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1、第3章 物质的聚集状态与物质性质 第1节 认识晶体（第2课时）夯基达标1某物质的晶体中含A、B、C三种元素，其排列方式如图所示(其中前后两面心上的B原子未能画出)，晶体中A、B、C的原子个数之比依次为()A131 B231C221 D1332F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙，它们都是极强的氧化剂(其氧化性依次递增)，都极易水解。其中6XeF412H2O=2XeO34Xe24HF3O2，下列推测正确的是()黑球表示氙原子，白球表示氟原子AXeF2分子中各原子均达到八电子的稳定结构B某种氟化氙的晶体结构单元如上图所示，可推知其化学式为XeF6CXeF4按已知方式水
2、解，每生成4 mol Xe转移16 mol电子DXeF2加入水中，在水分子的作用下，将重新生成Xe和F23下图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，其对应的化学式正确的是(图中： )()4金属铁单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如下图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为_。5现有甲、乙、丙(如下图)三种晶体的晶胞(甲中x处于晶胞的中心，乙中a处于晶胞的中心)，可推知：甲晶胞中x与y的个数比是_，乙晶胞中a与b的个数比是_，丙晶胞中有_个c离子，有_个d离子。6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，
3、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_。Ti元素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_。7有一种多聚硼酸盐为无限网状结构(如图所示)，其结构的基本单元可以表示为(B5On)m，则m_，n_。8 (1)水在不同的温度和压力条件下可以形成11种不同结构的晶体，密度从比水轻的0.92 gcm3到约为水的一倍半。冰是人们迄今已知的由一种简单分子堆积出结构花样最多的化合物。其中冰的晶体结构为一个如下图所示的立方晶胞，每个水分子可与周围_个水分子以氢键结合，晶体中，1 m
4、ol水可形成_ mol氢键。(2)已知下列元素的电负性数据：H为2.1，O为3.5，F为4.0。OF2与水的立体结构相似，但水分子的极性比OF2强得多，其原因有：OF2中氧原子上有两对孤对电子，抵消了FO键中共用电子对偏向F而产生的极性；从电负性上看，_。能力提升9有A、B、C、D四种元素，其中A元素和B元素的原子都有1个未成对电子，A比B少一个电子层，B原子得一个电子后3p轨道全满；C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D的质量分数为40%，且其核内质子数等于中子数；R是由A、D两
5、元素形成的离子化合物，其中A与D离子数之比为21。请回答下列问题：(1)A单质、B单质、化合物R的熔点大小顺序为下列的 _(填序号)：A单质B单质R；RA单质B单质；B单质R A单质；A单质RB单质。(2)在CB3分子中C元素原子的原子轨道发生的是_杂化，其固体时的晶体类型为_。(3)写出D原子的核外电子排布式：_，C的氢化物比D的氢化物在水中溶解度大得多的可能原因是_。 (4)下图是D和Fe形成的晶体FeD2最小单元“晶胞”，FeD2晶体中阴、阳离子数之比为_，FeD2物质中具有的化学键类型为_。10有一种蓝色的晶体，它的结构特征是Fe2和Fe3分别占据立方体互不相邻的顶点，立方体的每条棱上
6、均有一个CN。(1)根据晶体结构的特点，推出这种蓝色晶体的化学式(用简单整数表示)_。(2)此化学式带何种电荷_，如果Rn或Rn与其结合成电中性粒子，此粒子的化学式为_。11新型节能材料高温超导体的最先突破是在1987年从新的钇钡铜氧材料的研究开始的。在制备钇钡铜氧高温超导体的同时，偶然得到了副产品紫色的硅酸铜钡。凑巧的是，后者正是发现于中汉代器物上的被称为“汉紫”的颜料，还发现于秦俑彩绘。钇钡铜氧的晶胞结构如图，研究发现，此高温超导体中的铜元素有两种价态，2价和3价。(1)给出铜在周期表中的位置(周期和族)：_。(2)写出Cu3的核外电子排布：_。(3)根据图示晶胞结构，推算晶体中Y、Cu、
7、Ba和O原子个数比，确定其化学式为：_。(4)根据(3)所推出的化合物的组成，计算出其中Cu原子的平均化合价(该化合物中各元素的化合价为Y3、Ba2)_，最后计算化合物中这两种价态Cu原子个数比为_。参考答案1解析：晶体中A、B、C的原子个数之比依次为861131。答案：A2解析：Xe原子已达到八电子的稳定结构，故XeF2分子中各原子均达到八电子的稳定结构的说法错误；根据题目提供的结构单元推得晶体中Xe、F原子个数比为 (81)(82)12，故其化学式为XeF2；根据题意，XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙都是极强的氧化剂，都极易水解，可判断XeF2加入水中，不应简单地分解生成Xe和F2，
8、故D项说法错误。答案：C3解析：根据顶点、棱心、面心、体心和其他处于立方体内的原子分别提供给一个晶胞的是其本身的、，求出X与Y的比值。A图中X为1，Y为81，化学式为XY；B图中X为14，Y为4，化学式为X3Y；C图中X为81，Y为63，Z为1，化学式为XY3Z；D图中X为81，Y为123，Z为1，化学式为XY3Z。答案：C4解析：本题考查晶胞中微粒数的计算切割法。体心立方中Fe为812个，面心立方中Fe为864个，因此体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为12。答案：125解析：处于晶胞中心的x或a为该晶胞单独占有，位于立方体顶点的微粒为8个立方体共有，位于立方体棱边的微粒为
9、4个立方体共有，位于立方体面的微粒为2个立方体共有，所以xy1643；ab1811；丙晶胞中c离子为1214(个)，d离子为864(个)。答案：43 11446解析：根据偏钛酸钡晶体的晶胞结构，求得Ba、Ti、O原子数之比1812113，故它的化学式是BaTiO3。答案：(1)同位素1s22s22p63s23p63d24s2(或Ar3d24s2 ) (2)BaTiO37解析：由题意可知，该图为一个基本单元，但与另一个基本单元连接的氧原子为两个基本单元所共有，因此，该类氧原子属于该基本单元的数量只能算。基本单元中共有6个这样的氧原子，即3个，所以n(O)369(环上6个O原子为基本单元独有)。又
10、因硼元素为3价，氧元素为2价，则：m35293即本题答案为m3，n9。答案：398解析：(1)观察图示的立方晶胞的中心水分子可知，该水分子与周围4个水分子以氢键结合；每2个水分子间形成的1个氢键，每个水分子只分得一半，故晶体中，1 mol水可形成4 mol0.52 mol氢键。(2) 根据题中所给出的元素电负性数据：H为2.1，O为3.5，F为4.0，氧与氢的电负性差(1.4)大于氧与氟的电负性差(0.5)，因此，虽然OF2与水的立体结构相似，但水分子的极性比OF2强得多。答案：(1)42(2)氧与氢的电负性差大于氧与氟的电负性差9解析：由B原子得一个电子后3p轨道全满，可推得B原子的核外电子
11、排布式为1s22s22p63s23p5，即B原子为氯原子；A比B少一个电子层，则A为钠元素；由C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大，可知C为氮元素；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，即为A族元素，再根据其最高价氧化物(DO3)中含D的质量分数为40%，求得其相对原子质量为32，结合其核内质子数等于中子数推出D为硫元素；R是Na2S。答案：(1)(2)sp3分子晶体 (3)1s22s22p63s23p4NH3与水分子形成氢键(4)11离子键、非极性键10解析：Fe2、Fe3占据立方体的互不相邻的顶点，则每个立方体上有4个Fe2、4个Fe
12、3，根据晶体的空间结构特点，每个顶点上的粒子有属于该立方体，则该立方体中有个Fe2、个Fe3，CN位于立方体的棱上，棱上的粒子有属于该立方体，该立方体中有3个CN，所以该晶体的化学式为FeFe(CN)6，此化学式带负电荷，若结合Rn形成中性粒子，此粒子化学式为RFeFe(CN)6n。答案：(1)FeFe(CN)6(2)负电荷RFeFe(CN)6n11解析：铜在周期表中位于第四周期，IB族；Cu原子的核外电子排布式为Ar3d104s1 或1s22s22p63s23p63d104s1，Cu3的核外电子排布为Ar3d8 或1s22s22p63s23p63d8；根据图示晶胞结构，推算晶体中Y、Cu、Ba和O原子个数比时，关键是要注意Cu原子和O原子：Cu原子有8个在顶点，另外8个在棱上，O原子有8个在面上，另外12个在棱上，因此晶体中Y、Cu、Ba和O原子个数比1(88)2(812)1327，由此确定其化学式为YBa2Cu3O7。根据化学式和已知的化合价(Y3、Ba2)，可求得Cu原子的平均化合价为；再利用十字交叉法或列方程法求得Cu2Cu321。答案：(1)第四周期，IB族(2)Ar3d8 或1s22s22p63s23p63d 8(3)YBa2Cu3O7 (4)Cu2Cu3216
