開卷速查三十九晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1、狀元NNHI LU 開卷速查(三十九)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)建議用時40分鐘滿分100分1碳、氮、氧是地球上含量豐富的元素。(1) C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)?用元素符號表示)。(2) 前四周 期元素中，基態(tài) 原子未成對電子 數(shù)與氮相同的元 素有 中。(3) 試判斷NH3溶于水后，形成NH3H2O的合理結(jié)構(gòu)填字母代號)，推理依據(jù)是。b(4) H2O分子與H*結(jié)合的過程中未發(fā)生改變的是 (填序號)a.微粒的空間構(gòu)型b.氧原子的雜化方式c. H OH的鍵角(5) C60晶體(其結(jié)構(gòu)模型如圖)中每個C60分子周圍與它距離最近且等距離的C60分子有個R元N肇 ZHUANQiYUAIN NHI LU

2、 C60晶體結(jié)構(gòu)模型(圖中O為C60)解析：(1)氮原子的2p軌道為半充滿狀態(tài)，電離能較大，故 C、N、O 的第一電離能由大到小的順序?yàn)?N、0、C。(2) 基態(tài)氮原子未成對電子數(shù)有 3個，前四周期與之相同的元素有 P、 As、V、Co共四種。(3) 由一水合氨電離生成 NH才禾口 0H -可推知NH3H2O的合理結(jié)構(gòu)為b。(4) H2O分子為“角形”，H3O +為“三角錐形”，a不符合題意；出0、 H3O +中氧原子的雜化方式都為sp3雜化，b符合題意；H0H的鍵角變 大，c不符合題意。(5) 每個C60分子周圍與它距離最近且等距離的 C60分子有上、下、前、 后、左、右共6個。答案：(1)

3、N、O、C (2)4(3) b 一水合氨電離生成NH4和OH (4) b (5)62. 2015淄博模擬原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中 X是形成化合物種類最多的元素之一，Y的基態(tài)原子最外層電子數(shù)是其內(nèi) 層電子總數(shù)的2倍，Z的基態(tài)原子2p軌道上有3個未成對電子，W的原子 序數(shù)為29?；卮鹣铝袉栴}：(1) 上述元素能形成原子晶體單質(zhì)的是 填元素符號，下同)，能形成金屬晶體的是。元素Y、Z組成的晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其化學(xué)式為 ，其硬度比晶體硅(填“大”或“小”)。CaF2的結(jié)構(gòu)(3) 種由元素W與Au組成的合金晶體具有立方最密堆積結(jié)構(gòu)。其晶胞中W原子處于面心，Au原子處于頂點(diǎn)位置，

4、則該合金中 W原子與Au原子數(shù)目之比為 ，W原子的配位數(shù)為 該晶體中，原子之間的作用力是 。該晶體具有儲氫功能，氫原子可進(jìn)入到由 W原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中。若將 W原子與Au原子等同看待，該晶體儲氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與 CaF2的結(jié)構(gòu)相似(如圖所示)，該晶體儲氫后的化 學(xué)式應(yīng)為。解析：X是形成化合物種類最多的元素之一，則 X是碳或氫；由題意知Y是碳，Z是氮，W是銅，則X是氫。(1) 碳元素可形成金剛石，銅元素可形成金屬晶體。 ZHUAN QYMAIN Hl LU根據(jù)“晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)”及元素組成可知，Y、Z組成的晶體為原子晶體，碳氮鍵強(qiáng)于硅硅鍵，故丫、Z組成的晶體硬度比晶體硅大；結(jié)合化

5、合價可知，該晶體的化學(xué)式為 C3N4。1 1(3)由題意知晶胞中Cu原子的個數(shù)為6Xq= 3, Au原子的個數(shù)為8X§=1。結(jié)合CaF2的結(jié)構(gòu)可知?dú)湓釉诰О麅?nèi)有 8個，故儲氫后的化學(xué)式為H8AuCu3。答案：(1)C Cu(2) C3N4 大(3) 314 金屬鍵 H&AuCu33. (1)原子形成化合物時，電子云間的相互作用對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)會產(chǎn)生影響。試回答： BF3分子的立體結(jié)構(gòu)為 形，NF3分子的立體結(jié)構(gòu)為。 碳原子有4個價電子，在有機(jī)化合物中價電子均參與成鍵，但雜化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔分子中，碳原子進(jìn)行sp3雜化的是(寫 結(jié)構(gòu)簡式) 存在一個 n鍵的

6、是(寫名稱)。 出0、NH3、CH4分子中鍵角由大到小的順序?yàn)?,原因是。(2)下圖為CaF“ H3BO3(層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的H3BO3分子通過氫鍵結(jié)合)、金屬銅三種晶體的結(jié)構(gòu)示意圖，請回答下列問題：陽離子O陰離子 圖I CaF3晶胞圖山銅晶體中銅原子堆積模摳 圖I所示的CaF2晶體中與Ca2+最近且等距離的F_數(shù)為,圖皿中未標(biāo)號的銅原子形成晶體后最緊鄰的銅原子數(shù)為 。 圖H所示的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中最外層已達(dá) 8電子結(jié)構(gòu)的原子是 ,H3BO3晶體中B原子個數(shù)與極性鍵個數(shù)比為 。答案：（1）平面三角 三角錐 CH3CH3乙烯 CH4>NH3>H2O NH3分子中有1對孤對電子，出0分子有2對孤

7、 對電子，對成鍵電子對的排斥作用增大，故鍵角逐漸減小 （2）8 124. 2015煙臺四校聯(lián)考碳元素在生產(chǎn)生活中具有非常重要的作用，在 新物質(zhì)的制備中也發(fā)揮了舉足輕重的作用。（1）與碳同周期，且基態(tài)原 子的核外未成對電子數(shù)相等的元 素是寫出元素符號）。（2）石墨烯是目前人們制造的新物質(zhì)，該物質(zhì)是由單層碳原子六邊形平鋪而成的，像一張紙一樣（如圖甲），石墨烯中碳原子的雜化方式為 :狀元Ng ZHU AN Qi YMAIN NHI LU 常溫條件下丙烯是氣態(tài)，而相對分子質(zhì)量比丙烯小的甲醇，常溫條件下卻呈液態(tài)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是圖甲圖乙圖丙(3) 二氧化硅結(jié)構(gòu)跟金剛石結(jié)構(gòu)相似，即二氧化硅的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于

8、在硅晶體結(jié)構(gòu)中每個硅與硅的化學(xué)鍵之間插入一個0原子。觀察圖乙中金剛石的結(jié)構(gòu)，分析二氧化硅的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，Si、0形成的最小環(huán)上0原子數(shù)目是。(4) 圖丙是C60的晶胞模型(一個小黑點(diǎn)代表一個C60分子)，圖中顯示出的C60分子數(shù)為14個。實(shí)際上一個C60晶胞中含有 個C60分子。解析：(1)C元素和0元素基態(tài)原子的核外未成對電子數(shù)都是2。(3)金剛石空間結(jié)構(gòu)中數(shù)目最少的環(huán)中有6個原子，即六元環(huán)，共有6個CC鍵，而二氧化硅中的硅原子相當(dāng)于金剛石中的碳原子，氧原子在硅硅鍵之間，故二氧化硅中氧原子的數(shù)目與金剛石中CC鍵的數(shù)目相同。(4)晶胞中微粒個數(shù)的計算公式=體內(nèi)X 1+面上X 1/2+棱上X

9、1/4+頂角X1/8。C60晶胞模型中顯示出的14個C60分子，8個在晶胞頂角上，6個在面上，故一個晶胞中含有的C60分子數(shù)目為8X 1/8 + 6X 1/2 = 4答案：(1)0(2) sp2甲醇分子間存在氫鍵，而丙烯分子間只有范德華力伏元N尊 ZHU AN Q YMAIN NHI LU (3) 6(4)45. 根據(jù)下面三個表格所給相關(guān)信息，回答問題:表一：價電子對數(shù)和分子空間構(gòu)型的關(guān)系:分子AB.匚ABAB4價電子對數(shù)23444空間構(gòu)型直線形平面正V形三角正四面三角形錐形體形表二:部分物質(zhì)的熔點(diǎn):物質(zhì)NaClXa.Odaaif3A1CLJBC1J3co.5i0.熔點(diǎn)代8019201 291

10、190-1092 073-571 723表三:部分化學(xué)鍵和鍵能的關(guān)系:化學(xué)鍵Si 0Si Si0 0鍵能/(kj/mol)460176498(1) 指出下列物質(zhì)分子或離子的空間構(gòu)型：NH4，CS2； SO3。(2) 氨氣分子空間構(gòu)型是三角錐形，而甲烷是正四面體形，這是因?yàn)?。(填選項字母)A. 兩種分子的中心原子雜化軌道類型不同，NH3為sp2型雜化，而 CH4是sp3型雜化B. NH3分子中N原子形成三個雜化軌道，CH4分子中C原子形成4 個雜化軌道C. NH3分子中有一對未成鍵的孤對電子，它對成鍵電子的排斥作用較狀元N ZHU AN Q YMAIN NHI LU D .氨氣分子是極性分子，

11、而甲烷是非極性分子(3) 下列說法正確的是。(填選項字母)A .原子晶體的熔點(diǎn)一定比離子晶體高B. BCb為分子晶體，其空間構(gòu)型為平面正三角形C. AlCb的熔點(diǎn)比AI2O3低，工業(yè)上應(yīng)該用電解 AICI3的方法來制備鋁D. 同主族元素的氧化物可以形成不同類型的晶體，不同主族元素的氧 化物可以形成相同類型的晶體(4)SiO2晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，則 SiO2晶體中Si和Si O鍵個數(shù)的比例為, Si(s) + O2(g)=SiO2(s),其反應(yīng)熱 AH =。答案:(1)正四面體形(2)C(3)BD(4)1 : 4 990 kj/mol6. 2014江西盟校二聯(lián)納米技術(shù)制成的金屬燃料、非金屬固體燃料

12、、 氫氣等已應(yīng)用到社會生活和高科技領(lǐng)域。單位質(zhì)量的A和B單質(zhì)燃燒時均放出大量熱，可用作燃料。已知 A和B為短周期元素，其原子的第一至第 四電離能如下表所示：電離能(kJ/mol)I112I3I4A9321 82115 39021 771B7381 4517 73310 540(1)某同學(xué)根據(jù)上述信息，推斷 B的核外電子排布如圖所示，該同學(xué)所畫的電子排布圖違背了2sTA3pAVA4*A(2) ACl 2分子中A的雜化類型為。(3) 氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲存問題，C60可用作儲氫材料。已知金剛石中的CC的鍵長為154.45 pm,C60中CC的鍵長為145140 pm,有同學(xué)據(jù)此認(rèn)為

13、C60的熔點(diǎn)高于金剛石，你認(rèn)為是否正確 :并闡述理由。_科學(xué)家把C60和鉀摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其晶胞如圖所示，該物質(zhì)在低溫時是一種超導(dǎo)體。寫出基態(tài)鉀原子的價電子排布式，該物質(zhì)的K原子和C60分子的個數(shù)比為 (5) 繼C60后，科學(xué)家又合成了 Si60、N60, C、Si、N原子電負(fù)性由大到小的順序是, NCI3分子的 VSEPR模型為 Si60分子中每個硅原子只跟相鄰的 3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外伏元N ZHU AN QYUAIN NHI LU 層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則Si60分子中n鍵的數(shù)目為 。解析：本題主要考查原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識。(1) E

14、(3s)<E(3p), 3s軌道排滿才能排3p軌道。(2) 由表格中的電離能數(shù)據(jù)推出 A為Be, B為Mg，BeCI?中心原子的 價層電子對數(shù)為2,采取sp雜化。(3) C60與金剛石所屬的晶體類型不同，C60是分子晶體，金剛石是原子 晶體，決定兩者熔點(diǎn)高低的作用力不同。(4) K原子序數(shù)是19,價電子排布式為4s1;從晶胞中可看出C60的個數(shù)1 1為8Xg + 1 = 2,鉀原子的個數(shù)為12X6,鉀原子和C60分子的個數(shù)比為3 : 1。C I N(5) C、Si、N在周期表中的大致位置為',電負(fù)性順序?yàn)镹>C>Si;NCI3中心原子價層電子對數(shù)為 4, VSEPR模

15、型為正四面體；Si的價電子數(shù) 為4,每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子相連，且最外層滿足8電子穩(wěn)定結(jié) 構(gòu)，所以每個Si原子周圍只有1個n鍵，且2個Si原子共用1個n鍵，所1以Si60分子中n鍵的數(shù)目為(60 X 1)X 2 = 30。答案：(1)能量最低原理(2) sp雜化(3) 否 C60為分子晶體，熔化時破壞的是分子間作用力，無需破壞共價狀元N尊NHI LU 鍵(4) 4s13 : 1N>C>Si正四面體 307. 前四周期原子序數(shù)依次增大的元素 A、B、C、D中，A和B的價 電子層中未成對電子均只有 1個，并且A和B*的電子數(shù)相差為8;與B 位于同一周期的C和D，它們價電子層中的

16、未成對電子數(shù)分別為4和2,且原子序數(shù)相差為2?；卮鹣铝袉栴}：A、B和D三種元素組成的一個化合物的晶胞如圖所示6 6400 pm亠 該化合物的化學(xué)式為; D的配位數(shù)為; 列式計算該晶體的密度 gcm_3。吠元NS ZHU AN Q YUAIN NHI LU 解析：根據(jù)分?jǐn)偡?，可以求得化合物的化學(xué)式為&NiF4，晶體的密度可由晶胞的質(zhì)量除以晶胞的體積求得答案：K2MF4 63.439X 4+ 59X 2+ 19X 8_6.02 X 1023X 4002X 1 308X 1030_8. 2014課標(biāo)全國卷I 早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十四面準(zhǔn)晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成?；卮鹣铝袉栴}：

17、(1) 準(zhǔn)晶是一種無平移周期序，但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體，可通過法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。(2) 基態(tài)Fe原子有 未成對電子，F(xiàn)e3的電子排布式為。可用硫氰化鉀檢驗(yàn)Fe3 +,形成的配合物的顏色為 。(3) 新制備的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸，而自身還原成CU2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為, 1 mol乙醛分子中含有的。鍵的數(shù)目為 乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛，其主要原因是。CU2O為半導(dǎo)體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有 4個氧原子，其余 氧原子位于面心和頂點(diǎn)，則該晶胞中有 銅原子。(4) AI單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù) a_0.405 nm,晶胞中鋁原子的配位數(shù)為列

18、式表示Al單質(zhì)的密度gcm_3(不必計算出結(jié)果)。解析：(1)區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體可運(yùn)用 X 射線衍射的方法。(2)基態(tài)鐵原子的3d能級上有4個未成對電子，F(xiàn)e3 +的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5 , Fe(SCN)3呈血 紅色。(3)由 乙醛的 結(jié)構(gòu)式R元NHICIH-H ZHU AM QVUAIN NHI LU H）知，一CH3、一CHO上的碳原子分別為sp3、sp2雜化。由于1個乙醛分子中含有 4個C H鍵、1個CC鍵、1個C=O鍵， 共有6個。鍵，故1 mol乙醛分子中含有6Na個。鍵。乙酸分子之間能形 成氫鍵而乙醛分子之間不能形成氫鍵，故乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛。根據(jù)1 1均攤原理，一個晶胞中含有的氧