高考化学一轮复习 基础课时练34 晶体结构与性质.doc

基础课时练(三十四)晶体结构与性质1下图为几种晶体或晶胞的示意图：请回答下列问题：(1)上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是_。(2)冰、金刚石、mgo、cacl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为_。(3)nacl晶胞与mgo晶胞相同，nacl晶体的晶格能_(填“大于”或“小于”)mgo晶体，原因是_。(4)每个cu晶胞中实际占有_个cu原子，cacl2晶体中ca2的配位数为_。(5)冰的熔点远高于干冰，除h2o是极性分子、co2是非极性分子外，还有一个重要的原因是_。答案：(1)金刚石晶体(2)金刚石、mgo、cacl2、冰、干冰(3)小于mgo晶体中离子的电荷数大于nacl晶体中离子电荷数；且r(mg2)r(na)、r(o2)nch。ch3coona中，甲基碳原子的杂化类型为sp3杂化，中碳原子的杂化类型为sp2杂化。(3)nh3、n2h4的分子间均能形成氢键，熔沸点相差较大，原因是联氨分子间形成的氢键数目多于氨分子间形成的氢键。(4)从体心氧离子看，o周围每个平面上均有4个氧离子，氧离子构成了面心立方最密堆积。该立方体不是最小的能够重复的结构单元，故不是fe3o4晶胞。根据该立方体结构，立方体中三价铁离子处于氧离子围成的正八面体的空隙。(5)该立方体中o2的个数为1214，fe3的个数为432，fe2的个数为1，故fe3o4晶体的密度为g(0.42107cm)35.2 gcm3。答案：(1)3d64s2(2)onchsp3杂化、sp2杂化(3)联氨分子间形成的氢键数目多于氨分子间形成的氢键(4)是否正八面体(5)5.23.(2018武汉模拟)太阳能电池板材料除单晶硅外，还有氮、硼、硒、钛、钴、钙等化学物质。(1)基态钙原子的电子排布式为_，金属钴的堆积方式与镁相似，都属于六方最密堆积，其配位数是_。(2)晶体硼的结构单元是正二十面体，每个单元中有12个硼原子，其中有两个原子为10b，其余为11b，则该结构单元有_种不同的结构类型，该结构单元含有_个bb键。(3)六方相氮化硼的结构与石墨相似，b的杂化方式是_，其不导电的原因是_。(4)人工氮化钛晶体的晶胞与nacl晶胞相似，如图所示。该晶体中与ti原子距离最近且相等的ti原子有_个，与ti原子距离最近且相等的n原子有_个，这几个n原子形成的空间形状是_。该晶体的熔点高于nacl晶体的熔点，其原因是_。(5)钴晶体的一种晶胞是一种体心立方堆积(如图所示)，若该晶胞的边长为a nm，密度为 gcm3，na表示阿伏加德罗常数的值，则钴的相对原子质量可表示为_。解析：(1)基态钙原子核外有20个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p64s2或ar4s2。镁、钴是六方最密堆积，其配位数为12。(2)晶体硼的结构类型取决于两个10b原子的相对位置，两个10b相邻、相间或相对，所以共有3种结构类型。1个硼原子形成5根bb键，则1个硼原子占有的bb键为52.5，该结构单元含有bb键的数目为2.51230。(3)六方相氮化硼中1个硼与3个氮原子结合，硼原子的杂化类型为sp2杂化。六方相氮化硼不导电的原因是层状结构中没有自由移动的电子。(4)与ti原子距离最近且相等的ti原子有12个，与ti原子距离最近且相等的n原子有6个(在ti的上、下、左、右、前、后)。氮化钛晶体中阴阳离子的电荷数均高于氯化钠晶体中阴阳离子的电荷数，氮化钛晶体的晶格能高于氯化钠晶体的晶格能，因此氮化钛晶体的熔点高于nacl晶体的熔点。(5)该晶胞中co的个数为812，则该晶胞的质量为 g gcm3(a107cm)3，m5a3na1022。答案：(1)1s22s22p63s23p64s212(2)330(3)sp2杂化层状结构中没有自由移动的电子(4)126正八面体氮化钛晶体中阴阳离子的电荷数均高于氯化钠晶体中阴阳离子的电荷数，氮化钛晶体的晶格能高于氯化钠晶体的晶格能(5)5a3na10224(2018麻城一中模拟)铁、钴、镍并称铁系元素，性质具有相似性。(1)基态钴原子的核外电子排布式为_。(2)铁氰化钾k3fe(cn)6溶液可以检验fe2。1 mol cn中含有键的数目为_，与cn互为等电子体的分子有_，铁氰化钾晶体中各种微粒间的相互作用不包括_。a离子键b共价键c配位键d金属键e氢键f范德华力(3)纳米结构氧化钴可在室温下将甲醛(hcho)完全催化氧化。甲醛分子的立体构型为_，碳原子的杂化类型为_。(4)nio、feo的晶体结构类型均与氯化钠的相同，ni2和fe2的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点nio_feo(填“”)，判断依据是_。(5)某氮化铁的晶胞结构如图所示：原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。如图晶胞中，原子坐标参数a为(0,0,0)；b为；c为(0,1,1)。则d原子的坐标参数为_。若该晶体的密度是 gcm3，则晶胞中两个最近的fe的核间距为_cm。(用含的代数式表示，不必化简)解析：(2)cn中c、n之间为三键，根据1个三键中含有1个键和2个键，1 mol cn含有2na个键。k、fe(cn)63之间为离子键，fe3与cn之间为配位键，cn中c、n之间为共价键。(3)hcho的结构式为，c无孤电子对，立体构型为平面三角形，c的杂化轨道数为3，杂化类型为sp2杂化。(4)nio、feo都是离子晶体，氧离子半径相同，ni2半径比fe2小，半径越小离子晶体的晶格能越大，晶格能越大熔点越高，故熔点：niofeo。(5)d位于该晶胞侧面的面心，可知其坐标参数为。该晶胞中fe的个数为864，n的个数为1。设两个最近的fe核间距为x cm，晶胞的边长为a cm，则a2x，故ax。则 gcm3(x cm)3，x。答案：(1)1s22s22p63s23p63d74s2或ar3d74s2(2)2naco、n2def(3)平面三角形sp2杂化(4)nio、feo都是离子晶体，氧离子半径相同，ni2半径比fe2小，半径越小离子晶体的晶格能越大，晶格能越大熔点越高(5)5(2018唐山模拟)钛对酸、碱具有较强的耐腐蚀性，密度小，比强度高，已成为化工生产中重要的材料。回答下列问题：(1)基态钛原子的价电子排布式为_，其原子核外未成对电子有_个。金属钛晶胞如图所示，晶胞参数为ab295.08 pm，c468.55 pm，90，120，则金属钛为_堆积(填堆积方式)，其中钛原子的配位数为_。(2)用熔融的镁在氩气中还原ticl4可得到多孔的海绵钛。已知ticl4在通常情况下是无色液体，熔点为25，沸点为136，由此可知ticl4为_晶体。(3)通过x射线探明kcl、cao、tin晶体与nacl晶体结构相似，且知两种离子晶体的晶格能数据如下：离子晶体kclcao晶格能/(kjmol1)7153 401解释kcl晶格能小于cao的原因：_。(4)钛可与c、n、o等元素形成二元化合物，c、n、o元素的电负性由大到小的顺序是_。(5)钙钛矿晶体的晶胞结构如图所示，则该晶体的化学式为_。晶胞中的原子可用x、y、z组成的三数组来表示它在晶胞中的位置，称为原子坐标。已知原子坐标为a(0,0,0)，b；则ca的原子坐标为_。解析：(1)钛原子的核电荷数为22，其电子排布式为ar3d24s2，则价电子排布式为3d24s2，其原子核外的d轨道有2个未成对电子。如题图所示，金属钛为六方最密堆积，其中钛原子的配位数为12。(2)ticl4在通常情况下是无色液体，熔点为25，沸点为136，熔、沸点较低，由此可判断ticl4是由共价键结合的分子，属于分子晶体。(3)已知离子晶体的离子半径越小，所带电荷数越多，晶格能越大。kcl、cao均是离子晶体，而k的半径大于ca2、k的电荷数小于ca2，cl的半径大于o2、cl的电荷数小于o2，故kcl的晶格能小于cao的晶格能。(4)元素的非金属性越强，电负性越大，c、n、o三种元素非金属性的强弱顺序为onc，则电负性由大到小的顺序是onc。(5)根据钙钛矿晶胞结构图，晶胞中ti原子数为81，o原子数为123，ca原子数为1，所以该化合物的化学式为catio3。ca位于晶胞的体心，则ca的原子坐标为。答案：(1)3d24s22六方最密12(2)分子(3)kcl、cao均是离子晶体，而k的半径大于ca2、k的电荷数小于ca2，cl的半径大于o2、cl的电荷数小于o2，故kcl的晶格能小于cao的晶格能(4)onc(5)catio36(2018山西名校联考)碳和硅属于同主族元素，在生活生产中有着广泛的用途。(1)在基态14c原子中，核外存在_对自旋方向相反的电子。(2)fe(co)5又名羰基铁，常温下为黄色油状液体，则fe(co)5的晶体类型是_，与co互为等电子体的分子的分子式为_。(3)c、o和si的成键情况如下：化学键coc=osiosi=o键能/(kjmol1)360803464640c和o之间易形成含有双键的co2分子晶体，而si和o之间则易形成含有单键的sio2原子晶体，请结合数据分析其原因为_。(4)观察c60晶胞(如图所示)，回答下列问题：与每个c60分子距离最近且相等的c60分子有_个，其距离为_cm(列出计算式即可)。c60晶体中c60和c60间的作用力属于_(填“离子键”“共价键”或“分子间作用力”)已知c60晶体内相邻c60球体间的距离是304 pm，则与石墨层间距离(335 pm)相比较，两者数据存在差异的原因是_。(5)一种石英晶体的晶胞结构如图所示，可以看成是在晶体硅的晶胞中每两个硅原子间插入一个氧原子而得到的。其中硅原子的配位数为_；若该晶胞的晶胞参数为a pm，则该晶体的密度为_gcm3(以含a、na的代数式表示)。解析：(1)碳原子的电子排布图为 ，有两对自旋方向相反的电子。(2)fe(co)5常温下为液体，熔、沸点较低，则为分子晶体。与co互为等电子体的分子为n2。(4)c60晶胞为面心立方最密堆积，与c60分子距离最近且相等的c60分子有12个(分别在同层、上层、下层，各四个)，其距离为晶胞面对角线的一半，即1.41107cm0.71107cm。c60晶体为分子晶体，晶体中c60和c60间的作用力属于分子间作用力。c60的摩尔质量大于c的摩尔质量，c60分子间作用力较大，间距较小。(5)该晶胞中1个si原子与4个o原子结合，故si的配位数为4。每个sio2晶胞中si的个数为8648。以该晶胞为研究对象，含有8个si、16个o，则sio2晶体的密度为g(a1010cm)3gcm3。答案：(1)2(2)分子晶体n2(3)碳与氧之间