C．因为晶格能CaO比KCl高，所以KCl的熔点比CaO熔点低
D．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高
（3）O和Na的一种只含有离子键的化合物的晶胞结构如图，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为。
已知该晶胞的密度为
g·cm-3,阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长a=cm。
（用含ρ、NA的计算式表示）
【答案】
（1）①3s23p63d5②sp2③5分子晶体
（2）BC（3）立方体
【解析】
沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）x晶体属于分子晶体。
5.氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料。
以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示：
请回答下列问题：
（1）由B2O3制备BF3，BN的化学方程式依次是_________，__________。
（2）基态B原子的电子排布式为_________；B和N相比，电负性较大的是_________，BN中B元素的化合价为_________。
（3）在BF3分子中，F—B—F的键角是_______，B原子的杂化轨道类型为_______，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4－的立体结构为_______。
（4）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为________，层间作用力为________。
（5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有______个氮原子，________个硼原子，立方氮化硼的密度是_______g·cm−3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为NA）。
【答案】
（1）B2O3＋3CaF2＋3H2SO4
2BF3↑＋3CaSO4＋3H2OB2O3＋2NH3
2BN＋3H2O
（2）1s22s2sp1N＋3
（3）120°sp2正四面体
（4）共价键（或极性共价键）分子间作用力
（5）44
【解析】
（1）由图可知B2O3与CaF2和H2SO4反应即生成BF3，同时还应该产生硫酸钙和水，方程式为B2O3＋3CaF2＋3H2SO4
2BF3↑+3CaSO4＋3H2O；B2O3与氨气在高温下反应即生成BN，方程式为B2O3＋2NH3
2BN＋3H2O；
（2）B的原子序数是5，所以基态B原子的电子排布式为1s22s2sp1；B和N都属于第二周期，同周期自左向右电负性逐渐增大，所以B和N相比，电负性较大的是N，B最外层有3个电子，化合价是+3价；
（3）依据价层电子对互斥理论可计算出中心原子为sp2杂化，空间构型为平面正三角形，F-B-F的键角是120°；在BF4－中中心原子为sp3杂化，BF4－的结构为正四面体；
（4）B，N均属于非金属元素，二者形成的化学键是极性共价键；而层与层之间靠分子间作用力结合；
（5）描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，金刚石晶胞是立方体，其中8个顶点有8个碳原子，6个面各有6个碳原子，立方体内部还有4个碳原子，如图所示
。
所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数＝8×1/8+6×1/2+4=8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子。
由于立方氮化硼的一个晶胞中含有4个N和4个B原子，其质量是
，立方体的体积是（361.5cm）3，因此立方氮化硼的密度是
。
6.乙炔是有机合成工业的一种原料。
工业上曾用
与水反应生成乙炔。
（1）
中
与
互为等电子体，
的电子式可表示为；1mol
中含有的
键数目为。
（2）将乙炔通入
溶液生成
红棕色沉淀。
基态核外电子排布式为。
（3）乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈
。
丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是；分子中处于同一直线上的原子数目最多为。
（4）
晶体的晶胞结构与
晶体的相似（如右图所示）
，但
晶体中含有的中哑铃形
的存在，使晶胞沿一个方向拉长。
晶体中1个
周围距离最近的
数目为。
【答案】
（1）
2NA
（2）1s22s22p63s23p63d10
（3）sp，sp23
（4）4
【解析】
（1）根据等电子体原理可知，O22+的电子式
，在1mol三键含有2mol的π键和1mol的σ键；
（2）Cu为29号元素，Cu+的基本电子排布式为1s22s22p63s23p63d10；
（3）通过丙烯氰的结构可以知道碳原子的杂化轨道类型为sp和sp2杂化，同一直线上有3个原子；
（4）从晶胞结构图中及题中
晶体中含有的中哑铃形
的存在，使晶胞沿一个方向拉长看出，1个Ca2+周围距离最近的C22-有4个，而不是6个。
7.一定条件下，Ni2+与丁二酮肟生成鲜红色沉淀A。
丁二酮肟组成元素中C，N，O的电负性由大到小的顺序为。
丁二酮肟分子中C原子轨道的杂化类型是。
【答案】O＞N＞Csp3和sp2
【解析】同周期元素从左到右电负性递增，电负性由大到小的顺序为O＞N＞C，C有单键碳和双键碳，杂化类型为sp3和sp2。
8.胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁（Mg2Si3O8.nH2O）等化合物。
（1）三硅酸镁的氧化物形式为，某元素与镁元素不同周期但在相邻一族，且性质和镁元素十分相似，该元素原子核外电子排布式为。
（2）铝元素的原子核外共有种不同运动状态的电子，种不同能级的电子。
（3）某元素与铝元素同周期且原子半径比镁原子半径大，该元素离子半径比铝离子半径（填“大”或“小”），该元素与铝元素的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为：
。
（4）Al2O3，MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是。
a．Al2O3，MgO和SiO2都不溶于水b．Al2O3，MgO和SiO2都是白色固体
c．Al2O3，MgO和SiO2都是氧化物d．Al2O3，MgO和SiO2都有很高的熔点
【答案】
（1）2MgO·3SiO·nH2O1s22s1
（2）135
（3）大Al（OH）3+OH-→AlO2-+2H2O
（4）ad
【解析】
（1）根据胃舒平中三硅酸镁的化学式和书写方法，氧化物形式为2MgO·3SiO·nH2O；与镁元素在不同周期但相邻一族的元素，其符合对角线规则，是Li，其核外电子排布为：
1s22s1。
（2）中铝元素原子的核外共有13个电子，其每一个电子的运动状态都不相同，故共有13种；有1s，2s，2p，3s，3p共5个能级。
（3）与铝元素同周期且原子半径大于镁的元素是钠，其离子半径大于铝的离子半径；两者氢氧化物反应的离子方程式为：
Al（OH）3+OH-→AlO2-+2H2O。
（4）分析三种氧化物，可知三者都不溶于水且都具有很高的熔点。
9.硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：
回答下列问题：
（1）基态Fe原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为____________________________，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。
（2）根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是__________________。
（3）图（a）为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为__________________。
（4）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为________形，其中共价键的类型有________种；固体三氧化硫中存在如图（b）所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________。
（5）FeS2晶体的晶胞如图（c）所示。
晶胞边长为anm、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为______________________________g·cm－3；
晶胞中Fe2＋位于
所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为________nm。
【答案】
（1）
（或
） 哑铃（纺锤）
（2）H2S （3）S8相对分子质量大，分子间范德华力强 （4）平面三角 2 sp3 （5）
×1021
a
【解析】
（1）基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，因此其价层电子的电子排布图为
（或
）；基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，最高能级为3p，其电子云轮廓图为哑铃（纺锤）形。
（2）根据价层电子对互斥理论可知，H2S、SO2、SO3三种分子中S原子的价层电子对数分别为4、3、3，因此H2S中S原子价层电子对数不同于其他两种分子。
（3）S8和SO2均为分子晶体，S8的相对分子质量大于SO2，因此S8的分子间作用力大，熔、沸点比SO2的高。
（4）SO3的中心原子为S，中心原子的孤电子对数＝（6－2×3）/2＝0，中心原子结合3个氧原子，结合每个O原子有且只能有一个σ键，所以S形成3个σ键，S的价层电子对数为0＋3＝3，S为sp2杂化，根据sp2杂化轨道构型可知，SO3为平面形分子，符合形成大π键条件，可形成4中心6电子大π键，因此有两种共价键类型。
如图（b）所示的三聚分子中每个S原子与4个O原子结合，形成正四面体结构，S原子的杂化轨道类型为sp3。
（5）分析晶胞结构可知，Fe2＋位于棱边和体心，
位于顶点和面心，因此每个晶胞中含有的Fe2＋个数＝12×1/4＋1＝4，每个晶胞中含有的
个数＝6×1/2＋8×1/8＝4，即每个晶胞中含有4个FeS2。
一个晶胞的质量＝
g，晶胞的体积＝（a×10－7）3cm3，该晶体的密度＝
g·cm－3＝
×1021g·cm－3。
正八面体的边长即为两个面心点的距离，因此正八面体的边长为
anm。
10.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分子能与F2发生加成反应，其加成产物为______，C60分子的晶体中，在晶胞的顶点和面心均含有一个C60分子，则一个C60晶胞的质量为________。
（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_______（填字母）。
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是________（填字母）。
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）金刚石晶胞结构如下图，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（在晶胞的顶点和面心均含有一个Cu原子），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·cm－3，Cu的相对原子质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则Cu的原子半径为。
【答案】
（1）C60F60
g
（2）ac （3）ae
（4）正四面体 3∶1 4
（5）
12
×
cm
【解析】
（1）C60中每个碳原子的连接方式为
，所以C60中共有双键0.5×60＝30个，则与F2加成的产物应为C60F60；C60为面心立方堆积，则
m·NA＝4×12×60g
m＝
g。
（2）在冰中存在氢键，空间利用率较低，密度较小，a、c正确。
（3）石墨中C—C键键长小于金刚石中C—C键键长，所以熔点：
石墨＞金刚石，金刚石的碳原子呈sp3杂化，而石墨中的碳原子呈sp2杂化，所以共价键的键角：
石墨大于金刚石，石墨属于混合型晶体，a、e正确。
（4）在BN中，B原子周围最近的N原子所构成的立体图形为正四面体形，在四个共价键中，其中有一个配位键，其个数之比为3∶1，在晶胞中，含N：
8×
＋6×
＝4个，含B：
4个。
（5）根据铜的堆积方式，Cu原子的配位数应为12，设晶胞边长为a，
则a3·ρ·NA＝4M
a＝
面对角线为
×
，其
为Cu原子半径，
即r＝
×
cm。
11.回答下列问题：
（1）过渡金属元素铁能形成多种配合物，如[Fe（H2NCONH2）6]（NO3）3[三硝酸六尿素合铁（Ⅲ）]和Fe（CO）x等。
①基态氧原子的价电子排布式为________。
②尿素（H2NCONH2）分子中C、N原子的杂化方式分别是________、________。
③配合物Fe（CO）x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x＝________。
Fe（CO）x常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）x晶体属于____________（填晶体类型）。
（2）O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如下图，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为________。
已知该晶胞的密度为ρg/cm3，阿伏伽德罗常数为NA，求晶胞边长a＝______cm。
（用含ρ、NA的计算式表示）
（3）下列说法正确的是________。
A．第一电离能大小：
S＞P＞Si
B．电负性顺序：
C＜N＜O＜F
C．因为晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔点低
D．SO2与CO2的化学性质类似，分子结构也都呈直线形，相同条件下SO2的溶解度更大
E．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高
（4）图（a）是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序，其中c、d均是热和电的良导体。
（a） （b）
①图中d单质的晶体堆积方式类型是_________________________________。
②单质a、b、f对应的元素以原子个数比1∶1∶1形成的分子中含________个σ键，________个π键。
③图（b）是上述6种元素中的1种元素形成的含氧酸的结构，请简要说明该物质易溶于水的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】1．
（1）①2s22p4 ②sp2 sp3 ③5 分子晶体
（2）立方体
（3）BC
（4）①面心立方最密堆积 ②2 2 ③硝酸分子是极性分子，易溶于为极性溶剂的水中；硝酸分子中氢氧键易与水分子间形成氢键
【解析】
（1）尿素中碳原子形成了3个σ键和1个π键，氮原子形成了3个化学键且还有1个孤电子对，故二者分别为sp2、sp3杂化。
Fe（CO）x中铁有8个价电子（3d64s2），一个CO提供2个电子与Fe形成配位键，故x＝5。
由Fe（CO）x的熔点、沸点数值知其为分子晶体。
（2）对应的化合物为Na2O，观察晶胞图知，白色小球代表Na＋，黑色小球代表O2－，O2－的配位数是8，8个Na＋构成了一个立方体。
该晶胞中含有4个“Na2O”组成单元，物质的量为
，晶胞的质量为
g，晶胞体积V＝
＝a3，由此可求出a＝
。
（3）磷的第一电离能比硫的大，A项错误，SO2中硫为sp2杂化，SO2是V形结构，D项错误。
（4）①由c、d是热和电的良导体知二者是金属，结合熔点知c是钠，d是铜，a是氢，b是氮，e是硅，f是碳。
铜为面心立方最密堆积。
②H、C、N形成的符合条件的化合物为HCN，结构式为H－C≡N，故有2个σ键，2个π键。
图（b）对应的物质是硝酸，硝酸中存在“H－O”键，能与水形成氢键，故它易溶于水。
12.铜、碳、氮、硫、氯等是组成物质的重要元素。
铜离子是人体内多种酶的辅因子，人工模拟酶是当前研究的热点。
某化合物Y与Cu（Ⅰ）（Ⅰ表示化合价为＋1）结合形成图10所示的离子：
该离子中含有化学键的类型有（选填序号）。
A．极性键B．离子键C．非极性键D．配位键
【答案】ACD
【解析】该离子中含有化学键的类型有极性键、非极性键、配位键。
13.乙炔是有机合成工业的一种原料。
工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。
（1）乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈
。
丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是；分子中处于同一直线上的原子数目最多为。
（2）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如图所示），但CaC2晶体中含有的中哑铃形
的存在，使晶胞沿一个方向拉长。
CaC2晶体中1个Ca
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