鲁科版（2019）化学选择性必修2 3.1 认识晶体 同步作业（含解析）
文档属性
| 名称 | 鲁科版（2019）化学选择性必修2 3.1 认识晶体 同步作业（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 271.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-09-07 17:35:32 | ||
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文档简介
第3章 不同聚集状态的物质与性质
第1节 认识晶体
基础过关练
题组一 晶体的特征
1.(2020四川乐山高二上期末)区别晶体与非晶体的最科学的方法是( )
A.观察各向异性 B.X射线衍射实验
C.测定固定熔点 D.观察自范性
题组二 晶胞中的粒子数目和晶体化学式的确定
2.已知某晶体由X、Y、Z三种元素组成,其晶胞如图所示,则X、Y、Z三种元素的原子个数之比正确的是( )
A.1∶3∶1 B.2∶6∶1 C.4∶8∶1 D.8∶1∶1
3.(2020天津一中高三上月考)如图是Mn和Bi形成的某种晶体的晶胞结构示意图,则该晶体的化学式可表示为( )
A.Mn4Bi B.Mn2Bi C.MnBi D.MnBi3
题组三 晶体的综合计算
4.(2019福建厦门一中高二上期中)如图所示为干冰晶体的晶胞,它是一种面心立方结构,即每8个CO2分子构成立方体,且在6个面的中心各有1个CO2分子占据,在每个CO2分子周围距离22a(其中a为立方体棱长)的CO2分子有( )
A.4个 B.8个 C.12个 D.6个
5.(2020江苏徐州一中高二下第一次月考)石墨晶体是层状结构,在每一层内,每个碳原子都跟其他3个碳原子相结合。据图分析,石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为( )
A.3∶2 B.2∶1 C.1∶3 D.2∶3
6.(2019安徽师范大学附中高三上月考)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液可用于检验醛基,也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。
(1)基态Cu+的核外电子排布式为 。?
(2)与OH-互为等电子体的一种分子为 (填化学式)。?
(3)醛基中碳原子的轨道杂化类型是 ;1 mol乙醛分子中含有的σ键的数目为(阿伏加德罗常数的值可用NA表示) 。?
(4)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为 。?
(5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如图所示,铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为 。?
7.(2020江苏徐州一中高二下第一次月考)钠和铜的单质及其化合物在社会生产和生活中有着广泛的应用。
(1)NaCl晶体的晶胞结构如图所示,每个NaCl的晶胞中含有的阴离子的个数为 ,阳离子周围最近且等距离的阴离子的个数为 。?
(2)碘化钠溶液和硫酸铜溶液能反应生成一种铜的碘化物A(白色沉淀),A的晶胞如图所示,则A的化学式是 ,A中铜元素的化合价为 。?
(3)向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀,继续滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液,再向其中加入极性较小的乙醇可以析出深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O沉淀,该物质中的NH3通过 键与中心离子Cu2+结合,NH3分子中N原子的杂化方式是 。与NH3分子互为等电子体的一种阳离子是 。?
能力提升练
题组一 晶体的特征
1.(2020四川雅安高二上期末,)不能够支持石墨是晶体这一事实的是( )
A.石墨和金刚石互为同素异形体
B.石墨中的碳原子呈周期性有序排列
C.石墨的熔点为3 850 ℃
D.在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线
题组二 晶胞中的粒子数目和晶体化学式的确定
2.(2019福建三明一中高二下期中,)普鲁士蓝的晶胞结构如图所示(每两个立方体中,一个K+在其中一个立方体中心,另一个则无K+),下列说法正确的是( )
A.化学式可以表示为KFe2(CN)6
B.每个立方体中平均含有24个π键
C.普鲁士蓝不属于配位化合物
D.每个Fe3+周围与之相邻的Fe2+有12个
3.(2019山东滨州高二下期末,)高温下,超氧化钾晶体呈立方体结构,晶体中氧的化合价部分为0价,部分为-2价。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞,则下列说法正确的是( )
A.晶体中与每个K+距离最近的K+有8个
B.晶体中0价氧元素原子与-2价氧元素原子的数目之比为1∶2
C.晶体中每个K+周围紧邻的有8个O2-,每个O2-周围紧邻的有8个K+
D.超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有4个K+和4个O2-
4.(2020天津实验中学二模,)磷青铜晶胞结构如图所示,它由Cu、Sn和P构成,锡原子位于立方体顶点,铜原子位于面心,P原子位于铜原子构成的正八面体的体心。则磷青铜的化学式为 。?
题组三 晶体的综合计算
5.(2020天津一中高三上月考,)某固体仅由一种元素组成,其密度为5 g·cm-3。用X射线研究该固体的结果表明,在棱长为1×10-7 cm的立方体中含有20个原子,则此元素的相对原子质量接近( )
A.32 B.65 C.120 D.150
6.(2019福建宁德高二下期中,)Na3OCl晶体属于立方晶系,其晶胞结构如图所示。已知:晶胞参数为a nm,密度为d g·cm-3。
(1)Na3OCl晶胞中,氯离子位于各顶点位置,钠离子位于 位置,两个钠离子之间的最短距离为 nm。?
(2)用a、d表示阿伏加德罗常数的值NA=? (列计算式)。
7.(2019河南郑州高三二模,)砷化镍可用于制作发光器件、半导体激光器、太阳能电池和高速集成电路。
(1)基态Ni原子的价电子排布式为 ,基态As原子电子占据最高能级的电子云图为 形。?
(2)第一电离能As (填“>”或“<”)Se,原因是 。?
As2O3(砒霜)是两性氧化物,As2O3溶于盐酸生成AsCl3,AsCl3用LiAlH4还原生成AsH3。
(3)①AlH4-的中心原子的杂化方式为 ,其空间构型为 ,写出一种与AlH4-互为等电子体的分子的化学式: 。?
②AsH3分子中H—As—H键角 109.5°(填“>”“=”或“<”)。AsH3沸点低于NH3,其原因是 ? 。?
(4)有机砷是治疗昏睡病不可缺少的药物,该有机砷中存在的化学键的种类为 (填字母编号)。?
a.离子键 b.σ键 c.π键 d.碳碳双键
(5)砷化镍激光在医学上用于治疗皮肤及黏膜创面的感染、溃疡等,砷化镍晶胞如图所示,该晶体密度ρ为 g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值,列式即可,不必化简)。?
答案全解全析
基础过关练
1.B
2.A
3.C
4.C
5.D
1.B 晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在空间是否有序排列,利用X射线衍射实验可以测定其微观结构,故选B。
2.A 根据“切割法”,每个晶胞中含有Z原子的数目为1,含有X原子的数目为8×18=1,含有Y原子的数目为12×14=3,所以X、Y、Z的原子个数之比是1∶3∶1,故选A。
3.C Mn处于晶胞的顶点、上下面心、体心、棱心,每个晶胞中Mn原子数目=1+2×12+12×16+6×13=6,Bi原子处于每个晶胞的内部,每个晶胞中有6个Bi原子,二者数目之比为1∶1,所以化学式可写为MnBi,故选C。
4.C 由晶胞可知,以立方体顶点的二氧化碳分子为例,与之距离为22a,即面对角线长的一半,这样的二氧化碳分子分布在与之相连的面的面心上,而与一个顶点相连的面有12个,所以这样的二氧化碳分子也有12个。
5.D 每个六边形中有6个C原子,每个碳原子被3个六边形共用,则一个六边形占有的碳原子数是6×13=2,占有的碳碳单键数是6×12=3,所以碳原子数与碳碳单键数之比为2∶3,故选D。
6.答案 (1)[Ar]3d10(或1s22s22p63s23p63d10) (2)HF(合理即可) (3)sp2 6NA(或6×6.02×1023) (4)2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O (5)12
解析 (1)Cu的原子序数为29,Cu+核外有28个电子,按照核外电子排布规律,应为[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10。
(2)1个OH-含有10个价电子,根据等电子体的含义,可知含有10个价电子的双原子分子为HF、HCl等。
(3)—CHO中含碳氧双键,为平面结构,故中心原子碳原子采取sp2杂化。1 mol CH3CHO中含有5 mol单键、1 mol双键,故含σ键的物质的量为5 mol+1 mol=6 mol。
(4)Cu(OH)2被CH3CHO还原的化学方程式为2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O。
(5)铜晶胞为面心立方晶胞,故每个铜原子周围距离最近的铜原子为4×3=12个。
7.答案 (1)4 6 (2)CuI +1 (3)配位 sp3 H3O+
解析 (1)若黑色球表示氯离子,白色球表示钠离子,钠离子数目=1+12×14=4,氯离子数目=8×18+6×12=4,所以每个NaCl晶胞中含有的Na+和Cl-的数目均为4,一个钠离子周围有6个最近且等距离的氯离子。
(2)A的1个晶胞中黑球为4个,白球为4个,所以A的化学式是CuI,I元素的化合价为-1,则A中铜元素的化合价为+1。
(3)NH3中N原子提供孤对电子,Cu2+提供空轨道,二者形成配位键;NH3分子中N原子的杂化方式为sp3,与NH3分子互为等电子体的一种阳离子具有相同的价电子数8和原子数4,该阳离子可以为H3O+。
能力提升练
1.A
2.A
3.D
5.D
1.A 微粒在三维空间内有序排列,物质具有固定熔点,物理性质上体现各向异性,X射线衍射图谱上有明锐的谱线等特征,都是晶体区别于非晶体的体现,而是否与金刚石互为同素异形体与其是否是晶体无直接联系,石墨、金刚石、无定形碳互为同素异形体,无定形碳为非晶体,故选A。
2.A 普鲁士蓝的一个晶胞中钾离子个数为0.5,该立方体中Fe2+和Fe3+的个数之和为18×8=1,CN-位于每条棱上,该立方体中含有CN-的个数为14×12=3,所以普鲁士蓝的化学式可以表示为KFe2(CN)6,故A正确;每个CN-中含有2个π键,每个立方体中含有CN-的个数为3,所以每个立方体中含有6个π键,故B错误;普鲁士蓝中Fe3+含有空轨道,CN-中N原子提供孤电子对,形成配位键,属于配合物,故C错误;根据晶体结构,普鲁士蓝中每个Fe3+周围与之相邻的Fe2+的个数为6,故D错误。
3.D 晶体中与每个K+距离最近的K+个数为12,故A错误;该晶胞中钾离子数为8×18+6×12=4,超氧根离子数为1+12×14=4,所以每个晶胞中K+与O2-的个数分别为4、4,1个晶胞中有8个氧原子,根据电荷守恒可知,-2价O元素的原子数为2,所以0价氧元素的原子数为6,晶体中0价氧元素的原子与-2价氧元素的原子数目之比为3∶1,故B错误;根据晶胞图可知,晶体中每个K+周围紧邻的有6个O2-,每个O2-周围紧邻的有6个K+,故C错误;超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有4个K+和4个O2-,故D正确。
4.答案 Cu3SnP
解析 锡原子位于立方体顶点,铜原子位于面心,P原子位于铜原子构成的正八面体的体心,每个晶胞中含有1个P原子,8×18=1个Sn原子,6×12=3个Cu原子,所以磷青铜的化学式为Cu3SnP。
5.D 设该元素的相对原子质量为M,则20个原子的质量为20M6.02×1023 g,已知棱长为1×10-7 cm,所以每个晶胞的体积为10-21 cm3,则ρ=20M6.02×102310-21 g·cm-3=5 g·cm-3,解得:M≈150,故选D。
6.答案 (1)面心 22a (2)1.205×1023a3d
解析 (1)Na3OCl晶胞结构中空心白球数目为6×12=3,顶点阴影球(氯离子)数目为8×18=1,实心黑球数目为1×1=1,根据化学式Na3OCl,可判断钠离子应为空心白球,处在晶胞的面心,两个钠离子之间的最短距离为晶胞中边长的22倍,即22a nm。
(2)已知晶胞参数为a nm,密度为d g·cm-3,则d g·cm-3=120.5 gNA(a×10-7)3cm3,解得:NA=1.205×1023a3d。
7.答案 (1)3d84s2 哑铃 (2)> As元素原子的4p轨道上的电子呈半充满状态,比较稳定 (3)①sp3 正四面体 SiH4(合理即可) ②< NH3分子间能形成氢键,AsH3分子间只有范德华力 (4)abc (5)134NA×232ab2×10-30
解析 (1)基态Ni原子的价电子为3d能级上的8个电子、4s能级上的2个电子,其价电子排布式为3d84s2,基态As原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3,该基态原子中占据最高能级的电子为4p电子,电子云图为哑铃形。
(2)原子轨道中电子处于全充满、全空或半充满时较稳定,As元素原子的4p轨道上的电子呈半充满状态,比较稳定。
(3)①AlH4-的中心原子Al的价电子对数=4+3+1-4×12=4,不含孤电子对,根据价电子对互斥理论判断Al原子的杂化方式为sp3,AlH4-的空间构型为正四面体形,与AlH4-互为等电子体的微粒中含有5个原子、价电子数是8,分子可为SiH4、CH4等。②AsH3分子中As原子价电子对数=3+5-3×12=4,含有1对孤电子对,所以该分子为三角锥形结构,孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,该分子中含有孤电子对,导致其键角减小,小于109.5°;分子间能形成氢键的氢化物熔、沸点较高,NH3分子间能形成氢键,AsH3分子间只有范德华力,所以NH3的熔、沸点较高。
(4)该分子中共价单键均为σ键,苯环中存在大π键,AsO键中存在π键,钠离子和阴离子之间存在离子键,所以含有离子键、σ键、π键,故选abc。
(5)该晶胞中Ni原子个数=4×112+4×16+2×13+2×16=2、As原子个数为2,Ni和As原子个数之比为2∶2=1∶1,晶胞体积=(b×10-10 cm)2×sin 60°×a×10-10 cm=32ab2×10-30 cm3,晶胞密度=134NA×232ab2×10-30 g·cm-3。
第1节 认识晶体
基础过关练
题组一 晶体的特征
1.(2020四川乐山高二上期末)区别晶体与非晶体的最科学的方法是( )
A.观察各向异性 B.X射线衍射实验
C.测定固定熔点 D.观察自范性
题组二 晶胞中的粒子数目和晶体化学式的确定
2.已知某晶体由X、Y、Z三种元素组成,其晶胞如图所示,则X、Y、Z三种元素的原子个数之比正确的是( )
A.1∶3∶1 B.2∶6∶1 C.4∶8∶1 D.8∶1∶1
3.(2020天津一中高三上月考)如图是Mn和Bi形成的某种晶体的晶胞结构示意图,则该晶体的化学式可表示为( )
A.Mn4Bi B.Mn2Bi C.MnBi D.MnBi3
题组三 晶体的综合计算
4.(2019福建厦门一中高二上期中)如图所示为干冰晶体的晶胞,它是一种面心立方结构,即每8个CO2分子构成立方体,且在6个面的中心各有1个CO2分子占据,在每个CO2分子周围距离22a(其中a为立方体棱长)的CO2分子有( )
A.4个 B.8个 C.12个 D.6个
5.(2020江苏徐州一中高二下第一次月考)石墨晶体是层状结构,在每一层内,每个碳原子都跟其他3个碳原子相结合。据图分析,石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为( )
A.3∶2 B.2∶1 C.1∶3 D.2∶3
6.(2019安徽师范大学附中高三上月考)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液可用于检验醛基,也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。
(1)基态Cu+的核外电子排布式为 。?
(2)与OH-互为等电子体的一种分子为 (填化学式)。?
(3)醛基中碳原子的轨道杂化类型是 ;1 mol乙醛分子中含有的σ键的数目为(阿伏加德罗常数的值可用NA表示) 。?
(4)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为 。?
(5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如图所示,铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为 。?
7.(2020江苏徐州一中高二下第一次月考)钠和铜的单质及其化合物在社会生产和生活中有着广泛的应用。
(1)NaCl晶体的晶胞结构如图所示,每个NaCl的晶胞中含有的阴离子的个数为 ,阳离子周围最近且等距离的阴离子的个数为 。?
(2)碘化钠溶液和硫酸铜溶液能反应生成一种铜的碘化物A(白色沉淀),A的晶胞如图所示,则A的化学式是 ,A中铜元素的化合价为 。?
(3)向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀,继续滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液,再向其中加入极性较小的乙醇可以析出深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O沉淀,该物质中的NH3通过 键与中心离子Cu2+结合,NH3分子中N原子的杂化方式是 。与NH3分子互为等电子体的一种阳离子是 。?
能力提升练
题组一 晶体的特征
1.(2020四川雅安高二上期末,)不能够支持石墨是晶体这一事实的是( )
A.石墨和金刚石互为同素异形体
B.石墨中的碳原子呈周期性有序排列
C.石墨的熔点为3 850 ℃
D.在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线
题组二 晶胞中的粒子数目和晶体化学式的确定
2.(2019福建三明一中高二下期中,)普鲁士蓝的晶胞结构如图所示(每两个立方体中,一个K+在其中一个立方体中心,另一个则无K+),下列说法正确的是( )
A.化学式可以表示为KFe2(CN)6
B.每个立方体中平均含有24个π键
C.普鲁士蓝不属于配位化合物
D.每个Fe3+周围与之相邻的Fe2+有12个
3.(2019山东滨州高二下期末,)高温下,超氧化钾晶体呈立方体结构,晶体中氧的化合价部分为0价,部分为-2价。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞,则下列说法正确的是( )
A.晶体中与每个K+距离最近的K+有8个
B.晶体中0价氧元素原子与-2价氧元素原子的数目之比为1∶2
C.晶体中每个K+周围紧邻的有8个O2-,每个O2-周围紧邻的有8个K+
D.超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有4个K+和4个O2-
4.(2020天津实验中学二模,)磷青铜晶胞结构如图所示,它由Cu、Sn和P构成,锡原子位于立方体顶点,铜原子位于面心,P原子位于铜原子构成的正八面体的体心。则磷青铜的化学式为 。?
题组三 晶体的综合计算
5.(2020天津一中高三上月考,)某固体仅由一种元素组成,其密度为5 g·cm-3。用X射线研究该固体的结果表明,在棱长为1×10-7 cm的立方体中含有20个原子,则此元素的相对原子质量接近( )
A.32 B.65 C.120 D.150
6.(2019福建宁德高二下期中,)Na3OCl晶体属于立方晶系,其晶胞结构如图所示。已知:晶胞参数为a nm,密度为d g·cm-3。
(1)Na3OCl晶胞中,氯离子位于各顶点位置,钠离子位于 位置,两个钠离子之间的最短距离为 nm。?
(2)用a、d表示阿伏加德罗常数的值NA=? (列计算式)。
7.(2019河南郑州高三二模,)砷化镍可用于制作发光器件、半导体激光器、太阳能电池和高速集成电路。
(1)基态Ni原子的价电子排布式为 ,基态As原子电子占据最高能级的电子云图为 形。?
(2)第一电离能As (填“>”或“<”)Se,原因是 。?
As2O3(砒霜)是两性氧化物,As2O3溶于盐酸生成AsCl3,AsCl3用LiAlH4还原生成AsH3。
(3)①AlH4-的中心原子的杂化方式为 ,其空间构型为 ,写出一种与AlH4-互为等电子体的分子的化学式: 。?
②AsH3分子中H—As—H键角 109.5°(填“>”“=”或“<”)。AsH3沸点低于NH3,其原因是 ? 。?
(4)有机砷是治疗昏睡病不可缺少的药物,该有机砷中存在的化学键的种类为 (填字母编号)。?
a.离子键 b.σ键 c.π键 d.碳碳双键
(5)砷化镍激光在医学上用于治疗皮肤及黏膜创面的感染、溃疡等,砷化镍晶胞如图所示,该晶体密度ρ为 g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值,列式即可,不必化简)。?
答案全解全析
基础过关练
1.B
2.A
3.C
4.C
5.D
1.B 晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在空间是否有序排列,利用X射线衍射实验可以测定其微观结构,故选B。
2.A 根据“切割法”,每个晶胞中含有Z原子的数目为1,含有X原子的数目为8×18=1,含有Y原子的数目为12×14=3,所以X、Y、Z的原子个数之比是1∶3∶1,故选A。
3.C Mn处于晶胞的顶点、上下面心、体心、棱心,每个晶胞中Mn原子数目=1+2×12+12×16+6×13=6,Bi原子处于每个晶胞的内部,每个晶胞中有6个Bi原子,二者数目之比为1∶1,所以化学式可写为MnBi,故选C。
4.C 由晶胞可知,以立方体顶点的二氧化碳分子为例,与之距离为22a,即面对角线长的一半,这样的二氧化碳分子分布在与之相连的面的面心上,而与一个顶点相连的面有12个,所以这样的二氧化碳分子也有12个。
5.D 每个六边形中有6个C原子,每个碳原子被3个六边形共用,则一个六边形占有的碳原子数是6×13=2,占有的碳碳单键数是6×12=3,所以碳原子数与碳碳单键数之比为2∶3,故选D。
6.答案 (1)[Ar]3d10(或1s22s22p63s23p63d10) (2)HF(合理即可) (3)sp2 6NA(或6×6.02×1023) (4)2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O (5)12
解析 (1)Cu的原子序数为29,Cu+核外有28个电子,按照核外电子排布规律,应为[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10。
(2)1个OH-含有10个价电子,根据等电子体的含义,可知含有10个价电子的双原子分子为HF、HCl等。
(3)—CHO中含碳氧双键,为平面结构,故中心原子碳原子采取sp2杂化。1 mol CH3CHO中含有5 mol单键、1 mol双键,故含σ键的物质的量为5 mol+1 mol=6 mol。
(4)Cu(OH)2被CH3CHO还原的化学方程式为2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O。
(5)铜晶胞为面心立方晶胞,故每个铜原子周围距离最近的铜原子为4×3=12个。
7.答案 (1)4 6 (2)CuI +1 (3)配位 sp3 H3O+
解析 (1)若黑色球表示氯离子,白色球表示钠离子,钠离子数目=1+12×14=4,氯离子数目=8×18+6×12=4,所以每个NaCl晶胞中含有的Na+和Cl-的数目均为4,一个钠离子周围有6个最近且等距离的氯离子。
(2)A的1个晶胞中黑球为4个,白球为4个,所以A的化学式是CuI,I元素的化合价为-1,则A中铜元素的化合价为+1。
(3)NH3中N原子提供孤对电子,Cu2+提供空轨道,二者形成配位键;NH3分子中N原子的杂化方式为sp3,与NH3分子互为等电子体的一种阳离子具有相同的价电子数8和原子数4,该阳离子可以为H3O+。
能力提升练
1.A
2.A
3.D
5.D
1.A 微粒在三维空间内有序排列,物质具有固定熔点,物理性质上体现各向异性,X射线衍射图谱上有明锐的谱线等特征,都是晶体区别于非晶体的体现,而是否与金刚石互为同素异形体与其是否是晶体无直接联系,石墨、金刚石、无定形碳互为同素异形体,无定形碳为非晶体,故选A。
2.A 普鲁士蓝的一个晶胞中钾离子个数为0.5,该立方体中Fe2+和Fe3+的个数之和为18×8=1,CN-位于每条棱上,该立方体中含有CN-的个数为14×12=3,所以普鲁士蓝的化学式可以表示为KFe2(CN)6,故A正确;每个CN-中含有2个π键,每个立方体中含有CN-的个数为3,所以每个立方体中含有6个π键,故B错误;普鲁士蓝中Fe3+含有空轨道,CN-中N原子提供孤电子对,形成配位键,属于配合物,故C错误;根据晶体结构,普鲁士蓝中每个Fe3+周围与之相邻的Fe2+的个数为6,故D错误。
3.D 晶体中与每个K+距离最近的K+个数为12,故A错误;该晶胞中钾离子数为8×18+6×12=4,超氧根离子数为1+12×14=4,所以每个晶胞中K+与O2-的个数分别为4、4,1个晶胞中有8个氧原子,根据电荷守恒可知,-2价O元素的原子数为2,所以0价氧元素的原子数为6,晶体中0价氧元素的原子与-2价氧元素的原子数目之比为3∶1,故B错误;根据晶胞图可知,晶体中每个K+周围紧邻的有6个O2-,每个O2-周围紧邻的有6个K+,故C错误;超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有4个K+和4个O2-,故D正确。
4.答案 Cu3SnP
解析 锡原子位于立方体顶点,铜原子位于面心,P原子位于铜原子构成的正八面体的体心,每个晶胞中含有1个P原子,8×18=1个Sn原子,6×12=3个Cu原子,所以磷青铜的化学式为Cu3SnP。
5.D 设该元素的相对原子质量为M,则20个原子的质量为20M6.02×1023 g,已知棱长为1×10-7 cm,所以每个晶胞的体积为10-21 cm3,则ρ=20M6.02×102310-21 g·cm-3=5 g·cm-3,解得:M≈150,故选D。
6.答案 (1)面心 22a (2)1.205×1023a3d
解析 (1)Na3OCl晶胞结构中空心白球数目为6×12=3,顶点阴影球(氯离子)数目为8×18=1,实心黑球数目为1×1=1,根据化学式Na3OCl,可判断钠离子应为空心白球,处在晶胞的面心,两个钠离子之间的最短距离为晶胞中边长的22倍,即22a nm。
(2)已知晶胞参数为a nm,密度为d g·cm-3,则d g·cm-3=120.5 gNA(a×10-7)3cm3,解得:NA=1.205×1023a3d。
7.答案 (1)3d84s2 哑铃 (2)> As元素原子的4p轨道上的电子呈半充满状态,比较稳定 (3)①sp3 正四面体 SiH4(合理即可) ②< NH3分子间能形成氢键,AsH3分子间只有范德华力 (4)abc (5)134NA×232ab2×10-30
解析 (1)基态Ni原子的价电子为3d能级上的8个电子、4s能级上的2个电子,其价电子排布式为3d84s2,基态As原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3,该基态原子中占据最高能级的电子为4p电子,电子云图为哑铃形。
(2)原子轨道中电子处于全充满、全空或半充满时较稳定,As元素原子的4p轨道上的电子呈半充满状态,比较稳定。
(3)①AlH4-的中心原子Al的价电子对数=4+3+1-4×12=4,不含孤电子对,根据价电子对互斥理论判断Al原子的杂化方式为sp3,AlH4-的空间构型为正四面体形,与AlH4-互为等电子体的微粒中含有5个原子、价电子数是8,分子可为SiH4、CH4等。②AsH3分子中As原子价电子对数=3+5-3×12=4,含有1对孤电子对,所以该分子为三角锥形结构,孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,该分子中含有孤电子对,导致其键角减小,小于109.5°;分子间能形成氢键的氢化物熔、沸点较高,NH3分子间能形成氢键,AsH3分子间只有范德华力,所以NH3的熔、沸点较高。
(4)该分子中共价单键均为σ键,苯环中存在大π键,AsO键中存在π键,钠离子和阴离子之间存在离子键,所以含有离子键、σ键、π键,故选abc。
(5)该晶胞中Ni原子个数=4×112+4×16+2×13+2×16=2、As原子个数为2,Ni和As原子个数之比为2∶2=1∶1,晶胞体积=(b×10-10 cm)2×sin 60°×a×10-10 cm=32ab2×10-30 cm3,晶胞密度=134NA×232ab2×10-30 g·cm-3。