1、2020年03月11日高中化学晶胞相关计算练习题学校：_姓名：_班级：_考号：_题号一二三总分得分注意事项：注意事项：1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2、请将答案正确填写在答题卡上 第1卷评卷人得分一、单选题1.下列对分子性质的解释中,不正确的是( )A.碘易溶于四氯化碳,甲烷难溶于水都可用相似相溶原理解释B. 乳酸()存在对映异构体,因为其分子中含有一个手性碳原子C.在NH3分子中存在极性共价键和配位键D.由上图知酸性: ,因为分子中有非羟基氧原子2.正硼酸()是一种片层状结构的白色晶体,层内的分子之间通过氢键相连(层状结构如图所示,图中“虚线”表示氢键).下列有关说法正确的是
2、( )A. 分子的稳定性与氢键有关B.含1mol 的晶体中有3mol氢键C.分子中B、O最外层均为8e-稳定结构D. B原子杂化轨道的类型sp2,同层分子间的主要作用力是范德华力3.已知磷酸的分子结构如图所示,分子中的三个氢原子都可以跟重水分子()中的原子发生氢交换。又知次磷酸()也可跟进行氢交换,但次磷酸钠()却不能跟发生氢交换。由此可推断出的分子结构是( )A.B.C.D.4.2001年报道硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高纪录。如图所示为该化合物晶体的结构单元:镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面还各有一个镁原子;6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式为( )A.MgB
3、B.MgB2 C.Mg2BD.Mg3B25.如图是晶胞的结构.下列说法正确的是( )A.一个晶胞中含有8个B.一个晶胞中含有8个C.在晶胞中的配位数为4D.在晶胞中的配位数为86.晶胞如图所示。在晶胞中,表示,表示。已知晶体的密度为,的摩尔质量为,阿伏加德罗常数为,则在晶体中每个和与之等距且最近的之间的距离为( ) A. B.C. D. 评卷人得分二、填空题7.A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A2-和B+具有相同的电子构型；C、 D为同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：（1)四种元素中电负性最大的是 (填元素符号），其中C原子
4、的核外电子排布布式为_。（2）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是 (填分子式)，原因是 ；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为 和 。（3）C和D反应可生成组成比为1：3的化合物E， E的立体构型为 ，中心原子的杂化轨道类型为 。（4）化合物D2A的立体构型为 ，中心原子的价层电子对数为 ，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为 。（5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数，a= 0566nm， F 的化学式为 ：晶胞中A 原子的配位数为 ；列式计算晶体F的密度(gcm-3) 。8.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
5、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Ga_As，第一电离能Ga_As。（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1000，GaCl3的熔点为77.9，其原因是_。（5）GaAs的熔点为1238，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_。9.硅是重要的半
6、导体材料,构成了现代电子工业的基础。回答下列问题:1.基态原子中,电子占据的最高能层符号为_,该能层具有的原子轨道数为_、电子数为_。2.硅主要以硅酸盐、_等化合物的形式存在于地壳中。3.单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以_相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献_个原子。4.单质硅可通过甲硅烷()分解反应来制备。工业上采用和在液氨介质中反应制得,该反应的化学方程式为_。5.碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:化学键键能()356413336226318452硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是 。的稳定性小
7、于更易生成氧化物,原因是 。6.在硅酸盐中, 四面体(如下图)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中原子的杂化形式为_,与的原子数之比为_,化学式为_。10.根据所学知识回答下列问题。1.碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如下图所示:在石墨烯晶体中,每个原子连接_个六元环,每个六元环占有_个原子;在金刚石晶体中, 原子所连接的最小环也为六元环,每个原子连接_个六元环,六元环中最多有_个原子在同一平面。2. 石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转
8、化为氧化石墨烯(图乙)。石墨烯可转化为富勒烯(),某金属与可制备一种低温超导材料,晶胞如下图所示, 原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中原子的个数为_,该材料的化学式为_。3. 碳元素单质有多种形式,下图依次是、石墨和金刚石的结构图:回答下列问题:属于_晶体,石墨属于_晶体。金刚石晶胞中含有_个碳原子。若碳原子半径为,金刚石晶胞的边长为,根据硬球接触模型,则_,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率_(不要求计算结果)。11.回答下列问题。1. 的一种晶体如图甲所示,若按图甲中虚线方向切乙得到的AD图中正确的是_。 ABC D2.1183以下纯铁晶体的基本结构单元如图1所示,1183以上转变为图2所
9、示结构的基本结构单元,在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。在1183以下的纯铁晶体中,与铁原子等距离且最近的铁原子数为_个;在1183以上的纯铁晶体中,与铁原子等距离且最近的铁原子数为_个。纯铁晶体在晶型转变前后,二者基本结构单元的边长之比为(1183以下与1183以上之比)_。3.人们一直致力于人工固氮的研究,以获得廉价的氮肥。科学家先后提出并合成了固氮酶的多种模拟物。其中一类是含原子的类立方体结构,如下图所示: 图中左右两边对称,各含一个近似为立方体的结构,每个立方体含有4个原子、4个原子,它们位于立方体的8个顶点,且原子间只有一种化学键。请在图中左边立方体的中填写出其余3个原子。上述一
10、个立方体中4个原子所在的顶点连接所构成的空间几何体为_。12.完成下列各小题.1.下列关于和的说法正确的是_(填序号)。a. 固态属于分子晶体b. 分子中含有极性共价键,是极性分子c. 因为碳氢键键能小于碳氧键,所以熔点低于d. 和分子中碳原子的杂化类型分别是和2.在基催化剂作用下, 和反应可获得化工原料和。 基态原子的电子排布式为,该元素位于元素周期表中的第族。能与形成正四面体形的配合物,1中含有键。3.定条件下, 、都能与形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。与形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。 “可燃冰”中分子间存在的2种作用力是_ 为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家
11、提出用置换的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586,根据上述图表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是_。13.1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg,以表彰他们用射线对晶体结构的分析所作出的贡献。1.科学家通过射线探明, 、晶体结构相似,其中三种晶体的晶格能数据如下表:晶体晶格能78671534013791四种晶体、熔点由高到低的顺序是_。2.科学家通过射线推测胆矾中微粒间的作用力,胆矶的结构示意图可简单表示如下: (1)胆矾晶体中含有_(填字母代号)。a.配位键b.离子键c.极性共价键d.金属键e.氢键f.非极性共价键(2) 还能与、
12、等形成配位数为4的配合物,已知具有对称的空间构型, 中的两个被两个取代,能得到两种不同结构的产物,则的空间构型为_。(3) 下列选项中,金属铜采用的堆积方式为_(填字母代号)。a. b. c. d.14.下图是过氧化氢( H2O2)的空间结构示意图。1.写出过氧化氢分子的电子式:_。2.下列关于过氧化氢的说法中正确的是_(填序号) 。分子中有极性键分子中有非极性键氧原子的轨道发生了sp2杂化OO共价键是 P-P 键过氧化氢分子是非极性分子3.过氧化氢分子之间易形成氢键,该氢键的表示式是_。4.过氧化氢难溶于二硫化碳 , 主要原因是_。过氧化氢易溶于水,主要原因是_。5.过氧乙酸也是一种过氧化物
13、 ,它可以看作是过氧化氢分子中的一个氢原子被乙酰基取代的产物,是一种常用的杀菌消毒剂。 在酸性条件下过氧乙酸易发生水解反应生成过氧化氢。写出过氧乙酸发生水解反应的化学方程式(有机物用结构简式表示) :_。过氧乙酸用作杀菌消毒剂的原因是_。15.锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:1.基态Ge原子的核外电子排布式为Ar_,有_个未成对电子2.Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析,原因是_3.比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因_GeCl4GeBr4GeI4熔点/-49.526146
14、沸点/83.1186约4004.光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是_5.Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为_,微粒之间存在的作用力是_6.晶胞有两个基本要素:原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,如图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为;C为则D原子的坐标参数为_晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm,其密度为_gcm-3(列出计算式即可)16.诺贝尔化学奖曾授予对发现C60有重大贡献的三位科学家,C60分子是形如足球状的多面体(如图所
15、示),该结构的建立基于以下理论:(1)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键。(2)C60分子只含有五边形和六边形。(3)多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:顶点数+面数棱边数=2据上所述,可推知C60分子有12个五边形和20个六边形,C60分子所含的双键数为30。请回答下列问题:1.固体C60与金刚石相比较,熔点较高的应是_,理由是_2.试估计C60跟F2在一定条件下能否发生反应生成C60F60_(填“可能”或“不可能”)。并简述其理由:_3.通过计算,确定C60分子所含单键数为_17.【化学选修3:物质结构与性质】现有A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种
16、元素,它们位于元素周期表的前四周期。B的基态原子含有3个能级,且每个能级所含的电子数相同;D的原子核外有8个运动状态不同的电子;E与F处于同一周期相邻的族,它们的原子序数相差3,且E的基态原子有4个未成对电子。请回答下列问题:1.请写出:D基态原子的价层电子排布图:_;F基态原子的价层电子排布式:_。2.下列说法错误的是_(填字母代号)。A.二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大,所以沸点:SiO2CO2B.电负性顺序:BCH2S,水分子更稳定的原因是水分子间存在氢键3.F离子是人体内多种酶的辅因子,人工模拟酶是当前研究的热点。向F的硫酸盐溶液中通入过量的C与A形成的气体X可生成F(X)42+,该
17、离子的结构简式为_。4.某化合物与F()(表示化合价为+1)结合形成图1所示的离子,该离子中碳原子的杂化方式有_。5.B单质的一种同素异形体的晶胞如图2所示,则一个晶胞中所含B原子数为_。6.D与F形成离子个数比为11的化合物,晶胞与NaCl类似,设D离子的半径为a pm,F离子的半径为b pm,求该晶胞的空间利用率_。18.按要求完成下列题目。1.钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为_、_.2. 常用作转化为的催化剂。分子中原子价层电子对数是_对,分子的立体构型为_;气态为单分子,该分子中原子的杂化轨道类型为_;的三聚体环状结构如图2所示,该结构中原子的杂
18、化轨道类型为_;该结构中键长由两类,一类键长约140,另一类键长约为160,较短的键为_(填图2中字母),该分子中含有_个键。3. 溶解在溶液中,可得到钒酸钠(),该盐阴离子的立体构型为_;也可以得到偏钒酸钠,其阴离子呈如图3所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为_。19.请依据所学知识,回答下列问题。1.1183以下纯铁晶体的基本结构单元如图所示,1183以上转变为图所示结构的基本结构单元,在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。在1183以下的纯铁晶体中,与铁原子等距离且最近的铁原子数为_个;在1183以上的纯铁晶体中,与铁原子等距离且最近的铁原子数为_;纯铁晶体在晶型转变前后,两者基本结
19、构单元的边长之比为_(1183以下与1183以上之比)。2.人们一直致力于人工固氮的研究,以获得廉价的氮肥。科学家先后提出并合成了固氮酶的多种模拟物。其中一类是含、原子的类立方体结构,如下图所示:图中左右两边对称,各含一个近似为立方体的结构,每个立方体含有4个原子、4个原子,它们位于立方体的8个顶点,且原子间只有一种化学键。请在图中左边立方体的中填写出其余3个原子。上述一个立方体中4个原子所在的顶点连接所构成的空间几何体为_。20.金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题:1. 原子的核外电子排布式为_;2. 、的品体结构类型均与氯化钠的相同, 和的离子半径分别为69
20、和78,则熔点_ (填“”);3. 晶胞中和的配位数分别为_、_;4.金属镍与镧()形成的合金足一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如图1所示,该合金的化学式为_;5.丁二酮肟常用于检验:在稀氨水介质中,丁二酮肟与反应可生成鲜红色沉淀,其结构如图2所示。 该结构中,碳碳之间的共价键类型是键,碳氮之间的共价键类型是_,氮镍之间形成的化学键是_; 该结构中,氧氢之间除共价键外还可存在_;该结构中,碳原子的杂化轨道类型有_。21.晶体具有规则的几何外形,晶体中最基本的重复单位被称为晶胞。中学教材中晶体结构即为的一个晶胞。已知晶体的晶胞结构为型,由于晶体缺陷, 。实验测得晶体的密度为: ,晶胞的边长为
21、。1.求中的的具体数值_。2.晶体中元素只有+2价和+3价,则 。3.晶体中,与距离最近且相等的 (或)所围成的空间几何构型是_。a.正方形b.正六面体c.正八面体d.三棱柱4.晶体中, 元素的离子间最近距离为。22.分析化学中常用X射线研究晶体结构,有一种蓝色晶体可表示为MxFey(CN)z,研究表明它的结构特征是Fe2+ 、 Fe3+分别占据立方体的顶点,自身互不相邻,而CN-位于立方体的棱上,其晶体中的阴离子基团的晶胞结构如图所示。1.根据晶胞结构特点,推出阴离子基团的化学式(用最简单整数表示): 。2.什么样的离子(用Mn+表示)与阴离子结合能形成电中性物质?写出此电中性物质的化学式:
22、 。3.指出2中新添加的离子在晶体结构中的位置: 23.单质硼有无定形和晶体两种,参考下表数据填空。金刚石晶体硅晶体硼熔点/390014102573沸点/510026282823硬度106.59.51.硼的晶体类型属于_晶体,理由是_2.下图是晶体硼的结构单元示意图。已知该结构单元是由硼原子组成的正二十面体,其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点,每个顶点上各有1个B原子。通过观察图形及推算,此晶体结构单元由_个硼原子构成,其中BB键的键角为_24.石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(图乙)。石墨烯可
23、转化为富勒烯(C60),用某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图丙所示,M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为_,该材料的化学式为_评卷人得分三、推断题25.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）R基态原子的电子排布式是 ，X和Y中电负性较大的是 （填元素符号）。（2）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_。（3）X与M形成的XM3分子的
24、空间构型是_。（4）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）。（5）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_。26.元素周期表中前四周期的元素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. 和形成的一种离子化合物的晶体结构如图1,则离子的电荷为_。2.这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构,阳
25、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 27.有、四种元素,其中元素和元素的原子都有1个未成对电子, 比少一个电子层, 原子得一个电子填入3轨道后,3轨道已充满; 原子的轨道中有3个未成对电子,其气态氢化物在水中的溶解度在同主族元素所形成的氢化物中最大; 的最高化合价和最低化合价的代数和为4,其最高价氧化物中含的质量分数为40%,且其核内质子数等于中子数; 是由、两种元素形成的离子化合物,其中与离子数之比为2:1。请回答下列问题:1. 元素形成的晶体属于型密堆积,则其晶体内晶胞类型应属于_(填写“六方”“面心立方”或“体心立方”)。2. 的电子排布式为_,在分子中原子的原子轨道发生的是_杂化。3. 的氢化物的空间构型为_,其氢化物在同主族元素所形成的氢化物中沸点最高的原因是_。4. 元素的电负性_元素的电负性(填“”“GeZn; 5.sp3, 共价键6.解析：1.Ge原子序数为32,根据电子排布基本规律,可以得出其核外电子排布式为Ar3d104s24p2,4p有3个轨道,轨道上有2个电子,所以有2个未成对电子。2.锗原子半径大于碳原子,所以锗原子间形
