2020届高考化学一轮复习晶体结构与性质作业

2020届高考化学一轮复习晶体结构与性质作业

第38讲　晶体结构与性质 ‎1. (1) BeO立方晶胞如下图所示。‎ ‎①BeO晶体中,O2-的配位数为　　　　。 ‎ ‎②若BeO晶体的密度为d g·cm-3,则晶胞参数a=　　　　(列出计算式即可)。 ‎ ‎(2) 氟化亚铁晶胞属于四方晶系,其晶胞结构如下图所示,根据图中所示数据计算该晶体密度ρ=　　　　g·cm-3(列出计算式即可)。 ‎ ‎(3) NaCl晶体的结构如下图所示。已知:NaCl晶体的密度为a g·cm-3,则NaCl晶体中最近两个Na+的距离的数学表达式为 ‎　　　　　　　　cm(用含a、NA的式子表示)。 ‎ ‎(4) 如下图所示为NiO晶体的晶胞结构示意图。‎ ‎①该晶胞中占有阴、阳离子总数是　　　　。 ‎ ‎②已知在NiO晶体中Ni2+的半径为a pm,O2-的半径为b pm,它们在晶体中是紧密接触的,则在NiO晶体中原子的空间利用率为 ‎　　　　　　　　(用含字母a、b的计算式表达)。 ‎ ‎2. (2018·广州第一次调研)铬、钛及其化合物在工业上有重要用途,回答下列问题:‎ ‎(1) Cr基态原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2) 氮化铬(CrN)在超级电容器领域具有良好的应用前景,可由CrCl3·6H2O与尿素[(NH2)2CO]反应先得到配合物Cr[OC(NH2)2]6Cl3,然后在通有NH3和N2混合气体的反应炉内热分解制得。尿素构成元素中电负性由大到小的顺序为　　　　　　　　,中心碳原子的杂化类型为　　　　;Cr[OC(NH2)2]6Cl3含有的化学键类型有　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3) 氮化铬的晶体结构类型与氯化钠的相同,氮化铬熔点(1 282 ℃)比氯化钠的高,主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4) 钙钛矿(CaTiO3)型的结构可看作氧化物超导相结构的基本单元。‎ ‎①图A为立方钙钛矿(CaTiO3)结构的晶胞,晶胞边长为a nm。Ca处于晶胞的顶点,则Ti处于　　　　位置,O处于　　　　位置;与Ca紧邻的O个数为　　　　,Ti与O间的最短距离为　　　　　nm。 ‎ ‎②在图B中画出立方钙钛矿晶胞结构的另一种表示(要求:Ti处于晶胞的顶点;△、●、○所代表的原子种类与图A相同)。‎ 图A　　　 　　图B ‎3. (2019·广东汕头期末)钒(23V)是我国的丰产元素,广泛应用于催化及钢铁工业,有“化学面包”、金属“维生素”之称。回答下列问题:‎ ‎(1) 钒原子的核外电子排布式为　　　　,在元素周期表中的位置为　　　　。 ‎ ‎(2) V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓为　　　　形;气态SO3以单分子形式存在,其分子的立体构型为　　　　形;固体SO3的三聚体环状结构如图1所示,该结构中S—O键长有a、b两类,b键的键长大于a键的键长的原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎ ‎ 图1 图2 图3‎ ‎(3) V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4),该盐阴离子中V的杂化轨道类型为　　　　;也可得到偏钒酸钠,其阴离子呈如图2所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为　　　　。 ‎ ‎(4) 钒的某种氧化物晶胞结构如图3所示。该氧化物的化学式为　　　　,若它的晶胞参数为x nm,则晶胞的密度为　　　　 g·cm-3。 ‎ ‎4. (2018·广东汕头二模)以氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)为代表的第三代半导体材料目前已成为全球半导体研究的前沿和热点,如砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100倍,而耗能仅为10%,推广砷化镓等发光二极管(LED)照明,是节能减排的有效举措。‎ ‎(1) 镓为元素周期表第31号元素,基态镓原子的电子排布式为　　　　　　　　,核外电子占据最高能层符号为　　　　。 ‎ ‎(2) 氮化镓与金刚石具有相似的晶体结构,氮化镓中氮原子与镓原子之间以　　　　键相结合,氮化镓属于　　　　晶体。 ‎ ‎(3) 下列说法正确的是　　　　(填字母) ‎ A. 第一电离能:AsN>C>H　sp2　配位键、共价键、离子键 ‎(3) 氮化铬中离子所带电荷数较多,晶格能较大 ‎(4) ①体心　棱心　6　‎2‎‎2‎a ‎②‎ 解析　(2) (NH2)2CO中含有N、H、O、C,电负性由大到小的顺序为O>N>C>H;(NH2)2CO中碳原子形成双键,则杂化类型为sp2。(4) ①由晶胞图分析,黑球为1个,白球为12×‎1‎‎4‎=3个,三角为1个,黑球为Ca,则白球为O,三角为Ti,Ti与O间的最短距离是面对角线的一半,即‎2‎‎2‎a nm。‎ ‎3. (1) 1s22s22p63s23p63d34s2　第4周期ⅤB族 ‎ (2) 哑铃　平面正三角　a键含有双键的成分,键能大,键长较短;b键为单键,键能较小,键长较长 ‎ (3) sp3　NaVO3‎ ‎(4) VO2　‎‎166×1‎‎0‎‎21‎NA‎·‎x‎3‎ 解析　(2) S原子电子占据最高能级是3p能级,其电子云形状是哑铃形;SO3中S原子价层电子对数=3+‎6-2×3‎‎2‎=3,且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论,判断其空间构型为平面正三角形;根据SO3的三聚体环状结构可知,该结构中硫原子形成4个键,S—O键长有a、b两类,a键含有双键的成分,键能大,键长较短,b键为单键,键能较小,键长较长,所以b键的键长大于a键的键长。(3) VO‎4‎‎3-‎中,V形成4个σ键,孤电子对数为‎5+3-4×2‎‎2‎=0,V的价层电子对数为4,V为sp3杂化;由链状结构可知每个V与3个O形成阴离子,且V的化合价为+5价,则形成的化合物的化学式为NaVO3。(4) 由晶胞可知,V原子位于顶点和体心,V原子个数为1+8×‎1‎‎8‎=2,O原子有4个位于面上、2个位于体内,则O原子个数为4×‎1‎‎2‎+2=4,则该氧化物的化学式为VO2;该晶体的密度为ρ=mV=‎51×2+16×4‎NAg‎(x×1‎0‎‎-7‎cm‎)‎‎3‎=‎166×1‎‎0‎‎21‎NA‎·‎x‎3‎ g·cm-3。‎ ‎4. (1) [Ar]3d104s24p1　N ‎(2) 共价　原子 ‎(3) BD ‎(4) ①(CH3)3Ga+AsH3GaAs+3CH4　②三角锥形　sp2‎ ‎(5) NH3分子间能形成氢键,而AsH3分子间不能形成氢键 ‎(6) ‎‎3‎‎168‎d·‎NA 解析　(3) 同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,则第一电离能As>Ga,故A错误;砷和镓都位于周期表p区,故B正确;同周期元素从左到右电负性逐渐增大,则电负性As>Ga,故C错误;GaP的价电子数为3+5=8,SiC的价电子数为4+4=8,GaAs的价电子数为3+5=8,互为等电子体。(4) ②AsH3中含有3个σ键和1对孤电子对,为三角锥形;(CH3)3Ga中Ga形成3个σ键,没有孤电子对,为sp2杂化。(6) GaN晶胞中,Ga原子位于顶点和体内,所以含有Ga原子数为8×‎1‎‎8‎+1=2,N原子位于棱上和体内,所以N原子数为4×‎1‎‎4‎+1=2,则GaN晶胞边长a=‎3‎mρ=‎3‎‎2×84‎NAd cm=‎3‎‎168‎d·‎NA cm。‎ ‎5. (1) 　C>Be>B ‎(2) 自范性 ‎(3) ①sp3　②N　C2H6‎ ‎(4) 109°28'　正四面体 ‎(5) 正方形　‎4×42 g·mol‎-1‎‎(458×1‎0‎‎-10‎cm‎)‎‎3‎×6.02×1‎0‎‎23‎mol‎-1‎=2.9‎ 解析　(1) 与硼处于同周期且相邻的两种元素为Be和C,同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但Be的2s轨道全充满,处于稳定状态,所以第一电离能大小顺序为B

查看更多