- 晶体的常识
- 共3962题
(12分)一般地,晶体类型不同,其结构和性质也不同。
⑴下表是四种同主族元素的氧化物的离子晶体晶格能数据。
氧化物
MgO
CaO
SrO
BaO
晶格能/ kJ·mol-1
3791
3410
3223
3054
①将上表中四种氧化物的共熔物冷却,首先析出的是 ▲ 。
②碳酸盐的热分解示意图如下图。两种碳酸盐的热分解温度CaCO3 ▲ SrCO3(填“高于”或“低于”)
⑵已知NH3·H2O的电离方程式为NH3·H2ONH4++OH-,当氨水冷却时,可以将NH3·H2O和2NH3·H2O等晶体沉淀出来。
①2NH3·H2O的晶体类型为 ▲ 。
②NH3极易溶于水,其主要原因是 ▲ 。
⑶CaF2的晶体结构如图所示。
①CaF2晶体中钙离子的配位数是 ▲ 。
②一个CaF2晶胞中包含 ▲ 个钙离子。
正确答案
⑴①BaO ②高于
⑵①分子晶体 ②NH3与H2O形成分子间氢键
⑶①8 ②4(每空2分,共12分)
略
如图所示,直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+离子或Cl-离子所处的位置。这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。
(1)晶体中,在每个Na+离子的周围与它最接近的且距离相等的Na+离子共有 个。
(2)已知食盐晶体的密度为2.2g/cm3,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1。食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为 cm。计算过程如下:
。
正确答案
12 4×10 -8cm
略
金晶体是面心立方体,立方体的每个面5个金原子紧密堆砌(如图其余各面省略),金原子半径为R ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,求
(1)金晶体中最小的一个立方体含有__________个金属原子。
(2)金的密度为_________g·cm-3。
正确答案
(1)4 (2)
略
卤族元素的单质和化合物很多,我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们.
(1)卤族元素位于周期表的______区;溴的价电子排布式为______.
(2)在不太稀的溶液中,氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在的.使氢氟酸分子缔合的作用力是______.
(3)请根据表提供的第一电离能数据判断:最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是______.
(4)已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6()和HIO4,前者为五元酸,后者为一元酸.请比较二者酸性强弱:H5IO6______HIO4.(填“>”、“<”或“=”)
(5)碘在水中的溶解度虽然小,但在碘化钾溶液中溶解度却明显增大这是由于溶液中发生下列反应I-+I2=I3-.与KI3类似的,还有CsICl2等.已知CsICl2不稳定,受热易分解,倾向于生成晶格能更大的物质,则它按下列______式发生.
A.CsICl2=CsCl+IClB.CsICl2=CsI+Cl2
(6)已知ClO2-为角型,中心氯原子周围有四对价层电子.ClO2-中心氯原子的杂化轨道类型为______,写出一个ClO2-的等电子体______.
(7)已知CaF2晶体(见图)的密度为ρg•cm-3,NA为阿伏加德罗常数,最近相邻的两个Ca2+的核间距为acm,则CaF2的相对分子质量可以表示为______.
正确答案
(1)根据构造原理知,卤族元素最后填入的电子为p电子,所以卤族元素位于元素周期表的p区;溴是35号元素,最外层电子为其价电子,4s能级上排列2个电子,4p能级上排列5个电子,所以其价电子排布式为4s24p5,故答案为:p;4s24p5;
(2)HF分子之间存在氢键,使氢氟酸分子缔合,故答案为:氢键;
(3)卤族元素包含:F、Cl、Br、I、At元素,元素的第一电离能越小,元素失电子能力越强,得电子能力越弱,则越容易形成阳离子,根据表中数据知,卤族元素中第一电离能最小的是I元素,则碘元素易失电子生成简单阳离子,故答案为:I;
(4)H5IO6()中含有5个羟基氢,为五元酸,含非羟基氧原子1个,HIO4为一元酸,含有1个羟基氢,含非羟基氧原子3个,所以酸性:H5IO6<HIO4,故答案为:<;
(5)离子晶体中离子电荷越多,半径越小离子键越强,离子晶体的晶格能越大,已知已知CsICl2不稳定,受热易分解,倾向于生成晶格能更大的物质,所以发生的反应为CsICl2=CsCl+ICl,故答案为:A;
(6)ClO2-中心氯原子的价层电子对数n=2+=4,属于sp3杂化;等电子体具有相同的电子数目和原子数目的微粒,所以与ClO2-互为等电子体的分子为Cl2O、OF2等,故答案为:sp3;Cl2O或OF2;
(7)该晶胞中含有钙离子个数=×8+
×6=4,含有氟离子个数=8,近相邻的两个Ca2+的核间距为acm,则晶胞棱长=
×2a cm=
a cm,故晶胞体积=(
a cm)3=2
a3 cm3,故ρ×2
a3 =
×M,则M=
,故答案为:
.
晶胞是晶体中最小的重复单元.已知铁为面心立方晶体,其结构如下图甲所示,面心立方的结构特征如下图乙所示.若铁原子的半径为,试求铁金属晶体中的晶胞长度,即下图丙中AB的长度为
_______m。
正确答案
3.59×10-10
决定物质性质的重要因素是物质结构.请回答下列问题.
(1)已知A和B为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
A通常显______价,A的电负性______B的电负性(填“>”、“<”或“=”).
(2)已知:波长为300nm的紫外光的光子所具有的能量约为399kJ/mol.根据下表有关蛋白质分子中重要化学键的信息,说明人体长时间照射紫外光后皮肤易受伤害的原因:______.
(3)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(如图一所示),其中3种离子晶体的晶格能数据如下表:
离子键的强弱可以用离子晶体的晶格能来衡量.
KCl、MgO、CaO、TiN 4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Mg2+有______个.
(4)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CrO2中,适合作录音带磁粉原料的是______.
(5)某配合物的分子结构如图二所示,其分子内不含有______(填标号).
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.配位键 E.氢键.
正确答案
(1)从表中原子的第一至第四电离能可以看出,A的第一、第二、第三电离能都较小,可失去3个电子,最高化合价为+3价,应为Al元素,可失去2个电子,即最外层应有2个电子,应为Mg元素;
周期表中,同周期元素从左到右电负性逐渐增强,则A、B的电负性从大到小的顺序为Al、Mg,因为元素Mg价电子排布式为3s2完全充满状态,比Al稳定,所以Mg的第一电离能大于Al.
故答案为:+3;>.
(2)波长为300nm的紫外光的光子所具有的能量约为399kJ/mol,比蛋白质分子中C-C、C-N和C-S的键能都大,所以波长为300nm的紫外光的光子能破坏蛋白质分子中的化学键,从而破坏蛋白质分子.
故答案为:紫外光具有的能量比蛋白质分子中重要的化学键C-C、C-N和C-S的键能都大,紫外光的能量足以使这些化学键断裂,从而破坏蛋白质分子.
(3)离子晶体中晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔点越高硬度越大,晶格能与离子的半径、电荷有关,电荷越多、离子半径越小,晶格能越大,TiN中阴阳离子所带电荷为3,大于其它离子所带电荷,MgO、CaO中所带电荷相同,但镁离子半径小于钙离子半径,氯化钾中阴阳离子所带电荷为1,且钾离子半径>钙离子半径,氯离子半径大于氧离子半径,所以KCl、MgO、CaO、TiN4种离子晶体熔点从高到低的顺序是TiN>MgO>CaO>KCl;
MgO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似,所以一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+个数为12.
故答案为:TiN>MgO>CaO>KCl; 12.
(4)V2O5中钒离子的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p6;CrO2中铬离子的核外电子排布式为:
1s22s22p63s23p63d2,所以CrO2中的未成对电子数大于V2O5中未成对电子数,故选CrO2.
故答案为:CrO2.
(5)该配合物中存在的化学键有:非金属元素之间的共价键,镍元素与氮元素之间的配位键,氧原子和氢原子之间的氢键,故选AC.
故答案为AC.
(5分)德国和美国科学家首次制造出了由20个碳原子组成的空心笼状分子C20,该笼状结构是由许多正五边形构成的(如图所示)。请回答:
C20分子中共有 个正五边形,共有 条棱边。
C20晶体属于 (填晶体类型)。
正确答案
12;30;分子晶体
略
(10分)某离子晶体晶胞如图所示,阳离子 X(●)位于立方体的顶点,阴离子Y(○)位于立方体的中心,试分析:
(1)晶体中Y的配位数是 ; X的配位数是 ;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)该晶体的摩尔质量为M g/mol,晶体密度为ρ g/cm3,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
(10分)⑴8 ;8; XY ⑵6 ⑶
略
我国在青藏高原发现大储量可燃冰。可燃冰的晶体结构模型如下
(1)C、N、O三种元素第一电离能由大到小的排列顺序是____>______>_____(填元素符号),H2O分子中O原子的杂化方式为___________。
(2)“可燃冰”晶体内部存在的作用力有_____________。
(3)下列有关“可燃冰”的说法中,不正确的是_____________。
A.“可燃冰”的存在说明甲烷易溶于水
B.“可燃冰”属于分子晶体,熔点较低
C.相同条件下,“可燃冰”的密度比冰的大
D.“可燃冰”只能在低温、高压环境下稳定存在
(4)晶体中平均每46个水分子构成8个笼,每个笼可容纳1个CH4分子或1个H2O分子,每8个笼中有6个容纳CH4分子,2个笼填充H2O分子,则“可燃冰”(天然气水合物)的平均组成可表示为_____________。
正确答案
(1)N;O;C;sp3
(2)氢键、范德华力、共价键
(3)AC
(4)CH4·8H2O
(1)中学教材上图示了NaCl的晶体结构,它向三维空间延伸得到完美的晶体。NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl相同,Ni2+与最邻近O2-。的核间距为a×10-8 cm,计算NiO晶体的密度(已知NiO的相对分子质量为74.7 g/mol)。
(2)天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷,例如在某种NiO晶体中就存在如图所示的缺陷:一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代;其结果晶体仍呈电中性,但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O,试计算该晶体中Ni3+与
Ni2+的个数之比。
正确答案
(1)62.0a-3 g/cm3
(2)N(Ni3+): N(Ni2+)=6:91
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