第十一章第三節1．下圖為幾種晶體或晶胞的示意圖，請回答下列問題：(1)上述晶體中，粒子之間以共價鍵結合形成的晶體是________________。(2)冰、金剛石、MgO、CaCl2、干冰5種晶體的熔點由高到低的順序為________________________________________________________________________。(3)NaCl晶胞與MgO晶胞相同，NaCl晶體的晶格能________(填“大于”或“小于”)MgO晶體，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)每個Cu晶胞中實際占有______個Cu原子，CaCl2晶體中Ca2＋的配位數為________。(5)冰的熔點遠高于干冰，除H2O是極性分子、CO2是非極性分子外，還有一個重要的原因是________________________________。【答案】(1)金剛石晶體(2)金剛石>MgO>CaCl2>冰>干冰(3)小于MgO晶體中離子的電荷數大于NaCl晶體中離子電荷數，且r(Mg2＋)<r(Na＋)、r(O2－)<r(Cl－)(4)48(5)水分子之間能形成氫健【解析】(4)銅晶胞實際占有銅原子數用均攤法分析，8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4；氯化鈣類似于氟化鈣，Ca2＋的配位數為8，Cl－配位數為4。2．硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)均屬于硼族(第ⅢA族)元素，它們的化合物或單質都有重要用途。請回答下列問題：(1)基態鎵原子的價層電子排布圖為__________________________________。(2)AlCl3在NaCl、KCl熔融鹽中能生成Al2Cleq\o\al(－,7)；其結構如圖所示。其中Al原子的雜化軌道類型為______，配位鍵數目為________。(3)晶體硼的結構單元是正二十面體，每個單元中有12個硼原子(如圖甲)，若其中有兩個原子為10B，其余為11B，則該結構單元有________種不同的結構類型。(4)目前市售LED晶片材質基本以GaAs(砷化鎵)、AlGaInP(磷化鋁鎵銦)、InGaN(氮化銦鎵)為主。砷化鎵晶體的晶胞結構如圖乙所示，則晶胞中所包含的砷原子(白色球)個數為________，與同一個鎵原子相連的砷原子構成的空間構型為________。甲乙【答案】(1)(2)sp32(3)3(4)4正四面體形【解析】(2)Al2Cleq\o\al(－,7)中Al形成4個鍵，雜化類型為sp3。每個Al和1個Cl形成配位鍵，配位鍵數目為2。(3)兩個10B原子有相鄰、相間、相對三種結構類型。(4)根據均攤法，白色球個數為6×1/2＋8×1/8＝4。由晶胞圖可知，與同一個鎵原子相連的砷原子構成的空間構型為正四面體形。3．已知X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于48。X的一種1∶1型氫化物分子中既有σ鍵又有π鍵。Z是金屬元素，Z的單質和化合物有廣泛的用途。已知Z的核電荷數小于28，且次外層有2個未成對電子。工業上利用ZO2和碳酸鋇在熔融狀態下制取化合物M(M可看做一種含氧酸鹽)。M有顯著的“壓電性能”，應用于超聲波的發生裝置。經X射線分析，M晶體的最小重復單元為正方體(如圖)，邊長為4.03×10－10m，頂點位置為Z4＋所占，體心位置為Ba2＋所占，所有棱心位置為O2－所占(1)Y在周期表中位于____________；Z4＋的核外電子排布式為________________。(2)X的該種氫化物分子構型為________，X在該氫化物中以________方式雜化。X和Y形成的化合物的熔點應該________(填“高于”或“低于”)X氫化物的熔點。(3)①制備M的化學方程式是________________________________________________________________________________________________________________________。②在M晶體中，若將Z4＋置于正方體的體心，Ba2＋置于正方體的頂點，則O2－處于正方體的________。③在M晶體中，Z4＋的氧配位數為________。④已知O2－半徑為1.40×10－10m，則Z4＋【答案】(1)第四周期第ⅡA族1s22s22p63s23p6(2)直線形sp高于(3)①TiO2＋BaCO3(熔融)eq\o(=,\s\up7(高溫))BaTiO3＋CO2↑②面心③6④6.15×10－11【解析】根據元素信息可判斷X為C，Z為Ti，所以Y為Ca。(3)①在M中，O2－：12×eq\f(1,4)＝3，Ti4＋：8×eq\f(1,8)＝1，Ba2＋：1，所以M的化學式為BaTiO3。②Ti4＋在體心有1個，Ba2＋在頂點有1個。根據其化學式O2－應在面心(3個)。④設Ti4＋半徑為r，則2r＋2×1.40×10－10m＝4.03×10－10m，r＝6.15×4．(2016·江蘇揚州模擬)(1)金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應用廣泛。請回答下列問題：①NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為69pm和78pm，則熔點FeO______NiO(填“＜”或“＞”)；②鐵有δ、γ、α三種同素異形體，各晶胞如下圖，則δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數之比為______。(2)元素金(Au)處于周期表中的第六周期，與Cu同族，一種銅金合金晶體具有立方最密堆積的結構，在晶胞中Cu原子處于面心，Au原子處于頂點位置，則該合金中Cu原子與Au原子數量之比為______；該晶體中，原子之間的強相互作用是______。(3)某鈣鈦型復合氧化物如圖1所示，以A原子為晶胞的頂點，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，當B位是V、Cr、Mn、Fe等時，這種化合物具有CMR效應。①用A、B、O表示這類特殊晶體的化學式：________________。②已知La為＋3價，當被鈣等二價元素A替代時，可形成復合鈣鈦礦化合物La1－xAxMnO3(x<0.1)，此時一部分錳轉變為＋4價。導致材料在某一溫度附近有反鐵磁－鐵磁、鐵磁－順磁及金屬－半導體的轉變，則La1－xAxMnO3中三價錳與四價錳的物質的量之比為______。③下列有關說法正確的是______。A．鑭、錳、氧分別位于周期表f、d、p區B．氧的第一電離能比氮的第一電離能大C．錳的電負性為1.59，Cr的電負性為1.66，說明錳的金屬性比鉻強D．鉻的堆積方式與鉀相同，則其堆積方式如圖2所示【答案】(1)①＜②4∶3(2)3∶1金屬鍵(3)①ABO3②(1－x)∶x③A、C【解析】(1)δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數分別是8個和6個，所以δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數之比是4∶3。(2)在晶胞中Cu原子處于面心，N(Cu)＝6×eq\f(1,2)＝3，Au原子處于頂點位置，N(Au)＝8×eq\f(1,8)＝1，則該合金中Cu原子與Au原子數量之比為3∶1，為金屬晶體，原子間的作用力為金屬鍵。(3)①由圖1可知，晶胞中A位于頂點，晶胞中含有A為8×eq\f(1,8)＝1個，B位于晶胞的體心，含有1個，O位于面心，晶胞中含有O的個數為6×eq\f(1,2)＝3，則化學式為ABO3。②設La1－xAxMnO3中三價錳與四價錳的物質的量分別為m和n，則有3(1－x)＋2x＋3m＋4n＝6、m＋n＝1，解之得m＝1－x，n＝x，則La1－xAxMnO3中三價錳與四價錳的物質的量之比為(1－x)∶x③由金屬在周期表中的位置可知鑭、錳、氧分別位于周期表f、d、p區，故A正確；氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態，穩定性強，因此氮元素的第一電離能大于氧元素的第一電離能，故B錯誤；元素的電負性越強，金屬性越弱，故C正確；圖中堆積方式為鎂型，故D錯誤。5．第四周期中的18種元素具有重要的用途，在現代工業中備受青睞。(1)鉻是一種硬而脆、抗腐蝕性強的金屬，常用于電鍍和制造特種鋼。基態Cr原子中，電子占據最高能層的符號為__________，該能層上具有的原子軌道數為________，電子數為________。(2)第四周期元素的第一電離能隨原子序數的增大，總趨勢是逐漸增大的，30Zn與31Ga的第一電離能是否符合這一規律？__________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(如果前一問填“是”，此問可以不答)。(3)鎵與第ⅤA族元素可形成多種新型人工半導體材料，砷化鎵(GaAs)就是其中一種，其晶體結構如左下圖所示(白色球代表As原子)。在GaAs晶體中，每個Ga原子與________個As原子相連，與同一個Ga原子相連的As原子構成的空間構型為____________________。(4)與As同主族的短周期元素是N、P。AsH3中心原子雜化的類型________；一定壓強下將AsH3和NH3、PH3的混合氣體降溫時首先液化的是______，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)鐵的多種化合物均為磁性材料，氮化鐵是其中一種，某氮化鐵的晶胞結構如右上圖所示，則氮化鐵的化學式為________；設晶胞邊長為acm，阿伏加德羅常數為NA，該晶體的密度為____________g·cm－3(用含a和NA的式子表示)。【答案】(1)N161(2)否30Zn的4s能級處于全充滿狀態，4p能級處于全空狀態，較穩定(3)4正四面體(4)sp3NH3因為氨分子間存在氫鍵，分子間作用力更大，沸點更高，降溫時先液化(5)Fe4N238/(a3NA)【解析】(5)Fe：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，N：1，所以氮化鐵的化學式是Fe4N。a3·ρ·NA＝M(Fe4N)，ρ＝eq\f(238,a3·NA)。6．(2017·福建福州質檢)(1)氯酸鉀熔化，粒子間克服了________的作用力；二氧化硅熔化，粒子間克服了________的作用力；碘的升華，粒子間克服了________的作用力。三種晶體的熔點由高到低的順序是________________(填化學式)。(2)下列六種晶體：①CO2、②NaCl、③Na、④Si、⑤CS2、⑥金剛石，它們的熔點從低到高的順序為________(填序號)。(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中，由極性鍵形成的非極性分子是________，由非極性鍵形成的非極性分子是______，能形成分子晶體的物質是________，含有氫鍵的晶體的化學式是________，屬于離子晶體的是________，屬于原子晶體的是________，以上五種物質的熔點由高到低的順序是_______________________。(4)A、B、C、D為四種晶體，性質如下：A．固態時能導電，能溶于鹽酸B．能溶于CS2，不溶于水C．固態時不導電，液態時能導電，可溶于水D．固態、液態時均不導電，熔點為3500試推斷它們的晶體類型：A．________；B.________；C.________；D.________。(5)相同壓強下，部分元素氟化物的熔點見下表：氟化物NaFMgF2SiF4熔點/℃12661534183試解釋上表中氟化物熔點差異的原因：_____________________。(6)鎳粉在CO中低溫加熱，生成無色揮發性液態Ni(CO)4，呈四面體構型。150℃時，Ni(CO)4分解為Ni和CO。Ni(CO)4是________晶體，Ni(CO)4易溶于下列________(a．水 b．四氯化碳c．苯 d．硫酸鎳溶液【答案】(1)離子鍵共價鍵分子間SiO2>KClO3>I2(2)①⑤③②④⑥(3)CO2H2H2、CO2、HFHF(NH4)2SO4SiCSiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2(4)金屬晶體分子晶體離子晶體原子晶體(5)氟化鈉與氟化鎂為離子晶體，氟化硅為分子晶體，故氟化硅的熔點低；鎂離子半徑比鈉離子半徑小，鎂離子帶的正電荷數比鈉離子的多，故氟化鎂的熔點比氟化鈉的高。(6)分子b、c7．“可燃冰”是蘊藏于海底的一種潛在能源。它由盛有甲烷、氮氣、氧氣、硫化氫等分子的水分子籠構成。從海底取得的“多金屬結核”樣本，樣本中含鐵、錳等多種金屬。(1)①基態鉻原子的電子排布式為_____________________________。②金屬鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如左上圖所示。面心立方晶胞和體心立方晶胞中實際含有的Fe原子個數之比為________。(