题型02 晶胞的分析与计算（湖南专用） -【好题汇编】备战2024-2025学年高二化学下学期期末真题分类汇编

题型02 晶胞的分析与计算 1．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)碲化镉太阳能电池较单晶硅太阳能电池有制作方便、成本低廉和重量较轻等优点。碲化镉立方晶胞的结构如图Ⅰ所示，图Ⅱ为该晶胞沿轴方向在平面的投影，下列说法正确的是 A．该晶体的化学式为 B．若X点原子的坐标为，则Y点原子的分数坐标为 C．若晶胞参数为，则Cd原子与Te原子的最短距离为 D．与Te距离最近且相等的Cd原子有2个 2．(23-24高二下·湖南长沙明德中学·期末)几种晶体的晶胞(或晶体结构)如图所示，下列说法正确的是 NaCl晶胞 CO2晶胞 金刚石晶胞 石墨晶体结构 A．NaCl中Na+的配位数小于干冰中CO2分子的配位数 B．氯化钠晶体中，每个Na+周围距离最近且相等的Na+有6个 C．若金刚石的晶胞边长为a，其中两个最近的碳原子之间的距离为 D．石墨晶体层内是共价键，层间是范德华力，所以石墨是一种过渡晶体 3．(23-24高二下·湖南永州·期末))甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是    A．甲烷晶胞中的球只代表1个C原子 B．晶体中1个CH4分子中有12个紧邻的CH4分子 C．甲烷晶体熔化时需克服共价键 D．1个CH4晶胞中含有8个CH4分子 4．(22-23高二下·湖南邵阳·期末)砷化镓晶体属于立方晶系，其晶胞结构如图甲所示，将原子掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料的结构如图乙所示，砷化镓的晶胞参数为。阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是 A．图乙晶体最简化学式为 B．图甲中原子和原子的最近距离是 C．砷化镓中配位键的数目是 D．Mn原子掺杂到砷化镓晶体中，和原子最近且距离相等的As原子有2个 5．(21-22高二下·湘鄂冀三益阳平高学校、长沙平高中学等七校联考·期末)铜的晶胞结构如图所示，下列关于其晶胞的说法中错误的是 A．若晶胞的边长为a，则最近的两个铜原子的距离为 B．每个晶胞中含有4个铜原子 C．铜原子的配位数为12 D．晶胞的空间利用率为 6．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)2016年，中国研究人员在相当于110万个标准大气压的环境下，制造出了一种氦化合物一氦化钠，化学式为。其晶胞结构如下图： 已知：1号粒子的分数坐标为(0，0，0)，3号粒子的分数坐标为()，设晶胞边长为anm，阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是 A．2号粒子的分数坐标为() B．钠、钙焰色试验产生的光谱属于发射光谱 C．Na粒子与He粒子的最短距离为 D．晶胞中Na粒子与He粒子的配位数之比为 7．(23-24高二下·湖南岳阳·期末)过渡金属的氮化物和碳化物都表现了较好的催化性能，由碳(C)、钨(W)两种元素形成的两种碳化物甲(晶胞边长为)和乙(晶胞边长为)的立方晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．晶胞乙中两个原子最近距离为 B．晶体甲中与原子距离最近的原子有8个 C．甲、乙两种晶胞的密度比为 D．碳化物甲的化学式为WC 8．(23-24高二下·湖南郴州·期末)表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．干冰(图丙)中含有个晶胞结构单元 B．晶体硅(图乙)中含有键数目为 C．冰(图甲)中含键数目为 D．石墨烯(图丁)是碳原子单层片状新材料，石墨烯中含键数目为 9．(22-23高二下·湖南长沙长郡中学·期末)二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料，是科学研究的重要材料。如图为晶胞中原子沿z轴方向在平面的投影图(俯视图)，其中晶胞边长为，O原子略去，Si原子旁标注的数字表示每个Si原子位于z轴的高度。下列有关说法错误的是    A．若的键能为，则使全部变成Si、O原子至少需要提供的能量是 B．二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应 C．与的距离为 D．光导纤维的通信容量大，抗干扰性能好，能有效提高通信效率 10．(23-24高二下·湖南长沙浏阳·期末)科学家研发出一种新型储氢材料，晶胞结构如下图所示，晶胞参数为apm，下列说法确的是 A．该晶胞结构与NaCl晶胞结构相同 B．该晶体的化学式为 C．阴、阳离子的最小距离为 D．该物质中包含的全部化学键类型为极性共价键和离子键 11．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。Ge与碳是同族元素，碳原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。Ge单晶的晶胞结构类似于金刚石，如图。(=1.732，π=3.14)(注：晶胞中所有的球是等径硬球，且A球和D球相切)下列说法错误的是 A．原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置，其中原子坐标参数A为(0，0，0)，则C(，，0)，D()，B(，0，) B．碳原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间不能形成的原因是Ge原子的半径大，原子间形成的σ单键长，p-p轨道肩并肩的重叠程度小 C．若Ge原子半径为r，Ge单晶晶胞边长为a，Ge原子在晶胞中的空间占有率为34%(一个晶胞中构成晶体粒子在整个晶体空间中所占的体积百分比) D．两个最近的Ge原子之间的距离为(Ge单晶晶胞边长为a) 12．(21-22高二下·湖南长郡中学·期末)28号元素镍是有机合成的重要催化剂。 (1)基态镍原子的价电子排布式为 。 (2)镍和苯基硼酸共催化剂可实现丙烯醇(CH2=CH-CH2OH)的绿色高效合成。烯丙醇分子中碳原子的杂化类型为 。 (3)羰基镍[Ni(CO)4]用于制备高纯度镍粉。羰基镍[Ni(CO)4]中Ni、C、O的电负性由大到小的顺序为 。 (4)Ni2+能形成多种配离子，如[Ni(NH3)6]2+、[Ni(SCN)3]-等。[Ni(NH3)6]2+中的配位原子为 ，配位数为 ；[Ni(SCN)3]-中SCN-的空间结构为 。 (5)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： ①测知镧镍合金晶胞体积为9.0 ×10-23cm3，则镧镍合金的晶体密度为 g·cm-3(不必计算结果)。 ②储氢原理为：镧镍合金吸附H2，H2解离为原子，氢原子储存在其中形成化合物。若储氢后，氢原子占据晶胞中上下底面的棱和面心，则形成的储氢化合物的化学式为 。 13．(21-22高二下·湖南张家界·期末)锂电池正极材料NCA，极大地改善了锂电池的性能(注明：NCA指)。请回答下列问题： (1)基态铝原子的价层电子排布式为 。基态钴原子核外有 种能量不同的电子。 (2)钠、镁、铝的第一电离能由大到小排序为 (填元素符号)。 (3)氧化锂(Li2O)的熔点为1567℃，氧化镁(MgO)的熔点为2853℃。Li+、Mg2+的离子半径依次为0.076nm、0.072nm。它们的熔点差异除离子半径因素外，还与 有关。 (4)螯合物又称内络合物。、都能与乙二胺()形成螯合物，其配位原子是 (填元素符号)。 (5)是有机合成的常用还原剂。的空间结构是 。 (6)NiO晶胞与NaCl晶胞相似，如下图所示： ①连接面心上6个构成 (填标号)。 A．正四边形　　　　B．正四面体     C．正八面体        D．立方体             ②在NiO晶胞中，每个氧离子周围与它最近且相等距离的氧离子有 个；每个镍离子周围与它最近且相等距离的氧离子有 个。 ③已知NiO晶胞边长为a cm，NA为阿伏加德罗常数的值，则NiO晶体的密度为 (只列出计算式)。(NiO的摩尔质量用M(g·mol-1)表示) 14．(21-22高二下·湖南株洲茶陵县·期末)A、B、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，且它们的原子序数依次增大。第二周期元素A原子的最外层p轨道的电子为半充满结构；B是地壳中含量最多的元素；D原子的p轨道未成对电子数为1，其余p轨道均充满；E和F位于D的下一周期，E的价电子层中的未成对电子数为2，F原子的核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满，且E、F的原子序数相差1，回答下列问题： (1)基态E原子的核外电子排布式为 。 (2)元素A的最简单氢化物的沸点 (填“高于”或“低于”)元素D的最简单氢化物的沸点，判断的理由是 。 (3)A、B两种元素中，电负性由大到小的顺序是 (填元素符号，下同)；A、B、D三种元素中第一电离能由大到小的顺序是 。 (4)AB的空间构型为 。 (5)A与F可形成一种具有良好的电学和光学性能的化合物，其晶胞结构如图所示，若晶胞参数为anm，则晶体的密度为 (设NA为阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可)g•cm-3。 15．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)2022年北京冬季奥运会场馆使用了大量不锈钢材质，不锈钢属于合金钢，其机体是铁碳合金，常用的不锈钢中含铬18%，含镍8%。请回答下列问题： (1)基态Cr的电子排布式为 。 (2)FeCO3中阴离子的空间结构为 。 (3)原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征。工业上常用羰基镍[Ni(CO)4]制备高纯镍，羰基镍晶体中σ键和π键数目之比为 。 (4)碳元素在有机合成中有着广泛的意义。我国药学家屠呦呦从植物黄花蒿叶中成功提取出青蒿素，此后又对青蒿素进行了分子结构修饰，合成出药效更佳的双氢青蒿素、青蒿琥酯钠盐等(如图所示)。 青蒿素中C的杂化轨道类型为 ；青蒿琥酯钠盐中所含元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)；青蒿琥酯钠盐比双氢青蒿素水溶性强的原因是 。 (5)金属铬的晶胞(体心立方结构)如图所示，铬原子的半径为anm，该晶胞的密度为 g/cm3(NA为阿伏加德罗常数的值，列出表达式)。 16．(23-24高二下·湖南岳阳·期末)碱土金属指II A族的铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)等元素，它们的单质及其化合物有着广泛的用途。 (1)Be基态原子的轨道表示式为 ； 镁和铝的第二电离能：I2(Mg) I2(Al) (填“>”“ <”或“=”)。 (2)在500～600℃气相中，氯化铍以二聚体Be2Cl4， ()的形式存在，在1000 ℃，氯化铍则以BeCl2形式存在。 ①在二聚体Be2Cl4中Be的杂化方式为 ，1mol Be2Cl4中含有 mol 配位键。 ②MgCl2的熔、沸点比BeCl2高的原因是 。 (3)根据巴索洛规则：一般来讲，盐中阴、阳离子半径相差较大时，其溶解度较大。则在水中溶解度 S(SrF2) S(BaF2) (填“>” “<””或“=”)。 (4)石灰氮(CaCN2)—种碱性肥料，可用作除草剂、杀菌剂、杀虫剂等。 ①CaCN2中阴离子为CN22-，与CN22-互为等电子体的分子有N2O和 (填化学式），写出CN22-的电子式 。 ②CaCN2与水反应生成CaCO3和NH3两种物质，则1mol CaCN2与水反应的过程中，反应物断裂的σ键总数 。 (5)Mg2+与Ni2+、 O2-形成晶体的晶胞结构如图所示（Ni2+未画出），则该晶体的化学式为 。已知该晶胞参数a pm.则该晶体的密度为 g·cm-3（用a和NA表示）。 17．(23-24高二下·湖南长沙实验中学·期末)砷化镉晶胞结构如图。图中“①”和“②”位是“真空”，晶胞参数为apm，建立如图的原子坐标系，①号位的坐标为(，，)。已知：砷化镉的摩尔质量为Mg/mol，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．砷化镉中Cd与As原子个数比为3：2 B．两个Cd原子间最短距离为0.5apm C．③号位原子坐标参数为(，a，) D．该晶胞的密度为g•cm-3 18．(23-24高二下·湖南衡阳·期末)钠元素和硒元素可组成一种对蛋白质的合成和糖代谢有保护作用的无机化合物，其晶胞结构如图所示，已知：和的半径分别为a pm和b pm，晶胞参数为c pm，下列有关说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．与距离最近且相等的数目为8 C．该晶胞的密度为 D．基态的价层电子排布式： 19．(22-23高二上·湖南长沙湖南师范大学附属中学·期末)如图为Ge单晶的晶胞，晶胞参数为a pm。其中原子坐标参数A为，B为，C为。下列说法正确的是 A．该晶体的密度为 B．若Ge原子半径为r pm，则晶胞参数 C．该晶体中每个Ge原子被6个六元环共用 D．D原子的坐标参数为 20．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)NH4Cl的晶胞为立方体，其结构如下。下列说法不正确的是 A．NH4Cl晶体属于离子晶体 B．NH4Cl晶胞中H-N-H键角为90° C．NH4Cl晶体中既有离子键又有共价键 D．每个Cl-周围与它最近且等距离的的数目为8 21．(23-24高二下·湖南湘西·期末)前4周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X和Y的基态原子的能级上各有两个未成对电子，Z与Y同族，W原子核内有29个质子，下列说法正确的是 A．原子半径： B．简单气态氢化物的热稳定性： C．元素第一电离能： D．W元素的一种氧化物晶胞如图所示，该氧化物为 22．(23-24高二下·湖南张家界·期末)干冰(固态二氧化碳)在-78℃时可直接升华为气体，其晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是 A．干冰晶体是共价晶体 B．每个晶胞中含有4个分子 C．每个分子周围有12个紧邻的分子 D．干冰升华时需克服分子间作用力 23．(21-22高二下·湖南株洲第二中学·期末)用低品铜矿(主要含CuS、FeO)制备Cu2O的一种工艺流程如下： 下列说法正确的是 A．水合肼浓度过大，Cu2O产率下降，可能的原因是Cu2O进一步被还原成单质铜 B．“酸浸”过程中CuS发生反应的离子方程式为：S2-＋MnO2＋4H+ = Mn2+＋S＋2H2O C．“酸浸”所得溶液中的阳离子主要有H+、Mn2+、Cu2+和Fe2+ D．1个Cu2O晶胞(如图)中含4个氧原子 24．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)如图表示一个晶胞，该晶胞为正方体，结构粒子位于正方体的顶点和面心。下列说法正确的是 A．若是一个分子晶体的晶胞，其可表示干冰、冰 B．若是一个不完整的金刚石晶胞，则晶胞中缺失碳原子位于8个小立方体的中心 C．若是一个不完整的晶胞，顶点和面心的粒子表示，则晶胞中位置均在12条棱边的中心 D．若是一个不完整的晶胞，已知中的配位数为8，则图中实心球表示 25．(21-22高二下·湖南益阳第一中学·期末)氮化钛(TiN)为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品。TiN晶体的晶胞结构如图所示(白球代表N，黑球代表Ti)。下列说法错误的是 A．Ti的第一电离能大于Mn B．该晶胞中含有6个Ti原子和4个N原子 C．Ti均位于N构成的八面体空隙中 D．Ti元素位于元素周期表d区，是过渡元素 26．(21-22高二下·湖南衡阳祁东县·期末)火法炼铜首先要焙烧黄铜矿，其反应为。某种产物的晶胞结构如图所示，设晶胞边长为，下列说法错误的是 A．的空间结构为V形 B．该晶胞结构图表示的是 C．晶胞中的配位数为12 D．两个之间最近的距离为 27．(21-22高二下·湖南长郡中学·期末)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，晶胞如图M所示，K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置；O和Na两元素能够形成化合物F，其晶胞结构如图N所示。下列说法正确的是 A．KIO3晶胞中，与K紧邻的O个数为6 B．每个KIO3晶胞中含有3个氧原子 C．F的化学式为Na2O D．F晶胞中氧原子的配位数为4 28．(21-22高二下·湖南三湘名校教育联盟、五十校教研教改共同体·期末)金刚石硬度大，熔点高，用途非常广泛。工业上利用反应人工合成金刚石。已知：氯化钠晶胞结构如图1所示，相邻的与的距离为。设为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法错误的是 A．、均属于元素周期表中的区元素 B．、、金刚石晶体类型不同 C．若晶体密度为，则 D．金刚石(晶体结构如图2所示)中含有键的数目为 29．(23-24高二上·湖南长沙长郡中学·期末)由美国科学家Curl和Smalley教授及英国科学家Kroto教授等人在激光气化蒸发石墨实验中，首次发现含有60个碳原子的原子簇，命名为，为此获得1996年诺贝尔化学奖。按要求回答下列问题： (1)为碳的一种同素异形体，基态碳原子的核外电子排布式是 。 (2)分子是由12个互不相连的五边形和20个六边形镶嵌而成的球形32面体，结构如图所示。其中分子所含的键的数目是 (已知阿伏加德罗常数的值为)。 (3)溶于氯仿 (填“易”或“难”)，其原因可能是 。 (4)的晶胞结构如图所示。 ①晶体中，每个周围等距且紧邻的有 个。同为分子晶体，但的配位数(一个分子周围最近邻的分子数日)大于冰中水分子的配位数4的原因是 。 ②已知晶胞的晶胞参数为，则晶体的密度是 。 30．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)铁系元素是指铁、钴和镍3种元素，位于元素周期表中第VIII族，均为金属元素，在工业生产中有重要的作用。 (1)基态铁元素的原子核外电子占据的轨道数目共 个，基态钴元素的价电子排布式为 。 (2)铁系元素常常能和许多配位体形成配合物。 ①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，(羰基中的氧原子不能提供孤对电子)，EDTA()是 齿配位体，与铁离子形成配合物时的配位原子为 ，EDTA中所含元素的电负性由大到小的顺序为： 。 ②铁系元素形成的很多配合物有特殊的颜色，可用于鉴定铁系元素。用检验时，若有存在会产生干扰，可加入掩蔽剂NaF，与结合形成更稳定无色配离子，该配离子的空间构型为： 。 (3)铁与镁组成的其中一种储氢合金的晶胞结构如图所示，其中铁原子和镁原子最近的距离是为a nm，代表阿伏加德罗常数。 图中a处原子的坐标参数为 ，合金的密度为 。(列计算式) 31．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)硅是地壳中储量仅次于氧的元素，在自然界中主要以和硅酸盐的形式存在。 (1)基态硅原子的价电子排布式为 。 (2)硅、金刚石和碳化硅晶体的熔点从高到低依次为 。 (3)晶态的晶胞如图。 ①硅原子的杂化方式为 。 ②已知晶胞的棱长均为a pm，则晶体的密度 (列出计算式)。 (4)硅元素最高价氧化物对应的水化物为原硅酸。 资料：原硅酸()（ ）可溶于水，原硅酸中的羟基可发生分子间脱水，逐渐转化为硅酸、硅胶。 ①原硅酸钠溶液吸收空气中的会生成，结合元素周期律解释原因： 。 ②从结构的角度解释脱水后溶解度降低的原因： 。 32．(21-22高二上·湖南湖南师范大学附属中学·期末)碳原子构成的单质具有多种同素异形体，也对应着有多种不同晶体类型。请根据以下信息，回答下列问题。 (1)下图为金刚石的晶胞： ①沿晶胞对角面取得截图(如图c方式截图)，所得截图如图d所示，请在图d中白圈处找出未画出的碳原子，请在图中白圈处找出未画出的碳原子，并在相应位置上按图示碳原子涂黑 。 ②已知在金刚石晶体中，每个碳原子周围的任意两根碳碳键被2个六元碳环所共有，请计算：金刚石晶体中每个碳原子被 个六元碳环所共有，每个C—C被 个六元碳环所共用。 ③若再将任何两个成键的碳原子连线的中心处插入一个氧原子，就构成了某种特殊“碳氧化物”的晶胞。下列说法正确的是 (填标号)。 a.该“碳氧化物”晶体中每个碳原子周围的氧原子数是2 b.一个晶胞中含有8个“碳氧化物”分子 c.该“碳氧化物”的化学式为CO2 d.这种晶体是共价晶体 (2)①下图为石墨和石墨烯的结构示意图。石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法正确的是 。 A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键 B．石墨中的碳原子采取sp2杂化 C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在分子间作用力 D．层内碳原子间存在共价键 E.石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子 ②石墨可用作锂离子电池的负极材料，Li+嵌入石墨的两层间，导致石墨的层堆积方式发生改变，形成化学式为LixC6的嵌入化合物，某石墨嵌入化合物的平面结构如图所示，则x= ；若每个六元环都对应一个Li+，则化学式为 。 33．(23-24高二下·湖南永州·期末)氧族元素是元素周期表中第VIA族元素，包含氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、钋(Po)五种元素，它们及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。请回答下列问题： (1)基态原子的核外电子排布式为 。 (2)H2O、H2S、H2Se、H2Te的沸点由高到低的顺序为 ，原因是 。 (3)SO与SO相比，键角较小的是 (填离子符号)，原因是 。 (4)依布硒是一种有机硒化物，具有良好的抗炎活性，其结构简式为。依布硒分子中、C原子的杂化类型分别为 、 。 (5)国家速滑馆又称为“冰丝带”，所用的碲化镉(CdTe)“发电玻璃”被誉为“挂在墙上的油田”。碲化镉立方晶胞结构如图。 ①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。已知晶胞中A、B原子的分数坐标分别为A(0，0，0)、B(，，)，则C点原子的分数坐标为 。 ②碲化镉晶体的密度为ρg•cm-3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则其晶胞边长为a= 。 34．(20-21高二下·湖南长沙三湘名校教育联盟五十校·期末)锌是一种重要的金属，锌及其化合物在生产生活中有着十分广泛的应用。 (1)基态锌原子的核外电子排布式为 。 (2)在“”过程中会 (填“吸收”或“释放”)能量。 (3)代森锌是一种广谱杀菌剂，广泛用于防治各种麦的锈病、马铃薯晚疫病等蔬菜病害，遇水可分解为、、和。代森锌的结构简式如图所示。 ①代森锌中、、、四种元素的电负性由大到小的次序为 ，C原子的杂化轨道类型为 。 ②、、三种化合物中沸点最高的是，其主要原因是 。 (4)可用作甲醛去除剂，中与之间的配位键中提供孤电子对的成键原子是 (填元素符号)，中σ键与π键的个数之比为 。 (5)化合物的晶胞结构如图，晶胞中部分离子的分数坐标如表所示，则晶胞结构中位置A的微粒为 (填或)，一个周围等距离且最近的构成的空间构型为 ；已知晶体的密度为，则晶胞中的晶胞参数 (用表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可)。 坐标 x y z 0 0 0 35．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)NH3具有易液化、含氢密度高、应用广泛等优点，NH3的合成及应用一直是科学研究的重要课题。 (1)以H2、N2合成NH3，Fe是常用的催化剂。 ①基态Fe原子的电子排布式为 。 ②实际生产中采用铁的氧化物Fe2O3、FeO，使用前用H2和N2的混合气体将它们还原为具有活性的金属铁。铁的两种晶胞(所示图形为正方体)结构示意如下： i.两种晶胞所含铁原子个数比为 。 ii.图1晶胞的棱长为apm(1pm=1×10-10cm)，则其密度ρ= g·cm-3。 ③我国科学家开发出Fe—LiH等双中心催化剂，在合成NH3中显示出高催化活性。第一电离能(I1)：I1(H)＞I1(Li)＞I1(Na)，原因是 。 (2)化学工业科学家侯德榜利用下列反应最终制得了高质量的纯碱：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl ①1体积水可溶解1体积CO2，1体积水可溶解约700体积NH3。NH3极易溶于水的原因是 。 ②反应时，向饱和NaCl溶液中先通入 。 ③NaHCO3分解得Na2CO3。空间结构为 。 (3)NH3、NH3BH3(氨硼烷)储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。 元素 H B N 电负性 2.1 2.0 3.0 ①NH3的中心原子的杂化轨道类型为 。 ②NH3BH3存在配位键，提供空轨道的是 。 ③比较熔点：NH3BH3 CH3CH3(填“＞”或“＜”)。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 题型02 晶胞的分析与计算 1．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)碲化镉太阳能电池较单晶硅太阳能电池有制作方便、成本低廉和重量较轻等优点。碲化镉立方晶胞的结构如图Ⅰ所示，图Ⅱ为该晶胞沿轴方向在平面的投影，下列说法正确的是 A．该晶体的化学式为 B．若X点原子的坐标为，则Y点原子的分数坐标为 C．若晶胞参数为，则Cd原子与Te原子的最短距离为 D．与Te距离最近且相等的Cd原子有2个 【答案】B 【详解】A．该晶胞中Cd原子均在体内，共4个，Te原子在8个顶点和6个面心，共个，故其化学式为，A项错误； B．若X点原子的坐标为，Y点在x轴上是面对角线的，y轴和z轴上为，Y点原子的分数坐标为，B项正确； C．Cd原子与Te原子的最短距离为体对角线的四分之一，应为，C项错误； D．与Te原子距离最近且相等的Cd原子有4个，D项错误； 故选B。 2．(23-24高二下·湖南长沙明德中学·期末)几种晶体的晶胞(或晶体结构)如图所示，下列说法正确的是 NaCl晶胞 CO2晶胞 金刚石晶胞 石墨晶体结构 A．NaCl中Na+的配位数小于干冰中CO2分子的配位数 B．氯化钠晶体中，每个Na+周围距离最近且相等的Na+有6个 C．若金刚石的晶胞边长为a，其中两个最近的碳原子之间的距离为 D．石墨晶体层内是共价键，层间是范德华力，所以石墨是一种过渡晶体 【答案】A 【详解】A．NaCl晶体中Na+的配位数为6；干冰中CO2分子的配位数==12，所以NaCl中Na+的配位数小于干冰中CO2分子的配位数，A正确； B．氯化钠晶体中，每个Na+周围距离最近且相等的Na+有12个，如图晶胞中以体心的Na+为例，和它距离最近且相等的Na+有12个，B错误； C．若金刚石的晶胞边长为a，由题干晶胞结构示意图可知，其中两个最近的碳原子之间的距离为晶胞体对角线长度的=a，C错误； D．石墨晶体层内是共价键，层间是范德华力，有共价晶体、分子晶体、金属晶体的特征，所以石墨为混合晶体，D错误； 故答案为：A。 3．(23-24高二下·湖南永州·期末))甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是    A．甲烷晶胞中的球只代表1个C原子 B．晶体中1个CH4分子中有12个紧邻的CH4分子 C．甲烷晶体熔化时需克服共价键 D．1个CH4晶胞中含有8个CH4分子 【答案】B 【详解】A．甲烷晶体的构成微粒是甲烷分子，所以甲烷晶胞中的球表示甲烷分子，A错误； B．晶体中1个CH4分子周围紧邻的CH4分子个数，B正确； C．甲烷晶体为分子晶体，所以甲烷晶体熔化时需要克服分子间作用力，C错误； D．1个CH4晶胞中CH4分子个数，D错误； 故选B。 4．(22-23高二下·湖南邵阳·期末)砷化镓晶体属于立方晶系，其晶胞结构如图甲所示，将原子掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料的结构如图乙所示，砷化镓的晶胞参数为。阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是 A．图乙晶体最简化学式为 B．图甲中原子和原子的最近距离是 C．砷化镓中配位键的数目是 D．Mn原子掺杂到砷化镓晶体中，和原子最近且距离相等的As原子有2个 【答案】A 【详解】A．由图乙可知，掺杂之后，晶胞中Mn的数目为，As的数目为4，Ga的数目为，故稀磁性半导体材料中，Ga、Mn、As的原子个数比为27:5:32，故图乙晶体最简化学式为，A正确； B． 图甲中原子和原子的最近距离为晶胞体对角线长度的四分之一，故为，B错误； C．GaAs中，砷提供孤对电子，镓提供空轨道，两者形成配位键，平均1个GaAs中配位键数目为1， 砷化镓中配位键的数目是，C错误； D．由图知， Mn原子掺杂到砷化镓晶体中，和原子最近且距离相等的As原子有4个，D错误； 答案选A。 5．(21-22高二下·湘鄂冀三益阳平高学校、长沙平高中学等七校联考·期末)铜的晶胞结构如图所示，下列关于其晶胞的说法中错误的是 A．若晶胞的边长为a，则最近的两个铜原子的距离为 B．每个晶胞中含有4个铜原子 C．铜原子的配位数为12 D．晶胞的空间利用率为 【答案】A 【详解】A．晶胞边长为a，则面对角线长度为a，铜晶胞为面心立方堆积，最近的两个铜原子间的距离是面对角线的二分之一，即a，故A错误； B．在晶胞的顶点和面心各有1个铜原子，顶点上的铜原子被8个晶胞共有，面心上的铜原子被2个晶胞共有，所以每个晶胞中含有4个铜原子，故B正确； C．铜晶胞为面心立方最密堆积，铜原子的配位数为12，故C正确； D．晶胞的空间利用率等于晶胞中铜原子的体积除以晶胞的体积，晶胞中有4个铜原子，设铜原子半径为r，则铜原子的体积为，铜原子半径为两个铜原子间距离的一半，则铜原子半径和晶胞边长的关系为r=a，则铜原子体积为，晶胞体积为a3，所以晶胞的空间利用率=×100%=×100%，故D正确； 故选A。 6．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)2016年，中国研究人员在相当于110万个标准大气压的环境下，制造出了一种氦化合物一氦化钠，化学式为。其晶胞结构如下图： 已知：1号粒子的分数坐标为(0，0，0)，3号粒子的分数坐标为()，设晶胞边长为anm，阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是 A．2号粒子的分数坐标为() B．钠、钙焰色试验产生的光谱属于发射光谱 C．Na粒子与He粒子的最短距离为 D．晶胞中Na粒子与He粒子的配位数之比为 【答案】D 【详解】A．白球处于晶胞的8个顶点和6个面心，黑球处于晶胞体对角线的和，1号粒子的分数坐标为(0，0，0)，3号粒子的分数坐标为()，则2号粒子的分数坐标为()，A项正确； B．焰色试验与原子核外电子跃迁释放能量有关，故钠、钙焰色试验产生的光谱属于发射光谱，B项正确； C．晶胞的边长为anm，Na粒子与He粒子的最短距离为体对角线的，为anm，C项正确； D．根据均摊法，白球的个数为8×+6×=4，黑球的个数为8，结合化学式Na2He，白球为He粒子，黑球为Na粒子，Na粒子的配位数为4，He粒子的配位数为8，晶胞中Na粒子与He粒子的配位数之比为4∶8=1∶2，D项错误； 答案选D。 7．(23-24高二下·湖南岳阳·期末)过渡金属的氮化物和碳化物都表现了较好的催化性能，由碳(C)、钨(W)两种元素形成的两种碳化物甲(晶胞边长为)和乙(晶胞边长为)的立方晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．晶胞乙中两个原子最近距离为 B．晶体甲中与原子距离最近的原子有8个 C．甲、乙两种晶胞的密度比为 D．碳化物甲的化学式为WC 【答案】A 【详解】A．由乙的晶胞可知，两个原子最近距离为面对角线长度的一半即，A正确； B．以顶点处的W为例，与其距离最近的W原子位于面心处，一个面上有4个这样的W原子，共有三个这样的面，因此晶体甲中与原子距离最近的有12个，B错误； C．根据均摊法可知，甲的化学式为，乙的化学式为，晶胞的质量比不为，甲乙两种晶胞的密度比不会是，C错误； D．根据均摊法可知，甲中W个数为=4，C个数为=2，碳化物甲的化学式为，D错误； 故答案选A。 8．(23-24高二下·湖南郴州·期末)表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．干冰(图丙)中含有个晶胞结构单元 B．晶体硅(图乙)中含有键数目为 C．冰(图甲)中含键数目为 D．石墨烯(图丁)是碳原子单层片状新材料，石墨烯中含键数目为 【答案】A 【详解】A．由丙图可知，一个干冰晶胞中含有CO2的个数为：=4，故干冰(图丙)中含有=0.25NA个晶胞结构单元，A错误； B．由乙图可知，每个Si周围形成4个Si-Si键，每个Si-Si键被2个Si共用，故晶体硅(图乙)中含有键数目为=，B正确； C．由甲图可知，每个H2O含有 2个O-H键，故冰(图甲)中含键数目为=，C正确； D．由丁图可知，石墨烯(图丁)是碳原子单层片状新材料中每个C周围形成3个C-C键，每个C-C键被2个C原子共用，故石墨烯中含键数目为=，D正确； 故答案为：A。 9．(22-23高二下·湖南长沙长郡中学·期末)二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料，是科学研究的重要材料。如图为晶胞中原子沿z轴方向在平面的投影图(俯视图)，其中晶胞边长为，O原子略去，Si原子旁标注的数字表示每个Si原子位于z轴的高度。下列有关说法错误的是    A．若的键能为，则使全部变成Si、O原子至少需要提供的能量是 B．二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应 C．与的距离为 D．光导纤维的通信容量大，抗干扰性能好，能有效提高通信效率 【答案】C 【详解】A．晶体中，每一个原子连接4个键，若的键能为，则使全部变成Si、O原子至少需要提供的能量是，A正确； B．二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应：，B正确； C．与在y轴方向上距离为，在z轴方向上距离为，所以与之间的距离为，C错误； D．利用光的全反射原理，光导纤维的通信容量大，抗干扰性能好，能有效提高通信效率，D正确； 故选C。 10．(23-24高二下·湖南长沙浏阳·期末)科学家研发出一种新型储氢材料，晶胞结构如下图所示，晶胞参数为apm，下列说法确的是 A．该晶胞结构与NaCl晶胞结构相同 B．该晶体的化学式为 C．阴、阳离子的最小距离为 D．该物质中包含的全部化学键类型为极性共价键和离子键 【答案】C 【详解】A．NaCl晶胞中一种离子的位置是顶点和面心，另一种离子是棱心和体心，而该晶胞中阳离子是在顶点和面心，阴离子都在体内，晶胞结构不相同，故A错误； B．该晶胞中阳离子是在顶点和面心，个数为=4，阴离子都在体内，个数为8，该晶体的化学式为2，故B错误； C．由晶胞结构图可知，阴、阳离子的最小距离为体对角线的，即为，故C正确； D．该物质中阳离子内部和阴离子内部都有配位键，包含的全部化学键类型为极性共价键、离子键和配位键，故D错误； 答案选C。 11．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。Ge与碳是同族元素，碳原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。Ge单晶的晶胞结构类似于金刚石，如图。(=1.732，π=3.14)(注：晶胞中所有的球是等径硬球，且A球和D球相切)下列说法错误的是 A．原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置，其中原子坐标参数A为(0，0，0)，则C(，，0)，D()，B(，0，) B．碳原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间不能形成的原因是Ge原子的半径大，原子间形成的σ单键长，p-p轨道肩并肩的重叠程度小 C．若Ge原子半径为r，Ge单晶晶胞边长为a，Ge原子在晶胞中的空间占有率为34%(一个晶胞中构成晶体粒子在整个晶体空间中所占的体积百分比) D．两个最近的Ge原子之间的距离为(Ge单晶晶胞边长为a) 【答案】D 【详解】A.根据上图几何关系可知, 原子坐标参数A为(0，0，0)，则C(，，0)，D()，B(，0，)，A正确； B. Ge原子的半径大，原子间形成的σ单键长，p-p轨道肩并肩的重叠程度小，所以难以形成π键，即难以形成双键、三键，B正确； C. 若Ge原子半径为r，Ge单晶晶胞边长为a，则根据几何关系可知，2r=a，上述晶胞中含Ge原子的个数为，所以原子在晶胞中的空间占有率为，C正确； D. 根据上述几何关系可知，两个最近的Ge原子（如A球和D球）之间的距离d为晶胞对角线的四分之一，即d=，D错误； 答案选D。 12．(21-22高二下·湖南长郡中学·期末)28号元素镍是有机合成的重要催化剂。 (1)基态镍原子的价电子排布式为 。 (2)镍和苯基硼酸共催化剂可实现丙烯醇(CH2=CH-CH2OH)的绿色高效合成。烯丙醇分子中碳原子的杂化类型为 。 (3)羰基镍[Ni(CO)4]用于制备高纯度镍粉。羰基镍[Ni(CO)4]中Ni、C、O的电负性由大到小的顺序为 。 (4)Ni2+能形成多种配离子，如[Ni(NH3)6]2+、[Ni(SCN)3]-等。[Ni(NH3)6]2+中的配位原子为 ，配位数为 ；[Ni(SCN)3]-中SCN-的空间结构为 。 (5)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： ①测知镧镍合金晶胞体积为9.0 ×10-23cm3，则镧镍合金的晶体密度为 g·cm-3(不必计算结果)。 ②储氢原理为：镧镍合金吸附H2，H2解离为原子，氢原子储存在其中形成化合物。若储氢后，氢原子占据晶胞中上下底面的棱和面心，则形成的储氢化合物的化学式为 。 【答案】(1)3d84s2 (2)sp3、sp2 (3)O＞C＞Ni (4) N 6 直线形 (5) LaNi5H3 【解析】(1) 镍是28号元素，基态镍原子的价电子排布式为3d84s2； (2) CH2=CH-CH2OH分子中单键碳原子的杂化方式为sp3、双键碳原子的杂化方式是sp2； (3) 元素非金属性越强电负性越大，羰基镍[Ni(CO)4]中Ni、C、O的电负性由大到小的顺序为O＞C＞Ni； (4) [Ni(NH3)6]2+中，N原子含有孤电子对，配位原子为N，配位数为6；SCN-中C原子形成2个σ键，无孤电子对，采用sp杂化，空间结构为直线形。 (5) ①根据均摊原则，晶胞中La原子数为、Ni原子数为，镧镍合金晶胞体积为9.0 ×10-23cm3，则镧镍合金的晶体密度为 =g·cm-3。 ②若储氢后，氢原子占据晶胞中上下底面的棱和面心，则1个晶胞中H原子数为，则形成的储氢化合物的化学式为LaNi5H3。 13．(21-22高二下·湖南张家界·期末)锂电池正极材料NCA，极大地改善了锂电池的性能(注明：NCA指)。请回答下列问题： (1)基态铝原子的价层电子排布式为 。基态钴原子核外有 种能量不同的电子。 (2)钠、镁、铝的第一电离能由大到小排序为 (填元素符号)。 (3)氧化锂(Li2O)的熔点为1567℃，氧化镁(MgO)的熔点为2853℃。Li+、Mg2+的离子半径依次为0.076nm、0.072nm。它们的熔点差异除离子半径因素外，还与 有关。 (4)螯合物又称内络合物。、都能与乙二胺()形成螯合物，其配位原子是 (填元素符号)。 (5)是有机合成的常用还原剂。的空间结构是 。 (6)NiO晶胞与NaCl晶胞相似，如下图所示： ①连接面心上6个构成 (填标号)。 A．正四边形　　　　B．正四面体     C．正八面体        D．立方体             ②在NiO晶胞中，每个氧离子周围与它最近且相等距离的氧离子有 个；每个镍离子周围与它最近且相等距离的氧离子有 个。 ③已知NiO晶胞边长为a cm，NA为阿伏加德罗常数的值，则NiO晶体的密度为 (只列出计算式)。(NiO的摩尔质量用M(g·mol-1)表示) 【答案】(1) 3s23p1 7 (2)Mg >Al> Na (3)Li+所带电荷比Mg2+少有关 (4)N (5)正四面体形 (6) C 12 6 【详解】（1）已知Li是13号元素，则基态铝原子的价层电子排布式为3s23p1；已知同一能级不同轨道的能量相同，则基态钴原子核外有ls、2s、2p、3s、3p、3d、4s共7种能量不同的电子，故答案为：3s23p1；7； （2）根据同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势，ⅡA与ⅢA、VA与VIA反常，可知钠、镁、铝的第一电离能大小排序为：Mg >Al> Na，故答案为：Mg >Al> Na； （3）已知Li2O、MgO均为离子晶体，离子晶体中阴阳离子所带的电荷越多，离子半径越小，晶体的晶格能越大，熔点越高，则它们的熔点差异除离子半径因素外，还与Li+所带电荷比Mg2+少有关，故答案为：Li+所带电荷比Mg2+少有关； （4）作配体时，由于-NH2的N原子上有孤电子对，而C、H上没有孤电子对，即N原子提供孤电子对直接与、都形成配位键，则其配位原子是N，故答案为：N； （5）是有机合成的常用还原剂，中中心原子Al周围的价层电子对数为：，根据价层电子对互斥理论可知，其的空间结构是正四面体形，故答案为：正四面体形； （6）①由题干晶胞图示可知，连接面心上6个构成构成正八面体，故答案为：C； ②在NiO晶胞中，每个氧离子周围与它最近且相等距离的氧离子有相互垂直的三个面，每个面上有4个，共3×4=12个；每个镍离子周围与它最近且相等距离的氧离子有上、下、左、右、前、后共6个，故答案为：12；6； ③已知NiO晶胞边长为acm，NA为阿伏加德罗常数的值，则NiO晶体的密度为由题干图示晶胞可知，每个晶胞中含有Ni2+为个，，则NiO晶体的密度，故答案为：。 14．(21-22高二下·湖南株洲茶陵县·期末)A、B、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，且它们的原子序数依次增大。第二周期元素A原子的最外层p轨道的电子为半充满结构；B是地壳中含量最多的元素；D原子的p轨道未成对电子数为1，其余p轨道均充满；E和F位于D的下一周期，E的价电子层中的未成对电子数为2，F原子的核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满，且E、F的原子序数相差1，回答下列问题： (1)基态E原子的核外电子排布式为 。 (2)元素A的最简单氢化物的沸点 (填“高于”或“低于”)元素D的最简单氢化物的沸点，判断的理由是 。 (3)A、B两种元素中，电负性由大到小的顺序是 (填元素符号，下同)；A、B、D三种元素中第一电离能由大到小的顺序是 。 (4)AB的空间构型为 。 (5)A与F可形成一种具有良好的电学和光学性能的化合物，其晶胞结构如图所示，若晶胞参数为anm，则晶体的密度为 (设NA为阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可)g•cm-3。 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 (2) 高于 NH3分子间可以形成氢键，增大了分子间作用力 (3) O＞N N＞O＞Cl (4)平面三角形 (5)×1021 【分析】第二周期元素A原子的最外层p轨道的电子为半满结构，电子排布式为1s22s22p3，则A为N元素，B是地壳中含量最多的元素，B为O元素；D原子的p轨道未成对电子数为1，其余p轨道均充满，说明D为第ⅦA族元素，E，F位于D的下一周期，则D为Cl元素；F的原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满，且E、F原子序数相差1，则F为Cu元素；E的价电子层中的未成对电子数为2，E为Ni元素，由此得到A、B、D、E、F分别为N、O、Cl、Ni、Cu元素。 【详解】（1）E为Ni元素，基态Ni原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。 （2）元素A为N元素，其最简单氢化物为NH3，元素D为Cl元素，其最简单氢化物为HCl，因为NH3分子间可以形成氢键，增大了分子间作用力，故NH3的沸点高于HCl的沸点。 （3）同一周期从左到右元素电负性逐渐增大，故电负性O>N，同一周期第一电离能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，但是N元素p轨道处于半充满状态，比较稳定，故第一电离能排序为N>O>Cl。 （4）硝酸根中心N原子的价层电子对数为3+=3，无孤电子对，VSEPR模型和空间构型均为平面三角形。 （5）A和F形成的化合物晶胞如图所示，棱上的一个Cu原子为四个晶胞共用，顶点上的N原子为8个晶胞共用，利用均摊法可求得Cu原子个数为=3，N原子个数为=1，故化学式为Cu3N，晶体的密度为：g/cm3。 15．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)2022年北京冬季奥运会场馆使用了大量不锈钢材质，不锈钢属于合金钢，其机体是铁碳合金，常用的不锈钢中含铬18%，含镍8%。请回答下列问题： (1)基态Cr的电子排布式为 。 (2)FeCO3中阴离子的空间结构为 。 (3)原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征。工业上常用羰基镍[Ni(CO)4]制备高纯镍，羰基镍晶体中σ键和π键数目之比为 。 (4)碳元素在有机合成中有着广泛的意义。我国药学家屠呦呦从植物黄花蒿叶中成功提取出青蒿素，此后又对青蒿素进行了分子结构修饰，合成出药效更佳的双氢青蒿素、青蒿琥酯钠盐等(如图所示)。 青蒿素中C的杂化轨道类型为 ；青蒿琥酯钠盐中所含元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)；青蒿琥酯钠盐比双氢青蒿素水溶性强的原因是 。 (5)金属铬的晶胞(体心立方结构)如图所示，铬原子的半径为anm，该晶胞的密度为 g/cm3(NA为阿伏加德罗常数的值，列出表达式)。 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 (2)平面三角形 (3)1：1 (4) sp2、sp3 O、C、H、Na(或O>C>H>Na) 青蒿琥酯钠盐为盐，极性较强，而双氢青蒿素极性较弱(2分，答案合理即可) (5) 【详解】（1）铬为24号元素，基态Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。故答案为：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1； （2）碳酸根离子中C原子价层电子对数为3+=3，FeCO3中阴离子的空间结构为平面三角形。故答案为：平面三角形； （3）羰基镍[Ni(CO)4]晶体中σ键和π键数目之比为(4+1×4)：(2×4)=1：1。故答案为：1：1； （4）青蒿素中酯基上的C杂化轨道类型为sp2，其余的C杂化轨道类型为sp3，C的杂化轨道类型为sp2、sp3；周期表中同主族从下到上，同周期从左到右，元素的非金属性增强，元素的电负增大，青蒿琥酯钠盐中所含元素的电负性由大到小的顺序为O、C、H、Na(或O>C>H>Na)；青蒿琥酯钠盐比双氢青蒿素水溶性强的原因是青蒿琥酯钠盐为盐，极性较强，而双氢青蒿素极性较弱。故答案为：sp2、sp3；O、C、H、Na(或O>C>H>Na)；青蒿琥酯钠盐为盐，极性较强，而双氢青蒿素极性较弱； （5）金属铬晶胞为体心立方结构，晶胞中铬原子个数为：8×+1=2，铬原子的半径为anm，该晶胞的密度为 =g/cm3。故答案为：。 16．(23-24高二下·湖南岳阳·期末)碱土金属指II A族的铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)等元素，它们的单质及其化合物有着广泛的用途。 (1)Be基态原子的轨道表示式为 ； 镁和铝的第二电离能：I2(Mg) I2(Al) (填“>”“ <”或“=”)。 (2)在500～600℃气相中，氯化铍以二聚体Be2Cl4， ()的形式存在，在1000 ℃，氯化铍则以BeCl2形式存在。 ①在二聚体Be2Cl4中Be的杂化方式为 ，1mol Be2Cl4中含有 mol 配位键。 ②MgCl2的熔、沸点比BeCl2高的原因是 。 (3)根据巴索洛规则：一般来讲，盐中阴、阳离子半径相差较大时，其溶解度较大。则在水中溶解度 S(SrF2) S(BaF2) (填“>” “<””或“=”)。 (4)石灰氮(CaCN2)—种碱性肥料，可用作除草剂、杀菌剂、杀虫剂等。 ①CaCN2中阴离子为CN22-，与CN22-互为等电子体的分子有N2O和 (填化学式），写出CN22-的电子式 。 ②CaCN2与水反应生成CaCO3和NH3两种物质，则1mol CaCN2与水反应的过程中，反应物断裂的σ键总数 。 (5)Mg2+与Ni2+、 O2-形成晶体的晶胞结构如图所示（Ni2+未画出），则该晶体的化学式为 。已知该晶胞参数a pm.则该晶体的密度为 g·cm-3（用a和NA表示）。 【答案】(1) < (2) sp2 2 MgCl2是离子晶体，而BeCl2是分子晶体。发生状态变化时，离子晶体要克服离子键，分子晶体要克服分子间作用力。离子键比分子间作用力强得多。 (3)< (4) CO2 4.816×l024 (5) Mg2NiO3 【详解】（1） Be位于第二周期IIA族，因此Be的轨道式为；Mg的价电子排布式为3s2，Al的价电子排布式为3s23p1，Mg的价电子能级上电子排满，电子相对稳定，而Al的p能级上没有排满，因此Mg的第一电离能大于Al的第一电离能； （2）考查杂化类型的判断、配位键、熔沸点高低的判断，①Be2Cl4的结构中Be有3个σ键，无孤电子对，因此杂化类型为sp2；Be的最外层有2个电子，只能形成2个化学键，根据结构式，第三个化学键为配位键，因此1mol此物质含有配位键的物质的量为2mol；②根据结构，BeCl2属于分子晶体，而MgCl2属于离子晶体，一般来说离子晶体的熔沸点高于分子晶体，因此有MgCl2熔沸点高于BeCl2； （3）考查半径大小比较，Sr在Ba的上一周期，同主族从上到下原子半径增大，阴离子都是F－，根据信息，BaF2的阴阳离子半径相差比SrF2大，因此SrF2的溶解度小于BaF2； （4） 本题考查等电子体的判断、化学键数目的计算，①等电子体：原子总数相同、价电子相同的微粒，因此与CN22－互为等电子体的分子是N2O和CO2；N和C分别形成3、4个键达到稳定，因此CN22－的电子式为：；②发生反应是Ca(CN)2＋3H2O=CaCO3＋2NH3，1molCa(CN)2中含有σ键物质的量为2mol，1molH2O中σ键物质的量为2mol，因此1molCa(CN)2与水反应断裂的σ键物质的量为(2＋3×2)mol=8mol，因此数目为8×6.02×1023=4.816×l024； （5）本题考查晶胞的计算，Mg2＋位于面心，个数为4×1/2=2，O2－位于棱上，个数为12×1/4=3，根据化合价的代数和为0，则Ni2＋个数为1，化学式为Mg2NiO3；晶胞的质量为1×155/NAg，晶胞的体积为(a×10－10)3cm3，根据密度的定义，密度等于.g/cm3。 17．(23-24高二下·湖南长沙实验中学·期末)砷化镉晶胞结构如图。图中“①”和“②”位是“真空”，晶胞参数为apm，建立如图的原子坐标系，①号位的坐标为(，，)。已知：砷化镉的摩尔质量为Mg/mol，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．砷化镉中Cd与As原子个数比为3：2 B．两个Cd原子间最短距离为0.5apm C．③号位原子坐标参数为(，a，) D．该晶胞的密度为g•cm-3 【答案】D 【详解】A．由图示晶胞可知，一个晶胞中As个数为：，Cd的个数为6，故砷化镉中Cd与As原子个数比为6:4=3：2，A正确； B．由图示晶胞可知，平行与边的同一直线上Cd原子将边长 4等分，故两个Cd原子间最短距离为0.5apm，B正确； C．由图所示可知，③号位原子位于右侧面的面心上，故其坐标参数为(，a，)，D正确； D．由A项分析可知，一个晶胞中含有6个Cd和4个As，即含有2个As2Cd3，故该晶胞的密度为g·cm-3，D错误； 故答案为：D。 18．(23-24高二下·湖南衡阳·期末)钠元素和硒元素可组成一种对蛋白质的合成和糖代谢有保护作用的无机化合物，其晶胞结构如图所示，已知：和的半径分别为a pm和b pm，晶胞参数为c pm，下列有关说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．与距离最近且相等的数目为8 C．该晶胞的密度为 D．基态的价层电子排布式： 【答案】C 【详解】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的硒离子个数为8×+6×=4，位于体内的钠离子个数为8，则晶体的化学式为，故A正确； B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的硒离子与位于体对角线上的钠离子距离最近，则与硒离子距离最近的钠离子个数为8，故B正确； C．设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(10﹣10c)3d，解得d=g/cm3，故C错误； D．硒元素的原子序数为34，基态硒离子的价层电子排布式为，故D正确； 故选C。 19．(22-23高二上·湖南长沙湖南师范大学附属中学·期末)如图为Ge单晶的晶胞，晶胞参数为a pm。其中原子坐标参数A为，B为，C为。下列说法正确的是 A．该晶体的密度为 B．若Ge原子半径为r pm，则晶胞参数 C．该晶体中每个Ge原子被6个六元环共用 D．D原子的坐标参数为 【答案】B 【详解】A．由晶胞结构可知，1个Ge晶胞中含有8×+6×+4=8，则该晶体的密度为，故A错误； B．Ge晶胞类似金刚石晶胞，由图可知，Ge元素半径的8倍等于晶胞的体对角线，则8r=a，，故B正确； C．Ge晶胞类似金刚石晶胞，任意两条相邻的Ge—Ge键参加了2个六元环的形成，每个Ge原子可形成4条Ge—Ge键，两面相邻的组合6种，故每个C原子被6×2=12个六元环共用，故C错误； D．对照晶胞图及A为，B为，C为的坐标，选A为参照点，可知D在对角线的处，运用比例关系可知D原子的坐标参数为，故D错误； 故选B。 20．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)NH4Cl的晶胞为立方体，其结构如下。下列说法不正确的是 A．NH4Cl晶体属于离子晶体 B．NH4Cl晶胞中H-N-H键角为90° C．NH4Cl晶体中既有离子键又有共价键 D．每个Cl-周围与它最近且等距离的的数目为8 【答案】B 【详解】A．氯化铵由铵根离子和氯离子构成，为离子晶体，A正确； B．铵根离子中N原子杂化方式为sp3杂化，键角为109。28'，B错误； C．NH4Cl晶体中铵根和氯离子之间为离子键，氮原子和氢原子之间为共价键，C正确； D．根据晶胞结构可知每个Cl-周围与它最近且等距离的铵根离子的数目为8，在周围八个立方体体心位置，D正确； 故选B。 21．(23-24高二下·湖南湘西·期末)前4周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X和Y的基态原子的能级上各有两个未成对电子，Z与Y同族，W原子核内有29个质子，下列说法正确的是 A．原子半径： B．简单气态氢化物的热稳定性： C．元素第一电离能： D．W元素的一种氧化物晶胞如图所示，该氧化物为 【答案】B 【分析】X和Y的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子，则2p能级上分别有2、4电子，则X为C，Y为O；Z与Y同族，则Z为S； W原子核内有29个质子，则W为Cu，以此解题。 【详解】A．X、Y、Z分别是C、O、S，同周期越靠左半径越大，不同周期一般来说，电子层数越多半径越大，则原子半径，A错误； B．非金属性越强，气态氢化物越稳定，即稳定性H2O>H2S，B正确； C．同主族，越向上第一电离能越大，C错误； D．根据晶胞结构可知，两种元素原子的个数比值为1∶2，故该氧化物为，D错误； 故选B。 22．(23-24高二下·湖南张家界·期末)干冰(固态二氧化碳)在-78℃时可直接升华为气体，其晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是 A．干冰晶体是共价晶体 B．每个晶胞中含有4个分子 C．每个分子周围有12个紧邻的分子 D．干冰升华时需克服分子间作用力 【答案】A 【详解】A．由题干信息可知，干冰(固态二氧化碳)在-78℃时可直接升华为气体，干冰晶体是分子晶体，A错误； B．由题干图示晶胞图可知，每个晶胞中含有=4个分子，B正确； C．由题干图示晶胞图可知，以其中面心上的一个CO2为例，其周围有3个相互垂直的平面，每个平面上有4个CO2与之最近且距离相等，则每个分子周围有12个紧邻的分子，C正确； D．已知干冰是分子晶体，故干冰升华时需克服分子间作用力，D正确； 故答案为：A。 23．(21-22高二下·湖南株洲第二中学·期末)用低品铜矿(主要含CuS、FeO)制备Cu2O的一种工艺流程如下： 下列说法正确的是 A．水合肼浓度过大，Cu2O产率下降，可能的原因是Cu2O进一步被还原成单质铜 B．“酸浸”过程中CuS发生反应的离子方程式为：S2-＋MnO2＋4H+ = Mn2+＋S＋2H2O C．“酸浸”所得溶液中的阳离子主要有H+、Mn2+、Cu2+和Fe2+ D．1个Cu2O晶胞(如图)中含4个氧原子 【答案】A 【分析】由流程可知，“酸浸”时发生FeO+2H+═Fe2++H2O、CuS+MnO2+4H+═Mn2++Cu2++S+2H2O、2Fe2++MnO2+4H+═Mn2++2Fe3++2H2O，调节pH使铁离子转化为沉淀，滤渣为氢氧化铁，然后除锰离子，最后水合肼还原Cu2+生成Cu2O和氮气，发生离子反应为N2H4•H2O+4Cu2++8OH-=N2↑+2Cu2O+7H2O，以此来解答。 【详解】A．水合肼浓度过大，还原性增强，Cu2O进一步被还原成单质铜，可能导致Cu2O产率下降，A正确； B．“酸浸”过程中CuS发生反应的离子方程式为CuS+MnO2+4H+═Mn2++Cu2++S+2H2O，故B错误； C．亚铁离子可被二氧化锰氧化，则“酸浸”所得溶液中的阳离子主要有H+、Mn2+、Cu2+和Fe3+，故C错误； D．由晶胞结构可知，白球的个数为，黑球个数为4，则1个Cu2O晶胞中含2个氧原子，D错误； 故答案选：A。 24．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)如图表示一个晶胞，该晶胞为正方体，结构粒子位于正方体的顶点和面心。下列说法正确的是 A．若是一个分子晶体的晶胞，其可表示干冰、冰 B．若是一个不完整的金刚石晶胞，则晶胞中缺失碳原子位于8个小立方体的中心 C．若是一个不完整的晶胞，顶点和面心的粒子表示，则晶胞中位置均在12条棱边的中心 D．若是一个不完整的晶胞，已知中的配位数为8，则图中实心球表示 【答案】D 【详解】A．该晶胞是面心立方，对应分子晶体有干冰、碘等，不能代表冰，故A错误； B．如果是金刚石晶胞，金刚石晶体中5个碳原子构成正四面体结构，即其他4个碳原子位于4个互不相邻小立方体的中心，故B错误； C．NaCl晶胞中每个Na+被6个Cl-所包围，同样每个Cl-也被6个Na+所包围，所以晶胞中Cl-位置是体心和12条棱边的中心，故C错误； D．CaF2晶体模型，是面心立方晶胞，钙离子占据立方体的8个顶点和6个面心，而F-占据8个小立方体的体心，即Ca2+中的配位数为8，F-配位数为4，故图中的实心球是代表Ca2+，故D正确； 故选D。 25．(21-22高二下·湖南益阳第一中学·期末)氮化钛(TiN)为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品。TiN晶体的晶胞结构如图所示(白球代表N，黑球代表Ti)。下列说法错误的是 A．Ti的第一电离能大于Mn B．该晶胞中含有6个Ti原子和4个N原子 C．Ti均位于N构成的八面体空隙中 D．Ti元素位于元素周期表d区，是过渡元素 【答案】AB 【详解】A．同一周期，从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，则Ti的第一电离能小于Mn，A项错误； B．由晶胞结构可知，晶胞中位于棱上和体心的Ti原子个数为12×+1=4，位于顶点和面心的N原子个数为8×+6×=4，B项错误； C．由晶胞结构可知，钛原子位于氮原子构成的八面体空隙中，C项正确； D．钛元素的原子序数为22，价电子排布式为3d24s2，是位于元素周期表d区的过渡元素，D项正确； 答案选AB。 26．(21-22高二下·湖南衡阳祁东县·期末)火法炼铜首先要焙烧黄铜矿，其反应为。某种产物的晶胞结构如图所示，设晶胞边长为，下列说法错误的是 A．的空间结构为V形 B．该晶胞结构图表示的是 C．晶胞中的配位数为12 D．两个之间最近的距离为 【答案】BC 【详解】A．SO2分子中，S原子的确采用sp2杂化，其中2个杂化轨道与O原子成键，还有一个杂化轨道里面是未共用电子对，三对电子之间都有排斥力，因此SO2的空间结构为V形，选项A正确； B．根据均摊法可知，晶胞中黑色球个数为4，白色球的个数为8+6=4，故分子式为AB型，应该为FeS而不是Cu2S，选项B错误； C．根据晶胞的结构可知，晶胞中的配位数为4，选项C错误； D．根据晶胞的结构可知，两个之间最近是顶点与面心的两个，它们的距离为，选项D正确； 答案选BC。 27．(21-22高二下·湖南长郡中学·期末)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，晶胞如图M所示，K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置；O和Na两元素能够形成化合物F，其晶胞结构如图N所示。下列说法正确的是 A．KIO3晶胞中，与K紧邻的O个数为6 B．每个KIO3晶胞中含有3个氧原子 C．F的化学式为Na2O D．F晶胞中氧原子的配位数为4 【答案】BC 【详解】A．由图M可知KIO3晶胞中，在M中选取右上角K原子为参考对象，M中与K紧邻的O个数为3，由该K原子向外延伸还有7个M相同的晶胞，每个晶胞中均有3个O原子与K紧邻，但每个交界面中心的O原子均计算了两次，故与K距离最近的O原子个数为3×8×=12，故A错误； B．晶胞如图M所示，K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，依据均摊原理，K的数目=8×=1，I的数目是1，O的数目=6×=3，每个KIO3晶胞中含有3个氧原子，故B正确； C．因为Na是+1价，而O显-2价，F中小黑球的数目是8个，应该是Na原子，大灰球的数目=8×+6×=4，应为O原子，故化学式为Na2O，故C正确； D．依据C的分析，F晶胞的化学式为Na2O，其中氧原子的配位数为8，Na原子的配位数为4，故D错误； 故答案选BC。 28．(21-22高二下·湖南三湘名校教育联盟、五十校教研教改共同体·期末)金刚石硬度大，熔点高，用途非常广泛。工业上利用反应人工合成金刚石。已知：氯化钠晶胞结构如图1所示，相邻的与的距离为。设为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法错误的是 A．、均属于元素周期表中的区元素 B．、、金刚石晶体类型不同 C．若晶体密度为，则 D．金刚石(晶体结构如图2所示)中含有键的数目为 【答案】AD 【详解】A．ds区元素是指元素周期表中的ⅠB、ⅡB两族元素，Ni为28号元素，位于第四周期第Ⅷ族；Co为27号元素，位于元素周期表第4周期第Ⅷ族，二者均不属于ds区元素，故A错误； B．、、金刚石分别属于分子晶体、离子晶体以及共价晶体，所以三者属于不同的晶体类型，故B正确； C．一个NaCl晶胞中，位于8个顶点和6个面上，含数为，位于12条棱上，则面心含有1个，每个晶胞中含数为，该晶胞的质量为，一个NaCl晶胞的体积为，晶胞密度为，则，故C正确； D．12g金刚石所含C原子的物质的量为1mol，1个C原子能形成4个C-C键，1个C-C键由2个C原子共有，所以12g金刚石所含C-C键，故D错误； 答案选AD。 29．(23-24高二上·湖南长沙长郡中学·期末)由美国科学家Curl和Smalley教授及英国科学家Kroto教授等人在激光气化蒸发石墨实验中，首次发现含有60个碳原子的原子簇，命名为，为此获得1996年诺贝尔化学奖。按要求回答下列问题： (1)为碳的一种同素异形体，基态碳原子的核外电子排布式是 。 (2)分子是由12个互不相连的五边形和20个六边形镶嵌而成的球形32面体，结构如图所示。其中分子所含的键的数目是 (已知阿伏加德罗常数的值为)。 (3)溶于氯仿 (填“易”或“难”)，其原因可能是 。 (4)的晶胞结构如图所示。 ①晶体中，每个周围等距且紧邻的有 个。同为分子晶体，但的配位数(一个分子周围最近邻的分子数日)大于冰中水分子的配位数4的原因是 。 ②已知晶胞的晶胞参数为，则晶体的密度是 。 【答案】(1) (2) (3) 难 为非极性分子，难溶于氯仿等极性溶剂 (4) 12 分子间只存在范德华力或水分子之间存在氢键，氢键具有方向性 【详解】（1）基态碳原子的核电荷数是6，根据能量最低原则和泡利不相容原理，其核外电子排布式为1s22s22p2； （2）分子是由12个五边形和20个六边形，每个边被两个五边形或六边形共用，因此1mol C60分子中σ键的数目为 (5×12+6×20)÷2×NA=90NA； （3）的晶胞结构如图所示。是非极性分子，氯仿是极性分子，根据相似相溶原理，难溶于氯仿； （4）①根据晶胞中上底面面心的C60分析，周围与之紧邻的C60分子的数目为4×3=12，的配位数(一个分子周围最近邻的分子数日)大于冰中水分子的配位数4的原因是：分子间只存在范德华力或水分子之间存在氢键，氢键具有方向性； ②C60分子位于顶点和面心，个数为8×+6×=4，晶胞质量为，晶胞体积为(a×10-10)3cm3=a3×10-30cm3，晶体密度g⋅cm-3。 30．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)铁系元素是指铁、钴和镍3种元素，位于元素周期表中第VIII族，均为金属元素，在工业生产中有重要的作用。 (1)基态铁元素的原子核外电子占据的轨道数目共 个，基态钴元素的价电子排布式为 。 (2)铁系元素常常能和许多配位体形成配合物。 ①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，(羰基中的氧原子不能提供孤对电子)，EDTA()是 齿配位体，与铁离子形成配合物时的配位原子为 ，EDTA中所含元素的电负性由大到小的顺序为： 。 ②铁系元素形成的很多配合物有特殊的颜色，可用于鉴定铁系元素。用检验时，若有存在会产生干扰，可加入掩蔽剂NaF，与结合形成更稳定无色配离子，该配离子的空间构型为： 。 (3)铁与镁组成的其中一种储氢合金的晶胞结构如图所示，其中铁原子和镁原子最近的距离是为a nm，代表阿伏加德罗常数。 图中a处原子的坐标参数为 ，合金的密度为 。(列计算式) 【答案】(1) 15 (2) 六 N和O O>N>C>H (正)八面体 (3) 【详解】（1）基态铁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，占据的轨道数共1+1+3+1+3+5+1=15个；钴的核电荷数为27，基态钴元素的价电子排布式为3d74s2。 （2）①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，羰基中的氧原子不能提供孤对电子，根据EDTA的结构可知，EDTA中的羧基中羟基上的4个氧原子、2个氮原子都能提供孤电子对，所以EDTA是六齿配合物。EDTA中含有C、H、O、N四种元素，电负性是原子对键合电子的吸引力，原子半径越小，核电荷数越多，电负性越大，则这四种元素的电负性由大到小的顺序为：O>N>C>H。 ②中铁有6个配位原子，则配离子的空间构型(为)正八面体。 （3）根据晶胞结构图示可知，a处的镁原子的原子坐标参数为(，，)；在一个晶胞中，铁原子位于顶点和面心，共有4个；镁原子在晶胞内部，共有8个，则一个晶胞的质量为g，铁原子和镁原子最近的距离是体对角线的四分之一，为a nm，则晶胞边长为×10-7cm， 一个晶胞的体积为(×10-7)3cm3，合金密度为g/cm3。 31．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)硅是地壳中储量仅次于氧的元素，在自然界中主要以和硅酸盐的形式存在。 (1)基态硅原子的价电子排布式为 。 (2)硅、金刚石和碳化硅晶体的熔点从高到低依次为 。 (3)晶态的晶胞如图。 ①硅原子的杂化方式为 。 ②已知晶胞的棱长均为a pm，则晶体的密度 (列出计算式)。 (4)硅元素最高价氧化物对应的水化物为原硅酸。 资料：原硅酸()（ ）可溶于水，原硅酸中的羟基可发生分子间脱水，逐渐转化为硅酸、硅胶。 ①原硅酸钠溶液吸收空气中的会生成，结合元素周期律解释原因： 。 ②从结构的角度解释脱水后溶解度降低的原因： 。 【答案】(1)3s23p2 (2)金刚石、碳化硅、硅 (3) sp3 (4) 碳、硅为同主族，碳的非金属性大于硅，则最高价氧化物对应水化物的酸性：H2CO3大于，故CO2可与原硅酸钠溶液反应生成 脱水后，分子中羟基相对数量减少，与水形成氢键的数目减少，同时可能会发生交联形成空间网状结构，导致脱水后溶解度降低 【详解】（1）硅为14号元素，基态硅原子的价电子排布式为3s23p2。 （2）原子的电子层数越多，其半径越大，即碳的原子半径小于硅；原子的半径越小，其形成共价键键能越大，硅、金刚石和碳化硅晶体均为共价晶体，键能：碳碳键＞碳硅键＞硅硅键，共价晶体的熔点高低与共价键键能有关，故从高到低依次为金刚石、碳化硅、硅。 （3）①由图可知，硅原子与4个氧原子形成共价键，价层电子对数为，杂化方式为sp3； ②晶胞中Si原子位于顶点和面心、体心，一个晶胞中Si原子数目为，O原子位于晶胞内部，一个晶胞中O原子数目为16，则晶胞质量为；已知晶胞的棱长均为a pm，则晶胞体积为，所以密度ρ=g/cm3。 （4）①碳、硅同主族，碳的非金属性大于硅，则最高价氧化物对应水化物的酸性：H2CO3大于，故CO2可与原硅酸钠溶液反应生成； ②脱水后，分子中羟基相对数量减少，与水形成氢键的数目减少，同时可能会发生交联形成空间网状结构，导致脱水后溶解度降低。 32．(21-22高二上·湖南湖南师范大学附属中学·期末)碳原子构成的单质具有多种同素异形体，也对应着有多种不同晶体类型。请根据以下信息，回答下列问题。 (1)下图为金刚石的晶胞： ①沿晶胞对角面取得截图(如图c方式截图)，所得截图如图d所示，请在图d中白圈处找出未画出的碳原子，请在图中白圈处找出未画出的碳原子，并在相应位置上按图示碳原子涂黑 。 ②已知在金刚石晶体中，每个碳原子周围的任意两根碳碳键被2个六元碳环所共有，请计算：金刚石晶体中每个碳原子被 个六元碳环所共有，每个C—C被 个六元碳环所共用。 ③若再将任何两个成键的碳原子连线的中心处插入一个氧原子，就构成了某种特殊“碳氧化物”的晶胞。下列说法正确的是 (填标号)。 a.该“碳氧化物”晶体中每个碳原子周围的氧原子数是2 b.一个晶胞中含有8个“碳氧化物”分子 c.该“碳氧化物”的化学式为CO2 d.这种晶体是共价晶体 (2)①下图为石墨和石墨烯的结构示意图。石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法正确的是 。 A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键 B．石墨中的碳原子采取sp2杂化 C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在分子间作用力 D．层内碳原子间存在共价键 E.石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子 ②石墨可用作锂离子电池的负极材料，Li+嵌入石墨的两层间，导致石墨的层堆积方式发生改变，形成化学式为LixC6的嵌入化合物，某石墨嵌入化合物的平面结构如图所示，则x= ；若每个六元环都对应一个Li+，则化学式为 。 【答案】(1) 12 6 cd (2) BCD 1 LiC2 【详解】（1）①沿晶胞对角面取得截图(如图c方式截图)，碳原子在原晶胞的面心，则在图(c)中位于矩形的两条棱上，而原晶胞棱上没有碳原子，则另两条棱上没有碳原子，在原晶胞的四个互不共面的小立方体中心处各放置一个碳原子，则有2个碳原子在矩形的对角线上，图形为，故答案为： ； ②金刚石晶体中，每个碳原子能形成4个共价键，每个碳原子周围的任意两根碳碳键被2个六元碳环所共有，故金刚石晶体中每个碳原子被12个六元碳环所共有，每个C—C被6个六元碳环所共用，故答案为：12；6； ③a．该“碳氧化物”晶体中碳原子含有4条键，则碳原子周围的氧原子数是4，故a错误； b．该晶胞为原子晶体，不含有“碳氧化物”分子，故b错误； c．该“碳氧化物”中，每一个碳原子周围有4个氧原子，而氧原子周围有2个碳原子，则化学式为CO2，故c正确； d．“碳氧化物”中，每一个碳原子周围有4个氧原子，而氧原子周围有2个碳原子，形成空间网状结构，则这种晶体是共价晶体，故d正确； 答案选cd，故答案为：cd； （2）①A．石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，故A错误； B．每个C原子形成3个σ键，且不存在孤电子对，C原子为sp2杂化，故B正确； C．石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力，故C正确； D．层内每个碳原子与三个碳原子形成共价键，故D正确； E．每个C原子为3个环共有，则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子数为2，故E错误； 答案选BCD，故答案为：BCD； ③Li+嵌入石墨的两层间，每层上下均有Li+，故图中Li+相当于每一层单独占有，每个Li+周围单独占有6个C原子，Li+与C原子之比为1：6，所以LixC6中x=1，若每个六元环都对应一个Li+，六元环上碳原子为3个环共用，碳原子给一个环的贡献率为， Li与C原子数目之比为1：6，所以化学式为LiC2， 故答案为：1；LiC2。 33．(23-24高二下·湖南永州·期末)氧族元素是元素周期表中第VIA族元素，包含氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、钋(Po)五种元素，它们及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。请回答下列问题： (1)基态原子的核外电子排布式为 。 (2)H2O、H2S、H2Se、H2Te的沸点由高到低的顺序为 ，原因是 。 (3)SO与SO相比，键角较小的是 (填离子符号)，原因是 。 (4)依布硒是一种有机硒化物，具有良好的抗炎活性，其结构简式为。依布硒分子中、C原子的杂化类型分别为 、 。 (5)国家速滑馆又称为“冰丝带”，所用的碲化镉(CdTe)“发电玻璃”被誉为“挂在墙上的油田”。碲化镉立方晶胞结构如图。 ①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。已知晶胞中A、B原子的分数坐标分别为A(0，0，0)、B(，，)，则C点原子的分数坐标为 。 ②碲化镉晶体的密度为ρg•cm-3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则其晶胞边长为a= 。 【答案】(1)[Ar]3d104s24p4/1s22s22p63s23p63d104s24p4 (2) H2O>H2Te>H2Se>H2S H2O分子间存在氢键，沸点最高，而H2S、H2Se、H2Te的组成结构相似，相对分子质量越大，沸点越高 (3) SO SO孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于SO成键电子对之间的排斥力，导致SO的键角更小 (4) sp3 sp2 (5) (，，) cm 【详解】（1）基态 Se 原子的核外电子排布式为：[Ar]3d104s24p4或1s22s22p63s23p63d104s24p4； （2）因为H2O分子间存在氢键，沸点最高，而H2S、H2Se、H2Te的组成结构相似，相对分子质量越大，沸点越高，故答案为：H2O>H2Te>H2Se>H2S； （3）因为亚硫酸根离子中 孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于硫酸根离子成键电子对之间的排斥力，导致亚硫酸根离子的键角更小，故答案填：； （4）由结构简式可知，依布硒分子中 Se 形成了两个键，故杂化方式为sp3，C原子分子中的6个碳原子皆采取sp2杂形成三条杂化轨道，其中一条杂化轨道与其它原子结合形成σ键，另外两条杂化轨道和相邻的两个碳原子结合形成两个σ键，故依布硒分子中 Se 、C原子的杂化类型分别为sp3，sp2； （5）①已知晶胞中A、B原子的分数坐标分别为A(0，0，0)、B(，，)，又由碲化镉立方晶胞结构可知，C点原子的分数坐标为(，，)； ②碲化镉晶体的密度为ρg•cm-3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则其晶胞边长为a=cm。 34．(20-21高二下·湖南长沙三湘名校教育联盟五十校·期末)锌是一种重要的金属，锌及其化合物在生产生活中有着十分广泛的应用。 (1)基态锌原子的核外电子排布式为 。 (2)在“”过程中会 (填“吸收”或“释放”)能量。 (3)代森锌是一种广谱杀菌剂，广泛用于防治各种麦的锈病、马铃薯晚疫病等蔬菜病害，遇水可分解为、、和。代森锌的结构简式如图所示。 ①代森锌中、、、四种元素的电负性由大到小的次序为 ，C原子的杂化轨道类型为 。 ②、、三种化合物中沸点最高的是，其主要原因是 。 (4)可用作甲醛去除剂，中与之间的配位键中提供孤电子对的成键原子是 (填元素符号)，中σ键与π键的个数之比为 。 (5)化合物的晶胞结构如图，晶胞中部分离子的分数坐标如表所示，则晶胞结构中位置A的微粒为 (填或)，一个周围等距离且最近的构成的空间构型为 ；已知晶体的密度为，则晶胞中的晶胞参数 (用表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可)。 坐标 x y z 0 0 0 【答案】 吸收 、 三种化合物均为分子晶体，分子间能形成氢键，熔沸点较高 1:1 正四面体 【详解】(1)锌为30号元素，所以基态锌原子的电子排布式是。 (2)“”是失去电子的过程，需要吸收能量。 (3)①、、、四种元素中的为金属，电负性最小，的电负性最大，电负性由大到小的次序为；代森锌中碳原子均为单键的是杂化，含有的是杂化。 故答案为：，、。 ② 由于、、均为分子晶体，分子能形成氢键的化合物熔沸点会增大，分子间能形成氢键，熔点最高。 故答案为：三种化合物均为分子晶体，分子间能形成氢键，熔沸点较高。 (4)由于的电负性小于，的更容易提供孤电子对，所以与之间的配位键中提供孤电子对的成键原子是；中与之间有4个配位键(键)，与之间存在三键，含有1个键与2个键，总共有8个键和8个键，即键与键之比为，故答案为：，。 (5)根据晶胞中部分离子的分数坐标数值可知位于顶点的位置；位于体心的位置；周围等距离且最近的的数目为4，所以构成的空间构型为正四面体，晶胞的有4个和4个，则晶胞的密度，。 故答案为：；正四面体；。 35．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)NH3具有易液化、含氢密度高、应用广泛等优点，NH3的合成及应用一直是科学研究的重要课题。 (1)以H2、N2合成NH3，Fe是常用的催化剂。 ①基态Fe原子的电子排布式为 。 ②实际生产中采用铁的氧化物Fe2O3、FeO，使用前用H2和N2的混合气体将它们还原为具有活性的金属铁。铁的两种晶胞(所示图形为正方体)结构示意如下： i.两种晶胞所含铁原子个数比为 。 ii.图1晶胞的棱长为apm(1pm=1×10-10cm)，则其密度ρ= g·cm-3。 ③我国科学家开发出Fe—LiH等双中心催化剂，在合成NH3中显示出高催化活性。第一电离能(I1)：I1(H)＞I1(Li)＞I1(Na)，原因是 。 (2)化学工业科学家侯德榜利用下列反应最终制得了高质量的纯碱：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl ①1体积水可溶解1体积CO2，1体积水可溶解约700体积NH3。NH3极易溶于水的原因是 。 ②反应时，向饱和NaCl溶液中先通入 。 ③NaHCO3分解得Na2CO3。空间结构为 。 (3)NH3、NH3BH3(氨硼烷)储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。 元素 H B N 电负性 2.1 2.0 3.0 ①NH3的中心原子的杂化轨道类型为 。 ②NH3BH3存在配位键，提供空轨道的是 。 ③比较熔点：NH3BH3 CH3CH3(填“＞”或“＜”)。 【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 1:2 H、Li、Na位于同一主族，价电子数相同，自上而下，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱，失电子能力增强，第一电离能逐渐减小 (2) NH3与H2O分子间能形成氢键 NH3 平面三角形 (3) sp3 B ＞ 【分析】根据Fe的原子序数，结合核外电子排布规则写出Fe的电子排布式；根据晶胞的结构，利用“均摊法”进行晶胞的有关计算；根据同主族元素性质递变规律解释H、Li、Na的第一电离能的关系；根据NH3分子与H2O分子之间会形成氢键解释NH3极易溶于水的原因；根据NH3极易溶于水，CO2在水中溶解度不大，解释侯氏制碱法先通入NH3再通入CO2；根据VSEPR理论，判断其空间结构和杂化类型；根据形成配位键的条件判断提供空轨道的原子；根据NH3BH3(氨硼烷)分子间形成氢键判断其熔点较高；据此解答。 【详解】（1）①Fe元素的原子序数为26，核外有26个电子，根据核外电子排布规则，基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；答案为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2； ②由晶胞的结构可知，图1结构中，Fe位于顶点和体心，Fe原子的个数为8×+1=2，图2结构中，Fe位于顶点和面心，Fe原子的个数为8×+6×=4，则两种晶胞所含铁原子个数比为2:4=1:2；又图1晶胞的棱长为apm(1pm=1×10-10cm)，其体积为V=(a×10-10cm)3，晶胞的质量为m==，其密度ρ===g·cm-3；答案为1:2；； ③第一电离能(I1)为I1(H)>I1(Li)>I1(Na)，原因是H、Li、Na位于同一主族，价电子数相同，自上而下，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱，失电子能力增强，第一电离能逐渐减小；答案为H、Li、Na位于同一主族，价电子数相同，自上而下，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱，失电子能力增强，第一电离能逐渐减小； （2）①NH3极易溶于水的原因是NH3与H2O分子间能形成氢键；答案为NH3与H2O分子间能形成氢键； ②因为二氧化碳在水中溶解度不大，氨气极易溶于水，饱和氨盐水显碱性，比饱和食盐水更容易吸收二氧化碳，所以要先向饱和食盐水中通入氨气，制成饱和氨盐水，再向其中通入二氧化碳即反应时，向饱和NaCl溶液中先通入氨气，再通入二氧化碳；答案为NH3； ③中中心原子C原子的价层电子对个数=3+=3+0=3，且无孤电子对，采取sp2杂化，其空间结构为平面三角形；答案为平面三角形； （3）①NH3分子中中心原子N原子的价层电子对个数=3+=3+1=4，且含有一个孤电子对，所以中心原子N原子的杂化轨道类型为sp3杂化；答案为sp3； ②在NH3BH3结构中，N原子存在孤电子对，B原子为缺电子原子，在配位键的形成中B原子提供空轨道；答案为B； ③NH3BH3(氨硼烷)与CH3CH3互为等电子体，由于NH3BH3分子中N原子的电负性较大，分子间会形成氢键，所以NH3BH3熔点高于CH3CH3；答案为>。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$