高中化学同步练习：选择性必修二3.1物质的聚集状态与晶体的常识（能力提升）
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| 名称 | 高中化学同步练习：选择性必修二3.1物质的聚集状态与晶体的常识（能力提升） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1023.7KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-02-29 08:55:40 | ||
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文档简介
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高中化学同步练习：选择性必修二3.1物质的聚集状态与晶体的常识（能力提升）
一、选择题
1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（ ）
A．1mol羟基所含电子数为10NA
B．1mol苯分子含碳碳双键数目为3NA
C．常温常压下，28g乙烯含σ键数目为6NA
D．常温常压下，乙烯和丙烯的混合气体共14g，含原子数为3NA
2．照相底片定影并回收定影液硫代硫酸钠和银，经历如下过程，下列说法不正确的是：
A．晶体中所含的作用力只有离子键、配位键
B．与是等电子体，结构相似，相当于中O被一个S原子替换
C．该过程中与结合能力：-
D．副产物的键角小于的原因：分子中S的孤电子对对成键电子对的排斥作用使键角变小
3．下列各组微粒属于等电子体的是（ ）
A．CO2和CO B．H2O和CH4 C．N2和CO D．NO和CO
4．等电子体是指含有相同电子数和原子数的分子、离子或基团。下列各组微粒间互为等电子体的是
A．和 B．HCl和 C．和CO D．与
5．原子数目和价电子总数都相等的分子或离子互为等电子体，等电子体具有相似的空间构型。下列各组分子或离子的空间构型相似的是（ ）
A．CH4和 B．NO和O2 C．NO2和O3 D．HCl和H2O
6．现有5种元素X、Y、Z、Q、T。X原子M层上有2个未成对电子且与Q同一主族；Y原子的价电子排布式为3d64s2；Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道，Q原子的L电子层的P能级上只有一对成对电子；T原子的M电子层上p轨道半充满。下列叙述错误的是（ ）
A．T的一种单质的空间构型为正四面体形
B．1mol[Y(CO)5]分子中含5molσ键
C．X和Q结合生成的一种化合物为平面三角形
D．Z与Q互为等电子体，1molQ中含有的π键数目为2NA
7．下列有关说法错误的是
A．N2H4中氮原子采用的是sp3杂化
B．O2、BBr3、C2H2都是非极性分子
C．酸性：H2CO3D．CO的一种等电子体为NO+，它的电子式为
8．下列说法正确的是（ ）
A．在单质晶体中不存在共价键
B．在晶体中，一个分子周围有4个紧邻分子
C．某物质晶胞如图所示，其化学式为
D．晶体硅和锗都属于共价晶体，熔点
9．钙钛矿(，晶胞如图a所示)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。一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为和有机碱离子，其晶胞如图所示：
下列说法中不正确的是（ ）
A．晶体所含化学作用力为离子键和共价键
B．有机碱中原子的杂化轨道类型是
C．晶体的配位数为12
D．与图中的空间位置相同
10．在无机氟化物制备中有广泛的应用，其晶体属于四方晶系，晶胞参数如图所示，其中O点原子和①号原子的分数坐标依次为、。已知：Xe—F键长为下列说法正确的是（ ）
A．中心原子上的孤电子对数为2
B．④号原子的分数坐标为
C．沿x、y、z任意一个方向投影，位于面中心的都只有原子
D．晶胞中②③号原子间的距离
11．如图为甲烷晶体的晶胞结构，下列有关说法错误的是（ ）
A．每个甲烷晶胞中含4个碳原子
B．CH4晶体熔化时需破坏共价键
C．熔点高低：Cl4＞CBr4＞CCl4＞CH4
D．CH4是含有极性键的非极性分子
12．晶体具有各向异性，如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的。晶体的各向异性主要表现在( )
①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质
A．①③ B．②④ C．①②③ D．①②③④
13．下列结构示意图中，表示晶胞的是
A． B．
C． D．
14．我国科学家在FeS2表面自组装单原子层Cu5纳米团簇构筑双催化剂实现H2O2到·OH的稳定持续活化。FeS2的晶胞结构如图所示。已知：晶胞参数为a pm。下列说法错误的是（ ）
A．每个晶胞中含有4个Fe2+
B．H2O2和FeS2中都含有非极性键
C．和之间的最短距离为a pm
D．Fe2+位于形成的正八面体空隙中
15．自从第一次合成稀有气体元素的化合物XePtF6以来，人们又相继发现了氙的一系列化合物，如XeF2、XeF4等。如图甲为XeF4的结构示意图，图乙为XeF2晶体的晶胞结构图。下列有关说法正确的是
A．XeF4是极性分子
B．XeF2晶体属于离子晶体
C．一个XeF2晶胞中实际拥有2个XeF2
D．XeF2晶体中距离最近的两个XeF2之间的距离为a(a为晶胞边长)
二、非选择题
16．钛及其化合物在科技、生物、材料领域均有广泛应用。回答下列问题：
（1）基态钛原子核外s能级和p能级的电子数之比为 ；钛元素处于元素周期表的 区。
（2）含钛新型正极材料KTiPO4F具有高化学电位。
①PO的立体构型为 。与PO互为等电子体的分子为 (任写一种，填化学式)。
②KTiPO4F中所含元素的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
③一些氢化物的沸点如表所示：
氢化物 PH3 H2O HF
沸点/℃ -87.5 100 19.5
解释表中氢化物之间沸点存在差异的原因： 。
（3）Ti(IV)在酸溶液中可形成多种离子。其中如图1所示结构的离子符号为 ；[Ti(OH)2(H2O)4]2+中配位键的数目为 。
（4）CaTiO3晶体中Ca、O原子在立方晶胞中的位置如图2所示，其中Ti原子填充在O原子围成的 (填“正八面体”或“正四面体”)空隙中；若阿伏加德罗常数的值为NA，晶体密度为ρg·cm-3，则O原子间的最近距离为 pm(用含NA、ρ的代数式表示)。
17．中国早在周朝已能冶炼铸铁了。目前，铁及其化合物广泛地应用到各个领域。请回答下列问题：
（1）基态铁原子的电子排布式为 。
（2）我国菱铁矿FeCO3储量较为丰富，其中CO的空间结构为 ，与CO互为等电子体的一种分子的化学式为 。
（3）草酸亚铁可作为电池正极材料磷酸铁锂的原料，其结构简式如图，碳原子的杂化方式是 。
（4）Fe(CO)5溶于汽油、苯、丙酮等有机溶剂，熔点、沸点分别在-20℃、103.6℃左右。因此可知Fe(CO)5属于 晶体；从电子对给予情况来看，CO与Fe之间形成 键。
（5）铁与氨气反应生成一种如图所示晶胞结构的产物，N周围最近的Fe数目是 。若该晶体的密度是dg cm-3，则两个最近的Fe间的距离为 pm(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
18．氟在已知元素中电负性最大、非金属性最强，其单质在1886年才被首次分离出来。
键长/ 121 148
（1）的核外电子排布式为 。
（2）氟氧化物的结构已经确定。
①依据数据推测键的稳定性： (填“>”或“<”)。
②中键角小于中键角，解释原因： 。
（3）是一种有特殊性质的氢化物。
①已知：氢键()中三原子在一条直线上时，作用力最强。测定结果表明，固体中分子排列为锯齿形，画出含3个的结构片段： 。
②溶剂中加入可以解离出和具有正四面体形结构的阴离子，写出该过程的离子方程式： 。
（4）工业上用茧石(主要成分)制备。晶体的一种立方晶胞如图所示。
①晶体中距离最近的有 个。
②晶体中与的最近距离为，阿伏加德罗常数值为。则该晶体的密度 (列出计算式)。
19．2023年3月16日发布的最新款华为MateX3将石墨烯正式应用到手机里，利用石墨烯薄片液冷散热系统成为全球最强散热手机系统。石墨烯是由碳原子组成的最薄、最轻、最强材料，被誉为“材料之王”。回答下列问题：
（1）写出基态C原子的电子排布式 。
（2）氧硫化碳(COS)是一种无机化合物，结构上与CO2类似。
①氧硫化碳(COS)含有的化学键类型 。
A．σ键 B．π键 C．金属键 D．离子键
②C、O、S的电负性大小顺序是 (用元素符号表示)。
（3）石墨烯是只由一层碳原子所构成的平面薄膜，结构如图所示。
石墨烯中C原子的轨道杂化方式为 ，从石墨中剥离得到石墨烯需克服的作用是 ；在石墨烯中，每个六元环占有个 C原子。
（4）比较碳化硅(化学式：SiC)与晶体硅、金刚石三者的熔点高低 (用化学式表示)；从物质结构角度解释原因 。
（5）石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部，该晶胞中M原子的个数为 ，该材料的化学式为 。
20．利用选择性催化还原（SCR）脱硝技术可以减少对环境的危害，一种废脱硝催化剂的主要成分为、、、、，一种回收利用的工艺流程如图所示：
已知：。
回答下列问题：
（1）该脱硝技术主要是在催化剂作用下，与发生反应转化为对环境友好的物质，化学方程式为 。
（2）“焙烧”时发生转化的反应方程式为，则气体为 （填化学式）。
（3）含钛渣可以用于制取金属钛和钛的化合物，一种钛的氧化物的晶胞结构（长方体形）如图所示：
①基态原子的核外电子排布式为 。
②晶体中原子的配位数为 。
③若晶胞参数分别为，，设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 （列出计算式）。
（4）写出“沉钒”发生反应的离子方程式： 。
（5）“调节”时加入的试剂为 。
（6）当“食盐废液”中时，该废液中 。
（7）若将通过氢气还原转化为细钨粉，理论上消耗 。
21．配合物在许多尖端领域如激光材料、超导材料、抗癌药物、催化剂、自组装超分子等方面有广泛的应用。回答下列问题：
（1）Ni与CO形成的配合物Ni（CO）4为无色液体，易溶于CCl4、CS2等有机溶剂。碳原子的核外电子排布式为 。CO的结构式为C≡O，则Ni（CO）4分子中σ键与π键个数之比为 。
（2）胆矾溶于水后可得蓝色的水合铜离子，其中的配位数是 。胆矾晶体的结构如下图所示，其存在的化学键有 （填字母）。
A．离子键 B．极性键 C．范德华力 D．氢键 E．配位键
（3）金属Ni可以与Mg、C形成一种新型超导体，它的临界温度为8K，由C、Mg、Ni形成的某物质的晶胞为正六面体，结构如图所示。
①该物质的化学式为 。
②每个Mg原子距离最近的Ni原子的个数是 。
③若用NA表示阿伏加德罗常数的值，如果晶体的密度为ρg/cm3，则该晶胞的体积为 nm3（用含ρ、NA的代数式表示）。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】“等电子原理”的应用；物质的量的相关计算；阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A．羟基中有9个电子，1mol羟基中含电子总数为9NA，A不符合题意；
B．苯分子没有碳碳双键，B不符合题意；
C．乙烯分子中有5个σ键，28g乙烯物质的量是1mol，含σ键数目为5NA，C不符合题意；
D．乙烯和丙烯最简式都为CH2，14g乙烯和丙烯的混合气体有1molCH2，含原子数3NA，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A．羟基中有9个电子；
B．苯分子没有碳碳双键；
C．乙烯分子中有5个σ键；
D．乙烯和丙烯最简式都为CH2 。
2．【答案】A
【知识点】化学键；键能、键长、键角及其应用；“等电子原理”的应用
【解析】【解答】A.该晶体中S、O以共价键的形式结合，因此该晶体中还含有共价键，A不符合题意；
B.S2O32-、SO42-所含的原子个数相同，且价电子数相同，因此二者互为等电子体，结构相似，B不符合题意；
C.由沉淀的转化可知，Ag+结合阴离子的能力强弱为S2->S2O32->Br-，C不符合题意；
D.SO2中中心硫原子含有两对孤电子对，孤电子对对成键电子对具有排斥作用，使得SO2的键角小于120°，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A、S与O之间以共价键形式结合；
B、原子个数相同，价电子数相同的微粒为等电子体；
C、由沉淀的转化确定Ag+与其他离子结合的能力强弱；
D、SO2中中心原子S原子含有两对孤电子对，孤电子对成成键电子对有排斥作用力；
3．【答案】C
【知识点】“等电子原理”的应用
【解析】【解答】等电子体是原子总数相同，价电子总数相同的微粒，
A.一氧化碳的价电子数为10个，二氧化碳的价电子数为14个，原子个数不同，故B不符合题意；
B.水的价电子数为8个，甲烷的价电子数为8个额，但是原子个数不等，故B不符合题意；
C.氮气的价电子数为10个，一氧化碳的价电子数为10个，原子个数也相等，故C符合题意；
D.一氧化氮的价电子数为9个，一氧化碳的价电子数为10个，故不符合题意；
故答案为：C
【分析】根据等电子体的概念，计算出给出的物质的价电子数即可。
4．【答案】C
【知识点】“等电子原理”的应用
【解析】【解答】A．中电子数为，中电子数为，故A不符合；
B．HCl和原子个数不同，不互为等电子体，故B不符合；
C．中电子数为，和CO中电子数为，且原子个数均为2，互为等电子体，故C符合；
D．与虽然均为10电子微粒，但是原子个数不同，不互为等电子体，故D不符合；
故答案为：C。
【分析】原子总数相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体。
5．【答案】A
【知识点】“等电子原理”的应用
【解析】【解答】A．CH4的原子数为5，价电子数为8，的原子数为5，价电子数为8，两者互为等电子体，空间构型相似，A符合题意；
B．NO的原子数为2，价电子数为11，O2的原子数为2，价电子数为12，两者不互为等电子体，空间构型不相似，B不符合题意；
C．NO2的原子数为3，价电子数为17，O3的原子数为3，价电子数为18，两者不互为等电子体，空间构型不相似，C不符合题意；
D．HCl的原子数为2，价电子数为8，H2O的原子数为3，价电子数为8，两者不互为等电子体，空间构型不相似，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】首先判断出每个粒子的价电子数目，根据已知粒子的空间构型判断未知等电子体粒子的空间构型。
6．【答案】D
【知识点】判断简单分子或离子的构型；配合物的成键情况；“等电子原理”的应用
【解析】【解答】A．由分析可知，T为P，则白磷的空间构型为正四面体形，A不符合题意；
B．由分析可知Y为Fe，则[Y(CO)5]为[Fe(CO)5]其中碳原子和氧原子之间是σ键，并且CO和Fe之间的配位键也属于σ键，则1mol[Y(CO)5]分子中含10molσ键，B不符合题意；
C．由分析可知，X是S，Q是O，则SO3中，S原子有3个σ键电子对，没有孤电子对，根据价层电子互斥理论可知，其空间构型为平面三角形，C不符合题意；
D．由分析可知Z为C，Q是O，则Z与Q分别为C与O，O中两个O原子之间没有π键，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】 Y原子的价电子排布式为3d64s2，则Y为Fe元素，Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道，则Z为C元素， Q原子的L电子层的P能级上只有一对成对电子，则Q为O元素， T原子的M电子层上p轨道半充满，则T为P元素， X原子M层上有2个未成对电子且与Q同一主族，则X为S元素，据此解答。
7．【答案】C
【知识点】“等电子原理”的应用；极性分子和非极性分子；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．N2H4分子中氮原子的杂化轨道数=成键电子对数+孤电子对数=3+1=4，其中含有一个孤电子对，N原子的杂化类型是sp3，故A不符合题意；
B．O2中只存在非极性键，分子是非极性分子；BBr3中心原子为sp2杂化，不含孤电子对，分子为平面三角形，是含有极性键的非极性分子；C2H2中碳为sp杂化，是直线型分子，为含有极性键的非极性分子，故B不符合题意；
C．次氯酸是弱酸，其酸性比碳酸还弱，故C符合题意；
D．原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，则CO和NO+为等电子体，结构相似，NO+的电子式为 ，故D不符合题意；
【分析】A.N2H4分子中氮原子的价层电子对数为4；
B.根据正负电荷中心是否重合判断分子极性；
D.等电子体具有相同的原子数和价电子数，等电子体结构相似。
8．【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、金刚石等单质晶体中存在共价键，故A错误；
B、H2S晶体采用面心堆积，一个H2S分子周围有12个紧邻分子，故B错误；
C、由图可知，该晶胞中，K位于顶点，数目为，F位于面心，数目为，Ca位于体心，数目为1，则其化学式为 ，故C正确；
D、原子半径：Ge>Si，则键长：Si-Si故答案为：C。
【分析】A、单质晶体中可能存在共价键，如金刚石晶体；
B、H2S晶体采用面心堆积，一个H2S分子周围有12个紧邻分子；
C、根据均摊法计算；
D、键长：Si-Si9．【答案】A
【知识点】离子键的形成；共价键的形成及共价键的主要类型；晶胞的计算
【解析】【解答】A.CaTiO3晶体所含有的化学作用力为离子键，无共价键，A选项是错误的；
B. 有机碱中原子 形成4个σ键，无孤电子对，所以为sp3杂化，B选项是正确的；
C. 根据晶胞示意图：晶体周围距离相等且最近的O2-的个数为12，所以Ca2+的配位数为12，C选项是正确的；
D.距离Pb2+最近的是处于面心的I-，Pb2+的配位数是6，a中Ti4+的配位数也是6，所以二者的位置相同，D选项是正确的；
故答案为：A。
【分析】A.晶胞中是Ca2+与Ti4+与O2-之间形成离子键；
B.根据离子形式，知：N失去一个电子后最外层还有4个电子，4个电子形成4个共用电子对；
C.周围距离相等且最近的O2-的个数为12；
D.距离Pb2+最近的是处于面心的I-，Pb2+的配位数是6，a中Ti4+的配位数也是6，所以二者的位置相同。
10．【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A. 中心原子上的孤电子对数为，A项错误；
B.B．①号原子的分数坐标为，④号原子的x轴、z轴坐标与①号原子坐标相同，而y轴分数坐标为，则④号原子分数坐标为，B项正确；
C.沿y方向投影，位于面中心的原子为Xe原子和F原子，故C错误；
D.由图可知，底面对角线一半为，则，D项错误；
故答案为：B。
【分析】A.孤对电子数计算公式为：孤电子数=1/2*(a-xb) ，其中a为中心原子的价电子数，x为与中心原子结合的原子数，b为中心原子结合的原子最多能接受的电子数
B.在分析晶体结构时，计算原子坐标时，要弄清楚每个原子在晶体位置，利用投影到x、y、z面上即可计算坐标。
11．【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、每个CH4占据8个顶点和6个面心，晶胞中CH4共有，每个甲烷中含有1个C，则晶胞中有4个C，A错误；
B、CH4为分子晶体，熔化时需破坏范德华力，B正确；
C、分子晶体相对分子质量越大，熔点越高，C错错误；
D、CH4中含有C-H键，为极性键，CH4中正电中心和负电中心重合，为非极性分子，D错误；
故答案为：B
【分析】A、晶胞的原子或分子个数可以结合均摊法判断；
B、分子晶体熔化时破坏分子间作用力，以范德华力为主；
C、分子晶体相对分子质量越大，熔点越高；
D、相同的非金属原子为非极性共价键结合，不同的非金属原子为极性共价键结合。
12．【答案】D
【知识点】晶体的定义
【解析】【解答】晶体的各向异性主要表现硬度、导热性、导电性、光学性质等的不同。
故答案为：D
【分析】晶体的各向异性：硬度、导热性、导电性、光学性质。
13．【答案】A
【知识点】晶体的定义
【解析】【解答】表示A晶体结构单元的平行六面体具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱，故A结构可以表示晶胞；表示B、C、D晶体结构单元的平行六面体不具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱，故B、C、D结构不可以表示晶胞；
故答案为：A。
【分析】晶胞是能完整反映晶体内部原子或离子在三维空间分布之化学-结构特征的平行六面体最小单元。
14．【答案】C
【知识点】晶胞的计算；晶体的定义
【解析】【解答】A.1个晶胞中含Fe2+个数为12×+1=4个，A不符合题意；
B．双氧水含氧氧键(即过氧键-O-O-)，二硫化亚铁含硫硫键，它们都是非极性键，B不符合题意；
C．S与S之间的最短距离等于晶胞的面对角线的一半，即S与S之间的最短距离为apm，C符合题意；
D．以立方体中心的Fe2+为例，其位于立方体六个面心位置的围成的正八面体空隙中，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.利用均摊法确定原子数；
B．同种原子之间的共价键为非极性键；不同种原子之间的共价键为极性键；
CD．根据晶胞结构分析。
15．【答案】C
【知识点】晶胞的计算；晶体的定义
【解析】【解答】A． XeF4是平面正方形结构，空间对称，应该是非极性分子，故A不符合题意；
B． XeF2晶体有独立的XeF2分子，XeF2晶体属于分子晶体，故B不符合题意；
C． 一个XeF2晶胞中XeF2分子的数目，顶点8×=1，体心1，每个晶胞中实际拥有2个XeF2，故C符合题意；
D． XeF2晶体中距离最近的两个XeF2之间的距离为晶胞体对角线的一半，即a（a为晶胞边长），故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．非极性分子是指分子里电荷分布是对称的(正负电荷中心能重合)的分子。极性分子是指分子里电荷分布不对称(正负电荷中心不能重合)的分子；
B． 依据题目中物质的性质分析；
C．利用均摊法分析；
D． 根据晶胞结构计算。
16．【答案】（1）2：3；d
（2）正四面体形；CCl4；F>O>P>Ti>K；三种物质均为分子晶体，H2O和HF分子间均能形成氢键，等物质的量的H2O分子间比HF分子间氢键数目多，PH3分子间不能形成氢键
（3）TiO2+；6
（4）正八面体；××1010
【知识点】原子核外电子排布；“等电子原理”的应用；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)①钛元素的原子序数为22，基态钛原子核外电子排布式为，s能级的电子数为8，p能级的电子数为12，则s能级和p能级的电子数之比为2：3；
②钛元素的原子序数为22，为第四周期ⅣB族元素，所在元素周期表的d区；
(2)①PO根据杂化轨道理论P的价层电子对数(5+3×0+3)/2=4，孤电子对数为0，为sp3杂化，则O的立体构型为正四面体；
PO互为等电子体的分子为CCl4；
②KTiPO4F中所含元素为F、O、P、K、Ti，同周期元素从左往右第一电离能增大，同周期第一电离能最小的是碱金属元素，同主族元素从上往下第一电离能减小，则第一电离能由大到小的顺序为：F＞O＞P＞Ti＞K；
③影响熔沸点的主要因素为分子间作用力，氢键为较强的分子间作用力，H2O和HF中存在氢键，三种物质均为分子晶体，H2O和HF分子间均能形成氢键，等物质的量的H2O分子间比HF分子间氢键数目多，PH3分子间不能形成氢键；
(3)由图可知，1个Ti原子实际占用1个O原子，有Ti的化合价推知，离子符号为；
[Ti(OH)2(H2O)4]2+中与H2O分子与形成配位键，故配位键的数目为6；
(4)①CaTiO3晶体中Ca、Ti、O原子个数比为1：1：3，由晶胞结构可知，Ti原子填充在O原子周围形成正八面体空隙中；
②每个晶胞含有个Ca，有个O，有1个Ti，设晶胞参数为acm，则，解得，O原子间最近的距离为晶胞对角线长度的一半，则为××1010。
【分析】(1)①利用构造原理书写；
②利用在表中位置确定分区；
(2)①依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型；
等电子体利用同主族变换和左右移位法；
②同一周期的主族元素中，从左至右，元素的第一电离能呈“锯齿状”增大，其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素，同主族元素从上往下第一电离能减小；
③分子间形成氢键且氢键数目越多，沸点越高；
(3)利用化合价推理；依据配合物的结构确定配位键的数目；
(4)①利用均摊法确定原子数，再利用计算。
17．【答案】（1）1s22s22p63s23p63d64s2
（2）平面三角形；BF3、SO2等
（3）sp2
（4）分子；配位
（5）6；×1010
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）铁是26号元素，其 基态原子的电子排布式为 ： 1s22s22p63s23p63d64s2 ；
（2）CO32-的中心原子C最外层电子数为4+2，有1个σ键，无孤电子对，因此C的杂化方式为sp2，其空间构型为： 平面三角形 ； BF3、SO2 与CO32-互为等电子体；
（3）草酸根离子中的C有3个σ键，一个Π键，属于sp2杂化；
（4） Fe(CO)5属于 分子晶体；Fe原子提高空轨道CO中的C提供孤电子对，二者之间形成的是配位键；
（5）与N距离最近的Fe原子的距离为二分之一棱长，有6个Fe原子符合条件；
Fe原子占据的是晶胞的棱心，两个Fe原子之间的距离为棱长的二分之一，根据密度公式求出棱长：a=×1010，两个Fe原子之间的距离为：×1010；
【分析】（1）原子核外电子排布遵循构造原理；
（2）CO32-是平面离子，含有大Π键；具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征，这一原理称为等电子原理，满足等电子原理的分子、离子或原子团称为等电子体；
（3）草酸根离子中的C有3个σ键，一个Π键，属于sp2杂化；
（4）配位化合物为一类具有特征化学结构的化合物，由中心原子（或离子，统称中心原子）和围绕它的分子或离子（称为配位体/配体）完全或部分通过配位键结合而形成；
（5）根据晶胞的无隙并置原理，N原子的上、下、左、右、前、后各有一个距离最近的Fe。
根据密度公式可以求出棱长，继而求出两个Fe原子之间的距离。
18．【答案】（1）1s22s22p6
（2）>；F电负性大于氧，故OF2中O周围电子密度相对小于H2O中情形，斥力较小，键角变小
（3）；+2HF=[BF4]－ + H2F+
（4）12；
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；晶胞的计算
【解析】【解答】（1）F-是F原子得到一个电子的粒子，其核外电子数为10，电子排布式为： 1s22s22p6 ；
（2）①键 键长越短，键能越大，物质就越稳定，O2F2中的 键 的键长短，键能大，更稳定；
②中键角小于中键角， 原因为： F电负性大于氧，故OF2中O周围电子密度相对小于H2O中情形，斥力较小，键角变小 ；
（3）因为氢键的存在，HF分子会进行多聚，结合 固体中分子排列为锯齿形， 所以可以得到HF的结构片段： ；
② 根据提示知该过程为HF酸分子解离出的F-被BF3结合： +2HF=[BF4]－ + H2F+ ；
（4）①根据晶胞结构，黑球为Ca2+： 距离最近的有 12个；
②占据的位置是顶角和面心，F-占据的是晶胞内部的8个小体心，因此，Ca2+与F-之间的距离为体对角线的1/4，即棱长为4d/，根据密度公式知： 。
【分析】（1）F最外层为7个电子，得到一个电子后，得8电子稳定结构；
（2）①键长越短，键能越大，键越稳定；
②F电负性大于氧，故OF2中O周围电子密度相对小于H2O中情形，斥力较小，键角变小 ；
（3）氢原子与电负性大的原子X以共价键结合，若与电负性大、半径小的原子Y（O F N等）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H…Y形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用，称为氢键；
（4）占据的是晶胞的顶角和面心，两个之间的最短距离为面对角线的一半，即棱长的倍，所以 距离最近的有 12个。
19．【答案】（1）1s22s22p2
（2）AB；O＞S＞C(或C＜S＜O)
（3）sp2杂化；分子间作用力；2
（4）C＞SiC＞Si(或Si＜SiC＜C)；金刚石、碳化硅、晶体硅均为共价晶体，由于C原子半径小于Si原子，使得键长C－C＜Si－C＜Si－Si，键能依次减小，熔点依次降低
（5）12；M3C60
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；化学键；晶胞的计算
【解析】【解答】（1）根据碳原子的电子数为6.故基态电子排布为1s22s22p2，
（2）①氧硫化碳形成碳氧双键和碳硫双键，因此含有 σ键 和π键；
②元素的非金属性越强，电负性越强，故 O＞S＞C(或C＜S＜O) ；
（3）根据碳原子形成环状，属于sp2杂化，石墨中层与层的连接靠分子间作用力，因此分离出石墨需要破坏石墨分子间作用力；每个碳原子被3个环共用，因此每个六元环有2个碳原子；
（4）原子半径越小，键长越短，键能越大，熔点越高，因此熔点高低为 C＞SiC＞Si(或Si＜SiC＜C) ，
（5）根据晶胞图，棱上共有12x1/4=3个，晶胞内部有9个，共有12个M原子，另外一种C60的个数为8x1/8+3x1/2=4，故分子式为 M3C60 ；
【分析】（1）根据碳原子的核外电子即可写出基态原子的电子排布式；
（2）①根据形成的键即可得到碳氧双键和碳硫双键；
②根据元素的非金属性强弱判断；
（3）根据结构式即可得到杂化方式，结合原子成键即可得到六元环原子的个数；
（4）根据原子半径大小形成的键长长短即可判断键能大小；
（5）根据图示找出原子个数，结合占位计算出原子个数即可写出化学式。
20．【答案】（1）
（2）
（3）或；6；
（4）
（5）盐酸
（6）2.4
（7）0.3
【知识点】原子核外电子排布；配合物的成键情况；晶胞的计算；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】
(1)由题可知，与发生反应转化为对环境友好的物质，故产物只能为N2，书写方程式，NH3中的N升高3价，NO2中的N降低4价，因此，化学方程式为：；
(2)“焙烧”时发生转化的反应方程式为，根据元素守恒，A中一定含有C元素，可猜测A为CO2或CO，带入方程式，得到，故气体A为CO2；
(3)①Ti原子在化学元素周期表 中位于第4周期、第IVB族，因此，基态原子的核外电子排布式为或；
②根据图中给出的晶体结构，可以推断，晶体中原子的配位数为6；
③若晶胞参数分别为，，设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为
(4)“沉钒”部分，加入NH4Cl生成NH4VO3的沉淀，因此可以写出其离子方程式：；
(5)“调节”时加入的试剂应该保证不引入多余的杂质离子，同时不参与反应，易挥发，故最佳试剂为：HCl；
(6)当“食盐废液”中时，该废液中；
(7)若将通过氢气还原转化为细钨粉，首先，WO3与H2反应方程式为：，23.2gWO3，换算过来就是，因此，理论消耗的是=0.3molH2
【分析】
(1)N元素反应转化为对环境友好的物质，故产物只能为N2。
(2)通过元素守恒，补全化学方程式，可得到气体A的化学式。
(3)核外电子排布式书写要注意能级顺序为从上至下箭头依次穿过的先后顺序。
(4)“沉钒”部分，加入NH4Cl生成NH4VO3的沉淀，同时注意离子方程式书写遵循的三原则：1、客观事实原则2、质量守恒原则3、电荷守恒原则。
(5)调节pH至酸性一般选用盐酸。
(6)据公式，可计算。
(7)根据方程式，得到换算公式据此计算。
21．【答案】（1）1s22s22p2 ；1：1
（2）4；ABE
（3）MgNi3C；12；
【知识点】原子核外电子排布；配合物的成键情况；晶胞的计算
【解析】【解答】（1）C为6号元素，其核外电子排布式为 1s22s22p2 ；Ni(CO)4为配合物，含有的σ键为Ni-C、C-O，含有的π键为C-O，个数比为1：1，故答案为： 1s22s22p2 ；1：1；
（2）Cu2+提供4个空轨道，可以形成4个配位键，则其配位数为4；胆矾晶体结构图中，存在离子键、配位键，水分子中存在极性共价键，故答案为：4；ABE；
（3）①晶胞中，Mg占据8个顶点，其个数为，Ni占据6个面心，其个数为，C占据体心，个数为1，则其化学式为MgNi3C，故答案为：①；
②Mg在顶点，Ni再面心，根据晶胞结构，可知以顶点的Mg判断，周围最近等距离的Ni有12个，故答案为：12；
③晶胞密度为ρg/cm3，Mg的相对原子质量为24，C的相对原子质量为12，Ni的相对原子质量为59，则晶胞的体积，故答案为： 。
【分析】（1）原子核外电子排布式可以结合其原子序数判断；σ键即配对原子个数，即每一个共价键中必定含有一个σ键；π键即不饱和键，即每一个共价键中除了σ键以外的就是π键；
（2）配位数可以结合其提供轨道数判断；铵根离子或金属离子与非金属离子或酸根离子的结合是离子键，非金属原子和非金属原子的结合是共价键；相同的非金属原子为非极性共价键结合，不同的非金属原子为极性共价键结合；
（3）①化学式要结合均摊法判断；
②原子最近等距离原子个数可以结合周围晶胞判断；
③晶胞体积要结合周围阿伏加德罗常数、密度、原子个数和摩尔质量判断。
试题分析部分
1、试卷总体分布分析
总分：81分
分值分布 客观题（占比） 30.0(37.0%)
主观题（占比） 51.0(63.0%)
题量分布 客观题（占比） 15(71.4%)
主观题（占比） 6(28.6%)
2、试卷题量分布分析
大题题型 题目量（占比） 分值（占比）
选择题 15(71.4%) 30.0(37.0%)
非选择题 6(28.6%) 51.0(63.0%)
3、试卷难度结构分析
序号 难易度 占比
1 普通 (100.0%)
4、试卷知识点分析
序号 知识点（认知水平） 分值（占比） 对应题号
1 物质的量的相关计算 2.0(2.5%) 1
2 离子键的形成 2.0(2.5%) 9
3 晶体的定义 8.0(9.9%) 12,13,14,15
4 判断简单分子或离子的构型 10.0(12.3%) 6,17
5 元素电离能、电负性的含义及应用 17.0(21.0%) 18,19
6 晶胞的计算 63.0(77.8%) 8,9,10,11,14,15,16,17,18,19,20,21
7 难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质 9.0(11.1%) 20
8 配合物的成键情况 18.0(22.2%) 6,20,21
9 极性分子和非极性分子 2.0(2.5%) 7
10 “等电子原理”的应用 24.0(29.6%) 1,2,3,4,5,6,7,16
11 键能、键长、键角及其应用 2.0(2.5%) 2
12 共价键的形成及共价键的主要类型 2.0(2.5%) 9
13 阿伏加德罗常数 2.0(2.5%) 1
14 化学键 12.0(14.8%) 2,19
15 原子轨道杂化方式及杂化类型判断 10.0(12.3%) 7,17
16 原子核外电子排布 51.0(63.0%) 16,17,18,19,20,21
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高中化学同步练习：选择性必修二3.1物质的聚集状态与晶体的常识（能力提升）
一、选择题
1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（ ）
A．1mol羟基所含电子数为10NA
B．1mol苯分子含碳碳双键数目为3NA
C．常温常压下，28g乙烯含σ键数目为6NA
D．常温常压下，乙烯和丙烯的混合气体共14g，含原子数为3NA
2．照相底片定影并回收定影液硫代硫酸钠和银，经历如下过程，下列说法不正确的是：
A．晶体中所含的作用力只有离子键、配位键
B．与是等电子体，结构相似，相当于中O被一个S原子替换
C．该过程中与结合能力：-
D．副产物的键角小于的原因：分子中S的孤电子对对成键电子对的排斥作用使键角变小
3．下列各组微粒属于等电子体的是（ ）
A．CO2和CO B．H2O和CH4 C．N2和CO D．NO和CO
4．等电子体是指含有相同电子数和原子数的分子、离子或基团。下列各组微粒间互为等电子体的是
A．和 B．HCl和 C．和CO D．与
5．原子数目和价电子总数都相等的分子或离子互为等电子体，等电子体具有相似的空间构型。下列各组分子或离子的空间构型相似的是（ ）
A．CH4和 B．NO和O2 C．NO2和O3 D．HCl和H2O
6．现有5种元素X、Y、Z、Q、T。X原子M层上有2个未成对电子且与Q同一主族；Y原子的价电子排布式为3d64s2；Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道，Q原子的L电子层的P能级上只有一对成对电子；T原子的M电子层上p轨道半充满。下列叙述错误的是（ ）
A．T的一种单质的空间构型为正四面体形
B．1mol[Y(CO)5]分子中含5molσ键
C．X和Q结合生成的一种化合物为平面三角形
D．Z与Q互为等电子体，1molQ中含有的π键数目为2NA
7．下列有关说法错误的是
A．N2H4中氮原子采用的是sp3杂化
B．O2、BBr3、C2H2都是非极性分子
C．酸性：H2CO3
8．下列说法正确的是（ ）
A．在单质晶体中不存在共价键
B．在晶体中，一个分子周围有4个紧邻分子
C．某物质晶胞如图所示，其化学式为
D．晶体硅和锗都属于共价晶体，熔点
9．钙钛矿(，晶胞如图a所示)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。一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为和有机碱离子，其晶胞如图所示：
下列说法中不正确的是（ ）
A．晶体所含化学作用力为离子键和共价键
B．有机碱中原子的杂化轨道类型是
C．晶体的配位数为12
D．与图中的空间位置相同
10．在无机氟化物制备中有广泛的应用，其晶体属于四方晶系，晶胞参数如图所示，其中O点原子和①号原子的分数坐标依次为、。已知：Xe—F键长为下列说法正确的是（ ）
A．中心原子上的孤电子对数为2
B．④号原子的分数坐标为
C．沿x、y、z任意一个方向投影，位于面中心的都只有原子
D．晶胞中②③号原子间的距离
11．如图为甲烷晶体的晶胞结构，下列有关说法错误的是（ ）
A．每个甲烷晶胞中含4个碳原子
B．CH4晶体熔化时需破坏共价键
C．熔点高低：Cl4＞CBr4＞CCl4＞CH4
D．CH4是含有极性键的非极性分子
12．晶体具有各向异性，如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的。晶体的各向异性主要表现在( )
①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质
A．①③ B．②④ C．①②③ D．①②③④
13．下列结构示意图中，表示晶胞的是
A． B．
C． D．
14．我国科学家在FeS2表面自组装单原子层Cu5纳米团簇构筑双催化剂实现H2O2到·OH的稳定持续活化。FeS2的晶胞结构如图所示。已知：晶胞参数为a pm。下列说法错误的是（ ）
A．每个晶胞中含有4个Fe2+
B．H2O2和FeS2中都含有非极性键
C．和之间的最短距离为a pm
D．Fe2+位于形成的正八面体空隙中
15．自从第一次合成稀有气体元素的化合物XePtF6以来，人们又相继发现了氙的一系列化合物，如XeF2、XeF4等。如图甲为XeF4的结构示意图，图乙为XeF2晶体的晶胞结构图。下列有关说法正确的是
A．XeF4是极性分子
B．XeF2晶体属于离子晶体
C．一个XeF2晶胞中实际拥有2个XeF2
D．XeF2晶体中距离最近的两个XeF2之间的距离为a(a为晶胞边长)
二、非选择题
16．钛及其化合物在科技、生物、材料领域均有广泛应用。回答下列问题：
（1）基态钛原子核外s能级和p能级的电子数之比为 ；钛元素处于元素周期表的 区。
（2）含钛新型正极材料KTiPO4F具有高化学电位。
①PO的立体构型为 。与PO互为等电子体的分子为 (任写一种，填化学式)。
②KTiPO4F中所含元素的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
③一些氢化物的沸点如表所示：
氢化物 PH3 H2O HF
沸点/℃ -87.5 100 19.5
解释表中氢化物之间沸点存在差异的原因： 。
（3）Ti(IV)在酸溶液中可形成多种离子。其中如图1所示结构的离子符号为 ；[Ti(OH)2(H2O)4]2+中配位键的数目为 。
（4）CaTiO3晶体中Ca、O原子在立方晶胞中的位置如图2所示，其中Ti原子填充在O原子围成的 (填“正八面体”或“正四面体”)空隙中；若阿伏加德罗常数的值为NA，晶体密度为ρg·cm-3，则O原子间的最近距离为 pm(用含NA、ρ的代数式表示)。
17．中国早在周朝已能冶炼铸铁了。目前，铁及其化合物广泛地应用到各个领域。请回答下列问题：
（1）基态铁原子的电子排布式为 。
（2）我国菱铁矿FeCO3储量较为丰富，其中CO的空间结构为 ，与CO互为等电子体的一种分子的化学式为 。
（3）草酸亚铁可作为电池正极材料磷酸铁锂的原料，其结构简式如图，碳原子的杂化方式是 。
（4）Fe(CO)5溶于汽油、苯、丙酮等有机溶剂，熔点、沸点分别在-20℃、103.6℃左右。因此可知Fe(CO)5属于 晶体；从电子对给予情况来看，CO与Fe之间形成 键。
（5）铁与氨气反应生成一种如图所示晶胞结构的产物，N周围最近的Fe数目是 。若该晶体的密度是dg cm-3，则两个最近的Fe间的距离为 pm(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
18．氟在已知元素中电负性最大、非金属性最强，其单质在1886年才被首次分离出来。
键长/ 121 148
（1）的核外电子排布式为 。
（2）氟氧化物的结构已经确定。
①依据数据推测键的稳定性： (填“>”或“<”)。
②中键角小于中键角，解释原因： 。
（3）是一种有特殊性质的氢化物。
①已知：氢键()中三原子在一条直线上时，作用力最强。测定结果表明，固体中分子排列为锯齿形，画出含3个的结构片段： 。
②溶剂中加入可以解离出和具有正四面体形结构的阴离子，写出该过程的离子方程式： 。
（4）工业上用茧石(主要成分)制备。晶体的一种立方晶胞如图所示。
①晶体中距离最近的有 个。
②晶体中与的最近距离为，阿伏加德罗常数值为。则该晶体的密度 (列出计算式)。
19．2023年3月16日发布的最新款华为MateX3将石墨烯正式应用到手机里，利用石墨烯薄片液冷散热系统成为全球最强散热手机系统。石墨烯是由碳原子组成的最薄、最轻、最强材料，被誉为“材料之王”。回答下列问题：
（1）写出基态C原子的电子排布式 。
（2）氧硫化碳(COS)是一种无机化合物，结构上与CO2类似。
①氧硫化碳(COS)含有的化学键类型 。
A．σ键 B．π键 C．金属键 D．离子键
②C、O、S的电负性大小顺序是 (用元素符号表示)。
（3）石墨烯是只由一层碳原子所构成的平面薄膜，结构如图所示。
石墨烯中C原子的轨道杂化方式为 ，从石墨中剥离得到石墨烯需克服的作用是 ；在石墨烯中，每个六元环占有个 C原子。
（4）比较碳化硅(化学式：SiC)与晶体硅、金刚石三者的熔点高低 (用化学式表示)；从物质结构角度解释原因 。
（5）石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部，该晶胞中M原子的个数为 ，该材料的化学式为 。
20．利用选择性催化还原（SCR）脱硝技术可以减少对环境的危害，一种废脱硝催化剂的主要成分为、、、、，一种回收利用的工艺流程如图所示：
已知：。
回答下列问题：
（1）该脱硝技术主要是在催化剂作用下，与发生反应转化为对环境友好的物质，化学方程式为 。
（2）“焙烧”时发生转化的反应方程式为，则气体为 （填化学式）。
（3）含钛渣可以用于制取金属钛和钛的化合物，一种钛的氧化物的晶胞结构（长方体形）如图所示：
①基态原子的核外电子排布式为 。
②晶体中原子的配位数为 。
③若晶胞参数分别为，，设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 （列出计算式）。
（4）写出“沉钒”发生反应的离子方程式： 。
（5）“调节”时加入的试剂为 。
（6）当“食盐废液”中时，该废液中 。
（7）若将通过氢气还原转化为细钨粉，理论上消耗 。
21．配合物在许多尖端领域如激光材料、超导材料、抗癌药物、催化剂、自组装超分子等方面有广泛的应用。回答下列问题：
（1）Ni与CO形成的配合物Ni（CO）4为无色液体，易溶于CCl4、CS2等有机溶剂。碳原子的核外电子排布式为 。CO的结构式为C≡O，则Ni（CO）4分子中σ键与π键个数之比为 。
（2）胆矾溶于水后可得蓝色的水合铜离子，其中的配位数是 。胆矾晶体的结构如下图所示，其存在的化学键有 （填字母）。
A．离子键 B．极性键 C．范德华力 D．氢键 E．配位键
（3）金属Ni可以与Mg、C形成一种新型超导体，它的临界温度为8K，由C、Mg、Ni形成的某物质的晶胞为正六面体，结构如图所示。
①该物质的化学式为 。
②每个Mg原子距离最近的Ni原子的个数是 。
③若用NA表示阿伏加德罗常数的值，如果晶体的密度为ρg/cm3，则该晶胞的体积为 nm3（用含ρ、NA的代数式表示）。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】“等电子原理”的应用；物质的量的相关计算；阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A．羟基中有9个电子，1mol羟基中含电子总数为9NA，A不符合题意；
B．苯分子没有碳碳双键，B不符合题意；
C．乙烯分子中有5个σ键，28g乙烯物质的量是1mol，含σ键数目为5NA，C不符合题意；
D．乙烯和丙烯最简式都为CH2，14g乙烯和丙烯的混合气体有1molCH2，含原子数3NA，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A．羟基中有9个电子；
B．苯分子没有碳碳双键；
C．乙烯分子中有5个σ键；
D．乙烯和丙烯最简式都为CH2 。
2．【答案】A
【知识点】化学键；键能、键长、键角及其应用；“等电子原理”的应用
【解析】【解答】A.该晶体中S、O以共价键的形式结合，因此该晶体中还含有共价键，A不符合题意；
B.S2O32-、SO42-所含的原子个数相同，且价电子数相同，因此二者互为等电子体，结构相似，B不符合题意；
C.由沉淀的转化可知，Ag+结合阴离子的能力强弱为S2->S2O32->Br-，C不符合题意；
D.SO2中中心硫原子含有两对孤电子对，孤电子对对成键电子对具有排斥作用，使得SO2的键角小于120°，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A、S与O之间以共价键形式结合；
B、原子个数相同，价电子数相同的微粒为等电子体；
C、由沉淀的转化确定Ag+与其他离子结合的能力强弱；
D、SO2中中心原子S原子含有两对孤电子对，孤电子对成成键电子对有排斥作用力；
3．【答案】C
【知识点】“等电子原理”的应用
【解析】【解答】等电子体是原子总数相同，价电子总数相同的微粒，
A.一氧化碳的价电子数为10个，二氧化碳的价电子数为14个，原子个数不同，故B不符合题意；
B.水的价电子数为8个，甲烷的价电子数为8个额，但是原子个数不等，故B不符合题意；
C.氮气的价电子数为10个，一氧化碳的价电子数为10个，原子个数也相等，故C符合题意；
D.一氧化氮的价电子数为9个，一氧化碳的价电子数为10个，故不符合题意；
故答案为：C
【分析】根据等电子体的概念，计算出给出的物质的价电子数即可。
4．【答案】C
【知识点】“等电子原理”的应用
【解析】【解答】A．中电子数为，中电子数为，故A不符合；
B．HCl和原子个数不同，不互为等电子体，故B不符合；
C．中电子数为，和CO中电子数为，且原子个数均为2，互为等电子体，故C符合；
D．与虽然均为10电子微粒，但是原子个数不同，不互为等电子体，故D不符合；
故答案为：C。
【分析】原子总数相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体。
5．【答案】A
【知识点】“等电子原理”的应用
【解析】【解答】A．CH4的原子数为5，价电子数为8，的原子数为5，价电子数为8，两者互为等电子体，空间构型相似，A符合题意；
B．NO的原子数为2，价电子数为11，O2的原子数为2，价电子数为12，两者不互为等电子体，空间构型不相似，B不符合题意；
C．NO2的原子数为3，价电子数为17，O3的原子数为3，价电子数为18，两者不互为等电子体，空间构型不相似，C不符合题意；
D．HCl的原子数为2，价电子数为8，H2O的原子数为3，价电子数为8，两者不互为等电子体，空间构型不相似，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】首先判断出每个粒子的价电子数目，根据已知粒子的空间构型判断未知等电子体粒子的空间构型。
6．【答案】D
【知识点】判断简单分子或离子的构型；配合物的成键情况；“等电子原理”的应用
【解析】【解答】A．由分析可知，T为P，则白磷的空间构型为正四面体形，A不符合题意；
B．由分析可知Y为Fe，则[Y(CO)5]为[Fe(CO)5]其中碳原子和氧原子之间是σ键，并且CO和Fe之间的配位键也属于σ键，则1mol[Y(CO)5]分子中含10molσ键，B不符合题意；
C．由分析可知，X是S，Q是O，则SO3中，S原子有3个σ键电子对，没有孤电子对，根据价层电子互斥理论可知，其空间构型为平面三角形，C不符合题意；
D．由分析可知Z为C，Q是O，则Z与Q分别为C与O，O中两个O原子之间没有π键，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】 Y原子的价电子排布式为3d64s2，则Y为Fe元素，Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道，则Z为C元素， Q原子的L电子层的P能级上只有一对成对电子，则Q为O元素， T原子的M电子层上p轨道半充满，则T为P元素， X原子M层上有2个未成对电子且与Q同一主族，则X为S元素，据此解答。
7．【答案】C
【知识点】“等电子原理”的应用；极性分子和非极性分子；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．N2H4分子中氮原子的杂化轨道数=成键电子对数+孤电子对数=3+1=4，其中含有一个孤电子对，N原子的杂化类型是sp3，故A不符合题意；
B．O2中只存在非极性键，分子是非极性分子；BBr3中心原子为sp2杂化，不含孤电子对，分子为平面三角形，是含有极性键的非极性分子；C2H2中碳为sp杂化，是直线型分子，为含有极性键的非极性分子，故B不符合题意；
C．次氯酸是弱酸，其酸性比碳酸还弱，故C符合题意；
D．原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，则CO和NO+为等电子体，结构相似，NO+的电子式为 ，故D不符合题意；
【分析】A.N2H4分子中氮原子的价层电子对数为4；
B.根据正负电荷中心是否重合判断分子极性；
D.等电子体具有相同的原子数和价电子数，等电子体结构相似。
8．【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、金刚石等单质晶体中存在共价键，故A错误；
B、H2S晶体采用面心堆积，一个H2S分子周围有12个紧邻分子，故B错误；
C、由图可知，该晶胞中，K位于顶点，数目为，F位于面心，数目为，Ca位于体心，数目为1，则其化学式为 ，故C正确；
D、原子半径：Ge>Si，则键长：Si-Si
【分析】A、单质晶体中可能存在共价键，如金刚石晶体；
B、H2S晶体采用面心堆积，一个H2S分子周围有12个紧邻分子；
C、根据均摊法计算；
D、键长：Si-Si
【知识点】离子键的形成；共价键的形成及共价键的主要类型；晶胞的计算
【解析】【解答】A.CaTiO3晶体所含有的化学作用力为离子键，无共价键，A选项是错误的；
B. 有机碱中原子 形成4个σ键，无孤电子对，所以为sp3杂化，B选项是正确的；
C. 根据晶胞示意图：晶体周围距离相等且最近的O2-的个数为12，所以Ca2+的配位数为12，C选项是正确的；
D.距离Pb2+最近的是处于面心的I-，Pb2+的配位数是6，a中Ti4+的配位数也是6，所以二者的位置相同，D选项是正确的；
故答案为：A。
【分析】A.晶胞中是Ca2+与Ti4+与O2-之间形成离子键；
B.根据离子形式，知：N失去一个电子后最外层还有4个电子，4个电子形成4个共用电子对；
C.周围距离相等且最近的O2-的个数为12；
D.距离Pb2+最近的是处于面心的I-，Pb2+的配位数是6，a中Ti4+的配位数也是6，所以二者的位置相同。
10．【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A. 中心原子上的孤电子对数为，A项错误；
B.B．①号原子的分数坐标为，④号原子的x轴、z轴坐标与①号原子坐标相同，而y轴分数坐标为，则④号原子分数坐标为，B项正确；
C.沿y方向投影，位于面中心的原子为Xe原子和F原子，故C错误；
D.由图可知，底面对角线一半为，则，D项错误；
故答案为：B。
【分析】A.孤对电子数计算公式为：孤电子数=1/2*(a-xb) ，其中a为中心原子的价电子数，x为与中心原子结合的原子数，b为中心原子结合的原子最多能接受的电子数
B.在分析晶体结构时，计算原子坐标时，要弄清楚每个原子在晶体位置，利用投影到x、y、z面上即可计算坐标。
11．【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、每个CH4占据8个顶点和6个面心，晶胞中CH4共有，每个甲烷中含有1个C，则晶胞中有4个C，A错误；
B、CH4为分子晶体，熔化时需破坏范德华力，B正确；
C、分子晶体相对分子质量越大，熔点越高，C错错误；
D、CH4中含有C-H键，为极性键，CH4中正电中心和负电中心重合，为非极性分子，D错误；
故答案为：B
【分析】A、晶胞的原子或分子个数可以结合均摊法判断；
B、分子晶体熔化时破坏分子间作用力，以范德华力为主；
C、分子晶体相对分子质量越大，熔点越高；
D、相同的非金属原子为非极性共价键结合，不同的非金属原子为极性共价键结合。
12．【答案】D
【知识点】晶体的定义
【解析】【解答】晶体的各向异性主要表现硬度、导热性、导电性、光学性质等的不同。
故答案为：D
【分析】晶体的各向异性：硬度、导热性、导电性、光学性质。
13．【答案】A
【知识点】晶体的定义
【解析】【解答】表示A晶体结构单元的平行六面体具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱，故A结构可以表示晶胞；表示B、C、D晶体结构单元的平行六面体不具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱，故B、C、D结构不可以表示晶胞；
故答案为：A。
【分析】晶胞是能完整反映晶体内部原子或离子在三维空间分布之化学-结构特征的平行六面体最小单元。
14．【答案】C
【知识点】晶胞的计算；晶体的定义
【解析】【解答】A.1个晶胞中含Fe2+个数为12×+1=4个，A不符合题意；
B．双氧水含氧氧键(即过氧键-O-O-)，二硫化亚铁含硫硫键，它们都是非极性键，B不符合题意；
C．S与S之间的最短距离等于晶胞的面对角线的一半，即S与S之间的最短距离为apm，C符合题意；
D．以立方体中心的Fe2+为例，其位于立方体六个面心位置的围成的正八面体空隙中，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.利用均摊法确定原子数；
B．同种原子之间的共价键为非极性键；不同种原子之间的共价键为极性键；
CD．根据晶胞结构分析。
15．【答案】C
【知识点】晶胞的计算；晶体的定义
【解析】【解答】A． XeF4是平面正方形结构，空间对称，应该是非极性分子，故A不符合题意；
B． XeF2晶体有独立的XeF2分子，XeF2晶体属于分子晶体，故B不符合题意；
C． 一个XeF2晶胞中XeF2分子的数目，顶点8×=1，体心1，每个晶胞中实际拥有2个XeF2，故C符合题意；
D． XeF2晶体中距离最近的两个XeF2之间的距离为晶胞体对角线的一半，即a（a为晶胞边长），故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．非极性分子是指分子里电荷分布是对称的(正负电荷中心能重合)的分子。极性分子是指分子里电荷分布不对称(正负电荷中心不能重合)的分子；
B． 依据题目中物质的性质分析；
C．利用均摊法分析；
D． 根据晶胞结构计算。
16．【答案】（1）2：3；d
（2）正四面体形；CCl4；F>O>P>Ti>K；三种物质均为分子晶体，H2O和HF分子间均能形成氢键，等物质的量的H2O分子间比HF分子间氢键数目多，PH3分子间不能形成氢键
（3）TiO2+；6
（4）正八面体；××1010
【知识点】原子核外电子排布；“等电子原理”的应用；晶胞的计算
【解析】【解答】(1)①钛元素的原子序数为22，基态钛原子核外电子排布式为，s能级的电子数为8，p能级的电子数为12，则s能级和p能级的电子数之比为2：3；
②钛元素的原子序数为22，为第四周期ⅣB族元素，所在元素周期表的d区；
(2)①PO根据杂化轨道理论P的价层电子对数(5+3×0+3)/2=4，孤电子对数为0，为sp3杂化，则O的立体构型为正四面体；
PO互为等电子体的分子为CCl4；
②KTiPO4F中所含元素为F、O、P、K、Ti，同周期元素从左往右第一电离能增大，同周期第一电离能最小的是碱金属元素，同主族元素从上往下第一电离能减小，则第一电离能由大到小的顺序为：F＞O＞P＞Ti＞K；
③影响熔沸点的主要因素为分子间作用力，氢键为较强的分子间作用力，H2O和HF中存在氢键，三种物质均为分子晶体，H2O和HF分子间均能形成氢键，等物质的量的H2O分子间比HF分子间氢键数目多，PH3分子间不能形成氢键；
(3)由图可知，1个Ti原子实际占用1个O原子，有Ti的化合价推知，离子符号为；
[Ti(OH)2(H2O)4]2+中与H2O分子与形成配位键，故配位键的数目为6；
(4)①CaTiO3晶体中Ca、Ti、O原子个数比为1：1：3，由晶胞结构可知，Ti原子填充在O原子周围形成正八面体空隙中；
②每个晶胞含有个Ca，有个O，有1个Ti，设晶胞参数为acm，则，解得，O原子间最近的距离为晶胞对角线长度的一半，则为××1010。
【分析】(1)①利用构造原理书写；
②利用在表中位置确定分区；
(2)①依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型；
等电子体利用同主族变换和左右移位法；
②同一周期的主族元素中，从左至右，元素的第一电离能呈“锯齿状”增大，其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素，同主族元素从上往下第一电离能减小；
③分子间形成氢键且氢键数目越多，沸点越高；
(3)利用化合价推理；依据配合物的结构确定配位键的数目；
(4)①利用均摊法确定原子数，再利用计算。
17．【答案】（1）1s22s22p63s23p63d64s2
（2）平面三角形；BF3、SO2等
（3）sp2
（4）分子；配位
（5）6；×1010
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）铁是26号元素，其 基态原子的电子排布式为 ： 1s22s22p63s23p63d64s2 ；
（2）CO32-的中心原子C最外层电子数为4+2，有1个σ键，无孤电子对，因此C的杂化方式为sp2，其空间构型为： 平面三角形 ； BF3、SO2 与CO32-互为等电子体；
（3）草酸根离子中的C有3个σ键，一个Π键，属于sp2杂化；
（4） Fe(CO)5属于 分子晶体；Fe原子提高空轨道CO中的C提供孤电子对，二者之间形成的是配位键；
（5）与N距离最近的Fe原子的距离为二分之一棱长，有6个Fe原子符合条件；
Fe原子占据的是晶胞的棱心，两个Fe原子之间的距离为棱长的二分之一，根据密度公式求出棱长：a=×1010，两个Fe原子之间的距离为：×1010；
【分析】（1）原子核外电子排布遵循构造原理；
（2）CO32-是平面离子，含有大Π键；具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征，这一原理称为等电子原理，满足等电子原理的分子、离子或原子团称为等电子体；
（3）草酸根离子中的C有3个σ键，一个Π键，属于sp2杂化；
（4）配位化合物为一类具有特征化学结构的化合物，由中心原子（或离子，统称中心原子）和围绕它的分子或离子（称为配位体/配体）完全或部分通过配位键结合而形成；
（5）根据晶胞的无隙并置原理，N原子的上、下、左、右、前、后各有一个距离最近的Fe。
根据密度公式可以求出棱长，继而求出两个Fe原子之间的距离。
18．【答案】（1）1s22s22p6
（2）>；F电负性大于氧，故OF2中O周围电子密度相对小于H2O中情形，斥力较小，键角变小
（3）；+2HF=[BF4]－ + H2F+
（4）12；
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；晶胞的计算
【解析】【解答】（1）F-是F原子得到一个电子的粒子，其核外电子数为10，电子排布式为： 1s22s22p6 ；
（2）①键 键长越短，键能越大，物质就越稳定，O2F2中的 键 的键长短，键能大，更稳定；
②中键角小于中键角， 原因为： F电负性大于氧，故OF2中O周围电子密度相对小于H2O中情形，斥力较小，键角变小 ；
（3）因为氢键的存在，HF分子会进行多聚，结合 固体中分子排列为锯齿形， 所以可以得到HF的结构片段： ；
② 根据提示知该过程为HF酸分子解离出的F-被BF3结合： +2HF=[BF4]－ + H2F+ ；
（4）①根据晶胞结构，黑球为Ca2+： 距离最近的有 12个；
②占据的位置是顶角和面心，F-占据的是晶胞内部的8个小体心，因此，Ca2+与F-之间的距离为体对角线的1/4，即棱长为4d/，根据密度公式知： 。
【分析】（1）F最外层为7个电子，得到一个电子后，得8电子稳定结构；
（2）①键长越短，键能越大，键越稳定；
②F电负性大于氧，故OF2中O周围电子密度相对小于H2O中情形，斥力较小，键角变小 ；
（3）氢原子与电负性大的原子X以共价键结合，若与电负性大、半径小的原子Y（O F N等）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H…Y形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用，称为氢键；
（4）占据的是晶胞的顶角和面心，两个之间的最短距离为面对角线的一半，即棱长的倍，所以 距离最近的有 12个。
19．【答案】（1）1s22s22p2
（2）AB；O＞S＞C(或C＜S＜O)
（3）sp2杂化；分子间作用力；2
（4）C＞SiC＞Si(或Si＜SiC＜C)；金刚石、碳化硅、晶体硅均为共价晶体，由于C原子半径小于Si原子，使得键长C－C＜Si－C＜Si－Si，键能依次减小，熔点依次降低
（5）12；M3C60
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；化学键；晶胞的计算
【解析】【解答】（1）根据碳原子的电子数为6.故基态电子排布为1s22s22p2，
（2）①氧硫化碳形成碳氧双键和碳硫双键，因此含有 σ键 和π键；
②元素的非金属性越强，电负性越强，故 O＞S＞C(或C＜S＜O) ；
（3）根据碳原子形成环状，属于sp2杂化，石墨中层与层的连接靠分子间作用力，因此分离出石墨需要破坏石墨分子间作用力；每个碳原子被3个环共用，因此每个六元环有2个碳原子；
（4）原子半径越小，键长越短，键能越大，熔点越高，因此熔点高低为 C＞SiC＞Si(或Si＜SiC＜C) ，
（5）根据晶胞图，棱上共有12x1/4=3个，晶胞内部有9个，共有12个M原子，另外一种C60的个数为8x1/8+3x1/2=4，故分子式为 M3C60 ；
【分析】（1）根据碳原子的核外电子即可写出基态原子的电子排布式；
（2）①根据形成的键即可得到碳氧双键和碳硫双键；
②根据元素的非金属性强弱判断；
（3）根据结构式即可得到杂化方式，结合原子成键即可得到六元环原子的个数；
（4）根据原子半径大小形成的键长长短即可判断键能大小；
（5）根据图示找出原子个数，结合占位计算出原子个数即可写出化学式。
20．【答案】（1）
（2）
（3）或；6；
（4）
（5）盐酸
（6）2.4
（7）0.3
【知识点】原子核外电子排布；配合物的成键情况；晶胞的计算；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】
(1)由题可知，与发生反应转化为对环境友好的物质，故产物只能为N2，书写方程式，NH3中的N升高3价，NO2中的N降低4价，因此，化学方程式为：；
(2)“焙烧”时发生转化的反应方程式为，根据元素守恒，A中一定含有C元素，可猜测A为CO2或CO，带入方程式，得到，故气体A为CO2；
(3)①Ti原子在化学元素周期表 中位于第4周期、第IVB族，因此，基态原子的核外电子排布式为或；
②根据图中给出的晶体结构，可以推断，晶体中原子的配位数为6；
③若晶胞参数分别为，，设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为
(4)“沉钒”部分，加入NH4Cl生成NH4VO3的沉淀，因此可以写出其离子方程式：；
(5)“调节”时加入的试剂应该保证不引入多余的杂质离子，同时不参与反应，易挥发，故最佳试剂为：HCl；
(6)当“食盐废液”中时，该废液中；
(7)若将通过氢气还原转化为细钨粉，首先，WO3与H2反应方程式为：，23.2gWO3，换算过来就是，因此，理论消耗的是=0.3molH2
【分析】
(1)N元素反应转化为对环境友好的物质，故产物只能为N2。
(2)通过元素守恒，补全化学方程式，可得到气体A的化学式。
(3)核外电子排布式书写要注意能级顺序为从上至下箭头依次穿过的先后顺序。
(4)“沉钒”部分，加入NH4Cl生成NH4VO3的沉淀，同时注意离子方程式书写遵循的三原则：1、客观事实原则2、质量守恒原则3、电荷守恒原则。
(5)调节pH至酸性一般选用盐酸。
(6)据公式，可计算。
(7)根据方程式，得到换算公式据此计算。
21．【答案】（1）1s22s22p2 ；1：1
（2）4；ABE
（3）MgNi3C；12；
【知识点】原子核外电子排布；配合物的成键情况；晶胞的计算
【解析】【解答】（1）C为6号元素，其核外电子排布式为 1s22s22p2 ；Ni(CO)4为配合物，含有的σ键为Ni-C、C-O，含有的π键为C-O，个数比为1：1，故答案为： 1s22s22p2 ；1：1；
（2）Cu2+提供4个空轨道，可以形成4个配位键，则其配位数为4；胆矾晶体结构图中，存在离子键、配位键，水分子中存在极性共价键，故答案为：4；ABE；
（3）①晶胞中，Mg占据8个顶点，其个数为，Ni占据6个面心，其个数为，C占据体心，个数为1，则其化学式为MgNi3C，故答案为：①；
②Mg在顶点，Ni再面心，根据晶胞结构，可知以顶点的Mg判断，周围最近等距离的Ni有12个，故答案为：12；
③晶胞密度为ρg/cm3，Mg的相对原子质量为24，C的相对原子质量为12，Ni的相对原子质量为59，则晶胞的体积，故答案为： 。
【分析】（1）原子核外电子排布式可以结合其原子序数判断；σ键即配对原子个数，即每一个共价键中必定含有一个σ键；π键即不饱和键，即每一个共价键中除了σ键以外的就是π键；
（2）配位数可以结合其提供轨道数判断；铵根离子或金属离子与非金属离子或酸根离子的结合是离子键，非金属原子和非金属原子的结合是共价键；相同的非金属原子为非极性共价键结合，不同的非金属原子为极性共价键结合；
（3）①化学式要结合均摊法判断；
②原子最近等距离原子个数可以结合周围晶胞判断；
③晶胞体积要结合周围阿伏加德罗常数、密度、原子个数和摩尔质量判断。
试题分析部分
1、试卷总体分布分析
总分：81分
分值分布 客观题（占比） 30.0(37.0%)
主观题（占比） 51.0(63.0%)
题量分布 客观题（占比） 15(71.4%)
主观题（占比） 6(28.6%)
2、试卷题量分布分析
大题题型 题目量（占比） 分值（占比）
选择题 15(71.4%) 30.0(37.0%)
非选择题 6(28.6%) 51.0(63.0%)
3、试卷难度结构分析
序号 难易度 占比
1 普通 (100.0%)
4、试卷知识点分析
序号 知识点（认知水平） 分值（占比） 对应题号
1 物质的量的相关计算 2.0(2.5%) 1
2 离子键的形成 2.0(2.5%) 9
3 晶体的定义 8.0(9.9%) 12,13,14,15
4 判断简单分子或离子的构型 10.0(12.3%) 6,17
5 元素电离能、电负性的含义及应用 17.0(21.0%) 18,19
6 晶胞的计算 63.0(77.8%) 8,9,10,11,14,15,16,17,18,19,20,21
7 难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质 9.0(11.1%) 20
8 配合物的成键情况 18.0(22.2%) 6,20,21
9 极性分子和非极性分子 2.0(2.5%) 7
10 “等电子原理”的应用 24.0(29.6%) 1,2,3,4,5,6,7,16
11 键能、键长、键角及其应用 2.0(2.5%) 2
12 共价键的形成及共价键的主要类型 2.0(2.5%) 9
13 阿伏加德罗常数 2.0(2.5%) 1
14 化学键 12.0(14.8%) 2,19
15 原子轨道杂化方式及杂化类型判断 10.0(12.3%) 7,17
16 原子核外电子排布 51.0(63.0%) 16,17,18,19,20,21
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