4．某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。
A为阴离子，在正方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为（ ）
A．B2AB．BA2
C．B7A4D．B4A7
答案 B
解析 A在正方体内，晶胞中的8个A离子完全被这1个晶胞占有，B分别在顶点和面心，顶点上的离子被1个晶胞占有
，面心上的离子被1个晶胞占有
，所以1个晶胞实际占有的B离子为8×
＋6×
＝4，则该晶体的化学式为BA2。
5．高温下，超氧化钾晶体（KO2）呈立方体结构。
如图为超氧化钾晶体的一个晶胞（晶体中最小的重复单元）。
则下列有关说法正确的是（ ）
A．与K＋最近且距离相等的K＋有6个
B．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有1个K＋和1个O
C．晶体中与每个K＋距离最近的O
有6个
D．晶体中，所有原子之间都以离子键相结合
答案 C
解析 根据题给信息，超氧化钾晶体是面心立方晶体，超氧化钾晶体（KO2）是离子化合物，阴、阳离子分别为O
、K＋，晶体中K＋与O
间形成离子键，O
中O—O键为共价键。
作为面心立方晶体，每个晶胞中含有K＋：
8×
＋6×
＝4（个），O
：
1＋12×
＝4（个），晶胞中与每个K＋最近且距离相等的O
有6个，最近且距离相等的K＋有12个。
6．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是（ ）
A．3∶9∶4B．1∶4∶2
C．2∶9∶4D．3∶8∶4
答案 B
解析 A粒子数为6×
＝
；B粒子数为6×
＋3×
＝2；C粒子数为1；故A、B、C粒子数之比为1∶4∶2。
7．下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是（ ）
①SiO2与SO3 ②C3N4（硬度大，熔点高）与SiC ③CO2与SO2 ④晶体氖与晶体氮 ⑤NaCl与AlCl3 ⑥NH4Cl与NaOH ⑦MgCl2与SiCl4
A．①③⑥B．②③⑥
C．②④⑥D．⑤⑥⑦
答案 B
解析 ①SiO2为原子晶体，SO3为分子晶体，错误；②C3N4与SiC均是含有共价键的原子晶体，正确；③CO2与SO2分子中都只含极性共价键，都属于分子晶体，正确；④晶体氖与晶体氮都是分子晶体，但晶体氖中不含化学键，晶体氮的分子中含有共价键，错误；⑤NaCl为离子晶体，AlCl3为分子晶体，错误；⑥NH4Cl与NaOH均为离子晶体，均含有离子键和共价键，正确；⑦MgCl2属于离子晶体，SiCl4属于分子晶体，错误。
8．下列有关说法不正确的是（ ）
A．水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键
B．CaF2晶体的晶胞如图2所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋
C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动
D．金属铜中Cu原子堆积模型如图4，为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为12
答案 C
解析 从图1可以看出水合铜离子中有1个铜离子和4个配位键，A正确；按均摊法，每个晶胞中有Ca2＋：
8×
＋6×
＝4，B正确；H原子只有1个电子，电子云中点的疏密程度表示电子出现的机率密度，C错误；从图4中可以看出中心的铜原子的配位数为12，D正确。
9．以NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是（ ）
A．18g冰（图1）中含O—H键数目为2NA
B．28g晶体硅（图2）中含有Si—Si键数目为2NA
C．44g干冰（图3）中含有NA个晶胞结构单元
D．石墨烯（图4）是碳原子单层片状新材料，12g石墨烯中含C—C键数目为1.5NA
答案 C
解析 1个水分子中含有2个O—H键，18g冰的物质的量为1mol，含O—H键数目为2NA，A项正确；28g晶体硅中含有1molSi原子，每个硅原子与其他4个Si形成4个Si—Si键，每个硅原子形成的共价键为
×4＝2，则1mol单质硅含有2molSi—Si键，B项正确；1个晶胞结构单元含有4个二氧化碳分子，44g干冰中含有晶胞结构单元个数小于NA个，C项错误；在石墨烯中，每个碳原子形成3个共价键，所以每个碳原子实际占化学键为1.5个，12g石墨烯即1mol所含碳碳键数目为1.5NA，D项正确。
二、非选择题（共46分）
10．（16分）砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。
回答下列问题：
（1）基态Ga原子的核外电子排布式为[Ar]________。
（2）根据元素周期律，元素的电负性Ga________（填“大于”或“小于”，下同）As，第一电离能B________Ga；BF3和NH3的分子能够通过配位键相结合的原因是________。
（3）杀虫剂Na3AsO4中阴离子的空间构型为________，As原子采取________杂化。
（4）组成相似的GaF3和GaCl3晶体，前者属于离子晶体，后者属于分子晶体，从F－和Cl－结构的不同分析其原因是_____________。
（5）原子晶体GaAs的晶胞参数a＝xpm，它的晶胞结构如图所示。
该晶胞内部存在的共价键数为________；A原子距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为________（用x表示）pm；该晶体的密度为________g·cm－3。
（阿伏加德罗常数的值用NA表示）
答案
（1）3d104s24p1
（2）小于 大于 NH3中的N具有孤对电子，BF3中的B核外具有空轨道
（3）正四面体 sp3
（4）Cl－的电子层数比F－的多，离子半径比F－的大
（5）16 0.25x
解析 （3）AsO
中As原子的杂化轨道数为
＝4，所以AsO
的空间构型为正四面体。
As原子采取sp3杂化。
（5）由晶胞结构图可知每个Ga原子与4个As原子形成4个共价键，4个Ga原子共形成16个共价键；Ga原子距离As原子所在六面体的侧面的最短距离为0.25xpm。
1个晶胞中含有4个GaAs，故该晶体的密度为
g÷（x×10－10cm）3＝
g·cm－3。
11．（15分）确定物质性质的重要因素是物质结构。
请回答下列问题。
（1）A、B、C、D为四种晶体，性质如下：
A．固态时能导电，能溶于盐酸
B．能溶于CS2，不溶于水
C．固态时不导电，液态时能导电，可溶于水
D．固态、液态时均不导电，熔点为3500℃
试推断它们的晶体类型：
A．________；B.________；C.________；D.________。
（2）实验证明：
KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似（如图1所示，其中TiN中N呈－3价），已知3种离子晶体的晶格能数据如下表：
离子晶体
KCl
MgO
CaO
晶格能/kJ·mol－1
715
3791
3401
则该4种离子晶体的熔点从高到低的顺序是_______________。
（3）某离子X＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成晶体的结构如图2所示。
X的元素符号是________，与同一个N3－相连的X＋有________个。
（4）铁有δ、γ、α三种同素异形体（如图3），则δ晶胞原子堆积名称为______________。
若α－Fe晶胞边长为a，γ－Fe晶胞边长为b，则两种晶体密度比为________。
答案
（1）金属晶体 分子晶体 离子晶体 原子晶体
（2）TiN>MgO>CaO>KCl
（3）Cu 6
（4）体心立方堆积 b3∶4a3
解析
（2）离子晶体中，离子半径越小，离子所带电荷越多，晶格能越大，熔点越高。
（3）某离子X＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，该离子含有28个电子，则X＋为Cu＋；采用X、Y、Z三轴切割的方法知与N3－相连的Cu＋个数是6。
（4）δ晶胞原子堆积名称为体心立方堆积。
根据晶胞结构可知，α－Fe晶胞、γ－Fe晶胞中含有的铁原子分别为1个和4个，所以有：
ρ（α－Fe）＝
，ρ（γ－Fe）＝
，α－Fe和γ－Fe两种晶体的密度比为b3：
4a3。
12．（15分）钛对酸、碱具有较强的耐腐蚀性，密度小，比强度高，已成为化工生产中重要的材料。
回答下列问题：
（1）基态钛原子的价电子排布式为________，其原子核外未成对电子有________个。
金属钛晶胞如图所示，晶胞参数为a＝b＝295.08pm，c＝468.55pm，α＝β＝90°，γ＝120°，则金属钛为________堆积（填堆积方式），其中钛原子的配位数为________。
（2）用熔融的镁在氩气中还原TiCl4可得到多孔的海绵钛。
已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为－25℃，沸点为136℃，由此可知TiCl4为________晶体。
（3）通过X射线探明KCl、CaO、TiN晶体与NaCl晶体结构相似，且知两种离子晶体的晶格能数据如下：
离子晶体
KCl
CaO
晶格能/（kJ·mol－1）
715
3401
解释KCl晶格能小于CaO的原因：
_________________________
__________________________________________________________。
（4）钛可与C、N、O等元素形成二元化合物，C、N、O元素的电负性由大到小的顺序是________。
（5）钙钛矿晶体的晶胞结构如图所示，则该晶体的化学式为____________。
答案
（1）3d24s2 2 六方最密 12
（2）分子
（3）KCl、CaO均是离子晶体，而K＋的半径大于Ca2＋、K＋的电荷数小于Ca2＋，Cl－的半径大于O2－、Cl－电荷数小于O2－，故KCl的晶格能小于CaO的晶格能
（4）O>N>C
（5）CaTiO3
解析
（1）钛原子的核电荷数为22，其电子排布式为[Ar]3d24s2，则价电子排布式为3d24s2，其原子核外的
d轨道有2个未成对电子。
如题图所示，金属钛为六方最密堆积，其中钛原子的配位数为12。
（2）TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为－25℃，沸点为136℃，熔、沸点较低，由此可判断TiCl4是由共价键结合的分子，属于分子晶体。
（4）元素的非金属性越强，电负性越大，C、N、O三种元素非金属性的强弱顺序为O>N>C，则电负性由大到小的顺序是O>N>C。
（5）根据钙钛矿晶胞结构图，晶胞中Ti原子数为8×
＝1，O原子数为12×
＝3，Ca原子数为1，所以该化合物的化学式为CaTiO3。
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