高考化学考点一遍过考点59,晶体结构与性质

时间：2021-01-08 20:08:39 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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　 一、晶体常识 1 ．晶体与非晶体 比较 晶体 非晶体 结构特征 结构粒子周期 性有序排列 结构粒子无序排列 性质 特征 自范性 有 无 熔点 固定 不固定 异同 表现 各向异性 各向同性 二者区 分方法 ①间接方法：测定其是否有固定的熔点； ②科学方法：对固体进行 X−射线衍射实验 2 ．获得晶体的三条途径 （1）熔融态物质凝固。

　（2）气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。

　（3）溶质从溶液中析出。

　3 ．晶胞 （1）概念：描述晶体结构的基本单元。

　（2）晶体中晶胞的排列——无隙并置 ①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。

　②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。

　③形状：一般而言晶胞都是平行六面体。

　4 ．晶格能 （1）定义：气态离子形成 1 摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJ·mol −1 。

　（2）影响因素 ①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。

　 ②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。

　（3）与离子晶体性质的关系 晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。

　易错警示：

　（1）具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如切割整齐的玻璃。

　（2）晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小部分，而不一定是最小的“平行六面体”。

　二、四类晶体的组成和性质 四种类型晶体的比较

　类型 比较 离子晶体 金属晶体 分子晶体 原子晶体 概念 离子间通过离子键结合而成的晶体 金属原子通过金属键相互结合形成的单质晶体 分子间以分子间作用力相结合而形成的晶体 相邻原子间以共价键相结合而形成的具有空间网状结构的晶体 构成晶体微粒 阴、阳离子 金属阳离子、自由电子 分子 原子 微粒之间的作用力 离子键 金属键 分子间作用力

　共价键 物理性质 熔、沸点 较高 有的高(如钨)、有的低(如汞) 较低 很高 硬度 较大 有的高(如铬)、有的低(如钠) 较小 很大 导电性 熔融或在水溶液中导电 良 本身不导电，溶于水时 发生电离后可导电 绝缘体(或半导体) 延展性 无 良 无 无 溶解性 易溶于极性溶剂，难溶于有机溶剂 一般不溶于溶剂，钠等活泼金属可与水、醇、酸反应 极性分子易溶于极性溶剂；非极性分子易溶于非极性溶剂 不溶于任何溶剂 典型实例 强碱(如 NaOH)、绝 大 部 分 盐 ( 如NaCl)、金属氧化金属单质(如钠、铝、铁等)与合金 大多数非金属单质(如P 4 、硫等)、非金属氧化物(如 CO 2 、SO 2 等，金刚石、晶体硅、二氧化硅等

　 物(如 Na 2 O) SiO 2 除 外 ) 、 酸 ( 如H 2 SO 4 )、所有非金属氢化物(如甲烷、硫化氢等)、绝大多数有机物(有机盐除外) 典型晶体模型 晶体 晶体结构 晶体详解 原子 晶体 金刚石

　（1）每个 C 与相邻的 4 个 C 以共价键结合，形成正四面体结构； （2）键角均为 109°28"； （3）最小碳环由 6 个 C 组成且 6 个原子不在同一平面内； （4）每个 C 参与 4 条 C—C 键的形成，C 原子数与 C—C 键数之比为 1∶2 原子 晶体 SiO 2

　 （1）每个 Si 与 4 个 O 以共价键结合，形成正四面体结构； （2）每个正四面体占有 1 个 Si，4 个“12O”，n(Si)∶n(O)=1∶2； （3）最小环上有 12 个原子，即 6 个 O，6 个 Si 分子 晶体 干冰

　（1）每 8 个 CO 2 分子构成立方体且在 6 个面心又各占据 1 个 CO 2 分子； （2）每个 CO 2 分子周围等距离且紧邻的 CO 2 分子有 12 个 离子 晶体 NaCl 型

　（1）每个 Na + (Cl − )周围等距离且紧邻的 Cl − (Na + )有 6 个。每个 Na + 周围等距离且紧邻的 Na + 有 12 个； （2）每个晶胞中含 4 个 Na + 和 4 个 Cl −

　离子 晶体 CsCl 型

　（1）每个 Cs + (Cl − )周围等距离且紧邻的 Cs + (Cl − )有 6 个；每个 Cs + 周围等距离且紧邻的 Cl − 有 8 个； （2）每个晶胞中含 1 个 Cs + 和 1 个 Cl −

　 金属 晶体 简单立 方堆积

　典型代表为 Po，配位数为 6，空间利用率为 52% 面心立 方最密 堆积

　又称为 A1 型或铜型，典型代表为 Cu、Ag、Au，配位数为 12，空间利用率为 74% 体心立 方堆积

　又称为 A2 型或钾型，典型代表为 Na、K、Fe，配位数为 8，空间利用率为 68% 六方最 密堆积

　又称为 A3 型或镁型，典型代表为 Mg、Zn、Ti，配位数为 12，空间利用率为 74% 三、 晶体类型的判断及熔、沸点比较 1． ． 晶体类型的判断方法 （1）依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断 ①离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用力是离子键。

　②原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用力是共价键。

　③分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用力是范德华力。

　④金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用力是金属键。

　（2）依据物质的分类判断

　①金属氧化物(如 K 2 O、Na 2 O 等)、强碱(NaOH、KOH 等)和绝大多数的盐是离子晶体。

　②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等外)、非金属氢化物、非金属氧化物(除 SiO 2 外)、绝大多数酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。

　③常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。

　④金属单质及合金是金属晶体。

　（3）依据晶体的熔点判断 离子晶体的熔点较高；原子晶体的熔点很高；分子晶体的熔点较低；金属晶体多数熔点高，但也有比较低的。

　（4）依据导电性判断 ①离子晶体溶于水或处于熔融状态时能导电。

　 ②原子晶体一般为非导体。

　③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。

　④金属晶体是电的良导体。

　（5）依据硬度和机械性能判断 离子晶体硬度较大(或硬而脆)；原子晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；金属晶体多数硬度大且具有延展性，但也有硬度较低的。

　2 ．不同类型晶体的熔、沸点的比较 （1）不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体。

　但应注意原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如 MgO 具有较高的熔点，金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如汞常温时为液态。

　（2）金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等金属的熔、沸点很高，汞、铯等金属的熔、沸点很低。

　3 ．同种类型晶体的熔、沸点的比较 （1）原子晶体 原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高

　如熔点：金刚石>碳化硅>硅。

　（2）离子晶体

　①一般地，离子所带的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl 2 >NaCl>CsCl。

　②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度也越大。

　（3）分子晶体 ①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；能形成氢键的分子晶体熔、沸点反常得高，如H 2 O>H 2 Te>H 2 Se>H 2 S。

　②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如 SnH 4 >GeH 4 >SiH 4 >CH 4 。

　③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如 CO>N 2 ，CH 3 OH>CH 3 CH 3 。

　④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。

　 如 CH 3 —CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH 3 >>

　（4）金属晶体 金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属的熔、沸点越高，如熔、沸点：Na<Mg<Al。

　四 、 晶体的计算 晶体结构的计算常常涉及如下数据：晶体密度、N A 、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等，密度的表达式往往是列等式的依据。解答这类题时，一要掌握晶体“均摊法”的原理，二要有扎实的立体几何知识，三要熟悉常见晶体的结构特征，并能融会贯通，举一反三。

　“ 均摊法” 原理 晶胞中任意位置上的一个原子如果被 n 个晶胞所共有，则每个晶胞对这个原子分得的份额就是1n。

　 注意：

　非平行六面体形晶胞中粒子数目的计算同样可用“均摊法”，其关键仍然是确定一个粒子为几个晶胞所共有。例如，石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1 个碳原子)对六边形的贡献为13，那么一个六边形实际有 6× 13=2 个碳原子。又如，在六棱柱晶胞(如图所示的 MgB 2 晶胞)中，顶点上的原子为 6 个晶胞(同层 3 个，上层或下层 3 个)共有，面上的原子为 2 个晶胞共有，因此镁原子个数为 12× 16+2× 12=3，硼原子个数为 6。

　 几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目

　A．NaCl(含 4 个 Na＋ ，4 个 Cl － ) B．干冰(含 4 个 CO 2 ) C．CaF 2 (含 4 个 Ca 2＋ ，8 个 F － ) D．金刚石(含 8 个 C) E．体心立方(含 2 个原子) F．面心立方(含 4 个原子) 与 晶体微粒与 M 、ρ 之间的关系 若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol该晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对“分子”质量)；又 1 个晶胞的质量为 ρa 3

　g(a 3 为晶胞的体积)，则 1 mol 晶胞的质量为 ρa 3 N A

　g，因此有 xM=ρa 3 N A 。

　考向一

　 晶胞中粒子个数的计算

　典例 1

　某晶体的一部分如图所示，这种晶体中 A、B、C 三种粒子数之比是

　A．3∶9∶4

　 B．1∶4∶2 C．2∶9∶4

　D．3∶8∶4 【解析】A 粒子数为 6×112＝12；B 粒子数为 6× 14＋3× 16＝2，C 粒子数为 1，故 A、B、C 粒子数之比为 1∶4∶2。

　【答案】B

　1．磁光存储的研究是 Williams 等在 1957 年使 Mn 和 Bi 形成的晶体薄膜磁化并用光读取之后开始的。如图是 Mn 和 Bi 形成的某种晶体的结构示意图(白球均在六棱柱内)，则该晶体物质的化学式可表示为

　A．Mn 2 Bi

　B．MnBi C．MnBi 3

　 D．Mn 4 Bi 3

　考向二

　 晶胞相关参数的计算

　典例 1

　 NaCl 晶体结构如图所示，现测知 NaCl 晶体中 Na + 与 Cl − 平均距离为 a cm，该晶体密度为 ρ g·cm −3 ，则阿伏加德罗常数可表示为

　A．30.5854a 

　B．35.858a 

　 C．358.52a 

　D．358.5a 

　【答案】C

　2．某离子晶体的晶胞结构如图所示。试求：

　（1）晶体中每一个 Y 同时吸引着

　个 X，每个 X 同时吸引着

　个 Y，该晶体的化学式是

　。

　（2）晶体中在每个 X 周围与它最接近且距离相等的 X 共有

　个。

　（3）晶体中距离最近的 2 个 X 与 1 个 Y 形成的夹角(∠XYX)为

　。

　（4）设该晶体的摩尔质量为 M g·mol −1 ，晶体密度为 ρ g·cm −3 ，阿伏加德罗常数的值为 N A ，则晶体中两个距离最近的 X 间的距离为

　cm。

　考向三

　 晶体类型的判断

　典例 1

　 现有几组物质的熔点(℃)数据：

　A 组 B 组 C 组 D 组 金刚石：3 550 ℃ Li：181 ℃ HF：－83 ℃ NaCl：801 ℃ 硅晶体：1 410 ℃ Na：98 ℃ HCl：－115 ℃ KCl：776 ℃ 硼晶体：2 300 ℃ K：64 ℃ HBr：－89 ℃ RbCl：718 ℃ 二氧化硅：1 723 ℃ Rb：39 ℃ HI：－51 ℃ CsCl：645 ℃ 据此回答下列问题：

　（1）A 组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。

　（2）B 组晶体共同的物理性质是________(填序号)。

　 ①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性 （3）C 组中 HF 熔点反常是由于_____________________________________。

　（4）D 组晶体可能具有的性质是________(填序号)。

　①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电 （5）D 组晶体的熔点由高到低的顺序为 NaCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其原因为___________________。

　【答案】（1）原子 共价键 （2）①②③④ （3）HF 分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出 HF 分子间能形成氢键即可) （4）②④ （5）D 组晶体都为离子晶体，r(Na＋ )＜r(K ＋ )＜r(Rb ＋ )＜r(Cs ＋ )，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高

　3．NF 3 可由 NH 3 和 F 2 在 Cu 催化剂存在下反应直接得到：4NH 3 +3F 2 NF 3 +3NH 4 F。上述化学方程式中的5 种物质所属的晶体类型有

　(填序号)。

　a.离子晶体

　b.分子晶体

　c.原子晶体

　d.金属晶体 考向四

　 晶体结构的分析与熔点的比较

　典例 1

　 下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是 ①O 2 、I 2 、Hg ②CO、KCl、SiO 2

　③Na、K、Rb ④Na、Mg、Al A．①③

　B．①④ C．②③

　D．②④

　【答案】D

　4．下表为钠的卤化物和硅的卤化物的熔点：

　NaX NaF NaCl NaBr NaI 熔点/℃ 995 801 775 651 SiX 4

　SiF 4

　SiCl 4

　SiBr 4

　SiI 4

　熔点/℃ −90.2 −70.4 5.2 120.5 回答下列问题：

　（1）钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高很多，其原因是

　 。

　（2）NaF 的熔点比 NaBr 的熔点高的原因是

　。SiF 4 的熔点比 SiBr 4 的熔点低的原因是

　 。

　（3）NaF 和 NaBr 的晶格能的高低顺序为

　，硬度大小为

　。

　考向五

　 金属晶胞的考查

　典例 1

　 有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是

　A．①为简单立方堆积，②为六方最密堆积，③为体心立方堆积，④为面心立方最密堆积 B．每个晶胞含有的原子数分别为①1 个，②2 个，③2 个，④4 个 C．晶胞中原子的配位数分别为①6，②8，③8，④12 D．空间利用率的大小关系为①<②<③<④

　【答案】B

　5．铁有如下 δ、γ、α 三种晶体结构，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是

　A．δ、γ、α 三种晶体互为同分异形体 B．α−Fe 晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有 6 个 C．将铁加热到 1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型不同，化学性质相同 D．γ−Fe 晶体为面心立方最密堆积 考向六

　 物质结构与性质综合题

　典例 1

　 已知 X、Y 和 Z 三种元素的原子序数之和等于 48。X 的 1∶1 型氢化物分子中既含有 σ 键又含有 π键。Z 是金属元素，Z 的单质和化合物有广泛的用途。已知 Z 的核电荷数小于 28，且次外层有 2 个未成对电子。工业上利用 ZO 2 和碳酸钡在熔融状态下制取化合物 M(M 可看作一种含氧酸盐)。M 有显著的“压电性能”，应用于超声波的发生装置。经 X 射线分析，M 晶体的最小重复单元为正方体(如图所示)，边长为 4.03×10 −10

　m，顶点位置被 Z 4+ 所占，体心位置被 Ba 2+ 所占，所有棱心位置被 O 2− 所占。

　（1）Y 在元素周期表中位于

　；Z 4+ 的核外电子排布式为

　。

　 （2）X 的 1∶1 型氢化物的分子构型为

　，X 在该氢化物中采取

　 杂化。X 和 Y形成的化合物的熔点

　(填“高于”或“低于”)X 的 1∶1 型氢化物的熔点。

　（3）①制备 M 的化学反应方程式是

　 ；②在 M 晶体中，Z 4+ 的氧配位数为

　。

　【思路分析】

　 【答案】（1）第四周期第 ⅡA 族 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6

　（2）直线形 sp 高于 （3）①TiO 2 +BaCO 3 BaTiO 3 +CO 2 ↑ ② 6

　 6．硼元素、钙元素、铜元素在化学中有很重要的地位，单质及其化合物在工农业生产和生活中有广泛的应用。

　（1）已知 CaC 2 与水反应生成乙炔。请回答下列问题：

　①将乙炔通入[Cu(NH 3 ) 2 ]Cl 溶液中生成 Cu 2 C 2 红棕色沉淀，Cu + 基态核外电子排布式为

　 。其在酸性溶液中不稳定，可发生歧化反应生成 Cu 2+ 和 Cu，但 CuO 在高温下会分解成 Cu 2 O，试从结构角度解释高温下 CuO 为何会生成 Cu 2 O：

　 。

　②CaC 2 中2- 22 2C O与

　互为等电子体，1 mol 22O中含有的 π 键数目为

　。

　③乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H 2 C CH—C≡N)，丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是

　，

　 构成丙烯腈元素中第一电离能最大的是

　。

　 （2）Cu 3 N 的晶胞结构如图，N 3− 的配位数为

　，Cu + 半径为 a pm，N 3− 半径为 b pm，Cu 3 N 的密度为

　g·cm −3 。(阿伏加德罗常数用 N A 表示)

　 物质结构与性质综合题解题方法 1．对于原子结构，要重点掌握构造原理，能够应用构造原理熟练地写出 1~36 号元素基态原子的电子排布式，答题时要看清题目要求，是书写基态原子的电子排布式还是价电子(或外围电子)的电子排布式。

　2．对于分子结构，能应用价电子对互斥理论推测分子的立体构型，例如常见的无机分子有直线形分子(如 CO 2 )、平面三角形分子(如 BF 3 )、V 形分子(如 H 2 O)、三角锥形分子(如 NH 3 )等。

　3．在解题时，要能将常见的分子构型根据电子排布的相似点，采用类比法迁移到新的物质中。能应用分子极性的规律判断分子的极性，能应用分子间作用力、氢键等知识解释其对物质性质的影响。

　4．掌握几种典型晶体结构的立体模型，常见的晶体有离子晶体(如 NaCl 型和 CsCl 型)、分子晶体(如干冰)、原子晶体(如金刚石、晶体硅、二氧化硅)、金属晶体(如 Mg 和 Cu)及混合型晶体(如石墨)，在解题时，既要能分析其晶体结构，又要能将常见的晶体结构迁移到新的物质中。

　 1．下列晶体分类中正确的一组是 选项 离子晶体 原子晶体 分子晶体 A NaOH Ar SO 2

　B H 2 SO 4

　石墨 S C CH 3 COONa 水晶

　D Ba(OH) 2

　金刚石 玻璃 2．下列说法中正确的是

　 A．离子晶体中每个离子周围均吸引着 6 个带相反电荷的离子 B．金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子，电子定向运动 C．分子晶体的熔、沸点很低，常温下都呈液态或气态 D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合 3．下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是 A．CH 4 >SiH 4 >GeH 4 >SnH 4

　B．KCl>NaCl>MgCl 2 >MgO C．Rb>K>Na>Li

　D．金刚石>Si>钠 4．下列说法正确的是(N A 为阿伏加德罗常数) A．124 g P 4 中含有 P—P 键的个数为 4N A

　B．12 g 石墨中含有 C—C 键的个数为 1.5N A

　C．12 g 金刚石中含有 C—C 键的个数为 4N A

　D．60 g SiO 2 中含有 Si—O 键的个数为 2N A

　5．下列数据是对应物质的熔点(℃)：

　BCl 3

　Al 2 O 3

　Na 2 O NaCl AlF 3

　AlCl 3

　干冰 SiO 2

　－107 2 073 920 801 1 291 190 －57 1 723 据此做出的下列判断中错误的是 A．铝的化合物的晶体中有的是离子晶体 B．表中只有 BCl 3 和干冰是分子晶体 C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体 6．钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的晶胞结构示意图如图所示，它的化学式是

　A．BaTi 8 O 12

　B．BaTi 4 O 5

　C．BaTi 2 O 4

　D．BaTiO 3

　7．根据表中给出的几种物质的熔、沸点数据，判断下列有关说法中错误的是

　 晶体 NaCl MgCl 2

　AlCl 3

　SiCl 4

　单质 B 熔点/℃ 810 710 190 －68 2 300 沸点/℃ 1 465 1 418 182.7 57 2 500 (注：AlCl 3 的熔点在 2.02×10 5 Pa 条件下测定) A．SiCl 4 和 AlCl 3 都是分子晶体 B．单质 B 可能是原子晶体 C．NaCl 和 MgCl 2 在熔融状态和溶于水时均能导电 D．NaCl 的键的强度比 MgCl 2 的小 8．下列对各组物质性质的比较中，正确的是 A．硬度：Li>Na>K B．熔点：金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅 C．第一电离能：Na<Mg<Al D．空间利用率：六方最密堆积<面心立方最密堆积<体心立方堆积 9．石墨晶体是层状结构，在每一层内；每一个碳原子都跟其他 3 个碳原子相结合，如图是其晶体结构的俯视图，则图中 7 个六元环完全占有的碳原子数是

　A．10 个

　 B．18 个

　C．24 个

　 D．14 个 10．如图是蓝色晶体 M x Fe y (CN) 6 中阴离子的最小结构单元(图中是该晶体晶胞的八分之一)。下列说法正确的是

　A．该晶体属于离子晶体，M 呈+2 价 B．该晶体属于分子晶体，化学式为 MFe 2 (CN) 6

　C．该晶体中与每个 Fe 3+ 距离相等且最近的 CN − 为 12 个 D．该晶体的一个晶胞中含有的 M + 的个数为 4 个

　 11．（1）钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方，则该晶胞中属于 1 个体心立方晶胞的金属原子数目是

　。氯化铯晶体的晶胞如图 1，则 Cs＋ 位于该晶胞的

　，而 Cl － 位于该晶胞的

　，Cs＋ 的配位数是

　。

　（2）铜的氢化物的晶体结构如图 2 所示，写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式：

　。

　（3）图 3 为 F－ 与 Mg 2 ＋ 、K ＋ 形成的某种离子晶体的晶胞，其中“○”表示的离子是

　(填离子符号)。

　（4）实验证明：KCl、MgO、CaO、TiN 这 4 种晶体的结构与 NaCl 晶体结构相似(如图 4 所示)，已知 3种离子晶体的晶格能数据如下表：

　离子晶体 NaCl KCl CaO 晶格能/kJ·mol－ 1

　786 715 3 401 则这 4 种离子晶体(不包括 NaCl)熔点从高到低的顺序是

　。

　其中 MgO 晶体中一个 Mg 2＋ 周围和它最邻近且等距离的 Mg 2 ＋ 有

　个。

　 12．已知 A、B、C、D、E、W 六种元素的原子序数依次递增，都位于前四周期。其中 A、D 原子的最外层电子数均等于其周期序数，且 D 原子的电子层数是 A 的 3 倍；B 原子核外电子有 6 种不同的运动状态，且 s 轨道电子数是 p 轨道电子数的两倍；C 原子 L 层上有 2 对成对电子。E 有“生物金属”之称，E 4+ 和氩原子的核外电子排布相同；W 位于周期表中第 8 列。请回答：

　（1）BA 2 C 分子中 B 原子的杂化方式为

　 ，BA 2 C 分子的空间构型为

　。

　（2）写出与 BC 2 分子互为等电子体的一种分子的化学式

　。BC 2 在高温高压下所形成晶体的晶胞如图 1 所示。则该晶体的类型属于

　晶体(选填“分子”“原子”“离子”或“金属”)。

　（3）经光谱测定证实单质 D 与强碱溶液反应有[D(OH) 4 ] − 生成，则[D(OH) 4 ] − 中存在

　。

　a.共价键

　b.配位键

　c.σ 键

　 d.π 键 （4）“生物金属”E 内部原子的堆积方式与铜相同，都是面心立方堆积方式，如图 2 所示。则晶胞中 E 原子的配位数为

　；若该晶胞的密度为 ρ g·cm −3 ，阿伏加德罗常数为 N A ，E 原子的摩尔质量为 M g·mol −1 ，则该晶胞的棱长为

　cm。

　（5）W 元素应用非常广泛，如果人体内 W 元素的含量偏低，则会影响 O 2 在体内的正常运输。已知 W 2+与 KCN 溶液反应得 W(CN) 2 沉淀，当加入过量 KCN 溶液时沉淀溶解，生成配合物，其配离子结构如图 3 所示。

　①W 元素基态原子价电子排布式为

　 。

　②写出 W(CN) 2 溶于过量 KCN 溶液的化学方程式：

　 。

　13．如图为 CaF 2 、H 3 BO 3 (层状结构，层内的 H 3 BO 3 分子通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图，请回答下列问题。

　（1）图Ⅰ所示的 CaF 2 晶体中与 Ca 2 ＋ 最近且等距离的 F － 的个数为________。图Ⅲ中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为________个。

　（2）图Ⅱ所示的物质结构中最外层已达 8 电子结构的原子是________，H 3 BO 3 晶体中 B 原子个数与极性键个数比为________。

　（3）金属铜具有很好的延展性、导电性、导热性，对此现象最简单的解释是用________理论。

　（4）三种晶体中熔点最低的是________(填化学式)，其晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为________。

　（5）已知两个距离最近的 Ca 2＋ 核间距为 a×10 － 8

　cm，结合 CaF 2 晶体的晶胞示意图，CaF 2 晶体的密度为_____________________________。

　1．[2018 新课标Ⅲ卷，节选]锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题：

　锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题：

　（5）金属 Zn 晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为_______________。六棱柱底边边长为 a cm，高为 c cm，阿伏加德罗常数的值为 N A ，Zn 的密度为________________g·cm － 3 （列出计算式）。

　2．[2018 新课标Ⅰ卷] Li 是最轻的固体金属，采用 Li 作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：

　（1）下列 Li 原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_____、_____（填标号）。

　A．

　B．

　C．

　D．

　（2）Li + 与 H − 具有相同的电子构型，r（Li + ）小于 r（H − ），原因是______。

　（3）LiAlH 4 是有机合成中常用的还原剂，LiAlH 4 中的阴离子空间构型是______、中心原子的杂化形式为______。LiAlH 4 中，存在_____（填标号）。

　A．离子键 B．σ 键 C．π 键

　 D．氢键 （4）Li 2 O 是离子晶体，其晶格能可通过图（a）的 Born−Haber 循环计算得到。

　可知，Li 原子的第一电离能为

　kJ·mol −1 ，O=O 键键能为

　kJ·mol −1 ，Li 2 O 晶格能为

　kJ·mol −1 。

　（5）Li 2 O 具有反萤石结构，晶胞如图（b）所示。已知晶胞参数为 0.4665 nm，阿伏加德罗常数的值为N A ，则 Li 2 O 的密度为______g·cm −3 （列出计算式）。

　3．[2018 新课标Ⅱ卷] 硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：

　H 2 S S 8

　FeS 2

　SO 2

　SO 3

　H 2 SO 4

　熔点/℃ −85.5 115.2 >600（分解）

　−75.5 16.8 10.3 沸点/℃ −60.3 444.6 −10.0 45.0 337.0 回答下列问题：

　（1）基态Fe原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为__________，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_________形。

　（2）根据价层电子对互斥理论，H 2 S、SO 2 、SO 3 的气态分子中，中心原子价层电子对数不同其他分子的是_________。

　（3）图（a）为S 8 的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为__________。

　（4）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_____形，其中共价键的类型有______种；

　 固体三氧化硫中存在如图（b）所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________。

　（5）FeS 2 晶体的晶胞如图（c）所示。晶胞边长为a nm、FeS 2 相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为N A ，其晶体密度的计算表达式为___________g·cm − 3 ；晶胞中Fe 2+ 位于22S所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为______nm。

　4．[2017 江苏，节选] 铁氮化合物(Fe x N y )在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某 Fe x N y 的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。

　（5）某 Fe x N y 的晶胞如题 21 图−1 所示，Cu 可以完全替代该晶体中 a 位置 Fe 或者 b 位置 Fe，形成 Cu替代型产物 Fe (x−n)

　Cu n N y 。Fe x N y 转化为两种 Cu 替代型产物的能量变化如题 21 图−2 所示，其中更稳定的 Cu 替代型产物的化学式为___________。

　5．[2017 新课标Ⅲ] 研究发现，在 CO 2 低压合成甲醇反应（CO 2 +3H 2 =CH 3 OH+H 2 O）中，Co 氧化物负载的Mn 氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：

　（1）Co 基态原子核外电子排布式为_____________。元素 Mn 与 O 中，第一电离能较大的是_________，基态原子核外未成对电子数较多的是_________________。

　（2）CO 2 和 CH 3 OH 分子中 C 原子的杂化形式分别为__________和__________。

　（3）在 CO 2 低压合成甲醇反应所涉及的 4 种物质中，沸点从高到低的顺序为_________________，原因是______________________________。

　（4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO 3 ) 2 中的化学键除了 σ 键外，还存在________。

　（5）MgO 具有 NaCl 型结构（如图），其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X 射线衍射实验测得MgO 的晶胞参数为 a=0.420 nm，则 r(O 2− )为________nm。MnO 也属于 NaCl 型结构，晶胞参数为a" =0.448 nm，则 r(Mn 2+ )为________nm。

　6．[2016 新课标Ⅰ]锗（Ge）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：

　 （1）基态 Ge 原子的核外电子排布式为[Ar]_______，有______个未成对电子。

　（2）Ge 与 C 是同族元素，C 原子之间可以形成双键、叁键，但 Ge 原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是________________。

　（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因________。

　GeCl 4

　GeBr 4

　GeI 4

　熔点/℃ −49.5 26 146 沸点/℃ 83.1 186 约 400 （4）光催化还原 CO 2 制备 CH 4 反应中，带状纳米 Zn 2 GeO 4 是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O 电负性由大至小的顺序是______________。

　（5）Ge 单晶具有金刚石型结构，其中 Ge 原子的杂化方式为______，微粒之间存在的作用力是_______。

　（6）晶胞有两个基本要素：

　①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为 Ge 单晶的晶胞，其中原子坐标参数 A 为（0，0，0）；B 为（12，0，12）；C 为（12，12，0）。则 D 原子的坐标参数为______。

　②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知 Ge 单晶的晶胞参数 a=565.76 pm，其密度为______g·cm −3（列出计算式即可）。

　7．[2015 新课标Ⅰ]碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：

　（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用

　形象化描述。在基态原子中，核外存在

　 对自旋相反的电子。

　（2）碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是

　。

　（3）CS 2 分子中，共价键的类型有

　，C 原子的杂化轨道类型是

　，写出两个与 CS 2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子

　。

　（4）CO 能与金属 Fe 形成 Fe(CO) 5 ，该化合物的熔点为 253K，沸点为 376K，其固体属于

　晶体。

　碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：

　①在石墨烯晶体中，每个 C 原子连接

　个六元环，每个六元环占有

　个 C 原子。

　②在金刚石晶体中，C 原子所连接的最小环也为六元环，每个 C 原子连接

　 个六元环，六元环中最多有

　 个 C 原子在同一平面。

　 1．【答案】B 【解析】由晶体的结构示意图可知：白球代表 Bi 原子，且均在六棱柱内，所以 Bi 为 6 个。黑球代表Mn 原子，个数为 12× 16+2× 12+1+6× 13=6(个)，则两者的原子个数比为 6∶6=1∶1。

　2．【答案】（1）4 8 XY 2 (或 Y 2 X) （2）12 （3）109°28" （4）

　3A2MN 

　 （4）因为一个立方单元中只含12个 XY 2 ，则有2M=ρ·V·N A ，V=A2MN ，而 V=l 3 (设晶胞边长为 l)，则l 3 =A2MN ，l= 3A2MN ，则 X 与 X 间的距离为2 l= 2 · 3A2MN = 3A2MN 。

　变式拓展

　 3．【答案】abd 【解析】Cu 是金属，属于金属晶体，NH 4 F 是盐，属于离子晶体，NH 3 、F 2 、NF 3 都属于分子晶体，故答案为：abd。

　4．【答案】（1）钠的卤化物是离子晶体，硅的卤化物是分子晶体 （2）F − 半径比 Br − 小，NaF 离子键键能比 NaBr 大 SiF 4 的相对分子质量比 SiBr 4 小，SiF 4 的分子间作用力比 SiBr 4 小 （3）NaF>NaBr NaF>NaBr 【解析】（1）一般离子晶体的熔点比分子晶体的熔点高。

　（2）NaF 和 NaBr 属于离子晶体，离子晶体中离子的半径越小，离子键强度越大，熔点越高；SiF 4 和 SiBr 4属于分子晶体，分子晶体的相对分子质量越大，熔点越高。

　（3）离子晶体中，离子半径越小，离子键强度越大，晶格能越大，硬度越大，F − 半径小于 Br − ，晶格能NaF>NaBr，硬度 NaF>NaBr。

　6．【答案】（1）①1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 或[Ar]3d 10

　Cu + 价电子排布式为 3d 10 ，为全充满结构，更稳定 ②2N A

　③sp、sp 2

　N （2）6 303A103 104 ( ) N a b

　【解析】（1）①首先写出 Cu 原子的核外电子排布式，然后失去 1 个电子即可得到 Cu + 基态核外电子的排布式；②由乙炔的结构式 H—C≡C—H 可知 1 个2- 22 2C O与 均含有 2 个 π 键；③前面的 2 个碳原子均为sp 2 杂化，后面的碳原子为 sp 杂化；（2）依据化学式 Cu 3 N 可知 8 个顶点为 N 3− 、12 个棱上为 Cu + ，所以一个晶胞中含有 3 个 Cu + 、1 个 N 3− ；一个晶胞中有 3 个 Cu + 距离 N 3− 最近，1 个 Cu + 被 4 个晶胞共用，所以 N 3− 的配位数为34×8=6；一个晶胞的质量为A3 64 14N  g；晶胞的边长为(2a+2b) pm，晶胞体积为(2a+2b) 3

　pm 3 ，然后根据密度公式即可求出密度，注意单位换算。

　考点冲关

　 1．【答案】C 【解析】A 项中固态 Ar 为分子晶体；B 项中 H 2 SO 4 为分子晶体、石墨是混合型晶体；D 项中玻璃是非晶体。

　2．【答案】D 【解析】A 项，离子晶体中每个离子周围不一定吸引 6 个带相反电荷的离子，如 CsCl 晶体中每个 Cs＋ 吸引 8 个 Cl－ ；B 项，金属晶体中的自由电子不是因为外电场作用产生的；C 项，分子晶体不一定是液态或气态，可能为固态，如 I 2 、S 8 等。

　3．【答案】D 【解析】晶体熔点的高低取决于构成该晶体的结构粒子间作用力的大小。A 项，物质均为结构相似的分子晶体，其熔点取决于分子间作用力的大小，一般来说，结构相似的分子晶体，相对分子质量越大者分子间作用力也越大，故 A 项各物质熔点应为逐渐升高的顺序；B 项，物质均为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于离子键键能的大小，一般来说，离子的半径越小，电荷越多，离子键的键能就越强，故 B 项各物质熔点也应为升高顺序；C 项，物质均为同主族的金属晶体，其熔点高低取决于金属键的强弱，而金属键键能与金属原子半径成反比，与价电子数成正比，碱金属原子半径依 Li～Cs 的顺序增大，价电子数相同，故熔点应是 Li 最高，Cs 最低；D 项，原子晶体的熔点取决于共价键的键能，键能则与键长成反比，金刚石 C—C 键的键长更短些，所以金刚石的熔点比硅高。原子晶体的熔点一般比金属晶体的熔点高。

　6．【答案】D 【解析】仔细观察钛酸钡晶体的晶胞结构示意图可知：Ba 2＋ 在立方体的中心，完全属于该晶胞；Ti 4 ＋ 处于立方体的 8 个顶点，每个 Ti 4＋ 为与之相连的 8 个立方体所共用，即每个 Ti 4 ＋ 只有 18 属于该晶胞；O 2－ 处于立方体的 12 条棱的中点，每条棱为 4 个立方体共用，即每个 O 2－ 只有 14 属于该晶胞。则晶体中 Ba 2＋ 、Ti 4＋ 、O 2 － 的个数比为 1∶(8×18 )∶(12×14 )＝1∶1∶3。

　 7．【答案】D 【解析】由表中所给熔、沸点数据可知，SiCl 4 和 AlCl 3 都为分子晶体，A 项正确；单质 B 的熔、沸点很高，可能为原子晶体，B 项正确；NaCl 和 MgCl 2 都是离子晶体，在熔融状态和溶于水时均能导电，C 项正确；NaCl 的熔、沸点高于 MgCl 2 ，表明 Na ＋ 与 Cl － 的键 8．【答案】A 【解析】碱金属元素中，其硬度随着原子序数的增大而减小，所以硬度 Li>Na>K，故 A 正确；原子晶体中，键长越长其键能越小，则晶体的熔点越低，键能大小顺序是 C—C 键、Si—O 键、C—Si 键、Si—Si键，所以熔点高低顺序是金刚石>二氧化硅>碳化硅>晶体硅，故 B 错误；同一周期，元素第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第ⅡA 族、第ⅤA 族元素第一电离能大于相邻元素，第一电离能：Mg>Al>Na，故 C 错误；空间利用率：六方最密堆积=面心立方最密堆积>体心立方堆积，故 D 错误。

　9．【答案】D 【解析】根据图片知，每个碳原子被 3 个六元环占有，利用均摊法知，7 个六元环含有碳原子个数为13×6×7=14。

　11．【答案】（1）2 体心 顶点 8 （2）2CuH＋3Cl 2 =====点燃2CuCl 2 ＋2HCl （3）F－

　（4）TiN>MgO>CaO>KCl 12 【解析】（1）体心立方晶胞中，1 个原子位于体心，8 个原子位于立方体的顶点，故 1 个晶胞中金属原子数为 8×18 ＋1＝2；氯化铯晶胞中，Cs＋ 位于体心，Cl － 位于顶点，Cs ＋ 的配位数为 8。

　（2）由晶胞可知，粒子个数比为 1∶1，化学式为 CuH，＋1 价的铜与－1 价的氢均具有较强的还原性，

　 氯气具有强氧化性，产物为 CuCl 2 和 HCl。

　（3）由晶胞结构可知，黑球有 1 个，灰球有 1 个，白球有 3 个，由电荷守恒可知 n(Mg 2＋ )∶n(K ＋ )∶n(F－ )＝1∶1∶3，故白球为 F － 。

　（4）从 3 种离子晶体的晶格能数据知道，离子所带电荷越多、离子半径越小，离子晶体的晶格能越大，离子所带电荷数：Ti 3＋ >Mg 2 ＋ ，离子半径：Mg 2 ＋ ＜Ca 2 ＋ ，所以熔点：TiN>MgO>CaO>KCl；MgO 晶体中一个 Mg 2＋ 周围和它最邻近且等距离的 Mg 2 ＋ 有 12 个。

　12．【答案】（1）sp 2 杂化 平面三角形 （2）N 2 O 或 CS 2

　原子 （3）abc （4）12 3A4MN  （5）①3d 6 4s 2

　②Fe(CN) 2 +4KCN K 4 [Fe(CN) 6 ]

　（3）[Al(OH) 4 ] − 中铝离子与氢氧根离子之间存在配位键、氢氧根离子中氧原子与氢原子之间形成共价键，属于 σ 键，离子中没有 π 键； （4）选择一个顶点为中心原子，离该顶点最近的原子为面心原子，一个晶胞中有 3 个面心离此顶点距离最近且相等，一个晶胞中贡献32个面心原子，则 E 原子配位数为32×8=12；一个晶胞中含有 Ti 原子为18×8+12×6=4，1 mol 晶胞的质量为 4M g，设该晶胞的“边长”为 a cm，a 3 ×N A ×ρ=4M； （5）②Fe(CN) 2 溶于过量 KCN 溶液生成配位数为 6 的配合物[Fe(CN) 6 ] 4− 。

　13．【答案】（1）8 12 （2）O 1∶6 （3）电子气 （4）H 3 BO 3

　分子间作用力 （5）183.2a 3 g·cm－ 3

　 【解析】（1）CaF 2 晶体中 Ca 2 ＋ 的配位数为 8，F － 的配位数为 4，Ca 2 ＋ 和 F － 个数比为 1∶2；铜晶体中未标号的铜原子周围最紧邻的铜原子为上层的 1、2、3，同层的 4、5、6、7、8、9，下层的 10、11、12，共 12 个。

　（2）图Ⅱ中 B 原子最外层三个电子形成三条共价键，最外层共 6 个电子，H 原子达到 2 电子稳定结构，只有氧原子形成两条共价键达到 8 电子稳定结构。H 3 BO 3 晶体是分子晶体，相互之间通过氢键相连，每个 B 原子形成三条 B—O 极性键，每个 O 原子形成一条 O—H 极性键，共六条极性键。

　（3）电子气理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，可以用来解释金属键的本质，金属的延展性、导电性、导热性。

　（4）H 3 BO 3 晶体是分子晶体，熔点最低，受热熔化时克服分子间作用力。

　（5）一个 CaF 2 晶胞中实际拥有的离子数：Ca 2 ＋ 数为 8×18 ＋6×12 ＝4，而 F－ 数为 8，从而确定 1 个晶胞实际拥有 4 个“CaF 2 ”，则 CaF 2 晶体的密度为 4×78 g·mol － 1 ÷[( 2a×10 － 8

　cm) 3 ×6.02×10 23

　mol － 1 ]＝ 183.2a 3 g·cm－ 3 。

　1．【答案】（5）六方最密堆积（A 3 型）

　2A65 6436 N a c  

　2．【答案】（1）D

　C （2）Li + 核电荷数较大 （3）正四面体

　sp 3

　 AB 直通高考

　 （4）520

　498

　2908 （5）7 3A8 7 4 16(0.4665 10 ) N   【解析】分析：（1）根据处于基态时能量低，处于激发态时能量高判断； （2）根据原子核对最外层电子的吸引力判断； （3）根据价层电子对互斥理论分析；根据物质的组成微粒判断化学键； （4）第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，据此计算；根据氧气转化为氧原子时的能量变化计算键能；晶格能是气态离子形成 1 摩尔离子晶体释放的能量，据此解答； （5）根据晶胞中含有的离子个数，结合密度的定义计算。

　详解：（1）根据核外电子排布规律可知 Li 的基态核外电子排布式为 1s 2 2s 1 ，则 D 中能量最低；选项 C中有 2 个电子处于 2p 能级上，能量最高；

　（5）根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中，共计是 8 个，根据化学式可知氧原子个数是 4 个，则 Li 2 O 的密度是 337A8 7 4 16g/cm0.4665 10mVN   。

　点睛：本题考查核外电子排布，轨道杂化类型的判断，分子构型，电离能、晶格能，化学键类型，晶胞的计算等知识，保持了往年知识点比较分散的特点，立足课本进行适当拓展，但整体难度不大。难点仍然是晶胞的有关判断与计算，晶胞中原子的数目往往采用均摊法：①位于晶胞顶点的原子为 8 个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为 1/8；②位于晶胞面心的原子为 2 个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为 1/2；③位于晶胞棱心的原子为 4 个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为 1/4；④位于晶胞体心的原子为 1 个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为 1。

　3．【答案】（1）

　 哑铃（纺锤）

　 （2）H 2 S （3）S 8 相对分子质量大，分子间范德华力强 （4）平面三角

　2

　sp 3

　（5）213A410MN a

　22a

　【解析】分析：（1）根据铁、硫的核外电子排布式解答； （2）根据价层电子对互斥理论分析； （3）根据影响分子晶体熔沸点高低的是分子间范德华力判断； （4）根据价层电子对互斥理论分析； （5）根据晶胞结构、结合密度表达式计算。

　详解：（1）基态 Fe 原子的核外电子排布式为 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 ，则其价层电子的电子排布图（轨道表达式）为 ；基态 S 原子的核外电子排布式为 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 ，则电子占据最高能级是 3p，其电子云轮廓图为哑铃（纺锤）形。

　（2）根据价层电子对互斥理论可知 H 2 S、SO 2 、SO 3 的气态分子中，中心原子价层电子对数分别是6 1 2 6 2 2 6 2 32 4 2 3 3 32 2 2           、 、

　，因此不同其他分子的是 H 2 S。

　（5）根据晶胞结构可知含有铁原子的个数是 12×1/4+1＝4，硫原子个数是 8×1/8+6×1/2＝4，晶胞边长为a nm、FeS 2 相对式量为 M，阿伏加德罗常数的值为 N A ，则其晶体密度的计算表达式为  3 21 33 37AA4 4g/cm 10 g/cm10m M MV N aN a   ；晶胞中 Fe 2+ 位于 所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长是面对角线的一半，则为22a

　nm。

　点睛：本题主要是考查核外电子排布、杂化轨道、空间构型、晶体熔沸点比较以及晶胞结构判断与计算等，难度中等。其中杂化形式的判断是难点，由价层电子特征判断分子立体构型时需注意：价层电子对

　 互斥模型说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。①当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；②当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致；价层电子对互斥模型能预测分子的几何构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的几何构型。两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。

　4．【答案】（5）Fe 3 CuN 【解析】（5）a 位置 Fe：8×1/8=1，b 位置 Fe，6×1/2=3，N 为 1 个，从题 21 图−2 看出：Cu 替代 a 位置Fe 型产物的能量更低，将化学式由 Fe 3 FeN 用铜替换为 Fe 3 CuN。

　5．【答案】（1）1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 7 4s 2 或[Ar]3d 7 4s 2

　 O

　Mn （2）sp

　 sp 3

　（3）H 2 O>CH 3 OH>CO 2 >H 2

　 H 2 O 与 CH 3 OH 均为极性分子，H 2 O 中氢键比甲醇多；CO 2 与 H 2 均为非极性分子，CO 2 分子量较大、范德华力较大 （4）离子键和 π 键（或 键）

　（5）0.148

　 0.076

　（3）在 CO 2 低压合成甲醇反应所涉及的 4 种物质中，沸点从高到低的顺序为 H 2 O>CH 3 OH>CO 2 >H 2 ，原因是常温下水和甲醇是液体而二氧化碳和氢气是气体，液体的沸点高于气体；H 2 O 与 CH 3 OH 均为极性分子，H 2 O 中氢键比甲醇多，所以水的沸点高于甲醇；CO 2 与 H 2 均为非极性分子，CO 2 分子量较大、范德华力较大，所以 CO 2 的沸点较高。

　（4）硝酸锰是离子化合物，硝酸根和锰离子之间形成离子键，硝酸根中 N 原子与 3 个氧原子形成 3 个σ 键，硝酸根中有一个氮氧双键，所以还存在 π 键。

　（5）因为 O 2－ 是面心立方最密堆积方式，面对角线是 O 2 － 半径的 4 倍，即 4r(O 2 － )=2 a，解得 r(O 2

　 － )=20.4204 nm=0.148nm；MnO也属于 NaCl型结构，根据晶胞的结构，晶胞参数=2 r(O 2－ )+2 r(Mn 2+ )，则 r(Mn 2+ )=(0.448 nm−2×0.148 nm)/2=0.076nm。

　6．【答案】（1）3d 10 4s 2 4p 2

　 2 （2）Ge 原子半径大，原子间形成的 σ 单键较长，p−p 轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成 π 键 （3）GeCl 4 、GeBr 4 、GeI 4 的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强。

　（4）O＞Ge＞Zn （5）sp 3

　共价键 （6）①(14，14，14)

　②738 73106.02 565.76

　由低到高的顺序是：GeCl 4 ＜GeBr 4 ＜GeI 4 ；（4）光催化还原 CO 2 制备 CH 4 反应中，带状纳米 Zn 2 GeO 4是该反应的良好催化剂。元素的非金属性越强，其吸引电子的能力就越强，元素的电负性就越大。元素Zn、Ge、O 的非金属性强弱顺序是：O＞Ge＞Zn，所以这三种元素的电负性由大至小的顺序是 O＞Ge＞Zn ；（5）

　Ge 单晶具有金刚石型结构，其中 Ge 原子的杂化方式为 1 个 s 轨道与 3 个 p 轨道进行的sp 3 杂化；由于是同一元素的原子通过共用电子对结合，所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键(或写为共价键)；（6）

　①根据各个原子的相对位置可知，D 在各个方向的 1/4 处，所以其坐标是(14，14，14)；根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的 Ge 原子数是 8×1/8+6×1/2+4=8，所以晶胞的密度 310 3 23 10 3A8 73g/mol 8 73g/cm(565.76pm 10 cm/pm) 6.02 10 (565.76 10 )mV N        =

　 738 73106.02 565.76cm 3 。

　7．【答案】（1）电子云

　 2 （2）C 有 4 个价电子且半径较小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构 （3）σ 键和 π 键

　sp

　 CO 2 、SCN −

　（4）分子 （5）①3

　2

　 ②12

　4

　（3）CS 2 分子中，C 与 S 原子形成双键，每个双键都是含有 1 个 σ 键和 1 个 π 键，分子空间构型为直线型，则含有的共价键类型为 σ 键和 π 键；C 原子的最外层形成 2 个 σ 键，无...