高中化学晶胞的相关计算专项训练测试试题及解析

高中化学晶胞的相关计算专项训练测试试题及解析

一、晶胞的相关计算

1．元素X位于第4周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2；元素Y基态原子的3p轨道上有1对成对电子。X与Y形成的化合物的晶胞结构如图所示，下列关于该晶体的说法正确的是（）

A．该晶体属于原子晶体

B．X2+的配位数为8，Y2-的配位数为4

C．与每个Y2-距离最近且相等的Y2-共有12个

D．该晶体的熔点比氧化锌高

2．铁(Fe)、铜(Cu)、银(Ag)是常见的金属元素，它们的单质及其化合物在生活中有广泛应用。

(1)Ag 与 Cu 在同一族，则 Ag 在周期表中________ (填“s”、“p”、“d”或“ds”)区；[Ag(NH3)2]+中Ag+空的 5s 轨道和 5p 轨道以sp 杂化成键，则该配离子的空间构型是________。

(2)基态 Cu+的简化电子排布式为________。

(3)表中是 Fe 和 Cu 的部分电离能数据：请解释 I2(Cu)大于 I2(Fe)的主要原因：________。

元素Fe Cu

第一电离能 I1/kJ·mol－1759746

第二电离能 I2/kJ·mol－115611958

(4)亚铁氰化钾是食盐中常用的抗结剂，其化学式为 K4[Fe(CN)6]。

①CN-的电子式是________；1mol 该配离子中含σ 键数目为________。

②该配合物中存在的作用力类型有________ (填字母)。

A．金属键 B．离子键 C．共价键 D．配位键 E.氢键 F.范德华力

(5)氧化亚铁晶体的晶胞结构如图所示。已知：

氧化亚铁晶体的密度为ρg•cm﹣3，N A代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与 Fe2+紧邻

且等距离的 Fe 2+数目为________，Fe 2+与O 2﹣最短核间距为________pm 。

3．物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。回答下列问题：

（1）基态铁原子简化的电子排布式为[Ar]___。

（2）硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH 3)6]SO 4蓝色溶液。

①[Ni(NH 3)6]SO 4中阴离子的立体构型是___。

②在[Ni(NH 3)6]2+中Ni 2+与NH 3之间形成的化学键称为___，提供孤电子对的成键原子是___。 ③氨的沸点高于膦(PH 3)的原因是___；PH 3分子中P 原子的杂化轨道类型为___。 （3）铜与(SCN)2反应生成Cu(SCN)2，1mol(SCN)2中含有π键的数目为___。

（4）天然硅酸盐组成复杂，阴离子的基本结构单元是[SiO 4]四面体，如图(a)，通过共用顶角氧离子可形成链状、网状等结构，图(b)为一种无限长双链结构的多硅酸根，该多硅酸根的化学式为___(用n 代表聚合度)。

（5）碘与锰形成的某种化合物晶胞结构及参数如图所示，该化合物的化学式是___，其晶

体密度的计算表达式为___g·

cm -3(阿伏加德罗常数的值用N A 表示)。

4．浙江师范大学的研究团队研究获得了一类具有高活性和选择性的钙钛矿光催化剂（3CsPbBr Ni(tpy) ），这一成果发表在2020年1月Chem . Mater .上。带有负电荷的CsPbBr 3将带正电的Ni(tpy)固定在其表面，用于可见光驱动CO 2还原。

(1)写出Ni 基态原子的价电子排布图（轨道表达式）___________________。

(2)C 、N 、O 、Cs 、Pb 元素第一电离能由大到小的顺序是____________________。

(3)Ni(tpy)是二价阳离子，该离子中氮原子的杂化类型为_________，该离子结构中含有

_________（填字母）。

a ．离子键

b ．配位键 C ．π键 d .氢键 (4)某些氧化物的熔点数据如下表所示：

氧化物

CO 2 Cs 2O PbO 熔点/℃ -56.6 490 888

解释表中氧化物之间熔点差异的原因：______________________________。

(5)氮化镓是一种半导体材料。晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N 原子代替，顶点和面心的碳原子被Ga 原子代替。

①与同一个Ga 原子相连的N 原子构成的空间构型为__________；

②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。若沿y 轴投影的晶胞中所有原子的分布图如图，则2、3、4原子的分数坐标不可能的是（________________）

a ．(0.75，0.25，0.25)

b ．(0.25，0.75，0.75)

c ．(0.25，0.75，0.25)

d ．(0.75，0.75，0.75)

③ GaN 晶体中N 和N 的原子核间距为a pm ，GaN 摩尔质量为1M g mol -⋅，阿伏加德罗常数的值为N A ，则GaN 晶体的密度为___________3g cm -⋅（121pm 10m -=）。

5．钛及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。

（1）基态钛原子的价电子排布式为_____________，与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有____________种。

（2）钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料，钛的硬度比铝大的原因是_________。 （3）在浓的TiCl 3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl 至饱和，可得到配位数为6、组成为TiCl 3·6H 2O 的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1：5，则该配合离子的化学式为___________。

（4）半夹心结构催化剂M 能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，其结构如图所示。

①组成M 的元素中，电负性最大的是_________(填名称)。