2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第一部分考點38晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)強化訓(xùn)練含解析

PAGE18-考點38晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．下列說法正確的是(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)()A．124gP4中含有P—P鍵的個數(shù)為4NAB．12g石墨中含有C—C鍵的個數(shù)為1.5NAC．12g金剛石中含有C—C鍵的個數(shù)為4NAD．60gSiO2中含有Si—O鍵的個數(shù)為2NA答案B解析A項，eq\f(124,31×4)×6×NA＝6NA；B項，eq\f(12,12)×1.5×NA＝1.5NA；C項，應(yīng)為2NA；D項，應(yīng)為4NA。2．下列有關(guān)離子晶體的數(shù)據(jù)大小比較不正確的是()A．熔點：NaF>MgF2>AlF3B．晶格能：NaF>NaCl>NaBrC．陰離子的配位數(shù)：CsCl>NaCl>CaF2D．硬度：MgO>CaO>BaO答案A解析由于r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)，且Na＋、Mg2＋、Al3＋所帶電荷數(shù)依次增大，所以NaF、MgF2、AlF3的離子鍵依次增加，晶格能依次增大，故熔點依次上升。r(F－)<r(Cl－)<r(Br－)，故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次減小。在CsCl、NaCl、CaF2中陰離子的配位數(shù)分別為8、6、4。r(Mg2＋)<r(Ca2＋)<r(Ba2＋)，故MgO、CaO、BaO中離子鍵依次減弱，晶格能依次減小，硬度依次減小。3．如圖所示某硅氧離子的空間結(jié)構(gòu)示意圖(虛線不表示共價鍵)。通過視察分析，下列敘述正確的是()A．鍵角為120°B．化學(xué)組成為SiOeq\o\al(2－,3)C．Si原子采納sp2雜化D．化學(xué)組成為SiOeq\o\al(4－,4)答案D解析由該離子的空間結(jié)構(gòu)示意圖可知：硅氧原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，Si在體心，O在頂點，鍵角為109°28′，離子組成為SiOeq\o\al(4－,4)，Si原子采納sp3雜化。4．如圖是Mn和Bi形成的某種晶體的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，則該晶體的化學(xué)式可表示為()A．Mn2Bi B．MnBiC．MnBi3 D．Mn4Bi3答案B解析分析題給晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，可知有6個Bi原子處于晶胞的內(nèi)部，即1個晶胞擁有6個Bi原子；有12個Mn原子在晶胞的頂點上，每個晶胞占有12×eq\f(1,6)＝2個，有6個Mn原子在晶胞的棱上，每個晶胞占有6×eq\f(1,3)＝2個，有2個Mn原子在晶胞的面心，每個晶胞占有2×eq\f(1,2)＝1個，還有1個Mn原子在晶胞內(nèi)部，因此1個晶胞實際擁有的Mn原子個數(shù)為2＋2＋1＋1＝6，因此該晶胞的化學(xué)式可表示為MnBi。5．下列敘述中正確的是()A．二氧化硅和干冰晶體熔化時所克服的作用力類型相同B．含有離子的晶體肯定是離子晶體C．H2O是一種特別穩(wěn)定的化合物，這是由于水分子中存在氫鍵D．分子晶體中不肯定含有共價鍵，離子晶體中肯定含有離子鍵答案D解析二氧化硅熔化克服的是共價鍵，干冰晶體熔化時所克服的是分子間作用力，A錯誤；金屬晶體也含有離子，B錯誤；氫鍵不影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，C錯誤。6．已知C3N4晶體很可能具有比金剛石還大的硬度，且原子間均以單鍵結(jié)合。下列關(guān)于C3N4晶體的說法正確的是()A．C3N4晶體是分子晶體B．C3N4晶體中C—N鍵的鍵長比金剛石中C—C鍵的鍵長長C．C3N4晶體中每個C原子連接4個N原子，每個N原子連接3個C原子D．C3N4晶體中微粒間通過離子鍵結(jié)合答案C解析依據(jù)C3N4晶體的硬度特點可知其為原子晶體，A錯誤；N的原子半徑比C的原子半徑小，形成的C—N鍵的鍵長比金剛石中CC鍵的鍵長短，B錯誤；C3N4晶體中微粒間通過共價鍵結(jié)合，D錯誤。7．下列數(shù)據(jù)是對應(yīng)物質(zhì)的熔點(℃)，據(jù)此做出的下列推斷中錯誤的是()Na2ONaClAlF3AlCl3BCl3Al2O3CO2SiO29208011291190－1072073－571723A．鋁的化合物形成的晶體中有的是離子晶體B．表中只有BCl3和干冰是分子晶體C．同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體D．不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體答案B解析從表中各物質(zhì)的熔點可以看出，Na2O、NaCl、AlF3、Al2O3是離子晶體，SiO2是原子晶體，AlCl3、BCl3、CO2形成的晶體是分子晶體。8．下列有關(guān)晶體的敘述正確的是()A．離子晶體中每個離子四周均吸引著6個帶相反電荷的離子B．在晶體中，若有陽離子肯定存在陰離子C．分子晶體中肯定不含離子鍵，但肯定存在共價鍵D．原子晶體中的各相鄰原子都以共價鍵結(jié)合答案D解析離子晶體CsCl中，每個離子四周都吸引著8個帶相反電荷的離子；金屬晶體只存在金屬陽離子不存在陰離子；固態(tài)的稀有氣體形成的晶體為分子晶體，該類分子晶體為單原子分子，分子內(nèi)不存在共價鍵；依據(jù)原子晶體定義可知D項敘述正確。9.元素X的某價態(tài)離子Xn＋中全部電子正好充溢K、L、M三個電子層，它與N3－形成晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯誤的是()A．X元素的原子序數(shù)是19B．該晶體中陽離子與陰離子個數(shù)比為3∶1C．Xn＋中n＝1D．晶體中每個Xn＋四周有2個等距離且最近的N3－答案A解析從“元素X的某價態(tài)離子Xn＋中全部電子正好充溢K、L、M三個電子層”可以看出，Xn＋共有28個電子，圖中Xn＋位于每條棱的中點，一個晶胞擁有的Xn＋個數(shù)為12×eq\f(1,4)＝3，N3－位于頂點，一個晶胞擁有N3－的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，所以該物質(zhì)的化學(xué)式為X3N，故X顯＋1價，所以X為29號元素Cu。[題組一基礎(chǔ)大題]10．下圖為CaF2、H3BO3(層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的H3BO3分子通過氫鍵結(jié)合)、金屬銅三種晶體的結(jié)構(gòu)示意圖，請回答下列問題：(1)圖1所示的CaF2晶體中與Ca2＋最近且等距離的F－數(shù)為________，圖3中未標(biāo)號的銅原子形成晶體后四周最緊鄰的銅原子數(shù)為________。(2)圖2所示的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中最外層已達8電子結(jié)構(gòu)的原子是________，H3BO3晶體中B原子個數(shù)與極性鍵個數(shù)比為________。(3)金屬銅具有很好的延展性、導(dǎo)電性、傳熱性，對此現(xiàn)象最簡潔的說明是用________理論。(4)三種晶體中熔點最低的是________(填化學(xué)式)，其晶體受熱熔化時，克服的微粒之間的相互作用為____________________。(5)已知兩個距離最近的Ca2＋核間距離為a×10－8cm，結(jié)合CaF2晶體的晶胞示意圖，CaF2答案(1)812(2)O1∶6(3)電子氣(4)H3BO3分子間作用力(5)eq\f(183,a3)g·cm－3解析(1)CaF2晶體中Ca2＋的配位數(shù)為8，F(xiàn)－的配位數(shù)為4，圖3中未標(biāo)號的銅原子四周最緊鄰的銅原子為上層1、2、3，同層的4、5、6、7、8、9，下層的10、11、12，共12個。(2)圖2中B原子最外層三個電子形成三條共價鍵，最外層共6個電子，H原子達到2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，只有氧原子形成兩條鍵達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。H3BO3晶體是分子晶體，相互之間通過氫鍵相連，每個B原子形成3條B—O極性鍵，每個O原子形成1條O—H極性鍵，共6條極性鍵。(4)H3BO3晶體是分子晶體，熔點最低，熔化時克服了分子間作用力。(5)一個晶胞中實際擁有的離子數(shù)：陽離子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，而陰離子為8個，1個晶胞實際擁有4個“CaF2”，則CaF2晶體的密度為4×78g·mol－1÷[(eq\r(2)a×10－8cm)3×6.02×1023mol－1]≈eq\f(183,a3)g·cm－3。11．前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D中，A、B、C的基態(tài)原子具有相同的能層和能級，且第一電離能I1(A)<I1(C)<I1(B)，其中基態(tài)B原子的2p軌道處于半充溢狀態(tài)，BCeq\o\al(＋,2)與AC2互為等電子體；D為ⅠB族元素。請回答下列問題：(1)BCeq\o\al(＋,2)的電子式為________(用元素符號表示)，其中含有________個σ鍵和________個π鍵。(2)B的簡潔氫化物極易溶于C的簡潔氫化物，其主要緣由是____________。(3)化合物X由A、B兩元素組成，硬度超過金剛石，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示。則晶體中A原子的軌道雜化類型為________，X的晶體類型為________，其硬度超過金剛石的緣由是______________。(4)基態(tài)D原子的價層電子排布式為________。圖乙為D單質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，若其原子半徑為r，則計算其空間利用率的表達式為________(用含有r的表達式表示，不要化簡)。答案(1)[eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··))·eq\o\al(·,·)·N·eq\o\al(·,·)·eq\o(O,\s\up6(··))eq\o\al(·,·)]＋22(2)NH3與H2O均為極性分子，且相互之間能形成氫鍵(3)sp3原子晶體C—N鍵的鍵長小于C—C鍵，鍵能大于C—C鍵(4)3d104s1eq\f(4×\f(4,3)πr3,2\r(2)r3)×100%解析依據(jù)供應(yīng)信息，可以推斷A為C，B為N，C為O，D為Cu。(1)NOeq\o\al(＋,2)的電子式為[eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··))eq\o\al(·,·)eq\o\al(·,·)Neq\o\al(·,·)eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··))eq\o\al(·,·)]＋。N和O之間為雙鍵，則含有2個σ鍵和2個π鍵。(3)依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，知X為C3N4,1個C四周有4個N,1個N四周有3個C，C的雜化類型為sp3。C3N4中C—N鍵的鍵長小于C—C鍵，鍵能大于C—C鍵，因此硬度比金剛石大。(4)Cu的價層電子排布式為3d104s1。Cu為面心立方積累，晶胞中Cu的個數(shù)為eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4。設(shè)Cu的原子半徑為r，銅晶胞的邊長為a，面對角線為4r，則(4r)2＝a2＋a2，即a＝2eq\r(2)r，即銅晶胞的體積：V晶胞＝a3＝(2eq\r(2)r)3，Cu原子的體積：V原子＝4×eq\f(4,3)πr3，故金屬原子的空間利用率為eq\f(4×\f(4,3)πr3,2\r(2)r3)×100%。[題組二高考大題]12．(2024·全國卷Ⅰ節(jié)選)(3)一些氧化物的熔點如下表所示：氧化物L(fēng)i2OMgOP4O6SO2熔點/℃1570280023.8－75.5說明表中氧化物之間熔點差異的緣由：_____________________。(4)圖a是MgCu2的拉維斯結(jié)構(gòu)，Mg以金剛石方式積累，八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。圖b是沿立方格子對角面取得的截圖。可見，Cu原子之間最短距離x＝________pm，Mg原子之間最短距離y＝________pm。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則MgCu2的密度是________g·cm－3(列出計算表達式)。答案(3)Li2O、MgO為離子晶體，P4O6、SO2為分子晶體。晶格能MgO>Li2O，分子間作用力(相對分子質(zhì)量)P4O6>SO2(4)eq\f(\r(2),4)aeq\f(\r(3),4)aeq\f(8×24＋16×64,NAa3×10－30)解析(3)晶體的熔點凹凸與晶體類型以及晶體微粒間的作用力有關(guān)。Li2O、MgO是離子晶體，離子晶體的晶格能大小影響了晶體熔點的凹凸，晶格能越大，晶體熔點越高；P4O6、SO2為分子晶體，分子晶體的熔點凹凸取決于分子間作用力的大小，分子間作用力越大，晶體熔點越高。(4)由圖b可知，立方格子面對角線長為eq\r(2)apm，即為4個Cu原子直徑之和，則Cu原子之間最短距離為eq\f(\r(2),4)apm。由圖b可知，若將每個晶胞分為8個小立方體，則Mg原子之間最短距離y為晶胞內(nèi)位于小立方體體對角線中點的Mg原子與頂點Mg原子之間的距離(如圖所示)，即小立方體體對角線長的一半，則y＝eq\f(a,2)pm×eq\r(3)×eq\f(1,2)＝eq\f(\r(3),4)apm。由圖a可知，每個晶胞含Mg原子8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8個，含Cu原子16個，則MgCu2的密度ρ＝eq\f(8×24＋16×64,a×10－103NA)g·cm－3。13．(2024·全國卷Ⅱ節(jié)選)(4)一種四方結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)化合物的晶胞如圖1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。圖中F－和O2－共同占據(jù)晶胞的上下底面位置，若兩者的比例依次用x和1－x代表，則該化合物的化學(xué)式表示為________；通過測定密度ρ和晶胞參數(shù)，可以計算該物質(zhì)的x值，完成它們的關(guān)系表達式：ρ＝________g·cm－3。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分數(shù)坐標(biāo)，例如圖1中原子1的坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))，則原子2和3的坐標(biāo)分別為________、________。答案(4)SmFeAsO1－xFxeq\f(2[281＋161－x＋19x],a2cNA×10－30)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，0，\f(1,2)))解析(4)由題圖可知，As、Sm都在晶胞的面上，該晶胞中As的原子個數(shù)＝4×eq\f(1,2)＝2，Sm的原子個數(shù)＝4×eq\f(1,2)＝2，F(xiàn)e在晶胞的棱上和體心，F(xiàn)e的原子個數(shù)＝1＋4×eq\f(1,4)＝2，F(xiàn)－和O2－在晶胞的頂點和上下底面，F(xiàn)－和O2－的個數(shù)和＝2×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝2，已知F－和O2－的比例依次為x和1－x，所以該物質(zhì)的化學(xué)式為SmFeAsO1－xFx。1個晶胞的質(zhì)量＝eq\f(2[281＋161－x＋19x],NA)g，晶胞的體積＝a2c×10－30cm3，所以晶胞的密度＝eq\f(2[281＋161－x＋19x],a2cNA×10－30)g·cm－3。依據(jù)圖1中原子1的坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))，可看出原子2的z軸為0，x、y軸均為eq\f(1,2)，則原子2的坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))；原子3的x、y軸均為0，z軸為eq\f(1,2)，則原子3的坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，0，\f(1,2)))。14．(2024·海南高考節(jié)選)錳單質(zhì)及其化合物應(yīng)用特別廣泛?；卮鹣铝袉栴}：(1)Mn位于元素周期表中第四周期________族，基態(tài)Mn原子核外未成對電子有________個。(2)MnCl2可與NH3反應(yīng)生成[Mn(NH3)6]Cl2，新生成的化學(xué)鍵為________鍵。NH3分子的空間構(gòu)型為________，其中N原子的雜化軌道類型為________。(3)金屬錳有多種晶型，其中δ-Mn的結(jié)構(gòu)為體心立方積累，晶胞參數(shù)為apm，δ-Mn中錳的原子半徑為________pm。已知阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，δ-Mn的理論密度ρ＝________g·cm－3。(列出計算式)(4)已知錳的某種氧化物的晶胞如圖所示，其中錳離子的化合價為________，其配位數(shù)為________。答案(1)ⅦB5(2)配位三角錐sp3(3)eq\f(\r(3)a,4)eq\f(2×55,NAa3×10－30)(4)＋26解析(1)Mn是25號元素，在元素周期表中第四周期ⅦB族，依據(jù)構(gòu)造原理可得基態(tài)Mn原子核外電子排布式1s22s22p63s23p63d54s2，依據(jù)核外電子排布規(guī)律可知，該原子核外的未成對電子有5個。(2)MnCl2中的Mn2＋上有空軌道，而NH3的N原子上有孤電子對，因此二者反應(yīng)可形成絡(luò)合物[Mn(NH3)6]Cl2，則新生成的化學(xué)鍵為配位鍵。NH3的價層電子對數(shù)為3＋eq\f(5－3×1,2)＝4，且N原子上有一對孤電子對，所以NH3分子的空間構(gòu)型為三角錐形，其中N原子的雜化軌道類型為sp3雜化。(3)體心立方結(jié)構(gòu)中Mn原子在晶胞頂點和體心內(nèi)，體對角線為Mn原子半徑的4倍，由于晶胞參數(shù)為apm，則eq\r(3)apm＝4r，則Mn原子半徑r＝eq\f(\r(3)a,4)pm；在一個Mn晶胞中含有的Mn原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2，則晶胞密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(2×55,NA)g,a×10－10cm3)＝eq\f(2×55,NAa3×10－30)g·cm－3。(4)在晶胞中含有的Mn離子數(shù)目為：eq\f(1,4)×12＋1＝4，含有的O離子數(shù)目為：eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4，Mn離子：O離子＝4∶4＝1∶1，所以該氧化物的化學(xué)式為MnO，化合物中元素正負化合價代數(shù)和等于0，由于O的化合價為－2價，所以Mn的化合價為＋2價；依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知：在Mn離子上、下、前、后、左、右6個方向各有一個O離子，所以Mn離子的配位數(shù)是6。15．高考組合題。Ⅰ.(2024·全國卷Ⅰ節(jié)選)Li是最輕的固體金屬，采納Li作為負極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能，得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(5)Li2O具有反螢石結(jié)構(gòu)，晶胞如圖b所示，已知晶胞參數(shù)為0.4665nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Li2O的密度為________g·cm－3(列出計算式)。Ⅱ.(2024·全國卷Ⅱ節(jié)選)硫及其化合物有很多用途，相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示：回答下列問題：(5)FeS2晶體的晶胞如圖c所示。晶胞邊長為anm、FeS2相對式量為M，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，其晶體密度的計算表達式為________g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于Seq\o\al(2－,2)所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長為________nm。Ⅲ.(2024·全國卷Ⅲ節(jié)選)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}：(5)金屬Zn晶體中的原子積累方式如圖所示，這種積累方式稱為________。六棱柱底邊邊長為acm，高為ccm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，Zn的密度為____________g·cm－3(列出計算式)。Ⅳ.(2024·江蘇高考節(jié)選)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2＋催化下能將煙氣中的SO2、NOx分別氧化為SOeq\o\al(2－,4)和NOeq\o\al(－,3)，NOx也可在其他條件下被還原為N2。(5)[Fe(H2O)6]2＋與NO反應(yīng)生成的[Fe(NO)(H2O)5]2＋中，NO以N原子與Fe2＋形成配位鍵。請在[Fe(NO)(H2O)5]2＋結(jié)構(gòu)示意圖的相應(yīng)位置補填缺少的配體。答案Ⅰ.(5)eq\f(8×7＋4×16,NA0.4665×10－73)Ⅱ.(5)eq\f(4M,NAa3)×1021eq\f(\r(2),2)aⅢ.(5)六方最密積累(A3型)eq\f(65×6,NA×6×\f(\r(3),4)×a2c)Ⅳ.(5)解析Ⅰ.(5)依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知鋰全部在晶胞中，共計8個，依據(jù)化學(xué)式可知氧原子個數(shù)是4個，則Li2O的密度是ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(8×7＋4×16,NA0.4665×10－73)g·cm－3。Ⅱ.(5)依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知含有Fe2＋的個數(shù)是12×eq\f(1,4)＋1＝4，Seq\o\al(2－,2)個數(shù)是8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，晶胞邊長為anm、FeS2相對式量為M，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則其晶體密度的計算表達式為ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(4M,NAa×10－73)g·cm－3＝eq\f(4M,NAa3)×1021g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于Seq\o\al(2－,2)所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長是面對角線的一半，則為eq\f(\r(2),2)anm。Ⅲ.(5)由圖可知，積累方式為六方最密積累。為了計算便利，選取該六棱柱結(jié)構(gòu)進行計算。六棱柱頂點的原子是6個六棱柱共用的，面心是兩個六棱柱共用，所以該六棱柱中的鋅原子為12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＋3＝6個，所以該結(jié)構(gòu)的質(zhì)量為eq\f(6×65,NA)g。該六棱柱的底面為正六邊形，邊長為acm，底面的面積為6個邊長為acm的正三角形面積之和，依據(jù)正三角形面積的計算公式，該底面的面積為6×eq\f(\r(3),4)a2cm2，高為ccm，所以體積為6×eq\f(\r(3),4)a2ccm3。所以密度為eq\f(\f(6×65,NA),6×\f(\r(3),4)a2c)＝eq\f(65×6,NA×6×\f(\r(3),4)×a2c)g·cm－3。Ⅳ.(5)依據(jù)化學(xué)式，缺少的配體是NO和H2O，NO中N為配位原子，H2O中O上有孤電子對，O為配位原子，答案為。16．(2024·全國卷Ⅰ)鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問題：(1)元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色，其中紫色對應(yīng)的輻射波長為________nm(填標(biāo)號)。A．404.4 B．553.5C．589.2 D．670.8E．766.5(2)基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)最高能層的符號是________，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形態(tài)為________________。K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬K的熔點、沸點等都比金屬Cr低，緣由是___________。(3)X射線衍射測定等發(fā)覺，I3AsF6中存在Ieq\o\al(＋,3)離子。Ieq\o\al(＋,3)離子的幾何構(gòu)型為____________________，中心原子的雜化形式為____________。(4)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立體結(jié)構(gòu)，邊長為a＝0.446nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為________nm，與K緊鄰的O個數(shù)為________。(5)在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于________位置，O處于________位置。答案(1)A(2)N球形K原子半徑較大且價電子數(shù)較少，金屬鍵較弱(3)V形sp3(4)0.31512(5)體心棱心解析(1)紫色光對應(yīng)的輻射波長范圍是400～430nm(此數(shù)據(jù)來源于物理教材人教版選修3-4)。(2)基態(tài)K原子占據(jù)K、L、M、N四個能層，其中能量最高的是N能層。N能層上為4s電子，電子云輪廓圖形態(tài)為球形。Cr的原子半徑小于K且其價電子數(shù)較多，則Cr的金屬鍵強于K，故Cr的熔、沸點較高。(3)Ieq\o\al(＋,3)的價層電子對數(shù)為eq\f(7＋2－1,2)＝4，中心原子雜化軌道類型為sp3，成鍵電子對數(shù)為2，孤電子對數(shù)為2，故空間構(gòu)型為V形。(4)K與O間的最短距離為eq\f(\r(2),2)a＝eq\f(\r(2),2)×0.446nm≈0.315nm；由于K、O分別位于晶胞的頂角和面心，所以與K緊鄰的O原子為12個。(5)依據(jù)KIO3的化學(xué)式及晶胞結(jié)構(gòu)可畫出KIO3的另一種晶胞結(jié)構(gòu)，如上圖，可看出K處于體心，O處于棱心。17．(2024·全國卷Ⅲ)探討發(fā)覺，在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2＋3H2=CH3OH＋H2O)中，Co氧化物負載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性，顯示出良好的應(yīng)用前景?；卮鹣铝袉栴}：(1)Co基態(tài)原子核外電子排布式為________。元素Mn與O中，第一電離能較大的是________，基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是________。(2)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為________和________。(3)在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點從高到低的依次為________________，緣由是________________________。(4)硝酸錳是制備上述反應(yīng)催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了σ鍵外，還存在________。(5)MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)(如圖)，其中陰離子采納面心立方最密積累方式，X射線衍射試驗測得MgO的晶胞參數(shù)為a＝0.420nm，則r(O2－)為________nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為a′＝0.448nm，則r(Mn2＋)為________nm。答案(1)[Ar]3d74s2OMn(2)spsp3(3)H2O>CH3OH>CO2>H2H2O與CH3OH均為極性分子，H2O中氫鍵比甲醇多；CO2與H2均為非極性分子，CO2分子量較大，范德華力較大(4)離子鍵和π鍵(Πeq\o\al(6,4)鍵)(5)0.1480.076解析(1)Co是27號元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2。元素Mn與O中，由于O是非金屬元素而Mn是金屬元素，所以O(shè)的第一電離能大于Mn的。O基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p4，其核外未成對電子數(shù)是2，而Mn基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d54s2，其核外未成對電子數(shù)是5，因此Mn的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)比O的多。(4)硝酸錳是離子化合物，硝酸根和錳離子之間形成離子鍵，硝酸根中N原子與3個氧原子形成3個σ鍵，N原子剩余2個電子，與3個O原子各供應(yīng)的1個電子及外來的1個電子共同形成π鍵(Πeq\o\al(6,4))。(5)因為O2－采納面心立方最密積累方式，面對角線是O2－半徑的4倍，即4r(O2－)＝eq\r(2)a，解得r(O2－)≈0.148nm；依據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，棱上陰陽離子相切，因此2r(Mn2＋)＋2r(O2－)＝0.448nm，所以r(Mn2＋)＝0.076nm。[題組三模擬大題]18．(2024·山東新高考模擬卷)非線性光學(xué)晶體在信息、激光技術(shù)、醫(yī)療、國防等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。我國科學(xué)家利用Cs2CO3、XO2(X＝Si、Ge)和H3BO3首次合成了組成為CsXB3O7的非線性光學(xué)晶體。回答下列問題：(1)C、O、Si三種元素電負性由大到小的依次為__________；第一電離能I1(Si)________I1(Ge)(填“>”或“<”)。(2)基態(tài)Ge原子核外電子排布式為______________；SiO2、GeO2具有類似的晶體結(jié)構(gòu)，其中熔點較高的是________，緣由是___________________。(3)圖1為硼酸晶體的片層結(jié)構(gòu)，其中硼的雜化方式為________。H3BO3在熱水中比冷水中溶解度顯著增大的主要緣由是______________________________。(4)以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分數(shù)坐標(biāo)。CsSiB3O7屬正交晶系(長方體形)。晶胞參數(shù)為apm、bpm、cpm。圖2為沿y軸投影的晶胞中全部Cs原子的分布圖和原子分數(shù)坐標(biāo)。據(jù)此推斷該晶胞中Cs原子的數(shù)目為________。CsSiB3O7的摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則CsSiB3O7晶體的密度為________g·cm－3(用代數(shù)式表示)。答案(1)O>C>Si>(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2)SiO2二者均為共價晶體，Ge原子半徑大于Si，Si—O鍵長小于Ge—O鍵長，SiO2鍵能更大，熔點更高(3)sp2熱水破壞了硼酸晶體中的氫鍵，并且硼酸分子與水形成分子間氫鍵，使溶解度增大(4)4eq\f(4M,abcNA)×1030解析(1)電負性的改變規(guī)律為同周期主族元素從左向右漸漸增大，同主族由上至下漸漸減小，所以電負性O(shè)>C>Si；第一電離能的改變規(guī)律為同族元素由上至下漸漸減小，因此I1(Si)>I1(Ge)。(3)B原子最外層有3個電子，與3個—OH形成3個共價鍵，因此B的雜化方式為sp2雜化。熱水破壞了硼酸晶體中的氫鍵，并且硼酸分子與水形成分子間氫鍵，使溶解度增大。(4)原子分數(shù)坐標(biāo)為(0.5,0.2,0.5)的Cs原子位于晶胞體內(nèi)，原子分數(shù)坐標(biāo)為(0,0.3,0.5)及(1.0,0.3,0.5)的Cs原子位于晶胞的yz面上，原子分數(shù)坐標(biāo)為(0.5,0.8,1.0)及(0.5,0.8,0)的Cs原子位于晶胞xy面上，原子分數(shù)坐標(biāo)為(0,0.7,1.0)及(1.0,0.7,1.0)(0,0.7,0)及(1.0,0.7,0)的Cs原子位于晶胞平行于y軸的棱上，利用均攤法可計算該晶胞中共含Cs原子4個；代入晶胞密度求算公式可得：ρ＝eq\f(ZM,NAV)＝eq\f(4×M,NA×abc×10－30)＝eq\f(4M,abcNA)×1030g·cm－3。19．(2024·陜西高三教學(xué)質(zhì)量檢測)碳、氮元素是構(gòu)成生物體的主要元素，在動植物生命活動中起著重要作用。依據(jù)要求回答下列問題：(1)氮原子核外有________種不同運動狀態(tài)的電子，基態(tài)氮原子核外電子排布圖為________。(2)已知：(NH4)2CO3eq\o(=,\s\up15(△))2NH3↑＋H2O↑＋CO2↑①與氧同周期，且第一電離能比氧大的元素有______種。②分解所得的氣態(tài)化合物分子的鍵角由小到大的依次為___________(填化學(xué)式)。(3)物質(zhì)中與COeq\o\al(2－,3)中的碳原子雜化類型相同和不同的碳原子的個數(shù)比為________。(4)協(xié)作物[Cu(CH3C≡N)4]BF4中銅原子的價電子排布式為________，BFeq\o\al(