（全国通用）高考化学总复习 3晶体结构与性质高效演练（选修3）.DOC

3晶体结构与性质高效演练1.已知周期表中，元素q、r、w、y与元素x相邻。y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题：(1)w与q可以形成一种高温结构陶瓷材料。w的氯化物分子呈正四面体结构，w的氧化物的晶体类型是_。(2)q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是_。(3)r和y形成的二元化合物中，r呈现最高化合价的化合物的化学式是_。(4)这5种元素的氢化物分子中：立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是(填化学式)_，其原因是_；电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是_。(5)w和q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下：w的氯化物与q的氢化物加热反应，生成化合物w(qh2)4和hcl气体；w(qh2)4在高温下分解生成q的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式(各物质用化学式表示)是_。【解析】本题可结合问题作答。w的氯化物为正四面体结构，则应为sicl4或ccl4，又w与q形成高温陶瓷，故可推断w为si。(1)sio2为原子晶体。(2)高温陶瓷可联想到si3n4，q为n，则有no2与n2o4之间的相互转化关系。(3)y的最高价氧化物对应的水化物为强酸，且和si、n等与同一元素相邻，则只能是s。r为as，所以r的最高价化合物应为as2s5。(4)显然x为磷元素。氢化物沸点顺序为nh3ash3ph3，因为前者中含有氢键，后两者构型相同，分子间作用力不同。sih4、ph3和h2s的电子数均为18，结构分别为正四面体形、三角锥形和v形。(5)由题中所给出的含字母表示的化学式可以写出具体的物质，然后配平即可。答案：(1)原子晶体(2)no2和n2o4(3)as2s5(4)nh3、ash3、ph3nh3分子间存在氢键，所以沸点最高，相对分子质量ash3大于ph3，分子间作用力ash3大于ph3，故ash3沸点高于ph3sih4正四面体，ph3三角锥形，h2s角形(v形)(5)sicl4+4nh3si(nh2)4+4hcl，3si(nh2)4si3n4+8nh32.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_个铜原子，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_。【解析】(1)冰晶体、干冰晶体均为分子晶体，粒子间通过分子间作用力结合成晶体，cu晶体中微粒间通过金属键结合形成晶体，mgo和cacl2晶体中微粒之间通过离子键结合形成晶体。(2)离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷有关，离子半径越小，离子所带电荷越大，则离子晶体熔点越高。金刚石是原子晶体，熔点最高，冰、干冰均为分子晶体，冰中存在氢键，冰的熔点高于干冰。(4)铜晶胞实际占有铜原子数用均摊法分析：818+6124，氯化钙类似于氟化钙，ca2+的配位数为8，cl-配位数为4。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-)asse；(3)cu晶体的堆积方式是面心立方最密堆积；其配位数为12；往cu的硫酸盐溶液中加入过量氨水，可生成cu(nh3)4so4，该化合物是离子化合物，在cu(nh3)4so4中含有的化学键有离子键、极性键和配位键，a正确；在cu(nh3)42+中nh3给出孤电子对，cu2+提供空轨道，b错误；cu(nh3)4so4组成元素中第一电离能最大的是氮元素，c错误；so42-与po43-互为等电子体，空间构型均为正四面体，d正确；(4)由氨基乙酸铜的分子结构可知，饱和碳原子是sp3杂化，不饱和碳原子是sp2杂化；(5)铜元素与氢元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如题图所示。在每个晶胞中含有cu：121/6+21/2+36；h：61/3+1+36，n(cu)n(h)11，所以该化合物的化学式为cuh。答案：(1)3d10(2)brasse(3)面心立方最密堆积12a、d(4)sp3杂化；sp2杂化(5)cuh4.许多金属及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。回答下列有关问题：(1)基态ni核外电子排布式为_，第2周期基态原子未成对电子数与ni相同且电负性最小的元素是_。(2)已知cro5中cr为+6价，则cro5的结构式为_。金属镍粉在co气流中轻微加热，生成无色挥发性液体ni(co)n，与ni(co)n中配体互为等电子体的离子的化学式为_(写出一个即可)。铜是第4周期最重要的过渡元素之一，其单质及化合物有广泛用途。已知cuh晶体结构单元如图所示。该化合物的密度为gcm-3，阿伏加德罗常数的值为na，则该晶胞中铜原子与氢原子之间的最短距离为_cm(用含和na的式子表示)。(3)另一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构，在晶胞中，金原子位于顶点，铜原子位于面心，则该合金中金原子与铜原子个数之比为_，若该晶胞的边长为apm，则合金的密度为_gcm-3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为na)。【解析】(1)ni为28号元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。镍原子中的5个3d轨道上有8个电子，因此有2个电子未成对，第2周期中有两个未成对电子数的原子，其电子排布式分别为1s22s22p2和1s22s22p4，其中电负性最小的是电子排布式为1s22s22p2的原子，即该元素是碳元素。(2)cro5中cr为+6价，则cr应与5个氧原子中的4个o分别形成一个共价键，与另一个o形成2个共价键，再结合氧原子的2价键原则，则该氧化物的结构式应为。ni(co)n中的配体为co，与co互为等电子体的离子有cn-、c22-等。设该晶胞的边长为xcm，则该晶胞的体积为x3cm3。该晶胞中有8个cu位于晶胞的8个顶点，6个cu位于面心，4个h全部位于晶胞内部，根据均摊法，一个晶胞中含有的cu的数目为818+6124，含有的h的数目为4，故一个晶胞的质量为4+4g，则有x3，x，由于氢原子与其周围的4个cu构成正四面体结构，该正四面体结构中两个铜原子之间的距离为22x，而铜原子与氢原子之间的最短距离为12(22x)2+(x2)2cm34xcm34cm。(3)该晶胞中有8个au分别位于晶胞的8个顶点上，有6个cu分别位于晶胞的6个面心上，根据均摊法，该晶胞中含有的au个数为8181，含有的cu个数为6123，故该合金中金原子与铜原子个数之比为13。该晶体的一个晶胞的质量为(197+643)g/na，晶胞的边长为apma10-12ma10-10cm，则一个晶胞的体积为a310-30cm3，故该合金的密度为gcm-3。答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2或ar3d84s2c(碳)(2)cn-(或c22-、o22+)34(3)13【方法规律】晶体微粒与m、之间的关系若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有xmol微粒，其质量为xmg(m为微粒的相对“分子”质量)；又1个晶胞的质量为a3g(a3为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为a3nag，因此有xma3na。5.(2015成都模拟)铜是重要金属，cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如cuso4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：(1)cuso4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为_。(2)cuso4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是_。(3)so42-中s以sp3杂化，so42-的立体构型是_。(4)元素金(au)处于周期表中的第6周期，与cu同族，金原子最外层电子排布式为_；一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中铜原子处于面心，金原子处于顶点位置，则该合金中铜原子与金原子数量之比为_；该晶体中，原子之间的作用力是_。(5)cuso4晶体的构成微粒是_和_，微粒间的作用力是_，该晶体属于_晶体。(6)上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由铜原子与金原子构成的四面体空隙中。若将铜原子与金原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与caf2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为_。【解析】(1)金属铜与浓硫酸在加热时反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。(2)白色的cuso4粉末与水结合生成蓝色的cuso45h2o晶体，该反应常用于检验微量水的存在。(3)硫原子以sp3杂化，且硫原子结合4个氧原子，因此so42-的空间构型为正四面体形。(4)铜的价电子排布式为3d104s1，最外层只有1个电子，最外层电子排布式为4s1，所以与cu同族的第6周期的金原子最外层电子排布式为6s1。立方最密堆积的结构中，顶点有8个金原子，顶点上的原子为8个晶胞共用，完全属于该晶胞的有8181(个)，6个面的中心共有6个铜原子，面上的原子被2个晶胞共用，完全属于该晶胞的有6123(个)，所以铜原子与金原子数量之比为31。金属和合金属于金属晶体，微粒间的作用力为金属键。(5)cuso4为离子晶体，该晶体由cu2+和so42-以离子键结合。(6)氟化钙的晶胞如图所示，在立方体里面有8个f-，每个f-恰好处于4个ca2+围成的四面体的中间。若把该铜金合金中的铜原子和金原子等同看待，则铜原子和金原子相当于caf2中的ca2+，所储氢原子相当于f-，故其化学式为cu3auh8。答案：(1)cu+2h2so4(浓)cuso4+so2+2h2o(2)白色cuso4粉末和水结合生成蓝色的cuso45h2o晶体(3)正四面体形(4)6s131金属键(5)cu2+so42-