第3章《晶体结构与性质》基础练习题
一、单选题
1．晶体的熔点高低与微粒间的作用力大小有关，下列各组物质中，熔点高低的顺序排列正确的是
A．Na>Mg>Al B．CsCl>KC1>NaCl
C． D．金刚石>碳化硅>晶体硅
2．下列说法正确的是
A．酸性HClO4>H3PO4，是因为HClO4分子非羟基氧原子数目比H3PO4多
B．分子晶体中都存在共价键；晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
C．HF稳定性很强，是因为分子间能形成氢键
D．乳酸[CH3CH(OH)COOH]分子中有2个手性碳原子
3．有关化学键和晶体的说法正确的是
A．干冰是共价分子，其升华破坏了共价键
B．氯化铵属于离子化合物，其加热仅破坏了共价键
C．过氧化钠是离子化合物，只含有离子键
D．二氧化硅属于共价化合物，其熔化破坏了共价键
4．下列说法正确的是
A．分子晶体中，共价键键能越大，分子越稳定
B．由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
C．共价晶体中一定含有共价键，离子晶体中不可能含有共价键
D．分子晶体中一定存在共价键和范德华力
5．我国科学家预测并合成了可与石墨、金刚石比肩的碳的另一种三维新结构T碳(T-carbon)， 其结构可看作将立方金刚石中的每一个碳原子都被一个由四个碳原子构成的正四面体结构单元取代。下列说法正确的是
A．T-碳与石墨、金刚石互为同素异形体 B．T-碳中碳原子采取sp2杂化
C．T-碳属于分子晶体 D．T-碳熔点较低
6．下列物质中属于分子晶体，而且既含σ键又含π键的是
A． B． C． D．
7．下列表示正确的是
A．乙炔的结构式：CH≡CH B．的空间填充模型：
C．液态中存在的氢键：F-H…F D．石英的分子式：
8．某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。A为阴离子，在正方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，设该物质的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是
A．则该晶体的化学式为
B．A离子的配位数为8，B离子的配位数为4
C．A离子距离最近的A离子有6个，B离子距离最近的B离子有12个
D．若最近的A离子与B离子的距离是，晶胞的密度表达式是
9．在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是
A．熔点： B．水溶性：
C．沸点： D．热稳定性：
10．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。下列说法错误的是
A．该晶体的化学式为
B．该晶体中每个钛离子周围与它最近且相等距离的钛离子有6个
C．该晶体中每个钛离子周围与它最近且相等距离的氧离子有6个
D．该晶体中每个钛离子周围与它最近且相等距离的钙离子有6个
11．硒与锌形成的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为apm，若阿伏加德罗常数的值为，则下列说法错误的是
A．该晶胞的化学式为ZnSe
B．晶胞中2个Zn原子间的距离为面对角线的一半
C．晶胞中4个Zn原子组成一个正四面体
D．该晶胞的密度为
12．铁的晶体有多种结构，其中两种晶体的晶胞结构如下图甲、乙所示(acm、bcm分别为晶胞边长)，下列说法正确的是
A．两种铁晶体中均存在金属阳离子和阴离子
B．乙晶体晶胞中所含有的铁原子数为14
C．甲、乙两种晶胞中铁原子的配位数之比为1：2
D．甲、乙两种铁晶体的密度比为b3:2a3
13．高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为-2价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。下列说法正确的是
A．超氧化钾的化学式为K2O2
B．晶体中每个K+周围临近等距的有8个
C．晶体中只含有离子键
D．晶体中，0价氧元素与-2价氧元素的原子个数比为3：1
14．碳及其化合物广泛存在于自然界中，下列有关说法正确的是
A．在每个基态碳原子中，核外存在3对自旋相反的电子
B．分子中，C原子的杂化轨道类型是杂化
C．一定条件下能与金属形成，该化合物的熔点为，沸点为，其晶体类型属于离子晶体
D．的晶体结构与晶体硅相似，则晶体中微粒间存在的作用力是共价键
15．离子液体具有较好的化学稳定性、较低的熔点以及对多种物质有良好的溶解性，因此被广泛应用于有机合成、分离提纯以及电化学研究中。下图为某一离子液体的结构。下列说法中，不正确的是
A．该离子液体能与水分子形成氢键
B．该结构中阳离子体积大，离子之间作用力减弱，晶体的熔点降低
C．该结构中C原子的轨道杂化类型有3种
D．BF中存在配位键，B原子的轨道杂化类型为sp3
二、填空题
16．晶体中，的重复排列方式如图所示该排列方式中存在着由如1、3、6、7的围成的正四面体空隙和3、6、7、8、9、12的围成的正八面体空隙．中有一半的填充在正四面体空隙中，另一半和填充在正八面体空隙中，则晶体中，正四面体空隙数与数目之比为_______________。有_______________的正八面体空隙没有填充阳离子．晶胞中有8个图示结构单元，晶体密度为，则该晶胞参数_______________(写出计算表达式即可)。
17．回答下列问题：
(1)金刚石熔点：3550℃，金刚砂(SiC)熔点：2700℃，请从结构角度解释原因___________。
(2)在0℃以下将F2从细冰上通过，可以制得毫克量的次氟酸。已知次氟酸与次氯酸结构相似，且能与水反应，其中一种产物既有氧化性又有还原性。
a．请写出次氟酸的电子式___________。
b．请写出次氟酸与水反应的化学方程式___________。
18．填空。
(1)ZnCl2浓溶液常用于除去金属表面的氧化物，例如与FeO反应可得Fe[Zn(OH)Cl2]2溶液。Fe[Zn(OH)Cl2]2的水溶液中不存在的微粒间作用力有_______(填选项字母)
A．离子键 B．共价键 C．金属键 D．配位键 E.范德华力 F.氢键
(2)NH3、PH3和AsH3的沸点由高到低的顺序是_______。
(3)N(CH3)3和P(CH3)3是重要的化工原料。N(CH3)3中N原子的杂化方式为_______；键角C—N—C大于C—P—C的原因是_______。
(4)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。Na3OCl属立方晶系(正方体形)，晶胞参数为apm。晶胞沿y轴和沿z轴投影的各原子的分布图和原子分数坐标分别如图1、图2所示。据此推断该晶胞中Na原子的数目为_______。设NA为阿伏加德罗常数的值，则Na3OC1晶体的密度为_______g·cm-3(用代数式表示)。
19．用“>”“＜”或“=”填写空格，并给出简要的说明。
(1)在水中的溶解性：_______。
(2)碳碳键的键长：_______。
(3)晶体熔点的高低：_______干冰。
(4)晶格能的大小：_______。
(5)金属键的强弱：_______K。
20．回答下列问题：
(1)氨气通入盐酸中发生反应：。
①NH3分子的VSEPR模型名称为_______，略去N原子上的_______个孤电子对，使得NH3分子的空间结构名称为_______。转化中，氮原子的杂化类型是否改变？_______(填“改变”或“未变”)。
②转化H3O+→H2O涉及的两种微粒中，H2O、H3O+的空间结构名称分别为_______、_______，中心原子的杂化类型分别为_______、_______。
(2)分子的结构往往决定了物质的有关性质，特别是物质的溶解性、熔沸点等物理性质。
①基团间的相互影响可决定物质的结构与性质，如乙烷为_______分子(填“极性”或“非极性”，下同)，而乙烷中一个氢原子被羟基(—OH)取代后所得的乙醇分子为_______分子，这决定了乙烷_______溶于水，而乙醇_______溶于水。
②氧、硫、硒(Se)元素同为第VIA族元素，三者的简单氢化物结构相似，但H2S的沸点低于H2O，原因是_______，H2S的沸点低于H2Se的原因是_______。
21．氮及其化合物与人类生产、生活息息相关，其中尿素()是人类最早合成的有机物。
(1)尿素分子中，C、N、O的第一电离能由大到小的顺序是_______(用元素符号表示)，基态N原子的核外电子的空间运动状态有_______种。
(2)三氟化氨、四氟化碳是常见的芯片蚀刻剂。分子的空间构型为_______。
(3)的沸点由高到低的顺序为_______，键角由大到小的顺序为_______。
(4)叠氨化钠可以用于汽车安全气囊。与相比，的熔点_______的熔点(填“大于”或“小于”)。
22．回答下列问题
(1)四种晶体的熔点如下表：
物质 NaCl MgO
熔点/℃ 801 2852 2054 190(2.5atm)
①MgO的熔点比NaCl熔点高很多，原因是_______。
②工业上常采用电解熔融的而不是制备单质Al的原因是_______。
(2)比较下列锗(Ge)卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_______。
物质
熔点/℃ 26 146
沸点/℃ 83.1 186 约400
23．铁在史前就为人们所知，铁及其化合物推动了人类文明的发展。回答下列问题：
(1)Fe元素位于元素周期表的_______区，基态Fe2+的核外电子排布式为_______。
(2)复盐NH4Fe(SO4)2·12H2O俗称铁铵矾，可用于鞣革。铁铵矾中，所含N、O、S三种非金属元素第一电离能由小到大的顺序是_______，H2O的VSEPR模型为_______。的键角比NH3的键角_______(填“大”或“小”)。
(3)三价铁的强酸盐溶于水后经水解可以生成如图所示的二聚体，其中Fe3+的配位数为_______， 过渡元素的s、p、d轨道可以参与杂化，含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、 ②sp3d、③sp3d2，该二聚体中Fe采取的杂化类型为_______(填标号)。
(4)三种化合物的熔点如下表所示：
化合物 FeCl3 NaCl MgO
熔点/℃ 308 801 2852
试解释其熔点差异的原因：_______。
(5)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某立方FexNy的晶胞如图所示，晶胞参数为apm，该晶体密度为_______g·cm-3 (设NA为阿伏加德罗常数的值，写出表达式)，Cu完全替代该晶体中b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy， n：y=_______。
24．回答下列问题：
(1)已知和均含有18个电子的分子，判断在水中的溶解性大小并说明理由_______。
(2)四种晶体的熔点数据如下表：
物质
熔点/℃ 872 283 394 446
和熔点相差较大，后三者熔点相差较小，原因是_______。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A．在金属晶体中，如果金属原子的价电子数越多，原子半径越小，自由电子与金属阳离子间的作用力越大，金属的熔点越高，价电子数Al＞Mg＞Na，半径Na＞Mg＞Al，所以金属的熔点Al＞Mg＞Na，A错误；
B．CsCl、KC1和NaCl 均属于离子晶体，离子半径Cs+＞K+＞Na+，则CsCl、KC1和NaCl的晶格能递增、熔点CsCl＜KC1＜NaCl，B错误；
C．分子晶体的基本微粒是分子，分子晶体熔沸点由分子间作用力决定。、、分子结构相似，相对分子质量越小则分子间作用力越小、沸点越低，则氢化物的沸点高低顺序为，C错误；
D．金刚石、碳化硅和晶体硅均属于共价晶体，键长C-C＜C-Si＜Si-Si，共价键牢固程度：C-C＞C-Si＞Si-Si，则熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，D正确；
答案选D。
2．A
【详解】A．酸性强弱的一条经验规律是：含氧酸分子的结构中含非羟基（羟基为-OH）氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强，HClO4分子中非羟基氧原子数目为3，H3PO4分子非羟基氧原子数目为1，所以酸性HClO4>H3PO4，A正确；
B．分子晶体中不一定存在共价键，如稀有气体分子，晶体中只要有阳离子不一定有阴离子，如金属晶体组成微粒为阳离子和电子，B错误；
C．HF稳定性很强，是因为氟的非金属性强，而HF分子间形成氢键，能使其沸点较高，C错误；
D．人们将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子，乳酸的结构式为：，其中手性碳原子只有1个(标*的碳)，D错误；
答案选A。
3．D
【详解】A．干冰的化学式为CO2，是共价分子，升华时只改变分子间的距离，没有破坏共价键，A不正确；
B．氯化铵属于离子化合物，加热分解为氨气和氯化氢两种共价化合物，所以破坏了共价键和离子键，B不正确；
C．过氧化钠的电子式为，含有离子键，是离子化合物，两个O原子间还有一对共用电子，则含有共价键，C不正确；
D．二氧化硅的化学式为SiO2，是共价化合物，属于共价晶体，熔化时破坏了Si、O原子间的共价键，D正确；
故选D。
4．A
【详解】A．分子晶体中，分子间作用力大的熔沸点高；共价键的键能越大，物质的分子稳定性越大，A正确；
B．由非金属元素组成的化合物可能是共价化合物，也可能是离子化合物，如HCl为共价化合物，NH4Cl为离子化合物，B错误；
C．共价晶体中一定含有共价键，离子晶体中可能含有共价键，如NaOH为离子晶体，阳离子Na+与阴离子OH-之间以离子键结合，在阴离子OH-中存在共价键，C错误；
D．分子晶体中一定存在范德华力，若物质分子是单原子分子，就不存在共价键；若为双原子或多原子分子，就存在共价键，因此分子晶体中不一定存在共价键，一定存在范德华力，D错误；
故合理选项是A。
5．A
【详解】A．T—碳与石墨、金刚石都由碳原子组成的单质，结构不同导致性质不同，属于同素异形体，A正确；
B．T—碳可看作将立方金刚石中的每一个碳原子都被一个由四个碳原子构成的正四面体结构单元取代，不是sp2杂化，B错误；
C．立方金刚石中的碳原子间仅有共价键，每个碳原子都与周围四个碳原子以共价键结合，形成一个庞大的网状结构，所以金刚石是原子晶体，而T—碳可看作将立方金刚石中的每一个碳原子都被一个由四个碳原子构成的正四面体结构单元取代，所以T—碳属于原子晶体，而不是分子晶体，C错误；
D．因为T—碳结构较为紧密，T—碳有较高的熔点与较大的硬度，D错误；
答案选A。
6．D
【详解】A．氰酸钠是由阴阳离子形成的离子晶体，故A不符合题意；
B．碳化钙由阴阳离子形成的离子晶体，故B不符合题意；
C．过氧化氢是只含有σ键的分子晶体，故C不符合题意；
D．二硫化碳是既含σ键又含π键的分子晶体，故D符合题意；
故选D。
7．C
【详解】A．CH≡CH为乙炔的结构简式，乙炔的结构式为H-C≡C-H，故A错误；
B．CO2的结构简式为O=C=O，C、O属于同周期，且C的原子半径大于O原子半径，黑球比灰球大，故B错误；
C．氢键的表示形式为X-H…Y-，HF分子间存在氢键，氢键表示形式为F-H…F，故C正确；
D．SiO2为共价晶体，是由Si原子和氧原子组成，不存在二氧化硅分子，故D错误；
答案为C。
8．C
【详解】A．A为阴离子，在正方体内，数目为8；B为阳离子，分别在顶点和面心，数目为；则该晶体的化学式为，A错误；
B．A离子周围相邻的B离子数目为4，其配位数为4；以底面面心的B离子为例，上层有4个A离子，延伸至下层也会有4个A离子，其配位数为8，B错误；
C．A离子距离最近的同层A离子有4个，上下层各有1个，共6个；B离子距离最近的B离子同层有4个，上下层各有4个，共12个，C正确；
D．由A分析可知，晶胞质量为；设晶胞边长为x，最近的A离子与B离子的距离为体对角线长度的四分之一，且为a pm，则，，晶胞体积为，所以密度为g/cm3，D错误；
故选C。
9．D
【详解】A．晶体的熔点：原子晶体>离子晶体>分子晶体，CO2为分子晶体，KCl为离子晶体，SiO2为原子晶体，因此熔点：，故A错误；
B．的水溶性大于，因此水溶性：，故B错误；
C．的沸点大于和，水中含有氢键，沸点大于，因此沸点：，故C错误；
D．元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，非金属性：F>O>N，热稳定性：HF>H2O>NH3，故D正确；
答案选D。
10．D
【详解】A．根据均摊法，Ca位于内部，共1个；O位于棱上，共3个，Ti位于顶点，共1个，该晶体的化学式为 CaTiO3，A正确；
B．该晶体中每个钛离子周围与它最近且相等距离的钛离子有6个，B正确；
C．该晶体中每个钛离子周围与它最近且相等距离的氧离子有6个，C正确；
D．该晶体中每个钛离子周围与它最近且相等距离的钙离子有8个，D错误；
故选D。
11．D
【详解】A．根据晶胞结构图，晶胞中Se有8个位于顶点，6个位于面心，个数为：，Zn有4个位于晶胞内部，个数为4，化学式为ZnSe，A正确；
B．根据晶胞结构图可知，晶胞中2个Zn原子间的距离为面对角线的一半，B正确；
C．4个Zn位于4个相间的立方体中心，构成正四面体，C正确；
D．根据公式，可得，D错误；
故选D。
12．D
【详解】A．金属晶体由金属阳离子与自由电子构成，不含阴离子，A错误；
B．乙晶体晶胞为面心立方最密堆积，顶点原子贡献率为，面心原子贡献率为，故乙晶体晶胞中所含有的铁原子数为: 8×+6×=4，B错误；
C．甲晶体为体心立方堆积、配位数为8，乙晶体晶胞为面心立方最密堆积、配位数为12，甲、乙两种晶胞中铁原子的配位数之比为8: 12=2: 3，C错误；
D．甲晶胞单独占有Fe原子数目= 1+8×=2，乙晶胞单独占有Fe原子数目8×+6×=4，晶胞质量之比=1: 2,则晶体密度之比==b3: 2a3，D正确；
故选答案D。
【点睛】晶体密度=晶胞质量+晶胞体积，均摊法计算晶胞中各Fe原子数目，晶胞质量之比等干晶胞中Fe原子数目之比。
13．D
【分析】据图可知，有8个钾离子位于顶点，6个钾离子位于面心，有12个超氧根离子位于棱上，1个超氧根离子处于体心；
【详解】A．根据图知，该晶胞中钾离子个数为8×+6×=4，超氧根离子个数1+12×=4，则钾离子和超氧根离子个数之比=4:4=1:1，所以其化学式为KO2，每个晶胞含有4个K+和4个，故A错误；
B．根据图知，每个钾离子周围有6个超氧根离子，故B错误；
C．离子中存在O-O共价键，故C错误；
D．晶胞中K+与O2 个数分别为4、4，所以晶胞中共有8个氧原子，根据电荷守恒 2价O原子数目为2，则0价氧原子数目为8 2=6，所以晶体中0价氧原子与 2价氧原子的数目比为3:1，故D正确；
故选D。
14．D
【详解】A．基态碳原子核外电子排布为1s22s22p2，核外存在2对自旋相反的电子，A错误
B．分子中C价层电子对数为，则中心原子为sp杂化，B错误；
C．一定条件下能与金属形成，该化合物的熔点为，沸点为，其晶体熔沸点较低，类型属于分子晶体，C错误；
D．的晶体结构与晶体硅相似，为共价晶体，则晶体中微粒间存在的作用力是共价键，D正确；
故选D。
15．C
【详解】A． 中含有非金属性较强、原子半径较小的氮原子，故该离子液体能与水分子形成氢键，A正确；
B．由结构示意图可知，该结构中阳离子体积大，阴阳离子之间的作用力减弱，晶体的熔点降低，B正确；
C．由结构示意图可知，甲基中碳原子的轨道杂化类型为sp3杂化，含有的双键碳原子的轨道杂化类型为sp2杂化，故该结构中碳原子的轨道杂化类型有2种，C错误；
D． 中存在配位键（F-的孤电子对和B的空轨道配位），离子中B原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为0，轨道杂化类型为sp3杂化，D正确；
故选C。
16． 50
【详解】结构中如1、3、6、7的围成的正四面体空隙有8个，由图可知晶体结构中数目为，则正四面体空隙数与数目之比为；中有一半的填充到正四面体空隙中，另一半和填充在正八面体空隙中，则有的正八面体空隙没有填充阳离子；含有和的总数为3，晶胞中有8个图示结构单元，则晶胞的质量为，晶胞即有个晶胞，1个晶胞的体积为，所以晶体密度为，所以晶胞边长。
17．(1)碳原子半径小于硅原子半径，故金刚石的碳碳键的键长比金刚砂的碳硅键的键长短，所以金刚石熔点更高
(2)
【解析】(1)
金刚石熔点：3550℃，金刚砂(SiC)熔点：2700℃，物质的熔点：金刚石大于金刚砂，这是由于二者都是共价晶体，原子之间以共价键结合。由于碳原子半径小于硅原子半径，则金刚石的碳碳键的键长比金刚砂的碳硅键的键长短，键长越短，结合力就越强，断裂消耗的能量就越高，物质的熔点就越高，所以金刚石熔点更高；
(2)
a．在次氟酸分子中O原子分别与H、F原子各形成1对共用电子对，使分子中各个原子都达到最外层2个或8个电子的稳定结构，则HFO的电子式为；
b．HFO与H2O反应产生的物质H2O2既有氧化性又有还原性，同时还生成HF，该反应方程式为：。
18．(1)AC
(2)NH3>AsH3>PH3
(3) sp3 N电负性大于P，成键电子对更偏向于N，成键电子对之间的斥力增大，键角变大
(4) 3
【详解】（1）离子键存在于固体离子化合物中，Fe[Zn(OH)Cl2]2在水溶液中会电离产生Fe2+和[Zn(OH)Cl2]-，离子键被破坏；[Zn(OH)Cl2]-中含有共价键和配位键，H2O分子内也含有共价键；金属键只存在于金属晶体中；H2O分子间存在范德华力和氢键。故选AC。
（2）NH3、AsH3、PH3是N族元素形成的简单氢化物，组成和结构相似，沸点随相对分子质量的增大而升高，但NH3中存在氢键，沸点在这三种物质中最高，故沸点由高到低的顺序为NH3>AsH3>PH3。
（3）N(CH3)3结构类似NH3，N的杂化方式为sp3杂化。N电负性大于P，成键电子对更偏向于N，成键电子对之间的斥力增大，键角变大。
（4）由图1和图2可知该晶体的晶胞中，O在晶胞的8个顶点上，故一个晶胞中平均含有1个O，Na在晶胞的12条棱的中点，故一个晶胞中平均含有3个Na，晶胞的体心是Cl。由题意知，该晶胞的体积为cm-3，质量为g，所以密度为 g·cm-3
19．(1)＞
(2)＞
(3)＞
(4)＜
(5)＞
【详解】（1）氨气和水是极性分子，甲烷是非极性分子，根据相似相溶原理，氨气在水中的溶解度较大，且氨气与水可形成氢键，因此在水中的溶解性NH3＞CH4；
（2）C2H4中为碳碳双键，C2H2中为碳碳三键，共用电子对越多，键长越短，因此键长C2H4＞C2H2；
（3）SiO2是共价晶体，CO2是分子晶体，共价晶体的熔点高于分子晶体，因此晶体熔点SiO2＞干冰；
（4）在离子晶体中，离子的电荷数越多，半径越小，晶格能越大，Mg2+、O2-所带的电荷数大于Na+、F-，且半径Mg2+＜Na+，因此晶格能NaF＜MgO；
（5）金属阳离子半径越小，所带电荷数越多，金属键越强，半径Li+＜K+，因此金属键的强弱Li＞K。
20．(1) 正四面体形 1 三角锥形 未变 V形(或角形) 三角锥形 sp3 sp3
(2) 非极性 极性 难 极易(或易) 水分子间存在氢键，而硫化氢分子间只有范德华力 硫化氢分子间的范德华力弱于硒化氢分子间的范德华力
【解析】(1)
①NH3分子的中心原子价层电子对数为3+=4，采取sp3杂化，有1对孤对电子，VSEPR模型为正四面体形，空间结构为三角锥形。的中心原子价层电子对数为4+=4，采取sp3杂化。
②H2O的中心原子价层电子对数为2+=4，采取sp3杂化，有2对孤对电子，VSEPR模型为正四面体形，空间结构为V形，H3O+的中心原子价层电子对数为3+=4，采取sp3杂化，有1对孤对电子，VSEPR模型为正四面体形，空间结构为三角锥形。
(2)
①乙烷分子为对称性分子，决定了乙烷为非极性分子，而乙醇分子为不对称性分子，这决定了乙醇为极性分子，且乙醇能与水分子形成分子间氢键，而水是极性分子，再依据“相似相溶”规律可知：乙烷难溶于水，而乙醇极易溶于水。
②H2S分子间只有范德华力，而H2O分子间存在氢键，氢键强度大于范德华力，导致水的沸点高于硫化氢的沸点；H2S和H2Se的分子结构相似，分子间都只存在范德华力，而H2S的相对分子质量小于H2Se，决定了H2S的沸点低于H2Se的沸点。
21．(1) N＞O＞C 7
(2)正四面体形
(3) NH3＞AsH3＞PH3 NH3＞PH3＞AsH3
(4)大于
【解析】(1)
C、N、O元素处于第二周期，同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但N原子2p轨道处于半充满稳定状态，不易失去电子，其第一电离能大于同周期相邻主族元素，故第一电离能：N＞O＞C，基态N原子核外有7个电子，原子核外电子的运动状态各不相同，故基态N原子核外电子的运动状态有7种；
(2)
分子的中心原子的价电子对数为，不含有孤对电子，因此分子的空间构型为正四面体形；
(3)
NH3、PH3、AsH3的结构相似，结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越强，物质的沸点越高，相对分子质量大小比较：AsH3＞PH3＞NH3，但是NH3分子间能形成氢键，所以沸点比AsH3更高，故这三种物质的沸点由高到低的顺序为：NH3＞AsH3＞PH3；
NH3、PH3、AsH3的中心原子都是sp3杂化，均形成3对共用电子对和一对孤电子对，中心原子的电负性越小，成键电子对之间的斥力越小，键角越小，电负性大小比较：N＞As＞P，且原子半径：As＞P＞N，键长：As-H＞P-H＞N-H，因此σ键电子对之间的排斥力由强到弱的顺序为N＞P＞As，所以这三种物质的键角由大到小的顺序为NH3＞PH3＞AsH3；
(4)
NaN3与KN3结构相似，均为离子晶体，Na+比K+半径小，相同电荷时，离子半径越小，晶格能越大，离子半径：Na+＜K+，故NaN3晶格能大，熔点更高。
22．(1) MgO的核间距比NaCl小，离子电荷数比NaCl多，离子键更强 是分子晶体，在熔融状态下不导电
(2)、、均为分子晶体。组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高
【解析】(1)
①MgO中离子都带2个单位电荷，NaCl中离子都带1个单位电荷，离子半径Cl-＜O2-，Mg2+＜Na+，高价化合物的晶格能远大于低价离子化合物的晶格，晶格能MgO＞NaCl，故熔点MgO＞NaCl，答案为：MgO的核间距比NaCl小，离子电荷数比NaCl多，离子键更强；
②因AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不能电离出离子，不能导电，无法电解，工业一般用熔融的氧化铝制备铝，答案为：是分子晶体，在熔融状态下不导电；
(2)
GeCl4、GeBr4、GeI4的熔沸点逐渐升高，三者结构组成结构相似，均为分子晶体，随相对分子质量增大，分子间作用力增大，熔沸点升高，答案为：、、均为分子晶体。组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。
23．(1) d 1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6
(2) S
(4)FeCl3 为 分子晶体，NaCl 与MgO为离子晶体，且MgO的晶格能比NaCl的大
(5) 3：1
【详解】(1)Fe基态原子外围电子排布式为3d64s2，位于元素周期表的d区，铁原子失去4s上的2个电子变成Fe2+，基态Fe2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6，故答案为：d；1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6；
(2)同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，N原子2p能级半充满，结构稳定，所以第一电离能O＜N；同主族元素从上到下第一电离能减小，所以第一电离能S＜O，O、N、S三种元素的第一电离能由小到大的顺序为S＜O＜N；H2O的价层电子数为，则VSEPR模型为正四面体；的价层电子对数为4+=4，VSEPR模型和空间构型为正四面体、键角为109°28′，NH3的价层电子对数为3+=4，含有1对孤电子，VSEPR模型为四面体、空间构型为三角锥、键角小于109°28′，则的键角比NH3的键角大；故答案为：S＜O＜N；正四面体；大；
(3)根据图知，二聚体中Fe3+的配位数为6；所以其杂化轨道是6，杂化类型为sp3d2，即选③；故答案为：6；③；
(4)FeCl3为分子晶体，NaCl与MgO为离子晶体，一般而言离子晶体的熔点比分子晶体高，离子晶体中晶格能越大的熔点越高，MgO的晶格能比NaCl的大，则MgO的熔点比NaCl高，故答案为：FeCl3为分子晶体，NaCl与MgO为离子晶体，且MgO的晶格能比NaCl的大；
(5)根据晶胞结构，Fe原子位于顶点和面心，所含的原子的数目为8×+6×=4，N原子位于体心，共有1个，该晶胞的化学式为Fe4N，晶胞质量为：，晶胞参数为apm，晶胞体积为V=(a×10-10)3cm3，该晶体密度为；Cu替代b位置的Fe，形成晶胞中N原子处于体心、Cu原子处于面心、Fe原子处于顶点，晶胞中N原子数目=1，N(Cu)=6×=3，N(Fe)=8×=1，其化学式为：FeCu3N，n：y=3：1。
24．(1)溶解性：大于，理由是与分子之间能形成氢键，从而增大溶解；而乙烷不能与分子之间能形成氢键，溶解性较小
(2)是离子晶体，、、是分子晶体，离子键的作用大于分子间作用力，故的熔点较大，而后三者熔点较低且相差较小
【解析】(1)
氮的电负性较大，分子与分子之间能形成氢键，而乙烷不能和水分子形成氢键，导致肼在水中的溶解性大于乙醇；
(2)
氟元素为电负性最大的元素，是离子晶体；而、、是分子晶体，离子键的作用大于分子间作用力，故的熔点较大，而后三者熔点较低且相差较小。
答案第1页，共2页
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