化学高考检测题练习9晶体结构与性质.pdf

专题九晶体结构与性质L 共价键、金属键、离子键和分子间作用力是微观粒子间的不同相互作用，含有上述两种相互作用的晶体是（）A.Si C晶体 B.CC1，1 晶体C.KC1 晶体 D.Na 晶体答 案 B CCL晶体是分子晶体,分子之间存在分子间作用力，在分子内部C、C1 之间以共价键结合;Si C、KC1 和 Na 的晶体中分别只存在共价键、离子键和金属键一种作用，故选 瓦2 .下列说法正确的是（）A.晶体在受热熔化过程中一定存在化学键的断裂B.共价晶体的原子间只存在共价键,而分子晶体内只存在范德华力C.区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X-射线衍射实验D.非金属元素的原子间只形成共价键,金属元素的原子与非金属元素的原子间只形成离子键答 案 C A 项，分子晶体受热熔化时破坏的是分子间作用力而不是化学键,错误;B 项，有的分子晶体中存在氢键,错误;D项,金属元素原子与非金属元素原子间也可能形成共价键,如A IC13.,错误。3 .下列说法中错误的是（）A.根据Cl k NH，SO2 4 一为正四面体结构,可推测P H P 0 3 4 一也为正四面体结构B.1 m o l 金刚石晶体中，平均含有2 m o l CC 键C.水的沸点比硫化氢的高,是因为啦 分子间存在氢键,1 联 分子间不能形成氢键D.某气态团簇分子结构如图所示,该气态团簇分子的分子式为EF或 FE由E原子和F原产构成的气态团簇分子模型答 案 D D 项，该物质是气态团簇分子，即是一个大分子，因此不能用均摊法计算，可直接找出分子中原子个数,即得分子式为E,R 或 FR,故 D 错误。4.硅酸盐与二氧化硅一样,都是以硅氧四面体作为基本结构单元。硅氧四面体可以用投影图表示成2 20,其中表示氧原子，中心黑点表示硅原子。硅氧四面体通过不同的连接方式可以组成各种不同的硅酸根离子。试确定在无限长单链阴离子中（见图），硅原子与氧原子的个数之比为（）5.现有四种晶体,其构成粒子（均为单原子核粒子）的排列方式如图所示,其化学式正确的是（）答 案 C利用均摊法确定粒子个数比。A 项，化学式为A B 或 B A;B 项，化学式为FE或EF;C 项，化学式为XY3Z;D项，化学式为A B 或 B A;故 C 正确。6.高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价部分为0,部分为-2。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞。下列说法正确的是（）O 代表K+W 代表0：A.超氧化钾的化学式为K02,每个晶胞中含有4 个 K+和 8 个0 5B.晶体中每个长周围有8 个0 3每个0 5 周围有8 个 K+C.晶体中与每个（距离最近且相等的K+有 8 个D.晶体中0 价氧与-2 价氧的个数之比为3 ：11 1 1答 案 D晶胞中含有K的个数为8 X+6 X?=4,O5 的个数为1 2*尸=4,/项错误。晶体中每个七周围有6 个0,每个0 2 周围有6 个 K+,B 项错误。晶体中与每个K+距离最近且相等的长的个数为3 X8-2=1 2,C 项错误。设晶体中0 价氧与-2 价氧的个数分别为x、y,则有x+y=2 n （n 为任意正整数），2 y=n,解得x：y=3 ：1,D 项正确。7.硼化镁晶体的理想模型中,镁原子和硼原子分层排布,彼此分层间隔。单层硼原子（半径为a）和单层镁原子（半径为b）在平面上的投影如图1。下列说法不正确的是（）A.白球代表镁原子,其电子排布式为Is22s22P63s2B.该晶体的化学式为MgB2C.硼化镁晶体的晶胞结构可用图2表示D.晶胞边长为（a+b）答 案D镁是12号元素，且半径大于硼,A项正确;由图1知,1个Mg原子周围有6个B原子,1个B原子周围有3个Mg原子,故化学式为MgB2,B项正确;根据均摊法，图2中1个晶胞含有8义1 1个Mg原子,2个B原子，晶体的化学式为MgB2,与图1相符,C项正确:由图2可知,边长为2个白球的圆心距,将图1中3个距离最近的白球连成1个等边三角形 0no在等边三角形中作辅助线（如图,a、b、c为白球球茶30。心,d为黑球球心）if-；a c即为晶胞边长,设边长为X,则ae=2,ad=a+b,的 L%,x=W（a+b）,D项错误。8.Cu2ZnSnS 是太阳能薄膜电池的重要成分，其晶胞结构（棱边夹角均为90）如图所示。下列说法错误的是（）A.第一电离能:Cu Z nB .1 个晶胞中含有CuzZ n Sn Si 单元数为2 个C.距离每个Z n 原子最近的S原子数为2个D.四种元素基态原子中,核外电子空间运动状态最多的为Sn 原子答 案 C Z n 价层电子为全满稳定结构,故第一电离能:Z n Cu,A 项正确;由均摊法知,1个晶胞含有4 个 Cu原子、2 个 Sn 原子、2 个 Z n 原子、8 个 S 原子,故含有Cu2Z n Sn S4单元数为2 个,B 项正确;由结构知,Z n 原子位于面上,该晶胞中有2 个 S 原子离其最近,共用Z n 原子的另一个晶胞中也有2 个 S 原子离其最近,故距离每个Z n 原子最近的S原子数为4 个,C 项错误;四种元素中,Sn 原子的核外电子数最多，占据的原子轨道也最多,故电子空间运动状态最多,D 项正确。9 .对于钠的卤化物(Na X)和硅的卤化物(Si X4),下列叙述正确的是()A.Si X,i 呈空间网状结构,硬度大B.Na X的熔点一般高于Si X”C.Na X易水解D.Si Xa 由原子构成,熔化时破坏共价键答 案 B Si X”属于分子晶体，其硬度较小，不呈空间网状结构,A 错误;Na X属于离子晶体,离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点,B 正确;除Na F外,其他Na X不水解,C 错误;Si x.1 为分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,D 错误。1 0.观察下列空间模型并结合有关信息,判断有关说法正确的是)B12结构单元SF6分子S8.HCN空间结构模型示意图*轮9备注熔点1 8 7 3 K易溶于cs2A.单质硼属于共价晶体B.SF6是由极性键构成的极性分子C.固态硫6属于共价晶体D.HCN的结构式为H：C：N答 案A SF6空间结构高度对称，是由极性键构成的非极性分子,B错误;根据双易溶于CS2可知,固态硫6属于分子晶体,C错误;HCN的结构式应为H 8 N,D错误。H.常见的铜的硫化物有CuS和Cu2 s两种。已知:晶胞中S2-的位置如图1所示,铜离子位于硫离子所构成的四面体中心,它们的晶胞具有相同的侧视图如图2所示。Cu2 s的晶胞参数a p m,阿伏加德罗常数的值为右。下列说法正确的是（）图 1图 2A.S2是体心立方堆积B.Cu2S晶胞中,Cu填充了晶胞中一半四面体空隙c.CuS晶胞中，手配位数为8640D.Cu2S晶胞的密度为 3 x-一 3 o g c m 3IV A A U A U答 案D在面心立方晶胞中,每个顶点都能与三个面心原子形成一个四面体空隙,因此晶胞内能形成8个四面体空隙,CuS晶胞中,Cu，填充了晶胞中4个四面体空隙,对称分布。由图1可知S2-是面心立方最密堆积,A项错误。Cu2 s晶胞中,C W填充了晶胞中8个四面体空隙,所以,两种晶胞的侧视图是相同的,B项错误。CuS晶胞中,S2配位数为4,Cu2 s晶胞中,S2配位数为8,C项错误。Cu2S晶胞中含有4个Cu2S,故Cu2 s晶胞的密度为N x 1。-3 0 g *c m 2 D 项正确。/VA 入 Q A JLU1 2.工业上一种从海水中制备碘的方法为取净化除氯后的含碘海水，加入A g N()3溶液,富集得到A g l悬浊液,进而制得粗碘。从A g l悬浊液中回收【2的流程如图1所示。,通入C 1,-A gl悬 加入铁粉产FeL溶液 过 滤:粗碘浊 液 过 滤 二 肮 送图 1图 2下列有关说法正确的是()A.Fe粉与A g l悬浊液反应的离子方程式为:Fe+2 A g+1=A g+Fe2 tB.可在含碘海水中直接通入C1?制备粗碘C.如图2所示L的晶胞中有1 4个L分子D.流程中沉淀可进一步转化,实现A g N03的循环使用答 案D A项,Fe粉与Agl悬浊液反应的离子方程式为Fe+2AgI(s)=2Ag+Fe2+2,错误;B项,由题图可知,先将含碘海水中的碘转化为Agl,再转化为Fel2；进 行I的富集后,再通入C12制备粗碘,错误；C项,I?的晶胞中含有的12分子数为8 X$6 X；=4,错误;D项,题给流程中沉淀为Ag和Fe,加入一定量的稀硝酸可将Ag转化为AgNO3,实现AgNO:i的循环使用,正确。13.自然界中原生铜的硫化物经氧化、淋滤后变成CuSO溶液，遇到闪锌矿(ZnS)可慢慢转变为铜蓝(CuS)o已知:播(ZnS)=2 X 10-22,降(CuS)=6X 10-3 6o下列说法正确的是()O Zn2+O s2-A.1个ZnS晶胞(见右图)中含4个S2-B.Cu?+基态核外电子排布式为Ar 3d84slC.反应 ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+(aq)正向进行,需满足华2 Hx 10C(Cu+)Ksp(CuS)Ksp(ZnS)D.生成铜蓝后的溶液中一定存在:c(S2-)=若 黄,且c(S2-)c(Cu/十)c(Zn十)1 1答 案A A项,1个ZnS晶胞中,S?的个数为8义不6义5=4,正确;B项,Cu的基态核外o Z电子排布式为Ar3d4S,则CW+基态核外电子排布式为Ar3d,错误;C项,该反应的c(Zn2+)c(Zn2+)-c(S2)(p(ZnS)2 X 10 22 1=K=-77-;二u (-X 1014,当 Q怠 可,即Q=c(S2-)-c (Zn2+)Ksp(ZnS),溶液中有ZnS沉淀析出,错误。1 4.已知:CuzO的晶胞如图所示;CU2 O固体溶于稀硫酸,能得到CuSOq溶液和一种紫红色单质;向CuS04溶液中加入一定量Na OH溶液,能得到一种浅蓝绿色沉淀,该沉淀能溶于氨水。下列说法不正确的是()A.一个Cu2()晶胞中,Cu原子的数目为4B.中的反应为 CU2O+H2SO4 CUS04+CU+H20C.中的浅蓝绿色沉淀为CuOIID.中沉淀溶解是因为生成了铜氨配合物答 案C A项,根据均摊法,白球有:8 X 1/8+1=2个,黑球有4个,从化学式Cu20中Cu、0个数比可推知黑球是Cu原子,正确;B项,Cu20与W发生氧化还原反应生成Cu和Cu2+,正确;C项,浅蓝绿色沉淀为Cu(OH)2,错误;D项,Cu(Oi l)2与NH3 I I2()反应生成Cu(NH3)4 2+,Ci?+与NH3分子间为配位键,正确。1 5.研究低温超导体材料的性能对解决能源危机有重要意义。金属K与C6。形成的一种低温超导材料的立方晶胞结构如图所示,晶胞边长都为a p m,K原子位于晶胞的棱上与内部。下列说法正确的是()A.该材料的化学式为KC6 0B.C6 0周围等距且最近的C6。的个数为4个C.体心K原子与顶点CB 0的距离为日a p mD.C6 0与C6 0的 最 短 距 离 是p m答 案 D利 用“均摊法”，C6 0 个数为8 X%6 X.4,K 原子的个数为1 2 X，+8=1 2,则该材料的化学式为K3 c 6。,A 项错误;由晶胞结构可知,C6。周围等距且最近的C6。的个数为W=12,B 项错误;由晶胞结构可知，体心K 原子与顶点C6。的距离为体对角线长度的;后，则体心K 原子与顶点C6（）的 距 离 为 p m,C 项错误;Cc o 与 C6 0的最短距离是面对角线长度的;，则 C6 0 与 C6 0的最短距离是a p m,D 项正确。1 6.下列叙述正确的是（）A.0.5 m o l 氢的质量是0.5 gB.摩尔是用来衡量微观粒子多少的一种物理量C.1 m o l 意气和1 m o l 氧气体积相同D.同质量的1 12与 C1 2 相比，比的分子数多答 案 D A 项，未指明微粒的种类（氢原子、氢分子、氢离子），错误;B 项，摩尔不是物理量,而是物质的量的单位,错误;C 项,氮气和氧气所处的状态不一定相同，在不同温度和压强下,气体摩尔体积不同,错误;D 项,因的摩尔质量小于Cl2,故同质量的H?与C L 相比,的物质的量大,分子数多,正确。1 7.氨硼烷（H3 N-B H3）是一种有效、安全的储氢材料，可由硼烷（B 2 H6）和氨气合成，其结构与乙烷相似。下列关于氨硼烷的性质推测不合理的是（）A.氨硼烷为分子晶体B.其沸点比乙烷高得多C.氨硼烷难溶于水D.加热时可缓慢释放出H2答 案 c A 项，氨硼烷的结构与乙烷相似，为分子晶体，正确;B 项,氨硼烷能形成分子间氢键,其沸点比乙烷高,正确;C 项,氨硼烷和水分子间形成氢键,易溶于水,错误；D 项，根据氨硼烷是有效、安全的储氢材料可知，正确。1 8.足球烯（C成分子形成的晶体是碳的一种单质形态。下列说法错误的是（）A.形成该单质的微粒间作用力为范德华力B.足球烯晶体的熔沸点低于金刚石晶体C.足球烯、石墨均可作为生产耐高温的润滑剂材料D.足球烯在苯中的溶解度比在酒精中的溶解度大答 案 C A 项，足球烯是分子晶体，该单质的微粒间作用力是分子间作用力，为范德华力,正确;B 项,足球烯是分子晶体,金刚石是原子晶体,分子晶体熔沸点低于原子晶体,正确;C 项,足球烯是分子晶体,熔沸点不高,不可作为生产耐高温的润滑剂材料,错误;D项,足球烯是非极性分子，苯是非极性溶剂,酒精是极性溶剂,根据相似相溶原理,足球烯在苯中的溶解度比在酒精中的溶解度大,正确。1 9.下列有关物质的结构与性质的叙述错误的是（）A.Na 的半径比Na 的大,则Na 的还原性比Na 强B.邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的低,与氢键有关C F 的电负性比C1 的大,可推断CF3COOH的酸性强于CC13COOHD.N 与 N 形成的“键比P 与 P 的强,可推断 2 N的稳定性比 H P 的高答 案 A Na 的半径比Na 的小,且Na 的还原性比Na 弱,A 项错误;邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键,对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，故邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的低,B 项正确;F 的电负性比C1 的大,则CF3 COO-的吸电子能力更强,H易电离出去,因此CF3 c（）（）1 1的酸性更强,C项正确;N与N形成的键比P与P的强,键能越大稳定性越高,因 此N-N的稳定性比 P的高,D项正确。2 0.磷酸亚铁锂（Li Fe P O）可用作锂离子电池的正极材料,具有安全性高、热稳定性强等优点。工业上以F e C L NH4 H2 P 0八Li Cl和苯胺（CN H z）等为原料制备磷酸亚铁锂。下列说法错误的是（）A.该反应中苯胺作还原剂B.NH t和P CP 4-的空间构型相同C.1 m o l苯胺分子中含有9 mol。键D.Li Cl、苯胺和甲苯的熔点由高到低的顺序是Li Cl 苯胺 甲苯答 案C Fe Ch中Fe 3+被还原为Fe2+,NH4 H2 P 0 和Li Cl中元素化合价不变,则还原剂是苯胺,A项正确;NH 和P O34中心原子价电子对数都是4,且无孤电子对,空间构型都是正四面体形,B项正确;从苯胺的结构简式知，1 m o l苯胺分子中含有1 4 m o l。键,C项错误;Li Cl属于离子晶体,熔点高于分子晶体,苯胺和甲苯均为分子晶体,苯胺分子间能形成氢键,故其熔点较甲苯高,D项正确。2 1.加热Co CO：；制备C0 3 O4时有部分C。*转化为Co 3+。取1 m o l C0 CO3在空气中加热，反应温度对反应产物的影响如图1所示。参 与 该 反 应 的 物 质 还 有（写化学式）。Co304晶体中包含A、B两种结构单元,如图2所示（.蕨示两种不同价态的Co原子,o表示0原子）。其中Co原 子 的 配 位 数 分 别 为 0CE国将幽金图1图2答 案。2 4 6解析 加热COCO?制备C/Oi时有部分C M，被氧化为C2+,而该反应在空气中进行,故反应物还有。2。单元结构A中距离Co原子最近的是四个顶角的0原子,故配位数为4;单元结构B中距离C。原子最近的是上、下、左、右、前、后6个。原子，故配位数为6。2 2.钛是2 0世纪5 0年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。回答下列问题：（1）基态钛原子价电子排布式为:与钛同周期且未成对电子数相同的元素有一（填元素名称）。氨合硼氢化钛 Ti（B HD3 -5 N5 中 B H J的空间结构为,键角HB H_HNH（填“大于”“小于”或“等 于），原因是（3）二氧化钛纳米材料是一种高效催化剂,如图反应：HCCH3OHO 纳米TiQ,甲NH,化合物乙中采取sp；杂 化 方 式 的 三 种 元 素 的 电 负 性 由 大 到 小 的 顺 序 为,化合物存在对映异构体种数甲_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 乙（填“多于”“少于”或“等于”）。(4)电解Ti Cl4的稀盐酸溶液可制得较稳定的紫色Ti Cl3-6 H2 O晶体。已知该晶体的配位数为6,两种配体的个数比为5：1,该 配 合 物 的 化 学 式 为。(5)氮化钛晶体的晶胞结构如图所示,该晶体结构中与Ti 原子距离最近且相等的N 原子有 个;已知该晶体的密度为d g/c n A 两个仃 原子之间的最近距离为a p m,则阿伏加德罗常数的数值S 可表示为。答案 3 d 2 4 s2 操、铐、硒(2)正四面体 大 于 N 原子有孤电子对，其对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力(3)0 NC 少于(4)Ti Cl(H2O)5Cl2 H202 4 8 6(网 x i c p i。)3 d解析 钛是2 2 号元素，基态钛原子价电子排布式为3 d 2 4 s2；钛在元素周期表的第四周期，未成对电子数是2,与钛同周期且未成对电子数相同的元素有操、褚、硒。(2)B H J 中 B 原子价电子对数为4,是 sp：；杂化,空间结构为正四面体;N 原子有孤电子对，其对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,故键角HB I1 大于HNHO化合物乙中采取sp，杂化方式的三种元素分别是()、N、C,电负性:0 NC;甲分子中有1 个手性 C 原子，乙分子中有2 个手性C 原子,故化合物存在对映异构体种数甲少于乙。该晶体的配位数为6,两种配体的个数比为5 ：1,结合Ti Ck 6 比()可知,配体中5 个是H20.1 个的是故该配合物的化学式为Ti Cl (比 0)5 北1 2 比0。(5)从晶胞结构图中可知,与Ti 原子距离最近的N 原子在其前后左右上下位置,距离是棱长的一半，共有6 个;两个T i原子之间的最近距离为a pm,则面对角线的长度为2a pm,棱长为&a pm,该晶胞(14 X 4+48 X 4)中有4个T i原子,4个N原子,晶胞密度是d g/cnP,则(=(、,2 a、。时故阿伏加德罗248常数的数值M可表示为小。*1 0*3 23.研究表明Ti02-aNb、Cu(In-GaxSe2)是光学活性物质。请回答下列问题：(1)基态T i原 子 核 外 电 子 占 据 的 最 高 能 级 符 号 为，价电子中未成对电子有一个;Ga、In、S e的 第 一 电 离 能 从 大 到 小 顺 序 为。(2)SeO23的立体构型为；Se02中硒原子采取的杂化类型是(3”6 a可以形成GaCb xNH3(x=3、4、5、6)等一系列配位数为6的配合物，向上述某物质的溶液中加入足量AgN03溶液,有沉淀生成;过滤后,充分加热滤液有氨气逸出,且又有沉淀生成,两次沉淀的物质的量之比为1:2。则该溶液中溶质的化学式为O(4)C F与 烟 形成的配离子为LCu(NH3)J2+,在该配离子中，氮氢键的键角比独立存在的气态氨气分子中键角略大,其原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _o向Cu(NH3)J S04溶液中加入乙醇能够析出深蓝色的晶体,试分析加入乙醇的作用：(5)TiO?通过氮掺杂反应生成TiOz aNb(如图)，则Ti02 aN,晶体中=.a答 案(l)4 s 2 Se Ga In (2)三角锥形 sp2(3)Ga(NH3)4Cl2Cl (4)N%中的孤电子对与C a配位,受到C 0吸引,对N-H键成键电子对斥力减弱,故NH键键角变大减小溶剂极性，降低Cu(NH3)4 1 S()4的 溶 解 度(5)7/1 6 1/8解析 基态Ti原子核外电子排布式为A r3 d 2 4 s2,占据的最高能级符号为4 s,价电子中未成对电子有2个;第一电离能Ga In、SeGa,即Se Ga In。(2)Se C-中Se原子价电子对数为4,有1对孤电子对,立体构型为三角锥形;Se o?中硒原子价电子对数为3,杂化类型是s pt加入足量A g NO：，溶液,有沉淀生成,说明有电离出的C1 ；过滤后充分加热滤液使配位键全部断裂,生成氨气和游离态的c r,再次生成沉淀,两次沉淀的物质的量之比为1 ：2,则形成配位键的C l与电离出的C 1的个数比为2 ：l,Ga：“配位数为6,故该溶液中溶质的化学式为Ga(NH3)4C12C1O(4)乙醇的分子极性小,加入乙醇后溶剂极性减小,降低了 Cu(NH3)4SO 的溶解度。(5)1个T Q a N b晶胞中Ti原子数为8 X?+4义,+1=4,N原子数为2,0原子数为7乂/7义寸1=彳,Ti、N、0个数比为4 ：5 ：彳=1 ：1 .2 5 2 5 7 18 1 6 2-a-正,a-b-gO2 4.石墨插层化合物在电池材料、超导性等方面具有广泛的应用前景。回答下列问题：I .某种锂离子电池以石墨(平面结构如图1所示)作负极材料,Li Ni Oz作正极材料。(1)石墨中碳的杂化类型是_ _ _ _ _ _ _,在 层 中 碳 原 子 的 配 位 数 为,(2)Li Ni Oz中电负性最大的元素是_ _ _ _ _ _ _。(3)基态Ni 3+核 外 电 子 排 布 式 为,其 未 成 对 电 子 数 为。II.下表列举了部分碳族晶体的熔点、硬度数据:晶体熔点/硬度(数值越大,晶体的硬度越大)金刚石(C)大于3 5 0 01 0碳化硅(Si C)2 8 3 09晶体硅(Si)1 4 1 27(4)请解释金刚石、碳化硅、晶体硅的硬度逐渐变小的原因是III.钾(K)的石墨插层化合物具有超导性，图 2 为晶胞垂直于石墨层方向的原子投影如图3 所示。其中K 层平行于石墨层，该图3(5)该插层化合物的化学式是_ _ _ _ _ _ _,判断K 层与石墨层之间的化学键类型为(填“离子键”“共价键”)；若晶胞参数分别为a n m、a n m、b n m,则该石墨插层化合物的晶体密度为(用含a、b、NA的代数式表示,电为阿伏加德罗常数的值)答 案 sp 2 3 (2)0 Is2 2 s2 2 P 6 3 s2 3 P 6 3 d 7 3(4)三种物质都属于共价晶体,原子半径越小，共价键的键长就越短,该化学键的键能就越大,物质的硬度就越大。由于键长:CC 键 CSi 键 Si Si 键,所以键能:CC键 CSi 键 Si Si 键,故物质的硬度:金刚石 碳化硅 晶 体 硅(5)KC8离子键1.08 X 1024a2bNA解 析(1)在石墨中碳原子形成3 个。共价键,故C 的杂化类型是sp 2 杂化;石墨是层状结构,在层中C 原子与相邻的3 个 C 原子形成共价键,在层间C 原子之间以分子间作用力结合，故在层中C 原子的配位数是3。(2)Li Ni()2 中含有Li、Ni、0 三种元素，其中0是非金属元素,Li、Ni 是金属元素,非金属元素的电负性大于金属元素的,故三种元素中电负性最大的元素是()o (3)Ni 是 2 8 号元素,根据构造原理可知基态N1 原子核外电子排布式是Is2 2 s2 2 P 6 3 s2 3 P 6 3 d 8 4 s2,Ni 原子失去最外层的2 个 4 s电子和1 个 3 d 电子,就得到 N i 则基态Ni 3+核外电子排布式为Is2 2 s2 2 P 6 3 s2 3 P 6 3 d 7;3 d 能级有5 个轨道,每个轨道最多可容纳2 个自旋方向相反的电子,故其中有3 个未成对的电子。金刚石、碳化硅、晶体硅都是共价晶体,原子半径越小，共价键键长就越短,该化学键的键能就越大,物质的硬度就越大。(5)根据题图2、3 可知,晶胞中K 原子8 个位于顶点,6 个位于面上,4 个位于内部,晶胞中K 原子数目=8 X%6 X；+4=8,晶胞中每层石墨烯部分结构中有4 条边(8 个 C 原子)处于晶胞面上,其他C 原子处于晶胞内部,C 原子数目=1 2 X4+8 X4 x|=6 4,K.C 原子数目之比为1：8，则该插层化合物的化学式是鸣,该化合物为离子化合物,K层与石墨层之间的化学键类型为离子键;1 个晶胞中含有8 个 K 原子,6 4 个 C 原子,则晶胞质量m=(39 X 8+12 X 64)g-moK1 1 080/VA-mol1g,晶胞体积V=(a X1 0 77 7 1 1 08 X 1()24c m)X(a X 1 0 7 c m)X(b X 1 0 7 c m)=a2b X 1 0 2 1 c*故该晶体的密度 p -v abNAg c m-3,2 5.褚(Ge)在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:基态Ge 原子的核外电子排布式为A r，有.个未成对电子。Ge 与 C 是同族元素,C 原子之间可以形成双键、三键，但 Ge 原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是(3)比较下列诸卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因GeC14Ge B r4Ge l4熔点/C-4 9.52 61 4 6沸点/8 3.11 8 6约 4 0 0(4)光催化还原C02制备CH1 反应中,带状纳米Z n Ge Oi 是该反应的良好催化剂。Z n、Ge、0 电负性由大至小的顺序是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.(5)Ge 单晶具有金刚石型结构，其中Ge 原 子 的 杂 化 方 式 为,微粒之间存在的作用力是_ _ _ _ _ _ _ _ O(6)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,下图为Ge 单晶的晶胞,其中原子坐1 1 1 1标参数A 为(0,0,0),B 为(2,0,2),C 为2,0),则 D 原子的坐标参数为晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。已知Ge 单晶的晶胞参数a=5 6 5.7 6 p m,其密度为一g-c m q 列出计算式即可)。答 案 3 d 。4 s2 4 P 2 2(2)Ge 原子半径大,原子间形成的。单键较长,p-p 轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成n键(3)Ge CM、Ge B Q、Ge L的熔、沸点依次升高，原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大,分子间作用力逐渐增强(4)0 Ge Z n(5)sp 3 共价键，、1 1 1、8 X 73”G 7,j)-1 074 4Z 6.02 X 565.763解 析（D G e是3 2号元素，位于第四周期第1 VA族，基态Ge原子核外电子排布式为Is2 2 s2 2 P 6 3 s2 3 P 6 3+。4 s2 4 P 2或A r3 d】。4 s2 4 P 2,根据其核外电子排布可知核外有2个未成对电子。（4）元素非金属性:Z n Ge Ge Z no（5）Ge单晶具有金刚石型结构,Go原子与周围4个Ge原子形成正四面体结构,Ge原子形成4个。键，采取sp，杂化;Ge单晶属于共价晶体,Ge原子靠共价键聚集。（6）D与周围4个原子形成正四面体结构,I）与顶点A的1连线距离为晶胞体对角线的不根据正四面体的几何特性可知,D在xy平面上的投影应为A C的一半,在xz平面上的投影为A B的一半,A为坐标原点,B为（C为（|,0）,1111 1则D为（不不N ；根据均摊法,该晶胞中Ge原子的数目为8义/6义5+4=8,则晶胞质量8 X 738 X 7 3”gm=7；g,晶胞的体积V=a 3 P m 3=5 6 5.7 63X 1 0-3 Oc m3,故晶体的密度为丁（亡一一30一广NA 5 6 5.7 6，X 1 0 .皿，26.铁、钻、操并称铁系元素，性质具有相似性。基态钻原子的核外电子排布式为 O铁氟化钾K3 Fe（CN溶液可以检验Fe 2+0 1 m o l C W中含有n键的数目为与C N互 为 等 电 子 体 的 分 子 有,铁氧化钾晶体中各种微粒间的相互作用不包括:（填标号）。a.离子键 b.共价键 c.配位键d.金属键 e.氢键 f.范德华力（3）纳米结构氧化钻可在室温下将甲醛（HCH0）完全催化氧化。甲醛分子的立体构型为，碳原子的杂化类型为(4)Ni O、Fe O的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni 2+和Fe岁的离子半径分别为6 9 p m和7 8 p m,则熔点Ni O Fe()(填“心 或“”)，判断依据是:.某氮化铁的晶胞结构如图所示：原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。如图晶胞中,原子坐标参数A为(0,0,0)；B为E；,3;C为(0,1,1)。则D原 子 的 坐 标 参 数 为。若该晶体的密度是P g 0 1-3,则晶胞中两个最近的Fe的核间距为 c m (用含P的代数式表示，不化简)。答 案 Is2 2 s2 2 P 6 3 s2 3 P 6 3 d 7 4 s2或A r 3 d 7 4 s2(2)2NA CO、N2 d e f (3)平 面 三 角 形sp?杂化(4)Ni O、Fe O都是离子晶体，氧离子半径相同,Ni?+的半径比Fe?”的小，半径越小，离子晶体的晶格能越大,熔点越高 (1，川磅篇解析 C N中C与N之间形成三键,1个三键中含有1个。键和2个n键，则1 m o lCN-含 有 个 门键;与CN-互为等电子体的分子有CO、N2;降Fe (CN)6 1中,K*与Fe (CN)J 3之间为离子键,Fe?与C N之间为配位键,C N中C、N之间为共价键,铁氟化钾晶体中各种微粒间的相互作用不包括金属键、氢键、范德华力。(3)HCH0中含有碳氧双键,无孤电子对,立体构型为平面三角形,C原子的杂化轨道数为3,为sp?杂化。(5)D位于该晶胞侧面的面心,其坐标参数为(1,|)；该晶胞中Fe的个数为8X%6X；=4,N的个数为1,设两个最近的Fe核间距为x c m,晶胞的边长为a c m,则#a=2 x,故a x,则 有P5 6 X 4+1 4X(、仅%)电，解得2 7.钛被誉为“2 1世纪的金属”，可呈现多种化合价。其中以+4价 的Ti最为稳定。回答下列问题：(1)基 态Ti原子的价电子排布式为,核外不同空间运动状态的电子有 种。(2)已知电离能:1 2(Ti)=1 3 1 0 k J-m o l-1,I2(K)=3 0 5 1 k J m o l，另(Ti)(K),其原因为。(3)钛的某配合物可用于催化环烯煌聚合,其结构如下图所示：CH,ci CH,0 一风 人 阻钛的配位数为,碳原子的杂化类型有 种。该配合物中存在的化学键有_(填字母)。a.离子键 b,配位键 c.金属键d.共价键 e.氢键(4)钛与卤素形成的化合物熔、沸点如下表所示：Ti Cl4Ti B r4Ti l4熔点/C-2 4.13 8.31 5 5沸点/1 3 6.52 3 3.53 7 7分 析Ti c*、Ti B r4.Ti l 的熔点和沸点呈现一定变化规律的原因是一。(5)已 知Ti Oz与浓硫酸反应生成硫酸氧钛,硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子,结构如图所示,该阳离子的化学式为阴 离 子 的 立 体 构 型 为.已知Ti N晶体的晶胞结构如图所示，若该晶胞的密度为P g c m-,阿伏加德罗常数的值为 则晶胞中Ti 原子与N 原子的最近距离为 p m.(用含P、NA的代数式表示)答 案(1)3 d 2 4 s2 1 2(2)K 失去的是全充满的3 P 6 电子,T 失去的是4 sl 电子,Ti 相对较易失去电子,故I2(Ti)”或“心)，用氢键的相关知识解释其原因:(4)灰锡的晶体结构与金刚石相似(如图甲所示)，其中A 处原子的原子分数坐标为(0,0,0),则 B 处 原 子 的 原 子 分 数 坐 标 为.在图乙网格中补全灰锡的晶胞沿y轴的投影图。已知灰锡的密度为P g-c m-3,设 g为阿伏加德罗常数的值，根据硬球接触模型，则 Sn 原子半径r(Sn)=p m (用代数式表示).图甲图乙答 案（l）Ti、Ni、Se 1 ：2 低（2）Sn HCl HCO中含有羟基，可3 1 1与另外的HCO 中的氧原子形成氢键,从而形成多聚体，降 低 溶 解 度（4）（币币4）解析 基态Ge 原子价电子排布式为4 s2 4 P 2,有 2 个未成对电子，第四周期基态原子未成对电子数与Ge 原子相同的元素有Ti、Ni、Se;晶体硅中每个Si 原子形成4 个共价键，每个共价键被两个Si 原子共用，所以1 m o l 晶体硅中含有2 m o l 共价键,碳化硅中每个硅原子形成4 个 Si-C键,不与别的硅原子共用,1 m o l 碳化硅中含4 m o l 共价键,故二者所含共价键数目之比为1 ：2;原子半径CSSe,则还原性由弱至U强的顺序为0、H2SX H?Se;原子半径越大成键电子之间的斥力越小,键角越小,则键角由小到大的顺序为此Se、H2S.比0;键长越长，键能越小，对应分子越不稳定，能量越大，则直线形分子能量较大。(2)Li In H“中阴离子为 In%一,价电子对数为4,无孤电子对，1 1空间结构为正四面体形。利用均摊法,一个晶胞内含Cu原子数为8 X+4 X寸1=4,_ _ 1 1 一含 Se 原子数为8,含 In 原子数为4 X+6 X,=4,一个晶胞含4 个 CuIn Se?,一个晶胞的质4M4M X IO30量为丁 g，晶胞的体积为a 2 c xi03。c*则 密 度 为 一-g -c ur；，;根据坐标系和2、3NA WCNA号原子坐标得1 号 Se 原子坐标为(0.7 5,0.7 5,0.6 2 5),距离4 号 Cu最近的Se 有 8 个。3 0.已知铜的配合物A 结构如图。请回答下列问题：配合物A(1)A 中所含第二周期各元素基态原子中,第一电离能大小顺序为。(2)胆砒CuS04-5 H2。结构示意图如下,CuSO4-5 H20 中 不 存 在 的 相 互 作 用 有(填 标号,下同)，加热蓝色胆砒晶体得到白色硫酸铜固体依次破坏的相互作用有。H-0 O-IkCu2+*/0 x/H.O 0-A.离子键 B.极性键 C.非极性键D.配位键 E.氢键氧和硫为同一族元素,形成S2 O2 3 阴 离 子 的 空 间 构 型 为,中心原子S 的杂化方式为；H2S,H2Se 具有类似的晶体结构,其中水溶液酸性较强的，原因M _。(4)液氨可作制冷剂,汽化时吸收大量热量的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _o(5)氮化钱是一种新型半导体材料。晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N 原子代替,顶点和面心的碳原子被Ga 原子代替。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,称作原子分数坐标。1(0.25,0.75,0.75)若沿y 轴投影的晶胞中所有原子的分布图如图,则原子2 的分数坐标为 o若晶胞中Ga 和 N 原子的最近距离为a p m,阿伏加德罗常数的值为N;b则氮化钱的晶体密度为 g c m q 列出计算表达式)。答 案(1)NOC(2)C ED(3)四 面 体 sp 3 H2Se S 的电负性大于Se,电负性越大，与氢结合的越牢固，不易断键(4)气化时需破坏氨分子间的大量的氢键作用(5)(0.7 5,0.7 5,0.2 5)336 X 9百-6443NA X 10-30解 析（1）A 中所含第二周期各元素分别为C、N、0,同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势，但 V A 族最外层为半满稳定结构,其第一电离能大于同周期的VIA 族