1、物质与结构综合练习一、单选题1磷化铝(AlP,熔点:2000)通常是作为一种广谱性熏蒸杀虫剂,主要用于熏杀粮食中的储粮害虫等,下列有关说法正确的是AAlP属于分子晶体B起熏杀作用的物质通常是Al(OH)3CAlP能水解或与稀硫酸作用,且均产生一种无毒气体D常用铝与红磷在一定条件下化合制备AlP2硫化锌是一种优良的宽带隙半导体锂离子电池负极材料,具有在充电的同时合金化反应的特点。在充电过程中负极材料晶胞的组成变化如图所示。下列说法正确的是A当1 mol 完全转化为时,转移电子数为2 molB在体对角线的一维空间上会出现“ ”的排布规律C当完全转化为时,每转移6 mol电子,生成3 mol LiZ
2、n(合金相)D若的晶胞参数为a nm,则EF间的距离为nm3含铈(Ce)催化剂催化与甲醇反应是资源化利用的有效途径,该反应的催化循环原理如图所示。下列说法错误的是A物质A为B反应过程涉及的物质中碳原子的杂化方式有3种C反应过程中断裂的化学键既有极性键又有非极性键D反应的总方程式为+H2O4的晶胞结构(晶胞中相同位置的原子相同)如图所示,其中m、n、p、q的原子坐标分别为;。下列说法正确的是A图中所示微粒中,代表O原子的是m、pBi的原子坐标为Cp点的原子坐标为D该晶体的密度为5同主族元素的性质较为相似,下列关于同主族元素性质推测正确的是ALi、Na同主族,因为Na在空气中加热生成Na2O2,所
3、以Li在空气中加热生成Li2O2BF、Cl同主族,因为HCl是强酸,所以HF也是强酸CCa、Ba同主族,因为Ca(OH)2微溶于水,所以Ba(OH)2也微溶于水DF、Cl同主族,因为Cl2能与水反应,所以F2也能与水反应6我国科研工作者利用冷冻透射电子显微镜同步辐射等技术,在还原氧化石墨烯膜上直接观察到了自然环境下生成的某二维晶体,其结构如图所示。下列说法正确的是A该二维晶体的化学式为CaCl2BCaClCa的键角为60CCan+和Cl-的配位数均为3D该晶体可由钙在氯气中燃烧制得7下列关于晶体的说法,不正确的是晶体中粒子呈周期性有序排列,有自范性,而非晶体中粒子排列相对无序,无自范性;含有金
4、属阳离子的晶体一定是离子晶体;共价键可决定分子晶体的熔、沸点;和两种晶体中,的离子键键能较小,所以其熔点比较低;晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列;受热分解生成和,既破坏了离子键,也破坏了共价键;干冰晶体中,一个分子周围有12个分子紧邻;ABCD8W、X、Y、Z为原子序数依次递减的短周期元素,W、Y、Z三种元素分属不同周期不同主族,已知W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数,W、X对应的简单离子核外电子排布相同。W、X、Y、Z能形成如下结构的化合物。下列叙述正确的是AW、X对应的简单离子半径顺序为:XWB该化合物中X元素化合价均为-2价CY的最高价氧化
5、物对应水化物为强酸D对应元素形成的气态氢化物稳定性:YX9CoxNi(1-x)Fe2O4在磁性材料和催化剂领域具有广泛的应用前景,Co3+可以形成配合物Co(NH2CH2CH2NH2)(NH3)2Cl2Cl。下列说法不正确的是A第四周期中不成对电子数目最多的基态原子的价电子轨道表示式为BCoxNi(1-x)Fe2O4中Co、Ni的化合价都是+2,则Fe的化合价是+3C乙二胺与三甲胺N(CH3)3均属于胺,乙二胺的沸点比三甲胺高的原因是乙二胺分子间可以形成氢键,而三甲胺却形成了分子内氢键D该配合物中Co3+的配位数是610已知R、W、X、Y、Z均为短周期主族元素,其中R元素所在的周期数是其族序数
6、的一半,且对应的两种常见氧化物均为酸性氧化物,W元素与Z元素在同一主族,X与其同主族另一元素单质形成的合金可用作原子反应堆导热剂,Y元素原子最外层电子数为m,次外层电子数为n,Z元素原子L层电子数为m+n,M层电子数为m-n,下列叙述中错误的是AR、X、Y对应的简单离子半径:B相同温度下,同浓度的R、W、Z的最高价含氧酸的酸性:RWZC将与分别通入溶液中,现象不同D因为Y的氢化物比R的氢化物稳定,所以Y的氢化物的熔、沸点比R的氢化物的熔、沸点高11短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,其最外层电子数之和为18。X、Y与Z、W位于不同周期,X、Z处于对角线位置且其单质都能与强酸、强碱溶
7、液反应。下列说法错误的是AZ的最高价氧化物为两性氧化物B单质的熔点:CZ与W形成的化合物是共价化合物D简单氢化物的稳定性:12砷化硼晶体是具有超高热导率的半导体材料,其结构如图所示,若晶胞参数为a nm,下列说法正确的是A砷化硼的化学式为B7As2B与顶点B原子距离最近且等距的B原子有6个C晶胞内的4个As原子所围成的空间结构为正四面体形DB、As原子之间的最短距离为13化学式为的笼形包合物基本结构如图所示(H原子未画出)。与连接形成平面层,两个平面层通过分子连接,中间的空隙填充苯分子。下列说法正确的是AB该结构不是晶胞结构单元C结构中N原子均参与形成配位键D半数与C原子配位,且所有的配位数相
8、同14金属及其化合物在生产生活中应用广泛。2011年云南的“乌铜走银”制作技艺列入国家级非物质文化遗产名录。制作中的走银工序是将氧化变黑的银丝嵌入铜器表面已錾刻好的花纹内,再经揉黑工序,用手边焐边搓揉铜器,直到铜器表面变成乌黑、银丝变得光亮。近期中国科学院在含银化合物运用于超离子导体方面取得突破性进展,制得的AgI晶体在室温下的电导率比普通多晶的AgI提高了近5个数量级。-AgI晶体中I作体心立方堆积(如图所示),Ag可分布在由I构成的空隙位置上。在电场作用下,Ag无需克服太大阻力即可发生迁移。已知:阿伏加德罗常数为NA。下列说法不正确的是AI的最外层电子排布式为5s25p6BAg位于I构成的
9、全部八面体空隙上C-AgI晶体的摩尔体积为m3mol1D-AgI晶体可用作电池的电解质15某有机物的结构简式如下图所示,是合成抗菌药物的重要中间体。下列说法中正确的是A该有机物含有3种官能团B该有机物的分子式为C1该有机物最多能与5发生加成反应D该分子中只有3个采取杂化的原子16某水性钠离子电池电极材料由Na+、Fe2+、Fe3+、CN-组成,其立方晶胞嵌入和嵌出Na+过程中,Fe2与Fe3+含量发生变化,依次变为格林绿、普鲁士蓝、普鲁士白三种物质,其过程如图所示。下列说法错误的是A基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2,失去4s电子转化为Fe2+B导电能力普鲁士蓝小于普鲁士白C普鲁士蓝中F
10、e2+与Fe3+个数比为1:2D若普鲁士白的晶胞棱长为apm,则其晶体的密度为二、结构与性质17砷化镓是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图所示。(1)As原子的基态价电子排布式是_。Ga在元素周期表中的位置是_。Ga与As基态原子未成对电子数之比是_。(2)砷化镓晶体可以通过三甲基化镓与反应制备:。中Ga的杂化类型是_。分子的空间结构为_。请从物质结构与性质的角度解释沸点低于同主族氢化物的事实:_。(3)通过砷化镓晶胞结构可判断:Ga原子的配位数为_。(4)已知阿伏伽德罗常数为,立方体晶胞棱长为。试求:Ga与As间最短距离为_nm。晶体的密度为_(列出计算式)。18()如图所示为高温超导领域
11、里的一种化合物钙钛矿晶胞结构,该结构是具有代表性的最小重复单位。(1)该晶胞结构中,元素氧、钛、钙的离子个数比是_,该物质的化学式可表示为_。(2)若钙、钛、氧三元素的相对原子质量分别为a、b、c,晶胞结构图中正方体边长(钛原子之间的距离)为,阿伏加德罗常数为,则该晶胞的密度为_。()氮化碳的结构如下图所示:已知氮化碳和氮化硅晶体结构相似,是新型的非金属高温陶瓷材料,它们的硬度大、熔点高、化学性质稳定。(3)氮化硅的硬度_(填“大于”或“小于”)氮化碳的硬度,原因是_;(4)已知氮化硅的晶体结构中,原子间都以单键相连,且氮原子与氮原子不直接相连、硅原子与硅原子不直接相连,同时每个原子都满足最外
12、层8电子稳定结构,请写出氮化硅的化学式:_。(5)第A、A族元素组成的化合物等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与晶体硅相似。在晶体中与同一个原子相连的N原子构成的空间构型为_,属于_晶体。19硅化镁是一种窄带隙型半导体材料,在光电子器件、能源器件、激光、半导体制造等领域具有重要应用前景。硅化镁的晶胞参数,结构如图所示。(1)Si原子的配位数为_(2)晶胞在对角面方向的投影图为_(填字母)。ABCD(3)阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度_(列出计算式)。20根据报道,贵州发现的超大型锰铜矿区资源量已超两亿吨。锰矿是国家紧缺战略矿产之一,在电池、磁性新材料等方面都有广泛应用。请回答下列问题
13、:(1)铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化一氧化碳和甲醛(HCHO)。基态锰原子的价层电子排布式为_。Mn元素的一种配合物K3Mn(CN)6具有反磁性,该配合物中键和键的个数比为_。HCHO分子的H-C-H键角_(填“大于”“小于”或“等于”)CO2的键角,理由是_。向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液,所得沉淀经高温灼烧,可制得CuMn2O4,NO的立体构型是_。(2)比较熔点:AlCl3_AlF3(填“”“”“、=)。ii.已知氮化硼晶胞的边长为,则晶胞密度为_(用含有a、的代数式表示)。参考答案:1D【详解】A的熔点为,比较高,属于
14、共价晶体,A项错误;B可发生水解:,没有氧化性,不能熏杀害虫,有剧毒,可熏杀害虫,B项错误;C与稀硫酸发生反应:,水解或与稀硫酸作用均可产生有毒气体,C项错误;D红磷和铝粉烧制可得到磷化铝,该反应为化合反应,D项正确;故选D。2D【详解】A当1 mol 完全转化为时,转移电子数为2()mol,A错误;B根据结构,体对角线的一维空间上会出现“ ”的排布规律,B错误;C当完全转化为时,Li+、Zn2+转化为LiZn合金,生成1molLiZn转移3mol电子,每转移6 mol电子,生成2mol LiZn(合金相),C错误;D若的晶胞参数为a nm,则EF间的距离为nm=nm,D正确;故选D。3C【分
15、析】结合反应过程,A为CH3OH,B为CO2,据此解答。【详解】A反应发生取代反应,A为CH3OH,A正确;BCO2中C为sp杂化,中C为sp2杂化,甲醇中C为sp3杂化,有3种杂化方式,B正确;C反应过程中断裂的化学键只有极性键,没有非极性键,C错误;D由题图分析可知,反应物为和,生成物为和,则反应的总化学方程式为+H2O,D正确;故选C。4C【详解】A由于晶胞中相同位置的原子相同,若m、p代表O原子,则晶胞中含有O原子数为1+818=2, Ti原子数为412+2=4,根据TiO2的化学式可知,该晶胞中应含有1个Ti原子,与晶胞结构不符合,故代表氧原子的是n、q,代表Ti原子的是m、p;故选
16、项A错误;B根据晶胞可以知道,q、i位置的O原子与体心Ti原子处于同一平面,且处于对角线上,q的坐标为(0.19a,0.81a,0.5c),则i原子的坐标为(0.81a,0.19a,0.5c),故选项B错误;C由图可知,p点位于晶胞的顶点,则p点的原子坐标为(a,a,c),故C选项正确;D根据“均摊法”,每个晶胞中含有Ti原子数为1+818=2, 含有O原子数为412+2=4,则晶胞的质量为m(晶胞)=80NA2g;晶胞的体积为V(晶胞)=(a1010cm)2(c1010cm)=a2c1030cm3,故该晶胞体的密度为=m(晶胞)V(晶胞)=80NA2ga2c1030cm3=160NAa2c1
17、030g/cm3;故选项D错误。5D【详解】ALi在空气中加热生成Li2O,故A错误;BHF是弱酸,故B错误;CBa(OH)2易溶于水,故C错误;DF、Cl同主族,氟气的氧化性比氯气的氧化性强,因为Cl2能与水反应,所以F2也能与水反应,故D正确;故选D。6C【详解】A由俯视图可知,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;B结合侧视图可知,CaClCa构成的为非平面六边形,其CaClCa的键角不是60,B错误;C由A分析可知,Can+、Cl-周围最近的离子数均为3,故配位数均为3,C正确;D钙在氯气中燃烧生成氯化钙CaCl2,
18、由A分析可知,不能得到该晶体,D错误;故选C。7D【详解】晶体中粒子呈周期性有序排列,有自范性;而非晶体中原子排列相对无序,无自范性,故正确;含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体,如金属晶体中含有金属阳离子,故错误;共价键可决定原子晶体的熔、沸点,分子间作用力决定分子晶体的熔、沸点,故错误;MgO和NaCl两种晶体中, MgO中离子半径小、离子所带电荷多,晶格能较大,所以其熔点比较高,故错误;晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列,故正确;受热分解生成和,破坏了Na+和之间的离子键,也破坏了中的共价键,故正确;干冰晶体中,一个分子周围有12个分子紧邻,故正确;错误的
19、是,选D。8A【分析】W、Y、Z三种元素分属不同周期不同主族,且四种元素的原子序数依次递减的短周期元素,推出Z为H,根据化合物的结构,X形成2个共价键达到稳定结构,W、X对应的简单离子核外电子排布相同,W在化合物中显2价,因此X为O,W为Mg,W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数,推出Y为B,据此分析;【详解】AW、X对应的简单离子为Mg2、O2,它们核外电子排布相同,微粒半径随着原子序数增大而减小,r(O2)r(Mg2),故A正确;B根据化合物的结构可知,该化合物中存在“OO”,该氧元素显-1价,故B错误;CB的最高级氧化物对应水化物为H3BO3,属于一元弱酸,故C错误;D非金属
20、性越强,其气态氢化物的稳定性越强,O的非金属性强于B,则对应元素形成的气态氢化物稳定性:XY,故D错误;故选A。9C【详解】A第四周期中不成对电子数目最多的基态原子为铬,其价电子轨道表示式为,A正确;BCoxNi(1-x)Fe2O4中Co、Ni的化合价都是+2,由化学式各元素化合价代数和为0推知Fe的化合价是+3,B正确;C乙二胺与三甲胺N(CH3)3均属于胺,乙二胺的沸点比三甲胺高的原因是乙二胺分子间可以形成氢键,而三甲胺分子间不能形成氢键,C错误;D由于NH2-CH2-CH2-NH2有两个N原子可以提供两个孤电子对,结合化学式Co(NH2-CH2-CH2-NH2)(NH3)2Cl2Cl,C
21、o3+的配位数为2+2+2=6,D正确;故选C。10D【分析】R、W、X、Y、Z均为短周期主族元素,其中R元素所在的周期数是其族序数的一半,且对应的两种常见氧化物均为酸性氧化物,可知R为S,钠钾合金可用作原子反应堆导热剂,则X为Na,Y元素原子最外层电子数为m,次外层电子数为n,Z元素原子L层电子数为m+n,M层电子数为m-n,则n=2,m=6,所以Y为O,Z为Si,W元素与Z元素在同一主族,则W为C。【详解】AR、X、Y分别为S、Na、O,对应的简单离子半径:,A项正确;B元素非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,非金属性:SCSi,则酸性:H2SO4H2CO3H2SiO3,B项正确;C将与
22、分别通入溶液中,与不反应,无明显现象, 与反应生成沉淀,现象不同,C项正确;DY、R分别为O、S,因为H2O分子间存在氢键,所以H2O的熔、沸点比H2S的熔、沸点高,与其氢化物的稳定性无关,D项错误;答案选D。11D【分析】短周期主族元素X、Z处于对角线位置且其单质都能与强酸、强碱溶液反应,可知X为Be、Z为Al。X、Y、Z、W的最外层电子数之和为18,可推知Y、W的最外层电子数之和为13。X、Y、Z、W可能为Be、O、Al、Cl;X、Y、Z、W可能为Be、F、Al、S。【详解】A由分析可知,Z的最高价氧化物Al2O3为两性氧化物,A正确;B单质的熔点可能为:或者,B正确;CZ与W形成的化合物
23、是AlCl3(或Al2S3)共价化合物,C正确;D简单氢化物的稳定性可能为:或者,D错误; 故选D。12C【详解】A由均摊法可知,晶胞中B原子数目为,晶胞中As原子数目为,化学式为BAs,A错误;B晶胞中B的位置与金刚石中碳原子位置一样,所以晶胞中位于顶点的B原子,与之距离最近且等距的B原子有12个,B错误;C晶胞内的4个As原子位于晶胞内小正方体体心,所围成的空间结构为正四面体形,C正确;DB、As原子之间的最短距离是体对角线的,为,D错误; 故选C。13B【详解】A根据“均摊法”,该结构中的个数为,的个数为,的个数为1,则,A错误;B该结构前后、左右平置时,不能重复,故不是晶胞结构单元,B
24、正确;C结构中中C原子提供孤电子对,与镍的空轨道形成配位键,中氮没有参与形成配位键,C错误;D由图可知,每个镍离子与4个形成配位键,但不是所有镍离子都与形成配位键,故不是所有的配位数相同,D错误;故选B。14B【详解】AI原子核外电子数为53,处于第五周期A族,I的最外层电子排布式为5s25p6,A正确;B -AgI晶体中碘离子为体心立方堆积,Ag主要分布在由I构成的四面体、八面体等空隙中,B错误;C每个晶胞中含碘离子的个数为8+1=2个,依据化学式AgI可知,银离子个数也为2个,晶胞的物质的量n=mol=mol,晶胞体积V=a3m3,则-AgI晶体的摩尔体积Vm=m3mol-1,C正确;D由
25、题意可知,在电场作用下,Ag+不需要克服太大阻力即可发生迁移,因此-AgI晶体是优良的离子导体,在电池中可作为电解质,D正确;故选B。15C【详解】A该有机物含有碳碳双键、羧基、醚键、羰基4种官能团,A错误;B由结构可知,该有机物的分子式为,B错误;C苯环、碳碳双键、酮羰基可以和氢气反应,则1该有机物最多能与5发生加成反应,C正确;D苯环中碳、羰基碳、碳碳双键的碳均为sp2杂化,分子中饱和碳为sp3杂化;分子中的氧原子中还有2个采取杂化,D错误;答案选C。16C【详解】A Fe的原子序数为26,价电子排布式为:,失去2个电子后,转化为Fe2+,A正确; BNa+嵌入越多,导电性越好,根据晶胞结
26、构可判断,1个普鲁士蓝晶胞中含有4个Na+,1个普鲁士白晶胞中含有8个Na+,所以导电能力普鲁士蓝小于普鲁士白,B正确;C普鲁士蓝晶胞一个小立方体中个数、Fe原子个数、个数,所以其原子个数比为,化学式为,为价、的化合价为价,该化学式中Fe元素化合价为,与个数比为1:1,C错误;D普鲁士白晶胞中1个晶胞含有的Na+为8个,Fe原子个数,个数,体积,1个晶胞的质量m=,则该晶体密度,故答案为:,D正确;故选C。17(1) 4s24p3 第四周期A族 13(2) sp2 三角锥形 分子间能形成氢键,而As电负性小,半径大,分子间不能形成氢键(3)4(4) 【详解】(1)As是33号元素,处于周期表中
27、第四周期第A族,基态As原子的价层电子排布式为4s24p3。Ga位于元素周期表的第四周期A族。Ga基态原子未成对电子数为1,As基态原子未成对电子数为3,二者之比是13。(2)中Ga原子最外层3个电子,中Ga原子价层电子对个数为3且不含孤电子对,据此判断Ga和C原子构成的空间构型为平面三角形,杂化类型是sp2。分子中有3个键,1对孤电子对,空间结构为为三角锥形。氮原子半径较小,电负性较大,对应的氨分子间能形成氢键,沸点较高,而As电负性小,半径大,分子间不能形成氢键,沸点较低。(3)Ga原子的配位数要看离Ga最近的As的个数,由图可得离Ga最近的As的个数为4,所以配位数是4。(4)通过砷化镓
28、晶胞结构图示,可知Ga与As间最短距离为体对角线的,该晶胞体对角线长度,Ga与As间最短距离为。在砷化镓晶胞中,砷原子数为,镓原子数为4,晶体的密度为。18(1) (2)(3) 小于 硅原子半径大于碳原子半径,氮碳形成的共价键键长比氮硅形成的共价键键长短,故氮碳形成的共价键的键能大,氮化碳的硬度大(4)(5) 正四面体形 共价【分析】(I)根据晶胞的结构可以知道,利用均摊法可以确定离子个数比及化学式;根据,计算密度。(II)原子晶体键长越短,键能越大,晶体硬度越大;根据最外层8电子稳定结构,写出氮化硅的化学式;GaN晶体与晶体硅结构相似,为原子晶体,空间构型为正四面体结构。【详解】(1)利用均
29、摊法可以知道在每个晶胞中钛离子个数为8=1,氧离子的个数为12,钙离子个数为1,所以氧、钛、钙的离子个数比是3:1:1,化学式可表示为CaTiO3,因此,本题正确答案是: 3:1:1;CaTiO3;(2)因为在每个晶胞中含有一个CaTiO3,根据可以知道密度为(a+b+c)1021/(d310-7)3NAg/cm3= g/cm3,因此,本题正确答案是: ;(3)氮化碳和氮化硅晶体结构相似,是新型的非金属高温陶瓷材料,它们的硬度大、熔点高、化学性质稳定,这说明二者形成的晶体都是原子晶体,由于硅原子半径大于碳原子半径,氮碳形成的共价键键长比氮硅形成的共价键键长短,键能大,所以氮化硅的硬度小于氮化碳
30、的硬度,故答案为:小于;硅原子半径大于碳原子半径,氮碳形成的共价键键长比氮硅形成的共价键键长短,故氮碳形成的共价键的键能大;(4)N的最外层电子数为5,要满足8电子稳定结构,需要形成3个共价键,Si的最外层电子数为4,要满足8电子稳定结构,需要形成4个共价键,所以氮化硅的化学式为:Si3N4,故答案为:Si3N4;(5)GaN的晶体结构与晶体硅相似,则GaN属于共价晶体,每个Ga原子与4个N原子相连,与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为正四面体形,故答案为:正四面体形;共价。19(1)8(2)D(3)【详解】(1)以面心Si原子为基准,同一晶胞内距离最近且相等的Mg原子有4个,紧邻晶胞
31、中与Si原子距离最近且相等的还有4个Mg原子,故Si原子的配位数为8。(2)据晶胞投影分析,将原子投影在投影面上得到投影图为,D正确; 故选D。(3)晶胞内Si原子个数为,Mg原子个数为8,则该晶体的化学式为,晶体的密度。20(1) 3d54s2 1:1 小于 HCHO中C为sp2杂化,CO2中C为sp杂化 平面三角形(2) AlCl3属于分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,而AlF3属于离子晶体,熔化时破坏离子键,离子键强度比分子间作用力强(3) MnO2 【详解】(1)基态Mn原子核外有25个电子,其核外电子排布式为Ar3d54s2,故其价层电子排布式为3d54s2;配位键属于键,碳氮三键中
32、有2个键,1个键,配合物K3Mn(CN)6中含有12个键,12个键,键和键的个数比为1:1;HCHO分子中C原子采取sp2杂化,则H-C-H键角约为120;CO2分子中C原子采取sp杂化,则CO2的键角为180,故HCHO分子的H-C-H键角小于CO2的键角;NO中心原子价层电子对数为+3=3,没有孤电子对,立体构型是平面三角形。(2)AlCl3属于分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,而AlF3属于离子晶体,熔化时破坏离子键,离子键强度比分子间作用力强,熔点:AlCl3AlF3。(3)在该晶体中含有的Mn原子个数为:812,含有的O原子数目为:424,Mn:O2:41:2,所以该锰的氧化物的化学
33、式为MnO2;该晶体的密度为。21(1)(2) B【详解】(1)氨硼烷的相对分子质量为31,一个氨硼烷的超晶胞中含有16个氨硼烷,该超晶胞的质量为,体积为,则氨硼烷晶体的密度为。故答案为:;(2)分析题图2可知,晶胞中的个数为,的个数为,晶胞的质量为,晶胞体积为,故晶体的密度为。根据题图3、4可知晶胞在轴方向的投影图为B。故答案为:;B。22(1) 3d5 铁(或Fe)(2) 三角锥形 sp3(3) 分子 配位键、共价键(4) 相同电荷的离子,半径越小,离子间的静电作用力越大,离子晶体的晶格能越大(5) 21 50% 1010【详解】(1)铁是26号元素,基态铁离子的价电子排布式为3d5;钴、
34、镍的基态原子的价电子排布式分别为3d74s2、3d84s2,三种元素原子的核外未成对电子数分别为4、3、2,未成对电子数最多的是铁,故答案为3d5;铁;(2)在Co(NH3)6Cl3晶体中配体分子是氨气分子,氨气分子中N原子的价层电子对数=3+ (5-31)=3+1=4,立体构型是三角锥形,其中心原子的杂化轨道类型为sp3,故答案为三角锥形;sp3;(3)Fe(CO)5的熔点为253K,沸点为376K,熔沸点较低,因此Ni(CO)4的熔沸点也较低,Ni(CO)4固体属于分子晶体,存在的化学键有配位键、共价键,故答案为分子;配位键、共价键;(4)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明
35、二者都是离子晶体,离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子晶体的晶格能越大,熔点越高;由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,所以NiO的晶格能大于FeO,熔点是NiOFeO,故答案为;相同电荷的离子,半径越小,离子间的静电作用力越大,离子晶体的晶格能越大;(5)结构中如1、3、6、7的O2-围成的正四面体空隙有8个,由图可知晶体结构中O2-离子数目为8+6=4,故正四面体空隙数与O2-离子数目之比8:4=2:1;图示结构中O2-离子数目为8+6=4,则含有Fe3+和Fe2+的总数为3,图示结构中有4个正八面体空隙,Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面
36、体空隙中,另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面体空隙中,则有50%的正八面体空隙没有填充阳离子;图示结构中O2-离子数目为8+6=4,则含有Fe3+和Fe2+的总数为3,晶胞中有8个图示结构单元,1mol晶胞的质量为8(356+416)=8232g,则晶体密度=5.18g/cm3,a=1010,故答案为21;50%;1010。【点睛】本题考查晶胞计算、分子结构、核外电子排布、化学键、杂化轨道等。本题的难点是(5),要正确理解题意,在计算晶胞参数是要注意“晶胞中有8个图示结构单元”。23(1)CD(2) 32 【详解】(1)A石墨层与层之间的作用力为分子间作用力,石墨属于混合型晶体,则从石墨中剥
37、离石墨烯需要破坏分子间作用力,A错误;B石墨晶体由碳原子构成,层内每个碳原子形成3个键,且不存在孤电子对,价电子对数为,碳原子采取sp2杂化,B错误;C石墨属于混合型晶体,层与层之间的作用力为分子间作用力,C正确;D每个碳原子为3个六元碳环共有,则石墨烯中平均每个六元碳环含有的碳原子数为2,D正确;故答案为:CD。(2)金刚石晶胞中,有8个碳原子位于顶,点,6个碳原子位于面心,4个碳原子位于体内,则金刚石晶胞中碳原子数目为,碳的晶体结构可以看成金刚石晶体中每个碳原子由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代,故1个碳晶胞含有的碳原子个数为;由题意可知,碳的密度为金刚石的一半,即,而根据晶胞中碳原子
38、的数目,可知,则,而晶胞棱长,故碳晶胞的棱长和金刚石晶胞的棱长之比为。故答案为:32;。24(1)图b不是晶体结构中的最小重复单元(2) 4 (3)【详解】(1)图b中8个顶点的原子不一样,不是晶体结构中的最小重复单元;故答案为:图b不是晶体结构中的最小重复单元。(2)图c晶胞底面中心原子为Hg原子,与其最近的Sb原子有两个,在其下方晶胞中还有2个Sb原子,故该晶胞中最近有Sb原子个数为4;每个晶胞中Hg原子数目为;Ge原子的数目为;Sb原子数目为8,故该晶胞中粒子个数之比为Hg:Ge:Sb=1:1:2;故答案为:4;1:1:2。(3)每个晶胞中含有HgGeSb2的数目为4,则1mol HgGeSb2体积为,因1mol HgGeSb2质量为Mrg,故X晶体的密度为;故
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