专题03 配位数与空间利用率计算（重难点训练）化学鲁科版选择性必修2

专题03 配位数与空间利用率计算 建议时间：25分钟 突破一 晶体中配位数的判断 1．（2025·安徽·模拟预测）氯化亚铜广泛用于冶金、电镀、医药等行业，也是常用的催化剂之一，工业制备原理之一为。的立方晶胞结构和晶胞参数如图所示。下列叙述错误的是 A．的配位数是4 B．的空间结构为三角锥形 C．离子键百分数： D．若该晶体的密度为，则阿伏加德罗常数 【答案】D 【详解】A．的晶胞结构中，周围最近的形成四面体配位，配位数为4，A正确； B．中心原子价层电子对数（且含1对孤电子对），空间结构为三角锥形，B正确； C．和中阳离子均为，因电负性：，故离子键百分数：，C正确； D．晶胞中，位于顶点和面心，共4个；位于四面体空隙，共4个，故晶胞含4个单元。摩尔质量，晶胞体积，由得，D错误； 故答案选D。 2．（24-25高二下·重庆·期末）常温下，二氧化铈作为一种脱硝催化剂，能在和之间改变氧化状态，将氧化为，并引起氧空位的形成，得到新的铈氧化物。铈氧化物晶胞发生的变化如图所示，下列说法正确的是 A．晶胞中的配位数为8 B．已知晶胞参数为与之间的最短距离为 C．生成新的铈氧化物中的最简整数比为 D．当发生如图所示变化时，可吸收 【答案】C 【详解】A．由的晶胞结构可知，的配位数为4，A错误； B．由的晶胞结构可知，与的最短距离为晶胞体对角线长度的，即，B错误； C．设新的铈氧化物[Cex(Ⅲ)Cey(Ⅳ)Oz]晶胞中，Ce(Ⅲ)个数为a，Ce(Ⅳ)个数为b，则a+b=8×+6×=4，7个O位于体内，则根据化合价守恒：3a+4b=2×7，解得，a=b=2，Ce(Ⅲ)：Ce(Ⅳ)：O=2：2：7，则x、y、z的最简整数比为2:2:7，C正确； D．当1 mol CeO2发生变化时，由0.5 mol Ce元素的化合价由+4价变为+3价，N元素化合价由+2价NO变为+4价NO2，根据化合价升降总数相等，可知关系式为2CeO2-NO，可吸收的NO的物质的量为n(NO)==0.25 mol，因此可吸收标况下NO的体积为0.25 mol×22.4 L/mol=5.6 L，但题目没给气体所处的状态，D错误； 故选C。 3．（24-25高二下·河南周口·期中）氟化钙晶胞结构示意图如图，晶胞边长为，设为阿伏加德罗常数的值，1号原子的坐标为，3号原子的坐标为。下列说法错误的是 A．黑球表示 B．的配位数为8 C．2号原子的坐标为 D．与之间的最短距离为 【答案】C 【详解】A．氟化钙化学式为CaF2，根据均摊法，黑球有8个，白球有,故黑球为，A正确； B．根据图中信息，以面心的离子观察，可看到向下和向上两个方向各有4个，故配位数为8，B正确； C．3号位于左后上小立方体的顶点，1号原子的坐标为(0,0,0)，则2号原子的坐标为，C错误； D．与之间的最短距离是体心对角线的四分之一，故为，D正确； 答案选C。 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，该晶胞中硒原子的配位数为 ；若该晶胞边长为a pm，NA代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞密度为 。 【答案】 4 【详解】晶胞中离Se最近的Zn有4个，故晶胞中Se原子的配位数为4；晶胞中Zn原子个数为4，Se原子个数为，若该晶胞边长为a pm，晶胞体积为(a×10-10)3cm-3，晶胞密度为。 突破二 晶体的空间利用率的计算 6．已知单质铁有如图所示的三种堆积方式的晶胞结构： ①晶胞a属于 堆积。 ②用含有的式子表示出晶胞b的空间利用率 。 ③若晶胞c的密度为，则铁的原子半径r= cm。(用含、的式子表示，表示阿伏加德罗常数的值)。 【答案】 体心立方 【详解】①由晶胞a的结构可知，晶胞a属于体心立方堆积； ②设铁原子的半径为r，晶胞b中共有4个铁原子，其总体积为，晶胞的面对角线长为4r，晶胞的参数为，晶胞的体积为，空间利用率=； ③一个晶胞c中含有1个铁原子，质量为，晶体c为简单立方堆积，晶胞参数为铁原子半径的2倍，即为2rcm，晶胞体积为8r3cm3，则，解得。 7．氧化铼晶胞如图所示，摩尔质量为M g/mol，晶胞密度为 b g/cm3，铼原子填在 个氧原子围成的 (填“四面体“立方体”或“八面体”)空隙中，已知：铼的原子半径为rRe pm，氧原子半径为 rOpm，该晶胞的空间利用率为 (用含有rRe、rO、b、M和NA的代数式表示，无须化简)。 【答案】 6 八面体 【详解】根据物质的名称可知晶胞的化学式，则Re与O的个数比为1∶3，顶点的是铼原子，棱中心的是O，离子晶体中配位数是某个微粒周围最近且等距离的异性电荷的微粒数，每个铼原子的上下左右前后都有一个等距的氧原子，故铼原子的配位数为6，铼原子填在由6个氧原子围成的八面体空隙中；根据已知得晶胞的体积：，一个晶胞有1个Re和3个O，二者的原子半径分别为rRepm和rOpm，阿伏加德罗常数值为NA，则晶胞中原子的体积占晶胞体积百分率为。 8．金属钨晶体中晶胞的结构模型如图所示。已知阿伏加德罗常数为NA，实际测得金属钨的密度为ρ，钨的摩尔质量为M，假定钨原子为等直径的刚性球，请回答下列问题： (1)每一个晶胞分摊到 个钨原子。 (2)晶胞的边长a为 。 (3)钨的原子半径r为 (只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。 (4)金属钨原子形成的该晶胞的空间利用率为 。 【答案】(1)2 (2) (3) (4)68% 【详解】（1）晶胞中每个顶点的钨原子为8个晶胞所共有，体心的钨原子完全为该晶胞所有，故每一个晶胞分摊到2个钨原子。 （2）每个晶胞中含有2个钨原子，则每个晶胞的质量m=，又因每个晶胞的体积V=a3，所以晶胞密度，a=。 （3）钨晶胞的体对角线上堆积着3个钨原子，则体对角线的长度为钨原子半径的4倍，即r=。 （4）每个晶胞含有2个钨原子，2个钨原子的体积V′=，则该晶胞的空间利用率≈68%。 9．（23-24高二下·河北石家庄·期中）萤石是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，下列说法错误的是 已知：①空间利用率=×100%； ②该晶胞的参数为anm； ③F-的半径为r1nm，Ca2+的半径为r2nm。 A．Ca2+的空间利用率为×100% B．a和b之间距离为r1+r2nm C．该物质的分子式为CaF2 D．CaF2中Ca2+采取面心立方最密堆积，每个Ca2+周围距离最近且相等的F-有8个 【答案】C 【详解】A．由晶胞的结构示意图可知，晶胞中含有Ca2+的个数为=4，晶胞的参数为anm，Ca2+的空间利用率为×100%，故A正确； B．a与b为相切情况，a和b之间距离为r1+r2nm，故B正确； C．晶胞中含有Ca2+的个数为=4，F-的个数为8，该晶体为离子晶体，CaF2是化学式而不是分子式，故C错误； D．根据示意图可知，CaF2中Ca2+采取面心立方最密堆积，每个Ca2+周围距离最近且相等的F-有8个，故D正确； 答案选C。 突破三 晶体中配位数和空间利用率综合应用 9．我国科学家在某杂志上发表研究报告称，利用铬同位素的系统分析发现“古代大气氧含量高于现代水平的1%” 。铬的同位素有、、、．金属铬是一种极硬、耐腐蚀的银白色金属，其化合物种类繁多，在生活、生产中有广泛应用。回答下列问题： (1)基态的价层电子轨道表示式为 。 (2)交警用“酒精仪”查酒驾，其化学反应原理如下： ①、的沸点高于对应的（二甲醚）、（甲酸甲酯），其主要原因是 。 ②分子中碳原子的杂化类型是 ；分子中键和键数目之比为 。 ③晶体中阴离子的空间结构是 。上述反应中，只含极性键的极性分子有 （填分子式）。 (3)配离子的结构可能有 种。 (4)晶体铬的晶胞结构如图1所示，铬原子的配位数为 。 (5)铬的一种氧化物晶胞的结构如图2所示。六棱柱底面边长为a nm，高为b nm，代表阿伏加德罗常数的值．该晶体的化学式为 ；该晶体的密度 。 【答案】(1) (2) 、分子间存在氢键 、 正四面体形 、 (3)4 (4)8 (5) 【详解】 （1）Cr为24号元素，其原子基态核外电子排布式为，价层电子排布式为，价层电子轨道表示式为； （2）①在乙醇和乙酸中均有，分子间可以形成氢键，使物质的熔、沸点升高； ②根据乙酸的结构简式CH3COOH，C原子的杂化类型可以从其周边的原子数判断，甲基上的C原子形成4个键，C原子上没有孤电子对，C原子的杂化类型为；羧基中C原子形成3个键和1个键，C原子上没有孤电子对，C原子的杂化类型为，单键均为键，而且碳氧双键中有1个键和1个键，故1个分子中一共有7个键和1个键，则键和键的数目之比为； ③的中心原子S上的孤电子对数为，价层电子对数为，S为杂化，的空间结构为正四面体形．根据化学方程式，反应中属于分子的有、、、，、中都有非极性键，只有极性共价键的是、，而且、都属于极性分子； （3）配离子为八面体结构，平面上有3个水分子和1个氨气分子有1种，平面上有2个水分子和2个氨气分子（两个水分子可能相邻或相对）有2种，平面上有3个氨气分子和1个水分子有1种，所以其可能情况有4种； （4）晶体铬中，Cr占据了顶点和体心，离体心的Cr原子最近的有8个Cr原子，所以其配位数为8； （5）以整个六棱柱为整体，有4个Cr在其中，完全属于此晶胞，有3个O原子在晶胞内，完全属于此晶胞；还有2个O在面上，为2个面共用，完全属于此晶胞的O原子数为；在顶点有12个O原子，每个O原子为6个晶胞共有，完全属于此晶胞的O原子数为，故完全属于该晶胞的O原子共个，Cr和O的原子个数比为，则化学式为，，晶胞中有4个Cr和6个O，则晶胞的质量，晶胞的体积，可得。 10．（23-24高二下·湖南永州·阶段练习）航空材料、医药、电池工业的发展都离不开化学。砷化镓(GaAs)、碳化硅等是制作半导体芯片的关键材料，磷酸铁锂(LiFePO4)和三元锂电池(正极含有Ni、Co、Mn三种元素)是新能源汽车的常用电池。回答以下问题： (1)基态Ga原子的价层电子排布式为 。 (2)LiGaH4是一种温和的还原剂，可通过反应：制得。已知GaCl3的熔点为77.9℃，LiCl的熔点为605℃，两者熔点差异较大的原因为 。 (3)LiFePO4中四种元素的第一电离能由大到小的顺序是 (填元素符号)，其阴离子的立体构型名称是 。 (4)有一种观点认为：由于硅的价层有可以利用的空d轨道，而碳没有，因此两者化合物结构和性质存在较大差异。化合物N(CH3)3和N(SiH3)3的结构如图所示，N(SiH3)3为平面形，N(CH3)3和N(SiH3)3中N的杂化方式分别为 、 ，二者中更易与H+形成配位键的是 。 (5)β-SiC的晶胞结构如图所示，若碳和硅的原子半径分别为apm和bpm，密度为ρ，晶胞中原子的空间利用率(即晶胞中原子体积占空间体积的百分率)为 。(用含a、b、ρ、NA的代数式表示，NA表示阿伏加德罗常数的值)。 【答案】(1) (2)LiCl属于离子晶体，晶体粒子间作用力为离子键，为分子晶体，晶体粒子间的作用力为范德华力 (3) O>P>Fe>Li 正四面体形 (4) (5) 【详解】（1）Ga为31号元素，位于第四周期ⅢA族，价电子排布式为：； （2）LiCl属于离子晶体，晶体粒子间作用力为离子键，为分子晶体，晶体粒子间的作用力为范德华力，因此LiCl的熔点高于； （3）LiFePO4中四种元素的第一电离能由大到小的顺序是O>P>Fe>Li；其阴离子中心P原子价层电子对数为：；无孤对电子，空间构型为正四面体形； （4）由结构图可知N(CH3)3为三角锥结构，中心N原子采用sp3杂化；N(SiH3)3为平面三角形，中心N原子采用sp2杂化；两者中N(CH3)3中心N原子存在孤对电子，更易与H+形成配位键； （5）晶胞中Si位于顶点和面心个数为，C位于体内，个数为4，晶胞中原子体积为：；晶胞质量为：g；晶胞体积= cm3，晶胞中原子的空间利用率=。 11．氮、砷、铜、钒、钛等元素在化学领域具有重要的地位。请回答问题： (1)第二周期元素中，第一电离能在B和N之间元素有 (填元素符号)。 (2)雌黄的分子式为，其分子结构为，其中As原子的杂化轨道类型为 。 (3)原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用 摄取铜元素的原子光谱；基态Cu原子核外电子的空间运动状态有 种。 (4)钒()是我国的丰产元素，被称之为“工业的味精”，广泛用于催化及钢铁工业。 ①写出钒原子外围电子轨道表示式： 。 ②V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。SO2分子的空间结构为 。SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S－O键长大致分为两类，一类键长约140pm，另一类键长约160pm，较短的键为 (填图中字母)，该分子中含有 个键。 (5)常温下，TiCl4是无色液体，其熔点为250K，沸点为409K。TiCl4的熔点低于CaCl2的原因是 。 (6)TiO2是金红石的主要成分，其晶胞结构如图所示，设Ti和O原子半径分别为和(单位：pm)，晶胞的长宽高分别为a、b、c(单位：cm)，则晶胞中原子的空间利用率为 (列出计算表达式)。(空间利用率指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比) 【答案】(1)Be、C、O (2)sp3 (3) 光谱仪 15 (4) V形 a 12 (5)CaCl2是离子晶体，TiCl4是分子晶体，离子晶体熔点高于分子晶体（离子键强于分子间作用力） (6)或 【详解】（1）同周期主族元素的第一电离能随着原子序数的递增呈增大的趋势，B的第一电离能失去的电子是2p能级上的电子，Be的2s能级全充满比较稳定，因此B第一电离能小于Be的电离能。N的价层电子排布为2s22p3，处于半充满的状态，较稳定，第一电离能大于相邻元素，即比C、O的第一电离能高，因此在第二周期元素中，第一电离能在B和N之间元素有Be、C、O。 答案为Be、C、O。 （2）As原子最外层有5个电子，形成3根共价键；S最外层有6个电子，形成2根共价键，因此结构示意图中的黑色圆圈代表As原子，其形成了3根共价键，还有1对孤电子对，因此其价层电子对数为4，采取sp3杂化。 答案为sp3杂化。 （3） 在实验室中一般用光谱仪来摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，因此可以用光谱仪来摄取铜元素的原子光谱。Cu为29号元素，其轨道表示式为。每个原子轨道上的电子具有相同的空间运动状态，基态Cu原子中的29个电子填充在了15个原子轨道中，因此核外电子的空间运动状态有15种。 答案为光谱仪  15。 （4） ①V为23号元素，基态V原子的核外电子排布式为[Ar]3d34s2，因此钒原子外围电子轨道表示式为。 ②SO2分子中S原子价层电子对数=，其价层电子对互斥理论模型为平面三角形，含有1对孤电子对，则SO2分子的空间构型为V形。由SO3的三聚体环状结构判断，该结构中S原子形成4个键，该结构中S—O键长分两类，一类如图中a所示，含有双键的成分键能较大，键长较短，另一类如图中b所示，为单键，键能较小，键长较长；由题给结构分析该分子中含有12个σ键。 答案为  a  12。 （5）常温下，TiCl4是无色液体，其熔点为250K，沸点为409K，可知TiCl4属于分子晶体，而CaCl2属于离子晶体。分子晶体熔化时，克服分子间作用力；而离子晶体熔化时，需要克服离子键；而离子键强于分子间作用力，因此离子晶体熔点高于分子晶体，TiCl4的熔点低于CaCl2。 答案为CaCl2是离子晶体，TiCl4是分子晶体，离子晶体熔点高于分子晶体（离子键强于分子间作用力）。 （6）在晶胞中，一共有9个黑球，有8个位于顶点，被8个晶胞所共有；有1个位于晶胞内部，被1个晶胞所共有；则属于该晶胞的黑球有个；此晶胞中，一共有6个白球，有4个位于面上，被2个晶胞所共有；有2个位于晶胞内部，被1个晶胞所共有；则属于该晶胞的白球有个。根据TiO2的化学式，可知白球表示的是O原子，而黑球表示的是Ti原子。晶胞中原子总体积为；晶胞的体积为abc cm3，则空间利用率为。 答案为或。 12．将酞菁—钴钛菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题： (1)如图1所示的几种碳单质，它们互为 ，其中属于原子晶体的是 ，C60间的作用力是 。 (2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。酞菁分子中所有原子共平面，其中P轨道能提供一对电子的N原子是 (填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为 ，氮原子提供孤对电子与钴离子形成 键。 (3)①气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为 。 ②AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，原因为 。 ③AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，F-的配位数为 。若晶胞参数为apm，晶体密度ρ= g/cm3(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。 (4)如图，在NaCl的晶体中，Na+和Cl-互相占据对方的正八面体空隙，CaF2晶体中，F-占据由Ca2+构成的所有正四面体空隙。钛镍合金具有形状记忆功能。某钛、镍原子个数比为2：1的合金的晶体结构为镍原子呈面心立方排列，钛原子填充在由镍原子围成的所有八面体空隙和一半的四面体空隙中，若最近的钛原于和镍原子紧密接触，镍原子周围距离最近的钛原子数为 ；钛原子和镍原子的半径分别为r1和r2，该晶体的空间利用率为 (用含r的代数式表示，不必化简﹐空间利用率=×100%)。 【答案】(1) 同素异形体 金刚石 范德华力 (2) ③ +2 配位 (3) sp3 AlCl3为分子晶体，AlF3为离子晶体 2 (4) 4 【详解】（1）同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体，图1所示的几种碳单质，它们的组成元素均为碳元素，因此它们互为同素异形体；其中金刚石属于原子晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，碳纳米管不属于原子晶体，C60间的作用力是范德华力； （2）已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化，且分子中存在大π键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个sp2杂化轨道，其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键，标号为③的N原子的 p轨道能提供一对电子参与形成大π键，因此标号为③的N原子形成的N—H键易断裂从而电离H+；钴酞菁分子中，失去了2H+的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此，钴离子的化合价为+2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键； （3）①由Al2Cl6的空间结构结合相关元素的原子结构可知，Al原子价层电子对数是4，其与其周围的4个氯原子形成四面体结构，因此，二聚体中A1的轨道杂化类型为sp3； ②AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由于F的电负性最大，其吸引电子的能力最强，因此可以判断铝氟之间的化学键为离子键，AlF3为离子晶体； ③由AlF3的晶胞结构可知，其中含较大球的个数为12×=3，较小球的个数为8×=1，则较大的球为F-，距F-最近且等距的Al3+有2个，则F-的配位数为2，若晶胞参数为a pm,则晶胞的密度ρ===g/cm3。 （4） 某钛、镍原子个数比为2：1的合金的晶体结构为镍原子呈面心立方排列，则Ni属于面心和顶点上，Ti原子位于棱心和体心及内部，且内部有4个，根据均摊法，该晶胞中Ni原子个数为8×+6×=4，Ti原子个数为12×+1+4=8，晶胞结构如图，若最近的钛原子和镍原子紧密接触，镍原子周围距离最近的钛原子数为4；钛原子和镍原子的半径分别为r1和r2，距离最近的Ti、Ni原子半径之和等于晶胞小正方体体对角线长度的一半，小正方体的棱长为，大正方体的棱长为2，大正方体的体积为(2)3=，原子总体积=，该晶体的空间利用率为。 13．完成下列问题。 (1)、、三种金属晶体中：原子的配位数是 ，原子的空间利用率是 ，原子采用的堆积方式是 。 (2)、的晶体结构类型与的相同，和的离子半径分别为和，则熔点 (填“>”或“<”)。 (3)与的晶胞同为面心立方结构，已知晶体密度为，表示阿伏加德罗常数的值，则晶胞的晶胞参数为 。 (4)的熔点 的熔点(填“>”“<”或“=”)，其原因是 。 (5)如图是晶体的晶胞示意图，回答下列问题： 的配位数是 ，的配位数是 。晶体的密度为，则晶胞的体积是 (只要求列出计算式)。 (6)在金刚石晶体中C原子所连接的最小环为六元环，每个C原子连接 个六元环，六元环中最多有 个原子在同一平面，6.0克石英晶体中含有键的个数为 。 【答案】(1) 12 68% 立方最密堆积 (2)＞ (3) (4) > 两者均为离子化合物，且电荷数均为1，但后者离子半径大，离子键较弱，因此熔点较低 (5) 8 4 或 (6) 12 4 0.4NA 【详解】（1）晶体为面心立方堆积，原子的配位数是12；晶体Fe为体心立方堆积，晶胞的空间利用率为68%；原子采用的堆积方式是立方最密堆积； （2）半径小于半径，离子半径越小，离子键越强，晶格能越大，熔点则越高，则晶格能NiO＞FeO，所以熔点NiO＞FeO。 （3）由于CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，所以CaO晶胞中也含有4个钙离子和4个氧离子，因此CaO晶胞体积V＝。晶胞的晶胞参数为； （4）两者均为离子化合物，且电荷数均为1，但后者离子半径大，离子键较弱，因此熔点较低。 （5）每个Ca2＋周围吸引8个F－，每个F－周围吸引4个Ca2＋，所以Ca2＋的配位数为8，F－的配位数为4。，则晶胞的体积或。 （6）由金刚石的结构可知，每个C-C键，其中任意2条边(共价键)可以构成2个六元环。根据组合知识可知4条边(共价键)任选其中2条有6组，而每组(2条边)形成2个六元环，因此每个C原子连接12个六元环。在六元环中最多有4个C原子位于同一平面。1molSiO2中含4molSi-O键，6.0克SiO2的物质的量为，含0.4NASi-O键。 14．氟(F)、氯属于卤索，它们在自然界都以典型的盐类存在，是典型成盐元素。 (1)列状态的氟中，能量最高的是 (填字母)，其2p电子云轮廓图的形状为 。 A． B． C． D． (2)三氟化氮和三氯化氮是两种强氧化剂。 ①前四周期中基态原子未成对电子数目与N相同的还有 种。 ②分子的空间结构为 。 ③的键角小于的原因为 。 (3)氟化钙和氯化钙均为离子晶体，其中氯化钙的立方晶胞及其晶胞俯视图如图。已知氯化钙的晶胞参数为apm，和的半径分别为和。 ①的沸点高于的原因为 。 ②氯化钙晶体中的配位数为 ，晶胞的空间利用率为 。 【答案】(1) B 哑铃形(或纺锤形) (2) 4 三角锥形 氟原子的电负性大，对成键电子对的吸引强，成键电子对远离氮原子，成键电子对之间的斥力减小，键角减小(也可从原子半径角度回答，答案合理即可) (3) 氟离子半径小，的离子键更强，沸点高 6 ％ 【详解】（1）A、C、D中的氟原子均为基态氟原子，高能级的电子越多能量越高，能量最高的是B，其电子云轮廓图为哑铃形或纺锤形。答案为B；哑铃形或纺锤形； （2）基态N原子未成对电子数目为3，前四周期主族元素中只有与N同主族的P和，过渡元素中还有V和，共4种。中N原子为杂化，分子的空间结构为三角锥形。的键角小于的原因为氟原子的电负性大，对成键电子对的吸引强，成键电子对远离氮原子，成键电子对之间的斥力减小，键角减小。答案为4；三角锥；氟原子的电负性大，对成键电子对的吸引强，成键电子对远离氮原子，成键电子对之间的斥力减小，键角减小； （3）两者均为离子晶体，氟离子半径小于Cl-，的离子键更强晶格能大，沸点高。氯化钙晶体中的配位数为6，晶胞中和的体积分别为和，所以晶胞的空间利用率为％。答案为两者均为离子晶体，氟离子半径小小于Cl-，的离子键更强晶格能大，沸点高；； 15．通信用锂离子电池般需要体积小、重量轻、高温性能突出、可高倍率充放电、绿色环保等众多优点。请回答下列问题： （1）LiCoO2、LiFePO4常用作锂离子电池的正极材料。基态Fe原子的价电子排布式为 基态Co原子核外电子的空间运动状态有 种。 （2）PO43-的空间构型是 ，写出与其互为等电子体的一种阴离子 ，基态P原子的第一电离能为什么比基态S原子的第一电离能大： 。 （3）现有化学式为Co(NH3)5Cl3的配合物，1mol 该物质最多可以与2molAgNO3反应，则该配合物中钴的配位数为 ， 配体中N的杂化方式为 ，1mol 该配合物中含δ键数目为 NA。 （4）FeO是离子晶体，其晶格能可通过下图的Bom-Haber循环计算得到。气态电中性基态原子获得一个电子变为气态一价负离子放出的能量叫做第一电子亲和能，由图可知O原子的第一电子亲和能为 kJ·mol-1, FeO晶格能为 kJ·mol-1。 （5）单质锂晶体的结构如下图，晶胞中锂的配位数为 ,晶胞的空间利用率为 (用含有n的表达式即可)，若晶胞边长为a pm, NA为阿伏加 德罗常数，则金属锂的密度为 g cm-3。(写出计算式) 【答案】 3d64s2 15 正四面体 SO42-或ClO4-等 P原子的3p轨道是半充满状态，比较稳定，所以P原子的第一电离能比S的大 6 sp3 21 142 3902 8 或 或 【详解】（1）根据构造原理， Fe26号元素，属于第四周期第Ⅷ族，基态原子的价电子排布式为3d64s2；核外电子的空间运动状态指的是电子轨道，基态Co原子由1s、2s、2p（3个轨道）、3s、3p（3个轨道）、3d（5个轨道）、4s，故基态Co原子核外电子的空间运动状态有15种； （2）根据价层电子对互斥理论，PO43-的价层电子对数为4，空间构型是正四面体；等电子体指的是原子个数相同且价电子数相同的分子或离子，故与PO43¯互为等电子的阴离子由SO42¯、S2O32¯、ClO4¯ 等等（答案合理即可）；基态P原子的价电子排布3s23p3，基态S原子3s23p4，P的3p轨道处于半满能量较低较稳定，不易失去电子，基态P原子的第一电离能比基态S原子的第一电离能大； （3）1molCo(NH3)5Cl3配合物质最多与2molAgNO3反应，故可以写为[Co(NH3)5Cl]Cl2，则该配合物中内界中5个氨分子和1个氯离子均为中心钴离子的配体，故该配合物中钴的配位数为6； 配体中N以单键形式与H键和，故杂化方式为sp3；每个该配合物中有6个配位键（也属于δ键），每个氨分子由3个δ键，共含有δ键数目3×5+6=21，则含有1mol 该配合物中含δ键数目为21NA； （4）根据第一电子亲和能的定义，由图可知气态电中性基态氧原子O（g）得一个电子变为气态一价负离子O¯（g）放出的热量142kJ·mol-1，故O原子的第一电子亲和能为142kJ·mol-1；根据定义，FeO晶格能是指在标准状况下，使离子晶体FeO变成气态正离子Fe2+（g）和负离子O2-（g）时所吸收的能量3902kJ·mol-1，因此由图可知FeO晶格能为3902kJ·mol-1； （5）单质锂晶体是体心立方堆积，晶胞中锂的配位数为8；根据堆积方式确定体对角线上的原子相切，故晶胞边长a与原子半径r的关系为a=4r，晶胞的空间利用率=100%× ==；NA为阿伏加 德罗常数，由原子均摊法计算得该晶胞中有2个K原子，则晶胞的质量为2×，边长apm=cm，故金属锂的密度为或。 建议时间：35分钟 1．（2024·山东泰安·模拟预测）某天然矿石的晶体由原子序数依次增大的三种前四周期元素X、Y、Z组成，该晶体结构如图所示。其中Y元素的一种氧化物具有磁性，Z元素只有一个4s电子。下列说法正确的是 A．Y、Z均位于元素周期表的ds区 B．晶胞中各原子的配位数不相同 C．该天然矿石的化学式ZYX₂ D．电负性：Y>X 【答案】C 【分析】Y元素的一种氧化物具有磁性，则Y为Fe，Z元素只有一个4s电子，Z为Cu，根据Z在8个顶点和4个面心、1个体心，则均摊为，Y有6个在面心，4个在棱心，均摊为，X在内部，有8个，则X的化合价为-2价，则天然矿石为黄铜矿，X为S，化学式为CuFeS2，据此回答。 【详解】A．Y位于元素周期表的d区，Z位于元素周期表的ds区，A错误； B．CuFeS2中Cu位于面心，与之最近的S为4个，S分别与2个Cu和2个Fe相连，所以Cu、S的配位数均为4，B错误； C．该天然矿石的化学式CuFeS2，C正确； D．X为S，非金属的电负性大于Fe，所以电负性：X>Y，D错误； 故选C。 2．镍酸镧电催化剂立方晶胞如图所示，晶胞参数为a，具有催化活性的是Ni，图①和图②是晶胞的不同切面。下列说法错误的是 A．La的配位数为8 B．催化活性：①>② C．La和O、La和Ni的最短距离比为 D．镍酸镧晶体的化学式为 【答案】AC 【详解】A．由晶胞结构可知，La在晶胞体心，O在晶胞的棱心，则La周围紧邻的O有12个，则La的配位数为12，故A错误； B．具有催化活性的是Ni，图②中没有Ni原子，则催化活性：①＞②，故B正确； C．La和O的最短距离为面对角线的一半，La和Ni的最短距离为体对角线的一半，故La和O、La和Ni的最短距离比为故，故C错误； D．镍酸镧电催化剂立方晶胞中含有1个Ni，个O，个La，则镍酸镧晶体的化学式为，故D正确； 故选AC。 3．（25-26高三上·山东日照·期中）镍基合金具有优异的性质。从无机相萃取镍形成的配合物如图1所示；NixCuyNz晶体的立方晶胞如图2所示，已知相邻原子间的最近距离之比。 下列说法正确的是 A．配合物中镍的化合价为+4价 B．配体中C原子的杂化方式为sp2和sp3 C．晶体中与Cu原子最近且等距离的Ni原子的数目为8 D．设阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为 g·cm-3 【答案】B 【分析】由相邻原子间的最近距离之比可知，晶胞中镍原子位于面心，个数为：6×=3，铜原子位于顶点，个数为：8×=1，氮原子位于体心，个数为1。 【详解】 A．由结构式可知，配合物的配体为、水分子和ArSO，则中心离子为化合价为+2价的镍离子，A错误； B．由结构式可知，配体中环上的双键碳原子和酯基碳原子的杂化方式为sp2杂化，烃基中的饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化，B正确； C．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的铜原子与位于面心的镍原子距离最近，则晶体中与铜原子最近且等距离的镍原子的数目为12，C错误； D．设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(10—7 a)3d，解得d=×1021，D错误； 故选B。 4．（2025·山东潍坊·三模）超细NiO是一种功能材料，其晶体结构与氯化钠相似，但绝大部分都存在各种缺陷，当晶体中出现一个Ni2+空缺，会有两个Ni2+被Ni3+所取代，其晶体仍为电中性，晶体的二维结构如图。下列说法错误的是 A．每个完美NiO晶胞中含有4个O2- B．若晶胞中出现1个Ni2+空缺，晶胞中Ni2+的个数变为3个 C． Ni2+填充在O2-构成的八面体中心 D．若晶胞中Ni2+与Ni3+离子个数比为3：2，该镍的氧化物化学式为Ni5O6 【答案】B 【详解】A．NiO晶体结构与氯化钠相似，由于在1个NaCl晶胞中含有4个Na+、Cl-，则在1个完美NiO晶胞中含有的Ni2+、O2-个数也应该都为4个，A正确； B．NiO的晶体结构与氯化钠相似，由于在1个NaCl晶胞中含有4个NaCl，在1个完美晶胞中含有4个Ni2+，4个O2-，二者的个数比1：1。当晶胞中出现1个Ni2+空缺时，需2个Ni2+被2个Ni3+取代以保持物质的电中性，此时晶胞中减少的Ni2+个数为3个，则剩余Ni2+的个数是4-3=1个，B错误； C．由晶胞结构可知：在Ni2+的上、下、前、后、左、右共有6个O2-，因此Ni2+填充在O2-构成的八面体中心，C正确； D．若晶胞中Ni2+与Ni3+离子个数比为3：2，设Ni2+为3a，Ni3+为2a，根据晶体呈电中性，元素化合价代数和为0，则含有O2-的总数为，Ni与O个数比为(3a+2a)：6a=5：6，故其化学式为Ni5O6，D正确； 故合理选项是B。 5．（24-25高二下·山东德州·期末）ZnS晶体中掺入少量CuCl后，会出现能量不同的“正电”区域、“负电”区域，如下图，光照下发出特定波长的光。下列说法不正确的是 A．掺入前与S2-距离最近且相等的S2-有12个 B．掺入前Zn2+填入S2-构成的正四面体空隙，空隙占有率为 C．区域A是“负电”区域 D．可以用X射线衍射确定其晶体结构 【答案】C 【详解】A．立方ZnS晶胞中距离最近的S2-位于面心，根据结构图可知，距离一个顶点最近的面心有12个，所以立方ZnS晶胞中距离S2-最近的S2-有12个，A项正确； B．由晶胞图可知，一个顶点S2-和距离最近的三个面心S2-构成一个正四面体。Zn2+填入S2-构成的正四面体空隙，晶胞中共有8个正四面体，四个正四面体空隙中填入了Zn2+，因此空隙占有率为50%，B项正确； C．晶体掺杂过程中，应由半径相近的微粒进行替换，由图可知，区域A中，由Cl-替换S2-，根据均摊法，区域A中含S2-：3个，含Zn2+：4个，含Cl-：1个，根据：，区域A是“正电”区域，C项错误； D．通过X射线衍射实验，可获得晶体结构的有关信息，包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等，因此可以用X射线衍射确定其晶体结构，D项正确； 答案选C。 6．（2025·湖北·二模）X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Y、Z、W在第二周期且相邻：M的基态原子3d轨道上有2个未成对电子，且价层电子的空间运动状态有6种。由该五种元素形成的一种配合物的结构如图所示，其中Y、Z、W原子的最外层均达到8电子稳定结构。下列说法正确的是 A．该配合物中存在的化学键有共价键、配位键、氢键 B．1mol该配合物中含有4mol配体，且M的化合价为+2 C．X、Y、Z三种元素可以形成盐 D．ZX3形成的晶体中配位数为12 【答案】C 【分析】由题干信息可知，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Y、Z、W在第二周期且相邻，M的基态原子3d轨道上有2个未成对电子即3d2或者3d8，且价层电子的空间运动状态有6种，即占有6根轨道，即为3d84s2，则为Ni，由该五种元素形成的一种配合物的结构图所示信息可知，Y形成4个共价键，Z形成4个共价键，W形成2个共价键且能形成氢键，其中Y、Z、W原子的最外层均达到8电子稳定结构，则W为O、Z为N、Y为C，X只形成1个共价键，则X为H， 据此分析解题。 【详解】A．氢键不是化学键，则该配合物中存在的化学键有共价键、配位键，A错误； B．由题干配合物的结构可知，1mol该配合物中含有2mol配体()，且M的化合价为+2，B错误； C．由分析可知，X为H、Y为C、Z为N，故X、Y、Z三种元素可以形成盐如NH4CN，C正确； D．由分析可知，X为H、Z为N，由于NH3分子间存在氢键，即ZX3形成的晶体不能形成面心立方，故其配位数不为12，D错误； 故答案为：C。 7．有关晶体的结构如图所示，下列说法中正确的是 A．NaCl晶体中，Na+位于Cl-构成的四面体空隙中 B．CaF2晶体中，每个晶胞平均有4个Ca2+，每个Ca2+周围最近的Ca2+有6个 C．金刚石晶体中，每个C原子被12个六元环所共用 D．立方氮化硼晶体中，硼原子的配位数为8 【答案】C 【详解】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的钠离子与位于棱上的氯离子距离最近，所以钠离子位于氯离子构成的八面体空隙中，故A错误； B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的钙离子与位于面心的钙离子距离最近，每个钙离子周围最近的钙离子有12个，故B错误； C．由晶胞结构可知，晶胞中每个碳原子被12个六元环所共用，故C正确； D．由晶胞结构可知，晶胞中位于体内的氮原子与4个硼原子的距离最近，则氮原子的配位数为4，由化学式BN可知，硼原子的配位数也为4，故D错误； 故选C。 8．（2024·湖南长沙·二模）采用了氮化镓元件的充电器体积小、质量轻，在发热量、效率转换上相比普通充电器也有更大的优势，被称为“快充黑科技”，下图是氮化镓的三种晶体结构(表示阿伏加德罗常数的值)。下列有关说法错误的是 A．Ga、N均属于p区元素 B．图a晶体结构中含有5个Ga、4个N C．图b晶体结构中若Ga和N的距离为x nm，则晶体的密度为 D．三种晶体结构中Ga原子的配位数之比为2∶2∶3 【答案】B 【详解】A．Ga、N的价电子分别是、、Ga、N均属于p区元素，A正确； B．图a晶体结构中含有个Ga、个N，B错误； C．图b晶体结构中若Ga和N的距离为x nm，取晶胞的八分之一作为一个小立方体，小立方体的对角线为2x nm，小立方体的边长为，晶胞的边长为2，则晶体的密度为，C正确； D．a的晶胞为，Ga原子的配位数为4，三种晶体结构中Ga原子的配位数之比为4∶4∶6=2∶2∶3，D正确； 答案选B。 9．（2024·辽宁葫芦岛·一模）一种由Cu、In、Te组成的晶体如图，晶胞参数和晶胞中各原子的投影位置如图所示，晶胞棱边夹角均为90°。 已知：A点、B点原子的分数坐标分别为、，下列叙述不正确的是 A．In原子的配位数为2 B．该晶体的化学式为 C．C点原子的分数坐标为 D．晶胞中A、D原子间距离为 【答案】A 【详解】A ．距离In原子最近的原子数为4，配位数为4，A错误； B．晶胞中位于顶点、体心、面心的Cu原子个数=8×+1×1+4×=4，位于面心、棱上的In原子个数=6×+4×=4，位于体内的Te原子个数=8×1=8，Cu、In、Te的原子个数比=4:4:8=1:1:2，因此晶体化学式为CuInTe2，B正确； C．C点位于面对角线的、、体对角线的处，因此C点原子的分数坐标为(,,)，C正确； D．D原子在底面的投影点与A、D构成直角三角形，斜边AD的长d=，D正确； 故选A。 10．（2025·四川成都·模拟预测）金属钼()的一种晶胞为体心立方堆积(图1)，晶胞参数为。以晶胞参数为单位长度建立如图所示坐标系(图2)，该晶胞沿其体对角线方向上的投影如图3所示。下列说法错误的是 A．图3中原子3和原子4的连线长度为 B．金属钼的密度为 C．若图1中原子1的分数坐标为，则原子2的分数坐标为 D．钼原子的空间利用率为 【答案】A 【详解】A．图3中原子3和原子4的连线为面对角线，长度为，故A错误； B．根据均摊原则，晶胞中钼原子数为，金属钼的密度为 ，故B正确； C．原子 2在体心，若图1中原子1的分数坐标为，则原子2的分数坐标为，故C正确； D．金属钼晶胞为体心立方堆积，晶胞中钼原子数为2，钼原子半径为体对角线的，所以钼原子半径为，钼原子的空间利用率为，故D正确； 选A。 11．（25-26高三上·山东德州·开学考试）钌(Ru)及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)Ru的原子序数为44，在元素周期表中，Ru位于第 周期 族。 (2)的配合物是常见的一种水氧化催化剂，结构如图： ①形成配合物且位于第二周期的非金属元素中，第一电离能由大到小的排序为 (用元素符号表示，下同)，电负性最大的是 。 ②中心原子的杂化方式为，该阴离子的空间构型为 。 ③配体中含有与苯类似的大键，则原子的价层孤电子对占据 轨道。 (3)交错磁性的发现或将引起一场技术革命，其中最具代表性的物质的四方晶胞结构如下图(a、b为晶胞参数，)。 ①晶体中O原子的配位数为 。 ②该晶胞的密度为 (用含a、b，的式子表示)。 【答案】(1) 5 Ⅷ (2) 正八面体形 杂化 (3) 3 【详解】（1）Ru的原子序数为44，与铁是同族元素，则在元素周期表中，Ru位于第5周期Ⅷ族； （2）①形成配合物且位于第二周期的非金属元素有F、N、O、C，第一电离能越靠右越大，第ⅡA族，第ⅤA族元素大于同周期相邻主族的元素，则第一电离能由大到小的排序为；同周期越靠右电负性越大，则电负性最大的是； ②中心原子的杂化方式为，则其价层电子对数为6，结合价层电子对互斥理论，其空间构型为正八面体形； ③苯中碳为杂化，配体中含有与苯类似的大键，则原子的价层孤电子对占据杂化轨道； （3）①以晶胞内部的O为研究对象，由结构可知，其与周围最近的3个Ru相连，则O原子的配位数为3； ②晶胞中黑球的个数是，白球的个数是，则黑球代表Ru，白球代表O，晶体质量为，体积为，则晶胞密度为。 12．（24-25高二下·山东济宁·期末）Zr(锆)与Ti(钛)同族且在Ti的下一周期。锆在工业、军事等领域具有广泛的应用。回答下列问题： (1)Ti的价电子排布式为 。第四周期元素中基态原子未成对电子数与Ti相同的元素有 种。 (2)是形成的一种配离子，其中的配位原子是 (填元素符号，下同)，与该配位原子同周期且第一电离能比其大的主族元素为 。 (3)常温下，锆的氯化物是白色固体，结构为无限锯齿链状，其中锆位于氯原子围成的八面体中心，结构如图1所示，锆的氯化物化学式为 ；该氯化物在604K升华，在蒸气状态时形成四面体构型的单体，该单体中Zr的杂化方式为 。 (4)氧化锆的晶胞结构如图2所示，其中O的配位数为 。若晶胞参数为anm，晶胞中距离最远的两个氧原子间的距离为 nm。 【答案】(1) 3 (2) O N、F (3) (4) 4 【详解】（1）Ti为22号元素，其价电子排布式为；位于周期表中第 4 周期第 ⅣB族，其价电子排布式为，与钛同周期元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有Ni、Ge、Se共 3 种； （2）配体C2H5O-中只有氧原子含有孤对电子，因此配位原子是O；同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势，但N最外层2p能级容纳3的电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能也高于同周期相邻元素；故与该配位O原子同周期且第一电离能比其大的主族元素为N、F； （3）一个八面体中8个氯原子中每个氯原子与另一个八面体共有，故Zr与Cl个数比为1：4，故化学式为；该氯化物在604K升华，在蒸气状态时形成四面体构型的单体，该单体中Zr均形成单键，其杂化方式为； （4）根据题目中给出的晶胞结构图，O原子周围有4个Zr原子，因此O原子的配位数为4； 若晶胞参数为anm，晶胞中距离最远的两个氧原子间的距离为体对角线的一半，故为nm。 13．（24-25高二下·山东德州·期中）铌(Nb)和锡(Sn)作为掺杂剂，能够显著改善晶圆的导电性能及其稳定性。此外，锡所形成的氯化物在电镀工业及材料科学领域亦拥有广泛的应用。 (1)晶体为体心立方堆积，其配位数为 。的立方晶胞如图所示，晶胞参数为，P的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值为。M的分数坐标为 ，在下图画出该晶胞沿z轴方向的投影 。 (2)白锡和灰锡是单质的常见同素异形体。它们的晶胞结构如图所示： 灰锡的晶体结构与金刚石类似，但稳定性不及金刚石，其原因在于 ；若白锡和灰锡晶体的密度分别为和，则白锡和灰锡晶体的体积之比是 。 (3)和是锡的常见氯化物，其中，被氧化后可以得到常温下为无色液体的。 ①分子中，键角小于的原因是 。 ②的键是由锡的 轨道与氯的轨道重叠形成键。它的晶体类型是 ，与互为等电子体的阴离子为 (写化学式)。 【答案】(1) 8 (2) Sn的原子半径大，Sn—Sn键长长，键能小，故灰锡不如金刚石稳定 (3) Sn为杂化，有1对孤电子对，孤电子对与成键电子对间排斥力大于成键电子对间排斥力 杂化 分子晶体 或或 【详解】（1） 晶体为体心立方堆积，体心处与晶胞立方8个顶点处距离最近且相等，其配位数为8；的立方晶胞晶胞参数为，P的分数坐标为(0，0，0)，P位于棱心，M位于面心，M的分数坐标为；晶胞中O位于棱心，位于面心，该晶胞沿z轴方向的投影图为； （2）灰锡的晶体结构与金刚石类似，但稳定性不及金刚石，其原因在于Sn的原子半径大，Sn—Sn键长长，键能小，故灰锡不如金刚石稳定；白锡晶体中含有Sn的原子数为=2，灰锡晶体中含有Sn的原子数为=8，则白锡和灰锡晶体的体积之比是=； （3）①分子中，中心原子价层电子对数为2+=3，有1个孤电子对，键角小于的原因是：Sn为杂化，有1对孤电子对，孤电子对与成键电子对间排斥力大于成键电子对间排斥力； ②中心原子价层电子对数为4+=4，为杂化，的键是由锡的杂化轨道与氯的轨道重叠形成键；常温下为无色液体，它的晶体类型是分子晶体；互为等电子体的微粒原子个数相同，价电子总数相同，与互为等电子体的阴离子有或或等。 14．（2024·青海西宁·二模）航空材料、医药、电池工业的发展都离不开化学。砷化镓（GaAs）、碳化硅等是制作半导体芯片的关键材料，磷酸铁锂（）和三元锂电池（正极含有Ni、Co、Mn三种元素）是新能源汽车的常用电池。回答以下问题： (1)基态Ga原子的价层电子排布式为 。 (2)是一种温和的还原剂，可通过反应：制得。已知的熔点为77.9℃，LiCl的熔点为605℃，两者熔点差异较大的原因为 。在270℃左右以二聚物存在，该二聚物的每个原子都满足8电子稳定结构，写出它的结构式： 。 (3)中四种元素的第一电离能由大到小的顺序是 （填元素符号），其阴离子的立体构型名称是 。 (4)有一种观点认为：由于硅的价层有可以利用的空d轨道，而碳没有，因此两者化合物结构和性质存在较大差异。化合物和的结构如图所示，为平面形，二者中N的杂化方式分别为 ，二者中更易与形成配位键的是 。 (5)β-SiC的晶胞结构如图所示，若碳和硅的原子半径分别为a pm和b pm，密度为，晶胞中原子的空间利用率（即晶胞中原子体积占空间体积的百分率为 。（用含a、b、p、的代数式表示，表示阿伏加德罗常数的值）。 【答案】(1) (2) LiCl属于离子晶体，晶体粒子间作用力为离子键，为分子晶体，晶体粒子间的作用力为范德华力 (3) O>P>Fe>Li 正四面体形 (4) 、 (5) 【详解】（1）Ga是31号元素，核外有31个电子，价层电子排布式为。 （2）①镓和铝属于同一主族元素，和性质上相似，也为分子晶体， LiCl是离子晶体，晶体粒子间作用力为离子键，为分子晶体，晶体粒子间的作用力为范德华力，离子键强度大于范德华力； ②结合二聚体和每个原子都满足8电子稳定结构的信息，可推测Ga的空轨道应该会与Cl的孤对电子成配位键，可写出结构式为；。 （3）Li和Fe是金属，而Li是碱金属，第一电离能最小，O的电负性强于P，O原子更难失去电子，则O的第一电离能大于P，则第一电离能：O>P>Fe>Li，其阴离子中心原子价层电子对数为=4，且没有孤电子对，立体构型名称是正四面体形。 （4）由图像可知，为三角锥形，中心原子N 原子为sp3杂化，为平面形三角形，中心原子 N原子为sp2杂化，因为有孤电子对，所以更易形成配合物。 （5）根据均摊法可知，该品胞中含有4个C和4个Si，故原子所占的总体积，根据晶胞的密度得到该晶胞的体积为，其原子的空间利用率(即晶胞中原子体积占空间体积的百分率)为。 15．（高二下·湖北武汉·阶段练习）“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤，探索宇宙离不开化学。镍铼合金是制造喷气发动机的燃烧室、涡轮叶片及排气喷嘴的重要材料。75号元素铼Re，熔点仅次于钨，是稀有金属之一，地壳中铼的含量极低，多伴生于铜、锌、铅等矿物中。 (1)镍原子价电子表示式为 ，在元素周期表中，铼与锰在同族，铼在元素周期表中的位置是 。 (2)铼易形成高配位数的化合物如Re2(CO)10，该配合物中 (填元素符号)提供孤对电子与铼成键，原因是 。 (3)锌在潮湿的空气中极易生成一层紧密的碱式碳酸锌[ZnCO3·3Zn(OH)2]薄膜，使其具有抗腐蚀性。的空间构型为 (用文字描述)，生成碱式碳酸锌[ZnCO3·3Zn(OH)2]薄膜的化学方程式为 。 (4)比的熔点沸点 (填“高”或“低)，原因是 。 (5)三氧化铼晶胞如图所示，摩尔质量为M g/mol，晶胞密度为 b g/cm3，铼原子填在 个氧原子围成的 (填“四面体“立方体”或“八面体”)空隙中，已知：铼的原子半径为rRe pm，氧原子半径为 rOpm，该晶胞的空间利用率为 (用含有rRe、rO、b、M和NA的代数式表示，无须化简)。 【答案】(1) 3d84s2 第六周期第ⅦB族 (2) C C的电负性比O小，C原子提供孤电子对的倾向更大，更易形成配位键 (3) 平面三角形 4Zn+2O2+CO2+3H2O= ZnCO3·3Zn(OH)2 (4) 低 甲苯和苯胺都是分子晶体，相对分子质量相近，苯胺分子间存在氢键 (5) 6 八面体 ×100% 【详解】（1）Ni原子序数为28，根据构造原理确定其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，过渡金属的价电子是最外层加次外层最后填入的电子，即镍原子的价电子表示式为3d84s2；锰是25号元素，在第ⅦB族，根据元素周期表的排布规律，铼在第六周期ⅦB族。 （2）根据CO的结构，碳氧原子都有孤电子对，但由于C的原子半径大，电负性小，更有利于提供孤电子对，形成配位键。 （3）中心C原子的价层电子对数为：，无孤电子对，空间构型为平面三角形；锌在潮湿的空气中与氧气、水反应生成碱式碳酸锌[ZnCO3·3Zn(OH)2]薄膜，反应方程式为：4Zn+2O2+CO2+3H2O= ZnCO3·3Zn(OH)2。 （4）甲苯和苯胺都是分子晶体，且二者相对分子量接近，苯胺中存在电负性较强的N以及苯环上较为活泼的氢原子，所以可以形成分子间氢键，甲苯分子间不能形成氢键，故甲苯的熔沸点都比苯胺低。 （5）根据物质的名称可知晶胞的化学式，则Re与O的个数比为1∶3，顶点的是铼原子，棱中心的是O，离子晶体中配位数是某个微粒周围最近且等距离的异性电荷的微粒数，每个铼原子的上下左右前后都有一个等距的氧原子，故铼原子的配位数为6，铼原子填在由6个氧原子围成的八面体空隙中，根据已知得晶胞的体积是V=，一个晶胞有1个Re和3个O，二者的原子半径分别为rRepm和rOpm，阿伏加德罗常数值为NA，则晶胞中原子的体积占晶胞体积百分率为×100%。 建议时间：15分钟 1．（2022·山东·高考真题）、属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在键、键。下列说法错误的是 A．的熔点高于 B．晶体中所有化学键均为极性键 C．晶体中所有原子均采取杂化 D．晶体中所有原子的配位数均相同 【答案】A 【分析】Al和Ga均为第ⅢA元素，N属于第ⅤA元素，AlN、GaN的成键结构与金刚石相似，则其为共价晶体，且其与金刚石互为等电子体，等电子体之间的结构和性质相似。AlN、GaN晶体中，N原子与其相邻的原子形成3个普通共价键和1个配位键。 【详解】A．因为AlN、GaN为结构相似的共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga，N—Al的键长小于N—Ga的，则N—Al的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN，A说错误； B．不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶体中所有化学键均为极性键，B说法正确； C．金刚石中每个C原子形成4个共价键（即C原子的价层电子对数为4），C原子无孤电子对，故C原子均采取sp３杂化；由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，C说法正确； D．金刚石中每个C原子与其周围4个C原子形成共价键，即C原子的配位数是4，由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子的配位数也均为4，D说法正确。 综上所述，本题选A。 2．（2024·湖北·高考真题）结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释错误的是 事实 解释 A 甘油是黏稠液体 甘油分子间的氢键较强 B 王水溶解铂 浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性 C 冰的密度小于干冰 冰晶体中水分子的空间利用率相对较低 D 石墨能导电 未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．甘油分子中有3个羟基，分子间可以形成更多的氢键，且O元素的电负性较大，故其分子间形成的氢键较强，因此甘油是黏稠液体，A正确； B．王水溶解铂，是因为浓盐酸提供的能与被硝酸氧化产生的高价态的铂离子形成稳定的配合物从而促进铂的溶解，在这个过程中浓盐酸没有增强浓硝酸的氧化性，而是通过形成配合物增强了铂的还原性，B不正确； C．冰晶体中水分子间形成较多的氢键，由于氢键具有方向性，因此，水分子间形成氢键后空隙变大，冰晶体中水分子的空间利用率相对较低，冰的密度小于干冰，C正确； D．石墨属于混合型晶体，在石墨的二维结构平面内，第个碳原子以C—C键与相邻的3个碳原子结合，形成六元环层。碳原子有4个价电子，而每个碳原子仅用3个价电子通过sp2杂化轨道与相邻的碳原子形成共价键，还有1个电子处于碳原子的未杂化的2p轨道上，层内碳原子的这些p轨道相互平行，相邻碳原子p轨道相互重叠形成大π键，这些p轨道的电子可以在整个层内运动，因此石墨能导电，D正确； 综上所述，本题选B。 3．（2022·湖北·高考真题）某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A．的配位数为6 B．与距离最近的是 C．该物质的化学式为 D．若换为，则晶胞棱长将改变 【答案】B 【详解】A．配位数为与其距离最近且等距离的F-的个数，如图所示，位于体心，F-位于面心，所以配位数为6，A正确； B．与的最近距离为棱长的，与的最近距离为棱长的，所以与距离最近的是，B错误； C．位于顶点，所以个数==1，F-位于面心，F-个数==3，位于体心，所以个数=1，综上，该物质的化学式为，C正确； D．与半径不同，替换后晶胞棱长将改变，D正确； 故选B。 4．（2023·湖北·高考真题）镧La和H可以形成一系列晶体材料，在储氢和超导等领域具有重要应用。属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，中的每个H结合4个H形成类似的结构，即得到晶体。下列说法错误的是 A．晶体中La的配位数为8 B．晶体中H和H的最短距离： C．在晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼 D．单位体积中含氢质量的计算式为 【答案】C 【详解】A．由的晶胞结构可知，La位于顶点和面心，晶胞内8个小立方体的中心各有1个H原子，若以顶点La研究，与之最近的H原子有8个，则La的配位数为8，故A正确； B．由晶胞结构可知，每个H结合4个H形成类似的结构，H和H之间的最短距离变小，则晶体中H和H的最短距离：，故B正确； C．由题干信息可知，在晶胞中，每个H结合4个H形成类似的结构，这样的结构有8个，顶点数为48=32，且不是闭合的结构，故C错误； D．1个晶胞中含有58=40个H原子，含H质量为g，晶胞的体积为(484.010-10cm)3=(4.8410-8)3cm3，则单位体积中含氢质量的计算式为，故D正确； 答案选C。 5．（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。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 配位数与空间利用率计算 建议时间：25分钟 突破一 晶体中配位数的判断 1．（2025·安徽·模拟预测）氯化亚铜广泛用于冶金、电镀、医药等行业，也是常用的催化剂之一，工业制备原理之一为。的立方晶胞结构和晶胞参数如图所示。下列叙述错误的是 A．的配位数是4 B．的空间结构为三角锥形 C．离子键百分数： D．若该晶体的密度为，则阿伏加德罗常数 2．（24-25高二下·重庆·期末）常温下，二氧化铈作为一种脱硝催化剂，能在和之间改变氧化状态，将氧化为，并引起氧空位的形成，得到新的铈氧化物。铈氧化物晶胞发生的变化如图所示，下列说法正确的是 A．晶胞中的配位数为8 B．已知晶胞参数为与之间的最短距离为 C．生成新的铈氧化物中的最简整数比为 D．当发生如图所示变化时，可吸收 3．（24-25高二下·河南周口·期中）氟化钙晶胞结构示意图如图，晶胞边长为，设为阿伏加德罗常数的值，1号原子的坐标为，3号原子的坐标为。下列说法错误的是 A．黑球表示 B．的配位数为8 C．2号原子的坐标为 D．与之间的最短距离为 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，该晶胞中硒原子的配位数为 ；若该晶胞边长为a pm，NA代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞密度为 。 突破二 晶体的空间利用率的计算 6．已知单质铁有如图所示的三种堆积方式的晶胞结构： ①晶胞a属于 堆积。 ②用含有的式子表示出晶胞b的空间利用率 。 ③若晶胞c的密度为，则铁的原子半径r= cm。(用含、的式子表示，表示阿伏加德罗常数的值)。 7．氧化铼晶胞如图所示，摩尔质量为M g/mol，晶胞密度为 b g/cm3，铼原子填在 个氧原子围成的 (填“四面体“立方体”或“八面体”)空隙中，已知：铼的原子半径为rRe pm，氧原子半径为 rOpm，该晶胞的空间利用率为 (用含有rRe、rO、b、M和NA的代数式表示，无须化简)。 8．金属钨晶体中晶胞的结构模型如图所示。已知阿伏加德罗常数为NA，实际测得金属钨的密度为ρ，钨的摩尔质量为M，假定钨原子为等直径的刚性球，请回答下列问题： (1)每一个晶胞分摊到 个钨原子。 (2)晶胞的边长a为 。 (3)钨的原子半径r为 (只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。 (4)金属钨原子形成的该晶胞的空间利用率为 。 9．（23-24高二下·河北石家庄·期中）萤石是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，下列说法错误的是 已知：①空间利用率=×100%； ②该晶胞的参数为anm； ③F-的半径为r1nm，Ca2+的半径为r2nm。 A．Ca2+的空间利用率为×100% B．a和b之间距离为r1+r2nm C．该物质的分子式为CaF2 D．CaF2中Ca2+采取面心立方最密堆积，每个Ca2+周围距离最近且相等的F-有8个 突破三 晶体中配位数和空间利用率综合应用 9．我国科学家在某杂志上发表研究报告称，利用铬同位素的系统分析发现“古代大气氧含量高于现代水平的1%” 。铬的同位素有、、、．金属铬是一种极硬、耐腐蚀的银白色金属，其化合物种类繁多，在生活、生产中有广泛应用。回答下列问题： (1)基态的价层电子轨道表示式为 。 (2)交警用“酒精仪”查酒驾，其化学反应原理如下： ①、的沸点高于对应的（二甲醚）、（甲酸甲酯），其主要原因是 。 ②分子中碳原子的杂化类型是 ；分子中键和键数目之比为 。 ③晶体中阴离子的空间结构是 。上述反应中，只含极性键的极性分子有 （填分子式）。 (3)配离子的结构可能有 种。 (4)晶体铬的晶胞结构如图1所示，铬原子的配位数为 。 (5)铬的一种氧化物晶胞的结构如图2所示。六棱柱底面边长为a nm，高为b nm，代表阿伏加德罗常数的值．该晶体的化学式为 ；该晶体的密度 。 10．（23-24高二下·湖南永州·阶段练习）航空材料、医药、电池工业的发展都离不开化学。砷化镓(GaAs)、碳化硅等是制作半导体芯片的关键材料，磷酸铁锂(LiFePO4)和三元锂电池(正极含有Ni、Co、Mn三种元素)是新能源汽车的常用电池。回答以下问题： (1)基态Ga原子的价层电子排布式为 。 (2)LiGaH4是一种温和的还原剂，可通过反应：制得。已知GaCl3的熔点为77.9℃，LiCl的熔点为605℃，两者熔点差异较大的原因为 。 (3)LiFePO4中四种元素的第一电离能由大到小的顺序是 (填元素符号)，其阴离子的立体构型名称是 。 (4)有一种观点认为：由于硅的价层有可以利用的空d轨道，而碳没有，因此两者化合物结构和性质存在较大差异。化合物N(CH3)3和N(SiH3)3的结构如图所示，N(SiH3)3为平面形，N(CH3)3和N(SiH3)3中N的杂化方式分别为 、 ，二者中更易与H+形成配位键的是 。 (5)β-SiC的晶胞结构如图所示，若碳和硅的原子半径分别为apm和bpm，密度为ρ，晶胞中原子的空间利用率(即晶胞中原子体积占空间体积的百分率)为 。(用含a、b、ρ、NA的代数式表示，NA表示阿伏加德罗常数的值)。 11．氮、砷、铜、钒、钛等元素在化学领域具有重要的地位。请回答问题： (1)第二周期元素中，第一电离能在B和N之间元素有 (填元素符号)。 (2)雌黄的分子式为，其分子结构为，其中As原子的杂化轨道类型为 。 (3)原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用 摄取铜元素的原子光谱；基态Cu原子核外电子的空间运动状态有 种。 (4)钒()是我国的丰产元素，被称之为“工业的味精”，广泛用于催化及钢铁工业。 ①写出钒原子外围电子轨道表示式： 。 ②V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。SO2分子的空间结构为 。SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S－O键长大致分为两类，一类键长约140pm，另一类键长约160pm，较短的键为 (填图中字母)，该分子中含有 个键。 (5)常温下，TiCl4是无色液体，其熔点为250K，沸点为409K。TiCl4的熔点低于CaCl2的原因是 。 (6)TiO2是金红石的主要成分，其晶胞结构如图所示，设Ti和O原子半径分别为和(单位：pm)，晶胞的长宽高分别为a、b、c(单位：cm)，则晶胞中原子的空间利用率为 (列出计算表达式)。(空间利用率指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比) 12．将酞菁—钴钛菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题： (1)如图1所示的几种碳单质，它们互为 ，其中属于原子晶体的是 ，C60间的作用力是 。 (2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。酞菁分子中所有原子共平面，其中P轨道能提供一对电子的N原子是 (填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为 ，氮原子提供孤对电子与钴离子形成 键。 (3)①气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为 。 ②AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，原因为 。 ③AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，F-的配位数为 。若晶胞参数为apm，晶体密度ρ= g/cm3(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。 (4)如图，在NaCl的晶体中，Na+和Cl-互相占据对方的正八面体空隙，CaF2晶体中，F-占据由Ca2+构成的所有正四面体空隙。钛镍合金具有形状记忆功能。某钛、镍原子个数比为2：1的合金的晶体结构为镍原子呈面心立方排列，钛原子填充在由镍原子围成的所有八面体空隙和一半的四面体空隙中，若最近的钛原于和镍原子紧密接触，镍原子周围距离最近的钛原子数为 ；钛原子和镍原子的半径分别为r1和r2，该晶体的空间利用率为 (用含r的代数式表示，不必化简﹐空间利用率=×100%)。 13．完成下列问题。 (1)、、三种金属晶体中：原子的配位数是 ，原子的空间利用率是 ，原子采用的堆积方式是 。 (2)、的晶体结构类型与的相同，和的离子半径分别为和，则熔点 (填“>”或“<”)。 (3)与的晶胞同为面心立方结构，已知晶体密度为，表示阿伏加德罗常数的值，则晶胞的晶胞参数为 。 (4)的熔点 的熔点(填“>”“<”或“=”)，其原因是 。 (5)如图是晶体的晶胞示意图，回答下列问题： 的配位数是 ，的配位数是 。晶体的密度为，则晶胞的体积是 (只要求列出计算式)。 (6)在金刚石晶体中C原子所连接的最小环为六元环，每个C原子连接 个六元环，六元环中最多有 个原子在同一平面，6.0克石英晶体中含有键的个数为 。 14．氟(F)、氯属于卤索，它们在自然界都以典型的盐类存在，是典型成盐元素。 (1)列状态的氟中，能量最高的是 (填字母)，其2p电子云轮廓图的形状为 。 A． B． C． D． (2)三氟化氮和三氯化氮是两种强氧化剂。 ①前四周期中基态原子未成对电子数目与N相同的还有 种。 ②分子的空间结构为 。 ③的键角小于的原因为 。 (3)氟化钙和氯化钙均为离子晶体，其中氯化钙的立方晶胞及其晶胞俯视图如图。已知氯化钙的晶胞参数为apm，和的半径分别为和。 ①的沸点高于的原因为 。 ②氯化钙晶体中的配位数为 ，晶胞的空间利用率为 。 15．通信用锂离子电池般需要体积小、重量轻、高温性能突出、可高倍率充放电、绿色环保等众多优点。请回答下列问题： （1）LiCoO2、LiFePO4常用作锂离子电池的正极材料。基态Fe原子的价电子排布式为 基态Co原子核外电子的空间运动状态有 种。 （2）PO43-的空间构型是 ，写出与其互为等电子体的一种阴离子 ，基态P原子的第一电离能为什么比基态S原子的第一电离能大： 。 （3）现有化学式为Co(NH3)5Cl3的配合物，1mol 该物质最多可以与2molAgNO3反应，则该配合物中钴的配位数为 ， 配体中N的杂化方式为 ，1mol 该配合物中含δ键数目为 NA。 （4）FeO是离子晶体，其晶格能可通过下图的Bom-Haber循环计算得到。气态电中性基态原子获得一个电子变为气态一价负离子放出的能量叫做第一电子亲和能，由图可知O原子的第一电子亲和能为 kJ·mol-1, FeO晶格能为 kJ·mol-1。 （5）单质锂晶体的结构如下图，晶胞中锂的配位数为 ,晶胞的空间利用率为 (用含有n的表达式即可)，若晶胞边长为a pm, NA为阿伏加 德罗常数，则金属锂的密度为 g cm-3。(写出计算式) 建议时间：35分钟 1．（2024·山东泰安·模拟预测）某天然矿石的晶体由原子序数依次增大的三种前四周期元素X、Y、Z组成，该晶体结构如图所示。其中Y元素的一种氧化物具有磁性，Z元素只有一个4s电子。下列说法正确的是 A．Y、Z均位于元素周期表的ds区 B．晶胞中各原子的配位数不相同 C．该天然矿石的化学式ZYX₂ D．电负性：Y>X 2．镍酸镧电催化剂立方晶胞如图所示，晶胞参数为a，具有催化活性的是Ni，图①和图②是晶胞的不同切面。下列说法错误的是 A．La的配位数为8 B．催化活性：①>② C．La和O、La和Ni的最短距离比为 D．镍酸镧晶体的化学式为 3．（25-26高三上·山东日照·期中）镍基合金具有优异的性质。从无机相萃取镍形成的配合物如图1所示；NixCuyNz晶体的立方晶胞如图2所示，已知相邻原子间的最近距离之比。 下列说法正确的是 A．配合物中镍的化合价为+4价 B．配体中C原子的杂化方式为sp2和sp3 C．晶体中与Cu原子最近且等距离的Ni原子的数目为8 D．设阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为 g·cm-3 4．（2025·山东潍坊·三模）超细NiO是一种功能材料，其晶体结构与氯化钠相似，但绝大部分都存在各种缺陷，当晶体中出现一个Ni2+空缺，会有两个Ni2+被Ni3+所取代，其晶体仍为电中性，晶体的二维结构如图。下列说法错误的是 A．每个完美NiO晶胞中含有4个O2- B．若晶胞中出现1个Ni2+空缺，晶胞中Ni2+的个数变为3个 C． Ni2+填充在O2-构成的八面体中心 D．若晶胞中Ni2+与Ni3+离子个数比为3：2，该镍的氧化物化学式为Ni5O6 5．（24-25高二下·山东德州·期末）ZnS晶体中掺入少量CuCl后，会出现能量不同的“正电”区域、“负电”区域，如下图，光照下发出特定波长的光。下列说法不正确的是 A．掺入前与S2-距离最近且相等的S2-有12个 B．掺入前Zn2+填入S2-构成的正四面体空隙，空隙占有率为 C．区域A是“负电”区域 D．可以用X射线衍射确定其晶体结构 6．（2025·湖北·二模）X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Y、Z、W在第二周期且相邻：M的基态原子3d轨道上有2个未成对电子，且价层电子的空间运动状态有6种。由该五种元素形成的一种配合物的结构如图所示，其中Y、Z、W原子的最外层均达到8电子稳定结构。下列说法正确的是 A．该配合物中存在的化学键有共价键、配位键、氢键 B．1mol该配合物中含有4mol配体，且M的化合价为+2 C．X、Y、Z三种元素可以形成盐 D．ZX3形成的晶体中配位数为12 7．有关晶体的结构如图所示，下列说法中正确的是 A．NaCl晶体中，Na+位于Cl-构成的四面体空隙中 B．CaF2晶体中，每个晶胞平均有4个Ca2+，每个Ca2+周围最近的Ca2+有6个 C．金刚石晶体中，每个C原子被12个六元环所共用 D．立方氮化硼晶体中，硼原子的配位数为8 8．（2024·湖南长沙·二模）采用了氮化镓元件的充电器体积小、质量轻，在发热量、效率转换上相比普通充电器也有更大的优势，被称为“快充黑科技”，下图是氮化镓的三种晶体结构(表示阿伏加德罗常数的值)。下列有关说法错误的是 A．Ga、N均属于p区元素 B．图a晶体结构中含有5个Ga、4个N C．图b晶体结构中若Ga和N的距离为x nm，则晶体的密度为 D．三种晶体结构中Ga原子的配位数之比为2∶2∶3 9．（2024·辽宁葫芦岛·一模）一种由Cu、In、Te组成的晶体如图，晶胞参数和晶胞中各原子的投影位置如图所示，晶胞棱边夹角均为90°。 已知：A点、B点原子的分数坐标分别为、，下列叙述不正确的是 A．In原子的配位数为2 B．该晶体的化学式为 C．C点原子的分数坐标为 D．晶胞中A、D原子间距离为 10．（2025·四川成都·模拟预测）金属钼()的一种晶胞为体心立方堆积(图1)，晶胞参数为。以晶胞参数为单位长度建立如图所示坐标系(图2)，该晶胞沿其体对角线方向上的投影如图3所示。下列说法错误的是 A．图3中原子3和原子4的连线长度为 B．金属钼的密度为 C．若图1中原子1的分数坐标为，则原子2的分数坐标为 D．钼原子的空间利用率为 11．（25-26高三上·山东德州·开学考试）钌(Ru)及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)Ru的原子序数为44，在元素周期表中，Ru位于第 周期 族。 (2)的配合物是常见的一种水氧化催化剂，结构如图： ①形成配合物且位于第二周期的非金属元素中，第一电离能由大到小的排序为 (用元素符号表示，下同)，电负性最大的是 。 ②中心原子的杂化方式为，该阴离子的空间构型为 。 ③配体中含有与苯类似的大键，则原子的价层孤电子对占据 轨道。 (3)交错磁性的发现或将引起一场技术革命，其中最具代表性的物质的四方晶胞结构如下图(a、b为晶胞参数，)。 ①晶体中O原子的配位数为 。 ②该晶胞的密度为 (用含a、b，的式子表示)。 12．（24-25高二下·山东济宁·期末）Zr(锆)与Ti(钛)同族且在Ti的下一周期。锆在工业、军事等领域具有广泛的应用。回答下列问题： (1)Ti的价电子排布式为 。第四周期元素中基态原子未成对电子数与Ti相同的元素有 种。 (2)是形成的一种配离子，其中的配位原子是 (填元素符号，下同)，与该配位原子同周期且第一电离能比其大的主族元素为 。 (3)常温下，锆的氯化物是白色固体，结构为无限锯齿链状，其中锆位于氯原子围成的八面体中心，结构如图1所示，锆的氯化物化学式为 ；该氯化物在604K升华，在蒸气状态时形成四面体构型的单体，该单体中Zr的杂化方式为 。 (4)氧化锆的晶胞结构如图2所示，其中O的配位数为 。若晶胞参数为anm，晶胞中距离最远的两个氧原子间的距离为 nm。 13．（24-25高二下·山东德州·期中）铌(Nb)和锡(Sn)作为掺杂剂，能够显著改善晶圆的导电性能及其稳定性。此外，锡所形成的氯化物在电镀工业及材料科学领域亦拥有广泛的应用。 (1)晶体为体心立方堆积，其配位数为 。的立方晶胞如图所示，晶胞参数为，P的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值为。M的分数坐标为 ，在下图画出该晶胞沿z轴方向的投影 。 (2)白锡和灰锡是单质的常见同素异形体。它们的晶胞结构如图所示： 灰锡的晶体结构与金刚石类似，但稳定性不及金刚石，其原因在于 ；若白锡和灰锡晶体的密度分别为和，则白锡和灰锡晶体的体积之比是 。 (3)和是锡的常见氯化物，其中，被氧化后可以得到常温下为无色液体的。 ①分子中，键角小于的原因是 。 ②的键是由锡的 轨道与氯的轨道重叠形成键。它的晶体类型是 ，与互为等电子体的阴离子为 (写化学式)。 14．（2024·青海西宁·二模）航空材料、医药、电池工业的发展都离不开化学。砷化镓（GaAs）、碳化硅等是制作半导体芯片的关键材料，磷酸铁锂（）和三元锂电池（正极含有Ni、Co、Mn三种元素）是新能源汽车的常用电池。回答以下问题： (1)基态Ga原子的价层电子排布式为 。 (2)是一种温和的还原剂，可通过反应：制得。已知的熔点为77.9℃，LiCl的熔点为605℃，两者熔点差异较大的原因为 。在270℃左右以二聚物存在，该二聚物的每个原子都满足8电子稳定结构，写出它的结构式： 。 (3)中四种元素的第一电离能由大到小的顺序是 （填元素符号），其阴离子的立体构型名称是 。 (4)有一种观点认为：由于硅的价层有可以利用的空d轨道，而碳没有，因此两者化合物结构和性质存在较大差异。化合物和的结构如图所示，为平面形，二者中N的杂化方式分别为 ，二者中更易与形成配位键的是 。 (5)β-SiC的晶胞结构如图所示，若碳和硅的原子半径分别为a pm和b pm，密度为，晶胞中原子的空间利用率（即晶胞中原子体积占空间体积的百分率为 。（用含a、b、p、的代数式表示，表示阿伏加德罗常数的值）。 15．（高二下·湖北武汉·阶段练习）“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤，探索宇宙离不开化学。镍铼合金是制造喷气发动机的燃烧室、涡轮叶片及排气喷嘴的重要材料。75号元素铼Re，熔点仅次于钨，是稀有金属之一，地壳中铼的含量极低，多伴生于铜、锌、铅等矿物中。 (1)镍原子价电子表示式为 ，在元素周期表中，铼与锰在同族，铼在元素周期表中的位置是 。 (2)铼易形成高配位数的化合物如Re2(CO)10，该配合物中 (填元素符号)提供孤对电子与铼成键，原因是 。 (3)锌在潮湿的空气中极易生成一层紧密的碱式碳酸锌[ZnCO3·3Zn(OH)2]薄膜，使其具有抗腐蚀性。的空间构型为 (用文字描述)，生成碱式碳酸锌[ZnCO3·3Zn(OH)2]薄膜的化学方程式为 。 (4)比的熔点沸点 (填“高”或“低)，原因是 。 (5)三氧化铼晶胞如图所示，摩尔质量为M g/mol，晶胞密度为 b g/cm3，铼原子填在 个氧原子围成的 (填“四面体“立方体”或“八面体”)空隙中，已知：铼的原子半径为rRe pm，氧原子半径为 rOpm，该晶胞的空间利用率为 (用含有rRe、rO、b、M和NA的代数式表示，无须化简)。 建议时间：15分钟 1．（2022·山东·高考真题）、属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在键、键。下列说法错误的是 A．的熔点高于 B．晶体中所有化学键均为极性键 C．晶体中所有原子均采取杂化 D．晶体中所有原子的配位数均相同 2．（2024·湖北·高考真题）结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释错误的是 事实 解释 A 甘油是黏稠液体 甘油分子间的氢键较强 B 王水溶解铂 浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性 C 冰的密度小于干冰 冰晶体中水分子的空间利用率相对较低 D 石墨能导电 未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动 A．A B．B C．C D．D 3．（2022·湖北·高考真题）某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A．的配位数为6 B．与距离最近的是 C．该物质的化学式为 D．若换为，则晶胞棱长将改变 4．（2023·湖北·高考真题）镧La和H可以形成一系列晶体材料，在储氢和超导等领域具有重要应用。属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，中的每个H结合4个H形成类似的结构，即得到晶体。下列说法错误的是 A．晶体中La的配位数为8 B．晶体中H和H的最短距离： C．在晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼 D．单位体积中含氢质量的计算式为 5．（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)。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $