高考化学一轮复习 课时提升作业 四十三 选修3 物质结构与性质 第三章 晶体结构与性质.doc

课时提升作业 四十三晶体结构与性质(30分钟50分)1.(12分)(2016南昌模拟)已知a、b、c、d是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，a的周期数等于其主族序数，b原子的价电子排布式为nsnnpn，d是地壳中含量最多的元素，e是第四周期的p区元素且最外层只有2对成对电子，f元素原子序数为29。(1)基态e原子的价电子排布图为_。(2)b、c、d三元素第一电离能由大到小的顺序为_(用元素符号表示)。(3)bd32-中心原子杂化轨道的类型为_杂化；ca4+的空间构型为_。(4)1 mol bc-中含有键的数目为_na。(5)d、e元素最简单氢化物的稳定性_(填化学式)。(6)f元素的基态原子价电子排布式为_。(7)c、f两元素形成的某化合物的晶胞结构如下图所示，顶点为c原子。则该化合物的化学式是_，c原子的配位数是_。若相邻c原子和f原子间的距离为acm，阿伏加德罗常数为na，则该晶体的密度为_gcm-3(用含a、na的符号表示)。【解析】根据题给信息，a、b、c、d是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，a的周期数等于其主族序数，b原子的价电子排布式为nsnnpn，d是地壳中含量最多的元素，则a为氢元素，b为碳元素，d为氧元素，则c为氮元素，e是第4周期的p区元素且最外层只有2对成对电子，e为se，f元素的基态原子价电子排布式为3d104s1，f为铜。(2)氮元素2p能级半满，第一电离能最大，其次为氧元素。(3)co32-中心原子杂化轨道的类型为sp2杂化；nh4+的空间构型为正四面体形。(4)cn-中c、n间为cn，1 mol cn-中含有键的数目为2na。(5)o非金属性大于se(可从原子半径、非金属性、键能等方向回答该问题)。(6)29号元素比ar多11个电子，根据洪特规则特例，3d轨道应全满，故为3d104s1。(7)根据晶胞的结构，化合物的化学式为cu3n，顶点的n3-(1/8)对应的三条棱上有3个cu+(1/4)，故n3-cu+=1/83/4=16，其配位数是6。晶胞的体积v=(2a)3cm3，质量为206/nag，故密度为103/(4a3na)gcm-3。答案：(1)(2)noc(3)sp2正四面体(4)2(5)h2oh2se(6)3d104s1(7)cu3n61034a3na【加固训练】(1)亚铜离子(cu+)基态时的价电子排布式表示为_。(2)硒为第4周期元素，相邻的元素有砷和溴，则3种元素的第一电离能从大到小顺序为_(用元素符号表示)。(3)cu晶体的堆积方式是_(填堆积方式名称)，其配位数为_；往cu的硫酸盐溶液中加入过量氨水，可生成cu(nh3)4so4，下列说法正确的是_。a.cu(nh3)4so4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键b.在cu(nh3)42+中cu2+给出孤电子对，nh3提供空轨道c.cu(nh3)4so4组成元素中第一电离能最大的是氧元素d.so42-与po43-互为等电子体，空间构型均为正四面体(4)氨基乙酸铜的分子结构如图，碳原子的杂化方式为_。(5)铜元素与氢元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如右图所示。则该化合物的化学式为_。【解析】(1)亚铜离子(cu+)基态时的价电子排布式表示为3d10；(2)硒为第4周期元素，相邻的元素有砷和溴，一般情况下同一周期的元素，元素的原子序数越大，第一电离能就越大，但是由于砷原子的最外层电子处于该轨道的半充满的稳定状态，所以第一电离能比原子序数比它大1的同一周期的氧族元素的还大，因此这3种元素的第一电离能从大到小顺序为brasse；(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+3=6；h：61/3+1+3=6，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)cuh2.(12分)(2016佛山模拟).fe3+可以与scn-、cn-、f-、有机分子等形成很多的配合物。请回答下列问题：(1)基态fe3+的价电子排布式可表示为_。(2)金属配合物fe(co)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n=_。.已知氮化铝的晶胞结构如图所示。请回答下列问题：(3)nh3空间构型为_；(4)若氮化铝可由(ch3)3al和nh3在一定条件下反应制得，则反应的方程式为_。(5)若al与n原子最近的距离为acm，则该晶体的密度为_gcm-3。(阿伏加德罗常数用na表示)【解析】.(1)基态fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则基态fe3+的价电子排布式可表示为3d5。(2)铁的价电子数为8，配体co可提供2个电子，则8+2n=18，则n=5。.(3)nh3空间构型为三角锥形。(4)晶胞中氮原子数目为4、铝原子数目为81/8+61/2=4，氮化铝化学式为aln，可由(ch3)3al和nh3在一定条件下反应制得，由元素守恒可知还生成甲烷，反应方程式为(ch3)3al+nh3aln+3ch4。(5)顶点白色与相邻的黑色球位于晶胞体对角线上，黑色球到侧面距离均相等，过晶胞中左侧2个黑色球、右侧2个黑色球及面心白色球作左、右侧面的平行面，可以将体对角线4等分，即顶点白色球与相邻黑色球距离为晶胞体对角线的1/4，则晶胞体对角线长为4acm，晶胞棱长为43a3cm，晶胞中氮原子数目为4、铝原子数目为81/8+61/2=4，故晶胞质量为441nag，则晶胞密度为441nag/(43a3cm)3=413316a3nagcm-3。答案：.(1)3d5(2)5.(3)三角锥形(4)(ch3)3al+nh3aln+3ch4(5)413316a3na【加固训练】翡翠的主要成分为naalsi2o6，还含有其他多种金属阳离子，其中cr3+的含量决定其绿色的深浅。(1)na、al、si、o四种元素电负性由大到小的顺序为_。(2)cr3+的基态核外电子排布式为_。(3)cr可形成配合物kcr(c2o4)2(h2o)2，与h2o互为等电子体的一种分子是_(填化学式)，水分子中氧原子的杂化方式为_，1 mol h2c2o4分子中含有的键的数目为_。(4)cr和ca可以形成一种具有特殊导电性的复合氧化物，晶胞如图所示。该复合氧化物的化学式可表示为_。【解析】(1)非金属性越强，电负性越强；金属性越弱，电负性越强。非金属性：osialna，则电负性：osialna。(2)铬为24号元素，铬元素失去3个电子变成cr3+，所以cr3+核外有21个电子，根据构造原理知，该离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。(3)原子数相同，价电子数相同的分子为等电子体，则与h2o互为等电子体的一种分子是h2s；水分子中每个氧原子形成2个oh，o上含有2个孤电子对，即价层电子对数为4，所以为sp3杂化；h2c2o4分子含有2个oh，2个co，2个co，1个cc，则共含有7个键，所以1 mol h2c2o4分子中含有的键的数目为76.021023。(4)晶胞中氧原子数为126=3，钙原子数为188=1，铬原子数为1，则化学式为cacro3。答案：(1)osialna(2)ar3d3或1s22s22p63s23p63d3(3)h2ssp376.021023个(4)cacro33.(12分)(2016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818=1(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612=3(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-离子键离子(6)cu3auh8【互动探究】若已知在第(4)问中铜合金晶体的密度为gcm-3，m(cu)=agmol-1，m(au)=bgmol-1，则(1)其晶胞质量为多少？提示：由于在晶胞中铜原子处于面心，金原子处于顶点位置，所以铜原子与金原子数量之比为31，取1 mol晶胞，其质量m=(3a+b)g，故一个晶胞的质量为3a+bnag。(2)与金原子距离最近并且相等的铜原子的个数是多少？提示：12个，从三个面上去考虑，每面上4个，共12个，即4.(14分)(能力挑战题)(2016阜新模拟)a、b、c、d、e为原子序数依次增大的5种元素，a的价电子层中的未成对电子有3个，b的最外层电子数为其内层电子数的3倍，c、d为同周期元素，c元素基态原子的3p轨道上有4个电子，d元素最外层有一个未成对电子，e位于第4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。回答下列问题：(1)d原子的核外电子排布式为_，e的价层电子排布图为_。(2)单质b有两种同素异形体，其中沸点高的是_(填分子式)，原因是_。(3)a、b、c中第一电离能最大的是_(填元素符号)，其中a的氢化物(ah3)分子中，a原子轨道的杂化类型是_。(4)化合物d2b的立体构型为_，单质d与湿润的na2co3反应可制备d2b，其化学方程式为_。【解析】a、b、c、d、e为原子序数依次增大的5种元素，a的价电子层中的未成对电子有3个，则a是7号氮元素，b的最外层电子数为其内层电子数的3倍，则b是8号氧元素；c、d为同周期元素，c元素基态原子的3p轨道上有4个电子，则c是硫元素，d元素最外层有一个未成对电子，d是氯元素；e位于第4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，则e是30号元素锌。(1)氯原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5；e的价层电子排布图为。(2)单质b有两种同素异形体，分别是o2、o3，其中沸点高的是o3，原因是二者都是分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合。对于结构相似的物质来说，物质的相对分子质量越大，分子间作用力就越大，物质的熔、沸点就越高。o3相对分子质量较大，范德华力较大，因此物质的熔沸点比o2高。(3)a、b、c三种元素分别是氮、氧、硫，一般情况下，元素的非金属性越强，其吸引电子的能力就越强，元素的电离能就越大，元素的非金属性ons，但是由于氮原子最外层电子处于半充满的稳定状态，失去电子比氧还难，因此电离能比o大，所以