2019-2020年高考化学总复习 3晶体结构与性质高效演练（选修3）.DOC

2019-2020年高考化学总复习 3晶体结构与性质高效演练（选修3）1.已知周期表中，元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题：(1)W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构，W的氧化物的晶体类型是_。(2)Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是_。(3)R和Y形成的二元化合物中，R呈现最高化合价的化合物的化学式是_。(4)这5种元素的氢化物分子中：立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是(填化学式)_，其原因是_；电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是_。(5)W和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下：W的氯化物与Q的氢化物加热反应，生成化合物W(QH2)4和HCl气体；W(QH2)4在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式(各物质用化学式表示)是_。【解析】本题可结合问题作答。W的氯化物为正四面体结构，则应为SiCl4或CCl4，又W与Q形成高温陶瓷，故可推断W为Si。(1)SiO2为原子晶体。(2)高温陶瓷可联想到Si3N4，Q为N，则有NO2与N2O4之间的相互转化关系。(3)Y的最高价氧化物对应的水化物为强酸，且和Si、N等与同一元素相邻，则只能是S。R为As，所以R的最高价化合物应为As2S5。(4)显然X为磷元素。氢化物沸点顺序为NH3AsH3PH3，因为前者中含有氢键，后两者构型相同，分子间作用力不同。SiH4、PH3和H2S的电子数均为18，结构分别为正四面体形、三角锥形和V形。(5)由题中所给出的含字母表示的化学式可以写出具体的物质，然后配平即可。答案：(1)原子晶体(2)NO2和N2O4(3)As2S5(4)NH3、AsH3、PH3NH3分子间存在氢键，所以沸点最高，相对分子质量AsH3大于PH3，分子间作用力AsH3大于PH3，故AsH3沸点高于PH3SiH4正四面体，PH3三角锥形，H2S角形(V形)(5)SiCl4+4NH3Si(NH2)4+4HCl，3Si(NH2)4Si3N4+8NH32.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_个铜原子，CaCl2晶体中Ca2+的配位数为_。(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_。【解析】(1)冰晶体、干冰晶体均为分子晶体，粒子间通过分子间作用力结合成晶体，Cu晶体中微粒间通过金属键结合形成晶体，MgO和CaCl2晶体中微粒之间通过离子键结合形成晶体。(2)离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷有关，离子半径越小，离子所带电荷越大，则离子晶体熔点越高。金刚石是原子晶体，熔点最高，冰、干冰均为分子晶体，冰中存在氢键，冰的熔点高于干冰。(4)铜晶胞实际占有铜原子数用均摊法分析：8+64，氯化钙类似于氟化钙，Ca2+的配位数为8，Cl-配位数为4。答案：(1)金刚石晶体(2)金刚石、MgO、CaCl2、冰、干冰(3)小于MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子电荷数；且r(Mg2+)r(Na+)、r(O2-)AsSe；(3)Cu晶体的堆积方式是面心立方最密堆积；其配位数为12；往Cu的硫酸盐溶液中加入过量氨水，可生成Cu(NH3)4SO4，该化合物是离子化合物，在Cu(NH3)4SO4中含有的化学键有离子键、极性键和配位键，A正确；在Cu(NH3)42+中NH3给出孤电子对，Cu2+提供空轨道，B错误；Cu(NH3)4SO4组成元素中第一电离能最大的是氮元素，C错误；S与P互为等电子体，空间构型均为正四面体，D正确；(4)由氨基乙酸铜的分子结构可知，饱和碳原子是sp3杂化，不饱和碳原子是sp2杂化；(5)铜元素与氢元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如题图所示。在每个晶胞中含有Cu：121/6+21/2+36；H：61/3+1+36，n(Cu)n(H)11，所以该化合物的化学式为CuH。答案：(1)3d10(2)BrAsSe(3)面心立方最密堆积12A、D(4)sp3杂化；sp2杂化(5)CuH4.许多金属及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。回答下列有关问题：(1)基态Ni核外电子排布式为_，第2周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是_。(2)已知CrO5中Cr为+6价，则CrO5的结构式为_。金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液体Ni(CO)n，与Ni(CO)n中配体互为等电子体的离子的化学式为_(写出一个即可)。铜是第4周期最重要的过渡元素之一，其单质及化合物有广泛用途。已知CuH晶体结构单元如图所示。该化合物的密度为gcm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞中铜原子与氢原子之间的最短距离为_cm(用含和NA的式子表示)。(3)另一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构，在晶胞中，金原子位于顶点，铜原子位于面心，则该合金中金原子与铜原子个数之比为_，若该晶胞的边长为apm，则合金的密度为_gcm-3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA)。【解析】(1)Ni为28号元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。镍原子中的5个3d轨道上有8个电子，因此有2个电子未成对，第2周期中有两个未成对电子数的原子，其电子排布式分别为1s22s22p2和1s22s22p4，其中电负性最小的是电子排布式为1s22s22p2的原子，即该元素是碳元素。(2)CrO5中Cr为+6价，则Cr应与5个氧原子中的4个O分别形成一个共价键，与另一个O形成2个共价键，再结合氧原子的2价键原则，则该氧化物的结构式应为。Ni(CO)n中的配体为CO，与CO互为等电子体的离子有CN-、等。设该晶胞的边长为xcm，则该晶胞的体积为x3cm3。该晶胞中有8个Cu位于晶胞的8个顶点，6个Cu位于面心，4个H全部位于晶胞内部，根据均摊法，一个晶胞中含有的Cu的数目为8+64，含有的H的数目为4，故一个晶胞的质量为4+4g，则有x3，x，由于氢原子与其周围的4个Cu构成正四面体结构，该正四面体结构中两个铜原子之间的距离为x，而铜原子与氢原子之间的最短距离为cmxcmcm。(3)该晶胞中有8个Au分别位于晶胞的8个顶点上，有6个Cu分别位于晶胞的6个面心上，根据均摊法，该晶胞中含有的Au个数为81，含有的Cu个数为63，故该合金中金原子与铜原子个数之比为13。该晶体的一个晶胞的质量为(197+643)g/NA，晶胞的边长为apma10-12ma10-10cm，则一个晶胞的体积为a310-30cm3，故该合金的密度为gcm-3。答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2C(碳)(2)CN-(或、)(3)13【方法规律】晶体微粒与M、之间的关系若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有xmol微粒，其质量为xMg(M为微粒的相对“分子”质量)；又1个晶胞的质量为a3g(a3为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为a3NAg，因此有xMa3NA。5.(xx成都模拟)铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：(1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为_。(2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是_。(3)S中S以sp3杂化，S的立体构型是_。(4)元素金(Au)处于周期表中的第6周期，与Cu同族，金原子最外层电子排布式为_；一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中铜原子处于面心，金原子处于顶点位置，则该合金中铜原子与金原子数量之比为_；该晶体中，原子之间的作用力是_。(5)CuSO4晶体的构成微粒是_和_，微粒间的作用力是_，该晶体属于_晶体。(6)上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由铜原子与金原子构成的四面体空隙中。若将铜原子与金原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为_。【解析】(1)金属铜与浓硫酸在加热时反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。(2)白色的CuSO4粉末与水结合生成蓝色的CuSO45H2O晶体，该反应常用于检验微量水的存在。(3)硫原子以sp3杂化，且硫原子结合4个氧原子，因此S的空间构型为正四面体形。(4)铜的价电子排布式为3d104s1，最外层只有1个电子，最外层电子排布式为4s1，所以与Cu同族的第6周期的金原子最外层电子排布式为6s1。立方最密堆积的结构中，顶点有8个金原子，顶点上的原子为8个晶胞共用，完全属于该晶胞的有81(个)，6个面的中心共有6个铜原子，面上的原子被2个晶胞共用，完全属于该晶胞的有63(个)，所以铜原子与金原子数量之比为31。金属和合金属于金属晶体，微粒间的作用力为金属键。(5)CuSO4为离子晶体，该晶体由Cu2+和S以离子键结合。(6)氟化钙的晶胞如图所示，在立方体里面有8个F-，每个F-恰好处于4个Ca2+围成的四面体的中间。若把该铜金合金中的铜原子和金原子等同看待，则铜原子和金原子相当于CaF2中的Ca2+，所储氢原子相当于F-，故其化学式为Cu3AuH8。答案：(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O(2)白色CuSO4粉末和水结合生成蓝色的CuSO45H2O晶体(3)正四面体形(4)6s131金属键(5)Cu2+S离子键离子(6)Cu3AuH8【互动探究】若已知在第(4)问中铜合金晶体的密度为gcm-3，M(Cu)agmol-1，M(Au)bgmol-1，则(1)其晶胞质量为多少？提示：由于在晶胞中铜原子处于面心，金原子处于顶点位置，所以铜原子与金原子数量之比为31，取1 mol晶胞，其质量m(3a+b)g，故一个晶胞的质量为g。(2)与金原子距离最近并且相等的铜原子的个数是多少？提示：12个，从三个面上去考虑，每面上4个，共12个，即