高考化学大一轮复习第11章物质结构与性质第3讲晶体结构与性质课时规范训练选修

到乌蒙山区的昭通;从甘肃中部的定西，到内蒙古边陲的阿尔山，看真贫、知真贫，真扶贫、扶真贫，成为“花的精力最多”的事;“扶贫先扶志”“扶贫必扶智”“实施精准扶贫”晶体结构与性质单独成册1下列晶体分类中正确的一组是()选项离子晶体原子晶体分子晶体ANaOHArSO2BH2SO4石墨SCCH3COONa水晶DBa(OH)2金刚石玻璃解析：选C。A项中固态Ar为分子晶体；B项中H2SO4为分子晶体、石墨是混合型晶体；D项中玻璃是非晶体。2下列关于晶体的说法，一定正确的是()CaTiO3的晶体结构模型(图中Ca2、O2、Ti4分别位于立方体的体心、面心和顶点)A分子晶体中都存在共价键B如上图，CaTiO3晶体中每个Ti4和12个O2相紧邻CSiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合D金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高解析：选B。稀有气体为单原子分子，晶体中不存在共价键。据图可知CaTiO3晶体中，Ti4位于晶胞的顶点，O2位于晶胞的面心，故Ti4的O2配位数为12。SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子相连。汞常温下为液态，其熔点比一些分子晶体还低。3有一种蓝色晶体可表示为：MxFey(CN)6，经X射线研究发现，它的结构特征是Fe3和Fe2互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN位于立方体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法不正确的是()A该晶体的化学式为MFe2(CN)6B该晶体属于离子晶体，M呈1价C该晶体属于离子晶体，M呈2价D晶体中与每个Fe3距离最近且等距离的CN为6个解析：选C。由图可推出晶体中阴离子的最小结构单元中含Fe2个数为：4，同样可推出含Fe3个数也为，CN为123，因此阴离子为Fe2(CN)6，则该晶体的化学式只能为MFe2(CN)6，由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体，M的化合价为1价，故A、B两项正确。由图可看出与每个Fe3距离最近且等距离的CN为6个。4(2016高考四川卷)M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：(1)R基态原子的电子排布式是 ，X和Y中电负性较大的是 (填元素符号)。(2)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是 。(3)X与M形成的XM3分子的空间构型是 。(4)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是 (填离子符号)。(5)在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种氢化物，Z被还原为3价，该反应的化学方程式是 。解析：根据题意知M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s电子的2倍，则M是O元素；R是同周期元素中最活泼的金属元素，则R是Na元素；X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，则X是S元素，Y是Cl元素；Z的基态原子4s和3d轨道半充满，即价电子排布式为3d54s1，Z是Cr元素，据此作答。(1)R是Na元素，原子序数为11，根据构造原理确定其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s1或Ne3s1；S和Cl比较，Cl的非金属性强，Cl的电负性较大。(2)H2S的沸点低于H2O的主要原因是水分子间形成氢键，使水的沸点升高，而H2S分子间不存在氢键。(3)SO3中硫原子的价层电子对数为3(632)/23，没有孤电子对，硫原子的杂化方式为sp2，该分子的空间构型为平面三角形。(4)根据晶胞结果可以算出白球的个数为864，黑球的个数为8，由于这种离子化合物的化学式为Na2O，黑球代表的是Na。(5)根据题意知重铬酸钾被还原为Cr3，则过氧化氢被氧化为氧气，利用化合价升降法配平，反应的化学方程式为K2Cr2O73H2O24H2SO4=K2SO4Cr2(SO4)33O27H2O。答案：(1)1s22s22p63s1或Ne3s1Cl(2)H2S分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键(3)平面三角形(4)Na(5)K2Cr2O73H2O24H2SO4=K2SO4Cr2(SO4)33O27H2O5(2016高考海南卷)M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子，元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：(1)单质M的晶体类型为 ，晶体中原子间通过 作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为 。(2)元素Y基态原子的核外电子排布式为 ，其同周期元素中，第一电离能最大的是 (写元素符号)，元素Y的含氧酸中，酸性最强的是 (写化学式)，该酸根离子的立体构型为 。(3)M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。该化合物的化学式为 ，已知晶胞参数a0.542 nm，此晶体的密度为 gcm3。(写出计算式，不要求计算结果，阿伏加德罗常数为NA)该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是 。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为 。解析：(1)铜属于金属，金属阳离子与电子之间通过金属键结合在一起，晶体类型为金属晶体，铜晶体是面心立方堆积，采用沿X、Y、Z三轴切割的方法知，每个平面上铜原子的配位数是4，三个面共有4312个铜原子，所以每个铜原子的配位数是12；(2)元素氯是17号元素，位于第三周期，依据构造原理其基态电子排布为：1s22s22p63s23p5；其同周期元素中，第一电离能最大的是Ar，含氯的酸中高氯酸酸性最强，化学式为HClO4，高氯酸酸根离子中氯原子为sp3杂化，没有孤对电子数，立体构型为正四面体；(3)依据晶胞结构，利用切割法分析，每个晶胞中含有铜原子个数为：864，氯原子个数为4，则化学式为CuCl；1 mol晶胞中含有4 mol CuCl,1 mol晶胞的质量为M(CuCl)4，晶胞参数a0.542 nm，则晶体密度为；Cu可与氨形成易溶于水的配位化合物，所以CuCl难溶于水但易溶于氨水；该化合物中Cu被氧化为Cu2，所以深蓝色溶液中阳离子为：Cu(NH3)42。答案：(1)金属晶体金属键12(2)1s22s22p63s23p5ArHClO4正四面体(3)CuClCu可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子)Cu(NH3)426铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。(1)纳米氧化亚铜(Cu2O)是一种用途广泛的光电材料，已知高温下Cu2O比CuO稳定，画出基态Cu原子的价电子轨道排布图 ；从核外电子排布角度解释高温下Cu2O比CuO更稳定的原因 ；(2)CuSO4溶液常用作农药、电镀液等，向CuSO4溶液中滴加足量浓氨水，直至产生的沉淀恰好溶解，可得到深蓝色的透明溶液，再向其中加入适量乙醇，可析出深蓝色的Cu(NH3)4SO4H2O晶体。沉淀溶解的离子方程式为 ；Cu(NH3)4SO4H2O晶体中存在的化学键有 ；a离子键b极性键c非极性键d配位键SO的立体构型是 ，其中S原子的杂化轨道类型是 。(3)Cu晶体中原子的堆积方式如图所示(为面心立方最密堆积)，则晶胞中Cu原子的配位数为 ，若Cu晶体的晶胞参数a361.4 pm，则Cu晶体的密度是 (只用数字列算式)。解析：(1)Cu的核外电子排布为3d104s1，故价电子轨道排布图为亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态，所以导致高温下Cu2O比CuO更稳定；(2)Cu(OH)2溶解氨气的离子方程式为Cu(OH)24NH3=Cu(NH3)422OH；Cu(NH3)4SO4H2O晶体中存在的化学键有离子键、极性键和配位键；SO中S原子为sp3杂化，立体构型为正四面体；(3)由Cu原子的构型可知，晶胞中Cu原子的配位数为12，Cu晶体的密度为。答案：(1)亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态(2)Cu(OH)24NH3=Cu(NH3)422OHa、b、d正四面体sp3(3)12464/6.021023(361.41010)37新型储氢材料是开发利用氢能的重要研究方向。(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料，可由TiCl4和LiBH4反应制得。基态Cl原子中，电子占据的最高能层符号为 ，该能层具有的原子轨道数为 。LiBH4由Li和BH构成，BH的立体结构是 ，B原子的杂化轨道类型是 。Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为 。(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。LiH中，离子半径Li H(填“”、“”或“”)。某储氢材料是第三周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如表所示：I1/ kJmol1I2/ kJmol1I3/ kJmol1I4/ kJmol1I5/ kJmol17381 4517 73310 54013 630M是 (填元素符号)。(3)NaH具有NaCl型晶体结构，已知NaH晶体的晶胞参数a488 pm(棱长)，Na半径为102 pm，H的半径为 ，NaH的理论密度是 gcm3(只列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA)解析：(1)基态Cl原子核电荷数为17，核外三个电子层，电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道包括s、p、d共9个轨道；BH中B原子价层电子对数(314)4，且不含孤电子对，所以是正四面体构型，B原子的杂化轨道类型是sp3；非金属的非金属性越强其电负性越大，非金属性最强的是H元素，其次是B元素，最小的是Li元素，所以Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为HBLi；(2)LiH中Li和H离子结构相同，核电荷数大，离子半径小，离子半径LiH；该元素的第电离能剧增，则该元素属于第A族，为Mg元素；(3