20 第3章 不同聚集状态的物质与性质 章末综合提升-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版2019 双选）

章末综合提升 晶胞分析与计算 1．晶胞参数 晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ，此即晶胞特征参数，简称晶胞参数。如立方晶胞中，晶胞参数a＝b＝c，α＝β＝γ＝90°。 2．切割法 (1)原则：晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个粒子所占的份额就是。 (2)方法 ①平行六面体晶胞不同位置微粒被晶胞占有率： ②三棱柱、六棱柱形结构单元： 三棱柱形晶胞顶点微粒被12个三棱柱单元共用，所 学生用书↓第75页 以每个三棱柱占有其，三棱柱竖直棱上的微粒被6个三棱柱单元共用，所以每个三棱柱占有其。六棱柱顶点微粒被六棱柱占有，六棱柱竖直棱上微粒被六棱柱占有。无论是三棱柱还是六棱柱，其体心、面心位置微粒均与平行六面体形结构单元相同，各自被结构单元占有100%、。 3．晶胞参数计算流程 4．晶胞密度计算流程 [跟踪训练] 1．下列有关晶体结构的叙述正确的是(　　) A．SiO2晶体中最小环上的原子个数为6 B．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 C．12 g石墨烯(如图1)中含有六元环的个数为0.5×6.02×1023 D．720 g C60晶体中含有0.5×6.02×1023个晶胞(如图2) C　[A项，二氧化硅晶体结构中，每个硅原子结合4个氧原子，同时每个氧原子结合2个硅原子，最小环上有6个Si原子和6个O原子，所以共有12个原子，错误；B项，含有阳离子的晶体不一定含有阴离子，错误；C项，12 g石墨烯为1 mol，石墨烯中平均每个六元环含有2个碳原子，则1 mol石墨烯中含有六元环的个数为0.5×6.02×1023，正确；D项，C60为分子晶体，晶胞中含有C60的个数为8×＋6×＝4，720 g C60晶体中含有6.02×1023个C60，所以720 g C60晶体中含有0.25×6.02×1023个晶胞，错误。] 2．食盐晶体的结构示意图如图所示。已知食盐的密度为ρ g·cm－3，摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA，则在食盐晶体中Na＋和Cl－的最小距离大约是(　　) A． cm　　　　 B． cm C． cm　　　　　 D． cm B　[每个食盐晶胞中含有4个Na＋和4个Cl－，每个晶胞的体积为cm3，设食盐晶体里Na＋和Cl－的最小距离为x cm，可得(2x cm)3＝ cm3，解得x＝，即在食盐晶体中Na＋和Cl－最小距离大约是 cm。] 3．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，称作原子分数坐标。CsSiB3O7属于正交晶系(长方体形)，晶胞参数为a pm，b pm和c pm。如图为沿y轴投影的晶胞中所有Cs原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cs原子的数目为________；CsSiB3O7的摩尔质量为M g·mol－1，设NA为阿伏加德罗常数的值，则CsSiB3O7晶体的密度为________g·cm－3(用代数式表示)。 解析：　原子分数坐标为(0.5，0.2，0.5)的Cs原子位于晶胞体内，原子分数坐标为(0，0.3，0.5)及(1.0，0.3，0.5)的Cs原子位于晶胞的yz面上，原子分数坐标为(0.5，0.8，1.0)及(0.5，0.8，0)的Cs原子位于晶胞xy面上，原子分数坐标为(0，0.7，1.0)(1.0，0.7，1.0)(0，0.7，0)(1.0，0.7，0)的Cs原子位于晶胞平行于y轴的棱上，利用均摊法可计算该晶胞中共含Cs原子4个；代入晶胞密度求算公式可得：ρ＝ g·cm－3＝ g·cm－3＝×1030 g·cm－3。 答案：　4　×1030 4．(1)镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表，由荷兰菲利浦实验室首先研制出来。它的最大优点是容易活化。其晶胞结构如图所示： 学生用书↓第76页 则它的化学式为_________________________________________________________。 (2)GaAs的熔点为1 238 ℃，密度为ρ g·cm－3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________________，Ga与As以________键结合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为___________________________________________。 解析：　(1)根据晶胞结构图可知，晶面上的原子为2个晶胞所共有，顶角上的原子为6个晶胞所共有，内部的原子为整个晶胞所有，所以晶胞中La原子个数为3，Ni原子个数为15，则镧系合金的化学式为LaNi5。(2)根据晶胞结构示意图用切割法计算出1个晶胞中含有As原子的个数：8×＋6×＝4，再通过观察可知1个晶胞中含有4个Ga原子。4个As原子和4个Ga原子的总体积V1＝4× cm3；1个晶胞的质量为4个As原子和4个Ga原子的质量之和，即 g，所以1个晶胞的体积V2＝(MAs＋MGa) cm3。最后由×100%即得结果。 答案：　(1)LaNi5 (2)共价晶体　共价　×100% 5．晶胞有两个基本要素： (1)原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为；C为。则D原子的坐标参数为__________。 (2)晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a＝565.76 pm，其密度为__________ g·cm－3(列出计算式即可)。 解析：　(1)根据题给图示可知，D原子的坐标参数为。 (2)每个晶胞中含有锗原子8×＋6×＋4＝8(个)，每个晶胞的质量为，晶胞的体积为(565.76×10－10cm)3，所以晶胞的密度为＝×107 g·cm－3。 答案：　(1)　(2)×107 6．金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题： (1)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，如图1所示，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO______FeO(填“<”或“>”)。 (2)NiO晶胞中Ni和O的个数分别为________、________。 (3)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图2所示。该合金的化学式为__________________________。 解析：　(1)NiO、FeO都属于离子晶体，熔点高低受离子键强弱影响，离子半径越小，离子键越强，熔点越高。(2)因为NiO晶体结构与NaCl相同，而NaCl晶胞中Na＋、Cl－的配位数都是6，所以，NiO晶胞中Ni2＋、O2－的配位数也是6。(3)根据晶胞结构可计算，一个合金晶胞中，La：8×＝1，Ni：1＋8×＝5，所以该合金的化学式为LaNi5。 答案：　(1)>　(2)6　6　(3)LaNi5 单元检测卷(三)　不同聚集状态的物质与性质 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (时间：90分钟　满分：100分) 第Ⅰ卷　选择题　(共40分) 一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意。 1．下面有关晶体的叙述中，不正确的是(　　) A．金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子 B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围紧邻且距离相等的Na＋共有6个 C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－ D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子 B　[金刚石中由共价键构成的最小环状结构中有6个碳原子，A正确；NaCl晶体中，每个Na＋周围紧邻6个Cl－，每个Na＋周围紧邻12个Na＋，B错误；氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－，每个Cs＋周围紧邻6个Cs＋，C正确；干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子，D正确。] 2．下列晶体分类中正确的一组是(　　) 选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体 A NaOH Ar SO2 B H2SO4 石墨 S C CH3COONa 水晶 D Ba(OH)2 金刚石 玻璃 C　[从构成晶体的粒子和微粒间的相互作用力去判断晶体的类型。NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都是阴、阳离子间通过离子键相互结合成的离子晶体，、H2SO4、S属于分子晶体。Ar原子间以范德华力相互结合为分子晶体，石墨是混合型晶体，水晶(SiO2)与金刚石是典型的共价晶体。玻璃没有固定的熔点，加热时逐渐软化，为非晶体。] 3．下列关于纳米技术的叙述不正确的是(　　) A．将“纳米材料”均匀分散到液体分散剂中可制得液溶胶 B．用纳米级金属颗粒粉剂作催化剂可加快反应速率，提高反应物的平衡转化率 C．用纳米颗粒粉剂做成火箭的固体燃料将有更大的推动力 D．银器能抑菌、杀菌，将纳米银微粒植入内衣织物中，有抑菌、杀菌效果 B　[纳米材料的直径在1～100 nm范围内，与胶粒直径范围相同，A正确；催化剂可加快化学反应的速率，但不能使化学平衡发生移动，B错误；与块状固体相比，纳米颗粒直径小，表面积大，因而化学反应的速率快，所以短时间内可产生更大推动力，C正确；银为重金属，重金属离子，可使蛋白质变性，故有杀菌作用，D正确。] 4．下列各组物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是(　　) ①SiO2和SO3　②晶体硼和HCl　③CO2和SO2　④晶体硅和金刚石　⑤晶体氖和晶体氮　⑥硫黄和碘 A．①②③ B．④⑤⑥ C．③④⑥ D．①③⑤ C　[SiO2 是共价晶体，SO3是分子晶体，二者都只含共价键，故①错误；HCl是分子晶体，晶体硼是共价晶体，二者都只含共价键，故②错误；CO2和SO2都是分子晶体，二者都只含共价键，故③正确；晶体硅和金刚石都是共价晶体，二者都只含共价键，故④正确；晶体氖和晶体氮都是分子晶体，晶体氖中不含共价键，晶体氮中含有共价键，故⑤错误；硫黄和碘都是分子晶体，二者都只含共价键，故⑥正确。] 5．我国科学家合成了富集11B的非碳导热材料立方氮化硼晶体，晶胞结构如图。下列说法正确的是(　　) A．11BN和10BN的性质无差异 B．该晶体具有良好的导电性 C．该晶胞中含有14个B原子，4个N原子 D．N原子周围等距且最近的N原子数为12 D　[11B和10B互为同位素，形成的化合物在化学性质上无差异，但物理性质有差异，A错误；该晶体结构中无自由移动的离子和电子，不具有导电性，B错误；该晶胞中，顶点上的B原子个数为8×＝1，面心上的B原子个数为6×＝3，共有4个B原子，C错误；由晶胞示意图，1个N原子与4个B原子成键，每个B原子又分别和3个N原子成键，所以N原子周围等距且最近的N原子数为3×4＝12个，D正确。] 6．某物质的化学式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液不产生沉淀，用强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法正确的是(　　) A．配合物中中心离子的电荷数和配位数均为6 B．该配合物可能是平面正方形结构 C．Cl－和NH3分子均与Pt4＋配位 D．配合物中Cl－与Pt4＋配位，而NH3分子不与Pt4＋配位 C　[由化合价规则知PtCl4·2NH3中铂为＋4价，电荷数为＋4，A项错误；加入AgNO3溶液无沉淀生成，加入强碱无NH3放出，表明PtCl4·2NH3溶液中不存在Cl－、NH3，又因为Pt4＋有空轨道，故Pt4＋是中心离子，NH3、Cl－是配体，C项正确，D项错误；因配位数是6，故配合物不可能是平面正方形结构，B项错误。] 7．正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子之间通过氢键相连(层状结构如图所示，图中“虚线”表示氢键)。下列有关说法正确的是(　　) A．含1 mol H3BO3的晶体中有6 mol氢键 B．分子中硼原子、氧原子最外层均为8个电子的稳定结构 C．正硼酸晶体属于共价晶体 D．H3BO3分子的稳定性与氢键无关 D　[A项，含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键；B项，硼原子的最外层不是8个电子的稳定结构；C项，正硼酸晶体属于分子晶体。] 8．下表中各数据对应各物质的熔点，则判断中错误的是(　　) Na2O NaCl AlF3 AlCl3 920 ℃ 801 ℃ 1 292 ℃ 190 ℃ BCl3 Al2O3 CO2 SiO2 －107 ℃ 2 073 ℃ －57 ℃ 1 723 ℃ A．铝的化合物的晶体中有离子晶体 B．表中只有BCl3和AlCl3是分子晶体 C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体 B　[由表可知：AlCl3、BCl3、CO2是共价化合物且是分子晶体；SiO2是共价晶体。] 9．下列关于物质熔、沸点的比较不正确的是(　　) A．Si、SiC、金刚石的熔点依次降低 B．SiCl4、MgBr2、氮化硼的熔点依次升高 C．F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高 D．PH3、NH3、H2O的沸点依次升高 A　[因为Si、SiC、金刚石都是共价晶体，键能的大小顺序为C—C>Si—C>Si—Si，所以Si、SiC、金刚石的熔点依次升高。] 10．高温下，超氧化钾晶体(KO2)呈立方体结构。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列有关说法正确的是(　　) A．与K＋最近且距离相等的K＋有6个 B．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有1个K＋和1个O C．晶体中与每个K＋距离最近的O有6个 D．晶体中，所有原子之间都以离子键相结合 C　[根据图知，每个钾离子距离最近的钾离子有12个，A错误；根据图知，该晶胞中钾离子个数＝8×＋6×＝4，超氧根离子个数＝1＋12×＝4，则钾离子和超氧根离子个数之比＝4∶4＝1∶1，所以其化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和4个O，B错误；根据图知，每个钾离子周围有6个超氧根离子、每个超氧根离子周围有6个钾离子，即阴、阳离子配位数均是6，C正确；氧原子与氧原子之间还有共价键，D错误。] 二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 11．CaTiO3的晶体结构模型如图所示(图中Ca2＋、O2－、Ti4＋分别位于立方体的体心、面心和顶点)。下列说法不正确的是(　　) A．Ge最高价氯化物的沸点高于其溴化物的沸点 B．CaTiO3晶体中每个Ti4＋与12个O2－相紧邻 C．键长：Si—O<C—O D．离子晶体熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时，化学键不被破坏 AC　[氯化锗和溴化锗都是分子晶体，但氯化锗的相对分子质量小于溴化锗，所以氯化锗的沸点低于溴化锗的沸点，A不正确；B中晶胞每个Ti4＋处在立方体的顶点，所以一个Ti4＋同时被8个立方体所共有，在这8个立方体中有12个O2－与之相紧邻，B正确；离子晶体熔化时破坏离子键，分子晶体熔化时破坏分子间作用力，D正确。] 12．以色列化学家谢赫特曼因为发现准晶体而获得2011年诺贝尔化学奖。准晶体原子虽然排列有序，但不具备普通晶体的长程平移对称性，而且原子之间有间隙。图为晶体平移对称性和准晶体旋转对称性的对比图。下列说法不正确的是(　　) A．石墨是共价晶体，0.12 g石墨中约含6.02×1021个碳原子 B．与类似普通晶体比较，准晶体延展性较低 C．与类似普通晶体比较，准晶体密度较小 D．普通玻璃属于非晶体，其成分中存在共价键 A　[石墨晶体内存在共价键、大π键，层间以范德华力结合，为混合型晶体，故A项错误；由于准晶体不具备普通晶体的长程平移对称性，故与类似普通晶体比较，准晶体延展性较低，故B项正确；由于准晶体原子之间有间隙，故与类似普通晶体比较，准晶体密度较小，故C项正确；普通玻璃属于非晶体，其成分中存在硅氧共价键，故D项正确。] 13．碱金属卤化物是典型的离子晶体，它们的晶格能与成正比(d0是晶体中最邻近的导电性离子的核间距)。下面说法错误的是(　　) 晶格能/kJ·mol－1 离子半径/pm LiF LiCl LiBr LiI Li＋ Na＋ K＋ 1 031 845 807 752 60 95 133 NaF NaCl NaBr NaI F－ Cl－ Br－ I－ 915 777 740 693 KF KCl KBr KI 136 181 195 216 812 708 676 641 A．晶格能的大小与离子半径成正比 B．阳离子相同、阴离子不同的离子晶体，阴离子半径越大，晶格能越小 C．阳离子不同、阴离子相同的离子晶体，阳离子半径越小，晶格能越大 D．碱金属卤化物中，晶格能越小，氧化性越强 AD　[由表中数据可知，晶格能的大小与离子半径成反比，A项错误；由NaF、NaCl、NaBr、NaI晶格能的大小即可确定，B项正确；由LiF、NaF、KF晶格能的大小即可确定，C项正确；阳离子相同时，表中晶格能最小的为碘化物，但还原性：F－<Cl－<Br－<I－，D项错误。] 14．如图是某无机化合物的二聚分子结构示意图，该分子中A、B两种元素都是第三周期的元素，分子中所有原子的最外层都达到8个电子的稳定结构。下列说法不正确的是(　　) A．该物质的化学式是Al2Cl6 B．该物质是离子化合物，在熔融状态下能导电 C．该物质在固态时所形成的晶体是分子晶体 D．该物质中只含有极性共价键，不含配位键 BD　[由A、B元素都在第三周期，并且所有原子最外层都达到8个电子的稳定结构，可知A为Cl元素，B为Al元素，A项正确；因该物质是二聚分子，故其固态时形成分子晶体，该物质是共价化合物，在熔融状态下不导电，B项错误，C项正确；该物质中不含离子键，只含极性键和配位键，D项错误。] 15．CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示)，但CaC2晶体中由于哑铃形C的存在，使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是(　　) A．CaC2晶体的熔点较高、硬度也较大 B．和Ca2＋距离相同且最近的C构成的多面体是正六面体 C．和Ca2＋距离相同且最近的Ca2＋有4个 D．如图的结构中共含有4个Ca2＋和4个C B　[A项，据CaC2晶体结构可知其属于离子晶体，故熔点较高、硬度较大，正确；B项，由于晶胞沿一个方向拉长，故该晶胞不是正方体结构，而是长方体结构，和Ca2＋距离相同且最近的C有4个，且在同一平面上，构成的是正方形，错误；C项，和Ca2＋距离相同且最近的Ca2＋有4个，也在同一平面上，正确；D项，图示结构中N(Ca2＋)＝12×＋1＝4，N(C)＝8×＋6×＝4，正确。] 第Ⅱ卷　非选择题　(共60分) 三、非选择题：本题共5小题，共60分。 16．(12分)(1)下列物质在固态时，属于分子晶体的有______(填序号，下同)，属于共价晶体的有______，属于离子晶体的有________。 ①金刚石　②氩　③水晶　④水银　⑤氧化铝　⑥P4　⑦苯 (2)比较下列物质的有关性质(用“>”、“<”、“＝”或“≈”号连接)。 沸点：16O2________18O2　　熔点：Na________K 稳定性：H2O________D2O (3)某常见固体能导电，质软，它可能属于________(填字母)。 A.分子晶体　B．共价晶体　C．离子晶体 D．金属晶体　E．混合型晶体 (4)在氯化铯晶体(见图1)中，若以某一铯离子为球心，与之等距离的若干离子构成一个球面。与某铯离子距离最近的离子构成的球面(最内层的球面或第一层球面)上有______个______(填离子符号，下同)，第二层球面上有______个______。 (5)在氯化钠晶体(见图2)中，每个钠离子与______个最近且等距离的氯离子以______键相结合，与每个氯离子最近的且等距离的氯离子有______个。 解析：　(2)相对分子质量：16O2<18O2，故沸点：16O2<18O2；金属键：Na>K，故熔点：Na>K；键能：H—O≈或＝D—O，故稳定性：H2O≈或＝D2O。 (3)固体能导电，该固体可能是金属晶体或混合型晶体。 (4)以Cs＋为球心，与之等距离且距离最近的离子为Cl－，由图1可知每个Cs＋周围有8个最近等距离的Cl－，第二层球面则为等距离的Cs＋，以球心为原点的x、y、z轴上有6个这样的Cs＋(即上、下、左、右、前、后位置)。 (5)每个Na＋的上、下、左、右、前、后有6个最近且等距离的Cl－与Na＋以离子键结合；计算每个Cl－最近且等距离的Cl－个数时，可按分析，每个正方体中有3个Cl－与1个Cl－最近，而1个顶点上的Cl－为8个正方体共用，故周围等距离Cl－个数为3×8×＝12。 答案：　(1)②⑥⑦　①③　⑤ (2)<　>　≈或＝　(3)DE (4)8　Cl－　6　Cs＋　(5)6　离子　12 17．(12分)东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题： (1)镍元素基态原子的电子排布式为____________________，3d能级上的未成对电子数为________________________________________________________________________。 (2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。 ①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的空间结构是________________。 ②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为______________，提供孤电子对的成键原子是________(填元素符号)。 ③氨的沸点________(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是________________； 氨是________分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为________________。 (3)单质铜及镍都是由________键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu＝1 958 kJ·mol－1，INi＝1 753 kJ·mol－1，ICu>INi的原因是____________________________。 (4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。 ①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为____________________________________。 ②若合金的密度为d g·cm－3，晶胞参数a＝_______________nm。 解析：　(1)镍是28号元素，位于第4周期Ⅷ族，根据核外电子排布规则，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2，3d能级有5个轨道，先占满5个自旋方向相同的电子，再分别占据三个轨道，电子自旋方向相反 ，所以未成对的电子数为2。 (2)①根据价电子对互斥理论，SO的σ键电子对数等于4，孤电子对数(6＋2－2×4)÷2＝0，则阴离子的空间结构是正四面体形。 ②根据配位键的特点，在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为配位键，提供孤电子对的成键原子是N。 ③氨气分子间存在氢键，分子间作用力强，所以氨的沸点高于膦(PH3)；根据价电子对互斥理论，氨气中心原子N的σ键电子对数等于3，孤电子对数(5－3)÷2＝1，则氨气是sp3杂化，分子呈三角锥形，正、负电荷重心不重合，氨气是极性分子。 (3)铜和镍属于金属，则单质铜及镍都是由金属键形成的晶体；Cu＋核外电子排布比Ni＋稳定，难以失去电子，所以ICu>INi。 (4)①根据切割法计算，晶胞中铜原子个数为6×＝3，镍原子的个数为8×＝1，则铜和镍的数量比为3∶1。 ②根据上述分析，该晶胞的组成为Cu3Ni，若合金的密度为d g·cm－3，根据d＝m÷V，则d＝，即晶胞参数a＝×107 nm。 答案：　(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2　2 (2)①正四面体形　②配位键　N　③高于　NH3分子间可形成氢键　极性　sp3　 (3)金属　Cu＋核外电子排布比Ni＋稳定，难以失电子 (4)①3∶1　② ×107 18．(12分)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题。 (1)元素K的焰色试验呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为________nm(填字母)。 A．404.4 B．553.5　C．589.2　D．670.8　E.766.5 (2)K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子结构相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a＝0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为________ nm，与K紧邻的O个数为________。 (4)在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于________位置，O处于________位置。 解析：　(1)紫色光对应的辐射波长范围是400～430 nm。(2)金属原子半径越小、价电子数越多，金属键越强，其熔、沸点越高。(3)二者间的最短距离为晶胞面对角线长的一半，即×0.446 nm≈0.315 nm。与钾紧邻的氧原子有12个。(4)根据化学式及晶胞结构可知，I处于顶角位置，则O处于棱心，K处于体心。 答案：　(1)A　(2)K原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱　(3)0.315　12　(4)体心　棱心 19．(12分)金属锂及其化合物因独特的性质而具有重要的应用价值。例如：Li是最轻的固体金属，可应用于生产电池；Li2O可用于特种玻璃、陶瓷、医药等领域；LiH、LiBH4、LiNH2为常见的储氢材料等。回答下列问题： (1)基态Li原子核外电子共有 ___________种能量状态。 (2)LiH、LiBH4、LiNH2中所含非金属元素的电负性由小到大的顺序为 ___________(用元素符号表示)；LiNH2中阴离子的空间结构为 ___________，与该阴离子互为等电子体的分子的化学式：_______。 (3)Li2O的熔点(1 567 ℃)高于LiCl的熔点(605 ℃)的原因是________________________ ________________________________________________________________________。 (4)锂电池负极材料晶体为Li＋嵌入两层石墨层中导致石墨堆积方式发生改变，上下层一样，形成如图1所示的晶胞结构。晶胞中锂离子和碳原子的个数之比为 ___________；其中与一个Li＋距离最近且相等的C原子数为___________。 (5)Li3N与H2在一定条件下反应生成LiNH2和LiH，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 该反应还可能得到副产物Li2NH，通过对LiNH2和Li2NH的结构比较，发现两者均为反萤石结构，Li2NH的晶胞结构如图2所示。若Li＋的半径为a pm，NH2－的半径为b pm，Li2NH的摩尔质量为M g/mol，NA表示阿伏加德罗常数的值，则Li2NH的密度为__________________g/cm3(用含a、b、M、NA的代数式表示，列出计算式即可)。 解析：　(1)基态Li核外电子排布为1s22s1，一种能级代表一种能量状态，故共有2种能量状态。(2)这三种化合物的非金属元素分别为H、B、N，由鲍林电负性可知，H、B、N鲍林电负性分别为2.1、2.0、3.0，故电负性B<H<N；LiNH2的阴离子为NH，由VSEPR理论算得价电子数总数＝2＋×(5＋1－1×2)＝4，所以空间结构为角形；NH的价电子总数为5＋2＋1＝8，三原子且价电子总数为8的分子为H2O。(3)离子半径越小，所带电荷越多，晶格能就越大，熔点越高，由于O2-半径小于Cl－，Li2O的晶格能大于LiCl。(4)由图1知， C中除中心2个C处于体心，其他每个C都在面心，每个面2个，共4个面，所以处于面心的C原子总共8个，所以一个晶胞中的C原子数目＝2＋8×＝6，而Li＋处于立方体的8个顶点，所以一个晶胞中的Li＋数为8×＝1，因此 晶胞中锂离子和碳原子的个数之比为 1∶6，，图中最底部红色代表一个Li＋，两个蓝色代表碳，且距离是最近的2个，一个平面可以堆积上下八个同样的立方体，所以距离最近的为8×2，但是碳位于面上，被两个面所共用，所以8×2×＝8。(5)Li3N与H2在一定条件下反应生成LiNH2和LiH，根据氧化还原反应配平规则配平方程式得：Li3N＋2H2===LiNH2＋2LiH；根据Li2NH晶胞结构图，可知一个晶胞中Li＋为8个，NH2-数为8×＋6×＝4，设晶胞的边长为c pm，利用切割法将晶胞分割成八个小方体，而Li＋位于小立方体的体心，NH2-位于小立方体的顶点，四个NH2-构成了小正四面体，体心到顶点的距离恰好为a＋b，晶胞的体对角线为＝4(a＋b)，故c＝4(a＋b)，c＝(a＋b)，由ρ＝＝＝×1030g·cm-3＝×1030g·cm-3＝×1030g·cm-3。 答案：　(1)2　(2)B<H<N　角形　H2O　(3)由于O2－半径小于Cl－，Li2O的晶格能大于LiCl　(4)1∶6　8　(5) Li3N＋2H2===LiNH2＋2LiH　×1030 20．(12分)氮化硼(BN)晶体是一种新型无机合成材料。用硼砂(Na2B4O7)和尿素反应可以得到氮化硼：Na2B4O7＋2CO(NH2)2===4BN＋Na2O＋4H2O＋2CO2↑。 根据要求回答下列问题： (1)组成反应物的所有元素中，第一电离能最大的是________。 (2)尿素分子()中π键与σ 键数目之比为________；尿素分子中处于同一平面的原子最多有________个。 (3)尿素分子一定条件下形成六角形“超分子”(结构如图)。“超分子”中尿素分子间主要通过什么作用力结合？________(填1种)。 (4)图示“超分子”的纵轴方向有一“通道”。直链烷烃分子刚好能进入通道。并形成“超分子”的包合物；支链烷烃因含有侧链，空间体积较大而无法进入“通道”。利用这一性质可以实现直链烷烃和支链烷烃的分离。 ①直链烷烃分子能进入通道时，通过什么作用力与“超分子”结合，从而形成“超分子”包合物？______________________________________________________。 ②下列物质可以通过尿素“超分子”进行分离的是________(填字母)。 A．乙烷和丁烷 B．丁烷和异丁烷 C．异戊烷和新戊烷 D．氯化钠和氯化钾 (5)BN晶体有a、b两种类型，且a­BN结构与石墨相似、b­BN结构与金刚石相似。 ①a­BN晶体中N原子杂化方式是________。 ②b­BN晶体中，每个硼原子形成________个共价键。这些共价键中，有________个为配位键。 解析：　(1)第一电离能同周期从左到右，呈增大趋势；同主族从上到下，第一电离能逐渐减小，位于周期表右上方的元素第一电离能大，又由于N>O，所以第一电离能最大的是N。(2)分子内只含一个双键，即只含一个π键；相邻原子之间均存在σ键，数目为7；碳氧双键及相连的原子一定共平面，即O、C、N原子一定共平面，N原子为sp3杂化，—NH2中最多有一个氢原子与氮原子共面。(3)由于存在的粒子为分子，应从分子间作用力方面考虑，H与N相连，且分子内还含有极性较强的C、O双键，可以想到分子间可形成氢键。(4)①微粒为烷烃分子，不具备形成分子间氢键的条件，只能考虑到作用力为范德华力；②不含支链的分子可通过，含有支链的分子不能通过，可得到答案；A.都不含支链，不可分离；B.丁烷不含支链，异丁烷含有支链，可以分离；C.异戊烷和新戊烷都含有支链，不可分离；D.氯化钠和氯化钾均以离子形式存在，不可分离。(5)①与石墨结构相似，石墨中C以sp2杂化；②结构与金刚石相似，金刚石中，C原子形成4个共价键；B原子最外层有3个电子占据3个杂化轨道，只能形成3个共价键，还有一个空轨道，形成配位键。 答案：　(1)N　(2)1∶7　6　(3)氢键　(4)①范德华力　②B　(5)①sp2　②4　1 学科网（北京）股份有限公司 $$