2023届新高考一轮复习通用版九晶体结构与性质作业1

专题九晶体结构与性质

1.共价键、金属键、离子键和分子间作用力是微观粒子间的不同相互作用，含有上述两

种相互作用的晶体是（）

晶体1晶体

晶体晶体

答案BCCL晶体是分子晶体,分子之间存在分子间作用力，在分子内部C、C1之间以

共价键结合;SiC、KC1和Na的晶体中分别只存在共价键、离子键和金属键一种作用，故

选B。

2.下列说法正确的是（）

A.晶体在受热熔化过程中一定存在化学键的断裂

B.共价晶体的原子间只存在共价键，而分子晶体内只存在范德华力

C.区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X-射线衍射实验

D,非金属元素的原子间只形成共价键,金属元素的原子与非金属元素的原子间只形成离

子键

答案CA项，分子晶体受热熔化时破坏的是分子间作用力而不是化学键,错误;B项,有

的分子晶体中存在氢键,错误;D项，金属元素原子与非金属元素原子间也可能形成共价

键，如A1CL,错误。

3.下列说法中错误的是（）

A.根据CH,、NH，SO今为正四面体结构，可推测PH力P0"也为正四面体结构

金刚石晶体中，平均含有2moic—C键

C.水的沸点比硫化氢的高，是因为H.0分子间存在氢键,H2s分子间不能形成氢键

D.某气态团簇分子结构如图所示,该气态团簇分子的分子式为EF或FE

由E原子和F原子构成

的气态团簇分子模型

答案DD项，该物质是气态团簇分子，即是一个大分子，因此不能用均摊法计算，可直

接找出分子中原子个数,即得分子式为EF；或FE,故D错误。

4.硅酸盐与二氧化硅一样，都是以硅氧四面体作为基本结构单元。硅氧四面体可以用投

A

影图表示成其中表示氧原子，中心黑点表示硅原子。硅氧四面体通过不同的

连接方式可以组成各种不同的硅酸根离子。试确定在无限长单链阴离子中（见图），硅原

子与氧原子的个数之比为（）

5.现有四种晶体，其构成粒子（均为单原子核粒子）的排列方式如图所示，其化学式正确

的是（）

答案C利用均摊法确定粒子个数比"项，化学式为AB或BA;B项，化学式为FE或EF;C

项，化学式为XRZ;D项，化学式为AB或BA;故C正确。

6.高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价部分为0,部分为-2。如图所

示为超氧化钾晶体的一个晶胞。下列说法正确的是（）

O代表K+W代表。£

A.超氧化钾的化学式为K02,每个晶胞中含有4个K和8个仿

B.晶体中每个K周围有8个0%,每个与周围有8个K

C.晶体中与每个K距离最近且相等的K有8个

D.晶体中0价氧与-2价氧的个数之比为3：1

答案D晶胞中含有K的个数为8X；+6X；=4,O3的个数为12X；+1=4,A项错误。晶体

中每个K周围有6个外，每个。2周围有6个K；B项错误。晶体中与每个K距离最近且相

等的K的个数为3X8+2=12,C项错误。设晶体中0价氧与-2价氧的个数分别为x、y,

则有x+y=2n（n为任意正整数），2y=n,解得x:y=3：1,D项正确。

7.硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子分层排布，彼此分层间隔。单层硼原子（半

径为a）和单层镁原子（半径为b）在平面上的投影如图1。下列说法不正确的是（）

A.白球代表镁原子，其电子排布式为Is22s22P63s2

B.该晶体的化学式为MgB?

C.硼化镁晶体的晶胞结构可用图2表示

D.晶胞边长为（a+b）

答案D镁是12号元素，且半径大于硼,A项正确；由图1知，1个Mg原子周围有6个B

原子，1个B原子周围有3个Mg原子,故化学式为MgB〃B项正确；根据均摊法，图2中1

个晶胞含有8义91个Mg原子,2个B原子，晶体的化学式为MgB2,与图1相符,C项正确;

O

由图2可知，边长为2个白球的圆心距，将图1中3个距离最近的白球连成1个等边三角

形，在等边三角形中作辅助线（如图，a、b、c为白球球心,d

zZnSnS,是太阳能薄膜电池的重要成分，其晶胞结构（棱边夹角均为90°）如图所示。下列

说法错误的是（）

A.第一电离能:Cu<Zn

个晶胞中含有CulnSnSi单元数为2个

C.距离每个Zn原子最近的S原子数为2个

D.四种元素基态原子中，核外电子空间运动状态最多的为Sn原子

答案CZn价层电子为全满稳定结构，故第一电离能:Zn>Cu,A项正确；由均摊法知，1

个晶胞含有4个Cu原子、2个Sn原子、2个Zn原子、8个S原子，故含有CthZnSnS；单

元数为2个,B项正确；由结构知,Zn原子位于面上，该晶胞中有2个S原子离其最近,共

用Zn原子的另一个晶胞中也有2个S原子离其最近,故距离每个Zn原子最近的S原子

数为4个,C项错误；四种元素中，Sn原子的核外电子数最多，占据的原子轨道也最多，故

电子空间运动状态最多,D项正确。

9.对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX,),下列叙述正确的是()

।呈空间网状结构,硬度大

的熔点一般高于SiX,

易水解

，由原子构成，熔化时破坏共价键

答案BSiX,属于分子晶体，其硬度较小，不呈空间网状结构,A错误;NaX属于离子晶体,

离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点,B正确；除NaF外,其他NaX不水解,C错误;SiX,为

分子晶体,熔化时破坏分子间作用力，D错误。

10.观察下列空间模型并结合有关信息,判断有关说法正确的是)

Bp结构单元SFs分子SaHCN

空间结构模型示意图期*针O

熔点易溶于_

备注—

1873K

cs2

A.单质硼属于共价晶体

，是由极性键构成的极性分子

C.固态硫&属于共价晶体

的结构式为II：C：：N

答案ASFe空间结构高度对称，是由极性键构成的非极性分子,B错误;根据双易溶于

CS,可知，固态硫S.属于分子晶体,C错误;HCN的结构式应为H—8N,D错误。

11.常见的铜的硫化物有CuS和Cu2s两种。已知：晶胞中S?的位置如图1所示，铜离子位

于硫离子所构成的四面体中心，它们的晶胞具有相同的侧视图如图2所示。Cu2S的晶胞

参数apm,阿伏加德罗常数的值为下列说法正确的是（）

图2

口是体心立方堆积

2s晶胞中,Cu填充了晶胞中一半四面体空隙

晶胞中，引配位数为8

2s晶胞的密度为一部-cm3

答案I）在面心立方晶胞中，每个顶点都能与三个面心原子形成一个四面体空隙，因此

晶胞内能形成8个四面体空隙,CuS晶胞中，CiT填充了晶胞中4个四面体空隙,对称分布。

由图1可知S?是面心立方最密堆积,A项错误。Cuf晶胞中，Cu填充了晶胞中8个四面体

空隙,所以,两种晶胞的侧视图是相同的，B项错误。CuS晶胞中，S?配位数为4,Cu2s晶胞

中，S2配位数为8,C项错误。Cu£晶胞中含有4个CuS,故Cu2s晶胞的密度为

---j3gg,c30mD项正确。

/VAxaxlO

12.工业上一种从海水中制备碘的方法为取净化除氯后的含碘海水,加入AgNO,溶液，富

集得到Agl悬浊液,进而制得粗碘。从Agl悬浊液中回收L的流程如图1所示。

,通入Cl----

Agl悬加入铁粉产Feb溶液过滤2:，粗碘

浊液过滤L腕而

图1

cP八

cPcP

：©o

尹....为

10°N

图2

下列有关说法正确的是（）

粉与Agl悬浊液反应的离子方程式为:Fe+2Ag>^=Ag+Fe2-

B.可在含碘海水中直接通入CL制备粗碘

C.如图2所示L的晶胞中有14个L分子

D.流程中沉淀可进一步转化,实现AgNO：,的循环使用

答案DA项,Fe粉与Agl悬浊液反应的离子方程式为Fe+2Agi(s)=2Ag+Fe?*+2I,错

误;B项，由题图可知，先将含碘海水中的碘转化为Agl,再转化为Fel2,进行I的富集后,

再通入CL制备粗碘,错误;C项，L的晶胞中含有的k分子数为8Xi+6X1=4,错误;D项,

题给流程中沉淀为Ag和Fe,加入一定量的稀硝酸可将Ag转化为AgNO:!,实现AgNO,的循

环使用，正确。

13.自然界中原生铜的硫化物经氧化、淋滤后变成CuSO,溶液,遇到闪锌矿(ZnS)可慢慢转

变为铜蓝(CuS)。已知:KM(ZnS)=2X10-22,K*(CuS)=6X10-36。下列说法正确的是()

OZW

OS2-

个ZnS晶胞(见右图)中含4个7

「基态核外电子排布式为［Ar］3ds4sl

C.反应ZnS(s)+Cu"(aq)lCuS(s)+Zn"(aq)正向进行,需满足需萼>qX10”

c(Cu4十)3

D.生成铜蓝后的溶液中一定存在:c(Sb=粤缥,且c(S，〉粤箸

c(Cu<+)c(Zn2+)

答案AA项，1个ZnS晶胞中，引的个数为8X：+6X1=4,正确;B项,Cu的基态核外电子

OL

排布式为［ArlSd^s1,则Ci?.基态核外电子排布式为［Ar］3d9,错误;C项，该反应的

仁耦=耦喑需翳需各10”，当Q〈K时，该反应正向移动，错误;D项,

若c(S")》量鬻，即Q=c(S2)•c(Zn3〉降(ZnS),溶液中有ZnS沉淀析出,错误。

14.已知:①CsO的晶胞如图所示;②CuQ固体溶于稀硫酸,能得到CuSOi溶液和一种紫红

色单质;③向CuSO；溶液中加入一定量NaOH溶液,能得到一种浅蓝绿色沉淀,该沉淀能溶

于氨水。下列说法不正确的是（）

A.一个Cu《）晶胞中，Cu原子的数目为4

B.②中的反应为Cu20+H2S0,—CuSO.+Cu+H^O

C.③中的浅蓝绿色沉淀为CuOH

D.③中沉淀溶解是因为生成了铜氨配合物

答案CA项，根据均摊法，白球有:8又1/8+1=2个，黑球有4个，从化学式Cu/）中Cu、（）

2

个数比可推知黑球是Cu原子，正确;B项,Cu20与II发生氧化还原反应生成Cu和Cu；正

确；C项，浅蓝绿色沉淀为Cu（OH）2,错误;D项,Cu（OH）2与NH3•H20反应生成

[CU（NH）F*,Cu?与NFh分子间为配位键，正确。

15.研究低温超导体材料的性能对解决能源危机有重要意义。金属K与册,形成的一种低

温超导材料的立方晶胞结构如图所示，晶胞边长都为apm,K原子位于晶胞的棱上与内部。

下列说法正确的是（）

U-------•-----。

•K

A.该材料的化学式为KCM

6。周围等距且最近的的个数为4个

C.体心K原子与顶点C,；。的距离为日apm

60与Coo的最短距离是苧apm

答案D利用“均摊法”，Ce。个数为8xJ+6Xq=4,K原子的个数为12X%1+8=12,则该

OL4

材料的化学式为KG。,A项错误；由晶胞结构可知,C6。周围等距且最近的C“）的个数为

等=12,B项错误；由晶胞结构可知,体心K原子与顶点C6。的距离为体对角线长度的玄则

体心K原子与顶点Cm的距离为gapm,C项错误;金。与量的最短距离是面对角线长度的去

则Ceo与Ceo的最短距离是，apm,D项正确。

16.下列叙述正确的是（）

氢的质量是

B.摩尔是用来衡量微观粒子多少的一种物理量

窗气和Imol氧气体积相同

D.同质量的D与Ch相比,D的分子数多

答案DA项，未指明微粒的种类（氢原子、氢分子、氢离子），错误;B项,摩尔不是物理

量，而是物质的量的单位,错误;C项,定气和氧气所处的状态不一定相同，在不同温度和

压强下,气体摩尔体积不同，错误;D项，因压的摩尔质量小于CL,故同质量的H：：与CL相

比,的物质的量大，分子数多，正确。

17.氨硼烷（H3N-BH3）是一种有效、安全的储氢材料，可由硼烷（B2H6）和氨气合成，其结

构与乙烷相似。下列关于氨硼烷的性质推测不合理的是（）

A.氨硼烷为分子晶体

B.其沸点比乙烷高得多

C.氨硼烷难溶于水

D.加热时可缓慢释放出H2

答案CA项，氨硼烷的结构与乙烷相似，为分子晶体，正确;B项，氨硼烷能形成分子间

氢键，其沸点比乙烷高，正确;C项,氨硼烷和水分子间形成氢键，易溶于水，错误;D项，根

据氨硼烷是有效、安全的储氢材料可知，正确。

18.足球烯（心。）分子形成的晶体是碳的一种单质形态。下列说法错误的是（）

A.形成该单质的微粒间作用力为范德华力

B.足球烯晶体的熔沸点低于金刚石晶体

C.足球烯、石墨均可作为生产耐高温的润滑剂材料

D.足球烯在苯中的溶解度比在酒精中的溶解度大

答案CA项，足球烯是分子晶体，该单质的微粒间作用力是分子间作用力，为范德华力,

正确;B项，足球烯是分子晶体,金刚石是原子晶体,分子晶体熔沸点低于原子晶体,正

确;C项，足球烯是分子晶体,熔沸点不高，不可作为生产耐高温的润滑剂材料,错误;D项，

足球烯是非极性分子，苯是非极性溶剂，酒精是极性溶剂，根据相似相溶原理,足球烯在

苯中的溶解度比在酒精中的溶解度大，正确。

19.下列有关物质的结构与性质的叙述错误的是（）

的半径比Na的大,则Na的还原性比Na强

B.邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的低,与氢键有关

的电负性比C1的大，可推断CRCOOH的酸性强于CC1：（COOH

与N形成的n键比P与P的强，可推断2N的稳定性比HP的高

答案ANa的半径比Na的小，且Na的还原性比Na弱,A项错误;邻羟基苯甲醛能形成

分子内氢键,对羟基苯甲醛能形成分子间氢键,故邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛

的低,B项正确;F的电负性比C1的大,则CFBCOO的吸电子能力更强,H'易电离出去，因此

CFaCOOII的酸性更强,C项正确;N与N形成的n键比P与P的强，键能越大稳定性越高,

因此N=N的稳定性比—P的高,D项正确。

20.磷酸亚铁锂（LiFePO。可用作锂离子电池的正极材料,具有安全性高、热稳定性强等优

点。工业上以FeCL、NHJbPO*LiCl和苯胺（）等为原料制备磷酸亚铁锂。

下列说法错误的是（）

A.该反应中苯胺作还原剂

暄和P0系的空间构型相同

苯胺分子中含有9m01。键

、苯胺和甲苯的熔点由高到低的顺序是LiCl〉苯胺〉甲苯

答案CFeCk中Fe"被还原为Fe”,NH扎P0；和LiCl中元素化合价不变,则还原剂是苯

胺,A项正确;NH：•和P0%中心原子价电子对数都是4,且无孤电子对，空间构型都是正四

面体形,B项正确;从苯胺的结构简式知，Imol苯胺分子中含有14mo1。键,C项错误;LiCl

属于离子晶体,熔点高于分子晶体,苯胺和甲苯均为分子晶体,苯胺分子间能形成氢键，

故其熔点较甲苯高,D项正确。

21.加热CoCO,制备Co；。”时有部分Co?转化为Co3%取ImolCoCO,在空气中加热,反应温度

对反应产物的影响如图1所示。参与该反应的物质还有（写化学式）。CoO晶体

中包含A、B两种结构单元，如图2所示（・、。表示两种不同价态的Co原子,。表示0原子）o

其中Co原子的配位数分别为________、_________o

2004006008001000

温度/t

图1

图2

答案0246

解析加热CoCO,制备Co。时有部分Co?,被氧化为Co",而该反应在空气中进行,故反应

物还有0?。单元结构A中距离Co原子最近的是四个顶角的0原子,故配位数为4;单元结

构B中距离Co原子最近的是上、下、左、右、前、后6个。原子，故配位数为6。

22.钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性

好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。回答下列问题：

(1)基态钛原子价电子排布式为;与钛同周期且未成对电子数相同的元素有_

(填元素名称)。

(2)氨合硼氢化钛［Ti(BH,)3•5NH；S］中［BHJ的空间结构为,键角HBH_

HNH(填“大于”“小于”或“等于")，原因是

(3)二氧化钛纳米材料是一种高效催化剂］，如图反应：

CH3

①纳米Tia

②NHs

HH

C-C-CHs

OHNH2

乙

化合物乙中采取Sd杂化方式的三种元素的电负性由大到小的顺序为，化

合物存在对映异构体种数甲乙(填“多于”“少于”或“等于”)。

(4)电解TiCL的稀盐酸溶液可制得较稳定的紫色TiCh•6H.0晶体。已知该晶体的配位

数为6,两种配体的个数比为5：1,该配合物的化学式为o

(5)氮化钛晶体的晶胞结构如图所示，该晶体结构中与Ti原子距离最近且相等的N原子

有个；已知该晶体的密度为dg/cm1两个Ti原子之间的最近距离为apm,则阿伏加

德罗常数的数值N,、可表示为o

答案(1)3d24s2银、褚、硒

(2)正四面体大于N原子有孤电子对，其对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的

斥力

(3)0>N>C少于

(4)[TiCl(H20)5]Cl2•HzO

(5)6厂248

(V2axl010yd

解析(1)钛是22号元素，基态钛原子价电子排布式为3d24s钛在元素周期表的第四周

期，未成对电子数是2,与钛同周期且未成对电子数相同的元素有镣、错、硒。(2)[BH,]

中B原子价电子对数为4,是sp：'杂化，空间结构为正四面体;N原子有孤电子对，其对成键

电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力，故键角HBH大于HNHo(3)化合物乙中采取sp3

杂化方式的三种元素分别是0、N、C,电负性:0>N>C;甲分子中有1个手性C原子，乙分子

中有2个手性C原子,故化合物存在对映异构体种数甲少于乙。(4)该晶体的配位数为6,

两种配体的个数比为5：1,结合TiCk-6Ha可知，配体中5个是HQ,1个的是Cl,故该

配合物的化学式为[TiCl(H20)5]Cl2-H20O(5)从晶胞结构图中可知，与Ti原子距离最近

的N原子在其前后左右上下位置,距离是棱长的一半，共有6个;两个Ti原子之间的最近

距离为apm,则面对角线的长度为2apm,棱长为V^apm,该晶胞中有4个Ti原子,4个N原

(14x4+48x4)

子，晶胞密度是dg/cm3,则子「以故阿伏加德罗常数的数值M可表示为

(V2axl0)

248

(V2axl010)3d0

23.研究表明TiO”N＞、CudncGaSeD是光学活性物质。请回答下列问题：

(1)基态Ti原子核外电子占据的最高能级符号为，价电子中未成对电子有—

个;Ga、In、Se的第一电离能从大到小顺序为。

(2)SeOa的立体构型为;SeCh中硒原子采取的杂化类型是

(3"Ga可以形成GaC13・xNHKx=3、4、5、6)等一系列配位数为6的配合物，向上述某物

质的溶液中加入足量AgNO,溶液,有沉淀生成;过滤后，充分加热滤液有氨气逸出，且又有

沉淀生成,两次沉淀的物质的量之比为1：2o则该溶液中溶质的化学式

为O

(4)Cu”与NH3形成的配离子为［CU(NH3).］2\在该配离子中，氮氢键的键角比独立存在的气

态氨气分子中键角略大，其原因是o向［CU(NH3)/SOI溶

液中加入乙醇能够析出深蓝色的晶体，试分析加入乙醇的作用：

(5)TiO,通过氮掺杂反应生成TiO2N(如图)，贝！］TiOzN晶体中

a=

2

答案(l)4s2Se>Ga>In(2)三角锥形sp(3)[Ga(NH3)4Cl2]Cl(4)NH：,中的孤

电子对与O?配位,受到吸引，对N-H键成键电子对斥力减弱,故N-1I键键角变大

减小溶剂极性，降低[Cu(NH)」S0」的溶解度(5)7/161/8

解析(1)基态Ti原子核外电子排布式为[Ar]3d24s2,占据的最高能级符号为4s,价电子

中未成对电子有2个；第一电离能Ga>In、Se>Ga,即Se>Ga>In。(2)SeOa中Se原子价电

子对数为4,有1对孤电子对，立体构型为三角锥形;SeO：中硒原子价电子对数为3,杂化

2

类型是sp0(3)加入足量AgNO,溶液,有沉淀生成,说明有电离出的C1;过滤后，充分加热

滤液使配位键全部断裂，生成氨气和游离态的C],再次生成沉淀,两次沉淀的物质的量

之比为1：2,则形成配位键的C1与电离出的C1的个数比为2：1,Ga?配位数为6,故该溶

液中溶质的化学式为[Ga(NHjC1/C1。(4)乙醇的分子极性小，加入乙醇后溶剂极性减小,

降低了[Cu(NH3)JSCh的溶解度。(5)1个TiO-N晶胞中Ti原子数为8义：+4义91=4,N原

OL

子数为弓0原子数为7X；+7X*1专,Ti、N、0个数比为4：；：与=1：；：器，则

242424816

2-磊a=V，b=io

24.石墨插层化合物在电池材料、超导性等方面具有广泛的应用前景。回答下列问题：

I.某种锂离子电池以石墨(平面结构如图1所示)作负极材料,LiNiO：作正极材料。

(1)石墨中碳的杂化类型是,在层中碳原子的配位数为.

(2)LiNiO2中电负性最大的元素是o

(3)基态Ni”核外电子排布式为，其未成对电子数为。

n.下表列举了部分碳族晶体的熔点、硬度数据:

晶体熔点/C硬度(数值越大，晶体的硬度越大)

金刚石(C)大于350010

碳化硅(SiC)28309

晶体硅(Si)14127

(4)请解释金刚石、碳化硅、晶体硅的硬度逐渐变小的原因是

III.钾(K)的石墨插层化合物具有超导性，图2为其晶胞图。其中K层平行于石墨层,该晶

胞垂直于石墨层方向的原子投影如图3所示。

图2图3

(5)该插层化合物的化学式是，判断K层与石墨层之间的化学键类型为

(填“离子键”“共价键”)；若晶胞参数分别为anm、anm、bnm,则该石墨插层化合物的

3

晶体密度为g•cmo(用含a、b、NA的代数式表示,M为阿伏加德罗常数的值)

答案(l)sp23(2)0(3)Is22s22P63s23Pli3d73

(4)三种物质都属于共价晶体,原子半径越小，共价键的键长就越短,该化学键的键能就

越大，物质的硬度就越大。由于键长:C—C键＜C—Si键＜Si—Si键,所以键能:C—C

键〉C-Si键〉Si-Si键，故物质的硬度:金网石〉碳化硅〉晶体硅(5)KC8离子键

1.08x1()24

cfibNa

解析(1)在石墨中碳原子形成3个。共价键，故C的杂化类型是sp''杂化；石墨是层状

结构,在层中C原子与相邻的3个C原子形成共价键,在层间C原子之间以分子间作用力

结合,故在层中C原子的配位数是3O(2)LiNi(L中含有Li、Ni、0三种元素，其中0是非

金属元素,Li、Ni是金属元素,非金属元素的电负性大于金属元素的，故三种元素中电负

性最大的元素是Oo(3)Ni是28号元素，根据构造原理可知基态Ni原子核外电子排布式

是Is22s22P63s23P63d84s1Ni原子失去最外层的2个4s电子和1个3d电子，就得到Ni3；

则基态Ni"核外电子排布式为Is22s22P63s23P;3d能级有5个轨道,每个轨道最多可容

纳2个自旋方向相反的电子，故其中有3个未成对的电子。(4)金刚石、碳化硅、晶体硅

都是共价晶体,原子半径越小，共价键键长就越短,该化学键的键能就越大，物质的硬度

就越大。(5)根据题图2、3可知，晶胞中K原子8个位于顶点,6个位于面上,4个位于内

部，晶胞中K原子数目=8X)6Xq+4=8,晶胞中每层石墨烯部分结构中有4条边(8个C原

子)处于晶胞面上，其他C原子处于晶胞内部,C原子数目=12X4+8X4X^64,K、C原子

数目之比为1：8,则该插层化合物的化学式是KCs,该化合物为离子化合物,K层与石墨层

之间的化学键类型为离子键；1个晶胞中含有8个K原子,64个C原子,则晶胞质量

1n=(39X8+12X6%小之噤g,晶胞体积

NR,molNA

V=(aX10'em)X(aX10'em)X(bX10,cm)=a2bX102lcm3,故该晶体的密度

25.楮(Ge)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、三键，但Ge原子之间难以形成双键或

三键。从原子结构角度分析，原因是—O

(3)比较下列褚卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原

因O

GeCl.iGeBnGelt

熔点/℃26146

沸点/℃186约400

(4)光催化还原CO：制备CH,反应中，带状纳米ZnGeO,是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、0

电负性由大至小的顺序是O

(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O

(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

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=565.76pm,其密度为—

g・cm%列出计算式即可)。

答案(l)3d104s24p22

(2)Ge原子半径大,原子间形成的。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"键

(3)GeCluGeBn、Gel”的熔、沸点依次升高，原因是分子结构相似,相对分子质量依次增

大，分子间作用力逐渐增强

(4)0>Ge>Zn

(5)sp3共价键

(6)①(；,i；)②~8x73*107

4'4'46.02X565.763

解析(l)Ge是32号元素，位于第四周期第IVA族,基态Ge原子核外电子排布式为

Is22s22d3s23P63dzs24P2或[Ar]3dzs24P；根据其核外电子排布可知核外有2个未成对电

子。(4)元素非金属性:Zn〈Ge<0,一般元素的非金属性越强，吸引电子的能力越强，元素的

电负性越大,故电负性:0>Ge>Zn。(5)Ge单晶具有金刚石型结构,Ge原子与周围4个Ge

原子形成正四面体结构,Ge原子形成4个。键，采取sd杂化;Ge单晶属于共价晶体,Ge

原子靠共价键聚集。(6)①D与周围4个原子形成正四面体结构,D与顶点A的连线距离

为晶胞体对角线的;,根据正四面体的几何特性可知,D在xy平面上的投影应为AC的一半,

在XZ平面上的投影为AB的一半,A为坐标原点,B为§0,3,C为(i0),则D为

(；，；，》：②根据均摊法,该晶胞中Ge原子的数目为8X：+6X14=8,则晶胞质量笋g,

44482NA

8x73

晶胞的体积V=a3pmMX10Mcm3,故晶体的密度为「「尸'。:一x107g•cm\

565.76JxlOJ0cm36.02x565.76J

26.铁、钻、银并称铁系元素，性质具有相似性。

(1)基态钻原子的核外电子排布式为O

(2)铁富化钾K』Fe(CN)6］溶液可以检验Fe\ImolCN中含有n键的数目为

与CN互为等电子体的分子有,铁篱化钾晶体中各种微粒间的相互作用不包括:

(填标号)。

a.离子键b.共价键c.配位键

d.金属键e.氢键f.范德华力

(3)纳米结构氧化钻可在室温下将甲醛(HCH0)完全催化氧化。甲醛分子的立体构型

为,碳原子的杂化类型为_。

(4)Ni0、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,NF和Fe」的离子半径分别为69Pm和

78pm,则熔点NiOFeO(填“<”或">”)，判断依据

是：O

⑸某氮化铁的晶胞结构如图所示:

O-FeO-N

①原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。如图晶胞中，原子坐标参数A为

（0,0,0）;B为与另）；C为（0,1,1）。则D原子的坐标参数为o

②若该晶体的密度是Pg•cm,则晶胞中两个最近的Fe的核间距为cm（用含P

的代数式表示，不化简）。

答案⑴答2s?2p63s23P63dzsz或[Ar]3dzsz

（2）2NACO、N2def（3）平面三角形sp,杂化

（4）＞NiO、FeO都是离子晶体，氧离子半径相同,NF的半径比Fe”的小，半径越小，离子

晶体的晶格能越大，熔点越高

⑸①（I,另）鳄瑞

解析⑵CN中C与N之间形成三键，1个三键中含有1个。键和2个口键，则ImolCW

含有2N,、个n键;与CN互为等电子体的分子有CO、N2；K3[Fe（CN）6^,K^[Fe（CN）6『之

间为离子键,F/与CN之间为配位键,CN中C、N之间为共价键,铁富化钾晶体中各种微粒

间的相互作用不包括金属键、氢键、范德华力。（3）HCHO中含有碳氧双键，无孤电子对,

立体构型为平面三角形,C原子的杂化轨道数为3,为sp-'杂化。（5）①D位于该晶胞侧面

的面心,其坐标参数为（1,i};②该晶胞中Fe的个数为8xi+6xi=4,N的个数为1,设两

个最近的Fe核间距为xcm,晶胞的边长为acm,则Vla=2x,故a=V2x,则有

PX（缶＞卓铲解得造瑞。

27.钛被誉为“21世纪的金属”，可呈现多种化合价。其中以+4价的Ti最为稳定。回答

下列问题:

(1)基态Ti原子的价电子排布式为,核外不同空间运动状态的

电子有种。

1

(2)已知电离能:L(Ti)=1310kJ•mol,I2(K)=3051kJ.mol%L(Ti)<L(K),其原因

为o

(3)钛的某配合物可用于催化环烯姓聚合，其结构如下图所示：

①钛的配位数为,碳原子的杂化类型有种。

②该配合物中存在的化学键有_(填字母)。

a.离子键b.配位键c.金属键

d.共价键e.氢键

(4)钛与卤素形成的化合物熔、沸点如下表所示:

TiCL,TiBnTiL

熔点/℃155

沸点/℃377

分析TiCL、TiBruTiL的熔点和沸点呈现一定变化规律的原因是

(5)已知TiO?与浓硫酸反应生成硫酸氧钛,硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离

子，结构如图所示，该阳离子的化学式为

阴离子的立体构型为

TiTi

\/\/\

OOOO

\/\,

Ti

(6)已知TiN晶体的晶胞结构如图所示，若该晶胞的密度为Pg•cm：阿伏加德罗常数的

值为NA,则晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为pm。(用含P、N,的代数式表

示)

答案⑴3d24s212

(2)K失去的是全充满的3Ps电子,Ti失去的是4s'电子,Ti相对较易失去电子,故

I2(Ti)<I2(K)

(3)①62②bd

(4)三者均为分子晶体,组成与结构相似，随着相对分子质量增大，分子间作用力增大，熔、

沸点升高

(5)TiO2'正四面体形(6)3f4pX1010

YPNA

解析(l)Ti为22号元素,基态原子核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d24s2,则核外不同

空间运动状态的电子数为1+1+3+1+3+2+1=12。(3)①由图分析知，Ti的配位数为6;甲基

碳的杂化类型为sp3,双键碳的杂化类型为sp；共2种。②该配合物中存在配位键和共价

键。(5)根据均摊法可知，1个Ti原子连接2个。原子，1个0原子只有一半属于Ti,所以

Ti、0原子的个数比为1:(；X2)=1：1,阳离子的化学式为TiO";硫酸氧钛的阴离子为

SOI',中心原子S的价层电子对数为4+gx(6+2-4X2)=4,没有孤电子对，故其立体构型为

正四面体形。(6)一个TiN晶胞中，Ti原子数=12X)+1=4,N原子数=6X〈+8XJ=4,m(晶

4Lo

胞)二m(Ti)+m(N)=工"X48g•mol'+―匕不义14g•moL二誉g,V(晶

NATBOIN4

l0

胞)=m(晶胞)__”g3—：48cllt：：晶胞的棱长d俘摩10pm,晶胞中Ti原子与N原子

P(晶胞)Pg.cm-，NAP7NAP7NAP

的最近距离=晶胞的棱长X?3度x10,°pmx1=3^XlO'W

27NAP27NAP

28.C、Si、Ge、Sn是同族元素，该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应

用。请回答下列问题：

(1)第四周期与基态Ge原子具有相同未成对电子数的元素有(填元素符

号)；Imol晶体硅与Imol碳化硅所含共价键数目之比为,晶体硅的熔点比碳

化硅的熔点(填“高”或"低”)o

(2)SnCL极易水解生成Sn(OH)Cl沉淀,Sn(OH)Cl中四种元素电负性由小到大的顺序

为o在碱溶液中Sn(II)的存在形式为［Sn(0H)3］(亚锡酸根离

子)，［Sn(0H)3］中Sn的价电子对数为,该离子中存在的化学键类型有—(填标

号)。

a.离子键b.共价键c.配位键d.氢键

(3)常温下在水中的溶解度:Na£O3NaHC(U填“>”或)，用氢键的相关知识

解释其原因：

(4)灰锡的晶体结构与金刚石相似(如图甲所示)，其中A处原子的原子分数坐标为

(0,0,0)，则B处原子的原子分数坐标为o在图乙网格中补全灰锡的晶胞沿y轴

的投影图。已知灰锡的密度为Pg•cm",设N,、为阿伏加德罗常数的值，根据硬球接触模

型,则Sn原子半径r(Sn)=pm(用代数式表示)。

图甲图乙

答案⑴Ti、Ni、Se1：2低(2)Sn<H<Cl<04be(3)>HCO3中含有羟基，可

与另外的HC03中的氧原子形成氢键，从而形成多聚体，降低溶解度(4)埠右》

解析(1)基态Ge原子价电子排布式为4s24p；有2个未成对电子，第四周期基态原子未

成对电子数与Ge原子相同的元素有Ti、Ni、Se;晶体硅中每个Si原子形成4个共价键,

每个共价键被两个Si原子共用，所以Imol晶体硅中含有2mol共价键,碳化硅中每个硅

原子形成4个Si-C键，不与别的硅原子共用Jmol碳化硅中含4moi共价键,故二者所含

共价键数目之比为1：2;原子半径CXSi,Si—C键的键长小于Si—Si键,Si—C键键能更

大，故晶体硅的熔点比碳化硅的熔点低。(2)Sn与C同族，价电子数为4,贝iJ[Sn(OH)J中

Sn原子与0原子形成3个。键，此外还有1对孤电子对，价层电子对数为4;该离子中Sn

原子与0原子形成配位键,0原子和H原子形成共价键，不存在离子键,氢键不是化学键,

故选bco(4)根据坐标系和A处原子的原子分数坐标可知,B处原子的原子分数坐标为

顶点的Sn原子投影到大正方形的四个顶点,侧面、底面、顶面的面心的Sn原

子投影到大正方形的边的中间位置，前面、后面面心的Sn原子投影到大正方形的中心,

内部的四个Sn原子位于正四面体空隙，据此画出投影图；位于正四面体中心的Sn原子与

周围4个Sn紧密接触,所以2r(Sn)为体对角线的四分之一，晶胞的体积为

119x8

3;,3

(^)r(Sn)cm,1个晶胞中Sn原子的个数为8,故