- 晶体的常识
- 共3962题
(15分)A、B、C、D、E、F六种元素,A、B、C属于第四周期元素且单质均为固体,原子处于基态时A、B原子核外电子均成对,且核电荷数A>B;C与A在周期表属于同一区的元素,如图是金属B和C所形成的某种合金的晶胞结构示意图;D、E、F均位于p区,D原子在基态时p轨道半充满且电负性是同族元素中最大的;E、F的原子均有三个能层,E原子的第一至第四电离能(kj/mol)分别为:578、1817、2745、ll575;E与F能形成原子数目比为1:3、熔点为190℃的化合物Q
(1)写出A的基态核外电子排布式 ;用最简式表示B、C形成合金的组成
(用B、C元素符号表示)。该合金的密度为 a g/cm3,其晶胞的边长为 。
(2)C2+和A2+都能与NH3、H20等形成配位数为4的配合物。[A(NH3)4]2+和[C(NH3)4]2+空间构型不同且都具有对称性,则[C(NH3)4]2+的空间构型为 。[A(NH3)4]2+中A原子轨道的杂化方式为 。
(3) 含有D、碳、硫三种元素的负一价离子中,所有原子均满足最外层8电子结构,一个电子是由硫原子所得,则其电子式为 。
(4)实验测得气态无水Q在1.Ol×105 Pa、t1℃的密度为5.OO g·L-1、气体摩尔体积为53.4 L·mol-,则此时Q的组成为(写化学式) ,
正确答案
(1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2 CaCu5 cm(3分) (2)平面正方形 sp3 (3)
(4)A12C16
根据A、B原子核外电子均成对,且核电荷数A>B,所以A是锌,B是钙。C与A在周期表属于同一区的元素,且二者位于同一周期,所以C是铜。D原子在基态时p轨道半充满且电负性是同族元素中最大的,所以D是氮元素。EF属于第三周期,根据E的电离能可知,E是铝元素。E与F能形成原子数目比为1:3、熔点为190℃的化合物Q,所以F是氯元素。
(1)根据晶胞的结构图可知,含有的钙原子数是8×1/8=1,铜原子是8×1/2+1=5,所以化学式为CaCu5。设边长为x,则x3×a g/cm3=,解得x=
cm。
(2)[A(NH3)4]2+和[C(NH3)4]2+空间构型不同且都具有对称性,说明[C(NH3)4]2+的空间构型是平面正方形,[A(NH3)4]2+是正四面体型结构,所以是sp3杂化。
(3)所有原子均满足最外层8电子结构,所以氮和碳形成的是三键,因此电子数为。
(4)根据密度和气体的摩尔体积可知,Q的相对分子质量是53.4×5.00=267,所以化学式为A12C16。
(共7分)Mn、Fe均为第四周期过渡元素,回答下列问题:
(1)Mn元素价电子的电子排布式为_______ _
(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物。
①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是________。
②六氰合亚铁离子[Fe(CN)]中的配体CN-中C原子的杂化轨道类型是________,写出一种与CN-互为等电子体的单质分子的结构式______
(3)三氯化铁常温下为固体,熔点282 ℃,沸点315 ℃,在300 ℃以上易升华。易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为________。
(4)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为________。
正确答案
(1)3d54s2
(2)①具有孤对电子 ②sp N≡N(3)分子晶体 (4)2:1 (2分)
(1)锰的原子序数是25,根据构造原理可写出锰元素价电子的电子排布式为3d54s2。
(2)要形成配位键就必须有能提供孤对电子的配体;CN-的构型是直线型,属于sp杂化。价电子和原子数分别都相同的分子是价电子,所以和CN-互为等电子体的单质分子是氮气,结构式为N≡N。
(3)氯化铁的熔沸点比较低,且易溶于水或有机溶剂等,说明应该是分子晶体。
(4)面心立方晶胞和体心立方晶胞中含有的原子个数分别为8×1/8+6×1/2=4,8×1/8+1=2,所以个数之比是2︰1。
(共3分)铜及其合金是人类最早使用的金属材料。
(1)下图是金属Ca和Cu所形成的某种合金的晶胞结构示意图,则该合金中Ca和Cu的原子个数比为________。
(2)Cu2+能与NH3、H2O、Cl-等形成配位数为4的配合物。
①[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为________。
②某种含Cu2+的化合物可催化丙烯醇制备丙醛的反应:HOCH2CH==CH2―→CH3CH2CHO。在丙烯醇分子中发生某种方式杂化的碳原子数,是丙醛分子中发生同样方式杂化的碳原子数的2倍,则这类碳原子的杂化方式为______________。
正确答案
(1)1∶5 (2)①平面正方形 ② sp2
(1)根据晶胞结构示意图可知Ca位于顶点上,所以含有的个数是。其中8个Cu位于面心出,1个位于体心,因此含有的个数是1+8×1/2=5,所以Ca和Cu的原子个数比为1∶5 。
(2)[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,则可能是平面正方形或是正四面体型。[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代,能得到两种不同结构的产物,因此只能是平面正方形。
(3)根据结构简式可判断丙烯醇中1个碳原子是sp3杂化,2个是sp2杂化。在丙醛中则是,1个是sp2杂化,2个碳原子是sp3杂化。
(1)BN是一种新型的无机材料,由于属等电子体物质,其结构和性质具有极大的相似性,则可推知,在BN的两种晶型中,一种是类似_________的空间网状结构晶体,可用作耐磨材料;另一种是类似于_________的层状结构的混合型晶体,可作用润滑材料,在其结构的每一层上最小的封闭环中有 _________个B原子,B—N键键角为_________。
(2)单质硼有无定形体和晶体两种,参考下表数据。
①晶体硼的晶体类型属于晶体,理由是_________。
②已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图1—6所示),其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点,每个顶点上各有1个硼原子。通过观察图形及推算,此基本结构单元由_________个硼原子构成。其中B—B键的键角为_________。
正确答案
(1)金刚石;石墨;3;120°。
由硼晶体结构单元
可知:每3个硼原子组成一个正三角形,所以,B-B键夹角为60°;从图可看到,每个B原子为5个三角形所共有,即每个三角形拥有该顶点硼原子的1/5,所以,每个三角形实际拥有的B原子数为1/5×3=3/5,又该结构单元共20个三角形,所以,该结构共含B原子数为20×3/5=12个。
[化学一一选修物质结构与性质](15分)
有A、B、C、D、E、F六种元素,A是周期表中原子半径最小的元素,B是电负性最大的元素,C的2p轨道中有三个未成对的单电子,F原子核外电子数是B与C核外电子数之和,D是主族元素且与E同周期,E能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物,D与B可形成离子化合物其晶胞结构如右图所示。请回答下列问题。
(1)E元素原子基态时的电子排布式为 ;
(2)A2F分子中F原子的杂化类型是 ,F的氧化物FO3分子空间构型为 ;
(3)CA3极易溶于水,其原因主要是 ,试判断CA3溶于水后,形成CA3·H2O的合理结构 (填字母代号),推理依据是:
。
(4)从图中可以看出,D跟B形成的离子化合物的化学式为 ;该离子化合物晶体的密度为ag·cm-3。,则晶胞的体积是 (写出表达式即可)。
正确答案
(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(2分)
(2)sp3(2分)平面正三角形(2分)
(3)与水分子间形成氢键(2分)b(2分)
一水合氨电离产生铵根离子和氢氧根(1分)
(4)CaF2(2分)(2分)
略
X、Y、Z、Q、W为按原予序数由小到大排列的五种短周期元素。已知:①X与Q处于同一主族,其原子价电子排布式都为ns2np2,且X原子半径小于Q;②Y元素是地壳中含量最多的元素;W元素的电负性路小于Y元素,在W原子的价电子排布式中,p轨道上只有1个未成对电子;③Z元素的电离能数据见下表(kJ·mol-1)
请回答:
(1)XY2分子的空间构型为 。
(2)QX的晶体结构与金刚石的相似,微粒间存在的作用力是 。
(3)晶体ZW的熔点比晶体XW4明显高的原因是 。
(4)XY2在高温高压下所形成的晶胞如图所示。该晶体的类型属于 (选填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”)漏体,该晶体中X原子的杂化形式为___ 。
(5)氧化物MO的电子总数与QX的相等,则M为 。(填元素符号);MO是优良的耐高温材料,其晶体结构与ZW晶体结构相似,MO的熔点比CaO的高,其原因是 。
正确答案
略
【化学-物质结构与性质】(15分)
原子序数依次递增的甲、乙、丙、丁、戊是周期表中前30号元素,其中甲、乙、丙三元素的基态原子2p能级都有单电子,单电子个数分别是2、3、2;丁与戊原子序数相差18,戊元素是周期表中ds区的第一种元素。回答下列问题:
(1)甲能形成多种常见单质,在熔点较低的单质中,每个分子周围紧邻的分子数为 ;在熔点很高的两种常见单质中,X的杂化方式分别为 、 。
(2)14g乙的单质分子中π键的个数为___________。
(3)+1价气态基态阳离子再失去一个电子形成+2价气态基态阳离子所需要的能量称为第
二电离能I2,依次还有I3、I4、I5…,推测丁元素的电离能突增应出现在第 电离能。
(4)戊的基态原子有 种形状不同的原子轨道;
(5)丙和丁形成的一种离子化合物的晶胞结构如图,该晶体中阳离子的配位数为 。距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为 。已知该晶胞的密度为ρ g/cm3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a=__________cm。 (用含ρ、NA的计算式表示)
(6)甲、乙都能和丙形成原子个数比为1:3的常见微粒,推测这两种微粒的空间构型为
正确答案
(1)12、(2分)sp2(1分)、sp3(1分)
(2)NA(1分) (3)二(1分) (4)3 (2分)
(5)8 (2分) 正方体(立方体)(1分)(2分) (6)平面三角形(2分)
根据元素的结构及位置可知,甲、乙、丙、丁、戊分别是C、N、O、Na、Cu。
(1)碳单质中熔点较低的是C60,所以每个分子周围紧邻的分子数为3×8÷2=12个。熔点较高的是金刚石和石墨,金刚石中碳原子是sp3杂化,而石墨层状结构,碳原子是sp2杂化。
(2)氮气分子中含有三键,三键是由1个δ键和2个π键构成的,14个氮气是0.5mol,所以分子中π键的个数为NA。
(3)钠是第IA元素,失去1个电子后,就达到稳定结构,所以电离能突增应出现在第二电离能。
(4)铜原子的基态原子轨道是s、p、d,所以有3种形状不同的原子轨道。
(5)根据晶胞结构可知,顶点和面心处是阴离子,阳离子全部在中间,所以与钠离子最近的阴离子是8个,即配位数是8。而距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体是正方体。该晶胞中含有4个阴离子,所以有,解得a=
。
(6)甲、乙都能和丙形成原子个数比为1:3的常见微粒分别是CO32-、NO3-,中心原子含有的孤对电子分别是(4+2-2×3)÷2=0、(5+1-2×3)÷2=0,所以都是平面三角形结构。
已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A合物B2E的晶体为离子晶体,E原子核外的M层中只有两对成对电子;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D单质的晶体类型在同周期的单质中没有相同的;F原子核外最外层电子数与B相同,其余各层电子均充满。请根据以上信息,回答下列问题:(答题时,A、B、C、D、E、F用所对应的元素符号表示)
(1)A的简单氢化物分子中其中心原子采取________杂化,E的最高价氧化物分子的空间构型是____________。
(2)B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点________(填高或低),理由是_____________.
(3)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为
_________________。(用元素符号表示)
(4)A、F形成某种化合物的晶胞结构如右图所示(其中A显-3价),则其化学式为____________;(每个球均表示1个原子)
(5)F的价电子轨道表示式是______________,A、C形成的化合物具有高沸点和高硬度,是一种新型无机非金属材料,则其化学式为______________________。
正确答案
略
(15分)随着科学技术的发展,测定阿伏加德罗常数的手段越来越多,测定的精确度也越来越高。现有一种简单可行的测定方法,其具体操作步骤如下:①用分析天平称取研细干燥的NaCl固体g于体积为V1毫升的定容容器A中;②用滴定管向定容容器A中加入苯,并不断振荡,加苯到定容容器A的刻度线时所加入苯的体积为V2毫升;根据以上操作回答以下问题:
(1)定容容器A最好用________________(填实验仪器名称);
(2)滴定管是用酸式滴定管还是用碱式滴定管?_____________________,为什么?
______________________________________________________________;
(3)能否用水代替苯?_____________,为什么?
_______________________________________________________;
(4)测定离子化合物中离子间的间隔的方法是用X—射线衍射法,已知X—射线衍射仪测出的NaCl晶体中相邻Na+和Cl-的核间距为cm。则利用上述方法测得的阿伏加德罗常数的数学表达式为:
______________________;
(5)纳米材料的表面原子占总原子数的比例极大,这是它具有许多特殊性质的原因,假设某纳米颗粒的大小和形状恰好等于氯化钠晶胞的大小和形状,则这种纳米颗粒的表面原子占总原子数的百分比为:______________。
正确答案
(1)容量瓶:(2分)(2)用酸式滴定管,(1分)因苯能腐蚀碱式滴定管的橡皮(溶解);(2分)
(3)不能,(1分)因NaCl溶于水,无法测出NaCl的体积;(2分)
(4)(4分)
NaCl的密度为,NaCl晶胞的体积为
,则NaCl晶胞的质量为
,一个NaCl晶胞含4个“NaCl”,而每个“NaCl”的质量为
,故:
,
即;
(5)由NaCl的晶胞图可知,NaCl的晶胞为正立方体结构,立方体的体心只有一个Na+,而其它的离子都处在立方体的面上,晶胞中的总原子数为27个,而表面上就有26个,故“NaCl”纳米颗粒的表面原子占总原子数的百分比为。(3分)
略
(14分)由氧化物经氯化作用生成氯化物是工业生产氯化物的常用方法,Cl2、CCl4是常用的氯化剂。如:
Na2O+Cl2=2NaCl+O2
CaO+Cl2=CaCl2+O2
SiO2+2CCl4=SiCl4+2COCl2
Cr2O3+3CCl4=2CrCl3+3COCl2
请回答下列问题:
⑴写出铬的原子结构示意图为 与铬同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有____________(填元素符号),其中一种金属的晶胞结构如图所示,该晶胞中含有金属原子的数目为________。
⑵ CCl4分子中C原子采取 杂化成键。
⑶ COCl2俗称光气,分子中C原子采取sp2杂化成键。光气分子的结构式是 ,其中碳氧原子之间共价键是 (填序号)
a.2个σ键 b.2个π键 c.1个σ键、1个π键
⑷ CaO晶胞如右图所示,CaO晶体中Ca2+的配位数为 。CaO晶体和NaCl晶体中离子排列方式相同,其晶格能分别为:CaO-3401kJ•mol-1、NaCl-786kJ•mol-1。导致两者晶格能差异的主要原因是 。
正确答案
(14分)
⑴ (2分) K、Cu(各1分,多写此格不给分) 4(1分)
⑵ sp3(1分) ⑶ (2分) c(2分)
⑷ 6 (2分) CaO晶体中离子的电
荷数大于NaCl (2分)
略
扫码查看完整答案与解析