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專題20 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) （滿分60分 時間30分鐘） 姓名：_______________ 班級：_______________ 得分：_______________ 1．Ⅰ.（1）某短周期元素組成的分子的球棍模型如圖所示。已知分子中所有原子的最外層均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，原子間以單鍵相連。下列有關(guān)說法中錯誤的是（________） A．X原子可能為ⅤA族元素 B．Y原子一定為ⅠA族元素 C．該分子中，既含極性鍵，又含非極性鍵 D．從圓球的大小分析，該分子可能為N2F4 （2）若上述模型中Y原子最外層達到2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)且其相對分子質(zhì)量與O2相同，則該物質(zhì)的分子式為______________，它與P2H4常溫下均為氣體，但比P2H4易液化，常用作火箭燃料，其主要原因是______________________________________________________________________。 Ⅱ.已知X、Y、Z、W四種元素分別是元素周期表中連續(xù)三個短周期的元素，且原子序數(shù)依次增大。X、W同主族，Y、Z為同周期的相鄰元素。W原子的質(zhì)子數(shù)等于Y、Z原子最外層電子數(shù)之和。Y的氫化物分子中有3個共價鍵，試推斷： （1）X、Z兩種元素的元素符號：X___________________、Z______________________。 （2）由以上元素中兩兩形成的化合物中：溶于水顯堿性的氣態(tài)氫化物的電子式為________，它的共價鍵屬于________(填“極性”或“非極性”)鍵；含有離子鍵和非極性共價鍵的化合物的電子式為________；含有極性共價鍵和非極性共價鍵的化合物的電子式為________________________________。 （3）由X、Y、Z所形成的常見離子化合物是__________(寫化學式)，該化合物與W的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的濃溶液加熱時反應(yīng)的離子方程式為_____________________； X與W形成的化合物與水反應(yīng)時，水是_____________________________________ (填“氧化劑”或“還原劑”)。 （4）用電子式表示W(wǎng)與Z形成W2Z的過程： ________________________________。 【答案】BN2H4N2H4分子之間形成氫鍵，致使N2H4沸點升高易液化HO極性NH4NO3　NH＋OH－NH3↑＋H2O氧化劑 【解析】 【詳解】 （3）NH4NO3是離子化合物，NH4NO3與濃NaOH加熱時發(fā)生反應(yīng)：NH＋OH－NH3↑＋H2O；NaH和H2O反應(yīng)生成NaOH和H2，H2O是氧化劑，故答案為：NH4NO3、NH＋OH－NH3↑＋H2O、氧化劑； （4）鈉和氧氣反應(yīng)生成氧化鈉，該反應(yīng)中鈉失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，其反應(yīng)過程為，故答案為：。 【點睛】化合物電子式的書寫時要注意分清化合物的類別，若是離子化合物則為對應(yīng)陰、陽離子的電子式的組合，若為共價化合物則為原子間通過共用電子對形成，只有電子對的偏移，而沒有電子的得失。 2．X、Y、Z、M、N、Q 、P為元素周期表前四周期的7種元素。其中，X原子核外的M層中只有兩對成對電子，Y原子核外的L層電子數(shù)是K層的兩倍，Z是地殼內(nèi)含量最高的元素，M的內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的9倍，N的原子序數(shù)比M小1, Q在元素周期表的各元素中電負性最大。P元素的第三電子層處于全充滿狀態(tài)，第四電子層只有一個電子請回答下列問題： （1）X元素在周期表中的位置是_______________，它的外圍電子的電子排布圖為 _______________________________，P元素屬于_______區(qū)元素。 （2）XZ2分子的空間構(gòu)型是________ ，YZ2分子中Y的雜化軌道類型為_________ ，相同條件下兩者在水中的溶解度較大的是__________（寫分子式），理由是_____________________。 （3）含有元素N的鹽的焰色反應(yīng)為____色，許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng)，其原是________________________ （4）元素M與元素Q形成晶體結(jié)構(gòu)如圖1所示，設(shè)其晶胞邊長為a pm，該化合物的摩爾質(zhì)量為Dg/mol。求該晶胞密度的計算式為_______________g/cm3 （5）三聚氰胺是一種含氮化合物,其結(jié)構(gòu)簡式如圖2所示。 三聚氰胺分子中氮原子軌道雜化類型是______， 1 mol三聚氰胺分子中 σ鍵的數(shù)目為______。 【答案】第三周期ⅥA族dsV型spSO2SO2為極性分子, CO2為非極性分子,H2O為極性溶劑,極性分子易溶于極性溶劑,故SO2的溶解度較紫電子由較高能級躍遷到較低能級時,以光的形式釋放能量sp2、sp315NA 【解析】 【分析】X、Y、Z、M、N、Q、P為元素周期表前四周期的7種元素,X原子核外的M層中只有兩對成對電子，核外電子排布應(yīng)為1s22s22p63s23p4,X為S元素；Y原子核外的L層電子數(shù)是K層的兩倍,Y有2個電子層,最外層電子數(shù)為4，故Y為C元素；Z是地殼內(nèi)含量最高的元素,為O元素;M的內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的9倍,M只能處于第四周期,最外層電子數(shù)只能為2,內(nèi)層電子總數(shù)為18,核外電子總數(shù)為20,故M為Ca元素;N的原子序數(shù)比M小1,則N為K元素;Q在元素周期表的各元素中電負性最大,Q為F元素;P元素的第三電子層處于全充滿狀態(tài),第四電子層只有一個電子,原子核外電子數(shù)29,則P為Cu元素。 【詳解】由分析可以知道:X為S元素;Y為O元素;Z為O元素;M為Ca元素;N為K元素;Q為F元素;P為 3．（1）基態(tài)溴原子的價層電子軌道排布式為________。第四周期中，與溴原子未成對電子數(shù)相同的金屬元素有_______種。 （2）鈹與鋁的元素性質(zhì)相似。下列有關(guān)鈹和鋁的敘述正確的有___________(填標號)。 A．都屬于p區(qū)主族元素B．電負性都比鎂大 C．第一電離能都比鎂大D．氯化物的水溶液pH均小于7 （3）Al元素可形成[AlF6]3－、[AlCl4]－配離子，而B元素只能形成[BF4]－配離子，由此可知決定配合物中配位數(shù)多少的因素是________________；[AlCl4]-的立體構(gòu)型名稱為______。 （4）P元素有白磷、紅磷、黑磷三種常見的單質(zhì)。 ①白磷（P4）易溶于CS2，難溶于水，原因是________________ ②黑磷是一種黑色有金屬光澤的晶體，是一種比石墨烯更優(yōu)秀的新型材料。白磷、紅磷都是分子晶體，黑磷晶體與石墨類似的層狀結(jié)構(gòu)，如圖所示。下列有關(guān)黑磷晶體的說法正確的是_________。 A．黑磷晶體中磷原子雜化方式為sp2雜化 B．黑磷晶體中層與層之間的作用力是分子間作用力 C．黑磷晶體的每一層中磷原子都在同一平面上 D．P元素三種常見的單質(zhì)中，黑磷的熔沸點最高 （5）F2中F-F鍵的鍵能(157kJ/mol)小于Cl2中Cl-Cl鍵的鍵能(242.7kJ/mol)，原因是_________。 （6）金屬鉀的晶胞結(jié)構(gòu)如圖。若該晶胞的密度為a g/cm3，阿伏加得羅常數(shù)為NA，則表示K原子半徑的計算式為______。 【答案】 4 BD 中心原子半徑、配位原子的半徑 正四面體 P4 、CS2是非極性分子，H2O是極性分子，根據(jù)相似相溶原理，P4難溶于水 BD F的原子半徑小，孤電子對之間的斥力大 【解析】 （1）溴原子為35號元素，基態(tài)原子價層電子排布式[Ar] 3d104s24p5，電子排布圖為：；,溴原子未成對電子數(shù)為1，與溴原子未成對電子數(shù)相同的金屬元素有：K、Sc、Cr、Cu，共4種； （6）金屬鉀的晶胞結(jié)構(gòu)為體心立方，晶胞中K原子數(shù)目為：1+8=2，阿伏加德羅常數(shù)為NA，K原子的摩爾質(zhì)量為M，故晶胞質(zhì)量為：；設(shè)K原子半徑為r，設(shè)晶胞棱長為l，晶胞中體對角線為4r，則（4r）2=l2+l2+l2，則l=r，晶胞體積V=l3=（r）3，若該晶胞的密度為ag/cm3，則（r）3a=，且M=39 g/mol整理得：r=。 點睛：同周期從左到右，第一電離能逐漸增大，第IIA族和IIIA族及VA族和VIA族第一電離能的大小相反，所以Mg的第一電離能大于Al；同主族從上到下，第一電離能逐漸減小，所以Be大于Mg；根據(jù)相似相溶判斷物質(zhì)的溶解性，極性分子易溶于極性溶液，非極性分子易溶于非極性溶液分析本題； 4．氮、磷及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有重要作用。 （1）基態(tài)磷原子價電子排布的軌道表示式為___________。 （2）元素B、N、O的第一電離能由大到小的順序為___________。 （3）食品添加劑NaNO2中NO2-中心原子的雜化類型是_____，與NO2-互為等電子體的分子的化學式為___________。(寫1種)。 （4）N2H4是火箭的燃料，與氧氣的相對分子質(zhì)量相同，它在常溫常壓下是液態(tài)，而氧氣是氣態(tài)，造成這種差異的主要原因是____________。 （5）磷化硼是一種耐磨涂料，它可用作金屬的表面保護層。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷于高溫下在氫氣中反應(yīng)合成。 ①三溴化磷分子的空間構(gòu)型是_________，三溴化硼鍵角是___________。 ②磷化硼晶體晶胞如圖所示:其中實心球為磷原子，在一個晶胞中磷原子空間堆積方式為________，磷原子的配位數(shù)為___________，該結(jié)構(gòu)中有一個配位鍵，提供空軌道的原子是___________。己知晶胞邊長apm，阿伏加德羅常數(shù)為NA。則磷化硼晶體的密度為___________g/cm3。 ③磷化硼晶胞沿著體對角線方向的投影(圖中虛線圓圈表示P原子的投影)，用實線圓圈畫出B原子的投影位置(注意原子體積的相對大小)。______ 【答案】 N>O>B sp2雜化 SO2、O3 N2H4分子間存在氫鍵，O2分子間只有范德華力，氫鍵比范德華力強 三角錐形 120 面心立方最密堆積 4 B 或 【解析】 （1）P為15號元素，基態(tài)磷原子價電子排布的軌道表示式為，故答案為：； （2）同一周期，從左到右，元素的第一電離能逐漸增大，但N的2p為半充滿狀態(tài)，均為穩(wěn)定，第一電離能大于O，第一電離能由大到小的順序為N>O>B，故答案為：N>O>B； （3）食品添加劑NaNO2中NO2-中心原子N與2個原子相連，孤對電子對數(shù)=(5+1-22)=1，采用sp2，與NO2-互為等電子體的分子有SO2、O3，故答案為：sp2雜化；SO2、O3；