命題涉及的知識點主要有：能層、能級、軌道數(shù)分析，原子、離子的核外電子排布式或價電子的軌道表達式（或示意圖）等，第一電離能、元素電負性大小比較，原子軌道雜化方式、化學鍵、氫鍵以及離子或分子的空間構型判斷，晶胞結構的分析和有關晶胞、晶體的計算等。
1．鋁離子電池能量密度高、成本低且安全性高，是有前景的下一代儲能電池。鋁離子電池一般采用離子液體作為電解質，幾種離子液體的結構如下。
回答下列問題：
(1)基態(tài)鋁原子的核外電子排布式為 。
(2)基態(tài)氮原子的價層電子排布圖為___________(填編號)。
A．B．C．D．
(3)化合物I中碳原子的雜化軌道類型為 ，化合物II中陽離子的空間構型為 。
(4)化合物III中O、F、S電負性由大到小的順序為 。
(5)傳統(tǒng)的有機溶劑大多易揮發(fā)，而離子液體有相對難揮發(fā)的優(yōu)點，原因是 。
(6)鋁離子電池的其中一種正極材料為AlMn2O4，其晶胞中鋁原子的骨架如圖所示。
①晶體中與Al距離最近的Al的個數(shù)為 。
②以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分數(shù)坐標，如圖中原子1的坐標為(，，)，原子2的坐標為(，，)，則原子3的坐標為 。
③已知該晶體屬于立方晶系，晶胞參數(shù)為apm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶體的密度為 g·cm-3(列出計算式)。
2．中國近代化學啟蒙者徐壽首次把“Nitrgen”譯成中文時曾寫成淡氣”，意指它“沖淡”了空氣中的氧氣。含氮化合物種類繁多，用途廣泛，根據(jù)信息回答下列問題。
(1)GaN是第三代半導體材料，基態(tài)Ga的電子排布式為 ，GaN晶體為共價鍵空間網狀結構，熔點1700℃，晶體類型為 。
(2)硫酸四氨合鉑[Pt(NH3)4]SO4在工業(yè)上用于鍍鉑，Pt的配位數(shù)為 ，其陰離子的空間構型為 。
(3)氨縮脲與膽礬溶液反應得到如圖所示的紫色離子，離子中C的雜化類型是 。O的第二電離能比N第二電離能更大，解釋其原因是 。
(4)常溫下，三甲胺[N(CH3)3]氣體常用作天然氣的警報劑。[N(CH3)3]與其同分異構體CH3CH2CH2NH2相比較，熔點較高的是 。[N(CH3)3]易與H+形成三甲胺正離子，反應中形成的化學鍵屬于 。
A．氫鍵 B．極性鍵 C．π鍵 D．配位鍵
(5)某鐵氮化合物晶體的晶胞結構如圖所示。
①若以氮原子為晶胞頂點，則鐵原子在晶胞中的位置為 。
②若晶胞中距離最近的兩個鐵原子距離為a pm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶體的密度為 g/cm3(列出計算式即可)。
3．某合金基體是鐵碳合金，還含有一定量的Cr、Ni、Cu、C等元素?；卮鹣铝袉栴}：
(1)基態(tài)碳原子核外電子所處的最高能層符號為 ，基態(tài)的外圍電子排布圖為 。
(2)六羰基鉻[Cr(CO)?]中σ鍵和π鍵的個數(shù)比為 ，與CO互為等電子體的是 。
A． B． C． D． E．HCl
(3)完成下列含碳化合物相關分析：
①A分子中采取sp2雜化的碳原子有 個。
②B的沸點低于對羥基苯甲醛()的沸點，其原因是 。
(4)是離子晶體，其晶格能可通過Brn-Haber循環(huán)計算得到。
通過圖中數(shù)據(jù) (填“能”或“不能”)計算出Cu原子的第一電離能，的晶格能為 kJ?ml-1。
(5)的晶胞結構如圖所示，A的原子坐標參數(shù)為(0，0，0)，B為(則C的原子坐標為 ；已知該晶體的密度為和的半徑分別為和，NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶胞中離子的空間利用率為 (用代數(shù)式表示)。
4．2023年8月1日起，我國對鎵(Ga)等相關物項實施出口管制。Ga與B、Al處于同一主族。請回答：
(1)基態(tài)Ga原子的價電子排布圖： ；
(2)①硼的氫化物叫硼烷()。如(乙硼烷-6)、(丁硼烷-10)等。下列說法不正確的是 ；
A．B原子由需吸收能量
B．的結構式：
C．同周期相鄰元素的電負性大?。?br>D．與反應生成，分子中鍵與鍵數(shù)目之比為：
②氮和硼形成的化合的BN，與互為等電子體，通常存在石墨型與金剛石型兩種結構，可發(fā)生如下轉化：。兩類化合物中B原子的雜化方式分別為： ；金剛石型的BN的硬度大于金剛石，原因是 ；
③極易發(fā)生水解生成和，請寫出反應的化學方程式： ；
(3)Ga與N形成的化合物是一種重要的半導體材料，晶體的部分結構如圖。
①Ga的配位數(shù)為： ；
②下列所示為圖1所對應晶胞的是： 。
A． B． C． D．
5．氮、硼、鋰及其化合物在工農業(yè)生產、生活和科研中有著廣泛的應用?；卮鹣铝袉栴}：
(1)C、N、O的第二電離能由大到小的順序是 。
(2)工業(yè)上曾用氰氨基法固氮，先將和純在1100℃下反應得，然后水解得到，中含有的化學鍵類型為________(填標號)。
A．離子鍵B．極性共價鍵C．非極性共價鍵D．配位鍵
(3)、、中N原子能通過配位鍵與結合而使其具有堿性，且堿性：，試從物質結構角度進行解釋 。
(4)一種硼酸鹽的陰離子為，其結構中只有一個六元環(huán)，B的空間化學環(huán)境相同，O有兩種空間化學環(huán)境，畫出的結構圖(注明所帶電荷數(shù)) 。
(5)的結構如圖：
則B原子的配位數(shù)是 。
(6)可由與按一定比例反應合成。和的熔點如表所示：
與均屬于 晶體；熔點：，原因是 。
(7)的晶胞結構如圖所示，其中位于體心，則位于 (填“頂點”或“棱邊”)。
在晶胞的另一種結構中，位于頂點，則位于 (填“體心”“面心”或“棱邊”)。
(8)氮化鎵(GaN)為六方晶胞，其晶胞結構如圖所示：
下列屬于從晶體中分割出的平行六面體的是________(填標號)。
A．B．C．D．
物質
熔點/℃
938
300
參考答案：
1．(1)1s22s22p63s23p1
(2)C
(3) sp3、sp2 四面體
(4)F＞O＞S
(5)離子液體是由有機陽離子和無機陰離子組成，形成穩(wěn)定的離子鍵
(6) 4 (，，) ×1030
【詳解】（1）Al為第13號元素，基態(tài)鋁原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p1；
（2）基態(tài)鋁原子的核外電子排布式為1s22s22p3，基態(tài)氮原子的價層電子排布圖為，故選C；
（3）化合物I中碳原子存在單鍵也存在雙鍵，雜化軌道類型為sp3、sp2雜化；化合物II中可認為(-CH3)代替了NH中的3個H，則陽離子的空間構型為四面體構型；
（4）化合物III中O、F、S，同周期電負性從左到右逐漸增大，同周期從上到下逐漸減弱，則電負性大小為：F＞O＞S；
（5）離子液體是由有機陽離子和無機陰離子組成，形成穩(wěn)定的離子鍵；
（6）①以左下角定點鋁為例，最近的Al為1號鋁，故晶體中與Al距離最近的Al的個數(shù)為4；
②以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分數(shù)坐標，如圖中原子1的坐標為(，，)，原子2的坐標為(，，)，則原子3的坐標為(，，)，1與3同高z坐標相同，2與3x坐標相同。
③已知該晶體屬于立方晶系，晶胞參數(shù)為apm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，其中Al的占有數(shù)為8×，則晶胞中共有8個AlMn2O4，則晶體的密度為×1030g·cm-3
2．(1) [Ar]3d104s24p1 原子晶體(共價晶體)
(2) 4 正四面體
(3) sp2 O失去1個電子后p能級變?yōu)榘氤錆M比N失去1個電子后的結構更穩(wěn)定，因此第二電離能更大
(4) CH3CH2CH2NH2 BD
(5) 棱心和體心
【詳解】（1）Ga是31號元素，位于元素周期表第四周期第ⅢA族，根據(jù)構造原理，可知基態(tài)Ga原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p1，可簡寫為[Ar]3d104s24p1；
GaN晶體為共價鍵空間網狀結構，熔點1700℃，晶體類型為共價晶體(或原子晶體)；
（2）在絡合物硫酸四氨合鉑[Pt(NH3)4]SO4中，中心Pt原子與4個配位體NH3結合，故Pt的配位數(shù)為4；
外界離子的價層電子對數(shù)是4+=4，無孤對電子，因此的空間構型是正四面體形；
（3）在該微粒中，C原子形成3個σ共價鍵，因此該C原子采用sp2雜化；
O的第二電離能比N第二電離能更大，這是由于O失去1個電子后p能級變?yōu)榘氤錆M的穩(wěn)定狀態(tài)，比N失去1個電子后的結構更穩(wěn)定，因此O的第二電離能比N第二電離能更大；
（4）[N(CH3)3]與其同分異構體CH3CH2CH2NH2都屬于分子晶體，[N(CH3)3]的分子之間只存在分子間作用力，而CH3CH2CH2NH2分子之間除存在分子間作用力外，還存在氫鍵，增加了分子之間的吸引力，導致物質的熔沸點升高，因此二者相比較，熔點較高的是CH3CH2CH2NH2；
[N(CH3)3]易與H+形成三甲胺正離子，這是由于[N(CH3)3]的N原子上存在孤電子對，H+上存在空軌道，二者形成配位鍵，配位鍵屬于極性鍵，故合理選項是BD；
（5）①根據(jù)圖示可知：若以氮原子為晶胞頂點，則鐵原子在晶胞中的位置為棱心和體心；
②根據(jù)圖示可知：在晶胞中含有Fe原子為8×+6×=4；含有N原子數(shù)是1個，由于晶胞中距離最近的兩個鐵原子距離為a pm，則根據(jù)相對位置可知：晶胞邊長為pm，晶胞密度ρ=。
3．(1) L
(2) 1:1 AD
(3) 7 有機物B易形成分子內氫鍵，對羥基苯甲醛易形成分子間氫鍵，故B的沸點低
(4) 不能 5643
(5)
【詳解】（1）基態(tài)碳原子核外電子排布在 K、L 層，所以最高能層為 L；
（2）基態(tài) Cr3+的外圍電子排布式為 3d3，所以外圍電子排布圖為；CO中含有1σ個鍵和2個π鍵，CO和Cr形成6個配位鍵，故 Cr(CO)6中σ鍵和π鍵的個數(shù)比為(6+6):12=1:1，與 CO互為等電子體的是 、CN-，故選AD；
（3）①苯環(huán)和基碳原子均為 sp2雜化，故為7；
②有機物 B中羥基與醛基位于苯環(huán)的鄰位碳原子上，故易形成分子內氫鍵，而對羥基苯甲醛處于對位，易形成分子間氫鍵，故B的沸點低；
（4）第一電離能是指基態(tài)的氣態(tài)原子失去最外層的一個電子變?yōu)闅鈶B(tài)離子所需能量，圖中表示的是固態(tài)Cu原子，故不能確定Cu原子的第一電離能；
晶格能是指氣態(tài)基態(tài)離子形成lml離子化合物所釋放的能量，故 Cu3N的晶格能為3285 kJ·ml-1-822 kJ·ml-1+3180kJ·ml-1 =5643 kJ·ml-1；
（5）根據(jù)A的原子坐標參數(shù)為(0，0，0)，B為(則C點坐標為；
利用均攤法，位于頂點與面心，位于體心與棱上，則1個晶胞中含有4個和4個，故離子體積為，1個晶胞的體積為，則該晶胞中離子的體積占晶胞體積大百分率為。
4．(1)
(2) AB 、 金剛石型BN為共價晶體，的鍵能大于金剛石中鍵能，所有硬度更大 或
(3) 4 A
【詳解】（1）
基態(tài)Ga原子的價電子排布圖：；
（2）①
A．B原子由，與能量相同，不需吸收能量，故A錯誤
B．的結構式：，故B錯誤；
C．同周期元素電負性從左到右逐漸增強，所以同周期相鄰元素的電負性大?。?，故C正確；
D．與反應生成，分子中含4個共價單鍵和1個三鍵，則鍵與鍵數(shù)目之比為：，故D正確；
答案選AB；
②氮和硼形成的化合的BN，與互為等電子體，通常存在石墨型與金剛石型兩種結構，可發(fā)生如下轉化：。類比混合型晶體石墨，石墨中每個中心原子直接與其它3個原子相連，屬于sp2雜化；類比共價晶體金剛石，每個C原子直接與其余4個C相連，屬于sp3雜化；金剛石型的BN的硬度大于金剛石，原因：金剛石型BN為共價晶體，的鍵能大于金剛石中鍵能，所有硬度更大；
③極易發(fā)生水解生成和，反應的化學方程式：或；
（3）①根據(jù)晶體結構圖可知，直接與Ga相連的N有4個，則Ga的配位數(shù)為4；
②晶胞是晶體結構的基本單元，根據(jù)晶胞與晶體間關系可知，為圖1所對應晶胞的是，答案選A。
5．(1)N>O>C
(2)AB
(3)、、中N原子能通過配位鍵與結合而使其具有堿性，越容易形成配位鍵，其堿性越強，中只有1個氮含有一對孤電子對，空間位阻最小，最容易和氫離子結合，堿性最強；中存在電負性更大的氧，導致N給出電子能力較弱，不容易與氫離子形成配位鍵且存在位阻，堿性最弱；中存在2個電負性較大的N且位阻較大，導致與氫離子形成配位鍵較弱，堿性較弱；故堿性：
(4)或
(5)3、4
(6) 離子 兩者均為離子晶體，離子半徑大于S2-，且所帶電荷數(shù)小于S2-，晶格能大于
(7) 棱邊 體心
(8)AC
【詳解】（1）同一周期隨著原子序數(shù)變大，第一電離能變大，N的2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能大于同周期相鄰元素，C、N、O的第二電離能由大到小的順序是N>O>C；
（2）是由鈣離子和構成的，中含有碳氮極性鍵，故含有的化學鍵類型為AB；
（3）、、中N原子能通過配位鍵與結合而使其具有堿性，越容易形成配位鍵，其堿性越強，中只有1個氮含有一對孤電子對，空間位阻最小，最容易和氫離子結合，堿性最強；中存在電負性更大的氧，導致N給出電子能力較弱，不容易與氫離子形成配位鍵且存在位阻，堿性最弱；中存在2個電負性較大的N且位阻較大，導致與氫離子形成配位鍵較弱，堿性較弱；故堿性：；
（4）B為+3價，O為-2價，可知中n=3，結構中只有一個六元環(huán)，B的空間化學環(huán)境相同，O有兩種空間化學環(huán)境，因六元環(huán)中有3個B原子、3個O原子，B、O原子依次間隔連接，且每個B原子還連接1個不在六元環(huán)上的O原子，則結構式為：或 ；
（5）由圖所知，離子中B原子所連接的原子數(shù)分別為3個和4個，則B原子的配位數(shù)是3、4；
（6）離子晶體的熔沸點較高，根據(jù)熔沸點，都為離子晶體，離子晶體的熔沸點高低取決于離子半徑大小和離子所帶電荷數(shù)，離子半徑大于S2-，且所帶電荷數(shù)小于S2-，晶格能大于，所以的熔點大于的熔點，故答案為：離子晶體；兩者均為離子晶體，離子半徑大于S2-，且所帶電荷數(shù)小于S2-，晶格能大于；
（7）如圖所示的晶胞結構，根據(jù)均攤法，含有1個且位于體心；根據(jù)化學式可知，含有3個Li+，則Li+位于棱邊；在晶胞的另一種結構中，位于頂點，把晶胞的向右上移至頂點，則向右上移至于體心，故答案為：棱邊；體心；
（8）由圖可知，從晶體中分割出的平行六面體，若鎵原子在8個頂點，則四條豎棱上存在4個氮原子且位于棱心的中上部，體內存在1個氮原子、1個鎵原子；若氮原子在8個頂點，則四條豎棱上存在4個鎵原子且位于棱心的中下部，體內存在1個氮原子、1個鎵原子；故選AC。

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