高中化学金属晶体.docx
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高中化学金属晶体
高中化学金属晶体2019年4月4日
(考试总分:
140分考试时长:
120分钟)
一、填空题(本题共计10小题,共计40分)
1、(4分)下列各图为几种晶体或晶胞的构型示意图。
请回答下列问题:
(1)这些晶体中,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晶体的晶格能,原因是___________________________________________。
(4)每个Cu晶胞中实际占有________个Cu原子,CaCl2晶体中Ca2+的配位数为________。
(5)冰的熔点远高于干冰的重要原因是___________________________________。
2、(4分)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe元素组成。
回答下列问题:
(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过______________方法区分晶体、准晶体和非晶体。
(2)基态Fe原子有_________个未成对电子,Fe3+的电子排布式为:
____________可用硫氰化钾检验Fe3+,形成配合物的颜色为______________
(3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。
乙醛中碳原子的杂化轨道类型为__________;1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为_______。
乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是_______________。
Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有四个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有_____个铜原子。
(4)铝单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405nm,晶胞中铝原子的配位数为________。
列式表示铝单质的密度________________g·cm-3(不必计算出结果)
3、(4分)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。
某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
(1)Fe3+基态核外电子排布式为____________________。
Fe与N相比,第一电离能较大的是_______________。
(2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型为_______________和_______________。
(3)C、N、O三种元素形成的氢化物沸点从高到低的顺序为:
_____________,原因是________________。
(4)1molN2分子中含有σ键____________mol,含π键______________mol。
(5)某FexNy的晶胞如图−1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe(x−n)CunNy。
FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图−2所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。
4、(4分)有X、Y、Z、W、R、Q为前四周期元素,原子序数依次增大。
X、Y最外层电子排布可表示为asa,bsbbpb(a≠b),Y、Z、W是位于P区的同一周期的元素,Y与W原子核外的未成对电子数相等,RW2与ZW2-为等电子体,Q为过渡金属元素,其原子核外没有未成对电子。
请回答下列问题:
(1)Q的最外层电子排布式为_________,RW2的分子立体构型是_________________
(2)Y、Z、W的最简单氢化物中,键角最小的是_______(用分子式表示),YW与Z2互为等电子体,ZW的结构式为____________(若有配位键,请用“→”表示)。
(3)ZX3可以与X+结合成ZX4+,这个过程中发生改变的是____(填序号)。
a.微粒的空间构型b.Z原子的杂化类型
c.X-Z-X的键角d.微粒的电子数
(4)QR在荧光体,光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。
立方QR晶体结构如图所示,一个晶胞中含有的Q原子数为____________。
与R原子最近且距离相等的R原子有_____个。
该晶胞棱长与最近的两个R原子的距离之比为_______
5、(4分)据科技日报网报道,南开大学科研团队借助镍和苯基硼酸共催化剂,首次实现烯丙醇高效、绿色合成。
烯丙醇及其化合物可成甘油、医药、农药香料,合成维生素E和KI及天然抗癌药物紫杉醇中都含有关键的烯丙醇结构。
丙烯醇的结构简式为CH2=CH-CH2OH。
请回答下列问题:
(1)基态镍原子的价电子排布式为___________________。
(2)1molCH2=CH-CH2OH含__________molσ键,烯丙醇分子中碳原子的杂化类型为_____________。
(3)丙醛(CHCH2CHO)的沸点为49℃,丙烯醇(CH2=CHCH2OH)的沸点为91℃,二者相对分子质量相等,沸点相差较大的主要原因是_______________________________。
(4)羰基镍[Ni(CO)4)用于制备高纯度镍粉,它的熔点为-25℃,沸点为43℃。
羰基镍晶体类型是_________________。
(5)Ni2+能形成多种配离子,如[Ni(NH3)6]2+、[Ni(CN)2]2-和[Ni(SCN)2]-等。
NH3的空间构型是_____________,与SCN-互为等电子体的分子为____________。
(6)“NiO”晶胞如图所示。
①氧化镍晶胞中原子坐标参数:
A(0,0,0)、B(1,1,0),则C原子坐标参数为____________。
②已知:
氧化镍晶胞密度为dg·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,则Ni2+半径为__________nm(用代数式表示)。
6、(4分)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ρg·cm-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MGag·mol-1和MAsg·mol-1,原子半径分别为rGapm和rAspm,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____________。
7、(4分)A、B、D、E、G、M六种元素位于元素周期表前四周期,原子序数依次增大。
其中,元素A的一种核素无中子,B的单质既有分子晶体又有原子晶体,化合物DE2为红棕色气体,G是前四周期中电负性最小的元素,M的原子核外电子数比G多10。
请回答下列问题:
(1)基态G原子的核外电子排布式是___________,M在元素周期表中的位置是_______,元素B、D、E的第一电离能由大到小的顺序为______________________(用元素符号表示)。
(2)元素A和E组成的阳离子空间构型为__________________________;化合物ABD的结构式为____________,其中B原子的杂化方式为____。
(3)G、M的晶体晶胞结构如图所示,这两种晶胞中原子的配位数之比为___________。
若晶体M密度为8.9 g·cm-3,则M的晶胞边长是____________________cm(不必计算出结果)。
8、(4分)原子序数依次增大且小于36的X、Y、Z、Q、W四种元素,其中X是原子半径最小的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的3倍,Z与Y同族,Q原子基态时3p原子轨道上有1个未成对的电子,W的原子序数为29。
回答下列问题:
(1)X2Y2分子中Y原子轨道的杂化类型为____。
(2)化合物沸点比较:
X2Y____X2Z,其原因是____。
(3)元素Z最高价氧化物对应水化物的阴离子空间构型为____,与该离子互为等电子体且含有Q元素的一种分子的分子式是____。
(4)W基态原子的核外电子排布式是____,元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如下图所示,该氯化物的化学式是____。
9、(4分)已知A、B、C、D、E都属于元素周期表中前20号元素,原子序数依次增大。
元素周期表中A的电负性最大,B是同周期元素中第一电离能最小的元素,A、D同主族,B、C、D同周期,E是人体的必需元素,缺乏时易引起佝偻病,B、C、D的最高价氧化物对应的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水。
根据以上信息,回答下列问题:
(1)A、D分别可形成简单气态氢化物,其中沸点较低的是____(填化学式),原因是_____。
(2)C元素原子的价电子排布图为____。
(3)B能与氧气反应生成过氧化物,写出与O22-互为等电子体的一个分子和一个离子的化学式_____、________。
(4)CO能与B和Mn形成B[Mn(CO)5],配体是____。
(5)D和铯与不同价态的铜生成两种化合物,其阴离子均为无限长链结构如图所示,a位置上的D原子的杂化轨道类型为_________。
已知其中一种化合物的化学式为CsCuD3,则另一种的化学式为_________(用元素符号表示)。
(6)EA2的晶胞如图所示,若晶胞边长为xpm,则晶胞密度为____g/cm3(用NA和x表示)。
10、(4分)A、B、C、D、E代表前四周期原子序数依次增大的五种元素。
A、D同主族且有两种常见化合物DA2和DA3;工业上电解熔融C2A3制取单质C;B、E除最外层均只有2个电子外,其余各层全充满,E位于元素周期表的ds区。
回答下列问题:
(1)B、C中第一电离能较大的是_________,基态D原子价电子的轨道表达式为____________。
(2)DA2分子的VSEPR模型是____________。
H2A比H2D熔沸点高得多的原因是____________。
(3)实验测得C与氯元素形成化合物的实际组成为C2Cl6,其球棍模型如图所示。
已知C2Cl6在加热时易升华,与过量的NaOH溶液反应可生成Na[C(OH)4]。
①C2Cl6属于____________晶体(填晶体类型),其中C原子的杂化轨道类型为____________杂化。
②[C(OH)4]-中存在的化学键有___________。
(4)工业上制备B的单质是电解熔融B的氯化物,而不是电解BA,原因是_____________。
(5)B、C的氟化物晶格能分别是2957kJ·mol-1、5492kJ·mol-1,二者相差很大的原因是____________。
(6)D与E所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①在该晶胞中,E的配位数为______________。
②已知该晶胞的密度为ρg/cm3,则其中两个D原子之间的距离为_________pm(列出计算式即可)。
二、单选题(本题共计20小题,共计100分)
11、(5分)下列物质的熔、沸点高低顺序中,正确的是()
A.金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅
B.CI4>CBr4>CCl4>CH4
C.MgO>H2O>O2>Br2
D.金刚石>生铁>纯铁>钠
12、(5
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