高考化学新人教版总复习配套练习选修3 第3章 晶体结构与性质.docx

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高考化学新人教版总复习配套练习选修3第3章晶体结构与性质

课时检测（四十）

（45分钟　100分）

1.（6分）如图所示为一种有钛原子和碳原子构成的气态团簇分子的结构,顶角和面心的原子是钛原子,棱的中心和体心的原子是碳原子,它的化学式为　　　　。

2.（18分）（2013·聊城模拟）原子序数依次递增的A、B、C、D、E是周期表中前30号元素。

已知A的最外层电子数是其内层电子数的2倍;A与C形成的常见化合物之一是主要的温室气体;D与A同主族,其单质在同周期元素所形成的单质中熔点最高;E原子M能层为全充满状态,且核外的未成对电子只有一个。

请回答下列问题:

（1）B在周期表中的位置是　　　　,该主族元素的气态氢化物中,沸点最低的是　　　　（填化学式）。

（2）根据等电子原理分析,

中B原子的轨道杂化类型是　　　　。

（3）五种元素中,电负性最大与最小的两种非金属元素形成的化合物在常温下是晶体,其晶体类型是　。

（4）+1价气态基态阳离子再失去一个电子形成+2价气态基态阳离子所需要的能量称为第二电离能I2,依次还有I3、I4、I5……,推测D元素的电离能突增应出现在第　　　　电离能。

（5）A的一种相对分子质量为28的氢化物,其分子中σ键与π键的个数之比为　　　　。

（6）E的基态原子有　　　　种形状不同的原子轨道;E2+的价电子排布式为　　　　;下图（填“甲”“乙”或“丙”）　　　表示的是E晶体中微粒的堆积方式。

3.（16分）已知A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期主族元素,E原子价电子（外围电子）排布msnmpn-1,D原子最外层电子数为偶数,A、C原子的p轨道上都有两个未成对电子,F的原子序数为29。

请回答下列问题:

（1）下列叙述不正确的是　　　　（填序号）。

A.金属键的强弱:

D>E

B.基态原子的第一电离能:

D>E

C.E元素与B元素形成化合物的化学式为EB,EB的晶体属于离子晶体

D.A、B、C三种元素电负性由大到小的顺序是C>B>A

（2）元素G是和F在同一周期的副族元素,它的基态原子中最外层电子数与F原子相同。

G元素的价电子排布式为　。

（3）A与C形成的非极性分子中,σ键与π键的个数比为　　　　;已知

的空间构型和A与C形成的非极性分子相同,则

中心原子的杂化轨道类型为 　

　。

（4）已知F元素和C元素形成晶体的晶胞结构如图所示,该晶体的化学式为

　　　　（用元素符号表示）。

（5）A、B与氢形成的离子（AH3）3BH+和

可形成离子液体。

离子液体由阴、阳离子组成,熔点低于100℃,其挥发性一般比有机溶剂　　　　（填“大”或“小”）,可用作　　　　（填代号）。

a.助燃剂　　　　　　　　　　

b.“绿色”溶剂

c.复合材料

d.绝热材料

4.（15分）（2013·银川模拟）下表为元素周期表的一部分。

请回答下列问题:

（1）上述元素中,属于s区的是　　　　　　　　　　（填元素符号）。

（2）写出元素⑨的基态原子的价电子排布图　。

（3）元素的第一电离能:

③　　　　　　④（选填“大于”或“小于”）。

（4）元素③气态氢化物的VSEPR模型为　　　　;该分子为　　　　分子（选填“极性”或“非极性”）。

向硫酸铜溶液中逐滴加入其水溶液,可观察到的现象为　。

（5）元素⑥的单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示,其晶胞特征如图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。

若已知⑥的原子半径为dcm,NA代表阿伏加德罗常数,元素⑥的相对原子质量为M,请回答:

晶胞中⑥原子的配位数为　　　　,该晶体的密度为　　　　（用字母表示）。

5.（16分）（2012·大同模拟）有a、b、c、d、f五种前四周期元素,原子序数依次增大,a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级,I1（a）

与ac2互为等电子体,d为周期表前四周期中电负性最小的元素,f的原子序数为29。

请回答下列问题（如需表示具体元素请用相应的元素符号）:

（1）写出

的电子式　　　　　　　　,基态f原子的核外电子排布式　　　　　　　。

（2）b的简单氢化物极易溶于c的简单氢化物,其主要原因有两个:

一是　;

二是　。

（3）化合物甲由c、d两种元素组成,其晶胞如甲图,甲的化学式　　　　　。

（4）化合物乙的部分结构如乙图,乙由a、b两元素组成,硬度超过金刚石。

①乙的晶体类型为　　　　　　,其硬度超过金刚石的原因是 

　。

②判断乙的晶体中a、b两种元素原子的杂化方式　。

6.（16分）已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。

X的一种1∶1型氢化物分子中既有σ键又有π键。

Z是金属元素,Z的单质和化合物有广泛的用途。

已知Z的核电荷数小于28,且次外层有2个未成对电子。

工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M（M可看做一种含氧酸盐）。

M有显著的“压电性能”,应用于超声波的发生装置。

经X射线分析,M晶体的最小重复单位为正方体（如图）,边长为4.03×10-10m,顶点位置为Z4+所占,体心位置为Ba2+所占,所有棱心位置为O2-所占。

（1）Y在周期表中位于　　　　　　　　　;Z4+的核外电子排布式为　　　　　　　　　　。

（2）X的该种氢化物分子构型为　　　　　　,X在该氢化物中以　　　　方式杂化。

X和Y形成的化合物的熔点应该　　　　（填“高于”或“低于”）X的氢化物的熔点。

（3）①制备M的化学方程式是　　　　　　　;

②在M晶体中,若将Z4+置于立方体的体心,Ba2+置于立方体的顶点,则O2-处于立方体的　　　　　　;

③在M晶体中,Z4+的氧配位数为　　　　　;

④已知O2-半径为1.40×10-10m,则Z4+半径为　m。

7.（13分）（能力挑战题）（2013·贵州模拟）在电解炼铝过程中加入冰晶石（用“A”代替）,起到降低Al2O3的熔点等诸多作用,冰晶石的生产原理如下:

2Al（OH）3+12HF+3Na2CO3====2A+3CO2↑+9H2O

根据题意完成下列填空:

（1）冰晶石的化学式为　　　　,含有离子键、 等化学键;

（2）生成物中含有10个电子的分子是　　　　（写分子式）,该分子的空间构型为　　　　,中心原子的杂化方式为　　　　;

（3）反应物中电负性最大的元素为　　　　,写出其原子最外层的电子排布图:

　。

（4）冰晶石由两种微粒构成,冰晶石晶胞结构如图所示,

位于大立方体顶点和面心,

位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心,那么大立方体的体心处

所代表的微粒是　　　　（填具体的微粒符号）。

答案解析

1.【解析】由于该结构为“气态团簇分子”,给出的结构就是一个“完整”的分子,因此结构中的每个原子都是构成分子的一部分。

由于该“气态团簇分子”结构含有14个Ti和13个C,所以该物质的化学式为Ti14C13。

答案:

Ti14C13

2.【解析】根据元素的结构及有关性质可知,A、B、C、D、E五种元素分别是C、N、O、Si、Cu。

（1）氮元素的质子数是7,位于第2周期第ⅤA族;氨气分子存在氢键,所以其熔沸点是同主族元素的氢化物中最高的,而最低的是PH3。

（2）价电子数与原子数分别都相等的是等电子体,所以与

互为等电子体的是CO2。

由于CO2是直线形结构,碳原子是sp杂化,所以

中氮原子也是sp杂化。

（3）电负性最大与最小的两种非金属元素分别是O和Si,形成的氧化物是SiO2,属于原子晶体。

（4）硅元素的最外层电子数是4个,最高价是+4价,所以硅元素的电离能突增应出现在第五电离能。

（5）碳元素的一种相对分子质量为28的氢化物是乙烯,分子中含有碳碳双键。

而双键是由1个σ键与1个π键构成的,而单键都是σ键,所以分子中σ键与π键的个数之比为5∶1。

（6）铜原子的基态原子有s、p、d3种形状不同的原子轨道;根据构造原理可知,铜离子的价电子排布式为3d9;根据晶胞可知,甲是体心立方堆积,乙是六方最密堆积,丙是面心立方最密堆积,所以答案选丙。

答案:

（1）第2周期第ⅤA族　PH3

（2）sp　（3）原子晶体

（4）五（或I5）　（5）5∶1　（6）3　3d9　丙

3.【解析】因为A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,E原子的价电子（外围电子）排布为msnmpn-1,则n=2,故E是铝元素;A、C原子的p轨道上都有两个未成对电子,则A是碳元素,C是氧元素,故B是氮元素,D原子的最外层电子数为偶数,是镁元素,F是铜。

（1）根据电荷数和离子半径知金属键的强弱Al>Mg,A错;由于镁原子的s轨道上是全充满状态,故基态原子的第一电离能是Mg>Al,B对;AlN的化学式正确,但其属于原子晶体,C错;C、N、O三元素的电负性,其顺序为O>N>C,D对。

（2）和铜同周期且最外层是1个电子的副族元素是铬元素,其核外价电子排布为3d54s1。

（3）A、C形成的非极性分子为CO2,其结构中含有碳氧双键,其中σ键与π键的个数比为1∶1,

的空间构型和CO2相同,则其中氮原子的杂化方式为sp杂化。

（4）分析晶胞结构,根据均摊法计算,Cu:

8×1/8+6×1/2=4,氧原子位于晶胞内部,是4个,所以个数比是4∶4=1∶1。

（5）一般地,有机溶剂是由分子通过分子间作用力形成的,而离子液体由阴、阳离子通过离子键形成,后者沸点较高、较难挥发,所以可用作溶剂。

答案:

（1）A、C　

（2）3d54s1　（3）1∶1　sp

（4）CuO　（5）小　b

4.【解析】

（1）周期表中属于s区的是ⅠA族和ⅡA族,有①⑤⑧,它们分别是H、Mg、Ca;

（2）元素⑨为铬元素,根据洪特规则特例知基态原子的价电子排布图为

;

（3）③为氮元素,价电子排布为2s22p3,p轨道为半充满,④为氧元素,价电子排布为2s22p4,故电离能N>O;

（4）元素③气态氢化物是氨气,它的VSEPR模型为四面体形,该分子为极性分子;向硫酸铜溶液中逐滴加入其水溶液,先生成氢氧化铜沉淀之后沉淀溶解,现象为先产生蓝色沉淀,后溶解得深蓝色溶液;

（5）⑥为铝,观察图乙可知晶胞中铝原子的配位数为12;由图丙算出晶胞棱长为

dcm,均摊法计算每个晶胞中含有4个铝原子,由密度公式计算密度为

g·cm-3或

g·cm-3。

答案:

（1）H、Mg、Ca

（2）

　（3）大于

（4）四面体形　极性　先产生蓝色沉淀,后溶解得深蓝色溶液

（5）12　

g·cm-3（或

g·cm-3）

5.【解析】

（1）由题知基态b原子的2p轨道处于半充满状态,故b为N,根据a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级,I1（a）

由于

与ac2互为等电子体,所以

的电子式为

（2）N、O原子与H易形成氢键;

（3）根据晶胞的粒子个数求算方法知,图中黑点d处于顶点和面心,共4个;白球c处于棱的中心和体心,共8个,甲的化学式为KO2;

（4）乙为C3N4,为原子晶体,碳原子半径比氮原子半径大即C—N键的键长小于

C—C,C—N键的键能大于C—C键,所以硬度超过金刚石。

由乙图知a、b两种元素原子的杂化方式均为sp3杂化。

答案:

（1）

1s22s22p63s23p63d104s1

（2）两种氢化物都是极性分子　分子间都能形成氢键

（3）KO2

（4）①原子晶体　C—N键的键长小于C—C,C—N键的键能大于C—C键　②sp3杂化

6.【解析】由X的一种1∶1型氢化物分子中既有σ键又有π键,可得氢化物中除含有单键外还有其他键,X应是碳,氢化物是乙炔,分子中碳原子采用sp杂化。

次外层有2个未成对电子的价电子排布式为3d24s2或3d84s2,又由于Z的核电荷数小于28,则只有3d24s2符合题意,是钛,根据X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48,可得Y的原子序数等于20,为钙。

（1）钙元素位于第4周期ⅡA族,Ti4+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6。

（2）符合条件的碳的氢化物分子为乙炔,分子中碳原子采用sp杂化。

碳和钙形成的化合物为碳化钙,其为离子化合物,熔点高于分子晶体碳的氢化物的熔点。

（3）在BaTiO3晶体中,氧位于Ti4+的前、后、左、右、上、下,故配位数为6。

根据均摊法晶胞中Ba2+含有8×

=1（个）,则阳离子所带电荷为4+1×2=6,则需要有3个O2-,O2-应处于正方体的面心,因为6×

=3。

晶胞边长为4.03×10-10m,则2×1.40×10-10m+2r（Ti4+）=4.03×10-10m,r（Ti4+）=6.15×10-11m。

答案:

（1）第4周期第ⅡA族　1s22s22p63s23p6

（2）直线形　sp　高于

（3）①TiO2+BaCO3====BaTiO3+CO2↑　②面心

③6　④6.15×10-11

7.【解析】

（1）根据质量守恒可推知A的化学式为Na3AlF6,Na3AlF6是配合物,其中含有离子键、配位键、极性共价键等。

（2）含10e-的生成物分子为H2O,其空间构型为V形,中心原子采取sp3杂化。

（3）氟元素的电负性最大,其原子最外层的电子排布图为

。

（4）冰晶石中Na+与

的个数比应为3∶1,由晶胞图分析,

个数为8×

+6×

=4,

个数为12×

+8=11,故晶胞中心还应有1个

据此可推知“

”为Na+。

答案:

（1）Na3AlF6　配位键（或共价键）

（2）H2O　V形　sp3　（3）F　

（4）Na+