全程復(fù)習(xí)方略2016屆高考化學(xué)全國通用總復(fù)習(xí)高效演練跟蹤檢測區(qū)選修33晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1、 - 1 - 高效演練·跟蹤檢測區(qū) 1.已知周期表中，元素Q、R、W、Y與元素X相鄰。Y的最高化合價氧化物的水化物是強(qiáng)酸?；卮鹣铝袉栴}： (1)W與Q可以形成一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面體結(jié)構(gòu)，W的氧化物的晶體類型是_。 (2)Q的具有相同化合價且可以相互轉(zhuǎn)變的氧化物是_。 (3)R和Y形成的二元化合物中，R呈現(xiàn)最高化合價的化合物的化學(xué)式是_。 (4)這5種元素的氫化物分子中： 立體結(jié)構(gòu)類型相同的氫化物的沸點(diǎn)從高到低排列次序是(填化學(xué)式)_， 其原因是_； 電子總數(shù)相同的氫化物的化學(xué)式和立體結(jié)構(gòu)分別是 _ _。 (5)W和Q所形成的結(jié)構(gòu)陶瓷材料的一種合成方法如下：W的

2、氯化物與Q的氫化物加熱反應(yīng)，生成化合物W(QH2)4和HCl氣體；W(QH2)4在高溫下分解生成Q的氫化物和該陶瓷材料。上述相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式(各物質(zhì)用化學(xué)式表示)是_ _。 【解析】本題可結(jié)合問題作答。W的氯化物為正四面體結(jié)構(gòu)，則應(yīng)為SiCl4或CCl4，又W與Q形成高溫陶瓷，故可推斷W為Si。(1)SiO2為 - 2 - 原子晶體。(2)高溫陶瓷可聯(lián)想到Si3N4，Q為N，則有NO2與N2O4之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。(3)Y的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為強(qiáng)酸，且和Si、N等與同一元素相鄰，則只能是S。R為As，所以R的最高價化合物應(yīng)為As2S5。(4)顯然X為磷元素。氫化物沸點(diǎn)順序?yàn)镹H3&g

3、t;AsH3>PH3，因?yàn)榍罢咧泻袣滏I，后兩者構(gòu)型相同，分子間作用力不同。 SiH4、PH3和H2S的電子數(shù)均為18，結(jié)構(gòu)分別為正四面體形、三角錐形和V形。(5)由題中所給出的含字母表示的化學(xué)式可以寫出具體的物質(zhì)，然后配平即可。 答案：(1)原子晶體 (2)NO2和N2O4 (3)As2S5 (4)NH3、AsH3、PH3 NH3分子間存在氫鍵，所以沸點(diǎn)最高，相對分子質(zhì)量AsH3大于PH3，分子間作用力AsH3大于PH3，故AsH3沸點(diǎn)高于PH3 SiH4正四面體，PH3三角錐形，H2S角形(V形) (5)SiCl4+4NH 3Si(NH2)4+4HCl， 3Si(NH2) 4Si3N

4、4+8NH3 2.下圖為幾種晶體或晶胞的示意圖： - 3 - 請回答下列問題： (1)上述晶體中，粒子之間以共價鍵結(jié)合形成的晶體是_。 (2)冰、金剛石、MgO、CaCl2、干冰5種晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)開 _。 (3)NaCl晶胞與MgO晶胞相同，NaCl晶體的晶格能_(填“大于”或“小于”)MgO晶體，原因是 _。 (4)每個Cu晶胞中實(shí)際占有_個銅原子，CaCl2晶體中Ca2+的配位數(shù)為_。 (5)冰的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于干冰，除H2O是極性分子、CO2是非極性分子外，還有一個重要的原因是 _。 【解析】(1)冰晶體、干冰晶體均為分子晶體，粒子間通過分子間作用力結(jié)合成晶體，Cu晶體中微粒間通過

5、金屬鍵結(jié)合形成晶體，MgO和CaCl2晶體中微粒之間通過離子鍵結(jié)合形成晶體。(2)離子晶體的熔點(diǎn)與離子 - 4 - 半徑及離子所帶電荷有關(guān)，離子半徑越小，離子所帶電荷越大，則離子晶體熔點(diǎn)越高。金剛石是原子晶體，熔點(diǎn)最高，冰、干冰均為分子晶體，冰中存在氫鍵，冰的熔點(diǎn)高于干冰。(4)銅晶胞實(shí)際占有銅原子數(shù)用均攤法分析：8×+6×4，氯化鈣類似于氟化鈣，Ca2+的配位數(shù)為8，Cl-配位數(shù)為4。 答案：(1)金剛石晶體 (2)金剛石、MgO、CaCl2、冰、干冰 (3)小于 MgO晶體中離子的電荷數(shù)大于NaCl晶體中離子電荷數(shù)；且r(Mg2+)<r(Na+)、r(O2-)&l

6、t;r(Cl-) (4)4 8 (5)H2O分子之間能形成氫鍵 3.(2015·恩施模擬)(1)亞銅離子(Cu+)基態(tài)時的價電子排布式表示為_。 (2)硒為第4周期元素，相鄰的元素有砷和溴，則3種元素的第一電離能從大到小順序?yàn)開(用元素符號表示)。 (3)Cu晶體的堆積方式是_(填堆積方式名稱)，其配位數(shù)為_；往Cu的硫酸鹽溶液中加入過量氨水，可生成Cu(NH3)4SO4，下列說法正確的是_。 A.Cu(NH3)4SO4中所含的化學(xué)鍵有離子鍵、極性鍵和配位鍵 B.在Cu(NH3)42+中Cu2+給出孤電子對，NH3提供空軌道 C.Cu(NH3)4SO4組成元素中第一電離能最大的是氧元

7、素 D.S與 P互為等電子體，空間構(gòu)型均為正四面體 - 5 - (4)氨基乙酸銅的分子結(jié)構(gòu)如圖，碳原子的雜化方式為_。 (5)銅元素與氫元素可形成一種紅色化合物，其晶體結(jié)構(gòu)單元如下圖所示。則該化合物的化學(xué)式為_。 【解析】(1)亞銅離子(Cu+)基態(tài)時的價電子排布式表示為3d10；(2)硒為第4周期元素，相鄰的元素有砷和溴，一般情況下同一周期的元素，元素的原子序數(shù)越大，第一電離能就越大，但是由于砷原子的最外層電子處于該軌道的半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以第一電離能比原子序數(shù)比它大1的同一周期的氧族元素的還大，因此這3種元素的第一電離能從大到小順序?yàn)锽r>As>Se；(3)Cu晶體的堆積方式

8、是面心立方最密堆積；其配位數(shù)為12；往Cu的硫酸鹽溶液中加入過量氨水，可生成Cu(NH3)4SO4，該化合物是離子化合物，在Cu(NH3)4SO4中含有的化學(xué)鍵有離子鍵、極性鍵和配位鍵，A正確；在Cu(NH3)42+中NH3給出孤電子對，Cu2+提供空軌道，B錯誤；Cu(NH3)4SO4組成元素中第一電離能最大的是氮元素，C錯誤； S與 P互為等電子體，空間構(gòu)型均為正四面體，D正確；(4)由氨基乙酸銅的分子結(jié)構(gòu)可知，飽和碳原子是 - 6 - sp3雜化，不飽和碳原子是sp2雜化；(5)銅元素與氫元素可形成一種紅色化合物，其晶體結(jié)構(gòu)單元如題圖所示。在每個晶胞中含有Cu：12×1/6+2

9、×1/2+36；H： 6×1/3+1+36，n(Cu)n(H)11，所以該化合物的化學(xué)式為CuH。 答案：(1)3d10 (2)Br>As>Se (3)面心立方最密堆積 12 A、D (4)sp3雜化；sp2雜化 (5)CuH 4.許多金屬及它們的化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有許多用途。回答下列有關(guān)問題： (1)基態(tài)Ni核外電子排布式為_， 第2周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Ni相同且電負(fù)性最小的元素是_。 (2)已知CrO5中Cr為+6價，則CrO5的結(jié)構(gòu)式為_。 金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成無色揮發(fā)性液體Ni(CO)n，與Ni(CO)n中配體互為等電子體

10、的離子的化學(xué)式為_(寫出一個即可)。 銅是第4周期最重要的過渡元素之一，其單質(zhì)及化合物有廣泛用途。已知CuH晶體結(jié)構(gòu)單元如圖所示。該化合物的密度為g·cm-3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶胞中銅原子與氫原子之間的最短距離為_cm(用含和NA的式子表示)。 - 7 - (3)另一種銅金合金晶體具有面心立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，在晶胞中，金原子位于頂點(diǎn)，銅原子位于面心，則該合金中金原子與銅原子個數(shù)之比為_ _，若該晶胞的邊長為apm，則合金的密度為_g·cm-3(只要求列算式，不必計算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)為NA)。 【解析】(1)Ni為28號元素，其基態(tài)原子的電子排布式為1s2

11、2s22p63s23p63d84s2。鎳原子中的5個3d軌道上有8個電子，因此有2個電子未成對，第2周期中有兩個未成對電子數(shù)的原子，其電子排布式分別為1s22s22p2和1s22s22p4，其中電負(fù)性最小的是電子排布式為1s22s22p2的原子，即該元素是碳元素。 (2)CrO5中Cr為+6價，則Cr應(yīng)與5個氧原子中的4個O分別形成一個共價鍵，與另一個O形成2個共價鍵，再結(jié)合氧原子的2價鍵原 則，則該氧化物的結(jié)構(gòu)式應(yīng)為。 Ni(CO)n中的配體為CO，與CO互為等電子體的離子有CN- 、等。 設(shè)該晶胞的邊長為xcm，則該晶胞的體積為x3cm3。該晶胞中有8個Cu位于晶胞的8個頂點(diǎn)，6個Cu位于

12、面心，4個H全部位于晶胞內(nèi)部，根據(jù)均攤法，一個晶胞中含有的Cu的數(shù)目為8×+6×4， - 8 - 含有的H的數(shù)目為4，故一個晶胞的質(zhì)量為4 ×A64 gN+4 ×A1 gN A260Ng， 則有A260N·x3，x 3A260?N，由于氫原子與其周圍的4個Cu構(gòu)成正四 面體結(jié)構(gòu)，該正四面體結(jié)構(gòu)中兩個銅原子之間的距離為x，而銅原子 與氫原子之間的最短距離為cm xcm ×3A260?Ncm。 (3)該晶胞中有8個Au分別位于晶胞的8個頂點(diǎn)上，有6個Cu分別位于晶胞的6個面心上，根據(jù)均攤法，該晶胞中含有的Au個數(shù)為8×1，含有的

13、Cu個數(shù)為6×3，故該合金中金原子與銅原子個數(shù)之比為13。該晶體的一個晶胞的質(zhì)量為(197+64×3)g/NA，晶胞的邊長為apma×10-12ma×10-10cm，則一個晶胞的體積為a3×10-30cm3 ，故該合金的密度為A3303(197643) ga10 cm?N 303A(197643)10a?Ng·cm-3。 答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2 C(碳) (2) CN-( 或 、) ×3A260?N (3)1 3 303A(197643)10a?N 【方法規(guī)律】晶體微粒與M、

14、之間的關(guān)系 若1個晶胞中含有x個微粒，則1 mol晶胞中含有xmol微粒，其質(zhì) - 9 - 量為xMg(M為微粒的相對“分子”質(zhì)量)；又1個晶胞的質(zhì)量為a3g(a3為晶胞的體積)，則1 mol晶胞的質(zhì)量為a3NAg，因此有xMa3NA。 5.(2015·成都模擬)銅是重要金屬，Cu的化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有許多用途，如CuSO4溶液常用作電解液、電鍍液等。請回答以下問題： (1)CuSO4可由金屬銅與濃硫酸反應(yīng)制備，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。 (2)CuSO4粉末常用來檢驗(yàn)一些有機(jī)物中的微量水分，其原因是_。 (3)S中S以sp3雜化， S的立體構(gòu)型是_。 (4)元素金(Au)

15、處于周期表中的第6周期，與Cu同族，金原子最外層電子排布式為_； 一種銅合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，在晶胞中銅原子處于面心，金原子處于頂點(diǎn)位置，則該合金中銅原子與金原子數(shù)量之比為_；該晶體中，原子之間的作用力是_。 (5)CuSO4晶體的構(gòu)成微粒是_和_，微粒間的作用力是_，該晶體屬于_晶體。 (6)上述晶體具有儲氫功能，氫原子可進(jìn)入到由銅原子與金原子構(gòu)成的四面體空隙中。若將銅原子與金原子等同看待，該晶體儲氫后的晶胞 - 10 - 結(jié)構(gòu)與CaF2的結(jié)構(gòu)相似，該晶體儲氫后的化學(xué)式應(yīng)為_。 【解析】(1)金屬銅與濃硫酸在加熱時反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水。 (2)白色的CuSO4粉末與水結(jié)合生

16、成藍(lán)色的CuSO4·5H2O晶體，該反應(yīng)常用于檢驗(yàn)微量水的存在。 (3)硫原子以sp3雜化，且硫原子結(jié)合4個氧原子，因此 S的空間構(gòu)型為正四面體形。 (4)銅的價電子排布式為3d104s1，最外層只有1個電子，最外層電子排布式為4s1，所以與Cu同族的第6周期的金原子最外層電子排布式為6s1。立方最密堆積的結(jié)構(gòu)中，頂點(diǎn)有8個金原子，頂點(diǎn)上的原子為8個晶胞共用，完全屬于該晶胞的有8×1(個)，6個面的中心共有6個銅原子，面上的原子被2個晶胞共用，完全屬于該晶胞的有6×3(個)，所以銅原子與金原子數(shù)量之比為31。金屬和合金屬于金屬晶體，微粒間的作用力為金屬鍵。 (5)CuSO4為離子晶體，該晶體由Cu2+和 S以離子鍵結(jié)合。 (6)氟化鈣的晶胞如圖所示，在立方體里面有8個F-，每個F-恰好處于4個Ca2+圍成的四面體的中間。若把該銅金合金中的銅原子和金原子等同看待，則銅原子和金原子相當(dāng)于CaF2中的Ca2+，所儲氫原子相當(dāng)于F-，故其化學(xué)式為Cu3AuH8。 - 11 - 答案：(1)Cu+2H2SO4(濃 )CuSO4+SO2+2H2O (2)白色CuSO4粉末和水結(jié)合生成藍(lán)色的CuSO4·5H2O晶體 (3)正四面體形 (4)6s1 31 金屬鍵