化學(xué)大一輪復(fù)習 考點規(guī)范練37 5

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGEPAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精考點規(guī)范練37晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（時間：45分鐘滿分：100分）考點規(guī)范練第74頁

非選擇題（共5小題，共100分)1.（2016山西考前質(zhì)量檢測）(20分)鋰的某些化合物是性能優(yōu)異的材料。請回答:(1）如圖是某電動汽車電池正極材料的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,其化學(xué)式為，其中Fen+的基態(tài)電子排布式為，P的空間構(gòu)型為.

(2)Li與Na中第一電離能較小的元素是;LiF與NaCl晶體中熔點較高的是。

(3）氮化鋰是一種良好的儲氫材料，其在氫氣中加熱時可吸收氫氣得到氨基鋰（LiNH2)和氫化鋰,氫化鋰的電子式為,上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為

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(4）金屬鋰為體心立方晶胞，其配位數(shù)為；若其晶胞邊長為apm，則鋰晶體中原子的空間占有率是。

(5)有機鋰試劑在有機合成中有重要應(yīng)用，但極易與O2、CO2等反應(yīng).下列說法不正確的是（填字母序號)。

A.CO2中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為1∶1B。游離態(tài)和化合態(tài)鋰元素均可由特征發(fā)射光譜檢出C.叔丁基鋰（C4H9Li）中碳原子的雜化軌道類型為sp3和sp2答案:(1）LiFePO43d6正四面體(2)NaLiF（3）Li+H］—Li3N+2H2LiNH2+2LiH（4)8π×100%（5）C解析：（1）晶胞中Li+個數(shù)為8×+4×+2×+1=4,Fen+個數(shù)為4，P個數(shù)為4，因此晶體的化學(xué)式為LiFePO4;其中鐵的化合價為+2價,即n=2,則Fe2+的基態(tài)電子排布式為3d6；P中磷原子的價層電子對數(shù)是4，沒有孤電子對,所以P的空間構(gòu)型為正四面體形。(2)同主族元素從上到下第一電離能減小,故Li和Na中第一電離能較小的元素是Na；LiF的晶格能大于NaCl，故LiF的熔點比NaCl高。（4）由于金屬鋰為體心立方晶胞，所以其配位數(shù)為8，若其晶胞邊長為apm,則鋰原子半徑r=apm，一個晶胞中有兩個鋰原子，所占體積為2×πr3pm3=2×π×（a)3pm3=πa3pm3,晶胞的體積為a3pm3，則晶體中原子的空間占有率是×100％=π×100%.（5)CO2的結(jié)構(gòu)式為OCO，CO雙鍵中有1個σ鍵、1個π鍵，因此CO2中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為2∶2=1∶1，A項正確；不同元素的原子光譜上的特征譜線不同，故游離態(tài)和化合態(tài)鋰元素均可由特征發(fā)射光譜檢出，B項正確；叔丁基鋰（C4H9Li)中碳原子的雜化軌道類型為sp3雜化,C項錯誤.2。(2016湖南郴州四模)（20分）氮及其化合物與生產(chǎn)、生活聯(lián)系密切?；卮鹣铝袉栴}：(1）基態(tài)15N中有個運動狀態(tài)不相同的電子,砷元素在元素周期表中位于第四周期且和氮元素同主族,基態(tài)砷原子的電子排布式為。

(2)元素C、N、O的第一電離能由大到小排列的順序為（用元素符號表示），NF3分子的空間構(gòu)型為。

（3）氨基乙酸(H2N-CH2—COOH)分子中,碳原子的雜化軌道類型有；1molH2N—CH2—COOH中含有σ鍵的數(shù)目為,二氧化碳為氨基乙酸分解的產(chǎn)物之一，寫出二氧化碳的一種等電子體(填化學(xué)式)。

（4)三氟化硼與氨氣相遇,立即生成白色固體,寫出該白色固體的結(jié)構(gòu)式:(標注出其中的配位鍵）;利用“鹵化硼法"可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷，圖1為該晶體的晶胞結(jié)構(gòu),該功能陶瓷晶體的化學(xué)式為。

(5)鐵和氨氣在640℃時可發(fā)生置換反應(yīng)，其中一種產(chǎn)物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。已知該晶胞的邊長為anm，則該晶體的密度為g·cm-3(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值）。?導(dǎo)學(xué)號16980394?

答案：（1）71s22s22p63s23p63d104s24p3（2）N>O>C三角錐形(3）sp3、sp29NAN2O或等(4)BN（5)8Fe+2NH32Fe4N+3H2解析：(1)基態(tài)15N的核外有7個電子,所以有7個運動狀態(tài)不同的電子,砷元素位于第四周期且和氮元素同主族,為33號元素，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3。（2)同周期元素從左向右,第一電離能呈增大趨勢,但第ⅡA族和第ⅤA族元素由于存在全滿或半滿狀態(tài)，是一種穩(wěn)定結(jié)構(gòu),第一電離能高于同周期相鄰元素,所以C、N、O的第一電離能由大到小排列的順序為N〉O〉C，NF3分子中氮原子的價層電子對數(shù)為3+=4，有1對孤電子對,所以分子的空間構(gòu)型為三角錐形.(3)氨基乙酸（H2N—CH2—COOH）中，—CH2—中的碳原子周圍有四個σ鍵,雜化類型為sp3雜化，羧基中的碳原子周圍有三個σ鍵，沒有孤電子對,雜化類型為sp2雜化,1molH2N-CH2—COOH中含有9molσ鍵，所以σ鍵的數(shù)目9NA，一個二氧化碳分子中有三個原子，價電子數(shù)為16,與之互為等電子體的為N2O、等。(4）三氯化硼和三氟化硼常溫下都是氣體，所以它們固態(tài)時的晶體類型為分子晶體,硼元素具有缺電子性，其化合物可與具有孤電子對的分子或離子形成配合物,BF3能與NH3反應(yīng)生成BF3·NH3,B與N之間形成配位鍵,氮原子含有孤電子對,所以氮原子提供孤電子對,BF3·NH3結(jié)構(gòu)式為。根據(jù)圖1，利用均攤法可知，晶胞中含有硼原子數(shù)為4，晶胞中含有氮原子數(shù)為8×+6×=4，所以化學(xué)式為BN。（5)該晶胞中鐵原子個數(shù)=8×+6×=4，氮原子個數(shù)是1，所以氮化鐵的化學(xué)式是Fe4N，鐵和氨氣在640℃可發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣和氮化鐵,所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為8Fe+2NH32Fe4N+3H2,該晶胞的邊長為anm，則晶胞的體積為（a×10-7)3cm3，所以密度為g·cm-3=g·cm—3。3。（20分）氮化硼(BN)是一種重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂(主要成分Na2B4O7）為起始物,經(jīng)過一系列反應(yīng)可以得到BN和火箭高能燃料及有機合成催化劑BF3的過程如下：（1)BF3中B原子的雜化軌道類型為雜化,BF3分子空間構(gòu)型為。

(2）在硼、氧、氟、氮中第一電離能由大到小的順序是（用元素符號表示）。

(3）已知:硼酸的電離方程式為H3BO3+H2O-+H+，試依據(jù)上述反應(yīng)寫出-的結(jié)構(gòu)式：，并推測1molNH4BF4(氟硼酸銨）中含有個配位鍵。

圖1（4)由12個硼原子構(gòu)成如圖1所示的結(jié)構(gòu)單元,硼晶體的熔點為1873℃，則硼晶體的1個結(jié)構(gòu)單元中含有個B—B鍵.

(5）氮化硼(BN）晶體有多種相結(jié)構(gòu).六方相氮化硼（晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示）是通常存在的穩(wěn)定相,可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼(晶體結(jié)構(gòu)如圖3所示)是超硬材料,有優(yōu)異的耐磨性.圖2圖3①關(guān)于這兩種晶體的說法，不正確的是（填字母)。

A.兩種晶體均為分子晶體B。兩種晶體中的B—N鍵均為共價鍵C。六方相氮化硼層間作用力小，所以質(zhì)地軟D.立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大②六方相氮化硼晶體內(nèi)B—N鍵數(shù)與硼原子數(shù)之比為,其結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導(dǎo)電,原因是。

③立方相氮化硼晶體中,每個硼原子連接個六元環(huán)。該晶體的天然礦物在青藏高原地下約300km的古地殼中被發(fā)現(xiàn)。根據(jù)這一礦物形成事實,推斷實驗室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應(yīng)是。?導(dǎo)學(xué)號16980395?

答案:（1）sp2平面正三角形(2）F〉N>O>B(3)或2NA或1.204×1024（4)30（5)①AD②3∶1六方相氮化硼晶體內(nèi)無自由移動的電子③12高溫、高壓解析：(1）BF3中硼原子的價層電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為0，故BF3分子的空間構(gòu)型為平面正三角形，硼原子的雜化軌道類型為sp2雜化。(2)硼、氧、氟、氮位于同一周期,從左到右第一電離能總的變化趨勢逐漸增大,但由于氮原子2p能級上半滿,能量較低，第一電離能大于氧原子,所以第一電離能由大到小的順序是F>N〉O〉B。（3)H3BO3的結(jié)構(gòu)簡式為,硼酸的電離方程式為H3BO3+H2O—+H+，在-中，水電離出的OH-提供一對孤電子對,H3BO3中的硼原子提供空軌道形成了一個配位鍵，B和Al同主族，所以-的結(jié)構(gòu)簡式為或;一個N中含有1個配位鍵，一個B中含有1個配位鍵,所以1molNH4BF4中含有2NA個配位鍵。(4）晶體硼的結(jié)構(gòu)單元中有12個硼原子,每個硼原子形成5個B—B鍵，每個B—B鍵為2個硼原子所共用，故1個結(jié)構(gòu)單元中B-B鍵的個數(shù)是=30。(5)①六方相氮化硼結(jié)構(gòu)和石墨相似,屬于混合型晶體,每層內(nèi)B與N以共價鍵結(jié)合,每層間為范德華力，層間作用力小,立方相氮化硼結(jié)構(gòu)和金剛石相似，屬于原子晶體,B和N之間以共價鍵結(jié)合且都是單鍵,因此只存在σ鍵，不存在π鍵,故A、D不正確。②取六方相氮化硼結(jié)構(gòu)中的一個六元環(huán),該環(huán)上有6個B—N鍵,每個B—N鍵均為兩個六元環(huán)所共用,所以1個六元環(huán)中實際有B—N鍵個數(shù)為6÷2=3,一個六元環(huán)上有3個硼原子，每個硼原子為3個六元環(huán)所共用，所以一個六元環(huán)中實際有硼原子3÷3=1(個）,因此六方相氮化硼晶體內(nèi)B—N鍵數(shù)與硼原子數(shù)之比為3∶1.六方相氮化硼結(jié)構(gòu)雖與石墨相似,但晶體內(nèi)無自由移動的電子,故不導(dǎo)電。③由于立方相氮化硼結(jié)構(gòu)與金剛石類似,因此每個硼原子連接12個六元環(huán)。4。（2016安徽合肥第二次教學(xué)質(zhì)量檢測)(20分）太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。其材料有單晶硅，還有銅、鍺、鎵、硒等化合物.(1)亞銅離子（Cu+）基態(tài)時核外電子排布式為；其電子占據(jù)的原子軌道數(shù)目為個。

(2）圖甲表示碳、硅和磷元素的四級電離能變化趨勢，其中表示磷的曲線是(填標號）。

碳、硅和磷元素的四級電離能變化趨勢甲二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)氮化鎵晶體結(jié)構(gòu)乙丙(3)單晶硅可由二氧化硅制得,二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)如圖乙所示,在二氧化硅晶體中,Si、O原子所連接的最小環(huán)為十二元環(huán)，則每個硅原子連接個十二元環(huán)。

（4)氮化鎵(GaN)的晶體結(jié)構(gòu)如圖丙所示,常壓下,該晶體熔點為1700℃，故其晶體類型為;判斷該晶體結(jié)構(gòu)中存在配位鍵的依據(jù)是

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（5）與鎵元素處于同一主族的硼元素具有缺電子性,因而硼酸(H3BO3）在水溶液中能與水反應(yīng)生成—。-中硼原子的雜化軌道類型為;不考慮空間構(gòu)型,-中原子的成鍵方式用結(jié)構(gòu)簡式表示為。

（6)某光電材料由鍺的氧化物與銅的氧化物按一定比例熔合而成,其中鍺的氧化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該物質(zhì)的化學(xué)式為。已知該晶體密度為7。4g·cm-3,晶胞邊長為4.3×10-10m,則鍺的相對原子質(zhì)量為(保留小數(shù)點后一位）。

答案：（1)1s22s22p63s23p63d1014（2）b(3)12(4)原子晶體GaN晶體中，每1個鎵原子與4個氮原子結(jié)合,而鎵原子只有3個價電子,故需提供1個空軌道形成配位鍵（5）sp3或(6）GeO72.5解析：（1）基態(tài)銅原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,失去4s軌道上的1個電子變成基態(tài)Cu+，則基態(tài)Cu+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或3d10,電子占據(jù)1個1s軌道、1個2s軌道、3個2p軌道、1個3s軌道、3個3p軌道和5個3d軌道,故電子占據(jù)軌道數(shù)目為1+1+3+1+3+5=14。(2)碳、硅和磷三種元素中，硅元素的第一電離能最小,則曲線c代表硅；碳、磷原子的價電子排布式分別為2s22p2、3s23p3,顯然碳原子失去2p軌道的2個電子較易,失去2s軌道的2個電子較難，故碳元素的第一、二級電離能明顯小于第三、四級電離能；磷原子失去3p軌道的3個電子相對較易，失去3s軌道的2個電子較難，故磷元素的第四級電離能明顯大于第一、二、三級電離能,圖中曲線a代表碳,曲線b代表磷。（3）二氧化硅晶體的結(jié)構(gòu)與金剛石相似,硅原子周圍有4個共價鍵與其相連,其中任意兩個共價鍵向外都可以連有2個最小的環(huán),故每個硅原子連接的十二元環(huán)的數(shù)目為3×2×1×2=12個。(4)氮化鎵(GaN)的熔點為1700℃,晶體結(jié)構(gòu)與金剛石類似，故氮化鎵屬于原子晶體。由氮化鎵晶體結(jié)構(gòu)可知,每個鎵原子與4個氮原子相結(jié)合，而鎵原子最外層有3個價電子，故需要提供1個空軌道形成配位鍵.(5)—離子中硼原子形成4個B—O鍵且不含未成鍵的孤電子對,則硼原子采取sp3雜化.硼原子最外層有3個電子，可與3個氧原子形成B—O鍵,另外1個B—O鍵為配位鍵，其中硼原子提供空軌道，氧原子提供成鍵電子對，故-的結(jié)構(gòu)簡式為（或).(6）由鍺的氧化物晶胞結(jié)構(gòu)可知,氧原子位于晶胞的8個頂點和6個面心,4個鍺原子位于晶胞內(nèi)部，則每個晶胞中含有4個鍺原子,含有氧原子數(shù)目為×8+×6=4個，Ge和O原子個數(shù)之比為4∶4=1∶1，故該鍺的氧化物的化學(xué)式為GeO。晶胞的邊長為4.3×10-10m=4。3×10-8cm，則晶胞的體積為V=(4.3×10-8cm）3≈7。95×10—23cm3，晶體的密度為ρ=7.4g·cm—3，設(shè)Ge的摩爾質(zhì)量為M，則有ρ=,M=-16g·mol—1=-16g·mol—1≈72.5g·mol-1，故其相對原子質(zhì)量為72。5。5。(2016湖北黃岡3月質(zhì)檢)(20分）碳是地球上組成生命的最基本元素之一,可以sp3、sp2和sp雜化軌道成共價鍵，具有很強的結(jié)合能力,與其他元素結(jié)合成不計其數(shù)的無機物和有機化合物，構(gòu)成了豐富多彩的世界.碳及其化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。請回答下列問題:（1)基態(tài)碳原子核外有種空間運動狀態(tài)的電子,其價電子排布圖為.

（2）光氣的分子式為COCl2,又稱碳酰氯,是一種重要的含碳化合物,判斷其分子立體構(gòu)型為,其碳原子雜化軌道類型為雜化。

(3)碳酸鹽在一定溫度下會發(fā)生分解，實驗證明碳酸鹽的陽離子不同、分解溫度不同，如表所示:碳酸鹽MgCO3CaCO3BaCO3SrCO3熱分解溫度/℃40290011721360陽離子半徑/pm6699112135試解釋為什么隨著陽離子半徑的增大,碳酸鹽的分解溫度逐步升高?

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(4）碳的一種同素異形體——C60(結(jié)構(gòu)如圖甲）,又名足球烯，是一種高度對稱的球碳分子。立方烷（分子式為C8H8，結(jié)構(gòu)是立方體,結(jié)構(gòu)簡式為)是比C60約早20年合成出的一種對稱型烴類分子,而現(xiàn)如今已合成出一種立方烷與C60的復(fù)合型分子晶體，該晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙所示，立方烷分子填充在原C60晶體的分子間空隙中。則該復(fù)合型分子晶體的組成用二者的分子式可表示為。

（5)碳的另一種同素異形體-—石墨，其晶體結(jié)構(gòu)如圖丙所示，虛線勾勒出的是其晶胞。則石墨晶胞含碳原子個數(shù)為個。已知石墨的密度為ρg·cm—3,C-C鍵鍵長為rcm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,計算石墨晶體的層間距為cm。

(6）碳的第三種同素異形體——金剛石，其晶胞如圖丁所示.已知金屬鈉的晶胞（體心立方堆積)沿其體對角線垂直在紙平面上的投影圖如圖A所示,則金剛石晶胞沿其體對角