人教版選修3第3章第1節(jié)晶體的常識(shí)作業(yè).docVIP

第1節(jié)晶體的常識(shí)作業(yè)1、如圖所示，在較高溫度時(shí)，鉀、氧兩元素形成的一種晶體結(jié)構(gòu)與nacl晶體結(jié)構(gòu)相似，則該化合物的化學(xué)式為 ()ako2 bk2o2 ck2o3 dk2o2、某晶體的一部分如圖所示，這種晶體中a、b、c三種粒子數(shù)之比是（）a.394 b.142 c.294 d.3843、科學(xué)家把c60和k摻雜在一起制造出的化合物具有超導(dǎo)性能，其晶胞如圖所示。該化合物中的k原子和c60分子的個(gè)數(shù)比為（）a.1:3 b.3:1 c.3:2 d.2:34、某原子晶體的基本結(jié)構(gòu)單元是正二十面體，每個(gè)原子與另外五個(gè)原子相連，每個(gè)面均是正三角形，請(qǐng)分析該晶體的棱數(shù)和定點(diǎn)數(shù)()a. 60、12 b. 12、30 c. 30、12 d. 10、305、如圖為冰的一種骨架形式，依此為單位向空間延伸，請(qǐng)問(wèn)該冰中的每個(gè)水分子有幾個(gè)氫鍵（）a2 b4 c8 d16、只含鎂、鎳和碳三種元素的新型超導(dǎo)晶體的一個(gè)晶胞如圖所示，則該晶體的化學(xué)式為()a. mgcni3 b. mgc2nic. mgcni2 d. mg2cni37、從cscl的晶胞截取部分重復(fù)結(jié)構(gòu)如圖。已知cscl晶體密度為 g/cm3，na為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，相鄰的兩個(gè)cs的核間距為a cm，則cscl的相對(duì)分子質(zhì)量可以表示為( ) a b cnaa3 d8、氫氣是重要而潔凈的能源，要利用氫氣作能源，必須安全有效地儲(chǔ)存氫氣。有報(bào)道稱某種合金材料有較大的儲(chǔ)氫容量，其晶體結(jié)構(gòu)的最小單元如右圖所示。則這種合金的化學(xué)式為（ ）alani3 blani4clani5 dlani69、如圖為二維平面晶體示意圖，對(duì)a、b晶體示意圖所表示的化學(xué)式說(shuō)法正確的是（）aa為a2x3，b為ax3 ba為ax3，b為ax2ca為ax2，b為ax3 da為ax3，b為a2x310、h、c、n、o、na、fe、cu是常見(jiàn)的七種元素。（1）n、na+、fe3+、cu2+四種微?；鶓B(tài)的核外電子排布式中未成對(duì)電子數(shù)最多的是_。（2）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷下列分子或離子中空間構(gòu)型是v形的是_（填寫(xiě)序號(hào)）。a. h3o+ b. h2o c. no2+ d. no2-（3）分子(cn)2中鍵與鍵之間的夾角為180，并有對(duì)稱性，分子中每個(gè)原子最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)式為_(kāi)，1個(gè)分子中含有_個(gè)鍵。（4）o和na形成的一種只含有離子鍵的離子化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖，該離子化合物的化學(xué)式為_(kāi)。已知該晶胞的密度為g/cm3，阿伏加德羅常數(shù)為na，求晶胞邊長(zhǎng)a=_cm。（用含、na的代數(shù)式表示）11、晶體硅是制備太陽(yáng)能電池板的主要原料，電池板中還含有硼、氮、鈦、鉆、鈣等多種化學(xué)物質(zhì)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）第二周期元素的電負(fù)性按由小到大的順序排列，b元素排在第_位。（2）硅酸根有多種結(jié)構(gòu)形式，一種無(wú)限長(zhǎng)鏈狀結(jié)構(gòu)如圖1所示，其化學(xué)式為_(kāi)，si原子的雜化類型為_(kāi)。（3）n元素位于元素周期表_區(qū)；基態(tài)n原子中，核外電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云有_個(gè)伸展方向。（4）co(nh3)63+的幾何構(gòu)型為正八面體形，co在中心。co(nh3)63+中，1個(gè)co提供_個(gè)空軌道。若將co(nh3)63+中的兩個(gè)nh3分子換成兩個(gè)cl-，可以形成_種不同的結(jié)構(gòu)形式。（5）種由ca、ti、o三種元素形成的晶體的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。與ti緊鄰的ca有_個(gè)。若ca與o之間的最短距離為 pm，阿伏加德羅常數(shù)的值為na，則晶體的密度=_gcm-3(用含、na的代數(shù)式表示)。12、(1) 過(guò)渡金屬元素鐵能形成多種配合物，如：fe(cn)64-、fe(scn)63等。fe3的核外電子排布式為_(kāi)，從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋fe3比f(wàn)e2穩(wěn)定的理由是_。(2) n的基態(tài)原子中能量最高的電子，其電子云在空間有_個(gè)方向，原子軌道呈_形。(3) (nh4)2so4陰離子的立體構(gòu)型是_，nh4+中心原子的雜化類型是_。(4) fe 有、三種同素異形體，其晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示: 、兩種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為_(kāi)。 1個(gè)晶體晶胞中所含有的鐵原子數(shù)為_(kāi)。 若fe原子半徑為rpm，na表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則-fe單質(zhì)的密度為_(kāi)g/cm3(列出算式即可)。13、光解水的催化材料可用硝酸鎳、硫脲和銳鈦礦為原料，采用醇熱法制得。（1）ni2+基態(tài)核外電子排布式為_(kāi)。（2）與no3-互為等電子體的一種分子的化學(xué)式為_(kāi) 。（3）硫脲（）中c原子軌道的雜化類型為_(kāi) ；1 mol硫脲中含有鍵的數(shù)目為_(kāi)mol。（4）鈦的一種氟化物晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，其化學(xué)式為_(kāi)。（5）甘油（丙三醇）具有保持水分的功效，其主要原因是_。14、（1）氫鍵作用常表示為“ahb”，其中a、b為電負(fù)性很強(qiáng)的一類原子，用氫鍵的表示方法寫(xiě)出hf溶液中存在的所有氫鍵_。（2）已知某配合物中有如下結(jié)構(gòu)，則n原子的雜化方式為_(kāi)，在結(jié)構(gòu)式上用“”標(biāo)出配位鍵。（3）al和n組成的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖一所示(“o”表示al原子)：則其化學(xué)式為_(kāi)，al原子的配位數(shù)是_；一個(gè)n原子周圍距離最近且等距的n原子有_個(gè)。 15、如圖表示一些晶體中的某些結(jié)構(gòu)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）代表金剛石的是（填字母編號(hào)，下同）_，其中每個(gè)碳原子與_個(gè)碳原子最近且距離相等（2）代表石墨的是_，每個(gè)正六邊形占有的碳原子數(shù)平均為_(kāi)個(gè)（3）代表nacl的是_，每個(gè)na+周圍與它最近且距離相等的na+有_個(gè)（4）代表cscl的是_，每個(gè)cs+與_個(gè)cl緊鄰（5）代表干冰的是_，每個(gè)co2分子與_個(gè)co2分子緊鄰（6）已知石墨中碳碳鍵的鍵長(zhǎng)比金剛石中碳碳鍵的鍵長(zhǎng)短，則上述五種物質(zhì)熔點(diǎn)由高到低的排列順序?yàn)開(kāi)（用字母編號(hào)回答）參考答案1、【答案】a【解析】考查晶胞化學(xué)式計(jì)算。較高溫度時(shí)，鉀、氧兩元素形成的一種晶體結(jié)構(gòu)與nacl晶體結(jié)構(gòu)相似，則根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知黑球表示k，白球表示o，k的個(gè)數(shù)81/861/24，o的個(gè)數(shù)241/428，則化學(xué)式為ko2，答案選a。2、【答案】b【解析】解：由圖可知該晶體部分結(jié)構(gòu)單元的上下兩面為正三角形，因此處于頂點(diǎn)的粒子為12個(gè)該結(jié)構(gòu)單元共用，故a的數(shù)目為61/12=1/2；處于水平棱上的粒子為4個(gè)結(jié)構(gòu)單元共用，處于垂直棱上的粒子為6個(gè)結(jié)構(gòu)單元共用，故該結(jié)構(gòu)單元中包含b粒子的數(shù)目為61/4+31/6=2，由此可見(jiàn)a、b、c三種粒子數(shù)之比為1/221=142。3、【答案】b【解析】解：本題考查晶體的計(jì)算。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，一個(gè)晶胞中含有c60的個(gè)數(shù)為：812，k的個(gè)數(shù)為：266，所以k原子與c60分子的個(gè)數(shù)之比為3:1，故該題選b。4、【答案】c【解析】解:在這個(gè)正二十面體中，12個(gè)b之間的b-b鍵有：12 5 = 60，但每個(gè)b-b鍵由2個(gè)b共有，所以：60 /2 = 30；晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元是由二十個(gè)等邊三角形和一定數(shù)目的頂角組成的正二十面體，每個(gè)頂角均有一個(gè)硼原子。20個(gè)等邊三角形理論上講有20*3 = 60個(gè)b，而實(shí)際每個(gè)b由5個(gè)三角形共頂點(diǎn)，所以：60* 1 / 5 = 12；故選c。5、【答案】a【解析】解：本題考查含有氫鍵的物質(zhì)由圖可知，中心水分子與周圍四個(gè)水分子形成四個(gè)氫鍵，每個(gè)氫鍵為兩個(gè)水分子共有，平均到每個(gè)水分子含有氫鍵個(gè)數(shù)=4=2，故選a6、【答案】a【解析】解:根據(jù)均攤原則，鎂原子數(shù) ，鎳原子數(shù) ，碳原子是是1，故a正確。7、【答案】c【解析】解：cs位于頂點(diǎn)，其個(gè)數(shù)為81/8=1，cl位于體心，晶胞的質(zhì)量為m/nag，晶胞的體積為a3cm3，根據(jù)密度的定義，=g/cm3，即m= naa3 ，故選項(xiàng)c正確。8、【答案】c【解析】解：在晶體結(jié)構(gòu)單元中鎳原子分布在上底面和下底面上，另外在六個(gè)側(cè)面的面心上以及在六棱柱體內(nèi)也有六個(gè)鎳原子，所以鎳原子的個(gè)數(shù)為：12 +6 +6=15，鑭原子分布在六棱柱的十二個(gè)頂點(diǎn)上，以及上下底面的面心上，所以鑭原子的個(gè)數(shù)為：12 +2=3，所以化學(xué)式為lani5，故選c。9、【答案】c【解析】解：本題考查分子晶體；金屬晶體a圖中每個(gè)斜線球周圍有6個(gè)白色球，而每個(gè)白色球?yàn)?個(gè)斜線球共有，故斜線球與白色球數(shù)目之比=1：6=1：2，a的化學(xué)式為ax2；b圖中每個(gè)斜線球周圍有6個(gè)白色球，而每個(gè)白色球?yàn)?個(gè)斜線球共有，故斜線球與白色球數(shù)目之比=1：6=1：3，b的化學(xué)式為ax3；故選c10、【答案】(1) fe3+ (2) bd (3) nc-cn ； 4 (4) na2o ； 【解析】解：(1)在n、na+、fe3+、cu2+四種微?；鶓B(tài)的核外電子排布式中，未成對(duì)電子數(shù)依次是3、0、5、1，所以未成對(duì)電子數(shù)最多的是fe3+；(2)h3o+中中心原子o的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為=4，孤電子對(duì)數(shù)為1，所以空間構(gòu)型是三角錐形；h2o中中心原子o的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為=4，孤電子對(duì)數(shù)為2，所以空間構(gòu)型是v形；no2+中中心原子n的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為=2，孤電子對(duì)數(shù)為0，所以空間構(gòu)型是直線形；no2-中中心原子n的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為=3，孤電子對(duì)數(shù)為1，所以空間構(gòu)型是v形，故選bd；(3)分子(cn)2中碳原子按sp雜化，碳碳之間是單鍵，碳氮之間是參鍵，其結(jié)構(gòu)式為nc-cn，碳氮參鍵中有兩個(gè)鍵，所以1個(gè)分子中含有4個(gè)鍵；(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖，利用均攤法可知，晶胞中含有氧離子個(gè)數(shù)為8+6=4，含有鈉離子個(gè)數(shù)為8，所以化學(xué)式為na2o，根據(jù)可知晶胞體積v=cm3=，所以晶胞邊長(zhǎng)=。11、【答案】(1) 3 (2) sio32- 或(sio3)n2n- ； sp3 (3) p ； 3 (4) 6 ； 2 (5) 8 ； 【解析】解:(1)元素的非金屬性越強(qiáng)，元素的電負(fù)性數(shù)值越大，同一周期，從左到右，元素的非金屬性逐漸增強(qiáng)，電負(fù)性數(shù)值逐漸增大，第二周期元素的電負(fù)性按由小到大的順序排列，b元素排在第3位，故答案為：3；(3)n元素，核外電子排布式為1s22s22p3，位于元素周期表的p區(qū)；基態(tài)原子中能量最高的電子，處于2p能級(jí)，其電子云在空間有3個(gè)方向，原子軌道呈紡錘形，故答案為：p；3； (4)1個(gè)co離子有6個(gè)nh3分子作配體，每個(gè)配體提供1對(duì)孤對(duì)電子，故1個(gè)co離子需要提供6個(gè)空軌道，故答案為：6；由信息co(nh3)63+的幾何構(gòu)型為正八面體形，co在中心可以推知，如果兩個(gè)nh3分子換成兩個(gè)cl-，可以替換鄰位和對(duì)位，共有兩種不同的結(jié)構(gòu)形式，故答案為：2；(5)根據(jù)均攤法可知，o位于邊上，其數(shù)目為：12=3，ca位于體心，其數(shù)目為1，ti位于頂點(diǎn)，其數(shù)目為8=1，故該礦物的化學(xué)式為：catio3，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，與1個(gè)ca緊鄰的ti有8個(gè)，根據(jù)二者的數(shù)目比為1:1，與1個(gè)ti緊鄰的ca也有8個(gè)，故答案為：8；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，ca與o之間的最短距離為面對(duì)角線的一半，則晶胞棱長(zhǎng)為pm=10-10cm，則晶胞的密度=g/cm3=g/cm3，故答案為：。12、【答案】(1) ar3d5 ； fe3的3d軌道為半充滿狀態(tài)，能量低穩(wěn)定(2) 3 ； 啞鈴(或紡錘)(3) 正四面體形 ； sp3 (4) 4:3 ； 4 ； 【解析】解：（1）fe為26號(hào)元素，fe3+的核外電子排布式為ar3d5，fe3的3d軌道為半充滿狀態(tài)，能量低穩(wěn)定，故fe3+比f(wàn)e2+ 穩(wěn)定；（2）因?yàn)榈拥淖钔鈱佑?個(gè)電子，其中2個(gè)是成對(duì)的，剩下的三個(gè)電子占據(jù)了三個(gè)p軌道，并且垂直分布，這樣能量才能最低，則n的基態(tài)原子電子云在空間有3個(gè)方向，原子軌道呈啞鈴或紡錘形；（3）(nh4)2so4 陰離子so42-的中心s原子的價(jià)層電子對(duì)為：孤對(duì)電子數(shù)624+20，成鍵電子對(duì)數(shù)4，sp3雜化，其立體構(gòu)型是四面體形；nh4+中n原子雜化軌道數(shù)為（5+4-1）=4，采取sp3雜化方式；（4）根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，晶胞中以頂點(diǎn)鐵原子為例，與之距離最近的鐵原子是體心上的鐵原子，這樣的原子有8個(gè)，所以鐵原子的配位數(shù)為8， 晶胞中以頂點(diǎn)鐵原子為例，與之距離最近的鐵原子是與之相連的頂點(diǎn)上的鐵原子，這樣的原子有6個(gè)，所以鐵原子的配位數(shù)為6，所以、 兩種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為4：3；利用均攤法計(jì)算得晶體晶胞中所含有的鐵原子數(shù)為8+6=4；由晶胞示意圖可知，-fe單質(zhì)為體心立方堆積，鐵原子為面心和頂點(diǎn)，則一個(gè)晶胞中fe的個(gè)數(shù)為1+8=2，一個(gè)晶胞的質(zhì)量為，體心結(jié)構(gòu)中，體對(duì)角線長(zhǎng)為4rpm，晶胞邊長(zhǎng)為，晶胞體積為cm3，故密度為。13、【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d8（或ar3d8）(2) so3（或bf3等）(3) sp2 ； 7(4) tif2 (5) 與水分子間形成氫鍵【解析】解：(1)鎳原子核外電子數(shù)是28，鎳原子失去最外層2個(gè)電子變成基態(tài)ni2+，根據(jù)構(gòu)造原理知，基態(tài)ni2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8（或ar3d8），故答案為：1s22s22p63s23p63d8（或ar3d8）。(2)等電子體要求原子數(shù)要相同，最外層電子(價(jià)電子)總數(shù)要相同，no3-共4個(gè)原子，最外層電子總數(shù)為24，按照同主族最外層電子書(shū)數(shù)相同，符合要求的有so3(或 bf3等）。(3)中碳原子形成三個(gè)共價(jià)鍵，鍵角為120，形成一個(gè)平面三角形結(jié)構(gòu)，故碳為sp2 雜化；一個(gè)單鍵為一個(gè)鍵，有4個(gè)n-h鍵和2個(gè)c-n鍵，一個(gè)雙鍵中含一個(gè)鍵，所以共有7個(gè)鍵。(4)一個(gè)晶胞中ti原子個(gè)數(shù)為81/8+61/2=4，f原子個(gè)數(shù)為8，兩者原子個(gè)數(shù)比為12，化學(xué)式為tif2 (5)丙三醇分子的-oh上的o原子電負(fù)性大，能與水分子中的h原子形成氫鍵，同樣水分子中的o原子也能與丙三醇o(jì)h上的h形成氫鍵，且丙三醇含有較多的-oh ，氫鍵作用力較大，導(dǎo)致丙三醇能與水互溶，具有較好的保持水分的功效，答案為：與水分子間可形成氫鍵。14、【答案】(1) f-hf f-ho o-hf o-ho(2) sp3 sp ； (3) aln ； 4 ；12個(gè)【解析】解：（1）氫鍵作用常表示為“ahb”，其中a、b為電負(fù)性很強(qiáng)的一類原子，用氫鍵的表示方法寫(xiě)出hf溶液中存在的所有氫鍵：f-hf、f-ho 、o-hf、o-ho；（2）根據(jù)結(jié)構(gòu)圖可看出n原子既有單鍵還有雙鍵，所以既有sp2雜化，還有sp3雜化。n原子最外層有孤對(duì)電子，而亞鐵離子有容納電子的空軌道，所以可形成配位鍵；（3）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中n離子處于晶胞內(nèi)部，晶胞中含有4個(gè)n離子，al離子處于頂點(diǎn)與面心，晶胞中al離子數(shù)目為8+6=4，故該化合物化學(xué)式為aln，aln晶體與金剛石類似