資源簡(jiǎn)介

綜合拔高練
高考真題練
考點(diǎn)1　晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算
1.(高考組合)按要求填空:
(1)(2023北京,15節(jié)選)MgS2O3·6H2O的晶胞形狀為長(zhǎng)方體,邊長(zhǎng)分別為anm、bnm、cnm,結(jié)構(gòu)如圖所示。
晶胞中的[Mg(H2O)6]2+個(gè)數(shù)為　　　　。
(2)(2023全國(guó)乙,35節(jié)選)一種硼鎂化合物具有超導(dǎo)性能,晶體結(jié)構(gòu)屬于六方晶系,其晶體結(jié)構(gòu)、晶胞沿c軸的投影圖如圖所示,晶胞中含有　　個(gè)Mg。該物質(zhì)化學(xué)式為　　　　。
2.(2022山東,16節(jié)選)研究籠形包合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有重要意義,化學(xué)式為Ni(CN)x·Zn(NH3)y·zC6H6的籠形包合物四方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(H原子未畫出),每個(gè)苯環(huán)只有一半屬于該晶胞,晶胞參數(shù)為a=b≠c,α=β=γ=90°。回答下列問(wèn)題:
晶胞中N原子均參與形成配位鍵,Ni2+與Zn2+的配位數(shù)之比為　　　　　;x∶y∶z=　　　　　;晶胞中有d軌道參與雜化的金屬離子是　　　　　。
3.(高考組合)(1)(2024浙江1月選考,17節(jié)選)氮和氧是構(gòu)建化合物的常見(jiàn)元素。某化合物的晶胞如圖,其化學(xué)式是　　　　,晶體類型是　　　　　　。
(2)(2021天津,13節(jié)選)用X射線衍射測(cè)定,得到Fe的兩種晶胞A、B,其結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞A中每個(gè)Fe原子緊鄰的原子數(shù)為　　。每個(gè)晶胞B中含F(xiàn)e原子數(shù)為　　　　。
(3)(2021山東,16節(jié)選)XeF2晶體屬四方晶系,晶胞參數(shù)如圖所示,晶胞棱邊夾角均為90°,該晶胞中有　　　　個(gè)XeF2分子。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,稱為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo),如A點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為()。已知Xe—F鍵長(zhǎng)為rpm,則B點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為　　　　。
考點(diǎn)2　金屬晶體的結(jié)構(gòu)
4.(2024湖北,11)黃金按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分級(jí),純金為24K。Au-Cu合金的三種晶胞結(jié)構(gòu)如圖,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.Ⅰ為18K金
B.Ⅱ中Au的配位數(shù)是12
C.Ⅲ中最小核間距Au—CuD.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,Au與Cu原子個(gè)數(shù)比依次為1∶1、1∶3、3∶1
5.(2023湖北,15)鑭La和H可以形成一系列晶體材料LaHn,在儲(chǔ)氫和超導(dǎo)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。LaHn屬于立方晶系,晶胞結(jié)構(gòu)和參數(shù)如圖所示。高壓下,LaH2中的每個(gè)H結(jié)合4個(gè)H形成類似CH4的結(jié)構(gòu),即得到晶體LaHx。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.LaH2晶體中La的配位數(shù)為8
B.晶體中H和H的最短距離:LaH2>LaHx
C.在LaHx晶胞中,H形成一個(gè)頂點(diǎn)數(shù)為40的閉合多面體籠
D.LaHx單位體積中含氫質(zhì)量的計(jì)算式為g·cm-3
6.(2022湖南,18節(jié)選)鉀、鐵、硒可以形成一種超導(dǎo)材料,其晶胞在xz、yz和xy平面投影分別如圖所示:
①該超導(dǎo)材料的最簡(jiǎn)化學(xué)式為　　　　　　　;
②Fe原子的配位數(shù)為　　　　;
③該晶胞參數(shù)a=b=0.4nm、c=1.4nm。阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為　　　　　　　　　g·cm-3(列出計(jì)算式)。
7.(高考組合)(1)(2021全國(guó)乙,35節(jié)選)在金屬材料中添加AlCr2顆粒,可以增強(qiáng)材料的耐腐蝕性、硬度和機(jī)械性能。AlCr2具有體心四方結(jié)構(gòu),
如圖所示。處于頂角位置的是　　　原子。設(shè)Cr和Al原子半徑分別為rCr和rAl,則金屬原子空間占有率為　　　　%(列出計(jì)算表達(dá)式)。
(2)(2021廣東,20節(jié)選)理論計(jì)算預(yù)測(cè),由汞(Hg)、鍺(Ge)、銻(Sb)形成的一種新物質(zhì)X為潛在的拓?fù)浣^緣體材料。X的晶體可視為Ge晶體(晶胞如圖a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。
①圖b為Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一種單元結(jié)構(gòu),它不是晶胞單元,理由是　　　　　　　　　　。
②圖c為X的晶胞,X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為　　　　;該晶胞中粒子個(gè)數(shù)比Hg∶Ge∶Sb=　　　　。
③設(shè)X的最簡(jiǎn)式的式量為Mr,則X晶體的密度為　　　　　　g/cm3(列出算式)。
考點(diǎn)3　離子晶體的結(jié)構(gòu)
8.(2024黑吉遼,14)某鋰離子電池電極材料結(jié)構(gòu)如圖。結(jié)構(gòu)1是鈷硫化物晶胞的一部分,可代表其組成和結(jié)構(gòu);晶胞2是充電后的晶胞結(jié)構(gòu);所有晶胞均為立方晶胞。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.結(jié)構(gòu)1鈷硫化物的化學(xué)式為Co9S8
B.晶胞2中S與S的最短距離為a
C.晶胞2中距Li最近的S有4個(gè)
D.晶胞2和晶胞3表示同一晶體
9.(2023湖南,11)科學(xué)家合成了一種高溫超導(dǎo)材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該立方晶胞參數(shù)為apm。阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是　(　　)
A.晶體最簡(jiǎn)化學(xué)式為KCaB6C6
B.晶體中與K+最近且距離相等的Ca2+有8個(gè)
C.晶胞中B和C原子構(gòu)成的多面體有12個(gè)面
D.晶體的密度為g·cm-3
考點(diǎn)4　晶體的相關(guān)計(jì)算
10.(2023遼寧,14)晶體結(jié)構(gòu)的缺陷美與對(duì)稱美同樣受關(guān)注。某富鋰超離子導(dǎo)體的晶胞是立方體(圖1),進(jìn)行鎂離子取代及鹵素共摻雜后,可獲得高性能固體電解質(zhì)材料(圖2)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.圖1晶體密度為72.5/(NA×a3×10-30)g·cm-3
B.圖1中O原子的配位數(shù)為6
C.圖2表示的化學(xué)式為L(zhǎng)iMg2OClxBr1-x
D.Mg2+取代產(chǎn)生的空位有利于Li+傳導(dǎo)
11.(高考組合)按要求填空:
(1)(2024全國(guó)甲,35節(jié)選)結(jié)晶型PbS可作為放射性探測(cè)器元件材料,其立方晶胞如圖所示。其中Pb的配位數(shù)為　　　　。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則該晶體密度為　　　　g·cm-3(列出計(jì)算式)。
(2)(2024廣東,18節(jié)選)一種含Ga、Ni、Co元素的記憶合金的晶體結(jié)構(gòu)可描述為Ga與Ni交替填充在Co構(gòu)成的立方體體心,形成如圖所示的結(jié)構(gòu)單元。該合金的晶胞中,粒子個(gè)數(shù)最簡(jiǎn)比Co∶Ga∶Ni=　　　　,其立方晶胞的體積為　　　　nm3。
(3)(2024黑吉遼,18節(jié)選)負(fù)載在TiO2上的RuO2催化活性高,穩(wěn)定性強(qiáng)。TiO2和RuO2的晶體結(jié)構(gòu)均可用如圖表示,二者晶胞體積近似相等,RuO2與TiO2的密度比為1.66,則Ru的相對(duì)原子質(zhì)量為　　　　(精確至1)。
12.(高考組合)按要求填空:
(1)(2023全國(guó)甲,35節(jié)選)AlF3結(jié)構(gòu)屬立方晶系,晶胞如圖所示,F-的配位數(shù)為　　　　。若晶胞參數(shù)為apm,晶體密度ρ=　　g·cm-3(列出計(jì)算式,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。
(2)(2023山東,16節(jié)選)一定條件下,CuCl2、K和F2反應(yīng)生成KCl和化合物X。已知X屬于四方晶系,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(晶胞參數(shù)a=b≠c,α=β=γ=90°),其中Cu化合價(jià)為+2。上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,化合物X的密度ρ=　　　　g·cm-3(用含NA的代數(shù)式表示)。
(3)(2023新課標(biāo),29節(jié)選)合成氨催化劑前驅(qū)體(主要成分為Fe3O4)使用前經(jīng)H2還原,生成α-Fe包裹的Fe3O4。已知α-Fe屬于立方晶系,晶胞參數(shù)a=287pm,密度為7.8g·cm-3。則α-Fe晶胞中含有Fe的原子數(shù)為　　　　(列出計(jì)算式,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。
考點(diǎn)5　配合物與超分子
13.(2024黑吉遼,9)環(huán)六糊精(D-吡喃葡萄糖縮合物)具有空腔結(jié)構(gòu),腔內(nèi)極性較小,腔外極性較大,可包合某些分子形成超分子。圖1、圖2和圖3分別表示環(huán)六糊精結(jié)構(gòu)、超分子示意圖及相關(guān)應(yīng)用。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
　
A.環(huán)六糊精屬于寡糖
B.非極性分子均可被環(huán)六糊精包合形成超分子
C.圖2中甲氧基對(duì)位暴露在反應(yīng)環(huán)境中
D.可用萃取法分離環(huán)六糊精和氯代苯甲醚
14.(高考組合)按要求填空:
(1)(2024湖北,16節(jié)選)Be(OH)2與醋酸反應(yīng)得到某含4個(gè)Be的配合物,4個(gè)Be位于以1個(gè)O原子為中心的四面體的4個(gè)頂點(diǎn),且每個(gè)Be的配位環(huán)境相同,Be與Be間通過(guò)CH3COO-相連,其化學(xué)式為　　　　　　　　　　　　。
(2)(2024安徽,17節(jié)選)通過(guò)Cu+修飾的Y分子篩的吸附—脫附,可實(shí)現(xiàn)C2H4和C2H6混合氣的分離。Cu+的　　　　與C2H4分子的π鍵電子形成配位鍵,這種配位鍵強(qiáng)弱介于范德華力和共價(jià)鍵之間。用該分子篩分離C2H4和C2H6的優(yōu)點(diǎn)是　　　　　　　。
15.(2023海南,19節(jié)選)我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種釩配合物Ⅰ可以充當(dāng)固氮反應(yīng)的催化劑,反應(yīng)過(guò)程中經(jīng)歷的中間體包括Ⅱ和Ⅲ。
　
(代表單鍵、雙鍵或三鍵)
回答問(wèn)題:
(1)配合物Ⅰ中釩的配位原子有4種,它們是　　　　　　　　　。
(2)配合物Ⅰ中,R'代表芳基,V—O—R'空間結(jié)構(gòu)呈角形,原因是　　　　　　　　　　　　　。
(3)配合物Ⅱ中,第一電離能最大的配位原子是　　　　。
(4)配合物Ⅱ和Ⅲ中,釩的化合價(jià)分別為+4和+3,配合物Ⅱ、Ⅲ和N2三者中,兩個(gè)氮原子間鍵長(zhǎng)最長(zhǎng)的是　　　　。
16.(高考組合)(1)(2021全國(guó)乙,35節(jié)選)三價(jià)鉻離子能形成多種配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供電子對(duì)形成配位鍵的原子是　　　　,中心離子的配位數(shù)為　　　。
(2)(2021湖南,18節(jié)選)SiCl4與N-甲基咪唑()反應(yīng)可以得到M2+,其結(jié)構(gòu)如圖所示:
N-甲基咪唑分子中碳原子的雜化軌道類型為　　　　　。
高考模擬練
應(yīng)用實(shí)踐
1.氮化鉻有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和耐磨性,被廣泛用作材料的涂層,某氮化鉻的晶胞結(jié)構(gòu)與氯化鈉的相同,已知N原子在晶胞中的位置如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是(　　)
A.Cr原子位于體心和12條棱上
B.距離Cr原子最近的N原子有12個(gè)
C.Cr原子位于N原子構(gòu)成的八面體空隙中
D.晶胞中Cr原子沿x軸方向的投影為
2.新型儲(chǔ)氫材料是開發(fā)利用氫能的重要研究方向。某種新型儲(chǔ)氫材料的晶胞如圖,八面體中心為Fe2+,頂點(diǎn)均為NH3配體;四面體中心為硼原子,頂點(diǎn)均為氫原子。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.材料中硼原子采用sp3雜化
B.化學(xué)式為[Fe(NH3)6]4(BH4)8
C.Fe2+的價(jià)電子排布式為3d6
D.該化合物中存在離子鍵、極性鍵和配位鍵
3.設(shè)想從CsCl晶格中除去一半Cs+,使Cl-周圍成為四面體配位,這樣得到的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與下列物質(zhì)相同的是(　　)
A.NaCl　　B.CaF2　　C.ZnS　　D.石墨
4.作為儲(chǔ)氫材料的鑭鎳合金被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)車輛,某種鑭鎳合金儲(chǔ)氫后所得晶體的化學(xué)式為L(zhǎng)aNi5H6,晶胞結(jié)構(gòu)如圖,晶胞參數(shù)為a,下列有關(guān)表述不正確的是(　　)
A.Z表示的微粒為H2
B.每個(gè)X原子周圍最近且等距離的X原子有6個(gè)
C.若A的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0.5,0.5),B的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0.75,0.25,0),則C的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(1,0.5,1)
D.若四條豎直棱的棱心位置均插入Z,則晶體的化學(xué)式為L(zhǎng)aNi5H7
5.某水性鈉離子電池電極材料由Na+、Fe2+、Fe3+、CN-組成,其立方晶胞嵌入和嵌出Na+過(guò)程中,Fe2+與Fe3+含量發(fā)生變化,物質(zhì)顏色依次為格林綠、普魯士藍(lán)、普魯士白,其過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.普魯士藍(lán)中Fe2+與Fe3+個(gè)數(shù)比為1∶2
B.格林綠晶體中Fe3+周圍等距且最近的Fe3+數(shù)為6
C.基態(tài)Fe原子的價(jià)電子排布式為3d64s2,失去4s電子轉(zhuǎn)化為Fe2+
D.若普魯士白的晶胞棱長(zhǎng)為apm,則其晶體的密度為×1030g·cm-3
6.某立方晶系的銻鉀(Sb-K)合金可作為鉀離子電池的電極材料,圖a為該合金的晶胞結(jié)構(gòu),圖b表示晶胞的一部分,晶胞中1號(hào)、3號(hào)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為(0,0,0)、(1,1,1)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.晶胞中含有的Sb原子數(shù)為4
B.2號(hào)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為()
C.K和Sb之間的最短距離為apm
D.該晶體的密度為g·cm-3
7.乙二胺四乙酸又名EDTA,是一種能與Ca2+、Mg2+等金屬離子結(jié)合的螯合劑,它與Ca2+形成配離子的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.EDTA中C原子的雜化類型為sp2、sp3
B.EDTA與Ca2+形成的配離子中,Ca2+的配位數(shù)是6
C.EDTA與Ca2+形成的配離子中,Ca2+的配體數(shù)為2
D.EDTA中部分元素的第一電離能大小順序?yàn)镹>O>C
8.磷至少有10種同素異形體,其中主要是白磷、紅磷和黑磷三種。回答下列問(wèn)題:
(1)基態(tài)磷原子最外層單電子數(shù)與成對(duì)電子數(shù)之比為　　　　。
(2)白磷晶體是由P4分子()組成的分子晶體,P4分子中鍵角為　　　　。
(3)白磷隔絕空氣加熱到533K轉(zhuǎn)化為紅磷,紅磷是一種暗紅色粉末。紅磷的結(jié)構(gòu)為,磷原子的雜化方式為　　　　,　　　　(填“難”或“易”)溶于水。
(4)黑磷是磷的一種同素異形體,其具有類似于石墨的層狀結(jié)構(gòu)(如圖),層狀結(jié)構(gòu)間通過(guò)　　　　相結(jié)合。
(5)磷有多種含氧酸,磷酸是其中一種,磷酸通過(guò)分子間脫水縮合形成多磷酸,如:
++
若4個(gè)磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸,則該多磷酸的分子式可寫成　　　　。
(6)磷的鹵化物有PX3和PX5兩種類型,其中PCl5是白色固體,在氣態(tài)和液態(tài)時(shí)PCl5以分子形態(tài)存在,固態(tài)時(shí)PCl5不再保持該結(jié)構(gòu),而形成離子晶體。晶胞中含有正四面體形的[PCl4]+和正八面體形的　　　　,其晶胞結(jié)構(gòu)最合理的是　　　　(填字母)。
9.Li2S因其良好的鋰離子傳輸性能可作鋰電池的固體電解質(zhì),其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如下,晶胞的邊長(zhǎng)為apm(1pm=10-10cm)。
(1)晶胞中的白球代表　　　　(填“Li+”或“S2-”)。
(2)距離Li+最近的S2-有　　　　個(gè)。
(3)已知Li2S的摩爾質(zhì)量是Mg/mol,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。該晶體的密度為　　　　g/cm3。
10.硼、鎵及其化合物在科研和工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。回答下列問(wèn)題:
(1)六方氮化硼別稱白石墨,是優(yōu)良的絕緣體,平行層形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)如圖所示,層內(nèi)硼原子的雜化方式為　　　　,形成π鍵的電子由　　　　(填“硼”或“氮”)原子提供。
(2)一種含鎵的藥物合成方法如圖所示:
1mol化合物Ⅰ中含有的σ鍵的物質(zhì)的量為　　　　mol,x=　　　　。
(3)Ga、Li和O三種原子形成的一種晶體基片在二極管中有重要用途。其四方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:
其化學(xué)式為　　　　,上述晶胞沿著x軸的投影圖為　　　　(填字母)。
A　　B　　C
遷移創(chuàng)新
11.氫能作為一種新型的能量密度高的綠色能源,正引起世界各國(guó)的重視。儲(chǔ)氫技術(shù)是氫能利用的關(guān)鍵,儲(chǔ)氫材料是當(dāng)今研究的重點(diǎn)課題之一,金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲(chǔ)氫材料。
(1)Ni原子的核外電子排布式為　　　　　　　　。
(2)NiO、FeO、MgO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉相似,Ni2+和Fe2+的半徑分別為69pm和78pm,則熔點(diǎn):NiO　　　(填“<”或“>”)FeO;某同學(xué)畫出的MgO晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,請(qǐng)指出圖中的錯(cuò)誤:　　　　　　　　　　　　　。
(3)NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為　　　　　、　　　　　。
(4)金屬鎳與鑭(La)形成的晶體的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示(部分原子間連線未畫出)。該合金的化學(xué)式為　　　　　。
答案與分層梯度式解析
綜合拔高練
高考真題練
1.答案　(1)4　(2)1　MgB2
解析　(1)[Mg(H2O)6]2+在晶胞的8個(gè)頂點(diǎn)、4個(gè)棱心、2個(gè)面心和體心,則1個(gè)晶胞中[Mg(H2O)6]2+的個(gè)數(shù)為8×+1=4。(2)由題圖知,Mg位于正六棱柱的頂點(diǎn)和面心,由均攤法求出正六棱柱中含12×=3個(gè)Mg,B在正六棱柱體內(nèi),共6個(gè),正六棱柱晶體結(jié)構(gòu)中含有3個(gè)晶胞,則1個(gè)晶胞中含有1個(gè)Mg,2個(gè)B,該物質(zhì)的化學(xué)式為MgB2。
2.答案　2∶3　2∶1∶1　Zn2+、Ni2+
解析　結(jié)合晶胞圖可知,1個(gè)晶胞中Ni2+的數(shù)目為2×=1,Zn2+的數(shù)目為8×=1,CN-的數(shù)目為8×=4,NH3的數(shù)目為8×=2,C6H6的數(shù)目為4×=2,則該晶胞的化學(xué)式為Ni(CN)4·Zn(NH3)2·2C6H6,x∶y∶z=2∶1∶1;晶胞中N原子均參與形成配位鍵,故Ni2+與Zn2+的配位數(shù)之比為2∶3;晶胞中Ni2+的配位數(shù)為4,則Ni2+采取dsp2雜化,Zn2+的配位數(shù)為6,Zn2+采取sp3d2雜化,兩者的d軌道均參與雜化。
3.答案　(1)Cr(H2O)4Cl2(或CrCl2·4H2O)　分子晶體　(2)8　4　(3)2　(0,0,)
解析　(1)由晶胞圖知,每個(gè)Cr周圍有4個(gè)H2O和2個(gè)Cl,故該化合物的化學(xué)式為Cr(H2O)4Cl2或CrCl2·4H2O;該物質(zhì)由分子構(gòu)成,為分子晶體。(2)由題圖可知,晶胞A中每個(gè)Fe原子緊鄰的原子數(shù)為8。根據(jù)均攤法,每個(gè)晶胞B中含F(xiàn)e原子數(shù)為8×=4。(3)圖中大球的個(gè)數(shù)為8×+1=2,小球的個(gè)數(shù)為8×+2=4,根據(jù)XeF2的原子個(gè)數(shù)比知大球是Xe原子,小球是F原子,該晶胞中有2個(gè)XeF2分子;由題給圖示可知B點(diǎn)原子位于z軸上,高度為rpm,則B點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,)。
4.C　24K金的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%,則18K金的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=75%;Ⅰ中,Au位于體心,個(gè)數(shù)為1,Cu位于頂點(diǎn),個(gè)數(shù)為8×=1,Ⅰ中Au與Cu的個(gè)數(shù)比為1∶1,其中Au的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%≈75%,故Ⅰ為18K金,A正確。Ⅱ中,與Au距離最近且相等的Cu位于相鄰面心上,個(gè)數(shù)為3×8×=12,故Au的配位數(shù)為12,B正確。Ⅲ中Au—Cu的最小核間距為面對(duì)角線長(zhǎng)度的,Au—Au的最小核間距也為面對(duì)角線長(zhǎng)度的,故最小核間距Au—Cu=Au—Au,C錯(cuò)誤。由A項(xiàng)分析可知,Ⅰ中Au與Cu的個(gè)數(shù)比為1∶1;Ⅱ中Au位于頂點(diǎn),個(gè)數(shù)為8×=1,Cu位于面心,個(gè)數(shù)為6×=3,Au與Cu的個(gè)數(shù)比為1∶3;Ⅲ中Cu位于頂點(diǎn),個(gè)數(shù)為8×=1,Au位于面心,個(gè)數(shù)為6×=3,Au與Cu的個(gè)數(shù)比為3∶1,D正確。
5.C　根據(jù)LaH2的晶胞和沿c軸的投影圖可知,每個(gè)La周圍等距且最近的H個(gè)數(shù)為8,則La的配位數(shù)為8,A項(xiàng)正確;由題圖可知,LaH2的晶胞參數(shù)大于LaHx的晶胞參數(shù),且LaHx中H數(shù)目增多,故在LaHx中H和H的最短距離小于LaH2中H和H的最短距離,B項(xiàng)正確;LaHx晶體中,H的數(shù)目為4×8+8=40,每個(gè)H結(jié)合4個(gè)H形成類似甲烷的結(jié)構(gòu),所以H形成的多面體籠的頂點(diǎn)數(shù)不可能為40,C項(xiàng)錯(cuò)誤;1個(gè)LaHx晶胞中含有40個(gè)H,晶胞的體積為(4.84×10-8)3cm3,所以單位體積中含氫質(zhì)量為g·cm-3,D項(xiàng)正確。
6.答案　①KFe2Se2　②4　③
解析　①由題圖可知,K在晶胞的頂點(diǎn)和體心,1個(gè)晶胞中含1+8×=2個(gè)K,Se在側(cè)棱上和內(nèi)部,1個(gè)晶胞中含2+8×=4個(gè)Se,Fe在晶胞的側(cè)面上,1個(gè)晶胞中含8×=4個(gè)Fe,所以化學(xué)式為KFe2Se2。②由題圖可知與Fe等距的Se有4個(gè),故Fe的配位數(shù)為4。③ρ=g·cm-3,注意1nm=10-7cm。
7.答案　(1)Al　×100
(2)①不能無(wú)隙并置成晶體,不是最小重復(fù)單元
②4　1∶1∶2　③
解析　(1)根據(jù)均攤法,該晶胞中黑球的個(gè)數(shù)為8×+1=2,灰球的個(gè)數(shù)為8×+2=4,個(gè)數(shù)之比為1∶2,根據(jù)化學(xué)式AlCr2可知,黑球代表Al,灰球代表Cr,故處于頂角位置的為Al原子。晶胞的體積為a2×c,晶胞所含原子的體積為),則金屬原子的空間占有率為×100%。
(2)①組成晶體的最小重復(fù)單元稱為晶胞,整塊晶體可以看成是無(wú)數(shù)晶胞無(wú)隙并置而成的,而題圖b不符合此條件,故不是晶胞。②題圖c晶胞中底面面心的原子是Hg原子,與其距離最近的Sb有兩個(gè),其下方的晶胞中還有兩個(gè)距離最近的Sb,故X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為4;每個(gè)晶胞中Hg原子數(shù)目為4×=4,Ge原子數(shù)目為8×+1=4,Sb原子數(shù)目為8,故該晶胞中粒子個(gè)數(shù)比為Hg∶Ge∶Sb=1∶1∶2。③每個(gè)晶胞含有的“HgGeSb2”數(shù)目為4,則1mol“HgGeSb2”的體積為×NA,1mol“HgGeSb2”的質(zhì)量為Mrg,故X晶體的密度為 g/cm3。
8.B　根據(jù)均攤法,結(jié)構(gòu)1中S的個(gè)數(shù)為12×+1=4,Co的個(gè)數(shù)為4×+4=4.5,則結(jié)構(gòu)1鈷硫化物的化學(xué)式為Co9S8,A正確;晶胞2中S與S的最短距離為面對(duì)角線長(zhǎng)度的一半,為a,B錯(cuò)誤;晶胞2中Li的個(gè)數(shù)為8,S的個(gè)數(shù)為12×+1=4,化學(xué)式為L(zhǎng)i2S,距S最近的Li的個(gè)數(shù)為8,則距Li最近的S的個(gè)數(shù)為4,C正確;將晶胞2的體心放置在面心可以得到晶胞3,故晶胞2和晶胞3表示同一晶體,D正確。
9.C　由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知,在1個(gè)晶胞中,K原子位于頂點(diǎn),其個(gè)數(shù)為8×=1;Ca原子位于體心,其個(gè)數(shù)為1;B原子和C原子均位于面上,其個(gè)數(shù)均為12×=6,則該晶體最簡(jiǎn)化學(xué)式為KCaB6C6,A正確。以頂點(diǎn)的K+為觀察對(duì)象,與K+最近且距離相等的Ca2+位于體心,每個(gè)K+被8個(gè)晶胞所共用,則晶體中與K+最近且距離相等的Ca2+有8個(gè),B正確。B和C構(gòu)成的多面體中,四邊形共有6個(gè),六邊形共有8個(gè),共有14個(gè)面,C錯(cuò)誤。該晶胞的質(zhì)量為g,晶胞的體積為a3×10-30cm-3,則晶體的密度為g·cm-3=g·cm-3,D正確。
10.C　根據(jù)均攤法計(jì)算,圖1晶胞中含有1個(gè)Cl,1個(gè)O,3個(gè)Li,密度ρ=g·cm-3=g·cm-3,A正確;圖1中與氧原子距離最近(pm)的Li有6個(gè),則O原子的配位數(shù)為6,B正確;根據(jù)均攤法計(jì)算,圖2晶胞中含有1個(gè)Li,Mg或空位共2個(gè),1個(gè)O,Cl或Br共1個(gè),根據(jù)化合物中各元素正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0,得Mg有1個(gè),所以化學(xué)式為L(zhǎng)iMgOClxBr1-x,C錯(cuò)誤;Mg2+取代Li+后,產(chǎn)生的空位可供Li+移動(dòng)傳導(dǎo)電荷,增強(qiáng)導(dǎo)電性,D正確。
11.答案　(1)6　　(2)2∶1∶1　8a3　(3)101
解析　(1)由題給晶胞圖可知,晶胞中含有Pb、S的個(gè)數(shù)均為4,晶體的密度為g·cm-3。
(2)一種含Ga、Ni、Co元素的記憶合金的晶體結(jié)構(gòu)可描述為Ga與Ni交替填充在Co構(gòu)成的立方體體心,形成如題圖所示的結(jié)構(gòu)單元,則該記憶合金晶體的晶胞如圖:
Co的個(gè)數(shù)為8×+1=8,Ga的個(gè)數(shù)為4,Ni的個(gè)數(shù)為4。該晶胞中,粒子個(gè)數(shù)最簡(jiǎn)比Co∶Ga∶Ni=2∶1∶1,其立方晶胞的體積=(2anm)3=8a3nm3。
(3)TiO2和RuO2的晶體結(jié)構(gòu)相同,晶胞體積近似相等,根據(jù)密度之比等于相對(duì)分子質(zhì)量之比,TiO2的相對(duì)分子質(zhì)量為80,則RuO2的相對(duì)分子質(zhì)量=80×1.66≈133,Ru的相對(duì)原子質(zhì)量為133-32=101。
12.答案　(1)2　×1030
(2)CuCl2+4K+2F22KCl+K2CuF4　
(3)
解析　(1)由題圖可知,1個(gè)該晶胞中位于頂點(diǎn)的粒子的數(shù)目為8×=1,位于棱心的粒子的數(shù)目為12×=3,故頂點(diǎn)處粒子為Al3+,棱心處粒子為F-,與F-最鄰近的Al3+的數(shù)目為2,故F-的配位數(shù)為2。晶胞質(zhì)量m=g,晶胞體積V=(a×10-10)3cm3,晶體密度ρ=g·cm-3=×1030g·cm-3。
(2)CuCl2+K+F2KCl+X,由原子守恒可知化合物X中一定含有Cu和F,根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu),利用均攤法可知,1個(gè)晶胞中白球(A)的個(gè)數(shù)為16×+2=8,灰球(B)的個(gè)數(shù)為8×+1=2,黑球(C)的個(gè)數(shù)為8×+2=4,其最簡(jiǎn)式為C2BA4,又因?yàn)镃u為+2價(jià),K為+1價(jià),F為-1價(jià),故X為K2CuF4,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuCl2+4K+2F22KCl+K2CuF4。1個(gè)晶胞中含有4個(gè)K、2個(gè)Cu和8個(gè)F,則晶胞質(zhì)量m=g,晶胞體積V=(a×10-10cm)2×c×10-10cm=a2c×10-30cm3,故化合物X的密度ρ=g·cm-3。
(3)設(shè)晶胞中含F(xiàn)e原子數(shù)為N,則晶胞密度ρ=g·cm-3=7.8g·cm-3,得出N=。
13.B　1mol糖水解后能產(chǎn)生2~10mol單糖的稱為寡糖,由環(huán)六糊精結(jié)構(gòu)可知,環(huán)六糊精屬于寡糖,A正確;非極性分子與環(huán)六糊精形成超分子時(shí),分子直徑大小應(yīng)與環(huán)六糊精空腔大小接近,B錯(cuò)誤;根據(jù)題圖3可知,在環(huán)六糊精中,與HOCl反應(yīng)主要生成,說(shuō)明題圖2中甲氧基的對(duì)位暴露在反應(yīng)環(huán)境中,C正確;環(huán)六糊精含多個(gè)羥基,可與水形成分子間氫鍵,故環(huán)六糊精能溶于水中,而氯代苯甲醚不溶于水,可用水作萃取劑分離環(huán)六糊精和氯代苯甲醚,D正確。
14.答案　(1)Be4O(CH3COO)6　(2)4s空軌道　具有選擇性吸附,可實(shí)現(xiàn)對(duì)C2H4和C2H6混合氣的有效分離
解析　(1)由題意可知,四面體的4個(gè)頂點(diǎn)是Be,四面體中心為O,Be與Be間通過(guò)CH3COO-相連,且每個(gè)Be的配位環(huán)境相同,則CH3COO-的個(gè)數(shù)為6,該配合物的化學(xué)式為Be4O(CH3COO)6。
(2)Cu的價(jià)層電子排布式為3d104s1,Cu失去1個(gè)電子得到Cu+,則Cu+的4s空軌道與C2H4分子的π鍵電子形成配位鍵;C2H4可以和Cu+形成配合物吸附在Y分子篩上,C2H6不含π鍵電子,不能與Cu+形成配合物,該分子篩具有選擇性吸附,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)C2H4和C2H6混合氣的有效分離。
15.答案　(1)C、O、P、Cl
(2)根據(jù)VSEPR模型,氧原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,其中孤電子對(duì)數(shù)為2,成鍵電子對(duì)之間呈角形
(3)N　(4)配合物Ⅱ
解析　(1)根據(jù)配合物Ⅰ的結(jié)構(gòu)圖可知,中心原子釩的配位原子有C、O、P、Cl。(2)根據(jù)VSEPR模型,中心原子氧原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,其中孤電子對(duì)數(shù)為2,空間結(jié)構(gòu)呈角形。(3)配合物Ⅱ中,第一電離能最大的配位原子是N。(4)根據(jù)題中所給配合物Ⅱ和Ⅲ的結(jié)構(gòu),結(jié)合釩的化合價(jià)分別為+4和+3可知,配合物Ⅱ中氮原子間是氮氮單鍵,配合物Ⅲ中氮原子間是氮氮雙鍵,N2中氮原子間是氮氮三鍵,故配合物Ⅱ中兩個(gè)氮原子間鍵長(zhǎng)最長(zhǎng)。
16.答案　(1)N、O、Cl　6　(2)sp3、sp2
解析　(1)H2O中的氧原子、NH3中的氮原子和Cl-中都有孤電子對(duì),可作配位原子,故配位原子為O、N、Cl,中心離子的配位數(shù)為3+2+1=6。
(2)由結(jié)構(gòu)可知,N-甲基咪唑分子中碳原子的雜化軌道類型為sp2、sp3。
高考模擬練
1.B　氮化鉻的晶胞結(jié)構(gòu)與氯化鈉的相同,N原子在8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心,則Cr原子位于體心和12條棱上,Cr原子周圍緊鄰的N原子有6個(gè),A正確、B錯(cuò)誤;Cr原子位于N原子構(gòu)成的八面體空隙中,C正確;Cr原子沿x軸方向的投影位于正方形的頂點(diǎn)、邊的中心、正方形中心,D正確。
2.B　四面體中心為B原子,頂點(diǎn)均為H原子,一個(gè)四面體表示一個(gè)B,硼原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4+0=4,雜化方式為sp3,A正確;八面體中心為Fe2+,頂點(diǎn)為NH3配體,一個(gè)八面體表示一個(gè)[Fe(NH3)6]2+,黑球個(gè)數(shù)為8×=4,白球個(gè)數(shù)為8,該物質(zhì)的化學(xué)式為[Fe(NH3)6](BH4)2,B錯(cuò)誤;Fe的電子排布式為[Ar]3d64s2,Fe2+的價(jià)電子排布式為3d6,C正確;化合物中[Fe(NH3)6]2+與B之間形成離子鍵,NH3內(nèi)存在極性鍵,Fe2+和NH3形成配位鍵,D正確。
3.B　從CsCl晶格中除去一半Cs+,則陽(yáng)離子與陰離子的數(shù)目之比為1∶2;NaCl、ZnS中陽(yáng)離子與陰離子數(shù)目之比為1∶1,A、C不符合題意;CaF2中陽(yáng)離子與陰離子數(shù)目之比為1∶2,B符合題意;石墨是層狀結(jié)構(gòu),D不符合題意。
4.D　由晶胞結(jié)構(gòu)可知,含X的個(gè)數(shù)為8×=1,含Y的個(gè)數(shù)為8×+1=5,含Z的個(gè)數(shù)為8×=3,對(duì)照晶胞的化學(xué)式LaNi5H6,可得出Z表示的微粒為H2,A正確;每個(gè)X原子周圍最近且等距離的X原子數(shù)目為6,B正確;若A的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0.5,0.5),B的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0.75,0.25,0),則坐標(biāo)原點(diǎn)為底面左后角的X原子,所以C的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(1,0.5,1),C正確;若四條豎直棱的棱心位置均插入Z,則與原晶胞比,增加Z的個(gè)數(shù)為4×=1,而Z為H2,所以晶體的化學(xué)式為L(zhǎng)aNi5H8,D不正確。
5.A　根據(jù)均攤法,普魯士藍(lán)晶胞中含F(xiàn)e的個(gè)數(shù)為8×+1=8,CN-的個(gè)數(shù)為24×+6=24,Na+的個(gè)數(shù)為4,根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和等于0,可知Fe2+與Fe3+個(gè)數(shù)比為1∶1,A錯(cuò)誤;根據(jù)晶胞圖,格林綠晶體中Fe3+周圍等距且最近的Fe3+個(gè)數(shù)為6,B正確;Fe是26號(hào)元素,基態(tài)Fe原子的價(jià)電子排布式為3d64s2,失去4s電子轉(zhuǎn)化為Fe2+,C正確;根據(jù)均攤法,普魯士白晶胞中含F(xiàn)e的個(gè)數(shù)為8×+1=8,含CN-的個(gè)數(shù)為24×+6=24,含Na+的個(gè)數(shù)為8,若普魯士白的晶胞棱長(zhǎng)為apm,則其晶體的密度為g·cm-3=×1030g·cm-3,D正確。
6.C　晶胞中含有的Sb原子個(gè)數(shù)為8×=4,A正確;由晶胞中1號(hào)、3號(hào)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)可知2號(hào)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(),B正確;據(jù)題圖可知,K與Sb原子之間的最短距離為晶胞體對(duì)角線長(zhǎng)的,即apm,C錯(cuò)誤;該晶胞中Sb原子個(gè)數(shù)為4,K原子個(gè)數(shù)為12×+9=12,該晶體的密度為g·cm-3=g·cm-3,D正確。
7.C　—CH2—中C原子采取sp3雜化,—COO—中碳原子采取sp2雜化,A正確;Ca2+為中心離子,周圍有4個(gè)O和2個(gè)N與Ca2+形成配位鍵,故Ca2+的配位數(shù)為6,B正確;EDTA與Ca2+是以數(shù)目比1∶1配位,Ca2+的配體數(shù)為1,C錯(cuò)誤;基態(tài)N原子的2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能大于同周期相鄰元素,第一電離能大小順序?yàn)镹>O>C,D正確。
8.答案　(1)3∶2　(2)60°　(3)sp3　難　(4)范德華力　(5)H4P4O12　(6)[PCl6]-　B
解析　(1)基態(tài)磷原子最外層電子排布式為3s23p3,3s能級(jí)的2個(gè)電子已成對(duì),3p能級(jí)的3個(gè)電子分占3個(gè)不同的p軌道,故單電子數(shù)與成對(duì)電子數(shù)之比為3∶2。(2)P4分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形,每個(gè)面都是正三角形,鍵角為60°。(3)從紅磷的結(jié)構(gòu)可知,每個(gè)P原子形成3個(gè)σ鍵,每個(gè)P原子有1個(gè)孤電子對(duì),故磷原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4,其雜化方式為sp3;紅磷具有高聚合結(jié)構(gòu),有較高的穩(wěn)定性,難溶于水。(4)黑磷是磷的一種同素異形體,其具有類似于石墨的層狀結(jié)構(gòu),層狀結(jié)構(gòu)間通過(guò)范德華力相結(jié)合。(5)依據(jù)題意,磷酸分子可通過(guò)脫水縮合形成多磷酸,若4個(gè)磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸,則脫去4個(gè)水分子,根據(jù)原子守恒,則該多磷酸的分子式可寫成H4P4O12。(6)根據(jù)題意,固態(tài)時(shí)PCl5形成離子晶體,且晶胞中含有正四面體形的[PCl4]+,則陰離子是正八面體形的[PCl6]-;A晶胞中,帶不同電荷的離子的數(shù)目之比為1∶2;B晶胞中,陰、陽(yáng)離子數(shù)之比為1∶1;C晶胞中,帶不同電荷的離子的數(shù)目之比為1∶2。
9.答案　(1)Li+　(2)4　(3)×1030
解析　(1)晶胞中黑球個(gè)數(shù)為8×=4,白球個(gè)數(shù)為8,白球與黑球的個(gè)數(shù)比為2∶1,則晶胞中白球代表Li+。(2)根據(jù)晶胞圖可知距離Li+最近的S2-有4個(gè)。(3)密度ρ=×1030g/cm3。
10.答案　(1)sp2　氮　(2)17　1　(3)LiGaO2　C
解析　(1)由題圖可知1個(gè)B原子與三個(gè)N原子形成σ鍵,無(wú)孤電子對(duì),則其采用sp2雜化,B最外層3個(gè)電子均形成σ鍵,每個(gè)N原子與周圍3個(gè)B原子形成σ鍵,還有一個(gè)孤電子對(duì),因此形成π鍵的電子由N原子提供。(2)單鍵為σ鍵,1個(gè)雙鍵中含1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵,則由化合物Ⅰ的結(jié)構(gòu)可知1mol該物質(zhì)中含17molσ鍵;Ga3+帶3個(gè)正電荷,—COO-帶一個(gè)負(fù)電荷,則Ⅱ所帶負(fù)電荷數(shù)為1。(3)由晶胞結(jié)構(gòu)可知,O位于頂點(diǎn)和體心,個(gè)數(shù)為8×+1=2,Li位于面心,個(gè)數(shù)為2×=1,Ga位于棱心,個(gè)數(shù)為4×=1,則Ga、Li、O的個(gè)數(shù)比為1∶1∶2,化學(xué)式為L(zhǎng)iGaO2;晶胞沿著x軸的投影:O原子投影為四邊形頂點(diǎn)和面心,Ga原子投影為左右兩個(gè)棱的中點(diǎn),Li原子投影為上下棱的中點(diǎn),則C符合。
11.答案　(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2　(2)>　8處應(yīng)為灰色球(或8處應(yīng)為Mg2+)　(3)6　6　(4)LaNi5
解析　(1)Ni是28號(hào)元素,核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。(2)其他因素相同時(shí),離子半徑越大,離子晶體熔點(diǎn)越低。(3)由信息可知NiO與氯化鈉的晶胞結(jié)構(gòu)相似,所以Ni和O的配位數(shù)均為6。(4)La原子在8個(gè)頂點(diǎn)上,所以晶胞占有的La原子數(shù)為8×=1;Ni原子有4個(gè)位于前、后、左、右四個(gè)面的面心,有1個(gè)位于體心,有4個(gè)在上、下兩個(gè)面上,所以晶胞占有的Ni原子數(shù)為(4+4)×+1=5,La與Ni的原子數(shù)之比為1∶5,則化學(xué)式為L(zhǎng)aNi5。

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