2019年高考化学-考点96-晶体结构与性质必刷题

-1-考点96晶体结构与性质1．第四周期中某些元素的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛应用（1）现代化学中，常利用_________上的特征谱线来鉴定元素。Ga的外围电子排布式为：_____________________，基态Ga原子核外有______种运动状态不同的电子。（2）锗、砷、硒、溴的第一电离能由大到小的顺序为____________（用元素符号表示）；其中锗的化合物四氯化锗可用作光导纤维掺杂剂，其熔点为-49.5℃，沸点为83.1℃，则其晶体类型为_________，中心原子的杂化类型为________；砷酸的酸性弱于硒酸，从分子结构的角度解释原因_______________________。（3）铁能形成[Fe(Bipy)2C12]ClO4等多种配合物（Bipy结构如下图A）。①该配合物中中心原子的化合价为________；与中心原子形成配位键的原子是________。②与ClO4-互为等电子体的一种非极性分子是_______(举1例)。③1molBipy中所含σ键______mol。（4）钛（Ti）被誉为“21世纪金属”，Ti晶体的堆积方式是六方最密堆积如图B所示，晶胞可用图C表示。设金属Ti的原子半径为acm，空间利用率为__________。设晶胞中A点原子的坐标为（1，0，0），C点原子的坐标为（0，1，0），D点原子的坐标为（0，0，1），则B点原子的坐标为________________。【答案】原子光谱4s24p131BrAsSeGe分子晶体sp3H2SeO4的非羟基氧原子多，Se的正电性更高，羟基中的O原子的电子向Se偏移程度大，更容易电离出H++3N、ClCCl4（SiF4等）8或74%(，，)【解析】试题分析：现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。原子核外电子的运动状态互不相同，有几个电子，就有几种运动状态。同一周期元素的第一电离能呈逐渐增大趋势，第IIVA和第VA元素因其原子结构较稳定，故其第一电离能高于同周期相邻的两-2-种元素。（1）现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。Ga的外围电子排布式为4s24p1，Ga是31号2．铜是人类最早使用的金属之一，金属铜及其化合物在工业生产及生活中用途非常广泛。回答下列问题：（1）基态+2价铜离子M能层电子排布式是___________；第4周期中基态原子未成对电子数与铜原子相同的元素有________种。（2）Cu+能与SCN-形成CuSCN沉淀。请写出一种与SCN-互为等电子体的微粒_________。SCN--3-对应的酸有硫氰酸（H-S-CN）和异硫氰酸（H-N=C=S），这两种酸熔点更高的是_______（填名称），原因是_____________________。（3）Cu2+能与NH3形成平面正方形的[Cu(NH3)4]2+。NH3分子的空间构型为__________；[Cu(NH3)4]2+中Cu采取dspx杂化，x的值是__________。（4）已知Cu2O熔点为1235℃，K2O熔点为770℃，前者熔点较高，其原因是___________。（5）Cu3N的晶胞（立方）结构如下图所示：①距离最近的两个Cu+间的距离为________nm。（保留两位小数）②Cu3N晶体的密度为____________g·cm-3。（NA表示阿伏伽德罗常数的值，列出计算式，不必计算出结果）【答案】3s23p63d94CO2或CS2或N2O异硫氰酸异硫氰酸分子间形成氢键三角锥形2二者都是离子晶体，Cu+离子半径比K+小，晶格能大0.27或-4-为g·cm-3或g·cm-3。3．N是一种重要的元素，其单质及化合物在诸多领域中都有广泛的应用。（1）基态N原子的核外电子排布式是_____________；最高能级的电子云轮廓图形状为_____________；N原子的第一电离能比O原子的大，其原因是______________。（2）在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮，晶体结构如图所示。晶体中每个氮原子与另外三个氮原子结合形成空间网状结构。氮原子的杂化轨道类型为_________。这种高聚氮N-N键的键能为160kJ/mol，而N2的键能为942kJ/mol，其可能潜在的应用是______________________。-5-（3）南京理工大学团队成功合成了能在室温稳定存在的五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl，经X射线衍射测得晶体结构，其局部结构如图所示(其中N5-的立体结构是平面五元环)。下列说法正确的是________。A．所有N原子的价电子层均有孤对电子B．两种阳离子均含有配位键C．两种阳离子不是等电子体D．阴阳离子之间只存在离子键（4）NH3与F2反应生成NF3和NH4F，这四种物质中，沸点由高到低的顺序是______；NF3中氮元素显_______价；属极性分子的有_________________。（5）立方氮化硼称为超硬材料。晶胞结构如图所示:硼原子的配位数是__________。若晶胞参数为anm，则晶体的密度为____g·cm3(用NA表示阿伏伽德罗常数的值，列出代数式)。【答案】1s22s22p3哑铃形(纺锤形)N原子的2P轨道电子处半充满状态，比较稳定sp3制炸药(或高能燃料)BCNH4FNH3NF3F2+NH3NF341×1023/NAa3-6-4．碳和硅是自然界中大量存在的元素，硅及其化合物是工业上最重要的材料。粗硅的制备有二种方法：方法一：SiO2+2CSi+2CO↑方法二：SiO2+2MgSi+2MgO(可能用到的相对原子质量：B-11P-31)（1）基态硅原子中存在____________对自旋相反的电子，基态Mg的最外层电子所占据的能级的电子云能廓图是________。（2）上述反应中所有元素第一电离能最小的元素是________(填元素符号)。（3）试比较C(金刚石)，晶体Si，CO三种物质的熔沸点从高到低的顺序___________________，试解释原因：____________________。（4）CO在配合物中可作为配体，在Cr(CO)6配合物中配原子是________(填元素符号)1mol该配合物中含有π键的数目_________。（5）SiO2晶跑(如下图)可理解成将金刚石晶胞(如下图)中的C原子置换成Si原子，然后在Si-Si之间插入O原子而形成。-7-①推测SiO2晶胞中Si采用________杂化，O-Si-O的键角________________。②SiO2晶跑中，含有Si原子____________个和O原子______________个。③假设金刚石晶胞的边长为apm，试计算该晶胞的密度_________g/cm3(写出表达式即可)。【答案】6球形MgCSiCO金刚石和晶体硅都是原子晶体且晶体结构相似，C的原子半径小于硅的原子，所以金刚石中C-C键长短，键能大，所以金刚石的熔沸点比晶体硅小，CO是分子晶体熔沸点最小C12NASp3109028´81633A812Na10-8-5．铜及其化合物的用途非常广泛，回答下列问题：（1）基态铜原子有种不同运动状态的电子，二价铜离子的电子排布式为________。（2）铜能与类卤素(CN)2反应生成Cu(CN)21mol(CN)2分子中含有π键的数目为___________。（3）CuCl2溶液与乙二胺（H2N-CH2-CH2-NH2）可形成配离子[Cu(En)2]2+（En是乙二胺的简写），结构如图所示，则Cu2+的配位数为_________，该配离子中所含的非金属元素的电负性由大到小的顺序是________；乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为______，乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，但相对分子质量相近，但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，原因是__________。（4）铜晶体中铜原子的堆积方式为面心立方堆积，每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。（5）某M原子的外围电子排布是为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如图所示（黑球代表铜原子）。-9-①已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0,则铜与M形成的该种化合物属于________(填“离子”或“共价”)化合物。②已知该晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA，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)。【答案】1s22s22p63s23p63d9[Ar]3d94NA4NCHsp3乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键12共价1033499.5104AN-10-的摩尔体积为3499.5g/mol/gcm=499.5cm3/mol，晶胞的边长为3499.5ANcm，根据晶胞的结构可知，铜原子和M原子之间的最短距离为立方体对角线长的14，而体对角线为晶胞边长的3倍，所以铜原子和M原子之间的最短距离为：33499.54ANcm=1033499.5104ANpm。答案为：共价，1033499.5104AN。6．C、N、O、Si、P、Ge、As及其化合物在科研和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：（1）基态氮原子核外电子占据的原子轨道数目为_________________。（2）图1表示碳、硅和磷三种元素的四级电离能变化趋势，其中表示磷的曲线是___(填标号)。（3）NH3的沸点比PH3高，原因是___________________________。（4）根据等电子原理，NO＋电子式为______________。（5）Na3AsO4中AsO43-的空间构型为______________，As4O6的分子结构如图2所示，则在该化合物中As的杂化方式是______________。（6）锗的某种氧化物晶胞结构如图3所示，该物质的化学式为____________。已知该晶体密度为7.4g/cm3，晶胞边长为4.31×10-10m。则锗的相对原子质量为____________(保留小数点后一位)。（已知：O的相对原子质量为16，4.313=80，NA=6.02×1023mol-1）【答案】5bNH3分子间存在较强的氢键作用，而PH3分子间仅有较弱的范德华力正四面体sp3GeO73.1【解析】(1)N为7号元素，基态氮原子核外电子排布式为1s22s22p3，占据5个原子轨道，故答案为：5；(2)同主族自上而下第一电离能减小，P元素3p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，故Si的第一电离能最小，由图中第一电离能可知，c为Si，P原子第四电离能-11-为失去4s2能中1个电子，为7．根据下列五种短周期元素的电离能数据(单位：kJ·mol-1)，回答下列问题。（1）在这五种元素中，最可能处于同一族的两种元素是______________(填元素符号)，S元素最可能是________区元素。（2）基态Q元素原子的价电子排布式是___________。Q和T同周期，化合物QT中T元素的化合价为____________；第一电离能介于Q、T之间的同周期元素有____________种。（3）化合物RT3中含有的化学键类型为____________，RT3中阴离子的几何构型为__________。（4）下列元素中，化学性质和物理性质与U元素相似的是________(填序号)。A．硼B．铍C．锂D．氦E．碳（5）R的某种氧化物X的晶胞结构如图所示，晶胞参数a=0.566nm，X的化学式为________：晶体X的密度是____________(g·cm-3)。-12-【答案】B和Alp2s22p1-33离子键、共价键直线型DNa2O2.27g/cm38．A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，位于元素周期表的前四周期。B元素原子含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同；D的原子核外有8种运动状态不同的电子；E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3，且E元素的基态原子3d轨道上有4