《新课标2018高考化学一轮复习物质结构与性质第36讲晶体结构与性质夯基提能作业选修320170727.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新课标2018高考化学一轮复习物质结构与性质第36讲晶体结构与性质夯基提能作业选修320170727.doc（10页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第36讲晶体结构与性质A组基础题组1.周期表中第A族元素及其化合物有广泛应用。回答下列问题:(1)硼钢具有优质抗冲击性能。基态硼原子511B的L层有个空轨道。(2)硼氢化钠(NaBH4)在有机合成中常作还原剂,硼氢化钠熔化时克服的作用力类型是;Na3AlF6作冶炼铝的助熔剂,配体符号是。(3)NH4BF4是合成特殊材料的原料,它由NH4F和BF3合成。1个BF3分子中硼原子价层有个孤电子对。1 mol NH4BF4含个配位键,BF4-的空间构型是。(4)氮化镓是第三代半导体材料。氮化镓的晶胞如图所示。镓原子的杂化轨道类型是。氮原子的配位数为。1个氮化镓晶胞中含个镓原子和个氮原子。2.(2016
2、广西一模)铬、钒、镨、铈等金属在工农业生产中有广泛的应用。(1)铬是一种硬而脆、抗腐蚀性强的金属,常用于电镀和制造特种钢。基态Cr原子中,电子占据最高能层的符号为,该能层上具有的原子轨道数为,最高能级上的电子数为。(2)用Cr2O3作原料,铝粉作还原剂的铝热法是生产金属铬的主要方法之一,该反应是一个自发放热反应,由此可判断CrO键和AlO键中键更强。研究发现气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物,可溶于非极性溶剂,分子中原子间成键的关系如下图所示。由此可知该分子是(填“极性”或“非极性”)分子。请在图中是配位键的斜线上加上箭头。(3)V2O5是一种常见的催化剂,在合成硫酸、硝酸、邻苯二
3、甲酸酐、乙烯、丙烯中,均使用五氧化二钒作催化剂。五氧化二钒的结构式如图所示,则1个V2O5分子中含有个键和个键。丙烯(CH3CHCH2)分子中碳原子的杂化方式为和。(4)PrO2的晶体结构与CaF2相似,晶胞中Pr原子位于面心和顶点,则PrO2的晶胞中有个氧原子。Ce(铈)单质为面心立方晶体,其晶胞参数为a=516 pm,晶胞中Ce原子的配位数为,列式表示Ce单质的密度gcm-3。3.(2016课标,37,15分)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题:(1)写出基态As原子的核外电子排布式。(2)根据元素周期律,原子半径GaAs,第一电离
4、能GaAs。(填“大于”或“小于”)(3)AsCl3分子的立体构型为,其中As的杂化轨道类型为。(4)GaF3的熔点高于1 000 ,GaCl3的熔点为77.9 ,其原因是 。(5)GaAs的熔点为1 238 ,密度为 gcm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为,Ga与As以键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol-1和MAs gmol-1,原子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为。4.已知肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢常用作火箭燃料,火箭部分构件采用钛合金材料。请回答下列问题:(1)N2H4、H2O2的组
5、成元素中第一电离能最大的是。(2)钛元素基态原子的核外电子排布式为。(3)1 mol N2H4分子中所含极性键的数目为。(4)H2O2受热易分解为H2O,H2O的空间构型为,其中心原子的杂化轨道类型为。(5)H2S和H2O2的主要物理性质如下表所示:物质熔点/K沸点/K水中溶解度(标准状况)H2S187202每升水中溶解2.6 LH2O2272423以任意比互溶造成上述物理性质差异的主要原因是 。(6)氧化镁和氮化硼均可用作返回舱的热屏蔽材料,晶格能:氧化镁(填“大于”或“小于”)氧化钙。(7)立方氮化硼的晶胞如图所示。处于晶胞顶点的原子的配位数为。若晶胞边长为a cm,则立方氮化硼的密度是g
6、cm-3。(只要求列出算式,设阿伏加德罗常数的值为NA)B组提升题组5.元素周期表中,金属和非金属分界线附近的元素性质特殊,其单质及其化合物应用广泛,成为科学研究的热点。请回答下列问题:(1)锗(Ge)可以作半导体材料,写出基态锗原子的核外电子排布式:。(2)推测丁硅烷(Si4H10)中硅原子杂化轨道类型为;硅烷的通式为SinH2n+2,随着硅原子数增多,硅烷的沸点逐渐升高,其主要原因是。(3)根据元素周期律推测镓、锗、砷、硒的第一电离能大小顺序为。(4)根据价层电子对互斥理论推测AsCl3的VSEPR模型名称为,AsO43-的立体构型为。(5)钋(Po)是一种放射性金属,其晶胞的堆积模型为简
7、单立方堆积,如图所示。钋的摩尔质量为209 gmol-1,晶胞的密度为 gcm-3,则晶胞的边长(a)为pm。(用NA表示阿伏加德罗常数的值,用代数式表示晶胞边长)6.(2016河北石家庄一模)W、X、Y、Z为元素周期表中前四周期元素,且原子序数依次增大。W的基态原子中占据哑铃形原子轨道的电子数为3,X2+与W3-具有相同的电子层结构;W与X的最外层电子数之和等于Y的最外层电子数;Z元素位于元素周期表的第11列。请回答:(1)Z的基态原子M层的电子排布式为。(2)W的简单氢化物分子中W原子的轨道与H原子的轨道重叠形成HW 键。(填轨道名称)(3)比较Y的含氧酸的酸性:HYO2HYO(填“”或“
8、SNCHZD.SO42-与PO43-互为等电子体,空间构型均为正四面体(5)某离子型氢化物XH2的晶胞结构如图所示:H-的配位数为。XH2是一种储氢材料,遇水会缓慢反应,该反应的化学方程式为。若该晶胞的密度为 gcm-3,则晶胞的体积为nm3。7.(2014课标,37,15分)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同,b的价电子层中的未成对电子有3个,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同族;e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子。回答下列问题:(1)b、c、d中第一电离能最大的是(填元素符号),e的价层电子轨道示意图为 。(2)a
9、和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式为;分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是(填化学式,写出两种)。(3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是;酸根呈三角锥结构的酸是。(填化学式)(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1,则e离子的电荷为。(5)这5种元素形成的一种11型离子化合物中,阴离子呈四面体结构;阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。该化合物中,阴离子为,阳离子中存在的化学键类型有;该化合物加热时首先失去的组分是,判断理由是。答案全解全析A组基础题组1.答案(1)2(2)离子键F-(3)02
10、6.021023正四面体(4)sp3466解析(1)硼原子有5个核外电子,核外电子排布式为1s22s22p1,基态硼原子有1个未成对电子,L层有2个空轨道。(2)硼氢化钠是离子晶体,熔化时克服离子键。Na3AlF6的配体是氟离子。(3)BF3分子中硼原子为中心原子,价层电子对数为3,成键电子对数为3,孤电子对数为0。NH4BF4中每个NH4+、BF4-都含1个配位键,故1 mol NH4BF4含有2 mol配位键。BF4-中硼原子杂化类型为sp3,BF4-的空间构型为正四面体。(4)观察氮化镓晶胞知,每个镓原子与周围4个氮原子形成共价键,所以镓原子的杂化类型为sp3。每个氮原子与4个镓原子形成
11、共价键,氮原子的配位数为4。分析氮化镓的晶胞结构图,它是六棱柱结构,一个晶胞中有12个镓原子位于顶点、2个镓原子位于面心、3个镓原子位于体内,6个氮原子位于侧棱上、4个氮原子位于体内。对于六棱柱晶胞,顶点贡献率为16,面心贡献率为12,体内贡献率为1,侧棱上贡献率为13。1个氮化镓晶胞中,镓原子个数=1216+212+31=6,氮原子个数=613+41=6。2.答案(1)N161(2)AlO非极性(3)64sp3sp2(4)81241406.021023(51610-10)3解析(1)Cr基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,故其占据最高能层的符号为N,该能层上具
12、有的原子轨道数为16。(2)Cr2O3与铝粉反应生成铬和氧化铝,而且该反应是一个自发放热反应,由此可判断CrO键比AlO键弱。根据气态氯化铝的结构与性质(可溶于非极性溶剂)知其是非极性分子。(3)根据V2O5分子的结构式,可以看出分子中含有4个双键、2个单键;每个双键中含有1个键和1个键,单键全部是键;故1个V2O5分子中含有6个键、4个键。在丙烯(CH3CHCH2)分子中,双键碳原子为sp2杂化,甲基中的碳原子为sp3杂化。(4)晶胞中Pr原子位于面心和顶点,通过均摊法知晶胞中含4个Pr原子,再结合PrO2的化学式可知,此晶胞中应有8个氧原子;Ce(铈)单质为面心立方晶体,以晶胞顶点的铈原子
13、为例,与之距离最近的铈原子分布在经过该顶点的所有立方体的面心上,这样的面有12个,晶胞中铈原子位于顶点和面心,数目为818+612=4,该晶胞的体积为a3,该晶胞的质量m=4MNA,根据=mV可知,=4MNAa3=41406.021023(51610-10)3 gcm-3。3.答案(1)Ar3d104s24p3(1分)(2)大于(2分)小于(2分)(3)三角锥形(1分)sp3(1分)(4)GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体(2分)(5)原子晶体(2分)共价(2分)410-30NA(rGa3+rAs3)3(MGa+MAs)100%(2分)解析(1)As为33号元素,位于元素周期表第四周期第
14、A族,故其基态原子的核外电子排布式为Ar3d104s24p3。(2)Ga和As同属第四周期元素,且Ga原子序数小于As,则原子半径Ga大于As,第一电离能Ga小于As。(3)AsCl3中As元素价电子对数为4,As的杂化方式为sp3杂化,AsCl3分子的立体构型为三角锥形。(5)GaAs为原子晶体,Ga和As之间以共价键键合。该晶胞中原子个数:Ga为4个,As为818+612=4个,晶胞中原子所占体积为43(rGa3+rAs3)4 pm3;则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为43(rGa3+rAs3)410-304(MGa+MAs)NA100%=410-30NA(rGa3+rAs3)
15、3(MGa+MAs)100%。4.答案(1)N(2)1s22s22p63s23p63d24s2或Ar3d24s2(3)2.411024(4)V形sp3(5)H2O2分子之间存在氢键,所以H2O2的熔、沸点高于H2S,H2O2与H2O分子之间也可形成氢键,故H2O2在水中的溶解度大于H2S(6)大于(7)4100a3NA解析(1)N2H4、H2O2中共含有N、H、O三种元素,由于N原子2p轨道上的电子处于半充满状态,所以第一电离能最大。(2)Ti的原子核外有22个电子,基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或Ar3d24s2。(3)1 mol N2H4中含有4 mo
16、l极性键,数目约为2.411024。(4)水分子的中心原子为O,与氢原子形成两个键,有两个孤电子对,采取sp3杂化,H2O的空间构型为V形。(5)H2S和H2O2都属于分子晶体,且二者相对分子质量相同,应从是否存在氢键的角度考虑二者的熔、沸点及溶解度的不同。(6)氧化镁和氧化钙都是离子晶体,且阴、阳离子所带电荷数相同,但Mg2+半径小于Ca2+,故MgO的晶格能大。(7)距晶胞顶点上的N原子最近的B原子有4个,故晶胞顶点上的N原子的配位数为4。根据“均摊法”,一个氮化硼晶胞中含有N原子数为4,B原子数为4,1个立方氮化硼晶胞的质量为100NAg,体积为a3 cm3,则密度为100a3 NAgc
17、m-3。B组提升题组5.答案(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2或Ar3d104s24p2(2)sp3相对分子质量增大,分子间作用力增大(3)砷硒锗镓(4)四面体正四面体(5)3209NA1010解析(1)锗的原子序数为32,基态锗原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或Ar3d104s24p2。(2)丁硅烷类似丁烷,每个硅原子形成4个单键,硅原子采取sp3杂化。硅烷相对分子质量随硅原子的增多而增大,硅烷分子之间作用力增大,硅烷沸点升高。(3)在元素周期表中,同周期主族元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,外围电子达到半充满和全充满时稳定,第
18、一电离能急增,所以砷的第一电离能大于硒的第一电离能。(4)AsCl3分子中砷原子有4个价电子对,其中3个成键电子对、1个孤电子对,VSEPR模型为四面体;AsO43-中砷原子有4个价电子对,4个价电子对都是成键电子对,故AsO43-的立体构型为正四面体。(5)由钋的晶胞模型可知,1个晶胞中含1个Po原子。1 cm=1010pm,m(Po)=209NA g,则晶胞的边长为3209NA1010 pm。6.答案(1)3s23p63d10(2)sp3杂化s(3)HClO2和HClO可分别表示为(HO)ClO和(HO)Cl,HClO2中的Cl为+3价,正电性更高,导致ClOH中O的电子更向Cl偏移,更易
19、电离出H+(4)BD(5)3MgH2+2H2O Mg(OH)2+2H2521021NA解析由题意可知W为氮元素、X为镁元素、Y为氯元素、Z为铜元素。(5)XH2为MgH2晶体,1个晶胞占用Mg2+数目为818+1=2,占用H-数目为4,则1个晶胞的质量为262NAg,晶胞的体积为262NAcm3=521021NA nm3。7.答案(1)N(每空1分,共2分)(2)sp3H2O2、N2H4(1分,2分,共3分)(3)HNO2、HNO3H2SO3(2分,1分,共3分)(4)+1(2分)(5)SO42-共价键和配位键H2OH2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱(1分,2分,1分,1分,共5分
20、)解析依题给信息可直接判断a为氢(H),c为氧(O),d为硫(S),e为铜(Cu),又知b的价电子层中未成对电子数有3个,且其原子序数介于a、c之间,可确定b为氮(N)。(1)N、O、S三种元素中第一电离能最大的是N;Cu的价层电子轨道示意图为。(2)NH3分子呈三角锥形,分子中N原子采取sp3杂化;分子中含有极性键和非极性键的化合物有H2O2和N2H4等。(3)这些元素形成的含氧酸有HNO3、HNO2、H2SO4、H2SO3等,其中中心原子价层电子对数为3的是HNO2和HNO3,酸根呈三角锥结构的酸是H2SO3。(4)图1所示晶胞中e离子数=4,c离子数=1+818=2,则N(Cu)N(O)=42=21,该离子化合物的化学式为Cu2O,故铜离子的电荷为+1。(5)5种元素形成的离子化合物中阴离子呈四面体结构,阴离子为SO42-;由题图2可知阳离子是Cu(NH3)4(H2O)22+,化学键类型有共价键和配位键,该离子中,H2O分子离Cu2+较远,Cu2+与H2O分子间的配位键比Cu2+与NH3分子间的配位键弱,故该化合物加热时,首先失去的组分是H2O。10