2023年高考真题变式分类汇编：判断简单分子或离子的构型1
一、选择题
1．（2023·北京）下列化学用语或图示表达正确的是( )
A．的电子式为
B．的模型为
C．电子云图为
D．基态原子的价层电子轨道表示式为
【答案】C
【知识点】原子核外电子的运动状态；判断简单分子或离子的构型；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、NaCl为离子化合物，其电子式为，A错误；
B、为NH3的空间结构模型，VSEPR模型为价层电子互斥模型，NH3的VSEPR模型为 ，B错误；
C、2pz电子云为哑铃形，C正确；
D、Cr为24号元素，价电子排布式为3d54s1，3d能级电子应优先填充空轨道，为；
故答案为：C
【分析】A、共价化合物电子式要标明离子电荷数，得到电子一方的原子，其电子式应用中括号隔开；
B、VSEPR模型为价层电子互斥模型，应用孤对电子表示；
C、p能级电子云为哑铃形（纺锥形），s能级为球形；
D、洪特规则规定，基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。
2．（2023·湖南）油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现，在不同的空气湿度和光照条件下，颜料雌黄褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应：
下列说法正确的是
A．和的空间结构都是正四面体形
B．反应Ⅰ和Ⅱ中，元素和S都被氧化
C．反应Ⅰ和Ⅱ中，参加反应的：Ⅰ<Ⅱ
D．反应Ⅰ和Ⅱ中，氧化转移的电子数之比为3∶7
【答案】D
【知识点】判断简单分子或离子的构型；氧化还原反应；氧化还原反应方程式的配平；氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A、S2O32－中心硫原子的价层电子对数为，因此S2O32－为四面体型，但不是正四面体，SO42－中心硫原子的价层电子对数为，因此SO42－为正四面体结构，A不符合题意；
B、反应Ⅰ中As元素化合价不变，S元素化合价由－2价变为＋2价，化合价升高，S元素被氧化；反应Ⅱ中As元素由＋3价变为＋5价，化合价升高，As元素被氧化，S元素有－2价变为＋6价，化合价升高，S元素被氧化，B不符合题意；
C、反应Ⅰ的化学方程式为2As2S3＋6O2＋3H2O=2As2O3＋3H2S2O3，参加反应的，反应Ⅱ的化学方程式为As2S3＋7O2＋6H2O=2H3AsO4＋3H2SO4，参加反应的，因此反应Ⅰ和反应Ⅱ中参加反应的：Ⅰ>Ⅱ，C不符合题意；
D、反应Ⅰ中氧化1molAs2S3转移的电子数为1mol×3×4=12mol，反应Ⅱ中氧化1molAs2S3转移电子数为1mol×(2×2＋3×8)=28mol，因此其转移电子数之比为12mol：28mol=3：7，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A、计算中心原子的价层电子对数，从而确定其空间结构；
B、根据反应过程中As元素和S元素化合价的变化分析，若化合价升高，则被氧化；
C、根据反应Ⅰ、反应Ⅱ的化学方程式进行分析即可；
D、根据反应过程中化合价的变化计算转移电子数。
3．（2023·湖南）下列化学用语表述错误的是
A．HClO的电子式：
B．中子数为10的氧原子：O
C．NH3分子的VSEPR模型：
D．基态N原子的价层电子排布图：
【答案】C
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、HClO的电子式为，A不符合题意；
B、质量数=质子数+中子数，因此中子数为10的氧原子，其质量数=8+10=18，其化学符号为，B不符合题意；
C、NH3中含有3个N-H键和一个孤电子对，因此其VSEPR模型为四面体型，C符合题意；
D、基态N原子的价层电子排布式为2s22p3，其排布图为，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A、HClO中氧原子含有两个孤电子，可形成两对共用电子对；
B、中子数为10的氧原子，其质量数为18；
C、NH3的VSEPR模型为四面体型；
D、基态N原子的价层电子排布式为2s22p3。
4．（2023·辽宁）下列化学用语或表述正确的是
A．BeCl2的空间结构：V形 B．P4中的共价键类型：非极性键
C．基态Ni原子价电子排布式：3d10 D．顺—2—丁烯的结构简式：
【答案】B
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；极性键和非极性键
【解析】【解答】A．BeCl2的中心原子为Be，根据VSEPR模型可以计算，BeCl2中不含有孤电子对，共价键数目为2，采用sp杂化，BeCl2为直线型分子，A错误；
B.同种原子之间形成的共价键为非极性共价键，B项正确；
C．Ni原子的原子序数为28，其基态原子的价电子排布为3d84s2，C错误，
D.顺-2-丁烯的结构中两个甲基在双键的同一侧，其结构简式为：
故答案为：B。
【分析】A.找到中心原子，根据VSEPR模型可以计算孤对电子，在判断键数目，然后判断空间构型
B.同种原子之间形成的共价键为非极性共价键，不同种原子之间形成的共价键为极性共价键；
D.顺式为相同原子或者取代基在同侧，反式为相同原子或者取代基在异侧。
二、非选择题
5．（2023·北京）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根可看作是中的一个原子被原子取代的产物。
（1）基态原子价层电子排布式是 。
（2）比较原子和原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由： 。
（3）的空间结构是 。
（4）同位素示踪实验可证实中两个原子的化学环境不同，实验过程为。过程中，断裂的只有硫硫键，若过程所用试剂是和，过程含硫产物是 。
（5）的晶胞形状为长方体，边长分别为、，结构如图所示。
晶胞中的个数为 。已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为 。
（6）浸金时，作为配体可提供孤电子对与形成。分别判断中的中心原子和端基原子能否做配位原子并说明理由： 。
【答案】（1）
（2），氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子
（3）四面体形
（4）和
（5）；
（6）中的中心原子的价层电子对数为，无孤电子对，不能做配位原子；端基原子含有孤电子对，能做配位原子
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；配合物的成键情况；晶胞的计算
【解析】【解答】（1）S为16号元素，基态原子电子排布式为1s2s22p63s23p4，则价层电子排布式为3s23p4，故答案为：3s23p4；
（2）原子半径越大，原子核对电子的吸引力越弱，第一电离能越强，原子半径越小，原子核对电子的吸引力越强，第一电离能越弱，故答案为： ，氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子；
（3）S2O32-中，中心S孤对电子为0，周围连接4个原子，为sp3杂化，形成四面体；
（4）结合实验过程，可知过程i为Na232SO3和35S反应，35S取代了SO42-中的O，而过程ii生成的Ag2S，S2-来自于35S，则过程ii产物为Ag235S和Na232SO4，故答案为： 和 ；
（5） 占据晶胞的顶点和棱心、面心和体心，其个数为；S2O32-占据晶胞的体心，个数为4，即晶胞中有4个 和4个S2O32-， 摩尔质量为Mg·mol-1，晶胞体积，则晶胞密度，故答案为：4； ；
（6）中心S没有孤对电子，不能作为配位原子，端基S含有孤对电子，可以作为配位原子，故答案为： 中的中心原子的价层电子对数为，无孤电子对，不能做配位原子；端基原子含有孤电子对，能做配位原子。
【分析】（1）基态原子核外电子排布式可以结合元素原子序数判断；
（2）电子层数越多，半径越大，同主族元素，从上到下第一电离能减小；
（3）杂化轨道数=周围原子数+孤电子对数，若杂化轨道数=2，为sp杂化，杂化轨道数=3，为sp2杂化，杂化轨道数=4，为sp3杂化；
杂化轨道数=2，为直线；
杂化轨道数=3，周围原子数=3，为三角形；
杂化轨道数=3，周围原子数=2，为V形；
杂化轨道数=4，周围原子数=4，为四面体；
杂化轨道数=4，周围原子数=3，为三角锥；
杂化轨道数=4，周围原子数=2，为V形；
（4）根据产物中原子的来源，判断相应硫原子的质量数；
（5）均摊法计算时，顶点占据，棱心占据，面心占据，体心占据1；密度；
（6）中心原子孤电子对数=。
6．（2023·深圳模拟）金属铑(Rh)是一种高效催化剂，在有机合成中发挥重要作用。一种以高铜铑精矿(主要含Rh，还含有少量的Cu、Fe等杂质)为原料提取的工艺如下：
已知：阳离子交换过程可表示为
回答下列问题：
（1）基态Cu原子的价电子排布式为 。
（2）“氯化溶解”后，Rh元素以的形式存在，其中Rh元素的化合价为 。
（3）“定向脱铜”时，铜与铑的沉淀率随pH变化如下图所示，该过程需将溶液pH调至2，结合图像说明原因 。
（4）“阳离子交换”过程中，溶液中被阳离子交换树脂吸附的金属阳离子主要有 。
（5）“水解”过程中，发生反应的离子方程式为 。
（6）铑锰催化剂可催化反应：。下列有关该反应的说法正确的是____(填标号)。
A．存在极性共价键的断裂与形成
B．所有分子均为非极性分子
C．含碳化合物中心原子杂化轨道类型有与
D．的VSEPR模型为V形
E．催化剂可降低该反应的焓变，从而增大反应速率
（7）铑掺杂形成的催化剂，在光催化还原反应中有很高的催化效率。的晶胞结构如图所示。
①其中位于晶胞的体心，则所处的位置为晶胞的 (填“顶角”或“棱心”)；每个周围紧邻的共有 个。
②当有1%的被替代后，晶体中会失去部分产生缺陷，此时平均每个晶胞所含数目为 (保留三位小数)。
【答案】（1）
（2）+3
（3）时，铜的沉淀率已超过80%，铑的沉淀率几乎为零。或时，铜的沉淀率会降低，时，铑的沉淀率增加
（4）、
（5）
（6）A；C
（7）顶角；6；2.995
【知识点】原子结构的构造原理；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算
【解析】【解答】（1）Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，所以核外电子排布式为：1s2s22p63s23p63d104s1，基态铜原子价层电子排布式为3d104s1；
（2）中Cl为-1价，由x+(-1)×6=-3，解得x=+3，则Rh元素的化合价为+3；
（3）“定向脱铜”时，需将溶液pH调至2，原因是：时，铜的沉淀率已超过80%，铑的沉淀率几乎为零。或时，铜的沉淀率会降低，时，铑的沉淀率增加；
（4）定向脱铜后溶液得到草酸钠、FeCl3，“阳离子交换”过程中，溶液中被阳离子交换树脂吸附的金属阳离子主要有、；
（5）发生水解反应生成Rh(OH)3沉淀，水解的离子方程式为：；
（6）A．反应物CO2中C和O原子存在极性共价键，产物存在C-H和H-O极性键，则反应过程中存在极性共价键的断裂与形成，A正确；
B．H2O分子的正负电荷中心不对称，为极性分子，B不正确；
C．CO2中C原子价层电子对个数=2+=2，采取sp杂化方式，CH4中心原子C的价层电子对数是4，则C原子杂化轨道类型为sp3杂化，C正确；
D．H2O分子中O原子的价层电子对数为2+=4，VSEPR模型为四面体，D不正确；
E．催化剂通过降低反应的活化能，从而增大反应速率，不能改变反应的焓变，E不正确；
故答案为：AC；
（7）①其中位于晶胞的体心，由晶胞结构可知白球为，顶角的小黑球个数为，棱心的大黑球个数为，结合分子数可知大黑球为O离子，小黑球为，则所处的位置为晶胞的顶角；每个周围紧邻的共有6个；
②当有1%的被替代后阳离子电荷减少了1%×1=0.01，根据电荷守恒，阴离子电荷也相应减少=0.005，晶体中会失去部分产生缺陷，原晶胞中数目为3，则此时平均每个晶胞所含数目为3-0.005=2.995。
【分析】（1）依据构造原理分析；
（2）根据化合物中正负化合价为0；
（3）依据图中曲线变化分析；
（4）利用“阳离子交换”分析；
（5）依据盐类水解规律分析；
（6）A．同种原子之间的共价键为非极性键；不同种原子之间的共价键为极性键；
B．非极性分子是指分子里电荷分布是对称的(正负电荷中心能重合)的分子。极性分子是指分子里电荷分布不对称(正负电荷中心不能重合)的分子。
C．依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；
D．依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型；
E．催化剂通过降低反应的活化能，从而增大反应速率，不能改变反应的焓变；
（7）①利用均摊法确定原子数；
②根据电荷守恒计算。
7．（2023·青岛模拟）研究金属原子结构及晶体结构具有重大意义。
（1）价电子轨道表示式为 。
（2）原子发射光谱法是通过处于激发态的待测元素微粒回到基态时发射的特征谱线对其进行鉴别的方法。下列状态的铁粒子处于激发态的是____(填标号)。
A． B． C． D．
（3）利用配合物的特征颜色可检验补铁药片中的和，部分配合物的结构如下：
①取等量碾碎的药片放入两支试管中，试管1加盐酸溶解，试管2加等体积蒸馏水溶解。分别滴加溶液，发现试管1溶液变红，试管2溶液不变色。依据图示信息，解释检验须在酸性条件下进行的原因 。
②配体SCN的空间构型为 。
③邻二氮菲中N原子的价层孤电子对占据 。(填标号)。
A．轨道 B．轨道 C．杂化轨道 D．杂化轨道
（4）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，有序地放置原子(四面体的4个顶点代表原子，圆球代表原子)，结构如图所示。
① 。
②若原子A的原子坐标为(0.25，0.25，0.75)，则C的原子坐标为 。
③晶胞参数为a nm，则AB原子之间的距离为 nm。
【答案】（1）
（2）B；D
（3）用检验时，会与竞争结合。升高，更易与结合，酸性增强，浓度减小，可以竞争到；直线形；D
（4）2；(0.75，0.25，0.25)；
【知识点】原子结构的构造原理；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）Fe3+价电子为3d5，轨道表示式为 ；
（2）基态铁原子价电子为3d64s2，基态Fe2+价电子为3d6，基态Fe3+价电子为3d5，因此处于激发态的为、，为3d轨道电子跃迁到4s轨道，故答案为：BD；
（3）①由图可知与都能与铁形成配位键，碱性状态下含有大量的，阻碍与铁的配合；
②中中心原子为C，杂化方式为sp杂化，无孤电子对，故离子的空间结构为直线形；
③邻二氮菲中氮原子成一个双键，杂化方式为sp2杂化，因此孤电子对占据sp2杂化轨道。
（4）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；
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（0.75，0.25，0.25）；
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。
【分析】（1）依据构造原理和洪特规则分析；
（2）依据构造原理分析；
（3）①依据基团间的相互影响分析；
②依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型；
③依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；
（4）①利用均摊法确定原子数
②③根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
8．（2022·安徽模拟）
（1）Ⅰ.元素Fe、C、卤素元素等形成的材料在工业、生活、国防中有很大的作用。请回答下列问题：
基态Fe原子核外电子的空间运动状态有 种，实验室常用邻二氮菲( )检验Fe2+ ，生成橙红色的邻二氮菲亚铁络离子，邻二氮菲中N原子参与杂化的原子轨道为 。
（2）Ⅱ.卤素化学丰富多彩，能形成卤化物、卤素互化物、多卤化物等多种类型的化合物。
拟卤素( CN)2、( SCN)2与卤素单质结构相似、性质相近，分子中所有原子都满足8电子结构。(SCN)2对应的酸有两种，测得硫氰酸(H- S- C≡N )的沸点低于异硫氰酸(H -N=C=S)，其原因是 。
（3）卤化物RbICl2在加热时会分解为晶格能相对较大的卤化物A和卤素互化物或卤素单质，A的化学式为 ；属于多卤素阳离子，其空间构型为 。
（4）碳的一种同素异形体---石墨，其晶体结构及晶胞如图1、图2所示。则石墨晶胞含碳原子个数为 个。已知石墨的密度为ρg· cm-3 ，C-C键键长为r cm ，阿伏加德罗常数的值为NA，计算石墨晶体的层间距d为 cm。
【答案】（1）15；sp2杂化
（2）异硫氰酸中存在分子间氢键，而硫氰酸中无氢键
（3）RbCl；V形
（4）4；
【知识点】判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Fe的原子序数为26，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，原子轨道包含1s、2s、3s、4s4个s轨道，2px、2py、2pz、3px、3py、3pz6个p轨道，以及5个d轨道，因此基态Fe原子的核外空间运动状态有15种；邻二氮菲中的N的价层电子对数=2+=3，采用sp2杂化；
(2)硫氰酸(H-S-C≡N )分子中，N原子为连接氢原子，无法形成氢键。而异硫氰酸(H-N=C=S)分子中，N原子与氢原子相连，可形成氢键，故硫氰酸的沸点低于异硫氰酸的沸点。故答案为：异硫氰酸中存在分子间氢键，而硫氰酸中无氢键；
(3)离子半径越小，离子所带电荷越多，晶格能越大，I和Cl在形成离子化合物时，都带一个单位负电荷，但Cl-半径小于I-半径，故晶格能较大的卤化物A为RbCl；中成键数为2，孤电子对数为=2，故价层电子对数为4，略去两对孤电子对，空间构型为V形。故答案为：RbCl； V形；
(4)晶胞中C原子数目=8×+2×+4×+1=4，晶胞质量，C-C键键长为rcm，则晶胞底面边长=2×(r cm×sin60°)=r cm，底面面积=r cm×(r cm×sin60°)，则=r cm×(r cm×sin60°)×2d cm×ρg cm-3，解得d=，故答案为：4；。
【分析】（1）Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，s能级有1中运动状态，p能级有3中运动状态，3d能级有5种运动状态；
（2）氮原子和氢原子可以形成氢键，造成沸点出现反常；
（3）杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数，若杂化轨道数=2，为sp杂化，杂化轨道数=3，为sp2杂化，杂化轨道数=4，为sp3杂化；
杂化轨道数=2，为直线；
杂化轨道数=3，成键电子数=3，为三角形；
杂化轨道数=3，成键电子数=2，为V形；
杂化轨道数=4，成键电子数=4，为四面体；
杂化轨道数=4，成键电子数=3，为三角锥；
杂化轨道数=4，成键电子数=2，为V形；
（4）碳原子的数目要结合晶体中棱心、体心、顶点、面心进行判断。
9．（2022高三下·池州模拟）我国中科院天津工业技术研究所，首次实现人工通过二氧化碳合成淀粉。请回答下列问题：
（1）基态碳原子的核外电子排布图为 。
（2）原子中运动的电子有2种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋量子数。对于基态碳原子，其价电子自旋量子数的代数和为 。
（3）结合如表所示键能数据，分析CO和N2相对活泼性并说明原因： 。
CO C-O C=O CO
键能/kJ·mol-1 357.7 798.9 1071.9
N2 N-N N=N N≡N
键能/kJ·mol-1 154.8 418.4 941.7
（4）CO2分子的空间构型为 ，与CO2互为等电子体，写出的结构式 。
（5）一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂成功实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油。该催化剂成分Fe3O4的晶胞如图所示。
①晶胞中Fe3+处于O2-围成的 空隙(填“正四面体”“正八面体”或“正十六面体”)。
②若晶胞体对角线为anm，阿伏加德罗常数为NA，晶体的密度为 g·cm-3(写出表达式)。
【答案】（1）
（2）+1或-1
（3）断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(1071.9kJ/mol-798.9kJ/mol=273.0kJ/mol)比断开N2分子的第一个化学键所需的能量(941.7kJ/mol-418.4kJ/mol=523.3kJ/mol)小，可知CO相对活泼
（4）直线形；[O=N=O]+
（5）正八面体；
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)碳是6号元素，基态碳原子的核外电子排布图为 。故答案为：；
(2)对于基态碳原子，有两个末成对电子，其价电子自旋量子数的代数和为±(2×)=+1或-1。故答案为：+1或-1；
(3)CO和N2相对活泼性并说明原因：断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(1071.9kJ/mol-798.9kJ/mol=273.0kJ/mol)比断开N2分子的第一个化学键所需的能量(941.7kJ/mol-418.4kJ/mol=523.3kJ/mol)小，可知CO相对活泼。故答案为：断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(1071.9kJ/mol-798.9kJ/mol=273.0kJ/mol)比断开N2分子的第一个化学键所需的能量(941.7kJ/mol-418.4kJ/mol=523.3kJ/mol)小，可知CO相对活泼；
(4)CO2分子的中心原子C原子价层电子对数为2+=2，空间构型为直线形，与CO2互为等电子体，的结构式[O=N=O]+。故答案为：直线形；[O=N=O]+；
(5)①晶胞中Fe3+处于O2-围成的正八面体空隙(填“正四面体”“正八面体”或“正十六面体”)。故答案为：正八面体；
②若晶胞的体对角线长为 a nm，则晶胞棱长=nm=×10-7 cm，晶胞体积=（×10-7 cm）3，晶胞中亚铁离子个数1，铁离子个数4×+3×=2，氧离子个数=12×+1=4，则 Fe3O4晶体的密度=g/cm3=g·cm-3，故答案为：。
【分析】（1）核外电子排布要注意结合其s能级和p能级进行判断，电子优先进入空轨道；
（2）电子优先进入空轨道，同一个轨道的电子自旋相反；
（3）键能越大越稳定；
（4）杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数，若杂化轨道数=2，为sp杂化，杂化轨道数=3，为sp2杂化，杂化轨道数=4，为sp3杂化；
杂化轨道数=2，为直线；
杂化轨道数=3，成键电子数=3，为三角形；
杂化轨道数=3，成键电子数=2，为V形；
杂化轨道数=4，成键电子数=4，为四面体；
杂化轨道数=4，成键电子数=3，为三角锥；
杂化轨道数=4，成键电子数=2，为V形；
（5） ① 结合晶胞的结构进行判断，可以知道铁离子处于氧负离子围成的正八面体的空隙；
② 密度要结合体积、摩尔质量、阿伏加德罗常数进行判断。
10．（2022·唐山模拟）“空气变馒头不是梦”，中国科学家在国际上首次实现了到淀粉的从头合成，不依赖植物光合作用，原料只需、和电，相关成果发表在《科学》上。请回答下列问题：
（1）的空间构型为 ，其中C原子的杂化方式为 。基态氧原子的最外层的成单电子和成对电子之比为 。
（2）试推测 (填“能”或“不能”)溶于，理由是 。
（3）淀粉遇碘变蓝。单质碘易溶于KI溶液，原因是 (用离子方程式表示)。
（4）淀粉在一定条件下可水解成葡萄糖()，葡萄糖分子中键角 (填“>”、“<”或“=”)。
（5）干冰的晶胞结构如下图所示，1个分子周围与其距离相等且最近的分子个数为 。若干冰晶胞沿x轴投影，试在图中画出的投影位置(用“·”表示分子)。
【答案】（1）直线形；sp杂化；1：2
（2）能；和同为非极性分子，根据相似相溶原理，非极性分子易溶于非极性溶液
（3）
（4）>
（5）12；
【知识点】判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)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，原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间构型为直线形；氧元素的原子序数为8，价电子排布式为2s22p4，则氧原子的最外层的成单电子和成对电子之比为1：2，故答案为：直线形；sp杂化；1：2；
(2)二氧化碳和四氯化碳都是非极性分子，由相似相溶原理可知，非极性分子二氧化碳易溶于有机溶剂四氯化碳，故答案为：能；和同为非极性分子，根据相似相溶原理，非极性分子易溶于非极性溶液：
(3)单质碘易溶于碘化钾溶液是因为碘能碘化钾溶液反应生成三碘化钾，反应的离子方程式为，故答案为：；
(4)由结构简式可知，葡萄糖分子中C1原子为双键碳原子，原子的杂化方式为sp2杂化，C，2原子为单键碳原子，原子的杂化方式为sp3杂化，所以键角大于，故答案为：>；
(5)由晶胞结构可知，位于顶点的二氧化碳分子与位于面心的二氧化碳分子的距离最近，所以1个二氧化碳分子周围与其距离相等且最近的二氧化碳分子个数为12；若干冰晶胞沿x轴投影，晶胞中二氧化碳的投影位置为，故答案为：12；。
【分析】（1）二氧化碳为直线形分子；C原子采用sp杂化；基态氧原子的价电子排布式为2s22p4；
（2）二氧化碳与四氯化碳均为非极性分子，根据相似相溶原理判断；
（3）I2与I-会发生反应 ；
（4） C1原子价层电子对为3，采用sp2杂化，C2原子价层电子对数为4，采用sp3杂化；
（5）根据均摊法计算；将干冰晶胞沿着x轴投影所得到的正方形平面，在4个顶点，面心以及每条边的中点处都有二氧化碳分子。
11．（2022·阳泉模拟）近年，我国科学家通过热磷化法制备出了电催化分解水的催化剂Co-Fe-P和Ni-Fe-P等过渡金属磷化物，将推动电解水制氢技术的快速发展。回答下列问题：
（1）铁元素在元素周期表中的位置 ，Fe3+的价电子排布式 。
（2）磷的一些卤化物的熔沸点如表所示，试解释PF3、PCl3、PBr3、PI3熔沸点逐渐升高的原因
卤化磷 熔点/K 沸点/K
PF3 121.5 171.5
PCl3 161 348.5
PBr3 233 451.2
PI3 334 573
（3）磷酸具有很强的配位能力，PO的中心原子杂化类型为 ，写出与PO互为等电子体的一种分子
（4）钴的配合物种类很多，如[Co(NO2)(NH3)5]Cl2和[Co(NH3)4Cl2]Cl等，[Co(NO2)(NH3)5]2+的配位数是 ，其配体中的NH3的分子空间构型为 ；等物质的量的[Co(NO2)(NH3)5]Cl2和[Co(NH3)4Cl2]Cl分别与足量的硝酸银溶液反应，两者生成氯化银的质量比为 。
（5）钴蓝晶体结构如图(a)所示，该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成，求晶体的化学式为 ，密度为 g·cm-3。
【答案】（1）第四周期第Ⅷ族；3d5
（2）PF3、PCl3、PBr3、PI3都是分子晶体，随其相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增大，故熔沸点逐渐升高
（3）sp3；CCl4或CF4、CBr4其他合理也可
（4）6；三角锥形；2：1
（5）Co(AlO2)2；或
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；配合物的成键情况；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)铁的原子序数是26，位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族，价电子排布式为3d54s2，Fe失去3个电子后变为Fe3+，故Fe3+的价电子排布式为3d5；
(2)PF3、PCl3、PBr3、PI3都是分子晶体，随其相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增大，故熔沸点逐渐升高；
(3)PO的中心原子是磷原子，价层电子对数=4+×(5+3-4×2)=4，故杂化轨道数目为4，杂化类型为sp3杂化。PO的原子总数为5，价电子总数为32，故其等电子体是分子的需要在其前后主族找，有CCl4、CF4、CBr4等。
(4)[Co(NO2)(NH3)5]2+中配体是NO2和NH3，配体的个数为6，即配位数为6；NH3的价层电子对数为4，孤电子对数为1，根据价层电子对互斥理论可知分子的空间构型是三角锥形。
(5)图(a)可知钴原子在晶胞中的位置关系[图(b)所示]，在晶胞中钴原子的堆积方式有两种，一是钴原子构成面心立方晶胞，二是面心立方晶胞中在钴原子围成的互不相邻的正四面体空隙处又填充了钴原子，Ⅰ、Ⅱ各一个正方体为重复单元，该重复单元中Co原子个数=（4×+2×+1）×4=8个，Ⅰ、Ⅱ型合起来的长方体中含有4个Al和8个O，晶胞内有4个Ⅰ、Ⅱ合起来的长方体，因而晶胞内总计有16个Al和32个O，故晶体的化学式为Co(AlO2)2，1个晶胞含有8个Co(AlO2)2最简重复单元，所以晶体密度为g·cm-3。
【分析】（1）Fe为26号元素，位于第四周期第Ⅷ族，Fe原子失去3个电子生成Fe3+；
（2）分子晶体的熔沸点随相对分子质量增大而增大；
（3） PO 中P原子的价层电子对数为4；等电子体具有相同的原子数和价电子数；
（4）[Co(NO2)(NH3)5]2+中配体是NO2和NH3；NH3的价层电子对数为4，含有一个孤电子对； [Co(NO2)(NH3)5]Cl2和[Co(NH3)4Cl2]Cl 外界的Cl-数目分别为2、1；
（5）根据均摊法和计算。
12．（2022·开封模拟）非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：
（1）基态F原子的外围电子排布式为 。
（2）N2F2(二氟氮烯)分子中，氮原子的杂化类型为sp2，则N2 F2的结构式为 。
（3）NaHF2熔点为160℃(分解)，电解可制得氟气，推测NaHF2中所含作用力的类型有 。
（4）OF2主要用于火箭工程液体助燃剂，其分子的空间构型为 ；OF2的熔、沸点 Cl2O(填“高于”或“低于”)，原因是 。
（5）XeF2在无机氟化物制备中有广泛的应用，其晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中有 个XeF2分子。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，如图中A点原子的分数坐标为(，， )。已知Xe-F键长为r pm，则B点原子的分数坐标为 ；晶胞中O、C间距离d= pm。
【答案】（1）2s22p5
（2）F-N=N- F
（3）离子键、共价键、氢键
（4）角(V)形；低于；OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量大，Cl2O的熔、沸点高
（5）2；(0，0， )；
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)基态F原子的外围电子排布式为：2s22p5；
(2)氮原子的杂化类型为sp2，可以确定N与N之间应为双键，N与F之间应存在1条键，每个N还有一对孤对电子，故N2 F2的结构式为：F-N=N- F；
(3)NaHF2可电解说明其为离子化合物，存在离子键，H与F之间为共价键，F电负性较强，还存在氢键；
(4)OF2孤对电子数为2，价层电子数为4，故其分子的空间构型为角(V)形；OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，相对分子质量OF2
【分析】（1）F为9号元素，根据构造原理书写电子排布式；
（2） 氮原子的杂化类型为sp2， 则N形成2个σ键；
（3）电解NaHF2制得氟气 ，则NaHF2为离子化合物，阴离子中含有H-F共价键，F电负性较大，会形成氢键；
（4）OF2的价层电子对数为4，含2个孤电子对；结构相似的分子晶体，随相对分子质量增大熔沸点升高；
（5）根据均摊法计算。
13．（2022·临潼模拟）硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素，可以形成多种化合物。
（1）基态硒原子的价层电子排布式为 。
（2）H2SeO3的中心原子杂化类型是： ， 的立体构型是 。与互为等电子体的分子有 (写一种物质的化学式即可)。
（3）H2Se属于 (填“极性”或“非极性”)分子；比较H2Se与H2O沸点高低，并说明原因： 。
（4）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 ；若该晶胞密度为ρg·cm-3，硒化锌的摩尔质量为Mg·mol-1，NA代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞参数a为 。
【答案】（1）4s24p4
（2）sp3；三角锥形；PCl3
（3）极性；H2Se比H2O沸点低；因为H2O中存在分子间氢键，沸点较高，不H2Se存在氢键
（4）4；×1010
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)硒为34号元素，基态Se原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4，价层电子排布式为4s24p4，故答案为：4s24p4；
(2)H2SeO3的中心原子的价层电子对数为=4，所以Se杂化方式为sp3杂化，的中心原子Se的价层电子对数为=4，离子中有一对孤电子对，所以的立体构型是三角锥形，等电子体是指价电子总数和原子总数都相等的微粒，与互为等电体的分子有PCl3，故答案为：sp3； 三角锥形；PCl3；
(3)H2Se分子中有孤电子对，立体构型为V形，正、负电荷中心不重合，所以H2Se属于极性分子； H2Se比H2O沸点低；因为H2O中存在分子间氢键，沸点较高， H2Se不存在氢键；
(4)根据硒化锌晶胞结构图可知，每个锌原子周围有4个硒原子，每个硒原子周围也有4个锌原子，所以硒原子的配位数为4；该晶胞中含有硒原子数为8×+6×=4，含有锌原子数为4，根据ρ＝=，所以V=，则晶胞参数a为cm=×1010pm，故答案为：4；×1010。
【分析】（1）硒为34号元素，有6个价电子，据此书写价层电子排布式；
（2）根据中心原子的价层电子对数可判断杂化方式及微粒的立体构型；等电子体原子总数和价电子总数相等；
（3）根据正负电荷中心是否重合判断分子极性；水分子间存在氢键，沸点反常；
（4）根据均摊法和计算。
14．（2022·新乡模拟）我国科学家构建了新型催化剂“纳米片”(Co-N-C)，该“纳米片“可用于氧化SO和吸附Hg2+。回答下列问题：
（1）基态Co原子的价层电子排布式为 ，N、C、Co中第一电离能最大的是 (填元素符号)。
（2）在空气中SO会被氧化成SO。SO的空间构型是 ，SO中S原子采用 杂化。
（3）[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2是钴的一种配合物，含1mol[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2的溶液与足量AgNO3溶液能生成 molAgCl，[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2中Co2+的配位数为 。
（4）氰气[(CN)2]称为拟卤素，它的分子中每个原子最外层都达到8电子结构，则(CN)2分子中σ键、π键个数之比为 。
（5）氮和碳组成的一种新型材料，硬度超过金刚石，其部分结构如图1所示。它的化学式为 ，它的硬度超过金刚石的主要原因是 。
（6）氮化镓是新型半导体材料，其晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替，顶点和面心的碳原子被Ga原子代替。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。图2为沿y轴投影的氮化镓晶胞中所有原子的分布图。若原子1的原子分数坐标为(，，)，则原子3的原子分数坐标为 。若氮化馆的晶体密度为ρg·cm-3，则晶胞中Ga-N键的键长为 (用含ρ、NA的代数式表示)pm。已知NA为阿伏加德罗常数的值。
图2
【答案】（1）3d74s2；N
（2）三角锥形；sp3
（3）2；6
（4）3：4
（5）C3N4；氮化碳和金刚石都是原子(共价)晶体，N的原子半径小于C，氮碳键的键能大于碳碳键
（6）(，，)；××1010
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；配合物的成键情况；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Co元素位于第四周期Ⅷ族，因此价电子排布式为3d74s2；元素周期表中，一般非金属性越强，第一电离能越大，同周期从左向右第一电离能是增大趋势，因此第一电离能最大的是N；故答案为3d74s2；N；
(2)SO中心原子S的价层电子对数为3+=4，空间构型为三角锥形；SO中心原子S的价层电子对数为4+=4，因此S的杂化方式为sp3；故答案为三角锥形；sp3；
(3)根据配合物的组成，1mol配合物中外界有2molCl－，因此与足量硝酸银溶液反应，得到2molAgCl；Co2＋的配位数为4＋1＋1=6；故答案为2；6；
(4)(CN)2中每个原子最外层都达到都达到8电子结构，即(CN)2的结构式为N≡C－C≡N，σ键的数目为3，π键数目是4，因此个数比值为3∶4；故答案为3∶4；
(5)根据图1可知，1个N连3个C，1个C连4个N，因此化学式为C3N4；C3N4、金刚石均为共价晶体，硬度与共价键有关，C的半径大于N，因此C－C键长比C－N键长长，C－C键能比C－N键能弱，因此金刚石的硬度比氮化碳低；故答案为C3N4；氮化碳和金刚石都是原子(共价)晶体，N的原子半径小于C，氮碳键的键能大于碳碳键
(6)根据题中要求，得出氮化镓的晶胞图为则原子3的坐标为(，，)；根据信息，N原子在晶胞内部，个数为4，Ga位于顶点和面心，个数为=4，氮化镓的化学式为GaN，晶胞的质量为=g，根据密度的定义，得出晶胞的边长为cm，Ga与N最近的距离，即Ga-N键长应是体对角线的，从而推出Ga-N键长××1010pm；故答案为(，，)；××1010。
【分析】（1）Co元素位于第四周期Ⅷ族；同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，非金属的第一电离能大于金属；
（2）SO中S的价层电子对数为4，含有一个孤电子对；SO中S的价层电子对数为4；
（3）外界的Cl-能与AgNO3溶液生成AgCl沉淀；[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2中配体为NH3、H2O和Cl；
（4）(CN)2中每个原子最外层都达到8电子结构；
（5）该结构中1个N连3个C，1个C连4个N；C3N4、金刚石均为共价晶体，硬度与共价键有关；
（6） 原子3的坐标为(，，)；Ga-N键长应是体对角线的。
15．（2022·鹰潭模拟）近年来，我国科学家对硫及其化合物进行广泛研究。硫及化合物应用于医药、半导体、颜料、光致发光装置、太阳能电池、红外检测器、光纤维通讯等。回答下列问题：
（1）硫原子的价电子轨道表示式为 。
（2）硫化钠的熔点 (填“大于”“小于”或“等于”)硫化钾的熔点，原因是 。
（3）硫酸根和硫代硫酸根的结构如下图所示：
S2O的空间构型为 ， 中心硫原子的杂化轨道类型为 。
（4）硫原子和氧原子可形成多种链式硫酸根离子，连二硫酸根离子、连三硫酸根离子如下图所示：
这类硫原子数可变的多硫氧合阴离子的化学式可用通式表示为 (用n代表硫原子数)。
（5）天然硫化锌以闪锌矿和纤锌矿存在，ZnS的晶体结构如下图所示，闪锌矿中Zn2+的配位数为 ，已知原子A、B的分数坐标为(0， 0， 0)和(1， 1， 1)，原子C的分数坐标为 。 纤锌矿晶体堆积模型为 。
（6）闪锌矿中，设晶胞边长为a， Zn2+和 S2-的离子半径分别为和，则Zn2+和S2-离子的空间占有率为 % (列出计算表达式)。
【答案】（1）
（2）大于；Na2S和K2S均为离子晶体，两种化合物中S2-半径相同，Na+的半径更小，离子键更强，Na2S的熔点更高
（3）四面体形；sp3
（4）SnO
（5）4；(，0，)；六方最密堆积
（6）×100
【知识点】原子核外电子排布；用晶格能的大小衡量离子晶体中离子键的强弱；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)S为16号元素，价层电子排布式为3s24p4，轨道表示式为；
(2)Na2S和K2S均为离子晶体，两种化合物中S2-半径相同，Na+的半径更小，离子键更强，所以硫化钠的熔点大于硫化钾；
(3)S2O与SO为等电子体，所以二者空间构型相似，但由于S2O中一个O原子被S原子代替，所以不是正四面体形，而是四面体形，中心S原子杂化方式相同，均为sp3杂化；
(4)硫酸根为SO、连二硫酸根离子为S2O、连三硫酸根离子为S3O，结合图示可知若S原子数为n，则O原子为2n+2，电荷数不变，所以通式为SnO；
(5)根据晶胞结构可知，Zn2+位于S2-形成的正四面体中心，所以Zn2+的配位数为4；A为原点，B为(1， 1， 1)，即晶胞棱长为单位1，C位于底面面心，坐标应为(，0，)；纤锌矿的晶胞为平行六棱柱，所以其堆积模型为六方最密堆积；
(6)晶胞边长为a，则晶胞体积为a3，晶胞中有4个Zn2+，晶体化学式为ZnS，所以也有4个S2-，则离子的体积为π[+]×4，所以空间占有率为×100%=×100%。
【分析】(1)轨道表达式就是电子排布图；
（2）硫化钠和硫化钾都是离子晶体，离子所带的电荷越多、离子的半径越小，离子晶体的晶格能越大，熔点越高；
（3） S2O 的中心原子是sp3杂化，所以 S2O 是空间四面体型；
（4）从图可以看出O数是S数的2倍，还多2个，所以 SnO ；
（5）从闪锌矿的晶胞结构可知，Zn2+的配位数是4；纤锌矿的晶胞为平行六棱柱，所以其堆积模型为六方最密堆积；
（6）根据晶胞边长算出一个晶胞的体积，在利用均摊法算出一个晶胞的原子个数，再算出所有原子的体积之和，最后求晶胞的空间利用率。
16．（2022·日照模拟）过渡元素等在生产、生活和科研中都有着广泛用途和重要的研究价值。回答下列问题：
（1）基态Co原子中，核外电子占据的最高能层符号为 ；基态的价电子排布式为 。
（2）Ag元素在元素周期表中与Cu处于相邻周期，则Ag元素在元素周期表分区中属于 区。
（3）①有顺式和反式两种结构，则分子的空间构型为 (填“平面四方”或“正四面体”)形，其中心原子杂化方式推断合理的是 (填标号)。
A．sp B． C． D．
②电子亲和能反映的是元素的气态原子结合电子的难易程度。N、Cl的第一电子亲和能：N Cl(填“>”或“<”)。
（4）熔点为，熔点为，熔点更高的原因是 。
（5）一种钛硅碳新型材料可用作高铁车体与供电网的连接材料。该材料的晶胞属于六方晶系(x、y方向的夹角为，z方向垂直于x、y方向，底面棱长均为anm，侧面棱长为cnm)，其晶胞结构如图甲所示；晶胞中碳原子的投影位置如图乙所示。
①该钛硅碳新型材料的化学式为 。
②已知该新型材料的摩尔质量为，密度为，阿伏加德罗常数的值用表示，则c的长度为 nm(用含a、b、的计算式表示)。
【答案】（1）N；
（2）ds
（3）平面四方；D；<
（4）、均为离子晶体，比半径小，离子键强，故熔点更高
（5）；或
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Co是第27号元素，价电子排布式为3d74s2，最高能层为第四层，即N层；Mn的价电子排布式为3d54s2，则Mn2+的价电子排布式为3d5。
(2)Ag元素在元素周期表中与Cu处于相邻周期，Cu在元素周期表分区中属于ds区，则Ag也属于ds区。
(3)① Pt(NH3)2Cl2有顺式和反式两种结构，则 Pt(NH3)2Cl2分子的空间构型为平面四方形，中心原子有四个价层电子对，若杂化方式为sp3，则分子空间结构应为四面体结构，所以Pt的杂化方式为dsp2。
②电子亲和能反映的是元素的气态原子结合电子的难易程度。第一电子亲和能是元素的气态原子结合一个电子的难易程度，N的2p能级电子排布为半充满结构，结合电子较难，第一电子亲和能比Cl小，所以第一电子亲和能：N＜Cl。
(4)α-ZnS 、α-MnS均为离子晶体，Zn2+比Mn2+半径小，离子键强，故熔点更高。
(5)①根据晶胞结构可知，在一个晶胞中，Ti位于顶点、棱上和内部，共个，Si位于棱上，共个，C位于内部，共4个，所以该钛硅碳新型材料的化学式为Ti3SiC2。
②该晶胞体积为nm3=cm3，一个晶胞质量为g，晶体密度为dg cm-3，则×d=，所以c=nm或nm。
【分析】（1）Co位于第四周期，最外层为第四电子层，即N；价电子排布即最外层电子的排布；
（2）铜为第四周期，则Ag为第五周期；
（3） ① 有顺反两种结构，应该是平面型，即sp杂化；
② 结合电子的难易程度可以结合非金属性比较；
（4）离子晶体的熔点受到化学键影响，半径越小，离子键越强；
（5） ① 根据晶胞的计算，算出三种原子的原子个数之比；
② 此类题型要结合摩尔质量、密度阿伏加德罗常数进行计算。
17．（2022·德州模拟）铝、铁、铜等金属在日常生活中应用广泛，钛由于其特殊的性能被誉为“未来世纪的金属”。其单质及化合物在化工、医药、材料等领域具有广泛应用。回答下列问题：
（1）基态Cu原子的价电子轨道表示式为 ；的空间构型为 。
（2）1mol配合物中键的数目为 ，其组成元素的电负性大小顺序是 。
（3）与形成配位键的能力 (填“强于”或“弱于”)与形成配位键的能力，请用实验事实加以说明： 。
（4）TiN具有高硬度和优良的耐磨损性，用Al部分代替TiN中Ti后可以提升耐磨性5倍以上。其晶胞结构如下图所示，掺杂Al后的晶体密度是TiN晶体的 倍(精确到小数点后第2位)，设原子①的原子坐标为(0，0，0)，则原子②的原子坐标为 ，已知相邻的Ti-N原子距离为anm，则晶胞中原子①与②距离为 nm。
【答案】（1）；正四面体形
（2）；O＞Cl＞H＞Ti
（3）强于；向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水直至过量，先生成蓝色沉淀，然后蓝色沉淀溶解得到深蓝色溶液
（4）0.92；(1，，)；
【知识点】判断简单分子或离子的构型；配合物的成键情况；晶胞的计算
【解析】【解答】（1）中根据电子排布式及鲍林不相容原理和洪特规则进行书写，微粒的空间构型根据杂化轨道类型ABn型分子特点进行判断；（2）中根据共价键的类型判断键，利用配合物中共价键的个数进行判断；电负性根据元素的非金属性进行判断，利用周期律进行判断；（3）根据配位键形成的实质进行判断，利用实验说明利用物质间的转化进行判断；（4）根据晶胞密度的计算公式进行计算，利用三维坐标根据投影进行判断；原子间距离根据勾股定理进行计算；
(1)铜原子的价电子排布式是3d104s1，根据鲍林不相容原理和洪特规则书写其价电子轨道表示式为：；故答案为；的空间构型根据价层电子对互斥理论判断其空间构型为正四面体；故答案为正四面体；
(2)中，配体氯离子和水与钛离子之间的配位键是6个属于键，配体水分子中氢氧键共10个属于键，故键含有16个，1mol配合物中键的数目为16NA，故答案为16NA；根据非金属性越强，电负性越强，故其含有的元素电负性大小顺序为：O＞Cl＞H＞Ti；故答案为：O＞Cl＞H＞Ti；
(3)氨气中氮原子电负性小于水分子中氧原子的电负性，故更易提出孤对电子形成配位键，故答案为强于；实验事实向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水直至过量，先生成蓝色沉淀，然后蓝色沉淀溶解得到深蓝色溶液；故答案为：向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水直至过量，先生成蓝色沉淀，然后蓝色沉淀溶解得到深蓝色溶液；
(4)TiN晶胞中，钛离子实际个数为：；实际氮离子个数为：，设晶胞的体积为V，故TiN晶胞的密度为：；当用Al部分代替TiN中Ti后，实际含有钛原子为：，实际氮原子个数为：，实际铝原子个数为：1；故密度为：；故掺杂Al后的晶体密度是TiN晶体的；故答案为0.92；设原子①的原子坐标为(0，0，0)，则原子②的原子坐标为(1，，)；故答案为：(1，，)；已知相邻的Ti-N原子距离为anm，从②点向下边做垂线，根据两个勾股定律计算得，故答案为：；
【分析】（1）铜为29号元素，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；
杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数；
杂化轨道数=2，为直线；
杂化轨道数=3，成键电子数=3，为三角形；
杂化轨道数=3，成键电子数=2，为V形；
杂化轨道数=4，成键电子数=4，为四面体；
杂化轨道数=4，成键电子数=3，为三角锥；
杂化轨道数=4，成键电子数=2，为V形
（2）σ键即配对原子个数，即每一个共价键中必定含有一个σ键；电负性跟非金属性挂钩，非金属性越强，则电负性越强；
（3）电负性越弱，其提供孤电子对的能力越强；
（4）晶胞的密度要结合体积、阿伏加德罗常数、摩尔质量进行计算；原子坐标要根据原点进行判断。
18．（2022·安阳模拟）锰的氧化物主要有一氧化锰(MnO)、二氧化锰(MnO2)、三氧化二锰(Mn2O3)、四氧化三锰(Mn3O4)、亚锰酸酐( Mn2O5)、锰酸酐( MnO3 )和高锰酸酐(Mn2O7)。回答下列问题：
（1）基态Mn原子的核外电子排布式是 。
（2）下列锰元素的不同微粒中，电离最外层一个电子所需能量最大的是____(填编号)。
A． B．
C． D．
（3）以MnSO4为原料，六次甲基四胺为弱碱介质，通过水解氧化法可制备不同粒径的磁性纳米Mn3O4。
①的空间构型是 ，写出两种与互为等电子体的离子 。
②六次甲基四胺也称乌洛托品(结构如图甲所示)，其所含元素的电负性从大到小的顺序是 ，中心原子N的杂化方式是 ，N原子数与σ键数目之比为 。
（4）实验室可利用硝酸锰受热分解的方式制备锰的一种氧化物(晶胞结构如图乙所示)和NO2。
①该锰的氧化物中Mn的化合价为 。
②请画出z方向投影图 。
③已知Mn和O的离子半径分别是mpm和npm，则该晶体的空间利用率为 ； (列出计算式即可)。
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d54s2
（2）A
（3）正四面体型；、；N＞C＞H；sp3；1：6
（4）+4；；
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)Mn是25号元素，处于第四周期第VIIB族，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s2；
(2)A. 为基态Mn2+，处于3d半满稳定状态，很难再失电子；
B. 为基态Mn原子，易失去一个电子变为Mn+；
C. 为基态Mn+，其失去一个电子比基态Mn2+容易；
D. 为激发态Mn2+，其失去一个电子比基态Mn2+容易，故最难再失去一个电子的是A，
故答案为：A；
(3)①中S和O形成4个σ键，价层电子对为4，杂化方式为sp3，根据价层电子对互斥理论可知其空间构型为：正四面体型；中S、O原子最外层均有6个电子，共有32个价电子，与互为等电子体的离子有：、；
②乌洛托品含C、H、N元素，元素的非金属性越强，其吸引电子能力越强，则其电负性越大，这几种元素非金属性强弱顺序是N＞C＞H，所以电负性大小顺序是N＞C＞H；中心原子N形成3个N-Cl键，还有1对孤电子对，价层电子对数为4，N原子采取sp3杂化；N原子数为4，单键由1个σ键形成，有24个σ键，两者数目之比为4：24=1：6；
(4)①在该晶体中含有的Mn原子个数为：×8+1=2，含有的O原子数目为×4+2=4，Mn：O=2：4=1：2，所以该锰的氧化物的化学式为MnO2，O为-2价，Mn的化合价为+4价；
②z方向投影图为；
①该晶体含有2个Mn原子和4个O原子，已知Mn和O的离子半径分别是mpm和npm，晶胞中原子总体积=πm3×2+πn3×4=π(2m3+4n3) pm3，晶胞的体积=a×a×b=a2b pm3，该晶胞的空间利用率=。
【分析】（1）锰元素为25号元素，核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s2 ；
（2）半充满、全充满的形式更稳定；
（3） ① 为sp3杂化，为正四面体；
② 杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数；
杂化轨道数=2，为直线；
杂化轨道数=3，成键电子数=3，为三角形；
杂化轨道数=3，成键电子数=2，为V形；
杂化轨道数=4，成键电子数=4，为四面体；
杂化轨道数=4，成键电子数=3，为三角锥；
杂化轨道数=4，成键电子数=2，为V形；
（4） ① 结合晶胞的顶点、体心、面心等进行计算，求出晶胞的个数比以及化合价；
② 可以参考三视图的俯视图进行判断；
③ 晶胞的空间利用率=。
19．（2022·开封模拟）最近科研人员发现，用[Ni(cyclam)]2+(结构如图a)作电催化剂、二茂铁(结构如图c)作为牺牲电子供体，NH4PF6作为电解质和质子供体，CH3CN作溶剂，可实现有效催化还原CO2。
回答下列问题：
（1）基态Ni原子转化为基态Ni2+失去 轨道的电子；基态Fe原子核外电子排布式为 。
（2）NH4PF6中NH空间构型为 ；N、P、F的电负性由大到小的顺序为 。
（3）CH3CN分子中碳原子杂化方式为 。
（4）已知3个及以上原子构成的离子团或分子中，原子有彼此平行的未参与杂化的p轨道电子，连贯重叠在一起构成π型化学键，又称为大π键，可用符号表示，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，如苯中的大π键可表示为。二茂铁[(C5H5)2Fe]中五元环的大π键可表示为 。
（5）[Ni (cyclam)]2+可由某些镍的化合物与cyclam 反应制得。[Ni(cyclam)]2+中，Ni2+的配位数为 ；cyclam可溶于水，而环十四烷不溶于水，其原因是 。
（6）某镍、砷晶体结构如图所示。该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式即可)。
【答案】（1）4s；1s22s22p63s23p63d64s2
（2）正四面体；F＞N＞P
（3）sp、sp3
（4）
（5）4；cyclam分子与水分子间形成氢键
（6）
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)基态Ni原子的核外价电子排布式为3d84s2，形成基态Ni2+时，先失去4s轨道上的2个电子；铁元素为26号元素，基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2；
(2)的中心原子为sp3杂化，且无孤电子对，为正四面体结构；非金属性越强，其电负性越大，则电负性：F＞N＞P；
(3)甲基上C原子价层电子对个数是4，C原子杂化类型为sp3，-CN中心原子C有1个σ键，孤电子对数为1，中心碳原子杂化类型为sp，故答案为：sp、sp3；
(4)二茂铁[(C5H5)2Fe]中五元环形成的大π键原子数是5，形成的大π键电子数是6，大π键表示为；
(5)由图a可知[Ni(cyclam)]2+中，Ni2+的配位数为4，含有氢键的物质可增大在水中的溶解性，cyclam可溶于水，而环十四烷不溶于水，其原因是cyclam分子与水分子间形成氢键；
(6)由均摊法，晶胞中含6个Ni和6个As原子，晶胞质量为，底面是正六边形，晶胞体积为，则晶胞密度为 g·cm-3。
【分析】（1）镍为28号元素，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d84s2，失去2电子时丢失4s轨道的电子；铁为26号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2；
（2）杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数；
杂化轨道数=2，为直线；
杂化轨道数=3，成键电子数=3，为三角形；
杂化轨道数=3，成键电子数=2，为V形；
杂化轨道数=4，成键电子数=4，为四面体；
杂化轨道数=4，成键电子数=3，为三角锥；
杂化轨道数=4，成键电子数=2，为V形；
电负性的大小跟非金属性有关，非金属性越强，电负性越强；
（3）杂化数目=中心原子成键电子对数+孤电子对数；
（4）形成的大π键原子数是5，形成的大π键电子数是6；
（6）密度的计算要结合体积、摩尔质量、阿伏加德罗常数进行计算。
20．（2022·潍坊模拟）砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe)等太阳能电池适合光电转换，可以直接把光能转化成电能。回答下列问题：
（1）元素As与N同族，预测As的氢化物分子的立体结构为 ，其基态原子最外层p轨道电子的自旋状态 (填“相同”或“相反”)。
（2）元素Cd与Zn是同一副族的相邻元素，Cd的价层电子排布为4d105s2，Cd2+的价层电子排布为 。
（3）经X射线衍射实验证明在碲酸(H6TeO6)分子内的6个羟基排列在碲原子的周围呈八面体结构，碲酸中碲原子的价层电子对数为 。
（4）Te、Se都是第ⅥA族的元素，SeF6与SF6具有相似的结构，则熔沸点SeF6 SF6(填“>”或“<”或“=")；二硒键和二硫键是重要的光响应动态共价键，其光响应原理可用如图表示，已知光的波长与其能量成反比，则图中实现光响应的波长：λ1 λ2(填“>”或“<”或“=")，其原因是 。
（5）CdTe的晶胞属立方晶系，晶胞参数如图1所示。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，称作原子的分数坐标。如原子M的坐标为(0，0，0)，则原子N的坐标为 。
该晶胞沿其面对角线方向上的投影如图2所示，则代表Te原子的位置是 (填序号)，晶胞中原子6和11之间的距离为 pm(用含a的代数式表示)。
【答案】（1）三角锥形；相同
（2）4d10
（3）6
（4）>；<；Se的原子半径比S原子大，Se-Se键键能比S-S键键能小，则光谱能量高，波长短
（5）；7，8，11 ；
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)元素As与N同族，N为sp3杂化，则As也为sp3杂化，预测As的氢化物分子的立体结构为三角锥形；As的核外价层电子排布为4s24p3，4p轨道的电子自旋方向相同；
(2)Cd的价层电子排布为4d105s2，Cd2+的价层电子排布为4d10；
(3)碲酸(H6TeO6)分子内的6个羟基排列在碲原子的周围呈八面体结构，价层电子对数为6；
(4)SeF6与SF6具有相似的结构，均为分子晶体，SeF6相对分子质量大，分子间作用力强，熔沸点高，故熔沸点SeF6>SF6；Se的原子半径比S原子大，Se-Se键键能比S-S键键能小，则光谱能量高，波长短，故λ1<λ2，原因为：Se的原子半径比S原子大，Se-Se键键能比S-S键键能小，则光谱能量高，波长短；
(5)N的坐标为 ；根据图1，可知代表Te原子的位置是7，8，11；
如图所示，A为6球位置，AB的长度为6和11球的距离，C为B（11球）在底面的投影，落在面对角线的 的位置，BC的长度为边长的 ，为 ；CD的距离距离为面对角线的 ，长度为 ；AD长度为面对角线一半，为 ，AC长度为： ，AB的长度为： 。
【分析】（1）As的氢化物中As采用sp3杂化；As最外层电子的排布式为4s24p3，4p轨道的电子自旋方向相同；
（2）Cd失去5s上的2个电子形成 Cd2+；
（3） H6TeO6分子呈八面体结构，则Te的价层电子对数为6；
（4）分子晶体的相对分子质量大，分子间作用力越强，熔沸点越高；键能：Se-Se键
21．（2022·呼伦贝尔模拟）铁及含铁的化合物在生产生活中的应用广泛。回答下列问题：
（1）基态铁原子的核外电子排布式为 。前四周期元素中，基态原子未成对电子数比铁原子多的元素有 种。
（2） 是工业制硫酸的主要反应， 的VSEPR模型名称是 ； 分子中 键与 键的数目之比为 。
（3）血红素是血红蛋白的辅基，其结构如图1所示，结构中C原子的杂化方式为 ，所含非金属原子的电负性由大到小的顺序为 ；所含化学键的类型有 (填标号)。
a．极性键 b．非极性键 c．氢键 d．配位键 e．金属键
（4）温度在1183K以下，纯铁晶体(甲)的晶胞结构如图2所示，温度在1183K以上，纯铁晶体(乙)的晶胞结构如图3所示，两种晶体中铁原子之间的最短距离相等，甲晶体中铁原子的配位数与乙晶体中铁原子的配位数之比为 ；甲晶体的晶胞边长与乙晶体的晶胞边长之比为 ；甲晶体的密度与乙晶体的密度之比为 。
【答案】（1） (或 )；2
（2）平面三角形；3∶1
（3） 、 ；O＞N＞C＞H；abd
（4）2∶3；；
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)铁是26号元素，根据核外电子排布规律可得其基态铁原子核外电子排布式 (或 )；前四周期元素中，未成对电子数超过4的元素有Cr、Mn两种元素；
(2)SO2中S原子的价电子对数为 =3，S原子为sp2杂化，无孤电子对，所以SO2为平面三角形，单键只含有1个 键，双键含有1个 键和1个 键， 分子中 键与 键的数目之比为3∶1；
(3)结构中碳原子形成3个 键，没有孤电子对数，杂化方式为 ，如甲基上的碳原子形成4个 键，为 ；非金属性越强，电负性越大，非金属性O＞N＞C＞H，故电负性由大到小的顺序为：O＞N＞C＞H；所含化学键的类型有C-H极性键，C-C非极性键，还有配位键，氢键不属于化学键，金属键只存在于金属晶体中，
故答案为：abd；
(4)图2中与位于顶点的铁原子等距离且最近的铁原子位于晶胞体心，顶点的铁原子被8个晶胞共有，则配位数为8；图3中，与铁原子等距离且最近的铁原子位于面心，则距离顶点的铁原子距离且最近的铁原子，横平面有4个、竖平面有4个、平行于纸面的有4个，共12个，配位数之比为2：3；设甲晶体晶胞边长为a，乙晶体晶胞边长为b，则 ，即 ；甲晶体中含铁原子数为 ，乙晶体中含铁原子数为 ，甲晶体的密度与乙晶体的密度之比为 。
【分析】（1）Fe为26号元素，根据构造原理书写电子排布式；Fe的未成对电子数为4；
（2）SO2的价层电子对数为3；单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键；
（3）该物质中双键C为sp2杂化，饱和C原子为sp3杂化；元素的非金属性越强，电负性越大；该物质含极性共价键、非极性共价键和配位键；
（4）根据均摊法计算；根据计算晶体密度。
22．（2022·韶关模拟）硼、钛、铁、铜等元素的化合物具有广泛的应用价值。回答下列问题：
（1）Ti(BH4)3(硼氢化钛)可由TiCl4和LiBH4反应制得。基态钛原子的价层电子排布图(轨道表示式)为 。 的立体构型为 ，B原子的杂化轨道类型为 。电负性大小顺序为H B(填“>”或“<")。
（2）基态铁原子核外电子运动状态有 种。Fe成为阳离子时首先失去 轨道电子。FeCl3的熔点为306℃、沸点315℃，FeCl3的晶体类型为 。
（3）元素Cu的一种氯化物立方晶胞结构如图所示：
①原子坐标参数可用来表示晶胞内各原子的相对位置，图中各原子坐标参数如下：A为(0，0，0)、B为(0，1，1)、C为(1，0，0)，则D原子的坐标参数为 。
②该晶体中，铜、氯的微粒个数之比为 。
③若晶胞边长为apm，铜元素微粒半径为bpm，氯元素微粒半径为cpm，则该晶胞的空间利用率(即晶胞中原子体积占晶胞体积的百分率)为 (列出计算式)。
【答案】（1）；正四面体；sp3；＞
（2）26；4s；分子晶体
（3）( ， ， )；1：1； ×100%
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)Ti的价层电子排布式为3d24s2，轨道表示式为： ； 的中心原子B的价层电子对数为4+ (3+1-4×1)=4，所以其立体构型为正四面体，B采取sp3杂化；电负性是原子对键合电子的吸引力，H的电负性大于B。
(2)铁原子核外有26个电子，每个电子的运动状态都不相同，所以铁原子核外电子运动状态有26种；铁的价层电子排布式为3d64s2，Fe成为阳离子时首先失去的是最外层4s轨道上的电子，FeCl3的熔沸点比较低，所以FeCl3是分子晶体。
(3)①D位于晶胞内部，若把晶胞分为8个相等的小立方体，则D位于右前下的小立方体的体心。根据A、B、C的原子坐标参数可知，D的原子坐标参数为( ， ， )。
②该晶体中，铜位于内部，共4个，氯位于顶点和面心，共 =4个，所以铜、氯微粒个数比为1：1。
③晶胞中有4个铜原子、4个氯原子，占有的体积为4× (b3+c3)pm3，晶胞边长为apm，则晶胞体积为a3pm3，该晶胞的空间利用率为 ×100%。
【分析】（1）Ti为22号元素，根据构造原理书写电子排布式；的价层电子对数为4，不含孤电子对；元素的非金属性越强，电负性越大；
（2）Fe为26号元素，每个电子的运动状态都不相同；Fe原子成为阳离子时首先失去4s轨道的电子；氯化铁为分子晶体；
（3）①D的原子坐标参数为( ， ， )；
②根据均摊法计算各原子数目；
③根据计算。
23．（2022·龙岩模拟）最近，妖“镍”横行，价格飙涨。镍是一种硬而有延展性并具有铁磁性的金属，在许多领域应用广泛。回答下列问题：
（1）基态Ni原子核外电子的运动状态有 种；Ni的熔点明显高于Ca，其原因是 。
（2）Ni—NTA—Nangold可用于检测或定位6x组氨酸(His)或Poly—His标记的重组蛋白。Ni(Ⅱ)—NTA的结构简式如图所示。
①与Ni2+配位的原子形成的空间构型为 。
②配体N(CH2COO-)3中4种元素的I1从大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
③已知N……Ni存在大π键，其结构中氮原子的杂化方式为 。
（3）Ni可以形成多种氧化物，其中一种NixO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，部分Ni2+被Ni3+取代，如图所示，其结果晶体仍呈电中性。则x 1(填“>”“<”或“=”)。
（4）镍掺杂的稀磁半导体DMS的立方晶胞结构如图所示。已知晶体密度为dg/cm3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则Ni原子与Mg原子间的距离为 cm(列出计算表达式)。
【答案】（1）28；Ni与Ca同周期，Ni的原子半径比较小且价电子数多，形成的金属键比较强，熔沸点比较高
（2）八面体；N＞O＞H＞C；sp2
（3）＜
（4）
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)镍元素的原子序数为28，核外电子数为28，由泡利不相容原理可知，同种原子的核外没有运动状态完全相同的电子，则基态原子核外电子的运动状态有28种；金属晶体的金属键越强，熔点越高，镍和钙都是金属晶体，镍元素与钙元素同周期，镍原子半径比钙小且价电子数比钙多，形成的金属键比钙强，熔沸点比钙高，故答案为：28；Ni与Ca同周期，Ni的原子半径比较小且价电子数多，形成的金属键比较强，熔沸点比较高；
(2)①由配合物的结构可知，镍离子与具有空轨道的氮原子和氧原子形成配位键，配位数为6，空间构型为八面体形，故答案：八面体；
②配体4种元素中，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，H只有一个电子，位于1s轨道，离原子核的距离比C的最外层两个位于2s轨道上的电子要近得多。所以原子核对电子的束缚力更大，因此第一电离能也就更大H>C。则第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞H＞C，故答案为：N＞O＞H＞C；
③由N……Ni存在大π键可知，结构中氮原子的杂化方式为sp2杂化，未参与杂化的p轨道形成大π键，故答案为：sp2；
(3)设晶胞中Ni2+离子的个数为a，由化合价代数和为0可得：2×a+3×(x—a)=1×2，解得x= ，由a小于1可知， 小于1，故答案为：＜。
(4)由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的镍原子个数为8× =1，位于面心镁原子个数为6× =3，位于体内的铁原子个数为4，晶胞的化学式为NiMg3Fe4，设晶胞的边长为acm，由晶胞的质量公式可得： =a3d，解得a= ，由晶胞结构可知，晶胞中镍原子与镁原子间的距离为面对角线的 ，则镍原子与镁原子间的距离为 ，故答案为： 。
【分析】（1）Ni为28号元素，根据构造原理书写核外电子排布式；金属晶体的金属键越强，熔沸点越高；
（2）①Ni2+与N原子形成配位键，配位数为6；
②同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素； H只有一个电子，位于1s轨道，原子核对电子的束缚力大，第一电离能较大；
③由 N……Ni 存在大π键可知，结构中氮原子的杂化方式为sp2杂化；
（3）根据化合物中化合价代数和为0计算；
（4） 晶胞中镍原子与镁原子间的距离为面对角线的。
24．（2022·淮北模拟）2022年春晚节目《只此青绿》取材于宋代名画《千里江山图》，该画描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu3(CO3)2(OH)2]。请回答下列问题：
（1）基态铜原子价电子排布式为 。从原子结构角度分析，第二电离能I2(Fe)与I2(Cu)的关系是I2(Fe) I2(Cu) (填“>”“<”或“=”)，并解释有关原因 。
（2） 的空间构型为 。
（3）我国科学家制取了一种铜的配合物如图所示，该配合物中四种非金属元素电负性由大到小的顺序是 (填元素符号)，该配合物中采用sp2杂化的碳原子与sp3杂化的碳原子个数比为 。
（4）黄铜矿是主要的炼铜原料，晶胞结构如下图1所示，晶胞中S原子的投影位置如图2所示。
①Fe3+周围距离最近的S2-的个数为 。
②该晶胞上下底面均为正方形，侧面与底面垂直，晶胞参数如图所示，晶胞的密度为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数(NA)为 mol-1(用a、b、ρ表示，并化成最简)。
【答案】（1）3d104s1；<；铜失去1个电子后为3d10，轨道为全充满，相对较稳定，再失去电子较难；而铁失去1个电子后为3d64s1，再失去电子相对较易
（2）平面三角形
（3）O>N>C>H；7：6
（4）4；
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)铜元素的原子序数为29，价电子排布式为3d104s1；铜原子失去一个电子后价电子排布式为结构稳定的全充满结构3d10，较难失去电子，铁原子失去一个电子后价电子排布式为后为3d64s1，再失去电子相对较易，所以铜元素的第二电离能大于铁元素的第二电离能，故答案为：3d104s1；<；铜失去1个电子后为3d10，轨道为全充满，相对较稳定，再失去电子较难；而铁失去1个电子后为3d64s1，再失去电子相对较易；
(2)碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3，孤对电子对数为0，离子的空间构型为平面三角形，故答案为：平面三角形；
(3)元素的非金属性越强，电负性越大，配合物中氢、碳、氮、氧四种元素的非金属性强弱顺序为O>N>C>H，则四种元素的电负性大小顺序为O>N>C>H；配合物中单键碳原子为sp3杂化，双键碳原子和苯环中的碳原子为sp2杂化，则采用sp2杂化的碳原子与sp3杂化的碳原子个数比为14：12=7：6，故答案为：O>N>C>H；7：6；
(4)①由晶胞结构可知，位于晶胞面心的铁离子与位于体内的硫离子的距离最近，所以晶胞中铁离子周围距离最近的硫离子的个数为4，故答案为：4；
②由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面上和体心的铜离子的个数为8× +4× +1=4，位于面心上、棱上的铁离子个数为6× +4× =4，位于体内的硫离子个数为8，则晶胞的化学式为CuFeS2，由晶胞的质量公式可得： =(a×10—10)2×b×10—10×ρ，解得NA= ，故答案为： 。
【分析】（1）Cu为29号元素，根据构造原理书写电子排布式；全充满、半充满和全空状态较稳定；
（2）碳酸根中碳原子的价层电子对数为3，不含孤电子对；
（3）元素的非金属性越强，电负性越大；形成双键的碳原子采用sp2杂化，甲基碳原子采用sp3杂化；
（4）①Cu2+周围距离最近的S2-的个数为4；
②根据列式计算。
25．（2022·济宁模拟）金属元素Mg、Al、Ti、Fe、Cu等在电池、储氢材料、催化剂等方面都有广泛应用。请回答下列问题：
（1）Ti(BH4)2是一种储氢材料。BH的空间构型是 ，H、B、Ti的电负性由小到大的顺序为 。
（2）原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用—表示，即称为电子的自旋磁量子数。对于基态Fe原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。
（3）Cu(NO3)2是有机催化剂，其水溶液为天蓝色。使溶液呈现天蓝色的四水合铜离子，其空间构型为平面正方形，则Cu2+的杂化轨道类型为 (填标号)。
A．dsp2 B．sp C．sp2 D．sp3
如图为一种Cu2+形成的配离子的结构，加热时该离子先失去的配位体是 (填化学式)，此时生成的配离子溶液的颜色为 色。
（4）已知Mg、Al、O三种元素组成的晶体结构如图所示，其晶胞由4个A型小晶格和4个B型小晶格构成，其中Al3+和O2-都在小晶格内部，Mg2+部分在小晶格内部，部分在小晶格顶点。
该物质的化学式为 ，Mg2+的配位数为 ，两个Mg2+之间最近的距离是 pm。
【答案】（1）正四面体形；Ti＜B＜H
（2）+2或—2
（3）A；H2O；深蓝
（4）MgAl2O4；4；
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；配合物的成键情况；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)四氢合硼离子中硼原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间构型为正四面体形；金属元素的电负性小于非金属元素，则钛元素的电负性最小，非金属元素的非金属性越强，元素的电负性越大，氢元素的非金属性强于硼元素，所以三种元素的电负性由小到大的顺序为Ti＜B＜H，故答案为：正四面体形；Ti＜B＜H；
(2)铁元素的原子序数为26，价电子排布式为3d64s2，由题意可知，价电子自旋磁量子数的代数和与未成对电子数目有关，铁原子中有4个未成对电子，所以价电子自旋磁量子数的代数和为+×4=+2或-×4=-2，故答案为：+2或-2；
(3)由天蓝色的四水合铜离子的空间构型为平面正方形可知，铜离子与配体水分子形成4个配位键，则铜离子有4个杂化轨道，若为sp3杂化，四水合铜离子的空间构型为四面体形，不可能是平面正方形，所以铜离子的杂化方式为dsp2杂化，
故答案为：A；氧元素的电负性强于氮元素，水分子中氧原子对孤对电子的吸引力强于氨分子中氮原子对孤对电子的吸引力，所以与铜离子形成的配位键的能力弱于氨分子，配离子加热时先失去的配位体水分子得到深蓝色的四氨合铜离子，故答案为：A；H2O；深蓝色；
(4)由小晶格结构可知，A型小晶格中位于顶点体内的镁离子个数为4×+1=，位于体内的氧离子个数为4，B型小晶格中位于顶点的镁离子个数为4×=，位于体内的铝离子和氧离子的个数都为4，由晶胞由4个A型小晶格和4个B型小晶格构成可知，晶胞中镁离子的个数为(+)×4=8、铝离子的个数为4×4=16、氧离子的的个数为(4+4)×4=32，所以物质的化学式为MgAl2O4；由A型小晶格可知，每个镁离子与4个氧离子间的距离最近，所以配位数为4；由A型小晶格可知，位于顶点的镁离子与位于体心的镁离子间的距离最近，小晶格的边长为晶胞边长的，所以两个镁离子之间最近的距离为pm×=pm，故答案为：MgAl2O4；4；。
【分析】（1） BH 中B原子的价层电子对数为4，不含孤电子对；元素的非金属性越强电负性越大；
（2）基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2；
（3）根据 Cu2+的价层电子对数和空间构型进行判断；氧元素的电负性强于氮元素，水分子中氧原子对孤对电子的吸引力强于氨分子中氮原子对孤对电子的吸引力；四氨合铜离子为深蓝色；
（4）根据均摊法计算；位于顶点的镁离子与位于体心的镁离子间的距离最近。
26．（2022·南开模拟）铁、铜和镁是生命必需的元素，也是人类使用广泛的金属，铁和铜及其重要化合物在生产中有着重要的应用。回答下列问题：
（1）某元素X与铜同周期，基态X原子是该周期基态原子中未成对电子最多的，其原子结构示意图为 。
（2）Fe2+变为基态铁原子时所得的电子填充到 能级。
（3）新制备的Cu(OH)2可将乙醛氧化成乙酸(CH3COOH)，而自身还原成Cu2O。1个乙酸分子中共平面的原子最多为 个。图所示的Cu2O晶胞中，铜周围紧邻且等距的氧有 个，已知其晶胞密度为bg/cm3，则该晶胞棱长为 pm(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
（4）叶绿素的结构示意如图所示。
①该结构中包含的作用力有 (用字母填空)。
a.离子键 b.σ键 c.π键 d.分子间作用力
②其中碳原子的杂化类型为 ，碳、氮、氧三种元素的电负性由大到小的顺序是 。元素As与N同族预测As的简单氢化物的VSEPR模型为 ，其键角 109 28 (填“大于”、“小于”或“等于”)原因是 。
【答案】（1）
（2）4s
（3）6；2；×1010
（4）bc；sp2、sp3；O>N>C；四面体形；小于；AsH3含有一对孤对电子，孤对电子对成键电子对的排斥作用较大
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；原子结构示意图
【解析】【解答】(1)某元素X与铜同周期即为第四周期，基态X原子是该周期基态原子中未成对电子最多的，该元素为Cr，其原子结构示意图为，故答案为：；
(2)已知Fe2+的基态离子的价层电子排布为3d6，Fe基态原子的价层电子排布为：3d64s2，故Fe2+变为基态铁原子时所得的电子填充到4s能级，故答案为：4s；
(3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛氧化成乙酸(CH3COOH)，而自身还原成Cu2O，1个乙酸分子中羧基上4个原子均能共平面，甲基上最多有2个原子与羧基共平面，故共平面的原子最多为6个，由Cu2O晶胞图所示信息可知，1个晶胞中含有黑球4个，白球为=2个，故黑球代表Cu+，白球代表O2-，则可知铜周围紧邻且等距的氧有2个，则一个晶胞的质量为：，已知其晶胞密度为bg/cm3，一个晶胞的体积为：，则该晶胞棱长为cm=×1010pm，故答案为：6；2；×1010pm；
(4)①该结构中未含阴阳离子，则不含离子键，已知单键均为σ键，双键为一个σ键，一个π键，故分子中含σ键和π键，分子间作用力存在于分子之间，微粒内部不存在，故答案为：bc；
②其中形成双键的碳原子采用sp2杂化，不含双键的碳原子采用sp3杂化，故碳原子的杂化类型为sp2、sp3，碳、氮、氧三种元素为同一周期元素，同一周期从左往右电负性依次增大，故三者的电负性由大到小的顺序是O＞N＞C，元素As与N同族预测As的简单氢化物的化学式为AsH3，分子中中心原子As周围的价层电子对数为：3+=4，根据价层电子对互斥理论可知，其VSEPR模型为四面体形，由于AsH3含有一对孤对电子，孤对电子对成键电子对的排斥作用较大，则其键角小于109 28 ，故答案为：sp2、sp3；O＞N＞C；四面体形；小于；AsH3含有一对孤对电子，孤对电子对成键电子对的排斥作用较大。
【分析】（1）第四周期未成对电子最多的元素为Cr，Cr为24号元素；
（2）Fe2+价层电子排布为3d6，基态铁原子的价层电子排布为3d64s2；
（3）乙酸分子中羧基为平面结构，单键可旋转；根据均摊法计算出O、Cu的个数，确定O原子和Cu原子的在晶胞中的位置，确定铜周围紧邻且等距的氧的个数，计算出晶胞质量和体积，根据可计算晶胞棱长；
（4）①该结构中只含共价键和配位键，单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，配位键属于σ键；
②该结构中双键C原子采用sp2杂化，饱和C原子采用sp3杂化； 孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力。
27．（2022·和平模拟）可从铜转炉烟灰(主要成分为ZnO)和闪锌矿(主要成分是ZnS)得到锌。
（1）Zn2+基态核外电子排布式为 。
（2）铜转炉烟灰(主要成分为ZnO)，加入氯化铵和水，浸出液中锌元素以[Zn(NH3)4]2+形式存在，则浸取时ZnO发生反应的离子方程式 。氨分子的VSEPR模型为 ，中心原子的杂化轨道类型为 。
（3）CuSO4能活化ZnS，地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS，慢慢转变为铜蓝(CuS)，试推测其原因是 。
（4）ZnS的晶胞结构如图所示：
在ZnS的晶体中与S2-离子距离相等且最近的Zn2+的个数是 。其晶胞边长为540.0pm，密度为 (列式并计算)。
（5）取mg活性氧化锌样品，预处理后配成待测液，加入指示剂3~4滴，再加入适量六亚甲基四胺，用amol·L-1EDTA标准液进行滴定，消耗标准液VmL。已知：与1.0mLEDTA标准液[c(EDTA)=1.000mol·L-1]相当的以克表示的氧化锌质量为0.08139g，则样品中氧化锌的质量分数为 (用代数式表示)，若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，则测定结果 。
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d10 或[Ar]3d10
（2）ZnO＋2NH＋2NH3·H2O=[Zn(NH3)4]2+＋3H2O；四面体；sp3
（3）在相同温度下，Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS)（或相同温度下，CuS 比 ZnS 更难溶）
（4）4；
（5）；偏低
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Zn 的原子序数为30，则Zn2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10 或[Ar]3d10；
故答案为：1s22s22p63s23p63d10 或[Ar]3d10。
(2)由题目信息可知，ZnO加入氯化铵和水，反应生成[Zn(NH3)4]2+，则反应的离子方程式为：ZnO＋2NH＋2NH3·H2O===[Zn(NH3)4]2+＋3H2O，氨分子有3个键和1个孤电子对，则VSEPR模型为四面体，中心原子的杂化轨道类型为sp3；
故答案为：ZnO＋2NH＋2NH3·H2O=[Zn(NH3)4]2+＋3H2O；四面体；sp3。
(3)CuSO4溶液向地下深层渗透时，遇到难溶的ZnS，转变为了CuS，是由于ZnS沉淀转化为了难溶的CuS，即相同温度下，CuS 比 ZnS 更难溶。
故答案为：在相同温度下，Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS)（或相同温度下，CuS 比 ZnS 更难溶）。
(4)观察ZnS的晶胞结构，据均摊法可知S2-离子数为，Zn2+在晶胞内部也有4个，每个S2-与周围的4个带相反电荷的Zn2+构成正四面体，同样每个Zn2+也与周围的4个S2-构成正四面体，故其配位数为4，则密度；
故答案为：4，。
(5)根据n=cV先求出EDTA的消耗量为 mol，这些EDTA对应的氧化锌的质量为0.08139aVg，因此氧化锌的质量分数为，若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，导致标准液消耗量较少，测定结果偏低。
故答案为：，偏低。
【分析】（1）Zn为30号元素，Zn原子失去2个电子生成 Zn2+，根据构造原理书写核外电子排布式；
（2）ZnO加入氯化铵和水，反应生成[Zn(NH3)4]2+；氨分子形成3个σ键，N原子上含有一个孤电子对；
（3）ZnS沉淀转化为更难溶的CuS；
（4）根据均摊法和计算；
（5）根据n=cV计算EDTA的消耗量，进而计算氧化锌的质量和质量分数；俯视滴定管读数偏小。
28．（2022·潍坊模拟）Be、Mg、Ca均为ⅡA族元素，这些元素及其化合物在人类生产、生活和科2023年高考真题变式分类汇编：判断简单分子或离子的构型1
一、选择题
1．（2023·北京）下列化学用语或图示表达正确的是( )
A．的电子式为
B．的模型为
C．电子云图为
D．基态原子的价层电子轨道表示式为
2．（2023·湖南）油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现，在不同的空气湿度和光照条件下，颜料雌黄褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应：
下列说法正确的是
A．和的空间结构都是正四面体形
B．反应Ⅰ和Ⅱ中，元素和S都被氧化
C．反应Ⅰ和Ⅱ中，参加反应的：Ⅰ<Ⅱ
D．反应Ⅰ和Ⅱ中，氧化转移的电子数之比为3∶7
3．（2023·湖南）下列化学用语表述错误的是
A．HClO的电子式：
B．中子数为10的氧原子：O
C．NH3分子的VSEPR模型：
D．基态N原子的价层电子排布图：
4．（2023·辽宁）下列化学用语或表述正确的是
A．BeCl2的空间结构：V形 B．P4中的共价键类型：非极性键
C．基态Ni原子价电子排布式：3d10 D．顺—2—丁烯的结构简式：
二、非选择题
5．（2023·北京）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根可看作是中的一个原子被原子取代的产物。
（1）基态原子价层电子排布式是 。
（2）比较原子和原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由： 。
（3）的空间结构是 。
（4）同位素示踪实验可证实中两个原子的化学环境不同，实验过程为。过程中，断裂的只有硫硫键，若过程所用试剂是和，过程含硫产物是 。
（5）的晶胞形状为长方体，边长分别为、，结构如图所示。
晶胞中的个数为 。已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为 。
（6）浸金时，作为配体可提供孤电子对与形成。分别判断中的中心原子和端基原子能否做配位原子并说明理由： 。
6．（2023·深圳模拟）金属铑(Rh)是一种高效催化剂，在有机合成中发挥重要作用。一种以高铜铑精矿(主要含Rh，还含有少量的Cu、Fe等杂质)为原料提取的工艺如下：
已知：阳离子交换过程可表示为
回答下列问题：
（1）基态Cu原子的价电子排布式为 。
（2）“氯化溶解”后，Rh元素以的形式存在，其中Rh元素的化合价为 。
（3）“定向脱铜”时，铜与铑的沉淀率随pH变化如下图所示，该过程需将溶液pH调至2，结合图像说明原因 。
（4）“阳离子交换”过程中，溶液中被阳离子交换树脂吸附的金属阳离子主要有 。
（5）“水解”过程中，发生反应的离子方程式为 。
（6）铑锰催化剂可催化反应：。下列有关该反应的说法正确的是____(填标号)。
A．存在极性共价键的断裂与形成
B．所有分子均为非极性分子
C．含碳化合物中心原子杂化轨道类型有与
D．的VSEPR模型为V形
E．催化剂可降低该反应的焓变，从而增大反应速率
（7）铑掺杂形成的催化剂，在光催化还原反应中有很高的催化效率。的晶胞结构如图所示。
①其中位于晶胞的体心，则所处的位置为晶胞的 (填“顶角”或“棱心”)；每个周围紧邻的共有 个。
②当有1%的被替代后，晶体中会失去部分产生缺陷，此时平均每个晶胞所含数目为 (保留三位小数)。
7．（2023·青岛模拟）研究金属原子结构及晶体结构具有重大意义。
（1）价电子轨道表示式为 。
（2）原子发射光谱法是通过处于激发态的待测元素微粒回到基态时发射的特征谱线对其进行鉴别的方法。下列状态的铁粒子处于激发态的是____(填标号)。
A． B． C． D．
（3）利用配合物的特征颜色可检验补铁药片中的和，部分配合物的结构如下：
①取等量碾碎的药片放入两支试管中，试管1加盐酸溶解，试管2加等体积蒸馏水溶解。分别滴加溶液，发现试管1溶液变红，试管2溶液不变色。依据图示信息，解释检验须在酸性条件下进行的原因 。
②配体SCN的空间构型为 。
③邻二氮菲中N原子的价层孤电子对占据 。(填标号)。
A．轨道 B．轨道 C．杂化轨道 D．杂化轨道
（4）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，有序地放置原子(四面体的4个顶点代表原子，圆球代表原子)，结构如图所示。
① 。
②若原子A的原子坐标为(0.25，0.25，0.75)，则C的原子坐标为 。
③晶胞参数为a nm，则AB原子之间的距离为 nm。
8．（2022·安徽模拟）
（1）Ⅰ.元素Fe、C、卤素元素等形成的材料在工业、生活、国防中有很大的作用。请回答下列问题：
基态Fe原子核外电子的空间运动状态有 种，实验室常用邻二氮菲( )检验Fe2+ ，生成橙红色的邻二氮菲亚铁络离子，邻二氮菲中N原子参与杂化的原子轨道为 。
（2）Ⅱ.卤素化学丰富多彩，能形成卤化物、卤素互化物、多卤化物等多种类型的化合物。
拟卤素( CN)2、( SCN)2与卤素单质结构相似、性质相近，分子中所有原子都满足8电子结构。(SCN)2对应的酸有两种，测得硫氰酸(H- S- C≡N )的沸点低于异硫氰酸(H -N=C=S)，其原因是 。
（3）卤化物RbICl2在加热时会分解为晶格能相对较大的卤化物A和卤素互化物或卤素单质，A的化学式为 ；属于多卤素阳离子，其空间构型为 。
（4）碳的一种同素异形体---石墨，其晶体结构及晶胞如图1、图2所示。则石墨晶胞含碳原子个数为 个。已知石墨的密度为ρg· cm-3 ，C-C键键长为r cm ，阿伏加德罗常数的值为NA，计算石墨晶体的层间距d为 cm。
9．（2022高三下·池州模拟）我国中科院天津工业技术研究所，首次实现人工通过二氧化碳合成淀粉。请回答下列问题：
（1）基态碳原子的核外电子排布图为 。
（2）原子中运动的电子有2种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋量子数。对于基态碳原子，其价电子自旋量子数的代数和为 。
（3）结合如表所示键能数据，分析CO和N2相对活泼性并说明原因： 。
CO C-O C=O CO
键能/kJ·mol-1 357.7 798.9 1071.9
N2 N-N N=N N≡N
键能/kJ·mol-1 154.8 418.4 941.7
（4）CO2分子的空间构型为 ，与CO2互为等电子体，写出的结构式 。
（5）一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂成功实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油。该催化剂成分Fe3O4的晶胞如图所示。
①晶胞中Fe3+处于O2-围成的 空隙(填“正四面体”“正八面体”或“正十六面体”)。
②若晶胞体对角线为anm，阿伏加德罗常数为NA，晶体的密度为 g·cm-3(写出表达式)。
10．（2022·唐山模拟）“空气变馒头不是梦”，中国科学家在国际上首次实现了到淀粉的从头合成，不依赖植物光合作用，原料只需、和电，相关成果发表在《科学》上。请回答下列问题：
（1）的空间构型为 ，其中C原子的杂化方式为 。基态氧原子的最外层的成单电子和成对电子之比为 。
（2）试推测 (填“能”或“不能”)溶于，理由是 。
（3）淀粉遇碘变蓝。单质碘易溶于KI溶液，原因是 (用离子方程式表示)。
（4）淀粉在一定条件下可水解成葡萄糖()，葡萄糖分子中键角 (填“>”、“<”或“=”)。
（5）干冰的晶胞结构如下图所示，1个分子周围与其距离相等且最近的分子个数为 。若干冰晶胞沿x轴投影，试在图中画出的投影位置(用“·”表示分子)。
11．（2022·阳泉模拟）近年，我国科学家通过热磷化法制备出了电催化分解水的催化剂Co-Fe-P和Ni-Fe-P等过渡金属磷化物，将推动电解水制氢技术的快速发展。回答下列问题：
（1）铁元素在元素周期表中的位置 ，Fe3+的价电子排布式 。
（2）磷的一些卤化物的熔沸点如表所示，试解释PF3、PCl3、PBr3、PI3熔沸点逐渐升高的原因
卤化磷 熔点/K 沸点/K
PF3 121.5 171.5
PCl3 161 348.5
PBr3 233 451.2
PI3 334 573
（3）磷酸具有很强的配位能力，PO的中心原子杂化类型为 ，写出与PO互为等电子体的一种分子
（4）钴的配合物种类很多，如[Co(NO2)(NH3)5]Cl2和[Co(NH3)4Cl2]Cl等，[Co(NO2)(NH3)5]2+的配位数是 ，其配体中的NH3的分子空间构型为 ；等物质的量的[Co(NO2)(NH3)5]Cl2和[Co(NH3)4Cl2]Cl分别与足量的硝酸银溶液反应，两者生成氯化银的质量比为 。
（5）钴蓝晶体结构如图(a)所示，该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成，求晶体的化学式为 ，密度为 g·cm-3。
12．（2022·开封模拟）非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：
（1）基态F原子的外围电子排布式为 。
（2）N2F2(二氟氮烯)分子中，氮原子的杂化类型为sp2，则N2 F2的结构式为 。
（3）NaHF2熔点为160℃(分解)，电解可制得氟气，推测NaHF2中所含作用力的类型有 。
（4）OF2主要用于火箭工程液体助燃剂，其分子的空间构型为 ；OF2的熔、沸点 Cl2O(填“高于”或“低于”)，原因是 。
（5）XeF2在无机氟化物制备中有广泛的应用，其晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中有 个XeF2分子。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，如图中A点原子的分数坐标为(，， )。已知Xe-F键长为r pm，则B点原子的分数坐标为 ；晶胞中O、C间距离d= pm。
13．（2022·临潼模拟）硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素，可以形成多种化合物。
（1）基态硒原子的价层电子排布式为 。
（2）H2SeO3的中心原子杂化类型是： ， 的立体构型是 。与互为等电子体的分子有 (写一种物质的化学式即可)。
（3）H2Se属于 (填“极性”或“非极性”)分子；比较H2Se与H2O沸点高低，并说明原因： 。
（4）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 ；若该晶胞密度为ρg·cm-3，硒化锌的摩尔质量为Mg·mol-1，NA代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞参数a为 。
14．（2022·新乡模拟）我国科学家构建了新型催化剂“纳米片”(Co-N-C)，该“纳米片“可用于氧化SO和吸附Hg2+。回答下列问题：
（1）基态Co原子的价层电子排布式为 ，N、C、Co中第一电离能最大的是 (填元素符号)。
（2）在空气中SO会被氧化成SO。SO的空间构型是 ，SO中S原子采用 杂化。
（3）[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2是钴的一种配合物，含1mol[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2的溶液与足量AgNO3溶液能生成 molAgCl，[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2中Co2+的配位数为 。
（4）氰气[(CN)2]称为拟卤素，它的分子中每个原子最外层都达到8电子结构，则(CN)2分子中σ键、π键个数之比为 。
（5）氮和碳组成的一种新型材料，硬度超过金刚石，其部分结构如图1所示。它的化学式为 ，它的硬度超过金刚石的主要原因是 。
（6）氮化镓是新型半导体材料，其晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替，顶点和面心的碳原子被Ga原子代替。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。图2为沿y轴投影的氮化镓晶胞中所有原子的分布图。若原子1的原子分数坐标为(，，)，则原子3的原子分数坐标为 。若氮化馆的晶体密度为ρg·cm-3，则晶胞中Ga-N键的键长为 (用含ρ、NA的代数式表示)pm。已知NA为阿伏加德罗常数的值。
图2
15．（2022·鹰潭模拟）近年来，我国科学家对硫及其化合物进行广泛研究。硫及化合物应用于医药、半导体、颜料、光致发光装置、太阳能电池、红外检测器、光纤维通讯等。回答下列问题：
（1）硫原子的价电子轨道表示式为 。
（2）硫化钠的熔点 (填“大于”“小于”或“等于”)硫化钾的熔点，原因是 。
（3）硫酸根和硫代硫酸根的结构如下图所示：
S2O的空间构型为 ， 中心硫原子的杂化轨道类型为 。
（4）硫原子和氧原子可形成多种链式硫酸根离子，连二硫酸根离子、连三硫酸根离子如下图所示：
这类硫原子数可变的多硫氧合阴离子的化学式可用通式表示为 (用n代表硫原子数)。
（5）天然硫化锌以闪锌矿和纤锌矿存在，ZnS的晶体结构如下图所示，闪锌矿中Zn2+的配位数为 ，已知原子A、B的分数坐标为(0， 0， 0)和(1， 1， 1)，原子C的分数坐标为 。 纤锌矿晶体堆积模型为 。
（6）闪锌矿中，设晶胞边长为a， Zn2+和 S2-的离子半径分别为和，则Zn2+和S2-离子的空间占有率为 % (列出计算表达式)。
16．（2022·日照模拟）过渡元素等在生产、生活和科研中都有着广泛用途和重要的研究价值。回答下列问题：
（1）基态Co原子中，核外电子占据的最高能层符号为 ；基态的价电子排布式为 。
（2）Ag元素在元素周期表中与Cu处于相邻周期，则Ag元素在元素周期表分区中属于 区。
（3）①有顺式和反式两种结构，则分子的空间构型为 (填“平面四方”或“正四面体”)形，其中心原子杂化方式推断合理的是 (填标号)。
A．sp B． C． D．
②电子亲和能反映的是元素的气态原子结合电子的难易程度。N、Cl的第一电子亲和能：N Cl(填“>”或“<”)。
（4）熔点为，熔点为，熔点更高的原因是 。
（5）一种钛硅碳新型材料可用作高铁车体与供电网的连接材料。该材料的晶胞属于六方晶系(x、y方向的夹角为，z方向垂直于x、y方向，底面棱长均为anm，侧面棱长为cnm)，其晶胞结构如图甲所示；晶胞中碳原子的投影位置如图乙所示。
①该钛硅碳新型材料的化学式为 。
②已知该新型材料的摩尔质量为，密度为，阿伏加德罗常数的值用表示，则c的长度为 nm(用含a、b、的计算式表示)。
17．（2022·德州模拟）铝、铁、铜等金属在日常生活中应用广泛，钛由于其特殊的性能被誉为“未来世纪的金属”。其单质及化合物在化工、医药、材料等领域具有广泛应用。回答下列问题：
（1）基态Cu原子的价电子轨道表示式为 ；的空间构型为 。
（2）1mol配合物中键的数目为 ，其组成元素的电负性大小顺序是 。
（3）与形成配位键的能力 (填“强于”或“弱于”)与形成配位键的能力，请用实验事实加以说明： 。
（4）TiN具有高硬度和优良的耐磨损性，用Al部分代替TiN中Ti后可以提升耐磨性5倍以上。其晶胞结构如下图所示，掺杂Al后的晶体密度是TiN晶体的 倍(精确到小数点后第2位)，设原子①的原子坐标为(0，0，0)，则原子②的原子坐标为 ，已知相邻的Ti-N原子距离为anm，则晶胞中原子①与②距离为 nm。
18．（2022·安阳模拟）锰的氧化物主要有一氧化锰(MnO)、二氧化锰(MnO2)、三氧化二锰(Mn2O3)、四氧化三锰(Mn3O4)、亚锰酸酐( Mn2O5)、锰酸酐( MnO3 )和高锰酸酐(Mn2O7)。回答下列问题：
（1）基态Mn原子的核外电子排布式是 。
（2）下列锰元素的不同微粒中，电离最外层一个电子所需能量最大的是____(填编号)。
A． B．
C． D．
（3）以MnSO4为原料，六次甲基四胺为弱碱介质，通过水解氧化法可制备不同粒径的磁性纳米Mn3O4。
①的空间构型是 ，写出两种与互为等电子体的离子 。
②六次甲基四胺也称乌洛托品(结构如图甲所示)，其所含元素的电负性从大到小的顺序是 ，中心原子N的杂化方式是 ，N原子数与σ键数目之比为 。
（4）实验室可利用硝酸锰受热分解的方式制备锰的一种氧化物(晶胞结构如图乙所示)和NO2。
①该锰的氧化物中Mn的化合价为 。
②请画出z方向投影图 。
③已知Mn和O的离子半径分别是mpm和npm，则该晶体的空间利用率为 ； (列出计算式即可)。
19．（2022·开封模拟）最近科研人员发现，用[Ni(cyclam)]2+(结构如图a)作电催化剂、二茂铁(结构如图c)作为牺牲电子供体，NH4PF6作为电解质和质子供体，CH3CN作溶剂，可实现有效催化还原CO2。
回答下列问题：
（1）基态Ni原子转化为基态Ni2+失去 轨道的电子；基态Fe原子核外电子排布式为 。
（2）NH4PF6中NH空间构型为 ；N、P、F的电负性由大到小的顺序为 。
（3）CH3CN分子中碳原子杂化方式为 。
（4）已知3个及以上原子构成的离子团或分子中，原子有彼此平行的未参与杂化的p轨道电子，连贯重叠在一起构成π型化学键，又称为大π键，可用符号表示，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，如苯中的大π键可表示为。二茂铁[(C5H5)2Fe]中五元环的大π键可表示为 。
（5）[Ni (cyclam)]2+可由某些镍的化合物与cyclam 反应制得。[Ni(cyclam)]2+中，Ni2+的配位数为 ；cyclam可溶于水，而环十四烷不溶于水，其原因是 。
（6）某镍、砷晶体结构如图所示。该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式即可)。
20．（2022·潍坊模拟）砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe)等太阳能电池适合光电转换，可以直接把光能转化成电能。回答下列问题：
（1）元素As与N同族，预测As的氢化物分子的立体结构为 ，其基态原子最外层p轨道电子的自旋状态 (填“相同”或“相反”)。
（2）元素Cd与Zn是同一副族的相邻元素，Cd的价层电子排布为4d105s2，Cd2+的价层电子排布为 。
（3）经X射线衍射实验证明在碲酸(H6TeO6)分子内的6个羟基排列在碲原子的周围呈八面体结构，碲酸中碲原子的价层电子对数为 。
（4）Te、Se都是第ⅥA族的元素，SeF6与SF6具有相似的结构，则熔沸点SeF6 SF6(填“>”或“<”或“=")；二硒键和二硫键是重要的光响应动态共价键，其光响应原理可用如图表示，已知光的波长与其能量成反比，则图中实现光响应的波长：λ1 λ2(填“>”或“<”或“=")，其原因是 。
（5）CdTe的晶胞属立方晶系，晶胞参数如图1所示。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，称作原子的分数坐标。如原子M的坐标为(0，0，0)，则原子N的坐标为 。
该晶胞沿其面对角线方向上的投影如图2所示，则代表Te原子的位置是 (填序号)，晶胞中原子6和11之间的距离为 pm(用含a的代数式表示)。
21．（2022·呼伦贝尔模拟）铁及含铁的化合物在生产生活中的应用广泛。回答下列问题：
（1）基态铁原子的核外电子排布式为 。前四周期元素中，基态原子未成对电子数比铁原子多的元素有 种。
（2） 是工业制硫酸的主要反应， 的VSEPR模型名称是 ； 分子中 键与 键的数目之比为 。
（3）血红素是血红蛋白的辅基，其结构如图1所示，结构中C原子的杂化方式为 ，所含非金属原子的电负性由大到小的顺序为 ；所含化学键的类型有 (填标号)。
a．极性键 b．非极性键 c．氢键 d．配位键 e．金属键
（4）温度在1183K以下，纯铁晶体(甲)的晶胞结构如图2所示，温度在1183K以上，纯铁晶体(乙)的晶胞结构如图3所示，两种晶体中铁原子之间的最短距离相等，甲晶体中铁原子的配位数与乙晶体中铁原子的配位数之比为 ；甲晶体的晶胞边长与乙晶体的晶胞边长之比为 ；甲晶体的密度与乙晶体的密度之比为 。
22．（2022·韶关模拟）硼、钛、铁、铜等元素的化合物具有广泛的应用价值。回答下列问题：
（1）Ti(BH4)3(硼氢化钛)可由TiCl4和LiBH4反应制得。基态钛原子的价层电子排布图(轨道表示式)为 。 的立体构型为 ，B原子的杂化轨道类型为 。电负性大小顺序为H B(填“>”或“<")。
（2）基态铁原子核外电子运动状态有 种。Fe成为阳离子时首先失去 轨道电子。FeCl3的熔点为306℃、沸点315℃，FeCl3的晶体类型为 。
（3）元素Cu的一种氯化物立方晶胞结构如图所示：
①原子坐标参数可用来表示晶胞内各原子的相对位置，图中各原子坐标参数如下：A为(0，0，0)、B为(0，1，1)、C为(1，0，0)，则D原子的坐标参数为 。
②该晶体中，铜、氯的微粒个数之比为 。
③若晶胞边长为apm，铜元素微粒半径为bpm，氯元素微粒半径为cpm，则该晶胞的空间利用率(即晶胞中原子体积占晶胞体积的百分率)为 (列出计算式)。
23．（2022·龙岩模拟）最近，妖“镍”横行，价格飙涨。镍是一种硬而有延展性并具有铁磁性的金属，在许多领域应用广泛。回答下列问题：
（1）基态Ni原子核外电子的运动状态有 种；Ni的熔点明显高于Ca，其原因是 。
（2）Ni—NTA—Nangold可用于检测或定位6x组氨酸(His)或Poly—His标记的重组蛋白。Ni(Ⅱ)—NTA的结构简式如图所示。
①与Ni2+配位的原子形成的空间构型为 。
②配体N(CH2COO-)3中4种元素的I1从大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
③已知N……Ni存在大π键，其结构中氮原子的杂化方式为 。
（3）Ni可以形成多种氧化物，其中一种NixO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，部分Ni2+被Ni3+取代，如图所示，其结果晶体仍呈电中性。则x 1(填“>”“<”或“=”)。
（4）镍掺杂的稀磁半导体DMS的立方晶胞结构如图所示。已知晶体密度为dg/cm3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则Ni原子与Mg原子间的距离为 cm(列出计算表达式)。
24．（2022·淮北模拟）2022年春晚节目《只此青绿》取材于宋代名画《千里江山图》，该画描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu3(CO3)2(OH)2]。请回答下列问题：
（1）基态铜原子价电子排布式为 。从原子结构角度分析，第二电离能I2(Fe)与I2(Cu)的关系是I2(Fe) I2(Cu) (填“>”“<”或“=”)，并解释有关原因 。
（2） 的空间构型为 。
（3）我国科学家制取了一种铜的配合物如图所示，该配合物中四种非金属元素电负性由大到小的顺序是 (填元素符号)，该配合物中采用sp2杂化的碳原子与sp3杂化的碳原子个数比为 。
（4）黄铜矿是主要的炼铜原料，晶胞结构如下图1所示，晶胞中S原子的投影位置如图2所示。
①Fe3+周围距离最近的S2-的个数为 。
②该晶胞上下底面均为正方形，侧面与底面垂直，晶胞参数如图所示，晶胞的密度为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数(NA)为 mol-1(用a、b、ρ表示，并化成最简)。
25．（2022·济宁模拟）金属元素Mg、Al、Ti、Fe、Cu等在电池、储氢材料、催化剂等方面都有广泛应用。请回答下列问题：
（1）Ti(BH4)2是一种储氢材料。BH的空间构型是 ，H、B、Ti的电负性由小到大的顺序为 。
（2）原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用—表示，即称为电子的自旋磁量子数。对于基态Fe原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。
（3）Cu(NO3)2是有机催化剂，其水溶液为天蓝色。使溶液呈现天蓝色的四水合铜离子，其空间构型为平面正方形，则Cu2+的杂化轨道类型为 (填标号)。
A．dsp2 B．sp C．sp2 D．sp3
如图为一种Cu2+形成的配离子的结构，加热时该离子先失去的配位体是 (填化学式)，此时生成的配离子溶液的颜色为 色。
（4）已知Mg、Al、O三种元素组成的晶体结构如图所示，其晶胞由4个A型小晶格和4个B型小晶格构成，其中Al3+和O2-都在小晶格内部，Mg2+部分在小晶格内部，部分在小晶格顶点。
该物质的化学式为 ，Mg2+的配位数为 ，两个Mg2+之间最近的距离是 pm。
26．（2022·南开模拟）铁、铜和镁是生命必需的元素，也是人类使用广泛的金属，铁和铜及其重要化合物在生产中有着重要的应用。回答下列问题：
（1）某元素X与铜同周期，基态X原子是该周期基态原子中未成对电子最多的，其原子结构示意图为 。
（2）Fe2+变为基态铁原子时所得的电子填充到 能级。
（3）新制备的Cu(OH)2可将乙醛氧化成乙酸(CH3COOH)，而自身还原成Cu2O。1个乙酸分子中共平面的原子最多为 个。图所示的Cu2O晶胞中，铜周围紧邻且等距的氧有 个，已知其晶胞密度为bg/cm3，则该晶胞棱长为 pm(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
（4）叶绿素的结构示意如图所示。
①该结构中包含的作用力有 (用字母填空)。
a.离子键 b.σ键 c.π键 d.分子间作用力
②其中碳原子的杂化类型为 ，碳、氮、氧三种元素的电负性由大到小的顺序是 。元素As与N同族预测As的简单氢化物的VSEPR模型为 ，其键角 109 28 (填“大于”、“小于”或“等于”)原因是 。
27．（2022·和平模拟）可从铜转炉烟灰(主要成分为ZnO)和闪锌矿(主要成分是ZnS)得到锌。
（1）Zn2+基态核外电子排布式为 。
（2）铜转炉烟灰(主要成分为ZnO)，加入氯化铵和水，浸出液中锌元素以[Zn(NH3)4]2+形式存在，则浸取时ZnO发生反应的离子方程式 。氨分子的VSEPR模型为 ，中心原子的杂化轨道类型为 。
（3）CuSO4能活化ZnS，地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS，慢慢转变为铜蓝(CuS)，试推测其原因是 。
（4）ZnS的晶胞结构如图所示：
在ZnS的晶体中与S2-离子距离相等且最近的Zn2+的个数是 。其晶胞边长为540.0pm，密度为 (列式并计算)。
（5）取mg活性氧化锌样品，预处理后配成待测液，加入指示剂3~4滴，再加入适量六亚甲基四胺，用amol·L-1EDTA标准液进行滴定，消耗标准液VmL。已知：与1.0mLEDTA标准液[c(EDTA)=1.000mol·L-1]相当的以克表示的氧化锌质量为0.08139g，则样品中氧化锌的质量分数为 (用代数式表示)，若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，则测定结果 。
28．（2022·潍坊模拟）Be、Mg、Ca均为ⅡA族元素，这些元素及其化合物在人类生产、生活和科学研究中具有广泛的用途。回答下列问题：
（1）金属单质的熔点：Mg Ca(填“>”或“<”)，原因是 ；最高价氧化物对应水化物的碱性： (填“>”或“<”)。
（2）氯化铍晶体易吸湿、水解、升华，可溶于有机溶剂。一定条件下有下列存在形式：
氯化铍晶体的晶体类型是 ，甲的空间构型是 ，乙中Be的杂化轨道类型是 ，从化学键角度分析形成丙的原因： 。
（3）是某些太阳能薄膜电池的材料，有人认为这种太阳能电池将取代硅基太阳能电池的统治地位。下图所示为的晶胞结构：
1、3号O的坐标分别为 、 (用分数坐标表示)，与Ca等距离且最近的O有 个，若的密度为，则阿伏加德罗常数= (列出计算式)。
29．（2022·安徽模拟）近年来我国在高温超导材料的研究取得了重大突破，高温超导体仅出现在共价性很强的氧化物中，例如带有直线形的Cu-O-Cu链节的网格层对超导性有重要的作用。回答下列问题：
（1）基态Cu原子核外电子排布式为 。
（2）氧与其同周期且相邻两元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
（3）氧的常见氢化物有两种，分别为H2O和H2O2。其中H2O的VSEPR模型为 ；H2O2中氧原子的杂化方式为 。
（4）硫酸铜溶于水后形成的水合铜离子的结构式为 ，向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水直至过量，观察到的现象为 ，所得结论：与Cu2+形成配位键的能力H2O (填“强于”或“弱于”)NH3
（5）由Y、Ba、Cu、O四种元素构成的高温超导材料晶胞结构如图甲，图乙为沿z轴的投影图；其中CuO2网格层如图丙。
已知：网格层之间相互垂直或平行；z轴方向上的晶胞参数为cpm。
①该高温超导材料的化学式为 。
②若阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度为 g·cm-3(用含a、b、c和NA的表达式表示)。
30．（2022·枣庄模拟）聚合物锂离子电池具有超薄化特征，适用于多种设备，电极材料涵盖、、、等物质。
（1）磷酸为磷的最高价含氧酸，其空间结构如图：
①键角大小比较： (填“大于”“等于”或“小于”)。
②纯净的磷酸黏度极大，随温度升高黏度迅速下降，原因是 。
（2）聚合物锂离子电池工作时，沿聚乙二醇分子中的碳氧链迁移，过程如图所示(图中阴离子未画出)。
①迁移过程中与聚乙二醇分子中O原子间的作用力为 (填标号)。
a．分子间作用力 b．离子键 c．共价键
②的阴离子的空间构型为 ；基态As原子的最高能级组轨道排布式为 。
（3）二茂镍 是具有导电性的有机配合物。镍在周期表中的位置是 (填写对应周期、族)。x个原子共用y个电子可表示为，则环戊二烯离子中的大键可表示为 。
（4）图1为NiO晶胞，与距离最近的有 个。
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)，该“单分子层”面积密度为，则的半径为 nm。(用m、表示)
31．（2022·惠州模拟）2020年12月17日凌晨1时59分，“嫦娥五号”首次实现了我国地外天体采样返回，标志着我国航天事业迈出了一大步。带回的月壤中包含了H、O、N、Al、S、Cd、Zn、Ti、Cu、Au、Cr等多种元素。回答下列问题：
（1）锌(Zn)、镉(Cd)位于同一副族相邻周期，Cd的原子序数更大，则基态Cd原子的价电子轨道表示式(电子排布图)为 。
（2）S与O可形成多种微粒，其中SO的空间构型为 ；液态SO3冷却到289.8K时，能得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如图所示，此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是 。
（3）重铬酸铵为桔黄色单斜结晶，常用作有机合成催化剂，Cr2O的结构如图所示。则1mol重铬酸铵中含σ键与π键个数比为 。
（4）α—Al2O3是“嫦娥五号”中用到的一种耐火材料，具有熔点高(2054℃)、硬度大的特点，主要原因为 。
（5）一种铜金合金具有储氢功能，其晶体为面心立方最密堆积结构，晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点，则Au原子的配位数为 。该储氢材料储氢时，氢分子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与ZnS的结构相似(如图)，该晶体储氢后的化学式为 。
（6）“嫦娥五号”某核心部件主要成分为纳米钛铝合金，其结构单元如图所示(Al、Ti原子各有一个原子在结构单元内部)，已知该结构单元底面(正六边形)边长为anm，该合金的密度为ρg·cm-3，则高为h= nm(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。
32．（2022·西城模拟）Zn2+、三乙撑二胺和对苯二甲酸根离子可形成晶体M，其晶胞示意图如下。
（1） Zn2+的价层电子排布式是 。
（2）C、O、N的电负性从大到小的顺序是 。
（3）三乙撑二胺()与Zn2+能形成配位键的原因是 。
（4）在晶体M每个空腔中装入一个顺式偶氮苯分子后形成晶体M1，晶胞示意图如图。一定条件下随着偶氮苯顺反结构的变化，晶体骨架发生畸变，晶体在M1和M2两种结构之间相互转化，可以吸收和释放N2，被称为“会呼吸”的晶体。
晶体 装载分子 晶胞中Zn2+个数 晶胞体积/cm3
M1 顺式偶氮苯 x
M2 反式偶氮苯 4
资料：ⅰ．
ⅱ．M1和M2相互转化时，Zn2+的配体和配体数均不变
①N2的电子式是 。
②偶氮苯()中N的杂化轨道类型是 。偶氮苯存在顺反异构的原因是分子中两个氮原子间存在 (填“σ键”或“π键”)。
③x= 。
④晶胞密度小则晶体内部的空隙大。能让“会呼吸”的晶体吸收N2的条件是 光照射。
33．（2022·遂宁模拟）中科院大连物化所成功利用具有尖晶石结构的Co3O4电催化剂电解水。
（1）Co在周期表中的位置是 ，基态Co的电子占据的最高能层符号为 。
（2）钴盐引发动物中毒时，通常可以用EDTA(结构如图)解毒。其中，N的杂化方式均为 ，N的I1(第一电离能)大于O的I1，其原因是 ；自由基是指含单电子的基团，1mol -COOH(羧基自由基)中存在 mol σ键和 mol π键。
（3）EDTA可以由乙二胺与甲醛、氰化钠间接得到。离子化合物氰化钠的晶体类型为 ，甲醛分子的空间构型为 。
（4）Co3O4晶体中O作面心立方最密堆积(如图)，Co随机填充在晶胞中O构成的8个四面体空隙和4个八面体空隙中，则Co的配位数分别为 ，Co总的空隙填充率为 ，如果晶胞边长为a nm，Co3O4的摩尔质量为M g/mol，NA为阿伏加德罗常数的值，则Co3O4的晶体密度为 g/cm3(列出计算式)。
34．（2022·广州模拟）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，几种离子液体的结构如下。
回答下列问题：
（1）基态铝原子的核外电子排布式为 。
（2）基态氮原子的价层电子排布图为____(填编号)。
A． B．
C． D．
（3）化合物I中碳原子的杂化轨道类型为 ，化合物II中阳离子的空间构型为 。
（4）化合物III中O、F、S电负性由大到小的顺序为 。
（5）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 。
（6）铝离子电池的其中一种正极材料为AlMn2O4，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的坐标为(，，)，原子2的坐标为(，，)，则原子3的坐标为 。
③已知该晶体属于立方晶系，晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
35．（2021·成都模拟）推广磷酸亚铁锂电池的新能源汽车对减少二氧化碳排放和大气污染具有重要意义。工业上用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl及苯胺()为原料制磷酸亚铁锂材料。
回答下列问题：
（1）基态铁原子核外电子运动状态有 种；基态Fe3+较基态Fe2+稳定的原因是 。
（2）在NH4H2PO4中的N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序是 ；NH的空间构型为 ；H2PO中P原子的杂化轨道类型为 。
（3）1mol中含有 molσ键；苯胺水溶性大于苯的主要原因是 。
（4）构想某锂电池的负极材料晶体是锂原子嵌入石墨烯层间，晶体结构如图。
①石墨的硬度小、熔沸点高的原因分别是 。
②如图晶体的化学式为 ；该晶体中最近的两个碳原子核间距离为142pm，石墨烯层间距离为335pm，则该晶体的密度为 g cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数，列式即可)。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】原子核外电子的运动状态；判断简单分子或离子的构型；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、NaCl为离子化合物，其电子式为，A错误；
B、为NH3的空间结构模型，VSEPR模型为价层电子互斥模型，NH3的VSEPR模型为 ，B错误；
C、2pz电子云为哑铃形，C正确；
D、Cr为24号元素，价电子排布式为3d54s1，3d能级电子应优先填充空轨道，为；
故答案为：C
【分析】A、共价化合物电子式要标明离子电荷数，得到电子一方的原子，其电子式应用中括号隔开；
B、VSEPR模型为价层电子互斥模型，应用孤对电子表示；
C、p能级电子云为哑铃形（纺锥形），s能级为球形；
D、洪特规则规定，基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。
2．【答案】D
【知识点】判断简单分子或离子的构型；氧化还原反应；氧化还原反应方程式的配平；氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A、S2O32－中心硫原子的价层电子对数为，因此S2O32－为四面体型，但不是正四面体，SO42－中心硫原子的价层电子对数为，因此SO42－为正四面体结构，A不符合题意；
B、反应Ⅰ中As元素化合价不变，S元素化合价由－2价变为＋2价，化合价升高，S元素被氧化；反应Ⅱ中As元素由＋3价变为＋5价，化合价升高，As元素被氧化，S元素有－2价变为＋6价，化合价升高，S元素被氧化，B不符合题意；
C、反应Ⅰ的化学方程式为2As2S3＋6O2＋3H2O=2As2O3＋3H2S2O3，参加反应的，反应Ⅱ的化学方程式为As2S3＋7O2＋6H2O=2H3AsO4＋3H2SO4，参加反应的，因此反应Ⅰ和反应Ⅱ中参加反应的：Ⅰ>Ⅱ，C不符合题意；
D、反应Ⅰ中氧化1molAs2S3转移的电子数为1mol×3×4=12mol，反应Ⅱ中氧化1molAs2S3转移电子数为1mol×(2×2＋3×8)=28mol，因此其转移电子数之比为12mol：28mol=3：7，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A、计算中心原子的价层电子对数，从而确定其空间结构；
B、根据反应过程中As元素和S元素化合价的变化分析，若化合价升高，则被氧化；
C、根据反应Ⅰ、反应Ⅱ的化学方程式进行分析即可；
D、根据反应过程中化合价的变化计算转移电子数。
3．【答案】C
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、HClO的电子式为，A不符合题意；
B、质量数=质子数+中子数，因此中子数为10的氧原子，其质量数=8+10=18，其化学符号为，B不符合题意；
C、NH3中含有3个N-H键和一个孤电子对，因此其VSEPR模型为四面体型，C符合题意；
D、基态N原子的价层电子排布式为2s22p3，其排布图为，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A、HClO中氧原子含有两个孤电子，可形成两对共用电子对；
B、中子数为10的氧原子，其质量数为18；
C、NH3的VSEPR模型为四面体型；
D、基态N原子的价层电子排布式为2s22p3。
4．【答案】B
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；极性键和非极性键
【解析】【解答】A．BeCl2的中心原子为Be，根据VSEPR模型可以计算，BeCl2中不含有孤电子对，共价键数目为2，采用sp杂化，BeCl2为直线型分子，A错误；
B.同种原子之间形成的共价键为非极性共价键，B项正确；
C．Ni原子的原子序数为28，其基态原子的价电子排布为3d84s2，C错误，
D.顺-2-丁烯的结构中两个甲基在双键的同一侧，其结构简式为：
故答案为：B。
【分析】A.找到中心原子，根据VSEPR模型可以计算孤对电子，在判断键数目，然后判断空间构型
B.同种原子之间形成的共价键为非极性共价键，不同种原子之间形成的共价键为极性共价键；
D.顺式为相同原子或者取代基在同侧，反式为相同原子或者取代基在异侧。
5．【答案】（1）
（2），氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子
（3）四面体形
（4）和
（5）；
（6）中的中心原子的价层电子对数为，无孤电子对，不能做配位原子；端基原子含有孤电子对，能做配位原子
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；配合物的成键情况；晶胞的计算
【解析】【解答】（1）S为16号元素，基态原子电子排布式为1s2s22p63s23p4，则价层电子排布式为3s23p4，故答案为：3s23p4；
（2）原子半径越大，原子核对电子的吸引力越弱，第一电离能越强，原子半径越小，原子核对电子的吸引力越强，第一电离能越弱，故答案为： ，氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子；
（3）S2O32-中，中心S孤对电子为0，周围连接4个原子，为sp3杂化，形成四面体；
（4）结合实验过程，可知过程i为Na232SO3和35S反应，35S取代了SO42-中的O，而过程ii生成的Ag2S，S2-来自于35S，则过程ii产物为Ag235S和Na232SO4，故答案为： 和 ；
（5） 占据晶胞的顶点和棱心、面心和体心，其个数为；S2O32-占据晶胞的体心，个数为4，即晶胞中有4个 和4个S2O32-， 摩尔质量为Mg·mol-1，晶胞体积，则晶胞密度，故答案为：4； ；
（6）中心S没有孤对电子，不能作为配位原子，端基S含有孤对电子，可以作为配位原子，故答案为： 中的中心原子的价层电子对数为，无孤电子对，不能做配位原子；端基原子含有孤电子对，能做配位原子。
【分析】（1）基态原子核外电子排布式可以结合元素原子序数判断；
（2）电子层数越多，半径越大，同主族元素，从上到下第一电离能减小；
（3）杂化轨道数=周围原子数+孤电子对数，若杂化轨道数=2，为sp杂化，杂化轨道数=3，为sp2杂化，杂化轨道数=4，为sp3杂化；
杂化轨道数=2，为直线；
杂化轨道数=3，周围原子数=3，为三角形；
杂化轨道数=3，周围原子数=2，为V形；
杂化轨道数=4，周围原子数=4，为四面体；
杂化轨道数=4，周围原子数=3，为三角锥；
杂化轨道数=4，周围原子数=2，为V形；
（4）根据产物中原子的来源，判断相应硫原子的质量数；
（5）均摊法计算时，顶点占据，棱心占据，面心占据，体心占据1；密度；
（6）中心原子孤电子对数=。
6．【答案】（1）
（2）+3
（3）时，铜的沉淀率已超过80%，铑的沉淀率几乎为零。或时，铜的沉淀率会降低，时，铑的沉淀率增加
（4）、
（5）
（6）A；C
（7）顶角；6；2.995
【知识点】原子结构的构造原理；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算
【解析】【解答】（1）Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，所以核外电子排布式为：1s2s22p63s23p63d104s1，基态铜原子价层电子排布式为3d104s1；
（2）中Cl为-1价，由x+(-1)×6=-3，解得x=+3，则Rh元素的化合价为+3；
（3）“定向脱铜”时，需将溶液pH调至2，原因是：时，铜的沉淀率已超过80%，铑的沉淀率几乎为零。或时，铜的沉淀率会降低，时，铑的沉淀率增加；
（4）定向脱铜后溶液得到草酸钠、FeCl3，“阳离子交换”过程中，溶液中被阳离子交换树脂吸附的金属阳离子主要有、；
（5）发生水解反应生成Rh(OH)3沉淀，水解的离子方程式为：；
（6）A．反应物CO2中C和O原子存在极性共价键，产物存在C-H和H-O极性键，则反应过程中存在极性共价键的断裂与形成，A正确；
B．H2O分子的正负电荷中心不对称，为极性分子，B不正确；
C．CO2中C原子价层电子对个数=2+=2，采取sp杂化方式，CH4中心原子C的价层电子对数是4，则C原子杂化轨道类型为sp3杂化，C正确；
D．H2O分子中O原子的价层电子对数为2+=4，VSEPR模型为四面体，D不正确；
E．催化剂通过降低反应的活化能，从而增大反应速率，不能改变反应的焓变，E不正确；
故答案为：AC；
（7）①其中位于晶胞的体心，由晶胞结构可知白球为，顶角的小黑球个数为，棱心的大黑球个数为，结合分子数可知大黑球为O离子，小黑球为，则所处的位置为晶胞的顶角；每个周围紧邻的共有6个；
②当有1%的被替代后阳离子电荷减少了1%×1=0.01，根据电荷守恒，阴离子电荷也相应减少=0.005，晶体中会失去部分产生缺陷，原晶胞中数目为3，则此时平均每个晶胞所含数目为3-0.005=2.995。
【分析】（1）依据构造原理分析；
（2）根据化合物中正负化合价为0；
（3）依据图中曲线变化分析；
（4）利用“阳离子交换”分析；
（5）依据盐类水解规律分析；
（6）A．同种原子之间的共价键为非极性键；不同种原子之间的共价键为极性键；
B．非极性分子是指分子里电荷分布是对称的(正负电荷中心能重合)的分子。极性分子是指分子里电荷分布不对称(正负电荷中心不能重合)的分子。
C．依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；
D．依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型；
E．催化剂通过降低反应的活化能，从而增大反应速率，不能改变反应的焓变；
（7）①利用均摊法确定原子数；
②根据电荷守恒计算。
7．【答案】（1）
（2）B；D
（3）用检验时，会与竞争结合。升高，更易与结合，酸性增强，浓度减小，可以竞争到；直线形；D
（4）2；(0.75，0.25，0.25)；
【知识点】原子结构的构造原理；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）Fe3+价电子为3d5，轨道表示式为 ；
（2）基态铁原子价电子为3d64s2，基态Fe2+价电子为3d6，基态Fe3+价电子为3d5，因此处于激发态的为、，为3d轨道电子跃迁到4s轨道，故答案为：BD；
（3）①由图可知与都能与铁形成配位键，碱性状态下含有大量的，阻碍与铁的配合；
②中中心原子为C，杂化方式为sp杂化，无孤电子对，故离子的空间结构为直线形；
③邻二氮菲中氮原子成一个双键，杂化方式为sp2杂化，因此孤电子对占据sp2杂化轨道。
（4）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；
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（0.75，0.25，0.25）；
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。
【分析】（1）依据构造原理和洪特规则分析；
（2）依据构造原理分析；
（3）①依据基团间的相互影响分析；
②依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型；
③依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；
（4）①利用均摊法确定原子数
②③根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
8．【答案】（1）15；sp2杂化
（2）异硫氰酸中存在分子间氢键，而硫氰酸中无氢键
（3）RbCl；V形
（4）4；
【知识点】判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Fe的原子序数为26，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，原子轨道包含1s、2s、3s、4s4个s轨道，2px、2py、2pz、3px、3py、3pz6个p轨道，以及5个d轨道，因此基态Fe原子的核外空间运动状态有15种；邻二氮菲中的N的价层电子对数=2+=3，采用sp2杂化；
(2)硫氰酸(H-S-C≡N )分子中，N原子为连接氢原子，无法形成氢键。而异硫氰酸(H-N=C=S)分子中，N原子与氢原子相连，可形成氢键，故硫氰酸的沸点低于异硫氰酸的沸点。故答案为：异硫氰酸中存在分子间氢键，而硫氰酸中无氢键；
(3)离子半径越小，离子所带电荷越多，晶格能越大，I和Cl在形成离子化合物时，都带一个单位负电荷，但Cl-半径小于I-半径，故晶格能较大的卤化物A为RbCl；中成键数为2，孤电子对数为=2，故价层电子对数为4，略去两对孤电子对，空间构型为V形。故答案为：RbCl； V形；
(4)晶胞中C原子数目=8×+2×+4×+1=4，晶胞质量，C-C键键长为rcm，则晶胞底面边长=2×(r cm×sin60°)=r cm，底面面积=r cm×(r cm×sin60°)，则=r cm×(r cm×sin60°)×2d cm×ρg cm-3，解得d=，故答案为：4；。
【分析】（1）Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，s能级有1中运动状态，p能级有3中运动状态，3d能级有5种运动状态；
（2）氮原子和氢原子可以形成氢键，造成沸点出现反常；
（3）杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数，若杂化轨道数=2，为sp杂化，杂化轨道数=3，为sp2杂化，杂化轨道数=4，为sp3杂化；
杂化轨道数=2，为直线；
杂化轨道数=3，成键电子数=3，为三角形；
杂化轨道数=3，成键电子数=2，为V形；
杂化轨道数=4，成键电子数=4，为四面体；
杂化轨道数=4，成键电子数=3，为三角锥；
杂化轨道数=4，成键电子数=2，为V形；
（4）碳原子的数目要结合晶体中棱心、体心、顶点、面心进行判断。
9．【答案】（1）
（2）+1或-1
（3）断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(1071.9kJ/mol-798.9kJ/mol=273.0kJ/mol)比断开N2分子的第一个化学键所需的能量(941.7kJ/mol-418.4kJ/mol=523.3kJ/mol)小，可知CO相对活泼
（4）直线形；[O=N=O]+
（5）正八面体；
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)碳是6号元素，基态碳原子的核外电子排布图为 。故答案为：；
(2)对于基态碳原子，有两个末成对电子，其价电子自旋量子数的代数和为±(2×)=+1或-1。故答案为：+1或-1；
(3)CO和N2相对活泼性并说明原因：断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(1071.9kJ/mol-798.9kJ/mol=273.0kJ/mol)比断开N2分子的第一个化学键所需的能量(941.7kJ/mol-418.4kJ/mol=523.3kJ/mol)小，可知CO相对活泼。故答案为：断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(1071.9kJ/mol-798.9kJ/mol=273.0kJ/mol)比断开N2分子的第一个化学键所需的能量(941.7kJ/mol-418.4kJ/mol=523.3kJ/mol)小，可知CO相对活泼；
(4)CO2分子的中心原子C原子价层电子对数为2+=2，空间构型为直线形，与CO2互为等电子体，的结构式[O=N=O]+。故答案为：直线形；[O=N=O]+；
(5)①晶胞中Fe3+处于O2-围成的正八面体空隙(填“正四面体”“正八面体”或“正十六面体”)。故答案为：正八面体；
②若晶胞的体对角线长为 a nm，则晶胞棱长=nm=×10-7 cm，晶胞体积=（×10-7 cm）3，晶胞中亚铁离子个数1，铁离子个数4×+3×=2，氧离子个数=12×+1=4，则 Fe3O4晶体的密度=g/cm3=g·cm-3，故答案为：。
【分析】（1）核外电子排布要注意结合其s能级和p能级进行判断，电子优先进入空轨道；
（2）电子优先进入空轨道，同一个轨道的电子自旋相反；
（3）键能越大越稳定；
（4）杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数，若杂化轨道数=2，为sp杂化，杂化轨道数=3，为sp2杂化，杂化轨道数=4，为sp3杂化；
杂化轨道数=2，为直线；
杂化轨道数=3，成键电子数=3，为三角形；
杂化轨道数=3，成键电子数=2，为V形；
杂化轨道数=4，成键电子数=4，为四面体；
杂化轨道数=4，成键电子数=3，为三角锥；
杂化轨道数=4，成键电子数=2，为V形；
（5） ① 结合晶胞的结构进行判断，可以知道铁离子处于氧负离子围成的正八面体的空隙；
② 密度要结合体积、摩尔质量、阿伏加德罗常数进行判断。
10．【答案】（1）直线形；sp杂化；1：2
（2）能；和同为非极性分子，根据相似相溶原理，非极性分子易溶于非极性溶液
（3）
（4）>
（5）12；
【知识点】判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)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，原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间构型为直线形；氧元素的原子序数为8，价电子排布式为2s22p4，则氧原子的最外层的成单电子和成对电子之比为1：2，故答案为：直线形；sp杂化；1：2；
(2)二氧化碳和四氯化碳都是非极性分子，由相似相溶原理可知，非极性分子二氧化碳易溶于有机溶剂四氯化碳，故答案为：能；和同为非极性分子，根据相似相溶原理，非极性分子易溶于非极性溶液：
(3)单质碘易溶于碘化钾溶液是因为碘能碘化钾溶液反应生成三碘化钾，反应的离子方程式为，故答案为：；
(4)由结构简式可知，葡萄糖分子中C1原子为双键碳原子，原子的杂化方式为sp2杂化，C，2原子为单键碳原子，原子的杂化方式为sp3杂化，所以键角大于，故答案为：>；
(5)由晶胞结构可知，位于顶点的二氧化碳分子与位于面心的二氧化碳分子的距离最近，所以1个二氧化碳分子周围与其距离相等且最近的二氧化碳分子个数为12；若干冰晶胞沿x轴投影，晶胞中二氧化碳的投影位置为，故答案为：12；。
【分析】（1）二氧化碳为直线形分子；C原子采用sp杂化；基态氧原子的价电子排布式为2s22p4；
（2）二氧化碳与四氯化碳均为非极性分子，根据相似相溶原理判断；
（3）I2与I-会发生反应 ；
（4） C1原子价层电子对为3，采用sp2杂化，C2原子价层电子对数为4，采用sp3杂化；
（5）根据均摊法计算；将干冰晶胞沿着x轴投影所得到的正方形平面，在4个顶点，面心以及每条边的中点处都有二氧化碳分子。
11．【答案】（1）第四周期第Ⅷ族；3d5
（2）PF3、PCl3、PBr3、PI3都是分子晶体，随其相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增大，故熔沸点逐渐升高
（3）sp3；CCl4或CF4、CBr4其他合理也可
（4）6；三角锥形；2：1
（5）Co(AlO2)2；或
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；配合物的成键情况；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)铁的原子序数是26，位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族，价电子排布式为3d54s2，Fe失去3个电子后变为Fe3+，故Fe3+的价电子排布式为3d5；
(2)PF3、PCl3、PBr3、PI3都是分子晶体，随其相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增大，故熔沸点逐渐升高；
(3)PO的中心原子是磷原子，价层电子对数=4+×(5+3-4×2)=4，故杂化轨道数目为4，杂化类型为sp3杂化。PO的原子总数为5，价电子总数为32，故其等电子体是分子的需要在其前后主族找，有CCl4、CF4、CBr4等。
(4)[Co(NO2)(NH3)5]2+中配体是NO2和NH3，配体的个数为6，即配位数为6；NH3的价层电子对数为4，孤电子对数为1，根据价层电子对互斥理论可知分子的空间构型是三角锥形。
(5)图(a)可知钴原子在晶胞中的位置关系[图(b)所示]，在晶胞中钴原子的堆积方式有两种，一是钴原子构成面心立方晶胞，二是面心立方晶胞中在钴原子围成的互不相邻的正四面体空隙处又填充了钴原子，Ⅰ、Ⅱ各一个正方体为重复单元，该重复单元中Co原子个数=（4×+2×+1）×4=8个，Ⅰ、Ⅱ型合起来的长方体中含有4个Al和8个O，晶胞内有4个Ⅰ、Ⅱ合起来的长方体，因而晶胞内总计有16个Al和32个O，故晶体的化学式为Co(AlO2)2，1个晶胞含有8个Co(AlO2)2最简重复单元，所以晶体密度为g·cm-3。
【分析】（1）Fe为26号元素，位于第四周期第Ⅷ族，Fe原子失去3个电子生成Fe3+；
（2）分子晶体的熔沸点随相对分子质量增大而增大；
（3） PO 中P原子的价层电子对数为4；等电子体具有相同的原子数和价电子数；
（4）[Co(NO2)(NH3)5]2+中配体是NO2和NH3；NH3的价层电子对数为4，含有一个孤电子对； [Co(NO2)(NH3)5]Cl2和[Co(NH3)4Cl2]Cl 外界的Cl-数目分别为2、1；
（5）根据均摊法和计算。
12．【答案】（1）2s22p5
（2）F-N=N- F
（3）离子键、共价键、氢键
（4）角(V)形；低于；OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量大，Cl2O的熔、沸点高
（5）2；(0，0， )；
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)基态F原子的外围电子排布式为：2s22p5；
(2)氮原子的杂化类型为sp2，可以确定N与N之间应为双键，N与F之间应存在1条键，每个N还有一对孤对电子，故N2 F2的结构式为：F-N=N- F；
(3)NaHF2可电解说明其为离子化合物，存在离子键，H与F之间为共价键，F电负性较强，还存在氢键；
(4)OF2孤对电子数为2，价层电子数为4，故其分子的空间构型为角(V)形；OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，相对分子质量OF2
【分析】（1）F为9号元素，根据构造原理书写电子排布式；
（2） 氮原子的杂化类型为sp2， 则N形成2个σ键；
（3）电解NaHF2制得氟气 ，则NaHF2为离子化合物，阴离子中含有H-F共价键，F电负性较大，会形成氢键；
（4）OF2的价层电子对数为4，含2个孤电子对；结构相似的分子晶体，随相对分子质量增大熔沸点升高；
（5）根据均摊法计算。
13．【答案】（1）4s24p4
（2）sp3；三角锥形；PCl3
（3）极性；H2Se比H2O沸点低；因为H2O中存在分子间氢键，沸点较高，不H2Se存在氢键
（4）4；×1010
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)硒为34号元素，基态Se原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4，价层电子排布式为4s24p4，故答案为：4s24p4；
(2)H2SeO3的中心原子的价层电子对数为=4，所以Se杂化方式为sp3杂化，的中心原子Se的价层电子对数为=4，离子中有一对孤电子对，所以的立体构型是三角锥形，等电子体是指价电子总数和原子总数都相等的微粒，与互为等电体的分子有PCl3，故答案为：sp3； 三角锥形；PCl3；
(3)H2Se分子中有孤电子对，立体构型为V形，正、负电荷中心不重合，所以H2Se属于极性分子； H2Se比H2O沸点低；因为H2O中存在分子间氢键，沸点较高， H2Se不存在氢键；
(4)根据硒化锌晶胞结构图可知，每个锌原子周围有4个硒原子，每个硒原子周围也有4个锌原子，所以硒原子的配位数为4；该晶胞中含有硒原子数为8×+6×=4，含有锌原子数为4，根据ρ＝=，所以V=，则晶胞参数a为cm=×1010pm，故答案为：4；×1010。
【分析】（1）硒为34号元素，有6个价电子，据此书写价层电子排布式；
（2）根据中心原子的价层电子对数可判断杂化方式及微粒的立体构型；等电子体原子总数和价电子总数相等；
（3）根据正负电荷中心是否重合判断分子极性；水分子间存在氢键，沸点反常；
（4）根据均摊法和计算。
14．【答案】（1）3d74s2；N
（2）三角锥形；sp3
（3）2；6
（4）3：4
（5）C3N4；氮化碳和金刚石都是原子(共价)晶体，N的原子半径小于C，氮碳键的键能大于碳碳键
（6）(，，)；××1010
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；配合物的成键情况；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Co元素位于第四周期Ⅷ族，因此价电子排布式为3d74s2；元素周期表中，一般非金属性越强，第一电离能越大，同周期从左向右第一电离能是增大趋势，因此第一电离能最大的是N；故答案为3d74s2；N；
(2)SO中心原子S的价层电子对数为3+=4，空间构型为三角锥形；SO中心原子S的价层电子对数为4+=4，因此S的杂化方式为sp3；故答案为三角锥形；sp3；
(3)根据配合物的组成，1mol配合物中外界有2molCl－，因此与足量硝酸银溶液反应，得到2molAgCl；Co2＋的配位数为4＋1＋1=6；故答案为2；6；
(4)(CN)2中每个原子最外层都达到都达到8电子结构，即(CN)2的结构式为N≡C－C≡N，σ键的数目为3，π键数目是4，因此个数比值为3∶4；故答案为3∶4；
(5)根据图1可知，1个N连3个C，1个C连4个N，因此化学式为C3N4；C3N4、金刚石均为共价晶体，硬度与共价键有关，C的半径大于N，因此C－C键长比C－N键长长，C－C键能比C－N键能弱，因此金刚石的硬度比氮化碳低；故答案为C3N4；氮化碳和金刚石都是原子(共价)晶体，N的原子半径小于C，氮碳键的键能大于碳碳键
(6)根据题中要求，得出氮化镓的晶胞图为则原子3的坐标为(，，)；根据信息，N原子在晶胞内部，个数为4，Ga位于顶点和面心，个数为=4，氮化镓的化学式为GaN，晶胞的质量为=g，根据密度的定义，得出晶胞的边长为cm，Ga与N最近的距离，即Ga-N键长应是体对角线的，从而推出Ga-N键长××1010pm；故答案为(，，)；××1010。
【分析】（1）Co元素位于第四周期Ⅷ族；同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，非金属的第一电离能大于金属；
（2）SO中S的价层电子对数为4，含有一个孤电子对；SO中S的价层电子对数为4；
（3）外界的Cl-能与AgNO3溶液生成AgCl沉淀；[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2中配体为NH3、H2O和Cl；
（4）(CN)2中每个原子最外层都达到8电子结构；
（5）该结构中1个N连3个C，1个C连4个N；C3N4、金刚石均为共价晶体，硬度与共价键有关；
（6） 原子3的坐标为(，，)；Ga-N键长应是体对角线的。
15．【答案】（1）
（2）大于；Na2S和K2S均为离子晶体，两种化合物中S2-半径相同，Na+的半径更小，离子键更强，Na2S的熔点更高
（3）四面体形；sp3
（4）SnO
（5）4；(，0，)；六方最密堆积
（6）×100
【知识点】原子核外电子排布；用晶格能的大小衡量离子晶体中离子键的强弱；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)S为16号元素，价层电子排布式为3s24p4，轨道表示式为；
(2)Na2S和K2S均为离子晶体，两种化合物中S2-半径相同，Na+的半径更小，离子键更强，所以硫化钠的熔点大于硫化钾；
(3)S2O与SO为等电子体，所以二者空间构型相似，但由于S2O中一个O原子被S原子代替，所以不是正四面体形，而是四面体形，中心S原子杂化方式相同，均为sp3杂化；
(4)硫酸根为SO、连二硫酸根离子为S2O、连三硫酸根离子为S3O，结合图示可知若S原子数为n，则O原子为2n+2，电荷数不变，所以通式为SnO；
(5)根据晶胞结构可知，Zn2+位于S2-形成的正四面体中心，所以Zn2+的配位数为4；A为原点，B为(1， 1， 1)，即晶胞棱长为单位1，C位于底面面心，坐标应为(，0，)；纤锌矿的晶胞为平行六棱柱，所以其堆积模型为六方最密堆积；
(6)晶胞边长为a，则晶胞体积为a3，晶胞中有4个Zn2+，晶体化学式为ZnS，所以也有4个S2-，则离子的体积为π[+]×4，所以空间占有率为×100%=×100%。
【分析】(1)轨道表达式就是电子排布图；
（2）硫化钠和硫化钾都是离子晶体，离子所带的电荷越多、离子的半径越小，离子晶体的晶格能越大，熔点越高；
（3） S2O 的中心原子是sp3杂化，所以 S2O 是空间四面体型；
（4）从图可以看出O数是S数的2倍，还多2个，所以 SnO ；
（5）从闪锌矿的晶胞结构可知，Zn2+的配位数是4；纤锌矿的晶胞为平行六棱柱，所以其堆积模型为六方最密堆积；
（6）根据晶胞边长算出一个晶胞的体积，在利用均摊法算出一个晶胞的原子个数，再算出所有原子的体积之和，最后求晶胞的空间利用率。
16．【答案】（1）N；
（2）ds
（3）平面四方；D；<
（4）、均为离子晶体，比半径小，离子键强，故熔点更高
（5）；或
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)Co是第27号元素，价电子排布式为3d74s2，最高能层为第四层，即N层；Mn的价电子排布式为3d54s2，则Mn2+的价电子排布式为3d5。
(2)Ag元素在元素周期表中与Cu处于相邻周期，Cu在元素周期表分区中属于ds区，则Ag也属于ds区。
(3)① Pt(NH3)2Cl2有顺式和反式两种结构，则 Pt(NH3)2Cl2分子的空间构型为平面四方形，中心原子有四个价层电子对，若杂化方式为sp3，则分子空间结构应为四面体结构，所以Pt的杂化方式为dsp2。
②电子亲和能反映的是元素的气态原子结合电子的难易程度。第一电子亲和能是元素的气态原子结合一个电子的难易程度，N的2p能级电子排布为半充满结构，结合电子较难，第一电子亲和能比Cl小，所以第一电子亲和能：N＜Cl。
(4)α-ZnS 、α-MnS均为离子晶体，Zn2+比Mn2+半径小，离子键强，故熔点更高。
(5)①根据晶胞结构可知，在一个晶胞中，Ti位于顶点、棱上和内部，共个，Si位于棱上，共个，C位于内部，共4个，所以该钛硅碳新型材料的化学式为Ti3SiC2。
②该晶胞体积为nm3=cm3，一个晶胞质量为g，晶体密度为dg cm-3，则×d=，所以c=nm或nm。
【分析】（1）Co位于第四周期，最外层为第四电子层，即N；价电子排布即最外层电子的排布；
（2）铜为第四周期，则Ag为第五周期；
（3） ① 有顺反两种结构，应该是平面型，即sp杂化；
② 结合电子的难易程度可以结合非金属性比较；
（4）离子晶体的熔点受到化学键影响，半径越小，离子键越强；
（5） ① 根据晶胞的计算，算出三种原子的原子个数之比；
② 此类题型要结合摩尔质量、密度阿伏加德罗常数进行计算。
17．【答案】（1）；正四面体形
（2）；O＞Cl＞H＞Ti
（3）强于；向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水直至过量，先生成蓝色沉淀，然后蓝色沉淀溶解得到深蓝色溶液
（4）0.92；(1，，)；
【知识点】判断简单分子或离子的构型；配合物的成键情况；晶胞的计算
【解析】【解答】（1）中根据电子排布式及鲍林不相容原理和洪特规则进行书写，微粒的空间构型根据杂化轨道类型ABn型分子特点进行判断；（2）中根据共价键的类型判断键，利用配合物中共价键的个数进行判断；电负性根据元素的非金属性进行判断，利用周期律进行判断；（3）根据配位键形成的实质进行判断，利用实验说明利用物质间的转化进行判断；（4）根据晶胞密度的计算公式进行计算，利用三维坐标根据投影进行判断；原子间距离根据勾股定理进行计算；
(1)铜原子的价电子排布式是3d104s1，根据鲍林不相容原理和洪特规则书写其价电子轨道表示式为：；故答案为；的空间构型根据价层电子对互斥理论判断其空间构型为正四面体；故答案为正四面体；
(2)中，配体氯离子和水与钛离子之间的配位键是6个属于键，配体水分子中氢氧键共10个属于键，故键含有16个，1mol配合物中键的数目为16NA，故答案为16NA；根据非金属性越强，电负性越强，故其含有的元素电负性大小顺序为：O＞Cl＞H＞Ti；故答案为：O＞Cl＞H＞Ti；
(3)氨气中氮原子电负性小于水分子中氧原子的电负性，故更易提出孤对电子形成配位键，故答案为强于；实验事实向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水直至过量，先生成蓝色沉淀，然后蓝色沉淀溶解得到深蓝色溶液；故答案为：向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水直至过量，先生成蓝色沉淀，然后蓝色沉淀溶解得到深蓝色溶液；
(4)TiN晶胞中，钛离子实际个数为：；实际氮离子个数为：，设晶胞的体积为V，故TiN晶胞的密度为：；当用Al部分代替TiN中Ti后，实际含有钛原子为：，实际氮原子个数为：，实际铝原子个数为：1；故密度为：；故掺杂Al后的晶体密度是TiN晶体的；故答案为0.92；设原子①的原子坐标为(0，0，0)，则原子②的原子坐标为(1，，)；故答案为：(1，，)；已知相邻的Ti-N原子距离为anm，从②点向下边做垂线，根据两个勾股定律计算得，故答案为：；
【分析】（1）铜为29号元素，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；
杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数；
杂化轨道数=2，为直线；
杂化轨道数=3，成键电子数=3，为三角形；
杂化轨道数=3，成键电子数=2，为V形；
杂化轨道数=4，成键电子数=4，为四面体；
杂化轨道数=4，成键电子数=3，为三角锥；
杂化轨道数=4，成键电子数=2，为V形
（2）σ键即配对原子个数，即每一个共价键中必定含有一个σ键；电负性跟非金属性挂钩，非金属性越强，则电负性越强；
（3）电负性越弱，其提供孤电子对的能力越强；
（4）晶胞的密度要结合体积、阿伏加德罗常数、摩尔质量进行计算；原子坐标要根据原点进行判断。
18．【答案】（1）1s22s22p63s23p63d54s2
（2）A
（3）正四面体型；、；N＞C＞H；sp3；1：6
（4）+4；；
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)Mn是25号元素，处于第四周期第VIIB族，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s2；
(2)A. 为基态Mn2+，处于3d半满稳定状态，很难再失电子；
B. 为基态Mn原子，易失去一个电子变为Mn+；
C. 为基态Mn+，其失去一个电子比基态Mn2+容易；
D. 为激发态Mn2+，其失去一个电子比基态Mn2+容易，故最难再失去一个电子的是A，
故答案为：A；
(3)①中S和O形成4个σ键，价层电子对为4，杂化方式为sp3，根据价层电子对互斥理论可知其空间构型为：正四面体型；中S、O原子最外层均有6个电子，共有32个价电子，与互为等电子体的离子有：、；
②乌洛托品含C、H、N元素，元素的非金属性越强，其吸引电子能力越强，则其电负性越大，这几种元素非金属性强弱顺序是N＞C＞H，所以电负性大小顺序是N＞C＞H；中心原子N形成3个N-Cl键，还有1对孤电子对，价层电子对数为4，N原子采取sp3杂化；N原子数为4，单键由1个σ键形成，有24个σ键，两者数目之比为4：24=1：6；
(4)①在该晶体中含有的Mn原子个数为：×8+1=2，含有的O原子数目为×4+2=4，Mn：O=2：4=1：2，所以该锰的氧化物的化学式为MnO2，O为-2价，Mn的化合价为+4价；
②z方向投影图为；
①该晶体含有2个Mn原子和4个O原子，已知Mn和O的离子半径分别是mpm和npm，晶胞中原子总体积=πm3×2+πn3×4=π(2m3+4n3) pm3，晶胞的体积=a×a×b=a2b pm3，该晶胞的空间利用率=。
【分析】（1）锰元素为25号元素，核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s2 ；
（2）半充满、全充满的形式更稳定；
（3） ① 为sp3杂化，为正四面体；
② 杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数；
杂化轨道数=2，为直线；
杂化轨道数=3，成键电子数=3，为三角形；
杂化轨道数=3，成键电子数=2，为V形；
杂化轨道数=4，成键电子数=4，为四面体；
杂化轨道数=4，成键电子数=3，为三角锥；
杂化轨道数=4，成键电子数=2，为V形；
（4） ① 结合晶胞的顶点、体心、面心等进行计算，求出晶胞的个数比以及化合价；
② 可以参考三视图的俯视图进行判断；
③ 晶胞的空间利用率=。
19．【答案】（1）4s；1s22s22p63s23p63d64s2
（2）正四面体；F＞N＞P
（3）sp、sp3
（4）
（5）4；cyclam分子与水分子间形成氢键
（6）
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)基态Ni原子的核外价电子排布式为3d84s2，形成基态Ni2+时，先失去4s轨道上的2个电子；铁元素为26号元素，基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2；
(2)的中心原子为sp3杂化，且无孤电子对，为正四面体结构；非金属性越强，其电负性越大，则电负性：F＞N＞P；
(3)甲基上C原子价层电子对个数是4，C原子杂化类型为sp3，-CN中心原子C有1个σ键，孤电子对数为1，中心碳原子杂化类型为sp，故答案为：sp、sp3；
(4)二茂铁[(C5H5)2Fe]中五元环形成的大π键原子数是5，形成的大π键电子数是6，大π键表示为；
(5)由图a可知[Ni(cyclam)]2+中，Ni2+的配位数为4，含有氢键的物质可增大在水中的溶解性，cyclam可溶于水，而环十四烷不溶于水，其原因是cyclam分子与水分子间形成氢键；
(6)由均摊法，晶胞中含6个Ni和6个As原子，晶胞质量为，底面是正六边形，晶胞体积为，则晶胞密度为 g·cm-3。
【分析】（1）镍为28号元素，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d84s2，失去2电子时丢失4s轨道的电子；铁为26号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2；
（2）杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数；
杂化轨道数=2，为直线；
杂化轨道数=3，成键电子数=3，为三角形；
杂化轨道数=3，成键电子数=2，为V形；
杂化轨道数=4，成键电子数=4，为四面体；
杂化轨道数=4，成键电子数=3，为三角锥；
杂化轨道数=4，成键电子数=2，为V形；
电负性的大小跟非金属性有关，非金属性越强，电负性越强；
（3）杂化数目=中心原子成键电子对数+孤电子对数；
（4）形成的大π键原子数是5，形成的大π键电子数是6；
（6）密度的计算要结合体积、摩尔质量、阿伏加德罗常数进行计算。
20．【答案】（1）三角锥形；相同
（2）4d10
（3）6
（4）>；<；Se的原子半径比S原子大，Se-Se键键能比S-S键键能小，则光谱能量高，波长短
（5）；7，8，11 ；
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)元素As与N同族，N为sp3杂化，则As也为sp3杂化，预测As的氢化物分子的立体结构为三角锥形；As的核外价层电子排布为4s24p3，4p轨道的电子自旋方向相同；
(2)Cd的价层电子排布为4d105s2，Cd2+的价层电子排布为4d10；
(3)碲酸(H6TeO6)分子内的6个羟基排列在碲原子的周围呈八面体结构，价层电子对数为6；
(4)SeF6与SF6具有相似的结构，均为分子晶体，SeF6相对分子质量大，分子间作用力强，熔沸点高，故熔沸点SeF6>SF6；Se的原子半径比S原子大，Se-Se键键能比S-S键键能小，则光谱能量高，波长短，故λ1<λ2，原因为：Se的原子半径比S原子大，Se-Se键键能比S-S键键能小，则光谱能量高，波长短；
(5)N的坐标为 ；根据图1，可知代表Te原子的位置是7，8，11；
如图所示，A为6球位置，AB的长度为6和11球的距离，C为B（11球）在底面的投影，落在面对角线的 的位置，BC的长度为边长的 ，为 ；CD的距离距离为面对角线的 ，长度为 ；AD长度为面对角线一半，为 ，AC长度为： ，AB的长度为： 。
【分析】（1）As的氢化物中As采用sp3杂化；As最外层电子的排布式为4s24p3，4p轨道的电子自旋方向相同；
（2）Cd失去5s上的2个电子形成 Cd2+；
（3） H6TeO6分子呈八面体结构，则Te的价层电子对数为6；
（4）分子晶体的相对分子质量大，分子间作用力越强，熔沸点越高；键能：Se-Se键
21．【答案】（1） (或 )；2
（2）平面三角形；3∶1
（3） 、 ；O＞N＞C＞H；abd
（4）2∶3；；
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)铁是26号元素，根据核外电子排布规律可得其基态铁原子核外电子排布式 (或 )；前四周期元素中，未成对电子数超过4的元素有Cr、Mn两种元素；
(2)SO2中S原子的价电子对数为 =3，S原子为sp2杂化，无孤电子对，所以SO2为平面三角形，单键只含有1个 键，双键含有1个 键和1个 键， 分子中 键与 键的数目之比为3∶1；
(3)结构中碳原子形成3个 键，没有孤电子对数，杂化方式为 ，如甲基上的碳原子形成4个 键，为 ；非金属性越强，电负性越大，非金属性O＞N＞C＞H，故电负性由大到小的顺序为：O＞N＞C＞H；所含化学键的类型有C-H极性键，C-C非极性键，还有配位键，氢键不属于化学键，金属键只存在于金属晶体中，
故答案为：abd；
(4)图2中与位于顶点的铁原子等距离且最近的铁原子位于晶胞体心，顶点的铁原子被8个晶胞共有，则配位数为8；图3中，与铁原子等距离且最近的铁原子位于面心，则距离顶点的铁原子距离且最近的铁原子，横平面有4个、竖平面有4个、平行于纸面的有4个，共12个，配位数之比为2：3；设甲晶体晶胞边长为a，乙晶体晶胞边长为b，则 ，即 ；甲晶体中含铁原子数为 ，乙晶体中含铁原子数为 ，甲晶体的密度与乙晶体的密度之比为 。
【分析】（1）Fe为26号元素，根据构造原理书写电子排布式；Fe的未成对电子数为4；
（2）SO2的价层电子对数为3；单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键；
（3）该物质中双键C为sp2杂化，饱和C原子为sp3杂化；元素的非金属性越强，电负性越大；该物质含极性共价键、非极性共价键和配位键；
（4）根据均摊法计算；根据计算晶体密度。
22．【答案】（1）；正四面体；sp3；＞
（2）26；4s；分子晶体
（3）( ， ， )；1：1； ×100%
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；晶体熔沸点的比较；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)Ti的价层电子排布式为3d24s2，轨道表示式为： ； 的中心原子B的价层电子对数为4+ (3+1-4×1)=4，所以其立体构型为正四面体，B采取sp3杂化；电负性是原子对键合电子的吸引力，H的电负性大于B。
(2)铁原子核外有26个电子，每个电子的运动状态都不相同，所以铁原子核外电子运动状态有26种；铁的价层电子排布式为3d64s2，Fe成为阳离子时首先失去的是最外层4s轨道上的电子，FeCl3的熔沸点比较低，所以FeCl3是分子晶体。
(3)①D位于晶胞内部，若把晶胞分为8个相等的小立方体，则D位于右前下的小立方体的体心。根据A、B、C的原子坐标参数可知，D的原子坐标参数为( ， ， )。
②该晶体中，铜位于内部，共4个，氯位于顶点和面心，共 =4个，所以铜、氯微粒个数比为1：1。
③晶胞中有4个铜原子、4个氯原子，占有的体积为4× (b3+c3)pm3，晶胞边长为apm，则晶胞体积为a3pm3，该晶胞的空间利用率为 ×100%。
【分析】（1）Ti为22号元素，根据构造原理书写电子排布式；的价层电子对数为4，不含孤电子对；元素的非金属性越强，电负性越大；
（2）Fe为26号元素，每个电子的运动状态都不相同；Fe原子成为阳离子时首先失去4s轨道的电子；氯化铁为分子晶体；
（3）①D的原子坐标参数为( ， ， )；
②根据均摊法计算各原子数目；
③根据计算。
23．【答案】（1）28；Ni与Ca同周期，Ni的原子半径比较小且价电子数多，形成的金属键比较强，熔沸点比较高
（2）八面体；N＞O＞H＞C；sp2
（3）＜
（4）
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)镍元素的原子序数为28，核外电子数为28，由泡利不相容原理可知，同种原子的核外没有运动状态完全相同的电子，则基态原子核外电子的运动状态有28种；金属晶体的金属键越强，熔点越高，镍和钙都是金属晶体，镍元素与钙元素同周期，镍原子半径比钙小且价电子数比钙多，形成的金属键比钙强，熔沸点比钙高，故答案为：28；Ni与Ca同周期，Ni的原子半径比较小且价电子数多，形成的金属键比较强，熔沸点比较高；
(2)①由配合物的结构可知，镍离子与具有空轨道的氮原子和氧原子形成配位键，配位数为6，空间构型为八面体形，故答案：八面体；
②配体4种元素中，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，H只有一个电子，位于1s轨道，离原子核的距离比C的最外层两个位于2s轨道上的电子要近得多。所以原子核对电子的束缚力更大，因此第一电离能也就更大H>C。则第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞H＞C，故答案为：N＞O＞H＞C；
③由N……Ni存在大π键可知，结构中氮原子的杂化方式为sp2杂化，未参与杂化的p轨道形成大π键，故答案为：sp2；
(3)设晶胞中Ni2+离子的个数为a，由化合价代数和为0可得：2×a+3×(x—a)=1×2，解得x= ，由a小于1可知， 小于1，故答案为：＜。
(4)由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的镍原子个数为8× =1，位于面心镁原子个数为6× =3，位于体内的铁原子个数为4，晶胞的化学式为NiMg3Fe4，设晶胞的边长为acm，由晶胞的质量公式可得： =a3d，解得a= ，由晶胞结构可知，晶胞中镍原子与镁原子间的距离为面对角线的 ，则镍原子与镁原子间的距离为 ，故答案为： 。
【分析】（1）Ni为28号元素，根据构造原理书写核外电子排布式；金属晶体的金属键越强，熔沸点越高；
（2）①Ni2+与N原子形成配位键，配位数为6；
②同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA
