《2017年新高考化学一轮复习 12.3 晶体结构与性质课时训练》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017年新高考化学一轮复习 12.3 晶体结构与性质课时训练（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三节晶体结构与性质非选择题(共100分)1.(16分)(2015西安高新一中等校联考)1967年舒尔滋提出金属互化物的概念,其定义为固相金属间化合物拥有两种或两种以上的金属元素,如Cu9Al4、Cu5Zn8等。回答下列问题:(1)某种金属互化物具有自范性,原子在三维空间里呈周期性有序排列,该金属互化物属于晶体(填“晶体”或“非晶体”)。(2)基态铜原子有1个未成对电子,二价铜离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9,在CuSO4溶液中滴入过量氨水,形成配合物的颜色为深蓝色。(3)铜能与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1 mol(SCN)2分子中含有键的数
2、目为5NA;类卤素(SCN)2对应的酸有两种,理论上硫氰酸(HSCN)的沸点低于异硫氰酸(HNCS)的沸点,其原因是异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸不能。(4)ZnS的晶胞结构如图1所示,在ZnS晶胞中S2-的配位数为4。(5)铜与金形成的金属互化物结构如图2,其晶胞边长为a nm,该金属互化物的密度为 (用含a、NA的代数式表示)。【解析】本题考查晶体结构、核外电子排布、配合物以及晶胞的计算等知识。(1)晶体中粒子在三维空间里呈周期性有序排列,有自范性;而非晶体中原子排列相对无序,无自范性。(2)Cu为29号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,只有4s轨道上的电
3、子未成对,Cu2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9,在CuSO4溶液中滴入过量氨水,形成的配合物为Cu(NH3)42+,为深蓝色。(3)(SCN)2分子的结构式为NCSSCN,1 mol该分子中含有键的数目为5NA,异硫氰酸(HNCS)分子中N原子上连接有H原子,分子间能形成氢键,故沸点较高。(4)根据题图1,距离S2-最近的Zn2+有4个,即S2-的配位数为4。(5)Cu原子位于晶胞面心,数目为6=3,Au原子位于晶胞顶点,数目为8=1,晶胞体积V=(a10-7)3 cm3,密度= gcm-3= gcm-3。2.(14分)(2015南京、盐城二模)利用工业废铁粉(主要成分为
4、Fe3O4、Fe)与硫酸反应可制备硫酸盐。(1)Fe2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或Ar3d6。(2)FeSO4隔绝空气受热分解生成SO2、SO3、Fe2O3。SO2分子的空间构型为V形,其中S原子的杂化类型为sp2杂化。与SO3互为等电子体的离子与分子分别为N(或C)、BF3(或COCl2)(填化学式)。(3)苯酚可以与Fe3+发生显色反应。1 mol苯酚中含有键的数目为13NA。(4)Fe3O4具有反尖晶石结构。某化合物MgxAlyOz与反尖晶石结构相仿,其结构如图所示,它是由下列A、B方块组成。该化合物的化学式为MgAl2O4。【解析】(1)铁是26号元素,
5、则Fe2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或Ar3d6。(2)SO2中S原子价层电子对数为3,所以采取sp2杂化,该分子中含有一对孤电子对,所以其空间构型是V形;原子总数和价电子总数相等的粒子互为等电子体,与SO3互为等电子体的有N、C、BF3、COCl2等。(3)苯分子中含有6个CC键、6个CH键和1个大键,单键均为键,故苯酚分子中含有键的数目为13NA。(4)由均摊法知该晶胞中Al原子个数为4,O原子个数为(4+4)=8,Mg原子的个数为8+1=2,所以化学式为MgAl2O4。3.(17分)(2015贵州八校联考).砷化镓为第三代半导体,以其为材料制造的灯泡寿命长,
6、耗能少,已知砷化镓的晶胞结构如图所示。请回答下列问题:(1)下列说法正确的是BC(填序号)。A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同B.第一电离能:AsGaC.电负性:AsGaD.原子半径:AsGa(2)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700 下反应制得,反应的化学方程式为(CH3)3Ga+AsH3GaAs+3CH4。(3)AsH3空间形状为三角锥形;已知(CH3)3Ga为非极性分子,则其中镓原子的杂化方式为sp2。.金属铜的导电性仅次于银,居金属中的第二位,大量用于电气工业。(4)请解释金属铜能导电的原因:铜为金属晶体,由铜离子与自由电子构成,自由电子在外加电场的作用下可以发生定向移动;Cu2
7、+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9。(5)在硫酸铜溶液中通入过量的氨气,小心蒸发,最终得到深蓝色的Cu(NH3)4SO4H2O晶体,晶体中含有的化学键除普通共价键外,还有离子键和配位键。【解析】(1)A项,GaAs晶体中As分布于晶胞体心,Ga分布于顶点和面心,而NaCl中阴阳离子分别位于晶胞的顶点、面心以及棱和体心,二者结构不同,错误;B项,同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,则第一电离能:AsGa,正确;C项,同周期元素从左到右电负性逐渐增大,则电负性:AsGa,正确;D项,同周期自左而右原子半径减小,故原子半径:AsOS(用元素符号表示)。(2)B与C形成的二元
8、化合物中,属于非极性分子的是SO3(填化学式);该分子中心原子的杂化类型为sp2。(3)A、C元素形成的常见含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为4的酸是H2SO3、H2SO4(填化学式,下同);酸根呈平面三角形的酸是HNO3。(4)E和F形成的一种化合物的晶体结构如图所示,则该化合物的化学式为NiAs;F的配位数为6。(5)D的离子可以形成多种配合物,由Dn+、Br-、C的最高价含氧酸根和A的简单氢化物形成的1115的某配合物,向该配合物的溶液中滴加AgNO3溶液产生淡黄色沉淀,滴加BaCl2溶液无现象,则该配合物的化学式为Co(SO4)(NH3)5Br;n值为3;Dn+的基态电子排布式为
9、1s22s22p63s23p63d6。【解析】本题考查电离能、分子结构与性质、价层电子对互斥理论、晶胞结构与计算、配合物、核外电子排布等。由题给信息推知,A、B、C、D、E、F分别为N、O、S、Co、Ni、As。(1)同周期随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,但N元素2p能级为半满稳定状态,能量较低,其第一电离能高于同周期相邻元素,同主族自上而下第一电离能减小,故第一电离能:NOS。(2)B与C形成的二元化合物有SO2、SO3,SO2为V形结构,属于极性分子,SO3为平面正三角形结构,属于非极性分子,其中S原子采取sp2杂化。(3)A、C元素形成的常见含氧酸为HNO3、H2SO3、H2SO4
10、,HNO3中N原子价层电子对数为3,没有孤电子对,N为平面三角形结构;H2SO3中S原子价层电子对数为4,有1对孤电子对,S为三角锥形结构;H2SO4中S原子价层电子对数为4,没有孤电子对,S为正四面体结构。(4)由均摊法和晶胞结构可知,晶胞中含有2个As原子,含有Ni原子数目为8+4=2,故该化合物化学式为NiAs;As的配位数为6。(5)S的最高价含氧酸根为S、N的简单氢化物为NH3,由Con+、Br-、S、NH3形成的1115的某配合物,由电荷守恒可知n=3,向该配合物的溶液中滴加AgNO3溶液产生淡黄色沉淀,滴加BaCl2溶液无现象,说明S在内界,Br-为配合物的外界,所以该配合物化学
11、式为Co(SO4)(NH3)5Br,Co3+的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。5.(18分)(2015河南宜阳实验中学月考)氮的化合物在无机化工领域有着重要的地位。请回答下列问题:(1)基态氮原子的价电子排布图为。(2)氮的最高价氧化物为无色晶体,它由两种离子构成。已知其阴离子构型为平面正三角形,则其阳离子的构型为直线形,阳离子中氮的杂化方式为sp。(3)某氮铝化合物X具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质,广泛用于陶瓷工业等领域。工业上用氮气、氧化铝和碳在一定条件下反应生成CO和X(X的晶体结构如图所示),工业制备X的化学方程式为Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。
12、(4)X晶体中包含的化学键类型为BC(填字母标号)。A.离子键B.共价键C.配位键D.金属键(5)已知氮化硼与X晶体类型相同,且氮化硼的熔点比X高,其原因是氮化硼与氮化铝均为原子晶体,且硼原子半径小于铝原子半径,BN键键能大于AlN键键能。(6)若X的密度为 g/cm3,则晶体中最近的两个Al原子的距离为 (阿伏加德罗常数用NA表示,不必化简)。【解析】本题考查原子核外电子排布图、均摊法晶胞的计算、键能与性质的关系以及晶胞结构的计算等。(1)氮是7号元素,价电子排布图为。(2)氮的最高价氧化物为N2O5,其由两种离子构成,其中阴离子构型为平面正三角形,则阴离子应为N,则其阳离子的化学式为N,其
13、中心原子价电子对数为=2,故氮原子为sp杂化,为直线形。(3)根据X的晶体结构图可知,晶胞中含有的氮原子数为4,含有的铝原子数为8+6=4,所以X的化学式为AlN,根据元素守恒可以写出化学方程式:Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。(4)根据X的结构可知,每个铝和氮原子周围都有四个共价键,都达到8电子稳定结构,而铝原子最外层只有三个电子,氮原子最外层有5个电子,所以在AlN中有配位键,B、C项正确。(5)氮化硼与AlN相比,硼原子半径比铝原子半径小,键能大,它们都是原子晶体,所以氮化硼的熔点比AlN高。(6)Al原子位于晶胞顶点和面心,所以晶体中最近的两个Al原子的距离为底面对角线的,根据
14、晶胞的密度=,可以求得晶胞边长为 cm,底面对角线的长度为 cm,所以晶体中最近的两个Al原子的距离为 cm。6.(17分)(2016吉林白城一中二模)原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期,自然界中存在多种A的化合物,B原子核外电子有6种不同的运动状态,B与C可形成正四面体形分子,D的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子。请回答下列问题:(1)这四种元素中电负性最大的元素,其基态原子的价电子排布图为。(2)C所在主族的四种元素分别与A形成的化合物,沸点由高到低的顺序是HFHIHBrHCl(填化学式),呈现如此递变规律的原因是HF分子之间形成氢键,使其沸点较高,HCl、HBr、HI分子间以分子间作用力结合,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高。(3)B元素可形成多种单质,一种晶体结构如图一所示,其原子的杂化类型为sp2,另一种的晶胞如图二所示,该晶胞的空间利用率为34%(保留两位有效数字,=1.732)。
