资源简介

专题质量检测（三）　微粒间作用力与物质性质
（时间：75分钟　分值：100分）
一、选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意）
1.（2024·连云港高二检测）光气（COCl2）是一种重要的有机合成中间体，有剧毒。光气与氨气反应的化学方程式为COCl2＋4NH3CO（NH2）2＋2NH4Cl。下列有关说法不正确的是（　　）
A.COCl2的电子式为︰　　　　　 B.CO（NH2）2的球棍模型：
C.NH4Cl中含有离子键和共价键 D.Cl原子的原子结构示意图：
2.（2023·盐城响水清源高中高二期末）下列说法正确的是（　　）
A.熔点：金刚石＞晶体硅＞碳化硅 B.熔点：邻羟基苯甲醛＞对羟基苯甲醛
C.电负性：Na＜P＜Cl D.熔、沸点：HF＜HCl＜HBr＜HI
3.（2024·南京高二检测）化学键是相邻原子之间强烈的相互作用。下列有关化学键的说法正确的是（　　）
A.KOH中既含有离子键又含有共价键，属于离子化合物
B.N2属于单质，不存在化学键
C.MgCl2中既含有离子键，又含有共价键
D.NH4Cl中含有共价键，又全部由非金属元素组成，不属于离子化合物
4.磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料。如图为其晶体结构中最小的重复单元，其中每个原子最外层均满足8电子稳定结构。下列有关说法正确的是（　　）
A.磷化硼的化学式为BP，其晶体属于分子晶体
B.磷化硼晶体的熔点高，且熔融状态下能导电
C.磷化硼晶体中每个原子均参与形成4个共价键
D.磷化硼晶体在熔化时需克服范德华力
5.在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是（　　）
A.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
B.金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅
C.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
D.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
6.下列有关晶体的叙述错误的是（　　）
A.离子晶体熔化时离子键被破坏，而分子晶体熔化时化学键未被破坏
B.白磷晶体中，微粒之间通过共价键相结合
C.石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体
D.构成分子晶体的微粒中不一定存在共价键
7.（2024·镇江高二检测）经理论计算预测，一种由汞（Hg）、锗（Ge）、锑（Sb）形成的新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为金刚石晶体中的C原子被Hg、Ge和Sb取代后形成。其晶胞如图所示，下列说法正确的（　　）
A.Hg、Ge、Sb三种元素都位于周期表的ds区
B.该晶胞中粒子个数比Hg∶Ge＝1∶2
C.Ge原子位于Sb原子构成的四面体空隙中
D.X晶体是一种合金，内部有自由电子，是电的良导体
8.银晶体的晶胞采用面心立方堆积方式。设银原子的半径为r cm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，M表示银的摩尔质量，下列说法错误的是（　　）
A.银晶体每个晶胞中含有4个银原子 B.配位数是12
C.一个晶胞的体积是16r3 cm3 D.晶体的密度是g·cm－3
9.（2024·南京高二检测）钛、钴的一种化合物晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度为ρ g·cm－3，设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法不正确的是（　　）
A.晶胞中离Ti最近的O有12个
B.晶胞中离Co最近的Co有6个
C.在另一种晶胞结构的表示中，Co处于各顶角位置，则O处于面心位置
D.晶胞中Ti与O的最近距离是××107 nm
10.有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是（　　）
A.钛酸钙的化学式为CaTiO3
B.在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数目之比为 1∶2
C.硒化锌晶胞中与一个Se2－距离最近且相等的Se2－有8个
D.CaF2中F－与距离最近的Ca2＋所形成的键的夹角为109°28'
11.根据下列几种物质的熔点和沸点数据，判断下列有关说法错误的是（　　）
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 单质B
熔点/℃ 801 714 190 －70 2 300
沸点/℃ 1 465 1 412 178 57.6 2 500
注：AlCl3的熔点在2.02×105 Pa条件下测定。
A.SiCl4是分子晶体 B.单质B是共价晶体
C.AlCl3加热能升华 D.MgCl2晶体中离子键的强度比NaCl晶体中的大
12.氧化锌晶体常用于液晶显示器中，该晶体可以醋酸锌[（CH3COO）2Zn]为原料在高温下分解制得。下列说法正确的是（　　）
A.ZnO中Zn2＋的配位数为6
B.ZnO、ZnS均为离子晶体，ZnO的熔点低于ZnS
C.（CH3COO）2Zn中非金属元素的电负性：O＞C＞H
D.若氧化锌晶胞参数为a cm，则两个O2－的最近距离为a cm
13.（2024·常州高二检测）铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示（黑球代表Fe，白球代表Mg）。下列说法不正确的是（　　）
A.铁镁合金的化学式为Mg2Fe
B.晶胞中Fe与Mg的配位数均为4
C.晶体中存在的化学键类型为金属键
D.该晶胞的质量是 g（NA表示阿伏加德罗常数的值）
二、非选择题（本题共4小题，共61分）
14.（15分）（2024·盐城高二检测）化学反应伴随能量变化，获取反应能量变化有多条途径。
（1）下列反应中，属于放热反应的是　　　（填字母）。
A.碳与水蒸气反应 B.铝和氧化铁反应
C. CaCO3受热分解 D.氢气还原三氧化钨制取钨
E. 锌与盐酸反应
（2）获取能量变化的途径
①已知：
化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C
键能/（kJ·mol－1） 460 360 436 431 176 347
则：SiCl4（g）＋2H2（g）Si（s）＋4HCl（g）的反应热ΔH＝　　　　kJ·mol－1
②已知在常温常压下：
ⅰ.2CH3OH（l）＋3O2（g）2CO2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝－1 275.6 kJ·mol－1
ⅱ.H2O（l）H2O（g）　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式：　　　　　　　。
（3）最近科学家研制出超薄铁磁β-MnSe半导体，β-MnSe的晶胞结构如图所示。
①β-MnSe中Mn的配位数为　　　　。
②Mn2＋的外围电子排布式为　　　　。
15.（15分）钛（Ti）、钒（V）、镍（Ni）、镧（La）等在储氢材料方面具有广泛的用途。一些晶体材料的结构示意图如图Ⅰ、Ⅱ所示。
请回答下列问题：
（1）写出基态镍原子的核外电子排布式：　　　　　　　。
（2）镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表。某合金储氢后的晶胞如图Ⅰ所示，该合金的化学式为　　　　，1 mol镧形成的该合金能储存　　　 mol氢气。
（3）PTC元件（热敏电阻）的主要成分——钡钛矿晶体的晶胞结构如图Ⅱ所示，该晶体经X射线分析鉴定，重复单元为立方体，棱长为a cm。顶角位置被Ti4＋所占据，体心位置被Ba2＋所占据，所有棱心位置被O2－所占据。
①写出该晶体的化学式：　　　　。
②若该晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则a＝　　　　。
16.（15分）新型SiC增强铝基复合材料，可展开柔性砷化镓太阳能电池系统，助力“天问一号”开展火星探测。回答下列问题：
（1）基态Si原子中，电子占据的最高能量原子轨道符号为　　　 ，Ga的基态原子的外围电子排布式是　　　　　。
（2）第三周期元素中，第一电离能介于铝和磷之间的元素除硅外，还有　　　　（填元素符号）。
（3）碳化硅和硅晶体都具有金刚石型结构，碳化硅熔点高于硅的原因是　　　　　　　　　　　　　。
（4）GaAs的晶胞如图所示。
①GaAs的熔点为1 238 ℃，该晶体的类型为　　　　。
②下列说法正确的是　　　　（填字母）。
A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同
B.电负性：As＜Ga
C.砷化镓晶体中含有配位键
（5）原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。图中各原子坐标参数A为（0，0，0）、B为（0，1，1）、C为（1，1，0），则D原子的坐标参数为　　　　。
17.（16分）氟硼铍酸钾是一种非线性光学晶体，我国是率先掌握通过非线性光学晶体变频来获得深紫外激光技术的国家。请回答下列问题。
（1）H3BO3在水溶液中存在电离：H3BO3＋H2OH＋＋B（OH，B（OH中存在配位键，从原子结构的角度分析B（OH中能形成配位键的原因：　　　　　　
　　　　　　　。
（2）氟硼酸钾是制备氟硼铍酸钾的原料之一。氟硼酸钾在高温下会分解为KF和BF3，二者的熔点分别为858 ℃、－126 ℃。KF的熔点远高于BF3的熔点的原因是　　　　　　
　　　　　　　。
（3）BeO晶体也是制备氟硼铍酸钾晶体的原料，其晶胞结构如图1所示。设O与Be的最近距离为a pm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则BeO晶体的密度为　　　　　　　　g·cm－3。
（4）立方氮化硼的硬度仅次于金刚石的硬度，但其热稳定性远高于金刚石的热稳定性，其晶胞结构如图2所示。立方氮化硼属于　　　　晶体。已知：立方氮化硼晶体的密度为d g·cm－3，B原子的半径为x pm，N原子的半径为y pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞中原子的空间利用率（构成晶体的原子在整个晶体空间中所占的有体积百分比）为　　　　　　　　　　（列出计算式即可）。
专题质量检测（三）　微粒间作用力与物质性质
（时间：75分钟　分值：100分）
一、选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意）
1.（2024·连云港高二检测）光气（COCl2）是一种重要的有机合成中间体，有剧毒。光气与氨气反应的化学方程式为COCl2＋4NH3CO（NH2）2＋2NH4Cl。下列有关说法不正确的是（　　）
A.COCl2的电子式为︰
B.CO（NH2）2的球棍模型：
C.NH4Cl中含有离子键和共价键
D.Cl原子的原子结构示意图：
解析：A　COCl2分子中，C原子与O原子间形成2对共用电子对，C原子与每个Cl原子间各形成1对共用电子对，则其电子式为︰，A不正确；CO（NH2）2的结构式为，则其球棍模型为，B正确；NH4Cl由和Cl－构成，和Cl－间形成离子键，内N、H原子间形成共价键，C正确；Cl原子的核电荷数为17，核外电子数为17，则原子结构示意图为，D正确。
2.（2023·盐城响水清源高中高二期末）下列说法正确的是（　　）
A.熔点：金刚石＞晶体硅＞碳化硅
B.熔点：邻羟基苯甲醛＞对羟基苯甲醛
C.电负性：Na＜P＜Cl
D.熔、沸点：HF＜HCl＜HBr＜HI
解析：C　A项，三者都为共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，熔点越高，因此熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅；B项，由于对羟基苯甲醛含有分子间氢键，邻羟基苯甲醛含有分子内氢键，分子间氢键使得熔点升高，因此熔点：对羟基苯甲醛＞邻羟基苯甲醛；C项，同周期元素从左到右电负性逐渐增大，因此电负性：Na＜P＜Cl；D项，HF含有分子间氢键，分子间氢键使得熔点升高，因此熔、沸点：HCl＜HF，HCl、HBr、HI三者结构和组成相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。
3.（2024·南京高二检测）化学键是相邻原子之间强烈的相互作用。下列有关化学键的说法正确的是（　　）
A.KOH中既含有离子键又含有共价键，属于离子化合物
B.N2属于单质，不存在化学键
C.MgCl2中既含有离子键，又含有共价键
D.NH4Cl中含有共价键，又全部由非金属元素组成，不属于离子化合物
解析：A　KOH中钾离子与氢氧根离子间形成离子键，氢氧根离子中氢原子与氧原子间形成共价键，属于离子化合物，A正确；N2中氮原子与氮原子间形成共价键，B错误；MgCl2中氯离子和镁离子间形成离子键，无共价键形成，C错误；氯化铵中铵根离子与氯离子间形成离子键，属于离子化合物，D错误。
4.磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料。如图为其晶体结构中最小的重复单元，其中每个原子最外层均满足8电子稳定结构。下列有关说法正确的是（　　）
A.磷化硼的化学式为BP，其晶体属于分子晶体
B.磷化硼晶体的熔点高，且熔融状态下能导电
C.磷化硼晶体中每个原子均参与形成4个共价键
D.磷化硼晶体在熔化时需克服范德华力
解析：C　由磷化硼的晶胞结构可知，P位于顶角和面心，数目为×8＋6×＝4，B位于晶胞内，数目为4，故磷化硼的化学式为BP，磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，属于共价晶体，A项错误；磷化硼属于共价化合物，熔融状态下不能导电，B项错误；由磷化硼晶胞结构可知，磷化硼晶体中每个原子均参与形成4个共价键，C项正确；磷化硼晶体为共价晶体，熔化时需克服共价键，D项错误。
5.在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是（　　）
A.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
B.金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅
C.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
D.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
解析：D　HF、HCl、HBr、HI热稳定性依次减弱是因为它们的共价键键能逐渐减小，与键能有关；金刚石的硬度大于硅，熔、沸点高于硅是因为C—C键键能大于Si—Si键键能，与键能有关；NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低是因为它们的离子键键能随离子半径增大而逐渐减小，与键能有关；F2、Cl2、Br2、I2均为分子晶体，熔、沸点的高低由分子间作用力决定，与键能无关。
6.下列有关晶体的叙述错误的是（　　）
A.离子晶体熔化时离子键被破坏，而分子晶体熔化时化学键未被破坏
B.白磷晶体中，微粒之间通过共价键相结合
C.石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体
D.构成分子晶体的微粒中不一定存在共价键
解析：B　离子晶体熔化时离子键被破坏，而分子晶体熔化时化学键不被破坏，破坏的是分子间作用力，A项正确；白磷是分子晶体，微粒之间通过分子间作用力相结合，B项错误；石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体，C项正确；构成分子晶体的微粒中不一定存在共价键，如稀有气体分子对应的晶体中不含任何化学键，D项正确。
7.（2024·镇江高二检测）经理论计算预测，一种由汞（Hg）、锗（Ge）、锑（Sb）形成的新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为金刚石晶体中的C原子被Hg、Ge和Sb取代后形成。其晶胞如图所示，下列说法正确的（　　）
A.Hg、Ge、Sb三种元素都位于周期表的ds区
B.该晶胞中粒子个数比Hg∶Ge＝1∶2
C.Ge原子位于Sb原子构成的四面体空隙中
D.X晶体是一种合金，内部有自由电子，是电的良导体
解析：C　Hg为第80号元素，位于周期表的ds区，Ge为第32号元素，位于周期表的p区，Sb为第51号元素，位于周期表的p区，A错误；晶胞结构中Hg原子位于棱上和面心，每个晶胞中含Hg原子4×＋6×＝4个，晶胞结构中Ge原子位于晶胞顶角、面心、体心，每个晶胞中含Ge原子1＋8×＋4×＝4，则粒子个数比 Hg∶Ge＝1∶1，B错误；体心中的Ge原子位于其周围4个Sb原子形成的四面体空隙中，C正确；新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料，不能导电，D错误。
8.银晶体的晶胞采用面心立方堆积方式。设银原子的半径为r cm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，M表示银的摩尔质量，下列说法错误的是（　　）
A.银晶体每个晶胞中含有4个银原子
B.配位数是12
C.一个晶胞的体积是16r3 cm3
D.晶体的密度是g·cm－3
解析：D　银原子处于顶点与面心上，晶胞中含有的银原子数目为8×＋6×＝4，A正确；银晶体采用面心立方堆积方式，则银原子配位数是12，B正确；在立方体的各个面对角线上3个银原子彼此两两相切，银原子的半径为r，故面对角线长为4r，则棱长为2r，故晶胞的体积为（2r）3cm3＝16r3 cm3，C正确；每个晶胞中含有4个银原子，故晶胞质量为 g，晶胞的体积为16r3 cm3，故晶体密度为＝g·cm－3，D错误。
9.（2024·南京高二检测）钛、钴的一种化合物晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度为ρ g·cm－3，设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法不正确的是（　　）
A.晶胞中离Ti最近的O有12个
B.晶胞中离Co最近的Co有6个
C.在另一种晶胞结构的表示中，Co处于各顶角位置，则O处于面心位置
D.晶胞中Ti与O的最近距离是××107 nm
解析：C　Ti位于晶胞的顶点，从题图中可知，与其距离最近的O位于面心处，一个面上有4个这样的O，而有三个这样相互垂直的面，因此离Ti最近的O有12个，A正确；Co位于晶胞的体心，离Co最近的Co位于与其相邻的晶胞的体心，一个晶胞周围与其相邻的晶胞有6个，因此离Co最近的Co有6个，B正确；在另一种晶胞结构的表示中，Co处于各顶角位置，则O处于棱心位置，C错误；该晶胞中有1个Co、1个Ti和3个O，密度为ρ g·cm－3，则晶胞棱长a＝×107 nm，晶胞中Ti与O的最近距离为a，即××107 nm，D正确。
10.有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是（　　）
A.钛酸钙的化学式为CaTiO3
B.在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数目之比为 1∶2
C.硒化锌晶胞中与一个Se2－距离最近且相等的Se2－有8个
D.CaF2中F－与距离最近的Ca2＋所形成的键的夹角为109°28'
解析：C　由钛酸钙的晶胞可求得，晶胞中Ca原子数目：8×＝1，Ti原子数目：1，O原子数目：6×＝3，所以钛酸钙的化学式为 CaTiO3，A正确；金刚石中1个C原子连接4个C—C键，1个C—C键连接2个C原子，因此C原子与C—C键数目之比是1∶2，B正确；硒化锌晶胞中，与一个Se2－距离最近且相等的Se2－应该有12个，C错误；由氟化钙的晶胞可看出一个F－与4个Ca2＋可以形成正四面体形结构，所成的键的夹角为109°28'，D正确。
11.根据下列几种物质的熔点和沸点数据，判断下列有关说法错误的是（　　）
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 单质B
熔点/℃ 801 714 190 －70 2 300
沸点/℃ 1 465 1 412 178 57.6 2 500
注：AlCl3的熔点在2.02×105 Pa条件下测定。
A.SiCl4是分子晶体
B.单质B是共价晶体
C.AlCl3加热能升华
D.MgCl2晶体中离子键的强度比NaCl晶体中的大
解析：D　根据表中数据进行分析，NaCl的熔、沸点均比MgCl2的高，所以NaCl晶体中的离子键应比MgCl2晶体中的强，D项错误。
12.氧化锌晶体常用于液晶显示器中，该晶体可以醋酸锌[（CH3COO）2Zn]为原料在高温下分解制得。下列说法正确的是（　　）
A.ZnO中Zn2＋的配位数为6
B.ZnO、ZnS均为离子晶体，ZnO的熔点低于ZnS
C.（CH3COO）2Zn中非金属元素的电负性：O＞C＞H
D.若氧化锌晶胞参数为a cm，则两个O2－的最近距离为a cm
解析：C　晶体中O2－的配位数为4，O2－位于晶胞内，个数为4，Zn2＋位于晶胞顶角和面心，根据均摊法，一个晶胞内Zn2＋的个数为×8＋×6＝4，两者数目之比为1∶1，Zn2＋的配位数也为4，A错误；ZnO和ZnS结构相似，均为离子晶体，O2－的半径比S2－小，ZnO晶体的晶格能大，ZnO熔点高于ZnS，B错误；（CH3COO）2Zn中非金属元素有O、C、H，电负性强弱为O＞C＞H，C正确；晶胞参数为a cm，两个O2－最近距离为a cm，D错误。
13.（2024·常州高二检测）铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示（黑球代表Fe，白球代表Mg）。下列说法不正确的是（　　）
A.铁镁合金的化学式为Mg2Fe
B.晶胞中Fe与Mg的配位数均为4
C.晶体中存在的化学键类型为金属键
D.该晶胞的质量是 g（NA表示阿伏加德罗常数的值）
解析：B　Fe位于顶点和面心，个数为8×＋6×＝4，Mg位于晶胞内部，个数为8，因此化学式为Mg2Fe，A说法正确；根据晶胞图可知，Fe的配位数为8，Mg的配位数为4，B说法错误；铁镁合金属于金属晶体，金属晶体中存在金属键，C说法正确；晶胞的质量为g＝ g，D说法正确。
二、非选择题（本题共4小题，共61分）
14.（15分）（2024·盐城高二检测）化学反应伴随能量变化，获取反应能量变化有多条途径。
（1）下列反应中，属于放热反应的是BE（填字母）。
A.碳与水蒸气反应
B.铝和氧化铁反应
C. CaCO3受热分解
D.氢气还原三氧化钨制取钨
E. 锌与盐酸反应
（2）获取能量变化的途径
①已知：
化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C
键能/ （kJ·mol－1） 460 360 436 431 176 347
则：SiCl4（g）＋2H2（g）Si（s）＋4HCl（g）的反应热ΔH＝236kJ·mol－1
②已知在常温常压下：
ⅰ.2CH3OH（l）＋3O2（g）2CO2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝－1 275.6 kJ·mol－1
ⅱ.H2O（l）H2O（g）　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式：CH3OH（l）＋O2（g）CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－725.8 kJ·mol－1。
（3）最近科学家研制出超薄铁磁β-MnSe半导体，β-MnSe的晶胞结构如图所示。
①β-MnSe中Mn的配位数为4。
②Mn2＋的外围电子排布式为3d5。
解析：（1）碳与水蒸气的反应属于吸热反应；铝和氧化铁的反应属于放热反应；CaCO3受热分解属于吸热反应；氢气还原三氧化钨制取钨属于吸热反应；锌与盐酸的反应属于放热反应。（2）①焓变等于反应物总键能减去生成物总键能，即ΔH＝（4×360＋2×436）kJ·mol－1－（2×176＋4×431）kJ·mol－1＝236 kJ·mol－1；②由信息可写出甲醇燃烧热的热化学方程式：CH3OH（l）＋O2（g）CO2（g）＋2H2O（l） 　ΔH，结合盖斯定律可知反应CH3OH（l）＋O2（g）CO2（g）＋2H2O（l）可由方程式ⅰ和ⅱ联立求得，即ΔH＝ kJ·mol－1＝－725.8 kJ·mol－1。（3）①由晶胞结构图知，Mn原子与周围距离最近且相等的Se原子构成正四面体，即配位数为4；②基态锰原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，所以Mn2＋的外围电子排布式为3d5。
15.（15分）钛（Ti）、钒（V）、镍（Ni）、镧（La）等在储氢材料方面具有广泛的用途。一些晶体材料的结构示意图如图Ⅰ、Ⅱ所示。
请回答下列问题：
（1）写出基态镍原子的核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d84s2（或[Ar]3d84s2）。
（2）镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表。某合金储氢后的晶胞如图Ⅰ所示，该合金的化学式为LaNi5，1 mol镧形成的该合金能储存3 mol氢气。
（3）PTC元件（热敏电阻）的主要成分——钡钛矿晶体的晶胞结构如图Ⅱ所示，该晶体经X射线分析鉴定，重复单元为立方体，棱长为a cm。顶角位置被Ti4＋所占据，体心位置被Ba2＋所占据，所有棱心位置被O2－所占据。
①写出该晶体的化学式：BaTiO3。
②若该晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则a＝。
解析：（1）Ni是28号元素，其基态原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。
（2）根据某合金储氢后的晶胞结构示意图可知，该晶胞中含有La的数目为8×＝1，含有Ni的数目为8×＋1＝5，所以合金化学式为LaNi5；1 mol镧形成的该合金吸附氢气的物质的量是8 mol×＋2 mol×＝3 mol。（3）①根据晶胞结构示意图可知，一个晶胞中Ba2＋的数目为1，Ti4＋的数目为8×＝1，O2－的数目为12×＝3，所以该晶体的化学式是BaTiO3；②由于该晶胞为立方体，边长为a cm，1 mol晶胞中含有1 mol BaTiO3，若该晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则根据晶体的密度ρ g·cm－3＝＝＝ g·cm－3，可得a＝。
16.（15分）新型SiC增强铝基复合材料，可展开柔性砷化镓太阳能电池系统，助力“天问一号”开展火星探测。回答下列问题：
（1）基态Si原子中，电子占据的最高能量原子轨道符号为3p，Ga的基态原子的外围电子排布式是4s24。
（2）第三周期元素中，第一电离能介于铝和磷之间的元素除硅外，还有Mg、S（填元素符号）。
（3）碳化硅和硅晶体都具有金刚石型结构，碳化硅熔点高于硅的原因是碳化硅和硅晶体都是共价晶体，原子半径：C＜Si，共价键键长：C—Si键小于Si—Si键，键能：C—Si键大于Si—Si键，熔点：碳化硅高于硅。
（4）GaAs的晶胞如图所示。
①GaAs的熔点为1 238 ℃，该晶体的类型为共价晶体。
②下列说法正确的是C（填字母）。
A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同
B.电负性：As＜Ga
C.砷化镓晶体中含有配位键
（5）原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。图中各原子坐标参数A为（0，0，0）、B为（0，1，1）、C为（1，1，0），则D原子的坐标参数为。
解析：（1）基态Si原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，则电子占据的最高能量原子轨道符号为3p；Ga和Al同主族，且位于Al的下一周期，则基态Ga原子的外围电子排布式为4s24p1。（2）第三周期元素从左至右，第一电离能呈增大趋势，其中基态Mg 3s轨道为全充满状态，P原子3p轨道为半充满状态，比较稳定，其第一电离能大于相邻元素，则第一电离能：Na＜Al＜Mg＜Si＜S＜P＜Cl＜Ar，所以第一电离能介于铝和磷之间的元素除硅外，还有Mg、S。（3）金刚石为共价晶体，碳化硅和硅晶体都具有金刚石型结构，则碳化硅和硅晶体都是共价晶体。原子半径：C＜Si，则共价键键长：C—Si键小于Si—Si键，键能：C—Si键大于Si—Si键，所以熔点：碳化硅高于硅。（4）①GaAs的熔点为1 238 ℃，熔点较高，则该晶体为共价晶体；②砷化镓晶胞结构与NaCl不相同，A项错误；As和Ga位于同一周期，同一周期元素从左到右电负性逐渐增强，所以电负性：As＞Ga，B项错误；砷原子最外层有5个电子，镓最外层有3个电子。砷原子提供一对孤电子对与镓形成配位键，则砷化镓晶体中含有配位键，C项正确。（5）D与周围4个原子形成正四面体形结构，D与顶点C的连线处于晶胞体对角线上，且D、C间距离为对角线长的，则D原子的坐标参数为。
17.（16分）氟硼铍酸钾是一种非线性光学晶体，我国是率先掌握通过非线性光学晶体变频来获得深紫外激光技术的国家。请回答下列问题。
（1）H3BO3在水溶液中存在电离：H3BO3＋H2OH＋＋B（OH，B（OH中存在配位键，从原子结构的角度分析B（OH中能形成配位键的原因：B原子提供空轨道，OH－中的O原子提供孤电子对。
（2）氟硼酸钾是制备氟硼铍酸钾的原料之一。氟硼酸钾在高温下会分解为KF和BF3，二者的熔点分别为858 ℃、－126 ℃。KF的熔点远高于BF3的熔点的原因是KF为离子晶体，熔化时需克服离子键，BF3为分子晶体，熔化时只破坏较弱的分子间作用力。
（3）BeO晶体也是制备氟硼铍酸钾晶体的原料，其晶胞结构如图1所示。设O与Be的最近距离为a pm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则BeO晶体的密度为×1030g·cm－3。
（4）立方氮化硼的硬度仅次于金刚石的硬度，但其热稳定性远高于金刚石的热稳定性，其晶胞结构如图2所示。立方氮化硼属于共价晶体。已知：立方氮化硼晶体的密度为d g·cm－3，B原子的半径为x pm，N原子的半径为y pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞中原子的空间利用率（构成晶体的原子在整个晶体空间中所占的有体积百分比）为×100％（列出计算式即可）。
解析：（1）配位键形成的条件是有提供空轨道的中心原子，有提供孤电子对的配位体，故从原子结构的角度分析B（OH中能形成配位键的原因是B原子提供空轨道，OH－中的O原子提供孤电子对。（2）KF为离子晶体，熔化时需克服离子键，BF3为分子晶体，熔化时只需破坏范德华力，所以KF的熔点远高于BF3的熔点。（3）一个BeO晶胞内所含氧原子的数目为8×＋6×＝4，含有Be原子的个数为4，故一个BeO晶胞的质量为g，若O与Be的最近距离为a pm，则晶胞体对角线长为4a pm，晶胞棱长为 pm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则BeO晶体的密度为ρ＝＝ g·cm－3＝×1030 g·cm－3。（4）立方氮化硼的硬度仅次于金刚石的硬度，其晶体的空间结构类似于金刚石的空间结构，故立方氮化硼属于共价晶体。一个立方氮化硼晶胞中含有的N原子的个数为4，B原子的个数为8×＋6×＝4，故一个立方氮化硼晶胞的质量m＝ g，又因为立方氮化硼晶体的密度为d g·cm－3，故晶胞的体积V＝＝cm3＝ cm3，B原子和N原子的总体积V'＝4×cm3＝×（x3＋y3）×10－30cm3，则该晶胞中原子的空间利用率为×100％＝×100％＝×100％。

展开更多......

收起↑