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2019-2020年高中化學 第3章 物質的聚集狀態(tài)與物質性質 第1節(jié) 認識晶體（第2課時）練習 魯科版選修3 夯基達標 1某物質的晶體中含A、B、C三種元素，其排列方式如圖所示(其中前后兩面心上的B原子未能畫出)，晶體中A、B、C的原子個數(shù)之比依次為(　　) A．1∶3∶1　　　　　　　　 　B．2∶3∶1 C．2∶2∶1　　　　　　　　 　D．1∶3∶3 2F2和Xe在一定條件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三種氟化氙，它們都是極強的氧化劑(其氧化性依次遞增)，都極易水解。其中6XeF4＋12H2O===2XeO3＋4Xe↑＋24HF＋3O2↑，下列推測正確的是(　　) 黑球表示氙原 子，白球表示氟原子 A．XeF2分子中各原子均達到八電子的穩(wěn)定結構 B．某種氟化氙的晶體結構單元如上圖所示，可推知其化學式為XeF6 C．XeF4按已知方式水解，每生成4 mol Xe轉移16 mol電子 D．XeF2加入水中，在水分子的作用下，將重新生成Xe和F2 3下圖所示是晶體結構中具有代表性的最小重復單元(晶胞)的排列方式，其對應的化學式正確的是(圖中： )(　　) 4金屬鐵單質的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如下圖所示。體心立方晶胞和面心立方晶胞中實際含有的鐵原子個數(shù)之比為__________。 5現(xiàn)有甲、乙、丙(如下圖)三種晶體的晶胞(甲中x處于晶胞的中心，乙中a處于晶胞的中心)，可推知：甲晶胞中x與y的個數(shù)比是__________，乙晶胞中a與b的個數(shù)比是__________，丙晶胞中有__________個c離子，有__________個d離子。 6鈦和鈦的合金已被廣泛用于制造電訊器材、人造骨骼、化工設備、飛機等航天航空材料，被譽為“未來世界的金屬”。試回答下列問題： (1)鈦有Ti和Ti兩種原子，它們互稱為__________。Ti元素基態(tài)原子的電子排布式為__________。 (2)偏鈦酸鋇在小型變壓器、話筒和擴音器中都有應用。偏鈦酸鋇晶體中晶胞的結構如上圖所示，它的化學式是____________。 7有一種多聚硼酸鹽為無限網狀結構(如圖所示)，其結構的基本單元可以表示為(B5On)m－，則m＝__________，n＝__________。 8 (1)水在不同的溫度和壓力條件下可以形成11種不同結構的晶體，密度從比水輕的0.92 gcm－3到約為水的一倍半。冰是人們迄今已知的由一種簡單分子堆積出結構花樣最多的化合物。其中冰—Ⅶ的晶體結構為一個如下圖所示的立方晶胞，每個水分子可與周圍__________個水分子以氫鍵結合，晶體中，1 mol水可形成__________ mol氫鍵。 (2)已知下列元素的電負性數(shù)據：H為2.1，O為3.5，F(xiàn)為4.0。 OF2與水的立體結構相似，但水分子的極性比OF2強得多，其原因有：①OF2中氧原子上有兩對孤對電子，抵消了F—O鍵中共用電子對偏向F而產生的極性；②從電負性上看，__________。 能力提升 9有A、B、C、D四種元素，其中A元素和B元素的原子都有1個未成對電子，A＋比B－少一個電子層，B原子得一個電子后3p軌道全滿；C原子的p軌道中有3個未成對電子，其氣態(tài)氫化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氫化物中最大；D的最高化合價和最低化合價的代數(shù)和為4，其最高價氧化物中含D的質量分數(shù)為40%，且其核內質子數(shù)等于中子數(shù)；R是由A、D兩元素形成的離子化合物，其中A與D離子數(shù)之比為2∶1。請回答下列問題： (1)A單質、B單質、化合物R的熔點大小順序為下列的 __________(填序號)： ①A單質＞B單質＞R；②R＞A單質＞B單質；③B單質＞R ＞A單質；④A單質＞R＞B單質。 (2)在CB3分子中C元素原子的原子軌道發(fā)生的是__________雜化，其固體時的晶體類型為__________。 (3)寫出D原子的核外電子排布式：__________，C的氫化物比D的氫化物在水中溶解度大得多的可能原因是____________________。 (4)下圖是D和Fe形成的晶體FeD2最小單元“晶胞”，F(xiàn)eD2晶體中陰、陽離子數(shù)之比為__________，F(xiàn)eD2物質中具有的化學鍵類型為__________。 10有一種藍色的晶體，它的結構特征是Fe2＋和Fe3＋分別占據立方體互不相鄰的頂點，立方體的每條棱上均有一個CN—。 (1)根據晶體結構的特點，推出這種藍色晶體的化學式(用簡單整數(shù)表示)__________。 (2)此化學式帶何種電荷__________，如果Rn＋或Rn—與其結合成電中性粒子，此粒子的化學式為__________。 11新型節(jié)能材料高溫超導體的最先突破是在1987年從新的釔鋇銅氧材料的研究開始的。在制備釔鋇銅氧高溫超導體的同時，偶然得到了副產品——紫色的硅酸銅鋇。湊巧的是，后者正是發(fā)現(xiàn)于中漢代器物上的被稱為“漢紫”的顏料，還發(fā)現(xiàn)于秦俑彩繪。釔鋇銅氧的晶胞結構如圖，研究發(fā)現(xiàn)，此高溫超導體中的銅元素有兩種價態(tài)，＋2價和＋3價。 (1)給出銅在周期表中的位置(周期和族)：__________。 (2)寫出Cu3＋的核外電子排布：__________。 (3)根據圖示晶胞結構，推算晶體中Y、Cu、Ba和O原子個數(shù)比，確定其化學式為：__________。 (4)根據(3)所推出的化合物的組成，計算出其中Cu原子的平均化合價(該化合物中各元素的化合價為Y3＋、Ba2＋)__________，最后計算化合物中這兩種價態(tài)Cu原子個數(shù)比為__________。 參考答案 1解析：晶體中A、B、C的原子個數(shù)之比依次為8∶6∶1＝1∶3∶1。 答案：A 2解析：Xe原子已達到八電子的穩(wěn)定結構，故XeF2分子中各原子均達到八電子的穩(wěn)定結構的說法錯誤；根據題目提供的結構單元推得晶體中Xe、F原子個數(shù)比為 (8＋1)∶(8＋2)＝1∶2，故其化學式為XeF2；根據題意，XeF2、XeF4和XeF6三種氟化氙都是極強的氧化劑，都極易水解，可判斷XeF2加入水中，不應簡單地分解生成Xe和F2，故D項說法錯誤。 答案：C 3解析：根據頂點、棱心、面心、體心和其他處于立方體內的原子分別提供給一個晶胞的是其本身的、、、，求出X與Y的比值。A圖中X為1，Y為8＝1，化學式為XY；B圖中X為1＋4＝，Y為4＝，化學式為X3Y；C圖中X為8＝1，Y為6＝3，Z為1，化學式為XY3Z；D圖中X為8＝1，Y為12＝3，Z為1，化學式為XY3Z。 答案：C 4解析：本題考查晶胞中微粒數(shù)的計算——切割法。體心立方中Fe為8＋1＝2個，面心立方中Fe為8＋6＝4個，因此體心立方晶胞和面心立方晶胞中實際含有的鐵原子個數(shù)之比為1∶2。 答案：1∶2 5解析：處于晶胞中心的x或a為該晶胞單獨占有，位于立方體頂點的微粒為8個立方體共有，位于立方體棱邊的微粒為4個立方體共有，位于立方體面的微粒為2個立方體共有，所以x∶y＝1∶6＝4∶3；a∶b＝1∶8＝1∶1；丙晶胞中c離子為12＋1＝4(個)，d離子為8＋6＝4(個)。 答案：4∶3 　1∶1　4　4 6解析：根據偏鈦酸鋇晶體的晶胞結構，求得Ba、Ti、O原子數(shù)之比＝1∶8∶12＝1∶1∶3，故它的化學式是BaTiO3。 答案：(1)同位素　1s22s22p63s23p63d24s2(或Ar]3d24s2 ) (2)BaTiO3 7解析：由題意可知，該圖為一個基本單元，但與另一個基本單元連接的氧原子為兩個基本單元所共有，因此，該類氧原子屬于該基本單元的數(shù)量只能算?；締卧泄灿?個這樣的氧原子，即＝3個，所以n(O)＝3＋6＝9(環(huán)上6個O原子為基本單元獨有)。又因硼元素為＋3價，氧元素為－2價，則：m＝│35－29│＝3即本題答案為m＝3，n＝9。 答案：3　9 8解析：(1)觀察圖示的立方晶胞的中心水分子可知，該水分子與周圍4個水分子以氫鍵結合；每2個水分子間形成的1個氫鍵，每個水分子只分得一半，故晶體中，1 mol水可形成4 mol0.5＝2 mol氫鍵。(2) 根據題中所給出的元素電負性數(shù)據：H為2.1，O為3.5，F(xiàn)為4.0，氧與氫的電負性差(1.4)大于氧與氟的電負性差(0.5)，因此，雖然OF2與水的立體結構相似，但水分子的極性比OF2強得多。 答案：(1)4　2 (2)氧與氫的電負性差大于氧與氟的電負性差 9解析：由B原子得一個電子后3p軌道全滿，可推得B原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p5，即B原子為氯原子；A＋比B－少一個電子層，則A為鈉元素；由C原子的p軌道中有3個未成對電子，其氣態(tài)氫化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氫化物中最大，可知C為氮元素；D的最高化合價和最低化合價的代數(shù)和為4，即為ⅥA族元素，再根據其最高價氧化物(DO3)中含D的質量分數(shù)為40%，求得其相對原子質量為32，結合其核內質子數(shù)等于中子數(shù)推出D為硫元素；R是Na2S。 答案：(1)② (2)sp3　分子晶體 (3)1s22s22p63s23p4　NH3與水分子形成氫鍵 (4)1∶1　離子鍵、非極性鍵 10解析：Fe2＋、Fe3＋占據立方體的互不相鄰的頂點，則每個立方體上有4個Fe2＋、4個Fe3＋，根據晶體的空間結構特點，每個頂點上的粒子有屬于該立方體，則該 立方體中有個Fe2＋、個Fe3＋，CN－位于立方體的棱上，棱上的粒子有屬于該立方體，該立方體中有3個CN－，所以該晶體的化學式為FeFe(CN)6]－，此化學式帶負電荷，若結合Rn＋形成中性粒子，此粒子化學式為RFeFe(CN)6]n。 答案：(1)FeFe(CN)6]－　(2)負電荷　RFeFe(CN)6]n 11解析：銅在周期表中位于第四周期，IB族；Cu原子的核外電子排布式為Ar]3d104s1 或1s22s22p63s23p63d104s1，Cu3＋的核外電子排布為Ar]3d8 或1s22s22p63s23p63d8；根據圖示晶胞結構，推算晶體中Y、Cu、Ba和O原子個數(shù)比時，關鍵是要注意Cu原子和O原子：Cu原子有8個在頂點，另外8個在棱上，O原子有8個在面上，另外12個在棱上，因此晶體中Y、Cu、Ba和O原子個數(shù)比＝1∶(8＋8)∶2∶(8＋12)＝1∶3∶2∶7，由此確定其化學式為YBa2Cu3O7。根據化學式和已知的化合價(Y3＋、Ba2＋)，可求得Cu原子的平均化合價為；再利用十字交叉法或列方程法求得Cu2＋∶Cu3＋＝2∶1。 答案：(1)第四周期，IB族 (2)Ar]3d8 或1s22s22p63s23p63d 8 (3)YBa2Cu3O7 (4)　Cu2＋∶Cu3＋＝2∶1