1、1对点特训(十五) 物质结构与性质(选考)1(2018金太阳大联考)常见半导体材料很多，既有单质也有化合物，如Si、Ge、BN、AlP 等，试回答下列问题：(1)Si 和 P 在同一周期，该周期元素中第一电离能介于 Si 与 P 之间的元素总共有_2_种。(2)基态 Ge 共有_32_种运动状态不同的电子，写出核电荷数等于 Si、Ge 核电荷数总和一半的元素的价电子排布图_ _。(3)N 可以形成多种离子，如 N 、N 等，N 的杂化方式为_sp_，其空间构型为_ 5 3 3直线形_，与其属于等电子体的离子和分子分别为(各写一种)_N 2O(或 CO2)、OCN (或SCN )_。(4)Si、
2、Ge、BN、AlP 等晶体结构与金刚石类似，则 BN 与 AlP 的熔点大小关系为：BN_AlP(填“” “ClCHTi，组成该物质的元素中，电负性最大的是氧；碳原子的杂化形式有 sp2、sp 3两种，M 中，碳原子的杂化形式有 2 种；在半夹心分子结构中，CC、CH、CO 原子间存在 键，环中存在大 键、Ti 与 O 间存在配位键，不存在氢键与离子键，M 中，不含 d、e。(4)金红石(TiO 2)结构中 A 类原子 8 1、B 类原子 4 2、D 类原子 212、体心原子 111，原子18 12B、D 为 O，4 个微粒 A、B、C、D 中，属于氧原子的是 BD；原子 A 与体心原子为 T
3、i (TiO12)。结合晶系与晶胞参数可得原子坐标可 A(0,0,0)、B(0.69 a,0.69a，c)、c(a， a，c)、D(0.19 a,0.81a,0.5c)、体心(0.5 a,0.5a,0.5c)。钛氧键键长： d2(0.31 a)2(0.31 a)2，则 d0.31 a。25(1)(2018株洲二模)羰基铁Fe(CO) 5可用作催化剂、汽油抗爆剂等。1 mol Fe(CO)5分子中含_10_mol 键 氮化铁晶体的晶胞结构如图 1 所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为_3：1_。氧化亚铁晶体的晶胞如图 2 所示。已知：氧化亚铁晶体的密度为 g/cm3， NA代表6阿伏加德罗常数的
4、值。在该晶胞中，与 Fe2 紧邻且等距离的 Fe2 数目为 _12_ ；Fe 2与 O2 最短核间距为 _ 1010_ pm。3 36NA(2)(2018江苏六市二模)镧镍合金可用于储氢，储氢之后所得晶体的化学式为LaNi5(H2)3，其晶体的最小重复结构单元如图 3 所示( 、代表储氢之后晶体中的三种微粒)。图中代表的微粒是_H 2_。(3)(2018河南名校联考)C 60分子又名足球烯，它是由 60 个碳原子组成的球状分子，如图 4 为 C60结构图。一个 C60分子中六元环的数目为_20_，在 C60晶胞中 C60分子的配位数为_12_。已知 C60分子的球体半径为 a nm，则 C60
5、晶体的 _ 1021_g/cm3。(用 NA表示阿伏加德罗常数的值，写出表达式)720NA42a3(4)(2018大连二模)Cr 晶体的堆积模型是体心立方堆积。下列金属晶体也采取这种堆积模型的是_A_。ANa BPo CMg DCu晶胞中 Cr 的配位数为_8_。已知 Cr 的相对原子质量为 M，Cr 的密度为 g/cm3，阿伏加德罗常数用 NA表示，则 Cr 的原子半径是_ 1010 _pm。(写出表达式即可)343 2MNA解析 (1)Fe 与 CO 形成配位键，成键原子间只能形成一个 键，因此 1 mol Fe(CO)5分子中含有 10 mol 键； 根据图 1，Fe 位于顶点、面心、内
6、部，实际占有的个数为12 2 36，N 位于内部，实际占有的个数为 2，因此铁、氮的微粒个数之比为16 126231；根据图 2，Fe 2 紧邻且等距离的 Fe2 的数目为 12，Fe 位于晶胞的顶点、面心，实际占有个数为 8 6 4，O 位于棱上和体心，实际占有的个数为18 12712 14，即化学式为 FeO，晶胞的质量为 472/NA g，令晶胞的边长为 a cm，则晶14胞的体积为 a3 cm3，根据密度的定义， 472/( NAa3)，Fe 2 与 O2 最短的核间距是边长的一半，因此最短核间距为 1010 pm。(2)根据均摊法计算，的个数为3 36NA8 1，的个数为 8 15，
7、的个数为 8 13，根据化学式 LaNi5(H2)3可知，18 12 14图中代表的微粒是 H2。(3)根据图示，每个碳原子形成 3 个碳碳键(2 个碳碳单键和 1 个碳碳双键)，每个五元环周围有 5 个六元环，每个六元环周围有 3 个五元环和 3 个六元环，五元环与六元环的个数比为 35，设五元环、六元环分别有 x、 y 个，则x y35,5 x6 y360，解得 x12， y20，一个 C60分子中六元环的数目为 20；在C60晶胞中 C60分子采取分子密堆积，1 个 C60分子周围等距离最近的 C60分子有 12 个，C 60分子的配位数为 12；C 60晶胞为面心立方最密堆积，用“均摊
8、法” ，1 个晶胞中含C608 6 4 个，C 60分子的球体半径为 a nm，晶胞的边长为 2 a nm，1 个晶胞的18 12 2体积为(2 a nm)316 a31021 cm3，1 mol 晶体的体积为 16 a31021 cm34NA42 2 2a3NA1021 cm3,1 mol C60晶体的质量为 720 g，C 60晶体的 720 2g(4 a3NA1021 cm3) 1021 g/cm3。(4)因为体心立方堆积是指晶2720NAa342胞中含有两个原子的立方体，一个原子在立方体的顶点上，另一个原子在立方体的中心。Cr 晶体的堆积模型是体心立方堆积。而碱金属也属于这种堆积，所以
9、 Na 属于体心立方堆积。Po 属于简单立方堆积，Mg 属于六方最紧密堆积，Cu 属于面心立方最紧密堆积，故选A。晶胞中配位数是指与指定原子接触的原子的数目。Cr 属于体心立方堆积的晶胞，中心 Cr 原子与立方体顶点的 8 个 Cr 原子距离都相同，所以晶胞中 Cr 的配位数为 8。因为Cr 属于体心立方堆积的晶胞，所以每个晶胞中含有两个 Cr 原子。设晶胞的边长为 a pm，根据公式 m/V2 M/NA(a1010 )3，所以 a 1010 ，根据晶胞的结32M/ NA 构为体心立方堆积，晶胞体对角线 a 为 2 个 Cr 原子直径之和所以 Cr 的原子半径为3341010 。3 2MNA6
10、(2018荆州三模)2017 年 4 月 26 日，海军成立 68 周年时，我国第一艘国产航母成功下水。建造航母需要大量的新型材料。航母的龙骨要耐冲击，航母的甲板要耐高温，航母的外壳要耐腐蚀。(1)镍铬钢抗腐蚀性能强，Ni 2 最高能级电子的运动状态有_8_种，铬元素在周期表中_d_区。(2)航母甲板涂有一层耐高温的材料聚硅氧烷(结构如图所示)，其中 C 原子杂化方式为8_sp3_杂化。(3)海洋是元素的摇篮，海水中含有大量卤族元素。根据下表数据判断：最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是_I_(填元素符号)氟 氯 溴 碘第一电离能(kJ/mol) 1681 1251 1140 1008根
11、据价层电子对互斥理论，预测 ClO 的空间构型为_三角锥_形，写出一个 ClO 3的等电子体的化学符号_SO _。 3 23已知高碘酸有两种形式，化学式分别为 H5IO6( )和 HIO4，前者为五元酸，后者为一元酸。请比较二者酸性强弱：H 5IO6_” “”或“”)。(4)海底金属软泥是在洋海底覆盖着的一层红棕色沉积物，蕴藏着大量的资源，含有硅、氧化铁、锰、锌等。Zn 2 与 S2 形成的一种晶体结构如图所示(黑球表示 Zn2 ，白球表示S2 )。则该晶体中与 Zn2 等距且最近的 S2 形成的立体图形为_正四面体形_。已知该晶体的密度为 gcm3 ，阿伏伽德罗常数为 NA，该晶体中 Zn2
12、 和 S2 原子之间的最短距离为体对角线的 1/4，则该晶体中 S2 和 Zn2 之间的最短距离为_ 1010(或 34 3388 NA 341010)_pm。(写出计算式即可)3497 NA解析 Ni 原子核电荷数为 28，基态原子电子排布为Ar3d 84s2，Ni 2 电子排布为Ar3d8，最高能级电子的运动状态有 8 种，铬元素在周期表中 d 区。(2)根据该材料聚硅氧烷的结构可知，碳原子形成的杂化轨道数，对于CH 3 、CH 2CH3 和CF 3基团来说，C 原子均属于 sp3。(3)卤族元素包含：F、Cl、Br、I、At 元素，元素的第一电离能越小，元素失电子能力越强，得电子能力越弱
13、，则越容易形成阳离子，根据表中数据知，卤族元素中第一电离能最小的是 I 元素，则碘元素易失电子生成简单阳离子。ClO 的成键电子对 39数为 3，孤电子对数为 1，由 mn4，为空间四面体模型，而该分子中含有一对孤电子对，则变为三角锥型；与 ClO 的等电子体的化学符号 SO 。 中含有 5 个羟基 3 23氢，为五元酸，含非羟基氧原子 1 个，HIO 4为一元酸，含有 1 个羟基氢，含非羟基氧原子3 个，所以酸性：H 5IO6HIO4。(4)根据晶胞可知，则该晶体中与 Zn2 等距且最近的 S2 形成的立体图形为正四面体形；该晶体中含有 Zn2 个数为 4，S 2 个数为 8 6 4，即18 12该晶胞中有 4 个 ZnS；设晶胞的棱长为 x cm，则晶胞的体积为 x3 ，体对角线长497 NA度为 x cm，由于该晶体中 Zn2 和 S2 原子之间的最短距离为体对角线的 ，所以该晶体314中 S2 和 Zn2 之间的最短距离为 x cm cm 1010pm。34 34 3388 NA 34 3388 NA
