- 晶胞
- 共1643题
[物质结构与性质](15分)
下表为长式周期表的一部分,其中的序号代表对应的元素。
(1)写出上表中元素⑨原子的外围电子排布式__________。
(2)在元素③与①形成的水果催熟剂气体化合物中,元素③的杂化方式为__________杂化;元素⑦与⑧形成的化合物的晶体类型是__________。
(3)元素④的第一电离能__________元素⑤(填写“>”“=”或“<”)的第一电离能;元素④与元素①形成的最简单的X分子的空间构型为__________。请写出与元素④的单质互为等电子体分子、离子的化学式__________(各写一种)。
(4)在测定元素①与⑥形成化合物的相对分子质量时,实验测得的值一般高于理论值的主要原因是_______。
(5)元素④的最高价氧化物对应的水化物稀溶液与元素⑦的单质反应时,元素④被还原到最低价,该反应的化学方程式为__________。
(6)将过量的X通入含有元素⑩的蓝色硫酸盐溶液中,反应的离子方程式为__________;元素⑩的某种氧化物的晶体结构如图所示,其中实心球表示元素⑩原子,则一个晶胞中所包含的氧原子数目为__________。
正确答案
(1)3d54s1;(2)sp2;离子晶体;(3)>;三角锥形;CO;CN-(其他合理答案);(4)HF气态时会形成(HF)n分子(或HF分子间会形成氢键)(5)4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O;(6)Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+,Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;2
试题分析:根据题意可知:①是H;②是Be;③是C;④是N;⑤是O;⑥是F;⑦是Mg;⑧是Cl;⑨是Cr;⑩是Cu。(1)根据元素在周期表中的位置可知:上表中元素⑨是Cr,其原子的外围电子排布式3d54s1;(2)在元素③C元素与①H元素形成的水果催熟剂气体化合物C2H4中,元素③的杂化方式为sp2;元素⑦与⑧形成的化合物MgCl2的晶体类型是离子晶体;(3)元素④的第一电离能大于⑤的第一电离能,原因是N原子核外的电子处于该原子轨道的半充满的稳定状态。元素④与元素①形成的最简单的X分子NH3的空间构型为三角锥形;与元素④的单质互为等电子体分子是CO、离子的化学式是CN-;(4)在测定元素①与⑥形成化合物HF的相对分子质量时,实验测得的值一般高于理论值的主要原因是在HF分子之间存在氢键,使分子一几个分子聚合在一起以聚合分子(HF)n的形式存在,(5)元素④的最高价氧化物对应的水化物稀溶液与元素⑦的单质反应时,元素④被还原到最低价,根据元素的原子结构及氧化还原反应中的电子守恒可知该反应的化学方程式为4Mg+10HNO3= 4Mg(NO3)2+ NH4NO3+ 3H2O;(6)将过量的NH3通入含有元素⑩的蓝色硫酸盐溶液中,反应的离子方程式为Cu2++2NH3·H2O= Cu(OH)2↓+2NH4+,Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;根据元素⑩的某种氧化物的晶体结构所示,可知:在一个晶胞中含有Cu:4;含有O:8×1/8+1=2则一个晶胞中所包含的氧原子数目为2个。
(7分)Ⅰ.①MgCl2 ②干冰③冰 ④Na2O2 ⑤白磷(P4)⑥硫磺 ⑦Na2CO3 ⑧金刚石 ⑨NaOH ⑩SiO2
(1)以上物质中属于离子晶体的是 ;(2)属于分子晶体的是 。(3)属于原子晶体的是______(均填序号)。
Ⅱ。下列物质中:(1)互为同分异构体的有 ;(2)互为同素异形体的有 ;(3)属于同位素的有 ;(4)属于同一种物质(分子组成相同)的有 。(均 填序号)
①液氯 ②③白磷 ④氯气 ⑤
⑥Cl ⑦
Cl ⑧红磷
正确答案
每空1分,共7分。
Ⅰ(1)①④⑦⑨ (2)②③⑤⑥ (3)⑧⑩
Ⅱ(1)②⑤ (2)③⑧ (3)⑥⑦ (4)①④
略
(12分)镍(Ni)可形成多种配合物,且各种配合物有广泛的用途。
(1)配合物Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂。固态Ni(CO)4属于____________晶体;基态Ni原子的电子排布式为_______________;
写出两种与配体CO互为等电子体微粒的化学式_____________、________________ 。
(2)某镍配合物结构如图所示,分子内含有的作用力有____________(填序号)。
(3)很多不饱和有机物在Ni催化下可与H2发生加成反应,
如①CH2=CH2、②HC ≡ CH、③④HCHO等,其中碳原子采取sp2杂化的分子有_________(填序号);HCHO分子的空间构型为:__________。
(4)据报道,某种含有镁、镍和碳三种元素的晶体具有超导性,其结构如图所示。则该晶体的化学式为__________ 。晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有_________个。
正确答案
(12分)
(1)分子(1分)
1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar] 3d84s2 (1分)
N2、CN—(2分,各1分)
(2)A、C、E(2分,选对1个不给分,选对2个给1分,选错不给分)
(3)①③④(2分,选对1个不给分,选对2个给1分,选错不给分)
平面三角(1分)
(4)MgCNi3(1分) 12(2分)
略
(10分)有A、B、C、D、E、F六种元素,已知:它们位于三个不同短周期,核电荷数依次增大;A与E、B与F分别同主族;A、E分别都能与D按原子个数比1﹕1或2﹕l形成化合物;B、C分别都能与D按原子个数比1﹕1或1﹕2形成化合物。
⑴写出只含有A、B、D、E四种元素的两种常见无水盐的化学式_____________。
⑵下图是A与D形成的一种化合物的晶体结构示意图,其中的虚线表示__________。E与D按原子个数比1﹕1形成的化合物的电子式为_____________________。
⑶人们通常把拆开l mol某化学键所吸收的能量看成该
化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以
用于估算化学反应的反应热(△H),化学反应的△H等于反应
中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和
的差。下表列出了上述部分元素形成的化学键的键能:
化学键
F—D
F—F
B—B
F—B
C═D
D═D
键能/kJ·mol-1
460
176
347.7
347
745
497.3
①下列三种物质形成的晶体,熔点由高到低的顺序(用a、b、c表示):_________。
a.F与B形成的化合物 b.B与D形成的稳定化合物 c.F的单质
②试估算F单质晶体的燃烧热:____________________________________。
正确答案
(1)NaHCO3、CH3COONa (2)氢键
(3) ① a>c>b ②990.7 kJ/mol
考查元素周期表的结构、晶体的判断及有关反应热的计算。
根据所给元素的性质可判断,A是H,B是C,C是N,D是O,E是Na,F是Si。
(1)只含有H、C、O、Na四种元素的两种常见无水盐分别为碳酸钠和醋酸钠。
(2)H和O形成的常见化合物是水,水中存在氢键,所以虚线表示氢键。Na和O按原子个数比1﹕1形成的化合物是过氧化钠,含有离子键和非极性键。
(3)①a是SiC属于原子晶体,b是CO2,是分子晶体,c是Si,也是原子晶体。因为Si-C的键能大于Si-Si的键能,所以碳化硅的熔点高于硅的,硅的高于CO2的,即a>c>b。
②硅和氧气反应的化学方程式为Si+O2=SiO2,因为1个硅原子形成2个Si-Si,在二氧化硅晶体中1个硅原子形成4个Si-O,所以该反应的燃烧热是2×176 kJ·mol-1+497.3 kJ·mol-1-4×460 kJ·mol-1=990.7 kJ/mol。
(18分)根据下图回答问题:
(1)A图是某离子化合物的晶胞(组成晶体的一个最小重复单位),阳离子位于中间,阴离
子位于8个顶点,该化合物中阳、阴离子的个数比是_______________。
(2)B图表示构成NaCl晶体的一个晶胞,通过想像与推理,可确定一个NaCl晶胞中含Na+
和Cl-的个数分别为_______________、_______________。
(3)C图是金刚石的晶体结构,C60、金刚石和石墨三者的关系是_______________。
硅晶体的结构跟金刚石相似,1 mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是_______________NA个。二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅—硅单键之间插入一个氧原子。二氧化硅的空间网状结构中,硅、氧原子形成的最小环上原子数目是_______________。
(4)石墨晶体结构如D图所示,每一层由无数个正六边形构成,则平均每一个正六边形所占有的碳原子数为_______________,“C—C”键数为_______________。
(5)足球烯C60结构形如足球,如E图,则C60中有_______________个六边形,_______________个五边形。固态时,C60属于_______________ (填“离子”、“原子”或“分子”)晶体,C60分子中含有双键的数目是_______________。
(6)晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体的原子晶体,如F图。其中含有
20个等边三角形和一定数目的顶角,每个顶角上各有1个原子。试观察F图,推断这个基本结构单元所含硼原子个数、键角、“B—B”键的个数依次为______________、_______________、_______________。
正确答案
(1)1∶1 (2)4 4 (3)B 2 12 (3)2 3
(5)20 12 分子 30 (6)12 60° 30
(1)阳离子数=1,阴离子数=8×=1,即个数比为
。
(2)Na+个数=8×+6×
=4,Cl-个数=12×
+1=4。
(3)由同一种元素形成的不同单质互称为同素异形体。如红磷、白磷;O2、O3等。1 mol Si原子形成4 mol Si—Si键,而1 mol Si—Si键为2 mol Si原子共用,所以1 mol Si原子实际“占有”Si—Si键为4 mol×="2" mol,即为2Na个。硅晶体最小环上有6个硅原子,每2个硅原子之间插入1个O原子,则共插入6个O原子,所以形成的最小环为12元环。
(4)一个正六边形中C原子数=6×=2,C—C键数=6×
=3。
(5)B原子数=20×3×=12。等边三角形,键角为60°。B—B键数=20×3×
=30。
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