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文檔簡介
2026年高考化學一輪復(fù)習講練測:晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(專項訓(xùn)練)
第04講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
01
課標達標練
散型ILoi晶體常識
I.下列敘述中正確的是
A.晶體與非晶體的根本區(qū)別在于是否具有規(guī)則的幾何外形
B.晶體具有的物理性質(zhì)是各向異性
C.晶體、非晶體均具有固定的熔點
D.由玻璃制成規(guī)則的玻璃球體現(xiàn)了晶體的自范性
2.鈉在氯氣中燃燒生成氯化鈉。下列說法不正確的是
A.金屬鈉中含有Na+和自由電子
B.02分子中的共價鍵是p-p。鍵
C.氯化鈉晶胞中含杓14個CI和13個Na,
D.熔點:NaCl>Na>CI2
散型IL02晶胞分析與計算
3.Na。、CsCkCag是三種典型的晶體,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯誤的是
A.通過晶體的X射線衍射實驗可以區(qū)分NaCl晶體與CsCl晶體
B.NaCI、CsCl晶體中,C「的配位數(shù)相等
C.兩種晶體的熔點高低關(guān)系為:CaE>CsCl
門13、
D.CaF?晶胞中,a點坐標參數(shù)為(0,0,0),則b點F-坐標為小不二
(444)
4.(24?25?福建泉州?期末)某三元化合物的晶胞沿x或y軸方向的投影為圖I,沿z軸方向的投影為圖H(投
影時視線先到達的原子遮擋住后到達的原子),晶胞參數(shù)awe,t=〃=y=90。設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)
A.該晶胞中含有3個Ca原子
B.與Ca原子配位的N原子有3個
C.B和N之間的最近距離為卜m
173
D.該晶體的密度為七「'10”臺51-3
acN八.
5.一定溫度下,向MnSO,溶液中加入氨水,同時通入空氣,可制得某種缽的氧化物,其立方晶胞結(jié)構(gòu)及小
立方體A、B的結(jié)構(gòu)如下圖所示,則該氧化物的化學式為o若晶胞密度為0g?cm-3,NA為阿伏加
德羅常數(shù)的值,則晶胞邊長為nm(列出計算式即可)。
6.(2025?福建?一模節(jié)選)工業(yè)上一般利用閃鋅礦(主要成分是ZnS)為原料制備Zn°ZnS晶胞結(jié)構(gòu)如圖,該
晶胞若沿體對角線投影,貝UZn"的投影圖為(填標號)。
7.氧化鈾CeC>2,常用作玻璃工業(yè)添加劑,在其立方晶胞中摻雜丫,。,,丫3+占據(jù)原來C/?的位置,可以得
氧空位數(shù)
到更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),如圖所示。(已知:如一的空缺率二氧蕊工盤數(shù)xlOO%)
CeOY,O
CeO2
?。2?或氧空位(無o。
OCe4+或丫3+
①已知M點原子的分數(shù)坐標為(0.0,0),則N點原子的分數(shù)坐標為o
②CeO?晶胞中與Ce4+最近的Ce"的個數(shù)為。
③若摻雜Yqj后得到n(Ce02):n(Y203)=0.6:0.2的晶體,則此晶體中O?-的空缺率為,
8.(2025?福州市部分學校適應(yīng)性練習)(6)鴿的碳化物常用于硬質(zhì)合金生產(chǎn),其微觀結(jié)構(gòu)如圖所示,根
據(jù)圖中信息寫出碳化鴿的化學式,每個鴇原子周圍距離最近的碳原子有個。
晶胞結(jié)構(gòu)
圖2
①晶體中與一個O緊鄰的Ni有個。
②一個Ni與所有緊鄰0形成的空間結(jié)構(gòu)為o
放電
③已知:/?-Ni(OH).^-NiOOH
2充電
p=3.97g-cm3p=4.68g-cm3<>
充電過程,晶胞參數(shù)co(填“增大”、“減小”或“不變”)
2.中國科學技術(shù)大學吳長征教授團隊通過四烷基錢陽離子的插層及隨后對合適氧化還原電位的選擇,成功
剝離制備出二維非范德華AgCrS2納米片。
(1)6Ag與銅元素同族,其基態(tài)原子價電子軌道表達式為。
(2)N、0、S的第一電離能由小到大的順序為,,SeO;的空間結(jié)構(gòu)為,H?Te中儲的
雜化軌道類型是_________。
(3)高氧化態(tài)Cr的過氧化物大多不穩(wěn)定,容易分解.,但Cr(O2)21NH(GH4NHj2]卻是穩(wěn)定的。這種配合
物仍保持Cr的過氧化物的結(jié)構(gòu)特點,具體如圖所示,Imol該配合物含有mol配位鍵;該結(jié)構(gòu)中
H-N-H鍵角H2NCH2CH2NH2中的H-N-H健角(填“大于”、“小于”或“等于
(4)ZnSe晶胞與ZnS晶胞相似(如圖),ZnSe晶胞中部分原子的分數(shù)坐標為:A點Se?-(0,0,0),從該晶胞
中找出距離B點S/-最遠的Zn"H勺位置________(用分數(shù)坐標表示),晶胞中距離最近的兩個Se?-的距離為
anm,請計算ZnSe晶胞的密度________gem\
OSe
OZn2
3.第VA族元素在科研、化工生產(chǎn)等領(lǐng)域中具有重要的意義,回答下列相關(guān)問題:
(1)第VA族元素價電子的排布通式為o
(2)NH,H2PO,、LiCl和苯胺等可用于制備鋰離子電池正極材料的原料。
①與NH:互為等電子體的分子的化學式為
②笨胺NH,)中碳、氮原子雜化方式分別為,苯胺的熔沸點高于甲苯的原因是o
(3)胱(N2H“可用作火箭燃料。
①肺燃燒時發(fā)生的反應(yīng)是N2C)4(1)+2N凡(l)=3N2(g)+4Hq(g)A//=-1038.7kJmol,,該反應(yīng)中有
4moiN-H鍵斷裂,則形成的兀鍵有moL
②明能與硫酸反應(yīng)生成N2H,,S?!璑2H6SO?晶體類型與硫酸鉉相同,則N2H的晶體內(nèi)不存在(填
標號)。
a.離子鍵b.共價鍵c.配位鍵d.范德華力
(4)神化像(GaAs)是當前主流的化合物半導(dǎo)體材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,若晶胞參數(shù)為apm,Ga與As
4.氮形成的?系列化合物廣泛應(yīng)用于科研、醫(yī)療、化工等領(lǐng)域?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)N原子核外電子的空間運動狀態(tài)有種;N、O、F第一電禽能由大到小的順序為(填元
素符號)。
(2)甲胺(CH3NH2)和腓(N&NH?)都可用作制藥原料。
①兩者的堿性隨N原子電子云密度增大而增強,則其中堿性較強的是(填化學式),原因為
②腫與硫酸反應(yīng)生成N2H6SO,,其晶體內(nèi)存在(填標號)。
A.離子鍵B.共價鍵C.配位鍵D.金屬鍵
(3)含氮有機物鄰二氮菲(/W、,簡稱為phen)是平面分子,能與Fe」+生成穩(wěn)定的螯合物,其反應(yīng)
12.
原理如下:IJFdpK-nh]*。
①phen中N原子的價層孤電子對占據(jù)(填標號)。
A.2s軌道B.2P軌道C.sp'雜化軌道D.sp?雜化軌道
②[Fe(phen)J+中Fe2+的配位數(shù)為。
(4)活性氮物質(zhì)LizCN2能用于合成多種高附加值含氮化合物,其晶胞形狀為長方體,結(jié)構(gòu)如圖。
以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分數(shù)坐標。圖中m處L『的分
數(shù)坐標為(加01為m處Li+到底面的垂直距離),則n處Li+的分數(shù)坐標為;該晶體的密度
P=8-8尸(以表示阿伏加德羅常數(shù)的值,用含a、b、M的代數(shù)式表示)。
5.第VA族元素及其化合物在生產(chǎn)、生活和科研中應(yīng)用廣泛?;卮鹣铝袉栴}:
(1)與基態(tài)As原子具有相同未成對電子數(shù)的同周期元素有_____(填元素符號)。
(2)一種含氮配合物結(jié)構(gòu)如圖,其中N的雜化方式為,與銀配位的配體數(shù)為
(3)液氨存在類似于水的電離,2NH3<-NH:+NH2,反應(yīng)涉及的三種微粒中鍵角最小的是(填化學
式),金屬鈉與液氨的反應(yīng)的化學方程式為o
(4)氮化鋰具有高離子電導(dǎo)率可用作固體電解質(zhì),其晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。
①氮化鋰晶胞中有種不同化學環(huán)境的Li+,沖-的配位數(shù)為(晶胞參數(shù)apm、apm、高bpm,b>2a)。
②若A點的原子分數(shù)坐標為(0,0,0),則B點的坐標為:晶胞參數(shù)為apm、apm、bpm,NA為阿伏
加德羅常數(shù),則晶體的密度為g-cm-\
03
1.(2024?廣西卷)一定條件下,存在H缺陷位的LiH晶體能吸附N?使其分解為N,隨后N占據(jù)缺陷位(如
圖)。下列說法錯誤的是
LiH立方晶胞缺2個H-的晶胞2個N占據(jù)晶胞缺陷位
A.c>0.5aB.半徑:r(H-)>r(H)
C.b=dD.LiH晶體為離子晶體
2.(2025?河北卷)SmC°k(k>l)是一種具有優(yōu)異磁性能的稀土永磁材料,在航空航天等領(lǐng)域中獲得重要應(yīng)
f511
肌Sm8的六方晶胞示意圖如下,晶胞參數(shù)2=50(^340(^.小原子的分數(shù)坐標分別為0,5
仁親;)。設(shè)NA是阿伏加德羅常數(shù)的值。
下列說法錯誤的是
A.該物質(zhì)的化學式為SmCo$
B.體心原子的分數(shù)坐標為
C.晶體的密度為點睢ygcm-3
3NAxlO
D.原子Q到體心的距離為100商pm
3.(2025?黑吉遼蒙卷)NaJMO,晶體因x變化形成空位而導(dǎo)致顏色各異,當0.44KxK().95時,其立方晶
胞結(jié)構(gòu)如圖°設(shè)N八為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法錯誤的是
A.與W最近且等距的O有6個
B.x增大時,W的平均價態(tài)升高
C.密度為2439;0g.cm-時,x=0.5
D.空位數(shù)不同,吸收的可見光波長不同
4.(2024?福建卷)LiOH的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
①晶體中與一個O緊鄰的Li有個。
②一個Li與所有緊鄰O形成的空間結(jié)構(gòu)為
③晶體中微粒間作用力有o(填標號)
a.氫鍵b.離子鍵c.金屬鍵d.范德華力e.極性共價鍵f.非極性共價鍵
5.(2023?福建卷)銅的硫化物結(jié)構(gòu)多樣。天然硫化銅俗稱銅藍,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖。
?Cu
Os
、、3219pm
[208pm
-----》234pm
為230pm
俯視圖
(i)基態(tài)a產(chǎn)的價電子排布式為o
(2)晶胞中含有個S;-,N(CU+):N(CU2+)=。晶體中微粒間作用力有(填標號)。
a.氫鍵b.離子鍵c.共價鍵d.金屬鍵
6.(2022?福建卷)1962年首個稀有氣體化合物XePtR問世,目前已知的稀有氣體化合物中,含沆QXe)的
最多,氨(36。)次之,氫(Mr)化合物極少。[BrOE][AsR]?xKrE是小2喧‘、[AsR]與KrF?分子形成的加合
物,其晶胞如下圖所示。
?O
oF
?As
OBr
?Kr
回答下列問題:
(1)基態(tài)As原子的價電子排布式為。
(2)Ar、Kr、Xc原子的活潑性依序增強,原因是。
(3)晶體熔點:KrF2XeF2(^>”“v*T="),判斷依據(jù)是。
(4)[BrOE]的中心原子Br的雜化軌道類型為。
(5)[BrOE][AsR]?xKr月加合物中x=,晶體中的微粒間作用力有一(填標號)。
a.氫鍵b.離子鍵c.極性共價鍵d.非極性共價鍵
第04講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
01
課標達標練
散型ILoi晶體常識
I.下列敘述中正確的是
A.晶體與非晶體的根本區(qū)別在于是否具有規(guī)則的幾何外形
B.晶體具有的物理性質(zhì)是各向異性
C.晶體、非晶體均具有固定的熔點
D.由玻璃制成規(guī)則的玻璃球體現(xiàn)了晶體的自范性
【答案】B
【解析】A.晶體與非晶體的根本區(qū)別在于其內(nèi)部粒子在空間,上是否按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列,不是
在于是否具有規(guī)則的幾何外形,故A錯誤;
B.由于晶體的內(nèi)部晶胞的構(gòu)成在不同方向上是不一樣的,所以晶體具有物理性質(zhì)各向異性,故B正確:
C.晶體具有固定的熔點,而非晶體不具有固定的熔點,故C錯誤;
D.玻璃是非晶體,沒有自范性,故D錯誤;
故選Bo
2.鈉在氯氣中燃燒生成氯化鈉。下列說法不正確的是
A.金屬鈉中含有Na+和自由電子
B.02分子中的共價鍵是P?po鍵
C.氯化鈉晶胞中含有14個C「和13個Na+
D.熔點:NaCl>Na>Ch
【答案】C
【解析】A.依據(jù)分析可知,金屬鈉中含有Na+和自由電子,故A正確;
B.C1原子中未成對電子為p電子,所以CL分子的共價鍵是p-po鍵,故B正確;
C.根據(jù)均攤法可知,氯化鈉晶胞中含有8x:+6x=4個鈉離子和12xJ+l=4個氯離子,故C錯誤;
84
D.一般來說,熔點為離子晶體〉金屬晶體〉分子晶體,則熔點為NaCl>Na>C3故D正確;
答案選C。
敢型’02晶胞分析與計算
3.NaCkCsCkCaF?是三種典型的晶體,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯誤的是
A.通過晶體的X射線衍射實驗可以區(qū)分NaCl晶體與CsQ晶體
B.NaQ、CsCl晶體中,C廠的配位數(shù)相等
C.兩種晶體的熔點高低關(guān)系為:CaE>CsCI
門13、
D.CaF?晶胞中,a點坐標參數(shù)為(0。0),則b點F?坐標為3H
(4r44J
【答案】B
【解析】A.區(qū)分不同晶體的最可靠的科學方法是X射線衍射法:通過晶體的X射線衍射實驗可以區(qū)分NaCl
晶體與CsCl晶體,A正確;B.NaQ、CsCl晶體中,CF的配位數(shù)分別為6、8,B錯誤;C.CaFz、CsCl
均為離子晶體,離子半徑Cs+大于Ca?+、。次于F,離子電荷數(shù)Cs?小于Ca?+,則CaF?晶體中晶格能更大,
CaFz熔點更高,C正確;D.CaF二晶胞中,a點坐標參數(shù)為(。。0),由圖,b點F在xyz軸上投影坐標分別
131I
為
新為
坐二,:),D正確;故選B。
、--
4--44
4.(24-25?福建泉州?期末)某三元化合物的晶胞沿x或y釉方向的投影為圖I,沿z軸方向的投影為圖H(投
影時視線先到達的原子遮擋住后到達的原子),晶胞參數(shù)awe,a=£=y=9()。設(shè)N,、表示阿伏加德羅常數(shù)
的值,下列說法正確的是
A.該晶胞中含有3個Ca原子
B.與Ca原子配位的N原子有3個
C.B和N之間的最近距離為卜m
173
D.該晶體的密度為Frxl()2&cnr3
aCN人
【答案】A
【分析】某三元化合物的晶胞沿x或y軸方向的投影為圖I,沿z軸方向的投影為圖II,可知該三元化合
物的晶胞可以表示為
【解析】A.根據(jù)分析,Ca的位置在頂點,有兩個在體內(nèi),由均攤法可知,晶胞中Ca的個數(shù)為8xg+2=3,
O
故A正確;
B.由分析可知,與Ca原子配位的N原子有5個,故B錯誤;
C.B原子位于棱心,棱上Ca原子和N原子的距離不一定是anm,則R和N之間的最近距離不一定為
故C錯誤:
D.該晶胞中含有4十1個B原子,含有8小24=3個N原子,含有3個Ca原子,該晶體的密度為
173173
gcm-3=xlO2gem",
2-21故D錯誤;
?C/V4X10
答案選A。
5.一定溫度下,向MnSO,溶液中加入氨水,同時通入空氣,可制得某種缽的氧化物,其立方晶胞結(jié)構(gòu)及小
立方體A、B的結(jié)構(gòu)如下圖所示,則該氧化物的化學式為。若晶胞密度為pg-cm-3,NA為阿伏加
德羅常數(shù)的值,則晶胞邊長為nm例出計算式即可)。
【解析】由圖知,晶胞結(jié)構(gòu)由4個小立方體A和4個小立方體B構(gòu)成,由A知,Mn位于體心和頂點,共
1319
含有1+§X4=],0位于體內(nèi),共有4個,由B知,Mn位于內(nèi)部和頂點,共含有4+gx4=W,0位于體
39
內(nèi),共有4個,故該晶胞中Mn原子個數(shù)丐加于4=24,。原子個數(shù)為4x4+4x4=32‘故則該氧化物
的化學式為MnQ「若晶胞密度為夕g-cm-3,為阿伏加德羅常數(shù)的值,設(shè)晶胞邊長為anm,則
16x32+55x24_316x32+55x24
p------z7—:3gem,則晶胞邊長為出
"(axl(F)NAs'義?夕102i
6.(2025?福建?一模節(jié)選)工業(yè)上一般利用閃鋅礦(主要成分是ZnS)為原料制備Zn°ZnS晶胞結(jié)構(gòu)如圖,該
晶胞若沿體對角線投影,則42+的投影圖為___________(填標號)。
【答案】B
【解析】(7)沿體對角線投影,Z/*的投影會呈現(xiàn)出特定的對稱結(jié)構(gòu),B選項符合ZnS晶胞沿體對角線投
影時Z/+的分布情況。
7.氧化徘CcC>2,常用作玻璃工業(yè)添加劑,在其立方晶胞中摻雜丫。],丫3+占據(jù)原來Ce,,的位置,可以得
到更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),如圖所示。(已知:°?.的空缺率二薪就/r100%)
CeO,CeOY,0
2y?
OCc4+或丫3+?。2?或氧空位(無O>)
①已知M點原子的分數(shù)坐標為(0O0),則N點原子的分數(shù)坐標為。
②CeO?晶胞中與Ce4+最近的Ce"的個數(shù)為。
③若摻雜YQj后得到n(Cc02):n(Y203)=0.6:0.2的晶體,則此晶體中O?-的空缺率為=
【答案】1210%
【解析】①根據(jù)M點原子的分數(shù)坐標為(000),N在面心位置,則N點原子的分數(shù)坐標為
②根據(jù)圖示,CeO?晶胞中,與Ce'+最近的Ce"的個數(shù)為12;
③CeO?中陽離子和陰離了?的個數(shù)比為1:2,若摻雜YQs后得到n(CeOj:n(Y2O3)=O.6:0.2的晶體,陽離子和
71Q
陰離子的個數(shù)比為1:1.8,則此晶體中-的空缺率為詈X100%=10%;
8.(2025?福州市部分學校適應(yīng)性練習)(6)鴇的碳化物常用于硬質(zhì)合金生產(chǎn),其微觀結(jié)構(gòu)如圖所示,根
據(jù)圖中信息寫出碳化鴿的化學式,每個鴿原子周圍距離最近的碳原子有個。
【解析】(6)由圖中微觀結(jié)構(gòu)可知,鈣原子位于頂點、棱上、面心和體內(nèi),所含W原子的數(shù)目為
12x1+6x1+2x1+1=6,碳原子位于體內(nèi),所含C原子的數(shù)目為6,則該物質(zhì)中W和C的比例為1:1,故
632
化學式為WC。圖示中,體心的W原子周圍距離最近的C有6個。
9.(2025?福州適應(yīng)性練習)(2)汽車三元催化劑中含有鉗(Pt)、杷(Pd)、錯(Rh)等貴金屬元素。其中Rh
形成的晶體,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,該晶體的密度為pgym-二
①該晶體Rh的配位數(shù)為o
②距離最近的兩個Rh原子的核間距為nm(列出計算式)。
【答案】⑵12£黑'I。'
2VN.AP
【解析】(2)①由晶胞結(jié)構(gòu)可知,Rh形成的晶體是面心立方堆積,該晶體的配位數(shù)為12;
11103x4m103x43
②Rh原子的個數(shù)為8、耳+6乂5=4,該晶胞的質(zhì)量為不一g,體積丫二刁二不下皿,晶胞的邊長a二
兩個Rh原子的核間距為晶胞面對角線長的:,為?:佰2cm=4J萼xlCfnm。
YN#22'$p2YNAp
敢型晶體熔沸點的比較
10.下列比較正確的是
A.沸點:CCl4>CBr4>CI4B.鈉、鉀熔點:NavK
C.熔點:金剛石>硅>NaClD.酸性強弱:三賦乙酸〈三氯乙酸〈乙酸
【答案】C
【解析】A.CCL、CBr4.CL三種物質(zhì)均屬丁分子晶體,CC1,的相對分子質(zhì)量最大,沸點最高,A錯浜;
B.鈉原子半徑比鉀的小,金屬鍵較強,熔點Na>K,B錯誤;
C.金剛石、硅屬于共價晶體,因C-C鍵鍵能大于Si-Si鍵的鍵能,故金剛石熔點高于硅,它們乂均高于
離子晶體NaCI的熔點,C正確;
D.由于氟的電負性大于氯的電負性大于氫的電負性,F(xiàn)-C的極性大于C1-C的極性大于H-C的極性,使
F£-的極性大于Cl.C-的極性大于-CH?的極性,導(dǎo)致三氟乙酸的鏤基更易電離出氫離子,所以三氟乙酸的
酸性大于三氯乙酸的酸性大于乙酸的酸性,D錯誤;
故選C。
11.“粗鈦”中含有Mg、MgClrTi,熔、沸點如下表所示。
TiCl4MgMgCl2Ti
熔點/℃-25.0648.87141667
沸點/℃136.4109014123287
①MgC%的熔、沸點高于TiCL的原因是。
②可采用真空蒸儲的方法分離得到Ti.需加熱的溫度略高于℃即可。
【答案】MgCl?為離子晶體,TiCl4為分子晶體,分子間作用力弱于離子鍵1412℃~3287c
【脩析】①Mg。的熔、沸點高了TiCL的原因:MgJ為離子晶體,TiJ為分子晶體,分子間作用力弱
于離子鍵;②采用蒸儲的方法分離得到Ti,由表格中數(shù)據(jù)可知,溫度高于1412C時Mg、MgC2為氣態(tài),而
Ti沒有熔化,則選擇溫度1412℃~3287℃即可進行蒸做分離。
02
核心突破練
I.(2025?廈門四模)[NKNHjJCl2可用于制備正極材料eNi(OH)2。已知夕Ni(OH)z屬于六方晶系,晶
胞結(jié)構(gòu)如圖2(晶胞參數(shù)a=b±c,。=4=9()。,7=120。)。
品胞結(jié)構(gòu)
圖2
①晶體中與一個O緊鄰的Ni有個。
②一個Ni與所有緊鄰O形成的空間結(jié)構(gòu)為
放電
③己知:/?-Ni(OH)2^-NiOOH
-33
p=3.97g-cmp=4.68g-cmO
充電過程,晶胞參數(shù)c。(填“增大”、“減小”或“不變”)
【答案】(7)3八面體減小
【解析】(7)①六方晶系中,e"(OH%是層狀結(jié)構(gòu),每個氧原子與同層3個Ni原子緊鄰,改晶體中與一
個0緊鄰的Ni有3個。
②每個Ni原子周圍被6個O原子包圍,上下層各三個,形成八面體結(jié)構(gòu)。
③充電時6-Ni(OH),->夕-NiOOH,Ni化合價從+2變?yōu)?3,失去H+,結(jié)構(gòu)中。原子距離縮小,密度
M
P=KF)增大,故晶胞參數(shù)減小。
故答案為:3八面體減小。
2.中國科學技術(shù)大學吳長征教授團隊通過四烷基鍍陽離子的插層及隨后對合適氧化還原電位f勺選擇,成功
剝離制備出二維非范德華AgCrS2納米片。
(1)叮Ag與銅元素同族,其基態(tài)原子價電子軌道表達式為。
(2)N、0、S的第一電離能由小到大的順序為,,SeO:的空間結(jié)構(gòu)為,H,Te中硅的
雜化軌道類型是0
(3)高氧化態(tài)Ci■的過氧化物大多不穩(wěn)定,容易分解,但CKCMjNlYGH.NHjJ卻是穩(wěn)定的。這種配合
物仍保持Cr的過氧化物的結(jié)構(gòu)特點,具體如圖所示,Imol該配合物含有mol配位鍵:該結(jié)構(gòu)中
H-N-H鍵角H2NCH;CH2NH2中的H-N-H鍵角(填“大于”、“小于”或“等于
(4)ZnSe晶胞與ZnS晶胞相似(如圖),ZnSe晶胞中部分原子的分數(shù)坐標為:A點Sc?-?,0,0),從該晶胞
中找出距離B點Se?-最遠的Z/+的位置________(用分數(shù)坐標表示),晶胞中距離最近的兩個Se?-的距離為
anm,請計算ZnSe晶胞的密度gcm\
[答案]Mln疝川川市
(2)S<O<N三角錐形
(3)7大于
1445/2xl021
⑷6,:,:)?
aNA
【解析】⑴
銀元素的原子序數(shù)為47,位于元素周期表第五周期1B族,基態(tài)原子價電子排他式為4d/sl領(lǐng)道表達式
4d5s
為畫畫畫口
(2)N、O元素屬于同一周期,基態(tài)N原子2P軌道容納3個電子,處于半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定,N元素的
第一電離能大于O元素的第一電離能,0、S屬于同一主族,且S元素的原子序數(shù)大于0元素的原子序數(shù),
S元素的第一電離能小于。元素的第?電離能,所以第一電離能由小到大的順序是SVOVN;SeO;中心原
子價層電子對數(shù)為3+T(6+2-3X2)=4,且含有1個孤電子對,空間構(gòu)型為三角錐形,H?Te中碑的價層電
子對數(shù)為2+;(6-1X2)=4,雜化軌道類型是叩3.
(3)由配合物仍保持銘的過氧化物的結(jié)構(gòu)特點,鋁與氧、氮均形成了配位鍵可得配合物的結(jié)構(gòu)簡式為
由結(jié)構(gòu)簡式可知Imul該配合物含有7“⑹配位鍵;U2NCII2CH2NH2分子中氮原子具
有孤對電子,配合物中氮原子與輅原子形成配位鍵,孤對電子對成鍵電子對的排斥力大于成鍵電子對,所
以配合物中H-N-H鍵角大于H’NCH2cH分子。
(4)由頂點A硒離子的分數(shù)坐標為(0,(),0)可知,晶胞的邊長為1,與頂點B硒離子距離最遠的鋅離子是
距離A點距離最近的鋅離子,該離子位于體對角線的;處,在x、y、z軸上的位移均為;,見離子的分數(shù)
坐標為由%由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中位于頂點和面心的硒離子的個數(shù)為8x"+6xW,位于體內(nèi)
的鋅離子的個數(shù)為4,晶胞中距離最近的兩個硒離子的距離為面對角線的由兩個硒離子的距離為
4x144/(~7\3
可知,晶胞的邊長為anm,設(shè)晶體的密度為dg/cm?,由晶胞的質(zhì)量公式可得:——=(>/2axlO")d,解
NA
I44V2X102'f-3
得d=----r-----gem。
a,S
3.第VA族元素在科研、化工生產(chǎn)等領(lǐng)域中具有重要的意義,回答下列相關(guān)問題:
(1)第VA族元素價電子的排布通式為o
(2)NH,H2Po八LiQ和苯胺等可用于制備鋰離子電池正極材料的原料。
①與NH:互為等電子體的分子的化學式為
②聚胺(《尸NH,)中碳、氮原子雜化方式分別為,苯胺的熔沸點高于甲苯的原因是
(3)朧(N2H力可用作火箭燃料。
I+2N
①腫燃燒時發(fā)生的反應(yīng)是N2O4()2H4(1)=3N2(g)+4H2O(g)A”=-1038.7kJ.moL,該反應(yīng)中有
4molN-H鍵斷裂,則形成的兀鍵有mol。
②肺能與硫酸反應(yīng)生成N2H6so4,N2H6SO4晶體類型與硫酸錢相同,則N2H6so4的晶體內(nèi)不存在(填
標號)。
a.離子鍵b.共價鍵c.配位鍵d.范德華力
(4)神化鉉(GaAs)是當前主流的化合物半導(dǎo)體材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,若晶胞參數(shù)為apm,Ga與As
【答案】(1)ns2np3
(2)CH4sp2雜化;sp3雜化苯胺分子間可形成氫鍵
(3)3d
(4)-^anm
4
【解析】(I)第VA族元素的最外層為5個電子,價電子排布式為ns2np3,故答案為:ns2np4
(2)①等電子體是指具有相同電子數(shù)目和原子數(shù)目的分子或離子,NH;中電子數(shù)為:7+4-1=10,如CHa
中電子數(shù)為:6+4=10和NH:是等電子體,答案為CH,;
②苯胺(N4)中碳原子雜化軌道數(shù)為3,所以采取sp2雜化,N元素全部形成單錠,屬于sp3
雜化,故答案為:Sp?雜化:Sp3雜化;
苯胺中有-NH2,分子間可形成氫鍵,而甲苯分子間不能形成氫鍵,分子間氫鍵可明顯地提升分子晶體的熔、
沸點,故答案為:苯胺分子間可形成氫鍵;
(3)①有4moiN-H鍵斷裂,即ImolN2H4參加反應(yīng),生成1.5molN2,且1個N三N中含2個?:鍵,則形成
的1鍵有1.5molx2=3mol;
②N2H6so4晶體類型與硫酸鏤相同,根據(jù)硫酸鏤晶體中存在的化學鍵判斷,硫酸錢晶體中錢根離子和硫酸
根離子之間存在離子鍵,錢根離子內(nèi)部N和H之間存在共價鍵,硫酸銹晶體屬于離子晶體,不存在分子間
作用力,所以NJ16sos的晶體內(nèi)存在離子鍵、共價鍵和配位鍵,不含范德華力,答案為5
(4)體對角線上的2個Ga原子、2個As原子共線,且Ga、As原子之間的距離最短,該距離為體對角線
長度的!,該晶胞體對角線長度二Ganm,該距離為體對角線長度的;二立anm.
444
4.氮形成的一系列化合物廣泛應(yīng)用于科研、醫(yī)療、化工等領(lǐng)域?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)N原子核外電子的空間運動狀態(tài)有種;N、0、F第一電離能由大到小的順序為(填元
素符號)。
(2)甲胺(CHNH。和腓(NHKH?)都可用作制藥原料。
①兩者的堿性隨N原子電子云密度增大而增強,則其中堿性較強的是(填化學式),原因為o
②腫與硫酸反應(yīng)生成N2H6so4,其晶體內(nèi)存在(填標號)。
A.離子鍵B.共價鍵C.配位鍵D.金屬鍵
(3)含氮有機物鄰二氮菲(,簡稱為phen)是平面分子,能與Fe?+生成穩(wěn)定的整合物,其反應(yīng)
原理如下:I、..—。
'0NN*/
①phen中N原子的價層孤電子對占據(jù)(填標號)。
A.2s軌道B.2P軌道C.sp'雜化軌道D.sp2雜化軌道
②[Fe(phen%產(chǎn)中Fe2+的配位數(shù)為。
(4)活性氮物質(zhì)LizCM能用于合成多種高附加值含氮化合物,其晶胞形狀為長方體,結(jié)構(gòu)如圖。
以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分數(shù)坐標。圖中m處Li+的分
數(shù)坐標為為m處Li+到底面的垂直距離),則n處Li+的分數(shù)坐標為;該晶體的密度夕=
g-cm-3(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,用含a、b、義的代數(shù)式表示)。
【答案】(1)5F>N>0
(2)CH?NH2甲基是推電子基,使甲胺中N電子云密度增大ABC
(3)D6
(4)(二異)
2b
【解析】(1)基態(tài)氮原子核外有7個電子,所以基態(tài)N原子核外電子的空間運動狀態(tài)有5種;同一周期從
左到右,元素的第一電離能有增大的趨勢,但由于氮原子的價電子排布式為2s22P32P上排在3個電子是
半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以其第一電離能大于其后的氧元素,所以N、0、F第一電離能由大到小的順序為
F>N>0;
(2)①甲基為推電子基團,會導(dǎo)致甲胺中N的電子云密度增大,則CHN應(yīng)堿性更強;
②肺(N?H4)分子與硫酸反應(yīng)生成NJ!6so4,N2H6sO,與(NHJ2so4化合物類型相同,故N2H6so4是離子
晶體,MH:-和S0:之間存在離子鍵,電1<中?4和H之間形成6個共價鍵(其中2個配位鍵),S0;中也存
在共價鍵,故選ABC;
(3)①phen為平面形分子,N原子的價層孤電子對占據(jù)sp?雜化軌道,故選D;
②[Fe(phen)3r中,每個鄰二氮菲分子中兩個氮原子與Fe?+形成2個配位鍵,該配離子中配體是3個,所以
Fe"的配位數(shù)為6;
(4)圖中m處的分數(shù)坐標為|;,0,£)(pnm為m處I:到底面的垂直距離),由晶胞結(jié)構(gòu)可知n處Li,的
分數(shù)坐標為CN:的個數(shù)為8x:+l=2,Li+的個數(shù)為8xg=4,設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,
I2b,o2
該晶體的密度尸耳辭xlOgcm、
5.第VA族元素及其化合物在生產(chǎn)、生活和科研中應(yīng)用廣泛。回答下列問題:
(1)與基態(tài)As原子具有相同未成對電子數(shù)的同周期元素有(填元素符號)。
(2)一種含氮配合物結(jié)構(gòu)如圖,其中N的雜化方式為,與銀配位的配體數(shù)為
(3)液氨存在類似丁?水的電離,2NH3.-NH:+NI12,反應(yīng)涉及的三種微粒中鍵角最小的是(填化學
式),金屬鈉與液氨的反應(yīng)的化學方程式為o
(4)氮化鋰具有高離子電導(dǎo)率可用作固體電解質(zhì),其晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。
x
①氮化鋰晶胞中有種不同化學環(huán)境的Li+,沖-的配位數(shù)為(晶胞參數(shù)apm、apm、高bpm,b>2a)。
②若A點的原子分數(shù)坐標為(0,0,0),則B點的坐標為;晶胞參數(shù)為apm、apm、bpm,NA為阿伏
加德羅常數(shù),則晶體的密度為g-cm\
【答案】⑴V、Co
(2)sp?、sp33
(3)NH22NH3+2Na=2NaNH2+H2t
(4)26(L2,o)7°^xlO30
2
333abNA
【解析】(1)珅元素的原子序數(shù)為33,基態(tài)原子的價電子排布式為4s23P3,核外未成對電子數(shù)為3,同周
期元素中核外未成對電子數(shù)為3的元素還有價電子排布式為3d34s2的鋼元素-、3d74s2的鉆元索\故答案為:
V、Co;
(2)由圖可知,配合物中單鍵氮原子的雜化方式為sp3雜化、雙鍵氮原子的雜化方式為sp2雜化;配合物中
具有空軌道的銀離子為中心離子,3個氮原子是提供孤對電子的配位原子,則鍥離子的配位數(shù)為3,故答案
為:$p2、sp3:3;
(3)錢根離子、氨分子、氨基離子中氮原子的價層電子對數(shù)分別為4+且魯=4、3+絲9=4、2+且料
222
=4,孤對電子對數(shù)分別為0、1、2,孤對電子對數(shù)越多,對成鍵電子對的斥力越大,鍵角越小,則三種微粒
中鍵角最小的是氨基離子;由鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣可知,鈉與液氨的反應(yīng)為鈉與液氨反應(yīng)生成
氨基鈉和氫氣,反應(yīng)的化學方程式為2NH3+2Na=2NaNH2+H2f,故答案為:NH2;2NH.^2Na=2NaNH2+H2T;
(4)
①由晶胞結(jié)構(gòu)可知,氮化鋰晶胞中位于棱上和面上的鋰離子的化學環(huán)境不同,共有2種;由
’可知,離氮離子距離最近的鋰離子個數(shù)為6,即氮離子的配位數(shù)為6,故答案為:
2:6:
②位于頂點的A點的原子分數(shù)坐標為(0,0,0),則晶胞的邊長為1,位于面對角線上的B點的原子分數(shù)坐
I2I
標為1,9,0);由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中位于頂點的氮離子個數(shù)為8x^=1,位于棱上和面上的鋰離子個
33o
數(shù)為4xg+4x;=3,設(shè)晶體的密度為dg/ciir*由晶胞的質(zhì)量公式可得:^-=(10l0ax2^x10loaxlO10b)d,
解得故答案為:0);-^-xlO^o
3a~bNA、333a-bN八A
03
1.(2024?廣西卷)一定條件下,存在H-缺陷位的LiH晶體能吸附N2使其分解為N,隨后N占據(jù)缺陷位(如
圖)。下列說法錯誤的是
LiH立方晶胞缺2個H-的晶胞2個N占據(jù)晶胞缺陷位
A.c>0.5aB.半徑:r(H-)>r(H)
C.b=dD.LiH晶體為離于晶體
【答案】C
【解析】A.根據(jù)LiH立方晶胞的該部分a結(jié)構(gòu)以及晶胞參數(shù)為a可得
,因此c=J(0.5a『+(0.5a『=a>0.5a,故A正確;
0.5a
B.H原子和H-的電子層數(shù)均為1,但H-比氫原子多一個電子,電子的運動軌道不重合,內(nèi)核對電子的束
縛相對較弱,電子活動的范圍更廣,因此H-的半徑較大,故B正確;
C.根據(jù)LiH立方晶胞可知,b的長度如圖a,但當N占據(jù)了空缺位后,由于比H-的
半徑大,因此bwd,故C錯誤;
D.LiH晶體中含有Li+和HJ相互間作用是離子鍵,因此LiH晶體為離子晶體,故D正確;
故答案選C。
2.(2025?河北卷)SmC°k(k>l)是一種具有優(yōu)異磁性能的稀土永磁材料,在航空航天等領(lǐng)域中獲得重要應(yīng)
用。SmC/的六方晶胞示意圖如下,晶胞參數(shù)a=500pm、c=400pm,M、N原子的分數(shù)坐標分別為
設(shè)NA是阿伏加德羅常數(shù)的值。
ooZ7
z
90°
x^^120°
下列說法錯誤的是
A.該物質(zhì)的化學式為SmCo$B.體心原子的分數(shù)坐標為
1/L乙)
C.晶體的密度為渭QgW
D.原子Q到體心的距離為100兩pm
【答案】D
【解析】A.由晶胞圖知,白球位于體心,晶胞中數(shù)目為1,黑球位于頂角、棱心、體內(nèi),六方晶胞上下表
面中一個角6。。,一個角為12。。,晶胞中數(shù)目為4*+4小2+845,結(jié)合題意知,白球為Sn黑
球為Co,該物質(zhì)化學式為SmCo「A正確;
B.體心原子位于晶胞的中心,其分數(shù)坐標為
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