高中化学同步练习：选择性必修二3.2子晶体与共价晶体（优生加练）
一、选择题
1． 在一定条件下可制得硬度、熔点都很高的氮化铝晶体，其晶体结构如图所示。下列说法错误的（ ）
A．1个氮化铝晶胞中含有2个铝原子
B．氮化铝可用于制造切割金属的刀具
C．氮化铝属于离子晶体
D．氮化铝晶体中 的配位数为4
2．下列说法错误的是（ ）
A．乙烯分子中，碳原子的sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键
B．苯酚具有弱酸性的原因是苯环使羟基中的O-H极性变强
C．通常状况下，60gSiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数)
D．氯化钠晶胞(如图)中阳离子配位数为6，氯化铯晶胞中(如图)阳离子配位数为8
3．关于SiO2晶体的叙述中，正确的是 ( )。
A．通常状况下，60 g SiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数)
B．60 g SiO2晶体中，含有2NA个Si—O键
C．晶体中与同一硅原子相连的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点
D．SiO2晶体中含有1个硅原子，2个氧原子
二、非选择题
4．我国科学家研发的全球首套“液态阳光”项目使双碳目标更近一步。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再将加氢合成。
（1）太阳能电池板的主要材料为单晶硅。
①单晶硅属于 晶体。
②单晶硅的熔点低于金刚石的，原因是 。
（2）在催化剂作用下，与反应得到。
①分子的空间结构为 。
②和分子中键数目之比为 。
③比在水中的溶解度大，这是因为 。
（3）催化剂可实现高选择性加氢合成，其晶胞结构如图所示。
①B代表 (填“”或“”)，理由是 。
②晶胞的棱长分别为、、，其晶体密度为 (列算式)。已知：，为阿伏加德罗常数的值
5．非金属元素在生产、生活中应用广泛。根据所学知识，回答下列问题：
（1）磷与氯气在一定条件下反应，可以生成 。
①基态磷原子的核外电子排布式为 。
② 分子中磷原子采用的杂化方式是 ，分子的空间构型为 。
（2）氮元素是植物生长所需的元素，常见氮肥有按盐( )、尿素( )等， 中H-N-H键的键角 (填“>”“＜”“=”) 中N-C-N键的键角；1mol尿素分子含有 键的数目为 。
（3）C与N可以形成一种超硬的新材料，其晶体部分结构如图所示，下列有关该晶体的说法正确的是_______(填字母)。
A．该晶体属于分于晶体 B．该晶体的硬度比金刚石还大
C．该晶体的化学式是 D．该晶体熔化时共价键被破坏
6．非金属元素虽然种类不多，但是在自然界中的丰度却很大，请回答下列问题：
（1）BN(氮化硼，晶胞结构如图)和CO2中的化学键均为共价键，BN的熔点高且硬度大，CO2的晶体干冰却松软且极易升华。由此可以判断： BN可能是 晶体，CO2可能是 晶体，BN晶体中B原子的杂化轨道类型为 ，干冰中C原子的杂化轨道类型为 。
（2）磷及其化合物在电池、催化等领域有重要应用。黑磷与石墨类似，也具有层状结构(如图甲)。为大幅度提高锂电池的充电速率，科学家最近研发了黑磷—石墨复合负极材料，其单层结构俯视图如图乙所示。
回答下列问题：
①根据图甲和图乙的信息，下列说法正确的有 (填序号)。
A．黑磷区中P-P键的键能不完全相同。
B．黑磷与石墨都属于混合型晶体
C．由石墨与黑磷制备该复合材料的过程，发生了物理反应
D．复合材料单层中，P原子与C原子之间的作用力属范德华力
②贵金属磷化物Rh2P(化学式量为237)可用作电解水的高效催化剂，其立方晶胞如图丙所示。已知晶胞参数为anm，晶体中与P距离最近的Rh的数目为 ，晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
7．
（1）科学工作者合成了含镁、镍、碳3种元素的超导材料，具有良好的应用前景。回答下列问题：
在某种含镁、镍、碳3种元素的超导材料晶体中，镁原子和镍原子一起以立方最密堆积方式形成有序结构。结构中的两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子共同构成，碳原子只填充在由镍原子构成的八面体空隙中，晶胞如图所示。
①组成该晶体的化学式为 。
②完全由镍原子构成的八面体空隙与由镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙的数量比为 ，由镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙中镍原子和镁原子的数量比为 。
③若取碳原子为晶胞顶点，则镍原子位于晶胞的 位置。
（2）VA族元素及其化合物在生产、生活中用途广泛。
锑酸亚铁晶胞如图所示，其晶胞参数分别为a nm、b nm、c nm，a=β=γ=90° ，则：
①锑酸亚铁的化学式为 。
②晶体的密度为 g·cm-3(设NA、为阿伏加德罗常数的值)。
（3）磷及其化合物在电池、催化等领域有重要应用。黑磷与石墨类似，也具有层状结构(如图甲)。为大幅度提高锂电池的充电速率，科学家最近研发了黑磷-石墨复合负极材料，其单层结构俯视图如图乙所示。
回答下列问题：
①根据图甲和图乙的信息，下列说法正确的有 (填序号)。
A．黑磷区中P-P键的键能不完全相同
B．黑磷与石墨都属于混合型晶体
C．由石墨与黑磷制备该复合材料的过程，发生了化学反应
D．石墨与黑磷的交界结合区域中，P原子与C原子共平面
E．复合材料单层中，P原子与C原子之间的作用力属范德华力
②贵金属磷化物Rh2P(化学式量为237)可用作电解水的高效催化剂，其立方晶胞如图丙所示。已知晶胞参数为a nm，晶体中与P距离最近的Rh的数目为 ，晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
8．
（1）石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如图甲所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。该晶胞中含有的碳原子数为 。
（2）石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，如图乙所示。1mol石墨烯中含有的六元，环个数为 ，下列有关石墨烯的说法正确的是 (填序号)。
a．晶体中碳原子间全部是碳碳单键
b．石墨烯中所有碳原子可以处于同一个平面内
c．从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力
9．第IVA族元素及其化合物是结构化学研究的热点。几种晶体结构如图所示：
（1）基态锗(G)的价电子排布图为 。
（2）上述四种晶体中，石墨中碳原子之间具有的作用有 。
（3）在碳族元素中，最简单气态氢化物中最稳定的是 (填分子式)。
（4）在碳的氢化物中，既含σ键，又含π键的分子有许多，其中含σ键与π键数目之比为5：1的分子的结构简式为 (写一种)。
（5）硅晶体结构类似于金刚石(如图甲)，则14g硅晶体中含 mol共价键。1mol石墨如图丙晶体中含 mol共价键。
（6）设NA为阿伏加德罗常数的值，已知干冰(如图丁)的晶胞边长为apm，则干冰的密度为 g cm-3(用含a和NA的代数式表示)。
10．金属及其相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）Co基态原子核外电子排布式为 。
（2）超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝在绝缘材料中应用广泛，氮化铝晶体与金刚石类似，每个Al原子与 个氮原子相连，氮化铝晶体属于 晶体。
（3）铜可以形成一种高子化合物[Cu（NH3）4（H2O）2]SO4，若要确定[Cu（NH3）4（H2O）2]SO4是晶体还是非晶体，最科学的方法是对其进行 实验，其中电负性最高的元素是 ，阴离子的中心原子杂化类型为 ，该化合物加热时首先失去的组分是H2O，原因 。
（4）氮化铁品体的晶体结构示意图如图所示，该晶体中铁、氮的微粒个数之比为 。
（5）氧化亚铁晶体的晶胞如图所示。已知：氧化亚铁品体的密度为ρ g/cm3，NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与Fe2+紧邻且等距离的Fe2+数目为 ；Fe2+与O2-的最短核间距为 pm。
11．硼及其化合物在工农业生产中具有广泛应用。
请回答下列问题：
（1）基态B原子的价电子排布图 ，B属于元素周期表中的 区元素。
（2）NaBO2可用于织物漂白。
①第二周期中第一电离能介于B和O之间的元素为 （填元素符号）。
②BO2-的空间构型为 ，写出两种与其互为等电子体的分子的化学式： 。
（3）BF3和F-可以形成BF4-，BF3和BF4-中B原子的杂化方式分别为 、 。
（4）立方BN和立方AlN均为原子晶体，结构相似，BN的熔点高于AlN的原因为 。
（5）一种新型轻质储氢材料的晶胞结构如图所示：
①该化合物的化学式为 。
②设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为 g·cm-3（用含a、NA的代数式表示）。
12．
（1）C、N、O元素的第一电离能大小为： 。
（2）Cu的价电子排布式为 ，基态Fe原子有 个未成对电子，Fe3+的价电子排布图为 。
（3）基态硫原子中，核外占据最高能级电子的电子云轮廓图形状为 。硫的一种同素异形体分子式为S8，其结构如图所示，其中S原子的杂化轨道类型为 。S8易溶于二硫化碳的原因是 。
（4）教材插图具有简洁而又内涵丰富的特点。请回答以下问题：
(a)第三周期的某主族元素，其第一至第五电离能数据如图1所示，则该元素对应的原子有 种不同运动状态的电子。
(b)CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图3所示。则该晶体的类型属于 晶体。
(c)如图2所示，每条折线表示周期表ⅣA到ⅦA 中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是 。判断依据 。
13．铁是最常见的金属元素，含铁化合物具有重要的应用。回答下列问题：
（1）基态Fe原子核外未成对电子数为 。
（2）Fe(CO)5为黄色粘稠状液体，熔点为-20℃，沸点为103℃，60℃在空气中可自燃，其结构和部分键长如图所示。
Fe(CO)5的晶体类型为 ，与Fe配位的原子为 原子(填名称)。下列说法正确的是 (填标号)。
A．中心Fe原子可能采取sp3杂化
B．配体与Fe原子所形成的配位键的键能相同
C．Fe在周期表中位于Ⅷ族，属于d区元素
D．制备Fe(CO)5应在隔绝空气的条件下进行
（3）某种氮化铁晶体(FexNy)的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置或者b位置上的Fe，形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示。FexNy中N的配位数为 ；其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为 。
14．第四周期过渡金属元素，其单质及化合物在诸多领域中都有广泛的应用。
（1）二茂铁[]是由一个二价铁离子和2个环戊烯基负离子构成，熔点是173℃(在100℃时开始升华)，沸点是249℃，不溶于水，易溶于苯、乙醚等非极性溶剂。据此可推断二茂铁晶体为 晶体，在二茂铁结构中，与之间形成的化学键类型是 。
（2）向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的溶液，溶液变成红色。可用方程式表示。经研究表明，是配合物，与不仅能以的个数比配合，还可以其他个数比配合。
①所得与的配合物中，主要是与以个数比配合所得离子显红色。含该离子的配合物的化学式是 。
②铁的另一种配合物铁氰化钾俗称赤血盐，可用于检验，两者反应生成带有特征蓝色的沉淀，该赤血盐中心原子的配位数是 ，请写出一种与其配体互为等电子体的分子 。
（3）已知的立体结构如下图，其中1~6处的小圆圈表示分子，且各相邻的分子间的距离相等(图中虚线长度相等)。位于八面体的中心，若其中两个被取代，所形成的的结构有 种。
15．如图是元素周期表中的前四周期，①～⑨为相应的元素，请从中选择合适的元素回答问题：
（1）根据元素原子的外围电子排布特征，元素周期表可划分为五个区域，①元素位于周期表的 区。
（2）②、⑥两元素形成的化合物的空间构型为 ，其中心原子的杂化轨道类型为 。
（3）写出元素③与元素⑤形成的稳定化合物的结构式
（4）⑧的二价阳离子与过量的④的氢化物的水化物作用生成的配离子化学式为：
（5）元素⑦与CO可形成X(CO)5型化合物，该化合物常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断该化合物晶体属于 晶体(填晶体类型)。
（6）元素⑨的离子的氢氧化物不溶于水，但可溶于氨水中，该离子与NH3间结合的作用力为 。
（7）金属⑦的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示。则体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的原子个数之比为 。
16．VA族元素及其化合物在生产、生活中用途广泛。
（1）苯胺( )的晶体类型是 。苯胺与甲苯( )的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(﹣5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(﹣95.0℃)、沸点(110.6℃)，原因是 。
（2）两种氧化物的熔点如表所示：解释表中氧化物之间熔点差异的原因 。
氧化物 SO2 P4O6
熔点/℃ ﹣75.5 23.8
（3）①白磷在氯气中燃烧可以得到 和 ，其中气态 分子的立体构型为 。
②研究发现固态PCl5和PBr5均为离子晶体，但其结构分别为 和 ，分析PCl5和PBr5结构存在差异的原因是 。
（4）乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是 ，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是 (Mg2+或Cu2+)。
（5）磷及其化合物在电池、催化等领域有重要应用。黑磷与石墨类似，也具有层状结构(如图1)。为大幅度提高锂电池的充电速率，科学家最近研发了黑磷——石墨复合负极材料，其单层结构俯视图如图2所示。
根据图1和图2的信息，下列说法正确的有___________ (填字母)。
A．黑磷区中P-P键的键能不完全相同
B．黑磷与石墨都属于混合型晶体
C．由石墨与黑磷制备该复合材料的过程，发生了化学反应
D．石墨与黑磷的交界结合区域中，P原子与C原子共平面
E．复合材料单层中，P原子与C原子之间的作用力属范德华力
（6）贵金属磷化物Rh2P (化学式量为237)可用作电解水的高效催化剂，其立方晶胞如图3所示。已知晶胞参数为a nm，晶体中与P距离最近的Rh的数目为 ，晶体的密度为 g·cm-3 (列出计算式)。
17．铁和钴是两种重要的过渡元素。
（1）钴位于元素周期表得第 族，其基态原子中未成对电子的个数为 。
（2）[Fe(H2NCONH2)]6(NO3)3的名称是三硝酸六尿素合铁（Ⅲ），是一种重要的配合物。该化合物中Fe3+的核外电子排布式为 ，所含非金属元素的第一电离能由大到小的顺序是 。
（3）尿素分子中碳原子为 杂化，分子中σ键与π键的数目之比为 。
（4）配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x= 。Fe(CO)x常温下呈液态，熔点为-20 .5 ℃，沸点为103 ℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)x晶体属于 （填晶体类型）。
（5）血红素是吡咯（C4H5N）的重要衍生物，血红素（含Fe2＋）可用于治疗缺铁性贫血。吡咯和血红素的结构如图所示。
吡咯 血红素
①1 mol吡咯分子中所含的σ键总数为 个。（用NA表示阿伏加德罗常数的值）分子中的大π键可用 表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数，则吡咯环中的大π键应表示为 。
②血液中的O2是由血红素在人体内形成的血红蛋白来输送的，则血红蛋白中的Fe2＋与O2是通过 键相结合。
③血红素中N的杂化方式为 ，请画出血红素中N与Fe的配位键 。
18．原子序数依次递增且都小于36的X、Y、Z、Q、W五种元素，其中X是原子半径最小的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Q原子基态时2p原子轨道上有2个未成对的电子，W元素的原子结构中3d能级有4个未成对电子。回答下列问题：
（1）Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为 ， Y2X2分子中σ键和π键个数比为 。
（2）化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是 。
（3）元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是 。
（4）元素W能形成多种配合物，如：W(CO)5等。
①基态W3+的M层电子排布式为 。
②W(CO)5常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断W(CO)x晶体属于 （填晶体类型）。
（5）下列有关的说法正确的是________________。
A．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高
B．电负性顺序：X＜Y＜Z＜Q
C．因为晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔点低
D．H2YO3的分子结构中含有一个非羟基氧，故其为中强酸
（6）Q和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为 。已知该晶胞密度为ρ g/cm3，阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长a= cm。（用含ρ、NA的计算式表示）
19．我国科学家借助自主研制的新型钨钴合金催化剂攻克了单壁碳纳米管结构的可控制备难题。
（1）基态钴原子的核外未成对电子数为 。单壁碳纳米管可看作石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圆柱体，其结构如图所示，其中碳原子的杂化方式为 。
（2）纳米结构氧化钴可在室温下将甲醛（HCHO）完全催化氧化，已知甲醛各原子均满足稳定结构，甲醛分子属 分子（选填“极性”“非极性”），其分子的空间构型为 。新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化为乙酸，而自身还原成Cu2O，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是 。Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有 个铜原子。金属Cu为 堆积，配位数为 。
（3）橙红色晶体羰基钴的熔点为52℃，分子式为Co2(CO)8，是一种重要的配合物，可溶于多数有机溶剂。该晶体属于 晶体，三种元素电负性由大到小的顺序为（填元素符号） 。配体CO的任意一种等电子体的电子式： 。配体CO中与Co形成配位键的原子是C而不是O的原因是 。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算
【解析】【解答】A.由图示可知，铝原子位于晶胞的顶点和体心，故1个氮化铝晶胞中含有 个铝原子，A不符合题意；
B.氮化铝晶体硬度、熔点都很高，故可用于制造切割金属的刀具，B不符合题意；
C.氮化铝属于原子晶体，C符合题意；
D.由图示可知，铝原子周围有4个氮原子，故 的配位数为4，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据氮化铝的晶体结构，计算出晶胞中氮原子和铝原子的个数之比，硬度大，可以制作刀具，氮原子和铝原子之间形成共价键，硬度大和熔点高确定其为原子晶体，根据成键规律，知道铝原子的配位原子数为4
2．【答案】C
【知识点】分子晶体；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．乙烯分子中，碳原子的sp2杂化轨道和另一个碳原子的sp2杂化轨道以及氢原子的1s轨道重叠形成σ键，未杂化的2p轨道肩并肩重叠形成π键，故A不符合题意；
B．苯酚具有弱酸性的原因是苯环使羟基中的O-H极性变强，羟基上的H容易电离，故B不符合题意；
C．SiO2是共价晶体，晶体中没有分子，故C符合题意；
D．氯化钠晶胞中阳离子周围有6个阴离子，其配位数为6，氯化铯晶胞中阳离子周围有8个阴离子，其配位数为8，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.碳碳双键中含有 σ键 和 π键
B.弱酸性是由于酚羟基中的氢原子发生了电离，即羟基的活性变强
C.二氧化硅是原子晶体，不存在分子
D. 根据晶胞图即可得出氯化钠晶胞(如图)中阳离子配位数为6，氯化铯晶胞中(如图)阳离子配位数为8
3．【答案】C
【知识点】原子晶体（共价晶体）
【解析】【分析】SiO2为原子晶体，晶体中不存在分子，SiO2晶体中一个Si原子与周围4个O原子形成4个Si—O键，一个O原子和两个Si原子形成2个Si—O键所以SiO2晶体中Si、O原子个数比为2：1。在SiO2晶体中一个Si原子和4个O原子构成正四面体构型。所以正确的选项是C。
【点评】原子晶体是一个三维的共价键网状结构，不存在单个小分子，是一个“巨分子”。所以其化学式表示原子的个数比，而不是分子式。
4．【答案】（1）共价；单晶硅和金刚石均属于共价晶体，碳原子半径小于硅原子半径，碳碳键的键长小于硅硅键的键长，碳碳键的键能大于硅硅键，金刚石的熔点高于硅
（2）直线型；5：2；是极性分子、甲醇分子与水分子间能形成氢键，是非极性分子，与水分子间不能形成氢键，根据相似相溶原理，比在水中的溶解度大
（3）O2-；A球为8×+6×=4，B球为8个，根据化学式ZrO2，B代表O2-；
【知识点】化学键；键能、键长、键角及其应用；判断简单分子或离子的构型；原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算
【解析】【解答】（1）太阳能电池板的主要材料为单晶硅。①单晶硅硅原子间通过共价键形成三维骨架结构，属于共价晶体。故答案为：共价；②单晶硅的熔点低于金刚石的，原因是单晶硅和金刚石均属于共价晶体，碳原子半径小于硅原子半径，碳碳键的键长小于硅硅键的键长，碳碳键的键能大，金刚石的熔点高。故答案为：单晶硅和金刚石均属于共价晶体，碳原子半径小于硅原子半径，碳碳键的键长小于硅硅键的键长，碳碳键的键能大于硅硅键，金刚石的熔点高于硅；
（2）①分子中碳原子采用sp杂化，空间结构为直线型。故答案为：直线型；②分子中3个C-H键、1个C-O键、1个O-H键，共5个键，分子中2个C-O键，和分子中键数目之比为5：2。故答案为：5：2；③比在水中的溶解度大，这是因为是极性分子、甲醇分子与水分子间能形成氢键，是非极性分子，与水分子间不能形成氢键，根据相似相溶原理，比在水中的溶解度大。故答案为：是极性分子、甲醇分子与水分子间能形成氢键，是非极性分子，与水分子间不能形成氢键，根据相似相溶原理，比在水中的溶解度大；
（3）①根据均摊法，A球为8×+6×=4，B球为8个，根据化学式ZrO2，B代表O2-。故答案为：O2-；A球为8×+6×=4，B球为8个，根据化学式ZrO2，B代表O2-；②晶胞参数为apm、apm、cpm，则晶胞体积为（a×10-10）2×c×10-10cm3，该晶胞含有O原子8个，Zr4+个数为8×+6×=4，晶胞质量g，则该晶体的密度为ρ=g cm-3，故答案为：；。
【分析】（1）①单体硅为共价晶体；
②共价晶体的键能越大熔点越高；
（2）①二氧化碳为直线形分子；
②单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键；
③根据相似相溶原理和甲醇能与水分子间形成氢键解答；
（3）①根据均摊法计算；
②根据计算。
5．【答案】（1）；；三角锥形
（2）＜；7NA
（3）B；D
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；原子晶体（共价晶体）；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)①P的原子序数为15，其基态原子的核外电子排布式为： 。
② 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，空间构型为三角锥形。
(2)铵根离子与甲烷互为等电子体，空间构型为正四面体，H-N-H键的键角为109°28′，而 中碳原子采取sp2杂化，与周围三个原子形成平面三角形，N-C-N键的键角约为120°，因此 中H-N-H键的键角＜ 中N-C-N键的键角；单键为σ键，双键为1个σ键、1个π键，由尿素分子的结构式可知，1mol尿素分子含有7molσ键，数目为7NA。
(3)A．由晶体结构可知，C原子与N原子通过共价键形成空间网状结构，应为原子晶体，A不正确；
B．氮原子的半径比碳原子半径小，C-N键的键长比C-C键的键长短，C-N键的键能比C-C键的键能大，该晶体硬度比金刚石硬度大，B正确；
C．每个C原子周围有4个N原子，每个N原子周围有3个C原子，该晶体的化学式为C3N4，C不正确；
D．该晶体为原子晶体，熔化时破坏的是共价键，D正确；
故答案为：BD。
【分析】（1）①P为15号元素；
②PCl3中P原子的价层电子对数为4，采用sp3杂化，含有1个孤电子对，空间构型为三角锥形；
（2）铵根离子为正四面体；单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键；
（3）该晶体为原子晶体，据此解答。
6．【答案】（1）共价；分子；sp3；sp
（2）AB；8；
【知识点】原子晶体（共价晶体）；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)BN由共价键形成的空间网状结构，熔点高、硬度大，属于共价晶体；而干冰松软且极易升华，属于分子晶体；BN晶体中B原子形成4个B-N键，杂化轨道数目为4，B原子采取sp3杂化；干冰中C原子形成2个键，没有孤电子对，杂化轨道数目为2，C原子采取sp杂化，故答案为：共价；分子；sp3；sp；
(2)①A．据图可知黑磷区中P-P键的键长不完全相等，所以键能不完全相同，A项正确；
B．黑磷与石墨，每一层原子之间由共价键组成环状结构，层与层之间由范德华力互相吸引，所以为混合晶体，B项正确；
C．由石墨与黑磷制备该复合材料的过程中，P-P和C-C键断裂，形成P-C键，发生了化学反应，C项不正确；
D．复合材料单层中，P原子与C原子之间的作用力为共价键，D项不正确；
故答案为：AB；
②根据晶胞结构可知一个晶胞中有8个黑球，4个灰球，晶体化学式为Rh2P，所以黑球表示Rh原子，灰球表示P原子，顶面面心P原子为例，该晶胞中有4个Rh原子距离其最近，该晶胞上方晶胞中还有4个，所以晶体中与P距离最近的Rh的数目为8；晶胞的体积为a3 nm3=(a10-7)3cm3，晶胞的质量为g，所以晶体的密度为=g/cm3，故答案为：8；。
【分析】（1）BN是由共价键形成的空间网状结构，熔点高、硬度大，属于共价晶体；BN晶体中B原子采取sp3杂化，干冰中C原子采取sp杂化；
（2）①结合图甲和图乙分析解答；
②一个晶胞中有8个黑球，4个灰球，晶体化学式为Rh2P，黑球表示Rh原子，灰球表示P原子；该晶体中与P距离最近的Rh的数目为8；根据计算晶胞密度。
7．【答案】（1）MgNi3C；1：3；2：1；棱心
（2）Fe(SbO3)2；
（3）ABCD；8；
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算；晶体的定义
【解析】【解答】(1)①根据切割法，C原子位于晶胞内部，个数为1；Mg原子位于顶点，个数为8×=1；Ni原子位于面心，个数为6×=3，所以该晶体的化学式为MgNi3C。
②据图可知镍原子构成的八面体如图：，空隙数目为1，每条棱上的两个镁原子与相邻面心的镍原子构成的正八面体如图：，每个晶胞有12条棱，可形成12个八面体的四分之一，所以镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙为12×=3，所以完全由镍原子构成的八面体空隙与由镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙的数量比为1 ：3；镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙中有2个镁原子、4个镍原子，所以镍原子和镁原子的数量比为2：1。③若取碳原子为晶胞顶点，如图：，镍原子位于两个碳原子之间，即棱心上。
(2)①据题图可知一个晶胞中含有Sb原子的个数为8×+2=4，0原子的个数为4×
+10=12，Fe2+的个数为8×+1 =2，所以锑酸亚铁的化学式为Fe( SbO3)2。②一个晶胞的质量为=，一个晶胞的体积为abcnm3=abc×10-21cm3，所以晶体的密度为=g·cm-3。
(3)由图可知黑磷P-P键长有2种，键能不完全相同，A符合题意；
黑磷和石墨均为层状结构，单层内部以共价键相连，层与层之间以范德华力相连，均为混合晶体，B符合题意；
由石墨与黑磷制备该复合材料的过程中，P-P键和C-C 键断裂，形成P- C键，发生了化学反应，C符合题意；
石墨中C原子为sp2杂化，与六元环中C原子相连的原子与六元环共面，所以石墨与黑磷的交界结合区域中，P原子与C原子共平面，D符合题意；
复合材料单层内，P、C原子以共价键相连，E不符合题意。
(4)根据晶胞结构可知一个晶胞中有8个黑球/4个灰球，晶体化学式为Rh，P，所以黑球表示Rh原子，灰球表示P原子，以顶面面心P原子为例，该晶胞中有4个Rh原子距离其最近，该晶胞上方晶胞中还有4个，所以晶体中与P距离最近的Rh的数目为8；
晶胞的体积为a3nm3=(a×10-7)3cm3，晶胞的质量为，所以晶体的密度为=g·cm-3
【分析】(1)①利用“均摊法”，一个微粒被n个晶胞共享，那么它属于每一个晶胞的只有1/n，确定晶体的化学式。
②利用“均摊法”，一个微粒被n个晶胞共享，那么它属于每一个晶胞的只有1/n；。③由晶胞图分析。
(2)①利用“均摊法”，一个微粒被n个晶胞共享，那么它属于每一个晶胞的只有1/n，确定晶体的化学式。②利用“均摊法”，一个微粒被n个晶胞共享，那么它属于每一个晶胞的只有1/n确定晶胞微粒的数目，再利用计算。
(3)A.键长不同，键能不同；
B.黑磷和石墨均为层状结构，单层内部以共价键相连，层与层之间以范德华力相连；
C.制备过程中有键断裂和键的形成；
D层与层可以共面；
E.单层内原子以共价键相连。
(4)利用“均摊法”，一个微粒被n个晶胞共享，那么它属于每一个晶胞的只有1/n确定晶胞微粒的数目，再利用计算。
8．【答案】（1）4
（2）0.5NA；abe
【知识点】原子晶体（共价晶体）；分子晶体；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)由题图甲可知，石墨晶胞中处于顶点的8个碳原子被8个晶胞所共有；处于棱上的4个碳原子被4个晶胞所共有处于面上的2个碳原子分别被2个晶胞所共有；晶胞内还有1个碳原子，所以每个六方晶胞中含有的碳原子数为8×+4×+2×+1 =4。
(2)由题图乙可知，石墨烯中6个碳原子组成1个环，每个碳原子属于3个环，相当于2个碳原子组成1个环，1 mol 碳原子组成的环的个数为0.5NA。根据碳原子成键特点，每个碳原子与周围3个碳原子形成3个碳碳单键，a符合题意；
石墨烯中所有碳原子可以处于同一个平面内，b符合题意；
从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力，c符合题意。
【分析】在晶胞中，根据“分摊法”算出每个晶胞实际含有各类原子的个数。一般长方体(或正方体)形晶胞中不同位置的粒子数的计算：①处于顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞。②处于棱上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞。③处于面上的粒子，同时为2个晶胞所共有。每个粒子有属于该晶胞。④处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞。
9．【答案】（1）
（2）共价键、分子间作用力
（3）CH4
（4）乙烯(C2H4也可)
（5）1mol；1.5mol
（6）g/cm3
【知识点】原子核外电子排布；原子晶体（共价晶体）；分子晶体；晶胞的计算；元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】（1）基态锗的核外电子排布式为；
价电子排布图为；
（2）干冰是分子晶体，足球烯是分子晶体，金刚石是原子晶体，石墨是介于分子晶体和原子晶体之间的混合型晶体，碳原子之间既具有共价键也具有层间的分子间作用力；
（3）同主族元素从上至下原子半径逐渐增大，与氢形成的共价键键能逐渐减小，最简单气态氢化物的稳定性逐渐减弱，所以在碳族元素中，最简单气态氢化物中最稳定的是CH4；
（4）含σ键和π键数目之比为5：1的物质为乙烯；
（5） 硅晶体结构类似于金刚石，每个硅原子与周围四个硅形成共价键，而每个共价键被两个硅原子分摊：，则硅晶体中含2mol共价键，14克硅为0.5mol，含有1mol共价键；石墨中每个碳原子含有共价键个数，则石墨如图丙晶体中含共价键；
（6） 干冰晶胞中含有二氧化碳的数目为，所以晶胞的密度为。
【分析】(1)基态锗(Ge)的核外电子排布式为，价电子排布式为4s24p2 ；
(2)干冰是分子晶体，足球烯是分子晶体，金刚石是原子晶体，石墨是介于分子晶体和原子晶体之间的混合型晶体，碳原子之间既具有共价键也具有层间的分子间作用力；
(3)气态氢化物的稳定性与非金属性成正比；
(4)单键是σ键，双键含有1个σ键与1个π键，三键含有1个σ键与2个π键；
(5)硅晶体结构类似于金刚石，每个硅原子与周围四个硅形成共价键，而每个共价键被两个硅原子分摊： ，则1mol硅晶体中含2mol共价键；石墨中每个碳原子含有共价键个数， 1mol石墨(如图丙)晶体中含1.5mol共价键；
(6)干冰晶胞中含有二氧化碳的数目为，所以晶胞的密度为。
10．【答案】（1）1s22s22p63s23p63d74s2
（2）4；原子
（3）X－射线衍射；O；sp3；O的电负性比N的强，对孤电子对吸引更强，H20与Cu2＋的配位键比NH3与Cu2＋的配位键弱
（4）3：1
（5）12； ×1010
【知识点】原子核外电子排布；配合物的成键情况；原子晶体（共价晶体）；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的原子序数是27，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2。
（2）氮化铝晶体与金刚石类似，因此根据金刚石的晶胞结构可知每个Al原子与4个氮原子相连，氮化铝晶体属于原子晶体。
（3）铜可以形成一种高子化合物[Cu（NH3）4（H2O）2]SO4，若要确定[Cu（NH3）4（H2O）2]SO4是晶体还是非晶体，最科学的方法是对其进行X－射线衍射实验，非金属性越强，电负性越大，则其中电负性最高的元素是O，阴离子为硫酸根离子，为正四面体形，所以中心原子杂化类型为sp3，O的电负性比N的强，对孤电子对吸引更强，H20与Cu2＋的配位键比NH3与Cu2＋的配位键弱，加热时首先失去的组分是H2O。
（4）氮化铁晶体为六棱柱，顶点贡献率为 ，面点贡献率为 ，依据晶胞结构可知，12个铁原子位于顶点，2个铁原子位于面心，3个铁原子位于体内，2个氮原子位于体内，1个晶胞含有铁微粒数为：12× +2× +3=6，含氮原子数为2，所以该晶体中铁、氮的微粒个数之比为6：2=3：1；
（5）依据图可知，上、中、下三层各有4个氧离子与中心的氧离子紧邻且等距离，而氧化亚铁中氧离子、亚铁离子个数比为1：1，所以有12个二价铁离子与二价铁离子相邻且等距离；氧化亚铁晶胞结构类似氯化钠晶胞，棱上3个离子相切，晶胞棱长等于相邻的Fe2+与O2-最短核间距的2倍。1个氧化亚铁晶胞含有二价铁离子数目为：8× +6× =4，含有氧离子数目为：12× +1=4，所以1个氧化亚铁晶胞含有4个FeO，晶胞质量= g，设Fe2+与O2-最短核间距为d pm，氧化亚铁晶体的密度为ρg cm-3，可知： g=（2d×10-10 cm）3×ρg cm-3，解得d= ×1010。
【分析】（1）根据Co的电子数即可写出核外电子能级排布
（2）金刚石是一个碳原子与4个碳原子形成的是空间网状结构，因此每个铝原子和4个氮原子相连接，二氮化铝与金刚石结构类似则为原子警惕
（3）判断晶体与非晶体主要是利用X射线进行测量，电负性最高，非金属性越强，硫酸根离子中硫原子的价层电子对是4，孤对电子为0，故为正四面体结构，易失去水分子主要是形成的配位键弱
（4）根据占位情况即可计算出原子个数
（5）以面心的亚铁离子为例，距离最近的是顶点，因此一层有4个，三层有12个， Fe2+与O2-的最短核间距为 晶胞的边长的一半
11．【答案】（1）；p
（2）Be、C；直线形；CO2或CS2或N2O或BeCl2
（3）sp2；sp3
（4）B原子半径更小，B—N键键长更短，键能更大
（5）Na3Li（BH4）4；
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；原子晶体（共价晶体）；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）硼为5号元素，属于p区元素，其基态原子的价电子排布图为 。故答案为： ，p。
（2）①Be的2s能级处于全满，第一电离能：Be>B，N的2p能级处于半满，第一电离能：N>O，故第一电离能介于B和O之间的元素只有Be、C两种。
② 的中心原子的价层电子对数为2，孤电子对数为0，立体构型为直线形；与 互为等电子体的分子有CO2、CS2、N2O、BeCl2等。故答案为：直线形，CO2或CS2或N2O或BeCl2。
（3）BF3和 中B原子的价层电子对数分别为2、3，所以其杂化方式分别为sp2、sp3。
（4）立方BN和立方AlN均为原子晶体，B原子半径更小，B—N键键长更短，键能更大，熔点更高。
（5）①根据均摊法可得，该物质的化学式为Na3Li(BH4)4。② ，该晶体的密度 。
【分析】（1）由泡利原理、洪特规则，可得出B核外电子排布图。
（2） ① 同周期自左向右电离能逐渐增大，但由于Be元素的2s轨道电子处于全充满状态，稳定性强，因此Be元素的第一电离能大于B元素的第一电离能，氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，因此氧元素第一电离能小于氮元素的第一电离能。
②根据ABm型分子是价电子对计算出BO2的价电子对数为2，且孤电子对数为0，可知其立体构型。
根据等电子原理，即具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结果特征，可以得出结论；
（3）BF3分子的中心原子B原子上含有3个σ键，中心原子B的价层电子对数为3+(3 1×3)/2=3，属于sp2杂化，BF4-中中心原子B的价层电子对数为4+(3+1 1×4)/2=4，属于sp3杂化。
（4原子晶体键长越短，键能越大，熔点越高。
（5）①Na的个数：4×+4×=3，BH4-个数：8×+1+4×=4，Li的个数：2×=1，可以推出化学式。
② 根据公式ρvNA=M可以求出该晶体的密度。
12．【答案】（1）C
（3）哑铃型；sp3；CS2为非极性分子，S8也为非极性分子，根据相似相溶原理，S8易溶于CS2
（4）12；原子；SiH4；ⅣA族到ⅦA族氢化物沸点变化只有第ⅣA族不出现反常现象
【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；原子晶体（共价晶体）；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】(1) 一般情况下，同一周期的元素，原子序数越大元素的第一电离能越大，但N是第VA元素，原子核外电子排布处于原子轨道的半满状态，第一电离能大于同一周期相邻的O元素，所以C、N、O元素的第一电离能大小为：N>O>C。(2)Cu是29号元素，核外电子排布是[Ar]3d104s1，价电子排布式是3d104s1，Fe是26号元素，核外电子排布式是[Ar]3d64s2，由于d轨道有5个，每个轨道最多排布2个自旋方向相反的电子，所以基态Fe原子有4个未成对电子；Fe原子失去最外层2个电子后在失去1个3d电子变为Fe3+，所以Fe3+的价电子排布图为 。(3)S是16号元素，核外电子排布是1s22s22p63s23p4，最高能级是3p，电子云为纺锤形或哑铃型；每个S8分子中S原子形成2个S-S键、还有2对孤电子对，杂化轨道数目为4；杂化轨道类型为sp3杂化；S8易溶于二硫化碳是由于CS2为非极性分子，S8也为非极性分子，根据相似相溶原理，结构相似的物质容易溶解在其中，所以S8易溶于CS2。(4)(a)该主族元素第一、二电离能较小，而第三电离能剧增，说明容易失去2个电子，最外层有两个电子，又处于第三周期，因此该元素为Mg；电子的运动状态取决于能层、能级、原子轨道、自旋方向，原子核外没有运动状态相同的电子，Mg原子核外有12个电子，有12种运动状态不同的电子；(b)C、O原子之间通过共价键形成空间立体网状结构，故该晶体属于原子晶体；(c)ⅣA～ⅦA族元素氢化物中，NH3、H2O、HF的分子之间存在氢键，它们的沸点与同主族其它元素氢化物相比“反常”高，图中a处没有反常，说明为IVA族元素氢化物，a点代表第三周期的氢化物SiH4。原因是在ⅣA～ⅦA中的氢化物里，只有ⅣA族元素氢化物沸点不存在反常现象，且a为第三周期氢化物，故a为SiH4。
【分析】（1）根据第一电离能的变化规律结合原子核外电子排布的特点分析；
（2）根据原子核外电子排布确定其价电子排布，画出排布图；
（3）根据不同能级电子云的形状特点分析；根据中心原子的价层电子对数判断杂化方式；利用相似相容原理解答；
（4）根据图1结合题干确定此元素的名称及在周期表中的位置，进一步分析电子的运动状态；根据晶体的成键特点分析其类型；根据分子间氢键对物质熔沸点的影响，结合元素在周期表中的位置分析解答。
13．【答案】（1）4
（2）分子晶体；碳；CD
（3）6；Fe3CuN
【知识点】原子核外电子排布；分子晶体；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Fe原子核外电子排布式[Ar]3d64s2，d能级有5个轨道，排6个电子，有4个单电子。
（2）依据晶体的的熔点为-20℃，沸点为103℃，可以判断Fe(CO)5的晶体类型为分子晶体，图1观察Fe原子的配位数，配体为CO-，配体中电负性弱的原子做配位原子，即C原子为配位原子。A．中心Fe原子有5个配位键，其杂化轨道为5，不可能采取sp3杂化，故A不正确；B．由图可知配体与Fe原子所形成的配位键的键长不同，键能不相同，故B不正确；C．铁在元素周期表中的位置是第四周期，第Ⅷ族，属于d区元素，故C正确；D．Fe(CO)560℃时在空气中可自燃，制备时应隔绝空气，故D正确；故
故答案为：CD。
（3）晶胞结构如图，距离N原子最近的Fe原子的个数是6，故N原子的配位数是6，能量越低越稳定可判断Cu代替a位置Fe型能量低，该类型稳定，再用均摊法计算出Cu代替a位置Fe型中，Fe原子数目为，Cu原子数目为，N原子数目为1，故其化学式为Fe3CuN。
【分析】（1）基态Fe原子核外电子排布式[Ar]3d64s2，未成对电子数为4；
（2）根据熔沸点判断晶体类型；Fe(CO)5的配位原子为C；
（3）该晶胞中距离N原子最近的Fe原子的个数是6；根据均摊法计算。
14．【答案】（1）分子；配位键
（2）[Fe(SCN)]Cl2；6；N2或CO
（3）2
【知识点】配合物的成键情况；“等电子原理”的应用；分子晶体
【解析】【解答】(1)由二茂铁的物理性质可知，二茂铁是熔沸点低、易溶于有机溶剂的分子晶体；二茂铁结构是亚铁离子和2个环戊烯基负离子通过配位键形成的配合物，故答案为：分子；配位键；
(2)①由黄色的三氯化铁溶液中加入无色的溶液，所得与的配合物中主要是与以个数比配合所得离子显红色可知，含该离子的配合物的化学式为[Fe(SCN)]Cl2，故答案为：[Fe(SCN)]Cl2；
②配合物铁氰化钾中铁离子为中心离子，氢氰酸根离子为配位体，配位数为6；氮气、一氧化碳与氢氰酸根离子的原子个数都为2、价电子数为10，互为等电子体，故答案为：6；N2或CO；
(3)由的立体结构可知，离子的空间构型为八面体形，离子中6个氨分子是等效的，所以2个氨分子被2个氯离子取代有1、4和2、3两种结构，故答案为：2。
【分析】（1）分子晶体沸点较低；亚铁离子和2个环戊烯基负离子通过配位键形成二茂铁；
（2）①中心离子为Fe3+，配体为SCN-；
②中心原子为Fe，配位数为6；等电子体原子总数和价电子总数相同；
（3）中6个氨分子等效，若其中两个NH3被Cl-取代，有2种结构。
15．【答案】（1）S
（2）平面正三角形；sp2杂化
（3）O=C=O
（4）[Cu(NH3)4]2+
（5）分子
（6）配位键
（7）1：2
【知识点】配合物的成键情况；分子晶体；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】(1)①为H，最外层一个电子，位于s区。
(2)②、⑥两元素形成的化合物为BF3，B形成3个σ键，孤对电子数为=，BF3立体构型为平面三角形，为sp2杂化；
(3)元素③与元素⑤形成的稳定化合物为CO2，C与O形成双键， 所以结构式为：O=C=O；
(4) Cu2+与NH3 H2O反应，生成配离子[Cu(NH3)4]2+和水；
(5) 该化合物常温下呈液态，熔沸点较低，符合分子晶体的特征；
(6) 元素⑨的离子的氢氧化物不溶于水，但可溶于氨水中生成配离子， Zn2+离子与NH3间结合的作用力为配位键；
(7) 体心立方晶胞中实际含有的原子个数为，面心立方晶胞中实际含有的原子个数为，二者含有原子数目之比为2：4=1：2。
【分析】根据元素周期表的位置，①为H、②为B、③为C、④为N、⑤为O、⑥为F、⑦为Fe、⑧为
Cu、⑨为Zn；
(1) ①为H，最外层一个电子，位于s区；
(2)②、⑥两元素形成的化合物为BF3，B形成3个δ键，孤对电子数为=，价层电2子对数=3+0=3；
(3)写出元素③与元素⑤形成的稳定化合物为CO2，C与O形成双键；
(4)由题意， Cu2+与NH3 H2O反应，生成配离子[Cu(NH3)4]2+和水；
(5) 该化合物常温下呈液态，熔沸点较低，符合分子晶体的特征；
(6)元素⑨的离子的氢氧化物不溶于水，但可溶于氨水中生成配离子；
(7)根据均摊法计算面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的原子个数之比。
16．【答案】（1）分子晶体；苯胺分子之间存在氢键(N-H-N)而甲苯中不含有氢键
（2）P4O6、SO2为分子晶体， 分子间作用力 P4O6>SO2
（3）三角锥；Br-半径较大，无法形成[PBr6]-
（4）乙二胺的两个 N 提供孤对电子给 Cu2+离子形成配位键；Cu2+
（5）A；B；C；D
（6）8；
【知识点】判断简单分子或离子的构型；配合物的成键情况；分子晶体；晶胞的计算；氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】(1)大多数有机物都是分子晶体，除了一部分有机酸盐和有机碱盐是离子晶体。苯胺比甲苯的熔点和沸点都高，同一种晶体类型熔点和沸点不同首先要考虑的就是是否有氢键，苯胺中存在电负性较强的N所以可以形成氢键，因此比甲苯的熔点和沸点高；
答案为分子晶体；苯胺分子之间存在氢键(N-H-N)而甲苯中不含有氢键；
(2) P4O6、SO2 为分子晶体， 分子间作用力 P4O6>SO2，故两种氧化物的熔点P4O6>SO2；
(3)① 中心P原子价层电子对数为3+ ，不含孤电子对，所以分子的立体构型为 三角锥形；
②Br-半径较大，而Cl-半径较小，所以P周围不可以容纳6个Br-，无法形成[PBr6]-；
(4) 含有孤电子对的原子和含有空轨道的原子之间易形成配位键，乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键，所以乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子；
碱土金属与乙二胺形成的化合物稳定性较弱，所以与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是Cu2+；
(5)A．据图可知黑磷区中P-P键的键长不完全相等，所以键能不完全相同，选项A正确；
B．黑磷与石墨，每一层原子之间由共价键组成六元环结构，层与层之间由范德华力互相吸引，所以为混合晶体，选项B正确；
C．由石墨与黑磷制备该复合材料的过程中，P-P和C-C键断裂，形成P-C键，发生了化学反应，选项C正确；
D．石墨中C原子为sp2杂化，所以与六元环中C原子相连的原子与六元环共面，所以石墨与黑磷的交界结合区域中，P原子与C原子共平面，选项D正确；
E．复合材料单层中，P原子与C原子之间的作用力为共价键，选项E不正确；
故答案为：ABCD；
(6)根据晶胞结构可知一个晶胞中有8个黑球，4个灰球，晶体化学式为Rh2P，所以黑球表示Rh原子，灰球表示P原子，顶面面心P原子为例，该晶胞中有4个Rh原子距离其最近，该晶胞上方晶胞中还有4个，所以晶体中与P距离最近的Rh的数目为8；晶胞的体积为a3 nm3=(a 10-7)cm3，晶胞的质量为 g，所以晶体的密度为 = g/cm3。
【分析】（1）苯胺均是由非金属元素形成共价化合物，因此是分子晶体，沸点高的原因是氮原子中存在孤对电子，形成氢键
（2）氧化物之间熔点的差异是由于分子间作用力决定的
（3）① 氯化磷结构和氮气相似故为三角锥型 ②主要和半径有关
（4）在端位均有氨基，均含有孤对电子易形成配位键，配位键数越多的配合物稳定，铜离子形成的配位键多于镁离子
（5）A.键能与键长有关，键长越长，键能越短B.原子之间是键结合，层与层是分子间作用力结合C.发生了键的断裂和键的形成是化学变化D.碳原子杂化方式是sp2杂化，因此共面E.形成化学键
（6）结合晶胞图即可找出与p最近的Rh的数目，根据ρ=m/V即可计算
17．【答案】（1）第四周期第Ⅷ；3
（2）[Ar]3d5（或1s22s22p63s23p63d5）；N、O、H、C
（3）sp2；7∶1
（4）5；分子晶体
（5）10NA或6.02×1024；π65；配位；sp2、sp3；
【知识点】原子核外电子排布；分子晶体；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】（1）钴的原子序数是27，位于元素周期表中第Ⅷ族，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，未成对电子的个数为3，故答案为：第四周期第Ⅷ族，3。（2）铁的原子序数是26，Fe2+的核外电子排布式为［Ar］3d5（或1s22s22p63s23p63d5）；尿素的结构简式为HN2-CO-NH2，碳原子存在双键，氮原子全部是单键，且存在孤对电子，所以分子中C、N原子的杂化方式分别是sp2、sp3。单键都是σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则其分子中σ键与π键的数目之比为7：1。非金属性越强电负性越大，则所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是O、N、C、H；故答案为：[Ar]3d5（或1s22s22p63s23p63d5），N、O、H、C。（3）尿素分子中碳原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以其杂化方式为sp2，尿素分子中含有含有2个N-H单键，4个N-H单键，1个C=O双键，单键是σ键，C=O双键中1个 键，1个π键，所以尿素分子中σ键与π键的数目之比为7：1，故答案为：sp2，7∶1。（4）配合物Fe（CO）x的中心原子是铁原子，其价电子数是8（价电子就是元素周期表中每种元素下边的那个表示形式中的电子之和），每个配体提供的电子数是2，8+2x=18，x=5，分子晶体的熔沸点较低，根据题给信息知，该物质的熔沸点较低，所以为分子晶体，故答案为：5；分子晶体。（5）①1个吡咯分子中含1个N-H键，二个N-C键，三个C-C键，四个C-H键共10个σ键，则1 mol吡咯分子中所含的σ键总数为10NA或6.02×1024个，吡咯环中的大π键由1个氮原子和4个碳原子组成，可表示为 ，故答案为：10NA或6.02×1024， 。②血液中的O2是由血红素在人体内形成的血红蛋白来输送的，则血红蛋白中的Fe2＋与O2是通过配位键相结合，故答案为：配位。③根据N原子的价电子排布式2s22p3，若N原子成三个共价键，则N原子周围还有一对孤对对子，即此时无配位键，该N原子采取sp3杂化，若N原子成四个共价键，必有一个配位键，若还存在双键，则该N原子采用sp2杂化，由图可知，这两种情况都存在；Fe2+的配位键为 ，故答案为：sp2、sp3， 。
【分析】（1）根据元素在周期表中的位置解答，根据原子电子排布即可得出未成对电子数；
（2）根据能级及排布规律写出 Fe3+的核外电子排布式；非金属性越强，电负性越大；
（3）先计算出其未成对的电子数即可得出其杂化方式，成键的数目比；
（4）根据铁的价电子数与配体提供的电子数计算出x，根据分子晶体的特点分析；
（5）根据吡咯分子中成键的特点分析；根据配位键的概念、特点解答。
18．【答案】（1）sp；3：2
（2）氨分子间形成氢键，作用力大
（3）N2O
（4）3s23p63d5；分子晶体
（5）B；C
（6）立方体结构；
【知识点】原子核外电子排布；分子晶体；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】根据上述分析可知：X是H元素；Y是C元素；Z是N元素；Q是O元素；W是Fe元素。(1)Y2X2分子是C2H2，结构式为HC≡CH，分子中C原子轨道的杂化类型为sp杂化，单键为σ键，三键含有1个σ键、2个π键，则HC≡CH分子中σ键和π键个数比为3：2；(2)化合物ZX3是NH3，在氨分子之间除了存在分子间作用力外还存在氢键，增加了分子之间的吸引力，使其的沸点比只有分子间作用力的化合物CH4的高；(3)等电子体是原子数相同，原子最外层电子数也相同的微粒。元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，它们是CO2与N2O，则元素Z的这种氧化物的分子式是N2O；(4)①Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe3+，基态Fe3+的M层电子排布式为3s23p63d5；
②Fe(CO)5常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，由于其熔沸点较低，易溶于非极性溶剂，所以据此可判断Fe(CO)5晶体属于分子晶体，在任何化合物中所有元素正负化合价的代数和为0，因此该晶体中W的化合价为0；(5)A.分子晶体中，共价键键能越大，含有该共价键的物质的分子稳定性越强，而分子晶体的熔沸点与化学键的强弱无关，只与分子之间的作用力作用，因此不能判断物质的熔沸点的高低，A错误；
B.元素的非金属性越强，其电负性就越大，元素的非金属性H＜C＜N＜O，所以电负性顺序：X＜Y＜Z＜Q，故B正确；
C.KCl、CaO均属于离子晶体，离子电荷越大、离子半径越小，晶格能越大，因为晶格能CaO比KCl高，断裂消耗的能量就越大，所以KCl比CaO熔点低，C正确；
D.H2CO3为弱酸，D错误。故合理选项是BC；(6)晶胞中白色球数目为8，黑色球数目为8× +6× =4，则白色球为钠离子、黑色球为氧离子，氧离子周围有8个钠离子，形成立方体结构；根据均摊法计算晶胞中Na+个数、O2-个数，在一个晶胞中含Na+个数是8；含有O2-个数是4，所以一个晶胞的质量为4× g，该晶胞密度为ρg/cm3，晶胞的边长是acm，则 =ρg/cm3，整理可得a= cm。
【分析】（1）根据中心原子价层电子对数与孤电子对数分析；根据分子的成键特点分析；
（2）分子间氢键使物质的沸点升高；
（3）根据等电子体的特点分析；
（4）根据基态离子核外电子数书写其排布式；根据分子晶体的特点分析；
（5）分子晶体的熔沸点与化学键的强弱无关；碳酸为弱酸，据此分析；
（6）根据均摊法计算晶胞中Na+个数、O2-个数，进而计算晶胞边长。
19．【答案】（1）3；sp2和sp3
（2）极性；平面三角形；乙酸分子间形成氢键，作用力大，熔沸点高；16；面心立方最密堆积；12
（3）分子；O>C>Co；；C原子半径大于O，电负性小，对孤电子对的吸引较弱，更容易形成配位键
【知识点】原子核外电子排布；分子晶体；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】(1)Co元素是27号元素，核外电子排布式为：[Ar]3d74s2，3d上有3个成对电子；根据单壁碳纳米管结构可知：碳原子形成3个C-C键，没有孤电子对，杂化轨道为3，碳原子杂化方式为：sp2；除此之外还有饱和C原子，其杂化方式为sp3杂化；(2)甲醛分子中C原子形成3个σ键，没有孤电子对，价层电子对数=3+0=3，空间构型为平面三角形，正负电荷重心不重合，属于极性分子；新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化为乙酸，而自身还原成Cu2O，乙酸的沸点明显高于乙醛，主要原因是乙酸分子间形成氢键，使分子之间的作用力增大，导致克服分子间作用力使物质熔化、气化消耗的能量多，因此物质的熔沸点高。Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中含义的O原子数为8× +6× +4=8，由于Cu2O中Cu：O=2：1，所以该晶胞中含有的Cu原子数目为2×8=16；金属Cu为面心立方最密堆积堆积，配位数为 =12。(3)羰基钴熔点低，溶于有机溶剂，属于分子晶体；同一周期的主族元素自左而右电负性增大，一般非金属性越强电负性越大，所以元素的电负性：O＞C＞Co；CO与N2分子互为等电子体，N2的电子式为 ；CO中C、O原子均有孤对电子，C原子半径比O大，电负性小，对孤对电子吸引较弱，更容易形成配位键。
【分析】（1）根据基态钴原子核外电子排布分析；根据碳原子的孤电子对数分析；
（2）根据中心原子价层电子对数与孤电子对数分析；分子间氢键能使分子熔沸点升高；根据晶体的堆积方式分析；
（3）根据分子晶体的特点分析；根据元素的非金属性强弱来判断其电负性；根据配位键的特点分析。
试题分析部分
1、试卷总体分布分析
总分：144分
分值分布 客观题（占比） 6.0(4.2%)
主观题（占比） 138.0(95.8%)
题量分布 客观题（占比） 3(15.8%)
主观题（占比） 16(84.2%)
2、试卷题量分布分析
大题题型 题目量（占比） 分值（占比）
选择题 3(15.8%) 6.0(4.2%)
非选择题 16(84.2%) 138.0(95.8%)
3、试卷难度结构分析
序号 难易度 占比
1 困难 (100.0%)
4、试卷知识点分析
序号 知识点（认知水平） 分值（占比） 对应题号
1 晶体的定义 9.0(6.3%) 7
2 元素周期表的结构及其应用 21.0(14.6%) 15,17
3 判断简单分子或离子的构型 36.0(25.0%) 4,5,11,16
4 氢键的存在对物质性质的影响 44.0(30.6%) 12,16,18,19
5 分子晶体 78.0(54.2%) 2,8,9,13,14,15,16,17,18,19
6 元素电离能、电负性的含义及应用 11.0(7.6%) 12
7 晶胞的计算 93.0(64.6%) 1,2,4,6,7,8,9,10,11,13,15,16,18
8 原子晶体（共价晶体） 76.0(52.8%) 1,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12
9 配合物的成键情况 35.0(24.3%) 10,14,15,16
10 元素周期律和元素周期表的综合应用 7.0(4.9%) 9
11 “等电子原理”的应用 6.0(4.2%) 14
12 键能、键长、键角及其应用 8.0(5.6%) 4
13 原子轨道杂化方式及杂化类型判断 96.0(66.7%) 2,5,6,10,11,12,13,15,17,18,19
14 化学键 8.0(5.6%) 4
15 原子核外电子排布 86.0(59.7%) 5,9,10,11,12,13,17,18,19
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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