新高考化学中“晶体的结构与性质专项训练”的类型分析附答案
新高考化学中“晶体的结构与性质专项训练”的类型分析附答案
一、晶体的结构与性质
1．下列物质的结构与性质与氢键无关的是
①乙醚的沸点②冰的密度比液态水小③邻羟基苯甲酸的熔沸点比对羟基苯甲酸的低④水分子在高温下很稳定⑤氢化镁的晶格能高⑥DNA 的双螺旋结构⑦尿素的熔沸点比醋酸高 A ．④⑥② B ．①④⑤ C ．②⑤⑥ D ．③⑤⑦
2．下列叙述不正确的是()
A ．金刚石、SiC 、NaF 、NaCl 、2H O 、2H S 晶体的熔点依次降低
B ．CaO 晶体结构与NaCl 晶体结构相似，CaO 晶体中2Ca +的配位数为6，且这些最邻近的2O -围成正八面体
C ．设NaCl 的摩尔质量为1Mg mol -⋅，NaCl 的密度为3ρg cm -⋅，阿伏加德罗常数为A N 1mol -，在NaCl 晶体中，两个距离最近的Cl -
D ．X 、Y 可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X 占据所有棱的中心，Y 位于顶角位置，则该晶体的化学式为3XY
3．氮化铝（AlN ）具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性能，被广泛应用于电子工业、陶瓷工业 等领域，其结构类似于金刚石。一定条件下，氮化铝可通过反应
Al 2O 3+N 2+3C=2AlN+3CO 合成， 下述正确的是
A ．氮化铝晶体属于分子晶体
B ．由于 AlN 相对分子质量比立方 BN 大，所以熔沸点 AlN 比 BN 高
C ．AlN 中原子 Al 杂化方式为 sp 2，N 杂化方式为 sp 3
D ．氮化铝晶体中含有配位键
4．下列说法正确的是（ ）
A ．含阳离子的晶体一定含有阴离子
B ．沸点由高到底的顺序：HF>HI>HBr>HCl
C ．含有共价键的晶体一定具有高的熔沸点及硬度
D ．空间利用率面心立方最密堆积>六方最密堆积>体心立方密堆积
5．下列表述不正确的是（ ）
A ．熔点：CF 4 B ．硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅 C ．晶格能：NaF>NaCl>NaBr>Nal D ．熔点：Na>Mg>Al 6．二茂铁[(C 2H 5)2Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合物研究的新领域。已知二茂铁的熔点是173℃(在100℃以上能升华)，沸点是249℃，不溶于水，易溶于苯、乙醚等有机溶剂。下列说法不正确的是（ ） A ．二茂铁属于分子晶体 B．在二茂铁中，C5H5-与Fe2+之间形成的化学键类型是离子键 C．已知环戊二烯的结构式为，则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化 D． C5H5-中一定含有 键 7．氟在自然界中常以CaF2的形式存在。下列关于CaF2的表述正确的是（） A．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电 B．F-的离子半径小于Cl-，则CaF2的熔点低于CaCl2 C．阴阳离子比为2：1的物质，均与CaF2晶体构型相同 D．Ca2+与F-间只存在静电吸引 8．下列对一些实验事实的理论解释正确的是（） 选项实验事实理论解释 A碘单质在CCl4中溶解度比在水中大CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子B CO2为直线形分子CO2分子中C═O是极性键 C金刚石的熔点低于石墨金刚石是分子晶体，石墨是共价晶体 D HF的沸点高于HCl HF的相对分子质量小于HCl A．A B．B C．C D．D 9．KO2的晶体结构和NaCl相似，KO2可以看作是Na+的位置用K+代替，Cl-的位置用O2-代 替，则关于KO2晶体结构的描述正确的是（） A．如图一个超氧化钾小晶胞中含有4个KO2 B．和K+距离相同且最近的O2-构成的多面体是正六面体 C．和K+距离相同且最近的K+有8个 D．和K+距离相同且最近的O2-共有8个 10．氮、磷、硼、砷的化合物用途非常广泛。根据所学知识回答下列问题： (1)如图所示，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、b、c、d、e对应元素电负性最大的是__（用元素符号表 示），e点代表的第三周期某元素的基态原子核外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)已知反应：(CH3)3C-F+SbF5→(CH3)3CSbF6，该反应可生成(CH3)3C+，该离子中碳原子杂化方式有__。 (3)一种新型储氢化合物氨硼烷是乙烷的等电子体，且加热氨硼烷会慢慢释放氢气，推断氨硼烷的结构式为__（若含有配位键，要求用箭头表示）。 (4)PCl5是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148℃液化，形成一种能导电的熔体，测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子，熔体中P－Cl的键长只有198nm和206nm两种，这两种离子的化学式为__；正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角原因为___。 (5)砷化硼为立方晶系晶体，该晶胞中原子的分数坐标为： B：（0，0，0）；（1 2 ， 1 2 ，0）；（ 1 2 ，0， 1 2 ）；（0， 1 2 ， 1 2 ） As：(1 4 ， 1 4 ， 1 4 )；( 1 4 ， 3 4 ， 3 4 )；( 3 4 ， 1 4 ， 3 4 )；( 3 4 ， 3 4 ， 1 4 ) ①请在图中画出砷化硼晶胞的俯视图__。 ②与砷原子紧邻的硼原子有__个，与每个硼原子紧邻的硼原子有__个。 11．NaCl是重要的化工原料。回答下列问题： （1）元素Na的焰色反应呈___色。价电子被激发到相邻高能级后形成的激发态Na原子，其价电子轨道表示式为___。 （2）KBr具有NaCl型的晶体结构，但其熔点比NaCl低，原因是___。 （3）在适当的条件下，电解NaCl水溶液可制得NaClO3。 ①NaCl水溶液中，不存在的微粒间作用力有___。 A．离子键 B．极性键 C．配位键 D．氢键 E.范德华力 ②ClO3-离子的几何构型为___，中心原子的杂化方式为___。 （4）NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Cl2反应，可以形成一种新晶体，其立方晶胞如图所示（大球为Cl，小球为Na）。 ①若A的原子坐标为（0，0，0），B的原子坐标为（1 2 ，0， 1 4 ），则C的原子坐标为 ___。 ②晶体中，Cl构成的多面体包含___个三角形的面，与Cl紧邻的Na个数为___。 12．钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料。工业上以TiCl4、BaCO3、H2C2O4等物质为原料制备草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C2O4)2·4H2O]，再高温煅烧制得钛酸钡粉体。请回答下列问题： (1)基态Ti原子的价电子排布图为__，同周期元素中，基态原子未成对电子数与Ti相同的元素有___(填元素符号)。 (2)第IIA族(碱土金属)元素的原子序数、原子半径、第一电离势(从元素的气态基态原子中将一个电子移至无穷远处时所需做的功)如下表所示。 元素原子序数原子半径/pm每一电离势/eV Be4899.32 Mg121367.644 Ca20174 6.111 Sr38191 5.692 Ba56198 5.21 ①由上表数据可知，相邻元素原子半径差值∆r(Be-Mg)、∆r(Mg-Ca)明显大于∆r(Ca-Sr)、∆r(Sr-Ba)，试解释其原因__。 ②由上表数据可知，随原子序数的递增，第IIA族元素的第一电离势依次减小，试解释其原因__。 (3)已知草酸分子的结构简式为。 ①草酸分子中，碳原子的杂化方式为__。 ②由此结构简式可预测草酸__(填“难溶”“微溶”或“易溶”)于水和乙醇。 ③已知草酸和液溴的相关数据如下，草酸熔点高于液溴的原因是__。 名称化学式相对分子质量熔点 草酸H2C2O490101℃ 液溴Br2160-7.2℃ (4)设N A是阿伏加德罗常数的值，已知钛酸钡的立方晶胞结构如图所示，晶胞中Ti原子的 配位数为__，其晶胞参数约为apm，钛酸钡晶体的密度ρ=__g.cm-3。(列式即可) 【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除 一、晶体的结构与性质 1．B 【解析】 分析：氢键可以影响物质的熔点、沸点和溶解度、密度等。 详解：①乙醚分子之间不能形成氢键，故其沸点与氢键无关； ②冰中水分子间形成氢键后，水分子之间的空隙变大，故其密度比液态水小，与氢键有关； ③邻羟基苯甲酸可以形成分子内的氢键，而对羟基苯甲酸只能形成分子间的氢键，故邻羟基苯甲酸的分子间作用力较大，其熔沸点比对羟基苯甲酸的低，与氢键有关； ④水分子在高温下很稳定是因为水分子内的共价键的键能很大，与氢键无关； ⑤氢化镁属于离子晶体，共中阴阳离子间的离子键较强，故其晶格能高，与氢键无关； ⑥DNA的双螺旋结构与氢键有关，氢键的形成有一定的方向性，也需要一定的空间条件，这两个条件成就了DNA的双螺旋结构； ⑦尿素与醋酸的相对分子质量相同，尿素的分子间形成的氢键数目高于醋酸，故其熔沸点比醋酸高，与氢键有关。 综上所述，质的结构与性质与氢键无关①④⑤，B正确，本题选B。 2．D 【解析】 【详解】 -<-，故金刚石中化学键更稳定，其熔点更A. 金刚石、SiC属于原子晶体，键长C C Si C 高，NaF、NaCl都属于离子晶体，氟离子半径小于氯离子比较，故NaF的晶格能大于NaCl，则NaF的熔点更高，H2O、H2S都属于分子晶体，水分子之间存在氢键，熔点较高，熔点原子晶体>离子晶体>分子晶体，故金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低，故A正确； B. CaO 晶体结构与NaCl 晶体结构相似，氯化钠的晶胞图为，若Ca 2+处于体心、棱中间，O 2-位于面心、顶点，晶体中体心Ca 2+与面心的6个O 2-距离最近，Ca 2+配位数为6，且这些最邻近的O 2-围成正八面体，故B 正确； C. 氯化钠的晶胞图为，假设绿色球为Cl -，处于面对角线上的Cl -之间距离最近，设二者距离为dcm ，则晶胞棱长22dcm 2dcm 2 =⨯=，晶胞体积3(2dcm)=，晶胞中Cl -数目111244 =+⨯=，晶胞中Na +数目也是4，晶胞质量33A M 4g ρg cm (2dcm)N -=⨯=⋅⨯，解得d =3A M 22ρN C 正确； D.处于棱的中心的原子为4个晶胞共用，位于顶角的原子为8个晶胞共用，晶胞中X 数目11234=⨯=，Y 数目1818 =⨯=，则该晶体的组成式为3X Y ，故D 错误， 答案选D 。 3．D 【解析】 【分析】 【详解】 A ．氮化铝（AlN ）结构类似于金刚石，金刚石为原子晶体，则氮化铝（AlN ）也为原子晶体，不是分子晶体，故A 错误； B ．熔沸点与原子间的共价键的键能有关，原子半径越小，键能越大，熔沸点越高，所以熔沸点 AlN 比 BN 要低，故B 错误； C ．结构与金刚石结构类似，金刚石中的碳为 3sp 杂化，则Al 原子和 N 原子也为3sp 杂化，故C 错误； D ．结构与金刚石结构类似，金刚石中的碳形成4个共价键；Al 原子最外层只有3个电子，可以提供空轨道，N 原子提供孤对电子而形成配位键，故D 正确； 故选D 。 【点睛】 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，是由原子 构成的原子晶体。 4．B 【解析】 【分析】 【详解】 A．含有阳离子的晶体不一定含有阴离子，如金属晶体含有的是金属阳离子和自由电子，故A项错误； B．HF、HI、HBr、HCl均为分子晶体，由于HF分子间存在氢键，故沸点最高，又相对分子质量：HI>HBr>HCl，则范德华力HI>HBr>HCl，沸点HI>HBr>HCl，则沸点由高到底的顺序：HF>HI>HBr>HCl，B选项正确； C．含有共价键的晶体可能是分子晶体、原子晶体或部分离子晶体（如NaOH晶体），若为分子晶体，则不一定有高的熔沸点及硬度，故C项错误； D．空间利用率：面心立方最密堆积=六方最密堆积，都为74%，故D项错误； 答案选B。 5．D 【解析】 【分析】 【详解】 A.A项中均为分子晶体，其熔点和分子间作用力有关，分子间作用力越大，熔点越高，对组成和结构相似的分子晶体而言，相对分子质量越大，分子间作用力越大，故A正确； B.B项中均为原子晶体，形成共价键的原子半径越小，共价键越强，硬度越大，故B正确； C.C项中均为离子晶体，形成离子晶体的离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，晶格能越大，离子半径：F- D.D项中均为金属晶体，形成金属键的金属阳离子半径越小，所带电荷越多，金属键越强，金属晶体的熔点就越高，离子半径：Na+>Mg2+>Al3+，熔点：Al>Mg>Na，故D错误； 故答案选：D。 6．B 【解析】 【分析】 【详解】 A. 根据二茂铁的物理性质，如熔点低、易升华、易溶于有机溶剂等，可知二茂铁为分子晶体，A正确； B. C5H5-与Fe2+之间形成的化学键时，碳原子提供孤电子对，Fe2+提供空轨道，二者形成配位键，配位键属于共价键，B错误； C. 由图可知：只有1号碳原子形成4个σ共价键，无孤电子对，杂化类型为sp3杂化；2、 3、4、5号碳原子有3个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp2杂化，因此仅有1个碳原子采取sp3杂化，C正确； D. C5H5-中碳原子没有达到饱和，故存在碳碳双键，而碳碳双键中含有一个σ键，一个π 键，D正确； 故合理选项是B。 7．A 【解析】 【分析】 【详解】 A．CaF2中的化学键为离子键，CaF2在熔融状态下发生电离，因此CaF2在熔融状态下能导电，故A正确； B．离子所带电荷相同，F－的离子半径小于Cl－，所以CaF2晶体的晶格能大，则CaF2的熔点高于CaCl2，故B错误； C．晶体构型还与离子的大小有关，所以阴阳离子比为2：1的物质，不一定与CaF2晶体构型相同，故C错误； D．Ca2+与F-间既有静电引力作用，也有静电排斥作用，故D错误。 故选A。 8．A 【解析】 【分析】 【详解】 A. CCl4和I2都是非极性分子，H2O是极性分子，根据相似相溶原理，碘单质在CCl4中溶解度比在水中大，A选项正确； B. CO2为直线形分子，是因为C采取sp杂化，使得2个C=O之间的键角为180°，与键的极性无关，B选项错误； C. 金刚石是共价晶体 (原子晶体)，不是分子晶体，石墨是混合型晶体，C选项错误； D. HF的沸点高于HCl，是因为HF分子间能形成氢键，D选项错误； 答案选A。 【点睛】 1. 石墨晶体是片层结构，层内相邻的C以共价键相连，有共价晶体的特点；层与层之间的作用力是分子间作用力，有分子晶体的特点；所以石墨是混合型晶体。金刚石是典型的共价晶体(原子晶体)。金刚石的熔点低于石墨，主要是因为：金刚石和石墨熔融时都要破坏共价键，但石墨的碳碳键(与苯环的碳碳键相似，介于单键和双键之间)比金刚石的碳碳键(单键)键长短、键能大。 2. 由分子组成的物质，如果结构相似，一般相对分子质量越大，沸点越高；如果分子间能形成氢键，沸点会偏高，因为氢键大于一般的分子间作用力。 9．A 【解析】 【分析】 根据题意及观察晶体结构可知，一个超氧化钾小晶胞是一个立方体，每个离子周围有6个离它最近的异号离子；K+占据晶胞的8个顶点和6个面心，每个晶胞占有K+数为： 8×1 8 +6× 1 2 =4；O2-占据晶胞的12条棱心和体心，每个晶胞占有O2-数为：12× 1 4 +1=4。可 在此基础上对各选项作出判断。 【详解】 A. 根据分析，图中一个超氧化钾小晶胞中含有4个K+和4个O2-，所以一个超氧化钾小晶胞中含有4个KO2，A选项正确； B. 和K+距离相同且最近的O2-有6个：上、下、左、右、前、后各1个，构成的多面体是正八面体，B选项错误； C. 根据晶胞的含义，观察晶胞结构可知，K+距离相同且最近的K+有12个，C选项错误； D. 由B选项可知，和K+距离相同且最近的O2-共有6个，D选项错误； 答案选A。 10．F M 9 sp3、sp2 PCl4+、PCl6-两者磷原子均采取sp3杂化，PCl3分子中P原子有一对孤电子对，孤电子和对成键电子对斥力更大，PCl4+中P没有孤电子对，正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角 4 12 【解析】 【分析】 (1)从图中可以看出，a、b、c、d都是第二周期元素的氢化物的沸点，由于NH3、H2O、HF 分子间都能形成氢键，使它们的沸点升高，只有CH4分子间不能形成氢键，所以沸点最低，从而得出d为CH4的沸点，e为SiH4的沸点。在形成氢化物的分子中，HF形成氢键的能量最大，沸点最高。 (2) (CH3)3C+离子中，CH3-价电子对数为4，与3个-CH3相连的C，价电子对数为3，由此可确定碳原子杂化方式。 (3)氨硼烷是乙烷的等电子体，则氨硼烷的结构简式为H2NBH2，由此可推出其结构式。 (4)PCl5晶体中，正四面体形阳离子应为AB4+型，正八面体形阴离子应为AB6-型，由此可得出两种离子的化学式；正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角，其原因可从孤电子对的排斥作用进行分析。 (5)从砷化硼晶体中原子的分数坐标可以看出，B原子在立方体的顶点和面心：As原子在晶胞中的八个小立方体的体心。 ①砷化硼晶胞的俯视图中，B原子位于正方形的中心、顶点和棱心，4个As原子位于对角线上，且离顶点四分之一处。 ②与砷原子紧邻的硼原子位于小立体的体心，砷原子位于小立方体的顶点；与每个硼原子(设此硼原子在立方体的顶点)紧邻的硼原子在相交于此顶点的三个面心。 【详解】 (1)由以上分析可知，d为CH4的沸点，e为SiH4的沸点。在形成氢化物的分子中，HF形成 氢键的能量最大，沸点最高。从而得出a、b、c、d、e对应元素电负性最大的是F，在Si 的基态原子中，核外电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道(包括3s、 3p、3d所具有的轨道)数共为9。答案为：F；M；9； (2) (CH3)3C+离子中，CH3-价电子对数为4，与3个-CH3相连的C，价电子对数为3，由此可确定碳原子杂化方式分别为sp3、sp2。答案为：sp3、sp2； (3)氨硼烷是乙烷的等电子体，则氨硼烷的结构简式为H2NBH2，由此可推出其结构式为 。答案为：； (4)PCl5晶体中，正四面体形阳离子应为AB4+型，正八面体形阴离子应为AB6-型，由此可得出两种离子的化学式分别为PCl4+、PCl6-；正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角，其原因是：两者磷原子均采取sp3杂化，PCl3分子中P原子有一对孤电子对，孤电子和对成键电子对斥力更大，PCl4+中P没有孤电子对，正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角。答案为：PCl4+、PCl6-；两者磷原子均采取sp3杂化，PCl3分子中P原子有一对孤电子对，孤电子和对成键电子对斥力更大，PCl4+中P没有孤电子对，正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角； (5)从砷化硼晶体中原子的分数坐标可以看出，B原子在立方体的顶点和面心：As原子在晶胞中的八个小立方体的体心。 ①砷化硼晶胞的俯视图中，B原子位于正方形的中心、顶点和棱心，4个As原子位于对角线上，且离顶点四分之一处。则砷化硼晶胞的俯视图为。答案为： ； ②与砷原子紧邻的硼原子位于小立体的体心，砷原子位于小立方体的顶点，则与砷原子紧邻的硼原子有4个；与每个硼原子(设此硼原子在立方体的顶点)紧邻的硼原子在相交于此顶点的三个面心，则与每个硼原子紧邻的硼原子有12个。答案为：4；12。 【点睛】 在计算与硼原子距离最近且相等的硼原子时，我们可设定便于观察其周围硼原子所在位置的一个硼原子，即在晶胞右上角的硼原子，它属于8个晶胞。在每个晶胞中，与它距离最近且相等的硼原子分别位于相交的三个面的面心，每个面属于两个晶胞，则与每个硼原子 紧邻的硼原子有3 8 2 =12个。 11．黄 K+半径大于Na+，Br-半径大于Cl-，KBr中离子键更弱，晶格能较低 A 三角锥型 sp3杂化 (1，3 4 ， 1 2 ) 20 4 【解析】【分析】 【详解】 (1)元素Na 的焰色反应为黄色；激发态Na 原子，其价电子由3s 能级激发到3p 能级，激发态Na 原子价电子排布式为3s 03p 1，价电子轨道表示式为：； (2)KBr 具有NaCl 型的晶体结构，均属于离子晶体，离子电荷相等，K +半径大于Na +、Br -半径大于Cl -，KBr 的晶格能更小，故其熔点比NaCl 低； (3)①A ．NaCl 在溶液中完全电离形成钠离子与氯离子，离子键被破坏，故A 选； B ．水分子中O 与H 原子之间形成极性键，故B 不选； C ．氢离子有空轨道，水分子含有孤电子对，二者形成配离子，且溶液中存在H 3O +，含有配位键，故C 不选； D ．水分子之间存在氢键，故D 不选； E ．水分子之间存在范德华力，故E 不选， 故选：A ； ②ClO 3-离子中Cl 原子孤电子对数=7+1-322⨯=1，价层电子对数=1+3=4，所以空间构型为三角锥形，Cl 原子采取sp 3杂化； (4)①C 处于晶胞右侧面，与上下平面等距离，即参数z= 12，参考B 到上顶面的距离为棱长的34，可知C 到前平面为晶胞棱长的34，即参数y=34 ，到左平面距离等于晶胞棱长，即参数x=1，故C 的坐标为(1， 34，12)； ②晶体中每个Cl 原子参与形成5个三角形，而晶体中Cl 构成的多面体含有12个Cl 原子，故晶体中Cl 构成的多面体包含三角形面的数目为：5×12÷3=20；根据均摊法，晶胞中Na 原子数目=1+8×18 =2、Cl 原子数目=12×12=6，Na 、Cl 原子数目之比为1：3，故与Cl 紧邻的Na 个数为12×13 =4。 12． Ni 、Ge 、Se Be 与Mg 、Mg 与Ca 核电荷数相差8，原子核对核外电子的引力增加较小，而增加一个电子层时原子半径增大幅度较大；Ca 与Sr 、Sr 与Ba 核电荷数相差18，原子核对核外电子的引力增加较大，而增加一个电子层时原子半径增大幅度较小 随着原子序数的递增，原子半径依次增大，原子核对最外层电子的引力减弱，第一电离势依次减小 sp 2 易溶 草酸能形成分子间氢键，熔点较高；液溴分子间只存在范德华力，熔点较低 6 103A 233(a 10)N -⨯⋅ 【解析】 【分析】 (1)基态Ti 原子的电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 24s 2，由此可画出价电子排布图，同周期 元素中，基态原子未成对电子数与Ti 相同的元素，其价电子排布可能为3d 84s 2、4s 24p 2、4s 24p 4。 (2)①由上表数据可知，相邻元素原子半径差值∆r(Be -Mg)、∆r(Mg -Ca)明显大于∆r(Ca -Sr)、∆r(Sr -Ba)，可从核电荷数的变化、原子半径的变化进行解析。 ②由上表数据可知，随原子序数的递增，第IIA 族元素的第一电离势依次减小，从原子半径变化及原子核对外层电子的吸引力解释原因。 (3)①草酸分子中，碳原子的价层电子对数为3，由此可得出杂化方式。 ②草酸分子中含有水溶性基团羧基，由此可预测草酸在水和乙醇中的溶解性。 ③草酸和液溴都形成分子晶体，草酸分子间能形成氢键，熔点高于液溴。 (4)从晶胞中Ti 原子周围O 原子的分布，可确定其配位数；由晶胞参数可求出体积，再利用晶胞中所含原子数计算质量，最后求出钛酸钡晶体的密度。 【详解】 (1)基态Ti 原子的电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 24s 2，由此可画出价电子排布图为 ，同周期元素中，基态原子未成对电子数与Ti 相同的元素，其 价电子排布可能为3d 84s 2、4s 24p 2、4s 24p 4，则对应元素为Ni 、Ge 、Se 。答案为： ；Ni 、Ge 、Se ； (2)①由上表数据可知，相邻元素原子半径差值∆r(Be -Mg)、∆r(Mg -Ca)明显大于∆r(Ca -Sr)、∆r(Sr -Ba)，可从核电荷数的变化、原子半径的变化进行解析，其原因为Be 与Mg 、Mg 与Ca 核电荷数相差8，原子核对核外电子的引力增加较小，而增加一个电子层时原子半径增大幅度较大；Ca 与Sr 、Sr 与Ba 核电荷数相差18，原子核对核外电子的引力增加较大，而增加一个电子层时原子半径增大幅度较小。答案为：Be 与Mg 、Mg 与Ca 核电荷数相差8，原子核对核外电子的引力增加较小，而增加一个电子层时原子半径增大幅度较大；Ca 与Sr 、Sr 与Ba 核电荷数相差18，原子核对核外电子的引力增加较大，而增加一个电子层时原子半径增大幅度较小； ②由上表数据可知，随原子序数的递增，第IIA 族元素的第一电离势依次减小，从原子半径变化及原子核对外层电子的吸引力解释，其原因为随着原子序数的递增，原子半径依次增大，原子核对最外层电子的引力减弱，第一电离势依次减小。答案为：随着原子序数的递增，原子半径依次增大，原子核对最外层电子的引力减弱，第一电离势依次减小； (3)①草酸分子中，碳原子的价层电子对数为3，则碳原子的杂化方式为sp 2。答案为：sp 2； ②草酸分子中含有水溶性基团羧基，由此可预测草酸易溶于水和乙醇。答案为：易溶； ③草酸和液溴都形成分子晶体，草酸分子间能形成氢键，由此确定草酸熔点高于液溴的原因是草酸能形成分子间氢键，熔点较高；液溴分子间只存在范德华力，熔点较低。答案为：草酸能形成分子间氢键，熔点较高；液溴分子间只存在范德华力，熔点较低； (4)晶胞中，Ti 原子周围距离最近的O 原子位于棱的中点，由此可确定其配位数为 384 =6；在晶胞内，含有1个Ba 离子，含Ti 原子数为8×18=1，O 原子数为12×14=3， 则钛酸钡晶体的密度ρ=1031A (13748163)g (a 10cm)mol N --++⨯⨯⨯=103A 233(a 10)N -⨯⋅g.cm -3。答案为：6；103A 233(a 10)N -⨯⋅。 【点睛】 计算晶胞中所含原子数时，采用均摊法。原子位于立方体的顶点时，只有八分之一属于此晶胞；原子位于棱上时，只有四分之一属于此晶胞；原子位于面心时，只有二分之一属于此晶胞；原子位于体内时，则完全属于此晶胞。