复习题教学实录

晶体结构专题突破练

1．(2014·海南，19改编)Ⅰ.对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)，下列叙述正确的是(

) A．SiX4难水解

B．SiX4是共价化合物

C．NaX易水解

D．NaX的熔点一般低于SiX4

答案

B 解析

A项，硅的卤化物(SiX4)的水解比较强烈，如SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl、SiF4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HF，错误；B项，硅的卤化物(SiX4)全部由非金属元素构成，属于共价化合物，正确；C项，钠的卤化物(NaX)属于强酸强碱盐，不发生水解，错误；D项，钠的卤化物(NaX)是由离子键构成的，属于离子晶体，SiX4属于分子晶体，所以NaX的熔点一般高于SiX4，错误。

Ⅱ.碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：

回答下列问题：

(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为____________。

(2)C60属于________晶体，石墨属于________晶体。

(3)石墨晶体中，层内C—C键的键长为142 pm，而金刚石中C—C键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在C—C间的________共价键，而石墨层内的C—C间不仅存在________共价键，还有________键。

答案

(1)同素异形体

(2)分子

混合

(3)σ

σ

π(或大π或p­p π)

解析

(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们的组成相同，结构不同、性质不同，互称为同素异形体。(2)C60中构成微粒是分子，所以属于分子晶体；石墨的层内原子间以共价键结合，层与层之间以分子间作用力结合，所以石墨属于混合晶体。(3)在金刚石中只存在C—C之间的σ键；石墨层内的C—C之间不仅存在σ键，还存在π键。2．[2014·山东理综，33(1)(2)(3)]石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。

1

(1)图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为________。

(2)图乙中，1号C与相邻C形成的键角________(填“>”“<”或“＝”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。

(3)若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中，则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有________(填元素符号)。

答案

(1)3

(2)<

(3)O、H 解析

(1)石墨烯是层状结构，每一层上每个碳原子都可与其他3个碳原子形成共价键。

(2)图甲中的键角为120°，而图乙中1号碳原子与甲烷中的碳原子类似，其键角接近109.5°。

(3)只有电负性较大的非金属元素与氢元素才可形成氢键。

3．太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池，第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池，第三代就是铜铟镓硒CIGs(CIS中掺入Ga)等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。

(1)亚铜离子(Cu)基态时的价电子排布式表示为____________________________。

(2)硒为第4周期元素，相邻的元素有砷和溴，则3种元素的第一电离能从大到小顺序为__________(用元素符号表示)。

(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性，其化合物往往具有加合性，因而硼酸(H3BO3)溶于水显弱酸性，但它却只是一元酸，可以用硼酸在水溶液中的电离平衡解释它只是一元弱酸的原因。

写出硼酸在水溶液中的电离方程式______________。

答案

(1)3d10

(2)Br＞As＞Se (3)H3BO3＋H2O[B(OH)4]＋H

－＋＋解析

(2)As、Se、Br中As的最外层p层为半充满结构，所以第一电离能Br＞As＞Se。

(3)

4．Ⅰ.镍(Ni)是一种重要的金属，金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。

(1)基态Ni原子的价电子(外围电子)排布式为_______________________________。

(2)Ni2和Fe2的半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO______(填“＜”或“＞”)FeO。

＋＋2

(3)镍常见化合价为＋2、＋3价，在水溶液中通常只以＋2价离子的形式存在。＋3价的镍离子具有很强的氧化性，在水中会与水或酸根离子迅速发生氧化还原反应。NiO(OH)溶于浓盐酸的化学方程式为____________________________________________________。

Ⅱ.已知晶体CaF2结构如图Ⅰ所示，图Ⅱ为H3BO3(硼酸)晶体结构图(层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合)，金属铜形成晶体的结构如图Ⅲ所示。

(4)图Ⅲ中铜原子形成的晶体中铜原子的配位数为____________。

(5)图Ⅱ所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是______________，H3BO3晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为_______________________________。

答案

(1)3d84s2

(2)＞

(3)2NiO(OH)＋6HCl(浓)===2NiCl2＋Cl2↑＋4H2O (4)12 (5)O

分子间作用力

解析

Ⅰ.(2)半径越小，离子键越强，晶格能越大，所以熔点NiO＞FeO。

(3)＋3价的镍离子在酸性条件下把Cl氧化成Cl2，其方程式为2NiO(OH)＋6HCl(浓)===2NiCl2＋Cl2↑＋4H2O。

Ⅱ.(5)H3BO3晶体为分子晶体，其受热熔化时克服的是分子间作用力。

5．Ⅰ.配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于离子检验。

(1)配合物中不存在的化学键是________。

A．离子键

B．金属键

C．氢键

D．极性共价键

E．配位键

(2)配合物中原子序数最小的元素为甲。

①甲能形成多种常见单质：在熔点较低的单质中，每个分子周围紧邻的分子数为________；在熔点很高的两种常见单质中，有一种单质的结构如下图所示。

－3

若已知每个共价键的键长为142 pm，可以计算出平均每个正六边形的面积约为5.24×10m2，则将12 g单质中的每一层都剥离出来彼此紧密连接总面积约为_____________ m2。(NA＝6.02×1023 mol1) －－20

②甲元素与氢元素形成的化合物中，其分子的空间构型可能是________(填字母)。

(3)配合物中心离子的核外电子排布式为_______________________________。

答案

(1)BC (2)①12

1.58×104

②ad (3)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5

解析

Ⅰ.(1)在配合物中不含有金属单质，所以不存在金属键。不存在氢元素，也不含氢键。(2)①在配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]中原子序数最小的元素为C，在碳单质中，熔点较低的为C60，C60为面心立方(和CO2一样)堆积，所以每个C60分子周围紧邻的分子数为12。在石墨中，平12 g1－1－23均每个正六边形含有2个碳原子，所以××5.24×1020

m2＝－1×6.02×10

mol212 g·mol1.58×104 m2。②C与H形成的化合物中可以是苯、乙炔、乙烯、甲烷等，所以a、d正确。

(3)在该配合物中，铁的化合价为＋3价，其核外电子排布式为[Ar]3d5。

6．用Cr3掺杂的氮化铝是理想的LED用荧光粉基质材料，氮化铝(其晶胞如图1所示)可由＋氯化铝与氨经气相反应制得。

(1)Cr3基态的核外电子排布式可表示为________。

＋(2)氮化铝的化学式为__________________________________________________。

(3)氯化铝是易升华，其双聚物Al2Cl6结构如图2所示。在Al2Cl6中存在的化学键有________(填字母)。

a．离子键

b．共价键

c．配位键

d．金属键

(4)一定条件下用Al2O3和CCl4反应制备AlCl3的反应为Al2O3＋3CCl4===2AlCl3＋3COCl2。其中，COCl2分子的空间构型为__________。

答案

(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3

4

(2)AlN (3)bc (4)平面三角形

解析

(2)1个氮化铝晶胞中含有

11N：8×＋1＝2，Al：4×＋1＝2 84所以其化学式为AlN。

(3)Al2Cl6为分子晶体，含有共价键和配位键。

(4)COCl2的结构式为，其空间构型为平面三角形。

－7．已知X、Y、Z为第3周期的三种元素，其原子的部分电离能(kJ·mol1)如下表所示：

I1

I2

I3

I4

X 496

4 562

6 912

9 540

Y 738

1 451

7 733

10 540

Z 577 1 817 2 754 11 578 (1)三种元素电负性大小关系为_________________________________________________。

(2)写出Y原子的电子排布式_____，Y的第一电离能大于Z的第一电离能的原因_______。

(3)X晶体采用下列________(填字母)堆积方式。

(4)NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似，其中三种晶体的晶格能数据如下表：

晶体

晶格能(kJ·mol1) －NaCl 786 KCl 715 CaO 3 401 四种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是___________。

答案

(1)Z>Y>X(或Al＞Mg＞Na) (2)1s22s22p63s2

Y元素(Mg)原子最外层p轨道上为全空，是一个较稳定的状态，而Z元素(Al)原子的最外层p轨道上只有一个电子，易失去这个电子p轨道也变为全空的较稳定状态

(3)A

(4)MgO>CaO>NaCl>KCl 解析

(1)根据表中数据，X原子中，I2为I1的10倍左右，说明X原子最外层只有一个电子，X是第ⅠA族元素，Y元素的原子的I3为I1的10倍左右，则Y原子最外层有2个电子，Y是第ⅡA族元素，结合表中数据不难看出Z元素原子的I4与I1有10倍以上的差距，则Z元素原子最外层有3个电子，Z属于第ⅢA族元素，由于它们在同一周期，X、Y、Z分别为Na、Mg、Al，电负性大小关系为Z>Y>X。

5

(2)Y的第一电离能大于Z，是洪特规则特例所致。

(3)X为钠元素，金属钠的晶体堆积方式为体心立方堆积。

(4)离子晶体的晶格能越大，其熔点越高。

6