1、考点规范练37晶体结构与物质的性质(时间:45分钟满分:100分)考点规范练第78页非选择题(本题共8个小题,共100分)1.(2015山东淄博一模)(13分).下列有关说法正确的是。A.相同类型的离子晶体,晶格能越大,形成的晶体越稳定B.中心原子的杂化方式取决于其配位原子的数目C.用金属的电子气理论能合理的解释金属易腐蚀的原因D.H3O+、NH4Cl和Ag(NH3)2+中均存在配位键.碳族元素的单质及其化合物是一类重要物质。请回答下列问题:(1)锗(Ge)是用途很广的半导体材料,基态锗原子价电子排布式为。(2)在第2周期中,第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素有种。(3)冰晶胞如图中水分子
2、的空间排列方式与金刚石晶胞类似。每个冰晶胞平均占有个水分子,冰晶胞与金刚石晶胞排列方式相同的原因是。(4)C60的晶体为面心立方堆积,已知晶胞中C60分子间的最短距离为d cm,计算C60晶体的密度为 gcm-3。导学号25730445答案:.AD.(1)4s24p2(2)3(3)8水中氧原子与金刚石的碳原子都是sp3杂化,每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键,且氢键具有方向性和饱和性(4)7202NAd3(或1 4402NAd3)解析:.B选项,中心原子的杂化方式取决于中心原子的价层电子数,错误;C选项,金属失电子与金属的电子气理论无关,错误;.(1)锗与碳同主族,最外层电子数为4,价电子排
3、布式为4s24p2;(2)Be的第一电离能大于B的,O的第一电离能小于N的,所以总共有Be、C、O三种;(3)由冰晶胞结构可知每个晶胞平均占有的水分子数为188+126+4=8;(4)由面心立方堆积可知,6个面上、8个顶点各有一个C60分子,则一个晶胞中含有4个C60分子,其质量为4720NA g;面心和顶点的分子间距离最短,所以立方体的边长为2d cm,立方体的体积为22d3 cm3,然后根据=mV可求出密度。2.(2015四川理综,8)(12分)X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和R属同族元素;Z和U位于第A族;X和Z可形成化合物XZ4;Q基态原子的s轨道和p轨
4、道的电子总数相等;T的一种单质在空气中能够自燃。请回答下列问题:(1)R基态原子的电子排布式是。(2)利用价层电子对互斥理论判断TU3的立体构型是。(3)X所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是(填化学式);Z和U的氢化物中沸点较高的是(填化学式);Q、R、U的单质形成的晶体,熔点由高到低的排列顺序是(填化学式)。(4)CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒剂,反应可生成T的最高价含氧酸和铜,该反应的化学方程式是。导学号25730446答案:(1)1s22s22p63s23p2或Ne3s23p2(2)三角锥形(3)HNO3HFSi、Mg、Cl2(4)10CuSO4+P4+16H2O4
5、H3PO4+10Cu+10H2SO4解析:X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。Z和U位于第A族,故Z为F,U为Cl;X和Z可形成化合物XZ4,则X为C;X和R属同族元素,则R为Si;Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等,且Q的原子序数比F的大,则Q为Mg;T的一种单质在空气中能够自燃,则T为P。(1)R为Si,原子序数为14,故其基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p2。(2)根据价层电子对互斥理论,中心原子的价层电子数和配体所提供的共用电子数的总和除以2,即为中心原子的价层电子对数,所以P原子的价层电子对数为5+32=4,因P原子还含有一个孤电子对,故
6、PCl3为三角锥形。(3)与碳同周期,非金属性强弱顺序为FONC,由于F没有正价,O一般不显正价,故所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是HNO3;HF与HCl均为分子晶体,因HF分子间含有氢键,故HF沸点高;Mg、Si、Cl的单质分别为Mg、Si、Cl2,依次形成金属晶体、原子晶体、分子晶体,故熔点由高到低排列为Si、Mg、Cl2。(4)CuSO4溶液与P4反应可生成P的最高价含氧酸H3PO4和铜,依据得失电子守恒配平方程式即可。3.(2015陕西九校联考)(12分)硼元素、钙元素、铜元素在化学中有很重要的地位,单质及其化合物在工农业生产和生活中有广泛的应用。(1)已知CaC2
7、与水反应生成乙炔。请回答下列问题:将乙炔通入Cu(NH3)2Cl溶液中生成Cu2C2红棕色沉淀,Cu+基态核外电子排布式为。其在酸性溶液中不稳定,可发生歧化反应生成Cu2+和Cu,但CuO在高温下会分解成Cu2O,试从结构角度解释高温下CuO为何会生成Cu2O:。CaC2中C22-与O22+互为等电子体,1 mol O22+中含有的键数目为。乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H2CCHCN),丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是,构成丙烯腈元素中第一电离能最大的是。(2)Cu3N的晶胞结构如右图,N3-的配位数为,Cu+半径为a pm,N3-半径为b pm,Cu3N的密度为 gcm-3。(阿伏加德罗常数
8、用NA表示)答案:(1)1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10Cu+价电子排布式为3d10,为全充满结构,更稳定2NAsp、sp2N(2)610310304NA(a+b)3解析:(1)首先写出Cu原子的核外电子排布式,然后失去1个电子即可得到Cu+基态核外电子的排布式;由乙炔的结构式HCCH可知1个C22-与O22+均含有2个键;前面的2个碳原子均为sp2杂化,后面的碳原子为sp杂化;(2)依据化学式Cu3N可知8个顶点为N3-、12个棱上为Cu+,所以一个晶胞中含有3个Cu+、1个N3-;一个晶胞中有3个Cu+距离N3-最近,1个Cu+被4个晶胞共用,所以N3-的配位数为348
9、=6;一个晶胞的质量为364+14NA g;晶胞的边长为(2a+2b) pm,晶胞体积为(2a+2b)3 pm3,然后根据密度公式即可求出密度,注意单位换算。4.(2015湖北七市联考)(14分)铁和铜都是日常生活中常见的金属,有着广泛的用途。请回答下列问题:(1)铁在元素周期表中的位置。(2)配合物Fe(CO)x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)x晶体属于(填晶体类型)。Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=。(3)K3Fe(CN)6溶液可用于检验(填离子符号)。CN-中碳原子杂化轨道类型为,C、N、O三元素
10、的第一电离能由大到小的顺序为(用元素符号表示)。(4)铜晶体铜原子的堆积方式如右图所示。基态铜原子的核外电子排布式为。每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为。晶胞(5)某M原子的价电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如图所示(灰色小球代表铜原子)。该晶体的化学式为。已知该晶体的密度为 gcm-3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为 pm(只写计算式)。导学号25730447答案:(1)第4周期第族(2)分子晶体5(3)Fe2+sp杂化NOC(4)Ar3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s112(5)CuCl343499.5NA1010或
11、3499.5NA2sin54441010或3499.5NA2cos35161010解析:(2)由熔沸点低可知为分子晶体;(3)Fe原子的价层电子数为8,配体提供的电子数为18-8=10,一个配体提供1对孤对电子,所以x=5;(3)CN-中碳原子形成1个键,孤对电子对数=4-3+12=1,为sp杂化;(5)M为Cl,一个晶胞中含有4个Cu原子,含有Cl原子为188+126=4;如图所示,给晶胞中的几个原子定义为A、B、C,。设晶胞的边长为a cm,晶胞的体积为a3 cm3,一个晶胞的质量为499.5NA g,499.5a3NA=,a=3499.5NA,则面对角线的长度为2a=23499.5NA
12、cm,A、B间的距离为AB=223499.5NA cm;1个Cu原子与4个Cl原子形成正四面体的结构,键角BCA为10928,ABC为等腰三角形,所以BAC=3516;C、A之间的距离CA=ABcos3516,代入即可,注意单位换算。5.(2015甘肃兰州模拟)(13分)已知A、B、C、D、E、W六种元素的原子序数依次递增,都位于前四周期。其中A、D原子的最外层电子数均等于其周期序数,且D原子的电子层数是A的3倍;B原子核外电子有6种不同的运动状态,且s轨道电子数是p轨道电子数的两倍;C原子L层上有2对成对电子。E有“生物金属”之称,E4+和氩原子的核外电子排布相同;W位于周期表中第8列。请回
13、答:(1)BA2C分子中B原子的杂化方式为,BA2C分子的空间构型为。(2)写出与BC2分子互为等电子体的一种分子的化学式。BC2在高温高压下所形成晶体的晶胞如图1所示。则该晶体的类型属于晶体(选填“分子”“原子”“离子”或“金属”)。(3)经光谱测定证实单质D与强碱溶液反应有D(OH)4-生成,则D(OH)4-中存在。a.共价键b.配位键c.键d.键(4)“生物金属”E内部原子的堆积方式与铜相同,都是面心立方堆积方式,如图2所示。则晶胞中E原子的配位数为;若该晶胞的密度为 gcm-3,阿伏加德罗常数为NA,E原子的摩尔质量为M gmol-1,则该晶胞的棱长为 cm。(5)W元素应用非常广泛,
14、如果人体内W元素的含量偏低,则会影响O2在体内的正常运输。已知W2+与KCN溶液反应得W(CN)2沉淀,当加入过量KCN溶液时沉淀溶解,生成配合物,其配离子结构如图3所示。W元素基态原子价电子排布式为。写出W(CN)2溶于过量KCN溶液的化学方程式:。答案:(1)sp2杂化平面三角形(2)N2O或CS2原子(3)abc(4)1234MNA(5)3d64s2Fe(CN)2+4KCNK4Fe(CN)6解析:由D原子的电子层数是A的3倍,可知A、D分别为第1周期、第3周期的元素,结合原子的最外层电子数均等于其周期序数,可知A、D分别为H、Al;B的核外电子排布式为1s22s22p2可知B为碳元素;C
15、原子L层的电子排布式2s22p4,则C为氧元素;E、W分别为Ti、Fe;(1)CH2O为甲醛,由甲醛结构式可知C原子形成3个键、没有孤电子对,故C原子采取sp2杂化,为平面三角形结构;(2)CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞类似于SiO2晶体,属于原子晶体;(3)Al(OH)4-中铝离子与氢氧根离子之间存在配位键、氢氧根离子中氧原子与氢原子之间形成共价键,属于键,离子中没有键;(4)选择一个顶点为中心原子,离该顶点最近的原子为面心原子,一个晶胞中有3个面心离此顶点距离最近且相等,一个晶胞中贡献32个面心原子,则E原子配位数为328=12;一个晶胞中含有Ti原子为188+126=4,1 mol
16、晶胞的质量为4M g,设该晶胞的“边长”为a cm,a3NA=4M;(5)Fe(CN)2溶于过量KCN溶液生成配位数为6的配合物Fe(CN)64-。6.(12分)现有前四周期七种元素A、B、C、D、E、F、X,其原子序数依次增大,已知F、B、C、D、E、A六种短周期元素原子半径依次减小,其中B的s能级上电子总数等于p能级上电子总数的2倍,元素F、B处于不同周期,X原子的最外层电子只有一个,其内层电子d轨道半充满,请回答下列问题:(1)B、C、D元素原子的第一电离能由大到小的顺序依次为(元素符号)。(2)1 mol ABC分子中键的物质的量为,分子中B原子的杂化轨道类型是。(3)取一定量的AE,
17、分别在25 、80 、100 时,测其相对分子质量分别为:58、20.6、20。温度不同时,测出的相对分子质量数值不同的原因是。(4)X(H2O)4Cl2Cl2H2O中X3+的配体为;基态X原子的电子排布式为。(5)FD是优良的耐高温材料,其晶体结构与NaCl晶体相似,FD的熔点比NaCl的高,原因是;晶体中F2+与距离最近的D2-的核间距为a nm,NA表示阿伏加德罗常数,则FD晶体的密度为 gcm-3。答案:(1)NOC(2)2 molsp杂化(3)随着温度升高,HF分子间的氢键被破坏程度越来越大,分子的缔合程度越来越小,相对分子质量越来越小(4)H2O、Cl-1s22s22p63s23p
18、63d54s1(5)MgO晶体中Mg2+、O2-所带的电荷比NaCl晶体中的Na+、Cl-的电荷多,MgO的晶格能大21022a3NA解析:B的核外电子排布式只能为1s22s22p2,为碳;X核外电子排布式为Ar3d54s1,为Cr;由(5)中F2+可知F为Mg,由原子半径可知A、C、D、E分别为氢、氮、氧、氟;(2)1个HCN中含有2个键,C原子为sp杂化;(5)比较离子晶体熔沸点高低应该从晶格能的角度分析,MgO晶胞的棱长为2a10-7 cm,体积为8a310-21 cm3,一个MgO晶胞中含有4个Mg2+、4个O2-,所以该晶胞的质量为40 gmol-1NA4。7.(12分)我国部分城市
19、灰霾天占全年一半,引起灰霾的PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有机颗粒物及扬尘等。通过测定灰霾中锌等重金属的含量,可知目前造成我国灰霾天气的原因主要是交通污染。(1)Zn2+在基态时核外电子排布式为。(2)NO3-的立体构型是(用文字描述)。(3)PM2.5含有大量的有毒、有害物质,易引发二次光化学烟雾污染,光化学烟雾中含有NOx、O3、CH2CHCHO、HCOOH、CH3COOONO2(PAN)等二次污染物。下列说法正确的是(不定项选择)。A.N2O结构式可表示为NNOB.O3分子呈直线形C.CH2CHCHO分子中碳原子均采用sp2杂化D.相同压强下,HCOOH沸点比C
20、H3OCH3高,说明前者是极性分子,后者是非极性分子1 mol PAN中含键数目为(阿伏加德罗常数的值用NA表示)。NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物Fe(NO)(H2O)5SO4,该配合物中心离子的配位数为(填数字)。(4)测定大气中PM2.5的浓度方法之一是-射线吸收法,-射线放射源可用85Kr,已知Kr晶体的晶胞结构如图所示,设晶体中与每个Kr原子相紧邻的Kr原子有m个,晶胞中含Kr原子为n个,则mn=(填数字)。导学号25730448答案:(1)1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10(2)平面三角形(3)AC10NA(或106.021023或6.021024)6(4)3
21、解析:(1)Zn为30号元素,其价电子排布式为3d104s2,Zn2+先失去4s上的2个电子。(2)NO3-中,N无孤对电子,N与O形成三个键,故N为sp2杂化,NO3-是平面三角形。(3)N2O与CO2互为等电子体,N与O之间形成双键,A正确;O3与SO2互为等电子体,为V形分子,B错误;CH2CHCHO中每个碳原子均相当于形成3个键,无孤对电子,故均为sp2杂化,C正确;HCOOH分子间可以形成氢键,故沸点高,D错误。PAN中所有单键均为键,双键中有一个为键,NO2的结构为,则PAN的结构简式为,则1 mol该分子中的键数目为10NA。配体位于小括号中,由1个NO和5个H2O构成,则配位数
22、为6。(4)以顶点计算,与之相邻最近的Kr位于三个面心上,而顶点的原子为8个立方体共有,每个面心上的Kr为两个立方体共有,故最近的Kr为38/2=12,晶胞中Kr有81/8+61/2=4,两者比值为124=3。8.(12分).(1)水分子的立体结构是,水分子能与很多金属离子形成配合物,其原因是在氧原子上有。(2)冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(其晶胞结构如右图,其中空心所示原子位于立方体的顶点或面心,实心球所示原子位于立方体内)类似。每个冰晶胞平均占有个水分子。冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相同的原因是。(3)实验测得冰中氢键的作用能为18.5 kJmol-1,而冰融化热为5.0 k
23、Jmol-1,这说明。.(1)碘在不同溶剂中呈现紫色、棕色一般认为溶液呈紫色的表明溶解了的“碘分子”并未与溶剂发生很强的结合。已知不同温度下,碘在石蜡油中的溶液呈紫色或棕色。请回答:温度低时溶液呈色,温度高时溶液呈色,因为。(2)在水晶的柱面上涂一层石蜡,用红热的针接触面中央,石蜡熔化后呈椭圆形;用玻璃代替水晶重复上述操作,熔化的石蜡则呈圆形。试用你所学过关于晶体性质的知识解释上述现象。答案:.(1)V形孤电子对(2)8C原子与O原子都为sp3杂化,且氢键和共价键都具有方向性和饱和性(3)冰融化为液态水时只是破坏了一部分氢键,也说明液态水中仍有氢键.(1)棕紫温度高时,分子间作用力弱(2)这是因为水晶是晶体,在导热性中体现了各向异性,即水晶柱面不同方向的导热性不同,故熔化的石蜡呈椭圆形,而玻璃是非晶体,不具有各向异性,玻璃的各个方向的导热性都是相同的,故熔化的石蜡呈圆形解析:.(2)均摊法:实心球为4,空心球为188+126=4;(3)熔化热小于氢键的作用能,说明氢键没有全部断裂。8
