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文档简介
1、晶胞的相关计算专项训练单元测试题一、晶胞的相关计算12mg si具有反萤石结构,晶胞结构如图所示,其晶胞参数为0. 635nm。下列叙述错误的是()asi的配位数为8b紧邻的两个mg 原子的距离为0.6352nmc紧邻的两个si原子间的距离为20.6352nmd2mg si的密度计算式为337a76g cm0.635 10n2根据下列结构示意图,判断下列说法中正确的是a在 cscl晶体中,距cs+最近的 cl-有 6 个b在 caf2晶体中, ca2+周围距离最近的f-有 4 个c在 sio2晶体中,每个晶胞中含有4 个 si原子和 8 个 o 原子d在铜晶体中,每个铜原子周围距离最近的铜原子
2、有12 个3锌及锌的化合物应用广泛。例如,测定铜合金中的铅、锌时要利用锌配离子的下列反应:zn(cn)42-4hcho4h2o=zn2+ 4hoch2cn4oh,回答下列问题:(1)基态 zn2+ 的电子排布式为_,基态 c原子核外电子占据_个不同原子轨道。(2)c、n、o三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_,hoch2cn分子中含有的 键与 键数目之比为_。(3)hcho分子中碳原子轨道的杂化类型是_,福尔马林是hcho的水溶液, hcho极易与水互溶的主要原因是_。(4)zn(cn)42-中 zn2+与 cn之间的化学键称为_,提供孤电子对的成键原子是_。(5)zn 与 s形成某种化合物
3、的晶胞如图所示。 zn2填入 s2组成的 _空隙中; 已知晶体密度为d g/cm3,该晶胞的边长表达式为_pm( 写计算表达式 )。4氟代硼酸钾(kbe2bo3f2)是激光器的核心材料,我国化学家在此领域的研究走在了世界的最前列。回答下列问题:(1)氟代硼酸钾中非金属元素原子的电负性大小顺序是_。基态 k+的电子排布式为_。(2)nabh4是有机合成中常用的还原剂,其中的阴离子空间构型是_,中心原子的杂化方式为 _。nabh4中存在 _(填标号)。a.离子键 b.氢键c. 键d. 键(3)becl2中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的becl2的结构式为_,其中 be 的配位
4、数为 _。(4)第三周期元素氟化物的熔点如下表:化合物nafmgf2alf3sif4pf5sf6熔点 /99312611291-90-83-50.5解释表中氟化物熔点变化的原因:_。(5)caf2的一种晶胞如图所示。ca2+占据 f-形成的空隙,若r(f-)=xpm,r(ca2+)=ypm,设阿伏加德罗常数的值为na,则 caf2的密度 =_gcm-3(列出计算表达式)。5贝壳、珍珠、方解石等主要成分均含有caco3,回答下列问题:(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧碳酸钙时的焰色为_(填标号)。a 黄色 b 红色 c 紫色 d 绿色(2)caco3
5、中三种元素第一电离能由小到大的顺序是_。caco3中的化学键除了键外,还存在_。(3)关于 co2和 co32-的下列说法正确的是_。a 两种微粒价层电子对数相同 b 两种微粒的中心原子均无孤电子对c 键角: co2co32- d 两种微粒的中心原子杂化方式相同(4)难溶碳酸盐易分解,caco3、 baco3热分解温度更高的是_,原因是 _。(5)方解石的菱面体结构如图1,沿三次轴的俯视图为正六边形。方解石的六方晶胞结构如图 2,晶胞底面为平行四边形,其较小夹角为60 ,边长为a nm,晶胞高为c nm。a 点在俯视图中为a,则 b 点在俯视图中的位置为_(填字母)。方解石的六方晶胞中, ca
6、2+和 co32-个数比为 _;若阿伏加德罗常数为na,则该方解石的密度为_g/cm3(列出计算式)。6碳、磷、硫等元素形成的单质和化合物在生活、生产中有重要的用途。( 1) 下列氮原子的电子排布图表示的状态中,能量由低到高的顺序是_( 填字母 ) 。a. b. c. d. ( 2) p4s3可用于制造火柴,其分子结构如图所示:p4s3分子中硫原子的杂化轨道类型为_。每个 p4s3分子中含有的孤电子对的数目为_对。( 3) 科学家合成了一种阳离子“n5n+”,其结构是对称的,5 个 n 排成“ v”形,每个n 都达到 8 电子稳定结构,且含有2 个氮氮三键,此后又合成了一种含有“n5n+”的化
7、学式为“n8”的离子晶体 ( 该晶体中每个n 原子都达到了8 电子稳定结构 ) ,n8的电子式为 _。( cn)2中键与键之间的夹角为180,并有对称性,分子中每个原子的最外层均满足8 电子稳定结构,其结构式为_。( 4) 直链多磷酸根阴离子是由两个或两个以上磷氧四面体通过共用顶角氧原子连接起来的,其结构如图所示。则由n 个磷氧四面体形成的这类磷酸根离子的通式为_。( 5) 碳酸盐中的阳离子不同,热分解温度就不同。下表为四种碳酸盐的热分解温度和对应金属阳离子的半径。随着金属阳离子半径的增大,碳酸盐的热分解温度逐渐升高,原因是_。碳酸盐mgco3caco3srco3baco3热分解温度 / 40
8、290011721360金属阳离子半径/ pm6699112135( 6) 石墨的晶胞结构如图所示。已知石墨的密度为g. cm-3,c- c键的键长为r cm,m 为阿伏加德罗常数的值,则石墨晶体的层间距d= _cm。7磷存在于人体所有细胞中,是维持骨骼和牙齿的必要物质,几乎参与所有生理上的化学反应。回答下列问题:(1)基态 p原子的核外电子排布式为_,有 _个未成对电子。(2)磷的一种同素异形体一一白磷(p4)的立体构型为 _,其键角为_,推测其在cs2中的溶解度 _(填“ 大于 ” 或“ 小于 ”)在水中的溶解度。(3)两种三角锥形气态氢化物膦(ph3)和氨 (nh3)的键角分别为93.6
9、 和 107 ,试分析ph3的键角小于 nh3的原因 _。(4)常温下pcl5是一种白色晶体,其立方晶系晶体结构模型如上左图所示,由a、b两种微粒构成。将其加热至148熔化,形成一种能导电的熔体。已知a、b 两种微粒分别与ccl4、sf6互为等电子体,则a 为 _,其中心原子杂化轨道类型为_,b为_。(5)磷化硼 (bp)是一种超硬耐磨涂层材料,上图为其立方晶胞,其中的每个原子均测是8 电子稳定结构,试判断其熔点_(填“ 高于 ” 或“ 低于 ”)金刚石熔点。已知其bp键长均为 xcm,则其密度为 _g cm3(列出计算式即可)。8化学作为一门基础自然科学,在材料科学、生命科学、能源科学等诸多
10、领域发挥着重要作用,其中铁和铜是两种应用广泛的元素。(1)基态铁原子的价电子轨道表达式为_。(2)磁性材料铁氧体在制备时常加入 ch3coona 、尿素 co(nh2)2等碱性物质。尿素分子中所含元素的电负性由小到大的顺序是_, 1mol 尿素分子中含有的 键数目为 _。ch3coona 中碳原子的杂化类型为_。(3)fe(co)5又名羰基铁,常温下为黄色油状液体,则 fe(co)5的晶体类型是_,写出与co互为等电子体的分子的电子式_(任写一种 )。(4)cuo在高温时分解为 o2和 cu2o,请从阳离子的结构来说明在高温时,cu2o 比 cuo更稳定的原因 _。(5)磷青铜是含少量锡、磷的
11、铜合金,某磷青铜晶胞结构如图所示:其化学式为 _。若晶体密度为 8.82g/cm3,则最近的 cu 原子核间距为 _pm(用含 na的代数式表示 )。9下图为几种晶体或晶胞的示意图:请回答下列问题:(1)上述晶体中,粒子之间仅以共价键结合形成的晶体是_。(2)冰、金刚石、mgo、2cacl、干冰 5 种晶体的熔点由高到低的顺序为_。(3)nacl晶胞与mgo晶胞相同,nacl晶体的晶格能 _(填 “ 大于 ” 或“ 小于 ” )mgo晶体,原因是_。(4)2cacl晶体中2ca的配位数为 _。(5)冰的熔点远高于干冰,除2h o是极性分子、2co是非极性分子外,还有一个重要的原因是 _。( 1
12、)原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置,金属钾是体心立方晶系,其构型如图。其中原子坐标参数a(0,0,0)、(1,0,0)b,则c原子的坐标参数为_。(2)钾晶体的晶胞参数为apm。假定金属钾原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切,则钾原子的半径为_pm,晶体钾的密度计算式是_3g/ cm。10 氮化铝 (aln)陶瓷是一种新型无机非金属材料,最高可稳定到2473k, 导热性好、热膨胀系数小,是良好的耐热冲击材料。制取原理为:al2o3+3c+n22a1n+3co ,回答下列问题:(1)氮化铝的晶体类型为_。在上述化学方程式中第二周期元素的第一电离能由小到大的顺序是 _。(2)
13、基态氧原子电子占据最高能级的原子轨道的形状是_,未成对电子数为_。(3)等电子体具有相似的结构。co与 n2互为等电子体,co分子中 键与 键数目之比为_。(4)cu2+处于: cu(nh3)42+的中心,若将配离子cu(nh3)42+中的 2 个 nh3换为 cn-,则有 2 种结构,则cu2+是否为 sp3杂化 _(填 “ 是” 或“ 否” )理由为 _。(5)aln 晶体结构如图所示,1 个 al 原子周围距离最近的al 原子数为 _个;若晶胞结构的高为 a nm, 底边长为b nm,na表示阿伏伽德罗常数的值,则其密度为_g.cm-3(列出计算式 )。11m、n、r、x、y为原子序数依
14、次增大的短周期主族元素,z、w 都是第四周期过渡元素。 r 是同主族元素中最活泼的非金属元素,且能生成分子式为mr2型的共价化合物,z和 z2+具有相同的单电子数,z2+的价电子数是w+的二分之一,z的一种氧化物是常见的催化剂。 w 有 w+和 w2+两种常见离子,r 和 x同主族。请回答下列问题(以下均用化学符号表示):(1)写出 r基态原子的电子排布图_,m、n 和 r 第一电离能由小到大的顺序是_。(2)n 的气态氢化物极易溶于r 的氢化物,且该体系呈碱性,由此可推出两者主要的结合方式(请用结构式表示)_。(3)在上述元素形成的分子中,有四种分子互为等电子体,分别是mr2、 mx2和 m
15、rx 以及_,该分子的结构式为_,n 与 y形成的 ny3分子的空间构型是_。(4)m 和 r 所形成 mr2晶体以及w 晶体的结构都可以如图表示(o 表示一个mr2分子或一个 w 原子),晶体中正八面体和正四面体空隙数的比值是_,z 的硫化物有3 种晶体,其中一种是z2+为面心立方堆积,而晶体中全部正四面体空隙的二分之一被s2+占据,如果两种离子核间距为acm,则该晶体密度为_。12a、b、c、d 为原子序数依次增大的四种元素,简单离子a2-和 d相差一个电子层,b、c为同周期元素,b原子核外电子总数是最外层电子数的3 倍, c 元素的原子最外层有一个未成对电子。请回答下列问题:(1)基态
16、b原子的核外电子排布式为_。(2)a 有两种同素异形体,其中沸点最高的是_,原因是 _。(3)b、c 可组成原子个数比为1:3 的化合物 e,其电子式为_,e溶于水有白雾生成,写出它与水反应的化学方程式_。(4)化合物c2a 的立体构型为_,中心原子的价电子对数为_,用单质c与湿润的na2co3溶液反应可制得c2a,其反应方程式为_。(5)a 和 d 能够形成化合物f,其晶胞结构如图所示,晶胞参数a=0.60nm,f 的化学式为_,晶胞中a 原子的配位数为_,列式计算晶体f的密度 _(g cm-3)。【参考答案】 * 试卷处理标记,请不要删除一、晶胞的相关计算1d 解析: d【解析】【分析】大
17、球表示镁原子,小球表示硅原子,该晶胞中含大球表示的原子数为8,小球表示的原子数为:118+6=482。【详解】a一个硅原子周围距离最近且相等的镁原子有8 个,硅原子的配位数为8,故 a 正确;b紧邻的两个镁原子的距离是晶胞参数的一半,该距离为0.6352nm,故 b正确;c紧邻的两个硅原子间的距离是面对角线的一半,该距离为20.6352nm,故 c 正确;d该晶胞含有4mol2mg si,总质量为:476g304g,该晶体的密度为337a304g cm0.63510n,故 d 错误;答案选 d。2d 解析: d【解析】【分析】【详解】a.在 cscl晶体中,每个cs周围与其距离最近的cl有 8
18、 个,故 a 错误;b.在2caf晶体中,每个f周围最近距离的2ca分布在一个顶点以及和这个顶点相连的三个面的面心上,一共是4 个,每个2ca被 8 个f所包围,故b 错误;c.在二氧化硅晶胞中有8 个硅原子位于立方晶胞的8 个顶角,有6 个硅原子位于晶胞的6个面心,还有4 个硅原子与16 个氧原子在晶胞内构成4 个硅氧四面体,它们均匀错开排列于晶胞内,所以每个晶胞中含有8 个 si原子和 16 个 o 原子,故c 错误;d.以顶点 cu 原子为研究对象,与之最近的cu原子位于面心,每个顶点为8 个晶胞共用,铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为3 8122,故 d 正确;故选 d。3a
19、 解析: 1s22s22p63s23p63d10(或 ar 3d10) 4 noc 3:1 sp2 hcho与水分子间存在氢键配位键 c 正四面体103a38810dn【解析】【分析】(1)zn位于周期表中第4周期第b族,c的基态核外电子排布式为1s22s22p2;(2)c、o、n 元素都是第二周期非金属元素,同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势,但 n 元素原子2p 能级是半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,据此答题,单键为键,三键中一根为键,两根为键;(3)利用甲醛中的成键来分析碳原子的杂化类型,hcho极易与水互溶,考虑形成氢键;(4)含有空轨道和含有孤电子对的原子
20、之间易形成配位键,提供孤电子对的成键原子是c 原子;(5)zns和金刚石晶胞的相似性,根据立体几何分析zn2+在 s2-中的填隙方式;根据晶体密度公式dmrvnaz计算,其中z 为一个晶胞的粒子数,mr 为一个粒子的相对质量, v 为一个晶胞的体积。【详解】(1)zn 位于周期表中第4 周期第 b 族,则其基态核外电子排布式为:ar3d10;c的基态核外电子排布式为1s22s22p2,则轨道表达式为,占据 4 个不同的原子轨道;(2)c、o、n 元素都是第二周期非金属元素,同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势,但 n 元素原子2p 能级是半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素
21、,故第一电离能no c;单键为键,三键中一根为键,两根为键, hoch2cn分子中含有的键有 6 个,含有键数目为2,所以含有的键与 键数目之比为3:1;(3)甲醛分子中含有碳氧双键,1 个甲醛分子中含有2 个碳氢 键, 1 个碳氧 键,共有3个 键,则碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化,因甲醛中碳原子采取sp2杂化;福尔马林是hcho的水溶液, hcho极易与水互溶是因为hcho与水分子间存在氢键;(4)含有空轨道和含有孤电子对的原子之间易形成配位键,zn2+提供空轨道、cn-中 c 原子提供孤电子对而形成配位键,提供孤电子对的成键原子是c原子;(5)zns和金刚石晶胞的相似性,s2-形成的是
22、正四面体结构,则zn2+填在了 s2+形成的正四面体空隙中;取 1mol 晶胞,则有na个晶胞,设晶胞参数为acm,则一个晶胞的体积为v=a3cm3,对于立方晶胞,顶点粒子占18,面心粒子占12,内部粒子为整个晶胞所有,则一个zns晶胞中,含有zn 的数目为 818+6124,含有 s的数目为4,因此 1molzns 的质量为m=4 (65+32)g=388g ,已知晶体的密度为dg/cm3,则有 d=vnam=3388aa ng/cm3,解得:a=3388dnacm=103a38810dnpm。4f 解析: fob 1s22s22p63s23p6或ar 正四面体 sp3 ac 3 前三种为离
23、子晶体,晶格能依次增大,后三种为分子晶体,分子间力依次增大a3-30784nm =4(x+y)v()103【解析】【分析】(1)氟代硼酸钾中非金属元素有f、o、b,元素的非金属性越强,电负性越大;基态k+核外电子总数为18;(2)bh4-的中心原子b原子孤电子对数=31 1 42=0,价层电子对数=0+4=0,微粒空间构型与 vsepr模型相同; na+与 bh4-之间形成离子键,b 原子有 3 个价电子, h 有空轨道,而bh4-中形成 4 个 b-h 键,故 bh4-中含有 1 个配位键、 3个键;(3)双聚分子为be2cl4, be原子价电子数为2,形成 2 个 be-cl 键, be
24、原子有空轨道、cl原子有孤电子对,每个becl2分子中的 1 个 cl原子另外分子中be 原子之间形成1 个配位键;(4)氟化物的熔点与晶体类型,离子晶体的熔点较高,分子晶体的熔点较低;离子半径越小、电荷越大,晶格能越大,离子晶体的熔沸点越高。而相对分子质量越大,分子间作用力越强,分子晶体的熔沸点越高;(5)晶胞中白色球数目为4、黑色球数目为1+818+612+1214=8,结合化学式可知,白色球代表 ca2+、黑色球代表f-,ca2+占据 f-形成的立方体的体心,晶胞中f-形成 8 个小立方体,只有 4 个 ca2+占据;处于晶胞中f-形成的小立方体体心的ca2+与小立方体顶点f-紧密相邻,
25、若 r(f-)=xpm,r(ca2+)=ypm,则小立方体棱长=2 xy3pm,故晶胞棱长=4 xy3pm,计算晶胞中微粒总质量,即为晶胞质量,晶体密度=晶胞质量 晶胞体积。【详解】(1)氟代硼酸钾中非金属元素有f、o、b,非金属性强弱顺序为fob,电负性大小顺序为 fob;基态 k+核外电子总数为18,则电子排布式为1s22s22p63s23p6或ar;(2)bh4-的中心原子b原子孤电子对数=31 1 42=0,价层电子对数=0+4=0,微粒空间构型与 vsepr模型相同为正四面体形,b 原子采取sp3杂化; na+与 bh4-之间形成离子键,b原子有 3 个价电子, h 有空轨道,而bh
26、4-中形成 4 个 b-h 键,故 bh4-中含有 1 个配位键、 3个 键,没有氢键与键,故答案为ac;(3)双聚分子为be2cl4, be原子价电子数为2,形成 2 个 be-cl 键, be 原子有空轨道、cl原子有孤电子对,每个becl2分子中的 1 个 cl原子另外分子中be 原子之间形成1 个配位键,becl2的结构式为,其中 be 的配位数为3;(4)naf、 mgf2和 alf3为离子晶体,晶格能依次增大,熔点依次升高,而sif4、pf5和 sf6为分子晶体,分子间力依次增大,熔点依次增大;(5)晶胞中白色球数目为4、黑色球数目为1+818+612+1214=8,结合化学式可知
27、,白色球代表 ca2+、黑色球代表f-,ca2+占据 f-形成的立方体的体心,晶胞中f-形成 8 个小立方体,只有 4 个 ca2+占据,可知ca2+占据 f-形成的空隙占有率为50%;处于晶胞中f-形成的小立方体体心的ca2+与小立方体顶点f-紧密相邻,若r(f-)=xpm,r(ca2+)=ypm,则小立方体棱长 =2 xy3pm,故晶胞棱长=4 xy3pm,晶胞相当于含有4 个“ caf2” ,晶胞质量=478ang,晶体密度a3-30784nm =4(x+y)v()103g?cm-3。【点睛】价层电子对互斥模型(简称 vsepr 模型 ),根据价电子对互斥理论,价层电子对个数=键个数+孤
28、电子对个数键个数 =配原子个数,孤电子对个数=12 (a-xb) ,a 指中心原子价电子个数, x 指配原子个数,b 指配原子形成稳定结构需要的电子个数;分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布,不包括中心原子未成键的孤对电子;实际空间构型要去掉孤电子对,略去孤电子对就是该分子的空间构型。5b 解析: b ca c o 键、离子键 b c baco3 ca2+半径比 ba2+小,对 co32-中的 o2-吸引力更大,且产物cao比 bao 更稳定 d 1:1 212a400 310a cn【解析】【分析】(1)钙的焰色反应为红色;(2)通常金属元素第一电离能较小,同周期元素从左到右第一电离能
29、增强;caco3中的化学键除了 键,还有一个四原子六电子的键和离子键;(3) co2中 c 原子是中心原子,属于iva 族,最外层电子数时4。最外层电子数减去两个o原子成键时所需要的电子数,即4-22=0 ,所以 c原子并没有孤对电子,co2中要 c 原子与两个 o 结合形成2 个 键,所以c原子的价层电子对数为0+2=2;中心 c 原子是 sp 杂化,分子构型为直线型,键角180, co32-中 c原子是中心原子,中心原子是sp2杂化,平面型结构,键角是120,价层电子对数是0+3=3,离子中存在3 个 键,孤电子对为0个;(4)碳酸盐在热分解过程中,当金属阳离子所带电荷数相同时,阳离子半径
30、越大,其结合碳酸根里氧离子的能力就弱,对应的碳酸盐就越难分解,所需热分解温度就越高;(5)根据 ab两点的空间位置分析b 点在俯视图中的位置,根据图示求出晶胞中的粒子数目,先求底面积,再根据密度等于质量除以体积进行计算。根据以上分析解答此题。【详解】(1) )钙元素的焰色反应为红色。答案为: b。(2) 通常金属元素第一电离能较小,同周期元素从左到右第一电离能增强,所以caco3中三种元素第一电离能由小到大的顺序是caco,caco3中的化学键除了键,还有一个四原子六电子的键和离子键。答案为: caco;键、离子键。(3) co2中 c 原子是中心原子,属于iva 族,最外层电子数时4。最外层
31、电子数减去两个o原子成键时所需要的电子数,即4-22=0 ,所以 c原子并没有孤对电子,co2中要 c 原子与两个 o 结合形成2 个 键,所以c原子的价层电子对数为0+2=2;中心 c 原子是 sp 杂化,分子构型为直线型,键角180 ,co32-中 c原子是中心原子,中心原子是sp2杂化,平面型结构,键角是120 ,价层电子对数是0+3=3,离子中存在3 个 键,孤电子对为0 个。aco2和 co32-价层电子对数分别为2、3,a 错误;bco2和 co32-的中心原子都是c原子,均无孤电子对,b 正确;cco2中键角180,co32-中键角是120,键角:co2co32-,c正确;dco
32、2的中心 c原子是 sp 杂化, co32-的中心原子是sp2杂化,杂化方式不同,d 错误;答案为 b c。(4) 碳酸盐在热分解过程中,晶体里的金属阳离子与co32-中的氧离子结合,使co32-分解为co2。当金属阳离子所带电荷数相同时,阳离子半径越大,其结合co32-中的氧离子的能力就越弱,对应的碳酸盐就越难分解,所需热分解温度就越高,生成的氧化物就越不稳定。所以 caco3、baco3热分解温度更高的是baco3,原因是ca2+半径比 ba2+小,对 co32-中的o2-吸引力更大,且产物cao 比 bao更稳定。答案为: baco3;ca2+半径比 ba2+小,对 co32-中的 o2
33、-吸引力更大,且产物cao比 bao更稳定。(5) 由图 1 可知 a 点与 b 点为平行四边形的对角线位置,所以a 点在俯视图中为a,则 b 点在俯视图中的位置为d;根据图 2 晶胞结构图计算:ca2+个数为 818+414+4=6,co32-个数为 814+4=6,方解石的六方晶胞中,ca2+和 co32-个数比为6: 6=1:1;晶胞的底面为平行四边形,据题中条件底面积表示为a sin60 a=32a210-14cm2,一个晶胞里面有6 个caco3,晶胞的质量为1aa600gnn m6 100g / molol,晶胞密度为213a2a2213600gnm400 310g / cmva
34、cn3a c10cm2。答案为: d; 1:1;212a400 310a cn。6a 解析: a cbd sp3 10 n c- c n n+2 -n3n+1p o碳酸盐分解实际过程是晶体中阳离子结合碳酸根离子中氧离子,使碳酸根离子分解为二氧化碳的过程,阳离子所带电荷相同时,阳离子半径越小,其结合氧离子能力越强,对应的碳酸盐就越难分解,热分解温度越高2a16 33rn【解析】【分析】【详解】(1)轨道中电子能量:1s 2s2p,能量较高的轨道中电子越多,该微粒能量越高,所以2p 轨道上电子越多、1s 轨道上电子越少,该微粒能量越高,根据图知能量由低到高的顺序是 acbd;(2)该分子中每个s原
35、子形成2个共价键且还含有2个孤电子对,根据价层电子对互斥理论可知s原子杂化类型为sp3;该分子中每个s原子含有2 个孤电子对、每个p原子含有 1 个孤电子对,所以该分子中孤电子对个数 =3 2+41=10;(3)n5n+结构是对称的,5 个 n 排成 v 形, 5 个 n 结合后都达到8 电子结构,且含有2 个nn 键,满足条件的结构为:,故“ n5”带一个单位正电荷,所以化学式为”n8”的阴离子为n3-、阳离子为, n8的电子式为;分子( cn)2中键与键之间的夹角为180,并有对称性,分子中每个原子的最外层均满是8 电子稳定结构,则每个c 原子形成4 个共价键、每个 n 原子形成3 个共价
36、键,其结构简式为nc- cn;(4)含有 n 个 p原子的多聚磷酸根离子,相当于是n 个磷酸根离子中去掉了(n- 1)氧原子, o 原子数目 =4n- (n- 1) =3n+1,所带电荷为(-2)( 3n+1)+5n=- (n+2),故多聚磷酸根离子的通式为:n+2 -n3n+1p o;(5)碳酸盐分解实际过程是晶体中阳离子结合碳酸根离子中氧离子,使碳酸根离子分解为二氧化碳的过程,阳离子所带电荷相同时,阳离子半径越小,其结合氧离子能力越强,对应的碳酸盐就越难分解,热分解温度越高;(6)晶胞中c 原子的数目为1111+2+8+4=4284,所以晶胞质量为a4 12gn;设晶胞的底边长为acm,晶
37、胞的高为h cm,层间距为d cm,则 h=2d,底面图为,则a=rsin602,所以 a=3r,则底面面积为23rsin60cm2,则晶胞体积为v=23rsin602dcm3,所以有a23-3412g3rsin602d cmg cmn,解得d=2a16 33rn。【点睛】第 6 题为本题难点,要注意石墨中c 原子的杂化方式为sp2杂化,空间构型为平面三角形,所以图示晶胞的底面不是正方形而是菱形,然后结合几何知识进行计算。7c 解析: 1s22s22p63s23p3 3 正四面体60 大于电负性 n强于 p,中心原子的电负性越大,成键电子对离中心原子越近,成键电子对之间距离越小,成键电子对之间
38、的斥力增大,键角变大 pcl4+ sp3 pcl6-低于2334426.02 102 254 44 )xsin(或23344246.02 103x()【解析】【分析】(1) 根据元素符号,判断元素原子的核外电子数,再根据核外电子排布规律来写;(2) 白磷分子是正四面体结构,四个p原子位于正四面体顶点上,物质溶解性遵循相似相溶原理;(3)nh3中 n原子成 3 个 键,有一对未成键的孤对电子,杂化轨道数为4,采取 sp3型杂化,孤对电子对成键电子的排斥作用较强,氨气分子空间构型是三角锥形,电负性n强于p,中心原子的电负性越大,成键电子对离中心原子越近,成键电子对之间距离越小;(4)pcl5是一种
39、白色晶体,在恒容密闭容器中加热可在148液化,形成一种能导电的熔体,说明生成自由移动的阴阳离子,一种正四面体形阳离子是pcl4+和一种正六面体形阴离子是 pcl6-,即发生反应为:2pcl5=pcl4+pcl6-;(5) 晶胞中: p位于顶点和面心,数目为818+612=4,b位于晶胞内,数目为4,则磷化硼晶体的化学式为bp ,由于磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料,属于原子晶体,b-p 键和c-c键相比,键长大,则熔点低于金刚石;再根据=mv计算密度。【详解】(1)p 元素为 15 号元素,原子核外有15 个电子,所以核外电子排布式为:1s22s22p63s23p3,p 轨道上是三个自旋方向相同的
40、三个未成对电子;故答案为: 1s22s22p63s23p3;3;(2) 白磷分子是正四面体结构,四个p原子位于正四面体顶点上,所以键角是60,为非极性分子,相似相容原理可知,易溶于非极性溶剂中,二硫化碳为非极性溶剂,所以白磷在 cs2中的溶解度大于在水中的溶解度;故答案为:正四面体形;60;大于;(3)nh3中 n原子成 3 个 键,有一对未成键的孤对电子,杂化轨道数为4,采取 sp3型杂化杂化,孤对电子对成键电子的排斥作用较强,n-h之间的键角小于10928,所以氨气分子空间构型是三角锥形,电负性n强于 p,中心原子的电负性越大,成键电子对离中心原子越近,成键电子对之间距离越小,成键电子对之
41、间的排斥力增大,键角变大,ph3的键角小于 nh3的键角;故答案为:电负性n强于 p,中心原子的电负性越大,成键电子对离中心原子越近,成键电子对之间距离越小,成键电子对之间的排斥力增大,键角变大;(4)pcl5是一种白色晶体,在恒容密闭容器中加热可在148液化,形成一种能导电的熔体,说明生成自由移动的阴阳离子,一种正四面体形阳离子是pcl4+和一种正六面体形阴离子是 pcl6-,即发生反应为:2pcl5=pcl4+pcl6-,已知 a、b两种微粒分别与ccl4、 sf6互为等电子体,则a为: pcl4+,pcl4+中 p没有孤电子对。含四个 键,所以原子杂化方式是sp3,b为: pcl6-;故
42、答案为: pcl4+; sp3;pcl6-;(5) 磷化硼 (bp) 与金刚石对比,b、 p的原子半径大于c,则磷化硼 (bp) 中的键长大于金刚石,键能小于金刚石,故其熔点低于金刚石的熔点;根据磷化硼晶胞模型可知,1 个晶胞中含有 4 个硼原子, p=8 18+612=4,则 1mol 晶胞中含有4molbp,晶胞的棱长=22xsin54 44,则体积为=(22xsin54 44)3,=mv=2334426.02102254 44 )xsin(或23344246.02 103x();故答案是:低于;2334426.02 102 254 44 )xsin(或23344246.02103x()。
43、【点睛】等电子体是指价电子数和原子数(氢等轻原子不计在内)相同的分子、离子或原子团,a 、b两种微粒分别与ccl4、 sf6互为等电子体,cl、 f含有的价电子数相同,a与 c中均含有p,故 a为阳离子, b为阴离子。8h 解析: hcno 7na sp3、sp2分子晶体cu+的最外层电子排布为3d10, cu2+的最外层电子排布为3d9,最外层电子排布为全满时稳定, cu2o 比 cuo更稳定 sncu3p 3234228.82an 1010pm 【解析】【分析】【详解】(1)fe 基态原子价电子排布式3d64s2,则基态铁原子的价电子轨道表达式为;故答案为:;(2)同周期元素从左到右电负性
44、增强,尿素co(nh2)2分子中所含元素的电负性由小到大的顺序是 hcno,尿素的结构如图,分子中含有4 个 n-h 键、 2 个 c-n键,一个c-o键, 1mol 尿素分子中含有的 键数目为7na。根据 vsepr 理论, ch3coona 中甲基中的c 原子: vp=bp+lp=4+0=4 ,中心 c为 sp3杂化,羧基中的c 原子:vp=bp+lp=3+4222=3,中心 c为 sp2杂化,故 ch3coona 中碳原子的杂化类型为sp3、sp2。故答案为:hcnmgo2cacl冰 干冰小于mgo 晶体中离子的电荷数大于 nacl 晶体中离子电荷数,且r(mg2+)r(na+)r(o2
45、-)离子晶体 分子晶体,分子间能形成氢键时,沸点反常的高;根据晶胞具体构型计算相关问题。【详解】( 1)原子晶体中原子间以共价键结合,则粒子之间以共价键结合形成的晶体是金刚石晶体;( 2)熔点的一般规律:原子晶体离子晶体 分子晶体,冰和干冰属于分子晶体,熔点:冰 干冰, mgo 和 cacl2属于离子晶体,熔点:mgocacl2,金刚石是原子晶体,则熔点由高到低的顺序为:金刚石、mgo、cacl2、冰、干冰;(3)因为 mgo 中离子带两个电荷,nacl 中离子带一个电荷,氧离子半径小于氯离子,根据离子半径越小,离子带电荷越多,晶格能越大,可得mgo 晶体的晶格能大于nacl 晶体的晶格能;(
46、4)根据2cacl晶胞观察,可知一个2ca可与 8 个 cl-相连,故晶体中2ca的配位数为8;(5)冰的熔点远高于干冰,除2h o是极性分子、2co是非极性分子外,水分子间能形成分子间氢键,增大物质的熔沸点;( 1)金属钾是体心立方晶系,根据构型可知,c点位于晶体的体心,则c原子的坐标参数:1 1 12 2 2, ,;(2)钾晶体的晶胞参数为apm,假定金属钾原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切,则4r3a,钾原子的半径为3a4pm,计算晶体钾的密度:303033aaamnm2 39781010vvnnana3g / cm。10c 解析: 原子晶体 con 哑铃形 (或纺锤形 )
47、 2 1:2 否若是 sp3杂化 cu(nh3)42+的空间构型为正四面体形,将配离子cu(nh3)42+中的 2 个 nh3换为 cn-,则只有1 种结构 12 221a227143ab10n2【解析】【分析】(1)原子晶体的熔沸点较高、硬度大,同一周期元素的电离能呈增大趋势;(2)根据 o 原子核外电子排布及各个能级的原子轨道的形状确定未成对电子数目;(3)等电子体结构相似,结合共价单键都是键与 键,共价双键一个是键, 1 个是 键;共价三键1 个 键个 2 个 键分析;(4)根据将配离子 cu(nh3)42+中的 2 个 nh3换为 cn-,有 2 种结构,判断cu2+中原子杂化类型;(
48、5)利用均摊方法计算一个晶胞中含有的离al 原子最近的al 原子个数,先计算一个晶胞中含有的 al、n 原子数目,然后根据晶胞密度计算公式mv计算。【详解】(1)由于原子晶体的熔沸点较高、硬度大,而氮化铝(aln)陶瓷最高可稳定到2473k,说明原子间结合力强,熔沸点高,属于原子晶体;在上述反应中涉及到的第二周期的元素有c、n、o 三种元素,同一元素的电离能随原子序数的增大而增大,但由于n 原子最外层的p电子处于半充满的稳定状态,不容易失去电子,属于其第一电离能比相邻的o 元素要大,故三种元素的第一电离能由小到大的顺序是con;(2)o 是 8 号元素,核外电子排布为1s22s22p4,可见基
49、态氧原子电子占据最高能级是2p 能级,其原子轨道的形状是哑铃形(或纺锤形 ),由于 2p 轨道数目是3 个,原子核外电子总是尽可能成单排列,而且自旋方向相同,一个轨道最多可容纳2 个电子,自旋方向相反,所以未成对电子数为2 个;(3) n2结构简式是nn ,等电子体具有相似的结构。co与 n2互为等电子体,所以co分子中含有 1 个 键和 2 个 键,因此co分子中 键与 键数目之比为1: 2;(4)由于将配离子 cu(nh3)42+中的 2 个 nh3换为 cn-,有 2 种结构,说明 cu(nh3)42+形成是平面正方形结构,cu2+在平面正方形对角线的交点上;若是cu2+采用 sp3杂化
50、,由于正四面体任何两个顶点都处于相邻位置,那么cu(nh3)42+的空间构型为正四面体形,将配离子cu(nh3)42+中的 2 个 nh3换为 cn-,则只有1 种结构,所以cu2+不是采用sp3杂化;(5)由晶体结构示意图可知与al 原子连接的n 原子构成的是正四面体结构,与n 原子连接的 al 原子构成的也是正四面体结构,则晶体中若al 原子处于立方体顶点上,可截图为,可见顶点al 原子到面心最近al 原子最近,在一个晶胞中有3个这种 al 原子,且通过该al 原子可形成8 个晶胞,每个al 原子被计算了2次,因此与1个 al 原子周围距离最近的al 原子数为3 82=12 个;也可以按照
51、题图画实线部分截图为。在该结构图中,底面为菱形,处于对位的两个顶角分别为60、120,其中含有al 原子个数为al:11441612=2,含有 n 原子数目为n:1122136=2,因此一个该结构中含有2 个 aln,底面面积为s =32b(10-7 cm) b(10-7 cm)=32b210-14 cm2,晶胞高为a nm=a10-7 cm,则该结构体积v=32ab210-21 cm3,该结构质量m=2 2714ang,所以该结构(即晶胞 )的密度为22132 2714gmv3ab102ancm=221a227143ab10n2g/cm3。【点睛】本题考查了物质结构的知识,涉及元素电离能大小
52、比较、原子的杂化、等电子体及晶胞有关计算等。掌握物质结构知识是解题关键,在进行晶胞计算时要学会利用均摊方法,难点是计算晶胞中含有的al、n 原子数目,同时会计算晶胞的体积,结合密度计算公式计算,需要学生具有一定的空间想象能力和计算能力,在计算晶体密度时要注意长度单位的换算关系。学生要具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力。11c 解析: con n2o n=n=o 三角锥型 1:2 3a261 316nagcm3【解析】【分析】m、n、r、x、y为原子序数依次增大的短周期主族元素,z、w 都是第四周期过渡元素,z2+的价电子数是w+的二分之一,可知w+的外围电子为3d10,z2+的外围电子为3d5,w 有w+和 w2+两种常见离子,z 的一种氧化物是常见的催化剂,即z 为 mn、w 为 cu;r 是同主族元素中最活泼的非金属元素,且能生成分子式为mr2型的共价化合物,r 和 x同主族, n 的气态氢化物极易溶于r 的氢化物,且该体系呈碱性,n 为 n,结合原子序数可知元素在周期表中的位置为,则 m 为 c、n 为 n、r 为 o、 x为 s 、 y为 cl,以此来解答。【详解】由上述分析可知,m 为 c、n 为 n、r 为 o、 x为
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