高考化学总复习配餐作业39晶体结构与性质

晶体结构与性质

1．(2015·课标全国卷Ⅱ)A 、B 、C 、D 为原子序数依次增大的四种元素，A 2－和B ＋

具有相同的电子构型；C 、D 为同周期元素，C 核外电子总数是最外层电子数的3倍；D 元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：

(1)四种元素中电负性最大的是________(填元素符号)，其中C 原子的核外电子排布式为________。

(2)单质A 有两种同素异形体，其中沸点高的是__________(填分子式)，原因是__________________________；A 和B 的氢化物所属的晶体类型分别为__________和__________。

(3)C 和D 反应可生成组成比为1∶3的化合物E ，E 的立体构型为__________，中心原子的杂化轨道类型为__________。

(4)化合物D 2A 的立体构型为__________，中心原子的价层电子对数为__________，单质D 与湿润的Na 2CO 3反应可制备D 2A ，其化学方程式为______________________。

(5)A 和B 能够形成化合物F ，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a ＝0.566 nm ，F 的化学式为______；晶胞

中A 原子的配位数为________；列式计算晶体F 的密度(g·cm －3)__________。 解析：根据题目条件，可推出A 、B 、C 、D 分别为O 、Na 、P 、Cl 。

(1)电负性最大的为O ，P 的核外电子排布为1s 22s 22p 63s 23p 3。

(2)单质A 有O 2、O 3两种同素异形体，相对分子质量大的，分子间作用力也大，沸点高。A 、B 的氢化物分别为H 2O 、NaH ，晶体类型分别为分子晶体、离子晶体。

(3)E 为PCl 3，P 含有一对孤电子对，价层电子对数为4，立体构型为三角锥形，中心原子P 的杂化类型为sp 3杂化。

(4)Cl 2O 中的中心原子为O ，O 有2对σ键电子对，孤电子对数＝12

(6－2×1)＝2，故价层电子对数为4，分子的立体构型为V 形。根据得失电子守恒配平化学方程式，得2Cl 2＋Na 2CO 3===Cl 2O ＋2NaCl ＋CO 2。

(5)晶胞中O 2－为8×18＋6×12

＝4，Na ＋为8个，则化学式为Na 2O 。以顶点氧原子为中心，与氧原子距离相等且最近的钠原子的个数为8，则氧原子的配位数为8。

晶体F 的密度为

4×62 g·mol －1

0.566×10－7cm 3×6.02×1023mol

－1＝2.27 g·cm －3

。 答案：(1)O 1s 22s 22p 63s 23p 3

(或[Ne]3s 23p 3)

(2)O 3 O 3相对分子质量较大，范德华力大 分子晶体 离子晶体

(3)三角锥形 sp 3

(4)V 形 4 2Cl 2＋2Na 2CO 3＋H 2O===Cl 2O ＋2NaHCO 3＋2NaCl(或2Cl 2＋Na 2CO 3===Cl 2O ＋CO 2＋2NaCl)

(5)Na 2O 8

4×62 g·mol －10.566×10－7cm 3×6.02×1023 mol

－1＝2.27 g·cm －3

2．(1)原子形成化合物时，电子云间的相互作用对物质的结构与性质会产生影响。试回答：

①BF 3分子的立体结构为__________形，NF 3分子的立体结构为__________形。

②碳原子有4个价电子，在有机化合物中价电子均参与成键，但杂化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙

炔分子中，碳原子进行sp 3杂化的是(写结构简式)____________，存在一个π键的是(写名

称)____________。

③H2O、NH3、CH4分子中键角由大到小的顺序为______________，原因是________________。

(2)下图为CaF2、H3BO3(层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图，请回答下列问题：

①图Ⅰ所示的CaF2晶体中与Ca2＋最近且等距离的F－数为__________，图Ⅲ中未标号的铜原子形成晶体后最紧邻的铜原子数为__________。

②图Ⅱ所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是__________，H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为__________。

答案：(1)①平面三角三角锥②CH3CH3乙烯③CH4＞NH3＞H2O NH3分子中有1对孤对电子，H2O分子有2对孤对电子，对成键电子对的排斥作用增大，故键角逐渐减小

(2)①8 12 ②O 1∶6

3．(2016·烟台四校联考)碳元素在生产生活中具有非常重要的作用，在新物质的制备中也发挥了举足轻重的作用。

(1)与碳同周期，且基态原子的核外未成对电子数相等的元素是____________(写出元素符号)。

(2)石墨烯是目前人们制造的新物质，该物质是由单层碳原子六边形平铺而成的，像一张纸一样(如图甲)，石墨烯中碳原子的杂化方式为________；常温条件下丙烯是气态，而相对分子质量比丙烯小的甲醇，常温条件下却呈液态，出现这种现象的原因是___________________________________________________________________________________________ __________________________________。

(3)二氧化硅结构跟金刚石结构相似，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子。观察图乙中金刚石的结构，分析二氧化硅的空间网状结构中，Si、O形成的最小环上O 原子数目是________。

(4)图丙是C60的晶胞模型(一个小黑点代表一个C60分子)，图中显示出的C60分子数为14个。实际上一个C60晶胞中含有________个C60分子。

解析：(1)C元素和O元素基态原子的核外未成对电子数都是2。

(3)金刚石空间结构中数目最少的环中有6个原子，即六元环，共有6个C—C键，而二氧化硅中的硅原子相当于金刚石中的碳原子，氧原子在硅硅键之间，故二氧化硅中氧原子的数目与金刚石中C—C键的数目相同。

(4)晶胞中微粒个数的计算公式＝体内×1＋面上×1/2＋棱上×1/4＋顶角×1/8。C60晶胞模型中显示出的14个C60分子，8个在晶胞顶角上，6个在面上，故一个晶胞中含有的C60分子数目为8×1/8＋6×1/2＝4。