- 晶体的常识
- 共3962题
[选修物质结构与性质](15分)
A、B、C、D、E、F为六种短周期元素,它们核电荷数依次递增。已知:B原子核外最外层电子数是次外层电子数的两倍,电子总数是E原子总数的1/2,F是同周期元素中原子半径最小的元素;D2-与E2+的电子层结构相同。B与D可以形成三原子化合物甲。A是非金属元素,且A、C、F可形成离子化合物乙。请回答:
(1)C单质的电子式 ,F元素原子的电子排布式 ,E元素的原子结构示意图是 。
(2)化合物乙中含有的化学键是 。
(3)化合物甲为固体时属于 晶体,E单质在一定条件下与甲反应的化学方程式为 。
(4)如图立方体中心的“·”表示B单质所形成的原子晶体中的一个原子,请在立方体的顶点用“·”表示出与之紧邻的B原子
正确答案
(1) 1s22s22p63s23p5
(6分)
(2)离子键、共价键和配位键(3分)
(3)分子 2Mg+CO22MgO+C(3分)
(4)(3分)
略
(12分)下图表示一些晶体中的某些结构,它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚
石、石墨结构中的某一种的某一部分
(1)其中代表金刚石的是(填编号字母,下同) ,晶体的空间最小环由 个原子构成,金刚石属于 晶体;
(2)其中代表石墨是 ,其中每个正六边形占有的碳原子数平均为 个;
(3)代表干冰的是 ,它属于 晶体,每个CO2分子与 个CO2分子紧邻;
(4)上述B、C、D三种物质熔点由高到低的排列顺序为 。
(5)第ⅢA、ⅤA族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与金刚石相似。在GaN晶体中,每个Ga原子与 个
N原子相连,与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为 。
在四大晶体类型中,GaN属于 晶体。
正确答案
(1) D , 6 , 原子 ;
(2) E , 2 ;
(3) B , 分子 , 12 ;
(4)D > C > B 。
(5) 4 ,正四面体 。 原子
略
[化学——物质结构与性质](13分)
(1)金属钛(22Ti) 将是继铜、铁、铝之后人类广泛使用的第四种金属,写出Ti元素的基态原子电子排布式为 ;
(2)日常生活中广泛应用的不锈钢,在其生产过程中添加了铬元素,该元素基态原子未成对电子数为 。
(3)COCl2俗称光气,分子中C原子采取 杂化成键;其中碳氧原子之间的共价键含有 (填字母): a.2个σ键;b.2个π键;c.1个σ键、1个π键。
(4)①短周期某主族元素M的逐级电离能情况如下图A所示,则M元素位于周期表的第
族。
②第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如下图B所示,其中序号“8”代表 (填元素符号);其中电负性最大的是 (填图B中的序号)。
(5)由C原子跟Si原子以1 : 1相互交替结合而形成的晶体,晶型与晶体Si相同。两者相比熔点更高的是 (填化学式)试从结构角度加以解释: 。
(6)在配合物Fe(SCN)2+中,提供空轨道接受孤对电子的微粒是 。
正确答案
(1)1s22s22p63s23p63d24s2(2分) (2)6(2分)
(3)sp2(1分) c(1分) (4)①ⅡA (1分) ②Si(1分);2(1分)
(5)SiC(1分);因SiC晶体与晶体Si都是原子晶体,由于C的原子半径小,SiC 中C—Si 键键长比晶体Si 中Si—Si键短,键能大,因而熔沸点高(2分)
(6)Fe3+(1分)
略
(8分)某离子晶体晶胞结构如图所示,X位于立方体的顶点,Y位于立方体的中心,试回答:
(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与一个Y形成的夹角(∠XYX)为 (填角的度数)。
(4)若该晶体的摩尔质量为M g·mol-1,晶体密度为ρg·cm-3,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 cm。
正确答案
(1)(3分) 4,8, XY2或Y2X 。(2)(1分)12
(3)(2分) 109028, 。 (4)(2分)(M/2ρNA)1/3
(1)Y位于立方体的中心,所以根据晶胞的结构可知,晶体中每个Y同时吸引着4个X。立方体的顶点是被8个立方体共用,所以每个X同时吸引着8个Y。其化学式为XY2或Y2X。
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X位于面的对角线上,所以X共有3×8÷2=12个。
(3)根据晶胞的结构可知,晶胞中4个X恰好位于正四面体的4个顶点上,所以∠XYX= 109028, 。
(4)设晶胞的边长是acm。该晶胞中含有1个Y,所以有,解得a=
,所以晶体中两个距离最近的X中心间的距离为
(M/2ρNA)1/3cm。
(8分)石墨的片层结构如图所示,试完成下列各题:
(1)平均________个碳原子构成一个正六边形。
(2)石墨晶体每一层内碳原子数与C—C化学键之比是________。
(3) 石墨层内存在强烈的共价键,层之间存在________,所以石墨兼有原子晶体和分子晶体的特征。
正确答案
(1)2 (2)2∶3 (3) 范德华力 (4)(n·NA)/24
一个正六边形要六个碳,但是一个碳为三个六边形共用,所以平均2个碳原子构成一个正六边形。石墨晶体每一层内碳原子数与C—C化学键之比是2∶3。石墨是混合型晶体,层与层之间是以分子间作用力结合,二碳与碳之间以共价键结合,但是还有金属键存在。所以石墨兼有原子晶体、金属晶体和分子晶体的特征。
(5分)(1)氯酸钾熔化,粒子间克服的作用力是________;二氧化硅熔化,粒子间克服的作用力是________;碘的升华,粒子间克服的作用力是________。三种晶体的熔点由高到低的顺序是________。
(2)下列六种晶体:①CO2,②NaCl,③Na,④Si,⑤金刚石,它们的熔点从低到高的顺序为__________(填序号)。
正确答案
略
(15分)[物质结构与性质] 现有前四周期A、B、C、D、E、X六种元素,已知B、C、D、E、A五种非金属元素原子半径依次减小,其中B的s能级上电子总数等于p能级上电子总数的2倍。X原子的M能层上有4个未成对电子。请回答下列问题:
(1)写出C、D、E三种原子第一电离能由大到小的顺序为_______________。
(2)A原子与B、C、D原子形成最简单化合物的稳定性由强到弱的顺序为_____________,根据价层电子对互斥理论预测BA2D的分子构型为____________。
(3)某蓝色晶体,其结构特点是X2+、X3+离子分别占据立方体互不相邻的顶点,而立方体的每条棱上均有一个BC-。与A同族且相差两个周期的元素R的离子位于立方体的恰当位置上。根据其结构特点可知该晶体的化学式为(用最简正整数表示)________
(4)科学家通过X射线探明,KCl、MgO、CaO、TiN的晶体结构与NaCl的晶体
结构相似(如右图所示),其中3种离子晶体的晶格能数据如下表:
根据表格中的数据:判断KCl、MgO、TiN 三种离子晶体熔点从高到低的顺序是______________。MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的O2-有__________________个。
(5)研究物质磁性表明:金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好。离子型氧化物V2O5和Cr2O3中,适合作录音带磁粉原料的是__________________。
正确答案
(1)F>N>O(2分)(2)H2O>NH3>CH4(2分)、(平面)三角形(2分)
(3)NaFe2(CN)6(3分)(4)TiN>MgO>KCl (2分) 6 (2分)(5)Cr2O3(2分)
略
(8分)现有①CaF2 ②金刚石 ③冰④干冰 ⑤Na2SO4 ⑥碘片 ⑦二氧化硅七种物质,按下列要求回答(填序号):
(1)晶体中既含离子键又含共价键的是_ ;(2)晶体熔化时需要破坏共价键的是____ _;(3)熔点最低的是___ __;(4)晶体中只存在一种微粒间作用力是____________;
正确答案
(1)⑤ (2)②⑦ (3)④ (4)①②⑦
CaF2是由离子键构成的离子化合物,属于离子晶体;金刚石属于单质,通过共价键形成的原子晶体;冰是由极性共价键形成的共价化合物,属于分子晶体;干冰也是由极性共价键形成的共价化合物,属于分子晶体;Na2SO4是由离子键和共价键构成的离子化合物,属于离子晶体;碘片是由非极性键构成的单质,属于分子晶体;二氧化硅是由极性共价键形成的共价化合物,属于原子晶体。
(10分)已知金晶体是面心立方晶格(如下图所示)。金的原子半径为114 pm,试求金的
密度。(1 pm=10-10 cm)
正确答案
ρ(Au)="19.39" g·cm-3
在晶胞中每个晶格质点对该晶胞作出的贡献如下:
由上表知,在金晶体的每个晶胞中含有4个金原子,每个金晶胞的体积V(晶胞)=(144× pm)3=6.757×107 pm3=6.757×10-23 cm3;每个晶胞的质量为m(晶胞)="197×4" g÷(6.02×1023)=1.31×10-21 g。所以ρ(Au)=1.31×10-21 g/(6.757×10-23 cm3)="19.39" g·cm-3
[化学选修-物质结构与性质](13分)已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的原子序数依次增大。其中A、C原子的L层有2个未成对电子。D与E同主族,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。F3+离子M层3d轨道电子为半满状态。请根据以上情况,回答下列问题:(答题时,用所对应的元素符号表示)
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为 。
(2)A的氢化物的分子空间构型是 ,其中心原子采取 杂化,属于 (填“极性分子”和“非极性分子”)。
(3)F和M(质子数为25)两元素的部分电离能数据列于下表:
元 素
M
F
电离能
(kJ·mol-1)
I1
717
759
I2
1509
1561
I3
3248
2957
比较两元素的I2、I3可知,气态M2+再失去一个电子比气态F2+再失去一个电子难。对此,你的解释是 ;
(4)晶体熔点:DC EC(填“<、=、>”),原因是 。
(5)H2S和C元素的氢化物(分子式为H2C2)的主要物理性质比较如下:
熔点/K
沸点/K
标准状况时在水中的溶解度
H2S
187
202
2.6
H2C2
272
423
以任意比互溶
H2S和H2C2的相对分子质量基本相同,造成上述物理性质差异的主要原因 ?
(6)已知某化合反应,在反应过程中只有σ键的断裂与生成,写出符合要求的化学方程式
(写一个)。
正确答案
(1)C<O<N (2分)
(2)正四面体 sp3杂化 非极性分子 (3分)
(3)Mn2+的3d轨道电子排布为半满状态较稳定 (2分)
(4)> MgO与CaO都为离子晶体,Mg2+半径小于Ca2+,则MgO的晶格能大于CaO,所以熔点高 (2分)
(5)H2O2分子间存在氢键(1分),与水分子可形成氢键(1分)。
(6)略 (2分)
略
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