结构化学第三章习题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
习题卷
1.下面的排序不正确的是
A.晶体熔点由低到高:CF4<CCl4<CBr4<CCI4
B.硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅
C.熔点由低到高:Na<Mg<Al
D.晶格能由大到小:NaI>NaBr>NaCl>NaF
2.下列有关金属晶体判断正确的是
A.简单立方、配位数6、空间利用率68%
B.钾型、配位数6、空间利用率68%
C.镁型、配位数8、空间利用率74%
D.铜型、配位数12、空间利用率74%
3.下列对各组物质性质的比较中,正确的是
A.硬度:Li>Na>K
B.熔点:金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅
C.第一电离能:Na<Mg<Al
D.空间利用率:六方密堆<面心立方<体心立方
4.X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素,部分信息如下表所示:
(1)Q在元素周期表中的位置是____________。
基态Q原子的价电子排布图为____________。
(2)X的氢化物的VSEPR模型为____________。
属于____________(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)根据表中数据推测,Y的原子半径的最小范围是____________。
(4)甲、乙是上述部分元素的最高价氧化物对应的水化物,且甲+乙→丙十水。
若丙的水溶液呈碱性,则丙的化学式是____________。
(5)M的氢化物是常见溶剂,白色硫酸铜粉末溶解于其中能形成蓝色溶液,请解释原因:____________。
(6)Z晶体的原子堆积模型为体心立方堆积,设Z原子半径为rcm,则Z晶体的密度为____________g/cm3(写出表达式,假设阿伏加德罗常数为N A)。
5.【化学――选修3物质结构与性质】
物质的结构决定性质,性质反映其结构特点。
(1)金刚石和石墨是碳元素的两种常见单质,下列叙述中正确的有
a.金刚石中碳原子的杂化类型为sp3杂化,石墨中碳原子的杂化类型为sp2杂化
b.晶体中共价键的键长:金刚石中C-C<石墨中C-C
c.晶体的熔点:金刚石<石墨
d.晶体中共价键的键角:金刚石>石墨
(2)某石蕊的分子结构如右图所示。
①石蕊分子所含元素中,第一电离能由小到大的顺序是,基态原子2p 轨道有两个成单电子的是(填元素符号);由其中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子是(填化学式);
②该石蕊易溶解于水,分析可能的原因是;
(3)铜及其合金是人类最早使用的金属材料。
①NF 3可由NH 3和F 2在Cu 催化剂存在下反应直接得到:4NH 3+3F 2NF 3+3NH 4F
上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有_______(填序号)。
a .离子晶体
b .分子晶体
c .原子晶体
d .金属晶体,
②NF 3与NH 3均为三角锥形,但前者键角小于后者,原因是
③周期表中铜的相邻元素的晶体结构如图甲,则其一个晶胞中含有个该元素,金属铜采取如图乙所示堆积方式,可称为堆积。
6.[化学——物质结构与性质]尿素()22H NCONH 可用于制有机铁肥,主要代表有()()22363Fe H NCONH NO ⎡⎤⎣⎦[三硝酸六尿素合铁(III )]。
(1)基态Fe 3+
的核外电子排布式为__________。
C 、N 、O 三种元素的第一电离能由大到小的顺序是__________。
(2)尿素分子中C 、N 原子的杂化方式分别是___________。
(3)()()22363Fe H NCONH NO ⎡⎤⎣⎦中“22H NCONH ”与Fe(III)之间的作用力是
___________。
与3NO -互为等电子体的一种化合物是___________(写化学式)。
(4)CO 2和NH 3是工业上制备尿素的重要原料,固态CO 2(干冰)的晶胞结构如右图所示。
①1个CO 2分子周围等距离且距离最近的CO 2分子有__________个。
②铜金合金的晶胞结构与干冰相似,若顶点为Au 、面心为Cu ,则铜金合金晶体中Au 与Cu 原子数之比是___________。
7.【化学——选修3:物质结构与性质】
(1)美国化学家鲍林教授具有独特的化学想象力:只要给他物质的分子式,他就能大
体上想象出这种物质的分子结构模型。
多核离子所带电荷可以认为是中心原子得失电子所致,根据VSEPR模型,下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是。
A、NO2-和NH4+
B、H3O+和ClO3-
C、NO3-和CO32-
D、PO43-和SO42-
(2
铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能,而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能,其主要原因是。
(3)石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。
其结构如图:
有关说法正确的是
A、固态时,碳的各种单质的晶体类型相同
B、石墨烯中含有非极性共价键
C、从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
D、石墨烯具有导电性
(4)最近科学家成功以CO2为原料制成了一种新型的碳氧化合物,该化合物晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限延伸结构,则该晶体中碳原子采用杂化与周围氧原子成键;晶体中碳氧原子个数比为;碳原子数与C-O化学键数之比为。
(5)已知钼(Mo)的晶胞为体心立方晶胞,钼原子半径为apm,相对原子质量为M,以N A表示阿伏伽德罗常数的值,请写出金属钼密度的计算表达式g/cm3。
8.用晶体的X射线衍射法对Cu的测定得到以下结果:Cu的晶胞为面心立方最密堆积(如右图),已知该晶体的密度为9.00 g·cm-3,晶胞中该原子的配位数为________;Cu的原子半径为________cm(阿伏加德罗常数为N A,列出计算表达式,不用化简)。
9.铁、铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用。
请回答下列问题:
(1)铁在元素周期表中的位置。
(2)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于______(填晶体类型).Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=______.Fe(CO)x在一定条件下发生反应:
Fe(CO)x(s)Fe(s)+xCO(g)。
已知反应过程中只断裂配位键,由此判断该反应所形成的化学键类型为。
(3)写出CO的一种常见等电子体分子的结构式______;两者相比较沸点较高的为______(填化学式).CN-中碳原子杂化轨道类型为,S、N、O三元素的第一电离能最大的为(用元素符号表示)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如图所示。
①基态铜原子的核外电子排布式为。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目。
(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如附图所示(黑点代表铜原子)。
①该晶体的化学式为。
②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0,则铜与M形成的化合物属于(填“离子”、“共价”)化合物。
③已知该晶体的密度为 g.cm-3,阿伏伽德罗常数为N A,则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为pm(只写计算式)。
10.[化学——选修3:物质结构与性质](14分)
碳及其化合物广泛存在于自然界中。
回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用形象化描述。
在基态14C原子中,核外存在_______________对自旋相反的电子;
(2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是。
(3)CS2分子中,共价键的类型有、C原子的杂化轨道类型是,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子。
(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253K,沸点为376K,其固体属于晶体。
(5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
①在石墨烯晶体中,每个C原子连接个六元环,每个六元环占有个C原子。
②在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接个六元环,六元环中最多有个C原子在同一平面。
11.物质结构与性质(15分)下表为元素周期表的一部分。
请回答下列问题:
(1)上述元素中,属于s区的是(填元素符号)。
(2)写出元素⑨的基态原子的价电子排布图。
(3)元素的第一电离能:③④(选填“大于”或“小于”)。
(4)元素③气态氢化物的VSEPR模型为;该分子为分子(选填“极性”或“非极性”)。
向硫酸铜溶液中逐滴加入其水溶液,可观察到的现象为。
(5)元素⑥的单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示,其晶胞特征如图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。
若已知⑥的原子半径为dcm,N A代表阿伏加德罗常数,元素⑥的相对原子质量为M,请回答:晶胞中⑥原子的配位数为,该晶体的密度为(用字母表示)。
12.锂-磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu4O(PO4)2,可通过下列反应制备:2Na3PO4+4CuSO4+2NH3·H2O=Cu4O(PO4)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O。
请回答下列问题。
(1)上述方程式中涉及到的N、O元素电负性由小到大的顺序是。
(2)基态S的价电子排布式为。
与Cu同周期且最外层电子数相等的元素还有(填元素符号)。
(3)PO43-的空间构型是,其中P原子的杂化方式为。
(4)在硫酸铜溶液中加入过量的KSCN溶液,生成配合物[Cu(CN)4]2-则1molCN-中含有的π键的数目为。
(5)铜晶体为面心立方最密集堆积,铜的原子半径为127.8pm,列式计算晶体铜的密度g/cm3。
(6)下表列出了含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系。
由此可得出的判断含氧酸强弱的一条经验规律是。
亚磷酸(H3PO3)也是中强酸,它的结构式为。
亚磷酸与过量的氢氧化钠溶液反应的化学方程式为。
13.(12分)物质结构选修模块题
(1)已知:常压下,氨气在300℃时约有9.7%分解,水蒸气在2000℃时约有4%分解,氟化氢气体在3000℃时仍不分解。
这三种分子的中心原子与氢原子形成的σ键能由大到小的顺序是;其中水分子里的氧原子轨道的杂化类型是。
将过量氨气通入0.1mol·L―1的蓝色硫酸铜溶液中逐渐形成深蓝色溶液,其离子方程式为:。
(2)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。
下图是金属钛的面心立方结构晶胞示意图,则钛晶体的1个晶胞中钛原子数为,钛原子的配位数为。
(3)晶体硅、锗是良好的半导体材料。
磷化铝、砷化镓也是重要的半导体材料,从物质结构的角度分析它们与晶体硅的关系为。
试以原子实的形式写出31号半导体元素镓的电子排布式。
镓与砷相比较,第一电离能更大的是(用元素符号表示)。
14.(选考)【化学——选修物质结构与性质】(15分)
现有七种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。
请根据下列相关信息,回答问题。
(1)已知BA5为离子化合物,写出其电子式;
(2)B基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有个方向,原子轨道呈形;
(3)某同学根据上述信息,推断C基态原子的核外电子排布为
,
该同学所画的电子排布图违背了
(4)G位于族区,价电子排布式为。
(5)DE3中心原子的杂化方式为,用价层电子对互斥理论推测其空间构型为。
(6)F元素的晶胞如图所示,若设该晶胞的密度为ag/cm3,阿伏加德罗常数为N A,F原子的摩尔质量为M,则F原子的半径为cm。
15.黄血盐(亚铁氰化钾,K4[Fe(CN)6])易溶于水,广泛用作食盐添加剂(抗结剂),食盐中黄血盐的最大使用量为10mg·kg-1。
黄血盐经长时间火炒,超过400℃时会分解生成剧毒的氰化钾。
回答下列问题:
(1)写出基态Fe2+的核外电子排布式__________________。
K4[Fe(CN)6]中Fe2+与CN-两种离子之间的作用力是__________________。
(2)CN-中碳原子的杂化方式为____________;1molCN-中含有π键的数目为__________。
(3)金属钾、铜的晶体的晶胞结构如下图(请先判断对应的图),钾、铜两种晶体晶胞中金属原子的配位数之比为______________。
(4)黄血盐溶液与稀硫酸加热时发生非氧化还原反应,生成硫酸盐和一种与CN-是等电子体的气态化合物,反应化学方程式为________________。
16.(14分)
现有六种元素,其中A、B、C、D为短周期主族元素,E、F为第四周期元素,它们的原
(1)A基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有个方向,原子轨道呈形。
(2)某同学根据上述信息,所画的B电子排布图如图
违背了原理。
(3)F位于族区,其基态原子有种运动状态。
(4)CD3中心原子的杂化方式为,用价层电子对互斥理论推测其分子空间构型为。
(5)若某金属单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示,其晶胞特征如下图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。
则晶胞中该原子的配位数为,该单质晶体中原子的堆积方式为四种基本堆积方式中的。
若已知该金属的原子半径为dcm,N A代表阿伏加德罗常数,金属的相对原子质量为M,则该晶体的密度为______g·cm-3(用字母表示)。
17.(1、2、3班必做)Al单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示,其晶胞特征如图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。
若已知Al的原子半径为d pm,NA代表阿伏加德罗常数,Al的相对原子质量27。
通过计算确定
(1)一个晶胞中Al原子的数目。
(2)Al晶胞的密度表达式。
18.X、Y、Z、W、Q五种元素的原子序数依次增大,X、Y、Z、W属于短周期元素。
已知X位于周期表的s区,其原子中电子层数和未成对电子数相同;Y原子核外有三个能级,
且每个能级上容纳的电子数相同;W原子最外层电子数是次外层电子数的3倍;Q元素的原子核外有26个运动状态完全不相同的电子。
回答下列问题:
(1)仅由X与W组成的含18个电子的分子的结构式为___________。
(2)Y、Z、W中第一电离能最大的是_________(填元素符号),Q的基态原子核外电子排布式为________。
(3)YW32-离子的空间构型是________,其中心原子的杂化轨道类型是__________。
(4)已知由Q、Z、W三种元素按照1:3:9的原子个数比可形成某离子化合物,常温下测得该离子化合物的水溶液pH=2,则该溶液中由水电离产生的c(H+)为_________。
(5)Y的一种单质相对分子质量为720,分子构型为一个32面体,其中有12个五元环,20个六元环(如图1)。
则1个这种单质分子中所含π键的数目为____________。
(6)Q元素的单质在形成晶体时,其晶胞如图2所示。
则Q原子的配位数为___________,若Q的原子半径为acm,阿伏加德罗常数的值为N A,则该单质的密度为_________g/cm3(不必化简)。
19.A、B、C、D、E、F六种元素为前四周期元素,原子序数依次增大。
A的最高正价和最低负价的绝对值相等,B的基态原子的电子分布在3个不同的能级且各能级中电子数相等。
D的基态原子与B的基态原子的未成对电子数目相同,E的基态原子的s能级的电子总数与p能级的电子数相等,F的基态原子在同周期元素中未成对电子数最多。
请回答下列问题:
(1)F元素在周期表中的位置;F元素价电子排布式为。
(2)B、C、D、E的原子的第一电离能由小到大的顺序为。
(用元素符号回答)
(3)下列关于B2A2分子和A2D2分子的说法正确的是。
A.分子中都含有σ键和π键
B.都是含极性键和非极性键的直线型分子
C.B2A2的沸点明显低于A2D2
D.都具有还原性
(4)由A、C两种元素可以形成一种CA5的既含离子键又含共价键的化合物,其电子式为;
(5)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如右图所示。
面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为。
参考答案
1.D
【解析】
试题分析:A、均是分子晶体,其熔点和分子间作用力有关系,分子间作用力越大,熔点越高。
相对分子质量越大,分子间作用力就越大,A正确。
B、形成原子晶体的共价键越强,硬度越大。
形成共价键的原子半径越小,共价键越强。
碳原子半径小于硅原子的,B正确;
C、金属键越强,金属晶体的熔点就越高。
形成金属键的金属阳离子半径越小,电荷越多,金属键越强,离子半径是钠离子大于镁离子大于铝离子,C正确;
D、均是属于离子晶体,形成离子晶体的离子键越强,晶格能越大。
离子半径越小,电荷越多,离子键越强。
氟离子半径小于氯离子半径小于溴离子半径小于碘离子半径,D错误,答案选D。
【考点定位】本题主要是考查晶体熔点、硬度、晶格能大小比较
【名师点晴】常见晶体的熔沸点高低的判断
1、不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体。
金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等沸点很高,如汞、镓、铯等沸点很低,金属晶体一般不参与比较。
2、原子晶体:由共价键形成的原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体的熔、沸点高。
如熔点:金刚石>碳化硅>硅。
3、离子晶体:一般地说,阴、阳离子所带电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用就越强,其离子晶体的熔、沸点就越高,如熔点:MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。
4、分子晶体:
(1)分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有氢键的分子晶体,熔、沸点反常地高。
如H2O>H2Te>H2Se>H2S。
(2)组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,如SnH4>GeH4>SiH4>CH4,F2<Cl2<Br2<I2。
(3)组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高,如CO>N2,CH3OH>CH3CH3。
(4)同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。
例如:
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>。
(5)同分异构体的芳香烃,其熔、沸点高低顺序是邻>间>对位化合物。
5、金属晶体:金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点就越高,如熔、沸点:Na<Mg<Al,Li>Na>K>Rb>Cs。
2.D
【解析】
试题分析:A.简单立方、配位数6、空间利用率为52%,A错误;B.钾型、配位数8、空间利用率68%,B错误;C.镁型、配位数12、空间利用率74%,C错误;D.铜型、配位数12、空间利用率74%,D正确,答案选D。
考点:考查金属晶体的有关判断
3.A
【解析】
试题解析:碱金属元素中,其硬度随着原子序数的增大而减小,所以硬度Li>Na>K,故A 正确;原子晶体中,键长越长其键能越小,则晶体的熔点越低,键能大小顺序是:C-C键、C-Si键、Si-Si键,所以熔点高低顺序是:金刚石>碳化硅>晶体硅,故B错误;同一周期,
元素第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素,第一电离能:Mg>Al>Na,故C错误;空间利用率:六方密堆积52%、面心立方74%、体心立方68%,所以空间利用率:面心立方>体心立方>六方密堆积,故D 错误。
考点:电离能、熔点、空间利用率
4.(除特殊标注外,每空2
分,共15分)
(1)第三周期第ⅢA族(1分)
(2)四面体;极性
(3)大于0.099nm小于0.143nm
(4)NaAlO2(或Na2SiO3)
(5)铜离子结合水分子变成水合铜离子
(6
【解析】
试题分析:根据表格中数据,X为S,Y为Si,Z为Na,M为O,R为Cl,Q为Al。
(1)Q为Al,在元素周期表中位于第三周期第ⅢA族。
基态Al原子的价电子排布图为
,故答案为:第三周期第ⅢA族;;
(2)X为S,H2S中S原子连接2个原子,还有2对孤电子对,VSEPR模型为四面体,属于极性分子,故答案为:四面体;极性;
(3)Y为Si,与Al、Cl位于相同周期,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,则Si的原子半径比Al小,比Cl大,即大于0.099nm小于0.143nm,故答案为:大于0.099nm小于0.143nm;(4)甲+乙→丙+水,应为中和反应,若丙的水溶液呈碱性,则对应的物质的应为强碱弱酸盐,可为NaAlO2或Na2Si03,故答案为:NaAlO2或Na2Si03;
(5)M为O,白色硫酸铜粉末溶解在水中能形成水合铜离子,水合铜离子呈现蓝色,故答案为:铜离子结合水分子变成水合铜离子
(6)晶体为体心立方,晶体体对角线为钠原子半径的4;体心立方晶胞含有钠原子数目为,V m3ρ
【考点定位】考查原子结构与元素周期律
【名师点晴】本题考查较为全面,涉及到电子排布式、分子空间构型、杂化类型的判断以及有关晶体的计算,但解题具有较强的方法性和规律性,学习中注意总结如何书写电子排布式,
如何判断分子空间构型以及有关晶体计算等方法。
本题(6)是难点,晶体为体心立方,晶
体体对角线为铁原子半径的4倍;计算出晶胞中含钠原子数目,利用公式:ρ
【答案】(1)a c(2)①C<H<O<N C O H3O+②该石蕊分子中含有—OH和—NH2,均能与H2O形成氢键;由结构知,该分子为极性分子,根据相似相溶原理,易溶于水。
(3)① abd ② 电负性:氟>氮>氢,NF3中共用电子对更偏向氟,排斥力小于NH3③6 面心立方最密
【解析】
试题分析:(1)a.金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键,构成正四面体,碳原子的杂化类型为sp3杂化;石墨中的碳原子与相邻的三个碳原子以σ键结合,形成平面正六边形结构,碳原子的杂化类型为sp2杂化,a正确;b.sp2杂化中,s轨道的成分比sp3杂化更多,而且石墨的碳原子还有大π键所以形成的共价键更短,更牢固,即石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短,b错误;c.石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短,作用力更大,破坏化学键需要更大能量,所以晶体的熔点金刚石<石墨,c正确;d.金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键,构成正四面体,键角为109°28′,石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合,形成正六角形的平面层状结构,键角为120°,d错误,答案选ac;
(2)①石蕊分子所含元素N、O、C、H,根据元素周期律,同周期元素从左向右第一电离能增大,但第ⅤA族的元素由于最外层处于半满状态,是一种稳定结构,另外氢元素的1s轨道也处于半充满状态,所以第一电离能高于相邻的同周期其它元素,所以N、O、C、H第一电离能由小到大的顺序是C<H<O<N;石蕊分子所含元素中,基态碳原子和氧原子的核外电子排布式分别为1s22s22p2、1s22s22p4,2p轨道有两个成单电子的是C、O;由其中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子是H3O+;
②该石蕊易溶解于水,可能的原因是该石蕊分子中含有—OH和—NH2,均能与H2O形成氢键;由结构知,该分子为极性分子,根据相似相溶原理,易溶于水;
(3)①NF3、NH3和F2属于分子晶体,Cu属于金属晶体,NH4F属于离子晶体,答案选abd;
②由于电负性:氟>氮>氢,NF3中共用电子对更偏向氟,排斥力小于NH3,因此前者键角小于后者;
③根据甲晶胞的结构图,利用均摊法可知晶胞所含原子数为12×1/6+2×1/2+3=6;根据金属铜晶胞的结构图可知,铜原子分布在晶胞立方体的顶点和面心上,所以堆积方式为面心立方最密堆积。
【考点定位】本题主要是考查了晶胞的计算、晶体类型的判断、氢键、核外电子排布、杂化方式的判断、晶体结构与性质等知识点
【名师点晴】本题考查的知识点较多,浓度中等。
根据物质的构成微粒确定晶体类型,知道相似相溶原理及氢键对物质性质的影响等知识点是答题的关键。
在对物质性质进行解释时,是用化学键知识解释,还是用范德华力或氢键的知识解释,要根据物质的具体结构决定。
难点是晶胞结构分析与计算,答题时注意依据晶胞的实际结构特点,利用均摊法灵活应用。
6.(1)1s22s22p63s23p63d5,或[Ar]3d5;N>O>C;
(2)sp2、sp3;(3)配位键,SO3或BF3;(4)①12;②1:3
【解析】
试题分析:(1)Fe原子核外有26个电子,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,Fe原子失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe3+,则Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,或[Ar]3d5;同周期自左而右第一电离能呈增大趋势,N元素原子的2p能级有3个电子,为
半满稳定状态,能量降低,失去电子需要的能量较高,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能N>O>C;
(2)尿素H2NCONH2,结构式,C原子形成2个C-N键、1个C=O键,没有孤对电子,杂化轨道数目为3,C原子采取sp2杂化,N原子成3个单键,含有1对孤对电子,杂化轨道数为4,N原子采取sp3杂化,即C、N原子的杂化方式分别是sp2、sp3;
(3)Fe(Ⅲ)有空轨道,尿素分子中N原子含有孤对电子,H2NCONH2与Fe(Ⅲ)之间形成配位键,N原子最外层电子数为5,故SO3或BF3与NO3-互为等电子体;
(4)①以顶点的二氧化碳分子研究,最近的二氧化碳位于面心上,将晶胞补全可知,3层每层各有4个二氧化碳分子与之最近,则最近的二氧化碳分子有4×3=12;②若顶点为Au、面心为Cu,晶胞中含有Au原子数目为8×1/8=1,晶胞中含有Cu原子数目为6×1/2=3,则铜金合金晶体中Au与Cu原子数之比为1:3。
考点:物质结构
7.(15分)(1)C(2分)
(2)Cu原子失去一个电子后,核外电子排布为[Ar]3d10,而锌为[Ar]3d104s1,铜达到了较稳定状态,所以Cu的第二电离能相对较大。
(2分)(3)BD(2分)
(4)sp3(2分)1:2(2分)1:4(2分)(5)或(3分)
【解析】
试题分析:(1)A.NO2-中心原子的价层电子对数=2+(5+1-2×2)/2=3,含有一个孤电子对,空间构型为V形,NH4+中心原子的价层电子对数=4+(5-1-4×1)/2=4,没有孤电子对,空间构型为正四面体,故A不选;B.H3O+中心原子的价层电子对数=3+(6-1-3×1)/2=4,含有一个孤电子对,空间构型为三角锥形,ClO3-中心原子的价层电子对数=3+(7+1-3×2)/2=4,含有一个孤电子对,空间构型为三角锥形,故B不选;C.NO3-中心原子的价层电子对数=3+(5+1-3×2)/2=3,没有孤电子对,空间构型为平面三角形,CO32-中心原子的价层电子对数=3+(4+2-2×3)/2=3,没有孤电子对,空间构型为平面三角形,故C选;D.PO43-中心原子的价层电子对数=4+(5+3-4×2)/2=4,没有孤电子对,空间构型为正四面体,SO42-中心原子的价层电子对数=4+(6+2-4×2)/2=4,没有孤电子对,空间构型为正四面体,故D不选,故选C。
(2)轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定,所以气态Cu失去一个电子变成结构为[Ar]3d10的Cu+,能量较低,所以Cu的第二电离能相对较大(或气态Zn失去一个电子变成结构为[Ar]3d104s1的Zn+,易再失去一个电子,所以Zn的第二电离能相对较小);(3)A.碳形成的晶体有多种,如石墨、金刚石、C60等,金刚石为原子晶体,C60为分子晶体,故A错误;B.石墨烯中只含有C-C键,为非极性键,故B正确;C.石墨晶体中,层与层之间的作用力为分子间作用力,从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力,故C错误;D.石墨烯具有石墨的性质,具有导电性,故D正确,故选BD;(4)该化化合物晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限延伸结构,所以该晶体中碳原子采用sp3杂化,晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合,每个氧原子和2个碳原子以共价单键相结合,所以碳氧原子个数比=1:2,每个碳原子含有4个C-O共价键,所以碳原子数与C-O化学键数之比为1:4;(5)钼(Mo)的晶胞为体心立方晶胞,一个晶胞中含有钼原子数为1+8×1/8=2,金属钼原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切,。