《高考备考指南 理科综合 化学》课件-第11章 第3节

第十一章第三节1．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________________________________。【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)水分子之间能形成氢健【解析】(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；氯化钙类似于氟化钙，Ca2＋的配位数为8，Cl－配位数为4。2．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。请回答下列问题：(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)；其结构如图所示。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(如图甲)，若其中有两个原子为10B，其余为11B，则该结构单元有________种不同的结构类型。(4)目前市售LED晶片材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、InGaN(氮化铟镓)为主。砷化镓晶体的晶胞结构如图乙所示，则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________。甲乙【答案】(1)(2)sp32(3)3(4)4正四面体形【解析】(2)Al2Cleq\o\al(－,7)中Al形成4个键，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6×1/2＋8×1/8＝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。3．已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种1∶1型氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素，Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28，且次外层有2个未成对电子。工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M(M可看做一种含氧酸盐)。M有显著的“压电性能”，应用于超声波的发生装置。经X射线分析，M晶体的最小重复单元为正方体(如图)，边长为4.03×10－10m，顶点位置为Z4＋所占，体心位置为Ba2＋所占，所有棱心位置为O2－所占(1)Y在周期表中位于____________；Z4＋的核外电子排布式为________________。(2)X的该种氢化物分子构型为________，X在该氢化物中以________方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该________(填“高于”或“低于”)X氢化物的熔点。(3)①制备M的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________。②在M晶体中，若将Z4＋置于正方体的体心，Ba2＋置于正方体的顶点，则O2－处于正方体的________。③在M晶体中，Z4＋的氧配位数为________。④已知O2－半径为1.40×10－10m，则Z4＋【答案】(1)第四周期第ⅡA族1s22s22p63s23p6(2)直线形sp高于(3)①TiO2＋BaCO3(熔融)eq\o(=,\s\up7(高温))BaTiO3＋CO2↑②面心③6④6.15×10－11【解析】根据元素信息可判断X为C，Z为Ti，所以Y为Ca。(3)①在M中，O2－：12×eq\f(1,4)＝3，Ti4＋：8×eq\f(1,8)＝1，Ba2＋：1，所以M的化学式为BaTiO3。②Ti4＋在体心有1个，Ba2＋在顶点有1个。根据其化学式O2－应在面心(3个)。④设Ti4＋半径为r，则2r＋2×1.40×10－10m＝4.03×10－10m，r＝6.15×4．(2016·江苏扬州模拟)(1)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：①NiO、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FeO______NiO(填“＜”或“＞”)；②铁有δ、γ、α三种同素异形体，各晶胞如下图，则δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为______。(2)元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与Cu同族，一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为______；该晶体中，原子之间的强相互作用是______。(3)某钙钛型复合氧化物如图1所示，以A原子为晶胞的顶点，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B位是V、Cr、Mn、Fe等时，这种化合物具有CMR效应。①用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式：________________。②已知La为＋3价，当被钙等二价元素A替代时，可形成复合钙钛矿化合物La1－xAxMnO3(x<0.1)，此时一部分锰转变为＋4价。导致材料在某一温度附近有反铁磁－铁磁、铁磁－顺磁及金属－半导体的转变，则La1－xAxMnO3中三价锰与四价锰的物质的量之比为______。③下列有关说法正确的是______。A．镧、锰、氧分别位于周期表f、d、p区B．氧的第一电离能比氮的第一电离能大C．锰的电负性为1.59，Cr的电负性为1.66，说明锰的金属性比铬强D．铬的堆积方式与钾相同，则其堆积方式如图2所示【答案】(1)①＜②4∶3(2)3∶1金属键(3)①ABO3②(1－x)∶x③A、C【解析】(1)δ、α两种晶胞中铁原子的配位数分别是8个和6个，所以δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比是4∶3。(2)在晶胞中Cu原子处于面心，N(Cu)＝6×eq\f(1,2)＝3，Au原子处于顶点位置，N(Au)＝8×eq\f(1,8)＝1，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为3∶1，为金属晶体，原子间的作用力为金属键。(3)①由图1可知，晶胞中A位于顶点，晶胞中含有A为8×eq\f(1,8)＝1个，B位于晶胞的体心，含有1个，O位于面心，晶胞中含有O的个数为6×eq\f(1,2)＝3，则化学式为ABO3。②设La1－xAxMnO3中三价锰与四价锰的物质的量分别为m和n，则有3(1－x)＋2x＋3m＋4n＝6、m＋n＝1，解之得m＝1－x，n＝x，则La1－xAxMnO3中三价锰与四价锰的物质的量之比为(1－x)∶x③由金属在周期表中的位置可知镧、锰、氧分别位于周期表f、d、p区，故A正确；氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，因此氮元素的第一电离能大于氧元素的第一电离能，故B错误；元素的电负性越强，金属性越弱，故C正确；图中堆积方式为镁型，故D错误。5．第四周期中的18种元素具有重要的用途，在现代工业中备受青睐。(1)铬是一种硬而脆、抗腐蚀性强的金属，常用于电镀和制造特种钢。基态Cr原子中，电子占据最高能层的符号为__________，该能层上具有的原子轨道数为________，电子数为________。(2)第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的，30Zn与31Ga的第一电离能是否符合这一规律？__________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(如果前一问填“是”，此问可以不答)。(3)镓与第ⅤA族元素可形成多种新型人工半导体材料，砷化镓(GaAs)就是其中一种，其晶体结构如左下图所示(白色球代表As原子)。在GaAs晶体中，每个Ga原子与________个As原子相连，与同一个Ga原子相连的As原子构成的空间构型为____________________。(4)与As同主族的短周期元素是N、P。AsH3中心原子杂化的类型________；一定压强下将AsH3和NH3、PH3的混合气体降温时首先液化的是______，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)铁的多种化合物均为磁性材料，氮化铁是其中一种，某氮化铁的晶胞结构如右上图所示，则氮化铁的化学式为________；设晶胞边长为acm，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为____________g·cm－3(用含a和NA的式子表示)。【答案】(1)N161(2)否30Zn的4s能级处于全充满状态，4p能级处于全空状态，较稳定(3)4正四面体(4)sp3NH3因为氨分子间存在氢键，分子间作用力更大，沸点更高，降温时先液化(5)Fe4N238/(a3NA)【解析】(5)Fe：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，N：1，所以氮化铁的化学式是Fe4N。a3·ρ·NA＝M(Fe4N)，ρ＝eq\f(238,a3·NA)。6．(2017·福建福州质检)(1)氯酸钾熔化，粒子间克服了________的作用力；二氧化硅熔化，粒子间克服了________的作用力；碘的升华，粒子间克服了________的作用力。三种晶体的熔点由高到低的顺序是________________(填化学式)。(2)下列六种晶体：①CO2、②NaCl、③Na、④Si、⑤CS2、⑥金刚石，它们的熔点从低到高的顺序为________(填序号)。(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中，由极性键形成的非极性分子是________，由非极性键形成的非极性分子是______，能形成分子晶体的物质是________，含有氢键的晶体的化学式是________，属于离子晶体的是________，属于原子晶体的是________，以上五种物质的熔点由高到低的顺序是_______________________。(4)A、B、C、D为四种晶体，性质如下：A．固态时能导电，能溶于盐酸B．能溶于CS2，不溶于水C．固态时不导电，液态时能导电，可溶于水D．固态、液态时均不导电，熔点为3500试推断它们的晶体类型：A．________；B.________；C.________；D.________。(5)相同压强下，部分元素氟化物的熔点见下表：氟化物NaFMgF2SiF4熔点/℃12661534183试解释上表中氟化物熔点差异的原因：_____________________。(6)镍粉在CO中低温加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)4，呈四面体构型。150℃时，Ni(CO)4分解为Ni和CO。Ni(CO)4是________晶体，Ni(CO)4易溶于下列________(a．水 b．四氯化碳c．苯 d．硫酸镍溶液【答案】(1)离子键共价键分子间SiO2>KClO3>I2(2)①⑤③②④⑥(3)CO2H2H2、CO2、HFHF(NH4)2SO4SiCSiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2(4)金属晶体分子晶体离子晶体原子晶体(5)氟化钠与氟化镁为离子晶体，氟化硅为分子晶体，故氟化硅的熔点低；镁离子半径比钠离子半径小，镁离子带的正电荷数比钠离子的多，故氟化镁的熔点比氟化钠的高。(6)分子b、c7．“可燃冰”是蕴藏于海底的一种潜在能源。它由盛有甲烷、氮气、氧气、硫化氢等分子的水分子笼构成。从海底取得的“多金属结核”样本，样本中含铁、锰等多种金属。(1)①基态铬原子的电子排布式为_____________________________。②金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如左上图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为________。(