题型02 晶胞的分析与计算（广东专用） -【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·广东肇庆·期末)钛酸锶可用作电子陶瓷材料和人造宝石，其一种晶胞结构如图所示，晶胞边长为apm，下列说法不正确的是 A．钛酸锶的化学式为 B．原子A的分数坐标表示为(0，，) C．沿晶胞体对角线的投影图为 D．与Sr原子最近的Ti原子的距离为 2．(23-24高二下·广东珠海·期末)下图为晶胞结构和截面图。假设晶胞边长为dpm，则下列关于晶胞的描述错误的是 A．每个晶胞中含有的数目为4 B．与距离最近且相等的有4个 C．与距离最近且相等的有12个 D．该晶胞中两个距离最近的和的核间距的计算表达式为pm 3．(23-24高二下·广东广州八区·期末)晶胞是晶体结构的基本单元。下列示意图可以表示晶胞的是 A． B． C． D． 4．(23-24高二下·广东佛山·期末)天宫空间站采用柔性砷化镓太阳能电池，图甲为砷化镓的立方晶胞结构，晶胞边长为dpm，a、b原子的分数坐标分别为，，下列说法错误的是 A．砷化镓的化学式为GaAs B．图乙为该晶胞沿z轴投影图 C．c点原子的分数坐标为 D．As原子间最短距离是 5．(23-24高三下·广东茂名·期末)有关晶体的结构如下图所示。下列说法错误的是 A．在晶体中，每个晶胞平均占有4个 B．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数之比为 C．在晶体中，阴阳离子的总个数为 D．由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式为EF或FE 6．(22-23高三下·广东信宜·期末)氟化钾镁是一种具有优良光学性能的材料，主要应用于激光领域，其立方晶胞结构如图。表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 A．的配位数为8 B．氟化钾镁晶体的化学式为 C．每个位于距其最近且等距的构成的正八面体空隙中 D．若位于晶胞的体心，则位于晶胞的面心 7．(23-24高二下·广东深圳高级中学·期末)ZnS的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为a nm，以晶胞参数建立坐标系，1号原子的坐标为(0，0，0)，3号原子的坐标为(1，1，1)。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．可以用质谱仪测定ZnS晶体结构 B．97 g ZnS晶体含有的晶胞数目为 C．2号和3号原子之间的距离为nm D．2号原子的坐标为() 8．(22-23高二下·广东广州第二中学·期末)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其立方晶胞结构如图所示，晶胞边长为a pm。下列说法不正确的是    A． C60和石墨烯互为同素异形体 B．该富勒烯化合物的化学式为K3C60 C． C60周围等距且距离最近的C60的数目为6 D．该晶体的密度为 9．(22-23高二下·广东广州番禺区·期末)下列叙述中，正确的是 A．分子晶体在常温下不可能为固态 B．离子晶体都是化合物 C．共价晶体都是单质 D．晶体中，每个周围紧邻6个 10．(22-23高二下·广东广州第六中学·期末)如图为几种晶体或晶胞的结构示意图，下列说法错误的是    A．冰晶胞类似金刚石晶胞，冰晶胞内水分子间以共价键结合 B．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1：2 C．碘单质是分子晶体，碘单质在CCl4中比水中溶解度更大 D．金刚石、MgO、碘单质三种晶体的熔点顺序为：金刚石＞MgO＞碘单质 11．(22-23高二下·广州越秀区·期末)杂化材料在太阳能电池领域具有重要价值，其立方晶胞结构如图所示。的原子分数坐标为，B的原子分数坐标为。下列说法中错误的是    A．的原子分数坐标为 B．与的最短距离为 C．距离最近且等距离的有12个 D．一个该晶胞的体积为 12．(22-23高二下·广东深圳外国语学校·期末)普鲁士蓝是一种辐射应急药物。最初，狄斯巴赫把草木灰和牛血混在一起，制成亚铁氰化钾(其三水合物俗称黄血盐)，之后与反应获得了普鲁士蓝。如图是普鲁士蓝晶体的单元结构，下列说法正确的是    A．黄血盐的化学式为 B．在制备黄血盐时，牛血的作用是仅提供Fe元素 C．普鲁士蓝中与的配位数均为6 D．普鲁士蓝可用于金属铊中毒治疗，铊元素是有放射性的过渡元素 13．(23-24高二下·广东广州执信中学·期末)铜及其化合物在日常生产、生活中有着广泛的应用。 （1）将氨水逐滴加入到CuSO4溶液中，先产生蓝色沉淀，后沉淀溶解，溶液变为深蓝色。 ①写出生成蓝色沉淀的离子方程式 。 ②1mol[Cu(NH3)4]2+离子中含有σ键 mol。 ③向上述溶液中加入 (填试剂)并用玻璃棒摩擦试管内壁，则析出深蓝色晶体深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O。 （2）含铜配合物A结构如图所示。 ①配合物A与足量盐酸反应生成CuCl2和 。 ②若在配合物A中与Cu相连的4个配位原子处在一个平面内，则下列Cu的杂化方式中正确的是 (填标号)。 A．sp2　　　　　B．sp3　　　　　C．dsp2 （3）离子型配合物[Cu(CH3CN)4]BF4中，BF的空间构型为 ，配体中碳原子的杂化方式是 。 （4）某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fex-nCunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为 。 （5）溴化亚铜(CuBr)常用作有机合成原料和反应催化剂，其晶胞结构如图所示。已知①、②号铜原子坐标依次为(0，0，0)、(，0，)，则③号溴原子的坐标为 ；设CuBr的密度为dg·cm-3，M(CuBr)=ag·mol-1，NA为阿伏伽德罗常数，则Cu原子与Br原子的核间距离为 cm(用含a、d、NA的代数式表示) 14．(23-24高二下·广东湛江·期末)硼(B)与镓Ga同主族，它们的一些化合物在很多领域有重要的作用，如氮化镓(GaN)经常用在国防技术、航空航天及5G技术等领域；硼氢化钠(NaBH4)是有机合成中重要的还原剂；B和Mg形成的化合物可用高温超导材料。 （1）基态B原子中，核外电子占据的最高能层的符号为 ，基态N原子占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为 。 （2）基态Ga原子的价电子排布式为 。 （3）GaCl3的熔点为77.9℃，GaF3的熔点为1000℃，试分析GaCl3熔点低于GaF3的原因为 。 （4）测定晶体结构最常用的仪器为___________。 A．质谱仪 B．X射线衍射仪 C．红外光谱仪 D．核磁共振仪 （5）NaBH4晶胞结构如下图所示，BH的空间构型是 。晶胞参数如图所示，NaBH4晶体的密度为 g﹒cm3(结果用含a、NA的最简分数表达式表示)。 （6）硼化镁晶胞如图所示，则该晶体的化学式为 。 15．(23-24高二下·广东潮洲·期末)硒（Se）是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料领域具有重要应用。 （1）基态硒原子的核外电子排布式为 。基态硒原子中最高能级的电子的电子云轮廓图为 形。 （2）的中心原子杂化类型是 ，的空间结构是 。 （3）属于 （填“极性”或“非极性”）分子。的沸点低于，其原因是 。 （4）聚集诱导发光化合物中电负性最大的元素是 ，含孤电子对的元素是 。 （5）硒化锌（ZnSe）是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示，该晶胞中硒原子最近的硒原子个数为 ；若该晶胞密度为，硒化锌的摩尔质量为，代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞参数为 pm。 16．(23-24高二下·广东广州八区·期末)铜及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。请回答下列问题： （1）基态铜原子的价层电子轨道表示式为 ，位于周期表 区。 （2）Cu2+能与多种物质形成配合物，为研究配合物的形成及性质，某小组进行如下实验。 步骤 实验操作 实验现象或结论 ⅰ 向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量 产生蓝色沉淀，随后沉淀溶解得到深蓝色的溶液 ⅱ 再加入无水乙醇 得到深蓝色晶体 ⅲ 测定深蓝色晶体的结构 晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O ①写出步骤i中“沉淀溶解得到深蓝色的溶液”的离子方程式 。 ②已知[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型，[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被Cl-取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为 (填“正四面体”或“平面正方形”)。 ③配合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O中的配位原子为 。 （3）①铜是一种导电性良好的金属，其晶胞结构如图所示，则该晶体中每个铜原子周围与它最近且相等距离的铜原子有 个；若晶体密度为dg·cm-3，晶胞参数为apm，则阿伏加德罗常数的值NA为 (用含d和a的式子表示)。 ②一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中，则该晶体中粒子个数比Cu：In：Te= 。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，称为原子的分数坐标，如A点，B点原子的分数坐标分别为(0，0，0)、(，，)，则D点原子的分数坐标为 。 17．(23-24高二下·广东广州实验外语学校·期末)2021年全世界前沿新材料领域取得新的进展。推动了高技术产业变革，钛（Ti）被称为“未来世界的金属”，广泛应用于国防、航空航天、生物材料等领域。请回答下列问题： （1）钛的核外电子排布式是 ，与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有 种。 （2）钛元素的检验方法如图： 可与形成配离子，其原因是 。 （3）二氧化钛（）是一种常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂，也常用于污水处理。纳米催化的一个实例如图所示： 化合物乙的分子中采取杂化方式成键的原子数目是个 。 （4）氮化钛晶体的晶胞结构如图所示，则氮化钛晶体化学式为 ，该晶体结构中与N原子距离最近且相等的N原子有 个；该晶胞的密度，则晶胞结构中两个氮原子之间的最近距离为 。（为阿伏加德罗常数的数值，只列计算式） 18．(23-24高二下·广东深圳·期末)钛有“未来金属”之称，含钛物质用途广泛。一种从高钛炉渣(主要成分为TiO2，还含有少量的SiO2、Al2O3、MgO及CaO等)中回收钛的工艺流程如下： 已知：i．焙烧中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO均转化为相应的硫酸盐； ii．“滤液2”中Ti元素以TiO2+形式存在。 （1）基态钛原子价电子的轨道表示式为 。 （2）“焙烧”时，MgO发生反应的化学方程式为 。 （3）“滤渣2”的主要成分为 、 。 （4）“水解”中加入“热水”的目的是 。 （5）TiO2常用于降解有机物。在光催化作用下，含TiO2的水溶液体系可产生羟基自由基(·OH)，·OH可与HCHO等有机物反应生成CO2和H2O。 ①写出·OH与HCHO反应的化学方程式： 。 ②HCHO分子的H-C-H键角 H2O分子的H-O-H键角(填“>”“<”或“=”)。 （6）一种TiO2的四方晶胞(晶胞棱边夹角均为90°)如图所示： ①设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。 ②上述晶胞沿z轴方向的投影图为 (填标号)。 A．            B． C．                D． 19．(23-24高二下·广东茂名·期末)废旧三元锂电池的正极材料含有、、、、、，一种综合回收利用的工艺流程如图所示： 已知：①“高温热解还原”后镍、钴以单质的形式存在，锂以的形式存在，锰以的形式存在，常温下的溶解度比小； ②该废旧三元锂电池中的物质的量分数远大于的物质的量分数； ③相关金属离子沉淀的pH范围如表所示（当溶液中剩余离子浓度小于等于时，认为沉淀完全）： 离子 开始沉淀时的pH 1.5 3.6 均 沉淀完全时的pH 2.8 4.7 / 回答下列问题： （1）基态Ni原子的价层电子排布式为 ． （2）“高温热解还原”是通入将、、还原，其与T的关系如图所示： 镍钴锰金属氧化物在气氛下的关系图 ①将还原的化学方程式为 ； ②在以下不能将还原成单质的原因是 ； （3）若“水浸”时间过长，会降低锂的浸出率，其可能原因是 ；“滤液1”中的主要离子有 （填离子符号）； （4）“酸解氧化”过程中最宜加入的氧化剂化学式为 ； （5）“水解”时用溶液调节溶液pH的范围为 ； （6）镍是较为稀缺的战略性金属，一种的立方晶胞结构如图所示，与Ni原子距离最近且相等的O原子有 个；下列视图中，该晶胞的俯视图为 （填图示字母）；    A．   B．   C．    D． 20．(23-24高二下·广东汕头·)离子液体具有高质子电导率以及优异的电化学和热稳定性，在电化学中有重要应用。有两种离子液体结构如图所示：、 （1）基态原子的核外电子排布式为 ，占据最高能级的电子云轮廓图形状为 。 （2）化合物的阴离子空间构型为 。 （3）关于上述两种化合物，说法正确的是___________。 A．上述离子液体固态时，均含有极性共价键、配位键和离子键 B．上述离子液体中， 原子的杂化方式均有和杂化 C．元素形成的简单氢化物的沸点均为所在主族最高的 （4）某富锂超离子导体的晶胞如图所示，其化学式为 ，晶体密度为 。 21．(23-24高二下·广东梅州·期末)氢能是极具发展潜力的绿色能源，开发新型储氢材料，对大规模使用氢能具有重要的意义。 Ⅰ．氨硼烷（）属于配位氢化物储氢材料，具有储氢量高的特点。 （1）在元素周期表中，与硼元素的化学性质最相似的邻族元素是 （填元素符号）。 （2）分子中与原子相连的呈正电性（），与原子相连的呈负电性（），、、的电负性由大到小的顺序是 （3）氨硼烷在金属型催化剂（如、等）催化下可水解放出氢气，并产生（结构如下图所示）。请写出基态原子的价层电子排布式 ；在该反应过程中，原子的杂化方式由 变为 。 Ⅱ．镧镍合金属于固态金属储氢材料，具有高寿命、耐低温的特点。 （4）镧镍合金晶胞结构如图甲，原子处于晶胞的面上和体心，该晶体的化学式为 。 （5）已知该晶胞的密度为，设为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积为 （用含、的代数式表示）。 （6）该合金储氢后晶胞结构如图乙，含的合金可吸附 。 22．(23-24高二下·广东梅州·期末)铜是重要的过渡金属元素，广泛应用于电子工业和航天领域中。请根据所学知识，回答下列问题： （1）铜在元素周期表中的位置 。 （2）是有机合成中常见催化剂。加强热会分解生成铜，金属铜的晶体类型为 ；金属铜晶胞如下图所示，与铜原子等距且最近的铜原子有 个。 （3）配合物是深蓝色晶体，其中配离子的中心离子的配位数是 ；的空间构型为 。 （4）与乙二胺（）可形成如下图所示的配离子，该配离子内部不含有的化学键类型是______。 A．配位键 B．极性键 C．离子键 D．非极性键 （5）乙二胺和三甲胺[]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是 。 23．(23-24高二下·广东佛山·期末)氢化物种类多样，用途广泛。回答下列问题。 （1）NaH的电子式为 。 （2）①已知电负性H>B，补充方程式： 。 。 ②中阴离子的空间结构为 。 （3）、、的键角由大到小的顺序为 ，原因是 。 （4）、、三者中沸点最低的是 。可与形成配合物，中心离子是 ，该配合物中化学键类型有 (填标号)。 A．离子键　　　　　B．非极性键　　　　C．极性键　　　　D．金属键 （5）高压下，某些元素的价态和电负性会发生改变，导致氢化物的氢元素含量比常压高，如高压下制备的立方晶胞如下图，晶胞参数为apm。S位于H构成的 (填“四面体”、“六面体”或“八面体”)空隙中，设阿伏加德罗常数的值为，其晶体密度的计算表达式为 。 24．(23-24高三下·广东高州·期末)利用光催化技术可将太阳能转化为化学能。 （1）光催化可实现的净化 ①比较N、O元素第一电离能：N O(填“>”或“小于”)。 ②光催化还原可得到，从结构角度分析性质稳定的原因 。 ③光催化氧化最终产物为硝酸盐，的空间结构是 形。 （2）光催化和合成甲醇是转化利用最有前景的途径之一。比较甲醇分子中H-C-H与C-O-H的键角大小并解释原因 。 （3）光催化可降解苯酚()。在紫外光的作用下催化剂表面有(羟基自由基)生成，可将苯酚氧化为和，该反应的方程式为 。 （4）某含钛的复合型物质可作光催化剂，晶胞结构如图所示，边长均为。 ①基态钛原子的价层电子轨道表示式为 。 ②晶体中每个钛原子周围与其距离最近且相等的氧原子的个数是 。 ③表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 。 25．(22-23高二下·广东广州第二中学·期末)铜的单质及其化合物在工农业、国防、科技等领域具有广泛应用。回答下列问题： （1）基态Cu+的价层电子排布式为 。 (填“”或“”)，原因是 。 （2）研究发现，阳离子的颜色与未成对电子数有关。例如：Cu2+、Fe2+、Fe3+等。Cu+呈无色，其原因是 。 （3）合成氨工业中，铜(I)氨溶液常用于除去原料气(N2和H2等)中少量的CO，发生的化学反应为：。 ①NH3分子中N原子的杂化轨道类型是 ，NH3和[Cu(NH3)4]2+中H-N-H键角的大小：NH3 [Cu(NH3)4]2+ (填“”或“”)。 ②铜(Ⅰ)氨液吸收CO适宜的生产条件是 (填序号)。 A．高温高压        B．高温低压        C．低温高压        D．低温低压 ③[Cu(NH3)3CO]+配离子中配体是 。 （4）CuCl2与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)可形成配离子[Cu(En)2]2+ (En是乙二胺的简写)，其结构简式如图所示：    ①H2NCH2CH2NH2 (乙二胺)和N(CH3)3(三甲胺)均属于胺，二者相对分子质量相近，但乙二胺的沸点比三甲胺的高得多，原因是 。 ②配合物[Cu(En)2]Cl2中不存在的作用力类型有 (填选项字母)。 A．配位键    B．极性键    C．离子键    D．非极性键    E．范德华力    F．金属键 （5）金属合金MgCux的结构可看作以Cu4四面体(相互共用顶点)替换立方金刚石结构中的碳原子，形成三维骨架，在晶胞空隙处，有序地放置Mg原子(四面体的4个顶点代表Cu原子，圆球代表Mg原子)，结构如图所示。    ① 。 ②若Mg原子A的原子坐标为，则C的原子坐标为 。 ③晶胞参数为，则AB原子之间的距离为 nm。 / 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·广东肇庆·期末)钛酸锶可用作电子陶瓷材料和人造宝石，其一种晶胞结构如图所示，晶胞边长为apm，下列说法不正确的是 A．钛酸锶的化学式为 B．原子A的分数坐标表示为(0，，) C．沿晶胞体对角线的投影图为 D．与Sr原子最近的Ti原子的距离为 【答案】D 【解析】A．Ti处于体心位置，根据均摊法，晶胞中Ti原子的数目为1，处于面心位置的O原子属于一个晶胞的微粒数为3，处于顶点位置的Sr原子的数目为1，化学式为，A项正确； B．根据图中原子B坐标确定x、y、z轴和原点，原子A的坐标为(0，，)，B项正确； C．沿晶胞体对角线的投影图为，C项正确； D．距离Sr原子最近的Ti原子的距离为体对角线的一半，为，D项错误； 故答案选D。 2．(23-24高二下·广东珠海·期末)下图为晶胞结构和截面图。假设晶胞边长为dpm，则下列关于晶胞的描述错误的是 A．每个晶胞中含有的数目为4 B．与距离最近且相等的有4个 C．与距离最近且相等的有12个 D．该晶胞中两个距离最近的和的核间距的计算表达式为pm 【答案】C 【解析】A．根据晶胞结构可知，位于晶胞的顶点和面心，则个数为，A正确； B．根据晶胞结构和截面图可知，位于立方晶胞体对角线四分之一处，每个周围有4个距离最近且相等的，分别位于对应最近距离的顶点及该顶点所在三个面的面心，B正确； C．该晶胞中含有8个，两个距离最近的之间距离为晶胞边长的一半，与距离最近且相等的有6个，分别位于该的上、下、前、后、左、右六个方向，C错误； D．该晶胞中两个距离最近的和的核间距为晶胞体对角线的，已知晶胞边长为dpm，则计算表达式为pm，D正确； 答案选C。 3．(23-24高二下·广东广州八区·期末)晶胞是晶体结构的基本单元。下列示意图可以表示晶胞的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】晶体可以看成是晶胞无隙并置而成的，因而看一个立方体是不是晶胞，必须看它能否平行移动重合，且是最小的重复单元。 【解析】A．平行移动不能重合，该结构不能无隙并置，不能表示晶胞，故A错误； B．平行移动可以重合，该结构可以无隙并置，且是最小的重复单元，可以表示晶胞，故B正确； C．平行移动可以重合，但不是最小的重复单元，该结构的八分之一为晶胞结构，故C错误； D．平行移动不能重合，该结构不能无隙并置，不能表示晶胞，故D错误； 故选B。 4．(23-24高二下·广东佛山·期末)天宫空间站采用柔性砷化镓太阳能电池，图甲为砷化镓的立方晶胞结构，晶胞边长为dpm，a、b原子的分数坐标分别为，，下列说法错误的是 A．砷化镓的化学式为GaAs B．图乙为该晶胞沿z轴投影图 C．c点原子的分数坐标为 D．As原子间最短距离是 【答案】D 【解析】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于体内的砷原子个数为4，位于顶点和面心的镓原子个数为8×+6×=4，则砷化镓的化学式为GaAs，故A正确； B．由晶胞结构可知，为该晶胞沿z轴投影图，故B正确； C．由位于顶点的原子a、b原子的分数坐标分别为，可知，晶胞的边长为1，则位于体对角线的c原子的分数坐标为，故C正确； D．由晶胞结构可知，晶胞中砷原子的最短距离为面对角线的，晶胞边长为dpm，则最短距离为，故D错误； 故选D。 5．(23-24高三下·广东茂名·期末)有关晶体的结构如下图所示。下列说法错误的是 A．在晶体中，每个晶胞平均占有4个 B．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数之比为 C．在晶体中，阴阳离子的总个数为 D．由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式为EF或FE 【答案】D 【解析】A．根据均摊原则，在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有Ca2+数为，A正确； B．在金刚石晶体中，每个碳原子都和4个碳原子形成4个碳碳键，每个碳碳键被2个碳原子共用，所以每个碳原子平均连有4×=2个碳碳键，因此碳原子与碳碳键的个数之比为1：2，B正确； C．是由1个Ca2+和1个构成，在晶体中，阴阳离子的总个数为，C正确； D．团簇分子中每一个原子都归该分子所有，由图可知一个团簇分子中含有4个E和4个F，所以该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4，D错误； 故选D。 6．(22-23高三下·广东信宜·期末)氟化钾镁是一种具有优良光学性能的材料，主要应用于激光领域，其立方晶胞结构如图。表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 A．的配位数为8 B．氟化钾镁晶体的化学式为 C．每个位于距其最近且等距的构成的正八面体空隙中 D．若位于晶胞的体心，则位于晶胞的面心 【答案】A 【解析】A．由图可知，离等距离且最近的F-位于棱心，即K+的配位数为12，故A错误； B．由均摊法可知，一个晶胞中Mg2+个数为8×=1，F-个数为12×=3，K+个数为1，所以氟化钾镁晶体的化学式为，故B正确； C．距最近且等距的个数为6，6个F-构成正八面体，在构成的正八面体的体心，故C正确； D．由图可知，位于顶点，位于棱心，所以若位于晶胞的体心，则位于晶胞的面心，故D正确； 故答案为：A。 7．(23-24高二下·广东深圳高级中学·期末)ZnS的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为a nm，以晶胞参数建立坐标系，1号原子的坐标为(0，0，0)，3号原子的坐标为(1，1，1)。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．可以用质谱仪测定ZnS晶体结构 B．97 g ZnS晶体含有的晶胞数目为 C．2号和3号原子之间的距离为nm D．2号原子的坐标为() 【答案】C 【分析】由图可知，白球大为Zn2+，黑球小为S2-，据此回答问题。 【解析】A．晶体结构用X射线衍射法，故A错误； B．在该晶胞中含有Zn2+数目是；含有的S2-数目是4×1=4，因此该晶胞中含有4个ZnS。97 g ZnS晶体中含有ZnS的物质的量是1 mol，因此含有的晶胞数目为，B错误； C．根据图示2号和3号的相对位置，可知两个原子之间的最短距离为晶胞体对角线的。晶胞参数是a nm，则该晶胞体对角线长度为√，故2号和3号原子之间的最短距离为，C正确； D．根据晶胞中1号、3号原子的坐标及2号原子坐标中处于体对角线的位置处，可知2号原子的坐标为，D错误; 故选C。 8．(22-23高二下·广东广州第二中学·期末)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其立方晶胞结构如图所示，晶胞边长为a pm。下列说法不正确的是    A． C60和石墨烯互为同素异形体 B．该富勒烯化合物的化学式为K3C60 C． C60周围等距且距离最近的C60的数目为6 D．该晶体的密度为 【答案】C 【解析】A．C60和石墨烯都是由C元素形成的结构不同的单质，互为同素异形体，A正确； B．由晶胞结构图可知，C60位于顶点和体心，个数为8×+1=2，K位于面上，个数为12×=6，C60：K=2：6=1：3，化学式为K3C60，B正确； C．距离顶点的C60最近的C60位于体心，顶点的C60为8个晶胞所有，故C60周围等距且距离最近的C60的数目为8，C错误； D．晶胞质量为g=g，晶胞体积为（a×10-10）3cm3，晶体密度ρ==g⋅cm-3=，D正确； 故答案为：C。 9．(22-23高二下·广东广州番禺区·期末)下列叙述中，正确的是 A．分子晶体在常温下不可能为固态 B．离子晶体都是化合物 C．共价晶体都是单质 D．晶体中，每个周围紧邻6个 【答案】B 【解析】A．碘单质常温下就是紫黑色的固态分子晶体，故A错误； B．离子晶体的构成微粒是阴离子和阳离子，阴离子与阳离子形成的是化合物，故B正确； C．SiO2晶体是共价晶体，但不是单质，故C错误； D．CsCl 晶体中，每个 Cs+ 周围紧邻8个 Cl−，故D错误； 故本题选B。 10．(22-23高二下·广东广州第六中学·期末)如图为几种晶体或晶胞的结构示意图，下列说法错误的是    A．冰晶胞类似金刚石晶胞，冰晶胞内水分子间以共价键结合 B．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1：2 C．碘单质是分子晶体，碘单质在CCl4中比水中溶解度更大 D．金刚石、MgO、碘单质三种晶体的熔点顺序为：金刚石＞MgO＞碘单质 【答案】A 【解析】A．冰晶胞内水分子间以氢键相结合，A错误； B．在金刚石晶体中，每个碳原子与4个碳原子形成共价键，每个共价键为2个碳原子所共有，每个碳原子形成的共价键为4×=2个，则碳原子与碳碳键个数的比为1:2，B正确； C．碘单质是分子晶体，I2、CCl4为非极性分子，H2O为极性分子，根据相似相溶的原理，碘单质在CCl4中比水中溶解度更大，C正确； D．金刚石、MgO、碘单质分别是共价晶体、离子晶体和分子晶体，则三种晶体的熔点顺序为：金刚石>MgO>碘单质，D正确； 故选A。 11．(22-23高二下·广州越秀区·期末)杂化材料在太阳能电池领域具有重要价值，其立方晶胞结构如图所示。的原子分数坐标为，B的原子分数坐标为。下列说法中错误的是    A．的原子分数坐标为 B．与的最短距离为 C．距离最近且等距离的有12个 D．一个该晶胞的体积为 【答案】B 【解析】A．根据晶胞结构可知，C位于晶胞右侧的面心，的原子分数坐标为， B的原子分数坐标为，则的原子分数坐标为，A正确； B．根据晶胞结构可知，位于晶胞顶点，位于晶胞体心，与的最短距离为体对角线的二分之一，即为，B错误； C．位于晶胞顶点，位于晶胞面心，则距离最近且等距离的有12个，C正确； D．该晶胞边长为anm，则一个该晶胞的体积为，D正确； 答案选B。 12．(22-23高二下·广东深圳外国语学校·期末)普鲁士蓝是一种辐射应急药物。最初，狄斯巴赫把草木灰和牛血混在一起，制成亚铁氰化钾(其三水合物俗称黄血盐)，之后与反应获得了普鲁士蓝。如图是普鲁士蓝晶体的单元结构，下列说法正确的是    A．黄血盐的化学式为 B．在制备黄血盐时，牛血的作用是仅提供Fe元素 C．普鲁士蓝中与的配位数均为6 D．普鲁士蓝可用于金属铊中毒治疗，铊元素是有放射性的过渡元素 【答案】C 【解析】A．根据题干可知，亚铁氰化钾的三水合物俗称黄血盐，则黄血盐的化学式为，A错误； B．草木灰和牛血混在一起，制成亚铁氰化钾，牛血的作用为提供Fe2+和CN-，B错误； C．根据普鲁士蓝晶体的单元结构可知，Fe2+和Fe3+均位于顶点，CN-位于棱心，Fe2+和Fe3+前后、左右、上下六个位置均有一个CN-，Fe2+和Fe3+的配位数均为6，C正确； D．过渡元素是元素周期表ⅢB族到Ⅷ族的元素，铊元素在ⅢA族，不属于过渡元素，D错误； 故答案选C。 13．(23-24高二下·广东广州执信中学·期末)铜及其化合物在日常生产、生活中有着广泛的应用。 （1）将氨水逐滴加入到CuSO4溶液中，先产生蓝色沉淀，后沉淀溶解，溶液变为深蓝色。 ①写出生成蓝色沉淀的离子方程式 。 ②1mol[Cu(NH3)4]2+离子中含有σ键 mol。 ③向上述溶液中加入 (填试剂)并用玻璃棒摩擦试管内壁，则析出深蓝色晶体深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O。 （2）含铜配合物A结构如图所示。 ①配合物A与足量盐酸反应生成CuCl2和 。 ②若在配合物A中与Cu相连的4个配位原子处在一个平面内，则下列Cu的杂化方式中正确的是 (填标号)。 A．sp2　　　　　B．sp3　　　　　C．dsp2 （3）离子型配合物[Cu(CH3CN)4]BF4中，BF的空间构型为 ，配体中碳原子的杂化方式是 。 （4）某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fex-nCunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为 。 （5）溴化亚铜(CuBr)常用作有机合成原料和反应催化剂，其晶胞结构如图所示。已知①、②号铜原子坐标依次为(0，0，0)、(，0，)，则③号溴原子的坐标为 ；设CuBr的密度为dg·cm-3，M(CuBr)=ag·mol-1，NA为阿伏伽德罗常数，则Cu原子与Br原子的核间距离为 cm(用含a、d、NA的代数式表示) 【答案】（1）CuSO4＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2 16 乙醇 （2）NH2CH2COOH·HCl或+NH3CH2COOHCl﹣ C （3）正四面体形 sp3、sp （4）Fe3CuN （5）(，，) 【解析】（1）①发生的反应生成蓝色沉淀离子方程式是CuSO4＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2； ②1mol[Cu(NH3)4]2+离子中，含有4mol配位键，1个NH3分子中含有3个共价键，则1mol[Cu(NH3)4]2+含有σ键总数为(4+3×4)mol=16mol； ③向上述溶液中加入乙醇，乙醇的极性小于水，在溶液中加入乙醇能够减小溶剂的极性，降低[Cu(NH3)4]SO4的溶解度，使其析出； （2）①配合物A与盐酸反应，破坏了配位键，由配合物结构可知，其含有氨基，其与盐酸反应生成了CuCl2和NH2CH2COOH·HCl或+NH3CH2COOHCl﹣； ②Cu的配位数为4，说明不是sp2杂化，而sp3杂化的原子空间构型应为四面体形，该物质为4个配位原子处在一个平面内，说明不是sp3杂化，则应为dsp2杂化，故选C； （3）BF中心原子B的价电子对数为，无孤对电子，其空间构型为正四面体形；配体为CH3CN，其中C与N之间为三键，则该碳原子杂化方式为sp杂化，甲基上的碳原子为饱和碳原子，其杂化方式为sp3； （4）能量越低越稳定，由图2可知，Cu代替a位置Fe型晶胞更稳定，其晶胞中Cu位于8个顶点，其原子个数为，Fe位于面心，个数为，N位于体心，个数为1，则晶胞化学式为Fe3CuN； （5）图中③号溴原子位于上层小正四面体的体心，根据①和②Cu原子位置可知，③号坐标参数为(，，)；该晶胞中Cu个数=，Br位于晶胞内部，其个数为4，则晶胞的质量为g，设晶胞边长为acm，则晶胞体积为a3cm3，则a=cm，晶胞Cu原子与Br原子的核间距离为体对角线的，即=cm。 14．(23-24高二下·广东湛江·期末)硼(B)与镓Ga同主族，它们的一些化合物在很多领域有重要的作用，如氮化镓(GaN)经常用在国防技术、航空航天及5G技术等领域；硼氢化钠(NaBH4)是有机合成中重要的还原剂；B和Mg形成的化合物可用高温超导材料。 （1）基态B原子中，核外电子占据的最高能层的符号为 ，基态N原子占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为 。 （2）基态Ga原子的价电子排布式为 。 （3）GaCl3的熔点为77.9℃，GaF3的熔点为1000℃，试分析GaCl3熔点低于GaF3的原因为 。 （4）测定晶体结构最常用的仪器为___________。 A．质谱仪 B．X射线衍射仪 C．红外光谱仪 D．核磁共振仪 （5）NaBH4晶胞结构如下图所示，BH的空间构型是 。晶胞参数如图所示，NaBH4晶体的密度为 g﹒cm3(结果用含a、NA的最简分数表达式表示)。 （6）硼化镁晶胞如图所示，则该晶体的化学式为 。 【答案】（1）L 哑铃形 （2）4s24p1 （3）GaCl3熔化时破坏分子间作用力，GaF3熔化时破坏离子键，离子键强于分子间作用力，所以GaCl3的熔点低于GaF3； （4）B （5）正四面体形 （6）MgB2 【解析】（1）基态B原子电子排布式为1s22s22p1，核外电子占据的最高能层的符号为L，基态N原子电子排布式为1s22s22p3,占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为哑铃形； （2）基态B原子电子排布式为1s22s22p1，硼(B)与镓Ga同主族，基态Ga原子的价电子排布式为4s24p1； （3）Ga与F的电负性差较大，形成离子键，GaF3为离子化合物；Ga与Cl电负性差小，形成共价键，GaCl3为共价分子，因此在熔化时，GaCl3熔化时破坏分子间作用力，GaF3熔化时破坏离子键，离子键强于分子间作用力，所以GaCl3的熔点低于GaF3； （4）测定晶体结构最常用的仪器为X射线衍射仪，故选B； （5）BH的中心原子B的价层电子对数，故其空间构型是正四面体形；由晶胞示意图可知，每个晶胞的体积为：V=a2×2a×10-21cm3=2a3×10-21cm3，一个晶胞中含有Na+个数为：×4+×6=4，含有[BH4]-个数为：，则一个晶胞的质量为：，故晶胞密度为； （6）由晶胞示意图和均摊法可知Mg：，B：2，则该晶体的化学式为MgB2。 15．(23-24高二下·广东潮洲·期末)硒（Se）是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料领域具有重要应用。 （1）基态硒原子的核外电子排布式为 。基态硒原子中最高能级的电子的电子云轮廓图为 形。 （2）的中心原子杂化类型是 ，的空间结构是 。 （3）属于 （填“极性”或“非极性”）分子。的沸点低于，其原因是 。 （4）聚集诱导发光化合物中电负性最大的元素是 ，含孤电子对的元素是 。 （5）硒化锌（ZnSe）是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示，该晶胞中硒原子最近的硒原子个数为 ；若该晶胞密度为，硒化锌的摩尔质量为，代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞参数为 pm。 【答案】（1）或 哑铃 （2） 三角锥形 （3）极性 两者都是分子晶体，由于水分子存在分子间氢键，沸点高 （4）O O、Se （5）12 【解析】（1）基态硒原子的核外电子排布式为或，最高能级为4p，轨道形状为哑铃形。 （2） 的结构为，中心原子Se形成的键为3个，除此之外还有一对孤电子对，因此价层电子对数为4，杂化类型为sp3； 中心原子Se的价层电子对数为，含有一对孤电子对，空间结构是三角锥形。 （3）中心原子Se的价层电子对数为，含有两对孤电子对，空间结构是V形，正负电中心不重合，为极性分子； 由于水分子间存在氢键，硒化氢分子间不存在氢键，分子间氢键能使氢化物熔沸点增大，所以H2Se的沸点低于H2O。 （4）同周期主族元素从左往右电负性逐渐增大，同主族元素从上往下电负性逐渐减小，因此电负性最大的是O； 由结构简式可知，碳、氢、硫三种原子不含有孤对电子，氧、硒两种原子含有孤对电子。 （5）由晶胞结构可知，观察位于顶点的硒，距离最近的硒在该晶胞中有3个，根据均摊法可知，，因此硒原子最近的硒原子个数为12个； 晶胞中硒原子个数为8×+6×=4，位于体内的锌原子个数为4，由晶胞的质量公式可得：，解得a=×1010。 16．(23-24高二下·广东广州八区·期末)铜及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。请回答下列问题： （1）基态铜原子的价层电子轨道表示式为 ，位于周期表 区。 （2）Cu2+能与多种物质形成配合物，为研究配合物的形成及性质，某小组进行如下实验。 步骤 实验操作 实验现象或结论 ⅰ 向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量 产生蓝色沉淀，随后沉淀溶解得到深蓝色的溶液 ⅱ 再加入无水乙醇 得到深蓝色晶体 ⅲ 测定深蓝色晶体的结构 晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O ①写出步骤i中“沉淀溶解得到深蓝色的溶液”的离子方程式 。 ②已知[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型，[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被Cl-取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为 (填“正四面体”或“平面正方形”)。 ③配合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O中的配位原子为 。 （3）①铜是一种导电性良好的金属，其晶胞结构如图所示，则该晶体中每个铜原子周围与它最近且相等距离的铜原子有 个；若晶体密度为dg·cm-3，晶胞参数为apm，则阿伏加德罗常数的值NA为 (用含d和a的式子表示)。 ②一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中，则该晶体中粒子个数比Cu：In：Te= 。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，称为原子的分数坐标，如A点，B点原子的分数坐标分别为(0，0，0)、(，，)，则D点原子的分数坐标为 。 【答案】（1） ds （2）Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O 平面正方形 N （3）12 mol—1 1：1：2 (，1，) 【解析】（1） 铜元素的原子序数为29，基态原子的价层电子排布式为3d104s1，轨道表示式为，位于元素周期表的ds区，故答案为：；ds； （2）①步骤i中“沉淀溶解得到深蓝色的溶液”的反应为氢氧化铜与氨水反应生成四氨合铜离子、氢氧根离子和水，反应的离子方程式为Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O，故答案为：Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O； ②若四氨合铜离子的空间结构为正四面体形，离子中两个氨分子被氯离子取代所得结构只有一种，若离子的空间结构为平面正方形，离子中两个氨分子被氯离子取代能得到结构有两种，由离子中两个氨分子被氯离子取代能得到两种不同结构的产物可知，四氨合铜离子的空间结构为平面正方形，故答案为：平面正方形； ③配合物中具有空轨道的铜离子为中心离子，氨分子为配体，具有孤对电子的氮原子为配位原子，配位数为4，故答案为：N； （3）①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的铜原子与位于面心的铜原子的距离最近，则晶体中每个铜原子周围与它最近且相等距离的铜原子有12个；晶胞中位于顶点和面心的铜原子个数为8×+6×=4，由晶胞的质量公式可得：=(10-10 a)3d，解得NA= mol-1，故答案为：12； mol-1； ②由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面上和体内的铜原子个数为8×+4×+1=4，位于棱上和面上的铟原子个数为6×+4×=4，位于体内的碲原子个数为8，则该晶体中粒子个数比Cu：In：Te=1：1：2；A点，B点原子的分数坐标分别为(0，0，0)、(，，)，则位于面上的D点原子的分数坐标为(，1，)，故答案为：1：1：2；(，1，)。 17．(23-24高二下·广东广州实验外语学校·期末)2021年全世界前沿新材料领域取得新的进展。推动了高技术产业变革，钛（Ti）被称为“未来世界的金属”，广泛应用于国防、航空航天、生物材料等领域。请回答下列问题： （1）钛的核外电子排布式是 ，与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有 种。 （2）钛元素的检验方法如图： 可与形成配离子，其原因是 。 （3）二氧化钛（）是一种常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂，也常用于污水处理。纳米催化的一个实例如图所示： 化合物乙的分子中采取杂化方式成键的原子数目是个 。 （4）氮化钛晶体的晶胞结构如图所示，则氮化钛晶体化学式为 ，该晶体结构中与N原子距离最近且相等的N原子有 个；该晶胞的密度，则晶胞结构中两个氮原子之间的最近距离为 。（为阿伏加德罗常数的数值，只列计算式） 【答案】（1） 3 （2）中存在空轨道，而双氧水中氧原子可以提供孤对电子 （3）5 （4）TiN 12 【解析】（1）钛的核外电子排布式是[Ar]3d24s2，钛原子未成对电子数为2，钛同周期中与钛原子未成对电子数相同的元素有：Ni（）、Ge（）和Se（），所以有3种； （2）物质形成配位键的基本要求是一个微粒提供空轨道，另一个微粒提供孤对电子，所以两者能形成配离子的原因是因为中存在空轨道，而双氧水中氧原子可以提供孤对电子； （3）化合物乙中采用杂化方式的有：三个饱和的碳原子，羟基中的氧原子和氨基中的氮原子，总共5个采取杂化方式成键的原子； （4）晶胞中氮原子位于8个顶点和6个面的面心，所以氮原子数目等于：，钛原子位于晶胞12条棱上和体心，所以钛原子的数目为：，氮原子和钛原子的数目比为1：1，所以氮化钛晶体化学式为：TiN； 以晶胞顶点的N原子研究，距离氮原子最近的氮原子位于晶胞三个面的面心，每一个顶点为8个晶胞所共用，每一个面心上的N原子为两个晶胞所共用，所以晶体结构中与N原子距离最近且相等的N原子数目为：； 该晶胞中有4个碳原子和4个氮原子，所以晶胞的质量为，所以该晶胞的边长为：，晶胞结构中两个氮原子之间的最近距离为面对角线长度的一半，所以两个氮原子之间的最近距离为：。 18．(23-24高二下·广东深圳·期末)钛有“未来金属”之称，含钛物质用途广泛。一种从高钛炉渣(主要成分为TiO2，还含有少量的SiO2、Al2O3、MgO及CaO等)中回收钛的工艺流程如下： 已知：i．焙烧中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO均转化为相应的硫酸盐； ii．“滤液2”中Ti元素以TiO2+形式存在。 （1）基态钛原子价电子的轨道表示式为 。 （2）“焙烧”时，MgO发生反应的化学方程式为 。 （3）“滤渣2”的主要成分为 、 。 （4）“水解”中加入“热水”的目的是 。 （5）TiO2常用于降解有机物。在光催化作用下，含TiO2的水溶液体系可产生羟基自由基(·OH)，·OH可与HCHO等有机物反应生成CO2和H2O。 ①写出·OH与HCHO反应的化学方程式： 。 ②HCHO分子的H-C-H键角 H2O分子的H-O-H键角(填“>”“<”或“=”)。 （6）一种TiO2的四方晶胞(晶胞棱边夹角均为90°)如图所示： ①设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。 ②上述晶胞沿z轴方向的投影图为 (填标号)。 A．            B． C．                D． 【答案】（1） （2） （3）SiO2 （4）升温促进TiO2+水解平衡正向移动，有利于提高的产率 （5） ＞ （6） B 【分析】高钛炉渣(主要成分为TiO2，还含有少量的SiO2、Al2O3、MgO及CaO等)，加入硫酸铵焙烧，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO均转化为相应的硫酸盐，其中，则尾气为氨气，水浸后TiO2、SiO2不溶于水，则滤渣1为TiO2、SiO2以及少量的，加入硫酸酸浸，TiO2转化为TiO2+，则滤渣2为SiO2以及少量的，滤液2为，加入热水水解，发生反应，据此解答。 【解析】（1） 基态钛原子价电子排布式为，其轨道表示式为，故答案为：； （2）“焙烧”时，MgO转化为硫酸镁，其反应的化学方程式为，故答案为：； （3）由分析可知“滤渣2”的主要成分为SiO2以及少量的，故答案为：SiO2、； （4）“水解”中加入“热水”的目的是升温促进TiO2+水解平衡正向移动，有利于提高的产率，故答案为：升温促进TiO2+水解平衡正向移动，有利于提高的产率； （5）①·OH可与HCHO反应生成CO2和H2O，其化学方程式为，故答案为：； ②HCHO分子中C原子杂化方式为sp2，为平面三角形结构，H-C-H键角为120°，H2O中心原子O的价层电子对数为，杂化方式为sp3，含有两对孤对电子，孤对电子斥力较大，则H-O-H键角为104.5°，故答案为：＞； （6）①由均摊法可知，该晶胞中含有O个数为。含有Ti个数为，则每个晶胞中含有2个TiO2，晶胞质量为，晶胞体积为，则晶胞的密度，故答案为：； ②晶胞沿z轴方向的投影，其中xy平面内的O和上面的O重合，则该投影图为B，故答案为B。 19．(23-24高二下·广东茂名·期末)废旧三元锂电池的正极材料含有、、、、、，一种综合回收利用的工艺流程如图所示： 已知：①“高温热解还原”后镍、钴以单质的形式存在，锂以的形式存在，锰以的形式存在，常温下的溶解度比小； ②该废旧三元锂电池中的物质的量分数远大于的物质的量分数； ③相关金属离子沉淀的pH范围如表所示（当溶液中剩余离子浓度小于等于时，认为沉淀完全）： 离子 开始沉淀时的pH 1.5 3.6 均 沉淀完全时的pH 2.8 4.7 / 回答下列问题： （1）基态Ni原子的价层电子排布式为 ． （2）“高温热解还原”是通入将、、还原，其与T的关系如图所示： 镍钴锰金属氧化物在气氛下的关系图 ①将还原的化学方程式为 ； ②在以下不能将还原成单质的原因是 ； （3）若“水浸”时间过长，会降低锂的浸出率，其可能原因是 ；“滤液1”中的主要离子有 （填离子符号）； （4）“酸解氧化”过程中最宜加入的氧化剂化学式为 ； （5）“水解”时用溶液调节溶液pH的范围为 ； （6）镍是较为稀缺的战略性金属，一种的立方晶胞结构如图所示，与Ni原子距离最近且相等的O原子有 个；下列视图中，该晶胞的俯视图为 （填图示字母）；    A．   B．   C．    D． 【答案】（1） （2） 以下，与反应的一直大于0 （3）水浸时间过长，空气中会溶解进来使提前转化为进入滤渣，从而降低滤液中锂元素含量 、、 （4）（合理即可） （5） （6）6 C 【分析】废旧三元锂电池的正极材料含有、、、、、，“高温热解还原”后镍、钴以单质的形式存在，锂以的形式存在，锰以的形式存在，“水浸”过程中会与水反应成，溶液为碱性和反应，“滤液1”含有的主要离子有、、，通入二氧化碳碳化，得到碳酸锂，继续精制，用于制作电极，“酸解氧化”过程中加入，得到三价铁，“水解”形成氢氧化铁除去，过滤得到氢氧化铁，再通过共沉淀再生得到镍钴锰化合物，再煅烧，产品用来制作电极，据此解答。 【解析】（1）Ni的原子序数是28，因此基态Ni原子的核外电子排布式为，价层电子排布式为，答案：； （2）①根据化合价升降可写出方程式：． ②由图可知，以下，与的反应的一直大于0，因此该条件下无法反应，答案：、以下，与反应的一直大于0； （3）锂为碱金属元素，锂单质性质与钠相似，“水浸”过程中会与水反应成，“水浸”时间过长，空气中会溶解进来使转化为进入滤渣，从而降低滤液中锂元素的含量；溶液为碱性且的物质的量分数远大于的物质的量分数，因此铝元素会以的形式存在，因此“滤液1”含有的主要离子有、、，答案：水浸时间过长，空气中会溶解进来使提前转化为进入滤渣，从而降低滤液中锂元素含量、、、； （4）为了不引入新的杂质，氧化剂宜用，答案：（合理即可）； （5）“水解”主要是为了除去且尽量不损失锰钴镍元素，结合表格信息则可判断应调节溶液pH的范围为，答案：； （6）由图可知，该晶胞中，看晶胞体心的Ni原子，与Ni原子距离最近且相等的O原子有6个；俯视该晶胞结构，O原子与Ni原子在棱中和面心处有重叠，在面心和体心处也有重叠，同时侧面棱中的O原子俯视时位于顶点，综合判断为图C，答案：6、C。 20．(23-24高二下·广东汕头·)离子液体具有高质子电导率以及优异的电化学和热稳定性，在电化学中有重要应用。有两种离子液体结构如图所示：、 （1）基态原子的核外电子排布式为 ，占据最高能级的电子云轮廓图形状为 。 （2）化合物的阴离子空间构型为 。 （3）关于上述两种化合物，说法正确的是___________。 A．上述离子液体固态时，均含有极性共价键、配位键和离子键 B．上述离子液体中， 原子的杂化方式均有和杂化 C．元素形成的简单氢化物的沸点均为所在主族最高的 （4）某富锂超离子导体的晶胞如图所示，其化学式为 ，晶体密度为 。 【答案】（1） 哑铃型 （2）正四面体型 （3）A （4） 【解析】（1）基态原子序数为7，核外电子排布式为，占据最高能级的电子云为2p轨道，轮廓图形状为哑铃型，答案：、哑铃型； （2）化合物的阴离子为，价层电子数为，没有孤对电子，空间构型为正四面体型，答案：正四面体型； （3）A．对比结构式可知，当液体呈固态时，阳离子中存在极性共价键（环上碳氮键）和配位键（化合物a中氮氢键、化合物b中氮碳形成的键），阴阳离子结合形成离子键，符合题意；B．上述离子液体中，原子的杂化方式均有和杂化，化合物a中杂化方式只有杂化，不符合题意；C．元素形成的简单氢化物因为可以形成氢键，所以它们的沸点均为所在主族最高的，不可以形成氢键，所以它的沸点不是所在主族最高的，不符合题意；答案：A； （4）原子Li位于晶胞上下面的棱上，和体心，所以个数为，原子Cl位于晶胞侧面的棱上，所以个数为，O位于晶胞上下面的面上，所以个数为，其化学式为，晶体密度为，答案：、。 21．(23-24高二下·广东梅州·期末)氢能是极具发展潜力的绿色能源，开发新型储氢材料，对大规模使用氢能具有重要的意义。 Ⅰ．氨硼烷（）属于配位氢化物储氢材料，具有储氢量高的特点。 （1）在元素周期表中，与硼元素的化学性质最相似的邻族元素是 （填元素符号）。 （2）分子中与原子相连的呈正电性（），与原子相连的呈负电性（），、、的电负性由大到小的顺序是 （3）氨硼烷在金属型催化剂（如、等）催化下可水解放出氢气，并产生（结构如下图所示）。请写出基态原子的价层电子排布式 ；在该反应过程中，原子的杂化方式由 变为 。 Ⅱ．镧镍合金属于固态金属储氢材料，具有高寿命、耐低温的特点。 （4）镧镍合金晶胞结构如图甲，原子处于晶胞的面上和体心，该晶体的化学式为 。 （5）已知该晶胞的密度为，设为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积为 （用含、的代数式表示）。 （6）该合金储氢后晶胞结构如图乙，含的合金可吸附 。 【答案】（1）Si （2）N＞H＞B （3）3d54s1 sp3 sp2 （4） （5） （6）3 【解析】（1）B与Si在对角线上，所以在周期表中，与B的化学性质最相似的邻族元素是Si； （2）分子中与原子相连的呈正电性（），电负性N＞H，与原子相连的呈负电性（），电负性B＜H，故电负性的顺序为N＞H＞B； （3）Cr为24号元素，基态价电子的排布式为3d54s1；NH3BH3分子中， B最外层有3个电子，分别与H形成σ键，剩余一个空轨道接受来自N的电子对，形成配位键，杂化轨道类型为sp3，反应后一个B原子与3个O原子成键，B的杂化轨道类型变为sp2； （4）根据晶胞结构图，La的个数为8×=1，Ni的个数为8×+1=5，故镧镍合金晶体的化学式为； （5）该晶体的化学式为，晶胞的质量为，密度为，体积为； （6）氢气分子占据晶胞中上下底面的棱和面心，则H2的个数为8×+2×=3，故含1molLa的合金可吸附3mol。 22．(23-24高二下·广东梅州·期末)铜是重要的过渡金属元素，广泛应用于电子工业和航天领域中。请根据所学知识，回答下列问题： （1）铜在元素周期表中的位置 。 （2）是有机合成中常见催化剂。加强热会分解生成铜，金属铜的晶体类型为 ；金属铜晶胞如下图所示，与铜原子等距且最近的铜原子有 个。 （3）配合物是深蓝色晶体，其中配离子的中心离子的配位数是 ；的空间构型为 。 （4）与乙二胺（）可形成如下图所示的配离子，该配离子内部不含有的化学键类型是______。 A．配位键 B．极性键 C．离子键 D．非极性键 （5）乙二胺和三甲胺[]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是 。 【答案】（1）第四周期ⅠB族 （2）金属晶体 12 （3）4 三角锥形 （4）C （5）乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键 【解析】（1）铜元素的原子序数为29，位于元素周期表第四周期ⅠB族，故答案为：第四周期ⅠB族； （2）金属铜是金属单质，属于金属晶体；由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的铜原子与位于面心的铜原子的距离最近，则与铜原子等距且最近的铜原子有12个，故答案为：金属晶体；12； （3）四氨合铜离子中中心离子为具有空轨道的铜离子，配体为具有孤对电子的氨分子，配位数为4；氨分子中氮原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1，分子的空间构型为三角锥形，故答案为：4；三角锥形； （4）由结构可知，配离子中含有极性键、非极性键和配位键，不含有离子键，故选C； （5）乙二胺分子能形成分子间氢键，三甲胺分子不能形成分子间氢键，所以乙二胺的分子间作用力大于三甲胺，沸点比三甲胺高很多，故答案为：乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键。 23．(23-24高二下·广东佛山·期末)氢化物种类多样，用途广泛。回答下列问题。 （1）NaH的电子式为 。 （2）①已知电负性H>B，补充方程式： 。 。 ②中阴离子的空间结构为 。 （3）、、的键角由大到小的顺序为 ，原因是 。 （4）、、三者中沸点最低的是 。可与形成配合物，中心离子是 ，该配合物中化学键类型有 (填标号)。 A．离子键　　　　　B．非极性键　　　　C．极性键　　　　D．金属键 （5）高压下，某些元素的价态和电负性会发生改变，导致氢化物的氢元素含量比常压高，如高压下制备的立方晶胞如下图，晶胞参数为apm。S位于H构成的 (填“四面体”、“六面体”或“八面体”)空隙中，设阿伏加德罗常数的值为，其晶体密度的计算表达式为 。 【答案】（1） （2） 正四面体 （3）>> 孤电子对越多，键角越小，无孤电子对、有1个孤电子对、有2个孤电子对 （4）PH3 Cu2+ AC （5）八面体 【解析】（1）NaH为离子化合物，其电子式为。 （2）①已知电负性H>B，则H显负价，B显正价，则。 ②中阴离子为，其中心原子价电子对数为，空间结构为正四面体。 （3）由于孤电子对越多，键角越小，无孤电子对、有1个孤电子对、有2个孤电子对，故键角由大到小的顺序为>>。 （4）氨气分子间中有氢键，氢键比分子间作用力强，所以融沸点最高，As相对原子质量大于P，所以分子间作用力更大，、、三者中沸点最低的是PH3。可与形成配合物，中心离子是Cu2+，该配合物中化学键类型有：氮原子和氢原子之间的极性键，硫和氧原子之间的极性键，[Cu(NH3)4]2+与硫酸根离子之间的离子键，答案选AC。 （5）根据晶胞图可知，S位于H构成的八面体空隙中，设阿伏加德罗常数的值为，一个晶胞中H原子的个数为，S原子个数为，其晶体密度的计算表达式为。 24．(23-24高三下·广东高州·期末)利用光催化技术可将太阳能转化为化学能。 （1）光催化可实现的净化 ①比较N、O元素第一电离能：N O(填“>”或“小于”)。 ②光催化还原可得到，从结构角度分析性质稳定的原因 。 ③光催化氧化最终产物为硝酸盐，的空间结构是 形。 （2）光催化和合成甲醇是转化利用最有前景的途径之一。比较甲醇分子中H-C-H与C-O-H的键角大小并解释原因 。 （3）光催化可降解苯酚()。在紫外光的作用下催化剂表面有(羟基自由基)生成，可将苯酚氧化为和，该反应的方程式为 。 （4）某含钛的复合型物质可作光催化剂，晶胞结构如图所示，边长均为。 ①基态钛原子的价层电子轨道表示式为 。 ②晶体中每个钛原子周围与其距离最近且相等的氧原子的个数是 。 ③表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 。 【答案】（1）＞ 氮气分子中存在N≡N，键能大，键长短，分子结构稳定 平面三角形 （2）甲醇分子中C、O原子都为sp3杂化，但O原子中存在2个孤电子对，孤电子对与成键电子对间存在斥力，使得甲醇分子中H-C-H的键角大于C-O-H的键角 （3）C6H6O+28•OH→6CO2+17H2O （4） 6 【解析】（1）①同周期主族元素，随着原子序数增大，第一电离能呈增大的趋势，但第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一电离能比相邻元素大，N原子的价层电子排布式为2s22p3，O原子的价层电子排布式为2s22p4，N原子的2p轨道为半满结构，较难失去电子，所以第一电离能：N＞O，故答案为：＞； ②氮气分子中存在N≡N，键能大，键长短，分子结构稳定，化学性质稳定，故答案为：氮气分子中存在N≡N，键能大，键长短，分子结构稳定； ③中N原子的价层电子对数为3+=3，为sp2杂化，没有孤电子对，空间构型为平面三角形，故答案为：平面三角形； （2）甲醇分子中C、O原子都为sp3杂化，但O原子中存在2个孤电子对，孤电子对与成键电子对间存在斥力，使得甲醇分子中H-C-H的键角大于C-O-H的键角，故答案为：甲醇分子中C、O原子都为sp3杂化，但O原子中存在2个孤电子对，孤电子对与成键电子对间存在斥力，使得甲醇分子中H-C-H的键角大于C-O-H的键角； （3）•OH可将苯酚氧化为H2O和CO2，反应的化学方程式为：C6H6O+28•OH→6CO2+17H2O，故答案为：C6H6O+28•OH→6CO2+17H2O； （4） ①Ti为22号元素，价层电子排布式为3d24s2，价层电子轨道表示式为，故答案为：； ②由晶胞图可知，距Ti原子最近且等距的O原子位于Ti原子的上下前后左右，共6个，故答案为：6； ③Ti原子位于顶点，个数为8×=1，O原子位于棱心，个数为12×=3，1个Co原子位于体心，晶胞质量为g=g，晶胞体积为(a×10-7)3cm3，晶体密度ρ===，故答案为：。 25．(22-23高二下·广东广州第二中学·期末)铜的单质及其化合物在工农业、国防、科技等领域具有广泛应用。回答下列问题： （1）基态Cu+的价层电子排布式为 。 (填“”或“”)，原因是 。 （2）研究发现，阳离子的颜色与未成对电子数有关。例如：Cu2+、Fe2+、Fe3+等。Cu+呈无色，其原因是 。 （3）合成氨工业中，铜(I)氨溶液常用于除去原料气(N2和H2等)中少量的CO，发生的化学反应为：。 ①NH3分子中N原子的杂化轨道类型是 ，NH3和[Cu(NH3)4]2+中H-N-H键角的大小：NH3 [Cu(NH3)4]2+ (填“”或“”)。 ②铜(Ⅰ)氨液吸收CO适宜的生产条件是 (填序号)。 A．高温高压        B．高温低压        C．低温高压        D．低温低压 ③[Cu(NH3)3CO]+配离子中配体是 。 （4）CuCl2与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)可形成配离子[Cu(En)2]2+ (En是乙二胺的简写)，其结构简式如图所示：    ①H2NCH2CH2NH2 (乙二胺)和N(CH3)3(三甲胺)均属于胺，二者相对分子质量相近，但乙二胺的沸点比三甲胺的高得多，原因是 。 ②配合物[Cu(En)2]Cl2中不存在的作用力类型有 (填选项字母)。 A．配位键    B．极性键    C．离子键    D．非极性键    E．范德华力    F．金属键 （5）金属合金MgCux的结构可看作以Cu4四面体(相互共用顶点)替换立方金刚石结构中的碳原子，形成三维骨架，在晶胞空隙处，有序地放置Mg原子(四面体的4个顶点代表Cu原子，圆球代表Mg原子)，结构如图所示。    ① 。 ②若Mg原子A的原子坐标为，则C的原子坐标为 。 ③晶胞参数为，则AB原子之间的距离为 nm。 【答案】（1）3d10 ＜ 铜、锌的价层电子排布式分别为3d104s1、3d104s2，锌的4s轨道全充满较稳定，锌的第一电离能较大 （2）Cu+没有未成对电子 （3）sp3 ＜ C NH3和CO （4）乙二胺分子之间形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键 EF （5）2 （，，） 【解析】（1）已知Cu是29号元素，则基态Cu+的价层电子排布式为3d10，铜、锌的价层电子排布式分别为3d104s1、3d104s2，锌的4s轨道全充满较稳定，锌的第一电离能较大；故答案为：3d10；＜；铜、锌的价层电子排布式分别为3d104s1、3d104s2，锌的4s轨道全充满较稳定，锌的第一电离能较大； （2）金属阳离子在水溶液中的颜色与该金属阳离子d能级上的未成对电子数有关，Cu+的核外电子排布为[Ar]3d10，没有未成对的电子，故答案为：Cu+没有未成对电子； （3）①NH3分子中心原子N原子周围的价层电子对数为：3+=4，根据杂化轨道理论可知，NH3中N的杂化轨道类型是sp3，已知NH3中N原子上含有1对孤电子对，而[Cu(NH3)4]2+中N原子没有孤电子对，且孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用，故导致NH3中的H-N-H键角小于[Cu(NH3)4]2+中的H-N-H键角，故答案为：sp3；＜； ②由题干反应可知，该反应正反应是一个气体体积减小的放热反应，故降低温度和增大压强均能导致平衡正向移动，有利于CO的吸收，故铜(Ⅰ)氨液吸收CO适宜的生产条件是低温高压，故答案为：C； ③根据配合物理论可知，[Cu(NH3)3CO]+配离子中Cu+为中心离子，NH3和CO为配体，故答案为：NH3和CO； （4）①乙二胺分子之间形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键，乙二胺比三甲胺的沸点高的多，故答案为：乙二胺分子之间形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键； ②配合物[Cu(En)2]Cl2中配离子[Cu(En)2]2+内存在Cu2+和N原子之间的配位键，配体En中存在C-H、C-N、N-H等极性键，C-C非极性键，以及[Cu(En)2]2+和Cl-之间的离子键，故不存在的作用力类型有范德华力和金属键，故答案为：EF； （5）①由图可知Cu4位于顶点、面心和四个四面体空隙，根据均摊法可得个数为8×+6×+4=8，每个铜原子由两个四面体共用，因此铜原子个数为8×4×=16，Mg原子位于四个四面体空隙和八面体空隙中，八面体空隙有12×+1=4个，因此Mg原子共有8个，由此可知化学式为MgCu2，即x=2，故答案为：2； ②由图可知，A原子位于左前上四面体空隙，C原子位于右前下四面体空隙，因此二者y坐标相同，x、z坐标相加为1，即C坐标为（，，），故答案为：（，，）； ③由图可知，AB原子之间的距离为面对角线的一半，晶胞参数为a nm，则AB之间的距离为，故答案为：。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$