廣東新高考化學(xué)人教 課時(shí)規(guī)范練37 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

課時(shí)規(guī)范練37晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

基礎(chǔ)鞏固

1.(2020河南周口月考)太陽能電池板材料除單晶硅外，還有氮、硼、硒、鈦、鉆、鈣等化學(xué)元素。

(1)基態(tài)鈣原子的電子排布式為，金屬鉆的堆積方式與鎂相似，都屬于六方最密堆積,其配位

數(shù)是o

(2)晶體硼的結(jié)構(gòu)單元是正二十面體,每個(gè)單元中有12個(gè)硼原子，其中有兩個(gè)原子為")B,其余為"B,則

該結(jié)構(gòu)單元有種不同的結(jié)構(gòu)類型，該結(jié)構(gòu)單元含有個(gè)B—B鍵。

(3)六方相氮化硼的結(jié)構(gòu)與石墨相似,B的雜化方式是，其不導(dǎo)電的原因

是S

(4)人工氮化鈦晶體的晶胞與NaCl晶胞相似，如圖所示。

①該晶體中與Ti原子距離最近且相等的Ti原子有個(gè)，與Ti原子距離最近且相等的N原

子有個(gè),這幾個(gè)N原子形成的空間形狀是。

②該晶體的熔點(diǎn)高于NaCl晶體的熔點(diǎn),其原因

是。

(5)鉆晶體的一種晶胞是一種體心立方堆積(如圖所示)，若該晶胞的邊長(zhǎng)為anm,密度為夕g-cnP/VA表

示阿伏加德羅常數(shù)的值，則鉆的相對(duì)原子質(zhì)量可表示為。

2.(2020四川廣安調(diào)研)現(xiàn)有A、X、Y、Z、W五種元素,它們的原子序數(shù)依次增大。A元素原子的核

外電子總數(shù)與其周期序數(shù)相同;X基態(tài)原子的L層中有3個(gè)未成對(duì)電子;Y基態(tài)原子的2P軌道上有一

個(gè)電子的自旋方向與2p軌道上其他電子的自旋方向相反;Z基態(tài)原子的3p軌道上得到兩個(gè)電子后

不能再容納外來電子;W基態(tài)原子的最外層電子數(shù)為1,其余各電子層均充滿電子。請(qǐng)回答下列問題:

(1)這五種元素中，電負(fù)性最大的元素基態(tài)原子的電子排布式是,W位于元素周期表的

(填“s”“p”“d”或“ds”)區(qū)。

(2)已知X2Y分子中Y原子只與一個(gè)X原子相連，請(qǐng)根據(jù)等電子原理寫出X2Y的電子

式:，其中心原子的雜化軌道類型

是,1molX2Y含有的兀鍵數(shù)目為。

圖1

(3)W可以形成配合物。A、X、Y、Z、W五種元素形成的一種1：1型離子化合物中,陰離子呈正四

面體結(jié)構(gòu),該陰離子的化學(xué)式為；其陽離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)(如圖1所示)，該陽離

子的化學(xué)式為；該化合物加熱時(shí)首先失去的成分是，判斷理由

是______________________________________________________________________________________

圖2

(4)W、X形成的某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)為如圖2所示的立方晶胞(其中X顯3價(jià))，則其化學(xué)式

為。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,距離最近的兩個(gè)W的核間距為acm,則該晶體的密

度為g-cm\(用含有a和NA的代數(shù)式表示)

3.鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素?；卮鹣铝袉栴}：

(l)Zn原子核外價(jià)電子排布式為o

(2)黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能/i(Zn)"Cu)(填“大

于,，或“小于原因是

(3)ZnF2具有較高的熔點(diǎn)(872℃),其化學(xué)鍵類型是;ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnCl2>ZnBn、

Znl2能夠溶于乙醇、乙醛等有機(jī)溶劑,原因是。

(4)《中華本草》等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石(ZnCCh)入藥,可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3

中，陰離子空間構(gòu)型為C原子的雜化形式為。

(5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示，這種堆積方式稱為。六棱柱底邊邊長(zhǎng)為a

cm,高為ccm,阿伏加德羅常數(shù)的值為N\,Zn的密度為g,cm3(列出計(jì)算式)。

4.鉆、鐵、錢、神的單質(zhì)及其化合物在生產(chǎn)、生活中有重要的應(yīng)用。回答下列問題：

(1)寫出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)性由大到小的順序?yàn)?，它們的氫化物沸點(diǎn)最

高的是。將NaNCh和Na?。在一定條件下反應(yīng)得到一種白色晶體，已知其中陰離子與SO^-

互為等電子體，則該陰離子的化學(xué)式是。

(3)Fe3\Ct?+與N3、CN等可形成絡(luò)合離子。

①K3[Fe(CN)6]可用于檢驗(yàn)Fe2，,配體CN中碳原子雜化軌道類型為。

②[CO(N3)(NH3)5]SO4中C。的配位數(shù)為.其配離子中含有的化學(xué)鍵類型為

(填“離子鍵”“共價(jià)鍵”或"配位鍵”),C、N、0的第一電離能最大的為，其原因

是。

(4)碎化錢晶胞結(jié)構(gòu)如下圖。晶胞中Ga與周圍等距且最近的As形成的空間構(gòu)型為。

已知神化錢晶胞邊長(zhǎng)為apm淇密度為g-cnP,則阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為

(列出計(jì)算式即可)。

5.(2019安徽合肥高三調(diào)研)磷化錮和神化錮納米晶具備獨(dú)特的光學(xué)和電學(xué)特性，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、

通信、太陽能電池等領(lǐng)域?；卮鹣铝袉栴}：

⑴基態(tài)磷原子電子排布式為;基態(tài)As原子中未成對(duì)電子數(shù)為。

(2)PH3分子空間構(gòu)型為;AsO￡中As原子的雜化方式為o

(3)ASH3與NH3在水中溶解度較大的是，其原因是，

(4)酬菁鋼是有機(jī)分子儆菁與金屬綱形成的復(fù)雜分子，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖I所示，該分子中存在的化學(xué)鍵為_

(填選項(xiàng)字母)。

a。鍵b.兀鍵

c.離子鍵d.配位鍵

(5)神化鋼的晶胞結(jié)構(gòu)如圖H所示，神化鋼晶體的化學(xué)式為;該晶胞的棱長(zhǎng)為acm,則神

化錮晶體的密度為______________________(用含a.NA的代數(shù)式表示)。

能力提升

6.(2020江蘇鎮(zhèn)江調(diào)研)磁性材料氮化鐵銀合金可用Fe(NO3)3、Ni(NO3)2,丁二酮后、氨氣、氮?dú)狻?/p>

氫氧化鈉、鹽酸等物質(zhì)在一定條件下反應(yīng)制得。

⑴Fe3+的電子排布式是o

(2)N()3和NH3中氮原子的雜化方式分別為。

(3)NHj的沸點(diǎn)高于PFh,其主要原因

是。

(4)與M具有相同價(jià)電子數(shù)的三原子分子的空間構(gòu)型是。

(5)向Ni(NCh)2溶液中滴加氨水，剛開始時(shí)生成綠色Ni(0H)2沉淀,當(dāng)氨水過量時(shí)，沉淀會(huì)溶解，生成含

[Ni(NH3)6產(chǎn)的藍(lán)色溶液，則1mol[Ni(NH3)6產(chǎn)中含有的°鍵的物質(zhì)的量為mol。

(6)鐵元素對(duì)應(yīng)的單質(zhì)在形成晶體時(shí),采用如圖所示的堆積方式。則這種堆積模型的配位數(shù)

為，如果Fe的原子半徑為acm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則計(jì)算此單質(zhì)的密度表達(dá)式為一

g-cm3(不必化簡(jiǎn))。

拓展深化

7.(2020湖北孝感聯(lián)考)磷及其化合物與人們的健康和生產(chǎn)生活密切相關(guān)。請(qǐng)回答下列問題：

(1)基態(tài)磷原子價(jià)電子排布圖(軌道表示式)為，其第一電離能比硫的

(填“大”或“小”)。

(2)羥基磷灰石[Ca(PO4)3OH]是牙齒中的重要礦物質(zhì)，其中羥基(一OH)中氧原子的雜化方式

為,PO/的空間構(gòu)型為，該化合物中所含元素電負(fù)性最大的

是。

(3田4。6的分子結(jié)構(gòu)中只含有單鍵,且每個(gè)原子的最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則該分子中含有的共

價(jià)鍵數(shù)目是。

(4)磷酸和亞磷酸(H3Po3)是磷元素的兩種含氧酸。亞磷酸與NaOH反應(yīng)只生成Na2HPO3和NaH2P。3

兩種鹽，則H3P03的結(jié)構(gòu)式為，其為元酸,原因是。

(5)磷酸分子間脫水可生成多磷酸，其某一鈣鹽的結(jié)構(gòu)如下圖所示：

由圖推知該多磷酸鈣鹽的通式為o

(6)磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料，晶胞如下圖所示，其密度為pg-cn?,設(shè)心是阿伏加德羅常數(shù)的值，

則磷原子的配位數(shù)為，晶胞參數(shù)為pm。

課時(shí)規(guī)范練37晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1.答案(l)ls22s22P63s23P64s2或[Ar]4s212(2)330

(3)sp2雜化層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動(dòng)的電子

(4)①126正八面體②氮化鈦晶體中陰、陽離子的電荷數(shù)均高于氯化鈉晶體

中陰、陽離子的電荷數(shù)，氮化鈦晶體的晶格能高于氯化鈉晶體的晶格能

(5)5/0^x1022

解析:⑴基態(tài)鈣原子核外有20個(gè)電子，電子排布式為Is22s22P63s23P64s2或[Ar]4s2。鎂、

鉆晶體是六方最密堆積，其配位數(shù)為12。(2)晶體硼的結(jié)構(gòu)類型取決于兩個(gè)"B原子的相

對(duì)位置，兩個(gè)i°B可以相鄰、相間或相對(duì)，所以共有3種結(jié)構(gòu)類型;1個(gè)硼原子形成5個(gè)

B—B鍵，則1個(gè)硼原子占有的B—B鍵為5、尹2.5,該結(jié)構(gòu)單元含有B—B鍵的數(shù)目為

2.5x12=30。(3)六方相氮化硼中1個(gè)硼與3個(gè)氮原子結(jié)合，硼原子的雜化類型為sp2雜化;

六方相氮化硼不導(dǎo)電的原因是層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動(dòng)的電子。(4)①與Ti原子距離最

近且相等的Ti原子有12個(gè)，與Ti原子距離最近且相等的N原子有6個(gè)(在Ti原子的上、

下、左、右、前、后)。②氮化鈦晶體中陰、陽離子的電荷數(shù)均高于氯化鈉晶體中陰、

陽離子的電荷數(shù)，氮化鈦晶體的晶格能高于氯化鈉晶體的晶格能，因此氮化鈦晶體的熔點(diǎn)

高于NaCl晶體的熔點(diǎn)。(5)該晶胞中C。原子的個(gè)數(shù)為8x%l=2,則該晶胞的質(zhì)量為梁

85

3733x22

g=pg-cmx(￡l(xiocm),Afr=5ap7VA10o

2.答案:⑴Is22s22P4ds(2)：N：,N：：0：sp2NA

2+

(3)SO2-[CU(NH3)4(H2O)2]H20

H20與CW+形成的配位鍵比NH3與C#+形成的配位鍵弱

//isXT206

(4)CU3NNAX(@)3

解析:A、X、Y、Z、W五種元素的原子序數(shù)依次增大。A元素原子的核外電子總數(shù)與

其周期序數(shù)相同，故A為H;X基態(tài)原子的L層中有3個(gè)未成對(duì)電子，故X為N;Y基態(tài)原

子的2p軌道上有一個(gè)電子的自旋狀態(tài)與2p軌道上其他電子的自旋狀態(tài)相反，故Y為

O；Z基態(tài)原子的3P軌道上得到兩個(gè)電子后不能再容納外來電子，故Z為S;W基態(tài)原子

的最外層電子數(shù)為1,其余各電子層均充滿電子，故W為Cu。(1)電負(fù)性最大的元素為O,

其基態(tài)原子的電子排布式為Is22s22P4。Cu為29號(hào)元素，在元素周期表中位于ds區(qū)。

(2)N2O分子中O原子只與一個(gè)N原子相連,N2O與CO2互為等電子體，故N2O的電子式

為N.N；。：,中心原子N的雜化類型為sp,l分子N2O中的兀鍵數(shù)目為2,故1molN2O中含

有的兀鍵數(shù)目為2叫。(3)五種元素形成的1：1型離子化合物中，陰離子呈正四面體結(jié)構(gòu),

則陰離子為SO,結(jié)合題圖可知該陽離子結(jié)構(gòu)中含有1個(gè)Cu2+、4個(gè)NH3及2個(gè)H2O,故

陽離子的化學(xué)式為[CU(NH3)4(H2O)2產(chǎn)。加熱化合物時(shí)根據(jù)配位鍵強(qiáng)弱來確定首先失去

的成分。(4)由題圖的晶胞結(jié)構(gòu)可知N原子的數(shù)目為8x^1,Cu原子的數(shù)目為12x^3,所

o4

以其化學(xué)式為CU3NO設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為8cm,則2、(界=/乃=企見故該晶體的密度

206,

Cm

^NAx(V2a)3g-°

3.答案：3d"4s2(2)大于Zn的3d能級(jí)與4s能級(jí)為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子

(3)離子鍵ZnF2為離子化合物,ZnCb、ZnBn、Znb的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主、極性

較小

(4)平面三角形sp2

(5)六方最密堆積(A3型)-65X1

NAX6X竽xa2c

解析：(3)由ZnF2的熔點(diǎn)較高可知ZnF2是離子晶體，化學(xué)鍵類型是離子鍵;根據(jù)相似相溶

原理，由ZnCL、ZnBmZnL的溶解性可知，這三種物質(zhì)為分子晶體，化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為

主、極性較小。

(4)C0：的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為號(hào)=3,故C原子是sp2雜化,CO/空間構(gòu)型是平面三角形。

(5)由題圖可知，堆積方式為六方最密堆積(A3型);晶胞中Zn原子碌為

12x1+2x孑S=6,根據(jù)/=?，可得Z〃的密度為-65x?-g-cm3o

62VNAX6X苧xa2c

4.答案：(l)[Ar]3di。4s24P3(2)N>P>AsNH3NO：

(3)①sp②6共價(jià)鍵、配位鍵N氮原子2P能級(jí)中的電子為半充滿，相對(duì)穩(wěn)定，

更不易失去電子

⑷正四面體湍慈

解析：(l)As的原子序數(shù)為33,由構(gòu)造原理可知電子排布式為[Ar]3d。4s24P3。(2)As、P、

N元素屬于同一主族元素，其原子序數(shù)逐漸減小,則其電負(fù)性逐漸增大，即N>P>As;它們

的氫化物中,NH3分子間可形成氫鍵，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)相似，與SO：互為等電子體的該陰離子是NO>(3)①CN

中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=l6x(4+llx3戶2,所以采取sp雜化;②C、N、O屬于同一周

期元素且原子序數(shù)依次增大，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大

趨勢(shì)，但氮原子2P能級(jí)上的電子為半充滿，相對(duì)穩(wěn)定，更不易失去電子，所以其第一電離能

大小順序是N>O>C。(4)Ga與周圍等距離且最近的As形成空間構(gòu)型為Ga在中心As

在四個(gè)頂點(diǎn)的正四面體結(jié)構(gòu);由題圖可知一個(gè)晶胞占有4個(gè)Ga原子和4個(gè)As原子，若晶

胞的邊長(zhǎng)為apm,則晶胞體積為(qxi()io)3cnrM晶體的密度為。gtn?,則晶胞質(zhì)量為

10333330A=

(axio)cmxpg-cm=paxiog,則p/xKpogX^Amol'=4xl45g，mo『,貝l]^pJ3X^Q^O°

5.答案:⑴Is22s22P63s23P33(2)三角錐形sp3

(3)NH3NH3與水分子之間易形成氫鍵

(4)abd(5)InAsg-cm3

解析：(1)P的原子序數(shù)為15,原子核外有15個(gè)電子,P的核外電子排布式為

1S22s22P63s23P3；As元素基態(tài)原子核外電子排布式為1S22s22P63s23P63d。4s24P3,未成對(duì)電

子數(shù)為3。(2)中心原子磷原子形成了3個(gè)O鍵，另外還有1對(duì)未成鍵孤電子對(duì)，其價(jià)層電

子對(duì)的總數(shù)是4,需要形成4個(gè)雜化軌道,故采用sp3雜化，分子的空間構(gòu)型為三角錐

形;AsO：中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為孚=4,所以As原子的雜化方式為sp3雜化。(3)因

為NH3與水分子之間易形成氫鍵，故AsFh與NH3在水中溶解度較大的是NH3。(4)根據(jù)

猷菁胭的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，該分子中存在的化學(xué)鍵為。鍵、兀鍵和配位鍵。(5)由神化錮的晶

胞結(jié)構(gòu)，根據(jù)均攤法可得,每個(gè)晶胞含有8X1+-6X^=4個(gè)In原子,4個(gè)As原子，珅化錮晶體

4x190

的化學(xué)式為InAs;該晶胞的棱長(zhǎng)為。(^^則神化錮晶體的密度為0—^—8?!^^^

QQ,NA

3

g-cmo

6答案:⑴Is22s22P63s23P63d5或[Ar]3d5

(2)sp2、sp3(3)NH3分子間存在氫鍵(4)V形

56-2

(5R4(6)8榭

解析：(l)Fe為26號(hào)元素，則Fe3+的電子排布式為Is22s22P63s23P63d5或[Ar]3d5。

(2)NO&為平面三角形，氮原子采取sp?雜化;NH3為三角錐形的分子，氮原子采取sp3

雜化。

(4)脂價(jià)電子數(shù)為10,與脂具有相同價(jià)電子數(shù)的三原子分子為氏0,分子的空間構(gòu)型

為V形。

(5)在[Ni(NH3)6]2+中,每個(gè)氮原子與3個(gè)氫原子形成。鍵，同時(shí)還與鍥原子形成配位鍵,

也屬于。鍵，因此1mol[Ni(NH3)6產(chǎn)中含有的。鍵為4moix6=24moL

(6)鐵元素對(duì)應(yīng)的單質(zhì)在形成晶體時(shí)，采用題圖所示的堆積方式，這種堆積模型為體

心立方堆積，即在立方體的中心有一個(gè)鐵原子，與這個(gè)鐵原子距離最近的原子位于立方體

的8個(gè)頂點(diǎn)，所以鐵的配位數(shù)為8,每個(gè)立方體中含有的鐵原子數(shù)為8x%l=2,如果Fe的

O

原子半徑為。cm,則立方體的邊長(zhǎng)為王cm,則立方體的體積為G|cm)3,阿伏加德羅常數(shù)

56x2

的值為NA,所以鐵單質(zhì)的密度表達(dá)式為g-cm3o

3s3P

7.答案:⑴回mm]大

(2)sp3正四面體形0(或氧元素)(3)12

oo

It

HO—P—HHO—P—H

(4)3或OH-一個(gè)H3P03分子中只有兩個(gè)羥基，含氧酸羥基上的氫

易電離

⑸(CaP2O6)?(6)4疆X10I。

解析：(1)P是15號(hào)元素，原子核外電子排布式為Is22s22P63s23P3,其價(jià)電子排布式為3s23P3,