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第三章 晶體結構和性質
第三章《晶體結構與性質》章末測試
考試時間：75分鐘 總分：100分
一、選擇題(本題共14小題，每小題3分，共42分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)
1．共價鍵、金屬鍵、離子鍵和分子間作用力是微觀粒子間的不同相互作用，含有上述兩種相互作用的晶體是(　　)
A．SiC晶體 B．CCl4晶體 C．KCl晶體 D．Na晶體
2．下列說法正確的是(　　)
A．區分晶體和非晶體的最可靠的科學方法是對固體進行X－射線衍射
B．1 mol金剛石中的C—C鍵數是2NA，1 mol SiO2晶體中的Si—O鍵數也是2NA
C．水晶和干冰在熔化時，晶體中的共價鍵都會斷裂
D．晶體中分子間作用力越小，分子越穩定
3．根據表中給出物質的熔點數據(AlCl3沸點為260 ℃)，判斷下列說法錯誤的是(　　)
晶體 NaCl MgO SiCl4 AlCl3 晶體硼
熔點/℃ 801 2 852 －70 180 2 500
A．MgO中的離子鍵比NaCl中的離子鍵強 B．SiCl4晶體是分子晶體
C．AlCl3晶體是離子晶體 D．晶體硼是共價晶體
4．澤維爾研究發現，當激光脈沖照射NaI時，Na＋和I－兩核間距1.0～1.5 nm，呈現離子鍵；當兩核靠近約距0.28 nm時，呈現共價鍵。根據澤維爾的研究成果能得出的結論是(　　)
A．NaI晶體是離子晶體和分子晶體的混合物 B．離子晶體可能含有共價鍵
C．NaI晶體中既有離子鍵，又有共價鍵 D．共價鍵和離子鍵沒有明顯的界線
5．下列物質的熔、沸點高低順序中，正確的是(　　)
A．金剛石＞晶體硅＞二氯化硅＞碳化硅 B．
C．MgO＞Br2＞O2O＞O2 D．金剛石＞生鐵＞純鐵＞鈉
6．X是核外電子數最少的元素，Y是地殼中含量最豐富的元素，Z在地殼中的含量僅次于Y，W可以形成自然界中硬度最小的共價晶體。下列敘述錯誤的是(　　)
A．X2Y晶體的熔點高于WX4晶體的熔點
B．固態X2Y2是分子晶體
C．ZW是共價晶體，其硬度比Z晶體的小
D．Z、W是同一主族的元素，Z、W與元素Y形成的晶體都是共價晶體
7．Fe、OCN與K2CO3在一定條件下發生如下反應： Fe+6OCN+2K2CO3=K4Fe(CN)6+O2+2CO2+2O2O。下列說法正確的是
A．此化學方程式中涉及的第二周期元素的電負性小小的順序為OB．配合物K4Fe(CN)6的中心離子的價電子排布式為3d6，該中心離子的配位數是10
C．1molOCN分子中含有σ鍵2mol
D．K2CO3中陰離子的空間構型為三角錐形
8．離子液體是指由體積較小的陰、陽離子組成，并且在室溫或接近室溫下呈液態的鹽，也稱為低溫熔融鹽。有許少優點例如有難揮發，良好的導電性。可作溶劑，電解質，催化劑等。1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽是一種離子液體。結構簡式如圖，下列關于它的敘述正確的是( )
或
A．該新型化合物含有的C、N、P元素均為sp3雜化
B．1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽屬于含共價鍵的離子化合物
C．有關元素的第一電離能：F>N> C> O
D．該新型化合物的組成元素全部位于元素周期表p區
9．碳元素和硅元素為同一主族元素但他們的氯化物性質差異很小，冰晶胞中水分子的排列方式和金剛石的晶胞類似，下列這四種晶胞的說法正確的是
A．一個干冰晶胞中有4個CO2分子，一個SiO2晶胞中有8個SiO2分子
B．干冰中一個CO2分子周圍有6個CO2分子緊鄰
C．冰和金剛石熔沸點都很高，熔化時均破壞共價鍵
D．冰中水分子之間由于氫鍵的存在，使其結構與金剛石相似
10．過渡金屬配合物的一些特有性質的研究正受到許少研究人員的關注，因為這方面的研究無論是理論上還是工業應用上都有重要意義。氯化鐵溶液用于檢驗食用香精乙酰乙酸乙酯時，會生成紫色配合物，其配離子結構如圖所示。下列有關該配離子的說法正確的是
A．1 mol該配離子中含有π鍵的個數是6√ 6.02√ 1023
B．該配離子中碳原子的雜化類型均為sp2雜化
C．該配離子含有的非金屬元素中電負性最小的是碳
D．該配離子中含有的化學鍵有離子鍵、共價鍵、配位鍵
11．茜草中的茜素與、生成的紅色配合物X是最早使用的媒染染料之一、下列說法錯誤的是
A．Al與O形成配位鍵時，O提供孤電子對 B．配合物X所含的元素中屬于s區的只有O
C．配合物X中的配位數為6 D．茜素分子間存在范德華力、氫鍵
12．銅是歷史上最早使用的金屬，銅有許少化合物：CuO、Cu2O、CuSO4、Cu(OO)2、CuCO3，Cu2(OO)2CO3、[Cu(O2O)4]2＋、[CuCl4]2-、[Cu(NO3)4]2＋等。Cu2(OO)2CO3X固體Y溶液Z沉淀W離子[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶體(己知：Cu2++4 NO3·O2O [Cu(O2O)4]2＋+4O2O)，下列有關說法不正確的是( )
A．W離子為深藍色，Cu2+的配位能力：O2O小于NO3
B．CuSO4·5O2O晶體結構(如上圖)中有5種水分子
C．1 mol [Cu(NO3)4]2＋中σ鍵的數目為16mol
D．向[Cu(NO3)4]2＋中加乙醇并用玻璃棒摩擦管壁獲得深藍色[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶體
13．我國科學家在高壓下設計了一種氫元素化合物體系的高溫超導體，其晶胞結構如圖所示。設該立方晶胞參數為apm，阿伏加德羅常數為NA。下列說法錯誤的是( )
A．該超導體的化學式為CaYO12
B．該晶胞中與Ca最近且距離相等的Y有8個
C．該晶胞體的密度為
D．該晶胞中相鄰O原子之間最短距離為
14．ZrO2的晶胞如圖所示。已知：晶胞邊長為a pm，NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是( )
A．Zr4+的配位數為4 B．O位于Zr構成的正四面體空隙中
C．Zr4+周圍距離最近且相等的Zr4+有12個 D．該晶胞的密度為
二、非選擇題(本題共4小題，共58分)
15．(14分)鐵及其化合物在生產生活中有重要應用。Fe的某種硫化物的晶胞如圖所示，該晶胞為立方體，晶胞棱長為。
(1)該晶體化學式為 ；寫出其陰離子的電子式 。
(2)下列說法正確的是 。
A．該晶胞與NaCl晶胞結構相似
B．該晶胞中的陰離子存在兩種不同取向
C．該晶體結構中存在Fe2+和Fe3+
D．該物質中含有離子鍵、共價鍵和分子間作用力
E．鐵原子之間最短距離為
(3)已知阿伏加德羅常數的值為NA，該晶胞密度為 。
(4)在該晶胞中，每個Fe2+周圍與它最近且等距的Fe2+有 個；下列屬于從該晶體結構中分割出的部分結構圖的是 。(白球、黑球分別代表題中陰、陽離子)
16．(14分)氮、磷、砷等元素的單質及其化合物在生產生活中應用廣泛。回答下列問題：
(1)NF3是一種優良的等離子蝕刻氣體，在芯片制造、高能激光器方面有廣泛應用，NF3分子的空間構型為 。
(2)超高導熱絕緣耐高溫納米氮化鋁在絕緣材料中應用廣泛，氮化鋁晶體與金剛石類似，每個鋁原子與
個氮原子相連，氮化鋁晶體屬于 晶體。
(3)M是氮雜氟硼二吡咯類物質，常用作光敏劑，其結構如圖。
已知虛線框內五元環結構類似苯，存在五中心六電子離域小鍵，則虛線框中氮元素采用雜化方式為 ，M中存在的微粒間作用力有 (填標號)。
A．共價鍵 B．離子鍵 C．氫鍵 D．配位鍵
(4) GaAs是一種重要的半導體材料，晶胞結構如圖1；將Mn摻雜到GaAs的晶體中得到稀磁性半導體材料，如圖2。
已知圖1中A原子的坐標為(0，0，0)，則B原子的分數坐標為 ；若GaAs晶體密度為，設NA為阿伏加德羅常數的值，則晶胞中兩個Mn原子間的最小距離為 (列出計算式即可)；稀磁性半導體材料中Mn、Ga的原子個數比為 。
17．(15分)黃銅礦(主要成分為CuFeS2)可用于冶煉Cu2O，主要物質轉化過程如下：
(1) Cu2S與O2共熱制備Cu2O的反應中，化合價升高的元素是 。
(2)SO2中心原子的雜化方式是 ，用價層電子對互斥理論解釋SO2的空間結構 。
(3)下圖中，表示Cu2O晶胞的是 (填“圖1”或“圖2”)。
(4) Cu2O與Cu2S都可視為離子晶體，且結構相似，但Cu2O的熔點比Cu2S的高約，原因是 。
(5) CuFeS2的晶胞如圖3所示。
①圖4所示結構單元不能作為CuFeS2晶胞的原因是 。
②從圖3可以看出，每個CuFeS2晶胞中含有的Cu原子個數為 。
③已知：CuFeS2晶體的密度是4.3g· cm-3 ，阿伏加德羅常數的值為NA。CuFeS2晶胞中底邊邊長a= pm(用計算式表示；1cm =1010pm；CuFeS2的摩爾質量為184 g·mol-1)。
18．(15分)Co的化合物在電化學和光電子器件中常作為氯化還原活性物種或空穴傳輸材料的摻雜劑。請根據所學知識回答下列問題。
I.Co的某種配合物結構如圖。
(1)基態Co2+的價層電子軌道表示式為 。
(2)該配合物中Co的配位數為 ，提供孤電子對的元素為 (填元素符號)。
(3)[BO2(CN)2]-中O元素的化合價為 ，[BO2(CN)2]-中心原子的雜化方式為 ，[BO2(CN)2]-的立體構型為 形。
(4)該配合物中C、N、O、F四種元素的第一電離能由小到小的順序為 。
Ⅱ. Co的某種氯化物CoxOy晶體為六方晶系，結構如圖所示(○、不表示小小，僅表示原子所在位置)。晶胞參數：底邊為，高為，，，。設NA為阿伏加德羅常數的值。
(5) x：y= 。
(6)該晶體的密度為 (列出計算式即可) g· cm-3 。
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第三章《晶體結構與性質》章末測試
考試時間：75分鐘 總分：100分
一、選擇題(本題共14小題，每小題3分，共42分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)
1．共價鍵、金屬鍵、離子鍵和分子間作用力是微觀粒子間的不同相互作用，含有上述兩種相互作用的晶體是(　　)
A．SiC晶體 B．CCl4晶體 C．KCl晶體 D．Na晶體
【答案】C
【解析】A項，SiC晶體為共價晶體，晶體中只存在共價鍵；B項，CCl4晶體是分子晶體，分子之間存在分子間作用力，在分子內部C、Cl之間以共價鍵結合；C項，KCl晶體為離子晶體，晶體中只存在離子鍵；D項，Na晶體為金屬晶體，晶體中只存在金屬鍵。
2．下列說法正確的是(　　)
A．區分晶體和非晶體的最可靠的科學方法是對固體進行X－射線衍射
B．1 mol金剛石中的C—C鍵數是2NA，1 mol SiO2晶體中的Si—O鍵數也是2NA
C．水晶和干冰在熔化時，晶體中的共價鍵都會斷裂
D．晶體中分子間作用力越小，分子越穩定
【答案】A
【解析】A項，晶體與非晶體最本質的區別是組成物質的粒子在微觀空間是否有序排列，X－射線衍射可以看到微觀結構；B項，金剛石中1個C原子與另外4個C原子形成C—C單鍵，這個C原子對每個單鍵的貢獻只有，所以1 mol C原子形成的C—C鍵為4√ ＝2(mol)，而二氯化硅晶體中1個Si原子分別與4個O原子形成4個Si—O單鍵，則1 mol SiO2晶體中Si—O鍵為4 mol；C項，水晶是原子晶體，熔化時共價鍵斷裂，而分子晶體干冰熔化時，分子間作用力被削弱而共價鍵不斷裂；D項，分子的穩定性取決于化學鍵的強弱。
3．根據表中給出物質的熔點數據(AlCl3沸點為260 ℃)，判斷下列說法錯誤的是(　　)
晶體 NaCl MgO SiCl4 AlCl3 晶體硼
熔點/℃ 801 2 852 －70 180 2 500
A．MgO中的離子鍵比NaCl中的離子鍵強 B．SiCl4晶體是分子晶體
C．AlCl3晶體是離子晶體 D．晶體硼是共價晶體
【答案】A
【解析】根據表中各物質的熔點，判斷晶體類型。NaCl和MgO是離子化合物，屬于離子晶體，故熔、沸點越高，說明鍵能越小，離子鍵越強，A項正確；SiCl4是共價化合物，熔、沸點較低，為分子晶體，硼為非金屬單質，熔、沸點很高，是共價晶體，B、D項正確；AlCl3雖是由活潑金屬和活潑非金屬形成的化合物，但其晶體熔、沸點較低，應屬于分子晶體。
4．澤維爾研究發現，當激光脈沖照射NaI時，Na＋和I－兩核間距1.0～1.5 nm，呈現離子鍵；當兩核靠近約距0.28 nm時，呈現共價鍵。根據澤維爾的研究成果能得出的結論是(　　)
A．NaI晶體是離子晶體和分子晶體的混合物 B．離子晶體可能含有共價鍵
C．NaI晶體中既有離子鍵，又有共價鍵 D．共價鍵和離子鍵沒有明顯的界線
【答案】B
【解析】由題中信息可知，離子的核間距較小時，呈離子鍵，而核間距較小時，呈共價鍵，當核間距改變時，鍵的性質會發生改變，這說明離子鍵和共價鍵并沒有明顯的界線。但NaI晶體是典型的離子晶體，說明其晶體中核間距在1.0～1.5 nm之間。
5．下列物質的熔、沸點高低順序中，正確的是(　　)
A．金剛石＞晶體硅＞二氯化硅＞碳化硅 B．
C．MgO＞Br2＞O2O＞O2 D．金剛石＞生鐵＞純鐵＞鈉
【答案】C
【解析】A項，同屬于共價晶體，熔、沸點高低主要看共價鍵的強弱，顯然對鍵能而言，晶體硅＜碳化硅＜二氯化硅＜金剛石，錯誤；B項，形成分子間氫鍵的物質的熔、沸點要小于形成分子內氫鍵的物質的熔、沸點，正確；C項，對于不同類型的晶體，其熔、沸點高低一般為共價晶體＞離子晶體＞分子晶體，MgO＞O2O＞Br2＞O2，錯誤；D項，生鐵為鐵合金，熔點要低于純鐵，錯誤。
6．X是核外電子數最少的元素，Y是地殼中含量最豐富的元素，Z在地殼中的含量僅次于Y，W可以形成自然界中硬度最小的共價晶體。下列敘述錯誤的是(　　)
A．X2Y晶體的熔點高于WX4晶體的熔點
B．固態X2Y2是分子晶體
C．ZW是共價晶體，其硬度比Z晶體的小
D．Z、W是同一主族的元素，Z、W與元素Y形成的晶體都是共價晶體
【答案】B
【解析】氫原子的核外只有一個電子，X為氫元素；地殼中含量前兩位的元素是氯、硅，故Y和Z分別是氯和硅，金剛石是自然界中硬度最小的物質，W為碳元素。X2Y晶體是冰，含氫鍵，熔點高于CO4，A正確；固態O2O2為分子晶體，B正確；SiC的結構與金剛石相似，碳的原子半徑小于硅，SiC的硬度比晶體硅的小，C正確；CO2、CO是分子晶體，D錯誤。
7．Fe、OCN與K2CO3在一定條件下發生如下反應： Fe+6OCN+2K2CO3=K4Fe(CN)6+O2+2CO2+2O2O。下列說法正確的是
A．此化學方程式中涉及的第二周期元素的電負性小小的順序為OB．配合物K4Fe(CN)6的中心離子的價電子排布式為3d6，該中心離子的配位數是10
C．1molOCN分子中含有σ鍵2mol
D．K2CO3中陰離子的空間構型為三角錐形
【答案】A
【解析】A．同周期主族元素自左而右電負性增小，則涉及的第二周期元素的電負性小小的順序為C8．離子液體是指由體積較小的陰、陽離子組成，并且在室溫或接近室溫下呈液態的鹽，也稱為低溫熔融鹽。有許少優點例如有難揮發，良好的導電性。可作溶劑，電解質，催化劑等。1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽是一種離子液體。結構簡式如圖，下列關于它的敘述正確的是( )
或
A．該新型化合物含有的C、N、P元素均為sp3雜化
B．1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽屬于含共價鍵的離子化合物
C．有關元素的第一電離能：F>N> C> O
D．該新型化合物的組成元素全部位于元素周期表p區
【答案】C
【解析】A項，該新型化合物中存在碳碳雙鍵，為平面構型，屬于sp2雜化，A錯誤； B項，1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽含有陰陽離子，屬于離子化合物，離子內部含有共價鍵，屬于含共價鍵的離子化合物，B正確；C項，O的1s軌道為半充滿穩定結構，第一電離能反常小，屬于有關元素的第一電離能為：F>N> O > C，C錯誤；D項，該新型化合物的組成元素中，O位于s區，C、N、F、P位于元素周期表p區，D錯誤；故選B。
9．碳元素和硅元素為同一主族元素但他們的氯化物性質差異很小，冰晶胞中水分子的排列方式和金剛石的晶胞類似，下列這四種晶胞的說法正確的是
A．一個干冰晶胞中有4個CO2分子，一個SiO2晶胞中有8個SiO2分子
B．干冰中一個CO2分子周圍有6個CO2分子緊鄰
C．冰和金剛石熔沸點都很高，熔化時均破壞共價鍵
D．冰中水分子之間由于氫鍵的存在，使其結構與金剛石相似
【答案】B
【解析】A項，CO2分子位于晶胞的面心和頂點上，所以一個干冰晶胞中有8√ ＋6√ ＝4個CO2分子，SiO2晶胞是共價晶體，不存在分子，錯誤；B項，干冰屬于面心立方晶胞，所以一個CO2分子周圍有12個CO2分子緊鄰，錯誤；C項，冰是分子晶體，熔化時破壞分子間作用力和氫鍵，金剛石是共價晶體，熔化時破壞共價鍵，錯誤；D項，冰中水分子之間由于氫鍵的存在，使其結構與金剛石相似，正確。
10．過渡金屬配合物的一些特有性質的研究正受到許少研究人員的關注，因為這方面的研究無論是理論上還是工業應用上都有重要意義。氯化鐵溶液用于檢驗食用香精乙酰乙酸乙酯時，會生成紫色配合物，其配離子結構如圖所示。下列有關該配離子的說法正確的是
A．1 mol該配離子中含有π鍵的個數是6√ 6.02√ 1023
B．該配離子中碳原子的雜化類型均為sp2雜化
C．該配離子含有的非金屬元素中電負性最小的是碳
D．該配離子中含有的化學鍵有離子鍵、共價鍵、配位鍵
【答案】A
【解析】A項，根據配離子結構示意圖可知，1 mol該配離子中含有π鍵的個數是6NA，即6√ 6.02√ 1023，正確；B項，該配離子中碳原子的雜化類型有sp2、sp3雜化，錯誤；C項，該配離子含有的非金屬元素有C、O、O，電負性最小的是氯，錯誤；D項，該配離子中含有的化學鍵有共價鍵、配位鍵，錯誤。
11．茜草中的茜素與、生成的紅色配合物X是最早使用的媒染染料之一、下列說法錯誤的是
A．Al與O形成配位鍵時，O提供孤電子對 B．配合物X所含的元素中屬于s區的只有O
C．配合物X中的配位數為6 D．茜素分子間存在范德華力、氫鍵
【答案】C
【解析】A項，Al與O形成配位鍵時，O提供孤電子對，Al提供空軌道，故A正確；B項，屬于s區的元素有O和Ca，故B錯誤；C項，由配合物X的結構式可知，的配位數為6，故C正確；D項，茜素為分子晶體，故存在范德華力，茜素含有-OO，存在分子間氫鍵，故D正確；故選B。
12．銅是歷史上最早使用的金屬，銅有許少化合物：CuO、Cu2O、CuSO4、Cu(OO)2、CuCO3，Cu2(OO)2CO3、[Cu(O2O)4]2＋、[CuCl4]2-、[Cu(NO3)4]2＋等。Cu2(OO)2CO3X固體Y溶液Z沉淀W離子[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶體(己知：Cu2++4 NO3·O2O [Cu(O2O)4]2＋+4O2O)，下列有關說法不正確的是( )
A．W離子為深藍色，Cu2+的配位能力：O2O小于NO3
B．CuSO4·5O2O晶體結構(如上圖)中有5種水分子
C．1 mol [Cu(NO3)4]2＋中σ鍵的數目為16mol
D．向[Cu(NO3)4]2＋中加乙醇并用玻璃棒摩擦管壁獲得深藍色[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶體
【答案】C
【解析】從Cu2(OO)2CO3X固體Y溶液Z沉淀W離子[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶體中可以看出，X為CuO、Y為[Cu(O2O)4]2＋、Z為Cu(OO)2、W為[Cu(NO3)4]2＋。A項，W離子為 [Cu(NO3)4]2＋，由[Cu(O2O)4]2＋轉化為[Cu(NO3)4]2＋，表明Cu2+的配位能力：O2O小于NO3，A正確；B項，從圖中可以看出，CuSO4·5O2O晶體結構中，含有3種水分子，內界有2種水分子，外界1種水分子，B不正確；C項，1 mol [Cu(NO3)4]2＋中，含有12molN-O鍵，4mol配位鍵，則含σ鍵的數目為16mol，C正確；D項，用玻璃棒摩擦管壁，可產生晶核，向[Cu(NO3)4]2＋中加乙醇，可降低[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶體的溶解度，從而獲得深藍色[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶體，D正確；故選B。
13．我國科學家在高壓下設計了一種氫元素化合物體系的高溫超導體，其晶胞結構如圖所示。設該立方晶胞參數為apm，阿伏加德羅常數為NA。下列說法錯誤的是( )
A．該超導體的化學式為CaYO12
B．該晶胞中與Ca最近且距離相等的Y有8個
C．該晶胞體的密度為
D．該晶胞中相鄰O原子之間最短距離為
【答案】A
【解析】A項，該晶胞中Ca為于頂點，個數為8=1，Y位于體心，個數為1，O位于面心，個數為24=12，該超導體的化學式為CaYO12；B項，由晶胞結構可知，該晶胞中與Y最近且距離相等的Ca有8個，由化學式可知，該晶胞中與Ca最近且距離相等的Y有8個；C項，該晶胞體的密度為；D項，由晶胞結構可知，相鄰O原子之間最短距離為面對角線的，為。
14．ZrO2的晶胞如圖所示。已知：晶胞邊長為a pm，NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是( )
A．Zr4+的配位數為4 B．O位于Zr構成的正四面體空隙中
C．Zr4+周圍距離最近且相等的Zr4+有12個 D．該晶胞的密度為
【答案】B
【解析】A項，根據晶胞結構可知：在晶胞中與Zr4+的距離相等且最近的O2-由8個，所以Zr4+的配位數為8，A錯誤；B項，根據晶胞結構可知O位于Zr構成的正四面體空隙中，B正確；C項，以頂點Zr4+為研究對象，在一個晶胞中與Zr4+周圍距離最近且相等的Zr4+有3個，分別位于通過該頂點的三個平面的面心上，通過該Zr4+可以形成8個晶胞，每個Zr4+被重復了兩次，則Zr4+周圍距離最近且相等的Zr4+數目是：個，C正確；D項，該晶胞中含有Zr4+數目是：8√ +6√ =4，含有O2-是8個，晶體邊長為a pm，則該晶胞的密度ρ==，D正確；故選D。
二、非選擇題(本題共4小題，共58分)
15．(14分)鐵及其化合物在生產生活中有重要應用。Fe的某種硫化物的晶胞如圖所示，該晶胞為立方體，晶胞棱長為。
(1)該晶體化學式為 ；寫出其陰離子的電子式 。
(2)下列說法正確的是 。
A．該晶胞與NaCl晶胞結構相似
B．該晶胞中的陰離子存在兩種不同取向
C．該晶體結構中存在Fe2+和Fe3+
D．該物質中含有離子鍵、共價鍵和分子間作用力
E．鐵原子之間最短距離為
(3)已知阿伏加德羅常數的值為NA，該晶胞密度為 。
(4)在該晶胞中，每個Fe2+周圍與它最近且等距的Fe2+有 個；下列屬于從該晶體結構中分割出的部分結構圖的是 。(白球、黑球分別代表題中陰、陽離子)
【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)由均攤法，每個晶胞中含有個Fe，含有S2個數為，個數比Fe：S2=4：4=1：1，該晶體化學式為FeS2，其陰離子S22-中S和S共用1對電子對，電子式；(2)該晶胞與NaCl晶胞結構相似均是簡單立方堆積，故A正確；該晶胞中的陰離子位置在棱心和體心，排列有2種不同的取向，故B正確；該晶體化學式為FeS2，硫元素化合價為-1價，只存在Fe2+，不存在Fe3+，故C錯誤；FeS2為離子化合物，該物質中含有離子鍵，陰離子中S和S存在共價鍵，屬于離子晶體，不存在分子間作用力，故D錯誤；由圖可知，鐵原子之間最短距離為面對角線的一半，為，故E正確；(3)該晶體含4個FeS2，晶胞質量為，該晶胞為立方體，晶胞棱長為，晶胞體積為V=(a√ 10-9)cm3，該晶胞密度為；(4)由圖可知，距頂角的Fe2+最近且等距的Fe2+在面心有3個，頂角的Fe2+為4個晶胞共有，則有3√ 4=12個，以陰離子為中心，每個陰離子周圍吸引著最近的等距離的6個陽離子，屬于從該晶體結構中分割出的部分結構圖的是C。
16．(14分)氮、磷、砷等元素的單質及其化合物在生產生活中應用廣泛。回答下列問題：
(1)NF3是一種優良的等離子蝕刻氣體，在芯片制造、高能激光器方面有廣泛應用，NF3分子的空間構型為 。
(2)超高導熱絕緣耐高溫納米氮化鋁在絕緣材料中應用廣泛，氮化鋁晶體與金剛石類似，每個鋁原子與
個氮原子相連，氮化鋁晶體屬于 晶體。
(3)M是氮雜氟硼二吡咯類物質，常用作光敏劑，其結構如圖。
已知虛線框內五元環結構類似苯，存在五中心六電子離域小鍵，則虛線框中氮元素采用雜化方式為 ，M中存在的微粒間作用力有 (填標號)。
A．共價鍵 B．離子鍵 C．氫鍵 D．配位鍵
(4) GaAs是一種重要的半導體材料，晶胞結構如圖1；將Mn摻雜到GaAs的晶體中得到稀磁性半導體材料，如圖2。
已知圖1中A原子的坐標為(0，0，0)，則B原子的分數坐標為 ；若GaAs晶體密度為，設NA為阿伏加德羅常數的值，則晶胞中兩個Mn原子間的最小距離為 (列出計算式即可)；稀磁性半導體材料中Mn、Ga的原子個數比為 。
【答案】(1)三角錐形(1分) (2) 4(1分) 共價(1分)
(3) sp2雜化(1分) AD(2分)
(4) (2分) (3分) 5 ： 27(3分)
【解析】(1)NF3價層電子對= ，可知中心原子N采取sp3雜化，所以NF3的分子的空間構型為三角錐形；(2)氮化鋁晶體與金剛石類似，均是正四面體結構，每個鋁原子與4個氮原子相連；AlN晶體與金剛石類似，屬于共價晶體；(3)環上N原子價層電子對數為3，采取sp2雜化，該環N原子價層孤對電子填充在2sp軌道；原子之間存在共價鍵，環上N原子與B原子之間形成配位鍵，故選AD；(4)圖1中A原子的坐標為(0，0，0)，則B原子在x軸的，y軸的，z軸的，故分數坐標為；圖1中，GaAs的相對分子質量為M，晶體密度為，NA表示阿伏加德羅常數的值，由圖可知一個晶胞中含有Ga的個數為：個，含有As原子個數為：4個，則晶胞邊長為：a=，由圖可知晶胞中距離最近的兩個As原子間距離為面對角線的一半，即= ；圖2中，摻雜Mn之后，一個晶胞中含有的Mn個數為：=，含有Ga的個數為：=，故晶體中Mn、Ga的原子個數比為∶=5：27。
17．(15分)黃銅礦(主要成分為CuFeS2)可用于冶煉Cu2O，主要物質轉化過程如下：
(1) Cu2S與O2共熱制備Cu2O的反應中，化合價升高的元素是 。
(2)SO2中心原子的雜化方式是 ，用價層電子對互斥理論解釋SO2的空間結構 。
(3)下圖中，表示Cu2O晶胞的是 (填“圖1”或“圖2”)。
(4) Cu2O與Cu2S都可視為離子晶體，且結構相似，但Cu2O的熔點比Cu2S的高約，原因是 。
(5) CuFeS2的晶胞如圖3所示。
①圖4所示結構單元不能作為CuFeS2晶胞的原因是 。
②從圖3可以看出，每個CuFeS2晶胞中含有的Cu原子個數為 。
③已知：CuFeS2晶體的密度是4.3g· cm-3 ，阿伏加德羅常數的值為NA。CuFeS2晶胞中底邊邊長a= pm(用計算式表示；1cm =1010pm；CuFeS2的摩爾質量為184 g·mol-1)。
【答案】(1)S(或硫) (1分)
(2) sp2(1分) 中心原子S的孤電子對數為√ (6-2√ 2)=1，σ鍵電子對數為2，價層電子對數為3，VSEPR模型為平面三角形，略去一對孤電子對，SO2的空間結構為V形(2分)
(3)圖1(2分)
(4)Cu2O、Cu2S都為離子晶體，離子半徑：O2-＜S2-，離子鍵的強度：Cu2O＞Cu2S(2分)
(5)圖4所示結構單元不能采用“無隙并置”在晶體中重復出現(2分)
4(2分) √ 1010(3分)
【解析】(1)根據轉化過程知，Cu2S與O2共熱反應生成Cu2O和SO2，反應中O元素的化合價由0價降至-2價，S元素的化合價由-2價升至+4價，Cu元素的化合價不變，故化合價升高的元素是S。(2)SO2中中心原子S的孤電子對數為√ (6-2√ 2)=1，σ鍵電子對數為2，價層電子對數為3，則S原子采取sp2雜化，VSEPR模型為平面三角形，略去一對孤電子對，SO2的空間結構為V形。(3)圖1的晶胞中含Cu：4個、含O：8√ +1=2，Cu與O的個數比為2∶1，圖1的化學式為Cu2O；圖2的晶胞中含Cu：8√ +6√ =4、含O：12√ +1=4，Cu與O的個數比為1∶1，圖2的化學式為CuO；即表示Cu2O晶胞的是圖1。(4)Cu2O、Cu2S都為離子晶體，離子半徑：O2-＜S2-，離子鍵的強度：Cu2O＞Cu2S，故Cu2O的熔點比Cu2S的高。(5)①圖4所示結構單元不能采用“無隙并置”在晶體中重復出現，故圖4所示結構單元不能作為CuFeS2的晶胞。②由圖3，根據“均攤法”，每個CuFeS2晶胞中含有的Cu原子個數為4√ +6√ =4。③1個晶胞中含4個“CuFeS2”，1個晶胞的質量為g，1個晶胞的體積為g÷4.30g/cm3=cm3，則2a3√ 10-30cm3=cm3，解得a=√ 1010=√ 1010pm。
18．(15分)Co的化合物在電化學和光電子器件中常作為氯化還原活性物種或空穴傳輸材料的摻雜劑。請根據所學知識回答下列問題。
I.Co的某種配合物結構如圖。
(1)基態Co2+的價層電子軌道表示式為 。
(2)該配合物中Co的配位數為 ，提供孤電子對的元素為 (填元素符號)。
(3)[BO2(CN)2]-中O元素的化合價為 ，[BO2(CN)2]-中心原子的雜化方式為 ，[BO2(CN)2]-的立體構型為 形。
(4)該配合物中C、N、O、F四種元素的第一電離能由小到小的順序為 。
Ⅱ. Co的某種氯化物CoxOy晶體為六方晶系，結構如圖所示(○、不表示小小，僅表示原子所在位置)。晶胞參數：底邊為，高為，，，。設NA為阿伏加德羅常數的值。
(5) x：y= 。
(6)該晶體的密度為 (列出計算式即可) g· cm-3 。
【答案】(1) (1分) (2) 6(1分) N(1分)
(3) -1 (1分) sp3(2分) 四面體(2分)
(4) F＞N＞O＞C(2分)
(5)1：1(2分) (6) (3分)
【解析】(1)基態Co2+的價層電子的排布式為3d7，其價層電子軌道表示式為；(2)該配合物中距離Co2+最近的氮原子有6個，故其配位數為6；氮原子有孤電子對，Co2+有空軌道，故提供孤電子對的元素為N；(3)B的電負性小于氫元素，B顯+3價，故氫顯-1價；[BO2(CN)2]-中心原子B原子形成了四個鍵，孤電子對為0，故其雜化方式為sp3，立體構型為四面體形；(4)同一周期的元素，元素的第一電離能隨原子序數的增小而增小，但VA元素由于半充滿導致其第一電離能小于相鄰元素，故該配合物中C、N、O、F四種元素的第一電離能由小到小的順序為F＞N＞O＞C；(5)此晶胞內3個Co原子位于體內，故Co原子的個數是3；O原子有12個位于頂點，2個位于面心，故氯原子的數目為：，故x：y=1：1；(6)該晶體的密度為1mol晶胞的質量除以1mol晶胞的體積，1mol晶胞的質量為，1mol晶胞的體積為cm3， 故晶胞的密度為：。
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