第03讲 配位数与空间利用率计算（重难点训练）化学苏教版选择性必修2

第03讲 配位数与空间利用率计算 建议时间：15分钟 突破一 配位数的直接判断 1．NiAs晶胞结构如图所示，下列说法正确的是 A．Ni原子的配位数为5 B．金属Ni能导电，则Ni为电解质 C．该晶体的堆积方式为简单立方堆积 D．该晶胞的体积为 2．氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氮气经过一系列的变化可以合成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料：NO能被溶液吸收生成配合物，减少环境污染。下列说法错误的是 A．提供空轨道用于形成配位键 B．该配合物中阴离子空间结构为正四面体 C．配离子为中心离子的配位数为6 D．NO作为配体时，配位原子为氧原子 突破二 经典堆积方式的空间利用率计算 3．甲醇(CH3OH)空气氧化法是生产甲醛(HCHO)的常用方法。发生的反应为2CH3OH+O22+2H2O。 (1)C、H、O 三种元素的电负性由大到小的顺序为 。 (2)由于水分子之间存在 ，该作用力与共价键一样具有 性，使每个水分子与 个相邻水分子相互吸引。这种排列方式使冰晶体中水分子的空间利用率较小，故冰的密度比水的密度要小。 (3)HCHO分子内σ键与π键个数之比为 ，HCHO的空间结构为 。 (4)工业上利用甲醛易溶于水的性质吸收产品，解释甲醛易溶于水的原因： 。 4．如图，等径球的金刚石型(A4)堆积的空间利用率为 (已知=3.14，=1.414，=1.732) A．0.74 B．0.68 C．0.34 D．0.52 突破三 陌生离子晶体的配位数与空间利用率计算 5．钒的某种氧化物的立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm。下列说法错误的是 A．该钒的氧化物的化学式为 B．中心V原子与配位O原子正八面体结构 C．V原子的配位数与O的配位数之比为1∶2 D．该晶胞的密度为 6．在高温超导领域中，有一种化合物叫钙钛矿，其晶胞如图所示，则下列说法错误的是 A．钙钛矿的化学式为 B．晶胞中的配位数为12 C．其组成元素的电负性大小： D．若晶胞参数为，则晶体密度为 建议时间：30分钟 7．现有七种元素，其中A、B、C、D、E、F为前四周期元素且原子序数依次增大。A的基态原子价层电子排布为；液态的B2经常用于手术的冷冻麻醉；C的原子最外层电子数是其内层的3倍；D 单质通常为淡黄色固体；E的基态原子未成对电子数为4；F2+的3d轨道中有10个电子；G单质在金属活动性顺序表中排在最末位。 (1)写出AD2的电子式 。 (2)写出E在元素周期表中的位置 。 (3)B、C元素能形成多种离子，如、、。 中B原子的杂化方式为 ，离子空间结构名称为 ，、、的键角由大到小的顺序为 (用相应离子的元素符号表示)。 (4)F、G均能与形成配离子，已知F2+与形成配离子时，配位数为4；G+与形成配离子时，配位数为2.工业上常用G+和形成的配离子与F单质反应，生成F2+与形成的配离子和G单质来提取G，写出上述反应的离子方程式 (用相应离子的元素符号表示)。 8．闪锌矿石的主要成分为ZnS，其晶胞结构如图所示(表示阿伏加德罗常数的值)。下列有关说法错误的是（   ） A．的配位数为4 B．该晶胞中含有4个 C．ZnS中只含有离子键 D．若晶胞参数为anm，则ZnS晶体密度为 9．铜与氧形成的一种纳米级材料（颗粒直径）具有优良的催化性能，该化合物的立方晶胞如图，有关说法不正确的是 A．该化合物分散在水中形成的分散系能产生丁达尔效应 B．蔗糖与新制氢氧化铜反应可得到该化合物 C．该晶体与盐酸反应可生成和 D．氧原子的配位数为4 10．Al及其化合物的转化关系如图所示。下列说法错误的是 A．铝位于元素周期表p区 B．中的配位数为6 C．离子键成分的百分数： D．与反应： 11．氯化铅()为白色粉末，一定条件下可与氯化铯反应生成铯铅氯。如图氯化铯与铯铅氯均为立方晶胞，氯化铯晶胞中Cl位于顶点；铯铅氯晶胞中Cl位于面心，Cs与Cl之间的最短距离为anm，Pb与Cl之间的最短距离为bnm，且，晶胞参数为cnm。 下列叙述错误的是 A．铯铅氯的化学式为 B．铯铅氯晶胞中Pb位于顶点处 C．Cs的配位数：铯铅氯>氯化铯 D．铯铅氯晶体的密度为 12．铜及其化合物在日常生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)从结构上分析，比更稳定的原因是 ；基态核外电子的空间运动状态有 种。 (2)在不同的溶剂中显示的颜色有差异，是因为形成了不同的配离子，如：显浅蓝色，显深蓝色。 ①中提供孤电子对的原子是 ，配位数为 。 ②已知中2个被2个取代，得到两种结构的配离子，则的空间结构是 (填“正四面体形”或“正四边形”)。 (3)已知与的分子结构相似，但不易与形成配离子，从元素电负性的角度考虑，其原因是 。 13．已知：实验室检验的原理为(蓝色)，下列有关说法正确的是 A．的电离方程式： B．中的配位数是6 C．比稳定 D．钾的紫色焰色属于吸收光谱 14．下列有关说法不正确的是 A．水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键 B．CaF2晶体的晶胞如图2所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋ C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外的大多数电子在原子核附近运动 D．金属Cu晶胞结构如图4所示，每个Cu原子的配位数均为12 15．如图，直线交点处的圆圈为晶胞中离子或离子所处的位置。 (1)请将其中代表离子的圆圈涂黑不必考虑体积大小，以完成晶胞结构示意图 。 (2)晶体中离子的配位数为 。 (3)晶体中，在每个离子的周围与它最接近的且距离相等的共有 个。 (4)在一个晶胞中占有 个离子。 (5)在晶体中，与每个距离相等，且距离最近的几个所围成的空间几何多面体为 。 (6)已知氯化钠晶体晶胞如图中最近的与核间距为，氯化钠的摩尔质量为为阿伏加德罗常数的值，则氯化钠晶体的密度为 。 16．硼(B)、镓(Ga)是第IIIA族元素，其化合物氨硼烷()和砷化镓(GaAs)分别用于储氢材料和半导体材料。下列说法错误的是 A．基态镓原子电子排布式为 B．分子中存在配位键 C．GaAs晶胞结构如图所示，Ga的配位数为4 D．若为晶胞参数为的立方晶胞，则晶体密度为 建议时间：20分钟 1．（2025·山东·高考真题）单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)在元素周期表中，位于第 周期 族。基态原子与基态离子未成对电子数之比为 。 (2)尿素分子与形成配离子的硝酸盐俗称尿素铁，既可作铁肥，又可作缓释氮肥。 ①元素C、N、O中，第一电离能最大的是 ，电负性最大的是 。 ②尿素分子中，C原子采取的轨道杂化方式为 。 ③八面体配离子中的配位数为6，碳氮键的键长均相等，则与配位的原子是 (填元素符号)。 (3)可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示(晶胞边长为)。 ①晶胞中原子的半径为 。 ②研究发现，晶胞中阴影所示m，n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有原子个数越多，催化活性越低。m，n截面中，催化活性较低的是 ，该截面单位面积含有的原子为 个。 2．（2024·江西·高考真题）NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为anm，P的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是 A．Nb的配位数是6 B．Nb和O最短距离为anm C．晶体密度 D．M的分数坐标为 3．（2024·全国甲卷·高考真题）ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题： (1)该族元素基态原子核外未成对电子数为 ，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为 。 (2)俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为 (填标号)。 a．离子键    b．极性共价键    c．非极性共价键    d．配位键 (3)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是 ，硅原子的杂化轨道类型为 。 (4)早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因： 。 物质 熔点/ 442 29 143 (5)结晶型可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中的配位数为 。设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 (列出计算式)。 4．（2024·重庆·高考真题）储氢材料的晶胞结构如图所示，的摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是 A．的配位数为2 B．晶胞中含有2个 C．晶体密度的计算式为 D．(i)和(ii)之间的距离为 5．（2024·甘肃·高考真题）晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为图乙，下列说法错误的是 A．电负性： B．单质是金属晶体 C．晶体中存在范德华力 D．离子的配位数为3 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第03讲 配位数与空间利用率计算 建议时间：15分钟 突破一 配位数的直接判断 1．NiAs晶胞结构如图所示，下列说法正确的是 A．Ni原子的配位数为5 B．金属Ni能导电，则Ni为电解质 C．该晶体的堆积方式为简单立方堆积 D．该晶胞的体积为 【答案】D 【详解】A．观察晶胞结构，以Ni原子为研究对象，Ni原子的配位数是2， A错误； B．电解质是在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物，而Ni是单质，不是化合物，所以Ni不是电解质，B错误； C．从晶胞结构可知，该晶体的堆积方式不是简单立方堆积，C错误； D．该晶胞的底面积为bnm×bnm×sin60°=，高为a nm，根据体积公式V=S·h(S为底面积，h为高)，则晶胞体积为V=，D正确；故选D。 2．氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氮气经过一系列的变化可以合成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料：NO能被溶液吸收生成配合物，减少环境污染。下列说法错误的是 A．提供空轨道用于形成配位键 B．该配合物中阴离子空间结构为正四面体 C．配离子为中心离子的配位数为6 D．NO作为配体时，配位原子为氧原子 【答案】D 【详解】A．作为中心离子，提供空轨道用于形成配位键，A正确； B．阴离子为，的中心原子S原子的价层电子对数为，为sp3杂化，空间构型为正四面体形，B正确； C．配离子[中，NO和5个H2O均为单齿配体，配位数为6，C正确； D．NO作为配体时，配位原子是N（因N含有孤对电子、电负性比氧小），而非O，D错误；故选D。 突破二 经典堆积方式的空间利用率计算 3．甲醇(CH3OH)空气氧化法是生产甲醛(HCHO)的常用方法。发生的反应为2CH3OH+O22+2H2O。 (1)C、H、O 三种元素的电负性由大到小的顺序为 。 (2)由于水分子之间存在 ，该作用力与共价键一样具有 性，使每个水分子与 个相邻水分子相互吸引。这种排列方式使冰晶体中水分子的空间利用率较小，故冰的密度比水的密度要小。 (3)HCHO分子内σ键与π键个数之比为 ，HCHO的空间结构为 。 (4)工业上利用甲醛易溶于水的性质吸收产品，解释甲醛易溶于水的原因： 。 【答案】(1)O、C、H (2)氢键 方向性 4 (3) 3：1 平面三角形 (4)甲醛与水都是极性分子，同时甲醛与水分子间能形成氢键 【详解】（1）同一周期从左到右，主族元素的电负性逐渐增强，故电负性：O＞C；而在CH4中，H显正价，C显负价，故电负性：C>H，则C、H、O三种元素的电负性由大到小的顺序为：O>C>H，故答案为：O、C、H； （2）由于O的电负性较强，水形成冰晶体是通过氢键作用的，水分子间还有范德华力，氢键和共价键一样都具有方向性和饱和性，每个水分子可与周围4个水分子以氢键结合，这些水分子位于四面体的顶点，采取非紧密堆积的方式，空间利用较低，密度小，故答案：氢键，方向，4； （3）HCHO的结构式为，C原子形成3条键，1条键，无孤电子对，空间结构为平面三角形；单键为键，双键中含1条键、1条键，故甲醛分子键与键个数之比为3:1，故答案为：3:1；平面三角形； （4）甲醛是极性分子，水也是极性分子，根据相似相溶原理甲醛易溶于水，另外甲醛分子与水分子能形成分子间氢键促进溶解，故答案为：甲醛与水都是极性分子，同时甲醛与水分子间能形成氢键。 4．如图，等径球的金刚石型(A4)堆积的空间利用率为 (已知=3.14，=1.414，=1.732) A．0.74 B．0.68 C．0.34 D．0.52 【答案】C 【详解】该晶胞中C原子个数为，设原子半径为xcm，两个原子中心的距离为晶胞体对角线的四分之一，所以其体对角线距离为8xcm，则晶胞边长xcm，晶胞体积(xcm)3，该晶胞中总的C原子体积=8×x3cm3，其空间利用率，故选：C。 突破三 陌生离子晶体的配位数与空间利用率计算 5．钒的某种氧化物的立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm。下列说法错误的是 A．该钒的氧化物的化学式为 B．中心V原子与配位O原子正八面体结构 C．V原子的配位数与O的配位数之比为1∶2 D．该晶胞的密度为 【答案】C 【详解】A．晶胞中V原子位于顶点和体心，数目为；O原子位于上下面上和体内，数目为，二者原子数日之比为1∶2，故氧化物化学式为，A正确； B．中心V原子与配位O原子正八面体结构，B正确； C．体心V原子的配位数为6，O原子配位数为3，所以V原子的配位数与O的配位数之比为2∶1，C错误； D．，，，D正确。 故选C。 6．在高温超导领域中，有一种化合物叫钙钛矿，其晶胞如图所示，则下列说法错误的是 A．钙钛矿的化学式为 B．晶胞中的配位数为12 C．其组成元素的电负性大小： D．若晶胞参数为，则晶体密度为 【答案】C 【详解】A．据“均摊法”，晶胞中含个Ti、1个Ca、个O，则钙钛矿的化学式为，A正确； B．由图，晶胞中最近的氧离子为12，配位数为12，B正确； C．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；电负性大小：，C错误；   D．若晶胞参数为，则晶体密度为，D正确；故选C。 建议时间：30分钟 7．现有七种元素，其中A、B、C、D、E、F为前四周期元素且原子序数依次增大。A的基态原子价层电子排布为；液态的B2经常用于手术的冷冻麻醉；C的原子最外层电子数是其内层的3倍；D 单质通常为淡黄色固体；E的基态原子未成对电子数为4；F2+的3d轨道中有10个电子；G单质在金属活动性顺序表中排在最末位。 (1)写出AD2的电子式 。 (2)写出E在元素周期表中的位置 。 (3)B、C元素能形成多种离子，如、、。 中B原子的杂化方式为 ，离子空间结构名称为 ，、、的键角由大到小的顺序为 (用相应离子的元素符号表示)。 (4)F、G均能与形成配离子，已知F2+与形成配离子时，配位数为4；G+与形成配离子时，配位数为2.工业上常用G+和形成的配离子与F单质反应，生成F2+与形成的配离子和G单质来提取G，写出上述反应的离子方程式 (用相应离子的元素符号表示)。 【答案】(1) (2)第四周期第Ⅷ族 (3) sp杂化 V形 (4) 【分析】A的基态原子价电子排布为nsnnpn，n=2，则A为C元素，液态的N2经常用于手术的冷冻麻醉，则B为N元素，C的原子最外层电子数是其内层的3倍，电子排布式为1s22s22p4，则C为O元素；D 单质通常为淡黄色固体，则D为S元素；E的基态原子未成对电子数为4，前四周期，电子排布1s22s22p63s23p63d64s2，则E为Fe；F2+的3d轨道中有10个电子，电子排布[Ar]3d104s2，则F为Zn元素，G单质在金属活动性顺序表中排在最末位，则G是Au元素，据此回答。 【详解】（1）由分析知，A为C，D为S，则AD2为CS2，CS2为共价化合物，C和S共用2对电子，电子式为：。 （2）由分析知，E为Fe元素，在元素周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族。 （3）由分析知，B为N，C为O，BC则为NO，中N原子的价电子对数为2+=2，杂化方式为sp杂化，为直线形，BC为NO，中N原子的价电子对数为2+=3，含有1个孤电子对，为sp2杂化，离子空间结构名称为V形，BC为NO，中N原子的价电子对数为3+=3，杂化方式为sp2化，为平面三角形，键角：孤电子对斥力>成键电子对斥力，NO（sp，直线形，键角180°），NO（平面三角形，键角120°），NO（V 形，键角<120° ），故BC、BC、BC的键角由大到小的顺序为；NO > NO >NO。 （4）F2+与AB-形成的配离子时，配位数为4，配离子为[Zn (CN)4]2- ；G+与AB-形成配离子时，配位数为2，配离子为[Au(CN)2]-，发生置换反应的离子方程式为：2[Au(CN)2]−+Zn=2Au+[Zn(CN)4]2−。 8．闪锌矿石的主要成分为ZnS，其晶胞结构如图所示(表示阿伏加德罗常数的值)。下列有关说法错误的是（   ） A．的配位数为4 B．该晶胞中含有4个 C．ZnS中只含有离子键 D．若晶胞参数为anm，则ZnS晶体密度为 【答案】D 【详解】A．Zn²⁺的配位数是指其周围最近邻的S²⁻数目。ZnS晶体中，Zn²⁺位于四面体空隙，每个Zn²⁺周围有4个S²⁻，配位数为4，A正确； B．S²⁻位于晶胞顶点和面心，顶点8个S²⁻各占1/8，面心6个S²⁻各占1/2，总数为8×(1/8)+6×(1/2)=4，B正确； C．Zn²⁺极化能力较强，S²⁻变形性较大，ZnS中离子键存在一定共价性，但高中阶段可认为其由Zn²⁺和S²⁻构成，只含离子键，C正确； D．晶胞含4个ZnS，质量为4×97/Nₐ g，体积为(a×10⁻⁷ cm)³=a³×10⁻²¹ cm³，密度，选项中缺少系数4，D错误；故答案选D。 9．铜与氧形成的一种纳米级材料（颗粒直径）具有优良的催化性能，该化合物的立方晶胞如图，有关说法不正确的是 A．该化合物分散在水中形成的分散系能产生丁达尔效应 B．蔗糖与新制氢氧化铜反应可得到该化合物 C．该晶体与盐酸反应可生成和 D．氧原子的配位数为4 【答案】B 【详解】A．该纳米材料颗粒直径在1~100nm之间，分散在水中形成的分散系为胶体，能产生丁达尔效应，故A说法正确； B．白圈位于顶点和体心，个数为=2，黑圈位于晶胞内部，个数为4，因此该化合物的化学式为Cu2O，蔗糖属于非还原性糖，不能与新制氢氧化铜反应生成Cu2O，故B说法错误； C．Cu2O在酸性条件下发生歧化反应，生成Cu和Cu2+，因此氧化亚铜与盐酸反应可生成Cu和CuCl2，故C说法正确； D．根据晶胞可知，氧原子的配位数为4，故D说法正确；答案为B。 10．Al及其化合物的转化关系如图所示。下列说法错误的是 A．铝位于元素周期表p区 B．中的配位数为6 C．离子键成分的百分数： D．与反应： 【答案】C 【分析】电解氧化铝生成铝单质，铝和碳高温生成，加入水反应生成氢氧化铝； 【详解】A．铝为13号元素，位于元素周期表p区，A正确； B．中和6个氟离子结合，其配位数为6，B正确； C．形成化学键的元素电负性差值越大，离子键百分数越大，非金属性O>C，故离子键成分的百分数：，C错误； D．中碳为-4价，则和水反应生成氢氧化铝同时生成甲烷，D正确； 故选C。 11．氯化铅()为白色粉末，一定条件下可与氯化铯反应生成铯铅氯。如图氯化铯与铯铅氯均为立方晶胞，氯化铯晶胞中Cl位于顶点；铯铅氯晶胞中Cl位于面心，Cs与Cl之间的最短距离为anm，Pb与Cl之间的最短距离为bnm，且，晶胞参数为cnm。 下列叙述错误的是 A．铯铅氯的化学式为 B．铯铅氯晶胞中Pb位于顶点处 C．Cs的配位数：铯铅氯>氯化铯 D．铯铅氯晶体的密度为 【答案】C 【分析】顶点与面心的距离为面对角线的一半，体心与面心的距离为边长的一半，氯化铯晶胞中Cl位于顶点；铯铅氯晶胞中Cl位于面心，Cs与Cl之间的最短距离为anm，Pb与Cl之间的最短距离为bnm，且，则Pb位于顶点处、铯位于体心； 【详解】A．按均摊法，晶胞中氯的数目为，顶点的铅个数为，铯位于体心，则铯铅氯的化学式为CsPbCl3，A不符合题意； B．据分析，铯铅氯晶胞中Pb位于顶点处，B不符合题意； C．铯铅氯中铯位于体心，配位数为6,氯化铯中铯位于体心，配位数为8,Cs的配位数：铯铅氯＜氯化铯，C符合题意； D．铯铅氯晶体的密度为，D不符合题意；故选C。 12．铜及其化合物在日常生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)从结构上分析，比更稳定的原因是 ；基态核外电子的空间运动状态有 种。 (2)在不同的溶剂中显示的颜色有差异，是因为形成了不同的配离子，如：显浅蓝色，显深蓝色。 ①中提供孤电子对的原子是 ，配位数为 。 ②已知中2个被2个取代，得到两种结构的配离子，则的空间结构是 (填“正四面体形”或“正四边形”)。 (3)已知与的分子结构相似，但不易与形成配离子，从元素电负性的角度考虑，其原因是 。 【答案】(1)的价电子排布为，的价电子排布为，全充满结构更稳定(合理即可) 14 (2)O(或氧原子) 4 正四边形 (3)N、F、H三种元素的电负性：，在中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子，使得N原子上的孤电子对难与形成配位键，难形成配离子(合理即可) 【详解】（1）从结构上分析，比更稳定的原因是的价电子排布为，的价电子排布为，全充满结构更稳定；基态核外电子排布为，核外电子的空间运动状态等于所占用原子轨道数，有14种； （2）①水分子中氧原子有孤电子对，中提供孤电子对的原子是O(或氧原子)，配位数为4； ②已知中2个被2个取代，得到两种结构的配离子，说明是平面结构，空间结构是正四边形； （3）不易与形成配离子，从元素电负性的角度考虑，其原因是N、F、H三种元素的电负性：，在中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子，使得N原子上的孤电子对难与形成配位键，难形成配离子。 13．已知：实验室检验的原理为(蓝色)，下列有关说法正确的是 A．的电离方程式： B．中的配位数是6 C．比稳定 D．钾的紫色焰色属于吸收光谱 【答案】B 【详解】A．KFe[Fe(CN)6]是配合物，电离方程式：，A错误； B．中与6个碳原子形成配位键，则配位数是6，B正确； C．易被氧化为，说明更稳定，C错误； D．焰色反应是金属原子受激发后发射特定波长的光，属于发射光谱，而非吸收光谱，D错误； 故选B。 14．下列有关说法不正确的是 A．水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键 B．CaF2晶体的晶胞如图2所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋ C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外的大多数电子在原子核附近运动 D．金属Cu晶胞结构如图4所示，每个Cu原子的配位数均为12 【答案】C 【详解】A．水合铜离子的模型如图1所示，1个铜离子结合4个水分子，1个水合铜离子中有4个配位键，A正确； B．晶体的晶胞如图2所示，根据均摊原则，每个晶胞平均占有数，B正确； C．原子的电子云图如图3所示，原子核外只有1个电子，黑点表示电子出现的概率，黑点越密，表示该区域电子出现的概率越大，C错误； D．金属的一个晶胞如图4所示，与Cu原子等距离最近的Cu原子有12个，即每个Cu原子的配位数为12，D正确；故选C。 15．如图，直线交点处的圆圈为晶胞中离子或离子所处的位置。 (1)请将其中代表离子的圆圈涂黑不必考虑体积大小，以完成晶胞结构示意图 。 (2)晶体中离子的配位数为 。 (3)晶体中，在每个离子的周围与它最接近的且距离相等的共有 个。 (4)在一个晶胞中占有 个离子。 (5)在晶体中，与每个距离相等，且距离最近的几个所围成的空间几何多面体为 。 (6)已知氯化钠晶体晶胞如图中最近的与核间距为，氯化钠的摩尔质量为为阿伏加德罗常数的值，则氯化钠晶体的密度为 。 【答案】(1)或 (2) (3) (4) (5)正八面体 (6) 【详解】（1）氯化钠是离子晶体，晶胞中钠离子可能位于棱上或体心，也可能位于顶点和面心，则晶胞结构示意图为或，故答案为：或； （2）由可知，晶胞中位于体心的钠离子与位于面心的氯离子距离最近，所以钠离子的配位数为6，故答案为：6； （3）由可知，晶胞中位于体心的钠离子与位于棱上的钠离子距离最近，则每个钠离子的周围与它最接近的且距离相等的钠共有12个，故答案为：12； （4）由可知，晶胞中位于顶点和面心的氯离子个数为8×+6×=4，故答案为：4； （5）由可知，晶胞中位于体心的钠离子与位于面心的氯离子距离最近，则钠离子与距离最近的6个氯离子所围成的空间几何多面体为正八面体，故答案为：正八面体； （6）由可知，晶胞中位于顶点和面心的氯离子个数为8×+6×=4，位于棱上和体心的钠离子个数为12×+1=4，钠离子和氯离子的核间距为边长的，则晶胞的边长为2acm，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(2 a)3d，解得d=，故答案为：。 16．硼(B)、镓(Ga)是第IIIA族元素，其化合物氨硼烷()和砷化镓(GaAs)分别用于储氢材料和半导体材料。下列说法错误的是 A．基态镓原子电子排布式为 B．分子中存在配位键 C．GaAs晶胞结构如图所示，Ga的配位数为4 D．若为晶胞参数为的立方晶胞，则晶体密度为 【答案】A 【分析】由图可知，1个GaAs晶胞中，Ga原子数为，As原子数为4，则晶胞质量为。 【详解】A．基态镓原子(31Ga)核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1，A错误； B．H3NBH3分子中存在配位键，氮提供孤电子对，B提供空轨道(N→B)，B正确； C．一个Ga周围与四个As成键(如以面心的Ga为对象，其与周围最近的As有4个)，配位数为4，C正确； D．若为晶胞参数为的立方晶胞，则其体积为a3×10-30cm3，根据分析可知晶胞质量，则晶体密度为：，D正确；故选A。 建议时间：20分钟 1．（2025·山东·高考真题）单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)在元素周期表中，位于第 周期 族。基态原子与基态离子未成对电子数之比为 。 (2)尿素分子与形成配离子的硝酸盐俗称尿素铁，既可作铁肥，又可作缓释氮肥。 ①元素C、N、O中，第一电离能最大的是 ，电负性最大的是 。 ②尿素分子中，C原子采取的轨道杂化方式为 。 ③八面体配离子中的配位数为6，碳氮键的键长均相等，则与配位的原子是 (填元素符号)。 (3)可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示(晶胞边长为)。 ①晶胞中原子的半径为 。 ②研究发现，晶胞中阴影所示m，n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有原子个数越多，催化活性越低。m，n截面中，催化活性较低的是 ，该截面单位面积含有的原子为 个。 【答案】(1) 四 VIII 4：5 (2) N O sp2 O (3) n 【详解】（1）Fe为26号元素，位于元素周期表中第四周期VIII族；基态Fe原子电子排布式为[Ar]3d64s2，未成对电子数为4，基态Fe3+电子排布式为[Ar]3d5，未成对电子数为5，故答案为：四；VIII；4：5。 （2）①同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但N原子2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能：N>O>C；同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，因此电负性：O>N>C，故答案为：N；O。 ②尿素分子中C原子形成3个σ键，无孤电子对，采取的轨道杂化方式为sp2杂化。 ③八面体配离子中的配位数为6，碳氮键的键长均相等，因此N原子不会参与形成配位键，说明C=O中O原子参与配位，所以与配位的原子是O。 （3）①为体心立方晶胞，晶胞边长为a pm，体对角线长度为，体心立方晶胞中Fe原子半径r与体对角线关系为4r=，因此原子的半径为。 ②m截面面积Sm=a2pm2，每个角原子被 4个相邻晶胞共享(二维共享)，如图所示：，每个晶胞的顶点原子贡献个原子给该晶面，所含原子数为，单位面积原子数为个pm-2，n截面面积为pm2，每个角原子被4个相邻晶胞共享，体心原子完全属于本截面，所含原子数为，单位面积原子数为个∙pm-2，因此催化活性较低的是n截面，该截面单位面积含有的原子为个∙pm-2。 2．（2024·江西·高考真题）NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为anm，P的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是 A．Nb的配位数是6 B．Nb和O最短距离为anm C．晶体密度 D．M的分数坐标为 【答案】D 【详解】A．由图可知，NbO的立方晶胞中距离Nb原子最近且距离相等的O原子有4个，Nb的配位数是4，故A错误； B．由图可知，Nb和O最短距离为边长的，晶胞参数为anm，Nb和O最短距离为anm，故B错误； C．根据均摊法计算可知，Nb的个数为6×=3，O的个数为12×=3，即晶胞中含有3个NbO，晶胞密度为ρ=g/cm3，故C错误； D．P的分数坐标为（0，0，0），M位于正方体的面心，M的分数坐标为（，，），故D正确； 故选：D。 3．（2024·全国甲卷·高考真题）ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题： (1)该族元素基态原子核外未成对电子数为 ，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为 。 (2)俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为 (填标号)。 a．离子键    b．极性共价键    c．非极性共价键    d．配位键 (3)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是 ，硅原子的杂化轨道类型为 。 (4)早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因： 。 物质 熔点/ 442 29 143 (5)结晶型可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中的配位数为 。设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 (列出计算式)。 【答案】(1) 2 +4 (2)bd (3) C (4)SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高 (5) 6 【详解】（1）ⅣA族元素基态原子的价层电子排布为，其核外未成对电子数为2，因最外层电子数均为4，所以在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为+4； （2）俗称电石，其为离子化合物，由和构成，两种离子间存在离子键，中两个C原子之间存在非极性共价键，因此，该化合物中不存在的化学键类型为极性共价键和配位键，故选bd； （3）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，含C、Si、H三种元素，其电负性大小：C>H>Si，则电负性最大的元素是C，硅原子与周围的4个原子形成共价键，没有孤电子对，价层电子对数为4，则硅原子的杂化轨道类型为； （4）根据表中数据可知，SnF4的熔点均远高于其余三种物质，故SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，SnCl4、SnBr4、SnI4三种物质的相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，熔点升高，故原因为：SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高； （5）由晶胞结构图可知，该晶胞中有4个和4个，距离每个原子周围最近的原子数均为6，因此的配位数为6。设为阿伏加德罗常数的值，则个晶胞的质量为，个晶胞的体积为，因此该晶体密度为。 4．（2024·重庆·高考真题）储氢材料的晶胞结构如图所示，的摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是 A．的配位数为2 B．晶胞中含有2个 C．晶体密度的计算式为 D．(i)和(ii)之间的距离为 【答案】B 【详解】A．由图可知，与距离最近且等距离的的个数是3，则的配位数为3，A项错误； B．位于晶胞的顶点和体心上，该晶胞中的个数为，B项正确； C．该晶胞体积为，该晶胞中的个数为，的个数为，相当于晶胞中含有2个，晶体密度为，C项错误； D．(i)和(ii)之间的距离等于晶胞体对角线长度的一半，为，D项错误；答案选B。 5．（2024·甘肃·高考真题）晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为图乙，下列说法错误的是 A．电负性： B．单质是金属晶体 C．晶体中存在范德华力 D．离子的配位数为3 【答案】D 【详解】A．电负性越大的元素吸引电子的能力越强，活泼金属的电负性小于活泼非金属，因此，Mg的电负性小于 Cl，A正确； B．金属晶体包括金属单质及合金，单质Mg是金属晶体，B正确； C．由晶体结构可知，该结构中存在层状结构，层与层之间存在范德华力，C正确； D．由图乙中结构可知，每 个与周围有6个最近且距离相等，因此 ，的配位数为6，D错误； 综上所述，本题选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $