高二化学晶胞的相关计算专项训练知识点及练习题附解析

高二化学晶胞的相关计算专项训练知识点及练习题附解析
一、晶胞的相关计算
1．以N A表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）
A．36g冰(图甲）中含共价键数目为4N A
B．12g金刚石(图乙）中含有σ键数目为4N A
C．44g干冰(图丙）中含有N A个晶胞结构单元
D．12g石墨(图丁）中含σ键数目3N A
2．Mg、Ni、Cu、Zn 等元素在生产、生活中有着广泛的应用。

回答下列问题：
(1)Mg、Ni、Cu 等金属可能形成金属互化物。

金属互化物的结构类型丰富多样，确定某种金属互化物是晶体还是非晶体可通过___________测定。

(2)根据 Cu、Zn 的原子结构比较第一电离能：I1(Cu)_________ I1(Zn)（填“大于”、“等于”或“小于”），理由是_____________________。

(3)[Ni(NH3)6](NO3)2中不存在的化学键为___________（填序号）。

a．离子键 b．金属键 c．配位键 d．氢键
(4)镍基合金储氢的研究已取得很大进展。

①图甲是一种镍基合金储氢后的晶胞结构示意图。

该合金储氢后，H2与 Ni 的物质的量之比为___________。

②Mg2NiH4 是一种储氢的金属氢化物。

在 Mg2NiH4晶胞中，Ni 原子占据如图乙的顶点和面心，Mg2+处于乙图八个小立方体的体心。

Mg2+位于 Ni 原子形成的___________ (填“八面体空隙”或“四面体空隙”)。

晶体的密度为ρg·cm－3，N A表示阿伏加德罗常数，Mg2+和 Ni 原子的最短距离为__________cm(用含ρ和 N A的代数式表示)。

3．锌及锌的化合物应用广泛。

例如，测定铜合金中的铅、锌时要利用锌配离子的下列反应：
[Zn(CN)4]2-＋4HCHO＋4H2O==Zn2+＋4HOCH2CN＋4OH－，回答下列问题：
(1)基态Zn2+ 的电子排布式为_____________，基态 C原子核外电子占据_____个不同原子轨道。

(2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________，HOCH2CN分子中含有的σ键与π键数目之比为_________。

(3)HCHO分子中碳原子轨道的杂化类型是________，福尔马林是HCHO的水溶液，HCHO极易与水互溶的主要原因是_________________________。

(4)[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN－之间的化学键称为_________，提供孤电子对的成键原子是
________。

(5)Zn与S形成某种化合物的晶胞如图所示。

①Zn2＋填入S2－组成的___________空隙中；
②已知晶体密度为d g/cm3，该晶胞的边长表达式为______pm(写计算表达式)。

4．钯(Pd)、锌及其化合物在合成酮类物质中有极其重要的作用，如图为合成的反应过程：
回答下列问题：
(1)I原子价电子排布式为___________，其能量最高的能层是___________(填能层符号)。

(2)H、C、O三种元素的电负性由大到小的顺序为___________。

(3) 中碳原子的杂化方式为___________。

(4)ZnCl2溶液中加入足量氨水，发生的反应为ZnCl2＋4NH3·H2O＝[Zn(NH3)4]Cl2＋4H2O。

①上述反应涉及的物质中，固态时属于分子晶体的是___________。

②NH3的空间构型为___________。

③1 mol [Zn(NH3)4]Cl2中含有___________mol σ键。

(5)Zn和Cu可形成金属互化物(ZnCu)，该金属互化物中所有金属原子均按面心立方最密堆积，若所有Cu均位于晶胞的面心，则Zn位于晶胞的___________。

(6)金属钯的堆积方式如图所示：
①该晶胞中原子的空间利用率为___________(用含π的式子表示)。

②若该晶胞参数a＝658 pm，则该晶胞密度为___________(列出计算表达式)g·cm－3。

5．有A、B、C、D、E、F六种元素，A是周期表中原子半径最小的元素，B是电负性最大的元素，C的2p轨道中有三个未成对的单电子，F原子核外电子数是B与C核外电子数之和，D是主族元素且与E同周期，E能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物，D与B可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示．请回答下列问题．
（1）E元素原子基态时的电子排布式为_________．
（2）A2F分子中F原子的杂化类型是_________
（3）CA3极易溶于水，其原因主要是_________，
（4）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途．富勒烯(C60)的结构如图，分子中碳原子轨道的杂化类型为_________；1molC60分子中σ键的数目为_________．
（5）多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓、硫化镉、硫化锌及铜铟硒薄膜电池等．
①第一电离能：As_________Se(填“>”“<”或“=”)．
②硫化锌的晶胞中(结构如图所示)，硫离子的配位数是_________与S距离最近且等距离的S之间的距离为_________（密度为ρg/cm3）
③二氧化硒分子的空间构型为_________．
6．据《科技日报》报道，我国科学家研制成功一系列石墨烯限域的3d过渡金属中心(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)催化剂，在室温条件下以H2O2为氧化剂直接将CH4氧化成C的含氧化合物。

请回答下列问题：
（1）在Mn、Fe、Co、Ni、Cu中，某基态原子核外电子排布遵循“洪特规则特例”（指能量相同的原子轨道在全满、半满、全空状态时，体系的能量最低），该原子的外围电子排布式为_____。

（2）在3d过渡金属中，基态原子未成对电子数最多的元素是_____（填元素符号）。

（3）铜的焰色反应呈绿色，在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为_____。

（4）石墨烯限域单原子铁能活化CH4分子中的C-H键，导致C与H之间的作用力_____ (“减弱”或“不变”)。

铁晶体中粒子之间作用力类型是_____。

（5）常温下，H2O2氧化CH4生成CH3OH、HCHO、HCOOH等。

①它们的沸点分别为64.7℃、-19.5℃、100.8℃，其主要原因是_____；
②CH4和HCHO比较，键角较大的是_____，主要原因是_____。

（6）钴晶胞和白铜(铜镍合金)晶胞分别如图1、2所示。

①钴晶胞堆积方式的名称为_____；
②已知白铜晶胞的密度为dg·cm-3，N A代表阿伏加德罗常数的值。

图2晶胞中两个面心上铜原子最短核间距为_____ pm(列出计算式)。

7．a、b、c、d、e、f为元素周期表前四周期元素，且原子序数依次增大。

a原子核内无中子；在考古行业中，元素b的一种核素常用来鉴定一些文物的年代；d原子核外电子有8种不同的运动状态；e为第四周期元素，其基态原子的价电子排布式中成对电子的电子对数与单电子数相等，且每个原子轨道中都有电子；f元素的基态原子最外能层只有1个电子，且其他能层均已充满电子。

回答下列问题：
（1）六种元素中电负性最大的是__(填元素符号)，其中e原子的价电子排布式为__。

（2）b有多种同素异形体，其中硬度最大的是___(填名称)；写出一种属于分子晶体的b的同素异形体的化学式__。

（3）a、c形成的简单分子的化学式为___，分子中c原子的杂化类型为__，分子立体构型为___。

（4）六种元素中其中有两种元素形成的化合物___(填化学式)与c的单质互为等电子体。

（5）元素d与f形成的一种化合物的晶胞结构如图所示，其中黑球在两个白球连线的中点。

该化合物的化学式为__；若相邻d原子和f原子间的距离为acm，阿伏加德罗常数的值为N A，则该晶体的密度为__g·cm-3(用含a、N A的式子表示)。

8．氮化铝(AlN)陶瓷是一种新型无机非金属材料，最高可稳定到2473K，导热性好、热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。

制取原理为：Al2O3+3C+N22A1N+3CO，回答下列问题：
(1)氮化铝的晶体类型为________。

在上述化学方程式中第二周期元素的第一电离能由小到大的顺序是______。

(2)基态氧原子电子占据最高能级的原子轨道的形状是________，未成对电子数为
________。

(3)等电子体具有相似的结构。

CO与N2互为等电子体，CO分子中σ键与π键数目之比为_______。

(4)Cu2+处于：[Cu(NH3)4]2+的中心，若将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN-，则有2种结构，则Cu2+是否为sp3杂化________（填“是”或“否”）理由为_________。

(5)AlN晶体结构如图所示，1个Al原子周围距离最近的Al原子数为______个；若晶胞结构的高为a nm，底边长为b nm，N A表示阿伏伽德罗常数的值，则其密度为_______g.cm-3(列出计算式)。

9．中国的铀工业自20世纪50年代兴起，现已形成完整的和具有相当规模的科研和工业生产体系。

铀是原子反应堆的原料，常见铀的化合物有UF4、UO2及(NH4)4〔UO2(CO3)3〕等。

回答下列问题：
(1)UF4用Mg或Ca还原可得金属铀。

①基态氟原子的价电子排布图为_____________；
②金属铀的一种堆积方式为体心立方堆积，该堆积方式的空间利用率为_______；
③UF4用Mg或Ca还原时，其氧化产物是MgF2或CaF2，已知MgF2的熔点高于CaF2，其原因是_________________。

(2)已知：(NH4)4〔UO2(CO3)3〕800℃
−−−→3UO2+10NH3↑+9CO2↑+N2↑+9H2O↑
①(NH4)4〔UO2(CO3)3〕存在的微粒间作用力是_________；
a. 离子键
b. 共价键
c. 配位键
d. 金属键
②NH4+的空间构型为______，与NH4+等电子体的分子或离子有_____(写一种)；
③CO32－中碳原子杂化轨道类型为_________；
(3)UO2的晶胞结构如图所示：
①晶胞中U原子位于面心和顶点，氧原子填充在U原子堆积形成的空隙中，在该空隙中氧原子堆积形成的立体的空间构型为___________(填“立方体”、“四面体”、“八面体”)；
②若两个氧原子间的最短距离为a nm，则UO2晶体的密度为__________g·cm－3。

(列出含a 算式即可。

用N A表示阿伏加德罗常数的值。

)
10．A、B、C、D、E、F代表原子序数依次增大的前四周期元素。

其中A是空气中含量最高的元素；B是同周期中原子半径最大的元素；C原子的最外层电子数与核外电子层数相等；D、E元素的基态原子3p能级上都有两个未成对电子；F原子的外围电子排布为(n－1)d10ns1。

根据以上信息，回答下列问题：
（1）A元素基态原子核外电子的轨道表达式为________________；在同周期元素中第一电离能介于C、E之间的元素是______（用化学式表示）。

（2）将以下三种物质：①A与硼元素按原子个数比为1∶1形成的空间网状结构化合物，②B的氯化物，③D的氯化物。

按熔点由高到低的顺序排列：______________（用化学式表示）。

（3）A的最简单氢化物易液化，其原因是_______________，E的次高价含氧酸根离子的VSEPR模型名称是_________，该离子的空间构型为__________。

（4）F单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。

若已知F晶胞参数为a pm，F相对原子质量为M，N A代表阿伏加德罗常数，请回答：
①晶胞中F原子的配位数为_______；F单质晶体中原子的堆积方式是_________堆积。

②F原子半径r =________ pm，F单质晶体密度计算式为：______________ g·cm-3。

（5）A与F形成的某种化合物晶胞结构如图丁所示，该晶体的化学式为___________。

该化合物能与稀盐酸剧烈反应，生成一种白色沉淀和一种全部由非金属元素组成的离子化合物，该反应的化学方程式为________。

11．钛被称为继铁、铝之后的第三金属，请回答下列问题：
(1)金红石(TiO2)是钛的主要矿物之一，基态Ti原子价层电子的排布图为_________，基态O原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为__________形。

(2)以TiO2为原料可制得TiCl4，TiCl4的熔、沸点分别为205K、409K，均高于结构与其相似的CCl4，主要原因是__________________。

(3)TiCl4可溶于浓盐酸得H2[TiCl6]，向溶液中加入NH4Cl浓溶液可析出黄色的(NH4)2[TiCl6]晶体。

该晶体中微观粒子之间的作用力有________。

A．离子键B．共价键C．分子间作用力D．氢键E．范德华力
(4)TiCl4可与CH3CH2OH、HCHO、CH3OCH3等有机小分子形成加合物。

上述三种小分子中C 原子的VSEPR模型不同于其他分子的是_____，该分子中C的轨道杂化类型为
________。

(5)TiO2与BaCO3一起熔融可制得钛酸钡。

①BaCO3中阴离子的立体构型为________。

②经X射线分析鉴定，钛酸钡的晶胞结构如下图所示（Ti4+、Ba2+均与O2－相接触），则钛酸钡的化学式为_________。

已知晶胞边长为a pm，O2－的半径为b pm，则Ti4+、Ba2+的半径分别为____________pm、___________pm。

12．铜元素是一种金属化学元素，也是人体所必须的一种微量元素，铜也是人类最早发现的金属，是人类广泛使用的一种金属，属于重金属。

某种铜的氯化物晶体结构如图：
若氯原子位于铜形成的四面体的体心，且铜原子与铜原子、铜原子与氯原子都是采取最密堆积方式，则氯原子与铜原子半径之比为________。

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一、晶胞的相关计算
1．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
A．1个水分子中含有2个O-H键，36g冰的物质的量为2mol，含O-H键数目为4N A，故A 正确；
B．12g 金刚石中含有1molC原子，晶体金刚石中，每个碳原子与其它4个Ci形成4个C-C
键，则每个C原子形成的共价键为：1
2
×4=2，则1mol单质金刚石含有2molC-C键，含有
2N A个σ键，故B错误；
C．1个晶胞结构单元含有4个二氧化碳分子，44g干冰的物质的量为1mol，含有晶胞结构单元个数为0.25N A个，故C错误；
D．在石墨中，每个碳原子周围有三个C-C单键，所以每个碳原子实际占化学键为1.5个，12g石墨即1mol所含碳碳键数目为1.5N A，故D错误；
故答案为A。

2．C
解析：X—射线衍射实验小于 Zn原子轨道中电子处于全满状态，较难失电子，Cu失去
一个电子内层电子达到全充满稳定状态 b 3:5 四面体空隙
【解析】
【分析】
（1）确定某种金属互化物是晶体还是非晶体可通过X—射线衍射实验测定；
（2）轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，失去电子需要的能量较大，Zn原子轨道中电子处于全满状态，Cu失去一个电子内层电子达到全充满稳定状态，所以Cu较Zn易失电子；
（3）[Ni(NH3)6](NO3)2中NH3与Ni2+之间为配位键；[Ni(NH3)6]2+与NO3-之间为离子键；（4）①根据晶胞结构示意图计算晶胞中H2与 Ni个数比；
②Ni 原子占据如图乙的顶点和面心，Mg2+处于乙图八个小立方体的体心，则Mg2+位于 Ni
原子形成四面体空隙；Mg2+和 Ni 原子的最短距离为晶胞体对角线的1
4
，再根据晶胞密度计
算。

【详解】
（1）确定某种金属互化物是晶体还是非晶体可通过X—射线衍射实验测定，故答案为：
X —射线衍射实验；
（2）轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，失去电子需要的能量较大，基态Cu 的核外电子排布式为[Ar]3d 104s 1，基态Zn 的核外电子排布式为[Ar]3d 104s 2，Zn 原子轨道中电子处于全满状态，较难失电子，而Cu 失去1个电子成为Cu +：[Ar]3d 10，，Cu +达到全满结构，较稳定，Cu 失去1个电子更容易，则第一电离能Cu<Zn ，故答案为：小于；Zn 原子轨道中电子处于全满状态，较难失电子，Cu 失去一个电子内层电子达到全充满稳定状态； （3）[Ni(NH 3)6](NO 3)2中NH 3与Ni 2+之间为配位键；[Ni(NH 3)6]2+与NO 3-之间为离子键，不存在金属键，故答案为：b ；
（4）①根据晶胞结构示意图计算晶胞中H 2数目为1182342
⨯+⨯=，Ni 数目为18152
⨯+=，则H 2 与 Ni 的物质的量之比为3:5，故答案为：3:5； ②Ni 原子占据如图乙的顶点和面心，Mg 2+处于乙图八个小立方体的体心，则Mg 2+位于 Ni 原子形成四面体空隙；该晶胞中Ni 原子个数1186482⨯
+⨯=，Mg 2+个数为8，由化学式可知H 原子个数为16，则晶胞质量为A
4111g N ⨯，晶体的密度为ρg·cm -3
，则晶胞的边长为：= ，Mg 2+和 Ni 原子的最短距离为晶胞体对角线的14，则Mg 2+和 Ni
【点睛】 由晶胞示意图可知Mg 2+和 Ni 原子的最短距离为晶胞体对角线的
14。

3．A
解析：1s 22s 22p 63s 23p 63d 10（或[Ar] 3d 10） 4 N ＞O ＞C 3:1 sp 2 HCHO 与水分子间存在氢键 配位键 C 正四面体
1010 【解析】
【分析】
(1)Zn 位于周期表中第4周期第ⅡB 族，C 的基态核外电子排布式为1s 22s 22p 2；
(2)C 、O 、N 元素都是第二周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N 元素原子2p 能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，据此答题，单键为σ键，三键中一根为σ键，两根为π键；
(3)利用甲醛中的成键来分析碳原子的杂化类型，HCHO 极易与水互溶，考虑形成氢键；
(4)含有空轨道和含有孤电子对的原子之间易形成配位键，提供孤电子对的成键原子是C 原子；
(5)①ZnS 和金刚石晶胞的相似性，根据立体几何分析Zn 2+在S 2-中的填隙方式；
②根据晶体密度公式d ＝Mr VN A
z 计算，其中z 为一个晶胞的粒子数，Mr 为一个粒子的相对质量，V 为一个晶胞的体积。

【详解】
(1)Zn 位于周期表中第4周期第ⅡB 族，则其基态核外电子排布式为：[Ar]3d 10；C 的基态核外电子排布式为1s 22s 22p 2，则轨道表达式为
，占据4个不同的原子轨道；
(2)C 、O 、N 元素都是第二周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N 元素原子2p 能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N ＞O ＞C ；单键为σ键，三键中一根为σ键，两根为π键，HOCH 2CN 分子中含有的σ键有6个，含有π键数目为2，所以含有的σ键与π键数目之比为3:1；
(3)甲醛分子中含有碳氧双键，1个甲醛分子中含有2个碳氢σ键，1个碳氧σ键，共有3个σ键，则碳原子轨道的杂化类型为sp 2杂化，因甲醛中碳原子采取sp 2杂化；福尔马林是HCHO 的水溶液，HCHO 极易与水互溶是因为HCHO 与水分子间存在氢键；
(4)含有空轨道和含有孤电子对的原子之间易形成配位键，Zn 2+提供空轨道、CN -中C 原子提供孤电子对而形成配位键，提供孤电子对的成键原子是C 原子；
(5)①ZnS 和金刚石晶胞的相似性，S 2-形成的是正四面体结构，则Zn 2+填在了S 2+形成的正四面体空隙中；
②取1mol 晶胞，则有N A 个晶胞，设晶胞参数为acm ，则一个晶胞的体积为V=a 3cm 3，对于立方晶胞，顶点粒子占18，面心粒子占12，内部粒子为整个晶胞所有，则一个ZnS 晶胞中，含有Zn 的数目为8×18+6×12＝4，含有S 的数目为4，因此1molZnS 的质量为m=4×(65+32)g=388g ，已知晶体的密度为dg/cm 3，则有d=VN A m =3388A
a N g/cm 3，解得：3388dN A
103A 38810dN pm 。

4．C
解析：5s 25p 5 O O>C >H sp 2、sp 3 NH 3·H 2O 、H 2O 三角锥形 16 顶点、面心
26
π 2310341066.0210(65810)-⨯⨯⨯⨯ 【解析】
【分析】
根据原子杂化轨道和价层电子排布原理进行回答，晶胞原子利用率=原子体积/晶胞总体积，回答下列问题。

【详解】
(1)I 原子为53号元素，则价层电子排布式为：5s 25p 5；能量最高的为第四层，即O 。

(2) 同周期元素，从左到右元素的电负性逐渐增大，则有电负性C ＜O ，H 的电负性最小，故有H ＜C ＜O 。

(3) 中碳原子的结构有甲基和苯环，杂化方式为sp 2、sp 3。

(4) ①ZnCl 2和[Zn(NH 3)4]Cl 2为离子晶体，属于分子晶体的是NH 3·H 2O 、H 2O 。

②NH 3的空间构型为三角锥形。

③锌和氮原子之间可形成4个σ键，每个氨气中有3个σ键，所有1 mol [Zn(NH 3)4]Cl 2中含有4+3×4=16mol σ键。

(5)Zn 和Cu 可形成金属互化物(ZnCu)，该金属互化物中所有金属原子均按面心立方最密堆积，若所有Cu 均位于晶胞的面心，则Zn 位于晶胞的顶点、面心。

(6) ①面心立方最密堆积结构，含有钯原子数目为116828⨯+⨯=4个钯原子，设钯原子半径为r ，晶胞中钯原子的体积为3
163
r π，面心立方中，体对角线上为3个钯原子相切，则体对角线为4r ，晶胞边长为22r ，晶胞体积为3(22r ），该晶胞中原子的空间利用率为
3
3
1623(22r)r ππ=。

②若该晶胞参数a ＝658 pm ，则该晶胞密度为
34A M N a =2310341066.0210(65810)
-⨯⨯⨯⨯g·cm －3。

【点睛】
本题计算晶胞密度时，注意①N A 个晶胞质量和摩尔质量关系； ②金属原子半径和立方体边长关系；③单位关系换算1 nm= 1 000 pm=10-9 m 。

5．A
解析：[Ar]3d 104s 1 sp 3 与水分子间形成氢键 sp 2 90N A > 4
V 形 【解析】
【分析】
有A 、B 、C 、D 、E 、F 六种元素，A 是周期表中原子半径最小的元素，则A 为H 元素；B 是电负性最大的元素，则B 为F 元素；C 的2p 轨道中有三个未成对的单电子，则C 原子核外电子排布为1s 22s 22p 3，则C 为N 元素；F 原子核外电子数是B 与C 核外电子数之和，则F 原子核外电子数为9+7=16，则F 为S 元素；E 能形成红色（或砖红色）的E 2O 和黑色的EO 两种氧化物，则E 为Cu 元素；D 与B 可形成离子化合物，根据晶胞结构可知，晶胞中F 原子数目为8，D 原子数目为1
18+6=482
⨯⨯，故化学式为DF 2，D 为+2价，D 是主族元素且与E 同周期，处于第四周期，则D 为Ca 元素，据此解答。

判断碳原子的杂化类型可根据其成键情况来判断，碳原子若成四个单键，其杂化类型必为sp 3，若成一个双键，两个单键，其杂化类型必为sp 2，若成一个单键，一个三键，其杂化类型必为sp ．在每个C 60分
子中，由于碳原子都采取sp 2杂化，故参与形成σ键的电子只有3个，所以形成σ键的电子共有60×3=180个，而每个σ键需要2个电子，所以σ键的数目为90个，故1molC 60中σ键的数目为90N A ；①同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但注意第VA 族元素大于相邻元素的第一电离能；
②与硫离子最近的锌离子的数目为硫离子的配位数，根据均摊法计算晶胞中Zn 、S 原子数目，用阿伏伽德罗常数表示出晶胞质量，再结合m=ρV 计算与S 距离最近且等距离的S 之间的距离；
③计算Se 原子价层电子对、孤电子对，确定其空间构型；
【详解】
（1）E 为Cu 元素，原子核外电子数为29，基态原子的电子排布式为[Ar]3d 104s 1，故答案为：[Ar]3d 104s 1；
（2）H 2S 分子中S 原子的价层电子对数=(612)242
-⨯+
=，S 原子采取sp 3杂化，故答案为：sp 3；
（3）NH 3极易溶于水，其原因主要是NH 3与水分子间形成氢键，由于一水合氨电离产生铵根离子和氢氧根，故NH 3•H 2O 中N 原子与水中的H 原子之间存在氢键，应为b 结构，故答案为：与水分子间形成氢键；
（4）每个碳原子形成3个σ键个数且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，每个碳原子含有的σ键个数为32，所以1molC 60分子中σ键的数目=A
1mol 6032N ⨯⨯⨯=90N A ，故答案为：sp 2；90N A ；
(5)①As 和Se 属于同一周期，且As 属于第VA 族，Se 属于第VIA 族，As 原子4p 能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于Se ，故答案为：>；
②根据图片知,每个S 离子连接4个Zn 离子,所其配位数是4；晶胞中Zn 原子数为4，S 原子数为118+6=482
⨯⨯，晶胞质量3A A 4M 388m==g=a N N ρ⨯
，则，与S 距离最近且等距离的S
之间的距离为cm 22
⨯，故答案为：4
；cm 2
⨯； ③二氧化硒分子中Se 原子孤电子对数(6-22)=
=12⨯，价层电子对=2+1=3，所以其空间结构为V 形，故答案为：V 形。

6．C
解析：3d 104s 1 Cr 光谱分析 减弱 金属键 HCOOH 、CH 3OH 存在氢键，且HCOOH 中氢键更强，HCHO 分子间存在范德华力，氢键比范德华力更强 HCHO CH 4中C 原子采取sp 3
杂化，HCHO中C原子采取sp2杂化六方最密堆积
10 10
【解析】
【分析】
(1)具有全充满、半充满、全空的电子构型的原子更稳定；
(2)在3d过渡金属中，基态原子未成对电子数最多的元素的价电子排布式为3d54s1；
(3)用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素称为光谱分析；
(4)石墨烯限域单原子铁活化CH4分子中的C-H键，说明在催化剂条件下C-H更容易发生断裂，其键能降低；铁晶体属于金属晶体，晶体中存在自由电子和金属阳离子，靠金属键结合形成金属单质；
(5)①HCOOH、CH3OH存在氢键，且HCOOH中氢键更强，HCHO分子间存在范德华力，氢键比范德华力更强；
②CH4为正四面体构型，HCHO为平面三角形，键角主要由碳原子杂化方式决定；
(6)①由图1所示，可知钴晶胞的堆积方式是六方最密堆积；
②面心6个Cu原子构成正八面体，棱上2个Cu原子与体心连线形成等腰直角三角形，该等腰直角三角形的斜边长即为两个面心上铜原子最短核间距，由几何知识可知两个面心上铜原子最短核间距=
1
2
，均摊法计算晶胞中Cu、Ni原子数目，计算晶胞质量，结合晶胞质量=晶体密度×晶胞体积计算晶胞棱长。

【详解】
(1)具有全充满、半充满、全空的电子构型的原子更稳定，在Mn、Fe、Co、Ni、Cu的外围电子排布式分别为3d54s2、3d64s2、3d74s2、3d84s2、3d104s1，某基态原子Cu原子核外电子排布遵循“洪特规则特例”；
(2)在3d过渡金属中，基态原子未成对电子数最多的元素的价电子排布式为3d54s1，该元素为Cr；
(3)用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素称为光谱分析；
(4)石墨烯限域单原子铁活化CH4分子中的C-H键，说明在催化剂条件下C-H更容易发生断裂，其键能降低，即导致C与H之间的作用力减弱；铁晶体属于金属晶体，晶体中存在自由电子和金属阳离子，靠金属键结合形成金属单质；
(5)①HCOOH、CH3OH存在氢键，且HCOOH中氢键更强，HCHO分子间存在范德华力，氢键比范德华力更强，故沸点HCOOH＞CH3OH＞HCHO；
②CH4中C原子采取sp3杂化，为正四面体构型，HCHO中C原子采取sp2杂化，为平面三角形，HCHO中键角较大；
(6)①由图1所示，可知钴晶胞的堆积方式是六方最密堆积；
②面心6个Cu原子构成正八面体，棱上2个Cu原子与体心连线形成等腰直角三角形，该等腰直角三角形的斜边长即为两个面心上铜原子最短核间距，由几何知识可知两个面心上铜原子最短核间距=
12，晶胞中Cu=6×12=3、Ni 原子数目=8×18=1，晶胞质量=64359A
N ⨯+g ，设晶胞棱长为 a pm ，则：dg•cm -3×(a×10-10 cm)3=64359A N ⨯+g ，解得
1010，故两个面心上铜原子最短核间距
1010pm×12
)=10102pm 。

【点睛】 考查物质结构与性质，涉及核外电子排布、光谱、氢键、对信息的理解与运用、晶胞结构与计算等，这些都是常考知识点，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，(6)中计算需要学生具有一定的空间想象与数学计算能力。

7．C
解析：O 3d 74s 2 金刚石 C 60 NH 3 sp 3杂化 三角锥形 CO Cu 2
O
3A 2a N 【解析】
【分析】
a 、
b 、
c 、
d 、
e 、
f 为元素周期表前四周期元素，且原子序数依次增大；a 原子核内无中子，则a 为H 元素；元素b 的的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，则b 为C 元素；d 原子核外电子有8种不同的运动状态，则d 为氧元素，c 为N 元素；e 为第四周期元素，其基态原子的价电子排布式中成对电子的电子对数与单电子数相等，且每个原子轨道中都有电子，则其价电子排布式为3d 74s 2，e 为Co 元素；f 元素的基态原子最外能层只有一个电子，其它能层均已充满，则F 原子外围电子排布为3d 104s 1，则f 为铜元素，据此分析解题。

【详解】
由分析可知a 、b 、c 、d 、e 、f 分别为H 、C 、N 、O 、Co 、Cu 元素；
(1)元素的非金属性越强，电负性越大，而六种元素中O 元素非金属性最强，则电负性最大的是O ，其中e 原子的核电荷数为27，其价电子排布式为3d 74s 2；
(2)C 的单质有金刚石、石墨和C 60等，其中金刚石的硬度最大；C 60为分子晶体；
(3)a 、c 形成的简单分子为NH 3，其分子中N 原子周围有1对孤对电子和3对成键电子，故N 原子的杂化类型为sp 3杂化，NH 3的立体构型为三角锥形；
(4)c 的单质为N 2，原子数为2，价电子总数为14，与CO 为等电子体；
(5)元素d 与f 形成的一种化合物的晶胞结构如图所示，其中黑球在两个白球连线的中点。

该化合物的化学式为__；若相邻d 原子和f 原子间的距离为acm ，阿伏加德罗常数的值为N A ，则该晶体的密度为__g·cm -3(用含a 、N A 的式子表示)。

题给晶胞中O 的个数为8×18
＋1＝2，Cu 的个数为4，故其化学式为Cu 2O ；最近的Cu 和O 的距离是体对角线长的14，故体对角线的长度为4a cm
，该晶体的密度。