2022·满洲里模拟）三氯异氰尿酸是一种极强的氧化剂和氯化剂，具有高效、广谱、较为安全的消毒作用。三氯异氰尿酸之所以有杀菌、消毒功能，是因为三氯异氰尿酸溶于水能迅速生成次氯酸，反应方程式如图：
回答下列问题：
（1）Cl的基态原子核外电子排布式 。在三氯异氰尿酸分子中，C和N原子的杂化类型分别为 、 ，基态C和N核外未成对电子数较多的是
（2）苯分子中6个C原子，每个C原子有一个2p轨道参与形成大π键，可记为(右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个共用电子)，则氰尿酸分子中存在的大π键可表示为 。
（3）1mol异氰尿酸分子中σ键的数目为 ，π键的数目为 。HClO分子属于 (填“极性”或“非极性”)分子，其立体构型为 。
（4）异氰尿酸分子和氰尿酸分子的熔点都高于三氯异氰尿酸分子的熔点，其原因是 。
（5）CO2的综合利用有利于“碳中和”，CO2分子在晶体中的堆积方式如图所示，该晶体面心立方最密堆积结构，晶胞边长为apm，则该晶体的密度ρ= g/cm3(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数)
【答案】（1）[Ne]3s23p5；sp2；sp3；N
（2）
（3）12NA；3NA；极性分子；V型
（4）异氰尿酸分子和氰尿酸分子的分子间存在氢键，而三氯异氰尿酸分子间不能形成氢键
（5）
【知识点】原子核外电子排布；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)Cl的原子序数是17，其基态原子核外电子排布式为[Ne]3s23p5。在三氯异氰尿酸分子中，C是不饱和碳原子，属于sp3杂化，N全部形成单键，其N原子的杂化类型为sp2，基态C和N核外未成对电子数分别是2、3，因此核外未成对电子数较多的是N；
(2)氰尿酸分子存在的环状结构和苯环结构是类似的，则氰尿酸分子中存在的大π键可表示为。
(3)单键都是σ键，双键中也含有1个σ键，根据异氰尿酸分子的结构简式可知1mol异氰尿酸分子中σ键的数目为12NA，双键中也含有1个π键，π键的数目为3NA。HClO分子的结构式为H-O-Cl，结构不对称，属于极性分子，中心原子氧原子含有2对孤电子对，其立体构型为V形。
(4)由于异氰尿酸分子和氰尿酸分子的分子间存在氢键，而三氯异氰尿酸分子间不能形成氢键，所以异氰尿酸分子和氰尿酸分子的熔点都高于三氯异氰尿酸分子的熔点；
(5)根据晶胞结构可知含有二氧化碳分子个数是，晶胞边长为apm，所以该晶体的密度ρ==g/cm3。
【分析】(1)利用构造原理分析；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；
(2)类比苯环结构分析。
(3)依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键；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；
(4)分子间存在氢键，熔点高；
(5)利用均摊法确定原子数，再利用公式计算。
35．（2022·成都模拟）稀土元素是指钪(Sc)、钇(Y)和镧系元素，共17种，位于元素周期表中第IIIB族，均为金属元素，在工业。生产中有重要的作用。回答下列问题：
（1）钇(Y)位于元素周期表中钪(Sc)的下一周期，基态钇(Y)元素的原子价电子排布图为 。
（2）稀土元素常常能和许多配位体形成配合物。若一个配位体含有两个或两个以上的能提供孤电子对的原子，这种配位体就叫多齿配位体，其中有一个能提供孤电子对的原子为一齿(已知：碳氧双键中的氧原子不能提供孤电子对)。DEDTA(结构见图甲)是 齿配位体，其中碳原子的杂化方式有 ，该物质中所含元素的电负性由大到小的顺序是 。
②EDTA与正二十一烷的相对分子质量非常接近，但EDTA的沸点(540.6℃)比正二十一烷的沸点(100℃)高得多，原因是 。
（3）钪(Sc)离子在水中以稳定的[Sc(H2O)6]3+存在，其空间构型为 。
（4）铈(Ce)属于镧系元素，氧化铈是一种重要的光催化材料。氧化铈的晶体结构如图乙所示，氧化铈的化学式为 ；若晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体的密度= g/cm3(写出表达式)。
【答案】（1）
（2）6；sp2、sp3杂化；O>N>C>H；EDTA能形成分子间氢键而正二十一烷不能
（3）正八面体形
（4）CeO2；
【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；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)钇为39号元素，基态Y原子的价电子排布式为：4d15s2，价电子排布图为 ；
(2)DEDTA是6齿配位体，EDTA中羧基上C原子价层电子对个数是3、亚甲基上C原子价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化轨道类型，前者为sp2杂化、后者为sp3杂化，元素的非金属性越强，其电负性越大，非金属性O>N>C>H，则电负性O>N>C>H，故答案为：6；sp2和sp3；O>N>C>H；
②能形成分子间氢键的物质熔沸点较高，EDTA能形成分子间氢键，导致其熔沸点较高，故答案为：EDTA能形成分子间氢键而正二十一烷不能；
(3)六个水分子围绕Sc3+形成八面体结构；
(4)该晶胞中Ce原子位于八个顶点和六个面心，含有4个Ce原子，O原子位于体心内，共8个，Ce原子与O原子个数比为1：2，化学式为CeO2；晶胞质量为，晶胞参数为anm，则晶胞体积为V=(a×10-7)3cm3，晶胞密度为 g/cm3。
【分析】（1）Y的原子序数为39，根据构造原理书写电子排布式，进而画成出电子排布图；
（2）①DEDTA是6齿配位体，DEDTA中双键C采用sp2杂化，饱和C原子采用sp3杂化；元素的非金属性越强电负性越大；
②含有氢键的物质沸点较高；
（3） [Sc(H2O)6]3+ 为正八面体形；
（4）根据均摊法计算各原子数目，进而确定其化学式；根据计算晶体密度。
2023年高考真题变式分类汇编：晶胞的计算5
一、选择题
1．（2021·湖北）某立方晶系的锑钾(Sb—K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a为该合金的晶胞结构图，图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是（ ）
A．该晶胞的体积为a3×10-36cm-3 B．K和Sb原子数之比为3∶1
C．与Sb最邻近的K原子数为4 D．K和Sb之间的最短距离为 apm
2．（2021·辽宁）单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是（ ）
A．S位于元素周期表p区 B．该物质的化学式为
C．S位于H构成的八面体空隙中 D．该晶体属于分子晶体
3．（2020·潍坊模拟）SiO2是合成“中国蓝”的重要原料之一。如图是SiO2晶胞中Si原子沿z轴方向在xy平面的投影图(即俯视投影图，O原子略去。)，Si原子旁标注的数字是Si原子位于z轴的高度，则SiA与SiB的距离是( )
A． B． d C． d D．d
4．（2016·宜春模拟）NaCl晶体结构如图所示，现测知NaCl晶体中Na+与Cl﹣平均距离为a cm，该晶体密度为ρg cm﹣3，则阿伏加德罗常数可表示为（ ）
A． B． C． D．
5．（2023高二下·上高期末）在催化作用下与空气中的在接触室中发生可逆反应，反应的热化学方程式表示为
。下列说法正确的是（ ）
A．的晶胞如图所示
B．该反应在任何条件下均能自发
C．使用作催化剂同时降低了正、逆反应的活化能
D．2mol (g)和1mol (g)中所含化学键键能总和比2mol (g)中大196.6
6．（2023高二下·乐安期末）CaO晶胞如图所示，该晶胞中含Ca2＋的个数为
A．4 B．6 C．8 D．12
7．（2022高三上·江阴期末）银氨溶液可用于检验葡萄糖，实验如下：
步骤1：向试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液，边振荡边滴加2%氨水，观察到有白色沉淀产生并迅速转化为灰褐色。
步骤2：向试管中继续滴加2%氨水，观察到沉淀完全溶解。
步骤3：再向试管中加入1 mL 10%葡萄糖溶液，振荡，在60~70℃水浴中加热，观察到试管内壁形成了光亮银镜。
下列说法错误的是
A．步骤1中观察到的白色沉淀为AgOH
B．步骤2所得溶液中大量存在的离子：Ag+、、
C．步骤3中产生银镜说明葡萄糖具有还原性
D．图中所示银的晶胞中Ag原子周围等距且紧邻的Ag原子有12个
8．（2022高三上·武昌期末）科学家发现固体电解质具有良好的导电能力，为锂离子电池的发展做出了重要贡献，其晶胞结构如图所示，其中位于体心。下列说法正确的是
A．该晶胞中位于体心和棱心
B．电负性：
C．周围距离最近且相等的的个数为4
D．若晶胞参数为，则晶体密度为
9．（2022高三上·邯郸期末）氢卤酸和AgNO3溶液反应可生成卤化银，已知AgCl、AgBr、AgI的溶解度依次减小，AgI的立方晶胞如图所示。下列说法错误的是
A．推测AgF的溶解度比AgCl的大
B．1个AgI晶胞中平均含有4个I-
C．晶胞中I-的配位数是2
D．该晶体密度为g·cm-3
10．（2023高三上·长沙期末）医学上利用碳酸锌 (ZnCO3)为原料，通过热分解来制备氧化锌，同时产生。氧化锌有六边纤锌矿和立方闪锌矿两种常见晶体结构，晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
A．碳酸锌的组成元素在元素周期表中属于同区元素
B．晶体碳化硅与立方闪锌矿的晶胞结构相似，晶体中粒子之间的作用力也相同
C．六边纤锌矿和立方闪锌矿两种氧化锌晶体中，锌原子周围配位的氧原子数目不相同
D．六边纤锌矿和立方闪锌矿两种氧化锌晶体的空间利用率相同，晶胞密度也相同
11．（2022高三上·如皋月考）纳米ZnS具有独特的光电效应。以工业废渣锌灰(主要成分为Zn、ZnO，还含有、FeO、CuO等杂质)为原料制备纳米ZnS的工业流程如下：
下列说法正确的是
A．“酸浸”时FeO反应的离子方程式为
B．“还原”的目的是将转化为
C．“沉淀”的离子方程式为
D．ZnS晶胞(如图所示)中每个周围距离最近的有4个
12．（2022高三上·朝阳期末）的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A．属于离子晶体
B．每个晶胞中平均含有4个和4个
C．每个周围有6个紧邻的和6个紧邻的
D．和间存在较强的离子键，因此具有较高的熔点
13．（2022高二下·荔湾期末）自从第一次合成稀有气体元素的化合物XePtF6以来，人们又相继发现了氙的一系列化合物，如XeF2、XeF4等。如图甲为XeF4的结构示意图，图乙为XeF2晶体的晶胞结构图。下列有关说法正确的是
A．XeF4是极性分子
B．XeF2晶体属于离子晶体
C．一个XeF2晶胞中实际拥有2个XeF2
D．XeF2晶体中距离最近的两个XeF2之间的距离为a(a为晶胞边长)
二、多选题
14．（2022高二下·山东期中）某原子半径为r的金属的堆积方式为六方最密堆积，结构如图1所示，该晶体晶胞结构如图2所示，1、2、3、4原子形成正四面体，下列说法错误的是
A．该晶胞中含有的金属原子数目为2
B．该晶胞的高为
C．图1结构中含4个晶胞
D．该晶胞的空间利用率为
15．（2022高二下·湖南期中）晶体在熔融状态下能够导电，下图为该晶体的立方晶胞结构示意图，该结构也被称为反萤石结构。下列说法正确的是（ ）
A．该晶体属于离子晶体
B．熔点比高
C．该晶体中Li和O的配位数之比为2∶1
D．若该晶体密度为，则该晶体的晶胞参数为(NA为阿伏加德罗常数的值)
16．（2022高二下·阳信期中）铁与镁组成的储氢合金的立方晶胞结构如图所示。铁原子位于顶点和面心的位置，镁原子位于将晶胞平分为8个立方单位的体心位置。下列说法错误的是
A．Fe原子的配位数为8
B．a位置原子的分数坐标为(0.25， 0.75， 0.75)
C．Fe原子与镁原子间最短距离为b nm
D．晶体储氢时，H2在晶胞的体心和棱的中心位置。若储氢后化学式为FeMg2 H，则储氢率为100%
17．（2022高二下·太原期中）晶胞是描述晶体结构的基本单元。下列示意图中(不同的小球代表不同的原子或离子)可以表示化学式为AB2型化合物晶胞的是（ ）
A． B．
C． D．
18．（2022高二下·石家庄期中）普鲁士蓝晶胞的结构如图所示(K+未标出)，下列说法正确的是（ ）
A．化学式可以表示为KFe2(CN)6
B．每一个立方体中平均含有24个π键
C．一个晶胞中K+的个数为4个
D．每个Fe3+周围与之相邻的Fe2+有12个
19．（2021高二下·潍坊期中）M的硫化物有MS和M2S两种。已知：二者晶胞中 的位置如图1所示，M离子位于硫离子所构成的四面体中如图2所示（○表示M离子，●表示 ）。下列说法错误的是（ ）
A． 的排列方式与ZnS中 相似
B．在MS晶胞中如果A处 的坐标为（0,0,0），一个 的坐标为（ ），则在（ ）处也存在
C．MS晶胞中，距离 最近的 为4个
D．MS和M2S晶胞的俯视图均为
三、非选择题
20．（2022·全国乙卷）[化学——选修3：物质结构与性质]
卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）氟原子激发态的电子排布式有 ，其中能量较高的是 。（填标号）
a． b． c． d．
（2）①一氯乙烯分子中，C的一个 杂化轨道与的轨道形成 键，并且的轨道与C的轨道形成3中心4电子的大键。
②一氯乙烷、一氯乙烯、一氯乙炔分子中，键长的顺序是 ，理由：（ⅰ）C的杂化轨道中s成分越多，形成的键越强；（ⅱ） 。
（3）卤化物受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为 。解释X的熔点比Y高的原因 。
（4）晶体中离子作体心立方堆积（如图所示），主要分布在由构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下，不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，晶体在电池中可作为 。
已知阿伏加德罗常数为，则晶体的摩尔体积 （列出算式）。
21．（2021·天津）铁单质及其化合物的应用非常广泛。
（1）基态Fe原子的价层电子排布式为 。
（2）用X射线衍射测定，得到Fe的两种晶胞A、B，其结构如图所示。晶胞A中每个Fe原子紧邻的原子数为 。每个晶胞B中含Fe原子数为 。
（3）合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时，反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式 。从能量角度分析，铁触媒的作用是 。
（4）Fe3+可与H2O、SCN-、F-等配体形成配位数为6的配离子，如 、 、 。某同学按如下步骤完成实验：
① 为浅紫色，但溶液Ⅰ却呈黄色，其原因是 ，为了能观察到溶液Ⅰ中 的浅紫色，可采取的方法是 。
②已知Fe3+与SCN-、F-的反应在溶液中存在以下平衡： ； ，向溶液Ⅱ中加入NaF后，溶液颜色由红色转变为无色。若该反应是可逆反应，其离子方程式为 ，平衡常数为 (用K1和K2表示)。
22．（2021·海南）金属羰基配位化合物在催化反应中有着重要应用。HMn(CO)5是锰的一种简单羰基配位化合物，其结构示意图如下。
回答问题：
（1）基态锰原子的价层电子排布式为 。
（2）配位化合物中的中心原子配位数是指和中心原子直接成键的原子的数目。HMn(CO)5中锰原子的配位数为 。
（3）第一电离能的大小：C O(填“大于”或“小于”)。
（4） 中碳原子的杂化轨道类型是 ，写出一种与具有相同空间结构的-1价无机酸根离子的化学式 。
（5）CH3Mn(CO)5可看作是HMn(CO)5中的氢原子被甲基取代的产物。CH3Mn(CO)5与I2反应可用于制备CH3I，反应前后锰的配位数不变，CH3Mn(CO)5与I2反应的化学方程式为 。
（6）MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型，如图所示。前者的熔点明显高于后者，其主要原因是 。
以晶胞参数为单位长度建立坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。在晶胞坐标系中，a点硫原子坐标为 ，b点锰原子坐标为 ，则c点锰原子坐标为 。
23．（2022·吕梁模拟）TIC、TiN、MnS、MnSe在电化学领域均有巨大的应用潜力。回答下列问题：
（1）基态Ti2+和Mn2+中未成对电子数之比为 ；N、S、Mn的第一电离能由大到小的顺序为 。
（2）键能：H—S H—Se(填“>”或“<")，理由为 。
（3）C3N4的硬度可以和金刚石媲美，其中N原子的杂化方式为 。
（4）SeO2的VSEPR模型为 。
（5）H2S2O8是一种强氧化剂，可看作两个H2SO4分子通过形成过氧键结合而成。1molH2S2O8中σ键的数目为 。
（6）MnSe具有NaCl型结构，其立方晶胞结构如图1所示。
①MnSe晶体可以看成是由Se原子堆成的正八面体中空隙被Mn原子填充，填充率为 。
②图2所示单元不是MnSe的晶胞单元，原因为 。
③若阿伏加德罗常数的值为NA，晶体密度为ρg·cm-3，则该晶体中Se原子与Mn原子之间最短距离为 pm。
24．（2022·交城模拟）铁、钴、镍等金属及其化合物在科学研究和工业生产中应用非常广泛。回答下列问题：
（1）基态铁原子的核外电子排布式为 。
（2）K3[Fe(CN)6 ]溶液可以检验Fe2+。K3[Fe(CN)6]中含有的σ键与π键的数目之比 ， 与CN-互为等电子体的分子有 (举一例，填化学式)。
（3）酞菁钴的结构简式如图所示，其中三种非金属元素的电负性由大到小的顺序为 。
（4）NiSO4是制备磁性材料和催化剂的重要中间体，的空间构型为 ，硫原子的杂化方式为 。
（5）某氮化铁的晶胞结构如图所示：
①原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。如图晶胞中，原子坐标参数A(0，0，0)；B为(，，)；C为(0，1，1)。则D原子的坐标参数为 。
②若该晶体的密度是ρg·cm-3 ，则晶胞中两个最近的Fe的核间距为 cm(用含ρ的代数式表示，NA表示阿伏加德罗常数的值)。
25．（2022·晋中模拟）国际权威学术期刊《自然》最近报道，我国科学家选择碲化锆(ZrTe5)和砷化镉(Cd3As2)为材料验证了三维量子霍尔效应。请回答下列问题：
（1）Zr是Ti的同族相邻元素，位于周期表的 区；基态Te原子的价电子排布式是 。
（2）周期表中As、Te分别与Se相邻，这三种元素第一电离能由大到小的顺序是 。
（3）Cd2+与NH3可形成配离子[Cd(NH3)4]2+
①该离子中不含的化学键类型有 (填字母)。
A．离子键 B．配位键 C．σ键 D．共价键 E.氢键 F.π键
②已知该离子中2个NH3被2个Cl- 替代只得到一种结构，则该离子的立体构型为 。
（4）含砷有机物“对氨基苯砷酸”的结构简式如图所示，As原子的轨道杂化类型为 ，1 个对氨基苯砷酸分子中含有σ键的数目为 。
（5）以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。四方晶系Cd-Sn-As形成的化合物的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90° ，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
坐标原子 x y z
Cd 0 0 0
Sn 0 0 0.5
As 0.25 0.25 0. 125
①找出此晶胞中距离Cd(0，0，0)最远的As的位置 (用分数坐标表示)。
②该化合物的化学式为 ，此晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式，阿伏。加德罗常数的值为NA)。
26．（2022·河南模拟）钠、铁、铜、锌的单质及其化合物在社会实际中有着广泛的应用。回答下列相关问题：
（1）碘化钠溶液和硫酸铜溶液能反应生成一种铜的碘化物A(白色沉淀)，A的晶胞如图所示，则A的化学式是 ，A中铜元素的化合价为 。
（2）向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，再滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液，继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的沉淀，该物质中的通过 键与中心离子结合，分子中N原子的杂化方式是 。与分子互为等电子体的一种阳离子是 。
（3）某的晶胞如图1所示，可以完全替代该晶体中a位置的或者b位置的，形成替代型产物。转化为两种替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的替代型产物的化学式为 。
（4）在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方晶体结构如下图所示，其晶胞边长为，密度为 (列式并计算)，a位置与b位置之间的距离为 (列式表示)。
27．（2022·商洛模拟）铜是人类广泛使用的一种金属，含铜物质在生产生活中有着广泛应用。回答下列问题：
（1）基态Cu原子的价电子排布式为 ， 原子核外的电子有 种空间运动状态。
（2）配合物Cu(NH3)2OOCCH3中，铜显+1价，则其中碳原子的杂化轨道类型是 ，NH3分子的价层电子对互斥模型是 ，C、N、O、H的电负性由大到小的顺序为 。
（3）Cu+与CN-形成的阴离子为[Cu(CN)3]2- ，该阴离子中σ键与π键数目之比为 。
（4）铜能与拟卤素(SCN)2反应。拟卤素(SCN)2对应的酸有两种，理论上异硫氰酸(H-N=C=S)的沸点高于硫氰酸(H-S-C≡N)，其原因为 。
（5）某立方磷青铜晶体的晶胞结构如图所示。
①原子分数坐标可表示晶胞内部各原子的相对位置，图中各原子分数坐标：A为(0，0，0)，B为(1，1，0)，C为(0，1，1)，则D原子的分数坐标为 。
②若晶体密度为ρg·cm-3 ，最近的Cu原子核间距为 (用含ρ、NA的代数式表示)pm。
28．（2022·高县模拟）镓(31Ga)是化学史上第一种先理论预言，后在自然界中被发现并验证的元素。镓的化合物半导体广泛用于电子与微电子工业。
（1）基态Ga原子中，核外电子占据的最高能层的符号是 。
（2）门捷列夫预言的“类硼”(即钪，21Sc)，“类铝”(即镓，31Ga)，“类硅”(即锗，32Ge)三种元素中，未成对电子数最多的是 (填元素符号)。
（3）氮化镓(GaN)和砷化镓(GaAs)都是新型的半导体材料，与晶体硅属于同一晶体类型。
①Ga、N、As三种元素的电负性由大到小的顺序是 。
②GaN熔点(1700℃)高于GaAs熔点(1238℃)的原因是 。
③GaAs可由Ga(CH3)3和AsH3在一定条件下制得，该反应的化学方程式是 ，Ga(CH3)3分子中Ga原子的杂化方式是 ，AsH3分子的空间构型是 。
（4）钆镓石榴石是一种激光介质材料，其晶体结构单位简图如下。
①钆镓石榴石的化学式是 。
②已知晶体结构单位的边长为a nm，晶体的密度为ρ g·cm 3，则阿伏加德罗常数NA= (用含a、ρ的代数式表示)。
29．（2022·临汾模拟）总订单数已经超过1000架的国产大飞机C919预定在今年交付，其制造使用了较多含硼材料(如硼纤维、氮化硼等)，多项技术打破了外国垄断。
（1）原子的能量由核电荷数、电子数、 三个因素共同决定；基态B原子的核外电子填充在 个轨道中。
（2）耐高温材料立方BN制备流程中用到NH3、BCl3和触媒剂Ca3B2N4。
①Ca、B、N三种元素电负性从大到小的顺序为 。
②BCl3中B原子的 轨道与Cl原子的 轨道形成σ键；形成BCl3过程中基态B原子价电子层电子先激发，再杂化，激发后B原子的价电子排布图为 。
③BCl3在四氯化碳中的溶解度远大于NH3，原因是 。
（3）硼砂是非常重要的含硼矿物。一种硼砂阴离子的结构如图1所示，则1mol该阴离子存在的配位键物质的量为 ，n= 。
（4）制造硼合金的原料硼化钙(CaB6)晶胞结构如图2所示，硼原子全部组成B6正八面体，各个顶点通过B-B键互相连接成三维骨架。已知该晶体晶胞参数为apm，B6八面体中B-B键的键长为dpm，M点原子的坐标参数为( ， ， )，则N点原子的坐标参数为( ，1，0)。
30．（2022·南平模拟）碳是形成许多有机材料和无机非金属材料的重要组成元素。回答下列问题：
（1）基态碳原子的价电子排布式为 。
（2） 的沸点比 高的主要原因为 。
（3）一种半导体材料，由C、N形成类石墨烯平面结构，通过层层堆叠而成，其晶胞结构如图1，晶胞左侧四边形结构如图2。
①图1中“3”碳原子不处于晶胞面心的理由为 。
②同一层中“1”氮原子和“2”氮原子配位数之比为 。
③每个“2”氮原子提供 个电子参与形成π键。
④已知该晶胞的体积为Vcm3，阿伏加德罗常数的值为 ，则该品胞的密度为 。
31．（2022·蚌埠模拟）氮元素是地球上含量丰富的一种元素，不仅是制造农药、医药的重要元素，也是构成蛋白质的重要元素。根据所学知识回答以下问题。
（1）基态N原子的成对电子数与未成对电子数之比为 ， 离子的空间构型为
（2）N-甲基咪唑( )是一种有机化合物，可作为有机合成中间体和树脂固化N剂，其中碳原子杂化方式为 ，所含元素第一电离能由大到小的顺序是 ，0.1molN-甲基咪唑中含σ键的数目为 NA。
（3）N-甲基咪唑的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物 ，常温下为液态而非固态，原因是 。
（4）TiO2-aNb是常见的光学活性物质，由TiO2通过氮掺杂反应生成，表示如下图。
①立方晶系TiO2晶胞参数如图甲所示，其晶体的密度为 g·cm-3(写计算式， NA代表阿伏加德罗常数)。
②图乙TiO2-aNb晶体中a：b= 。
32．（2022·中卫模拟）非金属元素及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：
（1）As4S4俗称雄黄，其中基态砷原子外围电子排布式为 。
（2）HOCH2CN分子中含有的σ键与π键数目之比为 ，该化合物中处于同周期的元素中第一电离能由大到小的顺序为：
（3）三硝基胺N(NO2)3(其结构为)是一种新型的火箭燃料，因硝基吸电子能力强，中心N原子上无孤电子对，则中心N原子的杂化方式为 ，并且与三个硝基中的N构成 形。
（4）甘氨酸(H2NCH2COOH)是最简单的一种氨基酸，其相对分子质量为75，而戊烷相对分子质量为72，与甘氨酸相差不大，但甘氨酸易溶解于水，戊烷却难溶解于水，出现这种差异的原因是 。
（5）NH3易与Cu2+形成[Cu(NH3)4]2+配离子，在该配离子中H-N-H键角比NH3分子中H-N-H键角大的原因是 。[Cu(NH3)4]2+中2个NH3被2个H2O取代，得到两种结构的配离子，则[Cu(NH3)4]2+的空间构型是 。
（6）某立方磷青铜晶体的晶胞结构如图所示。
①原子分数坐标可表示晶胞内部各原子的相对位置，图中各原子分数坐标：A为(0，0，0)，B为(1，1，0)，C为(0，1，1)，则D原子的分数坐标为 。
②若晶体密度为ρg/cm-3，最近的Cu原子核间距为 pm(用含ρ、NA的代数式表示)。
33．（2022·临沂模拟）钛及其化合物在生产、生活中有着广泛的用途。回答下列问题：
（1）Ti(BH4)3是一种储氢材料。BH的空间构型为 ；Ti 、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为 。
（2）已知Ti3+易形成多种配合物，[TiCl( H2O)5]Cl2· H2O是其中的一种。
①1 mol该配合物中含有 molσ键。
②中心离子杂化方式为 (填标号)。
a．sp2 b．sp3 c．sp3d d．sp3d2
③Ti3+具有较强还原性的原因是 。
（3）研究表明，TiO2通过氮掺杂反应可生成TiO2-x Ny，能使TiO2对可见光具有活性，反应如图所示。
①上图TiO2晶胞中钛原子占据 个氧原子围成的八面体空隙。
②已知所有的Ti-O键键长为rpm，B点原子的分数坐标为(，，)，则A点原子的分数坐标为 ；晶胞中A、B间距离为 pm；TiO2晶体密度为 g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
③TiO2-x Ny晶体中x= 。
34．（2022·满洲里模拟）三氯异氰尿酸是一种极强的氧化剂和氯化剂，具有高效、广谱、较为安全的消毒作用。三氯异氰尿酸之所以有杀菌、消毒功能，是因为三氯异氰尿酸溶于水能迅速生成次氯酸，反应方程式如图：
回答下列问题：
（1）Cl的基态原子核外电子排布式 。在三氯异氰尿酸分子中，C和N原子的杂化类型分别为 、 ，基态C和N核外未成对电子数较多的是
（2）苯分子中6个C原子，每个C原子有一个2p轨道参与形成大π键，可记为(右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个共用电子)，则氰尿酸分子中存在的大π键可表示为 。
（3）1mol异氰尿酸分子中σ键的数目为 ，π键的数目为 。HClO分子属于 (填“极性”或“非极性”)分子，其立体构型为 。
（4）异氰尿酸分子和氰尿酸分子的熔点都高于三氯异氰尿酸分子的熔点，其原因是 。
（5）CO2的综合利用有利于“碳中和”，CO2分子在晶体中的堆积方式如图所示，该晶体面心立方最密堆积结构，晶胞边长为apm，则该晶体的密度ρ= g/cm3(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数)
35．（2022·成都模拟）稀土元素是指钪(Sc)、钇(Y)和镧系元素，共17种，位于元素周期表中第IIIB族，均为金属元素，在工业。生产中有重要的作用。回答下列问题：
（1）钇(Y)位于元素周期表中钪(Sc)的下一周期，基态钇(Y)元素的原子价电子排布图为 。
（2）稀土元素常常能和许多配位体形成配合物。若一个配位体含有两个或两个以上的能提供孤电子对的原子，这种配位体就叫多齿配位体，其中有一个能提供孤电子对的原子为一齿(已知：碳氧双键中的氧原子不能提供孤电子对)。DEDTA(结构见图甲)是 齿配位体，其中碳原子的杂化方式有 ，该物质中所含元素的电负性由大到小的顺序是 。
②EDTA与正二十一烷的相对分子质量非常接近，但EDTA的沸点(540.6℃)比正二十一烷的沸点(100℃)高得多，原因是 。
（3）钪(Sc)离子在水中以稳定的[Sc(H2O)6]3+存在，其空间构型为 。
（4）铈(Ce)属于镧系元素，氧化铈是一种重要的光催化材料。氧化铈的晶体结构如图乙所示，氧化铈的化学式为 ；若晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体的密度= g/cm3(写出表达式)。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．该晶胞的边长为 ，故晶胞的体积为 ，A项不符合题意；
B．该晶胞中K的个数为 ，Sb的个数为 ，故K和Sb原子数之比为3∶1，B项符合题意；
C．以面心处Sb为研究对象，与Sb最邻近的K原子数为8，C项不符合题意；
D．K和Sb的最短距离为晶胞体对角线长度的 ，即 ，D项不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A．根据边长计算体积；
B．根据结构分析，注意棱上有12个K原子，晶胞内有9个K原子，顶点有8个Sb原子，面上有6个Sb原子；
C．观察图a，以面心处Sb为例，面上有四个最邻近的K原子，晶胞内还有4个；
D．由图b知，K和Sb的最短距离为晶胞体对角线长度的 1/4。
2．【答案】D
【知识点】原子核外电子排布；分子晶体；晶胞的计算
【解析】【解答】A．S的价电子排布式为：3s23p4，故S位于元素周期表p区，A不符合题意；
B．由该物质形成晶体的晶胞可知：S个数为 ，H个数为： ，故H、S原子个数比为3：1，故该物质的化学式为 ，B不符合题意；
C．S位于H构成的八面体空隙中，如图所示 ，C不符合题意；
D．由于该晶体是一种新型超导材料，说明其是由阴、阳离子构成的，故该晶体属于离子晶体，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】
A.根据硫元素的价电子排布，分析在元素周期表的位置在ｐ区；
B.根据晶胞图可以知道，此物质化学式是；
C.根据晶胞图，硫原子在氢原子所构成的八面体的空隙；
D.此物质是超导材料，属于阴阳离子构成的离子晶体。
3．【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】SiO2是一种空间网状的原子晶体，共价键结合较为牢固，SiA与SiB在x轴方向上的距离为，在y轴方向上的距离为，所以SiA与SiB之间的距离为，B符合题意；
故答案为：B
【分析】此题是对晶体结构计算的考查， 结合SiO2的晶体结构进行分析即可。
4．【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】解：NaCl晶体中Na+与Cl﹣平均距离为a cm，则晶胞棱长为2a cm，晶胞体积为（2a cm）3，晶胞中Na+离子数目为1+12× =4、Cl﹣离子数目为8× +6× =4，则晶胞质量为4× ，则ρg cm﹣3×（2a cm）3=4× ，解得NA= ，
故选：C．
【分析】NaCl晶体中Na+与Cl﹣平均距离为a cm，则晶胞棱长为2a cm，晶胞中Na+离子数目为1+12× =4、Cl﹣离子数目为8× +6× =4，则晶胞质量为4× ，再结合m=ρV计算．
5．【答案】C
【知识点】键能、键长、键角及其应用；晶胞的计算；热化学方程式；催化剂
【解析】【解答】A、该晶胞图中，V占据8个顶点和1个体心，V个数为，O有4个占据面心，2个占据体心，O个数为，则其化学式为VO2，A错误；
B、该反应为气体分子数减少的反应，即熵减反应，△S<0，△H<0，则△G=△H-T△S<0，要让反应自发需要温度足够高，B错误；
C、催化剂可以降低正反应、逆反应的活化能，提高反应速率，C正确；
D、 表示反应物总键能比生成物总键能小196.6KJ，D错误；
故答案为：C
【分析】A、晶胞的化学式判断要结合原子在晶胞中所占的位置判断；
B、结合△G=△H-T△S<0 判断；
C、催化剂可以降低反应活化能；
D、反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，反之反应吸热。
6．【答案】A
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】由CaO晶胞图可知， Ca2＋有8个位于顶点和6个位于面心，个数为4；
故答案为：A
【分析】CaO晶胞图 Ca2＋有8个位于顶点和6个位于面心，个数为8 x 1/8 +6 x 1/2=4。
7．【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．少量氨水与硝酸银溶液反应生成氢氧化银白色沉淀，则步骤1中观察到的白色沉淀为氢氧化银，故A不符合题意；
B．由题意可知，步骤2发生的反应为氧化银与氨水反应生成氢氧化四氨合银和水，得到的溶液中含有四氨合银离子、铵根离子和硝酸根离子，故B符合题意；
C．由题意可知，步骤3发生的反应为氢氧化四氨合银和葡萄糖发生氧化反应生成葡萄糖酸铵、银和水，反应中葡萄糖表现还原性，故C不符合题意；
D．由晶胞结构可知，位于顶点的银原子与位于面心的银原子的距离最近，则晶胞中银原子周围等距且紧邻的银原子有12个，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、少量氨水和硝酸银反应生成氢氧化银；
B、氧化银和氨水反应生成氢氧化四氨合银；
C、葡萄糖具有还原性，可以使银氨溶液生成银镜；
D、结合竟把周围的其他晶胞判断。
8．【答案】D
【知识点】晶胞的计算；晶体的定义
【解析】【解答】A．由题干晶胞示意图可知，该晶胞中位于棱心上，位于体心上，S2-位于顶点，A不符合题意；
B．同一周期从左往右元素电负性依次增大，同一主族从上往下元素电负性依次减小，故电负性：，B不符合题意；
C．由A项分析可知，该晶胞中位于棱心上，位于体心上，S2-位于顶点，则周围距离最近且相等的的个数为2，C不符合题意；
D．由A项分析可知，该晶胞中位于棱心上，位于体心上，S2-位于顶点，故一个晶胞中含有Li+的数目为：，S2-的数目为：=1，的数目为1，若晶胞参数为，则晶体密度为=，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．依据晶胞示意图和化学式判断；
B．同一周期从左往右元素电负性依次增大，同一主族从上往下元素电负性依次减小；
C．同A项分析；
D．利用均摊法确定原子数，再利用密度公式计算。
9．【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．氢卤酸和硝酸银溶液反应可生成卤化银，由氯化银、溴化银、碘化银的溶解度依次减小可知，氟化银的溶解度比氯化银的大，故A不符合题意；
B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的碘离子的个数为8×+6×=4，故B不符合题意；
C．由晶胞结构可知，晶胞中与银离子距离最近的碘离子有4个，银离子的配位数为4，由碘化银的化学式为AgI可知，晶胞中碘离子的配位数为4，故C符合题意；
D．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的碘离子的个数为8×+6×=4，位于体内的银离子的个数为4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(a×10-7)3d，解得d=，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.AgCl、AgBr、AgI的溶解度依次减小，则可推测AgF的溶解度比AgCl的大；
B.根据均摊法计算；
D.根据计算。
10．【答案】D
【知识点】晶胞的计算；晶体的定义
【解析】【解答】A．碳酸锌的组成元素中，与属于区元素，属于区元素，不属于同区元素，不符合题意；
B．晶体碳化硅为共价晶体，原子之间的作用力为共价键，氧化锌为离子晶体，离子之间的作用力为离子键，B不符合题意；
C．由两种氧化锌晶体的晶胞结构可以看出，锌原子位于4个氧原子形成的四面体内部，氧原子位于4个锌原子形成的四面体内部，即锌原子和氧原子的配位数均为4，C不符合题意；
D．图示氧化锌晶体为两种晶体类型不同的离子晶体，锌原子和氧原子都填充在四面体空隙中，所以两种晶体的空间利用率相同，均为74.05%，故晶胞密度也相同，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．依据原子构造原理分析；
B．晶体类型不同， 粒子之间的作用力不同 ；
C．依据晶体的晶胞结构分析；
D．依据晶体的空间利用率相同分析。
11．【答案】D
【知识点】晶胞的计算；物质的分离与提纯
【解析】【解答】A．稀硝酸具有强氧化性，与FeO发生氧化还原反应生成Fe(NO3)3、NO和H2O，离子方程式为3FeO+10H++NO=3Fe3++NO↑+5H2O，A不符合题意；
B．根据分析，“还原”的目的是用锌置换出溶液中的铜过滤除去，B不符合题意；
C．根据分析，“沉淀”过程中，往滤液里通入硫化氢气体得到ZnS沉淀，反应的离子方程式为，C不符合题意；
D．由ZnS晶胞图可知，考虑面心的，每个周围距离最近的有4个，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、氧化亚铁和氢离子、硝酸根反应生成铁离子、一氧化氮和水；
B、锌和铜离子反应生成铜，过滤除去铜的单质；
C、锌离子和硫化氢反应生成硫化锌和氢离子；
D、结合晶胞周围的其他晶胞进行判断。
12．【答案】C
【知识点】离子晶体；晶胞的计算
【解析】【解答】A．NaCl 由钠离子和氯离子构成，以离子键结合，属于离子晶体，A不符合题意；
B．每个晶胞中平均含有个 Na+ 和个 Cl ，B不符合题意；
C．每个 Na+ 周围有6个紧邻的 Cl 和12个紧邻的 Na+，C符合题意；
D．Na+ 和 Cl 以离子键结合，因此 NaCl 具有较高的熔点，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.氯化钠由钠离子和氯离子构成；
B.根据均摊法计算；
D.Na+ 和 Cl 以离子键结合，熔点较高。
13．【答案】C
【知识点】晶胞的计算；晶体的定义
【解析】【解答】A． XeF4是平面正方形结构，空间对称，应该是非极性分子，故A不符合题意；
B． XeF2晶体有独立的XeF2分子，XeF2晶体属于分子晶体，故B不符合题意；
C． 一个XeF2晶胞中XeF2分子的数目，顶点8×=1，体心1，每个晶胞中实际拥有2个XeF2，故C符合题意；
D． XeF2晶体中距离最近的两个XeF2之间的距离为晶胞体对角线的一半，即a（a为晶胞边长），故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．非极性分子是指分子里电荷分布是对称的(正负电荷中心能重合)的分子。极性分子是指分子里电荷分布不对称(正负电荷中心不能重合)的分子；
B． 依据题目中物质的性质分析；
C．利用均摊法分析；
D． 根据晶胞结构计算。
14．【答案】B,C
【知识点】晶胞的计算；晶体的定义
【解析】【解答】A．根据均摊原则，该晶胞中含有的金属原子数目为，选项A不符合题意；
B．原子半径为r，则底面边长为2r，则1、2、3、4原子形成正四面体的高为 ，晶胞的高为正四面体的高的2倍，则晶胞的高为，选项B符合题意；
C．图1结构可分割为3个图2所示的3个晶胞，选项C符合题意；
D．该晶胞中含有2个原子，2个原子的体积为，晶胞的体积为，空间利用率为=，选项D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
15．【答案】A,B
【知识点】离子晶体；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算
【解析】【解答】A、晶体在熔融状态下能够导电，说明该晶体为离子晶体，故A符合题意；
B、Li+的半径小于Na+，晶格能大，熔点比高，故B符合题意；
C、配位数比等于原子数比的倒数，中Li和O的原子数之比为2∶1，则两者配位数之比应为1∶2，故C不符合题意；
D、若该晶体密度为，晶胞中Li+数8、数，设晶胞参数为anm，则，，故D不符合题意；
故答案为：AB。
【分析】A. 晶体在熔融状态下能够导电，属于离子晶体；
B.晶格能大于；
C.中Li和O的原子数之比为2∶1，两者配位数之比为1∶2；
D.结合计算晶胞参数。
16．【答案】C,D
【知识点】晶胞的计算；晶体的定义
【解析】【解答】A．由晶胞结构可知，位于顶点的铁原子与位于体对角线上镁原子的距离最近，则铁原子的配位数为8，A不符合题意；
B．由晶胞结构可知，a位置镁原子位于将晶胞平分为左上侧的立方单位的体心位置，原子的分数坐标为(0.25， 0.75， 0.75)，B不符合题意；
C．由晶胞结构可知，位于顶点的铁原子与镁原子的距离为体对角线的，则铁原子与镁原子间最短距离为b nm，C符合题意；
D．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的铁原子个数为8+6=4，位于体内的镁原子个数为8，位于体心和棱的中心位置的氢分子个数为12+1=4，储氢后化学式为FeMg2H2，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
17．【答案】B,C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．根据均摊原则，A中白球数为、黑球数为，表示化学式为AB3型化合物，故不选A；
B．根据均摊原则，B中黑球数为、白球数为1，表示化学式为AB2型化合物，故选B；
C．根据均摊原则，C中白球数为8、黑球数为，表示化学式为AB2型化合物，故选C；
D．根据均摊原则，D中小黑球数为、大黑球数为，表示化学式为AB型化合物，故不选D；
故答案为：BC。
【分析】注意晶胞中顶点、棱和面心上的原子数目并非全部属于该晶胞。
18．【答案】A,C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．该立方体中铁原子个数=×8=1， Fe2+和 Fe3+各0.5个，CN-位于每条棱上，该立方体中含有CN-个数=×12=3，由电荷守恒可知化学式是K0.5Fe(CN)3，晶体的化学式可以表示为KFe2(CN)6，选项A符合题意；
B．每个CN- 含有2个π键，每个立方体中含有CN-个数为3，所以一个立方体中含有6个π键，选项B不符合题意；
C．由A选项可知一个晶胞中K+的个数为0.5 ×8= 4个，选项C符合题意；
D．根据图示，普鲁士蓝中Fe3+周围Fe2+离子个数为6个，选项D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】A.该立方体中铁原子个数=×8=1， Fe2+和 Fe3+各0.5个，CN-位于每条棱上，该立方体中含有CN-个数=×12=3；
B.每个CN- 含有2个π键；
C.晶胞的结构含0.5个K+；
D.Fe3+周围与之相邻的Fe2+位于顶点。
19．【答案】B,D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．ZnS中 位于顶点和面心，因此M的硫化物中 的排列方式与ZnS中 相似，故A不符合题意；
B．根据图1得出晶胞中有4个 ，在MS晶胞中，说明也有4个 ，如果A处 的坐标为（0,0,0），一个 的坐标为（ ），另外三个 的坐标分别为（ ），（ ），（ ），则在（ ）处不存在 ，故B符合题意；
C．MS晶胞中，距离 最近的有4个 ，因此距离 最近的 为4个，故C不符合题意；
D．MS和M2S晶胞的俯视图不为 ，应该四边的中心也有 （侧面面心的俯视图），故D符合题意。
故答案为BD。
【分析】A.硫化锌中的硫离子处于面心和顶点与M中硫离子相似
B.根据晶胞图即可计算出M2+的位置
C.葛奴晶胞图即可找出距离最近的M2+的个数
D.俯视图注意在棱中心也应该有硫离子
20．【答案】（1）ad；d
（2）sp2；σ；一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔；Cl参与形成的大π键越多，形成的C-Cl键的键长越短
（3）CsCl；CsCl为离子晶体，ICl为分子晶体
（4）电解质；
【知识点】原子核外电子排布；原子核外电子的跃迁及应用；晶体熔沸点的比较；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）F为第9号元素，其基态原子电子排布式为1s22s22p5，其激发态是基态原子2p能级上的几个电子跃迁到3p能级上。
a.基态氟原子2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上，属于氟原子的激发态，a符合题意；
b.核外共10个电子，不是氟原子，b不符合题意；
c.核外共8个电子，不是氟原子，c不符合题意；
d.基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上，属于氟原子的激发态，d符合题意；
故答案为：ad。
同一原子3p能级的能量比3s能级的能量高，因此能量最高的是1s22s22p33p2，故答案为：d。
（2）①一氯乙烯的结构式为，其中碳原子有3对共用电子对，采用sp2杂化，因此C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C-Cl σ键。
②一氯乙烷中碳采用sp3杂化，一氯乙烯中碳采用sp2杂化，一氯乙炔中碳采用sp杂化。sp杂化时p成分少，sp3杂化时p成分多，p成分越多，形成的C-Cl键越弱，则其键长越长；同时Cl参与形成的大π键越多，形成的C-Cl键长越短，一氯乙烯中Cl的3px轨道与C的2px轨道形成3中心4电子的大π键(Π34 )，一氯乙炔中Cl的3px轨道与C的2px轨道形成2套3中心4电子的大π键(Π34 )，因此三种物质中C-Cl键键长顺序为：一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔。
（3）非氧化还原反应中各元素化合价不变，根据反应前后元素的种类不变，CsICl2反应生成无色晶体和红棕色液体，则无色晶体为CsCl，红棕色液体为ICl。CsCl为离子晶体，熔化时，克服的是离子键，ICl为分子晶体，熔化时，克服的是分子间作用力，因此CsCl的熔点比ICl高。
（4）在电场作用下，Ag+不需要克服太大阻力即可发生迁移，则α-AgI晶体是优良的离子导体，在电池中可作为电解质。每个晶胞中含I-的个数为8×+1=2，则Ag+个数也为2，所以晶胞的物质的量n=mol=mol，晶胞体积V=a3pm3=(504×10-12)3m3，则α-AgI晶体的摩尔体积Vm=。
【分析】（1）注意氟原子的激发态是指基态原子2p能级上的几个电子跃迁到3p能级上。氟原子3p能级的能量比3s能级的能量高。
（2）C的杂化轨道中s成分越多，形成的C-Cl键越强，则其键长越短；Cl参与形成的大π键越多，形成的C-Cl键长越短。据此分析。
（3）非氧化还原反应前后元素的化合价不变，结合产物的特点和质量守恒定律进行分析。离子晶体的熔点比分子晶体高，据此分析。
（4）运用均摊法算出该晶胞的个数和体积，结合N=n·NA和V=n·Vm进行解答。
21．【答案】（1）3d64s2
（2）8；4
（3）；降低反应活化能
（4）由Fe3+水解产物的颜色所致；向该溶液中加HNO3；；
【知识点】原子核外电子排布；晶胞的计算；热化学方程式；离子方程式的书写
【解析】【解答】（1）Fe为26号元素，所以基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2，故答案为：3d64s2；
（2）由图可知，晶胞A中Fe的配位数为8，所以每个Fe原子紧邻的原子数为8。根据原子均摊法，每个晶胞B中含Fe原子数为 ，故答案为：8；；4
（3）由图可知，1mol N2和3mol H2反应时，放出的热量为(a-b)kJ，所以该反应的热化学方程式 。铁触媒是反应的催化剂，作用是降低反应活化能，故答案为： ；降低反应活化能；
（4）①由于Fe3+水解产物的颜色导致溶液Ⅰ却呈黄色，为了能观察到溶液Ⅰ中 的浅紫色，可向该溶液中加HNO3，抑制铁离子的水解，故答案为：由Fe3+水解产物的颜色所致；向该溶液中加HNO3；
②向溶液Ⅱ中加入NaF后，溶液颜色由红色转变为无色，说明 和氟离子转化为 ，其离子方程式为 ， 和 相减得到 ，所以平衡常数为 ，故答案为： ； 。
【分析】（1）Fe是26号元素，处于第四周期第Ⅷ族，属于过渡元素，价电子包括3d、4s电子；
（2）A晶胞为体心立方堆积，以体心Fe原子研究，与之紧邻的原子处于顶点；均摊法计算B晶胞中Fe数目，顶角原子贡献率为1/8，面心原子贡献率为1/2；
（3）由图可知1mol氮气与3mol氢气反应生成2mol氨气放出（a b）kJ热量，书写热化学方程式需注明物质的聚集状态和反应热△H；使用催化剂，降低反应活化能，加快反应速率；
（4）①根据Fe3＋易水解分析颜色变化，由于水解使溶液呈酸性，加酸抑制水解既能观察到浅紫色；
②根据溶液颜色由红色转变为无色，证明[Fe(SCN)6]3 转化为[FeF6]3 ，可以由第二个离子方程式减去第一个离子方程式得到，平衡常数为两个反应的平衡常数之比。
22．【答案】（1）
（2）6
（3）小于
（4）；
（5）
（6）MnS中阴阳离子所带电荷数比NaCl的多，离子键强度更大；
【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；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）Mn元素是第25号元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，所以本问应填“ ”；
（2）由题干图例所示，HMn(CO)5中Mn原子以配位键连接5个C原子，1个H原子，所以本问应填“6”；
（3）根据元素周期律，总体规律同一周期元素从左到右第一电离能依次增强，特殊规律同周期IIA族第一电离能大于IIIA族，VA族第一电离能大于VIA族，C是IVA族，O是VIA族，不涉及特殊规律，所以本问应填“小于”；
（4）①根据价层电子对互斥理论， 中心原子C连接3个O原子，所以δ键为3，孤电子对数 (阴离子计算孤电子对数时，所带负电荷绝对值要与中心原子价电子数相加)，所以 中C原子价层电子对数为3，孤电子对数为0，故其离子结构为平面三角形；再根据价层电子对数与杂化轨道对应关系，可知 中C原子的杂化轨道类型是sp2，故本问第一空应填“sp2”；
②按题目要求，阴离子中心原子价层电子对数应为3，孤电子对数为0，带电荷量为-1，无机酸根一般是含氧酸阴离子，所以代入孤电子对公式可解得其中心原子价电子数为5，所以本问第二空应填“ ”；
（5）根据题目描述，CH3Mn(CO)5与I2交换原子(或原子团)，形成新物质，故本问应填“ ”；
（6）①离子晶体熔沸点高低不光与晶体结构有关，也与离子带电荷量有关，MnS晶体中每个离子都带2个单位电荷(正或负)，而NaCl晶体中，每个离子只带1个单位电荷，所以本问第一空应填“MnS中阴阳离子所带电荷数比NaCl的多，离子键强度更大”；
②根据题目所给信息，依据a、b两点原子的三维坐标推得，MnS晶胞的三维坐标关系是以b点左侧y轴上同一高度的S原子中心为三维坐标中心，轴向上每两个最近的S原子(或Mn原子)间距为单位长度，那么c点Mn原子的坐标为 ，故本问第二空应填“ ”。
【分析】
（1）锰元素质子数25，其1s22s22p63s23p63d54s2，其价层电子排布是3d54s2；
（2）根据结构示意图，配位数是6；
（3）同周期电离能自左到右依次增大，但存在例外，如IIA和IIIA族，VA族和VIA族；
（4）C原子价层电子对数为3，孤电子对数为0，杂化轨道类型是sp2，而相似构型的负一价酸根离子只有硝酸根；
（5）按照要求交换原子团即可；
（6）硫化锰所带的电荷数较多，离子键强度大，熔点相对较高。
23．【答案】（1）2：5；N＞S＞Mn
（2）＞；S原子半径更小，H—S键的键长更短，键能更大
（3）sp3
（4）平面三角形
（5）11×6.02×1023（或11NA）
（6）100%；该单元不能“无隙并置”成晶体；
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；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)基态Ti2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2，有2个未成对电子，基态Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，有5个未成对电子，基态Ti2+和Mn2+中未成对电子数之比为2：5；同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，第IIA、第VA族比相邻元素大，第一电离能：N＞O，同主族从上到下元素的第一电离能逐渐减小，第一电离能：O＞S，Mn为金属元素，N、S为非金属元素，Mn的第一电离能比N、S小，故第一电离能由大到小的顺序为N＞S＞Mn；答案为：2：5；N＞S＞Mn。
(2)原子半径S＜Se，故键长：H—S＜H—Se，键能：H—S＞H—Se；答案为：＞；S原子半径更小，H—S键的键长更短，键能更大。
(3)C3N4的硬度可以和金刚石媲美，则C3N4属于共价晶体，N原子的价层电子对数为4，N原子采取sp3杂化；答案为：sp3。
(4)SeO2中中心原子Se的孤电子对数为=1，σ键电子对数为2，价层电子对数为1+2=3，VSEPR模型为平面三角形；答案为：平面三角形。
(5)H2S2O8是一种强氧化剂，可看作两个H2SO4分子通过形成过氧键结合而成，则H2S2O8的结构式为，则1molH2S2O8中σ键的数目为11×6.02×1023（或11NA）；答案为：11×6.02×1023（或11NA）。
(6)①由图可知，MnSe晶体中，Se原子堆积成的正八面体空隙包括以晶胞体心和棱心为中心的两种，均被Mn原子填充，填充率为100%；答案为：100%。
②图2所示单元不是MnSe的晶胞单元，原因是：该单元不能“无隙并置”成晶体；答案为：该单元不能“无隙并置”成晶体。
③根据均摊法，1个晶胞中含Se：=4，含Mn：=4，1个晶胞的质量为=，晶胞的体积为÷ρg·cm-3=，晶胞的边长为cm，该晶体中Se原子与Mn原子之间最短距离为晶胞边长的，则Se原子与Mn原子之间最短距离为×cm=cm=×1010pm；答案为：×1010。
【分析】(1)利用构造原理分析；同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，第IIA、第VA族比相邻元素大；
(2)利用原子半径越小，键长越短，键能越大分析；
(3)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；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；
(5)依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键；
(6)①利用晶胞结构判断。
②晶体中晶胞的排列规律为无隙并置。
③根据均摊法确定原子数再进行计算。
24．【答案】（1）1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
（2）1：1；CO
（3）N＞C＞H
（4）正四面体形；sp3
（5）(1，，)；×
【知识点】原子核外电子排布；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)Fe元素位于周期表中第四周期第Ⅷ族，其核外有26个电子，根据构造原理书写基态Fe原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，故答案为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；
(2)[Fe(CN)6]4-中含有σ键与π键的数目比为12：12=1：1，与CN-互为等电子体的化合物分子式为 CO，故答案为：1：1；CO；
(3)酞菁钴中三种非金属原子为C、N、H，同周期自左而右电负性增大，非金属性越强电负性越大，故电负性N＞C＞H，故答案为：N＞C＞H；
(4)的中心原子S原子孤电子对数==0，价层电子对数=0+4=4，微粒空间构型为正四面体形；硫原子采取sp3杂化，故答案为：正四面体形；sp3；
(5)①D在x、y、z轴上的投影分别是1、、，D原子的坐标参数为(1，，)，故答案为：(1，，)；
②此晶胞中含有的铁原子的数目为×8+×6=4，N原子的数目为1，晶胞质量为，设晶胞参数为acm，晶胞体积为V=a3cm3，晶胞密度g cm-3，则a=cm，最近的两个铁原子的距离为面对角线的一半，则晶胞中两个最近的Fe的核间距为×cm，故答案为：×。
【分析】(1)根据构造原理书写；
(2)依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键；等电子体原理为原子总数相同，价电子总数相同的分子；
(3)非金属性越强电负性越大；
(4)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；
(5)①利用晶胞结构确定坐标参数；
②利用均摊法确定原子数，再利用公式计算。
25．【答案】（1）d；5s25p4
（2）As>Se> Te
（3）AF；正四面体
（4）sp3；19
（5）(0.25，0.75，0.875)、(0.75，0.25，0.875)；CdSnAs2；(合理即可）
【知识点】原子核外电子排布；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)Zr是Ti的同族相邻元素，价电子排布式为4d25s2，位于周期表的p区；Te原子为52号元素，位于周期表第五周期、第VIA族，基态Te原子的价电子排布式是5s25p4；
(2)同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，第一电离能由大到小的顺序是：As>Se> Te；
(3)①[Cd(NH3)4]2+中不存在离子键，铜原子和氮原子间存在配位键，含有N-H单键存在σ键，氮原子和氢原子之间存在共价键，NH3分子之间存在氢键，所以不存在的化学键是离子键、π键，
故答案为：AF；
②已知该离子中2个NH3被2个Cl- 替代只得到一种结构，则该离子的立体构型为正四面体；
(4)根据对氨基苯胂酸的结构简式可知As原子与周围原子形成4个σ键(As=O键有一个σ键一个π键)，不含孤电子对，所以杂化轨道类型为sp3，苯环上6个碳原子之间有6个C-C单键为σ键，还有4个C-H单键为σ键，As=O键有一个σ键一个π键，其他共价键均为σ键，所以一个对氨基苯胂酸分子中有19个σ键，则1mol对氨基苯胂酸含σ键数目19NA；
(5)①由晶胞结构和部分原子分数坐标可知，黑球表示Cd原子，白球表示Sn原子，灰球表示As原子；此晶胞中距离Cd(0，0，0)最远的As的位置(0.25，0.75，0.875)、(0.75，0.25，0.875)；
②由部分Cd原子的分数坐标(0，0，0)，可知8个Cd在晶胞的顶点，4个Cd在晶胞的面心，1个在晶胞的体心；部分Sn原子的分数坐标为(0，0，0.5)，4个Sn在晶胞的棱上，6个Sn在晶胞的面心，部分As原子的坐标为(0.25，0.25，0.125)，8个As在晶胞的体心，所以一个晶胞中含有Sn的个数为：4×+6×=4；Cd原子个数为8×+4×+1=4，As原子个数为8，Cd-Sn-As原子个数比：4：4：8=1：1：2，该化合物的化学式为CdSnAs2，晶胞质量为，晶胞体积为，晶胞密度为 g·cm-3。
【分析】(1)利用核外电子排布规律书写；
(2)同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；
(3)①依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键；
②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；
(4)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；
(5)①利用晶胞结构确定部分原子分数坐标；
②利用均摊法确定原子数，再利用公式计算。
26．【答案】（1）；价
（2）配位；；
（3）
（4）；或或
【知识点】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)晶胞中Cu的个数为8×+6×=4，I的个数为4，故化学式为，Cu的化合价为+1价。
(2)NH3提供孤电子对与Cu2+形成配位键，NH3中N原子的杂化方式为，与NH3分子互为等电子体的一种阳离子是。
(3)a位置：，b位置：，N为1个，从题图2看出：替代a位置型产物的能量更低，将化学式由用铜替换为。
(4)由晶胞结构可知一个晶胞中含有4个和4个，则有：(d为晶胞边长)，。四个在晶胞内的四个小立方体的中心，不在同一平面上，过b向上面作垂线，构成直角三角形，如下图所示，为，为，则斜边即的距离为。另解：见右图，长度为，根据余弦定理可求的长度：。也可根据构成直角三角形，的长度为，的长度为。
【分析】（1）晶胞的计算要结合顶点、体心、面心等多个角度计算；根据化学式判断铜的价态；
（2）铜离子可以提供空轨道，氨分子提供孤电子对，形成配位键；杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数；
（3）晶胞的计算要结合顶点、体心、面心等多个角度计算；
（4）密度要结合摩尔质量、体积、阿伏加德罗常数进行计算。
27．【答案】（1）3d104s1；15
（2）sp3、sp2；四面体形；O＞N＞C＞H
（3）1 ： 1
（4）异硫氰酸可形成分子间氢键，而硫氰酸不能
（5）(0.5，1，0.5)；
【知识点】原子核外电子排布；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)铜的原子序数是29，基态Cu原子的价电子排布式为3d104s1，核外电子占据的轨道数是1+1+3+1+3+5+1＝15，因此原子核外的电子有15种空间运动状态。
(2)配合物中含有两种碳原子，即饱和碳原子和形成碳氧双键的碳原子，则其中碳原子的杂化轨道类型是sp3、sp2，NH3分子含有的价层电子对数是，所以其价层电子对互斥模型是四面体形，非金属性越强，电负性越大，则C、N、O、H的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C＞H。
(3)配位键是σ键，三键中含有1个σ键和2个π键，则阴离子[Cu(CN)3]2-中σ键与π键数目之比为。
(4)由于异硫氰酸可形成分子间氢键，而硫氰酸不能，所以理论上异硫氰酸(H-N=C=S)的沸点高于硫氰酸(H-S-C≡N)的。
(5)①根据图中各原子分数坐标：A为(0，0，0)，B为(1，1，0)，C为(0，1，1)，且D原子位于面心处，则D原子的分数坐标为(0.5，1，0.5)。
②依据晶胞结构可知晶胞中含有1个P，Cu原子个数是，Sn原子个数是，若晶体密度为ρg·cm-3，则晶胞边长是pm，最近的Cu原子核间距为面对角线的一半，即为pm。
【分析】(1)依据构造原理分析。
(2)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，确定杂化类型；
非金属性越强，电负性越大。
(3依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键；
(4)考虑氢键的形成对沸点的影响。
(5)①根据晶胞结构图确定坐标；
②利用均摊法确定原子数，再利用计算。
28．【答案】（1）N
（2）Ge
（3）N＞As＞Ga；二者都属于共价晶体，由于原子半径：As＞N，共价键的键长：Ga-As＞Ga-N，则键能：Ga-As＜Ga-N，断裂共价键消耗的能量Ga-As＜Ga-N，故物质的熔点：GaN＞GaAs；Ga(CH3)3+AsH3 GaAs+3CH4；sp2杂化；三角锥形
（4）Cd3Ga5O12； /mol
【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
【解析】【解答】(1)Ga是31号元素，位于元素周期表第四周期，因此基态Ga核外电子占据的最高能层的符号是N；
(2)根据构造原理可知基态21Sc核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d14s2，有1个未成对电子；Ga原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p1，有1个未成对电子；32Ge原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p2，有2个未成对电子。因此这三种元素中，未成对电子数最多的是Ge；
(3)①同一周期元素，原子序数越大，元素的非金属性越强，其电负性就越大；同一主族元素，原子核外电子层数越少，元素的非金属性越强，其电负性就越大。元素的非金属性：N＞As＞Ga，所以Ga、N、As三种元素的电负性由大到小的顺序是：N＞As＞Ga；
②GaN、GaAs都是共价晶体，由于原子半径：As＞N，所以共价键的键长：Ga-As＞Ga-N，共价键的键长越长，键能就越小，该共价键键能就越小，化学键就越容易断裂，断裂共价键消耗的能量就越少，则含有该化学键的物质的熔沸点就越低，所以物质GaN的熔点(1700℃)高于GaAs熔点(1238℃)；
③GaAs可由Ga(CH3)3和AsH3在一定条件下制得，该反应的化学方程式是：Ga(CH3)3+AsH3 GaAs+3CH4；
Ga(CH3)3分子中Ga原子与3个-CH3的C原子形成3个σ共价键，Ga原子上无孤对电子，因此Ga原子采用sp2杂化；
AsH3分子中的中心As原子价层电子对数是3+ =4，含有1对孤电子对，因此AsH3分子构型为三角锥形；
(4)①在钆镓石榴石晶胞中含有Ga3+原子为8× +1=2；含有Cd3+为6× =3；含有 个数为6× =3，所以该晶体化学式为Cd3Ga5O12；
②该晶体结构单位的边长为a nm，晶体的密度为ρ g·cm 3，则根据密度计算公式可得ρ g·cm 3= ，所以阿伏加德罗常数NA= /mol 。
【分析】
(1)利用核外电子排布分析；
(2)根据构造原理确定原子核外电子排布式；
(3)①元素的非金属性越强，其电负性就越大；
②共价晶体，原子半径越大，共价键的键长越长，键能就越小，熔沸点就越低；
③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；
(4)①利用分摊法确定化学式；
②根据密度计算公式计算 。
29．【答案】（1）电子(运动)状态；3
（2）N>B>Ca；sp2杂化；3p；；BCl3和四氯化碳均为非极性分子，而氨气属于极性分子，相似相溶
（3）2mol；2
（4）
【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
【解析】【解答】(1)整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子(运动)状态三个因素共同决定；基态B原子的电子排布式为：1s22s22p1，故其核外电子填充在1s，2s，2p三个轨道中；
(2)①金属的电负性较小，另外，同周期元素电负性从左向右在增大，故Ca、B、N三种元素电负性从大到小的顺序为：N>B>Ca；
②BCl3中B原子的价层电子对数为3，其杂化方式为sp2，故BCl3中B原子的sp2杂化轨道与Cl原子的3p轨道形成σ键；基态B原子价电子层上的电子先进行激发，再进行杂化，说明B原子激发后的三个轨道能量相同，故激发时B原子的价电子排布图为： ；
③极性相似的物质溶解度较大，BCl3和四氯化碳为非极性分子，氨气为极性分子，故原因是：BCl3和四氯化碳均为非极性分子，而氨气属于极性分子，相似相溶；
(3)由图1可知，图中连有羟基的B原子含有配位键，故1mol该阴离子存在的配位键物质的量为2mol，在该阴离子中B显+3价，O显-2价，H显+1价，根据化合价的关系可知，n=2；
(4)将8个正八面体的中心连接呈晶胞的立方晶系图，由M点坐标知该原子位于晶胞的中心，且每个坐标系的单位长度都记为1，已知B6八面体中B -B键的键长为d pm，晶胞参数为a pm，则八面体中心到顶点的距离为： ，则N点在棱的 处，其坐标为( ，1，0)。
【分析】(1)依据核外电子排布规律判断；
(2)①同周期元素电负性从左向右在增大；
②依据中心原子的杂化类型进行判断；
③依据相似相溶原理；
(3)依据化合物中化合价代数和为0；
(4)依据原子在晶胞中的位置，确定坐标参数。
30．【答案】（1）2s22p2
（2）CH3NH2和CH3CH3均为分子晶体，且 分子间存在氢键，CH3CH3分子间无氢键
（3）晶胞具有相同的平行面，若“3”碳原子处于晶胞上面面心，则晶胞下面面心必须有一个对称的碳原子，由图中可知，晶胞下面面心上无对称碳原子，所以“3”碳原子不处于晶胞面心；3：2；1；
【知识点】原子核外电子排布；晶胞的计算；氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】(1)已知C是6号元素，则基态碳原子的价电子排布式为2s22p2，故答案为：2s22p2；
(2)由于CH3NH2和CH3CH3均为分子晶体，且 分子间存在氢键，CH3CH3分子间无氢键，导致 的沸点比 高，故答案为：CH3NH2和CH3CH3均为分子晶体，且 分子间存在氢键，CH3CH3分子间无氢键；
(3)①晶胞具有相同的平行面，若“3”碳原子处于晶胞上面面心，则晶胞下面面心
必须有一个对称的碳原子，由图中可知，晶胞下面面心上无对称碳原子，所以“3”碳原子不处于晶胞面心，故答案为：晶胞具有相同的平行面，若“3”碳原子处于晶胞上面面心，则晶胞下面面心必须有一个对称的碳原子，由图中可知，晶胞下面面心上无对称碳原子，所以“3”碳原子不处于晶胞面心；
②由题干晶胞图可知，同一层中“1”氮原子周围有3个碳原子它最近，而“2”氮原子周围最近的碳原子为2个，故配位数之比为3：2，故答案为：3：2；
③由题干晶胞图示可知，每个“2”氮原子与周围的原子形成了2个σ键，根据N的价电子数为5可知，其周围还有1对孤电子对，则还有1个成单电子参与形成π键，故每个“2”氮原子提供1个电子参与形成π键，故答案为：1；
④中间层原子均在晶胞内部，C原子有6个在面上，3个内部，则含有的C原子数目为：6× +3=6，N原子有2个在面上，8个在顶点，8个棱上，4个在内部，则含有的N原子数目为：2× +8× +8× +4=8，晶胞质量为 g= g，晶胞体积为Vcm3，该晶胞的密度ρ＝ = g cm-3，故答案为： 。
【分析】（1）C的原子序数为6，根据构造原理书写电子排布式；
（2）氢键的存在使物质沸点升高；
（3）①若“3”碳原子处于晶胞上面面心，则晶胞下面面心必须有一个对称的碳原子；
② “1”氮原子的配位数为3， “2”氮原子的配位数为2；
③根据列式计算。
31．【答案】（1）4：3；平面三角形
（2）sp2 sp3；N>H>C；1.2
（3）阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低。
（4）；7：2
【知识点】原子核外电子排布；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)N是7号元素，其电子排布式为1s22s22p3，所以基态N原子的成对电子数与未成对电子数之比为4：3；根据价层电子对互斥理论， 的价层电子对数为 ，且 中的氮无孤电子，所以 离子的空间构型为平面三角形；
(2)由N-甲基咪唑的结构简式可知，分子中甲基碳原子为饱和碳原子，形成4个单键，不存在孤电子对，杂化方式为sp3，双键碳原子形成1个σ键和一个π键，不存在孤电子对，杂化方式为sp2；N-甲基咪唑中所含元素为N、C和H，根据同一周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势，且N原子的2p能级有3个电子，处于半满稳定结构，所以第一电离能N>C，但由于H原子的核外电子距离原子核近，受到原子核的引力大，电离需要消耗更多的能量，因此第一电离能比C大，因此所含元素第一电离能由大到小的顺序是N>H>C；根据N-甲基咪唑的结构简式，可知1个N-甲基咪唑分子中含有12个σ键，所以0.1molN-甲基咪唑中含σ键的数目为1.2NA，故答案为sp2、sp3；N>H>C；1.2；
(3)该离子化合物常温下为液态而非固态，原因是阴阳离子半径大，所带的电荷数小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低，故答案为阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低；
(4)根据立方晶系TiO2晶胞结构，可知每个TiO2晶胞中平均分布4个Ti原子和8个O原子，所以其晶体的密度为 ；氮掺杂后，每个TiO2-aNb晶胞中平均分布4个Ti原子，氧原子为 个，氮原子为 个，该晶体的化学式为 ，所以可求得 、 ，所以a：b=7：2，故答案为 ，7：2；
【分析】（1）N为7号元素，根据构造原理写出其核外电子排布式；硝酸根的空间构型为平面三角形；
（2） N-甲基咪唑中形成双键的碳原子采用sp2杂化，甲基上的碳原子采用sp3杂化；同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，H核外只有一个电子层，第一电离能较大；单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键；
（3）液态熔点低；
（4）根据计算；根据均摊法计算a：b。
32．【答案】（1）4s24p3
（2）3：1；N>O>C
（3）sp2；(平面)三角
（4）甘氨酸分子与水分子之间存在氢键，而戊烷与水分子不能形成氢键
（5）由于NH3分子中存在1对孤电子对，形成络离子后则不存在孤电子对转化为成键电子对，而孤电子对成键电子对的排斥作用>成键电子对对成键电子对的排斥作用；正四边形
（6）(，1，)；××1010pm
【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；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）As为第33号元素，位于第四周期ⅤA，基态砷原子外围电子排布式为：4s24p3；
（2）HOCH2CN分子中σ键为 6个、π键数为2，σ键与π键数目之比为 3：1；N原子价电子排布是半充满状态，在同一周期第一电离能会变大，该物质中处于同周期的元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C；
（3）三硝基胺()中心氮原子形成3条σ键，且无孤电子对，即价层电子对数为3，故中心N原子的杂化方式为sp2杂化；并且与三个硝基中的N构成平面三角形；
（4）甘氨酸易溶解于水，戊烷却难溶解于水甘氨酸分子与水分子之间存在氢键，而戊烷与水分子不能形成氢键；
（5）H-N-H键角比NH3分子中H-N-H键角大的原因是由于NH3分子中存在1对孤电子对，形成络离子后则不存在孤电子对转化为成键电子对，而孤电子对成键电子对的排斥作用>成键电子对对成键电子对的排斥作用；[Cu(NH3)4]2+中2个NH3被2个H2O取代，得到两种结构的配离子，[Cu(NH3)4]2+的空间构型是正四边形；
（6）①根据图中各原子分数坐标：A为(0，0，0)，B 为(1，1，0)，C为(0，1，1)，且D原子位于面心处，则D 原子的分数坐标为(，1，)；
②依据晶胞结构可知晶胞中含有1个P，Cu原子个数是6×=3，Sn 原子个数是8×=1，若晶体密度ρg/cm-3，晶胞棱长为： ，最近的Cu原子核间距为面对角线的一半，即为：××1010pm。
【分析】（1）As为33号元素，其价电子排布式为4s24p3；
（2）单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，三键中含有1个σ键和2个π键；同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；
（3）三硝基胺中心N原子形成3个σ键，不含孤电子对；
（4）与水分子间形成氢键，能增大物质在水中的溶解度；
（5）孤电子对间排斥力＞孤电子对和成键电子对之间的排斥力＞成键电子对之间的排斥力，孤电子对越多键角越小；
（6）①D原子位于面心处；
②根据均摊法和计算。
33．【答案】（1）正四面体形；H＞B＞Ti
（2）18；d；Ti3+的价层电子排布为3d1很容易在失去一个电子达到3d轨道上全空的稳定结构
（3）6；(，0，+)；；；
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；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)BH中中心原子B周围的价层电子对数为：4+=4，故根据价层电子对互斥理论可知，其空间构型为正四面体形，BH中H显-1价，B显+3价，金属的电负性小于非金属的，故Ti 、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为H＞B＞Ti，故答案为：正四面体形；H＞B＞Ti；
(2)已知Ti3+易形成多种配合物，[TiCl( H2O)5]Cl2· H2O是其中的一种。
①已知[TiCl( H2O)5]Cl2· H2O 中含有[TiCl( H2O)5]2+和Cl-的离子键，[TiCl( H2O)5]2+中存在H-O共价键，Ti-O、Ti-Cl配位键，故1 mol该配合物中含有6+5×2+2=18molσ键，故答案为：18；
②根据杂化轨道理论可知，参与杂化的原子轨道之和等于杂化之后形成的杂化轨道数目，且杂化轨道只用于存放孤电子对或者形成σ键，已知中心离子周围形成了6个配位键即σ键，故其杂化方式为sp3d2，故答案为：d；
③已知Ti3+的价层电子排布为3d1很容易在失去一个电子达到3d轨道上全空的稳定结构，故Ti3+具有较强还原性，故答案为：Ti3+的价层电子排布为3d1很容易在失去一个电子达到3d轨道上全空的稳定结构；
(3)①由题干晶胞图示信息可知，上图TiO2晶胞中B点钛原子可以看出，钛原子占据6个氧原子围成的八面体空隙，故答案为：6；
②已知所有的Ti-O键键长为rpm，B点原子的分数坐标为(，，)，则A点原子的分数坐标为(，0，+)；晶胞中A、B间距离为pm，由题干晶胞图可知，一个晶胞中含有Ti个数为：，O为：，故一个晶胞的质量为：，又知一个晶胞的体积为：a2c×10-30cm3，故TiO2晶体密度为=g·cm-3，故答案为：(，0，+)；；；
③由题干晶胞图可知，一个晶胞中含有Ti个数为：，O为：，N原子为：，故该晶体中：Ti：O：N=4：：=1： ：，故TiO2-x Ny晶体中x=，故答案为：。
【分析】(1)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；非金属性越强，电负性越强；
(2)①依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键
②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；
③利用全满、半满、全空结构比较稳定分析；
(3)①由题干晶胞信息判断；
②利用均摊法确定原子数，再利用公式计算。
③利用均摊法确定原子数。
34．【答案】（1）[Ne]3s23p5；sp2；sp3；N
（2）
（3）12NA；3NA；极性分子；V型
（4）异氰尿酸分子和氰尿酸分子的分子间存在氢键，而三氯异氰尿酸分子间不能形成氢键
（5）
【知识点】原子核外电子排布；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)Cl的原子序数是17，其基态原子核外电子排布式为[Ne]3s23p5。在三氯异氰尿酸分子中，C是不饱和碳原子，属于sp3杂化，N全部形成单键，其N原子的杂化类型为sp2，基态C和N核外未成对电子数分别是2、3，因此核外未成对电子数较多的是N；
(2)氰尿酸分子存在的环状结构和苯环结构是类似的，则氰尿酸分子中存在的大π键可表示为。
(3)单键都是σ键，双键中也含有1个σ键，根据异氰尿酸分子的结构简式可知1mol异氰尿酸分子中σ键的数目为12NA，双键中也含有1个π键，π键的数目为3NA。HClO分子的结构式为H-O-Cl，结构不对称，属于极性分子，中心原子氧原子含有2对孤电子对，其立体构型为V形。
(4)由于异氰尿酸分子和氰尿酸分子的分子间存在氢键，而三氯异氰尿酸分子间不能形成氢键，所以异氰尿酸分子和氰尿酸分子的熔点都高于三氯异氰尿酸分子的熔点；
(5)根据晶胞结构可知含有二氧化碳分子个数是，晶胞边长为apm，所以该晶体的密度ρ==g/cm3。
【分析】(1)利用构造原理分析；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；
(2)类比苯环结构分析。
(3)依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键；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；
(4)分子间存在氢键，熔点高；
(5)利用均摊法确定原子数，再利用公式计算。
35．【答案】（1）
（2）6；sp2、sp3杂化；O>N>C>H；EDTA能形成分子间氢键而正二十一烷不能
（3）正八面体形
（4）CeO2；
【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；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)钇为39号元素，基态Y原子的价电子排布式为：4d15s2，价电子排布图为 ；
(2)DEDTA是6齿配位体，EDTA中羧基上C原子价层电子对个数是3、亚甲基上C原子价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化轨道类型，前者为sp2杂化、后者为sp3杂化，元素的非金属性越强，其电负性越大，非金属性O>N>C>H，则电负性O>N>C>H，故答案为：6；sp2和sp3；O>N>C>H；
②能形成分子间氢键的物质熔沸点较高，EDTA能形成分子间氢键，导致其熔沸点较高，故答案为：EDTA能形成分子间氢键而正二十一烷不能；
(3)六个水分子围绕Sc3+形成八面体结构；
(4)该晶胞中Ce原子位于八个顶点和六个面心，含有4个Ce原子，O原子位于体心内，共8个，Ce原子与O原子个数比为1：2，化学式为CeO2；晶胞质量为，晶胞参数为anm，则晶胞体积为V=(a×10-7)3cm3，晶胞密度为 g/cm3。
【分析】（1）Y的原子序数为39，根据构造原理书写电子排布式，进而画成出电子排布图；
（2）①DEDTA是6齿配位体，DEDTA中双键C采用sp2杂化，饱和C原子采用sp3杂化；元素的非金属性越强电负性越大；
②含有氢键的物质沸点较高；
（3） [Sc(H2O)6]3+ 为正八面体形；
（4）根据均摊法计算各原子数目，进而确定其化学式；根据计算晶体密度。
