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C.SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合D.金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
解析:选B。有些单原子的分子晶体中不存在共价键,如稀有气体构成的晶体,A错;因在晶体中Ti位于顶点而O位于面心,所以CaTiO3晶体中每个Ti与12个O相邻,B正确;SiO2晶体中每个Si原子与4个O原子以共价键结合,C错;有些金属晶体比分子晶体的熔点低,如汞在常温下为液体,D
错。
9.高温下,超氧化钾晶体呈立方体结构,晶体中氧的化合价部分为0价,部分为-2价。如图所示
为超氧化钾晶体的一个晶胞,则下列说法正确的是()
4+
2-
4+
2-
A.超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有4个K和4个O2-B.晶体中每个K周围有8个O2-,每个O-2周围有8个KC.晶体中与每个K距离最近的K有8个D.晶体中与每个K距离最近的K有6个
解析:选A。由题中的晶胞结构知:有8个K位于顶点,6个K位于面心,则晶胞中含有的K数为1118×+6×=4个;有12个O-2位于棱上,1个O2-处于中心,则晶胞中含有O-2数为12×+1=4个,所824以超氧化钾的化学式为KO2;每个K周围有6个O2-,每个O2-周围有6个K,与每个K距离最近的K有
12个。二、非选择题
10.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Cu原子,CaCl2晶体中Ca的配位数为________。
2+
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(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
______________________________________________________________。答案:(1)金刚石晶体
(2)金刚石、MgO、CaCl2、冰、干冰
(3)小于MgO晶体中离子所带的电荷数大于NaCl晶体中离子所带的电荷数;且r(Mg)<r(Na)、
2+
+
r(O2-)<r(Cl-)
(4)48(5)H2O分子之间能形成氢键
11.氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结
构,可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。
(1)基态硼原子的电子排布式为____________________________________。(2)关于这两种晶体的说法,正确的是________(填序号)。a.立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大b.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软c.两种晶体中的B—N键均为共价键d.两种晶体均为分子晶体
(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为________,其结构与石墨相似
却不导电,原因是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)立方相氮化硼晶体中,硼原子的杂化轨道类型为________。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300 km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实,推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要
的条件应是____________________________________________。
(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有________mol配位键。解析:(1)B的原子序数为5,故其基态原子的电子排布式为1s2s2p。
(2)立方相氮化硼晶体的硬度大小与是否含有σ键和π键无关,与晶体的结构有关,即立方相氮化硼晶体为原子晶体,硬度较大,a错误;六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似,根据石墨晶体可知其层和层之间是靠范德华力结合的,故其作用力小,质地较软,b正确;B和N都是非金属元素,两种晶体中的B—N键都是共价键,c正确;六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似,属于混合型晶体,立方相氮化硼晶体
为原子晶体,d错误。
(3)六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似,同一层上的原子在同一平面内,根据六方相氮化硼晶体的晶胞结构可知,1个B原子与3个N原子相连,故为平面三角形结构;由于B最外层有3个电子都参与了成
2
2
1
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键,层与层之间没有自由移动的电子,故不导电。
(4)立方相氮化硼晶体的结构与金刚石相似,故B原子为sp杂化;该晶体存在地下约300 km的古地
壳中,因此制备需要的条件是高温、高压。
(5)NH+4中有1个配位键,BF-4中有1个配位键,故1 mol NH4BF4含有2 mol配位键。
答案:(1)1s2s2p(2)bc(3)平面三角形 层状结构中没有自由移动的电子(4)sp 高温、高压(5)212.(2016·高考四川卷)M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,R是同周期元素中最活泼的金属元素,X和M形成的
一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题:(1)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物,其原因是_______________________________________________________________________________________。
(2)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示,则图中黑球代表的离子是________(填
离子符号)。
2
2
1
3
3
(3)在稀硫酸中,Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种氢化物,Z被还原为+3价,该反应的
化学方程式是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:由M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,可知M为氧元素;R是同周期元素中最活泼的短周期金属元素,且原子序数大于氧元素,故R为钠元素;X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,故X为硫元素,Y为氯元素;Z的基态原子4s和3d轨道半充满,故其电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s,故Z为铬元素。(1)S的氢化物为H2S,与H2S组成相似的O的氢化物为H2O,由于水分子间能够形成氢键,使H2O的沸点高于H2S。(2)分析Na2O的晶胞结构图,利用均摊法可知,黑球与白球的个数之比为2∶1,故黑球代表的离子为Na。(3)在稀硫酸中,K2Cr2O7具有很强的氧化性,能把H2O2氧
化,化学方程式为K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4===K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O。答案:(1)H2S分子间不存在氢键,H2O分子间存在氢键(2)Na
+
+
2
2
6
2
6
5
1
(3)K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4===K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O
13.原子序数依次增大的X、Y、Z、G、Q、R、T七种元素,核电荷数均小于36。已知X的一种1∶2型氢化物分子中既有σ键又有π键,且所有原子共平面;Z的L层上有2个未成对电子;Q原子的s原子轨道与p原子轨道电子数相等;R单质是制造各种计算机、微电子产品的核心材料;T处于周期表的ds
区,原子中只有一个未成对电子。
(1)Y原子核外共有________种不同运动状态的电子,T原子有________种不同原子轨道的电子。(2)X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。
(3)由X、Y、Z形成的离子XYZ与XZ2互为等电子体,则XYZ中X原子的杂化轨道类型为________。
-
-
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(4)Z与R能形成化合物甲,1 mol甲中含________ mol化学键,甲与氢氟酸反应,生成物的分子空间
构型分别为__________________。
(5)G、Q、R氟化物的熔点如下表,造成熔点差异的原因为___________________________________________________________________________________________________。
氟化物 熔点/KG的氟化物 993 Q的氟化物 1 539R的氟化物 183(6)向T的硫酸盐溶液中逐滴加入Y的氢化物的水溶液至过量,反应的离子方程式为
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。单质的晶胞如图所示,一个X晶胞中有________个X原子;若X晶体的密度为
3
(7)Xρ g·cm
-
,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体中最近的两个X原子之间的距离为
________cm(用代数式表示)。
根据信息推断出X为C、Y为N、Z为O、Q为Mg、R为Si、T为Cu,而结合(5)
解析:
中信息可知G为Na。(1)原子中每个电子的运动状态都不相同,N原子有7个电子,故有7种运动状态不同的电子;Cu的电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s,共有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s7种不同的原子轨道的电子。(2)注意第一电离能的反常性。(3)CO2中C采取sp杂化,故CNO中C也采取sp杂化。(4)1 mol SiO2含4 mol Si—O键,SiO2与HF反应生成的SiF4的空间构型为正四面体形,而生成的H2O为V形。(6)112+
氨水过量后,生成的是配离子[Cu(NH3)4]。(7)晶胞中原子数=×8+×6+4=8;两个C原子间最近的
82
13
距离是晶胞体对角线的,即a(a为晶胞棱长),根据上述思路可计算。
44答案:(1)77(2)C<O<N(3)sp杂化(4)4 正四面体形、V形
(5)NaF与MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,故SiF4的熔点最低;Mg的半径比Na的半径小、所带
电荷数多,晶格能:MgF2>NaF,故MgF2的熔点比NaF高(6)Cu+2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH+4、Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]+2OH+4H2O3396
(7)8×4ρNA
2+
-
2+
2+
+
-
2
2
6
2
6
10
1