【全程复习方略】2104高考化学一轮复习 晶体结构与性质课时加固训练 新人教版选修3.doc

课时加固训练（六）晶体结构与性质 (45分钟100分)1.(12分)mno2是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一,在活性材料mno2中加入cotio3纳米粉末,可以提高其利用率,优化碱锰电池的性能。(1)写出基态锰原子的核外电子排布式_。(2)cotio3晶体结构模型如图1所示。在cotio3晶体中1个钛原子、1个钴原子,周围距离最近的氧原子数目分别为个、个。(3)二氧化钛(tio2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂,常用于污水处理。o2在其催化作用下,可将cn-氧化成cno-,进而得到n2。与cno-互为等电子体的分子、离子化学式分别为、(各写一种)。(4)三聚氰胺是一种含氮化合物,其结构简式如图2所示。三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是_,1 mol三聚氰胺分子中键的数目为。2.(14分)(2013聊城模拟)原子序数依次递增的a、b、c、d、e是周期表中前30号元素。已知a的最外层电子数是其内层电子数的2倍;a与c形成的常见化合物之一是主要的温室气体;d与a同主族,其单质在同周期元素所形成的单质中熔点最高;e原子m能层为全充满状态,且核外的未成对电子只有一个。请回答下列问题:(1)b在周期表中的位置是,该主族元素的气态氢化物中,沸点最低的是_(填化学式)。(2)根据等电子原理分析,bc2+中b原子的轨道杂化类型是_。(3)五种元素中,电负性最大与最小的两种非金属元素形成的化合物在常温下是晶体,其晶体类型是_。(4)+1价气态基态阳离子再失去一个电子形成+2价气态基态阳离子所需要的能量称为第二电离能i2,依次还有i3、i4、i5,推测d元素的电离能突增应出现在第电离能。(5)a的一种相对分子质量为28的氢化物,其分子中键与键的个数之比为。(6)e的基态原子有种形状不同的原子轨道;e2+的价电子排布式为;下图(填“甲”“乙”或“丙”)表示的是e晶体中微粒的堆积方式。3.(15分)有a、b、c、d、e、f六种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于36)。a的基态原子2p能级有3个单电子;c的基态原子2p能级有1个单电子;e的d能级有一对成对电子;d元素与e同周期,价电子数为2;f元素与b同主族。则:(1)写出与f元素同族,比f元素多两个周期的元素的基态原子的价电子排布式_,a的单质分子中键的个数为_。(2)a、b、c三元素第一电离能由大到小的顺序为_(用元素符号表示)。(3)a元素的一种氢化物为a2h4,其中a原子的杂化类型是_,a2h4的水溶液呈碱性,用离子方程式表示a2h4溶液呈碱性的原因_。(4)ab2-的空间构型为_形,写出由短周期元素形成的两种与ab2-互为等电子体的分子的化学式_、_。(5)e元素有、三种同素异形体,晶胞结构如下图左所示。三种晶体的晶胞中所含有的e原子数之比为,等质量的e晶体,与两种堆积方式的体积比=1。(6)c和d形成的离子化合物dc2的晶胞结构如上图右所示,已知晶体的摩尔质量为m,密度为gcm-3,阿伏加德罗常数为na,晶胞中阴阳离子的核间距=_cm。(用含m、na的计算式表示)4.(15分)(2014青岛模拟)人们生产、生活和科研中离不开材料,下面是与材料有关的题目,请解答:(1)金属钛(22ti)号称航空材料,是目前继铜、铁、铝之后人类广泛使用的第四种金属。钛元素基态原子未成对电子数为_个。(2)不锈钢在日常生活中得以广泛应用,不锈钢中往往添加铬元素(24cr)。写出基态铬的电子排布式:_。(3)居室装饰材料中往往含有甲醛,甲醛中碳氧原子之间含有个键,个键。(4)由碳原子跟硅原子以11相互交替结合而形成的晶体,其晶体类型与晶体si相同。两者相比熔点更高的是(填化学式);试从结构角度加以解释:_。5.(14分)(2014淄博模拟)(1)写出co2+基态的价电子排布式:_。(2)so32-的空间构型是_。(3)ocn-与co2是等电子体,则ocn-中碳原子的杂化方式是_。(4)层状晶体六方氮化硼(bn)具有很高的熔点,硼原子和氮原子均为sp2杂化。该晶体中存在的作用力有。(5)元素o、mg、ni可形成一种晶体,其晶胞如图所示。在晶体中,每个ni2+与个mg2+配位。该晶体的化学式是_。6.(16分)(能力挑战题)(1)已知a和b为第3周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:电离能/kjmol-1i1i2i3i4a5781 8172 74511 578b7381 4517 73310 540a通常显价,a的电负性b的电负性(填“”“”或“=”)。(2)紫外光的光子所具有的能量约为399 kjmol-1。根据下表有关蛋白质分子中重要化学键的信息,说明人体长时间照射紫外光后皮肤易受伤害的原因:_。组成蛋白质的最简单的氨基酸中的碳原子杂化类型是_。共价键cccncs键能/kjmol-1347305259(3)实验证明:kcl、mgo、cao、tin这4种晶体的结构与nacl晶体结构相似(如图所示)。已知3种离子晶体的晶格能数据如下表:离子晶体naclkclcao晶格能/kjmol-17867153 401则以上4种离子晶体(不包括nacl)熔点从高到低的顺序是:_。其中mgo晶体中一个mg2+周围和它最邻近且等距离的mg2+有个。(4)金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好。离子型氧化物v2o5和cro2中,适合作录音带磁粉原料的是。(5)某配合物的分子结构如图所示,其分子内不含有(填序号)。a.离子键b.极性键c.金属键d.配位键e.氢键f.非极性键7.(14分)(2013江苏高考)元素x位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。元素y基态原子的3p轨道上有4个电子。元素z的原子最外层电子数是其内层的3倍。(1)x与y所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。在1个晶胞中,x离子的数目为_。该化合物的化学式为_。(2)在y的氢化物(h2y)分子中,y原子轨道的杂化类型是_。(3)z的氢化物(h2z)在乙醇中的溶解度大于h2y,其原因是_。(4)y与z可形成yz42-。yz42-的空间构型为_(用文字描述)。写出一种与yz42-互为等电子体的分子的化学式:_。(5)x的氯化物与氨水反应可形成配合物x(nh3)4cl2,1 mol该配合物中含有键的数目为_。答案解析1.【解析】(1)锰原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2。(2)采用沿x、y、z三轴切割的方法确定个数,所以分别是6和12。(3)与cno-互为等电子体的分子为co2(或n2o、cs2、becl2等合理均可),离子为n3-。(4)根据价层电子对数判断杂化类型,环上的氮原子含有2个键,氨基含有3个键和一个孤电子对,所以为sp2、sp3杂化;一个分子中含有15个键,所以1 mol三聚氰胺中含有15na键。答案:(1)1s22s22p63s23p63d54s2(2)612(3)co2(或n2o、cs2、becl2等合理均可)n3-(4)sp2、sp315na2.【解析】根据元素的结构及有关性质可知,a、b、c、d、e五种元素分别是c、n、o、si、cu。(1)氮元素的质子数是7,位于第2周期第a族;氨气分子存在氢键,所以其熔沸点是同主族元素的氢化物中最高的,而最低的是ph3。(2)价电子数与原子数分别都相等的是等电子体,所以与no2+互为等电子体的是co2。由于co2是直线形结构,碳原子是sp杂化,所以no2+中氮原子也是sp杂化。(3)电负性最大与最小的两种非金属元素分别是o和si,形成的氧化物是sio2,属于原子晶体。(4)硅元素的最外层电子数是4个,最高价是+4价,所以硅元素的电离能突增应出现在第五电离能。(5)碳元素的一种相对分子质量为28的氢化物是乙烯,分子中含有碳碳双键。而双键是由1个键与1个键构成的,而单键都是键,所以分子中键与键的个数之比为51。(6)铜原子的基态原子有s、p、d 3种形状不同的原子轨道;根据构造原理可知,铜离子的价电子排布式为3d9;根据晶胞可知,甲是体心立方堆积,乙是六方最密堆积,丙是面心立方最密堆积,所以答案选丙。答案:(1)第2周期第a族ph3(2)sp(3)原子晶体(4)五(或i5)(5)51(6)33d9丙【加固训练】下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。(1)y分别与d、e形成的化合物中熔点较高的是(用化学式表示);t、x、y原子的第一电离能由小到大的顺序是(用元素符号表示)。(2)lx2分子的电子式是,xy2分子是(填“极性分子”或“非极性分子”);qy3分子中q采用杂化。(3)由j、l、r三种元素形成的某种配位化合物,该化合物具有挥发性,化学式j(lr)4,其中j的化合价是0价。则j原子的核外电子排布式是(基态);与配体微粒互为等电子体的离子是;j(lr)4固态时属于晶体(填晶体类型)。(4)由z、l、q三种元素组成的化合物,分子式为z9l3q,它有多种同分异构体(其中q以三个单键与其他原子相连),请写出其中沸点最低的物质的结构简式。(5)a与m组成的一种化合物am2,刷新了金属化合物超导温度的最高纪录。右图所示的是该化合物的晶体结构单元。图中上下底面中心“”处的原子是(填元素符号)。【解析】(1)y与d、e形成的化合物为nacl、kcl,因为同属离子晶体,na+半径小于k+半径,故熔点较高的是nacl;t、x、y分别为p、s、cl,而磷原子电子层结构为1s22s22p63s23p3,半充满的稳定结构,故第一电离能大于s小于cl。(2)lx2为cs2,xy2为scl2,为折线形极性分子,qy3为ncl3,中心原子采用sp3杂化。(3)j为28号元素ni,j(lr)4为ni(co)4,配体微粒电子为14e-,等电子体的离子为cn-,ni(co)4固态时属于分子晶体。(4)z9l3q的分子式为h9c3n,n以3个单键与其他原子相连,沸点最低的支链最多,故应为n(ch3)3。(5)am2为mgb2,从晶体结构单元看出为2个,为1个,要使原子个数比为12则应为mg。答案:(1)naclspno。(3)n2h4中氮原子的杂化类型为sp3杂化,n2h4溶液呈碱性的原因为n2h4+2h2on2h62+2oh-。(4)no2-的空间构型为“v”形,与ab2-互为等电子体且由短周期元素形成的分子有o3、so2等。(5)、晶体的晶胞中所含有的e原子数分别为2、4、1,等质量的e晶体,与两种堆积方式的体积比=21。(6)晶胞中阴阳离子的核间距为34。答案:(1)6s26p42(2)fno(3)sp3n2h4+2h2on2h62+2oh-(4)vo3so2(5)2410.5(6)344.【解析】(1)钛元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2。其中两个d电子为未成对电子。(2)轨道中电子处于半充满状态能量较低,故铬元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。(3)甲醛的结构式为,碳原子采取sp2杂化,碳氧之间为双键,含有1个键、1个键。(4)sic和si均为原子晶体,由于sic中csi键键长比晶体si中sisi键键长短,键能大,因而sic的熔点比晶体si的熔点高。答案:(1)2(2)1s22s22p63s23p63d54s1(3)11(4)sicsic中csi键键长比晶体si中sisi键键长短,键能大【方法技巧】同类型晶体的比较方法5.【解析】(1)钴原子序数为27,co2+为co失去2个电子形成的离子,价电子排布式为3d7。(2)根据价电子互斥理论可推出so32-的空间构型是三角锥形。(3)等电子体结构相似,所以ocn-中碳原子的杂化方式与co2相同。(4)n、b之间形成共价键,六方氮化硼(bn)晶体为层状结构,层与层之间作用力为范德华力。(5)根据晶胞的结构,结合立体几何知识可看出每个ni2+与8个mg2+配位;该晶胞含o2-:121/4=3,mg2+:41/2=2,ni2+=81/8=1,可得出化学式。答案:(1)3d7(2)三角锥形(3)sp(4)共价键、范德华力(或分子间作用力)(5)8mg2nio36.【解析】(1)a的前三电离能悬殊不大,而第三电离能与第四电离能有很大悬殊,可见a最外层有三个电子,通常显+3价;b的前两电离能悬殊不大,而第二电离能与第三电离能有很大悬殊,可见b最外层有两个电子,电负性比a的小。(2)当光子的能量比化学键的键能大时,光可使化学键断裂。组成蛋白质的最简单的氨基酸为氨基乙酸,其中碳原子的轨道杂化方式有sp2和sp3。(3)由表中数据可得出如下结论,即在晶体结构相似的情况下,离子电荷的多少是决定晶体晶格能的主要因素,其次是离子半径的大小。在tin晶体中,阴阳离子分别带有3个正负电荷,故晶格能最大,熔点最高;其次是mgo和cao,因为镁离子半径比钙离子半径小,故mgo比cao熔点高。由晶胞图形推知mgo晶体中一个mg2+周围和它最邻近且等距离的mg2+有12个。(4)v2o5中的钒没有未成对电子,而cro2中的铬有两个未成对电子,因此适合作录音带磁粉原料的是cro2。(5)碳碳之间是非极性键,碳氮、碳氢、氮氧、氢氧之间为极性