（新课标）2023届高考化学大一轮复习39晶体结构与性质配餐作业新人教版

PAGEPAGE8配餐作业(三十九)晶体结构与性质1．A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。答复以下问题：(1)四种元素中电负性最大的是________(填元素符号)，其中C原子的核外电子排布式为____________________。(2)单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是__________(填分子式)，原因是__________________________；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为__________和__________。(3)C和D反响可生成组成比为1∶3的化合物E，E的立体构型为__________，中心原子的杂化轨道类型为__________。(4)化合物D2A的立体构型为__________，中心原子的价层电子对数为__________，单质D与湿润的Na2CO3反响可制备D2(5)A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如下图，晶胞参数a＝0.566nm，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)__________。解析根据题目条件，可推出A、B、C、D分别为O、Na、P、Cl。(1)电负性最大的为O，P的核外电子排布为1s22s22p63s23p3。(2)单质A有O2、O3两种同素异形体，相对分子质量大的，分子间作用力也大，沸点高。A、B的氢化物分别为H2O、NaH，晶体类型分别为分子晶体、离子晶体。(3)E为PCl3，P含有一对孤电子对，价层电子对数为4，立体构型为三角锥形，中心原子P的杂化类型为sp3杂化。(4)Cl2O中的中心原子为O，O有2对σ键电子对，孤电子对数＝eq\f(1,2)(6－2×1)＝2，故价层电子对数为4，分子的立体构型为V形。根据得失电子守恒配平化学方程式，得2Cl2＋Na2CO3=Cl2O＋2NaCl＋CO2。(5)晶胞中O2－为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，Na＋为8个，那么化学式为Na2O。以顶点氧原子为中心，与氧原子距离相等且最近的钠原子的个数为8，那么氧原子的配位数为8。晶体F的密度为eq\f(4×62g·mol－1,0.566×10－7cm3×6.02×1023mol－1)＝2.27g·cm－3。答案(1)O1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)(2)O3O3相对分子质量较大，分子间作用力大分子晶体离子晶体(3)三角锥形sp3(4)V形42Cl2＋2Na2CO3＋H2O=Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl(或2Cl2＋Na2CO3=Cl2O＋CO2＋2NaCl)(5)Na2O8eq\f(4×62g·mol－1,0.566×10－7cm3×6.02×1023mol－1)＝2.27g·cm－32．硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)均属于硼族(第ⅢA族)元素，它们的化合物或单质都有重要用途。请答复以下问题：(1)基态镓原子的价层电子排布图为________________________________________________________________________。(2)AlCl3在NaCl、KCl熔融盐中能生成Al2Cleq\o\al(－,7)，其结构如下图。其中Al原子的杂化轨道类型为________，配位键数目为________。(3)晶体硼的结构单元是正二十面体，每个单元中有12个硼原子(如图)，假设其中有两个原子为10B，其余为11B，那么该结构单元有________种不同的结构类型。(4)目前市售LED晶片材质根本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、InGaN(氯化铟镓)为主。砷化镓晶体的晶胞结构如下图，那么晶胞中所包含的砷原子(白色球)个数为________，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为________。解析(1)基态Ga的最外层有3个电子，价层电子排布图为。(2)Al2Cleq\o\al(－,7)中Al形成4个σ键，杂化类型为sp3。每个Al和1个Cl形成配位键，配位键数目为2。(3)两个10B原子有相邻、相间、相对三种结构类型。(4)根据均摊法，白色球个数为6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝4。由晶胞图可知，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为正四面体形。答案(1)(2)sp32(3)3(4)4正四面体形3．(2022·广东五校诊断)磷是生物体中不可缺少的元素之一，它能形成多种化合物。(1)基态磷原子中，电子占据的最高能层符号为____________；该能层能量最高的电子云在空间有____________个伸展方向，原子轨道呈____________形。(2)磷元素与同周期相邻两元素相比，第一电离能由大到小的顺序为__________________。(3)单质磷与Cl2反响，可以生成PCl3和PCl5，其中各原子均满足8电子稳定结构的化合物中，P原子的杂化轨道类型为__________________，其分子的空间构型为__________________。(4)磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料，图甲为其晶胞，硼原子与磷原子最近的距离为acm。用Mg·mol－1表示磷化硼的摩尔质量，NA表示阿伏加德罗常数的值，那么磷化硼晶体的密度为__________。(5)H3PO4为三元中强酸，与Fe3＋形成H3[Fe(PO4)2]，此性质常用于掩蔽溶液中的Fe3＋。基态Fe3＋的核外电子排布式为__________________；POeq\o\al(3－,4)作为________________为Fe提供__________________。(6)磷酸盐分为直链多磷酸盐、支链状超磷酸盐和环状聚偏磷酸盐三类。某直链多磷酸钠的阴离子呈图乙所示的无限单链状结构，其中磷氧四面体通过共用顶角氧原子相连。那么该多磷酸钠的化学式为____________。解析(3)PCl3中各原子均满足8电子稳定结构，PCl5中P原子为10电子结构，PCl3中P原子采取sp3杂化，其分子的空间构型为三角锥形。(4)设该晶胞的边长为xcm，硼原子与磷原子最近的距离为晶胞体对角线的eq\f(1,4)，那么eq\f(\r(3),4)x＝a，x＝eq\f(4,\r(3))a。该晶胞中含有的B原子数为4，P原子数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，即含有4个BP，故磷化硼晶体的密度为eq\f(M×4,NA)g÷eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,\r(3))acm))3＝eq\f(3\r(3)M,16NAa3)g·cm－3。(6)由图乙可知，每个P与3个O形成阴离子，且P的化合价为＋5，那么该多磷酸钠的化学式为NaPO3或(NaPO3)n。答案(1)M3哑铃(2)P>S>Si(3)sp3三角锥形(4)eq\f(3\r(3)M,16NAa3)g·cm－3(其他合理答案均可)(5)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5配体孤电子对(6)NaPO3或(NaPO3)n4．(2022·江西崇义中学)Fe、Ni、Cu、Cr及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请答复以下问题：(1)Ni原子的核外电子排布式为________________。(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，那么熔点NiO________FeO(填“＜〞或“＞〞)。以下图象是从FeO晶体结构图中分割出来的局部结构图，试判断其中符合其晶体结构的图象是__________。(3)Fe(CO)5常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)5晶体属于__________(填晶体类型)。(4)元素Cr的化合物CrO2Cl2在常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2分子是__________(填“极性〞或“非极性〞)分子。在有机溶剂CS2分子中碳原子和硫原子之间的共价键类型为__________。(5)①向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，继续滴加氨水至沉淀刚好全部溶解时可得到蓝色溶液，再向其中参加极性较小的乙醇可以生成深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O沉淀。该深蓝色沉淀中的NH3通过__________键与中心离子Cu2＋结合；NH3分子中N原子采取的杂化方式是__________。与NH3分子互为等电子体的一种微粒是__________(任写一种)。②以下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，该氧化物的化学式为__________。解析(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，都属于离子晶体，晶体中离子的半径越小，离子间作用力越大，晶体熔、沸点越高，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69pm和78pm，故熔点：NiO＞FeO。NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，晶胞中微粒数之比为6∶6，所以选项中符合其晶体结构的图象是B、C两项。(3)Fe(CO)5常温下呈液态，熔、沸点较低，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)5晶体属于分子晶体。(4)CCl4、CS2皆为非极性溶剂，根据“相似相溶〞可知CrO2Cl2分子是非极性分子。CS2分子中碳原子和硫原子之间存在碳硫双键，即一个σ键、一个π键。(5)根据铜的这种氧化物的晶胞结构示意图可知，黑球都在晶胞内部为4个；白球：顶点上8个，对每个晶胞奉献为eq\f(1,8)，上、下面各1个，对每个晶胞奉献为eq\f(1,2)，棱上4个，对每个晶胞奉献为eq\f(1,4)，内部1个，所以每个晶胞中白球也是4个，故该铜的氧化物的化学式为CuO。答案(1)[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2(2)＞BC(3)分子晶体(4)非极性σ键、π键(5)①配位sp3H3O＋(或其他合理答案)②CuO5．以下图为几种晶体或晶胞的示意图：请答复以下问题：(1)上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是__________________。(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、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)每个Cu晶胞中实际占有________个Cu原子，CaCl2晶体中Ca2＋的配位数为________。(5)冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是__________________。解析(2)离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带电荷数越大，那么离子晶体熔点越高。金刚石是原子晶体，熔点最高，冰、干冰均为分子晶体，冰中存在氢键，冰的熔点高于干冰。(4)铜晶胞实际占有铜原子数用均摊法分析，8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，氯化钙类似氟化钙，Ca2＋的配位数为8，Cl－配位数为4。答案(1)金刚石晶体(2)金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰(3)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－)<r(Cl－)(4)48(5)水分子之间形成氢键6．前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B＋的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。答复以下问题：A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如下图。(1)该化合物的化学式为______；D的配位数为________。(2)列式计算该晶体的密度________g·cm－3。解析根据分摊法，可以求得化合物的化学式为K2NiF4，晶体的密度可由晶胞的质量除以晶胞的体积求得。答案(1)K2NiF46(2)eq\f(39×4＋59×2＋19×8,6.02×1023×4002×1308×10－30)＝3.47．(2022·安徽高三阶段性测试)铁触媒是重要的催化剂，CO与铁触媒作用导致其失去催化活性：Fe＋5CO=Fe(CO)5；除去CO的化学反响方程式为：[Cu(NH3)2]OOCCH3＋CO＋NH3=[Cu(NH3)3(CO)]OOCCH3。请答复以下问题：(1)基态Fe原子的价电子排布图为________________。(2)Fe(CO)5又名羰基铁，常温下为黄色油状液体，那么Fe(CO)5的晶体类型是________，与CO互为等电子体的分子的分子式为________。(3)配合物[Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子的杂化类型是________，配体中提供孤对电子的原子是________。(4)用[Cu(NH3)2]OOCCH3除去CO的反响中，肯定有____形成。a．离子键 b．配位键c．非极性键 d．σ键(5)单质铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如下图，面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为_____