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    15．材料的开发、应用和发展是科技进步的结果，同时，材料的发展也促进了科技的进步和发展．
    （1）高纯度砷可用于生产新型半导体材料GaAs，砷的电子排布式为[Ar]3d104s24p3．镓在周期表的位置为第四周期第ⅢA族．
    （2）对硝基苯酚水合物是一种具有特殊功能的物质，其结构简式为．
    ①该物质中第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序是N＞O＞C＞H．
    ②该物质受热失去结晶水时，破坏的微粒间的作用力是氢键．
    （3）氮化硼（BN）晶体是一种新型无机合成材料．BN晶体有α、β两种类型，且α-BN结构与石墨相似、β-BN结构与金刚石相似．
    ①α一BN晶体中N原子杂化方式是sp2．
    ②β-BN晶体中，每个硼原子形成_4个共价键，这些共价键中，有1个为配位键．
    （4）①储氢材料的研究是发展氢能源的技术难点之一．某物质的分子可以通过氢键形成“笼状结构”，成为潜在储氢材料，则该分子一定不可能是BC．
    A．H2O      B．CH4      C．HF      D．CO（NH2）2
    ②Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、寿命高耐低温等特点，在日本和中国已实现产业化，该合金的晶胞如右所示．已知该晶胞的摩尔质量为M g•mol-1，密度为d g•cm-3，则该晶胞的体积为$\frac{M}{{N}_{A}d}$cm3 （用a、NA表示）．

    分析 （1）根据构造原理书写核外电子排布式；元素的原子结构示意图中，电子层数与其周期数相等，主族元素最外层电子数与其族序数相等；
    （2）同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素；同一主族元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈减小；对硝基苯酚水合物之间氧原子和氢原子间存在氢键；
    （3）①根据石墨结构判断杂化类型；②根据金刚石晶体结构判断；
    （4）①CH4分子间没有氢键，HF分子间只能形成链状结构；
    ②根据一个晶胞的质量m=ρv计算．

    解答 解：（1）砷的原子序数为33，电子排布式为：[Ar]3d104s24p3；31号元素镓的原子结构示意图为，所以该元素位于第四周期第ⅢA族；
    故答案为：[Ar]3d104s24p3；第四周期第ⅢA族；
    （2）同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，所以第一电离：N＞O＞C；同一主族元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈减小，所以第一电离：N＞O＞C＞H；
    对硝基苯酚水合物之间氧原子和氢原子间存在氢键，所以对硝基苯酚水合物失去结晶水的过程中，破坏的微粒间作用力是氢键；
    故答案为：N＞O＞C＞H；氢键；
    （3）①与石墨结构相似，α一BN晶体中N原子杂化方式是sp2杂化；
    故答案为：sp2；
    ②β-BN结构与金刚石相似，金刚石中，C原子形成4条共价键；B原子最外层有3个电子占据3条杂化轨道，只能形成3条共价键，还有一条空轨道，形成配位键；
    故答案为：4；1；
    （4）①CH4分子间没有氢键不能形成“笼状结构”，每个HF只能形成2个氢键，所以HF分子间只能形成链状结构；
    故选：BC；
    ②一个晶胞的质量m=$\frac{M}{N{\;}_{A}}$g，根据m=ρv，即v=$\frac{M}{{N}_{A}d}$cm3；
    故答案为：$\frac{M}{{N}_{A}d}$；

    点评 本题考查物质结构和性质，涉及核外电子排布、电离能、晶胞计算、氢键等知识，侧重考查计算能力及空间想象能力，题目难度中等．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    9．在体积为V L的密闭容器中，通入气体CO a mol和O2b mol，点燃充分反应后，容器中碳原子和氧原子数之比为$\frac{a}{a+2b}$．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    6．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氮原子的第一电离能大于氧原子氮原子2p能级半充满
    B足球烯（C60）在苯中的溶解度大足球烯是原子晶体
    C金刚石的熔点低于石墨金刚石是分子晶体，石墨是原子晶体
    DHF的沸点高于HClHF的相对分子质量小于HCl
    A．AB．BC．CD．D

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    3．已知：H-H、N-H、N≡N的键能分别为436KJ/mol，391KJ/mol，946KJ/mol，则：3H2（g）+N2（g）═2NH3（g）△H（KJ/mol）为（　　）
    A．+92B．-345.3C．-92D．+345.3

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    10．金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛．请回答下列问题：
    （1）Ni原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2；
    （2）NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO＞FeO（填“＜”或“＞”）；

    （3）NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为6、6；
    （4）金属镍与镧（La）形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图所示．该合金的化学式为LaNi5．

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    20．新华网合肥2011年7月21日电，安徽省矿产资源储量评审中心公布：安徽省地质矿产勘查局在本省金寨县沙坪沟探明一处世界级的巨型钼矿，钼金属总储量达到220万吨以上，潜在经济价值超过6 000亿元，钼是制备二维材料的重要金属，英国科学家因制备二维晶体材料--石墨烯获得2010年诺贝尔物理学奖，他们利用“胶带+铅笔”制得单层石墨烯（即从石墨表面剥离下来仅一个原子厚度的材料）．之后，人们又制备出一些氮化硼和二硫化钼的二维晶体．根据材料提供的信息，回答相关问题．
    （1）已知铬的原子序数为24，钼原子和铬原子的电子排布相似，铬原子比钼原子少18个电子，写出钼（Mo）原子外围电子排布式：4d55s1．
    （2）钼晶体类型是金属晶体，粒子之间作用力是金属键．
    （3）二维晶体二硫化钼、石墨烯都是平面结构，石墨烯中碳原子的杂化轨道类型是sp2杂化．
    （4）氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料，有多种晶体结构，如二维结构．第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有3种．
    （5）①在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为共价键，层间作用力为范德华力；六方氮化硼晶体的层内B原子数与B-N键数之比为1：3．推知：六方氮化硼晶体的硬度小（填“大”、“小”或“无法判断”），理由是：由于层与层之间范德华力很弱，其硬度小．
    ②六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚
    石相当，晶胞边长为361.5pm，立方氮化硼的密度是$\frac{25×4}{（361.5×1{0}^{-10}）^{3}N{\;}_{A}}$g•cm-3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：推断题

    7．下面是石蜡油在炽热碎瓷片的作用下产生C2H4并检验C2H4性质的实验，完成下列各小题．

    （1）碎瓷片的作用是催化剂．
    （2）B中现象是溶液紫色褪去，乙烯发生氧化反应．
    （3）C中现象是溶液褪色，发生反应的化学方程式CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br．
    （4）在D处点燃时必须进行的操作是验纯．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    4．植物精油具抗菌消炎、解热镇痛之功效．从樟科植物叶中提取的精油中含有甲、乙、丙三种成分．
    I．甲经下列过程可转化为乙（图1）：
    （1）乙的结构简式为．
    （2）写出下列化学方程式：
    ①甲→高聚物：；
    ②→Y：．
    II．通过下列合成路线由乙可得丙（部分反应产物略去）（图2）：

    已知下列信息：①RCH=CHR′$→_{②Zn/H_{2}O}^{①O_{3}}$RCHO+R′CHO
    ②丙的分子式为 C16H14O2，能与溴水、NaOH 溶液反应．
    （3）B→C的反应类型是加成反应；D中的官能团名称是碳碳双键和羧基．
    （4）写出同时符合下列要求的D的同分异构体的结构简式．
    a．属于二取代苯
    b．核磁共振氢谱显示有5种吸收峰且峰面积之比为1：1：2：2：2
    c．能使溴的CCl4溶液褪色，且在酸性条件下可以发生水解反应．

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    5．氮族元素（Nitrogen group）是元素周期表VA 族的所有元素，包括氮（N）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi）和Uup共计六种．
    （1）氮族元素的外围电子排布式的通式为ns2np3；基态磷原子中，电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道数为9．
    （2）PH3分子的VSEPR模型为四面体形，键角NH3＞H2O（填“＞”、“＜”或“=”）．
    （3）氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成：已知其阴离子构型为平面正三角形，则其阳离子中氮的杂化方式为sp．
    （4）从化合物NF3和NH3的结构与性质关系比较，回答它们两者如下性质差异原因：
    ①NF3的沸点为-129℃，而NH3的沸点为-33℃，其原因是NH3能形成氢键，NF3只有范德华力．
    ②NH3易与Cu2+反应，而NF3却不能，其原因是F的电负性大于N元素，NF3中N-F成键电子对偏向于F原子，N原子上的孤对电子难与铜离子形成配离子．
    （5）磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层，磷化硼晶体的晶胞结构与金刚石类似，磷原子作面心立方最密堆积，则硼原子的配位数为4；已知磷化硼的晶胞边长a=478pm，计算晶体中硼原子和磷原子的核间距（dB-P）=207pm（保留三位有效数字）．

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