- 晶体结构与性质
- 共7164题
石墨晶体中C-C键的键角为 ,其中平均每个六边形所含的C原子数为 个。
正确答案
(2分)120°,2。
试题分析:石墨晶体中碳原子排成正六边行,故C-C键的键角为120°。每个正六边形所占有的碳原子数为6个,而每一个点都是3个六边形公用的,6/3=2。
点评:本题考查的是石墨晶体的相关知识,题目难度不大,掌握石墨晶体的结构是解题的关键。
(10分)某离子晶体晶胞结构如图所示,X位于立方体的顶点,Y位于立方体中心。试分析:
(1)晶体中每个Y同时吸引着____个X,该晶体的化学式为_____ 。
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有________个。
(3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX的度数为_______。(4)设该晶体的化学式的式量为M,晶体密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA则晶体中两个距离最近的X中心间的距离为__________ 。
(5)下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图,试判断NaCl晶体结构的图象是
① ② ③ ④
(6)用价层电子对互斥理论(VSEPR)判断下列分子或离子的空间构型
正确答案
(1)4 XY2 (2)12
(3)109。28’ (4)cm
(5)B、 C (6)V形,正八面体,三角锥形,正四面体
试题分析::(1)X位于顶点,体心的Y吸引着4个X。每个X吸引着8个Y,如图所示:由于X粒子位于晶胞的顶点,只有X属于该晶胞,而Y粒子位于晶胞内部,完全属于该晶胞,故该晶体中X∶Y=(
×4)∶1,即化学式为XY2或Y2X。
(2)每个X周围与X最接近且距离相等的X应为8×3×=12个。
(3)由Y粒子和X粒子间虚线可知形成正四面体构型,所以∠XYX为109°28′
(4)设该晶胞的边长为a,两个X中心间距离为r,由于每个晶胞中相当于含有(×4)个X和一个Y,即
个XY2。则:
,
cm,又因为
,所以
cm。
(5)氯化钠晶胞的配位数是6,所以选BC。
(6)H2S分子S有两对孤对电子和2个σ键,所以VSEPR构型是正四面体,分子构型是V形,SnCl62-离子中Sn没有孤对电子有6个σ键,所以VSEPR构型是正八面体,分子构型也是正八面体,PH3中P有一对孤对电子和3个σ键,所以VSEPR构型是正四面体,分子构型是三角锥,ClO4-中Cl没有孤对电子有4个σ键,所以VSEPR构型是正四面体,分子构型也是正四面体。
点评:通过晶体结构来计算化学式,键角和距离。VSEPR构型要除去孤对电子才是分子构型。
(10分)某离子晶体晶胞的结构如图所示。X(·)位于立方体顶点,Y(o)位于立方体中心。试分析:
(1)晶体中每个Y同时吸引着________个X,每个X同时吸引着________个Y,该晶体的化学式为________。
(2)晶体中每个X周围与它最接近且距离相等的X共有________个。
(3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX是________。
(4)设该晶体的摩尔质量为Mg/mol,晶体密度为ρg/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体中两个距离最近的X中心距离为________cm。
正确答案
(1) 4 ;8 ;Y2X (2) 12 (3) 109°28′ (4) ·
(1)根据晶胞的结构可知,晶体中每个Y同时吸引着4个X。以X为顶点,可以形成8个立方体,所以每个X同时吸引着8个Y。晶胞中含有1个Y,1/2的X,所以化学式为Y2X。
(2)由于以X为顶点,可以形成8个立方体,所以晶体中每个X周围与它最接近且距离相等的X共有3×8÷2=12。
(3)以Y为中心,4个X位于正四面体的4个顶点上,所以晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX是109°28′。
(4)设晶胞的边长为x,则有,解得x=
,晶体中两个距离最近的X中心距离为
=·cm。
(10分)有下列八种物质:①氯化钡、②金刚石、③硫、④二氧化硅、⑤氯化钠、⑥干冰
回答有关这六种物质的问题。
(1)将这六种物质按不同晶体类型分成三组,并用编号填写下表:
其中以共价键相结合,原子彼此间形成空间网状结构的化合物是 (填编号)。晶体内存在单个分子的化合物是 (填编号)。
正确答案
(10分)(1)(每空2分)
(2)④,⑥
氯化钡为离子晶体;金刚石为原子晶体;硫为分子晶体;二氧化硅为原子晶体;氯化钠为离子晶体;干冰为分子晶体,所以(1)的正确答案为:
(2)以共价键相结合,原子彼此间形成空间网状结构的化合物是:二氧化硅;晶体内存在单个分子的化合物是干冰;
已知A、B、C、D、E五种元素的性质或结构信息如下,请根据信息回答下列问题:
(1)已知短周期元素A、B原子的第一至第四电离能如下表所示:
①某同学根据上述信息,推断B的核外电子排布如图所示,该同学所画的电子排布图违背了______。
②ACl2分子中A的杂化类型为__________,ACl2空间构型为__________。
(2)已知C单质曾被称为“银色的金子”,与锂形成的合金常用于航天飞行器,其单质能溶于强酸和强碱。D是周期表中电负性最大的元素。E能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物。请根据上述信息。
①写出E元素原子基态时的电子排布式____________________。
②以C单质、镁、NaOH溶液可以构成原电池,则负极的电极反应式为__________。
③D与Ca2+可形成离子化合物,其晶胞结构如图所示。其中Ca2+离子的配位数为__________,若该晶体的密度为ag/cm3,则该晶胞的体积是__________cm3(写出表达式即可)。
正确答案
(1)①能量最低原理(2分) ②sp(2分) 直线(2分)
(2)①1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(2分)
②Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O(2分) ③8; (3分)
试题分析:(1)A的第三电离能比第二电离能大很多,这说明A很难失去3个电子,因此A应该是第ⅡA族元素。同样B的第三电离能比第二电离能大很多,即B也很难失去3个电子,因此B是第ⅡA族元素。 同主族自上而下金属性逐渐增强,第一电离能逐渐减小,则A是Be,B是Mg。
①根据核外电子排布规律可知,只有排满了3s才能排3p,所以该示意图违背了能量最低原理。
②BeCl2分子中Be含有的孤电子对数是 =0,即不含有孤对电子,因此Be的价层电子对数是2,属于sp杂化,空间构型为直线形。
(2)C单质曾被称为“银色的金子”,与锂形成的合金常用于航天飞行器,其单质能溶于强酸和强碱,因此C是铝。D是周期表中电负性最大的元素,则D是F。E能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物,则E是Cu。
①根据核外电子排布规律可知铜元素原子基态时的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。
②以C单质、镁、NaOH溶液可以构成原电池,由于铝能与氢氧化钠溶液反应,而镁不能,因此负极是铝,镁是正极,则负极的电极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O。
③根据晶胞结构可知,钙离子周围与钙离子最近的氟离子有8个(每个面被2个立方体共用),则Ca2+离子的配位数为8。晶胞中含有该离子的个数是8× +6×
=4,氟离子是8个,因此
×6.02×1023=4,解得V=
cm3。
如图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、氧三元素的相对原子质量分别为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(阿伏加德罗常数用NA表示)。
正确答案
7分 除注明外每空1分)(1) 6;8 (2) 3:1:1;CaTiO3 (3)(3分)
试题分析:(1)由于1个顶点可以形成8个立方体,所以根据晶胞结构可知,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6个和8个。
(2)根据晶胞结构并依据均摊法可知,该晶体结构中,元素氧、钛、钙的离子个数分别是12×=3个、8×
=1个、1个,即晶体结构中,元素氧、钛、钙的离子个数比是3:1:1,所以该物质的化学式可表示为CaTiO3。
(3)根据以上分析可知,,解得密度ρ=
g/cm3。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题基础性强,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于培养学生的应试能力和逻辑推理能力。
(共8分)人类在使用金属的历史进程中,经历了铜、铁、铝之后,第四种将被广泛应用的金属被科学家预测为是钛(22Ti),它被誉为“未来世纪的金属”。
试回答下列问题:
(1)Ti元素的基态原子的价电子层排布图为 ;
(2)在Ti的化合物中,可以呈现+2、+3、+4三种化合价,其中以+4价的Ti最为稳定;
①偏钛酸钡的热稳定性好,介电常数高,在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图如图,它的化学式是 ;晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数为 个。
②已知Ti3+可形成配位数为6的配合物。现有含钛的两种颜色的晶体,一种为紫色,另一种为绿色,但相关实验证明,两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式,设计了如下实验:
a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液;
b.分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液,均产生白色沉淀;
c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀,经洗涤干燥后称量,发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的2/3。则绿色晶体配合物的化学式为
正确答案
1)电子排布图略 (2分)(2)①BaTiO3 (2分) 6 (2分)
②[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O(2分)
(1)根据构造原理可知钛元素的价电子排布式是3d24s2,所以价电子排布图为
3d 4s
(2)根据晶胞的结构示意图可知钛位于顶点上,含有的个数是8×1/8=1,氧位于棱上,个数是12×1/4=3,钡位于体心,全部属于该晶胞,所以且化学式为BaTiO3。以顶点为中心向周围扩展,共有上下、左右和前后,所以有6个氧原子;根据沉淀质量可知绿色晶体配合物电离出的氯离子是紫色晶体电离出的2/3,这说明绿色晶体配合物中能电离的氯原子和不能电离的卤族是2︰1的,所以化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2 ·H2O。
(共8分)人类在使用金属的历史进程中,经历了铜、铁、铝之后,第四种将被广泛应用的金属被科学家预测为是钛(22Ti),它被誉为“未来世纪的金属”。
试回答下列问题:
(1)Ti元素的基态原子的价电子层排布图为 ;
(2)在Ti的化合物中,可以呈现+2、+3、+4三种化合价,其中以+4价的Ti最为稳定;
①偏钛酸钡的热稳定性好,介电常数高,在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图如图,它的化学式是 ;晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数为 个。
②已知Ti3+可形成配位数为6的配合物。现有含钛的两种颜色的晶体,一种为紫色,另一种为绿色,但相关实验证明,两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式,设计了如下实验:
a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液;
b.分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液,均产生白色沉淀;
c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀,经洗涤干燥后称量,发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的2/3。则绿色晶体配合物的化学式为
正确答案
1)电子排布图略 (2分)(2)①BaTiO3 (2分) 6 (2分)
②[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O(2分)
(1)根据构造原理可知钛元素的价电子排布式是3d24s2,所以价电子排布图为
3d 4s
(2)根据晶胞的结构示意图可知钛位于顶点上,含有的个数是8×1/8=1,氧位于棱上,个数是12×1/4=3,钡位于体心,全部属于该晶胞,所以且化学式为BaTiO3。以顶点为中心向周围扩展,共有上下、左右和前后,所以有6个氧原子;根据沉淀质量可知绿色晶体配合物电离出的氯离子是紫色晶体电离出的2/3,这说明绿色晶体配合物中能电离的氯原子和不能电离的卤族是2︰1的,所以化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2 ·H2O。
过渡金属元素氧化物的应用研究是目前科学研究的前沿之一。2007年诺贝尔物理学奖为法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔共同获得,以表彰他们在巨磁电阻效应(CMR效应)研究方面的成就。某钙钛型复合氧化物(如下图),以A原子为晶胞的顶点,A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb,当B位是V、Cr、Mn、Fe时,这种化合物具有CMR效应。
(1)用A、B、O(氧)表示此类特殊晶体的化学式 ;
(2)已知La为+3价,当被钙等二价元素A替代时,可形成复合钙钛矿化合物La1-xAxMnO3, (x < 0.1),此时一部分锰转变为+4价。导致材料在某一温度附近有反铁磁-铁磁、铁磁-顺磁转变及金属-半导体的转变,则La1-xAxMnO3中三价锰与四价锰的物质的量之比为 ;(用含x的代数式表示)
(3)Mn的外围电子排布式为 ,在元素周期表中的位置是第 周期,第 族;
(4)下列有关说法正确的是 。
A.镧、锰、氧分别位于周期表f、d、p区
B.CaO的熔点为2614℃,属于原子晶体
C.铬的堆积方式与钾相同,则其堆积方式如下图:
D.锰的电负性为1.59 ,Cr的电负性为1.66,说明锰的金属性比铬强
正确答案
(1)ABO3(2分) (2)(1-x)/x (2分)
(3)3d54s2 (2分) 四(1分) ⅦB(1分) (4)AD (2分)
试题分析:(1)每个面心是2个晶胞所共用,顶点是8个晶胞所共用,故用A、B、O(氧)表示此类特殊晶体的化学式ABO3。
(2)假设三价锰的物质的量为a, 四价锰的物质的量为b,根据化学式化合价代数和为0可知:
[(3a+4b)/(a+b)]+3-3x+2x-6=0
解得:a/b=(1-x)/x。
(3)Mn的原子序数是25,属于过度元素,在元素周期表中的位置是第四周期,第ⅦB族,外围电子排布式为3d54s2。
(4)B项:CaO是由离子组成的离子化合物,属于离子晶体,故错;C项:图因为,故错。故选AD。
点评:本题考查的是晶体的相关知识,题目难度较大,需要学生平时多加练习这方面的知识。
根据下图推测,CsCl晶体中两距离最近的Cs+间距离为a,则每个Cs+周围与其距离为a的Cs+数目为________;每个Cs+周围距离相等且次近的Cs+数目为________,距离为________;每个Cs+周围距离相等且第三近的Cs+数目为________,距离为________;每个Cs+周围紧邻且等距的Cl-数目为________。
正确答案
6 12 a 8
a 8
试题分析:根据氯化铯的晶胞可知,CsCl晶体中两距离最近的Cs+间距离为a,则每个Cs+周围与其距离为a的Cs+数目为6个(即上下、左右和前后各1个);每个Cs+周围距离相等且次近的Cs+位于面心处,数目为(3×8)÷2=12个,距离为a;每个Cs+周围距离相等且第三近的Cs+位于体心处,数目为8个,距离为
a;由于定点被8个相邻的正方体共用,所以每个Cs+周围紧邻且等距的Cl-数目为8个。
点评:该题是知道你的的试题,试题贴近高考,基础性强,侧重对学生能力的培养旨在培养学生分析、归纳和总结问题的能力,有利于调动学生的学习兴趣,激发学生的学习积极性,提高学生的应试能力。
下图为一个金属铜的晶胞,请完成以下各题。
1)该晶胞“实际”拥有的铜原子数是 个。
2)该晶胞称为 。
A.六方晶胞 B.体心立方晶胞 C.面心立方晶胞
3)此晶胞立方体的边长为a cm,Cu的相对原子质量为64。阿伏加德罗常数为NA 。金属铜的晶体密度ρ为 g/cm3。(用a、NA 表示)。
4)铜原子采取的这种堆积方式的空间利用率为 。(填数值)
正确答案
(4分)
1) 4。2)C。3)256/(a3×NA)。4)74%。
试题分析:1)顶点的被8个晶胞共用,面心的被2个晶胞共用,故该晶胞“实际”拥有的铜原子数是8*(1/8)+6*(1/2)=4个。
2)该晶胞面心中有金属铜,故选C。
3)D原子半径为r,令晶胞的棱长为x,则2x2=(4r)2,所以x= r,所以晶胞的体积V=
.晶胞中含有的铜原子数目为8×(1/8) +6×(1/2)=4,所以晶胞的质量为4×Mr/ NAg,所以晶体的密度为
=256/(a3×NA)。
4)晶体铜晶胞是面心立方晶胞,故铜原子采取的这种堆积方式的空间利用率为74%。
点评:本题考查的是晶胞的计算的相关知识,题目难度中,考查学生分析问题、解决问题及计算的能力。
某离子晶体晶胞结构如下图所示,x位于立方体的顶点,Y位于立方体中心。试分析:
1)晶体中每个Y同时吸引着 个X,每个X同时吸引着 个Y,该晶体的化学式为 。
2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有 个。
3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX的度数为 。
正确答案
(5分)
1)4,8,XY2或Y2X。
2)12。
3)109°28'。
试题分析:1)有晶胞图得出,Y位于体心,每个Y同时吸引着4个X,X位于顶点,每个X同时吸引着8个Y,X位于顶点,被8个晶胞所共有,一个晶胞占1/2,X和Y的个数比为 (1/2) 1:=1:2,故该晶体的化学式为XY2或Y2X。
2)一个晶胞中X周围有3个与它最接近且距离相等,八个晶胞相邻,重复一半,故晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有3*8/2=12个。
3)2个X和2个Y的连线是正四面体,故晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX的度数为109°28'。
点评:本题考查的是晶胞的相关知识,题目难度不大,掌握晶胞的结构特点是解题的关键。
Ⅰ.已知下列金属晶体:Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au。其堆积方式为:
(1)简单立方堆积的是____________________________________________;
(2)钾型的是______________________________________________________;
(3)镁型的是______________________________________________________;
(4)铜型的是_____________________________________________________。
Ⅱ.A、B、C、D都是短周期元素,原子半径D>C>A>B,已知:A、B处于同一周期,A、C处于同一主族;C原子核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和;C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的4倍。
试回答:
(1)这四种元素分别是:A______,B______,C______,D______(填元素名称)。
(2)这四种元素单质的熔点由高到低的顺序是________(填元素名称)。
(3)C的固态氧化物是________晶体,D的固态单质是________晶体。
(4)写出A、B、D组成的化合物与B、C组成的化合物相互反应的化学方程式_______________________________________________________________。
正确答案
Ⅰ.(1)Po
(2)Na、K、Fe
(3)Mg Zn
(4)Au、Cu
Ⅱ.(1)碳 氧 硅 钠
(2)碳>硅>钠>氧
(3)原子 金属
(4)Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
Ⅱ.(1)当D原子最外层有1个电子时,则C原子最外层有4个电子(ⅣA
族),因为A与C为同一主族,且原子半径C>A,则短周期中C为Si,A为
C;当D原子最外层有2个电子时,则C原子最外层有8个电子(0族),据题
意知不可能。根据D的原子半径(最大)、最外层电子数(1个)、短周期可判断
D为Na。由质子数关系可判断B为O。
氧元素与多种元素具有亲和力,所形成化合物的种类很多。
(1)氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为 。
(2)根据等电子原理,在NO2+离子中氮原子轨道杂化类型是 ; 1 mol O22+中含有的π键数目为 。氧元素与氮元素能形成多种分子,试写出与N2O分子互为等电子体的一种阴离子 。
(3)氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物,如和铬可生成Cr2O3、CrO3、CrO5等。Cr3+基态核外电子排布式为 。
(4)钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体,其晶体结构如图所示,则该钙的氧化物的化学式为 。
正确答案
(12分)(1)F> N> O(2分) (2)sp(2分) 2NA(2分) SCN—(2分)
(3)1s22s22p63s23p63d3(2分) (4)CaO2(2分)
试题分析:(1)非金属性越强,第一电离能越大。但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,所以氮元素的第一电离能大于氧元素的,则氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为F>N>O。
(2)价电子数和原子数分别都相等的是等电子体,则与NO2+离子互为等电子体的是CO2。CO2是含有双键的直线型结构,所以根据等电子原理,在NO2+离子中氮原子轨道杂化类型是sp杂化;与O22+离子互为等电子体的是氮气。氮气含有三键,而三键是由1个α键和2个π键构成的,则1 mol O22+中含有的π键数目为2NA。与N2O分子互为等电子体的一种阴离子SCN—。
(3)根据构造原理可知,Cr3+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。
(4)根据晶胞的结构可知,黑球表示钙离子,其个数=个。阴离子是由2个氧原子构成的,其个数是
,所以钙氧化物的化学式是CaO2。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题综合性强,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于培养学生的应试能力和逻辑推理能力。该题以“周期表中元素的推断”为载体,比较全面考查学生有关元素推断知识和灵活运用知识的能力。考查学生对元素周期表的熟悉程度及其对表中各元素性质和相应原子结构的周期性递变规律的认识和掌握程度。考查了学生对物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。
元素X 位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有2个未成对电子。元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍。
(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。
①在1个晶胞中,X离子的数目为 。
②该化合物的化学式为 。
(2)在Y的氢化物分子中,Y原子轨道的杂化类型是 。
(3)Z的氢化物在乙醇中的溶解度大于Y的氢化物,其原因是 。
(4)Y 与Z 可形成YZ42-
①YZ42-的空间构型为 。
②写出一种与YZ42-互为等电子体的分子的化学式: 。
(5)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目为 。
正确答案
.(10分)(1)①4 (1分) ②ZnS(1分) (2)sp3(2分)
(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键(2分)
(4)①正四面体(1分) ②CCl4或SiCl4等(1分)
(5)16NA或16×6. 02×1023个(2分)
试题分析:元素X 位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,则内层电子数=2+8+18=28,且最外层电子数为2,所以该原子有30个电子,为Zn元素;元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子,则Y是S元素;元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍,元素最外层电子数小于或等于8,所以Z是O元素。
(1)①根据晶胞的结构并依据均摊法可知,X离子数目=。
②该晶胞中Y离子数目=4,所以X和Y离子数目之比等于4:4即1:1,所以该化合物的化学式为ZnS。
(2)在H2S中硫原子的价层电子数=2+(6-2×1)÷2=4,所以采用sp3杂化。
(3)在乙醇的水溶液中,水分子和乙醇分子之间易形成氢键,氢键的存在导致其溶解性增大。
(4)①SO42-中价层电子数=4+(6+2-4×2)÷2=4,由于没有孤电子对,所以是正四面体结构。
②原子数和价电子数均相等的是等电子体,所以与YZ42-互为等电子体的分子的化学式为CCl4或SiCl4 等。
(5)单键都是σ键,所以1mol配合物[X(NH3)4]Cl2中,σ键数目=(3×4+4)NA=16NA。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题综合性强,侧重对学生能力的培养。本题考查的知识点比较多,涉及化学式的确定、氢键、杂化方式的判断等知识点,明确化学式的确定方法、氢键对物质性质的影响、杂化方式的判断方法等是解本题关键,注意配合物[Zn(NH3)4]Cl2中,配位键也是σ键,为易错点。
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