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文档简介
1、物质的结构与性质专项训练单元专题强化试卷学能测试试题一、物质的结构与性质的综合性考察1锌是人体必需的微量元素,zn(nh3)4co3在生物活性等方面发挥重要的作用。(1)zn2+基态核外电子排布式为_。(2)co32-的空间构型为 _(用文字描述 );zn(nh3)4co3中 c、h、o、n 四种元素的电负性由小到大的顺序为_。(3)某含锌配合物可用于模拟碳酸酐酶的催化活性,该配合物中含有dmf 分子。 dmf 分子的结构如图1 所示。 dmf 分子中碳原子轨道的杂化类型是_, 1moldmf 分子中含有键的数目为 _。(4)闪锌矿可看作由zn2+和 s2-各自形成的面心立方结构相互穿插而成。
2、其晶胞结构示意图如图 2 所示,与zn2+距离相等且最近的zn2+有_个。22020 年,自修复材料、自适应材料、新型传感材料等智能材料技术将大量涌现,为生物医疗、国防军事以及航空航天等领域发展提供支撑。(1)我国科研工作者基于丁二酮肟氨酯基团的多重反应性,研制了一种强韧、自愈的超级防护材料,其中的分子机制如图所示。cu在元素周期表中位于_区, m 层中核外电子能量最高的电子云在空间有_个伸展方向。 c、n、o 第一电离能由大到小的顺序为_(2)氧化石墨烯基水凝胶是一类新型复合材料,对氧化石墨烯进行还原可得到还原氧化石墨烯,二者的结构如图所示:还原石墨烯中碳原子的杂化形式是_,上图中氧化石墨烯
3、转化为还原石墨烯时,1 号 c与其相邻 c原子间键能的变化是_(填 “ 变大 ” 、“ 变小 ” 或“ 不变 ” ),二者当中在水溶液中溶解度更大的是_ (填物质名称),原因为_(3)砷化硼是近期受到广泛关注一种iiiv半导体材料。砷化硼为立方晶系晶体,该晶胞中原子的分数坐标为:b:( 0,0, 0);(, 0);(,0,);( 0,);as:(,);(,);(,);(,)请在图中画出砷化硼晶胞的俯视图_,已知晶体密度为dg/cm3,as半径为 a pm,假设 as、b原子相切,则b 原子的半径为 _pm(写计算表达式)。3国庆 70 周年阅兵式展示了我国研制的各种导弹。导弹之所以有神奇的命中
4、率,与材料息息相关,镓 (ga)、锗 (ge)、硅 (si)、硒 (se)的单质及某些化合物(如砷化镓、磷化镓等)都是常用的半导体材料。回答下列问题:(1)硒常用作光敏材料,基态硒原子的核外电子排布式为ar_。(2)根据元素周期律,原子半径ga_as,第一电离能ga_as 。 (填“ 大于 ” 或“ 小于 ”)(3)水晶的主要成分是二氧化硅,在水晶中硅原子的配位数是_。(4)gan、gap 、gaas都是很好的半导体材料,晶体类型与晶体硅类似,熔点如下表所示,分析其变化原因:_。晶体gangapgaas熔点 /170014801238(5)gan 晶胞的结构如图1 所示。已知六棱柱底边边长为a
5、cm,阿伏加德罗常数的值为na。晶胞中 ga 原子采用六方最密堆积方式,每个ga 原子周围距离最近的ga原子数目为_。从 gan 晶体中 “ 分割 ” 出的平行六面体如图2。若该平行六面体的体积为2a3cm3,则gan 晶体的密度为_(用含 a、na的代数式表示)g cm-3。4工业上合成氨,co易与铁触媒作用导致铁触媒失去催化活性:fe+5co fe( co )5为了防止催化剂铁触媒中毒,要除去co,发生的反应为cu(nh3)2oocch3+co+nh3cu(nh3)3(co )oocch3回答下列问题:(1)下列氮原子的电子排布图表示的状态中,能量最低的是_(填字母序号)。a. b.c.
6、d.(2)写出 co的一种常见等电子体分子的结构式:_;c、n、o 的第一电离能由大到小的顺序为 _(用元素符号表示)。(3)与 o 同族的元素还有s、se、te,它们氢化物的沸点大小为h2oh2teh2se h2s ,其原因是 _。(4)配合物 cu(nh3)2oocch3中,铜显 +1 价,则其中碳原子的杂化轨道类型是_,nh3分子的价电子对互斥理论模型是_。(5)已知铜的一种氧化物cu2o 晶体的晶胞结构如图所示: 若坐标参数a 为( 0,0,0), b 为(1 1 1,4 4 4 ),则 c 的坐标参数为_; 若阿伏加德罗常数为na,该晶胞的边长为a pm,则晶体的密度为_g?cm-3
7、。5石墨、石墨烯及金刚石是碳的同素异形体。(1)以 nicrfe为催化剂,一定条件下可将石墨转化为金刚石。基态fe原子未成对电子数为 _。设石墨晶体中碳碳键的键长为am,金刚石晶体中碳碳键的键长为bm,则 a_(填 “”“”或“ ” ) b,原因是 _。(2)比较表中碳卤化物的熔点,分析其熔点变化的原因是_。ccl4cbr4(型)ci4熔点 /22.9248.4168(分解)(3)金刚石的晶胞如图1所示。已知zns晶胞与金刚石晶胞排列方式相同,若图1中a与zns晶胞中 zn2位置相同,则s2在 zns晶胞中的位置为_。(4)石墨烯中部分碳原子被氧化后,转化为氧化石墨烯。在图 3 所示的氧化石墨
8、烯中,采取sp3杂化形式的原子有_(填元素符号)。石墨烯转化为氧化石墨烯时,1 号 c 与相邻 c原子间键能的变化是_(填 “ 变大”“变小 ” 或“ 不变 ” )。(5)石墨烯具有很大的比表面积,有望用于制超级电容器。若石墨烯中碳碳键的键长为am,12g单层石墨烯单面的理论面积约为_m2(列出计算式即可)。6我国科学家在铁基超导研究方面取得了一系列的重大突破,标志着我国在凝聚态物理领域已经成为一个强国。liznas 是研究铁基超导材料的重要前体。(1)liznas 中三种元素的电负性从小到大的顺序为_。(2)asf3分子的空间构型为_,as 原子的杂化轨道类型为_。(3)co 分子内因配位键
9、的存在,使 c 原子上的电子云密度较高而易与血红蛋白结合,导致co 有剧毒。 1molzn(cn)42-离子内含有的共价键的数目为_,配原子为 _。(4)镍的氧化物常用作电极材料的基质。纯粹的 nio 晶体的结构与 nacl 的晶体结构相同,为获得更好的导电能力,将纯粹的 nio 晶体在空气中加热,使部分 ni2+被氧化成 ni3+后, 每个晶胞内 o2-的数目和位置均未发生变化,镍离子的位置虽然没变,但其数目减少,造成晶体内产生阳离子空位(如图所示)。化学式为 nio 的某镍氧化物晶体,阳离子的平均配位数为 _,阴离子的平均配位数与纯粹的 nio 晶体相比 _(填 “ 增大 ”“减小” 或“
10、 不变 ”,写出能体现镍元素化合价的该晶体的化学式_示例: fe3o4写作fe2+fe23+o4)。(5)所有的晶体均可看作由某些微粒按一定的方式堆积,另外的某些微粒填充在上述堆积所形成的空隙中。在面心立方紧密堆积的晶胞中存在两种类型的空隙:八面体空隙和四面体空隙(如下左图所示)。在 liznas 立方晶胞中, zn 以面心立方形式堆积,li 和 as 分别填充在 zn 原子围成的八面体空隙和四面体空隙中,在 a=0,0.5 和 1 三个截面上 zn 和 li 按下图所示分布:请在下图 as 原子所在的截面上用“”补画出 as 原子的位置,_并说明 a=_。7碳族元素的单质和化合物具有非常重要
11、的作用。请回答下列问题。(1)碳族元素中最早用于制造半导体器件的是_(填元素名称 ),其价电子排布式为_。(2)ch3oh 分子中 c 原子的杂化方式为_,scn-的空间构型为_。(3)烷烃 (cnh2n+2)随 n 的增大其熔沸点升高,原因是_。硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都很少,原因是_。(4)如图是sio2晶胞,构成二氧化硅晶体结构的最小环是由_个原子构成。已知晶胞参数为 apm,则其晶胞密度为_g cm-3。8氟及其化合物用途十分广泛,回答下列问题(1)聚四氟乙烯是一种准晶体,准晶体是一种无平移周期序的独特晶体,可通过_方法区分晶体、准晶体和非晶体。(2)基态铜原子
12、价电子排布的轨道式为_。(3)h2f + sbf6 (氟锑酸 )是一种超强酸,其阳离子的空间构型为_,与 h2f +具有相同空间构型和键合形式的分子和阴离子分别是 _。(各举一例 )(4)sf6中含 _个 键,根据 _ 理论,可判断出其空间构型为正八面体,其中s的杂化方式为 _。(5)sf6被广泛用于高压电器设备的绝缘介质。其键能可通过类似于born-haber 循环能量构建能量图a 计算键能。则f-f键的键能为 _kjmol1。(6)cucl 熔点为 426,熔化时几乎不导电;cuf 的熔点是 908,密度为 7.1g cm3。cuf的熔点比cucl高的原因是 _。已知 na为阿伏伽德罗常数
13、的值,立方cuf晶胞结构如图b,则 cuf的晶胞参数a= _nm。(列出计算式即可)9a、b、 c、d、e、f代表原子序数依次增大的前四周期元素。其中a 是空气中含量最高的元素; b是同周期中原子半径最大的元素;c原子的最外层电子数与核外电子层数相等; d、e元素的基态原子3p 能级上都有两个未成对电子;f原子的外围电子排布为(n1)d10ns1。根据以上信息,回答下列问题:(1)a 元素基态原子核外电子的轨道表达式为_;在同周期元素中第一电离能介于c、e之间的元素是_(用化学式表示)。(2)将以下三种物质:a与硼元素按原子个数比为11 形成的空间网状结构化合物,b 的氯化物, d 的氯化物。
14、按熔点由高到低的顺序排列:_(用化学式表示)。(3)a 的最简单氢化物易液化,其原因是_,e的次高价含氧酸根离子的vsepr模型名称是 _,该离子的空间构型为_。(4)f单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示,其晶胞特征如下图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。若已知 f晶胞参数为a pm,f相对原子质量为m, na代表阿伏加德罗常数,请回答:晶胞中f原子的配位数为_;f单质晶体中原子的堆积方式是_堆积。f 原子半径r =_ pm,f单质晶体密度计算式为:_ g cm-3。(5)a 与 f形成的某种化合物晶胞结构如图丁所示,该晶体的化学式为_。该化合物能与稀盐酸剧烈反应,生成一种白
15、色沉淀和一种全部由非金属元素组成的离子化合物,该反应的化学方程式为_。10 现有 a、b、c、 d、e、f 原子序数依次增大的六种元素,它们位于元素周期表的前四周期。 b元素含有3 个能级,且毎个能级所含的电子数相同;d 的原子核外有8 个运动状态不同的电子,e元素与 f元素处于同一周期相邻的族,它们的原子序数相差3,且 e元素的基态原子有4 个未成对电子。请回答下列问题:(1)请写出d 基态的价层电子排布图:_。(2)下列说法正确的是_。a二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大,所以沸点sio2co2b电负性顺序:cn o fcn2与 co为等电子体,结构相似,化学性质相似d稳定性: h2oh2
16、s,原因是水分子间存在氢键(3)某化合物与f()(表示化合价为1)结合形成如图所示的离子,该离子中碳原子的杂化方式是 _。(4)己知 (bc)2是直线性分子,并有对称性,且分子中每个原子最外层都达到8 电子稳定结构,则 (bc)2中 键和 键的个数比为 _。(5)c元素最高价含氧酸与硫酸酸性强度相近,原因是_。(6)fe3o4晶体中, o2-的重复排列方式如图所示,该排列方式中存在着由如1、3、6、7的 o2-围成的正四面体空隙和3、6、7、8、9、12 的 o2-围成的正八面体空隙。fe3o4中有一半的 fe3+填充在正四面体空隙中,另一半fe3+和 fe2+填充在正八面体空隙中,则fe3o
17、4晶体中,正四面体空隙数与o2-数之比为 _,有 _%的正八面体空隙没有填充阳离子。fe3o4晶胞中有8 个图示结构单元,晶体密度为5.18g/cm3,则该晶胞参数a=_pm。(写出计算表达式)11 钛(ti)有“21 世纪将是钛的世纪” 之说,而钛铝合金广泛用于航天领域,已知熔融的tio2 能够导电。回答下列问题:(1)写出基态 ti 原子的价层电子排布图_,钛元素在周期表中的位置是_。(2)tio2、ticl4和 tibr4的熔点如下表所示,解释表中钛的化合物熔点存在差异的原因_。(3)tic14可由 tio2和光气 (coc12)反应制得,反应为tio2+2coc12 ticl4+2co
18、2。反应中coc12和 co2碳原子的杂化方式分别为_、_,cocl2的空间构型是_。(4)钛铝合金中,原子之间是由_键形成的晶体,一种钛铝合金具有面心立方最密堆积的结构,在晶胞中ti 原子位于顶点和面心位置,al 原子位于棱心和体心,则该合金中 ti 和 al 原子的数量之比为_。(5)已知 tio2晶胞中 ti4+位于 o2所构成的正八面体的体心,tio2晶胞结构如图所示:根据晶胞图分析tio2晶体中 ti4+的配位数是 _。已知 tio2晶胞参数分别为anm、bnm 和 cnm,设阿伏加德罗常数的数值为na,则 tio2的密度为 _g cm-3(列出计算式即可)。12 铁氰化钾(化学式为
19、k3fe(cn)6)主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业。其煅烧分解生成kcn 、fec2、n2、(cn)2等物质。(1)铁元素在周期表中的位置为_,基态 fe3+ 核外电子排布式为_。(2)在 fe(cn)63中不存在的化学键有_。a离子键 b 金属键 c 氢键 d 共价键(3)已知 (cn)2性质类似cl2:(cn)2+2koh=kcn+kcno+h2o kcn+hcl=hcn+kcl hc ch+hcn h2c=ch c n kcno中各元素原子的第一电离能由小到大排序为_。丙烯腈( h2c=ch cn )分子中碳原子轨道杂化类型是_;分子中键和 键数目之比为 _。(4)c22和
20、n2互为等电子体,cac2晶体的晶胞结构与nacl晶体的相似(如图甲所示),但 cac2晶体中哑铃形的c22使晶胞沿一个方向拉长,晶体中每个ca2+周围距离最近的c22数目为 _。(5)金属 fe能与 co形成 fe(co)5,该化合物熔点为20,沸点为103,则其固体属于_晶体。(6)图乙是fe单质的晶胞模型。已知晶体密度为dg cm3,铁原子的半径为_nm(用含有d、na的代数式表示)。【参考答案】 * 试卷处理标记,请不要删除一、物质的结构与性质的综合性考察1ar3d10 或 1s22s22p63s23p63d10 平面正三角形 hcno sp2 、sp3 11mol 或11 6.02
21、1023 12 【解析】【解析: ar3d10或 1s22s22p63s23p63d10平面正三角形 hcno sp2、 sp3 11mol 或11 6.02 1023 12 【解析】【分析】【详解】(1)zn 是第 30 号原子, zn2+的基态核外电子排布式为ar3d10或 1s22s22p63s23p63d10;(2)co32-的价层电子对数为13+(423 2)32,所以空间构型是平面三角形;同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大,则有电负性cno ,h 的电负性最小,电负性顺序为: hcno ;(3)dmf 中,1 号位置的c 有双键,是sp2杂化, 2、3 号位置的c都是单键,是
22、sp3杂化;单键都是键,双键里一条键一条 键,所以dmf 共有 11na的 键;(4)由 zns的晶胞结构可以看出,zns是面心立方最密堆积,所以与zn2+距离相等且最近的 zn2+有 12 个;【点睛】本题要注意第(3)问中的键, dmf 的键线式为:,要注意 2 号、 3 号位置上是两个甲基,每个甲基里有3 个 键,数的时候不要忽略掉。2ds 5 no c sp3和 sp2 变大氧化石墨烯氧化石墨烯中含有的羟基和羧基更多,与水分子间形成的氢键更多,溶解度更大【解析】解析: ds 5 n oc sp3和 sp2变大氧化石墨烯氧化石墨烯中含有的羟基和羧基更多,与水分子间形成的氢键更多,溶解度更
23、大1033344104aad n【解析】【分析】(3)由各原子坐标,可知晶胞中b 原子处于晶胞的顶点、面心位置,而as 原子处于晶胞内部,处于 b 原子形成的正四面体体心位置,晶胞三维结构如图所示:,据此进行解答。【详解】(1)cu 原子核外有29 个电子,基态cu原子的核外电子排布式为ar3d104s1,cu在元素周期表中位于ds 区, m 层中核外电子能量最高的电子云为3d 能级电子云,在空间有5 个伸展方向; 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,故第一电离能no
24、 c;(2)根据还原石墨烯的结构可知该物质中碳原子有形成碳碳双键的不饱和碳原子还有只形成单键的饱和碳原子,所以碳原子的杂化方式为sp3和 sp2;氧化石墨烯中1 号 c 连接的 o 原子吸引电子能力较强,导致与1 号 c 原子相邻c原子对电子的吸引力减小,所以氧化石墨烯转化为还原石墨烯时,1 号 c与其相邻 c原子间键能变大;氧化石墨烯中含有的羟基和羧基更多,与水分子间形成的氢键更多,所以氧化石墨烯溶解度更大;(3)由各原子坐标,可知晶胞中b 原子处于晶胞的顶点、面心位置,而as 原子处于晶胞内部,处于 b 原子形成的正四面体体心位置,晶胞三维结构如图所示:(注:小球大小不代表原子半径大小),
25、投影时顶点原子形成正方形的顶点,左、右侧面及前、后面的面心原子投影处于正方形棱心,而上、下底面面心原子投影重合处于正方形的中心,as原子投影处于原子处于正方形内部且处于正方形对角线上(as原子投影、上下底面面心b原子投影将对角线4 等分 ),故砷化硼晶胞的俯视图为:;根据晶胞三维结构示意图可知,位于体对角线上的原子相切,即as原子和 b 原子的半径之和的四倍即体对角线的长度;根据均摊法,一个晶胞中as 原子个数为4,b 原子个数为118+6=482,所以晶胞的质量为aa754+114344g=gnn,晶胞密度为dg/cm3,则晶胞的体积为3a344cmdn,则晶胞的边长为1033aa34434
26、4cm=10 pmddnn,则晶胞的体积对角线的长度为10334410d3an,所以 b原子的半径为(1033344104daan)pm。【点睛】第 3 题为难点,需要学生有一定的空间想象能力,对数学的立体几何要有一定了解,要能够根据平面图和坐标能够准确画出该晶胞的三维晶胞结构,再进行解答。33d104s24p4 大于小于 4 原子半径 n pas,键长 ga nga pga as,键能 ga n ga pga as,故 can 、gap 、gaas的熔点逐渐降低解析: 3d104s24p4大于小于 4 原子半径np as,键长 gan gapgaas,键能 gangapgaas,故 can、
27、gap、gaas的熔点逐渐降低 12 3a84 2n a【解析】【分析】(1)基态硒原子序数为34,根据构造原理写出其核外电子排布式;(2)同一周期中从左到右,原子半径逐渐减小,同一周期从左到右,元素的第一电离能有增大趋势,但iia、va族第一电离能大于同周期相邻元素;(3)二氧化硅晶体中含有“ sio4” 结构单元, 1 个 si原子结合4 个 o 原子,同时每个o 原子结合 2 个 si原子;(4)原子晶体中,原子半径越大,共价键键长越长,共价键越弱,键能越小,晶体的熔点越低;(5)晶胞中 ga 原子采用六方最密堆积方式,每个ga原子周围距离最近的ga原子数目为12;均摊法计算晶胞(平行六
28、面体 )中 ga、n 原子数目,计算原子总质量,根据晶体密度=晶胞质量 晶胞体积。【详解】(1)se是 34 号元素,位于第四周期a 族,核外电子排布式为ar3d104s24p4;(2)根据元素周期律,ga与 as 位于同一周期,ga原子序数小于as,故原子半径ga大于as,同周期第一电离能变化趋势是从左到右增大,故第一电离能ga小于 as;(3)水晶中 1 个硅原子结合4 个氧原子,同时每个氧原子结合2 个硅原子,所以水晶是以sio4四面体向空间延伸的立体网状结构,水晶中硅原子的配位数为4;(4)原子半径 npas,键长 gangapgaas,键能 gan gapgaas,故gan、gap、
29、gaas的熔点逐渐降低;(5)从六方晶胞的面心原子分析,上、中、下层分别有3、6、 3 个配位原子,故配位数为12。六方晶胞中原子的数目往往采用均摊法:位于晶胞顶点的原子为6 个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为16;位于晶胞面心的原子为2 个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为12;位于晶胞侧棱的原子为3 个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为13;位于晶胞体心的原子为 1 个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为1。gan 晶胞中 ga原子个数为111223662,n 原子个数为16463,所以该晶胞化学式为ga6n6,质量为684ang,该六棱柱的底面为正六边形,边长为acm,底面的面积为6 个边长为acm 的正三角形
30、面积之和,根据正三角形面积的计算公式,该底面的面积为22364a cm,由图 2可知六棱柱的高为623acm,所以晶胞的体积为333 2a cm,密度为3336 8484 23 2aagnn aa cmg?cm-3。【点睛】物质结构的综合考题,涉及核外电子排布、电离能、化学键、等电子体、晶体类型与性质、晶胞结构与计算等知识,理解原子相对位置并计算晶胞的体积是解题关键,其中均摊法确定立方晶胞中粒子数目的方法是:顶点:每个顶点的原子被8 个晶胞共有,所以晶胞对顶点原子只占18份额;棱:每条棱的原子被4 个晶胞共有,所以晶胞对顶点原子只占14份额;面上:每个面的原子被2 个晶胞共有,所以晶胞对顶点原
31、子只占12份额;内部:内部原子不与其他晶胞分享,完全属于该晶胞。4a n n n o c h2te 、h2se 、h2s均是分子晶体,相对分子质量逐渐减小,范德华力减小,所以沸点减小,而水分子中存在氢键,所以沸点最高 sp3、sp2 四面解析: a nn noc h2te、h2se、h2s均是分子晶体,相对分子质量逐渐减小,范德华力减小,所以沸点减小,而水分子中存在氢键,所以沸点最高 sp3、sp2四面体形1 1 1(,)2 2 2303a144210n a【解析】【分析】【详解】(1)基态 n 的核外电子排布式为1s22s22p3,基态排布为能量最低的排布,电子排布图表示的状态中只有a 项符
32、合,故答案为:a;(2)等电子体为原子总数相同,价电子总数也相同的微粒,与co互为等电子体的一种分子为 n2,其结构式为:nn;同周期主族元素,随着原子序数增大,第一电离能呈增大的趋势,但第 a 族和第 a 族元素反常,所以c、n、o 的第一电离能由大到小的顺序为:noc,故答案为:nn;noc;(3)h2te、h2se、h2s均是分子晶体,相对分子质量逐渐减小,范德华力减小,所以沸点减小,但由于氢键的作用力比范德华力强,氢键会使沸点异常升高,会导致h2o 的沸点异常的高,所以沸点大小为h2oh2teh2seh2s ,故答案为:h2te、 h2se、h2s均是分子晶体,相对分子质量逐渐减小,范
33、德华力减小,所以沸点减小,而水分子中存在氢键,所以沸点最高;(4)甲基中碳原子形成4 个 键,没有孤电子对,杂化轨道数目为4,碳原子杂化方式为sp3,而羰基中c 原子形成3 个 键,没有孤电子对,杂化轨道数目为3,碳原子杂化方式为 sp2;nh3中 n 原子形成3 个 n-h 键,含有 1 对孤对电子,价层电子对数=3+1=4,价电子对互斥理论模型是四面体形,故答案为:sp3、sp2;四面体形;(5)根据晶胞结构分析,c位于晶胞体心,则c 的原子坐标为:1 1 1(,)2 2 2,故答案为:1 1 1( ,)2 2 2; 1mol 晶胞,即有na个晶胞,质量为m=2 (64 2+16 )g=1
34、44 2g,所以密度为=3033am1442=10g/cmvn a,故答案为:303a144210n a。5 石墨晶体中的碳碳键除 键外还有大 键,金刚石晶体中碳碳键只有 键分子组成和结构相似,随相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强,故 ccl4、cbr4、ci4 熔点依次升高顶解析: nacl sicl4 分子间存在氢键正四面体三角锥形 12 面心立方堆积 a cu3n 解析: 1s22s22p3 mg、si bnnacl sicl4分子间存在氢键正四面体三角锥形 12 面心立方堆积24a 303a4m10a n cu3n cu3n+4hcl= nh4cl+3cucl 【解析】【分析】
35、a 是空气中含量最高的元素则a 为 n; d、e元素的基态原子3p 能级上都有两个未成对电子,则核外电子排布式为1s22s22p63s23p2或 1s22s22p63s23p4,故 d 为 si、 e为 s , b是同周期中原子半径最大的元素,则b是na;c原子的最外层电子数与核外电子层数相等,则c为 al;f原子的外围电子排布为(n- 1)d10ns1,则 f 为 29 号元素 cu。【详解】(1)a 为 n 元素,基态原子核外电子的轨道表达式为1s22s22p3;c 为 al,e为 s,p最外层为半充满状态所以第一电离能大于s ,mg 的 3s 轨道为全满状态,所以第一电离能大于al,所以
36、介于al 和 s之间的元素有mg、 si ;(2)a 与硼元素按原子个数比为11 形成的空间网状结构化合物为bn;为原子晶体,b 的氯化物为 nacl,为离子晶体;d 的氯化物为sicl4,为分子晶体,所以熔点由高到低为:bnnacl sicl4;(3)a 的最简单氢化物为nh3,分子间存在氢键,溶液液化;e的次高价含氧酸根为so32-,价层电子对数为4,孤电子对数为1,所以其vsepr 模型为正四面体,空间构型为三角锥形;(4)根据图示可知该堆积方式为面心立方堆积,以顶点的原子分析,位于面心的原子与之相邻, 1 个顶点原子为12 个面共用,故配位数为12;据图可知面对角线上的三个晶胞相切,所
37、以有(4r)2=2a2,解得 r=24a pm;该晶胞中所含 f 原子的个数为118+6=482,所以质量m=am4ng,晶胞体积为v=a3 pm3=a3 10-30cm3,所以密度30-3a3-3033am4gnm4m =10 g cmva10 cma n;(5)a 为 n,f为 cu,据图可知一个晶胞中含有cu原子的个数为1124=3,含有 n 原子的个数为188=1,所以该晶体的化学式为cu3n;全部由非金属元素组成的离子化合物应为nh4cl,氮、氯元素的化合价没有发生变化,生成的沉淀为白色可知不是铜单质,则铜元素化合价不变,白色沉淀为cucl ,所以该反应的化学方程式为:cu3n+4h
38、cl= nh4cl+3cucl 。10b sp 2、sp 3 3:4 hno3 的非羟基氧个数与h2so4 的非羟基氧个数相同,所以酸性强度相近21 50% 【解析】【分析】a、解析: b sp 2、sp 3 3:4 hno3的非羟基氧个数与h2so4的非羟基氧个数相同,所以酸性强度相近 21 50% 103238 232105.186.0210【解析】【分析】a、b、c、 d、e、f原子序数依次增大的六种元素,均位于元素周期表的前四周期,b元素含有 3 个能级,且每个能级所含的电子数相同,核外电子排布为1s22s22p2,故 b 为碳元素; d 的原子核外有8 个运动状态不同的电子,则d 为
39、 o 元素; c的原子序数介于碳、氧之间,故 c 为 n 元素; e元素与 f元素处于同一周期相邻的族,它们的原序数相差3,二者只能处于第四周期,且e元素的基态原子有4 个未成对电子,外围电子排布为3d64s2,则 e为 fe,f 为 cu,( 3)中 c(氮元素)与a 形成的气体x,则 a 为 h 元素,形成的x 为nh3,据此解答本题。【详解】(1)( 1)d 为 o 元素,价电子排布为2s22p4,基态的价层电子排布图为:,故答案为:;(2)a、二氧化硅属于原子晶体,二氧化碳形成分子晶体,故点:sio2co2,故 a错误;b、同周期自左而右电负性增大,电负性顺序:cnos ,所以稳定性:
40、 h2oh2s,故 d 错误,故答案为: b;(3)杂环上的碳原子含有3 个 键,没有孤对电子,采用sp2杂化,甲基、亚甲基上碳原子含有 4 个共价单键,采用sp3杂化,故答案为: sp2、 sp3;(4)(cn)2是直线型分子,并有对称性,结构式为:nc -cn,单键为键,三键含有1个键、 2 个 键, (cn)2中 键和 键的个数比为3:4,故答案为: 3:4;(5)hno3的非羟基氧个数与h2so4的非羟基氧个数相同,所以酸性强度相近,故答案为: hno3的非羟基氧个数与h2so4的非羟基氧个数相同,所以酸性强度相近;(6)结构中如1、3、6、7 的 o2-围成的正四面体空隙有8 个,由
41、图可知晶体结构中o2-离子数目为 818+612=4 个,则正四面体空隙数与o2-离子数目之比为8: 4=2:1;fe3o4中有一半的fe3+填充到正四面体空隙中,另一半fe3+和 fe2+填充在正八面体空隙中,则有 50%的正八面体空隙没有填充阳离子;含有 fe3+和 fe2+的总数为3,晶胞中有8 个图示结构单元,不妨取1mol 这样的晶胞,则1mol 晶胞的质量为m=8 (3 56+4 16)g=8 232g,1mol 晶胞即有6.02 1023个晶胞, 1 个晶胞的体积为v=(a10-10)3cm3,所以晶体密度为32323-10m8232 =g/mol6.0210v6.0210a 1
42、0,所以晶胞边长a=103238232105.186.0210pm,故答案为: 2:1;50;103238232105.186.0210。11第四周期第b族 tio2为离子晶体, ticl4 和 tibr4 为分子晶体,故tio2 的熔点高, ticl4 和 tibr4 的结构相似, tibr4 的相对分子质量比的ticl4相对分子质量大,则t 解析:第四周期第b族 tio2为离子晶体, ticl4和 tibr4为分子晶体,故 tio2的熔点高, ticl4和 tibr4的结构相似, tibr4的相对分子质量比的ticl4相对分子质量大,则tibr4的范德华力比ticl4的范德华力强,故 ti
43、br4的熔点比 ticl4的熔点高sp2杂化sp 杂化平面三角形金属1:1621482+16410aa b c n【解析】【分析】(1)ti 原子的原子序数是22,在元素周期表中位于第四周期第b族,基态ti 原子的价层电子排布图为;(2)比较几种晶体的熔点,离子晶体的熔点高,分子晶体的结构相似时,相对分子质量越大,范德华力越强,熔点越高;(3)利用价层电子对数求杂化类型及分子间的空间构型;(4)晶胞中原子个数的求法;(5)求 tio2晶体密度时,注意一个晶胞中含有2 个 ti 原子、 4 个 o 原子,注意晶胞参数的单位换算。【详解】(1)ti 原子的原子序数是22,在元素周期表中位于第四周期
44、第b族,基态ti 原子核外电子排布式为 ar3d24s2,基态 ti 原子的价层电子排布图为;(2)tio2为离子晶体, ticl4和 tibr4为分子晶体,故tio2的熔点高, ticl4和 tibr4的结构相似, tibr4的相对分子质量比的ticl4相对分子质量大,则tibr4的范德华力比ticl4的范德华力强, 故tibr4的熔点比ticl4的熔点高;(3)coc12分子中碳原子的价层电子对数是3,故 coc12分子中碳原子的杂化方式为sp2杂化,且中心原子碳原子没有孤电子对,cocl2的空间构型是平面三角形;co2分子中碳原子的价层电子对数是2,故 co2分子中碳原子的杂化方式为sp
45、杂化;(4)钛铝合金是金属晶体,原子之间是由金属键形成的晶体,一种钛铝合金具有面心立方最密堆积的结构,在晶胞中ti 原子位于顶点和面心位置,al 原子位于棱心和体心,故在一个晶胞中ti 原子个数为:818+612=4,al 原子的个数为:1214+1=4,该合金中ti 和al 原子的数量之比为:4:4=1:1;(5)因为tio2晶胞中 ti4+位于 o2所构成的正八面体的体心,所以tio2晶体中 ti4+的配位数是 6;根据晶胞图可知,ti 原子 8 个在顶点、一个在体心,o 原子 4 个在面心、 2 个在体心,故该晶胞中ti 原子个数为818+1=2,o 原子的个数为412+2=4, (a10-7)(b10-7)(c10-7) na=482+164,=21482+16410aa b c ngcm-3。【点睛】根据晶胞的结构进行计算时,可利用均摊法先确定晶胞中的微粒数目,再根据:密度晶胞体积阿伏伽德罗常数
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