- 晶体结构与性质
- 共7164题
(5分)如图所示为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿晶体结构,该结构是具有代表性的最小重复单位。
(1)在该物质的晶体结构中,每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子、钙离子各有 、 个。
(2)该晶体结构中,元素氧、钛、钙的离子个数比是 。该物质的化学式可表示为 。
(3)若钙、钛、氧三元素的相对质量分别为a,b,c,晶体结构图中正方体边长(钛原子之间的距离)为dnm(1nm=10-9m),则该晶体的密度为 g/cm3。
正确答案
(1)6 8 (2)3:1:1 (3)
略
根据各图表示的结构特点,写出该分子的化学式:
A: B: C: D:
(2)在分子的结构式中,由一个原子提供成键电子对而形成的共价键用“→”表示,例如:
硫酸 写出三硝酸甘油酯的结构式:
。
正确答案
(1)A:NH3 B:HCN C:CO(NH2)2 D:BF3
首先注意题给限制条件1~10号元素,然后分析A结构中,最外层有两个未成键电子,且形成三个共价键,那么它最外层必然有5个电子,为N元素,另外三个为氢元素,则A的化学式为NH3,同理可分析出B、C、D的化学式分别为HCN、COHNH2)2和BF3,对三硝酸甘油酯的结构式可借助硝基甲烷中硝基结构写出。
(8分).C70分子是形如椭球状的多面体,该结构的建立基于以下考虑:
(1)C70分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;
(2)C70分子中只含有五边形和六边形;
(3)多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定理:顶点数+面数-棱边数=2。
根据以上所述确定:
(1)C70分子中所含的单键数和双键数;(2)C70分子中的五边形和六边形各有多少?
正确答案
(1)单键数:70;双键数:35。
(2)设C70分子中五边形数为x个,六边形数为y个。
依题意可得方程组:
1/2(5x+6y)=1/2(3×70)(键数,即棱边数)
70+(x+y)-1/2(3×70)=2(欧拉定理)
解得五边形数x=12,六边形数y=25。
略
附加题(1)石墨晶体的层状结构,层内为平面正六边形结构(如图a),试回答下列问题:图中平均每个正六边形占有C原子数为____个、占有的碳碳键数为____个,碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_______。
(2)2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如图b所示的是该化合物的晶体结构单元:镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面还各有1个镁原子,6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为______
_。
正确答案
(1)2 3 2:3 (2)
略
随着科学技术的发展,人们对物质微观结构的认识不断深入。下图是NaCl晶体
的结构示意图,该晶体中阴离子的堆积方式为_______________。
(1)已知阿伏加德罗常数的值(Na),X射线测得NaCl晶体中靠得最近的Na+、Cl-间的平均距离为a cm,则NaCl晶体的密度为_______________g·cm-3。
(2)某化学课外小组尝试在实验室中测定NaCl晶体的密度,其实验方案如下:先将固体NaC
l研细,准确称量mgNaCl粉末并转移到容积为100 mL的定容仪器A中。然后,向A仪器中
滴加苯,并不断振荡,至恰好达到刻度线时,测得加入苯的体积为V mL。
①定容仪器A最好选用______________________________ (填仪器名称)。
②能否用水代替苯_______________ (填“能”或“不能”);其理由是____________________。
③向仪器A中滴加苯时要不断振荡的目的是_______________________________________。
④使用该方法测得NaCl晶体的密度为_______________g·cm-3。
正确答案
A1型(或面心立方最密堆积) (1)
(2)①100 mL容量瓶 ②不能 NaCl易溶于水 ③使NaCl颗粒均匀地分布在苯中 ④
一个NaCl晶胞含Na+:×12+1=4,含Cl-:
×8+
×6=4,NaCl晶体的密度ρ=
(g·cm-3),最准确的定容容器是容量瓶,在使用容量瓶时,需指出其规格。用实验法测得NaCl晶体的密度为:
g·mL-1
在硅晶体、二氧化硅、硫酸钙、硫酸钡四种物质中,可用作制造光导纤维的重要原料的是 ,常用作“钡餐”的是 。
正确答案
二氧化硅 硫酸钡
略
(8分)晶体是质点(分子、离子、或原子)在空间有规则地排列的,具有整齐外形,以多面体出现的固体物质。在空间里无限地周期性的重复能成为晶体的具有代表性的最小单元,称为晶胞。一种Al-Fe合金的立体晶胞如图所示。
⑴确定该合金的化学式____________。
⑵若晶胞的边长为a nm,阿伏加德罗常数为NA,则此合金的密度为_____________g/cm3。(化为最简)
⑶取一定质量的该合金粉末溶于足量的稀NaOH溶液中,待反应完全停止后得到气体6.72 L。过滤,将残渣用蒸馏水洗净后,取其质量的十分之一,投入100mL一定浓度的稀硝酸中,恰好完全反应,共收集到气体0.672L。(气体体积均在标准状况下测定)
①计算硝酸的物质的量浓度。
②最终所得溶液中Fe3+的物质的量浓度(假设溶液体积仍为100mL)。
(1)确定该合金的化学式____________
(2)__________________g/cm3(化为最简)
(3)__________________________________________
①
____________________________
②
___________________________。
正确答案
⑴Fe2Al ⑵或
⑶①3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O
根据铁和稀硝酸的反应,不管铁被氧化到什么价态,均有
n(HNO3)=4 n(NO)=4×=0.12mol c(HNO3)=
=1.2mol/L
②2Al+2NaOH+H2O=2NaAlO2+3H2↑
开始所取合金中n(Al)=n(H2)=
×
=0.2 mol
与硝酸反应的n(Fe)=0.2 mol×2×=0.04 mol
则最终所得溶液中 n(Fe2+)+n(Fe3+)=0.04 mol
n(Fe2+)+n(Fe3+)=
=0.03 mol(或电子守恒:2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=3×0.03 mol)
解得n(Fe3+)=0.01 mol c(Fe3+)==0.1mol/L
略
结构决定性质,性质体现结构。对结构和性质的研究是学好化学的基础。
(1)下列4种物质熔点沸点由高到低排列为______________(填序号)
①金刚石(C—C) ②晶体硅(Si—Si) ③金刚砂(Si—C)
(2)某晶体的晶胞如图所示,X位于体心,Y位于4个面心,Z位于8个
顶点,该晶体中 X、Y、Z的粒子个数比为______________;
(3)按所示格式填写下表有序号的表格:
原子序数
原子价层电子排布
周期
族
17
①
第三
②
③
3d54s1
④
ⅥB
(4)某元素的激发态原子的电子排布式为1s2s2p3s3p4s,则该元素基态原子的电子排布式为 ;其最高价氧化物对应的水化物的化学式是 。
正确答案
(1) ① > ③ > ② (2分)
(2)1∶2∶1(2分)
(3)① 3s23p5 ② ⅦA ③ 24 ④第四
(4)1s22s22p63s23p4; H2SO4
略
(10分)m、n、x、y四种主族元素在周期表里的相对位置如下图所示。已知它们的原子序数总和为46,则:
(1)元素n的气态氢化物的分子式为 ,空间构型为 。
(2)m与y所形成的化合物含 键,属 分子。(填“极性”或“非极性”)
(3)x位于周期表的第 周期,第 族;其原子结构示意图为 。
(4)由n、y的氢化物相互作用所生成的物质的电子式为 ,此物质在固态时属于 晶体。
正确答案
(1)NH3,三角锥(2)极性、非极性(3)三、VIA,略(4)略,离子晶体
略
已知某金属晶体是面心立方堆积,金属原子的半径为a pm,摩尔质量为Mg/mol,阿伏加德罗常数为NA
求(1)该晶胞中含有原子的个数?(2分)
(2)该金属的密度(用a、M、NA来表示)(2分)
(3)空间利用率为多少?(4分)
正确答案
(1)4
(2)略
(3)74.8%
略
(7分)已知周期表中,元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸,W的氯化物分子呈正四面体结构,W与Q形成高温陶瓷。这5个元素的氢化物分子中:
①立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是(填化学式) ,其原因是 ;
②(3分)电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是 。
正确答案
①NH3> AsH3> PH3;(2分)因为前者中含有氢键,后两者构型相同,分子间作用力不同;(2分)
②电子数相同的有SiH4、PH3和H2S结构分别为正四面体,三角锥和V形。(3分)
略
(共计12分)
A.锌是一种重要的金属,锌及其化合物有着广泛的应用。
(1)葡萄糖酸锌[CH2OH(CHOH4COO)2Zn是目前市场上流行的补锌剂。写出Zn2+基
态电子排布式 ;葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO]分子中碳原子杂化方式是 。
(2)Zn2+也能与NH3形成配离子[Zn(NH3)4]2+。配位体NH3分子空间构型为 ;
在[Zn(NH3)4]2+中,Zn2+位于正四面体中心,N位于正四面体的顶点,试在下图中
表示[Zn(NH3)4]2+中Zn2+与N之间的化学键 。
(3)下图表示锌与某种元素X形成的化合物晶胞,其中Zn和X通过共价键结合,该化合物的化学式为 ;
该化合物的晶体熔点比干冰高得多,原因是 。
正确答案
A(12分)
(1)1s22s22p63s23p63d10 (2分)
sp2、sp3(2分)
(2)三角锥形(2分)
阶段(3分)
(3)ZnX 该化合物是原子晶体,而干冰是分子晶体。(3分)
略
A、B为两种短周期元素,A的原子序数大于B,B原子的最外层电子数为A原子最外层电子数的3倍。A、B形成的化合物是中学化学中常见的化合物,该化合物熔融时能导电。试回答下列问题:
(1)A、B的元素符号分别是___________、_____________。
(2)用电子式表示A、B元素形成化合物的过程:__________________________________。
(3)A、B所形成的化合物的晶体结构跟NaCl的晶体结构相似,则每个阳离子周围吸引了_________个阴离子,晶体中阴、阳离子个数之比为_________。
(4)A、B所形成的化合物的晶体的熔点比NaF晶体的熔点___________(填“高”或“低”)。判断的理由是__________________________________________________________________。
正确答案
(1)Mg O
(3)6 1︰1
(4)高 Mg2+、O2-与对应的Na+、F-半径相差不大,但Mg2+、F-所带电荷数多,形成离子键较强,故熔点较高
该化合物在熔融时能导电,说明其为离子晶体,又因为A、B为两种短周期元素,且A的原子序数大于B,故推出A为Mg,B为O,其电子式为
(8分)现有①CaBr2 ②金刚石 ③ 铜 ④干冰 ⑤Na2SO4 ⑥碘片 ⑦NH4Cl ⑧晶体硅八种物质,按下列要求回答(填序号):
(1)晶体熔化时需要破坏共价键的是 ,熔点最低的是 。
(2)属于离子晶体的是 。
(3)晶体中只存在一种微粒间作用力是 。
正确答案
(1)②⑧,④(2)①⑤⑦ (3)①②③⑧ (每空2分)
略
(4分)把CoCl溶解于水后加氨水直到先生成的Co(OH)2沉淀又溶解后,生成[CO(NH3)6]2+。此时向溶液中通入空气,得到的产物中有一种其组成可用CoCl3·5NH3表示。把分离出的CoCl3·5NH3溶于水后立即加硝酸银溶液,则析出AgCl沉淀。经测定,每1molCoCl3·5NH3只生成2molAgCl。请写出表示此配合物结构的化学式: ;此配合物中的Co化合价为 。
正确答案
[Co(NH3)5C1]C12; (2分) +3(2分)
略
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