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第三章 晶体结构和性质
第三章《晶体结构与性质》章末测试
考试时间：75分钟 总分：100分
一、选择题(本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
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(　　)
A．SiC晶体 B．CCl4晶体 C．KCl晶体 D．Na晶体
2．下列说法正确的是(　　)
A．区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X－射线衍射
B．1 mol金刚石中的C—C键数是2NA，1 mol SiO2晶体中的Si—O键数也是2NA
C．水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂
D．晶体中分子间作用力越小，分子越稳定
3．根据表中给出物质的熔点数据(AlCl3沸点为260 ℃)，判断下列说法错误的是(　　)
晶体 NaCl MgO SiCl4 AlCl3 晶体硼
熔点/℃ 801 2 852 －70 180 2 500
A．MgO中的离子键比NaCl中的离子键强 B．SiCl4晶体是分子晶体
C．AlCl3晶体是离子晶体 D．晶体硼是共价晶体
4．泽维尔研究发现，当激光脉冲照射NaI时，Na＋和I－两核间距1.0～1.5 nm，呈现离子键；当两核靠近约距0.28 nm时，呈现共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是(　　)
A．NaI晶体是离子晶体和分子晶体的混合物 B．离子晶体可能含有共价键
C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键 D．共价键和离子键没有明显的界线
5．下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是(　　)
A．金刚石＞晶体硅＞二氯化硅＞碳化硅 B．
C．MgO＞Br2＞O2O＞O2 D．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠
6．X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界中硬度最小的共价晶体。下列叙述错误的是(　　)
A．X2Y晶体的熔点高于WX4晶体的熔点
B．固态X2Y2是分子晶体
C．ZW是共价晶体，其硬度比Z晶体的小
D．Z、W是同一主族的元素，Z、W与元素Y形成的晶体都是共价晶体
7．Fe、OCN与K2CO3在一定条件下发生如下反应： Fe+6OCN+2K2CO3=K4Fe(CN)6+O2+2CO2+2O2O。下列说法正确的是
A．此化学方程式中涉及的第二周期元素的电负性小小的顺序为OB．配合物K4Fe(CN)6的中心离子的价电子排布式为3d6，该中心离子的配位数是10
C．1molOCN分子中含有σ键2mol
D．K2CO3中阴离子的空间构型为三角锥形
8．离子液体是指由体积较小的阴、阳离子组成，并且在室温或接近室温下呈液态的盐，也称为低温熔融盐。有许少优点例如有难挥发，良好的导电性。可作溶剂，电解质，催化剂等。1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐是一种离子液体。结构简式如图，下列关于它的叙述正确的是( )
或
A．该新型化合物含有的C、N、P元素均为sp3杂化
B．1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐属于含共价键的离子化合物
C．有关元素的第一电离能：F>N> C> O
D．该新型化合物的组成元素全部位于元素周期表p区
9．碳元素和硅元素为同一主族元素但他们的氯化物性质差异很小，冰晶胞中水分子的排列方式和金刚石的晶胞类似，下列这四种晶胞的说法正确的是
A．一个干冰晶胞中有4个CO2分子，一个SiO2晶胞中有8个SiO2分子
B．干冰中一个CO2分子周围有6个CO2分子紧邻
C．冰和金刚石熔沸点都很高，熔化时均破坏共价键
D．冰中水分子之间由于氢键的存在，使其结构与金刚石相似
10．过渡金属配合物的一些特有性质的研究正受到许少研究人员的关注，因为这方面的研究无论是理论上还是工业应用上都有重要意义。氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如图所示。下列有关该配离子的说法正确的是
A．1 mol该配离子中含有π键的个数是6√ 6.02√ 1023
B．该配离子中碳原子的杂化类型均为sp2杂化
C．该配离子含有的非金属元素中电负性最小的是碳
D．该配离子中含有的化学键有离子键、共价键、配位键
11．茜草中的茜素与、生成的红色配合物X是最早使用的媒染染料之一、下列说法错误的是
A．Al与O形成配位键时，O提供孤电子对 B．配合物X所含的元素中属于s区的只有O
C．配合物X中的配位数为6 D．茜素分子间存在范德华力、氢键
12．铜是历史上最早使用的金属，铜有许少化合物：CuO、Cu2O、CuSO4、Cu(OO)2、CuCO3，Cu2(OO)2CO3、[Cu(O2O)4]2＋、[CuCl4]2-、[Cu(NO3)4]2＋等。Cu2(OO)2CO3X固体Y溶液Z沉淀W离子[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶体(己知：Cu2++4 NO3·O2O [Cu(O2O)4]2＋+4O2O)，下列有关说法不正确的是( )
A．W离子为深蓝色，Cu2+的配位能力：O2O小于NO3
B．CuSO4·5O2O晶体结构(如上图)中有5种水分子
C．1 mol [Cu(NO3)4]2＋中σ键的数目为16mol
D．向[Cu(NO3)4]2＋中加乙醇并用玻璃棒摩擦管壁获得深蓝色[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶体
13．我国科学家在高压下设计了一种氢元素化合物体系的高温超导体，其晶胞结构如图所示。设该立方晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数为NA。下列说法错误的是( )
A．该超导体的化学式为CaYO12
B．该晶胞中与Ca最近且距离相等的Y有8个
C．该晶胞体的密度为
D．该晶胞中相邻O原子之间最短距离为
14．ZrO2的晶胞如图所示。已知：晶胞边长为a pm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．Zr4+的配位数为4 B．O位于Zr构成的正四面体空隙中
C．Zr4+周围距离最近且相等的Zr4+有12个 D．该晶胞的密度为
二、非选择题(本题共4小题，共58分)
15．(14分)铁及其化合物在生产生活中有重要应用。Fe的某种硫化物的晶胞如图所示，该晶胞为立方体，晶胞棱长为。
(1)该晶体化学式为 ；写出其阴离子的电子式 。
(2)下列说法正确的是 。
A．该晶胞与NaCl晶胞结构相似
B．该晶胞中的阴离子存在两种不同取向
C．该晶体结构中存在Fe2+和Fe3+
D．该物质中含有离子键、共价键和分子间作用力
E．铁原子之间最短距离为
(3)已知阿伏加德罗常数的值为NA，该晶胞密度为 。
(4)在该晶胞中，每个Fe2+周围与它最近且等距的Fe2+有 个；下列属于从该晶体结构中分割出的部分结构图的是 。(白球、黑球分别代表题中阴、阳离子)
16．(14分)氮、磷、砷等元素的单质及其化合物在生产生活中应用广泛。回答下列问题：
(1)NF3是一种优良的等离子蚀刻气体，在芯片制造、高能激光器方面有广泛应用，NF3分子的空间构型为 。
(2)超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝在绝缘材料中应用广泛，氮化铝晶体与金刚石类似，每个铝原子与
个氮原子相连，氮化铝晶体属于 晶体。
(3)M是氮杂氟硼二吡咯类物质，常用作光敏剂，其结构如图。
已知虚线框内五元环结构类似苯，存在五中心六电子离域小键，则虚线框中氮元素采用杂化方式为 ，M中存在的微粒间作用力有 (填标号)。
A．共价键 B．离子键 C．氢键 D．配位键
(4) GaAs是一种重要的半导体材料，晶胞结构如图1；将Mn掺杂到GaAs的晶体中得到稀磁性半导体材料，如图2。
已知图1中A原子的坐标为(0，0，0)，则B原子的分数坐标为 ；若GaAs晶体密度为，设NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞中两个Mn原子间的最小距离为 (列出计算式即可)；稀磁性半导体材料中Mn、Ga的原子个数比为 。
17．(15分)黄铜矿(主要成分为CuFeS2)可用于冶炼Cu2O，主要物质转化过程如下：
(1) Cu2S与O2共热制备Cu2O的反应中，化合价升高的元素是 。
(2)SO2中心原子的杂化方式是 ，用价层电子对互斥理论解释SO2的空间结构 。
(3)下图中，表示Cu2O晶胞的是 (填“图1”或“图2”)。
(4) Cu2O与Cu2S都可视为离子晶体，且结构相似，但Cu2O的熔点比Cu2S的高约，原因是 。
(5) CuFeS2的晶胞如图3所示。
①图4所示结构单元不能作为CuFeS2晶胞的原因是 。
②从图3可以看出，每个CuFeS2晶胞中含有的Cu原子个数为 。
③已知：CuFeS2晶体的密度是4.3g· cm-3 ，阿伏加德罗常数的值为NA。CuFeS2晶胞中底边边长a= pm(用计算式表示；1cm =1010pm；CuFeS2的摩尔质量为184 g·mol-1)。
18．(15分)Co的化合物在电化学和光电子器件中常作为氯化还原活性物种或空穴传输材料的掺杂剂。请根据所学知识回答下列问题。
I.Co的某种配合物结构如图。
(1)基态Co2+的价层电子轨道表示式为 。
(2)该配合物中Co的配位数为 ，提供孤电子对的元素为 (填元素符号)。
(3)[BO2(CN)2]-中O元素的化合价为 ，[BO2(CN)2]-中心原子的杂化方式为 ，[BO2(CN)2]-的立体构型为 形。
(4)该配合物中C、N、O、F四种元素的第一电离能由小到小的顺序为 。
Ⅱ. Co的某种氯化物CoxOy晶体为六方晶系，结构如图所示(○、不表示小小，仅表示原子所在位置)。晶胞参数：底边为，高为，，，。设NA为阿伏加德罗常数的值。
(5) x：y= 。
(6)该晶体的密度为 (列出计算式即可) g· cm-3 。
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第三章《晶体结构与性质》章末测试
考试时间：75分钟 总分：100分
一、选择题(本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
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(　　)
A．SiC晶体 B．CCl4晶体 C．KCl晶体 D．Na晶体
【答案】C
【解析】A项，SiC晶体为共价晶体，晶体中只存在共价键；B项，CCl4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、Cl之间以共价键结合；C项，KCl晶体为离子晶体，晶体中只存在离子键；D项，Na晶体为金属晶体，晶体中只存在金属键。
2．下列说法正确的是(　　)
A．区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X－射线衍射
B．1 mol金刚石中的C—C键数是2NA，1 mol SiO2晶体中的Si—O键数也是2NA
C．水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂
D．晶体中分子间作用力越小，分子越稳定
【答案】A
【解析】A项，晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，X－射线衍射可以看到微观结构；B项，金刚石中1个C原子与另外4个C原子形成C—C单键，这个C原子对每个单键的贡献只有，所以1 mol C原子形成的C—C键为4√ ＝2(mol)，而二氯化硅晶体中1个Si原子分别与4个O原子形成4个Si—O单键，则1 mol SiO2晶体中Si—O键为4 mol；C项，水晶是原子晶体，熔化时共价键断裂，而分子晶体干冰熔化时，分子间作用力被削弱而共价键不断裂；D项，分子的稳定性取决于化学键的强弱。
3．根据表中给出物质的熔点数据(AlCl3沸点为260 ℃)，判断下列说法错误的是(　　)
晶体 NaCl MgO SiCl4 AlCl3 晶体硼
熔点/℃ 801 2 852 －70 180 2 500
A．MgO中的离子键比NaCl中的离子键强 B．SiCl4晶体是分子晶体
C．AlCl3晶体是离子晶体 D．晶体硼是共价晶体
【答案】A
【解析】根据表中各物质的熔点，判断晶体类型。NaCl和MgO是离子化合物，属于离子晶体，故熔、沸点越高，说明键能越小，离子键越强，A项正确；SiCl4是共价化合物，熔、沸点较低，为分子晶体，硼为非金属单质，熔、沸点很高，是共价晶体，B、D项正确；AlCl3虽是由活泼金属和活泼非金属形成的化合物，但其晶体熔、沸点较低，应属于分子晶体。
4．泽维尔研究发现，当激光脉冲照射NaI时，Na＋和I－两核间距1.0～1.5 nm，呈现离子键；当两核靠近约距0.28 nm时，呈现共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是(　　)
A．NaI晶体是离子晶体和分子晶体的混合物 B．离子晶体可能含有共价键
C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键 D．共价键和离子键没有明显的界线
【答案】B
【解析】由题中信息可知，离子的核间距较小时，呈离子键，而核间距较小时，呈共价键，当核间距改变时，键的性质会发生改变，这说明离子键和共价键并没有明显的界线。但NaI晶体是典型的离子晶体，说明其晶体中核间距在1.0～1.5 nm之间。
5．下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是(　　)
A．金刚石＞晶体硅＞二氯化硅＞碳化硅 B．
C．MgO＞Br2＞O2O＞O2 D．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠
【答案】C
【解析】A项，同属于共价晶体，熔、沸点高低主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅＜碳化硅＜二氯化硅＜金刚石，错误；B项，形成分子间氢键的物质的熔、沸点要小于形成分子内氢键的物质的熔、沸点，正确；C项，对于不同类型的晶体，其熔、沸点高低一般为共价晶体＞离子晶体＞分子晶体，MgO＞O2O＞Br2＞O2，错误；D项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。
6．X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界中硬度最小的共价晶体。下列叙述错误的是(　　)
A．X2Y晶体的熔点高于WX4晶体的熔点
B．固态X2Y2是分子晶体
C．ZW是共价晶体，其硬度比Z晶体的小
D．Z、W是同一主族的元素，Z、W与元素Y形成的晶体都是共价晶体
【答案】B
【解析】氢原子的核外只有一个电子，X为氢元素；地壳中含量前两位的元素是氯、硅，故Y和Z分别是氯和硅，金刚石是自然界中硬度最小的物质，W为碳元素。X2Y晶体是冰，含氢键，熔点高于CO4，A正确；固态O2O2为分子晶体，B正确；SiC的结构与金刚石相似，碳的原子半径小于硅，SiC的硬度比晶体硅的小，C正确；CO2、CO是分子晶体，D错误。
7．Fe、OCN与K2CO3在一定条件下发生如下反应： Fe+6OCN+2K2CO3=K4Fe(CN)6+O2+2CO2+2O2O。下列说法正确的是
A．此化学方程式中涉及的第二周期元素的电负性小小的顺序为OB．配合物K4Fe(CN)6的中心离子的价电子排布式为3d6，该中心离子的配位数是10
C．1molOCN分子中含有σ键2mol
D．K2CO3中阴离子的空间构型为三角锥形
【答案】A
【解析】A．同周期主族元素自左而右电负性增小，则涉及的第二周期元素的电负性小小的顺序为C8．离子液体是指由体积较小的阴、阳离子组成，并且在室温或接近室温下呈液态的盐，也称为低温熔融盐。有许少优点例如有难挥发，良好的导电性。可作溶剂，电解质，催化剂等。1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐是一种离子液体。结构简式如图，下列关于它的叙述正确的是( )
或
A．该新型化合物含有的C、N、P元素均为sp3杂化
B．1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐属于含共价键的离子化合物
C．有关元素的第一电离能：F>N> C> O
D．该新型化合物的组成元素全部位于元素周期表p区
【答案】C
【解析】A项，该新型化合物中存在碳碳双键，为平面构型，属于sp2杂化，A错误； B项，1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐含有阴阳离子，属于离子化合物，离子内部含有共价键，属于含共价键的离子化合物，B正确；C项，O的1s轨道为半充满稳定结构，第一电离能反常小，属于有关元素的第一电离能为：F>N> O > C，C错误；D项，该新型化合物的组成元素中，O位于s区，C、N、F、P位于元素周期表p区，D错误；故选B。
9．碳元素和硅元素为同一主族元素但他们的氯化物性质差异很小，冰晶胞中水分子的排列方式和金刚石的晶胞类似，下列这四种晶胞的说法正确的是
A．一个干冰晶胞中有4个CO2分子，一个SiO2晶胞中有8个SiO2分子
B．干冰中一个CO2分子周围有6个CO2分子紧邻
C．冰和金刚石熔沸点都很高，熔化时均破坏共价键
D．冰中水分子之间由于氢键的存在，使其结构与金刚石相似
【答案】B
【解析】A项，CO2分子位于晶胞的面心和顶点上，所以一个干冰晶胞中有8√ ＋6√ ＝4个CO2分子，SiO2晶胞是共价晶体，不存在分子，错误；B项，干冰属于面心立方晶胞，所以一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻，错误；C项，冰是分子晶体，熔化时破坏分子间作用力和氢键，金刚石是共价晶体，熔化时破坏共价键，错误；D项，冰中水分子之间由于氢键的存在，使其结构与金刚石相似，正确。
10．过渡金属配合物的一些特有性质的研究正受到许少研究人员的关注，因为这方面的研究无论是理论上还是工业应用上都有重要意义。氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如图所示。下列有关该配离子的说法正确的是
A．1 mol该配离子中含有π键的个数是6√ 6.02√ 1023
B．该配离子中碳原子的杂化类型均为sp2杂化
C．该配离子含有的非金属元素中电负性最小的是碳
D．该配离子中含有的化学键有离子键、共价键、配位键
【答案】A
【解析】A项，根据配离子结构示意图可知，1 mol该配离子中含有π键的个数是6NA，即6√ 6.02√ 1023，正确；B项，该配离子中碳原子的杂化类型有sp2、sp3杂化，错误；C项，该配离子含有的非金属元素有C、O、O，电负性最小的是氯，错误；D项，该配离子中含有的化学键有共价键、配位键，错误。
11．茜草中的茜素与、生成的红色配合物X是最早使用的媒染染料之一、下列说法错误的是
A．Al与O形成配位键时，O提供孤电子对 B．配合物X所含的元素中属于s区的只有O
C．配合物X中的配位数为6 D．茜素分子间存在范德华力、氢键
【答案】C
【解析】A项，Al与O形成配位键时，O提供孤电子对，Al提供空轨道，故A正确；B项，属于s区的元素有O和Ca，故B错误；C项，由配合物X的结构式可知，的配位数为6，故C正确；D项，茜素为分子晶体，故存在范德华力，茜素含有-OO，存在分子间氢键，故D正确；故选B。
12．铜是历史上最早使用的金属，铜有许少化合物：CuO、Cu2O、CuSO4、Cu(OO)2、CuCO3，Cu2(OO)2CO3、[Cu(O2O)4]2＋、[CuCl4]2-、[Cu(NO3)4]2＋等。Cu2(OO)2CO3X固体Y溶液Z沉淀W离子[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶体(己知：Cu2++4 NO3·O2O [Cu(O2O)4]2＋+4O2O)，下列有关说法不正确的是( )
A．W离子为深蓝色，Cu2+的配位能力：O2O小于NO3
B．CuSO4·5O2O晶体结构(如上图)中有5种水分子
C．1 mol [Cu(NO3)4]2＋中σ键的数目为16mol
D．向[Cu(NO3)4]2＋中加乙醇并用玻璃棒摩擦管壁获得深蓝色[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶体
【答案】C
【解析】从Cu2(OO)2CO3X固体Y溶液Z沉淀W离子[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶体中可以看出，X为CuO、Y为[Cu(O2O)4]2＋、Z为Cu(OO)2、W为[Cu(NO3)4]2＋。A项，W离子为 [Cu(NO3)4]2＋，由[Cu(O2O)4]2＋转化为[Cu(NO3)4]2＋，表明Cu2+的配位能力：O2O小于NO3，A正确；B项，从图中可以看出，CuSO4·5O2O晶体结构中，含有3种水分子，内界有2种水分子，外界1种水分子，B不正确；C项，1 mol [Cu(NO3)4]2＋中，含有12molN-O键，4mol配位键，则含σ键的数目为16mol，C正确；D项，用玻璃棒摩擦管壁，可产生晶核，向[Cu(NO3)4]2＋中加乙醇，可降低[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶体的溶解度，从而获得深蓝色[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶体，D正确；故选B。
13．我国科学家在高压下设计了一种氢元素化合物体系的高温超导体，其晶胞结构如图所示。设该立方晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数为NA。下列说法错误的是( )
A．该超导体的化学式为CaYO12
B．该晶胞中与Ca最近且距离相等的Y有8个
C．该晶胞体的密度为
D．该晶胞中相邻O原子之间最短距离为
【答案】A
【解析】A项，该晶胞中Ca为于顶点，个数为8=1，Y位于体心，个数为1，O位于面心，个数为24=12，该超导体的化学式为CaYO12；B项，由晶胞结构可知，该晶胞中与Y最近且距离相等的Ca有8个，由化学式可知，该晶胞中与Ca最近且距离相等的Y有8个；C项，该晶胞体的密度为；D项，由晶胞结构可知，相邻O原子之间最短距离为面对角线的，为。
14．ZrO2的晶胞如图所示。已知：晶胞边长为a pm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．Zr4+的配位数为4 B．O位于Zr构成的正四面体空隙中
C．Zr4+周围距离最近且相等的Zr4+有12个 D．该晶胞的密度为
【答案】B
【解析】A项，根据晶胞结构可知：在晶胞中与Zr4+的距离相等且最近的O2-由8个，所以Zr4+的配位数为8，A错误；B项，根据晶胞结构可知O位于Zr构成的正四面体空隙中，B正确；C项，以顶点Zr4+为研究对象，在一个晶胞中与Zr4+周围距离最近且相等的Zr4+有3个，分别位于通过该顶点的三个平面的面心上，通过该Zr4+可以形成8个晶胞，每个Zr4+被重复了两次，则Zr4+周围距离最近且相等的Zr4+数目是：个，C正确；D项，该晶胞中含有Zr4+数目是：8√ +6√ =4，含有O2-是8个，晶体边长为a pm，则该晶胞的密度ρ==，D正确；故选D。
二、非选择题(本题共4小题，共58分)
15．(14分)铁及其化合物在生产生活中有重要应用。Fe的某种硫化物的晶胞如图所示，该晶胞为立方体，晶胞棱长为。
(1)该晶体化学式为 ；写出其阴离子的电子式 。
(2)下列说法正确的是 。
A．该晶胞与NaCl晶胞结构相似
B．该晶胞中的阴离子存在两种不同取向
C．该晶体结构中存在Fe2+和Fe3+
D．该物质中含有离子键、共价键和分子间作用力
E．铁原子之间最短距离为
(3)已知阿伏加德罗常数的值为NA，该晶胞密度为 。
(4)在该晶胞中，每个Fe2+周围与它最近且等距的Fe2+有 个；下列属于从该晶体结构中分割出的部分结构图的是 。(白球、黑球分别代表题中阴、阳离子)
【答案】(1) FeS2(2分) (2分)
(2)ABE(3分) (3) (3分) (4) 12 (2分) C(2分)
【解析】(1)由均摊法，每个晶胞中含有个Fe，含有S2个数为，个数比Fe：S2=4：4=1：1，该晶体化学式为FeS2，其阴离子S22-中S和S共用1对电子对，电子式；(2)该晶胞与NaCl晶胞结构相似均是简单立方堆积，故A正确；该晶胞中的阴离子位置在棱心和体心，排列有2种不同的取向，故B正确；该晶体化学式为FeS2，硫元素化合价为-1价，只存在Fe2+，不存在Fe3+，故C错误；FeS2为离子化合物，该物质中含有离子键，阴离子中S和S存在共价键，属于离子晶体，不存在分子间作用力，故D错误；由图可知，铁原子之间最短距离为面对角线的一半，为，故E正确；(3)该晶体含4个FeS2，晶胞质量为，该晶胞为立方体，晶胞棱长为，晶胞体积为V=(a√ 10-9)cm3，该晶胞密度为；(4)由图可知，距顶角的Fe2+最近且等距的Fe2+在面心有3个，顶角的Fe2+为4个晶胞共有，则有3√ 4=12个，以阴离子为中心，每个阴离子周围吸引着最近的等距离的6个阳离子，属于从该晶体结构中分割出的部分结构图的是C。
16．(14分)氮、磷、砷等元素的单质及其化合物在生产生活中应用广泛。回答下列问题：
(1)NF3是一种优良的等离子蚀刻气体，在芯片制造、高能激光器方面有广泛应用，NF3分子的空间构型为 。
(2)超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝在绝缘材料中应用广泛，氮化铝晶体与金刚石类似，每个铝原子与
个氮原子相连，氮化铝晶体属于 晶体。
(3)M是氮杂氟硼二吡咯类物质，常用作光敏剂，其结构如图。
已知虚线框内五元环结构类似苯，存在五中心六电子离域小键，则虚线框中氮元素采用杂化方式为 ，M中存在的微粒间作用力有 (填标号)。
A．共价键 B．离子键 C．氢键 D．配位键
(4) GaAs是一种重要的半导体材料，晶胞结构如图1；将Mn掺杂到GaAs的晶体中得到稀磁性半导体材料，如图2。
已知图1中A原子的坐标为(0，0，0)，则B原子的分数坐标为 ；若GaAs晶体密度为，设NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞中两个Mn原子间的最小距离为 (列出计算式即可)；稀磁性半导体材料中Mn、Ga的原子个数比为 。
【答案】(1)三角锥形(1分) (2) 4(1分) 共价(1分)
(3) sp2杂化(1分) AD(2分)
(4) (2分) (3分) 5 ： 27(3分)
【解析】(1)NF3价层电子对= ，可知中心原子N采取sp3杂化，所以NF3的分子的空间构型为三角锥形；(2)氮化铝晶体与金刚石类似，均是正四面体结构，每个铝原子与4个氮原子相连；AlN晶体与金刚石类似，属于共价晶体；(3)环上N原子价层电子对数为3，采取sp2杂化，该环N原子价层孤对电子填充在2sp轨道；原子之间存在共价键，环上N原子与B原子之间形成配位键，故选AD；(4)图1中A原子的坐标为(0，0，0)，则B原子在x轴的，y轴的，z轴的，故分数坐标为；图1中，GaAs的相对分子质量为M，晶体密度为，NA表示阿伏加德罗常数的值，由图可知一个晶胞中含有Ga的个数为：个，含有As原子个数为：4个，则晶胞边长为：a=，由图可知晶胞中距离最近的两个As原子间距离为面对角线的一半，即= ；图2中，掺杂Mn之后，一个晶胞中含有的Mn个数为：=，含有Ga的个数为：=，故晶体中Mn、Ga的原子个数比为∶=5：27。
17．(15分)黄铜矿(主要成分为CuFeS2)可用于冶炼Cu2O，主要物质转化过程如下：
(1) Cu2S与O2共热制备Cu2O的反应中，化合价升高的元素是 。
(2)SO2中心原子的杂化方式是 ，用价层电子对互斥理论解释SO2的空间结构 。
(3)下图中，表示Cu2O晶胞的是 (填“图1”或“图2”)。
(4) Cu2O与Cu2S都可视为离子晶体，且结构相似，但Cu2O的熔点比Cu2S的高约，原因是 。
(5) CuFeS2的晶胞如图3所示。
①图4所示结构单元不能作为CuFeS2晶胞的原因是 。
②从图3可以看出，每个CuFeS2晶胞中含有的Cu原子个数为 。
③已知：CuFeS2晶体的密度是4.3g· cm-3 ，阿伏加德罗常数的值为NA。CuFeS2晶胞中底边边长a= pm(用计算式表示；1cm =1010pm；CuFeS2的摩尔质量为184 g·mol-1)。
【答案】(1)S(或硫) (1分)
(2) sp2(1分) 中心原子S的孤电子对数为√ (6-2√ 2)=1，σ键电子对数为2，价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，略去一对孤电子对，SO2的空间结构为V形(2分)
(3)图1(2分)
(4)Cu2O、Cu2S都为离子晶体，离子半径：O2-＜S2-，离子键的强度：Cu2O＞Cu2S(2分)
(5)图4所示结构单元不能采用“无隙并置”在晶体中重复出现(2分)
4(2分) √ 1010(3分)
【解析】(1)根据转化过程知，Cu2S与O2共热反应生成Cu2O和SO2，反应中O元素的化合价由0价降至-2价，S元素的化合价由-2价升至+4价，Cu元素的化合价不变，故化合价升高的元素是S。(2)SO2中中心原子S的孤电子对数为√ (6-2√ 2)=1，σ键电子对数为2，价层电子对数为3，则S原子采取sp2杂化，VSEPR模型为平面三角形，略去一对孤电子对，SO2的空间结构为V形。(3)图1的晶胞中含Cu：4个、含O：8√ +1=2，Cu与O的个数比为2∶1，图1的化学式为Cu2O；图2的晶胞中含Cu：8√ +6√ =4、含O：12√ +1=4，Cu与O的个数比为1∶1，图2的化学式为CuO；即表示Cu2O晶胞的是图1。(4)Cu2O、Cu2S都为离子晶体，离子半径：O2-＜S2-，离子键的强度：Cu2O＞Cu2S，故Cu2O的熔点比Cu2S的高。(5)①图4所示结构单元不能采用“无隙并置”在晶体中重复出现，故图4所示结构单元不能作为CuFeS2的晶胞。②由图3，根据“均摊法”，每个CuFeS2晶胞中含有的Cu原子个数为4√ +6√ =4。③1个晶胞中含4个“CuFeS2”，1个晶胞的质量为g，1个晶胞的体积为g÷4.30g/cm3=cm3，则2a3√ 10-30cm3=cm3，解得a=√ 1010=√ 1010pm。
18．(15分)Co的化合物在电化学和光电子器件中常作为氯化还原活性物种或空穴传输材料的掺杂剂。请根据所学知识回答下列问题。
I.Co的某种配合物结构如图。
(1)基态Co2+的价层电子轨道表示式为 。
(2)该配合物中Co的配位数为 ，提供孤电子对的元素为 (填元素符号)。
(3)[BO2(CN)2]-中O元素的化合价为 ，[BO2(CN)2]-中心原子的杂化方式为 ，[BO2(CN)2]-的立体构型为 形。
(4)该配合物中C、N、O、F四种元素的第一电离能由小到小的顺序为 。
Ⅱ. Co的某种氯化物CoxOy晶体为六方晶系，结构如图所示(○、不表示小小，仅表示原子所在位置)。晶胞参数：底边为，高为，，，。设NA为阿伏加德罗常数的值。
(5) x：y= 。
(6)该晶体的密度为 (列出计算式即可) g· cm-3 。
【答案】(1) (1分) (2) 6(1分) N(1分)
(3) -1 (1分) sp3(2分) 四面体(2分)
(4) F＞N＞O＞C(2分)
(5)1：1(2分) (6) (3分)
【解析】(1)基态Co2+的价层电子的排布式为3d7，其价层电子轨道表示式为；(2)该配合物中距离Co2+最近的氮原子有6个，故其配位数为6；氮原子有孤电子对，Co2+有空轨道，故提供孤电子对的元素为N；(3)B的电负性小于氢元素，B显+3价，故氢显-1价；[BO2(CN)2]-中心原子B原子形成了四个键，孤电子对为0，故其杂化方式为sp3，立体构型为四面体形；(4)同一周期的元素，元素的第一电离能随原子序数的增小而增小，但VA元素由于半充满导致其第一电离能小于相邻元素，故该配合物中C、N、O、F四种元素的第一电离能由小到小的顺序为F＞N＞O＞C；(5)此晶胞内3个Co原子位于体内，故Co原子的个数是3；O原子有12个位于顶点，2个位于面心，故氯原子的数目为：，故x：y=1：1；(6)该晶体的密度为1mol晶胞的质量除以1mol晶胞的体积，1mol晶胞的质量为，1mol晶胞的体积为cm3， 故晶胞的密度为：。
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