人教版选修三 物质结构与性质专题训练(一)

常见的晶体结构及密度、空间利用率的计算

一、四大晶体比较 1、晶体常识

(1)晶体与非晶体的比较

晶体

非晶体

结构特征

结构微粒周期性有序排列

结构微粒无序排列

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

二者区别方法

间接方法 看是否有固定的熔点 科学方法 对固体进行X-射线衍射实验

(2) (3)晶胞概念：描述晶体结构的基本单元 (4)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

(5)用均摊法确定晶胞中的粒子数和晶体的化学式：均摊是指每个结构单元(晶胞)平均拥有的粒子数目。在晶体中，一个粒子同时为n 个结构单元(晶胞)所共有，那么对一个结构单元(晶胞)来讲，该粒子只能算作

n

1。 以立方体晶胞为例：

①凡处于立方体顶点的微粒，同时为8个晶胞共有，属于该晶胞的为 1/8 ②凡处于立方体棱上的微粒，同时为4个晶胞共有，属于该晶胞的为 1/4 ③凡处于立方体面上的微粒，同时为2个晶胞共有，属于该晶胞的为1/2 ④凡处于立方体体心的微粒，完全属于该晶胞 2类型

比较

分子晶体 原子晶体 金属晶体

离子晶体 概念 只含分子的晶体(即分子构成的晶体)或者说分子间以分子间作用力相结合形成的晶体 相邻原子间以共

价键相互结合形

成空间网状结构

的晶体

由金属阳离子和自由电子

通过金属键键形成的具有

一定几何外形的晶体

由阴、阳离子通过离子键结合而成的晶体

构成粒子 分子 原子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子 粒子间的相互作用 范德华力(某些含氢键) 共价键 金属键

离子键 硬度 较小 很大 有的很大，有的很小 较大 熔、沸点 较低 很高 有的很高，有的很低

较高

溶解性 相似相溶

难溶于任何溶剂 难溶于常见溶剂 大多易溶于水等极

性溶剂

导电、传热性

一般不导电，溶于水后有的能

导电 一般不具有导电

性

电和热的良导体

晶体不导电，水溶液或熔融态导电 物质类别及举例

大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO 2除外)、绝大多数有机物(有机

盐除外)

部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)、部分非金属化合物(如SiC 、SiO 2)

金属单质与合金(如Na 、

Al 、Fe 、青铜)

金属氧化物(如K 2O 、Na 2O)、强碱(如KOH 、NaOH)、绝大部分盐(如

NaCl)

3(1)CO 2晶体晶胞：CO 2分子间存在分子间作用力，CO 2的晶胞呈面心立方体，立方体的每个顶点有一个CO 2分子，每个面上也有一 个CO 2分子，因此，每个晶胞中有4个CO 2分子。在干冰晶体中，每个CO 2分子距离最接近且相等的CO 2分子有12个 (在三个 互相垂直的平面上个4个)

(CO 2晶体晶胞) (碘晶体的晶胞) (冰晶体)

(2)冰晶体：水分子之间的相互作用除了范德华力还有氢键，而冰晶体水分子之间主要是依靠氢键形成的。由于氢键具有一定的方向 性，中央的水分子与周围的四个水分子结合，边缘的四个水分子也按照同样的规律再与其他的水分子结合。在冰的晶体中，每个 水分子周围只有4个紧邻的水分子，虽然氢键不属于化学键，却也具有方向性，即氢键的存在迫使在正四面体中心的水分子与四 面体顶点方向的4个相邻的水分子相互吸引

(3)若分子间只有范德华力，则分子晶体采取分子密堆积，每个分子周围有12个紧邻的分子。在分子晶体中，原子先以共价键形成 分子，分子再以分子间作用力形成晶体。由于分子间作用力没有方向性和饱和性，分子间尽可能采取密堆积的排列方式 如：干冰、O 2、I 2、C 60等分子

(4)若分子间靠氢键形成的晶体，则不采取密堆积结构，每个分子周围紧邻的分子数要小于12个。因为氢键有方向性和饱和性，一 个分子周围其他分子的位置和数目是一定的。如：冰晶体、苯甲酸晶体

4、常见原子晶体的晶胞 【硼晶体、金刚石、晶体硅、锗、SiO 2、SiC(金刚砂)、BN(氮化硼)、Si 3N 4】 (1)金刚石

a 、每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构，键角均为109°28′

b 、每个金刚石晶胞中含有8个碳原子，最小的碳环为6元环，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，碳原子为sp 3杂化

c 、每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元环实际拥有

2

1个碳原子

d 、碳原子与共价键之比为1：2，12g 金刚石中有2 mol 共价键

(2)Si ：由于Si 与碳同主族，晶体Si 的结构同金刚石的结构。将金刚石晶胞中的C 原子全部换成Si 原子，健长稍长些便可得到晶 体硅的晶胞

(3)SiO 2：在晶体硅的晶胞中，在每2个Si 之间插入1个O 原子，便可得到SiO 2晶胞 a 、SiO 2晶体中最小的环为12元环，即6个O ，6个Si

b 、每个Si 与4个O 以共价键结合，形成正四面体结构，每个正四面体占有1个Si ，4个“1

2

O”，n (Si)∶n (O)＝1∶2

c 、每个Si 原子被12个十二元环共用，每个O 原子被 6个十二元环共用

d 、每个SiO 2晶胞中含有8个Si 原子，含有16个O 原子

e 、硅原子与Si —O 共价键之比为1：4，1mol Si O 2晶体中有4mol 共价键

(4)SiC ：将金刚石晶胞中的一个C 原子周围与之连接的4个C 原子全部换成Si 原子，键长稍长些便可得到SiC 的晶胞。(其中晶胞 的8个顶点和6个面心为Si 原子，4个互不相邻的立方体体心的为C 原子，反之亦可)

a 、每个SiC 晶胞中含有4个硅原子，含有4个碳原子

b 、1mol SiC 晶体中有4mol Si —C 共价键 5、石墨晶体的结构——混合晶体

(1)结构：石墨不同于金刚石，它的碳原子不像金刚石的碳原子那样呈sp 3杂化，而是呈sp2杂化，形成平面六元并环结构，因此石 墨晶体是层状结构的，每一层内部碳原子间是共价键相维系，层内的碳原子的核间距为142pm 层间距离为335pm ，说明层间没 有化学键相连，是靠范德华力维系的；石墨的二维结构内，每一个碳原子的配位数为3，有一个末参与杂化的2p 电子，它的原 子轨道垂直于碳原子平面。石墨晶体中，既有共价键，又有金属键，还有范德华力，不能简单地归属于其中任何一种晶体，既 不是原子晶体，也不是分子晶体，是一种混合晶体

(2)晶体微粒间的作用：碳原子间有共价键，层与层间有范德华力，金属键

(3)金刚石与石墨比较

晶体

比较

金刚石

石墨

键长 金刚石中C —C>石墨中C —C

键能 金刚石<石墨

键角 109°28′ 120°

稳定性 金刚石<石墨 熔、沸点 金刚石<石墨

杂化方式 sp 3 sp 2 配位数

4 3 晶体内的相互作用

共价键 共价键、金属键和范德华力

结构特征 正四面体形立体网状结构 正六边形平面层状结构

晶体类型 原子晶体 混合晶体

有无未成键电子

无 有

6

堆积模型简单立方堆积体心立方堆积(钾型) 面心立方最密堆积(铜型) 六方最密堆积(镁型) 晶胞

代表金属Po Na K Fe Cu Ag Au Mg Zn Ti

配位数 6 8 12 12

晶胞占有的原

子数

原子半径(r)

与立方体边长

为(a)的关系

密度的表达式

空间利用率表

达式

(1)空间利用率的计算方法：

3

3

3

a

r

V

V?

?

=

=

π

球数

空间利用率

晶胞

球

(2)配位数：在密堆积中，一个原子周围所邻接的原子的数目称为配位数。如果把金属原子视为一个球体，则一个圆球周围靠的最近的圆球为配位数

(3)六方最密堆积的空间利用率算法

7、常见离子晶体的晶胞【离子晶体中与某离子距离最近的异性离子的数目叫该离子的配位数】

(1)NaCl晶体：一个NaCl晶胞中，有4个Na+，有4个Cl－

①在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引6个Cl－，形成正八面体形；每个Cl－同时强烈吸引6个Na+

②在NaCl晶体中，Na+和Cl－的配位数分别为6、6

③在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12个，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有12个

(2)CsCl晶体：一个CsCl晶胞中，有1个Cs+，有1个Cl－

①在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引8个Cl－,即Cs+的配位数为8，每个Cl－同时强烈吸引8个Cs+，即Cl－的配位数为8

②在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有6个，形成正八面体形，在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它

最接近且距离相等的Cl－共有6个

(3)CaF2晶体

①1个CaF2的晶胞中，有4个Ca2＋，有8个F－

②CaF2的晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是8，F－的配位数是4

(4)决定离子晶体结构(即配位数)的因素

①几何因素——晶体中正、负离子的半径比

半径比（r+/r_）0.2～0.4 0.4～0.7 0.7～1.0 〉1.0

配位数 4 6 8 10

代表物ZnS NaCl CsCl CsF

【结论】AB

②电荷因素——晶体中正、负离子的电荷比

(5)晶格能

(1)定义：气态离子形成1mol离子晶体时释放的能量叫晶格能，符号位U，常用单位KJ/mol，取正值

(2)影响晶格能大小的因素：离子电荷越大，离子半径越小，则离子晶体的晶格能越大

(3)晶格能的作用：

①晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大

②晶格能也影响了岩浆晶析的次序，晶格能越大，晶体的熔点越高，更容易在岩浆冷却过程中先结晶。因此，在岩浆中，晶格能

越大的的矿物越容易结晶析出

(6)碳酸盐的热稳定性规律：碳酸盐的热分解是由于晶体中的阳离子结合碳酸根离子中的氧离子，使碳酸根离子分解为二氧化碳分子的结果

①碳酸盐的分解温度与金属阳离子所带的电荷数及阳离子半径有关。碳酸盐的热稳定性是：碱金属的碳酸盐>II B族金属碳酸盐>

副族和过渡的碳酸盐，如：Na2CO3>MgCO3>FeCO3

②在各族中，金属阳离子半径大的碳酸盐>金属离子小的碳酸盐，如：BaCO3>SrCO3>CaCO3>MgCO3

二、晶体熔、沸点的比较

1、不同类型晶体熔、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

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

2、同种晶体类型熔、沸点的比较：则比较晶体内微粒之间相互作用力的大小

(1)原子晶体：看共价键的强弱，取决于键长即成键原子半径大小

原子半径越小―→键长越短―→键能越大―→熔、沸点越高

如：金刚石、金刚砂(碳化硅)、晶体硅的熔、沸点逐渐降低

(2)离子晶体：看离子键的强弱，取决于阴、阳离子半径大小和带电荷数

①一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越大，其离子晶体的熔、沸点就越高

如：熔点：MgO>MgCl2>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，硬度越大

(3)分子晶体：分子间作用力(一般先氢键后范德华力最后分子的极性)

①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高，如H2O>H2Te>H2Se>H2S。

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SnH4>GeH4>SiH4>CH4。

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>N2、CH3OH>CH3CH3。

④同分异构体支链越多，熔、沸点越低。

如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>

(4)金属晶体：看金属键的强弱，取决于金属阳离子半径和所带电荷数即金属原子的价电子数

金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高

如：熔、沸点：Na

三、描述核外电子的常用方法：以Fe为例，质量数为56

(1)原子符号：

(2)电子排布式：

(3)简化电子排布式：

(4)价电子排布式：

(5)M层电子排布式：

(6)原子结构示意图：

(7)Fe2+的电子排布式：

(8)Fe3+的电子排布式：

(9)电子排布图(轨道表示式)：

(10)价电子排布图：

(11)最外层电子数：

(12)价电子总数：

物质结构专题训练(一) 1、1－I．下列说法中正确的是

A．第一电离能由大到小的顺序为O>N>C

B．由于C2

2-和O2

2

+互为等电子体，所以可以推断O2

2

+的电子式为

C．根据岩浆晶出规则，Ca0比Mg0更容易在岩浆冷却过程中先结晶

D．液态HF通常也可以写成（HF）n的形式，是因为液态HF分子间存在氢键

1－Ⅱ．

(1)三聚氰胺分子的结构简式如图所示，则其中氮原子轨道杂化类型是，l mol三聚氰胺分子中含molσ键

(2)某元素位于第四周期VIII族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则其基态原子的M层电子排布为____

(3)过渡金属配合物Ni（CO）n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n=____

(4)碳化硅的晶胞结构（如右图）与金刚石类似（其中“●”为碳原子，“○”为硅原子）。图中“●”点构成的堆积方式与下列图式中所表示的堆积方式相同

(5)碳化硅的结构中，与碳原子距离最近且相等的碳原子有个。设晶胞边长为a cm，碳原子直径为b cm，硅原子直径为

c cm，则该晶胞的空间利用率为（用含a、b、c的式子表示）。

2、锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu4O(PO4)2，可通过下列反应制备：

2Na3PO4+4CuSO4+2NH3·H2O=Cu4O(PO4)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O

(1)写出基态Cu2+的核外电子排布式：。与Cu同周期的元素中，与铜原子最外层电子数相等的元素还有

（填元素符号），上述方程式中涉及到的N、O元素第一电离能由小到大的顺序为

(2)PO43－的空间构型是

(3)与NH3互为等电子体的分子、离子有、(各举一例)

(4)氨基乙酸铜的分子结构如图，碳原子的杂化方式为

(5)在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu(CN)4]2－，则1 mol CN－中含有的π键的数目为

(6)Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如右图所示。则该化合物的化学式为

(7)铜晶体为面心立方最密堆积，铜的原子半径为127.8pm，列式计算晶体铜的密度

3、卤族元素的单质和化合物很多，我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们。

(1)卤族元素位于周期表的_________区；溴的价电子排布式为____________________。

(2)在不太稀的溶液中，氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在的。使氢氟酸分子缔合的作用力是____________

(3)请根据下表提供的第一电离能数据判断：最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是_________。

氟氯溴碘铍

第一电离能

（kJ/mol）

1681 1251 1140 1008 900

(4)已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6（）和HIO4，前者为五元酸，后者为一元酸。请比较二者酸性强

弱:H5IO6_____HIO4。（填“＞”、“＜”或“＝”）

(5)碘在水中的溶解度虽然小，但在碘化钾溶液中溶解度却明显增大这是由于溶液中发生下列反应I-+I2=I3-。I3-离子的中心原子周围σ键电子对对数为_____，孤电子对对数为______，I3-离子的空间构型为__________，与KI3类似的，还有CsICl2等。已知CsICl2不稳定，受热易分解，倾向于生成晶格能更大的物质，则它按下列_____式发生。

A．CsICl 2=CsCl+ICl B．CsICl2=CsI+Cl2

(6)已知ClO2-为角型，中心氯原子周围有四对价层电子。ClO2-中心氯原子的杂化

轨道类型为______，写出一个ClO2-的等电子体_____

(7)右图为碘晶体晶胞结构。有关说法中正确的是_____________

A．碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子以4配位数交替

配位形成层结构

B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子

C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是原子晶体D．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力

(8)已知CaF2晶体（见右图）的密度为ρg/cm3，N A为阿伏加德罗常数，相邻的两个Ca2+的核间距为a cm，则CaF2的相对分子质量可以表示为___________

4、请回答以下问题：

(1)第四周期的某主族元素，其第一至五电离能数据如下图1所示，则该元素对应原子的M层电子排布式为

(2)如下图2所示，每条折线表示周期表ⅣA-ⅦA中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的

是，简述你的判断依据

(3)CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如下图3所示．该晶体的类型属于（选填“分子”“原子”“离子”或“金属”）晶

体，该晶体中碳原子轨道的杂化类型为

(4)在离子晶体中正、负离子间力求尽可能多的接触，以降低体系的能量，使晶体稳定存在。已知Na+半径是Cl-的a倍，Cs+半径是

Cl-的b倍，请回顾课本上NaCl和CsCl的晶胞，其晶胞边长比为

(5)Fe的一种晶体如甲、乙所示，若按甲虚线方向切乙得到的A-D图中正确的是，铁原子的配位数是，

假设铁原子的半径是r cm，该晶体的密度是p g／cm3，则铁的相对原子质量为（设阿伏加德罗常数的值为N A）。

5、碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物，而且还能形成多种无机化合物，同时自身可以形成多种单质，碳及其化合物的用途

广泛。

(1)C60分子中每个原子接2个单键和一个双键，它与F2发生加成反应，其加成产物为；C60的晶体中，每个C60晶胞的质量为。（用含N A的式子表示）

(2)干冰和冰是两种常见的分子晶体，下列关于两种晶体的比较中正确的是

a．晶体的密度：干冰>冰b．晶体的熔点：干冰>冰

c．晶体中的空间利用率：干冰>冰d．晶体中分子间相互作用力类型相同

(3)金刚石和石墨是碳元素形成的两种常见单质，下列关于这两种单质的叙述中正确的有

a．金刚石中碳原子的杂化类型为sp3杂化，石墨中碳原子的杂化类型为sp2杂化

b．晶体中共价键的键长：金刚石中C—C<石墨中C—C；

c．晶体的熔点：金刚石>石墨

d．晶体中共价键的键角：金刚石>石墨

e．金刚石晶体中只存在共价键，石墨晶体中则存在共价键、金属键和范德华力

f．金刚石和石墨的熔点都很高，所以金刚石和石墨都是原子晶体

(4)金刚石晶胞结构如图，立方BN结构与金刚石相似，在BN晶体中，B原子周围最近的N原子所构成的立体图形为

，B原子与N原子之间共价键与配位键的数目比为，一个晶胞中N原子数目为

(5)C与孔雀石共热可以得到金属铜，铜原子的原子结构示意图为，金属铜采用面心立方最密堆积，则Cu的晶体中

Cu原子的配位数为。已知Cu单质的晶体密度为ρg/cm3，Cu的相对原子质量为M，阿伏伽德罗常数N A，则Cu的原子半径为

6、I．氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，配位氢化物、富氢载体化合韧是目前所采用的主要储氢材料。

(1)Ti（BH4）2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。在基态Ti2+中，电子占据的最高能层符号为，该能层具有的原子轨道

数为

(2)液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用实现储氢和输氢。下列说法正确的是

a．NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化

b．NH+4与PH+4、CH4、BH-4、ClO—4互为等电子体

c．相同压强时，NH3的沸点比PH3的沸点高

d．[Cu（NH3）4]2+离子中，N原子是配位原子

(3)已知NF3与NH3的空间构型相同，但NF3不易与Cu2+形成配离子，其原因是

II．氯化钠是生活中的常用调味品，也是结构化学中研究离子晶体时常用的代表物，其晶胞结构如图所示。

(1)设氯化钠晶体中Na+与跟它最近邻的Cl—之间的距离为r，则该Na+与跟它次近邻的C1—个数为，该Na+与跟它次近邻的

Cl—之间的距离为

(2)已知在氯化钠晶体中Na+的半径为以a pm，Cl—的半径为b pm，它们在晶体中是紧密接触的，则在氯化钠晶体中离子的空间利用

率为（用含a、b的式子袁示）

7、材料是人类赖以生存的重要物质基础。铜、镍等金属材料在现代社会中有着重要应用。请回答下列问题：

(1)铜在元素周期表中的位置为，镍的基态电子排布式为

(2)在配离子[Ni(NH 3)4]2+中，配体中N 元素与它相邻的C 和O 元素的第一电离能由大到小的顺序为 ，这三种元素电负性由大到小的顺序为 ；配体NH 3中N 原子的杂化方式为

(3)据报道，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这

三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该晶体的结构可看作由镁

原子和镍原子在一起进行面心立方最密堆积，如图，晶体中每个镁原子

周围距离最近的镍原子有 个，若已知晶胞的边长为a pm ，阿伏

伽德罗常数为N A ，则该晶体的密度的数学表达式为 g ?cm -3

（用a 和N A 表示，只列式，可不用化简）。

8、许多金属及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。回答下列问题：

(1)基态Ni 核外电子排布式为________________， 第二周期基态原子未成对电子数与Ni 相同且电负性最小的元素是_________ (2)配合物Ni(CO)n 的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n ＝______，CO 与N 2结构相似，CO 分子内σ键与π键个数之比为________

(3)NiO 、FeO 的晶体结构类型均与氯化钠的相同，回答：

①Ni 2+ 和Fe 2+ 的离子半径分别为69 pm 和78 pm ，则熔点NiO_ FeO(填“<”或“>”)； ②NiO 晶体中Ni 的配位数为_______________； (4)金属Cu 单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，

反应的离子方程式为

(5)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构.在晶胞中，Au 原子位于顶点，Cu 原子位于

面心，则该合金中Au 原子与Cu 原子个数之比为__________，若该晶胞的边长为a pm ，则合金的密度为___________ g·cm -3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为N A ）. 9、前四周期原子序数依次增大的元素A 、B 、C 、D 中，A 和B 的价电子层中未成对电子均只

有1个，并且A ＿

和B +的电子相差为8；与B 位于同一周期的C 和D ，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。回答下列问题： (1)D 2+的价层电子排布图为_______________

(2)四种元素中第一电离最小的是_________________ 电负性最大的是________________（填元素符号）

(3)A 、B 和D 三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示

①该化合物的化学式为_____________；D 的配位数为_______ ②列式计算该晶体的密度为___________g·cm -3（列式并计算）

10、(1)纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。单位质量的A 和B 单质燃烧时均放

电离能(kJ/mol) I 1 I 2 I 3 I 4

A 932 1821 15390 21771

B 738 1451 7733 10540

的核外电子排布如右图所示，该同学所画的电子排布图违背了 ，元素位于周期表五个区域中的 区

②ACl 2分子中A 的杂化类型为 ，ACl 2的空间构型为 (2)Fe 原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物

①与Fe 原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是 ②六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]4—中不存在 A.共价键 B.非极性键 C.配位键 D.σ键 E.π键

③写出一种与 CN —

互为等电子体的单质分子式

(3)一种Al －Fe 合金的立体晶胞如下图所示。请据此回答下列问题： ①确定该合金的化学式

②若晶体的密度＝ρ g/cm 3，则此合金中最近的两个Fe 原子之间的距离(用含ρ的代 数式表示，不必化简)为 cm

11、已知A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为前四周期七种元素且原子序数依次增大，其中A 的基态原子中

没有成对电子；B 的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同，C 原子核外成对电子数比未成对电子数多1个，其氢化物常用作致冷剂，D 原子未成对电子

与周期数相同，在E 元素所在周期中的基态该原子的第一电离能最小；F 原子价电子ns n －

l np n+l ；G 单质是硬度最大的金属。请回答下列问题： (1)G 元素基态原子价电子排布式为

(2)B 、C 、D 三种元素的最简单氢化物的键角由小到大的顺序为____ （填元素符号），常温下硬度最大的B 单质、E 2F 、H ：D 及H ：F 的沸点由大到小的顺序为____ （填化学式） (3)D 元素与氟元素相比，电负性：D 氟元素（填“>”、“=”或“<”），下列表述中能

证明这一事实的是 （填选项序号）- A ．常温下氟气的颜色比D 单质的颜色深 B ．氟气与D 的氢化物剧烈反应，产生D 的单质 C ．氟与D 形成的化合物中D 元素呈正价态

(4)离子化合物CA 5的晶体中含有多种化学键：但一定不含有的化学键是 A ．极性键 B ．非极性键 C ．配位键 D ．金属键

(5)B 2A 4是重要的基本石油化工原料。B 2A 4分子中B 原子轨道的杂化类型为____ ；1molB 2A 4分子中含 键 mol

(6)如图是E 的氯化物的晶胞示意图，最近两个E 离子之间距离为a cm ，则该晶体密度为 （已知阿伏加德罗常 镁原子 镍原子

碳原子

数为N A）

12、Ⅰ.铬位于第四周期ⅥB族，主要化合价+2，+3 ，+6，单质硬度大，耐腐蚀，是重要的合金材料。

(1)基态铬原子的价电子排布图___________，CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是________(填“极性”或“非极性”)分子

(2)CrCl3·6H2O实际上是配合物，配位数为6，其固体有三种颜色，其中一种浅绿色固体与足量硝酸银反应时，1mol固体可生成2mol 氯化银沉淀，则这种浅绿色固体中阳离子的化学式____________

Ⅱ.砷化镓为第三代半导体材料，晶胞结构如右图所示，

(3)砷化镓可由（CH3）3Ga和AsH3在700℃下反应制得，反应的化学方程式为

(4)AsH3空间构型为，已知(CH3)3Ga为非极性分子，则其中镓原子的杂化方式是______

(5)砷化镓晶体中最近的砷和镓原子核间距为a cm，砷化镓的摩尔质量为b g·mol－1，阿伏伽德

罗常数值为N A，则砷化镓晶体密度的表达式_________ g·cm－3

13、现有a A、b B、c C、d D、e E、g G六种短周期元素，a+b=c，a+c=d，a+d=e，d+e=g，B、C、E、G的单质

均有多种同素异形体，请回答下列问题：

Ⅰ．(1)C、D、E元素的第一电离能由大到小的关系为____________（用相应的元素符号表示）

(2)请比较C2A4、D2A4、G2A4三种化合物的沸点由高到低的顺序为_______________（用化学式表示）

(3)有某种分子式为C4D4E8的物质（该物质中同种原子的化学环境完全相同，不含碳碳

双键）是一种威力极强的炸药，则可推知其结构简式为____________

Ⅱ．BG是一种耐磨材料，其与金刚石结构相似，右图为其结构中的最小重复单元，它

可由B的三溴化物和G的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成

(1)指出B的三溴化物中B的杂化方式为______；G的三溴化物分子的结构为______型

(2)写出合成BG的化学反应方程式为_______________________________

(3)已知晶体中B与G原子的最近距离为a pm，则该晶体的密度的表达式为__________g/cm3

14、Ⅰ．第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类1000年的能源需要。天然气水合物是

一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。根据上述信息，完成下面两题：

(1)下列关于天然气水合物中两种分子描述正确的是

A．两种都是极性分子B．两种都是非极性分子

C．H2O是极性分子，CH4是非极性分子D．其中氧原子和碳原子的杂化方式分别为sp2和sp3

E．其中氧原子和碳原子的杂化方式均为sp3

(2)晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为II、A、B、C、D是短周期元素，它们的离子具有相同的电子层结构，且半径依次减小。A与D的化合

物X既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应；B、C组成典型的离子化合物Y，其晶体结构类似于

NaCl晶体；A与C以原子个数之比1︰1组成化合物Z。

(3)写出Z的电子式

(4)C元素焰色反应的颜色为试从原子结构的角度解释其原因

(5)B、C、D可组成离子化合物C m DB n，其晶体结构单元如右图所示。阳离子C x＋

（○表示）位于正方体的棱的中点和正方体内部（内部有9个○，1个位于体心，另

8个位于大正方体被等分为8个小正方体后的体心）；阴离子DB n mx－（●表示）位于该正方体的顶点和面心。则：x＝、m＝、n＝。已知该晶体的密度为a g/cm3 ，则该晶体中阳离子间的最近距离为

15、已知X，Y，Z，Q为短周期非金属元素，R是长周期元素，X原子的电子占据2个电子层且原子中成对电子数是未成对电子数

的2倍；Y的基态原子有7种不同运动状态的电子；Z元素在地壳中含量最多；Q是电负性最大的元素；R+离子只有三个电子层且完全充满电子。回答下列问题：（答题时，X、Y、Z、Q、R用所对应的元素符号表示）

(1)X元素为，X、Y、Z中第一电离能最大的是

(2)已知Y2Q2分子存在如图所示的两种结构（球棍模型，短线不一定代表单键）：

该分子中Y原子的杂化方式是

(3)X与Y元素可以形成一种超硬新材料，其晶体部分结构如图所示，有关该晶体的说法正确的是

A．该晶体属于分子晶体B．此晶体的硬度比金刚石还大

C．晶体的化学式是X3Y4 D．晶体熔化时破坏共价键

(4)有一种AB型分子与Y单质分子互为等电子体，它是一种常用的还原剂，其化学式为＿＿＿＿＿＿

(5)R的基态原子的电子排布式为，R与Z形成的某离子晶体的晶胞结构如图，则该晶体的化学式为，该晶体的

密度为，则晶胞的体积是cm3

【物质结构专题训练(一)】答案

1、

2、（1）[Ar]3d 9

（1分）；K Cr （2分） ； O ＜N （1分） （2）正四面体（1分）

（3）PH 3 或AsH 3 （1分）、H 3O ＋或CH 3－

（1分） （4）sp 3 sp 2（2分） （5）2N A （2分） （6）CuH （2分） （7）

(

)

33

100.910

8.1272264

4--?=???cm g N A （列式1分，计算结果1分）

3、（1）p ；4s 24p 5（2）氢键（3）碘（4）＜（5）2，3，直线型，A （6）sp 3杂化，Cl 2O 、OF 2、BrO 2-等（7）AD （8）

A N a ρ3

2

2 4、⑴3s 23p 6（2分）

⑵SiH 4 （1分）；在ⅣA ～ⅦA 中的氢化物里，NH 3、H 2O 、HF 因分子间存在氢键，故沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点，只有ⅣA 族元素氢化物不存在反常现象；

组成与结构相似，相对分子量越大，分子间作用力越大，沸点越高，a 点所在折线对应的是气态氢化物SiH 4（2分）

⑶原子（1分） ； sp 3杂化（2分） ⑷

b

a ++1)

1(3 （2分）

⑸ A （2分）； 8 （1分）； （2分） （1）~（6）题每空1分，（7）（8）题每空两分 5、（1）C 60F 60(2分) 2880/N A g(2分：没有单位扣1分) （2）ac(2分) （3）ae(2分) （4）正四面体(1分) 3:1(1分) 4(1分)

6、Ⅰ．（1）M （1分） 9（2分）

（2）cd （2分）

（3）N 、F 、H 三种元素的电负性为F > N >H ，在NF 3中，共用电子对偏向F ，偏离N 原子，使得氮原子上的孤电子对难于与Cu 2

＋形成配位键（2分）

Ⅱ．（1）8（2分）

3r （2分）

（2）%100)()

(323

33?++?b a b a π（2分） 7、（1）第四周期第I B 族（2分） 1s 22s 22p 63s 23p 63d 84s 2（2分）

（2）N>O>C （2分） O>N>C （2分） sp3杂化（2分） （3）12（2分）

3

10-A )10(a N 12

58.7324?+?+（3分）

8、（1）1s 22s 22p 63s 23p 6 3d 84s 2 （1分） C （碳）（1分）

（2） 4 （1分） 1∶2 （2分） （3） ①＞ （2分） ② 6 （2分）

（4）Cu + H 2O 2 +4NH 3 =Cu(NH 3) 4 2+ + 2OH - （2分） （5） 1∶3（2分） (197+64×3) ×1030/ (a 3N A ) （2分） 9、（15分）（1）

（2分）

（2）K （2分）； F （2分） （3）①K 2NiF 4（3分）； 6（3分）

②

23230

394592198

3.4

6.0210400130810-

?+?+?

=

????

（3分）

10、(1) ①能量最低规则（2分）；s （2分）②sp杂化（1分）；直线型（1分）

(2) ①具有孤电子对（1分）②B （2分）③N2（1分）(3) ①Fe2Al （2分）

②3

139

8

A

N

ρ（3分）

11、

12、

13、Ⅰ.（1）N＞O＞C （2分）

（2）N2H4＞P2H4＞C2H4（2分）

（3）（2分）

Ⅱ.（1）sP2 （2分）；三角锥（1分）。

（2）BBr3＋PBr3＋3H2BP＋6HBr （3分）

（3）

3

10)

10

3

4

(

42

4

-

?

?

?

a

N

A

14、（1）CE（2分）

（2）CH4·8H2O或6CH4·48H2O（2分）

（3）（2分）

（4）黄色（2分）；在加热的条件下钠原子的核外电子吸收能量，电子从基态跃迁到激发态，电子处于激发态不稳定又重新跃迁到基态，在此过程中以光波的形式释放能量。（2分）

（5）1（1分）；3（1分）；6（1分）

（6）

3

840

4

3

A

N

a?

?

（2分）

15、

高温

Na＋[ O O ]2－Na＋

∶∶

∶

∶

∶

∶

∶