- 晶体的常识
- 共3962题
黄血盐（亚铁氰化钾，K4[Fe（CN）6] ）易溶于水，广泛用做食盐添加剂（抗结剂），食盐中黄血盐的最大使用量为10 mg·kg－1。黄血盐经长时间火炒，超过400℃时会分解生成剧毒的氰化钾。
回答下列问题：
（1）写出基态Fe2+的核外电子排布式 。K4[Fe（CN）6] 中Fe2+与CN－之间的作用力是 。
（2）CN－中碳原子的杂化方式为 ；1molCN－中含有π键的数目为 。
（3）金属钾、铁的晶体的晶胞结构如下图，钾、铁两种晶体晶胞中金属原子的配位数之比为 。
（4）黄血盐溶液与稀硫酸加热时发生非氧化还原反应，生成硫酸盐和一种与CN－是等电子体的气态化合物，反应化学方程式为 。
正确答案
（12分）
（1）1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6 （2分） 配位键（2分）
（2）sp杂化（2分） 2NA个（2分）
（3）2：3（2分）
(4) K4Fe(CN)6 + 6H2SO4 + 6H2O
（1）铁是26号元素核外电子的排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6，K4[Fe（CN）6]是配合物，Fe2+是中心原子，CN－是配位原子Fe2+与CN－之间的作用力是配位键。
（2）CN－中含有碳氮三键，是直线型，碳原子的杂化方式为sp杂化。一个CN－中含有两个π键，所以1molCN－中含有π键的数目是2NA个。
（3）根据晶胞的结构可以确定钾金属中钾原子的配位数为8，铁原子的配位数为12，所以配位数之比为2：3。
（4）黄血盐溶液与稀硫酸加热时发生非氧化还原反应所以反应前后各元素的化合价均不发生变化，与CN－是等电子体的气态化合物常见的是一氧化碳，所以反应的化学方程式为
K4Fe(CN)6 + 6H2SO4 + 6H2O
晶体硅是信息科学和能源科学的一种重要材料，可用作制芯片和太阳能电池等。下列流程图是工业上制取纯硅的一种方法：
请回答下列问题：（各元素用相应的元素符号表示）
（1）在上述生产过程中，属于置换反应的有（填反应的代号“I~IV”）
（2）A、B、C三种气体，在上述生产过程中可循环利用的是 ；在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是 。
（3）化合物甲的用途很广，有些已应用于高、精、尖科技领域。通常可作建筑工业和造纸工业上的黏合剂，可作肥皂的填料，是天然水的软化剂。将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1373~1623K反应生成化合物甲，其化学方程式为 。
（4）利用反应III能制得纯硅的原因是 。
（5）已知反应IV中产物的总能量比反应物的总能量低，则在密闭容器内反应IV建立平衡，改变下列的一个条件，气体B的物质的量增大的是 。
a．缩小容器的容积
b．降低反应体系的温度
c．加入少量NaOH固体（生成物在此温度下不分解）
d．加入少量催化性能更好的催化剂
（6）金属镍（Ni）与气体A能形成常温下为液态的Ni（A）4、利用Ni（A）4的生成与分解可以制得纯度很高的纳米镍，写出Ni（A）4在423K分解的化学方程式
正确答案
略
（8分）已知NiXO晶体晶胞结构为NaCl型（见19题图），由于晶体缺陷，x值于小于1。测知NiXO晶体密度ρ
（1）晶胞中两个Ni原子之间的最短距离___________（精确至0.01）。
（2）与O2－距离最近且等距离的Ni离子围成的几何体形状_______
（3）求NiXO中x值为_________（精确至0.01）。
（4）晶体中的Ni分别为Ni2﹢、Ni3﹢，求此晶体的化学式_________。
正确答案
(8分)
略
[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 ②
⑥
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）本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容，请选择其中—题，并在相应的答题区域作答。若两题都做，则按A题评分。
A．镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。
（1）请参考下述数据填空和回答问题：
工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁，电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。不用电解MgO的方法生产镁的原因 ；不用电解AlCl3的方法生产铝的原因 。
（2）2001年曾报道，硼镁化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合晶体结构中的晶胞如图所示。镁原子间形成正六棱柱，六个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为 。
（3）写出Cu+的核外电子排布式 。
（4）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu（NH3）4]2+配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2+形成配离子，其原因是 。
（5）某喹喏酮类药物（中心离子是Cu2＋）结构如下图，关于该药物的说法正确的是 。
A．中心离子Cu2+的配位数是5
B．N原子均采用sp2杂化
C．存在配位键、极性共价键和非极性共价键
D．熔点很高，硬度很大
B．某化学研究性学习小组为探究某品牌花生油中不饱和脂肪酸的含量，进行了如下实验：
步骤I：称取0．4 g花生油样品，置于两个干燥的碘瓶（如图）内，加入10 mL四氯化碳，轻轻摇动使油全部溶解。向碘瓶中加入25．00 mL含0．01 mol IBr的无水乙酸溶液，盖好瓶塞，在玻璃塞与瓶口之间滴加数滴10％碘化钾溶液封闭缝隙，以免IBr的挥发损失。
步骤II：在暗处放置30 min，并不时轻轻摇动。30 min后，小心地打开玻璃塞，用新配制的10％
碘化钾10 mL和蒸馏水50 mL把玻璃塞和瓶颈上的液体冲洗入瓶内。
步骤Ⅲ：加入指示剂，用0．1 mol·L－1硫代硫酸钠溶液滴定，用力振荡碘瓶，直至终点。
测定过程中发生的相关反应如下：
①
②IBr＋KI=I2+KBr
③I2＋2S2O32－=2I－＋S4O62－
请回答下列问题：
（1）已知卤素互化物IBr的性质与卤素单质类似，实验中准确量取IBr溶液应选用的仪器是 ，碘瓶不干燥会发生反应的化学方程式 。
（2）步骤Ⅱ中碘瓶在暗处放置30 min，并不时轻轻摇动的原因是 。
（3）步骤Ⅲ中所加指示剂为 ，滴定终点的现象 。
（4）反应结束后从液体混合物中回收四氯化碳，所需操作有 。
正确答案
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
（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、③
（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
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×
(2)Na+个数=8×
(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×
(4)一个正六边形中C原子数=6×
(5)B原子数=20×3×
有A、B、C三种晶体，分别由H、C、Na、Cl四种元素中的一种或几种组成，对三种晶体元素进行实验，结果如下表：
根据表中的有关事实，完成下列问题。
（1）写出晶体的化学式：A ，B ，C 。
（2）晶体类型：A ，B ，C 。
（3）组成晶体的微粒：A ，B ，C 。
（4）晶体中微粒间的作用力：A ，B ，C 。
正确答案
（1）HClNaClC
（2）分子晶体离子晶体原子晶体
（3）HCl分子Na＋、Cl-C原子
（4）分子间作用力离子键共价键
根据表中所列性质，A的熔点低、硬度小，应为分子晶体，易溶于水且水溶液导电，则为极性分子，可与Ag+反应生成白色沉淀，说明含Cl-，所以A为HCl。B的熔点较高，硬度较大，且易溶于水，溶于水后能导电，说明为离子晶体，能与Ag+反应生成白色沉淀，说明含有Cl-，所以B为NaCl。C的熔点很高，硬度很大，且不溶于水，不导电，应为原子晶体。所以C为金刚石。
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