高考化学 考题 晶体结构与性质.docx
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高考化学考题晶体结构与性质
晶体结构与性质
1．硫和锌及其化合物用途广泛。
回答下列问题：
（1）基态硫原子的价电子排布图为__________________。
（2）已知基态锌、铜的电离能如表所示：
电离能/kJ·mol1
I1
I2
Cu
746
1958
Zn
906
1733
由表格数据知，I2（Cu）＞I2（Zn）的原因是____________________________________。
（3）H2O分子中的键长比H2S中的键长__________（填“长”或“短”）。
H2O分子的键角比H2S的键角大，其原因是____________________________________。
（4）S8与热的浓NaOH溶液反应的产物之一为Na2S3，S32-的空间构型为__________________。
（5）噻吩（
）广泛应用于合成医药、农药、染料工业。
①噻吩分子中的大π键可用符号
表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为
，则噻吩分子中的大π键应表示为______________。
②噻吩的沸点为84℃，吡咯（
）的沸点在129～131℃之间，后者沸点较高，其原因是____________________________。
1mol吡咯含__________molσ键。
（6）硫化锌是一种半导体材料，其晶胞结构如图所示。
已知：
硫化锌晶体密度为dg·cm－3，NA代表阿伏加德罗常数的值，则Zn2＋和S2－之间的最短核间距（x）为__________nm（用代数式表示）。
2．下图表示一些晶体中的某些结构，请回答下列问题：
（1）代表金刚石的是（填编号字母，下同）_____，其中每个碳原子与_____个碳原子最近且距离相等。
（2）代表石墨的是_____，每个正六边形占有的碳原子数平均为_____个。
（3）代表NaCl的是_________，每个Na+周围与它最近且距离相等的Cl-有_____个。
（4）代表CsCl的是_____，每个Cs+与_____个Cl-紧邻。
（5）代表干冰的是_____，每个CO2分子与_____个CO2分子紧邻。
（6）已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为_____。
3．a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素，原子序数依次增大，相关信息如下表所示。
a
原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同
b
基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1
c
位于第2周期，原子核外有3对成对电子、两个未成对电子
d
位于周期表中第1纵列
e
基态原子M层全充满，N层只有一个电子
请回答：
（1）c属于_____________区的元素。
（2）b与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为______________（用元素符号表示）。
（3）若将a元素最高价氧化物水化物对应的正盐酸根离子表示为A，则A的中心原子的轨道杂化类型为_____________，A的空间构型为____________________；
（4）d的某氯化物晶体结构如图,每个阴离子周围等距离且最近的阴离子数为________;在e2+离子的水溶液中逐滴滴加b的氢化物水溶液至过量，可观察到的现象为_____________。
4．“摩尔盐”是分析化学中的重要试剂，化学式为（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O。
“摩尔盐”在一定条件下分解的方程式为：
4[（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O]
2Fe2O3＋3SO3＋5SO2↑＋N2↑＋6NH3↑＋31H2O。
回答下列问题：
（1）铁元素在元素周期表中的位置为_____，其价层电子排布图为________。
（2）组成“摩尔盐”的非金属元素中第一电离能最大的元素为________。
“摩尔盐”的分解产物中属于非极性分子的化合物是________。
（3）NH3的沸点比N2O的沸点_____（填“高”或“低”），其主要原因是________________。
（4）K3[Fe（CN）6]常用于检验Fe2+，K3[Fe（CN）6]中除了离子键以外还存在的化学键为_______，与CN-互为等电子体的单质的分子式为________。
HCN分子中σ键和π键的个数之比为________。
（5）FeO晶胞结构如下图所示，FeO晶体中Fe2+配位数为______，若该晶胞边长为acm，则该晶胞密度为________。
5．超细铜粉主要应用于导电材料、催化剂等领域中。
超细铜粉的某制备方法如下：
（1）Cu2+的价电子排布式为____。
（2）下列关于[Cu（NH3）4]SO4的说法中，正确的有____。
（填字母序号）
A．[Cu（NH3）4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键
B．[Cu（NH3）4]SO4的组成元素中第一电离能最大的是氧元素
C．[Cu（NH3）4]SO4的外界离子的空间构型为正四面体
（3）SO32-离子中S原子的杂化方式为____，SO32-离子的空间构型为____。
（4）与SO3互为等电子体的一种分子的分子式是____
（5）下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，由此可确定该氧化物的化学式为______。
6．自然界存在丰富的碳、氮、氧、铝、钾、铁、碘等元素，按要求回答下列问题：
（1）常温，羰基铁[Fe（CO）x）]是红棕色液体，不溶于水，溶于乙醇、乙醚等，据此判断羰基铁晶体属于________________（填晶体类型），羰基铁的配体是________。
已知：
羰基铁的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x＝_________；98g羰基铁中含有的
键数为______________个。
（2）亚铁离子具有强还原性，从电子排布的角度解释，其原因是__________
（3）BN晶体、AlN晶体结构相似，如图1，两者熔沸点较高的物质是______，原因是_________
（4）KIO3晶体是一种性能良好的光学材料，其晶胞为立方体，晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置，如图2所示，如果KIO3密度为ag
cm-3，则K与O间的最短距离为___cm。
7．（Ⅰ）下列叙述正确的有_______________
A．第四周期元素中，锰原子价电子层中未成对电子数最多
B．第二周期主族元素的原子半径随核电荷数增大依次减小
C．卤素氢化物中，HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小
（Ⅱ）M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。
元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。
回答下列问题：
（1）单质M的晶体类型为______，晶体中原子间通过_____作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为______。
（2）元素Y基态原子的核外电子排布式为________，其同周期元素中，第一电离能最大的是______（写元素符号）。
元素Y的含氧酸中，酸性最强的是________（写化学式），该酸根离子的立体构型为________。
（3）M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为_______，已知晶胞参数a=0.542nm，此晶体的密度为_______g·cm–3。
（写出计算式，不要求计算结果。
阿伏加德罗常数为NA）
②该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是________。
此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为_______。
8．东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。
回答下列问题：
（1）镍元素基态原子的电子排布式为______，3d能级上的未成对电子数为_______。
（2）硫酸镍溶于氨水形成[Ni（NH3）6]SO4蓝色溶液。
①[Ni（NH3）6]SO4中阴离子的立体构型是________。
②在[Ni（NH3）6]SO4中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为______，提供孤电子对的成键原子是______。
③氨的沸点_______（填“高于”或“低于”）膦（PH3），原因是_______；氨是______分子（填“极性”或“非极性”），中心原子的轨道杂化类型为_______。
（3）铜晶体铜碳原子的堆积方式如图所示。
①基态铜在元素周期表中位置__________________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目_________。
（4）某M原子的外围电子排布式为3s23p5，铜与M形成化合物的晶胞如图所示（黑点代表铜原子）。
①该晶体的化学式为__________________。
②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于________（填“离子”或“共价”）化合物。
③已知该晶体的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为________pm（只写计算式）。
9．钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
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K原子中，核外电子排布图是_________，占据最高能层电子的电子云轮廓图形状为___________。
K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是______________________________________。
（3）测定发现I3AsF6中存在I3+离子。
I3+离子的几何构型为_____________，中心原子的杂化类型为________________。
（4）KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a=0.446nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。
K与O间的最短距离为______nm，与K紧邻的O个数为__________。
（5）在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于______位置，O处于______位置。
10．铁及其化合物是日常生活生产中应用广泛的材料，钛铁合金具有吸氢特性，在制造以氢为能源的热泵和蓄电池等方面有广阔的应用前景。
请回答下列问题：
（l）基态铁原子的价电子轨道表达式（电子排布图）为____________________________；在基态Ti2＋中，电子占据的最高能层具有的原子轨道数为____________。
（2）铁元素常见的离子有Fe2+和Fe3+，稳定性Fe2+___Fe3+（填“大于”或“小于”），原因是___________。
（3）纳米氧化铁能催化火箭推进剂NH4ClO4的分解，NH4+的结构式为（标出配位键）______________。
（4）金属钛采用六方最密堆积的方式形成晶体。
则金属钛晶胞的俯视图为___________。
A.
B.
C.
D.
（5）氮化钛熔点高，硬度大，具有典型的NaCl型晶体结构，其晶胞结构如图所示。
①设氮化钛晶体中Ti原子与跟它最邻近的N原子之间的距离为r，则与该Ti原子最邻近的Ti的数目为__________；
Ti原子与跟它次邻近的N原子之间的距离为____________。
②已知在氮化钛晶体中Ti原子的半径为apm，N原子的半径为bpm，它们在晶体中是紧密接触的，则在氮化钛晶体中原子的空间利用率为____________。
（用a、b表示）
③碳氮化钛化合物在汽车制造和航天航空领域有广泛的应用，其结构是用碳原子代替氮化钛晶胞顶点的氮原子，则这种碳氮化钛化合物的化学式为_____________________。
11．钾和碘的相关化合物在化工医药材料等领域有广泛的应用。
回答下列问题:
（1）基态K原子中，核外运动状态不同的电子共________种，占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为________。
（2）K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同。
第一电离能比较:
K________（填“>”或“<”）Cr,金属键强度比较:
K________（填“>”或“<"）Cr.
（3）IO3-离子的立体构型的名称为________，中心原子的杂化方式为________.
（4）HIO4的酸性强于HIO3,其原因为________
（5）KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，晶胞如图。
晶胞的棱长为a=0.446nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，K与I间的最短距离为________nm,与K紧邻的O的个数为________。
12．Li、Na、Mg、C、N、O
、S等元素的研究一直在进行中，其单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用。
回答下列问题：
（1）钠在火焰上灼烧的黄光是一种_____（填字母）
A．吸收光谱；B．发射光谱。
（2）H2S的VSEPR模型为________，其分子的空间构型为________；结合等电子体的知识判断
离子N3–的空间构型为________。
（3）Li2O是离子晶体，其晶格能可通过下图的Born-Haber循环计算得到。
可知Li2O晶格能为______kJ·mol-1。
（4）N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示：
X、Y、Z中为N元素的是______，判断理由是_____________________________。
（5）N5–为平面正五边形，科学家预测将来会制出含N4–、N6–等平面环状结构离子的盐，这一类离子中都存在大π键，可用符号
表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为
），则N4–离子中的大π键应表示为_________。
（6）一种Fe、Si金属间化合物的晶胞结构如下图所示：
晶胞中含铁原子为______个，已知晶胞参数为0.564nm，阿伏伽德罗常数的值为NA，则Fe、Si金属间化合物的密度为___________g·cm–3（列出计算式）
13．毒奶粉中发现的化工原料三聚氰胺可以由下列反应合成：
CaO＋3C
CaC2＋CO↑，CaC2＋N2
CaCN2＋C，CaCN2＋2H2O=NH2CN＋Ca（OH）2，NH2CN与水反应生成尿素[CO（NH2）2]，尿素合成三聚氰胺。
（1）写出与Ca在同一周期且未成对电子数最多的基态原子的电子排布式：
___________；CaCN2中阴离子为CN22-，与CN22-互为等电子体的分子有N2O，由此可以推知CN22-的空间构型为________。
（2）1mol 尿素分子[CO（NH2）2]中含有的π键与σ键的数目之比为_______；
（3）三聚氰胺俗称“蛋白精”，其结构为
。
其中氮原子的杂化方式有_____________。
（4）CaO晶胞如图所示，CaO晶体中Ca2＋的配位数为______，Ca2＋采取的堆积方式为____________，其中O2-处于Ca2＋堆积形成的八面体空隙中；已知CaO晶体的密度为ρ，求晶胞中距离最近的两个钙离子之间的距离_____________（列出计算式）；
（5）配位化合物K3[Fe（CN）n]遇亚铁离子会产生蓝色沉淀，因此可用于检验亚铁离子，已知铁原子的最外层电子数和配体提供电子数之和为14，求n=_____。
14．铜及其化合物在人们的日常生活中有着广泛的用途。
回答下列问题：
（1）铜或铜盐的焰色反应为绿色，该光谱是________（填“吸收光谱”或“发射光谱”）。
（2）基态Cu原子中，核外电子占据的最低能层符号是________，其价电子层的电子排布式为___________，Cu与Ag均属于IB族，熔点：
Cu________Ag（填“>”或“<”）。
（3）[Cu（NH3）4]SO4中阴离子的立体构型是_______；中心原子的轨道杂化类型为_____，[Cu（NH3）4]SO4中Cu2＋与NH3之间形成的化学键称为_______________。
（4）用Cu作催化剂可以氧化乙醇生成乙醛，乙醛再被氧化成乙酸，等物质的量的乙醛与乙酸中σ键的数目比为_____________。
（5）氯、铜两种元素的电负性如表：
CuCl属于________（填“共价”或“离子”）化合物。
元素
Cl
Cu
电负性
3.2
1.9
（6）Cu与Cl形成某种化合物的晶胞如图所示，该晶体的密度为ρg·cm－3，晶胞边长为acm，则阿伏加德罗常数为______________（用含ρ、a的代数式表示）。
15．I．K2Cr2O7曾用于检测司机是否酒后驾驶：
Cr2O72－（橙色）+CH3CH2OH→Cr3+（绿色）+CH3COOH（未配平）
（1）基态Cr原子的价电子轨道表达式为_________。
（2）甘氨酸的结构简式为NH2CH2COOH，该分子中所含元素的第一电离能由大到小的顺序为___________，碳原子的轨道杂化类型为_______。
（3）已知Cr3+等过渡元素水合离子的颜色如下表所示：
离子
Sr3+
Cr3+
Fe2+
Zn2+
水合离子的颜色
无色
绿色
浅绿色
无色
请根据原子结构推测Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的原因为___________。
Ⅱ．ZnCl2浓溶液常用于除去金属表面的氧化物，如与FeO反应可得Fe[Zn（OH）Cl2]2溶液。
（4）Fe[Zn（OH）Cl2]2的水溶液中不存在的微粒间作用力有________（填选项字母）。
A离子键B共价键C金属键D配位键E范德华力F氢键
Ⅲ．某微粒的球棍模型如下图所示。
（5）已知含有1个碳原子和3个氢原子，请写出该微粒的化学式：
_____。
Ⅳ．铜与氧元素形成的晶胞如下图所示：
（6）晶胞中Cu均匀地分散在立方体内部，a、b的坐标参数依次为（0，0，0）、（1/2，1/2，1/2），则d的坐标参数为___________，已知该晶体的密度为ρg/cm3，NA是阿伏加德罗常数值，则晶胞参数为___________cm（列出计算式即可）。
16．硫和锌及其化合物用途广泛。
回答下列问题：
（1）基态硫原子的价电子排布图为___________。
（2）已知基态锌、铜的电离能如表所示：
由表格数据知，I2（Cu）＞I2（Zn）的原因是__________。
（3）H2O分子中的键长比H2S中的键长______（填“长”或“短”）。
H2O分子的键角比H2S的键角大，其原因是_______。
（4）S8与热的浓NaOH溶液反应的产物之一为Na2S3,S32-的空间构型为_________。
（5）噻吩（
）广泛应用于合成医药、农药、染料工业。
①噻吩分子中的大π键可用符号
表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为
），则噻吩分子中的大π键应表示为______。
②噻吩的沸点为84℃，吡咯（
）的沸点在129～131℃之间，后者沸点较高，其原因是___。
1mol吡咯含____molσ键。
（6）硫化锌是一种半导体材料，其晶胞结构如图所示。
已知：
硫化锌晶体密度为dg·cm-3，NA代表阿伏加德罗常数的值，则Zn2+和S2-之间的最短核间距（x）为_________nm（用代数式表示）。
17．今年是俄罗斯化学家门捷列夫提出“元素周期律”150周年。
门捷列夫为好几种当时尚未发现的元素（如“类铝”“类硅”和“类硼”）留下了空位。
而法国科学家在1875年研究闪锌矿（ZnS）时发现的“镓”，正是门捷列夫预言的“类铝”，其性质也是和预言中的惊人相似。
请回答下列问题：
（1）①基态镓原子中，核外存在__________对自旋相反的电子，核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为__________形；门捷列夫预言的“类硼”就是现在的钪，“类硅”即是现在的锗。
在镓、钪、锗三种元素的原子中，未成对电子数最多的是_________（填元素符号）。
②下列说法中，最有可能正确的一项是_________（填字母代号）。
A类铝在100℃时蒸气压很高B类铝的氧化物一定不能溶于强碱溶液
C类铝一定不能与沸水反应D类铝能生成类似明矾的矾类
（2）氯化镓晶体熔点为77.9℃。
氯化镓分子中镓的杂化方式为_______，空间构型为_______；写出与氯化镓互为等电子的的分子、离子各一种：
_______、_______。
（3）GaN、GaP、GaAs都是很好的半导体材料，晶体类型与晶体硅类似，GaN、GaP、GaAs晶体的熔点如下表所示，分析其变化原因：
__________________。
GaN
GaP
GaAs
熔点
1700℃
1480℃
1238℃
（4）2011年，我国将镓列为战略储备金属，我国的镓储量约占世界储量的80％以上。
砷化镓也是半导体材料，其结构与硫化锌类似，其晶胞结构如下图所示：
①原子坐标参数是晶胞的基本要素之一，表示晶胞内部各原子的相对位置。
图中A（0，0，0）、B（
）、C（1，
，
），则此晶胞中，距离A球最远的黑球的坐标参数为______________。
②若砷和镓的原子半径分别为acm和bcm，砷化镓的摩尔质量为Mg/mol，密度为
g/cm3，晶胞中原子体积占空间体积百分率（即原子体积的空间占有率）为_________（用含a、b、M、
、NA的代数式表示，NA表示阿伏加德罗常数的值）。
18．金属元素Fe、Ni、Pt均为周期表中同族元素，该族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。
（1）Fe是常见的金属，生活中用途广泛。
请回答下列问题：
①Fe在元素周期表中的位置为________________________。
②Fe的一种晶胞结构如图所示，测得晶胞边长为apm，则Fe原子半径为__________。
③已知：
FeO晶体晶胞结构为NaCl型，与O2－距离最近且等距离的亚铁离子围成的空间构型为________。
（2）铂可与不同的配体形成多种配合物，分子式为[Pt（NH3）2Cl4]的配合物的配体是_________；该配合物有两种不同的颜色，其中橙黄色比较不稳定，在水中的溶解度大；呈亮黄色的物质在水中的溶解度小，如下图所示的结构示意图中呈亮黄色的是_____（填“A”或“B”），理由是___________。
A
B
（3）金属镍与镧（La）形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图。
①测知镧镍合金晶胞体积为9.0×10－23cm3，则镧镍合金的晶体密度为____________（不必计算结果）。
②储氢原理为：
镧镍合金吸附H2，H2解离为原子，H原子储存在其中形成化合物。
若储氢后，氢原子占据晶胞中上下底面的棱和面心，则形成的储氢化合物的化学式为____________。
（4）已知：
多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”（或大π键）。
大π键可用
表示，其中m、n分别代表参与形成大π键的电子数和原子个数，如苯分子中大π键表示为
。
下列微粒中存在“离域Π键”的是__________。
a.O3b.SO42-c.H2Sd.NO3
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