- 晶体的常识
- 共3962题
[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
(8分)【化学—物质结构与性质】
第四周期的Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等许多金属能形成配合物。
(1)Cr的核外电子排布式为 ;
(2)科学家通过X射线测得胆矾结构示意图可简单表示如下:
图中虚线表示的作用力为 ;
(3)胆矾溶液与氨水在一定条件下可以生成Cu(NH3)4SO4·H2O晶体。在Cu(NH3)4SO4·H2O晶体中,[Cu(NH3)4]2+为平面正方形结构,则呈正四面体结构的原子团是 ,其中心原子的杂化轨道类型是 ;
(4)金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液态Ni(CO)4,呈正四面体构型。试推测四羰基镍的晶体类型是 , Ni(CO)4易溶于下列 。
正确答案
(1)1s22s22p63s23p63d54s1(2分) (2)氢键、配位键(2分,各1分) ;
(3)SO42一 (1分),sp3 (1分); (4)分子晶体(1分),BC(1分)。
略
(11分)(1)下列物质在固态时,属于分子晶体的有 ,属于原子晶体的 ,属于离子晶体的有 。①金刚石 ②氩 ③水晶 ④水银 ⑤氧化铝 ⑥P4 ⑦苯
(2)比较下列物质的有关性质(用“>.<.=或≈”号连接)
沸点:16O2 18O2 熔点:Na K 稳定性:H2O D2O
(3)某常见固体能导电,质软,它可能属于
(4)在氯化钠晶体(见图1)中,每个钠离子与 个最近且等距离的氯离子以 键相结合,与每个氯离子最近的且等距离的氯离子有 个。由于晶体中离子按一定的规律排列,必然造就了一颗完美晶体特定的几何外形,其中,氯化钠单晶的宏观外形为 。
正确答案
(每空1分,11分)(1)②⑥⑦ ①③ ⑤
(2)<(若答“≈”也给分,但答“=”不给分) > ≈或=
(3)DE
(4)6 离子 12 正方体
(1)分子间通过分子间作用力形成的晶体是分子晶体,则答案选②⑥⑦;原子间通过共价键形成的空间网状结构的晶体是原子晶体,因此答案选①③;离子间通过离子键形成的晶体是离子晶体,所以答案选⑤。
(2)氧气形成的晶体是分子晶体,沸点大小和分子间作用力有关系。相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点越高。所以沸点是16O2 小于18O2。钠和钾形成晶体都是金属晶体,形成金属晶体的金属阳离子半径越小,电荷数越多,金属键越强,熔点越高。钠离子半径小于钾离子半径,所以金属钠的熔点大于钾的。同位素原子的化学性质几乎都是相同的,所以H2O和D2O稳定性相同。
(3)某常见固体能导电,质软,则一定不是离子晶体和分子晶体,所以它可能属于金属晶体或者是石墨,石墨是混合型晶体,因此答案选DE。
(4)氯化钠晶体的配位数是6,形成的晶体是离子晶体。根据晶胞的结构可知,氯化钠单晶的宏观外形是正方体,与每个氯离子最近的且等距离的氯离子有12个。
(10分)按下列要求回答:现有①BaCl2;②金刚石;③NH4Cl;④Na2SO4;⑤干冰;⑥碘
(1)熔化时不需要破坏化学键的是__________(填序号,下同),熔点最低的是__________。
(2)属于离子化合物的是__________
(3)①的电子式是________________,⑤的电子式是________________。
正确答案
(10分) (1)⑤⑥ ⑤ (2)①③④
略
《物质结构与性质》
19-1.(6分,该题为多项选择题,全选对得6分,漏选按比例给分,错选或多选为0分)下列说法正确的是 ( )
E.在CaO和SiO2晶体中,都不存在单个小分子
19-2.(14分)四种常见元素的性质或结构信息如下表,试根据信息回答有关问题。
(1)写出B原子的基态电子排布式 。
(2)A元素的氢化物的沸点比同主族相邻元素氢化物沸点 (填“高”或“低”),其原因是 。
(3)D元素最高价氧化物的熔点比同主族相邻元素最高价氧化物的熔点 (填“高”或“低”),其原因是 。
(4)往C元素的硫酸盐溶液中逐滴加入过量A元素的氢化物水溶液,可生成的配合物的化学式为 ,简要描述该配合物中化学键的成键情况 。
(5)下列分子结构图中的“●”表示上述相关元素的原子中除去最外层电子的剩余部分,“ O”表示氢原子,小黑点“ ·”表示没有形成共价键的最外层电子,短线表示共价键。
则在以上分子中,中心原子采用sp3杂化形成化学键的是 (填写序号);在②的分子中有 个σ键和 个π键。
正确答案
19-1(6分)ACE
19-2(14分)
(1)1s22s22p63s23p4(2分)
(2)高(1分) 因为A的氢化物分子间存在氢键(1分)
(3)低(1分) 晶体类型不同(1分)
(4)[Cu(NH3)4]SO4(2分)
中心原子与配体之间以配位键相结合,内界与外界之间以离子键相结合(2分)
(5)①③④(2分) 3(1分) 2(1分)
略
试从不同角度解释:乙醇(C2H5OH)和二甲醚(CH3OCH3)的化学组成均为C2H6O,但乙醇的沸点为78.5℃,而二甲醚的沸点为-23℃?
正确答案
①乙醇的极性强,分子间作用力大,沸腾时需要提供更多的能量去破坏分子间作用力②乙醇分子之间能形成氢键,使分子间产生了较强的结合力,沸腾时需要提供更多的能量去破坏分子间氢键,而二甲醚分子间没有氢键,上述两点使乙醇的沸点比二甲醚的高。
乙醇(C2H5OH)和二甲醚(CH3OCH3)的化学组成相同,两者的相对分子质量也相同,不同的是二者的极性、对称性不同,且乙醇能满足氢键的形成条件,从不同点加以解释。
(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
(8分)某离子晶体的晶胞结构如图所示。
试求:
(1)晶体中每一个Y同时吸引着________________个X,每个X同时吸引着_____________个Y,该晶体的化学式是________________________________________________。
(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________________。
(4)设该晶体的摩尔质量为M g·mol-1,晶体密度为ρ g·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)4 8 XY2或(Y2X) (2)12 (3)109°28′
(4)
(1)此结构虽不符合晶胞“无隙并置”,但仍可用此立方结构单元计算晶体组成。此立方单元中只有1个Y,且每个Y同时吸引4个X,而X处于顶点上为8个立方单元所共有,即每个X同时吸引8个Y。在每个该立方单元中含X×4=
(个),含Y 1个,则化学式为XY2或Y2X。
(2)在一个立方单元中,每个X与它的距离最接近的X有三个,则每个X周围有3×=12(个)(每个面为两个立方单元共有)。
(3)在此立方单元中,Y与4个X形成正四面体结构,故键角为109°28′。
(4)因为一个立方单元中只含个XY2,则有
=ρ·V·NA,V=
,而V=l+3(设边长为l),则l+3=
,l=
,设X与X间的距离为s,
s=·
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