2024人教版新教材高中化学选择性必修2同步练习--第三章 晶体结构与性质复习提升（含解析）
文档属性
| 名称 | 2024人教版新教材高中化学选择性必修2同步练习--第三章 晶体结构与性质复习提升（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 468.9KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-08 10:44:01 | ||
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文档简介
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2024人教版新教材高中化学选择性必修2
本章复习提升
易混易错练
易错点1 晶体类型判断错误导致比较晶体的熔点时出错
1.(2022宁夏石嘴山三中期中)下列各组物质的熔点按由低到高的顺序排列正确的是( )
A.NH3、CH4、NaCl、Na
B.H2O、H2S、MgSO4、SO2
C.Li、Na、K、Rb、Cs
D.Rb2O、BaO、CaO、MgO
2.(1)氯酸钾熔化,粒子间克服了 ;二氧化硅熔化,粒子间克服了 ;碘的升华,粒子间克服了 。三种晶体的熔点由高到低的顺序是 。
(2)下列六种晶体:①CO2,②NaCl,③Na,④Si,⑤CS2,⑥金刚石,它们的熔点从低到高的顺序为 (填序号)。
(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中,五种物质的熔点由低到高的顺序是 。
易错点2 对配位键理解不透彻导致判断错误
3.(2021福建宁德高中同心顺联盟校期中联考)关于配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的下列说法错误的是( )
A.配位体是Cl-和H2O,Cl-和H2O提供孤电子对
B.Ti元素位于元素周期表的d区
C.配离子是[TiCl(H2O)5]2+,配位数是6
D.含0.1 mol该配合物的溶液与足量AgNO3溶液反应,生成0.3 mol AgCl沉淀
4.(2021海南海口一中检测)[Co(NH3)5Cl](OH)2是一种钴的配合物,下列说法中正确的是( )
A.配体是OH-、Cl-和NH3,配位数是8
B.1 mol [Co(NH3)5Cl](OH)2中含σ键的数目是21NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
C.内界和外界中Cl-、OH-的数目之比是1∶2
D.加入足量AgNO3溶液,Cl-一定被完全沉淀
易错点3 晶胞中粒子个数计算错误
5.铜与金可形成两种有序的金属互化物,其立方晶胞的结构如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.图Ⅰ、Ⅱ中物质的化学式相同
B.图Ⅱ中物质的化学式为Au3Cu
C.图Ⅱ中与每个铜原子紧邻的铜原子有8个
D.设图Ⅰ中晶胞的边长为a cm,则图Ⅰ中合金的密度为 g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值)
思想方法练
建模思想在晶胞计算中的应用
方法概述
晶胞的相关计算的难点主要体现在晶胞密度的计算中,而晶胞密度的计算主要取决于晶胞体积的计算。通过建模思想建立起边长与晶胞粒子半径的关系,就可以顺利解决晶胞体积计算的问题。建模思想比较具体地体现了化学学科核心素养中的“证据推理与模型认知”。
1.GaAs晶体的熔点很高, 硬度很大, 密度为ρ g·cm-3,Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol-1和MAs g·mol-1, 原子半径分别为rGa pm和rAs pm,设阿伏加德罗常数的值为NA,其晶胞结构如下图所示,下列说法错误的是( )
A.该晶体为共价晶体
B.在该晶体中,Ga原子周围等距且紧邻的As原子的数目为4
C.原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%
D.所有原子最外层均满足8电子稳定结构
2.(2020内蒙古包头期中)如图所示,NaCl晶体是由钠离子(图中的“”)和氯离子(图中的“”)组成的,且均为等距离交错排列。已知NaCl晶体的密度是2.2 g/cm3,阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol-1,在NaCl晶体中两个距离最近的钠离子的核间距最接近于( )
A.3.0×10-6 cm B.3.5×10-7 cm
C.4.0×10-8 cm D.5.0×10-9 cm
3.硫化锌是一种半导体材料,其晶胞结构如图所示。
已知:硫化锌晶体的密度为d g·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,则Zn2+和S2-之间的最短核间距为 nm(用代数式表示)。
4.(2022山东青岛调研)卤素在现代生产生活中作用日益显著。回答下列问题:
(1)基态Cl原子核外电子的运动状态有 种。
(2)N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为 ;已知NF3的沸点低于NH3的,原因为 。
(3)SiCl4可发生水解反应,机理如下:
已知中间体SiCl4(H2O)的中心原子Si采取的杂化类型为sp3d,则该Si原子的价层电子对数为 ,下列关于该中间体VSEPR模型的推断合理的是 (填字母)。
a.四面体形 b.三角双锥形 c.八面体形
(4)β-KrF2晶胞属于四方晶系(边长a pm=b pm≠c pm,夹角均为90°),其结构如图所示(顶角上分子轴线与x轴差45°,中心分子与顶角分子取向垂直,x=271 pm)。该晶胞中有 个KrF2,A、B间距离为 pm(用含c的代数式表示,不必化简)。
5.(2021河北石家庄期中质量监测)锌、铁及其化合物在日常生活中应用广泛。
(1)硒化锌的晶胞结构如图所示,硒化锌的化学式为 ,若晶胞的边长为d pm,则硒化锌晶体的密度为 g·cm-3(不需要化简,1 m=109 nm=1012 pm,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(2)铁的晶胞结构如图所示,若该晶体的密度是a g·cm-3,则两个最近的Fe原子间的距离为 cm(不需要化简,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
6.材料是人类文明进步的阶梯,第ⅢA、ⅣA、ⅤA族元素是组成特殊材料的重要元素。请回答下列问题:
(1)基态Ge原子的价层电子排布图为 ;基态As原子核外电子占据的能量最高的能级的电子云轮廓图的形状为 。
(2)Si、P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为 。
(3)M与Ga位于同周期,M3+的一种配合物组成为[M(NH3)5(H2O)]Cl3。
①下列有关NH3、H2O的说法正确的是 (填字母)。
a.分子空间结构相同
b.中心原子杂化轨道类型相同
c.键角大小相同
②1 mol [M(NH3)5(H2O)]3+中含 mol σ键。
③配合物T与[M(NH3)5(H2O)]Cl3组成元素相同,中心离子的配位数相同。1 mol T溶于水,加入足量AgNO3溶液可生成2 mol AgCl。则T的化学式为 。
(4)磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料,其晶胞结构如图所示,该晶胞中B原子与相邻的P原子构成 (填“立方体” “正四面体”或“正八面体”)。
已知该晶体的密度为ρ g·cm-3,设NA是阿伏加德罗常数的值。BP晶胞中面心上6个P原子相连构成正八面体,该正八面体的边长为 pm(列式即可)。
答案全解全析
易混易错练
1.D NaCl是离子晶体,熔点高于Na,A错误;MgSO4是离子晶体,熔点高于分子晶体SO2,水分子之间有氢键,H2O的熔点比H2S和SO2的高,B错误;碱金属的熔点从上到下依次减小,C错误;离子晶体的熔点与离子键强弱有关,一般情况下,离子键越强,熔点越高,离子带的电荷数越多、半径越小,离子键越强,因此熔点由低到高为Rb2O、BaO、CaO、MgO,D正确。
易错分析
晶体的熔点一般是共价晶体>离子晶体>分子晶体;同类晶体比较熔点高低时,共价晶体一般根据原子半径大小判断;分子晶体看范德华力和氢键(判断分子晶体的熔点的高低时应注意具有分子间氢键的物质的熔点反常);离子晶体看离子键强弱;金属晶体看金属键强弱。
2.答案 (1)离子键 共价键 分子间作用力 二氧化硅>氯酸钾>碘 (2)①<⑤<③<②<④<⑥ (3)H2解析 (1)氯酸钾属于离子化合物,其在熔化过程中粒子间克服了离子键;二氧化硅属于共价晶体,其熔化时粒子间克服了共价键;碘属于分子晶体,其在升华时粒子间克服了分子间作用力。在通常情况下,共价晶体的熔点高于离子晶体、离子晶体的熔点高于分子晶体,故三种晶体的熔点由高到低的顺序是二氧化硅>氯酸钾>碘。(2)①CO2属于分子晶体,在常温下是气体;②NaCl属于离子晶体,在常温下是固体;③Na属于熔点较低的金属晶体,在常温下是固体;④Si属于共价晶体,在常温下是固体;⑤CS2属于分子晶体,在常温下是液体,且其相对分子质量大于CO2;⑥金刚石属于共价晶体,在常温下是固体,碳原子的半径小于硅原子,故金刚石的熔点高于晶体硅。在通常情况下,共价晶体的熔点高于离子晶体、离子晶体的熔点高于分子晶体。综上所述,它们的熔点从低到高的顺序为①<⑤<③<②<④<⑥。(3)H2属于分子晶体,相对分子质量为2,在常温下是气体;(NH4)2SO4属于离子晶体,在常温下是固体;SiC属于共价晶体,在常温下是固体;CO2属于分子晶体,相对分子质量为44,在常温下是气体;HF属于分子晶体,其分子间可以形成氢键,在常温下是气体。在分子晶体中,一般相对分子质量越大,其熔点越高,存在分子间氢键的,其熔点较高。在通常情况下,共价晶体的熔点高于离子晶体、离子晶体的熔点高于分子晶体。因此,五种物质的熔点由低到高的顺序是H23.D 配位体是Cl-和H2O,Cl-和H2O分子中的O原子提供孤电子对,故A正确;基态Ti原子的电子排布式为[Ar]3d24s2,Ti元素位于元素周期表的d区,故B正确;配离子是[TiCl(H2O)5]2+,Cl-和H2O分子共形成6个配位键,配位数是6,故C正确;1 mol [TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中只有2 mol氯离子在外界,含0.1 mol该配合物的溶液与足量AgNO3溶液反应,生成0.2 mol AgCl沉淀,故D错误。
易错分析对配位键理解不透彻导致的常见错误
(1)忽视配位键属于σ键,在计算配合物中σ键的数目时造成错误。
(2)忽视配位化合物中内界的离子不易电离,进行相关离子检验时造成错误。
4.C [Co(NH3)5Cl](OH)2中配体是Cl-和NH3,配位数是6,A错误;1 mol [Co(NH3)5Cl](OH)2中,外界中OH-含2NA个σ键,配离子中σ键的数目为(3×5+5+1)NA=21NA,则1 mol [Co(NH3)5Cl](OH)2中,σ键的数目是(21+2)NA=23NA,B错误;[Co(NH3)5Cl](OH)2的内界是[Co(NH3)5Cl]2+,外界是OH-,内界和外界中Cl-、OH-的数目之比是1∶2,C正确;加入足量的AgNO3溶液,内界中的Cl-不沉淀,D错误。
5.B 图Ⅰ晶胞中,铜原子个数为8×=2,金原子个数为4×=2,故化学式为CuAu,图Ⅱ中,铜原子个数为8×=1,金原子个数为6×=3,故化学式为Au3Cu,A错误,B正确;图Ⅱ中,铜原子位于立方体的顶点,故与每个铜原子紧邻的铜原子有6个,C错误;图Ⅰ晶胞中,铜原子、金原子各为2个,晶胞的体积为a3 cm3,晶体的密度为 g·cm-3= g·cm-3,D错误。
易错分析
晶胞中粒子个数计算的关键是正确分析晶胞中任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共用。
思想方法练
1.C GaAs 晶体的熔点很高,硬度很大,为空间网状结构,属于共价晶体,A项正确;由晶胞结构可知,Ga原子周围等距且紧邻的As原子的数目为4,B项正确;晶胞中原子总体积为4× )×10-30 cm3,晶胞质量= g,晶胞体积为 cm3,原子的体积占晶胞体积的百分率=×10-30×100%,C项错误;每个As、Ga原子都形成4个共价键,所有原子最外层均满足8电子稳定结构,D项正确。
方法点津
根据晶胞中含有的粒子数确定晶胞的质量,再根据密度求出晶胞的体积。
2.C 根据晶胞结构图可知,每个晶胞中含有的钠离子个数为8×=4,氯离子个数为1+12×=4,根据V= cm3≈1.77×10-22 cm3,所以晶胞的边长约为5.61×10-8 cm,晶胞的面对角线长为×5.61×10-8 cm≈7.93×10-8 cm,在NaCl晶体中两个距离最近的钠离子的核间距为晶胞面对角线长的一半,所以两个距离最近的钠离子的核间距约为4.0×10-8 cm,故选C。
方法点津
利用建模思想进行分析,先根据密度计算晶胞的体积,然后求出边长,结合晶胞的结构,推出NaCl晶体中两个距离最近的钠离子的核间距为晶胞面对角线长的一半,据此分析解答。
3.答案
解析 该晶胞中,S2-有×6=4个,Zn2+有4个,设晶胞的边长为a nm,则有=d,解得a=,Zn2+和S2-之间的最短核间距是体对角线长的,即a nm,则该间距为 nm。
4.答案 (1)17 (2)F>N>O NH3分子间存在氢键,因此沸点高于无分子间氢键的NF3 (3)5 b (4)2
解析 (1)已知Cl为17号元素,基态Cl原子核外电子的运动状态有17种。(2)同一周期从左往右,元素的第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族与第ⅢA族、第ⅤA族与第ⅥA族反常,故N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为F>N>O;由于NH3分子间能形成氢键,NF3不能,故NF3沸点低于NH3。(3)已知中间体SiCl4(H2O)的中心原子Si采取的杂化类型为sp3d,由图示可知该中间体中Si原子与周围的原子形成了5个共价单键,故价层电子对数为5,当价层电子对数为4时,VSEPR模型是四面体形,当价层电子对数为5时,VSEPR模型是三角双锥形,当价层电子对数为6时,VSEPR模型是八面体形。(4)由图示晶胞可知,该晶胞中有8×+1=2个KrF2。上底面面心、A的中心、B的中心构成直角三角形,如图所示:,则A、B间的距离为 pm。
5.答案 (1)ZnSe
解析 (1)观察硒化锌的晶胞结构可知,每个锌离子与四个硒离子成键,1个晶胞中硒离子数为8×=4,锌离子数为4,则硒化锌的化学式为ZnSe;一个晶胞中含有4个“ZnSe”,其质量为g,体积为(d×10-10 cm)3,密度为 g·cm-3。
(2)若该晶体的密度是a g·cm-3,设晶胞的边长为x cm,则两个最近的Fe原子间的距离为x cm,根据均摊法可知一个晶胞中含有的铁原子数为8×=4,则a=,解得x=,故两个最近的Fe原子间的距离为 cm。
6.答案 (1) 哑铃形
(2)Cl>P>S>Si
(3)①b ②23 ③[M(NH3)5Cl]Cl2·H2O
(4)正四面体 ×1010
解析 (1)锗是32号元素,基态Ge原子的价层电子排布式为4s24p2,有2个未成对电子,其价层电子排布图为 。砷原子价层电子排布式为4s24p3,电子占据的能级中,4p能级能量最高,电子云轮廓图的形状为哑铃形。(2)磷原子3p能级为半充满状态,故磷的第一电离能大于硫、但小于氯,则Si、P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为Cl>P>S>Si。(3)①NH3和H2O的键角、空间结构不同,中心原子的杂化轨道类型相同,为sp3;②NH3、H2O中的共价键都是σ键,每个分子形成一个配位键,配位键也是σ键,所以1 mol [M(NH3)5(H2O)]3+中含23 mol σ键;③该配合物中M3+的配位数为6,依题意,1 mol T中有2 mol Cl-在外界,能电离出2 mol Cl-,只有1 mol Cl-形成配离子,故T的化学式为[M(NH3)5Cl]Cl2·H2O。 (4)由题图知,B原子位于体对角线的处,B原子与相邻的4个P原子构成正四面体。面心上六个P原子构成正八面体,该正八面体的边长等于面对角线长的一半,设BP晶胞边长为a cm,1个晶胞含4个“BP”,所以ρ=,故正八面体的边长为×1010 pm。
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2024人教版新教材高中化学选择性必修2
本章复习提升
易混易错练
易错点1 晶体类型判断错误导致比较晶体的熔点时出错
1.(2022宁夏石嘴山三中期中)下列各组物质的熔点按由低到高的顺序排列正确的是( )
A.NH3、CH4、NaCl、Na
B.H2O、H2S、MgSO4、SO2
C.Li、Na、K、Rb、Cs
D.Rb2O、BaO、CaO、MgO
2.(1)氯酸钾熔化,粒子间克服了 ;二氧化硅熔化,粒子间克服了 ;碘的升华,粒子间克服了 。三种晶体的熔点由高到低的顺序是 。
(2)下列六种晶体:①CO2,②NaCl,③Na,④Si,⑤CS2,⑥金刚石,它们的熔点从低到高的顺序为 (填序号)。
(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中,五种物质的熔点由低到高的顺序是 。
易错点2 对配位键理解不透彻导致判断错误
3.(2021福建宁德高中同心顺联盟校期中联考)关于配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的下列说法错误的是( )
A.配位体是Cl-和H2O,Cl-和H2O提供孤电子对
B.Ti元素位于元素周期表的d区
C.配离子是[TiCl(H2O)5]2+,配位数是6
D.含0.1 mol该配合物的溶液与足量AgNO3溶液反应,生成0.3 mol AgCl沉淀
4.(2021海南海口一中检测)[Co(NH3)5Cl](OH)2是一种钴的配合物,下列说法中正确的是( )
A.配体是OH-、Cl-和NH3,配位数是8
B.1 mol [Co(NH3)5Cl](OH)2中含σ键的数目是21NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
C.内界和外界中Cl-、OH-的数目之比是1∶2
D.加入足量AgNO3溶液,Cl-一定被完全沉淀
易错点3 晶胞中粒子个数计算错误
5.铜与金可形成两种有序的金属互化物,其立方晶胞的结构如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.图Ⅰ、Ⅱ中物质的化学式相同
B.图Ⅱ中物质的化学式为Au3Cu
C.图Ⅱ中与每个铜原子紧邻的铜原子有8个
D.设图Ⅰ中晶胞的边长为a cm,则图Ⅰ中合金的密度为 g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值)
思想方法练
建模思想在晶胞计算中的应用
方法概述
晶胞的相关计算的难点主要体现在晶胞密度的计算中,而晶胞密度的计算主要取决于晶胞体积的计算。通过建模思想建立起边长与晶胞粒子半径的关系,就可以顺利解决晶胞体积计算的问题。建模思想比较具体地体现了化学学科核心素养中的“证据推理与模型认知”。
1.GaAs晶体的熔点很高, 硬度很大, 密度为ρ g·cm-3,Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol-1和MAs g·mol-1, 原子半径分别为rGa pm和rAs pm,设阿伏加德罗常数的值为NA,其晶胞结构如下图所示,下列说法错误的是( )
A.该晶体为共价晶体
B.在该晶体中,Ga原子周围等距且紧邻的As原子的数目为4
C.原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%
D.所有原子最外层均满足8电子稳定结构
2.(2020内蒙古包头期中)如图所示,NaCl晶体是由钠离子(图中的“”)和氯离子(图中的“”)组成的,且均为等距离交错排列。已知NaCl晶体的密度是2.2 g/cm3,阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol-1,在NaCl晶体中两个距离最近的钠离子的核间距最接近于( )
A.3.0×10-6 cm B.3.5×10-7 cm
C.4.0×10-8 cm D.5.0×10-9 cm
3.硫化锌是一种半导体材料,其晶胞结构如图所示。
已知:硫化锌晶体的密度为d g·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,则Zn2+和S2-之间的最短核间距为 nm(用代数式表示)。
4.(2022山东青岛调研)卤素在现代生产生活中作用日益显著。回答下列问题:
(1)基态Cl原子核外电子的运动状态有 种。
(2)N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为 ;已知NF3的沸点低于NH3的,原因为 。
(3)SiCl4可发生水解反应,机理如下:
已知中间体SiCl4(H2O)的中心原子Si采取的杂化类型为sp3d,则该Si原子的价层电子对数为 ,下列关于该中间体VSEPR模型的推断合理的是 (填字母)。
a.四面体形 b.三角双锥形 c.八面体形
(4)β-KrF2晶胞属于四方晶系(边长a pm=b pm≠c pm,夹角均为90°),其结构如图所示(顶角上分子轴线与x轴差45°,中心分子与顶角分子取向垂直,x=271 pm)。该晶胞中有 个KrF2,A、B间距离为 pm(用含c的代数式表示,不必化简)。
5.(2021河北石家庄期中质量监测)锌、铁及其化合物在日常生活中应用广泛。
(1)硒化锌的晶胞结构如图所示,硒化锌的化学式为 ,若晶胞的边长为d pm,则硒化锌晶体的密度为 g·cm-3(不需要化简,1 m=109 nm=1012 pm,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(2)铁的晶胞结构如图所示,若该晶体的密度是a g·cm-3,则两个最近的Fe原子间的距离为 cm(不需要化简,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
6.材料是人类文明进步的阶梯,第ⅢA、ⅣA、ⅤA族元素是组成特殊材料的重要元素。请回答下列问题:
(1)基态Ge原子的价层电子排布图为 ;基态As原子核外电子占据的能量最高的能级的电子云轮廓图的形状为 。
(2)Si、P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为 。
(3)M与Ga位于同周期,M3+的一种配合物组成为[M(NH3)5(H2O)]Cl3。
①下列有关NH3、H2O的说法正确的是 (填字母)。
a.分子空间结构相同
b.中心原子杂化轨道类型相同
c.键角大小相同
②1 mol [M(NH3)5(H2O)]3+中含 mol σ键。
③配合物T与[M(NH3)5(H2O)]Cl3组成元素相同,中心离子的配位数相同。1 mol T溶于水,加入足量AgNO3溶液可生成2 mol AgCl。则T的化学式为 。
(4)磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料,其晶胞结构如图所示,该晶胞中B原子与相邻的P原子构成 (填“立方体” “正四面体”或“正八面体”)。
已知该晶体的密度为ρ g·cm-3,设NA是阿伏加德罗常数的值。BP晶胞中面心上6个P原子相连构成正八面体,该正八面体的边长为 pm(列式即可)。
答案全解全析
易混易错练
1.D NaCl是离子晶体,熔点高于Na,A错误;MgSO4是离子晶体,熔点高于分子晶体SO2,水分子之间有氢键,H2O的熔点比H2S和SO2的高,B错误;碱金属的熔点从上到下依次减小,C错误;离子晶体的熔点与离子键强弱有关,一般情况下,离子键越强,熔点越高,离子带的电荷数越多、半径越小,离子键越强,因此熔点由低到高为Rb2O、BaO、CaO、MgO,D正确。
易错分析
晶体的熔点一般是共价晶体>离子晶体>分子晶体;同类晶体比较熔点高低时,共价晶体一般根据原子半径大小判断;分子晶体看范德华力和氢键(判断分子晶体的熔点的高低时应注意具有分子间氢键的物质的熔点反常);离子晶体看离子键强弱;金属晶体看金属键强弱。
2.答案 (1)离子键 共价键 分子间作用力 二氧化硅>氯酸钾>碘 (2)①<⑤<③<②<④<⑥ (3)H2
易错分析对配位键理解不透彻导致的常见错误
(1)忽视配位键属于σ键,在计算配合物中σ键的数目时造成错误。
(2)忽视配位化合物中内界的离子不易电离,进行相关离子检验时造成错误。
4.C [Co(NH3)5Cl](OH)2中配体是Cl-和NH3,配位数是6,A错误;1 mol [Co(NH3)5Cl](OH)2中,外界中OH-含2NA个σ键,配离子中σ键的数目为(3×5+5+1)NA=21NA,则1 mol [Co(NH3)5Cl](OH)2中,σ键的数目是(21+2)NA=23NA,B错误;[Co(NH3)5Cl](OH)2的内界是[Co(NH3)5Cl]2+,外界是OH-,内界和外界中Cl-、OH-的数目之比是1∶2,C正确;加入足量的AgNO3溶液,内界中的Cl-不沉淀,D错误。
5.B 图Ⅰ晶胞中,铜原子个数为8×=2,金原子个数为4×=2,故化学式为CuAu,图Ⅱ中,铜原子个数为8×=1,金原子个数为6×=3,故化学式为Au3Cu,A错误,B正确;图Ⅱ中,铜原子位于立方体的顶点,故与每个铜原子紧邻的铜原子有6个,C错误;图Ⅰ晶胞中,铜原子、金原子各为2个,晶胞的体积为a3 cm3,晶体的密度为 g·cm-3= g·cm-3,D错误。
易错分析
晶胞中粒子个数计算的关键是正确分析晶胞中任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共用。
思想方法练
1.C GaAs 晶体的熔点很高,硬度很大,为空间网状结构,属于共价晶体,A项正确;由晶胞结构可知,Ga原子周围等距且紧邻的As原子的数目为4,B项正确;晶胞中原子总体积为4× )×10-30 cm3,晶胞质量= g,晶胞体积为 cm3,原子的体积占晶胞体积的百分率=×10-30×100%,C项错误;每个As、Ga原子都形成4个共价键,所有原子最外层均满足8电子稳定结构,D项正确。
方法点津
根据晶胞中含有的粒子数确定晶胞的质量,再根据密度求出晶胞的体积。
2.C 根据晶胞结构图可知,每个晶胞中含有的钠离子个数为8×=4,氯离子个数为1+12×=4,根据V= cm3≈1.77×10-22 cm3,所以晶胞的边长约为5.61×10-8 cm,晶胞的面对角线长为×5.61×10-8 cm≈7.93×10-8 cm,在NaCl晶体中两个距离最近的钠离子的核间距为晶胞面对角线长的一半,所以两个距离最近的钠离子的核间距约为4.0×10-8 cm,故选C。
方法点津
利用建模思想进行分析,先根据密度计算晶胞的体积,然后求出边长,结合晶胞的结构,推出NaCl晶体中两个距离最近的钠离子的核间距为晶胞面对角线长的一半,据此分析解答。
3.答案
解析 该晶胞中,S2-有×6=4个,Zn2+有4个,设晶胞的边长为a nm,则有=d,解得a=,Zn2+和S2-之间的最短核间距是体对角线长的,即a nm,则该间距为 nm。
4.答案 (1)17 (2)F>N>O NH3分子间存在氢键,因此沸点高于无分子间氢键的NF3 (3)5 b (4)2
解析 (1)已知Cl为17号元素,基态Cl原子核外电子的运动状态有17种。(2)同一周期从左往右,元素的第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族与第ⅢA族、第ⅤA族与第ⅥA族反常,故N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为F>N>O;由于NH3分子间能形成氢键,NF3不能,故NF3沸点低于NH3。(3)已知中间体SiCl4(H2O)的中心原子Si采取的杂化类型为sp3d,由图示可知该中间体中Si原子与周围的原子形成了5个共价单键,故价层电子对数为5,当价层电子对数为4时,VSEPR模型是四面体形,当价层电子对数为5时,VSEPR模型是三角双锥形,当价层电子对数为6时,VSEPR模型是八面体形。(4)由图示晶胞可知,该晶胞中有8×+1=2个KrF2。上底面面心、A的中心、B的中心构成直角三角形,如图所示:,则A、B间的距离为 pm。
5.答案 (1)ZnSe
解析 (1)观察硒化锌的晶胞结构可知,每个锌离子与四个硒离子成键,1个晶胞中硒离子数为8×=4,锌离子数为4,则硒化锌的化学式为ZnSe;一个晶胞中含有4个“ZnSe”,其质量为g,体积为(d×10-10 cm)3,密度为 g·cm-3。
(2)若该晶体的密度是a g·cm-3,设晶胞的边长为x cm,则两个最近的Fe原子间的距离为x cm,根据均摊法可知一个晶胞中含有的铁原子数为8×=4,则a=,解得x=,故两个最近的Fe原子间的距离为 cm。
6.答案 (1) 哑铃形
(2)Cl>P>S>Si
(3)①b ②23 ③[M(NH3)5Cl]Cl2·H2O
(4)正四面体 ×1010
解析 (1)锗是32号元素,基态Ge原子的价层电子排布式为4s24p2,有2个未成对电子,其价层电子排布图为 。砷原子价层电子排布式为4s24p3,电子占据的能级中,4p能级能量最高,电子云轮廓图的形状为哑铃形。(2)磷原子3p能级为半充满状态,故磷的第一电离能大于硫、但小于氯,则Si、P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为Cl>P>S>Si。(3)①NH3和H2O的键角、空间结构不同,中心原子的杂化轨道类型相同,为sp3;②NH3、H2O中的共价键都是σ键,每个分子形成一个配位键,配位键也是σ键,所以1 mol [M(NH3)5(H2O)]3+中含23 mol σ键;③该配合物中M3+的配位数为6,依题意,1 mol T中有2 mol Cl-在外界,能电离出2 mol Cl-,只有1 mol Cl-形成配离子,故T的化学式为[M(NH3)5Cl]Cl2·H2O。 (4)由题图知,B原子位于体对角线的处,B原子与相邻的4个P原子构成正四面体。面心上六个P原子构成正八面体,该正八面体的边长等于面对角线长的一半,设BP晶胞边长为a cm,1个晶胞含4个“BP”,所以ρ=,故正八面体的边长为×1010 pm。
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