高考化學大題逐空突破系列（全國通用）03 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題型集訓(xùn)(3) （附答案解析）

PAGE物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題型集訓(xùn)(3)1．腐蝕、防腐以及催化等化學化工過程都涉及金屬納米團簇的研究，團簇已經(jīng)成為化學和材料研究的前沿和熱點。金屬納米團簇最外層需要配體來穩(wěn)定，常見有硫醇配體、磷配體和炔配體。鹵素作為第二配體或第三配體，其體積比硫醇配體、磷配體和炔配體更小，在形成納米團簇的過程中空間位阻更小，而且鹵素與金、銀具有較好的配位能力(1)銀位于元素周期表第五周期第ⅠB族元素，其價電子排布式為________(2)金(Au)溶于王水的原理是金與強氧化性的硝酸生成微量的Au3＋和NO，鹽酸提供的Cl－與Au3＋形成[AuCl4]－配離子，寫出總反應(yīng)的離子方程式：___________________________________________(3)[Au80Ag30()42Cl9]Cl結(jié)構(gòu)中非金屬元素的電負性由大到小的順序是________(4)第三周期部分主族元素的氟化物的熔點(見表)化合物NaFAlF3SiF4SF6熔點/℃9931040－90－50.5由表中數(shù)值可以判斷AlF3晶體類型為________SiF4比SF6熔點低的原因______________________________；SF6分子的空間構(gòu)型為正八面體，如圖所示，該分子的鍵角分別為________，它的二氯代物SF4Cl2有_______種(5)固態(tài)五氯化磷為離子晶體，結(jié)構(gòu)單元可以寫作PCleq\o\al(＋,4)、PCleq\o\al(－,6)，晶胞與CsCl相同，該晶胞沿x、y或z軸的投影如上圖。陽離子中的P雜化方式為：________若密度為dg/cm3，則晶胞參數(shù)a＝________cm(已知阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，列出計算式即可)2．含銅材料用途非常廣泛，用超臨界CO2/CH3CN及水作電解質(zhì)，使用碳作載體的銅基催化劑可高效將CO2還原為HCOOH?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)Cu2＋核外價電子排布式為___________________(2)銅的熔點比同周期的鉀的熔點高，這是由于___________________________________________________(3)CO2的空間結(jié)構(gòu)為________形，CH3CN中碳原子的雜化方式為____________(4)HCOOH通常以二聚體(含八元環(huán))存在，畫出該二聚體的結(jié)構(gòu)：______________________(5)一種熱電材料的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，底部邊長為apm，高為cpm，該晶體的化學式為________________，緊鄰的Sb與Cu間的距離為________pm，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，晶體的密度為________g·cm－33．鎵(Ga)、鍺(Ge)、硅(Si)、硒(Se)的單質(zhì)及某些化合物如砷化鎵、磷化鎵等都是常用的半導(dǎo)體材料，應(yīng)用于航空航天測控、光纖通訊等領(lǐng)域?；卮鹣铝袉栴}：(1)硒常用作光敏材料，基態(tài)硒原子的核外電子排布式為________________；與硒同周期的p區(qū)元素中第一電離能大于硒的元素有________種；SeO3的空間構(gòu)型是________________(2)根據(jù)元素周期律，原子半徑Ga________As(填“大于”或“小于”，后同)，第一電離能Ga______As(3)GaN、GaP、GaAs都是很好的半導(dǎo)體材料，熔點如表所示，分析其變化原因：__________________________________________________________________________________________GaNGaPGaAs熔點1700℃1480℃1238℃(4)GaN晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示。已知六棱柱底邊邊長為apm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA①晶胞中鎵原子堆積方式如圖甲所示，每個鎵原子周圍距離最近的鎵原子數(shù)目為________②從GaN晶體中“分割”出的平行六面體如圖乙。若該平行六面體的高為eq\f(2\r(6),3)apm，GaN晶體的密度為________g/cm3(用a、NA表示)4．硫鋁酸鈣化學式為Ca4Al6SO16，可寫成3CaO·3Al2O3·CaSO4，是一種常用的混凝土膨脹劑，有研究者利用氯化鉛(PbCl2)作為助溶劑來獲得無水硫鋁酸鈣晶體，進而對其結(jié)構(gòu)進行研究?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)氧原子的價電子排布圖為，而不是，因為核外電子排布應(yīng)遵循________(填“泡利原理”或“洪特規(guī)則”)?；鶓B(tài)Ca原子核外電子占據(jù)的最高能層符號是________(2)SOeq\o\al(2－,4)的中心原子雜化方式為________，S2Oeq\o\al(2－,3)可看成是SOeq\o\al(2－,4)中的一個氧原子被硫原子所替代，則S2Oeq\o\al(2－,3)的VSEPR模型名稱為________________(3)Al的性質(zhì)與Be的性質(zhì)相似，可知熔點：BeCl2________MgCl2(填“>”或“<”)，理由是____________________________________________________________________________________(4)PbCl2中Pb2＋是一種對生命體有很強毒性的重金屬離子，目前醫(yī)學上的解毒方法是用乙二胺四乙酸(EDTA)的鹽與Pb2＋形成穩(wěn)定的配合物以順利排出體外，形成的配離子是[Pb(EDTA)]2－，結(jié)構(gòu)(氫原子省略)如圖所示，則該配離子的配位原子為________(填元素符號)，配位數(shù)是________(5)研究表明在液相環(huán)境中，無水硫鋁酸鈣可形成立方晶系晶體，晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，其中Al3＋形成的籠狀骨架結(jié)構(gòu)如圖乙所示，則該晶胞中含有________個Al3＋；若晶胞邊長為anm，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，無水硫鋁酸鈣摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1，則晶體密度為________g·cm－3。5．根據(jù)元素在體內(nèi)含量不同，可將體內(nèi)元素分為常量元素和微量元素。其中H、C、O、N、S、P等為常量元素，F(xiàn)e、Zn等為微量元素。回答下列問題：(1)基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為[Ar]________，有________組相同能量的電子(2)數(shù)據(jù)表明，S的第一電離能小于P的第一電離能，其原因可能有兩種：一種是S失去的是已經(jīng)配對的電子，配對電子相互排斥，電離能較低，另一種是________(3)氧與氮可形成正離子NOeq\o\al(＋,2)，其空間構(gòu)型為________，碳與氫也可形成正離子CHeq\o\al(＋,3)，該離子中，碳的雜化方式為________(4)原子的電子親和能是指在0K下的氣相中，原子獲得電子變成負離子時所釋放的能量。氧原子的第二電子親和能(O－＋e－→O2－的能量)不能直接在氣相中測定，但可通過如圖的born－Haber循環(huán)計算得到由圖可知，Mg原子的第一電離能為________kJ·mol－1，O＝O鍵鍵能為________kJ·mol－1，氧原子的第二電子親和能為________kJ·mol－1(5)氫化鎂(MgH2)與金屬鋅在一定條件下研磨，可制得化合物Mg2ZnH4，X－射線衍射分析表明，該化合物的立方晶胞的面心和頂點均被鋅原子占據(jù)，所有鎂原子的配位數(shù)都相等①該晶胞中鎂原子個數(shù)為________②已知Mg2ZnH4晶體的晶胞參數(shù)為apm，鎂原子分布在該晶胞中鋅原子形成的四面體中心。該晶胞中相鄰鎂原子與鋅原子之間距離為_______pm，Mg2ZnH4晶體密度為_______g·cm－3(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示)6．錳(Mn)、鈦(Ti)等過渡金屬元素化合物的應(yīng)用研究是目前前沿科學之一，回答下列問題：(1)Mn的價電子排布式為，金屬錳可導(dǎo)電、導(dǎo)熱，有金屬光澤和延展性，這些性質(zhì)都可以用理論解釋。(2)已知金屬錳有多種晶型，γ型錳的面心立方晶胞俯視圖符合下列(選填編號)，每個Mn原子周圍緊鄰的原子數(shù)為(3)熔融態(tài)的MnO和MnS均能導(dǎo)電。推測：熔點MnOMnS(選填“>”、“＝”或“<”)，其原因為________________________________________________________________________(4)TiO2作光催化劑可將甲醛、苯等有害氣體轉(zhuǎn)化為CO2和H2O達到無害化①苯(C6H6)、CO2分子中碳原子的雜化方式分別為；甲醛(CH2O)分子為分子(選填“極性”或“非極性”)②下列各組微粒互為等電子體的是a．CO2與N2Ob．H2O與SO2c．C6H6與B3N3H6d．CH2O與BF3(5)金紅石TiO2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞內(nèi)均攤的O原子數(shù)為；設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)，則該晶體的密度為g·cm－3(用相關(guān)字母的代數(shù)式表示)7．已知Mn、Fe、Co是合金中的重要元素，而P、S、Cl是農(nóng)藥中的重要元素。請回答下列問題：(1)基態(tài)錳原子的價電子排布圖為________________，錳有多種化合價，在＋2、＋3、＋4、＋5和＋6中，最穩(wěn)定的化合價是________(2)已知PCl3的沸點高于SCl2，原因是___________________________________(3)已知P4(白磷)為正四面體結(jié)構(gòu)，與氧氣反應(yīng)生成非極性分子P4O10，其中P在空間的相對位置不變，則P4O10中σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為__________(4)如圖為酞菁鈷分子的平面結(jié)構(gòu)，下列說法不正確的是________A．電負性：N>C>HB．4個N原子均與Co形成配位鍵C．分子中N的雜化軌道類型均為sp2D．第一電離能：N<O(5)如圖是一種由Y(與Sc同族)、Ba、Fe、O組成的晶體，晶胞棱上的球代表Ba，頂點的球代表Y，四方錐中心和八面體中心的球代表Fe，小球代表O①該晶體的化學式為________②其中Y的配位數(shù)為________③在氧氣氣氛中該晶體可被部分氧化，氧原子進入晶格而使晶體呈現(xiàn)深紫色。則被氧化的元素是________(填符號)，新進入的氧原子在晶胞中的位置是________8．2020年底，我國嫦娥五號月球探測器成功發(fā)射，進行無人采樣后已順利回收。(1)月球表面的月海玄武巖中富含鈦和鐵，基態(tài)鈦原子的核外電子排布式是，基態(tài)鐵原子核外電子占據(jù)的最高能級是(2)將月海玄武巖用硝酸溶解，所得溶液用KSCN檢驗，溶液呈紅色。KSCN中K、C、N的電負性從大到小的順序是，C原子的雜化軌道類型是，SCN－的空間構(gòu)型是，SCN－中含有的σ鍵數(shù)目是(3)嫦娥五號采樣機中的鉆桿是由中國科學院科學家研制的碳化硅增強鋁基復(fù)合材料制成，具有輕質(zhì)、高剛度、高強度和耐磨損等特點①鋁基復(fù)合材料中有一種重要的物質(zhì)氮化鋁（AlN，熔點為2249℃），氮化鋁屬類金剛石氮化物，則它屬于(填晶體類型名稱)。氮化鋁可用氧化鋁(熔點為2054℃)為原料來制取，從晶體類型角度分析AlN的熔點比氧化鋁高的原因是____________________________________________________________②氮化鋁的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，其中鋁原子的配位數(shù)是，Al與N原子最近的距離為acm，則該晶體的密度為g/cm3(寫出表達式即可)9．在照相底片的定影過程中，未曝光的溴化銀(AgBr)常用硫代硫酸鈉(Na2S2O3)溶解，反應(yīng)生成Na3[Ag(S2O3)2]；在廢定影液中加入Na2S使Na3[Ag(S2O3)2]中的銀轉(zhuǎn)化為Ag2S，并使定影液再生。將Ag2S在高溫下轉(zhuǎn)化為Ag，就達到了回收銀的目的。(1)銅、銀、鉻在元素周期表中均為過渡金屬元素，其中基態(tài)鉻原子的價電子排布式為________(2)Na、O、S簡單離子半徑由大到小的順序為__________(用簡單離子符號表示離子半徑)(3)S2Oeq\o\al(2－,3)結(jié)構(gòu)如圖所示，其中心硫原子的雜化軌道類型為______(4)Na3[Ag(S2O3)2]中存在的作用力有________A．離子鍵B．共價鍵C．范德華力D．金屬鍵E．配位鍵(5)在空氣中灼燒Ag2S生成Ag和SO2，SO2分子空間構(gòu)型為______；與SO3相比，________的鍵角更大，原因是______________________________________________________________________________________(6)如圖是金屬氫化物儲氫材料，其晶胞如圖所示，其化學式為______，已知該晶體的密度為ρg·cm－3，則該晶胞的體積為________cm3(用含ρ、NA的代數(shù)式表示)10．碳元素不僅能形成豐富多彩的有機化合物，而且還能形成多種無機化合物，同時自身可以形成多種單質(zhì)，碳及其化合物的用途廣泛(1)C60分子能與F2發(fā)生加成反應(yīng)，其加成產(chǎn)物為____________，C60分子的晶體中，在晶胞的頂點和面心均含有一個C60分子，則一個C60晶胞的質(zhì)量為______________(2)干冰和冰是兩種常見的分子晶體，下列關(guān)于兩種晶體的比較中正確的是______a．晶體的密度：干冰>冰b．晶體的熔點：干冰>冰c．晶體中的空間利用率：干冰>冰d．晶體中分子間相互作用力類型相同(3)金剛石和石墨是碳元素形成的兩種常見單質(zhì)，下列關(guān)于這兩種單質(zhì)的敘述中正確的是__________(填字母)。a．金剛石中碳原子的雜化類型為sp3雜化，石墨中碳原子的雜化類型為sp2雜化b．晶體中共價鍵的鍵長：金剛石中C—C鍵<石墨中C—C鍵c．晶體的熔點：金剛石>石墨d．晶體中共價鍵的鍵角：金剛石>石墨e．金剛石晶體中只存在共價鍵，石墨晶體中則存在共價鍵、金屬鍵和范德華力f．金剛石和石墨的熔點都很高，所以金剛石和石墨都是原子晶體(4)金剛石晶胞結(jié)構(gòu)如圖，立方BN結(jié)構(gòu)與金剛石相似，在BN晶體中，B原子周圍最近的N原子所構(gòu)成的立體圖形為______，B原子與N原子之間共價鍵與配位鍵的數(shù)目比為________，一個晶胞中N原子數(shù)目為_______(5)C與孔雀石共熱可以得到金屬銅，銅原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________，金屬銅采用面心立方最密堆積(在晶胞的頂點和面心均含有一個Cu原子)，則Cu的晶體中Cu原子的配位數(shù)為________，已知Cu單質(zhì)的晶體密度為ρg·cm－3，Cu的相對原子質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則Cu的原子半徑為________11．中國科學家合成了首例缺陷誘導(dǎo)的晶態(tài)無機硼酸鹽單一組分白光材料Ba2[Sn(OH)6][B(OH)4]2并獲得了該化合物的LED器件，該研究結(jié)果有望為白光發(fā)射的設(shè)計和應(yīng)用提供一個新的有效策略(1)基態(tài)Sn原子價層電子的空間運動狀態(tài)有________種，基態(tài)氧原子的價層電子排布式不能表示為2s22peq\o\al(2,x)2peq\o\al(2,y)，因為這違背了________________原理(規(guī)則)(2)[B(OH)4]－中氧原子的雜化軌道類型為________，[B(OH)4]－的空間構(gòu)型為____________(寫名稱)。[Sn(OH)6]2－中，Sn與O之間的化學鍵不可能是________a．π鍵b．σ鍵c．配位鍵d．極性鍵(3)碳酸鋇、碳酸鎂分解得到的金屬氧化物中，分解溫度較低的是________(填化學式)，其原因是_______________________________________________________(4)超高熱導(dǎo)率半導(dǎo)體材料——砷化硼(BAs)的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，則1號砷原子的坐標為________，已知阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，若晶胞中As原子到B原子最近距離為apm，則該晶體的密度為________g·cm－3(列出含a、NA的計算式即可)12．2020年8月中科大在鐵基高溫超導(dǎo)體研究中取得重要進展，BaFe2As2是一種重要的鐵基高溫超導(dǎo)體。(1)基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為，基態(tài)As原子中電子占據(jù)能量最高的原子軌道為(2)Ni2＋和Fe2＋可形成如圖A所示的配合物離子，該配合物離子中C原子的雜化方式為，Ni2＋的配位數(shù)為；N、S、O第一電離能由大到小的順序為(3)該配合物離子中Fe2＋的一個配體是茂環(huán)陰離子(C5Heq\o\al(－,5))。已知分子中的大π鍵可用符號Πeq\o\al(n,m)表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為Πeq\o\al(6,6)，則C5Heq\o\al(－,5)中的大π鍵可以表示為(4)BaFe2As2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖B所示，該晶體的密度是g·cm－3(用N、表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。圖C是該晶胞的俯視圖，將圖補充完整13．銅及其化合物在科學研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有許多用途?；卮鹣铝袉栴}：(1)Cu2O中陽離子的基態(tài)核外電子排布式為________；Cu和Ni在元素周期表中的位置相鄰，Ni在元素周期表中的位置是________(2)將過量的氨水加到硫酸銅溶液中，溶液最終變成深藍色，繼續(xù)加入乙醇，析出深藍色的晶體[Cu(NH3)4]SO4·H2O①乙醇分子中C原子的雜化軌道類型為________；NH3能與H＋以配位鍵形成NHeq\o\al(＋,4)的立體構(gòu)型是________②[Cu(NH3)4]SO4·H2O中存在的化學鍵除了極性共價鍵外，還有________③NH3極易溶于水的原因主要有兩個，一是___________________，二是____________________(3)CuSO4溶液中加入過量KCN溶液能生成配離子[Cu(CN)4]2－，1molCN－中含有的π鍵數(shù)目為_____，與CN－互為等電子體的離子有______(寫出一種即可)(4)Cu與F形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，若晶體密度為ag·cm－3，則Cu與F最近距離為________pm(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，列出計算表達式，不用化簡)【物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題型集訓(xùn)(3)】答案1．(1)4d105s1(2)Au＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4Cl－=[AuCl4]－＋NO↑＋2H2O(3)Cl＞C＞H(4)離子晶體SiF4與SF6為分子晶體，分子晶體的熔沸點與相對分子質(zhì)量呈正比，SiF4的相對分子質(zhì)量低90°和180°2(5)sp3eq\r(3,\f(244,ρNA))解析：(1)銀位于元素周期表第五周期第ⅠB族，其價電子排布式為4d105s1；(2)金(Au)溶于王水的原理是金與強氧化性的硝酸生成微量的Au3＋和NO，①Au＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Au3＋＋NO↑＋2H2O，鹽酸提供的Cl－與Au3＋形成[AuCl4]－配離子，②Au3＋＋4Cl－=[AuCl4]－，總反應(yīng)的離子方程式：Au＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4Cl－=[AuCl4]－＋NO↑＋2H2O；(3)電負性是指原子得電子能力大小，電負性越強非金屬性越強，該結(jié)構(gòu)含有的元素有C、H、Cl，非金屬性H＜C＜Cl，對應(yīng)的電負性大小為：H＜C＜Cl；(4)由表中熔點數(shù)值可以判斷NaF、AlF3為離子晶體，SiF4與SF6為分子晶體，分子晶體的熔沸點與相對分子質(zhì)量呈正比，SiF4的相對分子質(zhì)量低，所以SiF4比SF6熔點低；(5)空間構(gòu)型為正八面體，鍵角為90°和180°兩種；它的二氯代物SF4Cl2有2種；(6)P原子含有的孤對電子對數(shù)＝eq\f(5－1－4×1,2)＝0，PCleq\o\al(＋,4)則為sp3雜化，ρ＝eq\f(MZ,NAV)，由俯視圖可知為體心立方堆積，Z＝2，a＝eq\r(3,\f(2M,ρNA))＝eq\r(3,\f(244,ρNA))。2．(1)3d9(2)銅的原子半徑比鉀的小，價電子數(shù)比鉀的多，金屬鍵比鉀的強(3)直線sp3、sp(4)(5)Cu3SbS4eq\f(\r(2),2)aeq\f(884,NAa2c)×1030解析：(4)甲酸分子的結(jié)構(gòu)簡式是，分子中羰基吸引另一個甲酸分子中羥基上的H原子，從而形成分子間的氫鍵，則二聚分子的結(jié)構(gòu)式：。(5)晶胞中有銅原子：4×eq\f(1,4)＋8×eq\f(1,2)＋2×eq\f(1,2)＝6個；銻原子：8×eq\f(1,8)＋1＝2個，硫原子：8個，n(Cu)∶n(Sb)∶n(S)＝6∶2∶8＝3∶1∶4，故化學式為Cu3SbS4。緊鄰的Sb與Cu間的距離為底邊對角線的一半，故二者的距離為a×eq\f(\r(2),2)pm；晶胞質(zhì)量為eq\f(2×MCu3SbS4,NA)g，體積為(a×10－10)2×(c×10－10)cm3，則晶胞密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(64×6＋122×2＋32×8g,NAa2c×10－30cm3)＝eq\f(884,NAa2c)×1030g·cm－3。3．(1)[Ar]3d104s24p43平面正三角形(2)大于小于(3)三者均為共價晶體，原子半徑：N<P<As，鍵長：Ga—N<Ga—P<Ga—As，鍵能：Ga—N>Ga—P>Ga—As，故熔點降低(4)①12②eq\f(84\r(2),NAa3)×1030解析：(1)硒是34號元素，其核外電子排布式為[Ar]3d104s24p4，根據(jù)分析可知同周期中只有As、Br、Kr三種元素的第一電離能大于硒，SeO3的空間構(gòu)型為平面正三角形；(2)同周期主族元素的原子半徑隨原子序數(shù)的遞增而逐漸減小，因此鎵原子的半徑大于砷原子的半徑，砷原子處于第ⅤA族，其4p軌道處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能較大，因此砷原子的第一電離能大于鎵原子的第一電離能；(3)共價晶體中各原子之間是靠共價鍵連接的，在成鍵數(shù)相同的情況下，共價鍵的強度受成鍵原子的半徑大小影響，半徑越小則鍵能越大，N、P、As同屬第ⅤA族，因此三種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)相似，而原子半徑大小順序為N<P<As，因此GaN的熔點最高，GaAs的熔點最低；(4)①從六方晶胞的面心原子分析，上、中、下分別有3、6、3個配位原子，故鎵原子的配位數(shù)為12；②根據(jù)分析得出化學式為Ga6N6，質(zhì)量為eq\f(6×84,NA)g，該六棱柱的底面為正六邊形，邊長為apm，底面的面積為6個邊長為a×10－10cm的正三角形面積之和，因此該底面的面積為6×eq\f(\r(3),4)a2×10－20cm2，高為eq\f(2\r(6),3)×10－10cm，因此體積為3eq\r(2)a3×10－30cm3，代入密度公式可知，ρ＝eq\f(\f(6×84,NA)g,3\r(2)a3×10－30cm3)＝eq\f(84\r(2),NAa3)×1030g/cm3。4．(1)洪特規(guī)則N(2)sp3雜化四面體(3)<BeCl2為分子晶體，MgCl2為離子晶體(4)N和O6(5)12eq\f(2M,NAa3)×1021解析：(1)泡利原理是在一個原子軌道里，最多只能容納2個電子，且它們的自旋狀態(tài)相反，洪特規(guī)則是當電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，而且自旋狀態(tài)相同，基態(tài)氧原子的2p能級的三個軌道填充電子時，優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，符合的是洪特規(guī)則，基態(tài)Ca原子核外電子占據(jù)的最高能層為第4能層，符號為N；(2)SOeq\o\al(2－,4)的中心原子為S，其價層電子對數(shù)為4，所以雜化方式為sp3雜化，S2Oeq\o\al(2－,3)可看成是SOeq\o\al(2－,4)中的一個氧原子被硫原子所替代，可推知S2Oeq\o\al(2－,3)的中心原子的雜化方式與SOeq\o\al(2－,4)的一致，其VSEPR模型名稱為四面體；(3)依據(jù)Al的性質(zhì)與Be的性質(zhì)相似，AlCl3為分子晶體，可推知BeCl2也為分子晶體，而同族的鎂形成的MgCl2為離子晶體，所以BeCl2的熔點低于MgCl2的熔點；(4)由[Pb(EDTA)]2－的結(jié)構(gòu)圖可知，氮、氧原子提供孤電子對與鉛形成配位鍵，1mol配離子形成了6mol配位鍵，所以配位數(shù)為6；(5)結(jié)合晶胞結(jié)構(gòu)圖及鋁離子形成的籠狀結(jié)構(gòu)圖可知，鋁離子位于晶胞的六個面上，且每個面上有4個鋁離子，均攤法可算出，一個晶胞中共含有12個鋁離子。硫鋁酸鈣化學式為Ca4Al6SO16，依據(jù)化學式和鋁離子數(shù)目，可知一個晶胞中含8個鈣離子、2個硫酸根離子，所以密度為eq\f(2M,NAa3)×1021g·cm－3。5．(1)3d64s27(2)磷原子的3p軌道電子排布為半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)第一電離能較高(3)直線形sp2(4)737.7498.4－899.7(5)①8②eq\f(\r(3),4)aeq\f(468,a3×NA)×1030解析：(1)Fe是26號元素，基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，與Ar原子排布相同部分用[Ar]替代可得簡化的核外電子排布式為[Ar]3d64s2，每個能級上的電子的能量相等，共有7組相同能量的電子；(2)S的第一電離能小于P的第一電離能，其原因可能有兩種：一種是S失去的是已經(jīng)配對的電子，配對電子相互排斥，電離能較低，另一種是磷原子的3p軌道電子排布為半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)第一電離能較高；(3)氧與氮形成的正離子NOeq\o\al(＋,2)中N原子的價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(5－2×2－1,2)＝2，其空間構(gòu)型為直線形，碳與氫形成的正離子CHeq\o\al(＋,3)中C原子的價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(4－1×3－1,2)＝3，碳的雜化方式為sp2；(4)Mg原子的第一電離能是氣態(tài)的鎂原子失去一個電子吸收的能量，由圖可知，Mg原子的第一電離能為737.7kJ·mol－1，O=O鍵的鍵能是斷開形成2個O原子吸收的能量，由圖可知，O=O鍵鍵能為249.2kJ·mol－1×2＝498.4kJ·mol－1；設(shè)O－＋e－→O2－的釋放的能量為x，根據(jù)蓋斯定律，有－601.2kJ·mol－1＝146.4kJ·mol－1＋737.7kJ·mol－1＋1450.6kJ·mol－1＋249.2kJ·mol－1－141.8kJ·mol－1＋xkJ·mol－1－3943kJ·mol－1，解得：x＝899.7，因此氧原子的第二電子親和能為－899.7kJ·mol－1；(5)①該化合物的立方晶胞的面心和頂點均被鋅原子占據(jù)，鋅原子的個數(shù)＝6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝4，根據(jù)化學式Mg2ZnH4可知，該晶胞中鎂原子個數(shù)為8；②Mg2ZnH4晶體的晶胞參數(shù)為apm，鎂原子分布在該晶胞中鋅原子形成的四面體中心，則該晶胞中相鄰鎂原子與鋅原子之間距離為體對角線長度的eq\f(1,4)，為eq\f(\r(3),4)apm；1molMg2ZnH4晶胞的質(zhì)量為4×(24×2＋65＋1×4)g，1mol晶胞的體積為(a×10－10)3cm3×NA，則晶體密度為eq\f(4×（24×2＋65＋1×4）g,（a×10－10）3cm3×NA)＝eq\f(468,a3×NA)×1030g·cm－3。6．(1)3d54s2電子氣(或金屬鍵)(2)C12(3)>離子晶體中離子半徑越小，晶格能越大，熔、沸點越高(4)①sp2、sp極性②ac(5)4eq\f(1.6×1023,NAa2c)解析：（1）Mn為25號元素，價電子有7個，其中有5個位于3d軌道上，2個位于4s軌道上，其價電子排布式為3d54s2；因為金屬原子之間存在著金屬鍵，金屬鍵是通過金屬原子和自由電子形成的，所以金屬具有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，有金屬光澤和延展性；（2）已知金屬錳的晶胞構(gòu)型和氯化鈉的相同，都屬于面心立方構(gòu)型，晶胞俯視圖符合C；面心立方構(gòu)型的晶胞中，以頂點處的Mn原子為例，每個晶胞中頂點處Mn原子與3個面心的Mn原子緊鄰，每個頂點為8個晶胞共用，每個面為兩個晶胞共用，利用均攤法可知，每個Mn原子周圍緊鄰的原子數(shù)為：3×8×eq\f(1,2)＝12；（3）熔融態(tài)的MnO和MnS均能導(dǎo)電，說明二者均為離子晶體，由于O2－的離子半徑比S2－小，則MnO晶格能比MnS大，MnO熔點大于MnS；（4）①苯（C6H6）分子中每個碳原子含有3個σ鍵、1個π鍵，雜化軌道數(shù)為3，采取sp2雜化；二氧化碳為直線形，碳氧雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，因此C原子采取sp雜化；甲醛碳原子以三個sp2雜化軌道形成三個σ鍵，其中一個是和氧形成一個σ鍵，所以甲醛（CH2O）分子為平面結(jié)構(gòu)，且正負電荷中心不重合，屬于極性分子；②a.CO2與N2O原子總數(shù)都是3，價電子總數(shù)都為16，二者互為等電子體，故a正確；b.H2O與SO2原子總數(shù)都是3，價電子總數(shù)分別為8、18，二者不屬于等電子體，故b錯誤；c.C6H6與B3N3H6原子總數(shù)都是12，價電子總數(shù)都為30，二者互為等電子體，故c正確；d.CH2O與BF3原子總數(shù)都是4，價電子總數(shù)分別為12、24，不屬于等電子體，故d錯誤；（5）根據(jù)金紅石TiO2的晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，晶胞中白色球數(shù)目＝1＋8×eq\f(1,8)＝2、黑色球數(shù)目＝2＋4×eq\f(1,2)＝4，結(jié)合化學式TiO2可知，白色球代表Ti原子、黑色球代表O原子，則晶胞中含有O原子數(shù)目為4；晶胞相當于有2個“TiO2”，晶胞質(zhì)量為：2×eq\f(（48＋16×2）,NA)g＝eq\f(2×80,NA)g，晶胞體積V＝（a×10－7cm）×（a×10－7cm）×（c×10－7cm）＝a2c×10－21cm3，ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(2×80,a2c×10－21×NA)g·cm－3＝eq\f(1.6×1023,NAa2c)g·cm－3。7．(1)＋2(2)PCl3分子間的范德華力高于SCl2，(或者PCl3分子間作用力高于SCl2)(3)4∶1(4)BD(5)①YBa2Fe3O8②8③Fe上下面心位置解析：(1)基態(tài)錳原子的價電子排布圖為，在錳的多種化合價中，＋2最穩(wěn)定；(2)已知PCl3的沸點高于SCl2，因為分子的沸點決定于分子間作用力，分子間作用力越大，沸點越高，則PCl3分子間的范德華力高于SCl2，(或者PCl3分子間作用力高于SCl2)；(3)已知P4(白磷)為正四面體結(jié)構(gòu)，與氧氣反應(yīng)生成非極性分子P4O10，其中P在空間的相對位置不變，其空間構(gòu)型為，有12個P—O單鍵，4個P=O雙鍵，每個雙鍵由1個σ鍵和1個π鍵構(gòu)成，則P4O10中σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為4∶1；(4)如圖為酞菁鈷分子的平面結(jié)構(gòu)，，A.N、C、H的電負性為N>C>H，A正確；B.4個N原子中有1號和3號N原子與Co形成的是共價單鍵，2號和4號N原子與Co形成的是配位鍵，B錯誤；C.因為分子構(gòu)型為平面構(gòu)型，所以分子中N的雜化軌道類型均為sp2，C正確；D.第一電離能：N>O，D錯誤；(5)如圖是一種由Y(與Sc同族)、Ba、Fe、O組成的晶體，晶胞棱上的球代表Ba，頂點的球代表Y，四方錐中心和八面體中心的球代表Fe，小球代表O；從晶胞可知，Y位于頂點，原子數(shù)為：eq\f(1,8)×8＝1；Ba位于棱上，原子數(shù)為：eq\f(1,4)×8＝2；O原子有12個位于面上，2個位于晶胞內(nèi)，原子數(shù)為：eq\f(1,2)×12＋2＝8；3個Fe原子位于晶胞內(nèi)，該晶體的化學式為YBa2Fe3O8，從晶胞結(jié)構(gòu)知Y的配位數(shù)為8；氧原子進入晶格而使晶體呈現(xiàn)深紫色。晶胞內(nèi)部原子為Fe，則被氧化的元素是Fe，新進入的氧原子在晶胞中的位置是上下面心的位置。8．(1)1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s24s(2)N>C>Ksp直線形2(3)①原子晶體AlN屬于原子晶體，氧化鋁屬于離子晶體，所以AlN的熔點比氧化鋁高②4eq\f(4×41,NA×（\f(4a,\r(3))）3)解析：（1）Ti是22號元素，處于周期表中第四周期第ⅣB族，基態(tài)鈦原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2；基態(tài)鐵原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，基態(tài)鐵原子核外電子占據(jù)的最高能級是4s；（2）非金屬元素的電負性大于金屬元素的，同周期自左而右電負性增大，電負性從大到小的順序是：N>C>K，SCN－中心原子碳原子孤電子對數(shù)＝eq\f(4＋1－2－3,2)＝0，價層電子對數(shù)＝2＋0，碳原子采取sp雜化，SCN－的空間構(gòu)型是直線形，三種原子成鍵方式為[S—C≡N]－，SCN－中含有2個σ鍵；（3）①氮化鋁熔點很高，氮化鋁屬類金剛石氮化物，可知AlN屬于原子晶體，氧化鋁屬于離子晶體，所以AlN的熔點比氧化鋁高，故答案為：原子晶體；AlN屬于原子晶體，氧化鋁屬于離子晶體，所以AlN的熔點比氧化鋁高；②晶胞中有4個N原子、4個Al原子，N原子與Al原子的配位數(shù)相同，由圖可知N原子配位數(shù)為4，故Al原子配位數(shù)也是4；晶胞質(zhì)量為4×eq\f(27＋14,NA)g，Al與N原子最近的距離為acm，Al與N原子最近的距離是晶胞體對角線長度的eq\f(1,4)，而晶胞體對角線長度等于晶胞棱長的eq\r(3)倍，則晶胞棱長為eq\f(4a,\r(3))cm，晶體密度＝eq\f(4×\f(27＋14,NA)g,（\f(4a,\r(3))cm）3)＝eq\f(4×41,NA×（\f(4a,\r(3))）3)g/cm3。9．(1)3d54s1(2)S2－>O2－>Na＋(3)sp3(4)ABE(5)V形SO3SO2和SO3中心原子均為sp2雜化，SO2含有一對孤電子對，對硫氧鍵排斥作用更大(6)MgH2eq\f(52,ρNA)解析：(5)SO2的價層電子對數(shù)為2＋eq\f(1,2)(6－2×2)＝3，有一對孤電子對，SO2的空間構(gòu)型為V形。(6)晶胞中含Mg：8×eq\f(1,8)＋1＝2；H：2＋4×eq\f(1,2)＝4，故化學式為MgH2，根據(jù)ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(2×24＋4×1,NA·V)g·cm－3，故V＝eq\f(52,ρNA)cm3。10．(1)C60F60eq\f(2880,NA)g(2)ac(3)ae(4)正四面體3∶14(5)12eq\f(\r(2),4)×eq\r(3,\f(4M,ρNA))cm解析：(1)C60中每個碳原子的連接方式為，所以一個C60中共有雙鍵0.5×60＝30個，則與F2加成的產(chǎn)物應(yīng)為C60F60；C60為面心立方最密堆積，則m·NA＝4×12×60g·mol－1，m＝eq\f(2880,NA)g。(2)在冰中存在氫鍵，空間利用率較低，密度較小，a、c正確。(3)石墨中C—C鍵鍵長小于金剛石中C—C鍵鍵長，所以熔點：石墨>金剛石，金剛石的碳原子呈sp3雜化，而石墨中的碳原子呈sp2雜化，所以共價鍵的鍵角：石墨大于金剛石，石墨屬于混合晶體，則a、e正確。(4)在BN中，B原子周圍最近的N原子所構(gòu)成的立體圖形為正四面體形，在四個共價鍵中，其中有一個配位鍵，其個數(shù)之比為3∶1，在晶胞中，含N：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個，含B4個。(5)根據(jù)銅的堆積方式，Cu原子的配位數(shù)應(yīng)為12，設(shè)晶胞邊長為acm，則a3·ρ·NA＝4M，a＝eq\r(3,\f(4M,ρNA))，面對角線為eq\r(2)×eq\r(3,\f(4M,ρNA))cm，其eq\f(1,4)為Cu原子半徑，即r＝eq\f(\r(2),4)×eq\r(3,\f(4M,ρNA))cm。11．(1)3洪特(2)sp3正四面體a