化學(xué)高分培養(yǎng)計(jì)劃一輪全國創(chuàng)新高分講義：第41講 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 含答案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第41講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．晶體和晶胞（1）晶體與非晶體(2）獲得晶體的三條途徑①熔融態(tài)物質(zhì)凝固。②氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固（凝華)。③溶質(zhì)從溶液中析出。(3）晶胞①概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元.②晶體與晶胞的關(guān)系：數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置"構(gòu)成晶體。③晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算——均攤法：如某個(gè)粒子為n個(gè)晶胞所共有，則該粒子有eq\f（1,n)屬于這個(gè)晶胞。2．四種類型晶體的比較3．離子晶體的晶格能(1）定義:氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體釋放的能量，通常取正值，單位：kJ·mol－1。（2)影響因素①離子所帶電荷數(shù):離子所帶電荷數(shù)越多,晶格能越大。②離子的半徑：離子的半徑越小，晶格能越大。(3)與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，且熔點(diǎn)越高,硬度越大。1．正誤判斷,正確的畫“√"，錯(cuò)誤的畫“×"。（1)具有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體。（)（2）冰中包含的作用力有范德華力、氫鍵和共價(jià)鍵.()(3)區(qū)分晶體和非晶體最可靠的方法是測(cè)定其有無固定熔點(diǎn).()（4)1mol金剛石和SiO2中含有的共價(jià)鍵數(shù)目均為4NA.(）(5)金剛石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)中，最小的環(huán)上有6個(gè)碳原子。(）（6）離子晶體中一定存在金屬元素。()（7)碳有三種同素異形體：金剛石、石墨和C60,其熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)椋篊60>金剛石〉石墨。(）（8)通過X-射線衍射實(shí)驗(yàn)的方法可以區(qū)分晶體和非晶體。（)答案（1)×(2)√（3)×(4)×（5）√(6)×(7)×（8)√2．某物質(zhì)的晶體中含有A、B、C三種元素，其排列方式如圖所示（其中前后兩面面心中的B元素的原子未能畫出）。則晶體中A、B、C的原子個(gè)數(shù)比為（）A．1∶3∶1 B．2∶3∶1C．2∶2∶1 D．1∶3∶3答案A解析利用均攤法計(jì)算。據(jù)圖知，該正方體中A原子個(gè)數(shù)＝8×eq\f(1,8)＝1，B原子個(gè)數(shù)＝6×eq\f(1，2）＝3，C原子個(gè)數(shù)＝1,所以晶體中A、B、C的原子個(gè)數(shù)比為1∶3∶1?？键c(diǎn)1晶體與晶胞典例1（2017·贛州模擬）某離子晶體的晶體結(jié)構(gòu)中最小重復(fù)單元如圖所示。A為陰離子，在正方體內(nèi)，B為陽離子，分別在頂點(diǎn)和面心，則該晶體的化學(xué)式為（）A．B2A B．BA2C．B7A4 D．B4A7解析A在正方體內(nèi),晶胞中的8個(gè)A離子完全被這1個(gè)晶胞占有;B分別在頂點(diǎn)和面心,頂點(diǎn)上的離子被1個(gè)晶胞占有eq\f(1，8)，面心上的離子被1個(gè)晶胞占有eq\f（1，2)，所以1個(gè)晶胞實(shí)際占有的B離子為8×eq\f(1，8)＋6×eq\f（1，2）＝4，則該晶體的化學(xué)式為BA2.答案B名師精講(1)具有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體，如玻璃。（2）晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別：是否有自范性.(3)晶胞是從晶體中“截取”出來具有代表性的“平行六面體”，但不一定是最小的“平行六面體"。(4）區(qū)分晶體和非晶體最科學(xué)的方法是對(duì)固體進(jìn)行X.射線衍射實(shí)驗(yàn).（5)在使用均攤法計(jì)算晶胞中微粒個(gè)數(shù)時(shí)，要注意晶胞的形狀，不同形狀的晶胞，應(yīng)先分析任意位置上的一個(gè)粒子被幾個(gè)晶胞所共有。如六棱柱晶胞中，頂點(diǎn)、側(cè)棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2個(gè)晶胞所共有.（6）晶胞中的有關(guān)物理量的計(jì)算對(duì)于立方晶胞，可簡化成下面的公式進(jìn)行各物理量的計(jì)算：a3×ρ×NA＝n×M，a表示晶胞的棱長，ρ表示密度,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，n表示1mol晶胞中所含晶體的物質(zhì)的量，M表示晶體的摩爾質(zhì)量。1．如圖是物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)示意圖,請(qǐng)認(rèn)真觀察兩圖,判斷下列說法正確的是(）A．兩種物質(zhì)在一定條件下都會(huì)自動(dòng)形成有規(guī)則幾何外形的晶體B．Ⅰ形成的固體物理性質(zhì)有各向異性C．Ⅱ形成的固體一定有固定的熔點(diǎn)D．二者的X。射線衍射圖譜是相同的答案B解析由微觀結(jié)構(gòu)示意圖可知Ⅰ為晶體，Ⅱ?yàn)榉蔷w，晶體具有規(guī)則的幾何外形，具有各向異性和固定的熔點(diǎn)，用X。射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)定時(shí)，晶體內(nèi)部的微粒在空間呈現(xiàn)有規(guī)則的重復(fù)排列，非晶體則沒有這些性質(zhì).2．（1）Ti的氧化物和CaO相互作用形成鈦酸鹽，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示.該晶胞中Ca2＋的配位數(shù)是________，該晶胞的化學(xué)式為__________。(2）M原子的外圍電子排布式為3s23p5，與銅形成化合物的晶胞如圖所示(黑點(diǎn)代表銅原子)，該晶體的化學(xué)式為____________。答案(1)12CaTiO3（2)CuCl解析(1）根據(jù)晶胞圖可知，距離Ca2＋最近且距離相等的O2－有12個(gè)，故Ca2＋的配位數(shù)＝12,該晶胞中Ca2＋數(shù)目＝1，Ti4＋數(shù)目＝8×eq\f(1，8）＝1，O2－數(shù)目＝12×eq\f（1，4)＝3,故化學(xué)式為CaTiO3。（2）根據(jù)M的外圍電子排布式為3s23p5，確定M為Cl元素，該晶胞中Cl原子數(shù)目＝8×eq\f(1，8）＋6×eq\f(1,2）＝4,Cu原子數(shù)目＝4，故化學(xué)式為CuCl?？键c(diǎn)2常見的晶體模型典例2（2014·海南高考)碳元素的單質(zhì)有多種形式，如圖依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖:回答下列問題：(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式,它們互為________.（2）金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化形式分別為________、________。(3）C60屬于________晶體，石墨屬于________晶體。（4）石墨晶體中,層內(nèi)C—C鍵的鍵長為142pm,而金剛石中C-C鍵的鍵長為154pm.其原因是金剛石中只存在C—C間的________共價(jià)鍵,而石墨層內(nèi)的C—C間不僅存在________共價(jià)鍵，還有________鍵。(5)金剛石晶胞含有________個(gè)碳原子。若碳原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長為a，根據(jù)硬球接觸模型，則r＝________a，列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率____________(不要求計(jì)算結(jié)果）。解析（1）金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式,它們互稱為同素異形體。(2)金剛石中碳原子與相鄰四個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)單鍵，C原子采取sp3雜化方式;石墨中的碳原子用sp2雜化軌道與相鄰的三個(gè)碳原子以σ鍵結(jié)合。（3)C60中構(gòu)成微粒是分子,所以屬于分子晶體；石墨的層內(nèi)原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，層與層之間以范德華力結(jié)合，所以石墨屬于混合晶體。（4)在金剛石中只存在C-C之間的σ鍵;石墨層內(nèi)的C-C之間不僅存在σ鍵，還存在π鍵。(5）由金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞內(nèi)部有4個(gè)C原子，面心上有6個(gè)C原子，頂點(diǎn)有8個(gè)C原子,晶胞中C原子數(shù)目為4＋6×eq\f（1,2）＋8×eq\f（1,8）＝8；若C原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長為a，根據(jù)硬球接觸模型，則正方體對(duì)角線長度的eq\f（1,4)就是C—C鍵的鍵長,即eq\f（\r(3)，4）a＝2r，所以r＝eq\f(\r(3),8）a,碳原子在晶胞中的空間占有率w＝eq\f(8×\f(4，3)πr3,a3)＝eq\f（8×\f（4,3)π×\b\lc\(\rc\）（\a\vs4\al\co1(\f(\r(3）,8)a）)3，a3）＝eq\f(\r(3）π,16）。答案（1）同素異形體（2)sp3sp2(3）分子混合(4)σσπ（或大π或p。pπ)(5）8eq\f（\r（3)，8）eq\f（8×\f(4,3)πr3，a3)＝eq\f（\r(3)π，16)名師精講（1)判斷某種粒子周圍等距且緊鄰的粒子數(shù)目時(shí)，要注意運(yùn)用三維想象法。如NaCl晶體中，Na＋周圍的Na＋數(shù)目（Na＋用“”表示)：每個(gè)面上有4個(gè)，共計(jì)12個(gè).（2）石墨晶體石墨晶體是混合晶體,呈層狀結(jié)構(gòu)。同層內(nèi)碳原子以共價(jià)鍵形成平面正六邊形結(jié)構(gòu)，平均每個(gè)正六邊形擁有的碳原子個(gè)數(shù)是2,C原子采取的雜化方式是sp2。層與層之間以分子間作用力結(jié)合。所以石墨晶體熔、沸點(diǎn)很高，但硬度不大，有滑膩感，能導(dǎo)電.3．下列說法正確的是（）A．鈦和鉀都采取圖1的堆積方式B．圖2為金屬原子在二維空間里的非密置層放置，此方式在三維空間里堆積，僅得簡單立方堆積C．圖3是干冰晶體的晶胞，晶胞棱長為acm,則在每個(gè)CO2周圍最近且等距離的CO2有8個(gè)D．圖4是一種金屬晶體的晶胞,它是金屬原子在三維空間以密置層采取ABCABC…堆積的結(jié)果答案D解析圖1表示的堆積方式為A3型緊密堆積,K采用A2型密堆積,A錯(cuò)誤；B在二維空間里的非密置層放置，在三維空間堆積形成A2型密堆積，得到體心立方堆積，B錯(cuò)誤；干冰晶體的晶胞屬于面心立方晶胞,配位數(shù)為12，即每個(gè)CO2周圍距離相等的CO2分子有12個(gè)，C錯(cuò)誤；該晶胞類型為面心立方，則為A1型密堆積，金屬原子在三維空間里密置層采取ABCABC堆積，D正確。4．有四種不同堆積方式的金屬晶體的晶胞如圖所示，有關(guān)說法正確的是()A．①為簡單立方堆積，②為六方最密堆積，③為體心立方堆積，④為面心立方最密堆積B．每個(gè)晶胞含有的原子數(shù)分別為①1個(gè)，②2個(gè)，③2個(gè)，④4個(gè)C．晶胞中原子的配位數(shù)分別為①6，②8，③8,④12D．空間利用率的大小關(guān)系為①<②<③<④答案B解析①為簡單立方堆積，②為體心立方堆積，③為六方最密堆積,④為面心立方最密堆積，A錯(cuò)誤；每個(gè)晶胞含有的原子數(shù)分別為①8×eq\f（1,8）＝1，②8×eq\f(1,8)＋1＝2，③8×eq\f(1,8）＋1＝2，④8×eq\f（1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，B正確;晶胞③中原子的配位數(shù)應(yīng)為12，其他判斷正確，C錯(cuò)誤；四種晶體的空間利用率分別為52％、68%、74%、74%，D錯(cuò)誤。考點(diǎn)3四類晶體的組成和性質(zhì)典例3現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)數(shù)據(jù):A組B組C組D組金剛石：3550Li：181HF：－83NaCl硅晶體：1410Na：98HCl：－115KCl硼晶體：2300K：64HBr：－89RbCl二氧化硅:1723Rb：39HI:－51MgO：2800℃據(jù)此回答下列問題：(1)由表格可知，A組熔點(diǎn)普遍偏高，據(jù)此回答：①A組屬于________晶體，其熔化時(shí)克服的粒子間的作用力是________。②二氧化硅的熔點(diǎn)高于硅，是由于___________________。③硼晶體的硬度與硅晶體相對(duì)比：________.（2）B組晶體中存在的作用力是________，其共同的物理性質(zhì)是________(填序號(hào))，可以用________理論解釋。①有金屬光澤②導(dǎo)電性③導(dǎo)熱性④延展性(3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于____________________。（4）D組晶體可能具有的性質(zhì)是________(填序號(hào)）.①硬度?、谒芤耗軐?dǎo)電③固體能導(dǎo)電④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電(5）D組晶體中NaCl、KCl、RbCl的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)開_______________,MgO晶體的熔點(diǎn)高于三者,其原因解釋為_____________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)A組由非金屬元素組成，熔點(diǎn)很高,屬于原子晶體，熔化時(shí)需破壞共價(jià)鍵。由共價(jià)鍵形成的原子晶體中，原子半徑小的鍵長短，鍵能大，晶體的熔點(diǎn)高，硬度大。(2)B組都是金屬，存在金屬鍵,具有金屬晶體的性質(zhì)，可以用電子氣理論解釋相關(guān)物理性質(zhì)。(3)C組鹵化氫晶體屬于分子晶體，HF熔點(diǎn)高是由于分子之間形成了氫鍵。（4）D組是離子化合物,熔點(diǎn)高，具有離子晶體的性質(zhì)。(5）晶格能與離子電荷數(shù)和離子半徑有關(guān)，電荷數(shù)越多,半徑越小，晶格能越大，晶體熔點(diǎn)越高.答案（1)①原子共價(jià)鍵②O的原子半徑小于Si的原子半徑,Si—O的鍵長小于Si—Si的鍵長，Si-O的鍵能大于Si-Si的鍵能③硼晶體大于硅晶體(2)金屬鍵①②③④電子氣（3）HF分子間能形成氫鍵(4)②④(5)NaCl〉KCl〉RbClMgO晶體為離子晶體，離子晶體中離子所帶電荷數(shù)越多，半徑越小，晶格能越大,熔點(diǎn)越高名師精講(1)原子晶體一定含有共價(jià)鍵，而分子晶體可能不含共價(jià)鍵.(2）含陰離子的晶體中一定含有陽離子，但含陽離子的晶體中不一定含陰離子，如金屬晶體。(3）原子晶體的熔點(diǎn)不一定比離子晶體高,如石英的熔點(diǎn)為1710℃，MgO的熔點(diǎn)為2852℃。(4)金屬晶體的熔點(diǎn)不一定比分子晶體的熔點(diǎn)高，如Na的熔點(diǎn)為97℃,尿素的熔點(diǎn)為132.7℃。(5）同種晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較①原子晶體eq\x(原子半徑越小)→eq\x(鍵長越短)→eq\x(鍵能越大）→eq\x(熔、沸點(diǎn)越高）如熔點(diǎn)：金剛石〉碳化硅>硅。②離子晶體a．一般地說，離子所帶的電荷數(shù)越多(主要因素)，離子半徑越小，熔、沸點(diǎn)就越高，如熔點(diǎn)：Al2O3〉MgO〉NaCl>CsCl。b．衡量離子晶體穩(wěn)定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，熔點(diǎn)越高，硬度越大。③分子晶體a．具有氫鍵的分子晶體熔、沸點(diǎn)反常地高。如熔、沸點(diǎn)：H2O〉H2Te〉H2Se〉H2S。b．組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔點(diǎn)越高，如熔點(diǎn)：SnH4>GeH4>SiH4>CH4。c．組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量接近）,分子的極性越大，其熔點(diǎn)越高，如熔點(diǎn):CO>N2。d．對(duì)于有機(jī)物的同分異構(gòu)體,支鏈越多，熔點(diǎn)越低。如熔點(diǎn)：④金屬晶體金屬原子半徑越小，價(jià)電子數(shù)越多，其金屬鍵越強(qiáng)，金屬熔點(diǎn)越高，如熔點(diǎn)：Na<Mg〈Al。(6)晶體類型的幾種判斷方法①依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷a．離子晶體的熔點(diǎn)較高。b．原子晶體熔點(diǎn)很高。c．分子晶體熔點(diǎn)低。d．金屬晶體多數(shù)熔點(diǎn)高,但也有少數(shù)熔點(diǎn)相當(dāng)?shù)?。②依?jù)導(dǎo)電性判斷a．固體不導(dǎo)電,熔融狀態(tài)時(shí)能導(dǎo)電的晶體是離子晶體。b．原子晶體一般為非導(dǎo)體.c．分子晶體為非導(dǎo)體,而分子晶體中的電解質(zhì)(主要是酸和強(qiáng)極性非金屬氫化物)溶于水，使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由移動(dòng)的離子,也能導(dǎo)電。d．金屬晶體是電的良導(dǎo)體。③依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷a．離子晶體硬度較大且脆。b．原子晶體硬度大。c．分子晶體硬度小且較脆。d．金屬晶體多數(shù)硬度大,但也有較低的，且具有延展性。5．下面的排序不正確的是（）A．熔點(diǎn)由高到低:Na>Mg>AlB．硬度由大到?。航饎偸?gt;碳化硅〉晶體硅C．晶體熔點(diǎn)由低到高：CF4〈CCl4〈CBr4<CI4D．晶格能由大到小：NaF>NaCl>NaBr〉NaI答案A解析金屬離子的電荷越多、半徑越小,其熔點(diǎn)越高,則熔點(diǎn)由高到低為Al>Mg>Na,A錯(cuò)誤；鍵長越短，其價(jià)鍵越強(qiáng)，硬度越大，鍵長C—C<C—Si〈Si—Si,則硬度由大到小為金剛石>碳化硅〉晶體硅,B正確;組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，晶體的熔點(diǎn)越高,則晶體熔點(diǎn)由低到高順序?yàn)镃F4〈CCl4〈CBr4〈CI4，C正確；電荷相同的離子，離子半徑越小，晶格能越大,F、Cl、Br、I的離子半徑由小到大，則晶格能：NaF>NaCl〉NaBr〉NaI，D正確。6．下圖為幾種晶體或晶胞的示意圖:請(qǐng)回答下列問題:（1)上述晶體中，粒子之間以共價(jià)鍵結(jié)合形成的晶體是________.(2）冰、金剛石、MgO、CaCl2、干冰5種晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)開___________________________。(3）NaCl晶胞與MgO晶胞相同，NaCl晶體的晶格能________（填“大于”或“小于"）MgO晶體，原因是______________________________________________________________________________.（4)每個(gè)Cu晶胞中實(shí)際占有________個(gè)銅原子，CaCl2晶體中Ca2＋的配位數(shù)為________。答案(1）金剛石晶體(2)金剛石、MgO、CaCl2、冰、干冰(3）小于’MgO晶體中離子的電荷數(shù)大于NaCl晶體中離子電荷數(shù)；且r(Mg2＋)〈r（Na＋）、r（O2－）〈r（Cl－）（4）4’8解析(1)冰晶體、干冰晶體均為分子晶體,粒子間通過分子間作用力結(jié)合成晶體，Cu晶體中微粒間通過金屬鍵結(jié)合形成晶體，MgO和CaCl2晶體中微粒之間通過離子鍵結(jié)合形成晶體。(2）離子晶體的熔點(diǎn)與離子半徑及離子所帶電荷有關(guān)，離子半徑越小,離子所帶電荷越大，則離子晶體熔點(diǎn)越高.金剛石是原子晶體，熔點(diǎn)最高，冰、干冰均為分子晶體,冰中存在氫鍵,冰的熔點(diǎn)高于干冰。（4)銅晶胞實(shí)際占有銅原子數(shù)用均攤法分析：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f（1，2）＝4；氯化鈣晶體中Ca2＋的配位數(shù)為8，Cl－配位數(shù)為4.微專題晶體結(jié)構(gòu)的有關(guān)計(jì)算1．“均攤法”計(jì)算晶胞中的粒子數(shù)（1)長方體（包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算（2)非長方體晶胞中粒子視具體情況而定，如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(diǎn)(1個(gè)碳原子）被三個(gè)六邊形共有，每個(gè)六邊形占eq\f（1,3）。2．晶胞質(zhì)量＝晶胞占有的微粒的質(zhì)量＝晶胞占有的微粒數(shù)×eq\f（M，NA）。3．空間利用率＝eq\f（晶胞占有的微粒體積,晶胞體積).4．金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式(設(shè)棱長為a)。(1）面對(duì)角線長＝eq\r（2）a。（2)體對(duì)角線長＝eq\r（3)a。（3）體心立方堆積4r＝eq\r（3）a（r為原子半徑)。（4)面心立方堆積4r＝eq\r（2）a（r為原子半徑)。5．根據(jù)晶體晶胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和有關(guān)數(shù)據(jù)，求算晶體的密度或晶體晶胞的體積或晶胞參數(shù)a(晶胞邊長)對(duì)于立方晶胞，可建立如下求算途徑：得關(guān)系式：ρ＝eq\f（n×M，a3×NA)（a表示晶胞邊長，ρ表示密度，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，n表示1mol晶胞所含基本粒子或特定組合的物質(zhì)的量,M表示摩爾質(zhì)量)典例1KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立體結(jié)構(gòu)，邊長為a＝0。446nm,晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置,如圖所示.K與O間的最短距離為________nm，與K緊鄰的O個(gè)數(shù)為________.解析K與O間的最短距離為eq\f(\r（2）,2）a＝eq\f（\r(2)，2)×0.446nm≈0。315nm；由于K、O分別位于晶胞的頂角和面心,所以與K緊鄰的O原子為12個(gè).答案0.31512典例2GaAs的熔點(diǎn)為1238℃，密度為ρg·cm－3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半徑分別為rGapm和rAspm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為________。解析首先用均攤法計(jì)算出1個(gè)晶胞中含有As原子的個(gè)數(shù)：8×eq\f（1，8)＋6×eq\f(1,2）＝4，再通過觀察可知1個(gè)晶胞中含有4個(gè)Ga原子.4個(gè)As原子和4個(gè)Ga原子的總體積V1＝4×eq\b\lc\(\rc\(\a\vs4\al\co1())eq\f(4,3)π×10－30×req\o\al（3，As)＋eq\f（4，3）π×10－30×req\o\al（3，Ga)eq\b\lc\\rc\）(\a\vs4\al\co1(））cm3；1個(gè)晶胞的質(zhì)量為4個(gè)As原子和4個(gè)Ga原子的質(zhì)量之和，即eq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1（\f（4MAs,NA）＋\f（4MGa，NA））)g，所以1個(gè)晶胞的體積V2＝eq\f（4,ρNA)（MAs＋MGa）cm3。最后由eq\f(V1，V2)即得結(jié)果。答案eq\f(4π×10－30NAρr\o\al（3，Ga）＋r\o\al(3,As）,3MGa＋MAs)×100％(建議用時(shí)：40分鐘）一、選擇題（每題6分,共42分）1．(2017·石家莊質(zhì)檢)關(guān)于晶體的敘述中，正確的是（）A．原子晶體中,共價(jià)鍵的鍵能越大，熔、沸點(diǎn)越高B．分子晶體中,分子間的作用力越大，該分子越穩(wěn)定C．分子晶體中，共價(jià)鍵的鍵能越大，熔、沸點(diǎn)越高D．某晶體溶于水后，可電離出自由移動(dòng)的離子，該晶體一定是離子晶體答案A解析分子的穩(wěn)定性取決于分子內(nèi)部共價(jià)鍵的強(qiáng)弱，與分子間作用力無關(guān)，B錯(cuò)誤；分子晶體熔、沸點(diǎn)的高低,取決于分子間作用力的大小，C錯(cuò)誤；也可能是分子晶體，如HCl，D錯(cuò)誤。2．NF3可由NH3和F2在Cu催化劑存在下反應(yīng)直接得到：4NH3＋3F2eq\o（=，\s\up17（Cu))NF3＋3NH4F。上述化學(xué)方程式中的5種物質(zhì)沒有涉及的晶體類型為（）A．離子晶體 B．分子晶體C．原子晶體 D．金屬晶體答案C解析NH3、F2、NF3屬于分子晶體,Cu屬于金屬晶體，NH4F屬于離子晶體。3．（2017·長沙一中質(zhì)檢)下列有關(guān)離子晶體的數(shù)據(jù)大小比較不正確的是(）A．熔點(diǎn)：NaF>MgF2>AlF3B．晶格能：NaF>NaCl>NaBrC．陰離子的配位數(shù):CsCl〉NaCl>CaF2D．硬度：MgO〉CaO〉BaO答案A解析由于r(Na＋）〉r(Mg2＋)>r(Al3＋），且Na＋、Mg2＋、Al3＋所帶電荷依次增大，所以NaF、MgF2、AlF3的離子鍵依次增強(qiáng)，晶格能依次增大,故熔點(diǎn)依次升高。r（F－）<r(Cl－）〈r（Br－)，故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次減小.在CsCl、NaCl、CaF2中陰離子的配位數(shù)分別為8、6、4。r（Mg2＋）<r(Ca2＋)〈r（Ba2＋)，故MgO、CaO、BaO的晶格能依次減小，硬度依次減小.4．下列說法正確的是（）A．區(qū)分晶體和非晶體的最可靠的科學(xué)方法是對(duì)固體進(jìn)行X-射線衍射B．1mol金剛石中的C—C鍵數(shù)是2NA,1molSiO2晶體中的Si-O鍵數(shù)也是2NAC．水晶和干冰在熔化時(shí),晶體中的共價(jià)鍵都會(huì)斷裂D．晶體中分子間作用力越大,分子越穩(wěn)定答案A解析晶體與非晶體最本質(zhì)的區(qū)別是組成物質(zhì)的粒子在微觀空間是否有序排列，X。射線衍射可以看到微觀結(jié)構(gòu)，A正確；金剛石中1個(gè)C原子與另外4個(gè)C原子形成C—C單鍵,這個(gè)C原子對(duì)每個(gè)單鍵的貢獻(xiàn)只有eq\f(1，2）,所以1molC原子形成的C—C鍵為4×eq\f（1,2）＝2mol，而二氧化硅晶體中1個(gè)Si原子分別與4個(gè)O原子形成4個(gè)Si—O單鍵,則1molSiO2晶體中Si—O鍵為4mol，B錯(cuò)誤；水晶是原子晶體，熔化時(shí)共價(jià)鍵斷裂，而分子晶體干冰熔化時(shí),分子間作用力被削弱而共價(jià)鍵不斷裂,C錯(cuò)誤；分子的穩(wěn)定性取決于化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，D錯(cuò)誤.5．高溫下,超氧化鉀晶體(KO2)呈立方體結(jié)構(gòu)。如圖為超氧化鉀晶體的一個(gè)晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元)。則下列有關(guān)說法正確的是（)A．與K＋最近且距離相等的K＋有6個(gè)B．超氧化鉀的化學(xué)式為KO2，每個(gè)晶胞含有1個(gè)K＋和1個(gè)Oeq\o\al（－，2)C．晶體中與每個(gè)K＋距離最近的Oeq\o\al(－,2）有6個(gè)D．晶體中,所有原子之間都以離子鍵相結(jié)合答案C解析根據(jù)題給信息，超氧化鉀晶體是面心立方晶體，超氧化鉀晶體（KO2)是離子化合物，陰、陽離子分別為Oeq\o\al(－，2）、K＋,晶體中K＋與Oeq\o\al(－，2）間形成離子鍵，Oeq\o\al（－，2）中O－O鍵為共價(jià)鍵。作為面心立方晶體，每個(gè)晶胞中含有K＋:8×eq\f（1，8）＋6×eq\f（1,2）＝4(個(gè)),Oeq\o\al（－，2)：1＋12×eq\f(1,4)＝4(個(gè))，晶胞中與每個(gè)K＋最近且距離相等的Oeq\o\al（－，2）有6個(gè),最近且距離相等的K＋有12個(gè)。6．下列有關(guān)說法不正確的是()A．水合銅離子的模型如圖1所示，1個(gè)水合銅離子中有4個(gè)配位鍵B．CaF2晶體的晶胞如圖2所示，每個(gè)CaF2晶胞平均占有4個(gè)Ca2＋C．H原子的電子云圖如圖3所示,H原子核外大多數(shù)電子在原子核附近運(yùn)動(dòng)D．金屬銅中Cu原子堆積模型如圖4，為最密堆積,每個(gè)Cu原子的配位數(shù)均為12答案C解析從圖1可以看出水合銅離子中有1個(gè)銅離子和4個(gè)配位鍵，A正確；按均攤法，每個(gè)晶胞中有Ca2＋：8×eq\f(1,8）＋6×eq\f(1，2)＝4，B正確；電子云中點(diǎn)的疏密表示單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多少，C錯(cuò)誤；從圖4中可以看出中心的銅原子的配位數(shù)為12，D正確。7．以NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．18g冰（圖1)中含O—H鍵數(shù)目為2NAB．28g晶體硅(圖2)中含有Si-Si鍵數(shù)目為2NAC．44g干冰(圖3)中含有NA個(gè)晶胞結(jié)構(gòu)單元D．石墨烯(圖4）是碳原子單層片狀新材料，12g石墨烯中含C-C鍵數(shù)目為1。5NA答案C解析1個(gè)水分子中含有2個(gè)O—H鍵，18g冰的物質(zhì)的量為1mol，含O-H鍵數(shù)目為2NA,A正確;28g晶體硅中含有1molSi原子，每個(gè)硅原子與其他4個(gè)Si形成4個(gè)Si—Si鍵，每個(gè)硅原子形成的共價(jià)鍵為eq\f（1，2）×4＝2,則1mol單質(zhì)硅含有2molSi-Si鍵，B正確；1個(gè)晶胞結(jié)構(gòu)單元含有4個(gè)二氧化碳分子，44g干冰中含有晶胞結(jié)構(gòu)單元個(gè)數(shù)小于NA個(gè)，C錯(cuò)誤;在石墨烯中，每個(gè)碳原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，所以每個(gè)碳原子實(shí)際占化學(xué)鍵為1。5個(gè)，12g石墨烯即1mol所含碳碳鍵數(shù)目為1.5NA,D正確.二、非選擇題（共58分)8．(2017·廣東佛山市質(zhì)檢)（18分)2016年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予在“分子機(jī)器設(shè)計(jì)和合成”領(lǐng)域有突出成就的三位科學(xué)家，其研究對(duì)象之一“分子開關(guān)"與大環(huán)主體分子苯芳烴、硫或氮雜環(huán)杯芳烴等有關(guān)。（1)一種硫雜環(huán)杯芳烴的結(jié)構(gòu)如圖甲所示,該分子中硫原子的雜化方式為____________.(2)圖乙為對(duì)叔丁基杯［4］芳烴,由4個(gè)羥基構(gòu)成杯底，羥基間的相互作用力是____________。(3)杯芳烴可用于某些第ⅢB族元素金屬離子如La3＋及Sc2＋的萃取,基態(tài)Sc2＋核外電子排布式為______________________。(4）不同大小的杯芳烴能識(shí)別中性分子或離子，如：CHCl3、苯、C60、COeq\o\al(2－,3)、SCN－、Neq\o\al（－，3)等.下列說法正確的是________（填字母）.A．由圖丙知C60分子中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)比是3∶1B．元素電負(fù)性大小順序?yàn)镾>Cl>CC．SCN－、Neq\o\al(－，3)與CO2互為等電子體,因此均為直線形D．苯中含有C—H極性鍵，是極性分子（5）觀察C60晶胞（如圖丁所示).①與每個(gè)C60分子距離最近且相等的C60分子有________個(gè),其距離為________cm（列出計(jì)算式即可)。②C60晶體中C60和C60間的作用力屬于________(填“離子鍵”“共價(jià)鍵”或“分子間作用力”).③已知C60晶體內(nèi)相鄰C60球體間的距離是304pm，則與石墨層間距離（335pm）相比較,兩者數(shù)據(jù)存在差異的原因是________________________________________。答案（1）sp3(2)氫鍵（3)1s22s22p63s23p63d1或[Ar］3d1(4）AC(5)①120。71×eq\r（2)×10－7cm（或7.1×eq\r(2）×10－8cm等合理計(jì)算表達(dá)式均可）②分子間作用力③C60的摩爾質(zhì)量大于C的摩爾質(zhì)量，C60分子間作用力較大，間距較小解析(1）根據(jù)圖甲所示有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，其中1個(gè)硫原子形成4個(gè)σ鍵,無孤電子對(duì)，因此S原子的雜化軌道數(shù)為4,即雜化類型為sp3.（2)羥基間可以形成氫鍵。(3)Sc位于元素周期表第四周期第ⅢB族,原子序數(shù)為21，基態(tài)Sc原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2或[Ar］3d14s2，因此Sc2＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d1或［Ar］3d1.(4）根據(jù)C60的分子結(jié)構(gòu)圖知，1個(gè)碳原子形成eq\f（3，2)個(gè)σ鍵和eq\f(1，2)個(gè)π鍵，因此σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)比為3∶1，故A正確；因非金屬性：Cl〉S>C，則電負(fù)性：Cl>S〉C,故B錯(cuò)誤；等電子體是指原子總數(shù)相等、價(jià)電子總數(shù)相等的微粒,等電子體的結(jié)構(gòu)相同，由CO2是直線形，可知SCN－、Neq\o\al（－，3)也為直線形，故C正確;苯分子是含C-H極性鍵的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，屬于非極性分子,故D錯(cuò)誤。(5)①根據(jù)C60的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，與每個(gè)C60分子距離最近的C60分子在下層有4個(gè)，在同一平面有4個(gè)，在上層有4個(gè),共有12個(gè)。最近的距離為晶胞面對(duì)角線的一半，為0。71×eq\r（2）×10－7cm。②C60屬于分子晶體,微粒間的作用力是分子間作用力。③C60和石墨都屬于分子晶體,C60的摩爾質(zhì)量大于C的摩爾質(zhì)量，C60分子間作用力較大，間距較小。9．(2017·江西調(diào)研）(18分)鈦及其化合物被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星、艦艇、醫(yī)療以及石油化工等領(lǐng)域.(1）Ti的基態(tài)原子的核外電子排布式為____________。(2)已知TiC在碳化物中硬度最大，工業(yè)上一般在真空和高溫(>1800℃）條件下用C還原TiO2制取TiC：TiO2＋3Ceq\o（=,\s\up17(>1800℃）)TiC＋2CO↑。該反應(yīng)中涉及的元素按電負(fù)性由大到小的順序排列為____________；根據(jù)所給信息，可知TiC是________晶體.(3)鈦的化合物TiCl4，熔點(diǎn)為－24℃，沸點(diǎn)為136。4℃，常溫下是無色液體，可溶于甲苯和氯代烴。①固態(tài)TiCl4屬于________晶體,其空間構(gòu)型為正四面體，則鈦原子的雜化方式為____________。②TiCl4遇水發(fā)生劇烈的非氧化還原反應(yīng),生成兩種酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________。③用鋅還原TiCl4的鹽酸溶液，經(jīng)后續(xù)處理可制得綠色的配合物[TiCl(H2O）5］Cl2·H2O。該配合物中含有化學(xué)鍵的類型有____________.（4）鈦的一種氧化物是優(yōu)良的顏料,該氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該氧化物的化學(xué)式為____________；在晶胞中Ti原子的配位數(shù)為__________，若晶胞邊長為anm,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，列式表示氧化鈦晶體的密度：____________g/cm3。答案（1)1s22s22p63s23p63d24s2（或［Ar]3d24s2)（2）O>C>Ti原子（3）①分子sp3②TiCl4＋3H2O=H2TiO3＋4HCl③共價(jià)鍵、離子鍵(4）TiO26eq\f（160，a×10－73×NA）解析（1)Ti的核電荷數(shù)是22，其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2（或［Ar］3d24s2).（2）元素非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則題述反應(yīng)中涉及的元素按電負(fù)性由大到小的順序排列為O>C>Ti;根據(jù)題給信息知TiC的硬度大，說明TiC是原子晶體。(3)①TiCl4空間構(gòu)型為正四面體，則鈦原子的雜化方式為sp3。②TiCl4遇水發(fā)生劇烈的非氧化還原反應(yīng)，生成兩種酸，根據(jù)原子守恒應(yīng)該是鹽酸和鈦酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiCl4＋3H2O=H2TiO3＋4HCl。③配合物[TiCl（H2O）5］Cl2·H2O中含有化學(xué)鍵的類型有離子鍵和共價(jià)鍵(配位鍵屬于共價(jià)鍵)。（4）該晶胞中所含氧原子個(gè)數(shù)為4×eq\f(1,2）＋2＝4,所含Ti原子個(gè)數(shù)為1＋8×eq\f（1，8)＝2，所以該鈦的氧化物的化學(xué)式為TiO2；在晶胞中以中心鈦原子為例,與該鈦原子最近且等距的氧原子有6個(gè)，則Ti原子的配位數(shù)為6。若晶胞邊長為anm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，氧化鈦晶體的密度為ρ＝eq\f（M晶胞，V晶胞·NA）＝eq\f(2×80,a×10－73·NA）g/cm3。10．(2017·重慶聯(lián)考)(22分）X、Y、Z、W、R、I、Q為前30號(hào)元素,且原子序數(shù)依次增大.X是所有元素中原子半徑最小的，Y有三個(gè)能級(jí)，且每個(gè)能級(jí)上的電子數(shù)相等,Z原子單電子數(shù)在同周期元素中最多，W與Z同周期，第一電離能比Z的低，R與Y同一主族，I的原子序數(shù)是W的兩倍,Q的最外層只有一個(gè)電子，其他電子層電子均處于飽和狀態(tài).請(qǐng)回答下列問題:(1)Q＋核外電子排布式為______________________，Y的電子排布圖為____________。（2)化合物ZX3中Z原子的雜化方式為____________，ZWeq\o\al(－，2）的立體構(gòu)型是____________。（3)①Y、R的最高價(jià)氧化物的沸點(diǎn)較高的是____________（填化學(xué)式)，原因是________________________________。②W與I的簡單氫化物中W的簡單氫化物熔、沸點(diǎn)更高，原因是________________________。(4）向Q元素的硫酸鹽溶液中通入足量ZX3，充分反應(yīng)后溶液呈深藍(lán)色,該反應(yīng)的離子方程式為_________________________.(5)Y有多種同素異形體,其中一種同素異形體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖,該晶體的一個(gè)晶胞中Y原子數(shù)為________，Y原子的配位數(shù)為________，若晶胞的邊長為apm,晶體的密度為ρg·cm－3,則阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為________________(用含a和ρ的代數(shù)式表示)。答案(1)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10（2)sp3V形（3）①SiO2SiO2為原子晶體，CO2為分子晶體②水分子間存在氫鍵（4)Cu2＋＋4NH3=［Cu(NH3）4]2＋或Cu2＋＋4NH3·H2O=[Cu（NH3)4］2＋＋4H2O（5)84eq\f(96×1030,a3·ρ）解析根據(jù)提供信息知,X為H;Y的核外電子排布式為1s22s22p2，則Y為C;R與Y同一主族，結(jié)合原子序數(shù)可知，R為Si，而Z原子單電子數(shù)在同周期元素中最多,則外圍電子排布式為ns2np3，原子序數(shù)小于Si,故Z為N;W與Z同周期，第一電離能比Z的低，I的原子序數(shù)是W的兩倍,則W為O,I為S;Q的最外層只有一個(gè)電子,其他電子層電子均處于飽和狀態(tài)，不可能為短周期元素，原子序數(shù)小于30,故核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，則Q為Cu。（5)該晶胞中頂點(diǎn)有8個(gè)C，面心有6個(gè)C，體內(nèi)有4個(gè)C，故C的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1，8）＋6×eq\f（1，2）＋4＝8，每個(gè)C與周圍4個(gè)C相連接,故配位數(shù)為4。以該晶胞為研究對(duì)象,則eq\f（12×8，NA）g＝ρg·cm－3×（a×10－10cm）3,則NA＝eq\f（96×1030,a3·ρ）。1．（2017·全國卷Ⅰ節(jié)選)鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用.回答下列問題：（1)元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色，其中紫色對(duì)應(yīng)的輻射波長為________nm(填標(biāo)號(hào)）。A．404.4B．553。5C．589。2D．670。8E．766.5(2）基態(tài)K原子中,核外電子占據(jù)最高能層的符號(hào)是________,占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為________________。K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低，原因是____________________________________。（3）X射線衍射測(cè)定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在Ieq\o\al（＋，3）離子。Ieq\o\al(＋，3)離子的幾何構(gòu)型為____________________，中心原子的雜化形式為____________。(5)在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，I處于各頂角位置,則K處于________位置，O處于________位置。答案（1）A（2）N球形K原子半徑較大且價(jià)電子數(shù)較少，金屬鍵較弱(3）V形sp3（5)體心棱心解析（1)紫色光對(duì)應(yīng)的輻射波長范圍是400～430nm（此數(shù)據(jù)來源于物理教材人教版選修3-4).（2)基態(tài)K原子占據(jù)K、L、M、N四個(gè)能層,其中能量最高的是N能層.N能層上為4s電子，電子云輪廓圖形狀為球形。Cr的原子半徑小于K且其價(jià)電子數(shù)較多,則Cr的金屬鍵強(qiáng)于K，故Cr的熔、沸點(diǎn)較高。(3)Ieq\o\al(＋,3)的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為eq\f(7＋2－1，2）＝4，中心原子雜化軌道類型為sp3，成鍵電子對(duì)數(shù)為2，孤電子對(duì)數(shù)為2，故空間構(gòu)型為V形。(5）根據(jù)KIO3的化學(xué)式及晶胞結(jié)構(gòu)可畫出KIO3的另一種晶胞結(jié)構(gòu)，如下圖,可看出K處于體心，O處于棱心。2．（2017·全國卷Ⅱ)我國科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5）6(H3O）3（NH4)4Cl(用R代表).回答下列問題:（1）氮原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為________________________。（2）元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢(shì)如圖(a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是____________；氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是_________________________________________________________。圖(a)圖（b)（3)經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物R的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖（b）所示。①從結(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽離子的相同之處為________,不同之處為________.（填標(biāo)號(hào))A．中心原子的雜化軌道類型B．中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)C．立體結(jié)構(gòu)D．共價(jià)鍵類型②R中陰離子Neq\o\al（－,5）中的σ鍵總數(shù)為________個(gè)。分子中的大π鍵可用符號(hào)Πeq\o\al（n，m)表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)（如苯分子中的大π鍵可表示為Πeq\o\al(6，6）），則Neq\o\al（－,5）中的大π鍵應(yīng)表示為________.③圖（b）中虛線代表氫鍵，其表示式為（NHeq\o\al(＋,4）)N—H…Cl、________、________。(4）R的晶體密度為dg·cm－3，其立方晶胞參數(shù)為anm，晶胞中含有y個(gè)［（N5)6(H3O）3(NH4)4Cl］單元，該單元的相對(duì)質(zhì)量為M,則y的計(jì)算表達(dá)式為_____________________________________________。答案（1）（2)同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大,原子半徑逐漸變小，故結(jié)合一個(gè)電子釋放出的能量依次增大N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài)，具有額外穩(wěn)定性，故不易結(jié)合一個(gè)電子（3)①ABDC②5Πeq\o\al（6，5）③（H3O＋）O—H…N(Neq\o\al（－，5））（NHeq\o\al（＋，4)）N—H…N（Neq\o\al(－，5)）(4）eq\f（602a3d，M)eq\b\lc\(\rc\）(\a\vs4\al\co1(或\f(a3dNA,M）×10－21）)解析(1)氮原子的核外電子排布式為1s22s22p3,所以價(jià)層電子的軌道表達(dá)式（電子排布圖）為。(3）①R中兩種陽離子分別為H3O＋和NHeq\o\al（＋，4）。A選項(xiàng)，兩種陽離子中心原子的雜化軌道類型均為sp3,所以兩者相同;B選項(xiàng)，H3O＋中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為eq\f（6＋3－1，2）＝4,NHeq\o\al（＋,4）中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為eq\f（5＋4－1，2)＝4,所以兩者相同；C選項(xiàng)，H3O＋和NHeq\o\al（＋,4）的立體結(jié)構(gòu)分別為三角錐形和正四面體形，所以兩者不同；D選項(xiàng),H3O＋和NHeq\o\al(＋,4）均含有極性共價(jià)鍵和配位鍵，所以兩者相同。②由題給圖示可知,N與N之間形成5個(gè)N—N鍵，因此有5個(gè)σ鍵.Neq\o\al(－，5）中有5個(gè)氮原子參與形成大π鍵，每個(gè)N原子與其他2個(gè)N原子形成共價(jià)鍵,每個(gè)N原子還可以提供1個(gè)電子參與大π鍵的形成，加上得到的1個(gè)電子，共有6個(gè)電子參與形成大π鍵，因此Neq\o\al(－，5）中的大π鍵可表示為Πeq\o\al（6,5).③根據(jù)題給表示式可知,除表示出形成氫鍵的原子外,還要表示出形成氫鍵的原子所在的原子團(tuán)和該原子在原子團(tuán)中的成鍵情況，因此氫鍵的表示式為（NHeq\o\al（＋,4）)N—H…Cl、(H3O＋)O—H…N(Neq\o\al（－，5））、(NHeq\o\al（＋,4))N—H…N(Neq\o\al（－，5)）.（4)晶胞的質(zhì)量為dg/cm3×（a×10－7cm）3＝a3d×10－21g，NA個(gè)該單元的質(zhì)量為Mg，則eq\f（a3d×10－21g，y)＝eq\f(M,NA)，故y＝eq\f(602a3d，M)eq\b\lc\(\rc\）（\a\vs4\al\co1（或\f(a3dNA，M）×10－21)）。3．（2017·全國卷Ⅲ）研究發(fā)現(xiàn)，在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2＋3H2=CH3OH＋H2O）中，Co氧化物負(fù)載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性，顯示出良好的應(yīng)用前景?；卮鹣铝袉栴}：(1）Co基態(tài)原子核外電子排布式為________________.元素Mn與O中，第一電離能較大的是________,基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是________.（2)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為________和________。（3）在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的4種物質(zhì)中,沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)開_______________________,原因是___________________________________________________________________________。（4)硝酸錳是制備上述反應(yīng)催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了σ鍵外，還存在________。（5）MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)(如圖），其中陰離子采用面心立方最密堆積方式,X射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)得MgO的晶胞參數(shù)為a＝0。420nm,則r（O2－）為__________nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為a′＝0。448nm，則r（Mn2＋)為________nm。答案（1)1s22s22p63s23p63d74s2（或［Ar]3d74s2）OMn(2)spsp3（3）H2O〉CH3OH〉CO2〉H2H2O與CH3OH均為極性分子，H2O中氫鍵比甲醇多；CO2與H2均為非極性分子,CO2分子量較大，范德華力較大（4)離子鍵和π鍵(Πeq\o\al（6，4)鍵)(5）0。1480。076解析(1)Co是27號(hào)元素,其基態(tài)原子核外電子排布式為［Ar］3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2。元素Mn與O中，由于O是非金屬元素而Mn是金屬元素，所以O(shè)的第一電離能大于Mn的。O基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p4,其核外未成對(duì)電子數(shù)是2，而Mn基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar］3d54s2，其核外未成對(duì)電子數(shù)是5，因此Mn的基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)比O的多.（2）CO2和CH3OH的中心原子C的價(jià)層電子對(duì)數(shù)分別為2和4，所以CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為sp和sp3.（4）硝酸錳是離子化合物，硝酸根和錳離子之間形成離子鍵，硝酸根中N原子與3個(gè)氧原子除形成3個(gè)σ鍵，還存在π鍵(Πeq\o\al（6,4）鍵)。（5）因?yàn)镺2－采用面心立方最密堆積方式,面對(duì)角線是O2－半徑的4倍，即4r（O2－)＝eq\r（2)a，解得r(O2－)≈0。148nm；根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，棱上陰陽離子相切，因此2r(Mn2＋)＋2r（O2－)＝0.448nm，所以r（Mn2＋）＝0。076nm。4．(2016·全國卷Ⅱ）東晉《華陽國志·南中志》卷四中已有關(guān)于白銅的記載,云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外，曾主要用于造幣，亦可用于制作仿銀飾品。回答下列問題:(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為______________，3d能級(jí)上的未成對(duì)電子數(shù)為________.(2）硫酸鎳溶于氨水形成[Ni（NH3）6］SO4藍(lán)色溶液。①［Ni(NH3）6]SO4中陰離子的立體構(gòu)型是________。②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為________，提供孤電子對(duì)的成鍵原子是________.③氨的沸點(diǎn)________(填“高于”或“低于”）膦（PH3),原因是________；氨是________分子（填“極性"或“非極性"），中心原子的軌道雜化類型為________。（3)單質(zhì)銅及鎳都是由________鍵形成的晶體；元素銅與鎳的第二電離能分別為：ICu＝1958kJ·mol－1、INi＝1753kJ·mol－1，ICu〉INi的原因是______________________________________________________。(4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示.①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為________。②若合金的密度為dg·cm－3，晶胞參數(shù)a＝________nm。答案（1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s22(2）①正四面體②配位鍵N③高于NH3分子間可形成氫鍵極性sp3（3）金屬銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子(4)①3∶1②eq\r(3,\f（251，6。02×1023×d)）×107解析（2）①SOeq\o\al(2－,4)中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝eq\f(6＋2，2）＝4，采取sp3雜化，立體構(gòu)型為正四面體;②Ni2＋與NH3之間形成共價(jià)鍵時(shí)Ni提供空軌道，N提供孤電子對(duì)，形成配位鍵；③氨分子之間形成氫鍵，分子間作用力增大，故沸點(diǎn)高于膦(PH3）；氨分子中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝eq\f(5＋1×3,2)＝4，采取sp3雜化，四個(gè)雜化軌道中有三個(gè)軌道被共用電子對(duì)占據(jù)，一個(gè)軌道被孤電子對(duì)占據(jù)，是極性分子.（3）金屬單質(zhì)形成的晶體均為金屬晶體，金屬晶體中只含有金屬鍵.(4）①晶胞中含Cu原子數(shù)為eq\f（1,2)×6＝3,含Ni原子數(shù)為eq\f（1,8)×8＝1，兩者數(shù)量比為3∶1;②由題意可得：d＝eq\f(3×64＋59,a×10－73×6.02×1023),解得a＝eq\r(3，\f(251，6.02×1023×d))×107nm.5．（2016·四川高考)M、R、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z是一種過渡元素。M基態(tài)原子L層中p軌道電子數(shù)是s軌道電子數(shù)的2倍，R是同周期元素中最活潑的金屬元素，X和M形成的一種化合物是引起酸雨的主要大氣污染物，Z的基態(tài)原子4s和3d軌道半充滿。請(qǐng)回答下列問題：（1）R基態(tài)原子的電子排布式是________，X和Y中電負(fù)性較大的是______