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文档简介
1、晶胞的相关计算专项训练单元测试综合卷学能测试试题一、晶胞的相关计算1.元素X位于第4周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2;元素丫基态原子的3P轨道上有1对成对电子。X与丫形成的化合物的晶胞结构如图所示,下列关于该晶体的说法正确的是()A.该晶体属于原子晶体B.X2+的配位数为8,Y2-的配位数为4C.与每个Y2-距离最近且相等的Y2-共有12个D.该晶体的熔点比氧化锌高2.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cr有6个8 .在Caf2晶体中,Ca2+周围距离最近的F-有4个C.在SiQ晶体中,每个晶胞中含有4个Si原子和8个O原子
2、D.在铜晶体中,每个铜原子周围距离最近的铜原子有12个9 .据科技日报报道,我国科学家研制成功一系列石墨烯限域的3d过渡金属中心(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)催化剂,在室温条件下以H2O2为氧化剂直接将CH4氧化成C的含氧化合物。请回答下列问题:(1)在Mn、Fe、C。、Ni、Cu中,某基态原子核外电子排布遵循洪特规则特例”(指能量相同的原子轨道在全满、半满、全空状态时,体系的能量最低),该原子的外围电子排布式为。(2)在3d过渡金属中,基态原子未成对电子数最多的元素是(填元素符号)。(3)铜的焰色反应呈绿色,在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为。(4)石墨烯限域单原子铁
3、能活化CH4分子中的C-H键,导致C与H之间的作用力(减弱”或不变”。)铁晶体中粒子之间作用力类型是。(5)常温下,H2O2氧化CH4生成CH3OH、HCHQHCOOH等。它们的沸点分别为64.7C、-19.5C、100.8C,其主要原因是;CH4和HCHO比较,键角较大的是,主要原因是。(6)钻晶胞和白铜(铜馍合金)晶胞分别如图1、2所示。钻晶胞堆积方式的名称为;已知白铜晶胞的密度为dgcm-3,Na代表阿伏加德罗常数的值。图2晶胞中两个面心上铜原子最短核间距为pm(列出计算式)。10 2019年诺贝尔化学奖授予三位开发锂离子电池的科学家。TiS2、LiCoQ和LiMnO2等都是他们研究锂离
4、子电池的载体。回答下列问题:(1)基态Ti原子的价层电子排布图为。(2)在第四周期d区元素中,与Ti原子未成对电子数相同的元素名称。(3)金属钛的原子堆积方式如图所示,则金属钛晶胞俯视图为。(4)已知第三电离能数据:I3(Mn)=3246kJmol-1,I3(Fe)=2957kJmol-1。镒的第三电离能大于铁的第三电离能,其主要原因是。(5)据报道,在MnO2的催化下,甲醛可被氧化成CQ,在处理含HCHO的废水或空气方面有广泛应用。HCHO中键角CO2中键角(填大于“小于"或等于")。(6)Co3+、Co2+能与NH3、H2O、SCN等配体组成配合物。1molCo(NH3
5、)63+含mol0键。配位原子提供孤电子对与电负性有关,电负性越大,对孤电子对吸引力越大。SCN的结构式为S=C=N-,SCN与金属离子形成的配离子中配位原子是(填元素符号)。(7)工业上,采用电解熔融氯化锂制备锂,钠还原TiCl4(g)制备钛。已知:LiCl、TiCl4的熔点分别为605C、-24C,它们的熔点相差很大,其主要原因是。(8)钛的化合物晶胞如图所示。二氧化钛晶胞如图1所示,钛原子配位数为。氮化钛的晶胞如图2所示,图3是氮化钛的晶胞截面图(相邻原子两两相切)。已知:Na是阿伏加德罗常数的值,氮化钛晶体密度为dgcm-3。氮化钛晶胞中N原子半径为pm。5 .元素的性质与原子结构、元
6、素在周期表中的位置有着密切的关系。回答下列问题:(1)如图表示某短周期元素X的前五级电离能(I)的对数值,试推测并写出X的元素符号。(2)化合物甲与 CaCux合金可看作由如图所示的(a)、( b)两种原子层交替堆积排列而成。( a)是由Cu和Ca共同组成的层,层中 Cuu-Cu之间由实线相连;(b)是完全由Cu原子组成的O2所含元素种类相同,两者互为等电子体,请写出甲的化学式分子中心原子的杂化类型是(3)配位化学创始人维尔纳发现,将1mo1CoCl3.5NH3(紫红色)和1mo1CoCl3?4NH3(绿色)溶于水,加入AgNO3溶液,立即沉淀的AgCl分别为2mo1、1mol。则紫红色配合物
7、中配离子的化学式为,绿色配合物中 Co的配位数为(4)某稀土元素M的氧化物晶体为立方晶胞,其结构如图所示,图中小球代表氧离子,大球代表M离子。写出该氧化物的化学式O1,3),则原子2(M原子)的坐标为44中国蓝“、中国紫”,直到近年来人们才研n =,基态时该阳离子的价电子排布式为成原料中用CaCQ代替了 BaCQ,其它和 中国蓝”致。CO2 一中键角/ OCO为O根据己知该晶体密度为pgcm-3,晶胞参数为anm,Na为阿伏加德罗常数的值。则M的相对原子质量Mr=(用含仍a等的代数式表示);以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐,一,一一一,一,1标,例如图
8、中原子1(M原子)的坐标为(一4O6 .我国秦俑彩绘和汉代器物上用的颜料被称为究出来其成分为BaCuS4O10,BaCuS2O6o(1)中国蓝“、中国紫”中均具有CuT离子,O(2)在5500年前,古代埃及人就己经知道如何合成蓝色颜料一埃及蓝”CaCuOio,其合所学,从原料分解的角度判断埃及蓝”的合成温度比中国蓝”更(填高”或低”)。(3)配离子Cu(CN)32-中,中心离子的杂化类型是,该配离子的空间构型为;CN-中配位原子是(填名称)。层,CuCu之间也由实线相连。图中虚线构建的六边形,表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置;(c)是由(a)和(b)两种原子层交替堆积成CaCiX合金
9、的晶体结构图。在这种结构中,同一层的Ca-Cu距离为294pm,相邻两层的Ca-Cu距离为327pm。该晶胞中Ca有个Cu原子配位(不一定要等距最近)。同一层中,Ca原子之间的最短距离是pm,设Na为阿伏加德罗常数的值,CaCu晶体的密度是g/cm3(用含m、n的式子表示)。7 .非金属元素在化学中具有重要地位,请回答下列问题:(1)氧元素的第一电离能比同周期的相邻元素要小,理由。(2)元素X与硒(Se)同周期,且该周期中X元素原子核外未成对电子数最多,则X为(填元素符号),其基态原子的电子排布式为。(3)臭眼排放的臭气主要成分为3MBT甲基2丁烯硫醇,结构简式为(丫1mol3MBT中含有键数
10、目为Na(Na为阿伏伽德罗常数的值)。该物质?U点低于(CH3)2C=CHCH2OH,主要原因是。(4) PC5是一种白色晶体,熔融时形成一种能导电的液体测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子;熔体中PCl的键长只有198Pm和206Pm两种,试用电离方程式解释PC5熔体能导电的原因,正四面体形阳离子中键角大于PC3的键角原因为,该晶体的晶胞如图所示,立方体的晶胞边长为apm,Na为阿伏伽德罗常数的值,则该晶体的密度为g/cm38 .碳族元素的单质和化合物具有非常重要的作用。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 2)CH
11、30H分子中C原子的杂化方式为SCN的空间构型为。(3)烷烧(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Si02晶胞,构成二氧化硅晶体结构的最小环是由一个原子构成。已知晶胞参数为apm,则其晶胞密度为gcm-3。9 .碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物,而且还能形成多种无机化合物,同时自身可以形成多种单质,碳及其化合物的用途广泛。(1)C60分子的晶体中,在晶胞的顶点和面心均含有一个C60分子,则一个C60晶胞的质量为。(2)干冰和冰是两种常见的分子晶体,下列关于两种晶体的比较中正确的是(填字母)。a.晶体的熔
12、点:干冰冰b.晶体中的空间利用率:干冰冰c.晶体中分子间相互作用力类型相同(3)金刚石和石墨是碳元素形成的两种常见单质,下列关于这两种单质的叙述中正确的是(填字母)。a.金刚石中碳原子白杂化类型为sp3杂化,石墨中碳原子的杂化类型为sp2杂化b.晶体中共价键的键长:金刚石中CC石墨中CCC.晶体的熔点:金刚石石墨d.晶体中共价键的键角:金刚石石墨e.金刚石晶体中只存在共价键,石墨晶体中则存在共价键、金属键和范德华力f.金刚石和石墨的熔点都很高,所以金刚石和石墨都是原子晶体(4)金刚石晶胞结构如下图,立方BN结构与金刚石相似,在BN晶体中,B原子周围最近的N原子所构成的立体图形为,B原子与N原子
13、之间共价键与配位键的数目比为,一个晶胞中N原子数目为。(5)已知Cu单质的晶体密度为因cm3,Cu的相对原子质量为M,阿伏加德罗常数为Na,则Cu的原子半径为。10 .1830年,瑞典化学家塞弗斯托姆从一种铁矿石中得到了一种新元素,并以凡娜迪丝女神(Vanadis)之名命名为钮”。钮(23V)的用途很广,在冶金行业有第一金属”的美(1)基态锂原子能量最高的电子占据的能级符号为。(2)依据价电子互斥理论推测VO2的立体构型是(3)化合物中,中心原子V的价电子与配体提供的电子数之和为18,配体尿O?”带电荷,且其提供的是大兀键的电子,则配体中的大兀键可表示为。(例如苯中大兀键可表示为口6)从电负性
14、角度解释CO作配体时,配位原子是C而不是。的原因是O(4)2-疏基烟酸氧钮配合物(如图甲)是有效调节血糖的新型药物的主要成分。甲乙2-疏基烟酸氧钮配合物中VO键长(填大于”等于“或小于")V-O键长,该物质中氮原子白_杂化方式是。相同条件下,2-疏基烟酸(如图乙)在水中溶解性好于2-疏基烟酸氧钮配合物的原因是(5)某钮的氧化物的晶胞如图。氧的配位数为。已知上述晶胞为立方晶胞,距离最近的钮原子和氧原子间的核间距为dcm,晶体密度为-3pgcm,则晶胞中底面上的两个氧原子的核间距为cm.11 .铁、钻、馍及化合物在机械制造、磁性材料、新型电池或高效催化剂等许多领域都有着广泛的应用。请回答
15、下列问题:1基态Ni原子的价电子排布式为。馍与CO生成的配合物Ni(CO)4,1moKNi(CO)4中含有的函数目为;写出与CO互为等电子体的阴离子的化学2研究发现,在CO2低压合成甲醇反应CO23H2CH30HH?O中,Co氧化物负载的纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。元素Co与O中,第一电离能较大的是。生成物H2O与CH30H中,沸点较高的是,原因是。用KCN处理含Co2的盐溶液,有红色的Co(CN)2析出,将它溶于过量的KCN溶液后,可生成紫色的Co(CN)64。Co(CN)64具有强还原性,在加热时能与水反应生成淡黄色的Co(CN)63,写出该反应的离子方程式。3铁有S、
16、丫、a三种同素异形体(如图),S、a两种晶胞中铁原子的配位数之比为O若Fe原子半径为rpm,Na表示阿伏加德罗常数的值,则YFe单质的密度为g/cm3(列出算式即可)。在立方晶胞中与晶胞体对角线垂直的面在晶体学中称为(1,1,1)晶面。如图,则a?Fe晶胞体中(1,1,1)晶面共有个。12 .硼、硅、硒等元素及其化合物用途广泛。请回答下列问题:(1)基态硒原子的价电子排布式为;SeQ常温下为白色晶体,熔点为340350C,315c时升华,则SeO2固体为晶体。(2)在硼、硅、硒的气态氢化物中,其立体构型为正四面体的是(填化学式),在硅的氢化物中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂
17、,则硒与硅的电负性大小为SeSi(填或“V”)。(3)在周期表的第二周期中,第一电离能介于硼元素和氮元素之间的元素有种。(4)硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物,如BF3能与NH3反应生成BF3-NH3,BF3-NH3中B与N之间形成键;NH3中N原子的杂化轨道类型为,写出与NH3等电子体的一种离子符号O(5)金刚砂(SiQ的摩氏硬度为9.5,其晶胞结构如图所示。在SiC中,每个Si原子周围距离最近的Si原子数目为;若金刚砂的密度为pcm3,Na表示阿伏加德罗常数的值,则晶胞中碳原子与硅原子的最近距离为pm。(用含p和Na的式子表【参考
18、答案】*试卷处理标记,请不要删除一、晶胞的相关计算1 .C解析:C【解析】【分析】元素X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,则内层电子数=2+8+18=28,且最外层电子数为2,所以该原子有30个电子,为Zn元素;元素丫基态原子的p轨道上有1对成对电子,说明3p轨道上有4个电子,核外电子排布为1s22s22p63s23p4,则丫是S元素,则化学式为ZnS,据此解题。【详解】A.ZnS含有Zn2+和S2-,属离子晶体,故A错误;B.因为化学式为ZnS,所以丫2-离子的配位数为4,则X2+离子的配位数也为4,故B错误;C.由晶胞可知,与每个X2+距离最近的X2+在其面心,则共有328=
19、12个,故C正确,D.离子晶体ZnO的晶格能比ZnS大,则ZnO的熔点比ZnS高,故D错误;故答案为Co2. D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个,故A错误;B.在Ca晶体中,每个F周围最近距离的Ca2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Ca2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
20、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,八,一,38铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为12,故D正确;2故选D。3. C解析:3d104s1Cr光谱分析减弱金属键HCOOHCH3OH存在氢键,且HCOOH中氢键更弓虽,HCHO分子间存在范德华力,氢键比范德华力更强HCHOCH中C原子采取sp3杂化,HCHO中C原子采取sp2杂化六方最密堆积36435910102dNA【解析】【分析】(1)具有全充满、半充满、全空的电子构型的原子更稳定;(2)在3d过渡金属中,基态原子未成对电子数最多的元素的价电子排布式为3d54s1;(3)用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素称为光
21、谱分析;(4)石墨烯限域单原子铁活化CH4分子中的C-H键,说明在催化剂条件下C-H更容易发生断裂,其键能降低;铁晶体属于金属晶体,晶体中存在自由电子和金属阳离子,靠金属键结合形成金属单质;(5)HCOOHCH3OH存在氢键,且HCOOH中氢键更强,HCHO分子间存在范德华力,氢键比范德华力更强;CH4为正四面体构型,HCHO为平面三角形,键角主要由碳原子杂化方式决定;(6)由图1所示,可知钻晶胞的堆积方式是六方最密堆积;面心6个Cu原子构成正八面体,棱上2个Cu原子与体心连线形成等腰直角三角形,该等腰直角三角形的斜边长即为两个面心上铜原子最短核间距,由几何知识可知两个面心上铜原子最短核间距=
22、直角边长度的J2倍,而等腰直角三角形的直角边长等于晶胞棱长的1均摊法计算晶胞中Cu、Ni原子数目,计算晶胞质量,结合晶胞质量=晶体密度湖胞2体积计算晶胞棱长。【详解】具有全充满、半充满、全空的电子构型的原子更稳定,在Mn、Fe、Co、Ni、Cu的外围电子排布式分别为3d54s2、3d64s2、3d74s2、3d84s2、3d104s1,某基态原子Cu原子核外电子排布遵循洪特规则特例”;(2)在3d过渡金属中,基态原子未成对电子数最多的元素的价电子排布式为3d54s1,该元素为Cr;(3)用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素称为光谱分析;(4)石墨烯限域单原子铁活化CH4分子中的C-H键,说明在催化
23、剂条件下C-H更容易发生断裂,其键能降低,即导致C与H之间的作用力减弱;铁晶体属于金属晶体,晶体中存在自由电子和金属阳离子,靠金属键结合形成金属单质;(5)HCOOHCH3OH存在氢键,且HCOOH中氢键更强,HCHO分子间存在范德华力,氢键比范德华力更强,故沸点HCOOH>CH3OH>HCHO;CH4中C原子采取sp3杂化,为正四面体构型,HCHO中C原子采取sp2杂化,为平面三角形,HCHO中键角较大;(6)由图1所示,可知钻晶胞的堆积方式是六方最密堆积;面心6个Cu原子构成正八面体,棱上2个Cu原子与体心连线形成等腰直角三角形,该等腰直角三角形的斜边长即为两个面心上铜原子最短
24、核间距,由几何知识可知两个面心上铜原子最短核间距=直角边长度的J2倍,而等腰直角三角形的直角边长等于晶胞棱长的1,晶胞中Cu=6<1=3、Ni原子数目=8X1=1,晶胞质量=",设晶胞棱长为a228Na6435916435910一一、,pm,则:dg?cm3x(ak10Gtm)3=g,解得a=3!10,故两个面心上Na:dNA643591012.6435910铜原子取短核间品巨=J2x§J10pmx)=310pm0,dNa22;dNa【点睛】考查物质结构与性质,涉及核外电子排布、光谱、氢键、对信息的理解与运用、晶胞结构与计算等,这些都是常考知识点,需要学生具备扎实的基
25、础与灵活运用能力,(6)中计算需要学生具有一定的空间想象与数学计算能力。4. D解析:in仁馍 D Mn2+价层电子排布式为3d54s2达到稳定结构,不易失电子形成Mn3+,Fe2+价电子排布式为3d6,要失去1个电子才达到稳定结构,较易形成FS+,所以镒的第三电离能大于铁小于24S氯化锂是离子化合物,属于离子晶体,氯化钛是共价化合物,属于分子晶体,离子晶体里的离子键要比分子晶体里的分子间作用10【分析】(1)基态Ti原子的价电子排布式为3d24s2,结合泡利原理、洪特规则画出价电子排布图;(2)在第四周期d区元素中,与Ti原子未成对电子数相同,该元素核外电子排布式为Ar3d84s2;(3)T
26、i原子密置层排列为ABABAB排列方式,属于六方最密堆积,平行六面体的晶胞上下底面为菱形,平行六面体均分为2个正三棱柱,其中1个正三棱柱的中心有1个Ti原子,金属钛晶胞俯视图与D相符合;(4)原子轨道处于半满、全满时能量更低更稳定;(5)HCHO和CQ中C原子杂化方式不同;(6)1个Co(NH3)63+中含有18个共价键,6个配位键,配位键也是b键;SCN的结构式为S=C=N",C原子没有孤对电子,N和S都有孤对电子,电负性越大,对孤电子对吸引力越大;(7)离子晶体比分子晶体熔点高;(8)由图1里面1个晶胞里Ti、O两种原子的个数可知Ti原子的配位数,由图2可知1个晶胞里各原子的个数
27、,计算出晶胞的质量,结合密度计算晶胞的体积,晶胞的体积开三次方得到晶胞的棱长,再由图3中两种原子半径与棱长的关系进行计算;根据以上分析进行解答。【详解】(1)Ti的原子序数为22,根据能级图及能量构造原理可得核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d24s2,价电子排布式为3d24s2,价电子排布图为:答案为:(2)Ti原子未成对电子数为2,在第四周期d区元素中,与Ti原子未成对电子数相同的元素的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d84s2,为馍元素。答案为:银。(3)根据金属钛的原子堆积方式可知,该堆积方式为ABABABA晶胞结构为故金属钛晶胞俯视图为Do答案为:Do(
28、4)Mn2+价层电子排布式为3d54s2达到稳定结构,不易失电子形成Mn3+,Fe2+价电子排布式为3d6,要失去1个电子才达到稳定Z构,较易形成Fe3+,所以镒的第三电离能大于铁。答案为:Mn2+价层电子排布式为3d54s2达到稳定结构,不易失电子形成Mn3+,Fe2+价电子排布式为3d6,要失去1个电子才达到稳定结构,较易形成Fe3+,所以镒的第三电离能大于铁。(5)HCHO分子是平面结构,键角接近120?,而CO2的键角是180?,C原子的杂化类型不同,键角不同。答案:小于。(6)1个NH3含有3个共价键,还能形成1个配位键,1molCo(NH3)6产含24mol(r键。答案:24。SC
29、N-的结构式为S=C=N",C原子没有孤对电子,大对孤电子对吸引力越强,越不易给出电子形成配位键,金属离子形成的配离子中配位原子是a答案为:a共价键和配位键都是b键,所以N和S原子都有孤对电子,电负性越N的电负性大于S,所以SCN与(7)依题意,氯化锂是离子化合物,属于离子晶体,氯化钛是共价化合物,属于分子晶体,离子晶体里的离子键要比分子晶体里的分子间作用力强,所以离子晶体的熔点比较高。答案为:氯化锂是离子化合物,属于离子晶体,氯化钛是共价化合物,属于分子晶体,离子晶体里的离子键要比分子晶体里的分子间作用力强。(8)图1中,由均摊法可知1个晶胞含2个黑球4个白球(2个白球在体内,4个
30、白球在面心),所以黑球为钛,白球为氧,1晶胞含4个TiN,TiN的相对式量为个钛与6个氧相连,钛的配位数为6;由图2可知1个62,图3棱上三个粒子相切,设晶胞棱长为a,m哼a,=a,答案为:6;1010。5.C(汽)而被3-21解析:MgS>O或OS2spCo(NH3)5C12+6MO2-Aa4【解析】【分析】【详解】Mg ;(1)根据图像可以发现该元素的第三电离能显著增大,因此推测其为第二主族元素,只有4个电子,不可能有第五电离能,因此只能为镁元素,其元素符号为(2)将一个氧原子换成一个硫原子,因此的甲的化学式为S2O或OS2,SO2中硫原子是sp2杂化,考虑到等电子体的结构类似,因此
31、S2O分子中心原子的杂化类型也为sp2;(3)根据分析,1mol紫红色的物质中有2molci-位于外界,因此剩下的ImolCl-位于内界,其配离子的化学式为Co(NH3)5C12+,而1mol绿色的物质中有1molC位于外界,因此剩下的2molCl-位于内界,因此其配位数为4+2=6;人,、一一,、一一,一一,、1一,(4)四个大球全部位于晶胞内部,因此按1个来算,而位于顶点的氧原子按-来计8”.、1,一一一.、1,一.、算,位于棱心的氧原子按1来计算,位于面心的氧原子按1来计算,位于体心的氧原子按42c11c1,C1个来计算,因此一共有88+124+63+1=8个氧原子,根据分析,一个晶胞内
32、有4个M离子和8个氧离子,因此其化学式为MO2;4Mr+816分子内有4个M和8个氧,因此一个晶胞的质量为一rg,晶体的体积为Na3-21,a310-21cm3,代入尸;y后化简即可得到Mr=以与一0-8;V4把整个晶胞划分为8个小方块,则1号小球相当于左、上、后小方块的体心,2号小球131相当于右、下、后小万块的体心,因此其坐标为(一,一,一)。4446.B解析:3d9120°低sp2平面三角形碳18294百24仅3mnNA【解析】【分析】【详解】(1)根据化学式BaCuS4O10,BaCuS2O6,其中Ba为+2价,Si为+4价,。为-2价,由化合价代数和为零得:中国蓝“、中国紫
33、”中均具有Cun+离子,n=2,基态时该阳离子的价电子排布式为3d9。故答案为:2;3d9;(2)CO32一中心原子C的价电子为3+4223=3,为平面三角形结构,键角/OCO为120o根据所学,钙离子半径小与氧之间的作用力大,碳酸钙更容易分解,故从原料分解的角度判断埃及蓝”的合成温度比中国蓝”更低。故答案为:120°低;(3)配离子Cu(CN)32-中,中心离子的价层电子对个数是3且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断中心原子的杂化方式为sp2,该配离子的空间构型为平面三角形;CN中配位原子是碳,因为N元素电负性较大,不易提供孤电子对,故答案为:sp2;平面三角形;碳;(4)以
34、上面面心上的Ca原子为例,该晶胞中该Ca原子配位的Cu原子包含其上面6个、相同层6个、下层6个,所以其配位数是18,故答案为:18;同一层中,六边形中心上的Ca原子和边上的两个Ca原子形成正三角形,所以Ca原子之间的最短距离是六边形边长=2xU3x(同层相邻Ca-Cu距离)2=2X-3x294Pm=294/3pm;1111该晶胞中Ca原子个数=12X6+2彳=3、Cu原子个数=12X2+6X2+6=15,该晶胞体积=(2 m2sin60 义 6 乃 ncm 3=33 m2ncm3,晶体密度23603_NA3240733ggcm=2gcm,3、“32mnNAmn2故答案为:【点睛】240.3-2
35、T;-°mnNA本题考查物质结构和性质,涉及晶胞计算、原子杂化类型判断、配合物等知识点,侧重考合元素化合物性质、物质结构等知识点,明确原子结构、物质结构是解本题关键,难点是晶胞计算,需要较好的数学空间想象能力及计算能力。7.F解析:F对最外层电子白吸引力比O强,N原子核外电子处于半满的较稳定状态,故第一电离能均高于OCr1522s22p63s23p63d54s1或A。3d54s115(CH3)2C=CHCH!OH分子间含有氢键,增大分子间的作用力,使沸点升高2PC5=PC4+PC6PC3分子中P原子有一对孤电子对,PC4+中P没有孤电子对。孤电子对对成键电子的排斥力大于成键电子对间的
36、排斥力【解析】【分析】(1)F对最外层电子的吸引力比。强,N原子核外电子处于半满的较稳定状态;4171030.4.171032Naa39Naa3(2)元素X与(Se)同周期,且t周期中X元素原子核外未成对电子数最多,X应该是第四周期3d、4s能级半满的原子,为24号元素;该原子核外有24个电子,根据构造原理书写其基态原子的电子排布式;、si1(3)臭眼排放的臭气主要成分为3-MBT-甲基2丁烯硫醇,结构简式为丫2"),共价单键为。键、共价双键中一个是。键另一个是排键,所以1个3-MBT分子中含有15个b键;存在分子间氢键的物质熔沸点较高;(4)含有自由移动离子的化合物能导电;孤电子对
37、对成键电子的排斥力大于成键电子对间的1排斥力;该晶胞中PC5个数=1+83=2,晶胞体积=(ax110cm)3,晶胞密度二Na8'V(1)F对最外层电子白吸引力比。强,N原子核外电子处于半满的较稳定状态,所以第一电离能均高于。元素(2)元素X与(Se)同周期,且t周期中X元素原子核外未成对电子数最多,X应该是第四周期3d、4s能级半满的原子,为24号元素;该原子核外有24个电子,根据构造原理书写其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1;(3)臭眼排放的臭气主要成分为3-MBT-甲基2丁烯硫醇,结构简式为丫),共价单键为b键、共价双键中一个是b
38、键另一个是口键,所以1个3-MBT分子中含有15个。键,则1mol该分子中含有15Na个。键;(CH3)2C=CHCHOH分子间含有氢键,增大分子间的作用力,使沸点升高;(4)含有自由移动离子的化合物能导电,PC5是一种白色晶体,熔融时形成一种能导电的液体测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子,阳离子、阴离子分别为PC4+、PC6-,其电离方程式为2PC5惨触_PC4+PC6-:PC3分子中P原子有一对孤电子对,PC4+中P没有孤电子对,孤电子对对成键电子的排斥力大于成键电子对间的排斥力,所以正四面体形阳离子中键角大于PC3的键角;该晶胞中PC5>=1+8X1=2,晶胞体
39、积8=(a x 110cm)3,晶胞密度二NaV208.5 2 2 22= Na/3-=1Tvg/cma 10324.17 102a®g/cm 3。8. H解析:错4s24p2 sp3杂化直线型烷煌分子组成和结构相似,随着n值增大,相对分子质量增大,分子间作用力增大,熔沸点升高Si-Si键,Si-H键键能比较小,易断裂,不易形成长的硅链48012(a3 1 0 30)【解析】【分析】【详解】32位于第四周期,其价(1)最早用于制造半导体器件的的碳族元素是错,错是电子排布式为:4s24p2,故答案为:错;4s24p2;(2) CHOH中,价层电子对数=b键电子数(4)+中心原子上的孤电
40、子对数(0)=4,所以碳原子采取sp3杂化,SCN的中心C原子:价层电子对数=b键电子数(2)+中心原子上的孤电子对数(0)=2,所以SCN中C的杂化方式为sp杂化,SCN的空间构型为直线型,故答案为:sp3杂化;直线型;(3)烷煌分子组成和结构相似,随着n值增大,相对分子质量增大,分子间作用力增大,熔化和气化时,所需克服的分子间作用力增大,熔沸点升高,故答案为:烷嫌分子组成和结构相似,随着n值增大,相对分子质量增大,分子间作用力增大,熔沸点开比起C-C键,C-H键,Si-Si键,Si-H键键能比较小,易断裂,不易形成长的硅链,但是C-C是可以形成很长碳链的,故答案为:Si-Si键,Si-H键
41、键能比较小,易断裂,不易形成长的硅链;6个Si , 6个Q共12个原1+4=8, O原子数=16,所以1mol(4)从SiQ晶胞来看,构成二氧化硅晶体结构的最小环包含子,均摊法可得:每个SiO2晶胞中Si的个数=8x1+68晶胞的质量=(28X8+16X 16)g=480g,那么每个晶胞的质量480g m=Na,因为晶胞参数=apm=O<10-10cm,所以每个晶胞的体积V=(axlUcm)3,480g480P= 一=TTTo/ =,330、g cmV Na(h 10 cm) NA(a 10 )-3,故答案为:12;4803 一 30°NA(a3 1 0 30)(4)解析:_m
42、一个晶胞的质量1mo晶胞的质量=厂VN个晶胞的体积9. C2880一bae正四面体3:1(1) C60晶体为面心立方排布,所以每个C60晶胞有4个C60分子个),所以一个40晶胞的质量为m NM nM 一Na4 12 60Na(面心3个,顶点12880Na ;Na答案为:2880(2) a.冰融化时氢键被破,干冰分子之间只存在范德华力,融化时破坏范德华力,氢键比范德华力强,故晶体的熔点冰干冰,故a错误;b.水分子间存在氢键,且氢键有方向性,导致水分子形成冰时存在较大的空隙,干冰分子之间只存在范德华力,形成的分子晶体是密堆积,晶体中的空间利用率:干冰冰,故b正确;c.干冰分子之间存在范德华力,水
43、分子间存在氢键,晶体中分子间相互作用力类型不相同,故c错误;答案为:b;(3) a.金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键,构成正四面体,碳原子的杂化类型为sp3杂化;石墨中的碳原子与相邻的三个碳原子以。键结合,形成平面正六边形结构,碳原子的杂化类型为sp2杂化,故a正确;b.sp2杂化中,s轨道的成分比sp3杂化更多,而且石墨的碳原子还有大兀键所以形成的共价键更短,更牢固,即石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短,故b错误;c.石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短,作用力更大,破坏化学键需要更大能量,所以晶体的熔点金刚石石墨,故c错误;d.金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键,构成正
44、四面体,键角为109。28'石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以b键结合,形成正六角形的平面层状结构,键角为120°,故d错误;e.金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键,构成正四面体,石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以b键结合,形成正六角形的平面层状结构,而每个碳原子还有一个2P轨道,其中有一个2P电子.这些p轨道又都互相平行,并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面,形成了大兀键.因而这些兀电子可以在整个碳原子平面上活动,类似金属键的性质,石墨为层状结构,层与层之间通过范德华力连接,说明晶体中含有共价键、金属键、范德华力,故e正确;f.金刚
45、石是原子晶体,石墨为层状结构,层与层之间通过范德华力连接,石墨为混合型晶体,不属于原子晶体,故f错误;答案为:ae;(4)由金刚石的晶胞结构可知,晶胞内部有4个C原子,面心上有6个C原子,顶点有8个C原子,在BN晶体中,每个B原子和4个N原子形成共价键,所以B原子周围最近的N原子所构成的立体图形为正四面体;B原子的配位数是4,B原子与N原子之间共价键的数目是12,所以B原子与N原子之间共价键的数目与配位键的数目比为3:1,一个晶胞中N原子数目为4;答案为:正四面体;3:1;4;(5)已知Cu单质的晶体密度为因cm3,Cu的相对原子质量为M,是面心立方最密堆积,故晶胞内有4个Cu分子、,m NM
46、体积为:V Na4MNa(面心3个,顶点1个),阿伏加德罗常数为,又 4r J2a r *2a ,则 r Na ,晶胞的4Mcm 。Na10. C解析:3d直线型 5O的电负性大于 C,对电子的吸引能力强 小于sp2形成分子间氢键 32 3166*Na2d【解析】【分析】32钮是23号原子,核外电子排布式为:Ar3d34s2;依据公式计算VO2的杂化方式为:-5122222,为sp杂化;化合物口E二戌'eg中,中心原子V的价电子与配体提供的电子数之和为18,由于钮的价电子数是5个,每个CO的C给钮提供2个电子,则配体:提供185245个电子,又该配体是由5个原子构成的;O的电负性大于C
47、,对电子的吸引能力更强;单键是键,采取头碰头的方式,键长长,双键有键,采取肩并肩的方式,键长短;根据钮的氧化物的晶胞可知,与氧直接相连的钮原子有3个;根据结构可知,晶体边长(a)的J2倍=2d+rOO(晶胞底面上的两个氧原子的核间距)。【详解】(1)倒是23号原子,核外电子排布式为:Ar3d34s2,核外电子排布遵循能量最低原理,先排4s,再排3d,故最高能级是3d;故答案为:3d;,、,、-5122八,(2)依据公式计算VO2的杂化万式为:22,为sp杂化,推测VO2的立体构型是直线型;故答案为:直线型;(3)化合物(匐二代CQ中,中心原子V的价电子与配体提供的电子数之和为18,由OCCO于
48、钮的价电子数是5个,每个CO的C给钮提供2个电子,则配体:.提供185245个电子,又该配体是由5个原子构成的,故该配体的大兀键可表示为:55;当CO作配体时,由于O的电负性大于C,对电子的吸引能力更强,所以配位原子是C而不是O;故答案为:5;O的电负性大于C,对电子的吸引能力强;(4)2-疏基烟酸氧钮配合物中VO单键是键,采取头碰头的方式,键长长,VO键双键有键,采取肩并肩的方式,键长短,故VO键长小于vo键长,再该物质中,形成了碳氮双键,氮的杂化方式是sp2杂化;故答案为:小于;sp2;(5)找氧的配位数,根据钮的氧化物的晶胞可知,与氧直接相连的钮原子有3个,故氧的配位数是3;根据结构可知
49、,晶体边长(a)的J2倍=2d+rOO(晶胞底面上的两个氧原子m NM的核间距),V -Na2 51 16 2Na1663-766口,a 4V 31,贝U ro o 二日日Na Na体边长(a)的22倍-2d, roo、23;2d;166故答案为:3; 22 3 2d。【点睛】关于晶胞的计算,要仔细观察晶胞图,观察原子的位置及结构,巧用数学公式进行分析,该题的大派键可以根据题上信息来分析,如果没有告诉电子,则可根据以下顺序来分析大派键:写出原子的电子式,分析成键特点;先让各原子以相连,即只有一个共用电子对;写路易斯结构式;若原子有单电子,则该电子参与形成大派键,若原子中无单电子,最多有一对电子
50、参与形成大派键。11.C解析:3d84s28NaCN或C2OH2OH2O的沸点较高,因为平均一个水分子能形成两个氢键.而平均一个CH30H分子只能形成一个氢键,氯键越多,熔沸点越高。所以H2O沸点高2Co(CN)642H202Co(CN)63H220H4:34_566.02102316,2r310304【解析】【分析】(1)Co为27号元素,位于第四周期第Vm族;1个Ni(CO)4中含有4个配位键、4个共价三键,每个共价三键中含有一个b键,配位键也属于(T键;与CO互为等电子体的阴离子中含有2个原子、价电子数是10;(2)O元素是非金属,Co是金属元素;氢键越多,熔沸点越高;Co(CN)64-配离子具有强还原性,在加热时能与水反应生成淡黄色Co(CN)63-,只能是水中氢元素被还原为氢气,根据电荷守恒有氢氧根离子生成;(3)8晶胞为体心立方堆积,Fe原子配位数为8.a晶胞为简单立方堆积,Fe原子配位数为6;11m,丫Fe中顶点粒子占1,面心粒子占,根据晶体密度p=m计算;82V在立
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