05第25讲晶体结构与性质配合物与超分子【答案】作业手册

第25讲晶体结构与性质配合物与超分子1.B[解析]Ge是32号元素,基态Ge原子的价层电子排布为4s24p2,A正确;GeCl4在常温下呈液态,则其熔点较低,GeCl4与SiCl4晶体都属于分子晶体,GeCl4的相对分子质量大,GeCl4晶体分子间作用力大,则GeCl4的熔点比SiCl4高,B错误,C正确;同周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势,同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,则第一电离能大小:Cl>Si>Ge,D正确。2.B[解析]Cl2、Br2、I2都是分子晶体,结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,故沸点顺序为Cl2<Br2<I2,A正确;邻羟基苯甲醛存在分子内氢键,而对羟基苯甲醛存在分子间氢键,分子间氢键使分子间作用力增大,沸点升高,因此沸点顺序:邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛,B错误;有机物链状同系物中随碳原子数递增,沸点升高,故沸点顺序为CH3Cl<CH3CH2Cl<CH3CH2CH2Cl,C正确;金刚石、碳化硅、硅晶体都为共价晶体,半径越小,共价键越短,键能越大,沸点越高,键长:Si—Si>C—Si>C—C,故沸点顺序:金刚石>碳化硅>硅晶体,D正确。3.A[解析]化合物①熔点为-40.4℃,不导电,易溶于氯仿,则①是分子晶体;化合物②熔点为801℃,固体不导电,熔化时能导电,则②是离子晶体;单质③熔点为1410℃,不导电,硬度大,则③是共价晶体;单质④熔点为30℃,易导电,则④是金属晶体。4.B[解析]Ca2+的配位数为与其距离最近的F-的个数,由题图可知,Ca2+位于体心,F-位于面心,则Ca2+的配位数为6,A正确;F-与K+的最近距离为棱长的22,F-与Ca2+的最近距离为棱长的12,F-与F-的最近距离为棱长的22,则与F-距离最近的是Ca2+,B错误;K+位于顶角,所以晶胞中K+个数为18×8=1,F-位于面心,晶胞中F-个数为12×6=3,Ca2+位于体心,故晶胞中Ca2+个数为1,该物质的化学式为KCaF3,C正确;F-与Cl-半径不同5.D[解析]Re处在第六周期第ⅦB族,基态Re原子的价层电子排布为5d56s2,A正确;Ti在晶胞的顶角,Re占据Ti的位置,则Re在顶角处,离Re最近且等距离的O有6个,则Re的配位数为6,B正确;若Re在体心,则根据Re和O在晶胞中的位置关系可知,O位于面心,C正确;Re的最高价为+7价,ReO3中Re元素为+6价,Re单质为0价,则ReO3中Re元素的化合价既可以升高,又可以降低,能发生歧化反应,D错误。6.C[解析]由俯视图和侧视图可知,一个钙离子形成键结合3个氯离子,同样一个氯离子形成键结合3个钙离子,则该二维晶体的化学式为CaCl,A错误;结合侧视图可知,Ca、Cl构成的六元环为非平面六边形,其Ca—Cl—Ca的键角不是60°,B错误;Can+、Cl-周围最近的相反离子数均为3,故配位数均为3,C正确;钙在氯气中燃烧生成CaCl2,不能得到该晶体,D错误。7.A[解析]由于电负性:F>Cl>Br>I,则TiF4形成离子晶体,而TiCl4、TiBr4、TiI4形成分子晶体,TiF4的熔点反常升高是因为TiF4形成离子晶体,而TiCl4、TiBr4、TiI4形成分子晶体,不是因为TiF4中共价键的键能较大,A错误;NaX熔点较高,只含有离子键,则NaX均为离子化合物,均形成离子晶体,B正确;NaX是离子晶体,离子键越强、熔点越高,X-电子层数越多,离子半径越大,离子键越弱,则随X-半径的增大,NaX的离子键强度减弱,熔点逐渐降低,C正确;TiCl4、TiBr4、TiI4均为分子晶体,故随着相对分子质量依次增大,范德华力增大,熔点逐渐升高,D正确。8.C[解析]依据均摊法计算,晶胞中Si的个数为18×8+12×6=4,Mg的个数为8,A正确;1个Si原子周围有8个紧邻的Mg原子,B正确;图示中Mg原子被Si原子围绕在晶胞内部,不可能存在一种晶胞的表示中,Si原子均位于晶胞内,Mg原子处于顶角和体心,C错误;由A项可知,1mol晶胞中含有4molMg2Si,故Mg2Si晶体的密度为ρ=mV=304a3NA9.C[解析]根据晶胞图,1个晶胞中有4个Zn2+和4个O2-,晶胞的质量为4×81NAg,A正确;锌离子间的最短距离为面心到顶角的距离,已知晶胞参数为apm,则其面心到顶角的距离为(apm)2+(apm)22=22apm,B正确;氧元素原子序数为8,基态氧原子核外有8个电子,每个电子的运动状态均不同,共有8种运动状态,C错误;Zn为过渡元素,10.D[解析]观察晶胞图示,Ba2+位于体心,8个位于顶角的Ti4+与Ba2+距离最近,A正确;已知Ti4+与Ba2+均与O2-接触,晶胞边长为apm,O2-的半径为bpm,根据图示,晶胞边长=2r(Ti4+)+2r(O2-)=apm,则r(Ti4+)=apm-2r(O2-)2=a-2b2pm,B正确;根据晶胞图示,Ti4+位于晶胞的顶角,Ti4+的数目为8×18=1,Ba2+位于晶胞的内部,数目为1,O2-位于晶胞的棱上,其数目为12×14=3,则钛酸钡的化学式为BaTiO3,C正确;该晶胞为立方体11.B[解析]由均摊法得,结构1中含有Co的数目为4+4×18=4.5,含有S的数目为1+12×14=4,Co与S的原子个数比为9∶8,因此结构1钴硫化物的化学式为Co9S8,故A正确;由图可知,晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的一半,晶胞边长为a,即S与S的最短距离为22a,故B错误;如图:,以图中画圈的Li为例,与其最近的S共4个,故C正确;当2个晶胞2放在一起时,如图:,中间部分就是晶胞3,晶胞2和晶胞3表示同一晶体,故D12.C[解析]由图可知,中心离子亚铁离子的配体是H2O分子,A正确;由图可知,中心离子亚铁离子的配位数为6,则Fe2+的价层d轨道参与了杂化,B正确;水分子中存在共价键H—O,亚铁离子和水分子间存在配位键,亚铁离子和硫酸根离子间存在离子键,但氢键不属于化学键,C错误;绿矾受热分解发生氧化还原反应,产生红棕色固体Fe2O3的同时可能生成SO2,D正确。13.C[解析]Fe2+是中心离子,配合物中中心离子提供空轨道,配体提供孤电子对,A错误;该配合物中阴离子为SO42-,其空间结构为正四面体形,B错误;[Fe(NO)(H2O)5]2+的中心离子的配体有两种:NO、H2O,故中心离子的配位数为6,C正确;该配合物中所含非金属元素有N、O、H、S,H位于s区,N、O、S位于p区14.C[解析]氢键不是化学键,A错误;95%乙醇的极性较小,加入95%乙醇可以降低溶液的极性,B错误;硫酸铜溶液中存在的是[Cu(H2O)4]2+,不断加入氨水的过程中先生成Cu(OH)2,最后生成[Cu(NH3)4]2+,说明与Cu2+结合能力由弱到强的顺序为H2O<OH-<NH3,C正确;[Cu(NH3)4]2+的空间结构为平面四边形,两个Cl15.C[解析]Cu2+与4个N原子形成配位键,Cu2+的配位数为4,乙二胺中有2个N原子,Cu2+与2个乙二胺配位,配体数为2,A错误;Fe与CO形成5个配位键,CO分子中氧原子提供1对电子与C原子形成1个配位键,1个Fe(CO)5分子含有10个配位键,1molFe(CO)5分子含有10mol配位键,B错误;配合物K4[Fe(CN)6]中的配位体是CN-,电负性C<N,故碳原子上的1个孤电子对与亚铁离子形成配位键,C正确;内界配体Cl-不与Ag+反应,外界配体Cl-与Ag+反应,在1mol该配合物中加入AgNO3溶液可以得到1molAgCl沉淀,D错误。16.(1)[Xe]6s2BaH2>H2O>NH3sp2(2)(3)1∶2Ba6O(ReN3)2(4)3×(137[解析](1)钡元素的原子序数为56,其基态原子的简化电子排布式为[Xe]6s2;氢化钡是沸点较高的离子晶体,氨分子和水分子是沸点低的分子晶体,常温下水是液体,氨是气体,水分子沸点高于氨分子,故简单氢化物的沸点由高到低的顺序为BaH2>H2O>NH3。NO3-中氮原子的价层电子对数为3、孤电子对数为0,氮原子的杂化方式为sp(2)分子中甲基为推电子基团,会使氨基中氮原子电子云密度大于,碱性强于;分子中氮原子不能与苯环形成p-π共轭,氨基中氮原子电子云密度大于,碱性强于,所以碱性最弱的为。(3)由晶胞结构可知,晶胞中位于棱上和体内的八面体个数为4×14+2=3,位于棱上和体内的平面三角形的个数为8×14+4=6,则晶体中含有的八面体和平面三角形的个数比为1∶2;根据离子半径,可能为Ba6O10+、ReN35-或Ba6N9+、ReO32-或Re6O22+、BaN37-或Re6N21+、BaO34-,由化合价代数和为0可知,八面体为Ba6O10+、平面三角形为ReN35-,则晶体的化学式为Ba6O(ReN3)2。(4)设晶体的密度为dg·cm-3,由晶胞的质量公式可得3×(137×6+16+186×2+14×6)NAg=asin60°×a×17.(1)N3d9(2)①>②蓝色的[Cu(H2O)4]2+和黄色的[CuCl4]2-存在转化:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O,蓝色的[Cu(H2O)4]2+和黄色的[CuCl4]2-共存使溶液显黄绿色加水稀释使[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O平衡逆向移动,蓝色的[Cu(H2O)4]2+含量增加,溶液显蓝色③先出现蓝色沉淀,后沉淀消失,溶液呈现深蓝色[解析](1)基态Cu原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s1,核外电子占据的最高能层为N,基态Cu2+的价层电子排布为3d9。(2)①[Cu(H2O)4]2+中H—O—H的O中只含有一个孤电子对,而水分子中O原子含有两个孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对间的排斥力,故[Cu(H2O)4]2+中H—O—H的键角大于