高考化学备考章节试题详解晶体结构与性质

高考化学备考章节试题详解晶体结构与性质

第十一章　第三节　‎ ‎1．(2019·湖北八校第一次联考)KIO3是一种重要的无机化合物，可作食盐中的补碘剂。回答下列问题：‎ ‎(1)基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr的低，原因是___________________________________。‎ ‎(2)K＋与Cl－具有相同的电子构型，r(K＋)小于r(Cl－)，原因是_____________________ ___________________________________________________。‎ ‎(3)KIO3中阴离子的空间构型是_________， 中心原子的杂化形式为________。‎ ‎(4)由于碘是卤素中原子半径较大的元素，可能呈现金属性。下列事实能够说明这个结论的是________(填序号)。‎ A．已经制得了IBr、ICl等卤素互化物和I2O5等碘的氧化物 B．已经制得了I(NO3)3、I(ClO)3·H2O等含I3＋离子的化合物 C．碘易溶于KI等碘化物溶液，形成I离子 D．I4O9是一种碘酸盐 ‎(5)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。与K紧邻的O个数为________，已知阿伏加德罗常数的值为NA，则KIO3的密度为______________________(列式表示)g·cm－3。 ‎ ‎ (6)若KIO3晶胞中处于左下角顶角的K原子的坐标参数为(0,0,0) ，位于下底面面心位置的O原子的坐标参数为，在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，设左下角顶角的I原子的坐标参数为(0,0,0)，则K原子的坐标参数为________。‎ ‎【答案】(1)N　球形　 K的原子半径比Cr的原子半径大且价电子数少，金属键较弱 ‎(2)K＋核电荷数较大 ‎(3)三角锥形　sp3　 (4)B、D ‎(5)12　或 ‎(6) ‎2．(2017·陕西西铁一中一模)(1)按已知的原子结构规律，27号元素在周期表中的位置是__________，其价电子的轨道排布图为______________。‎ ‎(2)若en代表乙二胺(NH2CH2CH2NH2)，则配合物[Pt(en)2]Cl4中心离子的配位原子数为______。‎ ‎(3)BeCl2是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。它们的结构简式如下，指出Be的杂化轨道类型。‎ Cl—Be—Cl______‎ ‎______‎ ‎______‎ ‎(4)磷化硼(BP)是通过三溴化硼和三溴化磷在高温氢气氛围下(＞750 ℃)反应制得。BP晶胞如图所示。‎ ‎①画出三溴化硼和三溴化磷的空间结构式。三溴化硼__________，三溴化磷__________。‎ ‎②在BP晶胞中B的堆积方式为________。计算当晶胞晶格参数为478 pm(即图中立方体的每条边长为478 pm)时磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离____________。‎ ‎【答案】(1)第四周期第Ⅷ族　‎ ‎(2)4　(3)sp　sp2　sp3　(4)①BBrBrBr　　②面心立方最密堆积　 ‎ ‎【解析】(1)27号元素原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，处于第四周期第Ⅷ族，其价电子的轨道排布式为3d74s2，价电子排布图为。‎ ‎(2)配合物[Pt(en)2]Cl4中心离子与N原子形成配位键，中心离子的配位原子数为4。‎ ‎(3)Be原子形成2个Be—Cl键，没有孤对电子，杂化轨道数目为2，Be原子杂化方式为sp；Be原子形成3个B—Cl键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3，Be原子杂化方式为sp2；Be原子形成4个B—Cl键，没有孤对电子，杂化轨道数目为4，Be原子杂化方式为sp3。‎ ‎(4)①三溴化硼分子中硼原子的价层电子对数为3＋ ‎＝3，没有孤电子对，所以分子空间构型为平面三角形。三溴化磷分子中磷原子的价层电子对数为3＋＝4，P原子有一对孤电子对，所以分子空间构型为三角锥形。②由晶胞结构可知，在BP晶胞中B的堆积方式为面心立方最密堆积。P原子与周围的4个B原子最近且形成正四面体结构，二者连线处于体对角线上，为体对角线的1/4，立方体的每条边长为478 pm，则晶胞体对角线长为×478 pm，则P原子与B原子最近距离为×478 pm×＝ pm。‎ ‎3．Ⅰ.(2018·河南信阳四模节选)常见铀的化合物有UF4、UO2及(NH4)4[UO2(CO3)3]等。回答下列问题：‎ ‎(1)UF4用Mg 或Ca还原可得金属铀。与钙同周期基态原子的未成对电子数为2 的元素共有_________种；原子序数为镁元素的二倍的元素的基态原子价电子排布图为______________。‎ ‎(2)已知：i.2UO2＋5NH4HF2 2UF4·NH4F＋3NH3↑＋4H2O ↑；ii.HF的结构为[F－H…F]－。‎ ‎①NH4HF2中含有的化学键有______ (填选项字母)。‎ A．氢键 B．配位键 C．共价键 D．离子键　E．金属键 ‎②与氧同周期，且第一电离能比氧大的元素有______种。‎ ‎(3)已知：3(NH4)4[UO2(CO3)3] 3UO2＋10NH3↑＋9CO2↑＋N2↑＋9H2O ↑‎ ‎①写出与NH互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式________、________。‎ ‎②分解所得的气态化合物的分子键角由小到大的顺序为________________(填化学式)。‎ ‎(4)C元素与N元素形成的某种晶体的晶胞如左下图所示(8个碳原子位于立方体的顶点，4 个碳原子位于立方体的面心，4 个氮原子在立方体内)，该晶体硬度超过金刚石，成为首屈一指的超硬新材料。‎ ‎①晶胞中C 原子的配位数为________。该晶体硬度超过金刚石的原因是_________ __________________________________________________________。‎ ‎②已知该晶胞的密度为d g/cm3，N原子的半径为r1 cm，C原子的半径为r2 cm，设NA为阿伏加德罗常数，则该晶胞的空间利用率为__________________(用含d、r1、r2、NA的代数式表示，不必化简)。‎ Ⅱ.(2019·广东广州调研节选)MgB2晶体结构如右上图所示。B原子独立为一层，具有类似于石墨的结构，每个B原子周围都有________个与之等距离且最近的B原子；‎ 六棱柱底边边长为a cm，高为c cm, 阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为________________g·cm－3(列出计算式)。‎ ‎【答案】Ⅰ. (1) 　(2)①B、C、D　②3‎ ‎(3)①CH4、SiH4、GeH4(任写一种)　BH、AlH(任写一种)　②H2OKClO3>I2‎ ‎(2)①⑤③②④⑥‎ ‎(3)CO2　H2　H2、CO2、HF　HF　(NH4)2SO4　SiC　SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2‎ ‎(4)金属晶体　离子晶体 ‎(5)氟化钠与氟化镁为离子晶体，氟化硅为分子晶体，故氟化硅的熔点低；镁离子半径比钠离子半径小，镁离子带的正电荷数比钠离子的多，故氟化镁的熔点比氟化钠的高 ‎(6)分子　b、c ‎7．(1)若NiO晶胞中(图1)离子坐标参数A为(0,0,0)，B为(1,1,0)，则C离子坐标参数为________。一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O2－作密置单层排列，Ni2＋填充其中(图2)，已知O2－的半径为a m，每平方米面积上分散的该晶体的质量为______________g。(用a、NA表示)‎ 图1　　　　　　　　　图2‎ ‎(2)Sn的一种同素异形体——灰锡的晶体结构类似金刚石，立方晶胞结构如图3所示，则锡的配位数是______。假设锡原子(如图3中A、B两原子)在体对角线上外切，晶胞参数为a，计算灰锡的空间利用率约为________。(百分数表示，取两位有效数字)‎ ‎(3)已知：A、B、C三种短周期元素，原子序数依次增大。A是短周期中原子半径最大的元素，B元素3p能级半充满；C是所在周期电负性最大的元素。由A、C两元素形成的化合物组成的晶体中，阴、阳离子都具有球型对称结构，它们都可以看作刚性圆球，并彼此 ‎“相切”。图4所示为A、C形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的剖面图：晶胞中距离一个A＋最近的C－有________个，这些C－围成的图形是____________，若晶体密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值用NA表示，则A＋的离子半径为______________cm(用含NA与ρ的式子表达)。‎ ‎　　　　‎ 图3　　　　　　　　　　　图4‎ ‎【答案】(1)(1，，)　或 ‎(2)4　34%‎ ‎(3)6　正八面体　· ‎ ‎【解析】(1)根据单分子层结构，先取出基本结构单元，平面NiO的基本结构单元为，面积为2a×2a×sin60°＝2a2，则每平方米含有的NiO质量为。 ‎