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第五章 物质结构与性质 元素周期律
（考试时间：75 分钟 试卷满分：100 分）
一、选择题：本大题共15 小题，每小题3 分，共45 分。
1.化学是材料科学的基础。下列说法不正确的是
A．新型半导体材料氮化镓的化学式为GaN
B．太阳能电池材料钛酸钙(CaTiO3)中钛属于副族元素
C．“玉兔号”月球车的热源材料舜
与
互为同素异形体
D．储氢材料镍镧合金中镍元素位于周期表的第四周期第Ⅷ族
【答案】C
【解析】A．氮化镓化学式为GaN，具有良好的半导体性能，是性能优良的新型半导体材料，A 正确；
B．钛为22 号元素，属于第ⅣB 族，为副族元素，B 正确；
C．
与
是质子数相同、中子数不同的核素，两者互为同位素，不互为同素异形体，C 错误；
D．镍为28 号元素，元素位于周期表的第四周期第Ⅷ族，D 正确；
故选C。
2．由O、F、I 组成的化合物的成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是
A．图中白球代表
原子
B．该化合物的化学式为
C．该化合物中Ⅰ原子存在孤对电子
D．该化合物中所有碘氧键键长相等
【答案】C
【解析】A．F 原子最外层7 个电子，只能形成1 个共价键，白球形成2 个共价键，不是F 原子，故A 错
误；
B．由结构片段可知，白球为氧原子，其中两个白球被两个黑球共用，按均摊法，可得该化合物的化学式
应为
，故B 错误；
C．由B 分析可知该化合物的化学式为
，I 原子孤电子对数
=
，所以孤电子
对数为1，故C 正确；
D．图中的碘氧键有单键也有双键，键长不相等，故D 错误；
故选C。
3．反应
可用于乙醇的检验。下列说
法错误的是
1
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A．基态
核外价电子排布图为
B．碳的基态原子最高能级轨道形状为哑铃形
C．
中C 原子的杂化类型均为
D．
的形成过程可表示为：
【答案】C
【解析】
A．Cr 为24 号元素，价电子排布式为3d54s1，基态
核外价电子排布图为
，A 正
确；
B．碳的基态原子最高能级为2p 能级，轨道形状为哑铃形，B 正确；
C．
中甲基上C 原子的杂化类型为sp3，羧基上碳原子为sp2杂化，C 错误；
D．
是共价化合物，形成过程可表示为：
，D 正确；
答案选C。
4．硒化钠Na2Se 是一种重要的光敏材料，广泛应用于光电子器件中。立方晶胞的结构如图所示，已知晶胞
参数为anm，设1 号原子坐标参数为(0,0,0)，3 号原子坐标参数为(1,1,1)，NA表示阿伏加德罗常数的值。下
列说法错误的是
A．Na 所围成的空间结构为正八面体
B．Se 的配位数为8
C．2 号原子坐标参数为
D．该晶胞的密度为
【答案】A
【解析】A．由晶胞结构可知，Na 所围成的空间结构为正方体，故A 错误；
B．由晶胞结构可知，Se2-周围距离最近的Na+有8 个，配位数为8，故B 正确；
C．设1 号原子坐标参数为(0，0，0)，3 号原子坐标参数为(1，1，1)，由晶胞结构可知，2 号原子坐标参数
为
，故C 正确；
D．该晶胞中含有8 个Na+，
=4 个Se2-，该晶胞的密度为
，故D 正确；
2
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故选A。
5．某离子液体的阴离子结构如图所示，X、Y、Z、M、Q 为短周期主族元素，其原子序数依次增大。下列
说法正确的是
A．YM3与YH3相比，YH3与Cu2+配位的能力更强
B．第一电离能：M>Z>Y>X
C．基态原子未成对电子数：X<Q
D．该离子中X 原子采取sp3杂化，Y 原子采取sp 杂化
【答案】A
【分析】分析离子液体的结构式，所有的X 都形成四个共价键，且原子序数较小，考虑是C 元素；所有的
Z 元素形成两个共价键，且原子序数比X 大，考虑是O 元素；所有的M 元素形成一个共价键，考虑是F 元
素或Cl 元素。所有的Q 元素形成六个共价键，则Q 为S 元素。根据M 元素原子序数小于Q 原子，则M 为
F 元素；由于每个X、Z、M、Q 各自形成的共价键数目都一样，因此该-1 价复杂阴离子多出的一个电子应
在Y 上，Y 多一个电子后形成两个共价键，说明此时Y 元素最外层有6 个电子，则可以确定Y 为N 元素。
据此分析。
【解析】A．YM3与YH3分别为NF3和NH3。NF3中F 原子的强吸电子效应使N 原子上的孤电子对离N
近，不易给出孤电子对形成配位键，故NH3 与Cu2+配位的能力更强，A 正确；
B．由于N 原子的2p 轨道为半满结构，第一电离能大于相邻元素，第一电故离能：F>N>O>C，B 错误；
C．C、S 基态原子未成对电子数均为2 个，故基态原子未成对电子数：X=Q，C 错误；
D．该离子中X 元素形成4 个共价键，O 元素采取sp3杂化，N 元素此时同O 元素一样，也是采取sp3杂
化，D 错误；
故选A。
6．（2024·甘肃平凉·模拟预测）价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是
A．
和
的空间结构相同
B．
的键角小于
的键角
C．
和
均为非极性分子
D．
与
的中心原子的杂化方式不同
【答案】B
【解析】A．
的中心原子的价层电子对数为4，氮原子有一个孤电子对，空间结构为三角锥形，而
的中心原子价层电子对数也为4，碳原子无孤电子对，空间结构为正四面体，A 错误；
B．
中硫原子的价层电子对数为4，有一个孤电子对，孤电子对对成键电子对有较大的排斥力，而
中硫原子的价层电子对数为4，无孤电子对，故
的键角小于
的键角， B 正确；
C．
呈正四面体形，为非极性分子，而
呈V 形，为极性分子，C 错误；
3
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D．
和
的中心原子S 都是
杂化，D 错误；
故选B。
7．下列关于物质的性质与原因解释匹配不正确的是
性质
原因解释
A
原子光谱是不连续的线状谱线
原子核外电子的能量是量子化的
B
AlF3(1040℃)熔点远高于
AlCl3(178℃升华)
AlF3是离子晶体，AlCl3是分子晶
体，两者的晶体类型不同
C
苯甲酸的酸性强于乙酸
苯基的推电子效应强于甲基
D
离子液体作溶剂比传统有机溶剂
难挥发
离子键强于分子间作用力
【答案】C
【解析】A．原子核外电子的能量是量子化的，电子跃迁时吸收或释放特定能量的光子，所以原子光谱是
不连续的线状谱线，匹配正确，A 正确；
B．一般来说，离子晶体中离子键作用力强，熔沸点较高；分子晶体中分子间作用力较弱，熔沸点较低，
AlF3是离子晶体，AlCl3是分子晶体，导致AlF3熔点远高于AlCl3，匹配正确，B 正确；
C．苯甲酸的酸性强于乙酸，是因为苯基的吸电子效应使得羧基中羟基的极性增强，更易电离出氢离子，
而不是苯基推电子效应强于甲基，匹配不正确，C 错误；
D．离子液体中离子键作用力强，传统有机溶剂分子间是较弱的分子间作用力，所以离子液体作溶剂比传
统有机溶剂难挥发，匹配正确，D 正确；
故选C。
8．某高校一团队设计合成了一系列的铜（Ⅰ）-索烃配合物（如图）。下列叙述错误的是
A．基态
的价层电子排布式为
B．该配合物中
采用
杂化，配位数为4
C．
-索烃配合物可溶于水
D．X 射线衍射实验可测定该配合物的分子结构
【答案】B
【解析】A．Cu 为29 号元素，基态Cu 原子的核外电子排布式为：
，失去1 个电子形成
，
失去的是4s 电子，所以基态
的价层电子排布式为：
，A 正确；
4
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B．
与4 个氮形成配位键且为非平面结构，故
采用
杂化，B 错误；
C．
- 索烃配合物中含有 -NH- 等结构，能与水形成氢键，可溶于水，C 正确；
D． X 射线衍射实验可用于测定晶体的结构，包括分子的空间结构等，所以可测定该配合物的分子结构，
D 正确；
故选B。
9．下列说法正确的是
A．乙醇和乳酸(CH3CHOHCOOH)均具有旋光性
B．水和乙醇可以以任意比例互溶、NH3能与HCl 反应均与氢键有关
C．用纳米级金属颗粒粉剂作为催化剂可以加快反应速率，增大生成物的平衡浓度
D．缺角的NaCl 晶体在饱和NaCl 溶液中变为完美立方体块，体现了晶体的自范性
【答案】D
【解析】A．乙醇分子中没有手性碳原子，而乳酸分子(CH3CHOHCOOH)中的第二个碳连四个不同基团（-
CH3、-OH、-COOH、-H），分子中具有手性碳原子，因此乙醇无旋光性，乳酸有旋光性。A 错误；
B．水和乙醇互溶与氢键有关正确，但NH3与HCl 反应是酸碱中和，主要涉及离子键而非氢键。B 错误；
C．催化剂仅改变反应速率，不改变平衡状态，因此不会增大生成物的平衡浓度。C 错误；
D．缺角的NaCl 晶体在饱和NaCl 溶液中通过溶解-结晶动态平衡恢复完整，体现晶体内部结构的规则性和
自修复能力，属于自范性的表现。D 正确；
答案选D。
10．（24-25 高三上·甘肃白银·期中）中国团队成功合成全氮阴离子盐，其一种合成路线如图所示。
下列说法正确的是
A．键角：
B．X 中所有原子可能共平面
C．阴离子
中的N 原子为
杂化
D．全氮阴离子盐中的两种阳离子具有相同的空间结构
【答案】A
【解析】A．
和
的VSEPR 模型相同，均为平面三角形，但
中含1 个孤电子对，孤电子对对
成键电子对的排斥作用较强，故键角大小关系为
，A 正确；
B．X 中含2 个甲基，则所有原子不可能共平面，B 错误；
5
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C．在
离子中的每个N 原子与其他2 个N 原子形成共价键，每个N 原子还可以提供1 个电子参与大Π
键的形成，加上得到的1 个电子，共有6 个电子参与形成大Π 键，形成
，即
离子为平面结构，其中
的N 原子为
杂化，C 错误；
D．全氮阴离子盐中的两种阳离子分别为
和
，
的中心原子氧原子的价层电子对数为3+
，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，
的中心原子N 原子的价层电子对数为4+
，无孤电子对，空间结构正四面体形，D 错误；
故答案为：A。
11.一种十分具有前景的仅由
三种元素组成超导材料的长方体晶胞结构如图所示(已知
)，下列说法错误的是
A．基态
位于元素周期表的
区
B．若N 点原子分数坐标为
，则P 点原子分数坐标为
C．M、N 之间的距离为
D．该晶体最简化学式为
【答案】B
【解析】A．Ag 为47 号元素，原子的价层电子排布式为4d105s1，Ag 位于元素周期表的ds 区，故A 正确；
B．已知
，则MP 之间的距离为
，若N 点原子分数坐标为
，则P 点原子的分数坐
标为（0，0，
)，故B 错误；
C．M、N 之间的距离为面对角线的
，即
，故C 正确；
6
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D．晶胞结构中Cs、Ag、F 的原子个数分别为8×
+2= 4、8×
+4×
=4、16×
+4=12，故化学式为
，故D 正确；
故选：B。
12.三氟化氯
是极强氧化剂，能发生自耦电离：
，其分子结构如图所示，下列推
测不合理的是
A．
分子的中心原子价层电子对数为5
B．
离子空间构型为正四面体
C．
与
反应生成
和
，氧化剂与还原剂物质的量之比为
D．
比
更易发生自耦电离
【答案】B
【解析】A．根据题干物质结构信息，
分子的中心原子氯，分别与三个氟原子形成共价键，还含有两
对孤对电子，共有5 对价层电子对，A 正确；
B．根据价层电子对互斥理论，
中心原子氯有4 对成键电子对，2 对孤电子对，价层电子对数为6，离
子空间构型为平面四边形，B 错误；
C．
具有极强氧化性，将铁氧化为+3 价，反应生成
和
，Fe 的化合价升高3 价，Cl 降低4
价，根据电子守恒，氧化剂与还原剂物质的量之比为
，C 正确；
D．结合题干信息，
发生自耦电离，
，Cl、F 键断裂，r(Cl)<r(Br)，则Cl-F 键键能
大于Br-F 键键能，故Br-F 键更易发生断裂，故
比
更易发生自耦电离，D 正确；
故选B。
13.N 和P 为同主族相邻元素。下列关于物质性质或现象的解释错误的是
A．
的熔点比
的低，因为
的离子键更强
B．磷单质通常不以
形式存在，因为磷磷之间难以形成三键
C．次磷酸
比硝酸
的酸性弱，因为前者的
键极性小
D．P 形成
而N 形成
，因为P 的价层电子轨道更多且半径更大
【答案】A
7
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【解析】A．熔点的差异源于离子键的强度。
中
带3 个负电荷，而
中
只带1 个负电
荷；离子电荷越高，静电引力越强，离子键越强，熔点越高。因此，
的离子键比
更强，A 错
误；
B．氮因原子半径小，p 轨道有效重叠，能形成稳定的N≡N 三键；磷原子半径大，p 轨道重叠差，难以形
成稳定的P≡P 三键，因此倾向于形成
四面体结构，B 正确；
C．含氧酸的酸性与O-H 键极性有关。中心原子电负性越高，O-H 键极性越大，越易解离
；氮电负性高
于磷，因此
中O-H 键极性大，酸性强；
中P 电负性低，O-H 键极性小，酸性弱，C 正确；
D．氮价层仅有2s 和2p 轨道，
的中心原子N 形成
杂化后有3 个
键和1 个孤对电子；磷有3d 轨道
可参与
杂化，且原子半径大，能容纳5 个配体，故形成
，D 正确；
故选A。
14.铜是人类最早发现的金属之一。火法炼铜是将
焙烧成
和FeS，再吹炼得粗铜，粗铜电解精
炼得到精铜。
CaO 和水按一定比例可配制波尔多液；
溶液与ZnS、PbS 作用转化为铜蓝矿
（CuS）。含
的
溶液制备CuI 的过程如下。
下列说法正确的是
A．CaO 的熔点高于MgO
B．固体X 可以是
或
C．
溶液蒸干得到
D．
转化为
时，电子填充在4s 轨道上
【答案】B
【分析】A．对晶体构型相同的离子化合物，离子电荷数越多，核间距越小，晶格能越大；晶格能越大，
离子键越强，晶体越稳定，熔点越高，CaO 和MgO 都属于离子晶体，两种物质的阴阳离子所带电荷数均
相同，但由于钙离子的半径大于镁离子的半径，因此CaO 的熔点低于MgO，故A 错误；
B．固体X 加入的目的是使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，固体X 是
或
，可以消耗
产生的氢离子，从而促进的平衡正向移动，同时不引入杂质离子，达到除杂的
目的，故B 正确；
C．
溶液在加热过程中会促进铜离子的水解，但由于同时产生硫酸，因此蒸干得到的依然是
，故C 错误；
D．
的价层电子排布式为
，
的价层电子排布式为
，因此
转化为
时，电子填充在
3d 轨道上，故D 错误；
故答案选B。
8
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15.碳化镁具有反萤石结构，晶胞如图所示，熔融的碳化镁具有良好的导电性。已知晶胞边长为anm，阿伏
加德罗常数的值为
，下列叙述错误的是
A．碳化镁的化学式为
B．该晶体中碳的配位数为4
C．基态镁原子s、p 能级上的电子数之比为
D．该晶体的密度为
【答案】B
【解析】A．该晶胞镁原子在晶胞内部，个数为8，碳原子个数为
4，Mg 和C 个数比为2:1，
碳化镁的化学式为Mg2C，故A 正确；
B．图中距晶胞面心上C 最近的Mg 有4 个，一个面心两个晶胞共用，所以距离C 最近的Mg 有8 个，所以
碳的配位数为8，故B 错误；
C．基态镁的电子排布式为1s22s22p63s2，s、p 能级上的电子数之比为1 1∶，故C 正确；
D．该晶胞镁原子个数为8，碳原子个数为4，该晶胞的密度为
，故D 正确；
故答案选B。
二、非选择题：本大题共4 小题，共55 分。
16．（13 分）蚀刻是半导体制造工艺中的重要步骤，其原理是通过物理或化学方法对材料(如
、
等)进
行选择性的去除，蚀刻分为干法蚀刻和湿法蚀刻，
和
是干法蚀刻
时常用的氯基气体。
（1）蚀刻铝时发生了
和
的反应，这说明
具有___________。
A．酸性
B．可燃性
C．氧化性
D．漂白性
（2）蚀刻铝时的生成物之一
可作净水剂，原因是它溶于水能形成
胶体，下列关于
胶体的认识，错误的是___________。
A．可以产生丁达尔现象
B．可以透过半透膜
C．
胶体呈电中性
D．可以吸附水中的悬浮颗粒物
（3）已知硼是第2 周期IIIA 族的元素，下列关于硼的说法正确的是___________。
A．非金属性：硼<碳
B．最高价氧化物对应水化物酸性：硼<氯
C．原子半径：硼<氮
D．最高正化合价：硼<铝
9
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（4）三甲基胺合三氯化硼(化学式为
)在液晶领域的应用广泛。该化合物中提供空轨道形成配
位键的原子是 。
A．氢 B．硼 C．碳 D．氮
三甲基胺的结构简式为 ，已知其中碳元素的化合价为-2 价，从共用电子对偏移的角度解释原
因 。
（5）硝酸和氢氟酸是湿法蚀刻单晶硅的重要试剂。某次蚀刻中，产生了相同物质的量的
和
，配
平此条件下的化学方程式： 。
___________Si+___________HNO3+___________HF—
H2SiF6+___________NO↑+___________NO2↑+___________H2O
若反应过程中转移了
电子，则理论上可蚀刻
。实际生产中，收集到的气体体积小于
理论值，可能的原因有 (任写一条)。
【答案】（1）C （2）B （3）AB （4）B
或
或
碳元
素电负性大于氢元素，所以两者间的3 对共用电子对偏向碳元素，氮元素的电负性大于碳元素，所以两者
间的一对共用电子对偏离碳元素，以上两个因素综合起来，碳元素显-2 价
（5）1、2、6、1、1、3 21
会自发反应生成
而使气体体积减小；
会与水反应而使
气体体积减小；硝酸被还原的产物中
比
多而使气体体积减小
【解析】（1）氯气与铝反应生成AlCl3，氯元素的化合价降低，说明
具有氧化性，故选C；
（2）A．胶体能产生丁达尔效应，则
胶体可以产生丁达尔现象，A 正确；
B．
胶体不能透过半透膜，B 错误；
C．
胶体不带电，呈电中性，C 正确；
D．
胶体具有吸附性，可以吸附水中的悬浮颗粒物，D 正确；
故选B；
（3）A．同周期元素从左到右非金属性依次增强，则非金属性：硼<碳，A 正确；
B．非金属性越强，其高价氧化物对应水化物酸性越强，非金属性：硼<氯，则最高价氧化物对应水化物酸
性：硼<氯，B 正确；
C．同周期元素从左到右，原子半径依次减小，则原子半径：硼＞氮，C 错误；
D．对于主族元素，最高正化合价等于族序数(O、F 除外)，硼和铝位于同一主族，则最高正化合价相同，
均为+3 价，D 错误；
故选AB；
（4）三甲基胺中只有N 原子有1 对孤对电子，三氯化硼中硼原子存在空轨道，二者形成配位键，故提供
空轨道形成配位键的原子是硼，故选B；
10
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三甲基胺中N 与C 共用电子对，其结构简式为：
或
或
；已知其中碳元素
的化合价为-2 价，从共用电子对偏移的角度解释原因是：碳元素电负性大于氢元素，所以两者间的3 对共
用电子对偏向碳元素，氮元素的电负性大于碳元素，所以两者间的一对共用电子对偏离碳元素，以上两个
因素综合起来，碳元素显-2 价；
（5）该反应中Si 的化合价由0 价升高到+4 价，共升高4 价，N 元素化合价由+5 价降低到+4 价和+2 价，
产生了相同物质的量的
和
，根据化合价升降守恒可知NO、NO2系数均为1，则Si 和HNO3的系数
分别为1、2，再利用原子守恒配平得该化学方程式为：Si+2HNO3+6HF=H2SiF6+NO↑+NO2↑+3H2O，则空白
处分别填1、2、6、1、1、3；该反应每消耗1molSi 转移4mol 电子，则转移3mol 电子时，消耗
0.75molSi，其质量为21g；实际生产中，收集到的气体体积小于理论值，可能的原因有：
会自发反应
生成
而使气体体积减小；
会与水反应而使气体体积减小；硝酸被还原的产物中
比
多而
使气体体积减小等(合理即可)。
17．（14 分）氮及其化合物在能源领域应用广泛。
（1）
非常稳定，通常只能与电离能小的
、
等金属元素形成离子型化合物。
①基态N 原子价层电子排布式为_____。
②
、
在水中能产生
。
分子的空间结构为三角锥形，解释原因：_____。
（2）我国科学家成功合成五氮阴离子盐：
（
可表示为
），局部结
构示意图如下所示。
①
中
和
中
均为
杂化，比较
中
键角和
中
键角大小并解
释原因：_____。
②
对于
的稳定存在有重要作用。
与
的作用力类型有_____。
（3）丁二酮肟可用于检验溶液中的
，原理如下。二（丁二酮肟）合镍为非极性分子，结构稳定，含
有共价键、配位键、氢键等作用力，请在图中方框内补全其结构_____。
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（4）通过
、
与
的循环转化，可实现由
、
与
合成
、
与
。合成
过程与Mg、MgO 的晶胞结构示意图如下。
①若
和
的晶胞体积分别为
和
，则
和
的密度之比为_____。
②合成
、
与
的总反应方程式是_____。
【答案】（1） ①.
.
②
的价层电子对数为
，其VSEPR 模型为
四面体形，含一个孤电子对，略去孤电子对，
的空间结构为三角锥形
（2） ①.
中O 的孤电子对个数为
，
中N 的孤电子对个数为
，孤电子对有较大斥力，使键角：
<
.
②离子键、氢键
（3）
（4） ①.
.
②
【解析】（1）①N 为7 号元素，其基态原子最外层有5 个电子，基态N 的价层电子排布式为
。
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②
的价层电子对数为
，其VSEPR 模型为四面体形，含一个孤电子对，略去孤
电子对，
的空间结构为三角锥形。
（2）①
中O 的孤电子对个数为
，
中N 的孤电子对个数为
，孤
电子对有较大斥力，使
键角小于
键角。
②
与
分别为阳离子、阴离子，二者间存在离子键，结合图知，
中的H 与
中的N 还形成
了氢键，故
与
的作用力类型有离子键、氢键。
（3）根据原子守恒知，方框内还各有一个氢原子，结合题目信息知，二（丁二酮肟）合镍中含有共价
键、配位键、氢键等作用力，根据其已知结构可确定方框中存在氢键，则补全后的结构为
。
（4）①
晶胞中Mg 处于顶点和体内，一个晶胞含Mg：
个，该晶胞的质量为
；
晶胞中Mg2+处于12 条棱上和体内(1 个)，一个晶胞含Mg2+：
个，O2-处
于8 个顶点和6 个面心处，一个晶胞含O2-：
个，该晶胞的质量为
；则
和
的密度之比为
。
②由图知，
、
与
可合成
、
与
，反应过程中，
、
中的元素化合价均发生
了变化，一个N 降低3 个价态，
中C 为-4 价、H 为+1 价，反应后，一个C 升高6 个价态(得到CO)、
H 降低至0 价，则
，根据得失电子守恒和原子守恒可得合成
、
与
的总反应
方程式：
。
18．（14 分）天然矿物有着丰富多彩的晶体结构。结合所学知识，回答下列问题。
（1）SiO2在自然界中以玛瑙、水晶等形式存在，玛瑙是熔融态的SiO2_______冷却形成的(填“缓慢”或
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“快速”)。
（2）已知一束入射光在方解石中分解成两束偏振方向互相垂直、折射角不同的光，这种现象称为双折
射。而普通玻璃却不能产生双折射现象，是因为方解石晶体具有_______性。
（3）KCl 和NaCl 都是盐湖中常见的矿物盐。KCl、NaCl、AlCl3的熔点从高到低顺序依次为_______，原
因是_______。
（4）富马酸、马来酸(结构分别如图A、B 所示)和乙酸是有机化学中常用的合成原料。
①极性：富马酸_______马来酸(填“>”、“<”或“=”)。
1
②个富马酸分子中含有_______个б 键。
（5）已知Sn 与C 同族，按照酸碱电子理论，SnCl2也属于酸，其空间结构为_______，中心原子的杂化方
式为_______，可采用_______实验获得SnCl2的键长和键角数据。
（6）红镍矿的主要成分为砷化镍，其晶胞结构如下图所示，则砷化镍化学式为：_______，As 的配位数是
_______。
（7）TiO2在自然界中存在三种矿石，其中金红石的晶胞结构如图。TaO2的晶胞结构与其相似，也可用下
图表示。TaO2与金红石的晶胞体积比约为1.065，TaO2与金红石的密度比约为2.5，则Ta 的相对原子质量
为_______。
【答案】（1）快速 （2）各向异(性)
（3）①. NaCl>KCl>AlCl3
. NaCl
②
和KCl 为离子晶体，熔化需破坏离子键，而AlCl3为分子晶体，熔化
破坏分子间作用力，分子间作用力比离子键弱，故AlCl3熔点最低；K＋半径大于Na＋，故KCl 离子键弱于
NaCl，因此熔点NaCl>KCl
（4）< 11
（5）V 形 sp2杂化 X 射线衍射
（6）NiAs 6
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（7）181
【解析】（1）玛瑙是熔融态的SiO2快速冷却形成的，快速冷却使得原子没有足够时间规则排列，形成非
晶态结构。
（2）晶体的各向异性使其在不同方向上的光学性质不同，从而产生双折射现象，而普通玻璃是非晶体，
不具有各向异性，所以不能产生双折射。
（3）NaCl 和KCl 为离子晶体，熔化需破坏离子键，而AlCl3为分子晶体，熔化破坏分子间作用力，分子间
作用力比离子键弱，故AlCl3熔点最低；K＋半径大于Na＋，故KCl 离子键弱于NaCl，因此熔点
NaCl>KCl。
（4）①富马酸是反式结构，马来酸是顺式结构，富马酸对称性大于马来酸，导致极性：富马酸＜马来
酸；
②单键均为σ 键，双键中含有1 个σ 键1 个π 键，由结构知，1 个富马酸分子中含有11 个σ 键。
（5）SnCl2分子中Sn 原子的价层电子对数为2+
=3，含1 对孤电子对，所以是V 形结构，Sn 原子
采用sp2杂化；可采用X 射线衍射实验获得SnCl2的键长和键角数据，
（6）镍位于顶点和棱上，根据晶胞结构，利用均摊法，
原子个数为
，As 原子个数为
2，所以化学式NiAs。以一个As 原子为中心，距离最近且相等的
原子有6 个，所以As 的配位数是6。
（7）设金红石晶胞质量为
，
晶胞质量为
，金红石晶胞体积为V1，
晶胞体积为V2，已
知
，
，
，则金红石晶胞中
原子数为
，O 原子数为4，
晶
胞中Ta 原子数为2，O 原子数为4，设Ta 的相对原子质量为χ，则
，解得χ=181。
19．（14 分）
及其化合物在生产、生活中应用广泛。回答下列问题：
（1）基态
原子的价层电子排布式为___________；原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种
自旋状态用自旋磁量子数
表示，另一种自旋状态用自旋磁量子数
表示，则基态
原子的自旋磁量
子数的代数和为___________。
（2）工业生产聚丙烯主要采用配位聚合法，催化剂的成分为
和
，其反应机理如下图。
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①图中含
物质中
原子的杂化方式有___________种。
②
物质含有键的数目为___________。
（3）
是一种储氢材料，写出与
含有相同原子数和电子数的分子和离子各一种：
___________。
（4）
形成
化合物有
和
，两种晶体均可视为离子晶体和共价晶体的过渡晶体，但
熔点
远高于
的原因是___________(从离子键百分数的角度分析)；一种
的四方晶胞(晶胞棱边夹角均
为
)如下图所示，上述晶胞沿z 轴方向的投影为___________(填字母)。
（5）
超导体的六方晶胞结构如图所示，则该晶体的化学式为___________。
【答案】（1） ①.
. +1
②
或-1 （2） ①. 2
.
②
（3）
（4） ①. 两者均为过渡晶体，
与N 的电负性之差小于
与O 的，
晶
体中离子键百分数小，共价键百分数大 ②. B （5）
【解析】
（1）钛为22 号元素，基态
原子的价层电子排布式为
；由于基态
原子的价层电子排布式为
，故有两个未成对的电子，所以价电子自旋量子数的代数和为+1 或-1；
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（2）①如图，Ti 原子有成5 个共价键和成7 个共价键，故杂化方式有2 种；②A 物质中共含有11 个
键，故
物质含有键的数目为11NA；
（3）
中含有5 个原子，10 个电子，故有相同原子数和电子数的分子为
，离子为
；
（4）由于两者均为过渡晶体，
与N 的电负性之差小于
与O 的，
晶体中离子键百分数小，共价
键百分数大，
熔点远高于
；晶胞沿z 轴方向投影,其中xy 平面内的O 与上面的O 重合，故该投
影图为B；
（5）由晶胞结构可知，Cs 位于顶点，根据均摊法和结构中的60°可知含有
，Ti 位于面心
和体心，含有
，Te 位于棱上和体心，含有
，x y z=1 3 5
∶∶
∶∶，则该晶体的化学
式为
。
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