第三章 晶体结构与性质 阶梯型训练 -2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

**基本信息** 高二化学《晶体结构与性质》阶梯型单元卷，通过基础巩固、能力提升、全面提升、综合应用四层次设计，覆盖晶胞结构、化学键等核心知识，适配单元复习与期末备考，体现化学观念与科学思维素养。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |非选择题|约28题|基态原子电子排布、杂化轨道类型、晶胞参数计算、晶体类型判断等|以新型材料（如GaN半导体）、催化剂应用为情境，梯度设计从基础（如Cl原子电子排布）到综合（如晶胞密度计算），突出模型建构与证据推理，契合高考晶体结构命题趋势|

高二化学《晶体结构与性质》阶梯型训练题 参考答案 1．(或) V形 或 【详解】(1)基态原子的核外电子排布式为或。同周期元素第一电离能从左到右呈增大的趋势，但P元素基态原子的3p轨道为半充满结构，较稳定，故P元素的第一电离能高于S元素而低于元素，所以第一电离能：。 (2)中S原子的价层电子对数为，采取杂化，含两对孤对电子，所以该分子的空间结构为V形。 (3)题中已经给出了坐标系的三个方向示意图，由A、B的坐标可知，C的坐标是。(4)图中的单分子层可以画出如图所示的重复单元。 重复单元呈平行四边形，是相邻四个原子球中心的连线，每个重复单元包含1个O原子和1个原子，的相对分子质量为75.复单元所占的平行四边形面积，则上分散的该晶体质量为。 2． 两物质均为离子晶体，且离子所带电荷数相同，但的半径小于的半径，故中离子键较强，的熔点高 8 FeC 【详解】(1)元素位于第四周期ⅠB族，其核外电子排布式为，则的最外层电子的轨道表示式为。离子晶体中离子半径越小、离子所带电荷数越多，离子键越强，物质的熔点越高。和均为离子晶体，且二者的阴、阳离子所带电荷数分别相等，的半径大于的半径，因此的熔点低于的熔点。 (2)的电子式为。根据晶胞的结构，位于顶角和面心，位于棱上和体心，该晶胞中的个数为，根据的电子式，1个中有2个π键，即1个晶胞中含有π键的数目为。 (3)由晶胞结构知，铁原子位于顶角、面心，个数为；碳原子位于棱上和体心，个数为，因此该物质的化学式为。该晶胞的质量为，根据密度的定义，得出晶胞的边长为，根据晶胞的结构，相距最近的两个碳原子的距离是面对角线长的一半，为。 3．共价 4 分子 12 金刚石晶体 金刚石冰＞干冰 小于 MgO晶体中离子所带的电荷数大于NaCl晶体中离子所带的电荷数，且、 4 【详解】(1)金刚石晶体中，每个碳原子与相邻的4个碳原子结合，形成正四面体；干冰晶体中，每个分子在三维空间里与12个分子紧邻； (2)只有共价晶体的微粒之间才是以共价键结合的； (3)在题给晶体中，金刚石是共价晶体，熔点最高；为离子晶体，离子晶体的熔点一般低于共价晶体的熔点，高于分子晶体的熔点；冰、干冰均为分子晶体，但冰中水分子之间存在氢键，故冰的熔点高于干冰的熔点； (5)可用“均摊法”分析，1个铜晶胞中实际占有的铜原子数为，氯化钙的晶体中，与的电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，则。 4． 共价键、氢键 三氯化硼为分子晶体，而氯化镁为离子晶体范德华力比离子键弱 【详解】(1)无限长链式偏硼酸根离子中，一个占有的数目为，所以其化学式可表示为。 (2)硼酸晶体是片层结构，每一层内存在共价键，分子间存在氢键，层与层之间还存在范德华力。 (3)三氯化硼是共价化合物，其晶体为分子晶体，而氯化镁是离子化合物其晶体是离子晶体，因范德华力比离子键弱，故三氯化硼的熔点比氯化镁的熔点低。 (4)根据晶胞的结构可知紧邻的四个镁原子的中心连线构成的几何体占整个晶胞的，而晶胞中含有的镁原子数为，根据，。 5． N 4 ＞ N原子中2p轨道处于半充满状态，比较稳定，故第一电离能N＞O 正四面体形 sp3 CCl4、SiCl4、SO2Cl2（任写一种即可） 12 ZnS 【详解】（1）Zn位于周期表第四周期，基态Zn原子的核外电子，占据的能量最高的能层为第4层，符号为N；与Zn同位于第四周期的所有副族元素的基态原子中，最外层电子数与Zn相同的元素有Sc、Ti、V、Mn四种，故答案为：N；4； （2）同周期元素，从左至右，原子半径逐渐减小，原子核对外层电子的吸引力逐渐增强，电负性逐渐增强，所以电负性C＞B；N的核外电子排布为[He]2s22p3，2p轨道处于半充满状态，比较稳定，O的核外电子排布为[He]2s22p4，不是稳定结构，所以第一电离能N＞O，故答案为：＞；N原子中2p轨道处于半充满状态，比较稳定，故第一电离能N＞O； （3）①SO42-的中心原子S的价层电子对数=4+×(8－4×2)=4，VSEPR模型为正四面体形，没有孤电子对，所以SO42-的空间构型为正四面体形，S原子的杂化方式为sp3，故答案为：正四面体形；sp3； ②与SO42-互为等电子体的分子需满足：与SO42-原子总数相同（5个）、价电子总数相同（32个），如：CCl4、SiCl4、SO2Cl2等，故答案为：CCl4、SiCl4、SO2Cl2（任写一种即可）； （4）①Zn原子位于晶胞的顶点和面心上，与Zn原子距离最近的Zn原子有12个，故答案为：12； ②一个晶胞中Zn原子的个数=8×+6×=4，S原子的个数=4，二者的个数比为1：1，所以该化合物的化学式为ZnS，故答案为：ZnS； ③= =g/cm3，故答案为：。 【点睛】确定SO42-的空间构型，可用价层电子对互斥理论： SO42-的中心原子是S原子，S原子的价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数； σ键电子对数=与中心原子结合的原子数=4； 中心原子上的孤电子对数=(a－xb)； 其中a为中心原子的价电子数，S原子有6个价电子，SO42-带2个单位负电荷，因此a=6+2=8；x为与中心原子结合的原子数，此处为4；b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，与S原子结合的为O原子，O原子最多能接受的电子数=8－6=2；所以中心原子上的孤电子对数=×(8－4×2)=0； S原子的价层电子对数=4+0=4，VSEPR模型为正四面体形，没有孤电子对，SO42-的空间构型即为正四面体形。 6．(1)BC (2) 8 > (3) N与电负性接近，极性较小，与苯更接近，根据相似相溶原理，在苯中溶解度更好，此外，NCl3不能与水形成氢键，难以破坏水分子间的强氢键作用，因此难溶于水 【详解】（1）A．N、O、F失去电子后价电子分别为2s22p2、2s22p3、2s22p4，此时O的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，第二电离能，A错误； B．把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，因而空间运动状态个数等于轨道数；氯为17号元素，其原子有9种空间运动状态的电子，B正确； C．、中心原子均为sp3杂化、均存在1对孤电子对，氮电负性大于磷，成键电子对之间距离更近、斥力更大，则键角更大，故键角，C正确； D．N原子最外层无d轨道，不能发生sp3d杂化，故无，D错误； 故选BC； （2） 由投影结合、所带电荷可知，晶胞为：晶胞中距离最近的在上下层各4个，共8个； N的电负性略小于氯，NH3是比Cl⁻更强的配体，给出电子对的能力更强，则对于给出电子对的能力>。 （3）也可与乙醇发生类似的醇解，以反应，则中3个Cl均与乙醇中羟基氢反应生成3个HCl，同时生成，反应为：； 是极性分子，但其易溶于苯难溶于水，原因为：N与电负性接近，极性较小，与苯更接近，根据相似相溶原理，在苯中溶解度更好，此外，NCl3不能与水形成氢键，难以破坏水分子间的强氢键作用，因此难溶于水。 7．(1) p (2) 2 哑铃 (3) < > (4)> (5) 第四周期第ⅠB族 12 【详解】（1）N为7号元素，基态N原子的价层电子排布式为，N位于元素周期表的p区； （2）O为8号元素，基态O原子核外电子排布为1s22s22p4，基态O原子的核外有2个未成对电子，占据最高能级的原子轨道的形状是哑铃形。 （3）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；电负性：N<O，同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈增大趋势，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能大小：N>O； （4）氨分子、水分子中中心原子均为sp3杂化，孤电子对数分别为1、2，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，故键角：>； （5）①铜为29号元素，在周期表中的位置为第四周期第ⅠB族； ②由晶胞结构可知，每个顶点的Ni周围等距且紧邻的Cu在面心处，有12个； ③根据“均摊法”，晶胞中含个Ni、个Cu，则晶体密度为。 8．(1)(2)AC(3) 是 有元素化合价升降 (4)A (5) A 6NA (6)B (7) 【详解】（1） 氮气的结构式为，其电子式为； （2）Li2CN2是离子化合物，含有离子键；中含有C=N极性共价键，所以Li2CN2中含有离子键和极性共价键，故选AC； （3）反应中，→中的氢元素由-1价升高到0价，→中的碳元素由0价升高到+4价，→中的氮元素由0价降低到-3价，有元素化合价的升降，属于氧化还原反应； （4）的中心原子为碳原子，价层电子对=，所以其价层电子对数为2，故选A ； （5）是直线形分子，C为sp杂化，与CO2是等电子体，结构相似，C与两个N形成双键，无孤对电子，结构为直线形，C原子为sp杂化，故选A； 该反应中氮元素化合价由0价降低到-3价，C元素化合价由0价升高到+4价，H元素化合价由-1价升高到0价，转移电子数为6个，若有1 mol氢气生成，则转移电子数为6NA，在标准状况下，该反应生成22.4 L氢气，氢气的物质的量为1 mol，所以转移电子数为6NA； （6）根据所给的晶胞图，可知8个位于侧面的四个面上，用均摊法可算出的个数为个，故选B； （7）分析可以知道该晶胞中有2个，该晶胞的体积为，由密度公式= 。 9．(1) sp3 (2) (3) (4) A2BX4 “高温相”具有良好的离子导电性与大量的四面体空位有关，四面体空位为正离子的流动提供了运动通道 (5) NaN5 离子晶体 【详解】（1） 双聚分子中存在四元环结构，则结构中存在配位键，双聚FeCl3分子的结构式：；每个Fe存在4个σ键，因此Fe的杂化类型为sp3。 （2） 由含有硼、氧相间的六元环的结构(环上含有6个原子)，硼原子采取sp2杂化可知，的结构式为。 （3） 资料显示熔沸点较低，硬度小，说明是一种分子晶体，分子间作用力较弱，其中的每一个原子都符合八电子稳定，则的结构式可表示为。 （4）①由低温相晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、棱上、面上和体心X—的个数为8×+10×+4×+1=8，位于体内的、的个数分别为4、2，则无机固体电解质的化学式为A2BX4。 ②由晶胞结构可知，“高温相”晶胞中含有大量的四面体空位，四面体空位为正离子的流动提供了运动通道，所以“高温相”具有良好的离子导电性。 （5）Na位于顶点及体心，则Na的个数为2，五元N环位于面心，个数为2，则化学式为NaN5，二元金属富氮化合物由Na+与组成，为离子晶体。 10．(1) 4 (2)＜ (3) ＞ 4NA或4×6.02×1023 共价 CaO和MgO均为离子晶体，且Ca2+半径比Mg2+的大， CaO的晶格能比MgO的小 【详解】（1） CaC2为离子化合物即由Ca2+和构成的，的结构与N2类似，故CaC2电子式为：，CaC2晶体的晶胞结构如题图所示，由于哑铃型的存在使晶胞沿一个方向拉长，CaC2晶体中一个Ca2+周围距离最近且相等的的数目为4，即以体心上的Ca2+为例，其前后左右的4个。 （2）已知非金属的非金属性与其简单气态氢化物的热稳定性一致，由于P的非金属性强于As，故热稳定性：AsH3＜PH3。 （3）①根据同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势，ⅡA与ⅤA反常，故Mg和Al的第一电离能：I1(Mg)＞I1(Al)。 ②已知SiO2晶体中每个Si与周围4个O形成Si-O键，而每个O与周围的2个Si形成Si-O键，故1mol SiO2晶体中含有Si-O共价键的数目为4NA或4×6.02×1023；属于共价晶体。 ③已知CaO和MgO均为离子晶体，且Ca2+半径比Mg2+的大， CaO的晶格能比MgO的小，导致CaO晶体的熔点比MgO晶体低。 二、能力提高题 1．(1) 3 1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 (2) N＞O>C sp3杂化 (3) 1:2 (4) 4 (，，) 【详解】（1）Co的基态原子价电子排布式为3p74s2，未成对电子数为3个；Cu2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9； （2）同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序为N>O>C；N原子的价层电子对数为4，则其为sp3杂化； （3） N2的结构式为，则键和π键数目之比为1：2；二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2、孤对电子对数为0，分子的空间构型为直线形，等电子体具有相同的空间构型，则一氧化二氮的空间构型为直线形，电子式为； （4）①由晶胞结构可知，晶胞中每个氮原子周围与其最近且等距离的硼原子形成正四面体结构，则每个氮原子周围与其最近且等距离的硼原子数目为4； ②由晶胞结构可知，晶胞中硼原子位于顶点和面心，B原子的坐标参数分别有：B (0，0，0)；B(，0，)；B(，，0)等，距离三个硼原子最近且等距离的氮原子位于体对角线的处，其坐标为(，，)。 1．(1)第五周期第ⅣB族 (2) H2O>NH3>CH4 氧原子电负性最大，成键时不易给出孤对电子 高压氧舱增大氧气的浓度，使平衡逆向移动，释放出CO，可用于治疗CO中毒 (3) TiSrO3 【详解】（1）Zr原子序数为40，价电子排布为：4d25s2，电子层数为5，则Zr位于第五周期，外围有4个电子，则位于第ⅣB族，所以它在周期表中的位置为第五周期第ⅣB族； （2）①C、N、O三种元素的简单氢化物分别为CH4、NH3、H2O，NH3和H2O分子间有氢键，其沸点高于CH4，水分子间的氢键比NH3分子间的氢键强，所以水的沸点高于NH3，所以C、N、O三种元素简单氢化物的沸点由大到小的顺序为H2O＞NH3＞CH4； ②O电负性比N和C大，成键时不易给出孤对电子，不易和Fe2+配位； ③高压氧舱增大氧气的浓度，使平衡逆移，释放出CO，可用于治疗CO中毒； （3）①在该晶胞中，O位于立方体的棱心，所以该晶胞含有=3个O，Ti原子位于顶点，则含有1个Ti，Sr位于体心，则含有1个Sr，该复合型物质的化学式为TiSrO3； ②该晶胞的质量为g，晶体密度为ρg/cm3，所以晶胞的体积为cm3，晶胞的边长为cm。 3．(1) 第四周期第IVB族 (2)分子晶体 (3) 化合物乙能形成分子间氢键 N>O>C (4)[或] (5) 6 【分析】钙钛矿硫酸酸溶后得到硫酸氧钛溶液，加水过滤后得到，经过焙烧后得到二氧化钛，经高温还原后得到四氯化钛，再经过还原得到金属钛。 【详解】（1） 钛为22号元素，其在元素周期表中的位置为第四周期第IVB族；则基态钛原子的价电子轨道表示式为；故答案为：第四周期第IVB族；； （2）由于在通常情况下是无色液体，熔、沸点较低，说明其组成微粒间的作用力很微弱，属于范德华力，故属于分子晶体；故答案为：分子晶体； （3）由于化合物乙中存在-NH2，则化合物乙分子间能形成氢键，故其沸点明显高于化合物甲；化合物乙中的C、N、O三种原子都有4个价层电子对，则都是采取杂化，同周期元素原子的第一电离能从左往右呈增大的趋势，但由于N原子的2p能级处于半充满状态，结构稳定，其第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大，故第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞C；故答案为：化合物乙能形成分子间氢键；N＞O＞C； （4）由硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合结构图，可知该阳离子中Ti与O的原子数之比为1:1，Ti为+4价，O为-2价，故该离子的化学式为[或]，故答案为：[或] （5）由钙钛矿晶体的结构，可知钛离子位于立方晶胞的顶角，被6个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心，被12个氧离子包围，晶胞中的12个边长上各有一个氧离子，根据均摊法，可知每一个晶胞中1个钙离子、个钛离子和个氧离子，故该钙钛矿晶体的化学式为；故答案为：6；； 4．(1)4s24p4(2)A(3)物理 (4) 105° S的杂化类型为sp3杂化，孤电子对数为2且孤电子对有较大的排斥力 (5) 4 2 【详解】（1）基态34Se原子的价层电子排布式为4s24p4； （2）A．非金属性越强，电负性越大，所以电负性：C＜N＜O，A错误； B．已知Cd与Zn同族，则Cd位于IIB族，B正确； C．图1中双键碳和环上的碳均为sp2杂化，C正确； D．根据结构简式可知，图1中Ru2+的配位数为6，D正确； 故选A； （3）量子点可以在特定波长的激光照射下发出不同颜色的光，该现象属于物理变化，没有新物质生成； （4）Se和S位于同主族，S8为八元环状结构，价层电子数为，杂化类型为sp3杂化，孤电子对数为2且孤电子对有较大排斥力大，所以S-S-S的键角最接近105°； （5）根据晶胞图可知，每个Cd连了4个Se，4个Se距离Cd相等，所以CdSe晶体中，离Cd原子距离最近且相等的Se原子有4个，Cd在面心和内部，均摊为，根据化学式可知，每个晶胞中含有2个Se。 5．(1) 共价键 正四面体 (2) 【详解】（1）金刚石是共价晶体，氮化镓与金刚石具有相似的晶体结构，氮化镓中氮原子与镓原子之间以共价键相结合。由晶胞结构可知，一个镓原子周围所有距离最近且相等的N原子有4个，4个N原子形成正四面体，Ga处于正四面体中心。 （2）由题干晶胞示意图可知，一个晶胞中Ga数目=8×+6×=4，N原子数目为4，相当于有4个“GaN”，故晶胞质量=4×g，则晶胞密度=4×g÷(a×10-10cm)3= g•cm-3。 22．(1) 平面三角形 (2) 非极性 的相对分子质量小于 (3) 4 4 共价键 【详解】（1）AlBr3分子的中心原子Al价层电子数为3，采取sp2的杂化方式，空间结构为平面三角形； （2）AlBr3分子空间上为平面三角形，是非极性分子，AlBr3与AlI3均为同种类型的分子晶体，而分子晶体相对分子质量越小熔点越低，AlBr3的相对分子质量小于AlI3，故熔点低； （3）①由晶胞结构可知，AlN晶胞中含有4个Al，每个Al周围距离最近的N有4个，故其配位数为4；②AlN是共价化合物，熔融AlN晶体，需要破坏的作用力是共价键；③AlN晶胞的质量为，晶胞的密度为，晶胞的体积为，其晶胞参数为。 6．(1) (2) (3) 五 ⅤA (4) (5) (6) (7) 【详解】（1）由配合物Ⅰ结构的结构可知，与V成配位键的原子分别为、、、苯环上的，因此四种配位原子为：； （2）配合物Ⅱ配位原子为。同周期第一电离能；位于第二周期，第三周期，电子层数越多第一电离能越小，故。因此最大的配位原子是； （3）P位于第三周期ⅤA族，Sb与P同主族，Sb核外电子层为5层，故位于元素周期表第五周期第ⅤA族； （4）观察晶胞结构可知，该化合物的化学式即为微粒的化学式； （5）Cr为24号元素，洪特规则特例，电子排布式为，价电子包含3d、4s轨道，因此价层电子排布式为； （6）中N的价层电子对数为，因此N原子的杂化类型； （7）与按物质的量之比发生化合反应生成A，A由2种微粒构成，其中之一是(相当于一个脱去了一个)，则每2个结合了1个，各元素的化合价均不变化，所以生成的阴离子的结构式可表示为。 三、全面提升题 1．(1)ds (2)A (3) 23 [M(NH3)5Cl]Cl2·H2O F的电负性大于O，O-F键的键矩方向由O指向F，而O原子上的两对孤电子对的偶极矩方向与键矩方向相反，两者部分抵消，导致分子极性很小 (4) (5)sp杂化 (6)O (7) (,,) 【详解】（1）铜是29号元素，核外电子排布为，属于IB族，位于元素周期表ds区； （2）A为基态氮原子失去一个电子后的，其再失去一个电子所需能量为氮的第二电离能，大于第一电离能，B是基态N原子，失去一个2p电子需要克服第一电离能，C是N的激发态，失去3s电子所需能量最小，因此，A需要的能量最大，答案选A； （3）①中，5个内部含个键，1个内部含2个键，中心离子与6个配体形成6个配位键，总键共； ②和反应生成，说明一个T的外界有2个，加碱加热不产生氨气，说明所有都在内界做配体，配位数为6，因此内界还有1个做配体，作为结晶水，化学式为； ③从电负性和孤对电子角度看，F的电负性大于O，O-F键的键矩方向由O指向F，而O原子上的两对孤电子对的偶极矩方向与键矩方向相反，两者部分抵消，导致分子极性很小； （4）Fe原子价电子排布为，由Fe失去和1个电子得到，价层电子排布为，五个3d轨道各填充一个自旋平行的电子，故的价层电子轨道表示式为； （5）中中心N的价层电子对数为22，无孤对电子，因此N为杂化； （6）根据题目信息，中的配位数为6，配体为，碳氮键键长均相等，若N原子参与配位，由于配位作用会使参与配位的C-N键键长发生改变，导致分子内C-N键长不相等，说明配位原子为O，O原子位于C=O双键中，可提供孤对电子与形成配位键； （7）该晶胞中位于顶点和面心，位于晶胞内四面体空隙，结合1号原子坐标，可得2号分数坐标为，晶胞中含4个，晶胞质量，晶胞体积，密度。 2．(1) 3 哑铃形 (2) 分子晶体 (3)c (4) 配位键、氢键 【详解】（1）S是第16号元素，核外电子排布：，基态S的2p电子云有3种不同的伸展方向；基态S中能量最高的电子占据3p能级的原子轨道，电子云轮廓图为哑铃形； （2）、、均为非极性分子，是极性分子，根据相似相溶原理，可知在中的溶解度最小；的晶体类型为分子晶体； （3）中心S原子无孤电子对，不能形成配位键，O原子和端基S原子都有孤电子对，但O的电负性大于S，故中的端基S原子最易与配位，故选c； （4）六水合硫代硫酸镁晶体中微粒间的作用力有离子键(阴阳离子之间)、极性共价键(水分子内，硫氧原子之间)、配位键(水是配体)和氢键(水分子之间)；结合化学式，该晶胞位于顶角、棱上、上下面心及体心，数目为4个，据化学式可知晶胞中有4个，又，晶胞体积为，得。 3．(1) 7 (2) (3) (4) (5) 【详解】（1）基态氮原子的价层电子排布图为，基态原子核外有7个电子，每个电子的运动状态都不同，因此核外电子的运动状态有7种； （2）、、结构相似，均为分子晶体，随着相对分子质量的增大，分子间作用力增大，但是存在分子间氢键，因此沸点由高到低的顺序为； （3）①根据a、b两点的坐标可知，晶胞边长为1，c位于左面面心，坐标为； ②根据“均摊法”可知，晶体乙中，Mn的个数为，Ga的个数为，As的个数为4，所以Mn、Ga、As的原子个数比为； ③As与Ga的最短距离为体对角线长度的，故最短距离为； （4）该晶体中Fe个数为，Li个数为4，As个数为4，因此化学式为LiFeAs。A、B两原子之间的距离为面对角线长度的一半，晶胞边长为a nm，则AB间距离为； （5）根据“均摊法”可知，晶胞中Ga个数为4，N个数为4，Ga与N之间的最短距离为体对角线长度的，则晶胞的边长为，则晶胞的密度为。 4．(1) (2)Au在锻压或捶打时，原子产生滑动，但是由于自由电子的存在，金属键并未破坏，因此Au虽然产生形变，但没有断裂 (3) (4) 氢键、配位键 中参与配位的水分子中氧原子的孤电子对数目减少，与成键电子对的相互排斥作用减弱，从而使键角增大 【详解】（1） 基态铜原子的价电子排布式为3d104s1，3d轨道有5个轨道，每个轨道最多容纳2个电子；4s轨道有1个轨道，最多容纳2个电子，所以基态铜原子的价层电子轨道表示式为； （2）金属晶体中，金属阳离子和自由电子之间存在较强的金属键，当金受到外力时，原子能够相对滑动，自由电子迅速重新分布，使得金属键稳定而没有发生断裂，从而表现出良好的延展性； （3）AgCl、AgBr、AgI三种物质中随着卤素原子半径的增大，Ag和卤素原子之间的电负性差值减小，共价键的成分逐渐增加，因此AgI中Ag和I的共价键含量最高；在中，Ag与CN-之间形成配位键，每个CN-内部C原子与N原子之间存在三键，其中1个是键，2个键，则2个CN-有2个键，4个键，Ag与CN-之间形成2个键，所以中键的数目为2+2=4，键数目为4，因此键与键的数目之比为； （4）①晶体中，5个水分子的存在形式不同，其中四个水分子与铜离子以配位键结合形成，另一个水分子通过氢键与硫酸根离子、配位水分子结合，反应①的实质是失去两个水分子，失去的两个水分子分别是以氢键结合的结晶水分子（破坏氢键）和与铜离子配位的水分子（破坏配位键）；②自由水分子中，氧原子采用sp3杂化，分子成“V”型，键角约为104.5°，中参与配位的水分子中氧原子的一对孤对电子与Cu2+形成配位键，使得氧原子上孤电子对成键电子对的排斥作用减弱，键角增大。 5．(1) (2)在外加电场作用下，自由电子在金属内部可发生定向移动 (3)Si原子半径大，原子间形成的键较长，轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成键 (4)平面四边形 (5) (或) ADE 铜 过渡金属Cu原子上有较多的空轨道，易接纳N原子的孤电子对形成配位键 (6)(或) 【详解】（1）基态Ni原子核电荷数为28，价层电子排布为，对应轨道表示式； （2）金属晶体的构成微粒为金属阳离子和自由电子，自由电子可在晶体内部自由移动，在外加电场作用下自由电子发生定向移动，因此金属晶体可以导电； （3）Si与C同主族，Si原子核外电子层数更多，原子半径大于C原子，Si原子间形成σ键时，原子间距更大，σ键键长更长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成稳定的π键，因此Si原子之间难以形成双键或三键； （4）CCl4、CS2均为非极性分子，根据相似相溶规律，CrO2Cl2能与二者互溶，说明CrO2Cl2为非极性分子。若CrO2Cl2为四面体结构，分子正负电中心不重合，属于极性分子，与推导结论矛盾，因此CrO2Cl2的空间结构为平面四边形； （5）①1 mol K4[Fe(CN)6]中，每个CN-内部存在1个σ键，共6 mol σ键，Fe2+与CN-之间形成6个配位键，配位键也属于σ键，因此总共含σ键的物质的量为12 mol，数目为，即； ②A．该配合物为离子晶体，不存在金属键，A符合题意； B．K+与配离子之间存在离子键，B不符合题意； C．Fe2+与CN-之间存在配位键，C不符合题意； D．配合物中不存在与O、F、N等电负性大的原子相连的氢原子，不存在氢键，D符合题意； E．该物质为离子晶体，不存在范德华力，E符合题意； 故选ADE； ③过渡金属Cu原子存在较多空轨道，更易接纳乙二胺中N原子提供的孤电子对形成配位键，因此乙二胺与铜形成的配合物更稳定； （6）首先用均摊法计算晶胞内微粒数目：Fe原子位于晶胞顶点和面心，因此晶胞内Fe原子数目为；N原子位于晶胞体心，晶胞内N原子数目为1，晶胞对应化学式为Fe4N； 最近的铁原子之间的距离为面对角线的一半，设晶胞边长为x，则 pm，解得 pm，换算为厘米单位为 cm；晶胞密度公式为，其中晶胞质量 g，晶胞体积 cm³，代入公式变形得。 6．(1)有机溶剂通过分子间作用力结合，而离子液体通过阴、阳离子作用形成离子键，离子键的作用力大于分子间作用力，故离子液体相对难挥发 (2) 氮原子上连H原子可以形成分子间氢键，导致离子聚沉而不易以单个形式存在 (3) 4 【详解】（1）有机溶剂通过分子间作用力结合，离子液体是离子化合物，粒子间作用力为较强的离子键，远大于分子晶体中分子间的范德华力，因此更难挥发； （2）①题干说明环上所有原子共面，N原子形成3个σ键，剩余p轨道电子参与形成大π键，因此杂化方式为； ②该阳离子咪唑环上共5个原子（2个N、3个C）共面参与形成大π键，总共提供6个离域π电子，因此大π键表示为； ③ N上连接H后，H可以和另一个阳离子的N形成分子间氢键，导致阳离子聚沉，不能单个存在，因此不能替换； （3）① 该Al原子骨架为金刚石型结构，金刚石中每个原子的配位数（最近的同种原子数目）为4； ② 根据坐标系和已知坐标规律，原子3在x方向分数为，y方向为，z方向为，因此分数坐标为； ③该晶胞中Al原子总数为，因此晶胞中含8个，晶胞总质量，晶胞体积，密度。 四、综合应用题 1．(1) 防止、水解生成氢氧化物沉淀；有利于促进复合金属氧化物凝胶形成，后期焙烧时获得疏松多孔的结构 相同负载量，生成NiO的量远大于，NiO在催化剂表面分散度差，更易发生颗粒团聚 (2) 高温 镍物种在高温下更易失活，导致活性位点减少；NiO高温下易聚集团簇，覆盖Fe-Ni双活性位点 【详解】（1）①将、用水溶解，加柠檬酸，防止、水解生成氢氧化物沉淀，有利于促进复合金属氧化物凝胶形成，后期焙烧时获得疏松多孔的结构。 ②的晶胞由4个A型和4个B型小立方体组成。根据均摊原则，A中Mg原子数 、含O原子数为4，B中含Mg原子数为、O原子数4、Fe原子数为4，所以晶胞中含有8个Mg、32个O、16个Fe，则的化学式为。 ③煅烧时发生分解反应生成、和，根据得失电子守恒，反应的化学方程式。 ④相同负载量下，生成NiO的量远大于，NiO在催化剂表面分散度差，更易发生颗粒团聚，所以NiO颗粒尺寸大于。 （2）①氨分解反应、，根据自发，可知该反应高温条件下自发进行。 ②镍物种在高温下更易失活，导致活性位点减少；NiO高温下易聚集团簇，覆盖Fe-Ni双活性位点，所以后催化活性低于。 2．(1)3d7 (2)O与S同主族，S的电子层数多于O，O的原子半径小于S，H-O键的键长小于H-S键，H-O键能强于H-S键能，断裂H-O键需要的能量高 (3)Na2S为离子晶体，固态H2S为分子晶体，前者的离子键强度大于后者的分子间作用力，故Na2S的熔点高于H2S (4) 4 (5) 放电生成的S将阳极完全覆盖，且S不导电，阻碍了反应的进行 【详解】（1）钴元素的原子序数为27，基态亚钴离子的价层电子排布式为。 （2）共价键的强弱与键长有关，键长越短，共价键越强，同主族元素，从上到下原子半径依次增大，O与S同主族，氧原子的原子半径小于硫原子，H-O键的键长小于H-S键，H-O键强于H-S键，破坏共价键需要的能量高，所以硫化氢分解制氢气需要的能量低于水分解制氢气需要的能量。 （3）硫化钠是离子晶体，固态硫化氢是分子晶体，前者的离子键强度大于后者的分子间作用力，离子晶体的熔点高于分子晶体，所以硫化钠的熔点高于硫化氢。 （4）①由晶胞结构可知，晶胞中镉离子位于硫离子形成的四面体空隙中，则与镉离子距离最近的硫离子个数为4，镉离子的配位数为4，由化学式可知，硫离子的配位数也为4，所以与硫离子距离最近的镉离子个数为4； ②由晶胞结构可知，晶胞中位于体内的镉离子个数为4，位于顶点和面心的硫离子个数为，一个晶胞中含4个CdS，质量为，体积为，则该晶体的密度为。 （5）①由题意可知，阳极上发生的反应为碱性条件下硫离子被氧化为硫，电极反应式为，阴极发生水的还原反应生成氢气，电极反应式为，因此电解过程的总反应为； ②根据电极反应式可知，放电生成的硫会附着在石墨电极上，且S不导电，阻碍了反应的进行，所以电解一段时间后反应会停止。 3．(1) 3d9 (2)A (3) 增大 乙二胺分子中氮原子的孤电子对与金属离子形成配位键后，孤电子对转变为成键电子对，原孤电子对对N-H成键电子对的排斥作用减弱。 Cu2+ (4) 共价键、范德华力 B (5) 2 (0.75, 0.25, 0.25) 【详解】（1）Cu是29号元素，基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，失去两个电子形成Cu2+时，先失去最外层的4s电子，再失去一个 3d 电子，故价电子排布式为3d9；向[Cu(OH)4]2-中加入浓氨水，由于NH3的配位能力强于OH-，会发生配体交换反应，生成更稳定的四氨合铜络离子 [Cu(NH3)4]2+，方程式为：， （2）首先判断各选项的微粒，A只有11个核外电子，是基态Mg+离子；B.有12个电子，是基态Mg原子；C有13个电子，不是Mg原子；D有11个电子，是激发态的Mg+离子；从带有正电荷的阳离子（Mg+）上剥离电子（即第二电离能），需要克服极大的静电引力，其所需能量远大于从中性原子上剥离电子（第一电离能 ），而基态微粒比激发态微粒更稳定，电离所需能量也更大，因此所需能量最大的是 A。 （3）游离的乙二胺分子中，氮原子上有一对孤电子对。根据价层电子对互斥理论（VSEPR），孤电子对的斥力很大，会把 H-N-H键角“往下压”，当它与金属离子配位后，这对孤电子对进入金属的空轨道，变成了成键电子对，因为孤电子对间的排斥 > 孤电子对与成键电子对的排斥 > 成键电子对间的排斥，随着孤电子对变成成键电子对，排斥力减小，被压缩的键角就会自然增大恢复；相比于s区的Mg2+，Cu2+是过渡金属离子，具有更多的空轨道（且存在晶体场稳定化能），能更强烈地接受配体的电子对，形成的配位键更牢固，故Cu2+形成的化合物稳定性相对较高。 （4）TiCl4熔点极低（-25°C），常温下为液体，具有典型的分子晶体特征。在“过渡型晶体”（偏向分子晶体）内部，同时存在分子内的共价键以及分子间的范德华力。要测定或确证晶体内部的空间结构（如是否含层状结构、原子的空间排布），最标准、最权威的现代分析仪器方法就是 晶体X射线衍射，即答案为B。 （5）①根据金刚石的晶胞结构，四面体相互共用顶点替换立方金刚石结构中的碳原子，故晶胞中Cu4原子数为8个，结构内部有4个Mg原子，棱上有12个，体心有1个，则镁的个数为。我们可以把图中结构换成下图，从图中可知，1个Cu属于两个Cu4四面体，故Cu的个数为：个，因此Mg:Cu = 8:16= 1:2，x=2。 ②题目已给出左上前方 A 球的坐标为(0.25, 0.25, 0.75)。利用对称性和类金刚石内部孔隙的分布规律（4个内部原子的坐标呈正四面体分布），这四个位置坐标分别为：左上前方 A：(0.25, 0.25, 0.75)；右上后方 B：(0.75, 0.75, 0.75)；右下前方 C：(0.75, 0.25, 0.25)，结合图像，C 球位于右侧（x较大）、前方（y较小）、下半部（z较小），完全吻合坐标 (0.75, 0.25, 0.25)。 ③反应生成仅含一种金属的氢化物。假设为MgH2，氢的质量分数为，与题意完美吻合。配平后得化学方程式：。 4．(1)BC (2) [TiF6]2- Li2TiF6含有较大的复杂阴离子 [TiF6]2-，体积大、电荷分散，与Li+之间的静电作用较弱，晶格能较小，故熔点较低，因此，熔点：LiF > Li2TiF6 (3) 过滤 将AgBr完全转化为溶于水而除去，提高产品Ag的纯度 步骤1中有HBr生成，Na2S2O3在酸性条件下不稳定易分解，造成损失 【详解】（1）A．基态Br原子的核外电子排布式为[Ar] 3d104s24p3，A错误； B．离子键成分百分数与电负性差正相关，Li和F电负性差小于Na和F，因此LiF中离子键成分百分数小于NaF， B正确； C．OF2中心原子价层电子对数为，含2对孤电子对，VSEPR模型为四面体，空间构型为V形，C正确； D．HF分子间氢键数目少于H2O，沸点低于H2O，但HF单个氢键的键能大于H2O，D错误； 故选BC； （2）①配离子是由中心离子和配位原子构成的，由图可知，该晶胞中Ti周围有6个F，其中钛为+4价，氟为-1价，则配离子是：[TiF6]2-； ②该物质(Li2TiF6)与LiF都是离子晶体，熔点大小取决于离子键，Li2TiF6含有较大的复杂阴离子 [TiF6]2-，体积大、电荷分散，与Li+之间的静电作用较弱，离子键较小，故熔点较低，因此，熔点：LiF > Li2TiF6； （3）①根据题意NH2OH可发生类似氨气的电离，电离方程式为，则其水溶液中主要存在的阳离子NH3OH+，结构式为； ②无毒无害的气体单质是氮气，该反应中AgBr是氧化剂，NH2OH是还原剂，则方程式为：； ③根据流程可知，操作1、操作2都是分离固体和液体，则操作1、操作2均为过滤；根据题意可与结合生成稳定的，则步骤2中，加入稍过量的Na2S2O3溶液的目的是：将AgBr完全转化为溶于水而除去，提高产品Ag的纯度；结合②可知，操作1会生成HBr，且HBr可以和Na2S2O3反应，则若省去操作1，直接加入Na2S2O3溶液，步骤1中生成HBr使Na2S2O3在酸性条件下不稳定而分解，造成损失。 5．(1)ABC (2) 24 (3) 3 (4) 、 < (5)B 【详解】（1） 物质中，阴离子和阳离子之间存在离子键，阴离子中如B-F为共价键，B有空轨道，O提供孤电子对，存在配位键，氢键不属于化学键，故选ABC； （2）Ca位于晶胞体心，由6个B原子组成的正八面体结构位于立方体的顶点，每个体心Ca原子与周围8个顶点上的3个B原子距离最近，因此距离Ca最近的B共个；晶胞中Ca原子个数为1，B原子个数为，因此Ca与B个数比为1：6； （3）Cr为24号元素，基态原子价电子排布式为，未成对电子数为6，基态Co的价电子排布式为，未成对电子数为3，因此基态Cr原子中未成对电子数比基态Co原子多3个； （4）M中，苯环、双键上的碳原子为杂化，烷基中饱和碳原子为杂化，因此C杂化方式为、； M中①处N存在1对孤电子对，Q中②处N的孤电子对与Co形成配位键，孤电子对的斥力大于成键电子对，因此M中①处键角更小； （5）A．若Pt为杂化，则为四面体结构，不存在两种异构体，实际Pt为平面正方形结构，A错误； B．顺铂是极性分子，反铂结构对称，为非极性分子，苯为非极性溶剂，根据相似相溶，顺铂在苯中溶解度小于反铂，B正确； C．的配体为2个和两个，配位数为4，C错误； D．配体是和，不是Cl原子，D错误； 故选B。 6．(1)洪特规则 (2)2 (3)6 (4) < 形成配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂 (5) < N的电负性比O小，所以N原子上的孤对电子更容易给出，形成更强的配位键 (6) (7) 【分析】由X元素的周期序数与核外电子数相等可知，X只能是第一周期的氢（H）（原子序数为1，周期数为1）；根据Y的某种单质是自然界中最硬的物质，可以确定Y是碳（C）（金刚石）；对于Z，其核外p电子数比s电子数少1，且原子序数大于碳，符合这一电子排布特征（1s22s22p3，s电子4个，p电子3个）的是氮（N）；R与X（氢）能形成常见的两种液体（即水 和过氧化氢 ），故R为氧（O）；Q为前四周期元素中未成对电子数最多的元素，其价电子排布为 ，拥有6个未成对电子，Q是铬（Cr）；W位于周期表的第11纵列（即IB族），且原子序数大于铬，W为铜（Cu）。综上所述，，，，，，。 【详解】（1）洪特规则指出，基态原子中，填入简并轨道的电子总是先分占不同轨道，且自旋方向相同。该轨道表示式中2p轨道的电子单独分占，但不同轨道自旋不同，故违背了洪特规则。 （2）Z为N，Z位于第二周期，同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势，且N的 2p 轨道半充满，第一电离能大于 O，故第二周期第一电离能：，第一电离能比N大的元素为F、Ne，共2种。 （3）Q为Cr，基态Cr原子价电子排布式为，价电子共占据个轨道，每个轨道对应一种空间运动状态，因此有6种不同的空间运动状态。 （4）因为形成配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂，故游离给出能力弱于配位后的。 （5）因为N的电负性比O小，所以N原子上的孤对电子更容易给出，形成更强的配位键，故配位键稳定性大于 的配位键。 （6）根据的结构图可知，甲基和亚甲基上的碳原子的杂化方式为sp3，环上的碳原子的杂化方式为sp2；五元环中存在大π键，参与形成大π键的原子总数为5个，每个氮原子提供2个电子，每个碳原子提供1个电子，失去一个电子后，共有6个电子形成大π键，因此大π键表示为​。 （7）①体对角线投影为正六边形，1个铜原子位于中心，另外三个铜原子在以中心铜原子为中心的正三角形的三个顶点上，故W（Cu）在中的位置为。 ②最近的距离为，该距离等于晶胞体对角线的，即，L=pm，晶胞边长为；根据均摊法，1个晶胞含Cu：4个，含O：8×+1=2个，晶胞总质量，密度。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二化学《晶体结构与性质》阶梯型训练题 温馨提示： 本题循序渐进设计，包括基础题、能力提升题、全面提升题、综合应用题，请老师们选择使用，对期末学生复习非常有帮助。 一、基础题 1．由P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途，试回答下列问题： (1)基态Cl原子的核外电子排布式为________。P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为_______ (2)分子中中心原子的杂化轨道类型是___________，该分子的空间结构为___________。 (3)已知NiO的晶体结构如图1所示，若NiO晶胞中A的坐标为(0，0，0)，B的坐标为(1，1，0)，则C的坐标为___________。 (4)一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为作密置单层排列，填充其中(如图2所示)，已知的半径为am，则每平方米分散的该晶体的质量为___________g(用表示阿伏加德罗常数的值)。 2．黄铜矿()是炼铜的最主要矿物。火法冶炼黄铜矿的过程中，其中一步反应是。试回答下列问题： (1)的最外层电子的轨道表示式为_______，与两种物质中熔点较高的是___________，原因为________。 (2)离子化合物的晶胞结构如图1所示，该物质的电子式为___________，一个晶胞中平均含有______个π键。 (3)奥氏体是碳溶解在γ-Fe中形成的一种间隙固溶体，无磁性，其晶胞结构如图2所示，则该物质的化学式为___________，若该晶体密度为，则该晶胞中距离最近的两个碳原子间的距离为___________pm(设阿伏加德罗常数的值为，写出计算式即可)。 3．如图为几种晶体或晶胞的结构示意图。 请回答下列问题： (1)金刚石属于___________晶体，其中每个碳原子与___________个碳原子距离最近且相等；干冰属于___________晶体，每个分子与___________个分子紧邻。 (2)这些晶体中，微粒之间以共价键结合而形成的是___________。 (3)冰、金刚石、MgO、干冰四种晶体的熔点由高到低的顺序为___________。 (4)NaCl晶胞与MgO晶胞结构相同，NaCl晶体的熔点___________(填“大于”或“小于”)MgO晶体的熔点，原因是___________。 (5)每个铜晶胞中实际占有_____个铜原子，晶体中的半径与的半径关系为______。 4．微量元素硼和镁对植物的叶的生长和人体骨骼的健康有着十分重要的作用，其化合物也应用广泛。 (1)图甲表示多硼酸根的一种无限长的链式结构，其化学式可表示为___________。(以n表示硼原子的个数) (2)硼酸晶体是片层结构图乙表示的是其中一层的结构。每一层内存在的作用力有___________。 (3)三氯化硼的熔点比氯化镁的熔点低，原因是___________。 (4)镁单质晶体中原子的堆积模型如图，紧邻的四个镁原子的中心连线构成的正四面体的体积是，镁单质的密度为，已知阿伏加德罗常数的值为，则镁的摩尔质量的计算式是_____。 5．钛酸锌（ZnTiO3）是一种抗菌涂料，应用于人造骨骼等生物移植技术。回答下列问题： （1）基态Zn原子的电子占据能量最高的能层符号为_____________，与Zn同周期的所有副族元素的基态原子中，最外层电子数与Zn相同的元素有___________种 （2）钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物。则电负性C____B（选填“>或“<”）；第一电离能N>O，原因是__________________________________________。 （3）ZnTiO3与80%H2SO4反应可生成TiOSO4。 ①的空间构型为_____________，其中硫原子采用____________杂化。 ②与互为等电子体的分子的化学式为_________________（任写一种即可） （4）Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如图所示。 ①与Zn原子距离最近的Zn原子有___________个。 ②该化合物的化学式为_________________________________。 ③已知该晶体的晶胞参数为a×10-12m，阿伏加 德罗常数为NA。则该晶体的密度为__________________g/cm3（列式即可） 6．N和是两种电负性接近的元素，的电负性标度中N的电负性略小于氯，标度中则反之。 (1)下列说法正确的是_____。 A．第二电离能 B．氯原子有9种空间运动状态的电子 C．键角 D．由可稳定存在可推测键能更大，可稳定存在 (2)与均可作为配体进行配位，一晶胞沿x，y，z轴投影都为下图所示，则晶胞中距离最近的个数为_____，对于，给出电子对的能力_____。 (3)①可以与水发生水解生成与。也可与乙醇发生类似的醇解，试写出以的形式发生反应的化学方程式_____。 ②是极性分子，但其易溶于苯难溶于水，试分析原因_____。 7．请回答下列有关问题： (1)基态N原子的价层电子排布式为______，N位于元素周期表的______区。 (2)基态O原子的核外有______个未成对电子，占据最高能级的原子轨道的形状是______形。 (3)电负性：N______O，第一电离能：N______O(填“<”或“>”)。 (4)键角：______(填“<”或“>”)。 (5)白铜(铜镍合金)的晶胞为正方体，晶胞参数如图所示。 ①Cu在周期表中的位置为______。 ②每个Ni周围与它最近且相等距离的Cu有______个。 ③阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为______(用含a、字母表示)。 8．Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物，其合成反应为。 (1)写出N2的电子式______。 (2)Li2CN2含有的化学键是______。(不定项) A．极性共价键 B．非极性共价键 C．离子键 D．金属键 (3)判断上述反应是否属于氧化还原反应______。 A．是            B．否 判断依据是______。 (4)根据价层电子对互斥理论，可知中C的价层电子对数为______。 A．2 B．3 C．4 D．6 (5)已知与CO2是等电子体，中C原子的杂化类型为______。 A．sp            B．sp2            C．sp3 在标准状况下，该反应生成22.4 L氢气，转移的电子数目是______。 Li2CN2晶胞结构如下图所示。 已知：①a、b、c的单位是nm；②M(Li2CN2)=Mr g⋅mol-1，阿伏加德罗常数=NA mol-1 (6)晶胞中含有Li+的个数为______。 A．2 B．4 C．6 D．8 (7)该晶体的密度ρ=______g·cm-3(列出算式)。 9．完成下列问题。 (1)中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在，双聚分子中存在四元环结构。画出双聚分子的结构式___________其中Fe的杂化类型为___________。 (2)含有B、O相间的六元环的结构(环上含有6个原子)，B原子采取杂化，的结构式可表示为___________。 (3)资料显示熔沸点较低，硬度小，其中的每一个原子都符合八电子稳定，的结构式可表示为___________。 (4)某固体电解质由正离子、和负离子组成，该物质以上形成无序结构(高温相)，以下变为有序结构(低温相)，二者晶体晶胞结构如图所示： 说明：图中，○球为负离子；高温相中的●深色球为正离子或空位；低温相中的球为，●球为。 ①该固体电解质的化学式为___________。 ②“高温相”具有良好的离子导电性，其主要原因是___________。 (5)聚合氮材料是备受关注的高能量密度物质。某新型二元金属富氮化合物的晶胞如图所示，其化学式为___________，晶体类型是___________。 10．电石（主要成分，还含有、等杂质）是一种重要的无机化工原料，工业上的主要用途是生产乙炔气。 (1)为离子化合物，的结构与类似，电子式为______。晶体的晶胞结构如题图所示，由于哑铃型的存在使晶胞沿一个方向拉长。晶体中一个周围距离最近且相等的的数目为______。 (2)电石溶于水产生两种杂质气体和。热稳定性：______（填“”或”“<”）。 (3)电石使用会产生电石渣，电石渣主要含，还含少量、和等。 ①和的第一电离能：______（填“>”或“<”）。 ②晶体中含有共价键的数目为______；属于______晶体。 ③晶体的熔点比晶体低的原因是______。 二、能力提高题 1．已知硼、氮、钴、铜是几种重要的元素，请回答下列问题： (1)Co的基态原子中未成对电子数为_______个；Cu2+的电子排布式为_______。 (2)Cu的配合物A的结构如图，A中所含C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为______。其中氮原子的杂化方式是__________。 (3)配体氨基乙酸根（H2NCH2COO-）受热分解可产生CO2 和N2，N2中键和π键数目之比是______；N2O与CO2互为等电子体，结构相似，且N2O分子中O只与一个N相连，则N2O的电子式为______。 (4)立方氮化硼的晶胞结构与金刚石结构相似（如下图），是超硬材料。 ①晶胞中每个氮原子周围与其最近且等距离的硼原子有________个； ②结构化学上常用原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置，立方氮化硼的晶胞中，B原子的坐标参数分别有：B (0，0，0)；B(，0，)；B(，，0)等，则距离上述三个B原子最近且等距离的N原子的坐标参数为_________。 2．为解决汽车尾气达标排放，催化剂及其载体的选择和改良是关键。目前我国研制的稀土催化剂具有很好的催化转化效果，催化过程图如下。 (1)Zr原子序数为40，价电子排布为：4d25s2，它在周期表中的位置为_________。 (2)CO、NO均能够与血红蛋白(Hb)中Fe2+形成稳定的配合物使血红蛋白失去携氧能力，因而具有毒性。 已知：CO进入血液后有如下平衡：CO＋Hb·O2⇌O2+Hb·CO。 ①C、N、O三种元素，简单氢化物的沸点由大到小的顺序为_________(用氢化物化学式表示)。 ②在CO、NO结构中，C、N、O原子均含有孤电子对，与Fe2+配位时，配位原子均不是O原子，理由是：______。 ③高压氧舱可用于治疗CO中毒，结合平衡移动原理解释其原因：_________。 (3)为节省贵金属并降低成本，常用某些复合型物质作催化剂。一种复合型物质的晶胞结构如图所示。 ①该复合型物质的化学式为___________。 ②已知阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为ρg/cm3。其晶胞为立方体结构，则晶胞的边长为__________cm。（设NA为阿伏加德罗常数值，只要求列算式）。 3．钛被称为继铁、铝之后的“第三金属”，制备金属钛的一种流程如图。回答下列问题： (1)钛元素在元素周期表中的位置为___________；基态钛原子的价层电子轨道表示式为___________。 (2)已知在通常情况下是无色液体，熔点为-37℃，沸点为136℃，则的晶体类型是___________。 (3)纳米是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图1所示。化合物乙的沸点明显高于化合物甲的，主要原因是___________。化合物乙中采取杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为___________(填元素符号)。 (4)硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子(Ti的化合价为+4)，结构如图2所示。该阳离子的化学式为___________。 (5)钙钛矿晶体的结构如图3所示。钛离子位于立方晶胞的顶角，被___________个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心。钙钛矿晶体的化学式为___________。 4．2023年诺贝尔化学奖授予了三位研究量子点(尺寸为2~20nm)的科学家。图1是一种量子点的结构，图2是CdSe的一种晶胞图。 请回答： (1)基态34Se原子价层电子排布式为__________。 (2)下列说法不正确的是__________。 A．电负性：C<O<N B．已知Cd与Zn同族，则Cd位于IIB族 C．图1中碳原子均为sp²杂化 D．图1中Ru²⁺的配位数为6 (3)量子点可以在特定波长的激光照射下发出不同颜色的光，该现象属于__________变化(填“物理”或“化学”)。 (4)Se和S位于同主族，S8为八元环状结构，S-S-S的键角最接近__________(填“105°”或“120°”)，理由是__________。 (5)CdSe晶体中，离Cd原子距离最近且相等的Se原子有__________个，每个晶胞中含有__________个Se原子。 5．GaN是一种重要的半导体材料，其晶胞结构和金刚石类似，其晶胞结构如图。 (1)氮化镓中氮原子与镓原子之间以______键相结合，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为_______。 (2)GaN晶体的晶胞边长为apm，摩尔质量为 GaN晶体的密度为_____g·cm⁻³(只要求列算式，不必计算出结果， 22．铝的化合物在化工、医药、材料等方面应用广泛。回答下列问题： (1)分子中心原子的杂化方式为_______，其空间结构为_______。 (2)属于_______(填“极性”或“非极性”)分子，其熔点低于，原因是_______。 (3)(共价化合物，高熔、沸点)是良好的耐热冲击材料，其晶胞结构如图所示。 ①晶胞中含有_______个Al，其配位数为_______。 ②熔融晶体，需要破坏的作用力是_______。 ③若晶体的密度为，其晶胞参数为_______nm(设表示阿伏加德罗常数的值)。 6．我国科学家发现一种钒配合物I可以充当固氮反应的催化剂，反应过程中经历的中间体包括Ⅱ和Ⅲ。 (代表单键、双键或三键) 回答问题： (1)配合物I中，代表芳基，其中钒的配位原子有4种，它们是___________。 (2)配合物Ⅱ中，第一电离能最大的配位原子是___________。 (3)近年来，研究人员发现含钒的锑化物，在超导方面表现出潜在的应用前景。其中锑和磷同族，锑位于第___________周期___________族。 (4)氮和氧是构建化合物的常见元素。某化合物的晶胞如图所示，其化学式是___________。 (5)基态Cr原子的价层电子排布式为___________。 (6)已知：，其中的N原子杂化方式为___________。 (7)已知：。 将与按物质的量之比发生化合反应生成A，测得A由2种微粒构成，其中一种是，结合已知信息写出A中阴离子的结构式___________。 三、全面提升题 1．Ⅰ．可用铜氨液处理CO，反应为。回答下列问题： (1)铜元素位于元素周期表中_______区。 (2)下列状态的氮中，失去最外层一个电子所需能量最大的是_______(填标号)。 A．　　B．　　C． (3)M与铜位于同周期，的一种配合物组成为。 ①含_______mol 键。 ②配合物T与组成元素相同，中心离子的配位数相同。1 mol T溶于水，加入足量溶液可生成2 mol AgCl；且T溶于水加强碱再加热不产生氨气。则T的化学式为_______。 ③从电负性和孤电子对角度解释，与水分子结构十分相似的极性很小的原因_______。 Ⅱ．硝酸铁和尿素在乙醇中生成。回答下列问题： (4)基态的价层电子轨道表示式为_______。 (5)经测定晶体中存在与，中氮原子的杂化方式_______。 (6)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)。 (7)与铁位于同周期的锰可以形成多种重要化合物，其中硒化锰(MnSe)是一种半导体材料，其中的立方晶胞如图甲所示，晶胞边长为a nm。图乙是晶胞沿z轴方向的投影图(俯视图)，其中1号原子的分数坐标为，图中2号原子的分数坐标为_______，晶体的密度为_______(表示阿伏加德罗常数的值，Mn和Se的相对原子质量分别取55和79)。 2．硫代硫酸盐()、连三硫酸盐()和连四硫酸盐()都是采矿废水中常见的硫代盐，其中硫代硫酸盐最为常见。科技工作者通过悬浮微滴实验，深入探讨了O3氧化硫代硫酸盐的反应机制(如图所示)，这对废水处理和理解气候影响具有重要意义。 请回答下列问题： (1)基态S的2p电子云有_______种不同的伸展方向；基态S中能量最高的电子占据的原子轨道电子云轮廓图为_______。 (2)O3、P4、C60三种物质中，在CS2中溶解度最小的是_______，C60的晶体类型为_______晶体。 (3)查阅资料知，可看成中的一个O被S代替。一定条件下，中的_______(填字母序号)最易可和Ag+配位； a.O原子 　　　　b.中心S原子　　　　 c. 端基S原子 (4)六水合硫代硫酸镁(MgS2O3·6H2O)的晶胞结构与参数如下图所示： 六水合硫代硫酸镁晶体中微粒间的作用力除有离子键、极性共价键外，还有_______；若该晶体的密度为ρg·cm-3， 则阿伏加德罗常数的值NA=_______mol-1(MgS2O3·6H2O的摩尔质量为Mg·mol-1)。 3．氮族元素与镓能形成氮化镓、砷化镓等材料，广泛应用于雷达等行业中。回答下列问题： (1)基态氮原子的价层电子排布图为______。基态原子核外电子的运动状态有______种。 (2)、、的沸点由高到低的顺序为______(填化学式)。 (3)GaAs的晶胞结构如图甲所示，将Mn掺杂到GaAs的晶体中得到稀磁性半导体材料，其结构如图乙所示。a、b点的原子分数坐标分别为和。       ①c点Mn的原子分数坐标为______。 ②晶体乙中Mn、Ga、As的原子个数比为______(填最简整数比)。 ③若GaAs晶胞参数为，则Ga和As之间的最短距离为______。 (4)Li、Fe、As可组成一种新型材料，其立方晶胞结构和沿轴方向投影图分别如图丙和丁所示。该物质的化学式为______；若晶胞参数为，则、处两个原子之间的距离为______nm。 (5)一种立方氮化镓晶胞如图戊所示。晶体结构中若和的最短距离为，则晶体的密度为______g。为阿伏加德罗常数的值。    4．铜族金属及其合金是生产、生活中涉及较广的金属，铜族元素中含有Cu、Ag、Au三种元素。请回答下列问题： (1)基态铜原子的价层电子轨道表示式为___________。 (2)三星堆遗址出土了黄金面具，说明金具有良好的延展性，其原因是___________。 (3)AgCl、AgBr、AgI三种物质中共价键的含量最高的是___________(填化学式)，三种物质均易溶于溶液，形成，则中键与键的数目之比为___________。 (4)蓝色的结构示意图如图所示。 ①在不同温度下会发生以下变化，则反应①破坏的作用力为___________。 ②中参与配位的水分子中的键角___________(填“”“”或“=”)自由水分子中的键角，其原因是___________。 5．不锈钢在国民生产、生活和国防建设中有着广泛应用，其主要组成元素有铁、碳、铬、镍、铜等。回答下列问题： (1)基态镍原子的价层电子的轨道表示式为_______。 (2)铁、铬、镍、铜均为金属晶体，它们能导电的原因是_______。 (3)Si与C同族，C原子之间可以形成双键、三键，但Si原子之间难以形成双键或三键，从原子结构角度分析，原因是_______。 (4)是重要的氯化剂，常温下为深红色液体，能与、等互溶，据此可判断分子的空间结构是_______(填“平面四边形”或“四面体形”)。 (5)亚铁氰化钾是食盐中常用的抗结剂，其化学式为。 ①1mol该配合物中含键的数目为_______。 ②该配合物中不存在的作用力类型有_______(填字母)。 A．金属键        B．离子键        C．配位键        D．氢键        E．范德华力 ③乙二胺()是良好的碱和还原试剂，可以与金属离子形成配合物。乙二胺分别与铜、镁形成配合物时，与_______(填“铜”或“镁”)形成的配合物更稳定，原因是_______。 (6)氮化铁是一种立方晶体，其晶胞结构如图所示。 该晶胞的密度为，最近的铁原子之间的距离为，则阿伏加德罗常数的值_______(用含的代数式表达即可)。 6．铝离子电池能量密度高、成本低且安全性高，是有前景的下一代储能电池。铝离子电池一般采用离子液体作为电解质，一种电解质离子的结构如下： 回答下列问题： (1)传统的有机溶剂大多易挥发，而离子液体有相对难挥发的优点，原因是___________。 (2)①该电解质阳离子结构中环上所有原子共面，其中氮原子的杂化方式为___________。 ②大键可用表示(如苯分子中的大键可表示为)，则该阳离子的大键应表示为___________。 ③为使电解质中阳离子以单个形式存在以获得良好的溶解性能，与原子相连的、不能被原子替换，其原因是___________。 (3)铝离子电池的其中一种正极材料为，其晶胞中铝原子的骨架如图所示。 ①晶体中与Al距离最近的Al的个数为___________。 ②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，如图中原子1的分数坐标为(，，)原子2的分数坐标为(，，)则原子3的分数坐标为___________。 ③已知该晶体属于立方晶系，晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为___________(列出计算式)。 四、综合应用题 1．氨是储氢的优质载体，其分解制氢的催化剂是研究的热点。 (1)催化剂的制备。 i．将、用水溶解，加柠檬酸，蒸发得到透明的红褐色凝胶。将得到的凝胶焙烧，得到多孔催化剂MFO(主要成分)。 ①制备时，加入柠檬酸的作用有___________。 ②的晶胞如图所示。该晶胞由4个A型和4个B型小立方体组成。的化学式为___________。 ii．将上述催化剂与一定量的或混合后焙烧分别得到负载质量分数为5%、10%、15%的双组分催化剂、(x为负载质量分数)，其产物X射线衍射结果如图所示。已知：产品颗粒的尺寸与分散程度有关。 ③将与MFO混合干燥，煅烧后得到，煅烧时发生分解反应生成、和，写出该反应的化学方程式：___________。 ④相同负载量下，NiO颗粒尺寸大于的原因是___________。 (2)催化剂的应用。 在固定床石英管流反应器上，使用负载量相同的不同催化剂进行高纯分解实验，测得的生成速率随温度变化如图所示。 ①氨分解反应、，该反应自发进行的条件为___________。 ②后，催化活性低于的原因是___________。 2．电催化分解H2S制氢脱硫是实现H2S清洁高值利用的途径之一。钴(Co)掺杂的硫化镉(CdS)材料是H2S电催化分解的一种催化剂，可由、及Na2S等制得。 (1)基态Co2+的价层电子排布式为___________。 (2)分解H2S制H2比分解H2O制H2所需的能量低，从原子结构的角度说明原因：___________。 (3)Na2S的熔点(950℃)高于H2S的熔点(-85℃)，解释原因：___________。 (4)CdS的晶胞是立方体结构，边长为a nm，结构示意图如下。 ①与S2-最近且距离相等的Cd2+有___________个。 ②已知CdS的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为___________。() (5)电催化分解H2S制氢原理装置示意图如下，通常采用碱性溶液吸收H2S制成Na2S溶液进行电解。 ①电解过程的总反应是___________。 ②电解一段时间后反应会停止，请解释原因：___________。 3．在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。 (1)基态Cu2+的价电子排布式为_______，Cu2+与OH⁻反应能生成[Cu(OH)4]2−，向其中加入浓氨水生成更稳定的深蓝色铜氨配合物，请写出离子方程式：_______。 (2)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_______(填标号)。 A．[Ne]3s1 B．[Ne]3s2 C．[Ne]3s23p1 D．[Ne]3p1 (3)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，能与 Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，形成环状离子后，乙二胺中的H-N-H的键角_______(填写“增大”、“减小”或“不变”)，原因是_______，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是_______(填“Mg2+”或“Cu2+”)。 (4)一些氯化物的熔点如下表所示： 氯化物 TiCl4 MgCl2 NaCl 熔点/℃ -25 714 801 运用仪器对以上物质进行分析发现，四氯化钛属于过渡型晶体，其晶体内所含作用力为_______，氯化镁晶体中含有层状结构，该仪器分析方法为_______。 A．质谱法 B．晶体X射线衍射 C．红外光谱法 D．核磁共振氢谱法 (5)金属合金的结构可看作以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工业上常用Mg2Cu与H2在350 ℃反应，生成该金属合金和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)。写出该化学方程式为_______。 4．卤族元素在生产生活中扮演着重要的角色： (1)关于VIIA族元素的描述，下列说法正确的是_______。 A．基态Br原子的核外电子排布式为 B．化学键中离子键成分的百分数：LiF<NaF C．根据VSEPR模型，可推测空间构型为V形 D．HF的沸点比低是因为HF氢键的键能小于 (2)某配位化合物的晶胞及其在xy平面的投影如图所示。晶体中存在独立的阴阳离子，晶胞参数分别为a pm，a pm，c pm，。 ①该化合物中配离子为_______。 ②请从结构角度分析该物质与LiF的熔点高低_______。 (3)以感光材料生产过程中产生的含AgBr废液为原料，制备单质银的一种工艺流程如下图所示： 已知：可与结合生成稳定的。 ①已知与类似，具有碱性，请写出其水溶液中主要存在的阳离子结构式_______。 ②步骤1中，有无毒无害的气体单质生成，请写出步骤1中AgBr与反应的化学方程式是_______。 ③操作1、操作2均为_______，步骤2中，加入稍过量的溶液的目的是_______，若省去操作1，直接加入溶液，缺点是_______。 5． Ⅰ．请回答下列问题。 (1)物质可发生如图转化，熔化后得到的物质中含有的化学键是_______。 A．离子键 B．共价键 C．配位键 D．氢键 (2)制造硼合金的原料硼化钙的晶胞结构如图所示，每六个硼原子构成一个正八面体，各个顶点通过B-B键相互连接，Ca位于立方体体心，原子分数坐标为，距离Ca最近的B有________个，Ca与B个数比为________。       Ⅱ．过渡元素在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题： (3)基态Cr原子的价电子排布式为________，基态Cr原子中未成对电子数比基态Co原子多________个。 (4)与化合物M()可形成配合物Q()。M中C原子采取的杂化方式为________；M中①处C-N=C键角________(填“>”“<”或“=”)Q中②处C-N=C键角。 (5)存在两种异构体，抗癌药物顺铂可由以下途径得到： （顺式-二氯二氨合铂），下列说法正确的是________。 A．中Pt的杂化方式为 B．相同条件下，顺铂在苯中的溶解度小于反铂 C．的配位数为2 D．顺铂中配体为和Cl原子 6．现有前四周期六种元素X、Y、Z、R、Q、W，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。 X元素的周期序数与核外电子数相等 Y的某种单质是自然界中最硬的物质 Z元素原子的核外p电子数比s电子数少1 R和X能形成常见的两种液体 Q是前四周期元素中未成对电子数最多的元素 W在周期表的第11纵列 (1)Z基态原子的轨道表示式为，该表示式违背了___________。 (2)与Z同周期，且第一电离能比Z大的元素有___________种。 (3)基态Q原子价电子有___________种不同的空间运动状态。 (4)给出的能力：___________(填“>”或“<”)，理由是___________。 (5)的配位键稳定性___________(填“>”“<”或“=”)的配位键，从配位原子的性质角度解释其原因是___________。 (6)离子常用来制备离子液体，该离子由X、Y、Z三种元素组成，结构为下图。 离子中的五元环跟苯分子相似为平面结构，其中的大π键应表示为___________(大π键表示式为，其中m代表参与形成的大π键原子数，n代表参与形成的大π键电子数，如苯分子中大π键可表示为)。 (7)W和R形成的某物质的立方晶胞结构如图所示。 ①沿体对角线投影，标明W在中的位置___________。 ②相邻两个最近的R和W的距离为a pm，该晶胞的密度为___________(用含的计算式表示)。 是非常必要的，晶体中铜氧平面层的化学式为___________。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $