- 晶体的常识
- 共3962题
(1)中学教材上图示了NaCl晶体结构,它向三维空间延伸得到完美晶体. NiO(氧化镍〕晶体的结构与NaQ相同,Ni2+与最邻近O2-的核间距离为a10-8cm,计算NiO晶体的密度(已知NiO的摩尔质量为74.7g.mol-1).
(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Nio970,试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比.
正确答案
(1)1cm3中阴、阳离子总数=()3;
1cm3中 Ni2+-O2-离子对数=()3×
密度==
=
g/(cm)3
答:NiO晶体的密度为g/(cm)3;
(2)设1mol Ni0.97O中含Ni3+xmol,Ni2+为(0.97-x)mol,根据晶体仍呈中性,可知 3x+2×(0.97-x)=2×1,
x=0.06mol Ni2+为(0.97-x)mol=0.91mol,即离子数之比 Ni3+:Ni2+=0.06:0.91=6:91,
答:晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为6:91.
(三选一)【选修3:物质结构与性质】
硅与金刚砂(SiC)是两种重要的工业产品,它们都可由二氧化硅与碳反应制得。
(1)由SiO2生成SiC的化学方程式是_________________。 氮化硅(Si3N4)也是一种高硬度高沸点的物质,其制备方法是在H2的保护下,使SiCl4与N2反应沉积在石墨表面,形成一层致密的氮化硅层,写出该反应的化学方程式_______________________。
(2)基态Si原子的价电子排布式为________;Si与C相比,电负性较大的是_________(填元素符号)。
(3)从原子轨道重叠的角度,X分子中含有的化学键是____________,X可与氧气反应生成Y,Y分子的中心原子杂化轨道类型是__________,键角是_____________。SiO2与HF溶液反应可以生成一种气态物质,该物质的立体构型为__________________。
(4)SiC的一种晶体与晶体硅的结构相似,其中C原子和Si原子的位置是交替的,在SiC中最小的环上有________个原子,SiC与晶体硅相比,_________熔点较高,原因是______________________________ 。
(5)生铁中存在着碳铁化合物。若铁晶体的晶胞结构如图,铁的密度是dg/cm3,则铁原子的半径是_________cm。(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)。
正确答案
(1)SiO2+ 2C==SiC+ 2CO;3SiCl4+2N2+6H2=Si3N4+12HCl
(2)1s22s22p63s23p2 (或者[Ne]3s23p2 );C
(3)共价键;sp;180°;正四面体
(4)6;碳化硅;两者都是原子晶体,结构和组成相似,Si-Si键长大于Si-C键长,Si-Si键能小,晶体硅的熔沸点低于碳化硅
(5)
(1)下列说法正确的是____(每小题只有一个正确答案,下同)。
A. 离子晶体中一定存在离子键,分子晶体中一定存在共价键
B. 主族元素形成的单质,从上到下熔沸点逐渐升高
C. N2分子中的共价键是由两个σ键和一个π键组成的
D. 以极性键结合的分子不一定是极性分子
(2)下列叙述正确的是____。
A. 用VSEPR理论预测PCl3的立体构型为平面三角形
B. SO2和CO2都是含有极性键的非极性分子
C. 在NH4+和[Cu(NH3)2]2+中都存在配位键
D. 铝元素的原子核外共有5种不同运动状态的电子
Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数逐渐增大。已知Z的原子序数为29,其余均为短周期主族元素。Y 原子的价电子排布为msnmpn,R原子核外L层的电子数为奇数,Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。 请回答下列问题:
(3)Z2+的核外电子排布式是______________。如图是Z和X形成晶体的晶胞结构示意图(○代表X),可确定该品胞中阴离子的个数为___________。
(4)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为A、B,试比较它们的热稳定性并说明理由:_______________。
(5)Q和X形成的一种化合物甲的相对分子质量为44,则甲的空间构型是_____________。中心原子采取的杂化轨道类型是____,该分子中含有____个π键。
(6)R有多种氧化物,其中乙的相对分子质量最小。在一定条件下,2L的乙气体与0.5L的氧气相混合,若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留,所生成的R的含氧酸盐的化学式是_________。
(7)这五种元素中,电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于____ 晶体;Q、R、X三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为____(用元素符号作答)。
正确答案
(1)D
(2)C
(3)1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9);4
(4)A大于B,因为C的非金属性比Si的非金属性强(答案合理即可)
(5)直线形;sp;2
(4)NaNO2
(5)原子;C
氧元素与多种元素具有亲和力,所形成化合物的种类很多。
(1)氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为_________。氧元素与氟元素能形成OF2分子,该分子的空间构型为_________________。
(2)根据等电子原理,在NO2+离子中氮原子轨道杂化类型是_________;1 molO22+ 中含有的π键数目为
_________。
(3)氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物,如和铬可生成Cr2O3、CrO3、CrO5等。Cr3+基态核外电子排布式为__________。
(4)钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体,其晶体结构如图所示,则该钙的氧化物的化学式为
__________
正确答案
(1)F>N>O;V形
(2)sp;2NA (3)1s22s22p63s23p63d3 (4) CaO2
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Mg/mol,晶体密度为ρg/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
(1)8;8;XY
(2)6
(3)
【二选一—物质结构与性质】
碳、氧、铁、铜等是与人类生产、生活息息相关的化学元素。
(1)基态铜原子的价电子排布式为___________,铜原子的电子占有___________种能量不同的原子轨道。
(2)CO分子中C原子上有一对孤对电子,C、O原子都符合8电子稳定结构,CO分子中C原子的杂化类型为___________杂化。
(3)甲烷和四氯化碳具有相似的空间结构,但常温下甲烷是气体,四氯化碳是液体,其原因是________________ 。
(4)下表为原子序数依次增大的短周期元素A~F的第一到第五电离能数据。
请回答:
表中的金属元素是_____________(填字母)。若A、B、C依次为同周期相邻元素,表中显示B比A和C的第一电离能都略大,其原因是______________。
(5)元素钴(Co)可形成分子式均为Co(NH3)5BrSO4的两种配合物,其中一种化学式为[Co(NH3)5Br]SO4,往其溶液中加BaCl2溶液时,现象是_____________ ;往另一种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时,无明显现象,若加入AgNO3溶液时,产生淡黄色沉淀,则第二种配合物的化学式为_______________。
(6)在一定条件下铁形成的晶体的基本结构单元如下图1和图2所示,则图1和图2的结构中铁原子的配位数之比为____________。
正确答案
(1)[Ar] 3d104s1; 7
(2)sp
(3)甲烷和四氯化碳均为分子晶体,而四氯化碳的相对分子质量比甲烷的相对分子质量大,四氯化碳分子间作用力比甲烷分子间作用力强,四氯化碳的沸点比甲烷高,故常温下甲烷是气体,四氯化碳是液体。
(4)D E F; B的np轨道上的电子半满,能量比A和C低,第一电离能比A和C大
(5)产生白色沉淀; [Co (NH3)5SO4]Br
(6)2∶3
甲烷、甲醇、肼(N2H4)、氨和氢气等都可作为燃料电池的燃料。
(1)与甲醇互为等电子体的有机物分子式为:_________________, 甲醇的熔、沸点比甲烷的熔、沸点高,其主要原因是:______________________
(2)N2H4中N-N键键能__________(填“>”或“<” “=”) CH3CH3中C-C键键能,工业上将NH3或
(CH3)2CO与氯气反应后水解制取N2H4,(CH3)2CO中碳原子轨道的杂化类型为:_________、________,
1 mol(CH3)2CO中的π键数目为:_________。
(3)用钛锰储氢合金储氢,与高压氢气钢瓶相比,具有重量轻、体积小的优点。锰原子外围电子排布式为:____________。金属钛的晶胞是面心立方结构(如图),则钛晶体的1个晶胞中钛原子数为:
________,钛原子的配位数为:________。
正确答案
(1)CH3SH;甲醇分子之间有氢键
(2)<;sp3杂化;sp2杂化;NA或6.02×1023 (3)3d54s2;4;12
钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料,被誉为“未来世界的金属”。试回答下列问题
(1)钛有Ti和
Ti两种原子,它们互称为______________。按电子排布Ti元素在元素周期表分区中属于________区;基态原子的电子排布式为______________;
(2)偏钛酸钡在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构如上图所示,它的化学式是______________
(3)已知Ti3+可形成配位数为6的配合物。现有含钛的两种颜色的晶体,一种为紫色,另一为绿色,但相关实验证明,两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式,设计了如下实验:
a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液;
b.分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液,均产生白色沉淀;
c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀,经洗涤干燥后称量,发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的2/3。则绿色晶体配合物的化学式为______________,绿色晶体中含有化学键类型有______________。
正确答案
(1)同位素;d;1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2 (2)BaTiO3(3)[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O;离子键、配位键、极性共价键
(三选一)【选修3--物质结构与性质】
下表为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题:
(1)表中属于d区的元素是_________(填编号)。
(2)科学发现,②、④、⑨三种元素的原子形成的晶体具有超导性,其晶胞的结构特点如图所示(图中②、④、⑨分别位于晶胞的体心、顶点、面心),则该化合物的化学式为 ______________(用对应的元素符号表示)。
(3)元素②的一种氢化物是重要的化工原料,常把该氢化物的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。有关该氢化物分子的说法正确的是_________。
A.分子中含有分子间的氢键
B.属于含有极性键的非极性分子
C.只含有4个sp-s的σ键和1个p-p的π键
D.该氢化物分子中②原子采用sp2杂化
(4)某元素的价电子排布式为nsnnpn+1,该元素原子的核外最外层电子的孤对电子数为______________;该元素与元素①形成的18电子的X分子(分子量为32)的电子式为_________;该元素还可与元素①形成10电子的气体分子Y(分子量为17),将过量的Y气体通入盛有硫酸铜水溶液的试管里,现象为________________。
(5)下表为原子序数依次增大的短周期元素A~F的第一到第五电离能数据。
请回答:表中的金属元素是 ___________ (填字母);若A、B、C为原子序数依次增大的同周期相邻元素,表中显示B比A和C的第一电离能都略大,其原因是 _______________。
正确答案
(1)⑨
(2)MgCNi3或CMgNi3
(3)BD
(4)1 ;;先产生蓝色沉淀,后沉淀消失,变成深蓝色的溶液
(5)DEF;B的np轨道上的电子半满,能量比A和C低,自身更稳定,所以第一电离能比A和C大
(三选一)【物质结构与性质】
已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种1:1型氢化物分子中既有σ键又有π 键。Z是金属元素,Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28,且次外层有2 个未成对电子。工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M(M可看做一种含氧酸盐)。M有显著的“压电性能”,应用于超声波的发生装置。经X射线分析,M晶体的最小重复单位为正方体(如图),边长为4.03×10-10m,顶点位置为Z4+所占,体心位置为Ba2+所占,所有棱心位置为O2-所占。
(1)Y在周期表中位于________;Z4+的核外电子排布式为_______________
(2)X的该种氢化物分子构型为____________,X在该氢化物中以____方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该____(填“高于”或“低于”)X氢化物的熔点。
(3)①制备M的化学反应方程式是____________________;
②在M晶体中,若将Z4+置于立方体的体心,Ba2+置于立方体的顶点,则O2-处于立方体的____;
③在M晶体中,Z4+的氧配位数为________;
④已知O2-半径为1.40×10-10m,则Z4+半径为_________m。
正确答案
(1)第四周期第ⅡA族;1s22s22p63s23p6 (2)直线形;sp;高于
(3)①TiO2+BaCO3=BaTiO3+CO2↑;②面心;③6;④6.15×10-13
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