8_专题八化学键分子和晶体的结构与性质习题+检测+10年高考题分类

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专题八　化学键　分子和晶体的结构与性质
基础篇
考点一　化学键　分子间作用力
1.(2022辽宁,2,3分)下列符号表征或说法正确的是(　　)
A.H2S电离:H2S 2H++S2-
B.Na位于元素周期表p区
C.CO32−空间结构:平面三角形
D.KOH电子式:
答案　C　
2.(2022江苏,2,3分)少量Na2O2与H2O反应生成H2O2和NaOH。下列说法正确的是(　　)
A.Na2O2的电子式为
B.H2O的空间构型为直线形
C.H2O2中O元素的化合价为-1
D.NaOH仅含离子键
答案　C　
3.(2022北京,2,3分)下列化学用语或图示表达不正确的是(　　)
A.乙炔的结构简式:
B.顺-2-丁烯的分子结构模型:
C.基态Si原子的价层电子的轨道表示式:
D.Na2O2的电子式:
答案　C　
4.(2021北京,3,3分)下列化学用语或图示表达不正确的是(　　)
A.N2的结构式:
B.Na+的结构示意图:
C.溴乙烷的分子模型:
D.CO2的电子式:
答案　D　
5.(2020海南,3,2分)下列叙述正确的是　(　　)
A.HClO的结构式为H—Cl—O B.核内有33个中子的Fe表示为 2633Fe
C.NH2OH的电子式为 D.CH3CHO的球棍模型为
答案　C　
6.(2019上海选考,3,2分)下列变化只需破坏共价键的是(　　)
A.晶体硅熔化　　　　 B.碘升华 C.熔融Al2O3　　　　 D.NaCl溶于水
答案　A　
7.(2022天津河北区二模,2)下列有关化学用语表示正确的是(　　)
A.次氯酸的电子式:
B.Cl-的结构示意图:
C.基态碳原子价层电子轨道表示式:
D.四氯化碳的空间填充模型:
答案　A　
8.(2022海南,10,4分)(双选)已知CH3COOH+Cl2ClCH2COOH+HCl,ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是　(　　)
A.HCl的电子式为 B.Cl—Cl键的键长比I—I键短
C.CH3COOH分子中只有σ键 D.ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强
答案　BD　
9.(2022北京,7,3分)已知:H2+Cl2 2HCl。下列说法不正确的是(　　)

　 H2在Cl2中燃烧
A.H2分子的共价键是s-s σ键,Cl2分子的共价键是s-p σ键
B.燃烧生成的HCl气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
C.停止反应后,用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟
D.可通过原电池将H2与Cl2反应的化学能转化为电能
答案　A　
10.(2022上海嘉定一模,9)有关化学键和晶体的叙述中正确的是(　　)
A.分子晶体中,分子间作用力越大分子越稳定
B.金属晶体都是由阴、阳离子构成的
C.离子晶体中可能含有共价键
D.共价晶体中只存在非极性键
答案　C　
11.(2021江苏,2,3分)反应Cl2+2NaOHNaClO+NaCl+H2O可用于制备含氯消毒剂。下列说法正确的是(　　)
A.Cl2是极性分子 B.NaOH的电子式为
C.NaClO既含离子键又含共价键 D.Cl-与Na+具有相同的电子层结构
答案　C　
12.(2022上海金山二模,6)NaI晶体中两核间距约0.28 nm,呈共价键;激光脉冲照射NaI时,Na+和I-两核间距为1.0~1.5 nm,呈离子键。下列说法正确的是(　　)
A.离子化合物中不可能含共价键 B.共价键和离子键之间没有明显界线
C.NaI晶体中既有离子键又有共价键 D.NaI晶体是离子化合物和共价化合物的混合物
答案　B　
13.(2022北京,9,3分)由键能数据大小,不能解释下列事实的是(　　)
化学键
C—H
Si—H

C—O
Si—O
C—C
Si—Si
键能/
kJ·mol-1
411
318
799
358
452
346
222
A.稳定性:CH4>SiH4 B.键长: C.熔点:CO2晶体硅
答案　C　
14.(2021海南,11,4分)关于NH3性质的解释合理的是(　　)
选项
性质
解释
A
比PH3容易液化
NH3分子间的范德华力更大
B
熔点高于PH3
N—H键的键能比P—H大
C
能与Ag+以配位键结合
NH3中氮原子有孤电子对
D
氨水中存在NH4+
NH3·H2O是离子化合物
答案　C　
15.(2023届福建福安一中一检,6)下列说法错误的是(　　)
A.三硫化四磷(P4S3)分子结构如图:,1 mol P4S3分子中含有9 mol共价键
B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱与化学键强弱有关
C.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道
D.CO的结构可以表示为,所以CO分子中有1个π键是配位键
答案　C　
16.(2022海南海口学科能力诊断,11)(双选)下列说法正确的是(　　)
A.标准状况下,HF呈液态,NH3呈气态,原因是HF分子间存在氢键,而NH3分子间只存在范德华力
B.H2S的分解温度高于H2Se,原因是S—H键的键能大于Se—H键
C.用浓氨水可以除去Mg(OH)2中的少量Cu(OH)2,原因是Cu(OH)2与NH3形成较稳定的[Cu(NH3)4]2+
D.北京冬奥会采用CO2作制冷剂,原因是断裂共价键需要吸收大量的热量
答案　BC　
17.(2020山东,4,2分)下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是(　　)
A.键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,因此C2H6稳定性大于Si2H6
B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度
C.SiH4中Si的化合价为+4,CH4中C的化合价为-4,因此SiH4还原性小于CH4
D.Si原子间难形成双键而C原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成p-p π键
答案　C　
18.(2022福建龙岩三模,9)在Fe+催化下乙烷氧化的反应机理如图所示(图中为副反应)。下列说法正确的是(　　)

A.FeO+、N2均为反应中间体 B.X中既含极性共价键也含非极性共价键
C.该机理涉及的反应均为氧化还原反应 D.每生成1 mol CH3CHO,消耗的N2O大于2 mol
答案　D　
19.(2020浙江7月选考,26,4分)(1)气态氢化物热稳定性HF大于HCl的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)CaCN2是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构,CaCN2的电子式是　　　　　　　　　。 
(3)常温下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷,原因是　　　　　　　　　。 
答案　(1)原子半径FCl—H
(2)
(3)乙醇与水之间形成氢键而氯乙烷没有
20.(2022海南,19,14分)以Cu2O、ZnO等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。回答问题:
(1)基态O原子的电子排布式　　　　,其中未成对电子有　　　　个。 
(2)Cu、Zn等金属具有良好的导电性,从金属键的理论看,原因是　　　　　　　　　。 
(3)酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如下图,分子中所有原子共平面,所有N原子的杂化轨道类型相同,均采取　　　　杂化。 

邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料,后者熔点高于前者,主要原因是　　　　　　　　 
　　　　　　　　　。 
(4)金属Zn能溶于氨水,生成以氨为配体,配位数为4的配离子。Zn与氨水反应的离子方程式为　　　　　　　　　。 
(5)ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能。Zn—N键中离子键成分的百分数小于Zn—O键,原因是　　　　　　　　　。 
(6)左下图为某ZnO晶胞示意图,右下图是若干晶胞无隙并置而成的底面O原子排列局部平面图。◇abcd为所取晶胞的下底面,为锐角等于60°的菱形。以此为参考,用给出的字母表示出与所取晶胞相邻的两个晶胞的底面　　　　、　　　　。 

答案　(1)1s22s22p4或[He]2s22p4　2
(2)自由电子在外加电场中作定向移动
(3)sp2　两者均为分子晶体,后者能形成分子间氢键,熔点更高
(4)Zn+4NH3·H2O [Zn(NH3)4]2++H2↑+2OH-+2H2O
(5)N的电负性小于O
(6)◇bcfe　◇dcih
考点二　分子结构与性质
1.(2022湖北,11,3分)磷酰三叠氮是一种高能分子,结构简式为。下列关于该分子的说法正确的是(　　)
A.为非极性分子 B.立体构型为正四面体形
C.加热条件下会分解并放出N2 D.分解产物NPO的电子式为
答案　C　

2.(2022江苏,5,3分)下列说法正确的是(　　)
A.金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120°
B.SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子
C.锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2
D.ⅣA族元素单质的晶体类型相同
答案　B　
3.(2022上海长宁二模,5)BF3是非极性分子,下列有关说法错误的是(　　)
A.B—F键是极性键
B.空间结构为三角锥形
C.键角均为120°
D.所有原子共平面
答案　B　
4.(2019海南单科,19-Ⅰ,6分)(双选)下列各组物质性质的比较,结论正确的是(　　)
A.分子的极性:BCl3 B.物质的硬度:NaI C.物质的沸点:HF D.在CS2中的溶解度:CCl4 答案　AB　
5.(2022辽宁,8,3分)理论化学模拟得到一种N13+离子,结构如图。下列关于该离子的说法错误的是(　　)

A.所有原子均满足8电子结构 B.N原子的杂化方式有2种
C.空间结构为四面体形 D.常温下不稳定
答案　B　
6.(2023届辽宁建平9月月考,4)侯氏制碱法又称联合制碱法,是我国化学工程专家侯德榜于1943年创立的。其反应原理为NaCl+CO2+NH3+H2O NH4Cl+NaHCO3↓。下列说法正确的是(　　)
A.H2O中氧原子采取sp3杂化
B.简单离子半径:Na+>O2-
C.CO2、H2O都是非极性分子,NH3是极性分子
D.NH3的空间结构是平面正三角形
答案　A　
7.(2022辽宁丹东一模,2)氮化铝(AlN)耐高温,可制作透明陶瓷。AlN与NaOH溶液可以反应,其化学方程式为AlN+NaOH+H2O NaAlO2+NH3↑。下列化学术语正确的是　(　　)
A.重水的分子式为H218O
B.NH3分子中N原子采用sp2杂化方式
C.AlN晶体为分子晶体
D.水分子是由极性键构成的极性分子
答案　D　
8.(2021海南,5,3分)SF6可用作高压发电系统的绝缘气体,分子呈正八面体结构,如图所示。有关SF6的说法正确的是(　　)

A.是非极性分子
B.键角∠FSF都等于90°
C.S与F之间共用电子对偏向S
D.S原子满足8电子稳定结构
答案　A　
9.(2021山东,9,2分)关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质,下列说法错误的是　(　　)
A.CH3OH为极性分子
B.N2H4空间结构为平面形
C.N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2
D.CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同
答案　B　
10.(2022辽宁省实验中学考前模拟,8)下列有关NH3、NH2−、NO3−、NO2−的说法正确的是(　　)
A.NH3和NH2−中的键角∠HNH前者大
B.NH3和NO3−的空间结构相同
C.NH2−和NO2−中N原子的杂化方式相同
D.NH3与Cu2+形成的[Cu(NH3)4]2+中,提供孤电子对形成配位键的是Cu2+
答案　A　
11.(2021湖北,9,3分)下列有关N、P及其化合物的说法错误的是(　　)
A.N的电负性比P的大,可推断NCl3分子的极性比PCl3的大
B.N与N的π键比P与P的强,可推断的稳定性比的高
C.NH3的成键电子对间排斥力较大,可推断NH3的键角比 PH3的大
D.HNO3的分子间作用力较小,可推断HNO3的熔点比 H3PO4的低
答案　A　
12.(2023届湖北武汉部分学校9月调研,9)环八硫分子()可形成多种晶体,其中正交硫(Sα)和单斜硫(Sβ)可互相转化:Sα Sβ。下列说法错误的是(　　)
A.Sα与Sβ的燃烧热不同 B.Sα与Sβ均能溶于二硫化碳和苯
C.环八硫分子中S原子是sp3杂化 D.火山周围的天然硫矿主要是单斜硫
答案　A　
13.(2021全国乙,35节选)(2)三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供电子对形成配位键的原子是　　　,中心离子的配位数为　　　　。 
(3)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如下图所示。

PH3中P的杂化类型是　　　　。NH3的沸点比PH3的　　　　,原因是　　。H2O的键角小于NH3的,分析原因　　　　。 
答案　(2)N、O、Cl　6
(3)sp3　高　NH3存在分子间氢键　NH3含有一对孤对电子,而H2O含有两对孤对电子。H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大
14.(2022河北,17,15分)含Cu、Zn、Sn及S的四元半导体化合物(简写为CZTS),是一种低价、无污染的绿色环保型光伏材料,可应用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题:
(1)基态S原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为　　　　。 
(2)Cu与Zn相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是　　　　,原因是　　。 
(3)SnCl3−的几何构型为　　　　　　,其中心离子杂化方式为　　　　　　。 
(4)将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质。下列物质中,属于顺磁性物质的是　　　　(填标号)。 
A.[Cu(NH3)2]Cl　　　　B.[Cu(NH3)4]SO4 C.[Zn(NH3)4]SO4　　　　D.Na2[Zn(OH)4]
(5)下图是硫的四种含氧酸根的结构:

根据组成和结构推断,能在酸性溶液中将Mn2+转化为MnO4−的是　　　　(填标号),理由是　　。 
(6)下图是CZTS四元半导体化合物的四方晶胞。

①该物质的化学式为　　　　　。 
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,例如图中A原子的坐标为(34,14,18),则B原子的坐标为　　　　。 
答案　(1)2∶1(或1∶2)
(2)Cu　Cu的第二电离能是失去3d10电子所需的最低能量,第一电离能是失去4s1电子所需的最低能量,Zn的第二电离能是失去4s1电子所需的最低能量,第一电离能是失去4s2电子所需的最低能量,3d10电子处于全充满状态,其与4s1电子能量差值更大
(3)三角锥形　sp3　(4)B
(5)D　D中含有-1价的O,具有强氧化性,能将Mn2+转化为MnO4−
(6)①Cu2ZnSnS4　②(14,34,58)
15.(2023届河北石家庄二中开学考,16)按要求回答下列问题:
(1)基态Cl原子含有　　　　种空间运动状态不同的电子,ClO2−的VSEPR模型为　　　　。 
(2)甲醇(CH3OH)的沸点　　　　甲醛(HCHO)的沸点(填“>”或“<”或“=”)。 
(3)下列铍元素的不同微粒,若再失去一个电子需要能量最大的是　　　(填字母)。 
A.
B.
C.
D.
(4)比较基态铁原子与基态钴原子的第四电离能,I4(Fe)　　　I4(Co)(填“>”或“<”或“=”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(5)已知P4O6与P4O10的结构如图,则P4O6中的∠O—P—O　　　(填“>”“<”或“=”)P4O10中的∠O—P—O。 

(6)吡啶()分子为平面构型,则N原子的杂化类型为　　　　,l mol吡啶分子中所含的σ键数目为　　　　(设NA为阿伏加德罗常数的值)。 
(7)X、Y、W三种物质(结构如图)在水中的溶解性由大到小的顺序为　　　　。 

(8)氮原子间能形成氮氮三键,而砷原子间不易形成三键的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　(1)9　四面体形　(2)>　(3)C　(4)>　Fe3+的价电子排布式为3d5,为半充满的稳定状态,难失去一个电子,Co3+的价电子排布式为3d6,较易失去一个电子形成较稳定的3d5结构　(5)<　(6)sp2　10NA
(7)X>W>Y　(8)砷原子半径比较大,原子间形成的σ键键长较长,p-p轨道重叠程度较小(或几乎不能重叠),难以形成π键
16.(2022全国乙,35,15分)卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题:
(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.1s22s22p43s1　　　　b.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(Π34)。 
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)α-AgI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,α-AgI晶体在电池中可作为　　　　　　　　　。 

已知阿伏加德罗常数为NA,则α-AgI晶体的摩尔体积Vm=　　　　m3·mol-1(列出算式)。 
答案　(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)固体电解质　12(5.04×10-10)3NA
考点三　晶体结构与性质
1.(2022湖北,7,3分)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是(　　)
A.具有自范性 B.与C60互为同素异形体
C.含有sp3杂化的碳原子 D.化学性质与金刚石有差异
答案　A　
2.(2021北京师大附中,1)下列关于晶体的说法中,正确的是(　　)
A.冰融化时,分子中H—O键发生断裂
B.共价晶体中,共价键的键能越大,熔点越高
C.分子晶体中,共价键的键能越大,该晶体的熔、沸点一定越高
D.分子晶体中,分子间作用力越大,对应的物质越稳定
答案　B　
3.(2021天津,2,3分)下列各组物质的晶体类型相同的是(　　)
A.SiO2和SO3　　　　B.I2和NaCl
C.Cu和Ag　　　　D.SiC和MgO
答案　C　
4.(2022湖北,9,3分)某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.Ca2+的配位数为6 B.与F-距离最近的是K+
C.该物质的化学式为KCaF3 D.若F-换为Cl-,则晶胞棱长将改变
答案　B　
5.(2022北京东城二模,4)NH4Cl的晶胞为立方体,其结构如下。下列说法不正确的是(　　)

A.NH4Cl晶体属于离子晶体
B.NH4Cl晶胞中H—N—H键角为90°
C.NH4Cl晶体中既有离子键又有共价键
D.每个Cl-周围与它最近且等距离的NH4+的数目为8
答案　B　
6.(2021辽宁,7,3分)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料,其晶胞如图。下列说法错误的是(　　)

A.S位于元素周期表p区 B.该物质的化学式为H3S
C.S位于H构成的八面体空隙中 D.该晶体属于分子晶体
答案　D　
7.(2023届重庆巴蜀中学月考,5)萤石是制作光学玻璃的原料之一,其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.F位于元素周期表p区
B.该晶体属于离子晶体
C.F-位于Ca2+构成的四面体空隙中
D.每个Ca2+周围距离最近且等距的F-有4个
答案　D　
8.(2022湖北部分重点中学二模,14)科学家利用CaF2晶体释放出的Ca2+和F-脱除硅烷,拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。下列说法错误的是(　　)

A.基态钙原子核外有10种不同空间运动状态的电子
B.SiO2与OF2中氧原子的杂化方式相同
C.CaF2晶胞中F-填充在Ca2+构成的四面体空隙中
D.已知脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力,则脱硅能力BaF2 答案　D　
9.(2023届重庆育才中学开学考,14)已知,图甲为金属钠的晶胞,晶胞边长为a pm;图乙为金属钠的晶胞截面;图丙为Li2S晶胞截面(已知Li2S的晶体结构与CaF2相似),假设晶胞边长为d pm。下列关于Li2S晶胞的描述错误的是(　　)

图甲 图乙 图丙
A.每个晶胞中含有的S2-数目为4
B.与Li+距离最近且相等的S2-有4个
C.与Li+距离最近且相等的Li+有12个
D.该晶胞中两个距离最近的Li+和S2-的核间距为34d pm
答案　C　
10.(2021河北,17节选)分别用、表示H2PO4−和K+,KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示,图(b)、图(c)分别显示的是H2PO4−、K+在晶胞xz面、yz面上的位置:

①若晶胞底边的边长均为a pm、高为c pm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为
　　　　g·cm-3(写出表达式)。 
②晶胞在x轴方向的投影图为　　　(填标号)。 
　A　B　C　D
答案　①136×4a2cNA×10−30　②B
11.(2021海南,19,14分)金属羰基配位化合物在催化反应中有着重要应用。HMn(CO)5是锰的一种简单羰基配位化合物,其结构示意图如图。

回答问题:
(1)基态锰原子的价层电子排布式为　　　　　　　　　。 
(2)配位化合物中的中心原子配位数是指和中心原子直接成键的原子的数目。HMn(CO)5中锰原子的配位数为　　　。 
(3)第一电离能的大小:C　　　　O(填“大于”或“小于”)。 
(4)CO32−中碳原子的杂化轨道类型是　　　,写出一种与CO32−具有相同空间结构的-1价无机酸根离子的化学式　　　　。 
(5)CH3Mn(CO)5可看作是HMn(CO)5中的氢原子被甲基取代的产物。CH3Mn(CO)5与I2反应可用于制备CH3I,反应前后锰的配位数不变,CH3Mn(CO)5与I2反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(6)MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型,如图所示。前者的熔点明显高于后者,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

以晶胞参数为单位长度建立坐标系,可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子坐标。在MnS晶胞坐标系中,a点硫原子坐标为(1,12,12),b点锰原子坐标为(0,12,0),则c点锰原子坐标为　　　　。 
答案　(1)3d54s2　(2)6　(3)小于　
(4)sp2　NO3−
(5)CH3Mn(CO)5+I2CH3I+MnI(CO)5
(6)MnS中阴、阳离子所带电荷数比NaCl的多,离子键强度更大
(0,1,12)
12.(2022全国甲,35,15分)2008年北京奥运会的“水立方”,在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”,实现了奥运场馆的再利用,其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2 CH2)与四氟乙烯(CF2 CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题:
(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为　　　　　　　　　　　　　。 
(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是　　　　(填标号),判断的根据是　　　　　　　　　　　　　　　　;第三电离能的变化图是　　　　(填标号)。 

(3)固态氟化氢中存在(HF)n形式,画出(HF)3的链状结构　　　　　　。 
(4)CF2 CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为　　　　和　　　　;聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,从化学键的角度解释原因　　　　　　　　　　　　　　。 
(5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图所示,X代表的离子是　　　　;若该立方晶胞参数为a pm,正负离子的核间距最小为　　　　pm。 

答案　
(2)a　同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,N原子的价电子排布式为2s22p3,2p轨道是半充满稳定结构,第一电离能比O原子大　b
(3)H—F…H—F…H—F
(4)sp2　sp3　F的电负性比H大,C—F键的键能比C—H键的大
(5)Ca2+　34a
综合篇
综合一　杂化类型判断　大π键分析
1.(2022北京东城一模,3)下列分子中的碳原子为sp杂化的是(　　)
A.CH4　　B.HCHO　　C.C2H2　　D.C2H4
答案　C　
2.(2022湖北十堰期末,6)在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与3个羟基相连,其晶胞具有与石墨相似的层状结构。分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是(　　)

A.sp3,范德华力　　　　B.sp2,范德华力 C.sp2,氢键　　　　D.sp3,氢键
答案　C　
3.(2022辽宁葫芦岛一模,5)下列说法正确的是　(　　)
A.NCl3常用于漂白,是由极性键构成的非极性分子
B.氮族元素气态氢化物NH3、PH3、AsH3的键角逐渐减小
C.CH3Cl分子和COCl2分子中,中心C原子均采取sp3杂化
D.元素M的基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d105s25p5,M是一种过渡元素
答案　B　
4.(2022北京八一学校二模前测试,3)氯元素有多种化合价,可形成多种离子。下列说法错误的是(　　)
A.基态Cl原子核外电子的空间运动状态有9种 B.键角:ClO2−>ClO3−>ClO4−
C.Cl-提供孤电子对与Cu2+可形成CuCl42− D.ClO2−、ClO3−、ClO4−中Cl的杂化方式相同
答案　B　
5.(2022北京,15节选)②H2O中O和SO42−中S均为sp3杂化,比较H2O中H—O—H键角和SO42−中O—S—O键角的大小并解释原因　　　　　。 
③FeSO4·7H2O中H2O与Fe2+、H2O与SO42−的作用力类型分别是　　　　　　　　。 
答案　②孤电子对有较大斥力,使键角小于键角　
③配位键、氢键
6.(2022山东,16,12分)研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学式为Ni(CN)x·Zn(NH3)y·zC6H6的笼形包合物四方晶胞结构如图所示(H原子未画出),每个苯环只有一半属于该晶胞,晶胞参数为a=b≠c,α=β=γ=90°。

回答下列问题:
(1)基态Ni原子的价电子排布式为　　　,在元素周期表中位置为　　　　　　　。 
(2)晶胞中N原子均参与形成配位键,Ni2+与Zn2+的配位数之比为　　　　;x∶y∶z=　　　　　;晶胞中有d轨道参与杂化的金属离子是　　　　　。 
(3)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的Π66大π键,则吡啶中N原子的价层孤电子对占据　　　　　(填标号)。 
A.2s轨道　　　　B.2p轨道　　　　
C.sp杂化轨道　　　　D.sp2杂化轨道
在水中的溶解度,吡啶远大于苯,主要原因是①　　　　　　　,②　　　　　　　。 
、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是　　　　　。 
答案　(1)3d84s2　第四周期第Ⅷ族　
(2)2∶3　2∶1∶1　Ni2+、Zn2+
(3)D　吡啶与H2O分子形成分子间氢键　吡啶是极性分子比非极性分子苯更易溶于水　
7.(2022广西玉林4月质检,35)离子液体是在室温附近温度下呈液态的盐类物质,一般由有机阳离子和无机阴离子组成。直到1992年,威尔克斯(J.Wilkes)以无色液体N-甲基咪唑为原料,合成了稳定性强、抗水解的[EMIM]BF4离子液体后,对离子液体的研究才真正广泛开展起来,[EMIM]BF4离子液体合成路线如下。

(1)已知:电负性B (2)离子液体[EMIM]BF4中阴离子的空间结构为　　　　,基态F原子的核外电子空间运动状态有　　　　种。 
(3)离子液体在室温下为液体的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)中,N原子和C原子全部位于同一平面,其中的大π键符号为　　　　(分子中的大π键可用符号Πnm表示,m表示形成大π键的原子数,n表示形成大π键的电子数,例如苯中的大π键可以表示为Π66)。 
(5)是的同系物,室温下为白色固体,为平面型分子。熔点比较:　　　 (填“>”“<”或“=”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(6)下列说法正确的是　　　　(填字母)。 
A.1 mol有12 mol σ键
B.[EMIM]BF4的合成路线中所有反应物中C原子的杂化形式保持不变,且均为sp3杂化
C.[EMIM]BF4的合成路线中所有反应物中N原子的杂化形式保持不变
D.[EMIM]BF4晶体中存在共价键、离子键、范德华力和氢键等相互作用力
(7)[EMIM]BF4晶胞结构如图所示,晶胞参数为a pm、b pm、c pm以及90°、90°、90°。已知其晶胞中有8个N原子,以M表示[EMIM]BF4的相对分子质量,NA表示阿伏加德罗常数的值,晶体的密度为　　　g/cm3。 

答案　(1)B (2)正四面体形　5
(3)阴、阳离子半径大,阴、阳离子间作用力小,因此熔点低于室温(若从“阴、阳离子形状不规则,不易紧密堆积,因此阴、阳离子距离较远”“阴、阳离子电荷分散”等角度作答也可)　(4)Π56　(5)<　后者可形成分子间氢键N—H…N,分子间作用力强,而前者无此作用　(6)AC　(7)4M×1030NAabc
8.(2022河北沧州二模,17节选)氮族元素包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi),在性质上表现出从典型的非金属元素到典型的金属元素的一个完整的过渡。
(2)②南开大学某课题组成功合成了无机二茂铁类似物[Fe(η4-P4)2]2-。环状P42−是芳香性π配体,P的杂化方式是　　　　,P42−中的大π键应表示为　　　　(分子中的大π键可用符号Πnm表示,其中m代表形成大π键的原子数,n代表形成大π键的电子数)。 
无机二茂铁类似物[Fe(η4-P4)2]2- 环状P42−
答案　sp2　Π46
9.(2021全国甲,35节选)我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢,再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题:
(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排布式为　　　　;单晶硅的晶体类型为　　　　。SiCl4是生产高纯硅的前驱体,其中Si采取的杂化类型为　　　。SiCl4可发生水解反应,机理如下: 

含s、p、d轨道的杂化类型有:①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为　　　　(填标号)。 
(2)CO2分子中存在　　个σ键和　　个π键。 
(3)甲醇的沸点(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6 ℃)之间,其原因是　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　(1)3s23p2　原子晶体(共价晶体)　sp3　②　(2)2　2　(3)甲硫醇不能形成分子间氢键,而水和甲醇均能,且水的氢键比甲醇的多




综合二　物质熔、沸点高低的比较
1.(2022山东,5,2分)AlN、GaN属于第三代半导体材料,二者成键结构与金刚石相似,晶体中只存在N—Al键、N—Ga键。下列说法错误的是(　　)
A.GaN的熔点高于AlN
B.晶体中所有化学键均为极性键
C.晶体中所有原子均采取sp3杂化
D.晶体中所有原子的配位数均相同
答案　A　
2.(2022北京丰台二模,5)下列事实不是由于分子的极性导致的是(　　)
A.N2的沸点比CO低
B.常温常压下,CO2为气体,CS2为液体
C.HCl气体易溶于水
D.用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近水流,水流方向发生变化
答案　B　
3.(2022北京北大附中三模,4)下列事实不是氢键导致的是(　　)
A.CH3CH2OH的沸点显著高于CH3OCH3的沸点
B.对羟基苯甲醛的熔点显著高于邻羟基苯甲醛的熔点
C.NH3的水溶性显著高于PH3
D.H2O的热稳定性显著高于H2S
答案　D　
4.(2022河北秦皇岛三模,17节选)(5)MnF2、MnCl2晶体的熔点分别为856 ℃、650 ℃,二者熔点存在明显差异的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　(5)MnF2、MnCl2都是离子晶体,F-半径小于Cl-,MnF2中的离子键比MnCl2中的离子键强
5.(2019课标Ⅰ,35节选)在普通铝中加入少量Cu和Mg后,形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓“坚铝”,是制造飞机的主要材料。回答下列问题:
(3)一些氧化物的熔点如下表所示:
氧化物
Li2O
MgO
P4O6
SO2
熔点/℃
1 570
2 800
23.8
-75.5
解释表中氧化物之间熔点差异的原因:　　　　　　　　 
　　　　　　　　　。 
答案　(3)Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O。分子间作用力P4O6>SO2
6.(2023届河南封丘9月月考,35节选改编)(2)铜的熔点比同周期钾的熔点高,这是由于　　　　　　　　　　　　　　　　。用超临界CO2/CH3CN及水作电解质,使用碳作载体的铜基催化剂可高效将CO2还原为HCOOH。CO2的空间结构为　　　　,CH3CN中C原子的杂化方式为　　　　。 
答案　(2)铜的原子半径比钾的小,价电子数比钾的多,铜的金属键比钾的强　直线形　sp3、sp
7.(2021湖南,18,15分)硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题:
(1)基态硅原子最外层的电子排布图为　　　　　　　　,晶体硅和碳化硅熔点较高的是　　　(填化学式); 
(2)硅和卤素单质反应可以得到SiX4。
SiX4的熔沸点

SiF4
SiCl4
SiBr4
SiI4
熔点/K
183.0
203.2
278.6
393.7
沸点/K
187.2
330.8
427.2
560.7
①0 ℃时,SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是　　　(填化学式),沸点依次升高的原因是　　　　　,气态SiX4分子的空间构型是　　　　　　; 
②SiCl4与N-甲基咪唑()反应可以得到M2+,其结构如图所示:

N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为　　　　　,H、C、N的电负性由大到小的顺序为　　　　　,1个M2+中含有　　　个σ键; 
(3)下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。

①已知化合物中Ge和O的原子个数比为1∶4,图中Z表示　　　原子(填元素符号),该化合物的化学式为　　　　　; 
②已知该晶胞的晶胞参数分别为a nm、b nm、c nm,α=β=γ=90°,则该晶体的密度ρ=
　　　　　　g·cm-3(设阿伏加德罗常数的值为NA,用含a、b、c、NA的代数式表示)。 
答案　(1) 　SiC
(2)①SiCl4　都是分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高　正四面体
②sp3、sp2　N>C>H　54
(3)①O　Mg2GeO4　②185×4abc×10−21×NA
8.(2020课标Ⅱ,35,15分)钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料。回答下列问题:
(1)基态Ti原子的核外电子排布式为　　　　　　。 
(2)Ti的四卤化物熔点如下表所示,TiF4熔点高于其他三种卤化物,自TiCl4至TiI4熔点依次升高,原因是　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。 
化合物
TiF4
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔点/℃
377
-24.12
38.3
155
(3)CaTiO3的晶胞如图(a)所示,其组成元素的电负性大小顺序是　　　　　　　　;金属离子与氧离子间的作用力为　　　　　　,Ca2+的配位数是　　　　。 
(4)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、I-和有机碱离子CH3NH3+,其晶胞如图(b)所示。其中Pb2+与图(a)中　　　　的空间位置相同,有机碱CH3NH3+中,N原子的杂化轨道类型是　　　　　;若晶胞参数为a nm,则晶体密度为
　　　　　　　　g·cm-3(列出计算式)。 

(5)用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会产生单质铅和碘,降低了器件效率和使用寿命。我国科学家巧妙地在此材料中引入稀土铕(Eu)盐,提升了太阳能电池的效率和使用寿命,其作用原理如图(c)所示,用离子方程式表示该原理　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　 　　。 
答案　(1)1s22s22p63s23p63d24s2
(2)TiF4为离子化合物,熔点高,其他三种均为共价化合物,随相对分子质量的增大分子间作用力增大,熔点逐渐升高
(3)O>Ti>Ca　离子键　12　(4)Ti4+　sp3　620a3×NA×1021
(5)2Eu3++Pb 2Eu2++Pb2+　2Eu2++I2 2Eu3++2I-
应用篇
应用　晶胞相关计算
1.(2021湖北,10,3分)某立方晶系的锑钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料,图a为该合金的晶胞结构图,图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是(　　)

图a 图b
A.该晶胞的体积为a3×10-36 cm3
B.K和Sb原子数之比为3∶1
C.与Sb最邻近的K原子数为4
D.K和Sb之间的最短距离为12a pm
答案　B　
2.(2022辽宁大连一模,9)我国科学家发明了高选择性的CO2加氢合成CH3OH的催化剂,其组成为ZnO/ZrO2固溶体,其中ZrO2摩尔质量为M g/mol,晶胞如图所示,晶胞的棱长为a pm,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　)

A.Zr4+在晶胞中的配位数为8
B.40Zr位于元素周期表中ds区
C.该晶胞的密度为4×MNA×a3×10−30 g/cm3
D.O位于Zr构成的正四面体空隙中
答案　B　
3.(2022湖北十堰4月调研,6)在普通铝中加入少量Cu和Mg后,形成一种称为拉维斯相的MgCu2(结构如图)微小晶粒,其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓的“坚铝”,它是制造飞机的主要材料。

已知:该结构中Mg以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中填入以四面体方式排列的Cu。则晶体结构中镁原子之间的最短距离为(　　)
A.24a pm　　　　B.34a pm
C.22a pm　　　　D.32a pm
答案　B　
4.(2022辽宁鞍山二模,10)元素A、B组成的晶体经X-射线衍射实验测得其晶胞结构(体心四方)如图所示,有关该晶体的叙述错误的是(设MA、MB分别为A、B元素的相对原子质量,NA为阿伏加德罗常数的值)(　　)

A.该晶体的化学式为A2B
B.该晶胞在底面的投影图为(被遮盖原子未表示)
C.与A原子最近且等距离的B原子是8个
D.该晶体的密度为2MA+4MB3a3NA×10−30 g/cm3
答案　A　
5.(2022湖北黄冈中学三模,10)钇钡铜复合氧化型超导材料YBCO(YBa2Cu3Ox)的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.x=7
B.晶胞的体积为3a3×10-30 cm3
C.该晶胞中Cu的配位数为4或5
D.相邻Y之间的最短距离为3a pm
答案　D　
6.(2022辽宁锦州一模,12)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中m位置Fe或n位置Fe,形成Cu替代型产物。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示。下列说法错误的是(　　)

图1　FexNy晶胞结构示意图 图2　转化过程的能量变化
A.与铜同周期且基态原子最外层未成对电子数与基态铜原子相同的元素有3种
B.FexNy晶胞中Fe与Fe之间的最短距离为22a cm
C.当m位置的Fe位于体心时,n位置的Fe位于棱心
D.两种产物中,更稳定的Cu替代型产物的化学式为Fe3CuN
答案　A　
7.(2022广东,20,14分)硒(Se)是人体必需微量元素之一,含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来,AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如下:

(1)Se与S同族,基态硒原子价电子排布式为　　　　。 
(2)H2Se的沸点低于H2O,其原因是　　　　　　　　　　。 
(3)关于Ⅰ~Ⅲ三种反应物,下列说法正确的有　　　　。 
A.Ⅰ中仅有σ键
B.Ⅰ中的Se—Se键为非极性共价键
C.Ⅱ易溶于水
D.Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2
E.Ⅰ~Ⅲ含有的元素中,O电负性最大
(4)Ⅳ中具有孤对电子的原子有　　　　。 
(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4　　　H2SeO3(填“>”或“<”)。研究发现,给小鼠喂食适量硒酸钠(Na2SeO4)可减轻重金属铊引起的中毒。SeO42−的立体构型为　　　　。 
(6)我国科学家发展了一种理论计算方法,可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能,该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一,其晶胞结构如图a,沿x、y、z轴方向的投影均为图b。

图a

图b
② X的化学式为　　　　。 
②设X的最简式的式量为Mr,晶体密度为ρ g·cm-3,则X中相邻K之间的最短距离为 nm(列出计算式,NA为阿伏加德罗常数的值)。 
答案　(1)4s24p4
(2)H2O分子间形成氢键,H2Se分子间只有范德华力
(3)BDE　(4)O、Se
(5)>　正四面体形
(6)①K2SeBr6　②12×34MrρNA×107
8.(2023届甘肃张掖一诊,18)Ge、GaAs、CdTe、CdSe等均为重要的半导体材料,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)Ge基态原子核外电子排布式为[Ar]　　　。 
(2)第四周期主族元素中,第一电离能介于Ga、As之间的元素是　　　(填元素符号)。 
(3)碲的化合物TeO2、TeO3、H2Te三种物质中,H2Te的中心原子杂化类型为　　　　,分子构型为V形的是　　　　。 
(4)GaCl3熔点为77.9 ℃,气体在270 ℃左右以二聚体存在,GaCl3二聚体的结构式为　　　　。GaF3熔点为1 000 ℃,GaCl3熔点低于GaF3的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(5)CdSe的一种晶体为闪锌矿型结构,晶胞结构如图所示。

①原子坐标参数A为(14,14,14),则B、C的原子坐标参数分别为　　　　、　　　　。 
②已知Cd、Se的半径分别为a nm和b nm,则CdSe的密度为　　　　g· cm-3(列出计算表达式,设NA表示阿伏加德罗常数的值)。 
答案　(1)3d104s24p2　(2)Ca、Ge、Se　
(3)sp3　TeO2、H2Te
(4)　GaCl3为分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,GaF3为离子晶体,熔化时破坏离子键,离子键强于分子间作用力
(5)(34,34,14)　(14,34,34)　4×191NA(4a+4b3)3×10−21
9.(2023届河北“五个一”名校联盟摸底,16)中国科学家在国际上首次实现了CO2到淀粉的合成,不依赖植物光合作用,原料只需CO2、H2和电,相关成果发表在《科学》上。回答下列问题:
(1)CO2的空间结构为　　　　形,其中C原子的杂化方式为　　　　。 
(2)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)。 
(3)淀粉在一定条件下可水解成葡萄糖(),葡萄糖分子中键角∠H1C1O1　　　　∠C1C2O2(填“>”“<”或“=”)。 
(4)①(CH3NH3)PbI3的晶胞结构如图所示:

其中B代表Pb2+,则　　　　代表I-,原子分数坐标A为(0,0,0),B为(12,12,12),则C的原子分数坐标为　　　　。 
②已知(CH3NH3)PbI3的摩尔质量为M g·mol-1,NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为　　　　g·cm-3。该晶胞沿体对角线方向的投影图为　　　(填选项字母)。 
a　b　c　d
答案　(1)直线　sp　(2)I2+I- I3−　(3)>
(4)①C　(1,12,12)　②M×1030a3NA　a
10.(2021山东,16,12分)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原子核外电子的运动状态有　　种。 
(2)O、F、Cl电负性由大到小的顺序为　　　　　;OF2分子的空间构型为　　　　;OF2的熔、沸点　　　　(填“高于”或“低于”)Cl2O,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)Xe是第五周期的稀有气体元素,与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为　　　　,下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是　　　　(填标号)。 
A.sp　　　　B.sp2　　　　C.sp3　　　　D.sp3d
(4)XeF2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A点原子的分数坐标为12,12,12。已知Xe—F键长为r pm,则B点原子的分数坐标为　　　　;晶胞中A、B间距离d=　　　　　　pm。 

答案　(1)9　(2)F>O>Cl　V形　低于　OF2相对分子质量小,分子间作用力小
(3)5　D　(4)2　(0,0,rc)　12 2a2+(c−2r)2
11.(2022福建龙岩三模,14)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已知中存在大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d g/cm3,设NA为阿伏加德罗常数的值,则Ni原子与Mg原子间的最短距离为　　　　　　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Ca小且价电子数多,形成的金属键比Ca强,熔点比Ca高
(2)①八面体形　②N>O>H>C　③sp2　(3)<
(4)22 3355NAd
12.(2021全国乙,35节选)

在金属材料中添加AlCr2颗粒,可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构,如图所示。处于顶角位置的是　　　　原子。设Cr和Al原子半径分别为rCr和rAl,则金属原子空间占有率为　　　　　　%(列出计算表达式)。 
答案　Al　8π(2rCr3+rAl3)3a2c×100
13.(2023届河南辉县9月月考,35)中国传统绘画颜料迄今已有七千多年的历史。古代艺术作品色彩艳丽,璀璨夺目,与所使用矿物颜料有很大关系。回答下列问题:
(1)石青,又名蓝矿石,化学式为Cu3(CO3)2(OH)2,基态Cu2+核外电子的空间运动状态有　　　种。原子轨道中电子有两种相反的自旋状态,分别用+12和−12表示,称为电子的自旋磁量子数,则Cu2+中电子自旋磁量子数的代数和为　　　。CO32−中C原子的杂化方式为　　　　。 
(2)亚铁氰化钾,化学式为K4[Fe(CN)6],呈黄色结晶性粉末。[Fe(CN)6]4-中配体CN-的配位原子是　　　　(填元素符号),[Fe(CN)6]4-中σ键和π键的数目之比为　　　　。 
(3)宣德时期青花瓷使用的颜料“苏勃泥青”是从一种钴矿[主要成分为(FeCo)xAsS]中提取出来的。无水CoCl2的熔点是735 ℃,沸点1 049 ℃,CoCl2属于　　　　晶体;砷酸根离子(AsO43−)的空间结构为　　　　。 
(4)ZnS可用于制白色颜料等。ZnS的晶胞如图所示。

①图中S2-的坐标有(0,0,0)、(0,12,12),与(0,0,0)距离最近的S2-还有　　　　　　　　　　　　(填坐标)。 
②Zn2+占据　　　　(填“八面体”或“四面体”)空隙,空隙利用率为　　　　%。 
③ZnS的密度为　　　　g· cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。 
答案　(1)14　+12或−12　sp2　(2)C　1∶1
(3)离子　正四面体形　(4)①(12,0,12)和(12,12,0)　②四面体　50　③388×1030a3NA
14.(2022湖南,18,15分)铁和硒(Se)都是人体所必需的微量元素,且在医药、催化、材料等领域有广泛应用。回答下列问题:
(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药,其结构式如下:

①基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]　　　　; 
②该新药分子中有　　　　种不同化学环境的C原子; 
③比较键角大小:气态SeO3分子　　　　SeO32−离子(填“>”“<”或“=”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示:

①富马酸分子中σ键与π键的数目比为　　　　; 
②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为　　　　　　　。 
(3)科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物,该物质可以在温和条件下直接活化H2,将N3-转化为NH2−,反应过程如图所示:

①产物中N原子的杂化轨道类型为　　　; 
②与NH2−互为等电子体的一种分子为　　　(填化学式)。 
(4)钾、铁、硒可以形成一种超导材料,其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示:

①该超导材料的最简化学式为　　　　　　　　　; 
②Fe原子的配位数为　　　　; 
③该晶胞参数a=b=0.4 nm、c=1.4 nm。阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为　　　　　　g·cm-3(列出计算式)。 
答案　(1)①3d104s24p4　②8　③>　SeO3中Se采取sp2杂化,SeO32−中Se采取sp3杂化
(2)①11∶3　②O>C>H>Fe
(3)①sp3　②H2O或H2S
(4)①KFe2Se2　②4　
③(39+56×2+79×2)×20.4×0.4×1.4×10−21×NA
15.(2021广东,20,14分)很多含巯基(—SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如,解毒剂化合物Ⅰ可与氧化汞生成化合物Ⅱ。

(1)基态硫原子价电子排布式为　　　　　　　　　。 
(2)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为　　　　　　　　。 
(3)汞的原子序数为80,位于元素周期表第　　　　周期第ⅡB族。 
(4)化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的有　　　　　　　　　。 
A.在Ⅰ中S原子采取sp3杂化
B.在Ⅱ中S元素的电负性最大
C.在Ⅲ中C—C—C键角是180°
D.在Ⅲ中存在离子键与共价键
E.在Ⅳ中硫氧键的键能均相等
(5)汞解毒剂的水溶性好,有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物Ⅰ与化合物Ⅲ相比,水溶性较好的是　　　　。 
(6)理论计算预测,由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。
①图b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构,它不是晶胞单元,理由是　　　　　　　　　　　。 
②图c为X的晶胞,X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为　　　　;该晶胞中粒子个数比Hg∶Ge∶Sb=　　　　。 
③设X的最简式的式量为Mr,则X晶体的密度为　　　　　　g/cm3(列出算式)。 

答案　(1)3s23p4
(2)H2O>H2S>CH4
(3)六
(4)AD
(5)化合物Ⅲ
(6)①不能无隙并置成晶体,不是最小重复单元
②4　1∶1∶2　③Mr×4x2y×10−21×NA