章末质量检测（三） 不同聚集状态的物质与性质
（分值：100分）
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意。
1.NH4Cl晶体中不含有的作用力是（ ）
A.离子键 B.共价键
C.配位键 D.氢键
2.下列关于晶体结构或性质的描述正确的是（ ）
A.金属阳离子只能存在于离子晶体中
B.金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
C.共价晶体中共价键越强，熔点越高
D.分子晶体的熔、沸点低，常温下均呈液态或气态
3.下列各组物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是（ ）
①SiO2和SO3 ②晶体硼和HCl
③CO2和SO2 ④晶体硅和金刚石
⑤晶体氖和晶体氮 ⑥硫黄和碘
A.①②③ B.④⑤⑥
C.③④⑥ D.①③⑤
4.金属晶体和离子晶体是重要的晶体类型。下列关于它们的说法正确的是（ ）
A.金属晶体和离子晶体都能导电
B.在镁晶体中，1个Mg2＋只与2个自由电子存在强烈的相互作用
C.金属晶体和离子晶体都可采取密堆积方式
D.金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等，化学键很难断裂，因而都具有延展性
5.下列说法中，正确的是（ ）
A.分子晶体中一定存在分子间作用力和共价键
B.分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点高
C.稀有气体形成的晶体属于分子晶体
D.CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体
6.下列有关晶体的叙述中，正确的是（ ）
A.离子晶体中阴、阳离子的配位数之比等于其电荷数之比
B.石墨可以导电，晶体中含有金属键，因此为金属晶体
C.MCO3中M2＋的离子半径越小，分解的温度越高
D.水溶液能导电的晶体一定是离子晶体
7.石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是（ ）
A.从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
B.石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含 s轨道与 p轨道
C.石墨属于混合型晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键
D.石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
8.分子晶体的熔点通常都在200 ℃以下，下列数据是对应物质的熔点，据此做出的下列判断中正确的是（ ）
物质 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 BCl3 Al2O3 CO2 SiO2
熔点/℃ 920 801 1 291 190 －107 2 073 －57 1 723
A.NaCl晶体熔化时，吸收的热量用于破坏离子键
B.表中只有BCl3和干冰是分子晶体
C.碳和硅是同一主族元素，故CO2和 SiO2的晶体类型相同
D.两种含钠化合物是离子晶体，三种含铝化合物也是离子晶体
9.金刚砂与金刚石具有相似的晶体结构，硬度为9.5，熔点为2 700 ℃，其晶胞结构如图所示。已知A点的原子坐标参数为（0，0，0），下列说法错误的是（ ）
A.金刚砂的化学式为SiC
B.SiC晶体中碳原子和硅原子均采用sp3杂化
C.距离碳原子最近的碳原子数为12
D.图中E点坐标为
10.硅酸盐与二氧化硅一样，都以硅氧四面体作为基本结构单元。硅氧四面体可以表示成，其中“”表示氧原子，“”表示硅原子（注：图中原子的相对大小不表示实际的大小关系）。硅氧四面体通过不同方式的连接可以组成不同的多聚硅酸根离子。当无限多个硅酸根离子分别以3个顶角氧和其他3个硅酸根离子形成层状结构时（如图所示），试确定该阴离子中硅原子与氧原子的个数之比为（ ）
A.1∶2 B.1∶3 C.1∶4 D.2∶5
11.观察下列模型，判断下列说法错误的是（ ）
金刚石 碳化硅 二氧化硅 石墨烯 C60
A.原子数相同的金刚石和碳化硅共价键个数之比为1∶1
B.SiO2晶体中Si和Si—O键个数比为1∶4
C.石墨烯中碳原子和六元环个数比为1∶2
D.已知C60分子中每个碳原子都达到了8电子的稳定结构，则1个C60分子中含30个π键
12. 铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（ ）
A.该合金储氢后晶体的化学式为Fe2MgH2
B.该晶胞中Fe的配位数为4
C.该晶胞中，与铁原子等距离且最近的铁原子有12个
D.储氢后晶体的密度为 g·cm－3
13. 石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料（如图甲），石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（如图乙）。下列说法错误的是（ ）
A.图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为3
B.图乙中，1号C的杂化方式是sp2
C.M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图为，该材料的化学式为M3C60
D.将50 nm左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到的分散系后者更为稳定
14.一种由A、B、C三种元素组成的新物质是潜在的拓扑绝缘材料，其结构如图甲、乙所示（晶胞参数已在图中标出）。下列说法错误的是（ ）
A.图乙是该物质的晶胞单元
B.晶胞中A、B、C三种原子的个数比为1∶2∶2
C.A、B原子之间最短的距离为x nm
D.该晶体中，1个B原子周围距离最近的C原子数为4
15.硒化锌是一种立方晶系，可用于半导体掺杂物。其晶胞结构如图，晶胞参数为a pm，密度为ρ g·cm－3。下列说法错误的是（ ）
A.该化合物的化学式为ZnSe
B.两个距离最近的Se原子之间的距离是a pm
C.阿伏加德罗常数的值NA＝
D.两个距离最近的Zn和Se原子之间的距离是a pm
二、非选择题：本题共5小题，共55分。
16.（14分）（1）下列物质在固态时，属于分子晶体的有 （填序号，下同），属于共价晶体的有 ，属于离子晶体的有 。
①金刚石 ②氩 ③水晶 ④水银 ⑤氧化铝
⑥P4 ⑦苯
（2）比较下列物质的有关性质（填“＞”“＜”或“＝”）。
沸点：16O2 18O2；
熔点：Na K；
稳定性：H2O D2O。
（3）某常见固体能导电，质软，它可能属于 （填字母）。
A.分子晶体 B.共价晶体
C.离子晶体 D.金属晶体
E.混合型晶体
（4）在氯化铯晶体（如图1）中，若以某一铯离子为球心，与之等距离的若干离子构成一个球面。与某铯离子距离最近的离子构成的球面（最内层的球面或第一层球面）上有 个 （填写离子符号，下同），第二层球面上有 个 。
（5）在氯化钠晶体（如图2）中，每个钠离子与 个最近且等距离的氯离子以 键相结合，与每个氯离子最近且等距离的氯离子有 个。
17.（11分）（1）钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方堆积，则属于该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Mg2＋、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）Ni与Ca处于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属Ni的熔点和沸点都比金属Ca高，原因为 。
区分晶体Ni和非晶体Ni的最可靠的科学方法为 。
（5）BeO晶体也是制备氟硼铍酸钾晶体的原料，其晶胞结构如图4所示。
BeO晶胞中，O的堆积方式为 ；设O与Be的最近距离为a pm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则BeO晶体的密度为 g·cm－3。
18.（10分）砷及其化合物被运用在农药、防腐剂、染料、医药、半导体等领域。
（1）As原子的价电子排布式为 。
（2）科研工作者发现As2O3 （俗称砒霜，或写作As4O6 ）对白血病有明显的治疗作用。
As4O6的分子结构如图1所示，则在该化合物中As原子的杂化方式为 ；As原子的第一电离能 （填“＞”或“＜”）O原子的第一电离能。
（3）Na3AsO4 中含有的化学键类型包括 ；As 的空间结构为 ；As 中O—As—O键角 （填“＞”或“＜”）As 中O—As—O键角。H3AsO4 、H3AsO2 、H3AsO3 、HAsO3四种酸中酸性最强的是 （填化学式）。
（4）氮原子（N）间能形成氮氮三键，而砷原子（As）间不易形成三键的原因是 。
（5）半导体材料砷化硼（BAs）的晶胞结构如图2所示，则砷化硼晶体中与每个硼原子紧邻的硼原子有 个；若晶胞的边长均为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为 g·cm－3 （列出含a、NA的计算式即可）。
19.（10分）有A、B、D、E、F、G六种前四周期的元素，A是宇宙中最丰富的元素，B和D的原子都有1个未成对电子，B＋比D少一个电子层，D原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道全充满，E原子的2p轨道中有3个未成对电子，F的最高化合价和最低化合价的代数和为4。R是由B、F两元素形成的离子化合物，其中B＋与F2－离子数之比为2∶1。G位于周期表第6纵列且是六种元素中原子序数最大的。请回答下列问题：
（1）D元素的电负性 （填“＞”“＜”或“＝”）F元素的电负性。
（2）G的价电子轨道表示式 。
（3）区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行 实验。
（4）D－的最外层共有 种不同运动状态的电子，有 种能量不同的电子。F2D2广泛用于橡胶工业，各原子均满足最外层8电子稳定结构，F2D2中F原子的杂化类型是 ，F2D2是 （填“极性”或“非极性”）分子。
（5）A与E形成的最简单化合物分子空间结构为 ，在水中溶解度很大。该分子是极性分子的原因是 。
（6）R的晶胞如图所示，设F2－半径为r1 cm，B＋半径为r2 cm。试计算R晶体的密度为 （阿伏加德罗常数的值用NA表示，写出表达式，不化简）。
20.（10分）“嫦娥五号”实现了我国地外天体采样返回，标志着我国航天事业迈出了一大步。带回的月壤中包含了H、O、C、N、S等多种元素。回答下列问题：
（1）CH4、NH3、H2S中键长最短的是 ，该分子的空间结构为 。
（2）CH3N中N原子的杂化方式为 ，从化学键的角度解释由甲胺（CH3NH2）形成CH3N的过程： 。
（3）是某有机物与甘氨酸形成的离子化合物，常温下为液体而非固态，原因是 。
（4）H2NCH2CH2NH2形成配合物
[TiCl4（H2NCH2CH2NH2）]后，H—N—H键角将 （填“增大”“减小”或“不变”）；化合物与相比，水溶性较好的是 。
（5）g-C3N4具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如图所示。
每个基本结构单元（图中实线圈部分）中四个N原子（图中虚线圈所示）被O原子代替，形成O掺杂的g-C3N4（OPCN）。OPCN的化学式为 。
章末质量检测（三） 不同聚集状态的物质与性质
1.D NH4Cl是由N与Cl－通过离子键结合形成的离子晶体，在阳离子N中含有共价键和配位键，故NH4Cl晶体中含有的作用力是离子键、共价键、配位键，而不存在氢键，选D。
2.C 金属晶体是由金属阳离子和“自由电子”组成，金属晶体中也含有金属阳离子，A错误；金属晶体的熔、沸点差别很大，有的比共价晶体的熔点高，如W，有的比分子晶体的熔点低，如Hg，B错误；分子晶体的熔、沸点低，常温下呈液态（如H2O）、气态（如CO2）、固态（如I2），D错误。
3.C SiO2是共价晶体，SO3是分子晶体，二者都只含共价键，①错误；HCl是分子晶体，晶体硼是共价晶体，二者都只含共价键，②错误；CO2和SO2都是分子晶体，二者都只含共价键，③正确；晶体硅和金刚石都是共价晶体，二者都只含共价键，④正确；晶体氖和晶体氮都是分子晶体，晶体氖中不含共价键，晶体氮中含有共价键，⑤错误；⑥硫黄和碘都是分子晶体，二者都只含共价键，⑥正确。
4.C 离子晶体中没有可自由移动的带电微粒，故不能导电，A错误；金属晶体中有“自由电子”，能导电，金属晶体中的“自由电子”属于整个晶体，B错误；金属晶体和离子晶体都采取密堆积方式，C正确；离子晶体没有延展性，D错误。
5.C 分子晶体中一定存在分子间作用力，但不一定存在共价键，例如稀有气体的晶体中不存在共价键，A错误；分子晶体熔化时破坏分子间作用力，共价晶体熔化时破坏共价键，分子间作用力比共价键弱得多，故分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点低，B错误；稀有气体是由原子直接构成的单原子分子，它形成的晶体是通过分子间作用力形成的，属于分子晶体，C正确；CO2晶体是通过分子间作用力形成的，是分子晶体，而SiO2晶体是通过硅原子、氧原子之间的共价键形成的，属于共价晶体，D错误。
6.A 离子晶体中阴、阳离子的配位数之比等于其电荷数之比，A正确；石墨可以导电，但石墨属于混合型晶体，不属于金属晶体，B错误；MCO3中M2＋的离子半径越小，分解的温度越低，C错误；水溶液能导电的晶体可能是离子晶体，如NaCl，也可能是分子晶体，如HCl，D错误。
7.C 石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，A错误；石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含 s轨道与 p轨道，B错误；每个C原子为3个环共有，则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子数为6×＝2，D错误。
8.A NaCl晶体熔化时，离子键断裂，吸收的热量用于破坏离子键，A正确；表中AlCl3、BCl3和干冰的熔点均较低，属于分子晶体，B错误；碳和硅是同一主族元素，但CO2是分子晶体， SiO2是共价晶体，C错误；两种含钠化合物是离子晶体，氯化铝是分子晶体，D错误。
9.D 由题图可知，C原子位于晶胞的顶点和面心，Si原子位于晶胞的内部，晶胞中含有C原子数＝8×＋6×＝4，含有Si原子数＝4，则金刚砂的化学式为SiC，A正确；SiC晶体中碳原子周围有4个硅原子，硅原子周围有4个碳原子，C、Si原子均采用sp3杂化，B正确；以顶角C原子为分析对象，距离碳原子最近的碳原子位于面心，每个顶点为12个面共有，则距离碳原子最近的碳原子数为12，C正确；A点的原子坐标参数为（0，0，0），晶胞边长为1，则图中E点坐标为，D错误。
10.D 硅氧四面体中有3个氧原子均被2个四面体共用，根据切割原则，一个四面体占用1个Si原子、占用O原子数3×＋1＝2.5，所以硅原子与氧原子的个数之比为2∶5，选D。
11.C 金刚石和碳化硅都是共价晶体，在晶体中每个C原子或Si原子与相邻的4个原子形成共价键，每个共价键为相邻的2个原子所共有，因此若晶体中含有1 mol原子，则物质含有共价键的物质的量是4× mol＝2 mol，故原子数相同的金刚石和碳化硅共价键个数之比为1∶1，A正确；在SiO2晶体中，每个Si原子与相邻的4个O原子形成Si—O共价键，故Si原子与Si—O共价键个数比为1∶4，B正确；在石墨烯中，每个C原子与相邻的3个C原子形成共价键，每个C原子为相邻的3个六元环所共有，则在六元环中含有的C原子数为6×＝2，因此石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1，C错误；在C60分子中每个碳原子与3个C原子形成共价键，由于每个C原子都达到了8电子的稳定结构，说明每个C原子形成了2个碳碳单键和1个碳碳双键，在碳碳双键中含有1个σ键、1个π键，由于共价键是相邻的2个C原子所形成，则在1个C60分子中含π键数目为＝30个，D正确。
12.C 该合金储氢后晶体的化学式为FeMg2H2，A错误；该晶胞中Fe的配位数为8，B错误；该晶胞中与铁原子等距离且最近的铁原子有12个，C正确；该铁镁晶体的密度为 g·cm－3，而不是储氢后晶体的密度，D错误。
13.B 图甲中1号C与相邻C形成σ键的个数为3，A正确；图乙中1号C形成3个C—C键及1个C—O键，C原子为sp3杂化，B错误；M原子位于晶胞的棱上与内部，棱上有12个M，内部有9个M，其个数为12×＋9＝12，C60分子位于顶点和面心，C60分子的个数为8×＋6×＝4，M原子和C60分子的个数比为3∶1，则该材料的化学式为M3C60，C正确；氧化石墨烯可与水分子形成氢键，而石墨烯不能，形成氢键使氧化石墨烯溶于水形成的分散系的稳定性更强，D正确。
14.B 晶胞是晶体的基本重复单元，对比图甲和图乙，图乙是该物质的晶胞单元，A正确；由图乙知，晶胞中A的数目为8×＋4×＋1＝4，B的数目为6×＋4×＝4，C的数目为8，则晶胞中A、B、C三种原子的个数比为1∶1∶2，B错误；A、B原子之间最短的距离是面对角线长的，即x nm，C正确；该晶体中，1个B原子周围距离最近的C原子数为4，D正确。
15.C 根据“切割法”，晶胞中Zn的个数为4，Se的个数为8×＋6×＝4，则Zn和Se的个数比为1∶1，该化合物的化学式为ZnSe，A正确；两个距离最近的Se原子之间的距离是晶胞面对角线长度的，晶胞参数为a pm，则面对角线长度为a pm，故两个距离最近的Se原子之间的距离是a pm，B正确；该晶胞的质量为 g＝g，体积为a3×10－30 cm3，故密度为＝ g·cm－3＝ρ g·cm－3，则NA＝，C错误；两个距离最近的Zn和Se原子之间的距离是晶胞体对角线长度的，晶胞体对角线长度为a pm，故两个距离最近的Zn和Se原子之间的距离是a pm，D正确。
16.（1）②⑥⑦ ①③ ⑤ （2）＜ ＞ ＝
（3）DE （4）8 Cl－ 6 Cs＋ （5）6 离子 12
解析：（2）相对分子质量：16O2＜18O2，故沸点：16O2＜18O2；金属键：Na＞K，故熔点：Na＞K；键能：H—O等于D—O，故稳定性：H2O等于D2O。（3）因该固体能导电，所以该固体可能是金属晶体或石墨（混合型晶体）。（4）以Cs＋为球心，与之等距离且距离最近的离子为Cl－，由图1可知每个Cs＋周围有8个最近且等距离的Cl－，第二层球面则为等距离的Cs＋，以球心为原点的x、y、z轴上有6个这样的Cs＋（即上、下、左、右、前、后位置）。（5）每个Na＋的上、下、左、右、前、后有6个最近且等距离的Cl－与Na＋以离子键结合；计算每个Cl－最近且等距离的Cl－个数时，可按分析，每个正方体中有3个Cl－与1个Cl－最近，而1个顶点上的Cl－为8个正方体共用，故周围等距离Cl－个数为3×8×＝12。
17.（1）2 体心 顶点 8
（2）2CuH＋3Cl22CuCl2＋2HCl
（3）F－
（4）Ni的原子半径较小，价电子数较多，金属键较强 X射线衍射法
（5）面心立方最密堆积 ×1030
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×＋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CuCl2和HCl，根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式为2CuH＋3Cl22CuCl2＋2HCl。（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（Mg2＋）∶n（K＋）∶n（F－）＝1∶1∶3，故白球为F－。（4）金属晶体熔、沸点的高低与金属键的强弱成正比，而半径越小，价电子数目越多，金属键越强，则Ni的原子半径较小，价电子数目较多，金属键较强，所以金属Ni的熔点和沸点均比金属Ca的高；区分晶体Ni和非晶体Ni的最可靠的科学方法为X射线衍射法。（5）由晶胞结构可知，BeO晶胞中，O的堆积方式为面心立方最密堆积，BeO晶胞所含氧原子数目为8×＋6×＝4，含有4个Be原子，晶胞质量为 g，晶胞中白色球（即O），周围最近的4个黑色球（即Be），构成正四面体，白色球位于正四面体的中心，顶点黑色球与正四面体中心白色球连线处于晶胞对角线上，设O与Be的最近距离为a pm，则晶胞对角线长度为4a pm，则晶胞棱长为 pm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则BeO晶体的密度为ρ＝＝ g·cm－3＝×1030 g·cm－3。
18.（1）4s24p3 （2）sp3 ＜ （3）离子键、共价键 正四面体形 ＞ HAsO3 （4）砷的原子半径大，砷原子间形成的σ键较长，p-p轨道间“肩并肩”重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键
（5）12
解析：（1）As元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，故As原子的价电子排布式为4s24p3。（2）As4O6 的分子结构中，每个As原子周围均与3个氧原子形成了3个单键，每个As原子中含有1对孤电子对，故该化合物中As原子的价电子对数为3＋1＝4，故其杂化方式为sp3，由于As的原子半径较大，对核外电子的吸引能力弱，说明As比O更容易失去电子，故As原子的第一电离能＜O原子的第一电离能。（3）Na3AsO4 中含有的化学键类型包括Na＋与As 之间的离子键，As 中As原子与O原子之间的共价键，As 中中心原子As周围有4个σ键，孤电子对数为（5＋3－4×2）＝0，故As的价电子对数为4，无孤电子对，故其空间结构为正四面体形，由于As中As原子无孤电子对，而As 中As原子有一对孤电子对，且孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对对成键电子对的排斥作用，故As中O—As—O键角＞As中O—As—O键角，同一元素的不同含氧酸的酸性随着非羟基氧原子个数的增多而增强，故H3AsO4即AsO（OH）3、H3AsO2 即HAs（OH）2、H3AsO3 即As（OH）3、HAsO3 即AsO2（OH），四种酸中酸性最强的是HAsO3。（4）砷的原子半径大，砷原子间形成的σ键较长，p-p轨道间“肩并肩”重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键。（5）由晶胞图可知，B位于8个顶点和6个面心上，砷化硼晶体中与每个硼原子紧邻的硼原子有12个，As位于体内，故每个晶胞中含有B原子个数为8×＋6×＝4，As原子个数为4，故若晶胞的边长均为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为 g·cm－3。
19.（1）＞
（2）
（3）X射线衍射
（4）8 2 sp3 极性
（5）三角锥形 分子中正电重心和负电重心不重合，使分子的一部分呈正电性，另一部分呈负电性
（6） g·cm－3
解析：A是宇宙中最丰富的元素，说明A为H，D原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道全充满，说明D为17号元素Cl，B和D原子都有1个未成对电子，B＋比D少一个电子层，说明B为Na，E原子的2p轨道上有3个未成对电子，说明E为N，F的最高化合价和最低化合价的代数和为4，说明F为S，G位于周期表第6纵列且是六种元素中原子序数最大的，说明G为Cr，R是由B、F两元素形成的离子化合物，其中B＋与F2－离子数之比为2∶1，则R为Na2S。（1）根据元素周期律可知Cl的电负性大于S。（2）Cr为24号元素，价电子轨道表示式为。（3）区分晶体和非晶体最可靠的科学方法为对固体进行X射线衍射实验。（4）根据核外电子排布规律可知，每个电子的运动状态不同，Cl－最外层有8个电子，所以就有8种不同运动状态的电子，最外层有两个能级，每个能级上电子能量是相同的，所以最外层有2种能量不同的电子，在S2Cl2中要使各原子都满足最外层8电子稳定结构，则分子存在一个S—S键和2个S—Cl键，S原子的价电子数为4，因此S原子以sp3方式杂化，S原子周围有2对孤电子对，所以分子为极性分子。（5）A与E形成的最简单化合物为NH3，NH3分子中N原子周围有3个共价键，一对孤电子对，因此分子空间结构为三角锥形，由于在NH3中有孤电子对的存在，分子中正电重心和负电重心不重合，使分子的一部分呈正电性，另一部分呈负电性，所以分子为极性分子。（6）R为Na2S，在每个晶胞中含有Na＋数目为8，S2－的数目为8×＋6×＝4，设S2－的半径为r1 cm，Na＋的半径为r2 cm，则晶胞的体对角线为4（r1＋r2）cm，
晶胞的边长为（r1＋r2）cm，晶体的密度ρ＝＝ g·cm－3＝ g·cm－3。
20.（1）NH3 三角锥形 （2）sp3 甲胺（CH3NH2）分子中的N原子有一对孤电子对，可以通过配位键再结合一个H＋形成CH3N （3）化合物中阴、阳离子的体积大，阴、阳离子间的距离大，离子之间的作用力减弱，且所带电荷数少，形成的离子晶体的晶格能小，熔点低 （4）增大 （5）C3N2O2
解析：（1）原子半径越小，键长越短，在C、N、S中N的原子半径最小，故键长最短的是NH3；NH3分子中N原子有3对σ键电子对，有1对孤电子对，故该分子的空间结构为三角锥形。（2）CH3N中N原子有4对σ键电子对，故N原子的杂化方式为sp3；从结构上看应该是CH3NH2中的N原子与H＋之间形成了配位键。（3）该化合物中阴、阳离子体积大，所带电荷数少，形成的离子晶体的晶格能小，熔点低，故常温下为液态而非固态。（4）H2NCH2CH2NH2 形成配合物[TiCl4（H2NCH2CH2NH2）]后，其中N原子的孤电子对形成了配位键，孤电子对的排斥力较大，当孤电子对形成了配位键后H—N—H键角将增大；中含有阴、阳离子，在水中的溶解度较大。（5）从基本结构单元分析得知，N原子的成键有连两个C原子和连三个C原子的两种情况，连两个C原子的N原子完全属于该基本结构单元，连三个C原子的N原子处在中心的完全属于该基本结构单元，处在“顶点”上的属于三个基本结构单元，故一个基本结构单元含有6个C 原子和7＋3×＝8个N原子；将图中虚线圈所示的N原子用O原子代替，则O原子完全属于该基本结构单元，故该基本结构单元含有6个C原子、4个N原子、4个O原子，则OPCN的化学式为C3N2O2。
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章末质量检测（三） 不同聚集状态的物质与性质
（分值：100分）
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个
选项符合题意。
1. NH4Cl晶体中不含有的作用力是（ ）
A. 离子键 B. 共价键
C. 配位键 D. 氢键
解析： NH4Cl是由N 与Cl－通过离子键结合形成的离子晶
体，在阳离子N 中含有共价键和配位键，故NH4Cl晶体中含有
的作用力是离子键、共价键、配位键，而不存在氢键，选D。
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2. 下列关于晶体结构或性质的描述正确的是（ ）
A. 金属阳离子只能存在于离子晶体中
B. 金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
C. 共价晶体中共价键越强，熔点越高
D. 分子晶体的熔、沸点低，常温下均呈液态或气态
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解析： 金属晶体是由金属阳离子和“自由电子”组成，金属晶
体中也含有金属阳离子，A错误；金属晶体的熔、沸点差别很大，
有的比共价晶体的熔点高，如W，有的比分子晶体的熔点低，如
Hg，B错误；分子晶体的熔、沸点低，常温下呈液态（如H2O）、
气态（如CO2）、固态（如I2），D错误。
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3. 下列各组物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是（ ）
①SiO2和SO3 ②晶体硼和HCl ③CO2和SO2
④晶体硅和金刚石 ⑤晶体氖和晶体氮 ⑥硫黄和碘
A. ①②③ B. ④⑤⑥
C. ③④⑥ D. ①③⑤
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解析： SiO2是共价晶体，SO3是分子晶体，二者都只含共价
键，①错误；HCl是分子晶体，晶体硼是共价晶体，二者都只含共
价键，②错误；CO2和SO2都是分子晶体，二者都只含共价键，③
正确；晶体硅和金刚石都是共价晶体，二者都只含共价键，④正
确；晶体氖和晶体氮都是分子晶体，晶体氖中不含共价键，晶体氮
中含有共价键，⑤错误；⑥硫黄和碘都是分子晶体，二者都只含共
价键，⑥正确。
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4. 金属晶体和离子晶体是重要的晶体类型。下列关于它们的说法正确
的是（ ）
A. 金属晶体和离子晶体都能导电
B. 在镁晶体中，1个Mg2＋只与2个自由电子存在强烈的相互作用
C. 金属晶体和离子晶体都可采取密堆积方式
D. 金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等，化学键很难
断裂，因而都具有延展性
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解析： 离子晶体中没有可自由移动的带电微粒，故不能导电，
A错误；金属晶体中有“自由电子”，能导电，金属晶体中的“自
由电子”属于整个晶体，B错误；金属晶体和离子晶体都采取密堆
积方式，C正确；离子晶体没有延展性，D错误。
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5. 下列说法中，正确的是（ ）
A. 分子晶体中一定存在分子间作用力和共价键
B. 分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点高
C. 稀有气体形成的晶体属于分子晶体
D. CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体
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解析： 分子晶体中一定存在分子间作用力，但不一定存在共价
键，例如稀有气体的晶体中不存在共价键，A错误；分子晶体熔化
时破坏分子间作用力，共价晶体熔化时破坏共价键，分子间作用力
比共价键弱得多，故分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点低，B
错误；稀有气体是由原子直接构成的单原子分子，它形成的晶体是
通过分子间作用力形成的，属于分子晶体，C正确；CO2晶体是通
过分子间作用力形成的，是分子晶体，而SiO2晶体是通过硅原子、
氧原子之间的共价键形成的，属于共价晶体，D错误。
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6. 下列有关晶体的叙述中，正确的是（ ）
A. 离子晶体中阴、阳离子的配位数之比等于其电荷数之比
B. 石墨可以导电，晶体中含有金属键，因此为金属晶体
C. MCO3中M2＋的离子半径越小，分解的温度越高
D. 水溶液能导电的晶体一定是离子晶体
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解析： 离子晶体中阴、阳离子的配位数之比等于其电荷数之
比，A正确；石墨可以导电，但石墨属于混合型晶体，不属于金属
晶体，B错误；MCO3中M2＋的离子半径越小，分解的温度越低，C
错误；水溶液能导电的晶体可能是离子晶体，如NaCl，也可能是
分子晶体，如HCl，D错误。
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7. 石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是（ ）
A. 从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
C. 石墨属于混合型晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原
子间存在共价键
D. 石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
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解析： 石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从
石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，A错误；石墨中的碳原
子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含 s轨道与 p轨道，B错误；每
个C原子为3个环共有，则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子
数为6× ＝2，D错误。
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8. 分子晶体的熔点通常都在200 ℃以下，下列数据是对应物质的熔
点，据此做出的下列判断中正确的是（ ）
物质 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 BCl3 Al2O3 CO2 SiO2
熔点
/℃ 920 801 1 291 190 －107 2 073 －57 1 723
A. NaCl晶体熔化时，吸收的热量用于破坏离子键
B. 表中只有BCl3和干冰是分子晶体
C. 碳和硅是同一主族元素，故CO2和 SiO2的晶体类型相同
D. 两种含钠化合物是离子晶体，三种含铝化合物也是离子晶体
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解析： NaCl晶体熔化时，离子键断裂，吸收的热量用于破坏离
子键，A正确；表中AlCl3、BCl3和干冰的熔点均较低，属于分子晶
体，B错误；碳和硅是同一主族元素，但CO2是分子晶体， SiO2是
共价晶体，C错误；两种含钠化合物是离子晶体，氯化铝是分子晶
体，D错误。
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9. 金刚砂与金刚石具有相似的晶体结构，硬度为9.5，熔点为2 700
℃，其晶胞结构如图所示。已知A点的原子坐标参数为（0，0，
0），下列说法错误的是（ ）
A. 金刚砂的化学式为SiC
B. SiC晶体中碳原子和硅原子均
采用sp3杂化
C. 距离碳原子最近的碳原子数为12
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解析： 由题图可知，C原子位于晶胞的顶点和面心，Si原子位
于晶胞的内部，晶胞中含有C原子数＝8× ＋6× ＝4，含有Si原
子数＝4，则金刚砂的化学式为SiC，A正确；SiC晶体中碳原子周
围有4个硅原子，硅原子周围有4个碳原子，C、Si原子均采用sp3杂
化，B正确；以顶角C原子为分析对象，距离碳原子最近的碳原子
位于面心，每个顶点为12个面共有，则距离碳原子最近的碳原子数
为12，C正确；A点的原子坐标参数为（0，0，0），晶胞边长为
1，则图中E点坐标为 ，D错误。
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10. 硅酸盐与二氧化硅一样，都以硅氧四面体作为基本结构单元。硅
氧四面体可以表示成 ，其中“ ”表示氧原子，“ ”表示硅原
子（注：图中原子的相对大小不表示实际的大小关系）。硅氧四
面体通过不同方式的连接可以组成不同的多聚硅酸根离子。当无
限多个硅酸根离子分别以3个顶角氧和其他3个硅酸根离子形成层
状结构时（如图所示），试确定该阴离子中硅原子与氧原子的个
数之比为（ ）
A. 1∶2 B. 1∶3
C. 1∶4 D. 2∶5
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解析： 硅氧四面体中有3个氧原子均被2个四面体共用，根据
切割原则，一个四面体占用1个Si原子、占用O原子数3× ＋1＝
2.5，所以硅原子与氧原子的个数之比为2∶5，选D。
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11. 观察下列模型，判断下列说法错误的是（ ）
金刚石 碳化硅 二氧化硅 石墨烯 C60
A. 原子数相同的金刚石和碳化硅共价键个数之比为1∶1
B. SiO2晶体中Si和Si—O键个数比为1∶4
C. 石墨烯中碳原子和六元环个数比为1∶2
D. 已知C60分子中每个碳原子都达到了8电子的稳定结构，则1个C60分子中含30个π键
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解析： 金刚石和碳化硅都是共价晶体，在晶体中每个C原子或Si原子与相邻的4个原子形成共价键，每个共价键为相邻的2个原子所共有，因此若晶体中含有1 mol原子，则物质含有共价键的物质的量是4× mol＝2 mol，故原子数相同的金刚石和碳化硅共价键个数之比为1∶1，A正确；在SiO2晶体中，每个Si原子与相邻的4个O原子形成Si—O共价键，故Si原子与Si—O共价键个数比为1∶4，B正确；在石墨烯中，每个C原子与相邻的3个C原子形成共价键，每个C原子为相邻的3个六元环所共有，则在六元环中含有的C原子数为6× ＝2，因此石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1，C错误；在C60分子中每个碳原子与3个C原子形成共价键，由于每个C原子都达到了8电子的稳定结构，说明每个C原子形成了2个碳碳单键和1个碳碳双键，在碳碳双键中含有1个σ键、1个π键，由于共价键是相邻的2个C原子所形成，则在1个C60分子中含π键数目为 ＝30个，D正确。
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12. 铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞
结构如图所示。储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，
且最近的两个氢分子之间的距离为a nm，NA表示阿伏加德罗常数
的值。下列说法正确的是（ ）
A. 该合金储氢后晶体的化学式为Fe2MgH2
B. 该晶胞中Fe的配位数为4
C. 该晶胞中，与铁原子等距离且最近的铁原子有12
个
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解析： 该合金储氢后晶体的化学式为FeMg2H2，A错误；该晶
胞中Fe的配位数为8，B错误；该晶胞中与铁原子等距离且最近的
铁原子有12个，C正确；该铁镁晶体的密度为
g·cm－3，而不是储氢后晶体的密度，D错误。
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13. 石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料
（如图甲），石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生
改变，转化为氧化石墨烯（如图乙）。下列说法错误的是（ ）
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A. 图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为3
B. 图乙中，1号C的杂化方式是sp2
C. M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图为 ，该材
料的化学式为M3C60
D. 将50 nm左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到
的分散系后者更为稳定
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解析： 图甲中1号C与相邻C形成σ键的个数为3，A正确；图乙
中1号C形成3个C—C键及1个C—O键，C原子为sp3杂化，B错误；
M原子位于晶胞的棱上与内部，棱上有12个M，内部有9个M，其
个数为12× ＋9＝12，C60分子位于顶点和面心，C60分子的个数
为8× ＋6× ＝4，M原子和C60分子的个数比为3∶1，则该材料
的化学式为M3C60，C正确；氧化石墨烯可与水分子形成氢键，而
石墨烯不能，形成氢键使氧化石墨烯溶于水形成的分散系的稳定
性更强，D正确。
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14. 一种由A、B、C三种元素组成的新物质是潜在的拓扑绝缘材料，其结构如图甲、乙所示（晶胞参数已在图中标出）。下列说法错误的是（ ）
A. 图乙是该物质的晶胞单元
B. 晶胞中A、B、C三种原子的个数比为1∶2∶2
D. 该晶体中，1个B原子周围距离最近的C原子数为4
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解析： 晶胞是晶体的基本重复单元，对比图甲和图乙，图乙
是该物质的晶胞单元，A正确；由图乙知，晶胞中A的数目为8×
＋4× ＋1＝4，B的数目为6× ＋4× ＝4，C的数目为8，则晶
胞中A、B、C三种原子的个数比为1∶1∶2，B错误；A、B原子
之间最短的距离是面对角线长的 ，即 x nm，C正确；该晶体
中，1个B原子周围距离最近的C原子数为4，D正确。
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15. 硒化锌是一种立方晶系，可用于半导体掺杂物。其晶胞结构如
图，晶胞参数为a pm，密度为ρ g·cm－3。下列说法错误的是
（ ）
A. 该化合物的化学式为ZnSe
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解析： 根据“切割法”，晶胞中Zn的个数为4，Se的个数为
8× ＋6× ＝4，则Zn和Se的个数比为1∶1，该化合物的化学式
为ZnSe，A正确；两个距离最近的Se原子之间的距离是晶胞面对
角线长度的 ，晶胞参数为a pm，则面对角线长度为 a pm，故
两个距离最近的Se原子之间的距离是 a pm，B正确；
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该晶胞的质量为 g＝ g，体积为a3×10－30 cm3，故密
度为 ＝ g·cm－3＝ρ g·cm－3，则NA＝ ，
C错误；两个距离最近的Zn和Se原子之间的距离是晶胞体对角线长度
的 ，晶胞体对角线长度为 a pm，故两个距离最近的Zn和Se原子之
间的距离是 a pm，D正确。
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二、非选择题：本题共5小题，共55分。
16. （14分）（1）下列物质在固态时，属于分子晶体的有
（填序号，下同），属于共价晶体的有 ，属于离子晶体
的有 。
①金刚石 ②氩 ③水晶 ④水银 ⑤氧化铝 ⑥P4 ⑦苯
（2）比较下列物质的有关性质（填“＞”“＜”或“＝”）。
沸点：16O2 18O2；
熔点：Na K；
稳定性：H2O D2O。
②⑥⑦
①③
⑤
＜
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解析： 相对分子质量：16O2＜18O2，故沸点：16O2＜
18O2；金属键：Na＞K，故熔点：Na＞K；键能：H—O等于
D—O，故稳定性：H2O等于D2O。
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（3）某常见固体能导电，质软，它可能属于 （填字
母）。
A. 分子晶体 B. 共价晶体 C. 离子晶体 D. 金属晶体
E. 混合型晶体
DE
解析： 因该固体能导电，所以该固体可能是金属晶体或石墨（混合型晶体）。
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（4）在氯化铯晶体（如图1）中，若以某一铯离子为球心，与之
等距离的若干离子构成一个球面。与某铯离子距离最近的离
子构成的球面（最内层的球面或第一层球面）上有
个 （填写离子符号，下同），第二层球面上
有 个 。
8
Cl－
6
Cs＋
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解析：以Cs＋为球心，与之等距离且距离最近的离子为Cl－，由图1可知每个Cs＋周围有8个最近且等距离的Cl－，第二层球面则为等距离的Cs＋，以球心为原点的x、y、z轴上有6个这样的Cs＋（即上、下、左、右、前、后位置）。
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（5）在氯化钠晶体（如图2）中，每个钠离子与 个最近且等
距离的氯离子以 键相结合，与每个氯离子最近且等
距离的氯离子有 个。
6
离子
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解析：每个Na＋的上、下、左、右、前、后有6个最近且等距离的Cl－
与Na＋以离子键结合；计算每个Cl－最近且等距离的Cl－个数时，可
按 分析，每个正方体中有3个Cl－与1个Cl－最近，而1个顶点上的
Cl－为8个正方体共用，故周围等距离Cl－个数为3×8× ＝12。
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17. （11分）（1）钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立
方堆积，则属于该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
体心
顶点
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解析： 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× ＋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。
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（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： 。
2CuH＋3Cl2 2CuCl2＋
2HCl
解析： 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CuCl2和HCl，根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式为2CuH＋3Cl2 2CuCl2＋2HCl。
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（3）图3为F－与Mg2＋、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）。
解析： 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（Mg2＋）∶n（K＋）∶n（F
－）＝1∶1∶3，故白球为F－。
F－
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（4）Ni与Ca处于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金
属Ni的熔点和沸点都比金属Ca高，原因为
。区分晶体Ni和非晶体
Ni的最可靠的科学方法为 。
解析： 金属晶体熔、沸点的高低与金属键的强弱成正
比，而半径越小，价电子数目越多，金属键越强，则Ni的原
子半径较小，价电子数目较多，金属键较强，所以金属Ni的
熔点和沸点均比金属Ca的高；区分晶体Ni和非晶体Ni的最
可靠的科学方法为X射线衍射法。
Ni的原子半径
较小，价电子数较多，金属键较强
X射线衍射法
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（5）BeO晶体也是制备氟硼铍酸钾晶体的原料，其晶胞结构如图
4所示。
面心立方最密堆积
×1030
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解析： 由晶胞结构可知，BeO晶胞中，O的堆积方式
为面心立方最密堆积，BeO晶胞所含氧原子数目为8× ＋
6× ＝4，含有4个Be原子，晶胞质量为 g，晶胞中白色
球（即O），周围最近的4个黑色球（即Be），构成正四面
体，白色球位于正四面体的中心，顶点黑色球与正四面体中
心白色球连线处于晶胞对角线上，设O与Be的最近距离为a
pm，则晶胞对角线长度为4a pm，则晶胞棱长为 pm，用
NA表示阿伏加德罗常数的值，则BeO晶体的密度为ρ＝ ＝
g·cm－3＝ ×1030 g·cm－3。
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18. （10分）砷及其化合物被运用在农药、防腐剂、染料、医药、半
导体等领域。
（1）As原子的价电子排布式为 。
解析： As元素基态原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p3，故As原子的价电子排布式为
4s24p3。
4s24p3
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（2）科研工作者发现As2O3 （俗称砒霜，或写作As4O6 ）对白血
病有明显的治疗作用。
As4O6的分子结构如图1所示，则在该化合物中As原子的杂
化方式为 ；As原子的第一电离能 （填“＞”
或“＜”）O原子的第一电离能。
sp3
＜
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解析： As4O6 的分子结构中，每个As原子周围均与3个
氧原子形成了3个单键，每个As原子中含有1对孤电子对，
故该化合物中As原子的价电子对数为3＋1＝4，故其杂化方
式为sp3，由于As的原子半径较大，对核外电子的吸引能力
弱，说明As比O更容易失去电子，故As原子的第一电离能＜
O原子的第一电离能。
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（3）Na3AsO4 中含有的化学键类型包括 ；
As 的空间结构为 ；As 中O—As—O
键角 （填“＞”或“＜”）As 中O—As—O键
角。H3AsO4 、H3AsO2 、H3AsO3 、HAsO3四种酸中酸性最
强的是 （填化学式）。
离子键、共价键
正四面体形
＞
HAsO3
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解析： Na3AsO4 中含有的化学键类型包括Na＋与As 之间的离子键，As 中As原子与O原子之间的共价键，As 中中心原子As周围有4个σ键，孤电子对数为 （5＋3－4×2）＝0，故As的价电子对数为4，无孤电子对，故其空间结构为正四面体形，由于As 中As原子无孤电子对，而As 中As原子有一对孤电子对，且孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对对成键电子对的排斥作用，故As 中O—As—O键角＞As 中O—As—O键角，同一元素的不同含氧酸的酸性随着非羟基氧原子个数的增多而增强，故H3AsO4即AsO（OH）3、H3AsO2 即HAs（OH）2、H3AsO3 即As（OH）3、HAsO3 即AsO2（OH），四种酸中酸性最强的是HAsO3。
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（4）氮原子（N）间能形成氮氮三键，而砷原子（As）间不易形
成三键的原因是
。
解析： 砷的原子半径大，砷原子间形成的σ键较长，p-
p轨道间“肩并肩”重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形
成π键。
砷的原子半径大，砷原子间形成的σ键较
长，p-p轨道间“肩并肩”重叠程度很小或几乎不能重叠，
难以形成π键
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解析： 由晶胞图可知，B位于8个顶点和6个面心上，
砷化硼晶体中与每个硼原子紧邻的硼原子有12个，As位于
体内，故每个晶胞中含有B原子个数为8× ＋6× ＝4，As
原子个数为4，故若晶胞的边长均为a pm，阿伏加德罗常数
的值为NA，晶体的密度为 g·cm－3。
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19. （10分）有A、B、D、E、F、G六种前四周期的元素，A是宇宙
中最丰富的元素，B和D的原子都有1个未成对电子，B＋比D少一
个电子层，D原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道全充满，E原
子的2p轨道中有3个未成对电子，F的最高化合价和最低化合价的
代数和为4。R是由B、F两元素形成的离子化合物，其中B＋与F2－
离子数之比为2∶1。G位于周期表第6纵列且是六种元素中原子序
数最大的。请回答下列问题：
（1）D元素的电负性 （填“＞”“＜”或“＝”）F元素
的电负性。
＞
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解析：A是宇宙中最丰富的元素，说明A为H，D原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道全充满，说明D为17号元素Cl，B和D原子都有1个未成对电子，B＋比D少一个电子层，说明B为Na，E原子的2p轨道上有3个未成对电子，说明E为N，F的最高化合价和最低化合价的代数和为4，说明F为S，G位于周期表第6纵列且是六种元素中原子序数最大的，说明G为Cr，R是由B、F两元素形成的离子化合物，其中B＋与F2－离子数之比为2∶1，则R为Na2S。
（1）根据元素周期律可知Cl的电负性大于S。
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（2）G的价电子轨道表示式 。
解析： Cr为24号元素，价电子轨道表示式为 。
（3）区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行
实验。
X射线
衍射
解析：区分晶体和非晶体最可靠的科学方法为对固体进行X射线衍射实验。
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（4）D－的最外层共有 种不同运动状态的电子，有 种
能量不同的电子。F2D2广泛用于橡胶工业，各原子均满足最
外层8电子稳定结构，F2D2中F原子的杂化类型是 ，
F2D2是 （填“极性”或“非极性”）分子。
8
2
sp3
极性
解析：根据核外电子排布规律可知，每个电子的运动状态不同，Cl－最外层有8个电子，所以就有8种不同运动状态的电子，最外层有两个能级，每个能级上电子能量是相同的，所以最外层有2种能量不同的电子，在S2Cl2中要使各原子都满足最外层8电子稳定结构，则分子存在一个S—S键和2个S—Cl键，S原子的价电子数为4，因此S原子以sp3方式杂化，S原子周围有2对孤电子对，所以分子为极性分子。
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（5）A与E形成的最简单化合物分子空间结构为 ，
在水中溶解度很大。该分子是极性分子的原因是
。
三角锥形
分子中正
电重心和负电重心不重合，使分子的一部分呈正电性，另一
部分呈负电性
解析： A与E形成的最简单化合物为NH3，NH3分子中N原子周围有3个共价键，一对孤电子对，因此分子空间结构为三角锥形，由于在NH3中有孤电子对的存在，分子中正电重心和负电重心不重合，使分子的一部分呈正电性，另一部分呈负电性，所以分子为极性分子。
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g·cm－3
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解析： R为Na2S，在每个晶胞中含有Na＋数目为8，S2－的数目为8× ＋6× ＝4，设S2－的半径为r1 cm，Na＋的半径为r2 cm，则晶胞的体对角线为4（r1＋r2）cm，晶胞的边长为 （r1＋r2）cm，晶体的密度ρ＝ ＝ g·cm－3＝ g·cm－3。
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20. （10分）“嫦娥五号”实现了我国地外天体采样返回，标志着我
国航天事业迈出了一大步。带回的月壤中包含了H、O、C、N、S
等多种元素。回答下列问题：
（1）CH4、NH3、H2S中键长最短的是 ，该分子的空间结
构为 。
NH3
三角锥形
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解析： 原子半径越小，键长越短，在C、N、S中N的原子半径最小，故键长最短的是NH3；NH3分子中N原子有3对σ键电子对，有1对孤电子对，故该分子的空间结构为三角锥形。
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（2）CH3N 中N原子的杂化方式为 ，从化学键的角度
解释由甲胺（CH3NH2）形成CH3N 的过程：
。
sp3
甲胺
（CH3NH2）分子中的N原子有一对孤电子对，可以通过配
位键再结合一个H＋形成CH3N
解析：CH3N 中N原子有4对σ键电子对，故N原子的杂化方式为sp3；从结构上看应该是CH3NH2中的N原子与H＋之间形成了配位键。
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（3） 是某有机物与甘氨酸形成的离子化合
物，常温下为液体而非固态，原因是
。
化合物中阴、阳离子
的体积大，阴、阳离子间的距离大，离子之间的作用力减
弱，且所带电荷数少，形成的离子晶体的晶格能小，熔点
低
解析： 该化合物中阴、阳离子体积大，所带电荷数少，形成的离子晶体的晶格能小，熔点低，故常温下为液态而非固态。
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（4）H2NCH2CH2NH2形成配合物
[TiCl4（H2NCH2CH2NH2）]后，H—N—H键角将
（填“增大”“减小”或“不变”）；化合物
与 相比，水溶性较好的是 。
增大
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解析： H2NCH2CH2NH2 形成配合物[TiCl4（H2NCH2CH2NH2）]后，其中N原子的孤电子对形成了配位键，孤电子对的排斥力较大，当孤电子对形成了配位键后H—N—H键角将增大； 中含有阴、阳离子，在水中的溶解度较大。
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（5）g-C3N4具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构
如图所示。
每个基本结构单元（图中实线圈部分）中四个N原子（图中
虚线圈所示）被O原子代替，形成O掺杂的g-C3N4
（OPCN）。OPCN的化学式为 。
C3N2O2
解析： 从基本结构单元分析得知，N原子的成键有连两个C原子和连三个C原子的两种情况，连两个C原子的N原子完全属于该基本结构单元，连三个C原子的N原子处在中心的完全属于该基本结构单元，
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处在“顶点”上的属于三个基本结构单元，故一个基本结构单元含有
6个C 原子和7＋3× ＝8个N原子；将图中虚线圈所示的N原子用O原
子代替，则O原子完全属于该基本结构单元，故该基本结构单元含有6
个C原子、4个N原子、4个O原子，则OPCN的化学式为C3N2O2。
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感谢欣赏
THE END
