2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第十二章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)規(guī)范演練含解析新人教版

PAGE11-第三講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．C、Ti的單質(zhì)及其化合物在現(xiàn)代社會(huì)有廣泛用途。(1)基態(tài)鈦原子的電子排布式為_(kāi)_________________________。(2)CS2分子中含有σ鍵和π鍵之比為_(kāi)___________；NOeq\o\al(＋,2)與CO2是等電子體，NOeq\o\al(＋,2)的電子式為_(kāi)_________，鍵角為_(kāi)_______。(3)CH3CHO沸點(diǎn)低于CH3CH2OH的緣由是______________；CH3CHO分子中碳原子雜化類型為_(kāi)_______。(4)鈦酸鋇(BaTiO3)晶體的某種晶胞如圖所示。NA為阿伏加德羅常數(shù)值，Ba2＋、O2－、Ti4＋的半徑分別為apm、bpm、cpm。①與鋇離子等距離且最近的氧離子有________個(gè)；②假設(shè)晶體中的Ti4＋、Ba2＋分別與O2－相互接觸，則該晶體的密度表達(dá)式為_(kāi)_______________g·cm－3。解析：(1)Ti為第22號(hào)元素，核外電子排布為[Ar]3d24s2。(2)CS2和CO2是等電子體，所以結(jié)構(gòu)相同，結(jié)構(gòu)式為S=C=S，雙鍵應(yīng)當(dāng)是1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，所以σ鍵和π鍵都是2個(gè)，比例為1∶1。NOeq\o\al(＋,2)與CO2是等電子體，所以結(jié)構(gòu)相像，因?yàn)槎趸嫉碾娮邮綖?，所以NOeq\o\al(＋,2)的電子式為。(3)CH3CHO沸點(diǎn)低于CH3CH2OH的緣由是乙醇有羥基，可以形成分子間氫鍵，從而提高物質(zhì)的沸點(diǎn)。乙醛分子中，甲基碳形成4個(gè)單鍵，所以是sp3雜化，醛基碳形成了1個(gè)碳氧雙鍵，所以是sp2雜化。(4)①將晶胞的結(jié)構(gòu)進(jìn)行代換，以Ba2＋為體心，以Ti4＋為頂點(diǎn)得到新的晶胞，此時(shí)O2－在12條棱的中心，所以與鋇離子等距離且最近的氧離子有12個(gè)。②由圖示可得：晶胞中有1個(gè)BaTiO3，所以晶胞的質(zhì)量為eq\f(233,NA)g；鋇離子與氧離子之間的距離為立方體晶胞的面對(duì)角線的－10cm?；蛘叩玫解侂x子與陽(yáng)離子之間的距離為晶胞邊長(zhǎng)的一半，得到晶胞邊長(zhǎng)為2(b＋c)×10－10cm。晶體的密度等于晶胞質(zhì)量除以晶胞體積，晶胞體積等于晶胞邊長(zhǎng)的立方，所以由上述數(shù)據(jù)得到晶體的密度為eq\f(233,[2（b＋c）×10－10]3NA)或eq\f(233,[\r(2)（a＋b）×10－10]3NA)。答案：(1)1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)(2)1∶1180°(3)CH3CH2OH分之間存在氫鍵sp2、sp3(4)①12②eq\f(233,[2（b＋c）×10－10]3NA)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(233,[\r(2)（a＋b）×10－10]3NA)))2．錳及其化合物用途特別廣泛?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)Al70Pd21Mn9是一種準(zhǔn)晶體(介于晶體和非晶體之間的固體)，能精確證明其不是晶體的方法是________________________。(2)基態(tài)Mn原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)_______，未成對(duì)電子數(shù)為_(kāi)_______個(gè)。(3)MnS熔點(diǎn)(1610℃)比MnO熔點(diǎn)(1650℃)低，其緣由是____________________________________________________________________________________________________________。(4)錳的一種協(xié)作物的化學(xué)式為[Mn(CO)5(CH3CN)]Br。①協(xié)作物中錳元素的價(jià)態(tài)為_(kāi)_______。②配體CH3CN與中心原子形成配位鍵時(shí)，供應(yīng)孤對(duì)電子的原子是____________，該分子中碳原子的雜化方式為_(kāi)___________雜化；C、H、N的電負(fù)性從大到小的依次為_(kāi)_________。(5)錳的含氧酸有HMnO4(高錳酸)、H2MnO3(亞錳酸)，高錳酸的酸性比亞錳酸強(qiáng)，理由是______________________________________________________________________________________。(6)某種含錳特別材料的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示：若晶胞參數(shù)為anm，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶胞的密度為_(kāi)_________________________________(列出代數(shù)式即可)。解析：(1)晶體具有微觀點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，能發(fā)生X射線衍射現(xiàn)象，故能精確證明Al70Pd21Mn9不是晶體的方法是X射線衍射試驗(yàn)，若不產(chǎn)生X射線衍射現(xiàn)象，則不是晶體。(2)Mn是25號(hào)元素價(jià)電子排布式為3d54s2，5個(gè)3d電子分別位于5個(gè)不同的軌道上，有5個(gè)未成對(duì)電子。(3)MnS和MnO晶體類型相同，由于S2－的半徑比O2－的大，則MnS的晶格能比MnO小，MnS熔點(diǎn)比MnO熔點(diǎn)低。(4)①協(xié)作物[Mn(CO)5(CH3CN)]Br的配體有CO、CH3CN分子和Br－，依據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為零，協(xié)作物中錳元素的價(jià)態(tài)為＋1；②配體CH3CN與中心原子形成配位鍵時(shí)，碳原子價(jià)電子都用于形成共用電子對(duì)，氮原子5個(gè)價(jià)電子有3個(gè)形成共用電子對(duì)，還有1對(duì)孤對(duì)電子，所以供應(yīng)孤電子對(duì)的原子是氮原子，該分子中2個(gè)碳原子其中CH3—上碳原子的雜化方式為sp3，—CN上的碳原子雜化方式為sp；元素的非金屬性越強(qiáng)，吸引電子實(shí)力越強(qiáng)，則電負(fù)性越大，所以C、H、N的電負(fù)性從大到小的依次為N>C>H。(5)HMnO4和H2MnO3都是含氧酸，高錳酸是一元酸，含有3個(gè)非羥基氧，亞錳酸為二元酸，含有1個(gè)非羥基氧，含羥基氧越多酸性越強(qiáng)，所以高錳酸的酸性比亞錳酸強(qiáng)。(6)依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)計(jì)算含有的原子數(shù)，含有Zn原子數(shù)：8×eq\f(1,8)＝1，含Mn原子數(shù)6×eq\f(1,2)＝3，含有N原子數(shù)：1個(gè)，故晶胞中Zn、Mn、N原子個(gè)數(shù)比為1∶3∶1，ZnMn3N的摩爾質(zhì)量是244g·mol－1，據(jù)m＝ρV得：ρ·(a×10－7)3cm3×NA·mol－1＝244g·mol－1，ρ＝eq\f(244,NA·（a×10－7）3)g·cm－3。答案：(1)X射線衍射試驗(yàn)(2)3d54s2(3)5S2－的半徑比O2－的大，MnS的晶格能小(4)①＋1②N(氮)②sp和sp3N>C>H(5)高錳酸分子(HOMnO3)中含有3個(gè)非羥基氧原子，亞錳酸[(HO)2MnO]中只有1個(gè)非羥基氧原子(6)eq\f(244,NA·（a×10－7）3)g·cm－33．黃銅礦(主要成分是CuFeS2)是一種重要的化工原料，通過(guò)化學(xué)工藝可獲得二(氨基丙酸)合銅[Cu(NH2CH2CH2COO)2]等產(chǎn)品。(1)Cu2＋基態(tài)核外電子排布式為_(kāi)______________________。(2)[Cu(NH2CH2CH2COO)2]的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖1所示。1mol[Cu(NH2CH2CH2COO)2]中含有σ鍵數(shù)目為_(kāi)_____。(3)黃銅礦在空氣中灼燒得到廢氣和固體混合物。廢氣中SO2經(jīng)催化氧化生成SO3，SO2分子中S原子軌道的雜化類型為_(kāi)_______。SO3分子的空間構(gòu)型為_(kāi)_______；固體混合物中含有一種化合物X，其晶胞如圖2所示，化合物X的化學(xué)式為_(kāi)_______。解析：(1)Cu是29號(hào)元素，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，轉(zhuǎn)化為Cu2＋的時(shí)候應(yīng)當(dāng)失去最外層的兩個(gè)電子，所以是1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。(2)依據(jù)圖1的結(jié)構(gòu)圖，每1個(gè)單鍵都是σ鍵，雙鍵有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，所以一共有26個(gè)σ鍵，即1mol[Cu(NH2CH2CH2COO)2]中含有σ鍵數(shù)目為26NA。(3)依據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，SO2的中心原子S的價(jià)電子對(duì)為eq\f(2＋（6－2×2）,2)＝3，所以S是sp2雜化。依據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，SO3的中心原子S的價(jià)電子對(duì)為eq\f(3＋（6－3×2）,2)＝3，所以SO3的空＝2(個(gè))，Cu都在晶胞內(nèi)部，所以Cu有4個(gè)，所以化學(xué)式為Cu2S。答案：(1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9(2)26NA(3)sp2雜化平面三角形Cu2S4．新型鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是近幾年來(lái)的探討熱點(diǎn)，具備更加清潔、便于應(yīng)用、制造成本低和效率高等顯著優(yōu)點(diǎn)，其中一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池材料的晶胞如圖1?；卮鹣铝袉?wèn)題：圖1(1)鉛或鉛鹽的焰色反應(yīng)為綠色，下列有關(guān)原理分析的敘述正確的是________(填字母)。a．電子從基態(tài)躍遷到較高的激發(fā)態(tài)b．電子從較高的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)c．焰色反應(yīng)的光譜屬于汲取光譜d．焰色反應(yīng)的光譜屬于放射光譜(2)碳原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為_(kāi)__________?；鶓B(tài)Pb原子核外電子排布，最終占據(jù)能級(jí)的電子云輪廓圖形態(tài)為_(kāi)___________________。(3)CH3NHeq\o\al(＋,3)中含有化學(xué)鍵的類型有________(填字母)，N原子的雜化形式為_(kāi)_____雜化，與CH3NHeq\o\al(＋,3)互為等電子體的分子為_(kāi)______。a．極性鍵b．非極性鍵c．配位鍵d．離子鍵e．σ鍵f．π鍵(4)NHeq\o\al(＋,4)中H—N—H的鍵角比NH3中H—N—H的鍵角大的緣由是______________________________________________________________________________________________________________；NH3和水分子與銅離子形成的化合物中陽(yáng)離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)(如圖2)，該化合物加熱時(shí)首先失去水，請(qǐng)從原子結(jié)構(gòu)角度加以分析：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。圖2(5)與I－緊鄰的I－個(gè)數(shù)為_(kāi)_______。X射線衍射試驗(yàn)測(cè)得晶胞參數(shù)：密度為ag·cm－3，則晶胞的邊長(zhǎng);為_(kāi)_______________pm(該物質(zhì)的相對(duì)原子質(zhì)量為M，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。解析：(1)鉛或鉛鹽的焰色反應(yīng)為綠色，是因?yàn)榻饘偌捌潲}在火焰上灼燒時(shí)，原子中的電子汲取了能量，從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道，但處于能量較高的軌道上的電子是不穩(wěn)定的，很快躍遷回能量較低的軌道，這時(shí)就將多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，呈現(xiàn)特別的顏色，其光譜屬于放射光譜，故選bd。(2)依據(jù)核外電子排布規(guī)律可知碳原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為?；鶓B(tài)Pb原子核外電子排布，最終占據(jù)能級(jí)的電子為6p能級(jí)，因此電子云輪廓圖形態(tài)為啞鈴形。(3)同種非金屬元素之間存在非極性鍵，不同非金屬元素之間存在極性鍵，含有孤電子對(duì)和含有空軌道的原子之間存在配位鍵，共價(jià)單鍵為σ鍵，共價(jià)雙鍵含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，所以CH3NHeq\o\al(＋,3)中碳氮原子之間，碳?xì)湓又g及氮?dú)湓又g存在極性鍵和σ鍵，氮?dú)渲g含有配位鍵，故選ace，N連接4個(gè)單鍵，雜化形式為sp3，CH3NHeq\o\al(＋,3)為18電子微粒，與CH3NHeq\o\al(＋,3)互為等電子體的分子為C2H6或BH3NH3。(4)NHeq\o\al(＋,4)中的氮原子上均為成鍵電子，而NH3分子中的氨原子上有1對(duì)孤對(duì)電子，孤電子對(duì)與成鍵電子之間的排斥力強(qiáng)于成鍵電子與成鍵電子之間的排斥力，導(dǎo)致NHeq\o\al(＋,4)中H—N—H的鍵角比NH3中大。由于O原子半徑小，電負(fù)性大，供應(yīng)孤電子對(duì)實(shí)力比N原子弱，故水分子形成的配位鍵弱于氨分子。(5)由晶胞結(jié)構(gòu)可知，I－位于晶胞的面心，由于8個(gè)晶胞共用1個(gè)頂點(diǎn)，所以與I－緊鄰的I－個(gè)數(shù)為8；設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為xpm，則晶胞的體積為x3×10－30cm－3，晶胞中含有1個(gè)CH3NHeq\o\al(＋,3)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8×\f(1,8)＝1))、1個(gè)Pb2＋(體心)、3個(gè)I－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6×\f(1,2)＝3))所以有ag·cm－3·x3×10－30cm3NA＝M，解得x＝eq\r(3,\f(M,a·NA))×10－10。答案：(1)bd(2)啞鈴形(3)acesp3C2H6(或BH3NH3)(4)NHeq\o\al(＋,4)中的氮原子上均為成鍵電子，而NH3分子中的氨原子上有1對(duì)孤電子對(duì)，孤電子對(duì)與成鍵電子之間的排斥力強(qiáng)于成鍵電子與成鍵電子之間的排斥力，導(dǎo)致NHeq\o\al(＋,4)中H—N—H的鍵角比NH3中大由于O原子半徑小，電負(fù)性大，供應(yīng)孤電子對(duì)實(shí)力比N原子弱，故水分子形成的配位鍵弱于氨分子(5)8eq\r(3,\f(M,a·NA))×10－105．鈷、鐵、鎵、砷的單質(zhì)及其化合物在生產(chǎn)生活中有重要的應(yīng)用，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出砷(As)的基態(tài)原子的電子排布式__________________。(2)N、P、As為同一主族元素，其電負(fù)性從大到小的依次為_(kāi)_______，它們的簡(jiǎn)潔氫化物沸點(diǎn)最高的是________，將NaNO2和Na2O在肯定的條件下反應(yīng)得到一種白色晶體，已知其中的陰離子與SOeq\o\al(2－,4)互為等電子體，則該陰離子的化學(xué)式為_(kāi)_______。(3)[Co(N3)(NH3)5]SO4中Co的配位數(shù)為_(kāi)_________，其配離子中含有的化學(xué)健類型為_(kāi)_______(填“離子鍵”“共價(jià)鍵”“配位鍵”)。(4)砷化鎵晶胞結(jié)構(gòu)如圖。晶胞中Ga與四周等距且最近的砷形成的空間構(gòu)型為_(kāi)_______，已知砷化鎵晶胞邊長(zhǎng)為apm，其密度為ρg·cm－3，則阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為_(kāi)___________(列出計(jì)算式即可)。解析：(1)As的原子序數(shù)為33，由構(gòu)造原理可知基態(tài)原子的電子排布式[Ar]3d104s24p3。(2)N、P、As為同一主族元素，其原子序數(shù)漸漸增大，則其電負(fù)性漸漸減小，即N>P>As，它們的氫化物中NH3中存在氫鍵，沸點(diǎn)最高；原子個(gè)數(shù)相等價(jià)電子數(shù)相等的微粒屬于等電子體，且等電子體結(jié)構(gòu)相像，陰離子與SOeq\o\al(2－,4)互為等電子體，則該陰離子的化學(xué)式為NOeq\o\al(3－,4)。(3)[Co(N3)(NH3)5]SO4中Neq\o\al(－,3)、NH3都是單齒配體，相加得配位數(shù)為6；其配離子中含有的化學(xué)鍵類型為共價(jià)鍵、配位鍵。(4)晶胞中Ga原子處于晶體的頂點(diǎn)和面心，面心到頂點(diǎn)和到相鄰面心的距離最小且相等，Ga原子與四周等距且最近的砷形成的空間構(gòu)型為Ga在中心，As在四個(gè)頂點(diǎn)形成的正四面體結(jié)構(gòu)；GaAs為1∶1型結(jié)構(gòu)，一個(gè)晶胞含有4個(gè)Ga原子和4個(gè)As原子，若晶胞邊長(zhǎng)為apm，則其體積為(a×10－10)3cm3，晶胞密度為ρg·cm－3，則晶胞質(zhì)量為(a×10－10)3cm3×ρg·cm－3＝ρa(bǔ)3×10－30g，ρa(bǔ)3×10－30g×NA＝4×145g·mol－1，則NA為eq\f(4×145,ρa(bǔ)3×10－30)。答案：(1)[Ar]3d104s24p3(或1s22s22p63s23p63d104s24p3)(2)N>P>AsNH3NOeq\o\al(3－,4)(3)6共價(jià)鍵、配位鍵(4)正四面體eq\f(4×145,ρa(bǔ)3×10－30)6．英國(guó)曼徹斯特高?？茖W(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫共同工作多年因“突破性地”用撕裂的方法從石墨中勝利獲得超薄材料石墨烯而獲獎(jiǎng)。制備石墨烯方法還有石墨剝離法、化學(xué)氣相沉積法等。石墨烯的球棍模型示意圖如圖1：圖1(1)下列有關(guān)石墨烯說(shuō)法正確的是________(填字母)。a．12g石墨烯含σ鍵數(shù)為NAb．石墨烯分子中全部原子可以處于同一平面c．從石墨剝離得石墨烯需克服石墨層與層之間的分子間作用力d．石墨烯中每個(gè)C原子連接3個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有6個(gè)C原子(2)化學(xué)氣相沉積法是獲得大量石墨烯的有效方法之一，催化劑為金、銅、鈷等金屬或合金，含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一種或隨意組合。①基態(tài)銅原子能量最高的電子占據(jù)的能級(jí)符號(hào)是________；第四周期元素中，最外層電子數(shù)與銅相同的元素還有________。②下列分子屬于非極性分子的是________(填字母)。a．甲烷 b．二氯甲烷c．苯 d．乙醇③乙醇的沸點(diǎn)要高于相對(duì)分子質(zhì)量比它還高的丁烷，請(qǐng)說(shuō)明緣由____________________________________________________________________________________________________________。④酞菁與酞菁銅染料分子結(jié)構(gòu)如下圖2，酞菁分子中碳原子采納的雜化方式是________雜化。⑤金與銅可形成的金屬互化物合金(如圖3)，它的化學(xué)式可表示為_(kāi)_________________；在Au四周最近并距離相等的Cu有________個(gè)，若2個(gè)Cu原子核的最小距離為dpm，該晶體的密度可以表示為_(kāi)___________g·cm－3(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)。解析：(1)由圖示得到，石墨烯中碳原子的雜化類型為sp2，所以每個(gè)碳原子應(yīng)當(dāng)形成3個(gè)σ鍵，而每形成1個(gè)σ鍵須要2個(gè)碳原子，所以C∶σ鍵＝2∶3，因此12g石墨烯(1molC)中的σ鍵為1.5mol，選項(xiàng)a錯(cuò)誤。石墨烯中全部的碳原子都是sp2雜化，所以全部的碳原子都在同一個(gè)平面，選項(xiàng)b正確。石墨晶體中石墨層與層之間存在的是分子間作用力，所以選項(xiàng)c正確。石墨烯中每個(gè)C原子連接3個(gè)六元環(huán)，所以每個(gè)C原子在一個(gè)六元環(huán)中只能分得eq\f(1,3)，所以每個(gè)六元環(huán)占有6×eq\f(1,3)＝2個(gè)C原子，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。(2)①銅是29號(hào)元素，核外電子排布式為[Ar]3d104s1，依據(jù)鮑林的近似能級(jí)圖得到其中能量最高的能級(jí)為3d。第四周期，最外層電子數(shù)與Cu相同都是1個(gè)電子的是K(4s1)和Cr(3d54s1)。②甲烷(正四面體)和苯(正六邊形)都是高度對(duì)稱的分子，所以是非極性分子；而二氯甲烷是變形四面體結(jié)構(gòu)是極性分子，乙醇明顯是極性分子。③乙醇沸點(diǎn)高于丁烷的緣由是乙醇有—OH，可以形成分子間氫鍵，從而提高了沸點(diǎn)。④酞菁分子中碳都形成了雙鍵，或者都是苯環(huán)中的碳原子，所以都是sp2雜化。⑤金原子占據(jù)晶胞的頂點(diǎn)，所以有8×eq\f(1,8)＝1個(gè)；銅原子占據(jù)6個(gè)面心，所以有6×eq\f(1,2)＝3個(gè)，所以化學(xué)式為Cu3Au或AuCu3。假如以圖3晶胞的體心為頂點(diǎn)，以頂點(diǎn)的金原子為體心，可以得到一個(gè)新的晶胞，該新晶胞中金原子在體心，銅原子位于12條棱的中心，所以在Au四周最近并距離相等的Cu有12個(gè)。由立體幾何學(xué)問(wèn)得到圖3中2個(gè)Cu原子核的最小距離為晶胞面對(duì)角線的一半，所以面對(duì)角線的長(zhǎng)度為2dpm，所以晶胞邊長(zhǎng)為eq\f(2d,\r(2))＝eq\r(2)dpm＝eq\r(2)d×10－10cm。晶胞體積為邊長(zhǎng)的立方為2eq\r(2)d3×10－30cm3，晶胞中含有1個(gè)Au和3個(gè)Cu，所以晶胞的質(zhì)量為eq\f(197＋3×64,NA)，質(zhì)量除以體積得到晶胞密度為eq\f(389×\r(2)×1030,4×NA×d3)g·cm－3。答案：(1)bc(2)①3dK、Cr②ac③乙醇分子間可形成氫鍵而丁烷分子間不能形成氫鍵④sp2⑤Cu3Au(或AuCu3)12eq\f(389×\r(2)×1030,4×NA×d3)7．鈾是原子反應(yīng)堆的原料，常見(jiàn)鈾的化合物有UF4、UO2、及(NH4)4[UO2(CO3)3]等，回答下列問(wèn)題：(1)基態(tài)氟原子的價(jià)電子排布圖為_(kāi)_________________；用Mg或Ca還原UF4可得金屬鈾，其氧化產(chǎn)物MgF2的熔點(diǎn)高于CaF2，緣由是__________________________________________________________________________________________________________；(2)↑①NH4HF2中存在的微粒間的作用力是________(填字母)。A．離子鍵 B．配位鍵C．共價(jià)鍵 D．范德華力②該反應(yīng)中非金屬元素的第一電離能由大到小的依次是______________(填元素符號(hào))。(3)＋N2↑＋9H2O↑①分解產(chǎn)物中屬于非極性分子的是________(填字母)。A．NH3 B．CO2C．N2 D．H2O②反應(yīng)物中的COeq\o\al(2－,3)的空間構(gòu)型為_(kāi)___________。分子中的大П鍵可用符號(hào)Пeq\o\al(n,m)表示，其中m代表參加形成大П鍵的原子數(shù)，n代表參加形成大П鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大П鍵可表示為Пeq\o\al(6,6))，則COeq\o\al(2－,3)中的大П鍵應(yīng)表示為_(kāi)_____________。③HN3(氫疊氮酸)常用于引爆劑，其分子的結(jié)構(gòu)式可表示為。則左邊氮原子和中間氮原子的雜化方式分別為_(kāi)___________雜化、____________雜化。(4)UO2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：①晶胞中鈾原子位于面心和頂點(diǎn)，氧原子填充在鈾原子積累形成的空隙中。則氧原子填充在鈾原子形成的______________(填“立方體”“四面體”或“八面體”)空隙中。②若兩個(gè)氧原子間的最短距離為anm，則UO2晶體的密度為_(kāi)_______________________g·cm－3(列出計(jì)算式即可，設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。解析：(1)F原子的價(jià)電子為2s22p5，所以其價(jià)電子排布圖為。MgF2和CaF2都是離子化合物，離子化合物的熔點(diǎn)凹凸取決于晶格能的大小，一般來(lái)說(shuō)離子的半徑越小，離子所帶的電荷越高，晶格能越大，所以MgF2的熔點(diǎn)高于CaF2的緣由是CaF2和MgF2均為離子晶體，Mg2＋半徑小于Ca2＋半徑(離子的電荷都相同)，MgF2的晶格能大于CaF2，故MgF2熔點(diǎn)比較高。(2)①NH4HF2是一種銨鹽，屬于離子化合物，存在離子鍵；銨根離子內(nèi)部存在N和H之間的共價(jià)鍵，同時(shí)存在1個(gè)N→H的配位鍵。所以答案為ABC。②同周期元素從左向右第一電離能漸漸增大，因?yàn)镹的p能級(jí)是半滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以其第一電離能高于O，因此第一電離能的依次為F>N>O>H。(3)①氨氣分子空間構(gòu)型是三角錐形，水分子是折線形，兩者都是極性分子。二氧化碳分子是直線形分子所以二氧化碳是非極性分子，N2明顯是非極性分子，選項(xiàng)BC正確。②依據(jù)價(jià)層電子對(duì)＝3對(duì)，所以該離子的空間構(gòu)型為平面三角形。碳酸根離子一共有4個(gè)原子，所以m＝4。中心C原子做sp2雜化，剩余1個(gè)價(jià)電子；四周的O原子的2p能級(jí)上有2個(gè)單電子，其中1個(gè)單電子用來(lái)和中心C原子成σ鍵，剩余的1個(gè)單電子用來(lái)形成大П鍵，所以3個(gè)氧原子一共供應(yīng)3個(gè)電子；最終加上2個(gè)單位負(fù)電荷所對(duì)應(yīng)的電子；所以成大П鍵的電子一共為6個(gè)，即n＝6。所以該大П鍵的表示為Пeq\o\al(6,4)。③依據(jù)圖示的結(jié)構(gòu)，第一個(gè)氮原子成鍵(H—N—N)的角度約為120°，所以第一個(gè)N的雜化應(yīng)當(dāng)是sp2雜化。中間氮原子，因?yàn)橐蛢蛇叺映芍本€，且要形成雙鍵和三鍵，所以中間氮原子為sp雜化。(4)①?gòu)膱D中得到氧原子填充在立方體晶胞分割出來(lái)的8個(gè)小立方體的體心位置，這個(gè)晶胞的結(jié)構(gòu)與CaF2類似，所以氧原子填充四面體空隙。②由晶胞圖得到，兩個(gè)氧原子之間的距離為晶胞邊長(zhǎng)的一半，所以晶×10－21cm3。該晶胞中含有的U原子為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個(gè)；含有的O原子為8個(gè)，所以1個(gè)晶胞中有4個(gè)UO2，其質(zhì)量為eq\f(4×270,NA)g。所以晶體的密度為eq\f(4×270,NA×8a3×10－21)。答案：(1)CaF2和MgF2均為離子晶體，Mg2＋半徑小于Ca2＋半徑，MgF2的晶格能大于CaF2，故MgF2熔點(diǎn)比較高(2)①ABC②F>N>O>H(3)①BC②平面三角形Пeq\o\al(6,4)③sp2sp(4)①四面體②eq\f(4×270,NA×8a3×10－21)8．2024年5月海底自然氣水合物(俗稱“可燃冰”)試采勝利，這是我國(guó)能源開(kāi)發(fā)的一次歷史性突破?？隙l件下，CH4和CO2都能與H2O形成如圖1所示的籠狀結(jié)構(gòu)(表面的小球是水分子，內(nèi)部的大球是CH4分子或CO2分子；“可燃冰”是CH4與H2O形成的水合物)，其相關(guān)參數(shù)見(jiàn)下表。圖1分子分子直徑/nm分子與H2O的結(jié)合能E/(kJ·mol－1)CH40.43616.40CO20.51229.91(1)CH4和CO2所含的三種元素電負(fù)性從大到小的依次為_(kāi)____________；碳原子的最高能級(jí)的符號(hào)是_______