- 晶胞
- 共1643题
下列各项所述的数字不是6的是( )
正确答案
解析
解:A、NaCl晶体属面心立方结构,与一个Na+最近且距离相等的Cl-的个数有6个,故A正确;
B、金刚石晶体中,最小的环上的碳原子个数有6个,故B正确;
C、二氧化硅晶体相当于在硅晶体中两个硅原子间分别加上一个O原子,因此最小环上的原子个数为12个,故C错误;
D、石墨晶体的片层结构中,最小环上的碳原子个数为6个,故D正确.
故选C.
X、Y、Z、R、W均为周期表中前四周期的元素,其原子序数依次增大;x2-和Y+有相同的核外电子排布;Z的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低;R的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多;W为金属元素,X与W形成的某种化合物与Z的氢化物的浓溶液加热时反应可用于实验室制取Z的气态单质.回答下列问题(相关回答均用元素符号或化学式表示):
(1)R的基态原子的核外电子排布式是______.
(2)Z的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低的原因是______.
(3)X与Z中电负性较大的是______;Z的某种含氧酸盐常用于实验室中X的单质的制取,此酸根离子的空间构型是______,此离子中含有的化学键类型是______;X一Z一X的键角______109.50.(填“>”、“=”或“<”)
(4)X与Y形成的化合物Y2X的晶胞如图.其中X离子的配位数为______,
以相距一个X离子最近的所有Y离子为顶点构成的几何体为______.
该化合物与MgO相比,熔点较高的是______.
(5)已知该化合物的晶胞边长为a pm,则该化合物的密度为______g/cm3.
(列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数的数值为NA)
正确答案
解:X、Y、Z、R、W均为周期表中前四周期的元素,其原子序数依次增大,R的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多,所以R的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,为24号铬元素,x2-和Y+有相同的核外电子排布,所以X和Y分别位于第ⅥA族和ⅠA族,且X在Y的上一周期,所以XY分别为氧和钠,或硫和钾,X与W形成的某种化合物与Z的氢化物的浓溶液加热时反应可用于实验室制取Z的气态单质,X、Y、Z的原子序数都小于24,Z的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低,说明Z是磷、硫、氯中的某一种,结合元素化合物知识中实验室制氯气的方法,可知,X为氧元素,W为锰元素,Z为氯元素,则Y为钠元素,
(1)铬是24号元素,它的基态原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1,故答案为:1s22s22p63s23p63d54s1;
(2)HF分子间能形成氢键,故其沸点比较HCl高,故答案为:HF分子间能形成氢键,而HCl分子之间不存在氢键;
(3)根据氯和氧可以存在化合物二氧化氯且氧显-2价可知,氧元素的电负性大于氯元素,Z的某种含氧酸盐常用于实验室中X的单质的制取,此含氧酸盐为氯酸钾,此酸根为氯酸根(Cl),其中氯原子的价层电子对数为:
=4,孤电子对数为1,所以Cl
的空间构型为三角锥形,其中氧原子和氯原子之间是共价键,根据价层电子对互斥理论,孤电子对与共用电子对的之间的斥力大于共用电子对与共用电子对之间的斥力,所以Cl
中O-Cl-O键的键角小于109.50,故答案为:O;三角锥形;共价键;<;
(4)图中空心球的个数为=4,实心球的个数为8,所以空心球代表氧离子,实心球代表钠离子,根据Na2O的晶胞结构图可知,氧离子周围最近的钠离子个数为8个,以相距一个氧离子最近的所有钠离子为顶点构成的几何体为立方体,由于钠离子的半径大于镁离子,所以在氧化钠中的晶格能小于氧化镁,所以氧化镁的熔点高于氧化钠,故答案为:8;立方体;MgO;
(5)根据均摊法可知,在每个Na2O的晶胞中含有钠离子数为8,含有氧离子数为=4,所以一个晶胞的质量为
g,Na2O的密度为:
=
,故答案为:
;
解析
解:X、Y、Z、R、W均为周期表中前四周期的元素,其原子序数依次增大,R的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多,所以R的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,为24号铬元素,x2-和Y+有相同的核外电子排布,所以X和Y分别位于第ⅥA族和ⅠA族,且X在Y的上一周期,所以XY分别为氧和钠,或硫和钾,X与W形成的某种化合物与Z的氢化物的浓溶液加热时反应可用于实验室制取Z的气态单质,X、Y、Z的原子序数都小于24,Z的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低,说明Z是磷、硫、氯中的某一种,结合元素化合物知识中实验室制氯气的方法,可知,X为氧元素,W为锰元素,Z为氯元素,则Y为钠元素,
(1)铬是24号元素,它的基态原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1,故答案为:1s22s22p63s23p63d54s1;
(2)HF分子间能形成氢键,故其沸点比较HCl高,故答案为:HF分子间能形成氢键,而HCl分子之间不存在氢键;
(3)根据氯和氧可以存在化合物二氧化氯且氧显-2价可知,氧元素的电负性大于氯元素,Z的某种含氧酸盐常用于实验室中X的单质的制取,此含氧酸盐为氯酸钾,此酸根为氯酸根(Cl),其中氯原子的价层电子对数为:
=4,孤电子对数为1,所以Cl
的空间构型为三角锥形,其中氧原子和氯原子之间是共价键,根据价层电子对互斥理论,孤电子对与共用电子对的之间的斥力大于共用电子对与共用电子对之间的斥力,所以Cl
中O-Cl-O键的键角小于109.50,故答案为:O;三角锥形;共价键;<;
(4)图中空心球的个数为=4,实心球的个数为8,所以空心球代表氧离子,实心球代表钠离子,根据Na2O的晶胞结构图可知,氧离子周围最近的钠离子个数为8个,以相距一个氧离子最近的所有钠离子为顶点构成的几何体为立方体,由于钠离子的半径大于镁离子,所以在氧化钠中的晶格能小于氧化镁,所以氧化镁的熔点高于氧化钠,故答案为:8;立方体;MgO;
(5)根据均摊法可知,在每个Na2O的晶胞中含有钠离子数为8,含有氧离子数为=4,所以一个晶胞的质量为
g,Na2O的密度为:
=
,故答案为:
;
第VIA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种价态,含第VIA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途.请回答下列问题:
(1)在元素周期表中N、O、F三种元素相邻,这三种元素的第一电离能由小到大的顺序是______.
(2)氧元素的存在影响了很多物质的性质,乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3OCH3)的分子式均为C2H6O,但CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3的沸点,其原因是______.
(3)Se元素基态原子的价电子排布式为______.CSe2首次是由H2Se与CCl4反应后制取的.CSe2分子内的Se-C-Se键角______(填“大于”“等于”或“小于”)H2Se分子内的H-Se-H键角.
(4)根据价电子对互斥理论,可以推知SO2分子的空间构型为______,其中S原子采用的轨道杂化形式为______.
(5)铜与氧能形成CuO和Cu2O两种氧化物,某种铜的氧化物的结构如图所示.
①该氧化物的化学式为______.
②该晶体中氧原子的配位数为______.晶体中距离最近的4个铜原子构成的几何形状为______.
正确答案
解:(1)同周期元素自左而右,第一电离能呈增大趋势,但是氮原子2p能级有3个电子,处于半满稳定状态,电子能量降低,所以第一电离能高于同周期相邻元素的第一电离能,所以三者的第一电离能由小到大的顺序为:O<N<F,
故答案为:O<N<F;
(2)CH3CH2OH含氢键,使其沸点升高,CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3的沸点,其原因是乙醇分子之间形成氢键,故答案为:乙醇分子之间形成氢键;
(3)硒是34号元素,基态原子核外有34个电子,其基态原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p4;CSe2与CO2结构相似,二氧化碳是直线型分子,H2Se分子为v型分子,所以CSe2分子内的Se-C-Se键角大于H2Se分子内的H-Se-H键角,
故答案为:1s22s22p63s23p63d104s24p4;大于;
(4)二氧化硫分子中,中心原子S形成两个2个σ键、含有1对孤对电子,故杂化轨道数为3,采取sp2杂化,其空间结构为V形,
故答案为:V形;sp2;
(5)①在晶胞结构中,黑颜色球代表的Cu位于体内,共4个;白颜色球代表的O有8个位于顶点、6个位于面心,晶胞中总个数为:8×+6×
=4,化学式可写为CuO,
故答案为:CuO;
②氧化铜晶胞的体心的氧离子周围包围了4个铜离子,则其配位数为4;由于晶体中距离最近的4个铜原子与体心的氧原子距离完全相同,所以这四个Cu原子构成了正四面体结构,
故答案为:4;正四面体.
解析
解:(1)同周期元素自左而右,第一电离能呈增大趋势,但是氮原子2p能级有3个电子,处于半满稳定状态,电子能量降低,所以第一电离能高于同周期相邻元素的第一电离能,所以三者的第一电离能由小到大的顺序为:O<N<F,
故答案为:O<N<F;
(2)CH3CH2OH含氢键,使其沸点升高,CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3的沸点,其原因是乙醇分子之间形成氢键,故答案为:乙醇分子之间形成氢键;
(3)硒是34号元素,基态原子核外有34个电子,其基态原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p4;CSe2与CO2结构相似,二氧化碳是直线型分子,H2Se分子为v型分子,所以CSe2分子内的Se-C-Se键角大于H2Se分子内的H-Se-H键角,
故答案为:1s22s22p63s23p63d104s24p4;大于;
(4)二氧化硫分子中,中心原子S形成两个2个σ键、含有1对孤对电子,故杂化轨道数为3,采取sp2杂化,其空间结构为V形,
故答案为:V形;sp2;
(5)①在晶胞结构中,黑颜色球代表的Cu位于体内,共4个;白颜色球代表的O有8个位于顶点、6个位于面心,晶胞中总个数为:8×+6×
=4,化学式可写为CuO,
故答案为:CuO;
②氧化铜晶胞的体心的氧离子周围包围了4个铜离子,则其配位数为4;由于晶体中距离最近的4个铜原子与体心的氧原子距离完全相同,所以这四个Cu原子构成了正四面体结构,
故答案为:4;正四面体.
晶胞是晶体中最小的重复单位,数目巨大的晶胞无隙并置构成晶体.NaCl晶体是一个正六面体(如图一).我们把阴、阳离子看成不等径的圆球,并彼此相切(已知a为常数).
请计算下列问题:
(1)每个晶胞平均分摊______个Na+,______个Cl-.
(2)NaCl晶体中阴阳离子的最短距离为______(用a表示).
(3)NaCl晶体为“巨分子”,在高温下(≥1413℃时)晶体转变成气态团簇分子.现有1molNaCl晶体,加强热使其气化,测得气体体积为11.2L(已折算为标准状况).则此时氯化钠气体的分子式为______.
正确答案
解:(1)该晶胞中钠离子个数=12×=4,氯离子个数=8×
;
故答案为:4,4;
(2)根据图片二知,NaCl晶体中阴阳离子的最短距离为a的一半即;
故答案为:;
(3)1mol氯化钠的质量=1mol×58.8g/mol=58.5g,标况下,气体体积为11.2L的氯化钠的物质的量=
=0.5mol,M==117g/mol,所以氯化钠气体的分子式为Na2Cl2;
故答案为:Na2Cl2.
解析
解:(1)该晶胞中钠离子个数=12×=4,氯离子个数=8×
;
故答案为:4,4;
(2)根据图片二知,NaCl晶体中阴阳离子的最短距离为a的一半即;
故答案为:;
(3)1mol氯化钠的质量=1mol×58.8g/mol=58.5g,标况下,气体体积为11.2L的氯化钠的物质的量=
=0.5mol,M==117g/mol,所以氯化钠气体的分子式为Na2Cl2;
故答案为:Na2Cl2.
卤素化学丰富多彩,能形成卤化物、卤素互化物、多卤化物等多种类型的化合物.
(1)基态溴原子的价电子排布式为______.
(2)卤素互化物如IBr、ICl等与卤素单质结构相似、性质相近.则Cl2、IBr、ICl的沸点由高到低的顺序为______.
(3)气态氟化氢中存在二聚分子(HF)2,这是由于______.
(4)互为等电子体的微粒相互之间结构相似.I3+属于多卤素阳离子,根据VSEPR模型推测I3+的空间构型为______,中心原子杂化类型为______.
(5)①HClO4、②HIO4、③H5IO6[可写成(HO)5IO]的酸性由强到弱的顺序为______(填序号).
(6)卤化物RbICl2在加热时会分解为晶格能相对较大的卤化物A和卤素互化物或卤素单质,A的化学式______.
(7)如图所示为卤化物冰晶石(化学式为Na3AlF6)的晶胞.图中●位于大立方体顶点和面心,○位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心,▽是图中●、○中的一种.图中●、○分别指代哪种粒子______、______;大立方体的体心处▽所代表的是______.
正确答案
解:(1)溴的原子的质子数为35,核外电子数为35,由核外电子排布规律可知,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5,故其价电子排布式为:4s24p5,
故答案为:4s24p5;
(2)Cl2、BrI、ICl结构相似,都是可以形成分子晶体,因相对分子质量BrI>ICl>Cl2,则范德华力BrI>ICl>Cl2,故沸点:BrI>ICl>Cl2,
故答案为:BrI>ICl>Cl2;
(3)因F的电负性最大,则HF分子中存在氢键形成二聚分子,
故答案为:HF分子间形成氢键;
(4)I3+可看成II2+,中心I原子的价层电子对数为==4,中心I原子的孤电子对数为
=2,则I3+的空间构型为V形,中心I原子采取sp3杂化,
故答案为:V形;sp3;
(5)因非金属性Cl>I,非金属性越强,则对应的最高价氧化物的酸性越强,则①的酸性最强,在②③中都是碘元素的含氧酸,非羟基氧个数越多,酸性越强,则酸性到为②>③,
故答案为:①>②>③;
(6)RbICl2加热时会分解为晶格能相对较大的卤化物A和卤素互化物或卤素单质,氯离子的半径小于碘离子的半径,则RbCl的离子键长小于RbI的离子键长,则RbCl的晶格能较大,
则A为RbCl,故答案为:RbCl;
(7)黑色球个数=8×=4,白色球个数=8+12×
=11,根据化学式知,Na+和AlF6- 的个数比是3:1,
则白色球和黑色球之比接近3:1,要是其为3:1,则▽所代表的应该是AlF6-,
故答案为:AlF6-;Na+;Na+;
解析
解:(1)溴的原子的质子数为35,核外电子数为35,由核外电子排布规律可知,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5,故其价电子排布式为:4s24p5,
故答案为:4s24p5;
(2)Cl2、BrI、ICl结构相似,都是可以形成分子晶体,因相对分子质量BrI>ICl>Cl2,则范德华力BrI>ICl>Cl2,故沸点:BrI>ICl>Cl2,
故答案为:BrI>ICl>Cl2;
(3)因F的电负性最大,则HF分子中存在氢键形成二聚分子,
故答案为:HF分子间形成氢键;
(4)I3+可看成II2+,中心I原子的价层电子对数为==4,中心I原子的孤电子对数为
=2,则I3+的空间构型为V形,中心I原子采取sp3杂化,
故答案为:V形;sp3;
(5)因非金属性Cl>I,非金属性越强,则对应的最高价氧化物的酸性越强,则①的酸性最强,在②③中都是碘元素的含氧酸,非羟基氧个数越多,酸性越强,则酸性到为②>③,
故答案为:①>②>③;
(6)RbICl2加热时会分解为晶格能相对较大的卤化物A和卤素互化物或卤素单质,氯离子的半径小于碘离子的半径,则RbCl的离子键长小于RbI的离子键长,则RbCl的晶格能较大,
则A为RbCl,故答案为:RbCl;
(7)黑色球个数=8×=4,白色球个数=8+12×
=11,根据化学式知,Na+和AlF6- 的个数比是3:1,
则白色球和黑色球之比接近3:1,要是其为3:1,则▽所代表的应该是AlF6-,
故答案为:AlF6-;Na+;Na+;
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