高考化學(xué)（第01期）大題狂練系列 專題20 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（含解析）1

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專題20 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) （滿分60分 時(shí)間30分鐘） 姓名： 班級(jí)： 得分： 1．銅、鐵都是日常生活中常見的金屬，它們的單質(zhì)及其化合物在科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛用途。 請(qǐng)回答以下問題： （1）超細(xì)銅粉可用作導(dǎo)電材料、催化劑等，其制備方法如下： ①Cu2+的價(jià)電子排布圖 ；NH4CuSO3中N、O、S三種元素的第一電離能由大到小順序?yàn)開_______（填元素符號(hào)）。 ②SO42－的空間構(gòu)型為 ，SO32－離子中心原子的雜化方式為 。 （2）請(qǐng)寫出向Cu(NH3)4SO4水溶液中通入SO2時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。 （3）某學(xué)生向CuSO4溶液中加入少量氨水生成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)加入過量氨水沉淀溶解，得到深藍(lán)色透明溶液，最后向該溶液中加入一定量乙醇，析出Cu(NH3)4]SO4H2O晶體。 ①下列說法正確的是 a．氨氣極易溶于水，是因?yàn)镹H3分子和H2O分子之間形成3種不同的氫鍵 b．NH3分子和H2O分子，分子空間構(gòu)型不同，氨氣分子的鍵角小于水分子的鍵角 c．Cu(NH3)4SO4所含有的化學(xué)鍵有離子鍵、極性共價(jià)鍵和配位鍵 d．Cu(NH3)4SO4組成元素中電負(fù)性最大的是氮元素 ②請(qǐng)解釋加入乙醇后析出晶體的原因 。 （4）Cu晶體的堆積方式如圖所示，設(shè)Cu原子半徑為r，晶體中Cu原子的配位數(shù)為 ，晶體的空間利用率為 （列式）。 【答案】（1）①；N>O>S；②正四面體，sp2； （2）2Cu(NH3)42++3SO2+4H2O=2NH4CuSO3↓+6NH4+ +SO42-； （3）①c； ②一水合硫酸四氨合銅在乙醇中溶解度較小。（4）12 ；74.76% 。 考點(diǎn)：考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、原子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)的知識(shí)。 2. Ⅰ.金屬銅的導(dǎo)電性僅次于銀，居金屬中的第二位，大量用于電氣工業(yè)。 （1）請(qǐng)解釋金屬銅能導(dǎo)電的原因__________________， Cu2+的核外電子排布式為__________________。 （2）在硫酸銅溶液中通入過量的氨氣，小心蒸發(fā)，最終得到深藍(lán)色的Cu（NH3）4]SO4晶體,晶體中含有的化學(xué)鍵除普通共價(jià)鍵外，還有_______________和_______________。 Ⅱ.砷化鎵為第三代半導(dǎo)體，以其為材料制造的燈泡壽命長，耗能少。已知砷化鎵的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。請(qǐng)回答下列問題： （1）下列說法正確的是__________（填序號(hào)） A．砷化鎵晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl相同 B．第一電離能 As>Ga C．電負(fù)性 As>Ga D．原子半徑 As>Ga （2）砷化鎵可由（CH3）3Ga和AsH3在700℃下反應(yīng)制得，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 （3）AsH3空間構(gòu)型為 ；已知(CH3)3Ga為非極性分子，則其中鎵原子的雜化方式是_______。 （4）砷化鎵晶體中最近的砷和鎵原子核間距為a cm，砷化鎵的摩爾質(zhì)量為b gmol－1，阿伏伽德羅常數(shù)值為NA，則砷化鎵晶體密度的表達(dá)式為 gcm－3。 【答案】Ⅰ （1） 銅是金屬晶體，由金屬陽離子和自由電子構(gòu)成，自由電子在外加電場(chǎng)的作用下可發(fā)生定向移動(dòng) Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 （2） 離子鍵（1分） 配位鍵 II （1） B C（各1分）（2） (CH3)3Ga＋AsH3GaAs＋3CH4 （3） 三角錐形（1分） sp2 （4） 是x，則x=，化鎵的摩爾質(zhì)量為b gmol－1，阿伏伽德羅常數(shù)值為NA，則砷化鎵晶體密度的表達(dá)式為gcm－3。 考點(diǎn)：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)。 3．早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面體準(zhǔn)晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成?；卮鹣铝袉栴}： （1）準(zhǔn)晶是一種無平移周期序，但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體，可通過________方法區(qū)別晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。 （2）基態(tài)Fe原子有_________個(gè)未成對(duì)電子，F(xiàn)e3+的電子排布式為 _?？捎昧蚯杌洐z驗(yàn)Fe3+，現(xiàn)象是 。 （3）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷：SO42—的立體構(gòu)型為_ ，H3O+ 的立體構(gòu)型為 。 （4）新制的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸，而自身還原成Cu2O。乙醛中碳原子的雜化軌道為___________，1mol乙醛分子中含有的鍵的數(shù)目為___________。Cu2O為半導(dǎo)體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子，其余氧原子位于面心和頂點(diǎn)，則該晶胞中有 個(gè)銅原子。 （5）Al單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞如圖。晶胞中鋁原子的配位數(shù)為 。 【答案】（1）X射線衍射法；（2）4；1s22s22p63s23p63d5；形成血紅色溶液；（3）正四面體； 三角錐形； （4）sp3、sp2； 6NA； 16； （5）12 【考點(diǎn)定位】考查晶胞的計(jì)算；物質(zhì)結(jié)構(gòu)中的化學(xué)鍵數(shù)目計(jì)算；原子核外電子排布；原子軌道雜化方式及雜化類型判斷 【名師點(diǎn)晴】本題考查了晶體的性質(zhì)、原子核外電子排布規(guī)律、共價(jià)鍵類型、氫鍵、雜化類型、晶胞配位數(shù)及密度的計(jì)算，綜合性非常強(qiáng)，為歷年高考選作?？碱}型，其中晶胞配位數(shù)以及密度的計(jì)算是本題的難點(diǎn)。根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷雜化類型：中心原子電子對(duì)計(jì)算公式：價(jià)電子對(duì)數(shù)n=(中心原子的價(jià)電子數(shù)+配位原子的價(jià)電子數(shù)m電荷數(shù))。注意：①當(dāng)上述公式中電荷數(shù)為正值時(shí)取“-”，電荷數(shù)為負(fù)值時(shí)取“+”；②當(dāng)配位原子為氧原子或硫原子時(shí)，成鍵電子數(shù)為零；根據(jù)n值判斷雜化類型：一般有如下規(guī)律：當(dāng)n=2，sp雜化；n=3，sp2雜化；n=4，sp3雜化； 4．氫能的存儲(chǔ)是氫能應(yīng)用的主要瓶頸，目前所采用或正在研究的主要儲(chǔ)氫材料有：配位氫化物、富氫載體化合物、碳質(zhì)材料、金屬氫化物等。 （1）Ti(BH4)2是一種過渡元素硼氫化物儲(chǔ)氫材料。 ①Ti2+基態(tài)的外圍電子排布式可表示為____________。 ②BH4-的空間構(gòu)型是________(用文字描述)。 （2）液氨是富氫物質(zhì)，是氫能的理想載體，利用N2+3H22NH3實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫和輸氫。下列說法正確的是____________(多項(xiàng)選擇)。 A． NH3分子中N原子采用sp3雜化 B． 相同壓強(qiáng)時(shí)，NH3沸點(diǎn)比PH3高 C．Cu(NH3)4]2+離子中，N原子是配位原子 D．CN－的電子式為:C┇┇N:]－ （3）2008年，Yoon等人發(fā)現(xiàn)Ca與C60(分子結(jié)構(gòu)如圖1)生成的Ca32C60能大量吸附H2分子。 ①C60晶體易溶于苯、CS2，C60是________分子(填“極性”或“非極性”)。 ②1 mol C60分子中，含有σ鍵數(shù)目為____________。 （4）一種由Mg和H元素組成的物質(zhì)是金屬氫化物儲(chǔ)氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，該物質(zhì)化學(xué)式為________。 【答案】（1）① 3d2；② 正四面體；（2）ABCD （3）①非極性② 906.021023(或90 mol)；（4）MgH2 【考點(diǎn)定位】考查晶胞的計(jì)算；原子核外電子排布；原子軌道雜化方式及雜化類型判斷 【名師點(diǎn)晴】本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及核外電子排布、雜化方式的判斷、空間構(gòu)型的判斷、晶胞的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，難點(diǎn)是晶胞的計(jì)算，靈活運(yùn)用公式是解本題關(guān)鍵。根據(jù)構(gòu)造原理確定核外電子排布式是否正確。①能量最低原理：原子核外電子先占有能量較低的軌道，然后依次進(jìn)入能量較高的軌道；②泡利不相容原理：每個(gè)原子軌道上最多只能容納 2個(gè)自旋狀態(tài) 相反的電子；③洪特規(guī)則：在等價(jià)軌道(相同電子層、電子亞層上的各個(gè)軌道)上排布的電子將盡可能分占不同的軌道，且自旋方向相同。根據(jù)價(jià)電子對(duì)互斥理論，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)．σ鍵個(gè)數(shù)=配原子個(gè)數(shù)，孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=(a-xb)，a指中心原子價(jià)電子個(gè)數(shù)，x指配原子個(gè)數(shù)，b指配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要的電子個(gè)數(shù)；分子的立體構(gòu)型是指分子中的原子在空間的排布，不包括中心原子未成鍵的孤對(duì)電子；實(shí)際空間構(gòu)型要去掉孤電子對(duì)，略去孤電子對(duì)就是該分子的空間構(gòu)型。