(10)晶胞與物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合(C卷)一高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)

1.金屬鈉及其化合物在人類生產(chǎn)生活中起著重要作用。回答下列問題：

(1)基態(tài)Na原子的價(jià)層電子軌道表示式為o

(2)NaCl熔點(diǎn)為800.8℃,工業(yè)上采用電解熔融NaCl制備金屬Na。電解反應(yīng)方程式如下:

580℃電解

2NaCl(l)2Na(l)+Cl2(g),力口入CaCl2的目的是

CaCl2(l)

(3)Na2。？的電子式為。在25℃和101kPa時(shí)，Na與。2反應(yīng)生成1molNa?。?放熱510.9

kJ,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：。Na?。?可作供氧劑，寫出Na?。?與CO?反應(yīng)

的化學(xué)方程式：。若有1molNa?。?參加反應(yīng)則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為：

______molo

(4)采用空氣和Na為原料可直接制備Na2。？?？諝馀c熔融金屬Na反應(yīng)前需依次通過：

、(填序號(hào))。

a.濃硫酸b.飽和食鹽水c.NaOH溶液d.KMnC^溶液

(5)向酸性KMnC)4溶液中加入Na?。?粉末，觀察到溶液褪色，發(fā)生如下反應(yīng)：

+2+

MnO；+H+Na2O2MnO21+H2O+

Na+,配平該離子方程式：,該反應(yīng)說明Na?。?具有性(選填

“氧化”，“還原”或“漂白”)。

(6)鈉的某氧化物晶胞如下圖，圖中所示鈉離子全部位于晶胞內(nèi)。由晶胞圖判斷該氧化物的

化學(xué)式為o

(7)天然堿的主要成分為Na2cCVNaHC(V2H2O,1molNa2cO3-NaHCOs心耳。經(jīng)充分力口

熱得到Na2c。3的質(zhì)量為go

2.硼(B)及其化合物在化學(xué)中有重要的地位。請(qǐng)回答下列問題：

(1)Ga與B同主族，Ga的基態(tài)原子核外電子排布式為,第一電離能由大到小的順

序是O

（2）硼酸（H3BO3）是白色片狀晶體（層狀結(jié)構(gòu)如圖），有滑膩感，在冷水中溶解度很小,

加熱時(shí)溶解度增大。

硼酸的層狀結(jié)構(gòu)

①硼酸中B原子的雜化軌道類型為。

②硼酸晶體中存在的作用力有范德華力和.o

③加熱時(shí)，硼酸的溶解度增大，主要原因是.O

④硼酸是一元弱酸，在水中電離時(shí)，硼酸結(jié)合水電離出的OH-而呈酸性。寫出硼酸的電離方

程式：。

（3）硼氫化鈉（NaBHQ是有機(jī)化學(xué)中的一種常用還原劑，在熱水中水解生成硼酸鈉和氫

氣，用化學(xué)方程式表示其反應(yīng)原理：。［BH/一的空間構(gòu)型是

（4）NaBH,可用來制造具有耐油、耐高溫性能的特殊材料。寫出它的一種等電子體物質(zhì)的

分子式：。

（5）硼化鎂晶體在39K時(shí)呈超導(dǎo)性。在硼化鎂晶體中，鎂原子和硼原子是分層排布的，如

圖是該晶體微觀結(jié)構(gòu)的透視圖，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。則硼化鎂的化學(xué)

式為O

（6）金剛石的晶胞如圖。立方氨化硼的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，已知晶胞邊長(zhǎng)為361.5pm,則立

3

方氮化硼的密度是g-cm-o（只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏加德羅常

數(shù)用NA表示）。

3.耐高溫材料立方BN制備流程中用到NH3、BC13和觸媒劑CasB?'0

（1）基態(tài)N原子核外電子云輪廓圖呈球形、啞鈴形的能級(jí)上電子數(shù)之比為o

（2）第一電離能介于B、N之間的第二周期元素為o

（3）NH3的VSEPR模型為o

（4）硼烷（NH3BH3）中N、B都達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，用化學(xué)鍵表示出NH3BH3分子的結(jié)構(gòu)式。

分子中與N原子相連的H呈正電性（5+）,與B原子相連的H呈負(fù)電性（3-）,則H、

B、N電負(fù)性由大到小的順序?yàn)閛分子中B的雜化方式為o

（5）SiC和耐高溫材料立方BN具有相似的晶體結(jié)構(gòu)，但BN熔點(diǎn)更高，其原因是

（6）一種鈣銅合金的結(jié)構(gòu)如圖1（IH可看作是由I、II兩種原子層交替堆積排列而形成的,

其晶胞結(jié)構(gòu)為W）。

圖1

該鈣銅合金中銅原子與鈣原子的個(gè)數(shù)比為;晶體的坐標(biāo)系稱為晶軸系，晶軸系以

晶胞參數(shù)為晶軸的單位向量如圖1（W）,在圖2中畫出圖1（IV）中Cu原子沿Z軸方向向

盯平面投影的位置（“?”表示銅原子）。

圖2

4.不銹鋼是由鐵、銘、銀、碳及眾多不同元素所組成的合金，鐵是主要成分元素，銘是第一

主要的合金元素。其中銘的含量不能低于H%,不然就不能生成致密氧化膜CrOs以防止腐

蝕。

（1）基態(tài)碳（C）原子核外電子排布圖為.o

⑵[5區(qū)。）4。2]0.2H2。中Cr的配位數(shù)為.0

(3)與銅屬于同一周期，且未成對(duì)價(jià)電子數(shù)最多的元素基態(tài)原子外圍電子排布式為。

(4)Fe的一種晶胞結(jié)構(gòu)如甲、乙所示，若按甲中虛線方向切乙得到的A?D圖中正確的是

率圈田田

ABCD

(5)據(jù)報(bào)道，只含鎂、銀和碳三種元素的晶體具有超導(dǎo)性。鑒于這三種元素都是常見元素，從

而引起廣泛關(guān)注。該晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，試寫出該晶體的化學(xué)式：-晶體

中每個(gè)鎂原子周圍距離最近的銀原子有個(gè)。

(6)根據(jù)下列五種元素的第一至第四電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ.mor1),回答下列問題。

元素代號(hào)A12八h

Q2080400061009400

R500460069009500

S7401500770010500

T5801800270011600

U420310044005900

①在周期表中，最可能處于同一族的是和。

②T元素最可能是__________區(qū)元素。若T為第二周期元素，F(xiàn)是第三周期元素中原子半徑

最小的元素，則T、F形成的化合物的空間構(gòu)型為，其中心原子的雜化方式為

5.金屬錫及其化合物在生產(chǎn)和科研中應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：

(1)某種含錫的有機(jī)金屬化合物的結(jié)構(gòu)如圖所示。已知烷基配位體以C、N整合形式鍵合于

Sn原子。

①基態(tài)Sn原子的價(jià)電子軌道表示式為在周期表中的位置為,C、Si、Cl電負(fù)性由

大到小的順序?yàn)閛

②該化合物中共有種雜化方式；提供電子對(duì)形成配位鍵的原子是。

(2)一種含錫的多元金屬硫化物的晶胞結(jié)構(gòu)為四方晶系，已知金屬原子均呈四面體配位，晶

胞棱邊夾角均為90。，其結(jié)構(gòu)可看作是由兩個(gè)立方體A、B上下堆疊而成。如圖，甲為A的

體對(duì)角線投影圖，乙為B的沿y軸方向的投影圖。A中Fe、Sn位置互換即為B。

①該硫化物的化學(xué)式為,晶胞中Sn的配位數(shù)與Cu的配位數(shù)之比為

②立方體A、B棱長(zhǎng)均為apm,以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子

的位置，稱作原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。晶胞中部分原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為S(0,0,0)、則晶

4o)

胞中Sn原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為；晶胞中S原子和Cu原子間的最短距離為

_______________pm。

答案以及解析

1.答案：⑴田(或由)

(2)助熔劑，降低NaCl的熔點(diǎn)，節(jié)省能耗

+2+

(3)Na|：6：0：]-Na;2Na(s)+O2(g)—Na2O2(s)AH=-510.9kJ/mol；

????

2Na2O2+2CO2-2Na2CO3+O2

(4)c；a

+2++

(5)2MnO；+16H+5Na2O2=2Mn+5O2+8H2O+10Na；還原性

(6)Na2O

(7)159

解析：(1)基態(tài)Na原子的價(jià)電子排布式為3sl,則價(jià)層電子軌道表示式為：田(或

3s

3s

田)；

(2)NaCl熔點(diǎn)為800.8℃,工業(yè)上采用電解熔融NaCl制備金屬Na。電解反應(yīng)方程式如下：

580℃電解

2NaCl⑴2Na⑴+Cl,(g),電解時(shí)溫度比熔點(diǎn)低，說CaCL(1)

CaCl2(l)

明熔點(diǎn)降低了，即加入CaC"的目的是作助熔劑，降低NaCl的熔點(diǎn)，節(jié)省能耗；

(3)Na?。?含有鈉離子和過氧根離子，其電子式為：Na+[：O：6：]"Na+；在25c和

????

lOlkPa時(shí)，Na與。2反應(yīng)生成1molNa?。?放熱510.9kJ,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

2Na(s)+O2(g)Na2O2(s)AH=-510.9kJ/mol；Na2。?可作供氧劑，Na2。?與CO?反應(yīng)生

成碳酸鈉和氧氣，對(duì)應(yīng)化學(xué)方程式為：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

;若有1molNa?。?參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol；

(4)采用空氣和Na為原料可直接制備，由于空氣中含有二氧化碳和水蒸氣，因此要用氫氧

化鈉溶液除掉二氧化碳，用濃硫酸除掉水蒸氣，由于用氫氧化鈉溶液除掉二氧化碳時(shí)，會(huì)使

氣體帶上水蒸氣，因此先除二氧化碳，再除水蒸氣，即依次通過NaOH溶液、濃硫酸；

(5)根據(jù)得失電子守恒可配平方程式，鎰的化合價(jià)由+7下降到+2,。的化合價(jià)由+1上升到

0,即存在2MnO；~5Na2C>2,其余利用觀察法配平，反應(yīng)的離子方程式為：

+2++

2MnO4+16H+5Na2O2—2Mn+5O2+8H2O+10Na,作還原劑，具有還原性；

(6)由圖可知，晶胞中Na有8個(gè)，0有8義：+6義:=4,鈉氧個(gè)數(shù)比為2：1,則該氧化物的

82

化學(xué)式為Na?。；

△

(7)由于2NaHCC)3^Na2cOS+CC^T+HZ。，1molNa2cO3?NaHCCX,?ZH?。經(jīng)充分力口熱

得至1J1.5moiNazCOs，其質(zhì)量為：1.5molxl06g/mol=159g。

2答案:Is22s22P63s23P63di°4s24Pl或[Ar]3di°4s24*B>Ga；sp2；氫鍵、共價(jià)鍵；加熱破壞

+

了硼酸分子之間的氫鍵；H3BO3+H2O<1>[B(OH)4]+H

NaBH4+4H2O^Na[B(OH)4]+4H2T(或NaBH4+2H2O^NaBC)2+4凡T)；正四面

4x25

體；C6H6；MgB?；(361.5x10-3xNA

解析：(1)Ga與B同族，其在周期表中的位置為第四周期第HIA族，故Ga的基態(tài)原子核外

電子排布式為Is22s22P63s23P63di°4s24Pl(或[Ar]3d1°4s?4pi)；第一電離能：B>Ga；

(2)①硼酸中，B的軌道雜化類型為sp?；

②硼酸晶體中，存在范德華力，還存在氫鍵和共價(jià)鍵；

③加熱會(huì)破壞硼酸分子間的氫鍵，使得硼酸在熱水中的溶解度更大；

+

④根據(jù)題意可得硼酸的電離方程式為：H3BO3+H2O<?>[B(OH)4]+H；

(3)根據(jù)題中信息可得，硼氫化鈉和熱水反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

NaBH4+4H2O^Na[B(OH)4]+4H2T(或NaBH4+2H2O^NaBC)2+4凡T)；[BH4「的

空間構(gòu)型為正四面體;

（4）一個(gè)B3N3H6含有30個(gè)價(jià)電子和12個(gè)原子，一個(gè)c6H6分子也含有30個(gè)價(jià)電子和12個(gè)

原子，則B3N3H6的一種等電子體為C6H6；

（5）每個(gè)Mg周圍有6個(gè)B,每個(gè)B周圍有3個(gè)Mg,所以硼化鎂的化學(xué)式為MgB?；

（6）晶胞中有4個(gè)B原子和4個(gè)N原子，則有/.Q.NA=4M（BN）,

p—-4A-f-（B-N-）=-----4-x-2-5----

（36L5X10T°『義治。

3.答案：（1）4：3

（2）Be、C、0

（3）四面體HH

HIH

—

——

N-B

H;N>H>B；sp3

—

——

HIH

（5）兩者都屬于原子（共價(jià)）晶體，但B—N鍵鍵長(zhǎng)短，鍵能大，熔點(diǎn)高

解析：（1）基態(tài)N原子的核外電子排布式為Is22s22P3,故其核外電子填充在Is、2s、2P三

個(gè)能級(jí)中；球形能級(jí)上的電子數(shù)為4,啞鈴形的能級(jí)上電子數(shù)為3,對(duì)應(yīng)能級(jí)上的電子數(shù)之比

為4：3o

（2）第二周期主族元素第一電離能有逐漸增大的趨勢(shì)；但N的2P軌道處于半充滿狀態(tài)，第

一電離能大于0,Be的2P軌道為全空狀態(tài)，其第電離能大于B,故第一電離能介于B、N之

間的元素為Be、C、Oo

（4）氨硼烷（NH3BH3）中N、B都達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，即最外層均為8電子結(jié)構(gòu)，氮原子提供

孤電子對(duì)，硼原子提供空軌道，形成配位鍵，B為sp3雜化，NH3BH3分子的結(jié)構(gòu)式：

HN->BH-極性鍵的電子對(duì)偏向電負(fù)性較大的元素，所以電負(fù)性N>H>B。

（5）兩者都屬于原子（共價(jià)）晶體，但B—N鍵鍵長(zhǎng)短，鍵能大，熔點(diǎn)高。

（6）根據(jù)圖1中結(jié)構(gòu)IV可知，該晶胞中Ca原子個(gè)數(shù)為1,Cu原子個(gè)數(shù)為5。

Is2s2p/.

4.答案:回回國(guó)I口；3d4s；A；MgNi3C；12；R；U；p；平面正三角

形；sp2

解析：（1）基態(tài)碳原子含有6個(gè)電子，2個(gè)電子排在1s軌道上，2個(gè)電子排在2s軌道上，2

個(gè)電子排在2P軌道上，分占2個(gè)軌道，且方向相同，核外電子排布圖為：

Is2s2p

面血rnTn

⑵化學(xué)式［5凡0）4。2］。-2凡0中Cr與4個(gè)H2O,2個(gè)c「形成配位鍵，故配位數(shù)為

6；

（3）與銅屬于同一周期，則為第四周期，未成對(duì)價(jià)電子數(shù)最多的元素，該元素的3d能級(jí)上

有5個(gè)電子、4s能級(jí)上有1個(gè)電子時(shí)，其未成對(duì)電子數(shù)最多，所以該元素是24號(hào)元素Cr元

素，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式為：Is22s22P63s23P63d54sl或［Ar］3d54sl

則其價(jià)電子排布式為3d54/；

（4）甲中F位于頂點(diǎn)和體心，乙由8個(gè)甲組成，按甲虛線方向切乙形成的縱截面邊長(zhǎng)不相

等，則排除B、D,由于每個(gè)小晶胞中的體心含有1個(gè)Fe原子，則應(yīng)為A；

（5）利用均攤法計(jì)算確定其化學(xué)式，利用沿X、Y、Z三軸切割的方法確定銀原子個(gè)數(shù)，該

晶胞中，碳原子個(gè)數(shù)是L鎂原子個(gè)數(shù)=8x5=l,饃原子個(gè)數(shù)=6x1=3,故化學(xué)式為：

o2

MgNi3C;利用沿X、Y、Z三2軸切割的方法知，晶體中每個(gè)鎂原子周圍距離最近的鎮(zhèn)原子

有4x3=12；

（6）Q的電離能較大，且其第一電離能較大，應(yīng)該為稀有氣體元素；R第一電離能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于

第二電離能，則R元素原子最外層電子數(shù)為1,屬于第IA族元素；S第二電離能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于第

三電離能，則S元素原子最外層電子數(shù)是2,屬于第HA族元素

T元素第三電離能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于第四電離能，則T元素原子最外層電子數(shù)是3,屬于第HIA族元

素；U元素第一電離能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于第二電離能，則U元素原子最外層電子數(shù)是1,屬于第IA族

元素；R和U屬于第IA族