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统考版2024版高考化学一轮复习微专题小练习专练57结构与性质综合应用
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这是一份统考版2024版高考化学一轮复习微专题小练习专练57结构与性质综合应用，共7页。试卷主要包含了北宋沈括《梦溪笔谈》中记载等内容，欢迎下载使用。
(1)氟原子激发态的电子排布式有________，其中能量较高的是________。(填标号)
a．1s22s22p43s1b．1s22s22p43d2
c．1s22s12p5 d．1s22s22p33p2
(2)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中，C的一个______杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl________键，并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键( eq \i\pr\in(3,4,) )。
②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中，C—Cl键长的顺序是__________________________，理由：(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多，形成的C—Cl键越强；(ⅱ)________________________________________________________。
(3)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为________。解释X的熔点比Y高的原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)αAgI晶体中I－离子作体心立方堆积(如图所示)，Ag＋主要分布在由I－构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下，Ag＋不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，αAgI晶体在电池中可作为________。
已知阿伏加德罗常数为NA，则αAgI晶体的摩尔体积Vm＝________ m3·ml－1(列出算式)。
2．[2023·全国乙卷][化学——选修3：物质结构与性质]
中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2－xSiO4)。回答下列问题：
(1)基态Fe原子的价电子排布式为________。橄榄石中，各元素电负性大小顺序为________，铁的化合价为________。
(2)已知一些物质的熔点数据如下表：
Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是____________________。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因__________________________。SiCl4的空间结构为________，其中Si的轨道杂化形式为________。
(3)一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于立方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示，晶胞中含有________个Mg。该物质化学式为________，B－B最近距离为________。
3．北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山县有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”回答下列问题：
(1)基态Cu原子的简化电子排布式为________；量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，基态Cu原子核外电子有________个空间运动状态。
(2)胆矾的化学式为CuSO4·5H2O，其中SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的空间结构为________。
(3)Cu2＋能与乙二胺四乙酸根离子形成配离子，组成该阴离子的四种元素的电负性由大到小的顺序是________，第一电离能最大的是________；C、N原子的轨道杂化类型分别为________、________。
(4)
某种合金的晶胞结构如图所示，晶体中K原子的配位数为________；已知金属原子半径r(Na)和r(K)，计算晶体的空间利用率：________(假设原子是刚性球体，用代数式表示)。
4．氧化锌在液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用，常用下列三种锌盐为原料经高温分解制备。
回答下列问题：
(1)Zn为30号元素，它在元素周期表中的位置是________。
(2)原料Ⅰ中阴离子空间结构为________，其等电子体为________(写出1种即可)。
(3)原料Ⅱ、Ⅲ阴离子对应的酸沸点较高的是________________(写结构简式)，原因是____________________________。
(4)关于以上几种锌盐说法正确的是________(填序号)。
A．化合物Ⅱ中电负性最大的元素是O
B．化合物Ⅱ中所有C原子的杂化形式均为sp3
C．化合物Ⅲ中只存在离子键和极性共价键
D．化合物Ⅰ阴离子中σ键和π键数目比为2∶1
(5)ZnO存在多种晶体结构，其中纤锌矿型和闪锌矿型是最常见的晶体结构，如图为这两种晶体的局部结构。
①图甲不是纤锌矿型ZnO的晶胞单元，原因是____________________________。
②图乙闪锌矿型属于立方晶胞，原子1的坐标为( eq \f(1,2) ， eq \f(1,2) ，0)，则原子2的坐标为________。
③图乙的闪锌矿型ZnO晶体中离O原子距离最近的Zn原子个数为________，其晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体密度为________ g·cm－3(列出计算式)。
5．[2023·全国甲卷][化学——选修3：物质结构与性质]
将酞菁—钴钛菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：
(1)图1所示的几种碳单质，它们互为________，其中属于原子晶体的是________，C60间的作用力是________。
(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是________(填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为________，氮原子提供孤对电子与钴离子形成________键。
(3)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为________。AlF3的熔点为1 090 ℃，远高于AlCl3的192 ℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为________键。AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，F－的配位数为________。若晶胞参数为a pm，晶体密度ρ＝________g·cm－3(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。
专练57 结构与性质综合应用
1．(1)ad d
(2)①sp2 σ ②C2H5Cl>C2H3Cl>C2HCl Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl键越短
(3)CsCl CsCl是离子晶体，熔化时需要克服Cs＋和Cl－之间的离子键，而ICl是分子晶体，熔化时只需要克服范德华力
(4)固体离子导体 eq \f(1,2) (5.04×10－10)3NA
解析：(1)基态氟原子的核外电子排布式为1s22s22p5，有9个电子，排除b、c项；a项，相当于F原子的一个电子从2p能级跃迁到3s能级，属于激发态氟原子，正确；d项，相当于F原子的两个电子从2p能级跃迁到3p能级，属于激发态氟原子，正确；在两个激发态氟原子中，由于3p能级的能量高于3s能级，且d中发生跃迁的电子数目多于a，故d的能量较高。(2)①C2H3Cl分子中存在碳碳双键，C原子为sp2杂化，杂化轨道只能形成σ键，故在C2H3Cl分子中，C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl σ键。②C2H5Cl分子中只存在σ键，C原子为sp3杂化；C2H3Cl分子中存在一个 eq \i\pr\in(3,4,) 的大π键，C原子为sp2杂化；C2HCl分子中存在两个 eq \i\pr\in(3,4,) 的大π键[1个是Cl(3pz)－C(2pz)，1个是Cl(3py)－C(2py)]，C原子为sp杂化。杂化轨道中s成分越多(sp3、sp2、sp杂化轨道中s成分依次增多)，形成的C—Cl键越强；Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl键越短，故C—Cl键长顺序为C2H5Cl>C2H3Cl>C2HCl。(3)由CsICl2受热发生非氧化还原反应知，CsICl2受热分解生成CsCl和ICl，故无色晶体X为CsCl，红棕色液体Y为ICl；由于CsCl是离子晶体，熔化时需要克服Cs＋和Cl－之间的离子键，而ICl是分子晶体，熔化时只需要克服范德华力，离子键比范德华力强得多，故CsCl的熔点高于ICl。(4)在αAgI晶体中，Ag＋可以发生迁移，故αAgI晶体在电池中可以作为固体离子导体。由于αAgI晶体中I－作体心立方堆积，由“均摊法”知，1个晶胞中含有I－数目为8× eq \f(1,8) ＋1＝2，即1个晶胞中含有2个αAgI，则αAgI晶体的摩尔体积Vm＝ eq \f(1,2) (504×10－12 m)3·NA ml－1＝ eq \f(1,2) (5.04×10－10)3NA m3·ml－1。
2．(1)3d64s2 O＞Si＞Fe＞Mg ＋2
(2)钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，而SiCl4为分子晶体 随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是：SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大，分子间作用力越大则其熔点越高 正四面体 sp3
(3)1 MgB2 eq \f(\r(3),3) a
解析：(1)Fe为26号元素，基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2。元素的金属性越强，其电负性越小，元素的非金属性越强则其电负性越大，因此，橄榄石(MgxFe2－xSiO4)中，各元素电负性大小顺序为O＞Si＞Fe＞Mg；因为MgxFe2－xSiO4中Mg、Si、O的化合价分别为＋2、＋4和－2，x＋2－x＝2，根据化合物中各元素的化合价的代数和为0，可以确定铁的化合价为＋2。
(2)Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是：钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，其熔点较高；而SiCl4为分子晶体，其熔点较低。由表中的数据可知，SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势为：随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是：SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大，分子间作用力越大则其熔点越高。SiCl4的空间结构为正四面体，其中Si的价层电子对数为4，因此Si的轨道杂化形式为sp3。
(3)由硼镁化合物的晶体结构可知Mg位于正六棱柱的顶点和面心，由均摊法可以求出正六棱柱中含有12× eq \f(1,6) ＋2× eq \f(1,2) ＝3个Mg，由晶胞沿c轴的投影图可知本题所给晶体结构包含三个晶胞，则晶胞中Mg的个数为1；晶体结构中B在正六棱柱体内共6个，则该物质的化学式为MgB2；由晶胞沿c轴的投影图可知，B原子在图中两个正三角形的重心，该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2倍，顶点到对边的垂线长度为 eq \f(\r(3),2) a，因此B－B最近距离为 eq \f(\r(3),2) a× eq \f(1,3) ×2＝ eq \f(\r(3),3) a。
3．(1)[Ar]3d104s1 15
(2)正四面体形
(3)O>N>C>H N sp2、sp3 sp3
(4)6 eq \f(π[3r3（Na）＋r3（K）],6[r（Na）＋r（K）]3) ×100%
解析：(1)基态Cu原子核外有29个电子，简化电子排布式为[Ar]3d104s1；基态Cu原子核外电子占据几个轨道，其核外电子就有几个空间运动状态，则基态Cu原子核外电子空间运动状态种类数为1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15。(2)SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 中硫原子价层电子对数为4＋ eq \f(1,2) ×(6＋2－4×2)＝4，空间结构为正四面体形。(3)元素的非金属性越强，电负性越大，则电负性由大到小的顺序是O>N>C>H；同周期主族元素第一电离能呈增大趋势，但N原子2p能级处于半满状态，更稳定，则四种元素中第一电离能最大的是N；该离子中亚甲基上的C原子价层电子对数为4、—COO－中的C原子价层电子对数为3，N原子价层电子对数为4，则C原子采用sp3、sp2杂化，N原子采用sp3杂化。(4)根据晶胞结构判断，距离K原子最近的Na原子个数为6，则K原子的配位数是6；该晶胞棱长＝2[r(Na)＋r(K)]，晶胞体积＝[2r(Na)＋2r(K)]3，该晶胞中Na原子个数＝12× eq \f(1,4) ＝3，K原子个数＝ eq \f(1,8) ×8＝1，原子总体积＝3× eq \f(4,3) π[r(Na)]3＋ eq \f(4,3) π[r(K)]3，晶体的空间利用率＝ eq \f(原子总体积,晶胞体积) ×100%＝ eq \f(π[3r3（Na）＋r3（K）],6[r（Na）＋r（K）]3) ×100%。
4．(1)第四周期第ⅡB族
(2)平面三角形 NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) (或SO3，合理即可)
(3)HOOC—COOH HOOC—COOH的相对分子质量高于CH3COOH，且HOOC—COOH存在两个羧基，可以形成更多的分子间氢键 (4)A
(5)①晶胞单元是晶体的最小重复结构单元，该结构中包含了三个更小的重复结构单元
②( eq \f(1,4) ， eq \f(3,4) ， eq \f(3,4) ) ③4 eq \f(4×（65＋16）×1021,NA×a3)
解析：(1)Zn为30号元素，位于第四周期第ⅡB族。(2)原料Ⅰ中阴离子为CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ，碳原子所含孤电子对数为 eq \f(1,2) ×(4＋2－3×2)＝0，所形成σ键数为3，价层电子对数为3，空间结构为平面三角形；原子总数相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体，CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 的等电子体有NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、SO3等。(3)原料Ⅱ、Ⅲ阴离子对应的酸分别为CH3COOH、HOOC—COOH，HOOC—COOH的相对分子质量高于CH3COOH，同时HOOC—COOH存在两个羧基，可以分别与其他分子形成更多的分子间氢键，所以沸点较高。(4)化合物Ⅱ中O的非金属性最强，电负性最大，A项正确；化合物Ⅱ中甲基上的碳原子为sp3杂化，而羧基中的碳原子为sp2杂化，B项错误；化合物Ⅲ中，两个C原子之间还存在非极性共价键，C项错误；单键均为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，则化合物Ⅰ的阴离子中σ键和π键数目比为3∶1，D项错误。(5)①晶胞单元是晶体的最小重复结构单元，图示结构中包含了三个更小的重复结构单元，所以不是纤锌矿型ZnO的晶胞单元；②根据原子1的坐标及建系方式判断，原子2的坐标为( eq \f(1,4) ， eq \f(3,4) ， eq \f(3,4) )；③以顶面面心的O原子为例，该晶胞中有2个Zn原子距离其最近且相等，该晶胞的上方晶胞中还有两个，所以离O原子距离最近的Zn原子数为4；根据晶胞结构可知，该晶胞中有4个Zn原子，4个O原子，晶胞的质量为 eq \f(（65＋16）×4,NA) g，晶胞参数为a nm，则该晶体密度＝ eq \f(4×（65＋16）×1021,NA×a3) g·cm－3。
5．(1)同素异形体 金刚石 范德华力
(2)③ ＋2 配位
(3)sp3 离子 2 eq \f(84×1030,NA·a3)
解析：(1)同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体。图1所示的几种碳单质，它们的组成元素均为碳元素，因此，它们互为同素异形体；其中金刚石属于原子晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，碳纳米管不属于原子晶体；C60间的作用力是范德华力；
(2)已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化，且分子中存在大π键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个sp2杂化轨道，其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键，标号为③的N原子的 p轨道能提供一对电子参与形成大π键，因此标号为③的N原子形成的N—H键易断裂从而电离出H＋；钴酞菁分子中，失去了2个H＋的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此，钴离子的化合价为＋2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键。
(3)由Al2Cl6的空间结构结合相关元素的原子结构可知，Al原子价层电子对数是4，其与其周围的4个氯原子形成四面体结构，因此，二聚体中Al的轨道杂化类型为sp3。AlF3的熔点为1 090 ℃，远高于AlCl3的192 ℃，由于F的电负性最大，其吸引电子的能力最强，因此，可以判断铝氟之间的化学键为离子键。由AlF3的晶胞结构可知，其中含大球的个数为12× eq \f(1,4) ＝3，小球的个数为8× eq \f(1,8) ＝1，则大球为F－，距F－最近且等距的Al3＋有2个，则F－的配位数为2。若晶胞参数为a pm，则晶胞的体积为(a pm)3＝a3×10－30 cm3，晶胞的质量为 eq \f(84 g,NA) ，则其晶体密度ρ＝ eq \f(84×1030,NA·a3) g·cm－3。
物质
熔点/℃
NaCl
800.7
SiCl4
－68.8
GeCl4
－51.5
SnCl4
－34.1
(1)氟原子激发态的电子排布式有________，其中能量较高的是________。(填标号)
a．1s22s22p43s1b．1s22s22p43d2
c．1s22s12p5 d．1s22s22p33p2
(2)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中，C的一个______杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl________键，并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键( eq \i\pr\in(3,4,) )。
②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中，C—Cl键长的顺序是__________________________，理由：(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多，形成的C—Cl键越强；(ⅱ)________________________________________________________。
(3)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为________。解释X的熔点比Y高的原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)αAgI晶体中I－离子作体心立方堆积(如图所示)，Ag＋主要分布在由I－构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下，Ag＋不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，αAgI晶体在电池中可作为________。
已知阿伏加德罗常数为NA，则αAgI晶体的摩尔体积Vm＝________ m3·ml－1(列出算式)。
2．[2023·全国乙卷][化学——选修3：物质结构与性质]
中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2－xSiO4)。回答下列问题：
(1)基态Fe原子的价电子排布式为________。橄榄石中，各元素电负性大小顺序为________，铁的化合价为________。
(2)已知一些物质的熔点数据如下表：
Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是____________________。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因__________________________。SiCl4的空间结构为________，其中Si的轨道杂化形式为________。
(3)一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于立方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示，晶胞中含有________个Mg。该物质化学式为________，B－B最近距离为________。
3．北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山县有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”回答下列问题：
(1)基态Cu原子的简化电子排布式为________；量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，基态Cu原子核外电子有________个空间运动状态。
(2)胆矾的化学式为CuSO4·5H2O，其中SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的空间结构为________。
(3)Cu2＋能与乙二胺四乙酸根离子形成配离子，组成该阴离子的四种元素的电负性由大到小的顺序是________，第一电离能最大的是________；C、N原子的轨道杂化类型分别为________、________。
(4)
某种合金的晶胞结构如图所示，晶体中K原子的配位数为________；已知金属原子半径r(Na)和r(K)，计算晶体的空间利用率：________(假设原子是刚性球体，用代数式表示)。
4．氧化锌在液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用，常用下列三种锌盐为原料经高温分解制备。
回答下列问题：
(1)Zn为30号元素，它在元素周期表中的位置是________。
(2)原料Ⅰ中阴离子空间结构为________，其等电子体为________(写出1种即可)。
(3)原料Ⅱ、Ⅲ阴离子对应的酸沸点较高的是________________(写结构简式)，原因是____________________________。
(4)关于以上几种锌盐说法正确的是________(填序号)。
A．化合物Ⅱ中电负性最大的元素是O
B．化合物Ⅱ中所有C原子的杂化形式均为sp3
C．化合物Ⅲ中只存在离子键和极性共价键
D．化合物Ⅰ阴离子中σ键和π键数目比为2∶1
(5)ZnO存在多种晶体结构，其中纤锌矿型和闪锌矿型是最常见的晶体结构，如图为这两种晶体的局部结构。
①图甲不是纤锌矿型ZnO的晶胞单元，原因是____________________________。
②图乙闪锌矿型属于立方晶胞，原子1的坐标为( eq \f(1,2) ， eq \f(1,2) ，0)，则原子2的坐标为________。
③图乙的闪锌矿型ZnO晶体中离O原子距离最近的Zn原子个数为________，其晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体密度为________ g·cm－3(列出计算式)。
5．[2023·全国甲卷][化学——选修3：物质结构与性质]
将酞菁—钴钛菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：
(1)图1所示的几种碳单质，它们互为________，其中属于原子晶体的是________，C60间的作用力是________。
(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是________(填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为________，氮原子提供孤对电子与钴离子形成________键。
(3)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为________。AlF3的熔点为1 090 ℃，远高于AlCl3的192 ℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为________键。AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，F－的配位数为________。若晶胞参数为a pm，晶体密度ρ＝________g·cm－3(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。
专练57 结构与性质综合应用
1．(1)ad d
(2)①sp2 σ ②C2H5Cl>C2H3Cl>C2HCl Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl键越短
(3)CsCl CsCl是离子晶体，熔化时需要克服Cs＋和Cl－之间的离子键，而ICl是分子晶体，熔化时只需要克服范德华力
(4)固体离子导体 eq \f(1,2) (5.04×10－10)3NA
解析：(1)基态氟原子的核外电子排布式为1s22s22p5，有9个电子，排除b、c项；a项，相当于F原子的一个电子从2p能级跃迁到3s能级，属于激发态氟原子，正确；d项，相当于F原子的两个电子从2p能级跃迁到3p能级，属于激发态氟原子，正确；在两个激发态氟原子中，由于3p能级的能量高于3s能级，且d中发生跃迁的电子数目多于a，故d的能量较高。(2)①C2H3Cl分子中存在碳碳双键，C原子为sp2杂化，杂化轨道只能形成σ键，故在C2H3Cl分子中，C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl σ键。②C2H5Cl分子中只存在σ键，C原子为sp3杂化；C2H3Cl分子中存在一个 eq \i\pr\in(3,4,) 的大π键，C原子为sp2杂化；C2HCl分子中存在两个 eq \i\pr\in(3,4,) 的大π键[1个是Cl(3pz)－C(2pz)，1个是Cl(3py)－C(2py)]，C原子为sp杂化。杂化轨道中s成分越多(sp3、sp2、sp杂化轨道中s成分依次增多)，形成的C—Cl键越强；Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl键越短，故C—Cl键长顺序为C2H5Cl>C2H3Cl>C2HCl。(3)由CsICl2受热发生非氧化还原反应知，CsICl2受热分解生成CsCl和ICl，故无色晶体X为CsCl，红棕色液体Y为ICl；由于CsCl是离子晶体，熔化时需要克服Cs＋和Cl－之间的离子键，而ICl是分子晶体，熔化时只需要克服范德华力，离子键比范德华力强得多，故CsCl的熔点高于ICl。(4)在αAgI晶体中，Ag＋可以发生迁移，故αAgI晶体在电池中可以作为固体离子导体。由于αAgI晶体中I－作体心立方堆积，由“均摊法”知，1个晶胞中含有I－数目为8× eq \f(1,8) ＋1＝2，即1个晶胞中含有2个αAgI，则αAgI晶体的摩尔体积Vm＝ eq \f(1,2) (504×10－12 m)3·NA ml－1＝ eq \f(1,2) (5.04×10－10)3NA m3·ml－1。
2．(1)3d64s2 O＞Si＞Fe＞Mg ＋2
(2)钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，而SiCl4为分子晶体 随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是：SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大，分子间作用力越大则其熔点越高 正四面体 sp3
(3)1 MgB2 eq \f(\r(3),3) a
解析：(1)Fe为26号元素，基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2。元素的金属性越强，其电负性越小，元素的非金属性越强则其电负性越大，因此，橄榄石(MgxFe2－xSiO4)中，各元素电负性大小顺序为O＞Si＞Fe＞Mg；因为MgxFe2－xSiO4中Mg、Si、O的化合价分别为＋2、＋4和－2，x＋2－x＝2，根据化合物中各元素的化合价的代数和为0，可以确定铁的化合价为＋2。
(2)Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是：钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，其熔点较高；而SiCl4为分子晶体，其熔点较低。由表中的数据可知，SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势为：随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是：SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大，分子间作用力越大则其熔点越高。SiCl4的空间结构为正四面体，其中Si的价层电子对数为4，因此Si的轨道杂化形式为sp3。
(3)由硼镁化合物的晶体结构可知Mg位于正六棱柱的顶点和面心，由均摊法可以求出正六棱柱中含有12× eq \f(1,6) ＋2× eq \f(1,2) ＝3个Mg，由晶胞沿c轴的投影图可知本题所给晶体结构包含三个晶胞，则晶胞中Mg的个数为1；晶体结构中B在正六棱柱体内共6个，则该物质的化学式为MgB2；由晶胞沿c轴的投影图可知，B原子在图中两个正三角形的重心，该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2倍，顶点到对边的垂线长度为 eq \f(\r(3),2) a，因此B－B最近距离为 eq \f(\r(3),2) a× eq \f(1,3) ×2＝ eq \f(\r(3),3) a。
3．(1)[Ar]3d104s1 15
(2)正四面体形
(3)O>N>C>H N sp2、sp3 sp3
(4)6 eq \f(π[3r3（Na）＋r3（K）],6[r（Na）＋r（K）]3) ×100%
解析：(1)基态Cu原子核外有29个电子，简化电子排布式为[Ar]3d104s1；基态Cu原子核外电子占据几个轨道，其核外电子就有几个空间运动状态，则基态Cu原子核外电子空间运动状态种类数为1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15。(2)SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 中硫原子价层电子对数为4＋ eq \f(1,2) ×(6＋2－4×2)＝4，空间结构为正四面体形。(3)元素的非金属性越强，电负性越大，则电负性由大到小的顺序是O>N>C>H；同周期主族元素第一电离能呈增大趋势，但N原子2p能级处于半满状态，更稳定，则四种元素中第一电离能最大的是N；该离子中亚甲基上的C原子价层电子对数为4、—COO－中的C原子价层电子对数为3，N原子价层电子对数为4，则C原子采用sp3、sp2杂化，N原子采用sp3杂化。(4)根据晶胞结构判断，距离K原子最近的Na原子个数为6，则K原子的配位数是6；该晶胞棱长＝2[r(Na)＋r(K)]，晶胞体积＝[2r(Na)＋2r(K)]3，该晶胞中Na原子个数＝12× eq \f(1,4) ＝3，K原子个数＝ eq \f(1,8) ×8＝1，原子总体积＝3× eq \f(4,3) π[r(Na)]3＋ eq \f(4,3) π[r(K)]3，晶体的空间利用率＝ eq \f(原子总体积,晶胞体积) ×100%＝ eq \f(π[3r3（Na）＋r3（K）],6[r（Na）＋r（K）]3) ×100%。
4．(1)第四周期第ⅡB族
(2)平面三角形 NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) (或SO3，合理即可)
(3)HOOC—COOH HOOC—COOH的相对分子质量高于CH3COOH，且HOOC—COOH存在两个羧基，可以形成更多的分子间氢键 (4)A
(5)①晶胞单元是晶体的最小重复结构单元，该结构中包含了三个更小的重复结构单元
②( eq \f(1,4) ， eq \f(3,4) ， eq \f(3,4) ) ③4 eq \f(4×（65＋16）×1021,NA×a3)
解析：(1)Zn为30号元素，位于第四周期第ⅡB族。(2)原料Ⅰ中阴离子为CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ，碳原子所含孤电子对数为 eq \f(1,2) ×(4＋2－3×2)＝0，所形成σ键数为3，价层电子对数为3，空间结构为平面三角形；原子总数相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体，CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 的等电子体有NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、SO3等。(3)原料Ⅱ、Ⅲ阴离子对应的酸分别为CH3COOH、HOOC—COOH，HOOC—COOH的相对分子质量高于CH3COOH，同时HOOC—COOH存在两个羧基，可以分别与其他分子形成更多的分子间氢键，所以沸点较高。(4)化合物Ⅱ中O的非金属性最强，电负性最大，A项正确；化合物Ⅱ中甲基上的碳原子为sp3杂化，而羧基中的碳原子为sp2杂化，B项错误；化合物Ⅲ中，两个C原子之间还存在非极性共价键，C项错误；单键均为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，则化合物Ⅰ的阴离子中σ键和π键数目比为3∶1，D项错误。(5)①晶胞单元是晶体的最小重复结构单元，图示结构中包含了三个更小的重复结构单元，所以不是纤锌矿型ZnO的晶胞单元；②根据原子1的坐标及建系方式判断，原子2的坐标为( eq \f(1,4) ， eq \f(3,4) ， eq \f(3,4) )；③以顶面面心的O原子为例，该晶胞中有2个Zn原子距离其最近且相等，该晶胞的上方晶胞中还有两个，所以离O原子距离最近的Zn原子数为4；根据晶胞结构可知，该晶胞中有4个Zn原子，4个O原子，晶胞的质量为 eq \f(（65＋16）×4,NA) g，晶胞参数为a nm，则该晶体密度＝ eq \f(4×（65＋16）×1021,NA×a3) g·cm－3。
5．(1)同素异形体 金刚石 范德华力
(2)③ ＋2 配位
(3)sp3 离子 2 eq \f(84×1030,NA·a3)
解析：(1)同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体。图1所示的几种碳单质，它们的组成元素均为碳元素，因此，它们互为同素异形体；其中金刚石属于原子晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，碳纳米管不属于原子晶体；C60间的作用力是范德华力；
(2)已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化，且分子中存在大π键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个sp2杂化轨道，其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键，标号为③的N原子的 p轨道能提供一对电子参与形成大π键，因此标号为③的N原子形成的N—H键易断裂从而电离出H＋；钴酞菁分子中，失去了2个H＋的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此，钴离子的化合价为＋2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键。
(3)由Al2Cl6的空间结构结合相关元素的原子结构可知，Al原子价层电子对数是4，其与其周围的4个氯原子形成四面体结构，因此，二聚体中Al的轨道杂化类型为sp3。AlF3的熔点为1 090 ℃，远高于AlCl3的192 ℃，由于F的电负性最大，其吸引电子的能力最强，因此，可以判断铝氟之间的化学键为离子键。由AlF3的晶胞结构可知，其中含大球的个数为12× eq \f(1,4) ＝3，小球的个数为8× eq \f(1,8) ＝1，则大球为F－，距F－最近且等距的Al3＋有2个，则F－的配位数为2。若晶胞参数为a pm，则晶胞的体积为(a pm)3＝a3×10－30 cm3，晶胞的质量为 eq \f(84 g,NA) ，则其晶体密度ρ＝ eq \f(84×1030,NA·a3) g·cm－3。
物质
熔点/℃
NaCl
800.7
SiCl4
－68.8
GeCl4
－51.5
SnCl4
－34.1
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