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综合测评(B)
(时间:60分钟　满分:100分)
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列原子价层电子的轨道表示式正确的是(　　)。
答案:B
解析:A项中氧原子的价层电子轨道表示式违反洪特规则,正确的应为;C项中硅原子的价层电子轨道表示式违反泡利原理,正确的应为;D项中铬原子的价层电子排布违反洪特规则的特例,正确的应为。
2.1869年门捷列夫把当时已知的元素根据物理、化学性质进行排列,准确预留了甲、乙两种未知元素的位置,并预测了两者的相对原子质量,部分原始记录如下。下列说法中错误的是(　　)。
A.甲位于现行元素周期表第四周期第ⅢA族
B.原子半径比较:甲>乙> Si
C.乙的简单气态氢化物的稳定性比CH4的强
D.推测乙的单质可用作半导体材料
答案:C
解析:从示意图可以看出同一行的元素在同一主族,同一列的元素在同一周期,甲元素与B和Al在同一主族,与As在同一周期,则甲在元素周期表中的位置是第四周期第ⅢA族,A项正确。甲元素和乙元素同周期,同周期元素(稀有气体元素除外)的核电荷数越小,原子半径越大,则甲元素的核电荷数小于乙,所以甲元素的原子半径大于乙元素的原子半径;同主族元素,核电荷数越大,原子半径越大,乙元素与Si同主族,乙元素的核电荷数大于Si元素的核电荷数,故原子半径大小顺序为甲>乙>Si,B项正确。同主族元素的非金属性从上到下逐渐减弱,则气态氢化物的稳定性逐渐减弱,故乙的简单气态氢化物的稳定性比CH4的弱,C项错误。乙为Ge元素,其处于金属元素和非金属元素的交界处,可用作半导体材料,D项正确。
3.以下有关元素性质的说法中不正确的是(　　)。
A.具有下列电子排布式①1s22s22p63s23p2　②1s22s22p3
③1s22s22p2　④1s22s22p63s23p4的原子中,原子半径最大的是①
B.具有下列价层电子排布式①3s23p1　②3s23p2　
③3s23p3　④3s23p4的原子中,第一电离能最大的是③
C.①Na、K、Rb　②N、P、Si　③Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数增大而增大的是③
D.某主族元素基态原子的逐级电离能分别为738 kJ·mol-1、1 451 kJ·mol-1、7 733 kJ·mol-1、10 540 kJ·mol-1、13 630 kJ·mol-1、17 995 kJ·mol-1、21 703 kJ·mol-1……当它与氯气反应时生成的阳离子是X3+
答案:D
解析:A项中各原子依次是Si、N、C、S,同周期元素(稀有气体元素除外)原子的半径从左到右逐渐减小,所以原子半径Si>S,C>N,同主族元素原子的半径从上到下逐渐增大,有Si>C,A项正确;3s23p3中p轨道处于半充满状态,较稳定,所以其第一电离能最大,B项正确;一般来说,同周期元素的电负性从左到右逐渐增大,同主族元素的电负性从上到下逐渐减小,①中电负性K>Rb,②中电负性N最大,C项正确;该元素的第三电离能发生突变,即表示其不容易失去第三个电子,则其最外层有2个电子,当它与氯气反应时生成的阳离子应是X2+,D项错误。
4.我国嫦娥五号探测器带回月球土壤,经分析发现其构成与地球土壤类似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族。下列结论正确的是 (　　)。
A.原子半径大小顺序为W>X>Y>Z
B.化合物XW中的化学键为离子键
C.Y单质的导电性弱于Z单质的导电性
D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
答案:B
解析:根据题干中有关W、X、Y、Z原子结构的信息,并结合对地球土壤中的元素组成的初步认识,可推断出X、Y、Z分别为第三周期的Mg、Al、Si,W为O。O、Mg、Al、Si的原子半径大小顺序为X>Y>Z>W(Mg>Al>Si>O),A项错误;化合物XW(MgO)中的化学键是离子键,B项正确;Y(Al)单质的导电性强于Z(Si)单质的导电性,C项错误;Z的氧化物的水化物(硅酸或原硅酸)的酸性弱于碳酸的酸性,D项错误。
5.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如下图所示。下列说法中正确的是(　　)。
A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B.原子半径的大小顺序为ZC.Y2-和Z3+的核外电子数和能层数都不相同
D.元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强
答案:A
解析:X、Y、Z、W、Q分别为N、O、Al、S、Cl。N的最高正价为+5价,Al的最高正价为+3价,两者之和为8,A项正确;同一周期元素(稀有气体元素除外),从左到右,元素的原子半径逐渐减小,故原子半径从大到小的顺序为Al>S>Cl,B项错误;O2-和Al3+的核外电子数和能层数均相同,C项错误;非金属性S6.下列说法中正确的是(　　)。
A.分子中共价键键能越大,键长越长,则分子越稳定
B.元素周期表中的第ⅡA族和第ⅦA族元素的原子间不能形成共价键
C.水分子可表示为H—O—H,分子中键角为180°
D.N—N、NN、N≡N的键能之比为1.00∶2.17∶4.90,说明N2分子中π键键能>σ键键能
答案:D
解析:分子中共价键的键长越长,键能越小,A项错误;第ⅡA族中的Be与第ⅦA族中的Cl,可以形成BeCl2分子,其中Be与Cl之间以共价键结合,B项错误;水分子中键角为105°,C项错误。
7.下列描述正确的是(　　)。
①CS2为V形的极性分子　②Cl的空间结构为平面三角形　③SF6中有6个完全相同的成键电子对　
④SiF4和S的中心原子均采用sp3杂化
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
答案:D
解析:CS2和CO2的空间结构相同,为直线形,①错误;Cl的中心原子Cl有一对孤电子对,所以Cl的空间结构为三角锥形,②错误;S原子最外层有6个电子,正好与6个F原子形成6个共价键,③正确;SiF4中Si形成4个σ键,S中S有一对孤电子对,价层电子对数为4,所以Si、S均采用sp3杂化,④正确。
8.下图是不同直径碳纳米管中的冰柱结构及结冰温度,冰柱的大小取决于碳纳米管的直径。下列关于碳纳米管及冰柱结构的说法错误的是(　　)。
A.碳纳米管是制造飞机的理想材料
B.碳纳米管中的碳原子采用sp3杂化
C.水在碳纳米管中结冰的规律是碳纳米管直径越小,结冰温度越高
D.四种冰柱结构中水分子的结构相同
答案:B
解析:纳米材料有其独特的功能,一般飞机是用钢铁制造的,由于碳纤维的强度高、刚度高、密度小,它也可以是制造飞机的理想材料,A项正确;纳米碳管中的碳原子采用sp2杂化,B项错误;根据不同直径纳米碳管中的冰柱结构及结冰温度的数据可知:纳米碳管直径越小,结冰温度越高,C项正确;水分子的结构相同,只是水分子的聚集状态不同,D项正确。
9.胆矾(CuSO4·5H2O)可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O,其结构示意图如下:
下列有关胆矾的说法正确的是(　　)。
A.所有氧原子都采取sp3杂化
B.氧原子参与形成配位键和氢键两种化学键
C.Cu2+的价层电子排布式为3d84s1
D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去
答案:D
解析:A项,与S相连的氧原子没有发生轨道杂化;B项,氢键不是化学键;C项,Cu2+的价层电子排布式为3d9;D项,由图可知,胆矾中有1个H2O与其他粒子通过氢键结合,易失去,有4个H2O与Cu2+通过配位键结合,较难失去。
10.如图为碘晶体的晶胞结构。下列有关说法中正确的是(　　)。
碘晶体晶胞
A.碘分子的排列有2种不同的取向,2种取向不同的碘分子以4为配位数交替配位形成层结构
B.用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子
C.碘晶体为无限延伸的空间结构,是共价晶体
D.碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力
答案:A
解析:在立方体的一个面上,有5个I2,4个方向相同,结合其他面考虑可知A项正确;每个晶胞中有4个碘分子,B项错误;此晶体是分子晶体,C项错误;碘原子间只存在非极性共价键,范德华力存在于分子与分子之间,D项错误。
11.元素周期表前五周期的一部分如表所示,X、Y、Z、R、W、J是6种元素的代号,其中J为0族元素。
下列说法正确的是(　　)。
A.R原子的核外电子的轨道表示式为
B.Y2-与Na+的半径大小关系为Y2->Na+
C.X的第一电离能小于Y的第一电离能
D.表中电负性最大的元素为W
答案:B
解析:由表中信息和J为0族元素可知:X为N,Y为O,Z为F,R为S,W为Br,J为Xe。A项,S原子3p轨道上的电子应先分占不同轨道,A项错误;O2-与Na+具有相同的电子层结构,原子序数越小,离子半径越大,故O2-的半径大于Na+的半径,B项正确;N的第一电离能大于O的第一电离能,C项错误;表中电负性最大的元素为Z(F),D项错误。
12.磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染,其结构如图所示。下列说法错误的是(　　)。
A.基态Cl原子的核外电子有17种运动状态
B.C、N、O、P四种元素中电负性最大的是O
C.H3PO4分子中磷原子的价电子对数为5
D.该分子与足量H2发生加成反应后的产物分子中含有5个手性碳原子
答案:C
解析:基态Cl原子的核外有17个电子,每个电子运动状态均不相同,则共有17种运动状态,A项正确。一般元素非金属性越强,电负性越大,四种元素中电负性最大的是O,B项正确。H3PO4分子中磷原子的价电子对数=4+(5+3-2×4)=4,C项错误。1个磷酸氯喹分子中只有一个手性碳原子,如图所示(*碳原子为手性碳原子):·2H3PO4,与足量H2发生加成反应后,分子中含有5个手性碳原子,如图所示(*碳原子为手性碳原子):·2H3PO4,D项正确。
13.下列对一些实验事实的理论解释正确的是(　　)。
选项 实验事实 理论解释
A 氮原子的第一电离能大于氧原子的第一电离能 氮原子2p能级半充满,氧原子失去2p能级上的1个电子能达到稳定结构
B CO2为直线形分子 CO2分子中碳原子采取sp2杂化
C 金刚石的熔点低于石墨的熔点 金刚石是分子晶体,石墨是混合型晶体
D HF的沸点高于HCl的沸点 HF的相对分子质量小于HCl的相对分子质量
答案:A
解析:B项的理论解释错误,二氧化碳分子中碳原子采取sp杂化;C项的理论解释错误,原因是石墨中碳碳键的键能大于金刚石中碳碳键的键能;D项的理论解释错误,原因是HF分子间存在氢键。
14.下列说法中不正确的是(　　)。
A.在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-形成正八面体
B.在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+
C.在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数的比为1∶2
D.E和F形成的气态团簇分子的分子式为EF或FE
答案:D
解析:CaF2晶胞中,Ca2+占据8个顶角和6个面心,故每个晶胞中Ca2+共8×+6×=4个;金刚石晶体中,每个C原子与4个C原子相连,而碳碳键为2个碳原子共用,C原子与C—C个数比为1∶2;由于是气态团簇分子,其分子式应为E4F4或F4E4。
15.Fe为过渡金属元素,在工业生产中具有重要的用途。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物
[Fe(NO)(H2O)n]SO4,该配合物的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26。下列有关说法正确的是(　　)。
A.该配合物的化学式可写为[Fe(NO)(H2O)3]SO4
B.该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表p区
C.1 mol该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应可生成1 mol沉淀
D.该配合物中阳离子呈正八面体结构,阴离子呈正四面体结构
答案:C
解析:该配合物中Fe显+2价,Fe2+最外层电子排布式为3s23p63d6,即最外层电子数为14,则配体提供的电子总数为12,每个NO和H2O均可提供2个电子,故n=5,该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4,A项错误;氢元素位于元素周期表中的s区,B项错误;该配合物中只有S能与Ba2+反应生成沉淀,C项正确;该配合物中阳离子为[Fe(NO)(H2O)5]2+,由其配体组成可知,其不可能是正八面体结构,D项错误。
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(9分)A、B都是短周期元素,原子最外层电子排布式分别为(n+1)sx、nsx+1npx+3。A与B可形成化合物C和D。D溶于水时有气体E逸出,E能使带火星的木条复燃。请回答下列问题:
(1)比较电离能:I1(A)　　　　(填“>”或“<”,下同)I2(A),I1(A)　　　　I1(B),I1(B)　　　　I1(He)。
(2)通常A元素的化合价是　　　　价,对A元素呈现这种价态进行解释:
①用原子结构的观点进行解释: 　　　　　　　　　　　　　　。
②用电离能的观点进行解释: 　　　　　　　　　　　　　　。
(3)写出D与水反应的离子方程式: 　　　　　　　　　　　　　　。
(4)列举气体E的主要用途:　　　　　　　　　　　　　　　　(至少写出两项)。
答案:(1)<　<　<
(2)+1　①钠原子失去一个电子后形成电子排布为1s22s22p6的+1价阳离子,其原子轨道处于全充满状态,该离子结构非常稳定,极难再失去电子　②钠元素的第一电离能相对较小,第二电离能比第一电离能大很多,通常钠原子只能失去一个电子
(3)2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑
(4)供给动植物呼吸、支持燃料燃烧(其他合理答案均可)
解析:由s能级最多能容纳2个电子和nsx+1可知,x等于1。由于A、B都是短周期元素,原子最外层电子排布式分别为(n+1)sx、nsx+1npx+3可知,n等于2。因此,A元素原子的核外电子排布式是1s22s22p63s1,A是钠(Na)元素;B元素原子的核外电子排布式是1s22s22p4,B是氧(O)元素。
17.(12分)氮族元素在化学领域具有重要的地位。请回答下列问题:
(1)基态氮原子的价层电子轨道表示式为　　　　　　　　　　　　　;第二周期的元素中,第一电离能介于B和N之间的元素有　　　种。
(2)PH3分子的空间结构为　　　　,其中存在的共价键类型为　　　　　　　,PH3的沸点　　　　(填“高于”或“低于”)NH3,原因是　　　　　　　　　　　　　　。
(3)雌黄的分子式为As2S3,其分子结构如图所示:,As原子的杂化类型为　　　　　　。
(4)向CuSO4溶液中加入少量氨水生成蓝色沉淀,继续加入氨水沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液,向该溶液中加入一定量的乙醇,析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O固体。S的空间结构为　　　　　　　　; [Cu(NH3)4]SO4·H2O固体中含有的化学键有　　　　(填字母)。
A.离子键　B.共价键　C.氢键　D.金属键　E.配位键
若要确定[Cu(NH3)4]SO4·H2O是晶体还是非晶体,最科学的方法是进行　　　　　　　　实验。
(5)现代冶金工业中,发生反应2[Au(CN)2]-+Zn2Au+[Zn(CN)4]2-。CN-是常见的配体,提供孤电子对的是C不是N,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案:(1)　3
(2)三角锥形　σ键或极性共价键　低于　NH3分子间存在氢键,PH3不存在分子间氢键
(3)sp3
(4)正四面体形　ABE　X射线衍射
(5)C的电负性比N小,吸引孤电子对的能力比N弱
解析:(1)N是7号元素,最外层有5个电子,即价电子数是5,基态氮原子的价层电子轨道表示式为;一般情况下,同周期元素随原子序数增大,元素第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族、ⅤA族元素的第一电离能高于同周期相邻元素的第一电离能,第二周期第一电离能介于B和N之间的元素有Be、C、O,共3种。
(2)PH3的中心原子P形成3个σ键,孤电子对数为=1,PH3的空间结构为三角锥形;存在的共价键类型为σ键或极性共价键;NH3可形成分子间氢键,PH3不可形成分子间氢键,因此NH3的沸点高于PH3的沸点。
(3)雌黄的分子式为As2S3,由其分子结构可知每个As原子与3个S原子形成3个σ键,还含有1对孤电子对,杂化轨道数目为3+1=4,As的杂化方式为sp3杂化。
(4)S的价层电子对数为4,形成四个杂化轨道,中心原子S原子的杂化方式为sp3,杂化轨道形成四面体结构,价层电子对数=孤电子对数+σ键电子对数,可知孤电子对数为0,所以S为正四面体结构; [Cu(NH3)4]SO4·H2O固体中阴、阳离子通过离子键结合;在配位体NH3、H2O分子内及S中含有共价键;NH3与中心离子Cu2+间通过配位键结合,所以该晶体中含有的化学键有离子键、共价键、配位键。若要确定[Cu(NH3)4]SO4·H2O是晶体还是非晶体,最科学的方法是进行X射线衍射实验。
(5)配体在形成配位键时需具备两个条件:一是有孤电子对,二是配位原子的电负性不能太大,如CO、CN-等配体中C原子提供孤电子对,是因为C的电负性比N、O的小。
18.(12分)第ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题。
(1)碳的一种单质的结构如图1所示。该单质的晶体类型为　　　　　,依据原子轨道的重叠方式,原子间存在的共价键类型有　　　　,碳原子的杂化轨道类型为　　　。
图1
(2)石墨烯是从石墨材料中剥离出来的,由单质碳原子组成的二维晶体。将氢气加入石墨烯中可制得一种新材料石墨烷。下列判断错误的是　　　　(填字母)。
A.石墨烯是一种强度很高的材料
B.石墨烯是电的良导体,而石墨烷则为绝缘体
C.石墨烯与石墨烷均为高分子化合物
D.石墨烯与H2制得石墨烷的反应属于加成反应
(3)CH4、SiH4、GeH4的熔、沸点依次　　　　(填“增大”或“减小”),其原因是　 　　　　　。
(4)SiO2比CO2熔点高的原因是　　　　　　　　　　　　　　。
(5)四卤化硅(SiX4)的沸点和二卤化铅(PbX2)的熔点如图2所示。
图2
①SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是　　　　　　　　　　　　　　。
②结合SiX4的沸点和PbX2的熔点变化规律,可推断:依F、Cl、Br、I次序,PbX2晶体中离子键百分数　　　　,共价键百分数　　　　(填“增大”“不变”或“减小”)。
(6)水杨酸的第一级电离形成离子,相同温度下,水杨酸的　　　　(填“>”“=”或“<”)苯酚()的Ka,其原因是　　　　　　　　　　　　　　。
答案:(1)混合型晶体　σ键、π键　sp2
(2)C
(3)增大　三种物质均为分子晶体,结构与组成相似,相对分子质量越大,范德华力越大,熔、沸点越高
(4)SiO2为共价晶体,而CO2为分子晶体
(5)①均为分子晶体,范德华力随相对分子质量增大而增大　②减小　增大
(6)<　中—COO-与—OH中的氢形成分子内氢键,使其更难电离出H+
解析:(2)石墨烯单层原子间以共价键相结合,强度很高,A项正确;石墨烯中碳原子所在的平面内有自由移动的电子,是电的良导体,而石墨烷中没有自由移动的电子,为绝缘体,B项正确;石墨烯只含一种碳元素,为碳的单质,C项错误;石墨烯与H2间的反应属于加成反应,D项正确。
(5)①四卤化硅为分子晶体,F、Cl、Br、I的相对原子质量逐渐增大,沸点与相对分子质量有关,相对分子质量越大,沸点越高。②PbX2的熔点按F、Cl、Br、I次序先降低后升高,其中PbF2为离子晶体,PbBr2、PbI2为分子晶体,可知依F、Cl、Br、I次序,PbX2晶体中离子键百分数减小,共价键百分数增大。
19.(12分)含氟化合物在生产、生活中有重要的应用,回答下列问题:
(1)基态氟原子核外电子的运动状态有　　　种,有　　　　种不同能量的原子轨道,其价层电子的轨道表示式为　　　　　　。
(2)N与F可形成化合物N2F2,下列有关N2F2的说法中正确的是　　　　　(填字母,下同)。
A.分子中氮原子的杂化轨道类型为sp2
B.其结构式为F—N≡N—F
C.其分子有两种不同的空间结构
D.1 mol N2F2含有的σ键的数目为4NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
(3)NaHF2可用于制无水氟化氢。常温常压下NaHF2为白色固体,易溶于水,160 ℃分解。NaHF2中所含作用力的类型有　　　　。
A.离子键 B.共价键
C.配位键 D.氢键
(4)二氟甲烷(CH2F2)难溶于水,而三氟甲烷(CHF3)可溶于水,其可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g)　ΔH=-313 kJ·mol-1 ,F—F的键能为159 kJ·mol-1,Cl—Cl的键能为242 kJ·mol-1,则ClF3中Cl—F的平均键能为　　　 kJ ·mol-1。ClF3的熔、沸点比BrF3的　　　(填“高”或“低”)。
(6)氟化钙的晶胞结构如图所示。晶胞中Ca2+的配位数为　　　　。与F-等距且最近的Ca2+形成的空间结构为　　　　　　。已知氟化钙的晶胞边长为a pm,其密度为ρ g·cm-3,则阿伏加德罗常数的数值为　　　　　　　(列出计算式即可)。
答案:(1)9　3　　
(2)AC
(3)ABD
(4)三氟甲烷中由于3个F原子的吸引使得C原子的正电性增强,从而三氟甲烷中的H原子可与H2O中的O原子之间形成氢键
(5)172　低
(6)8　正四面体　
解析:(2)由8电子稳定结构可知,N2F2分子中N原子需形成3个价键、F原子需形成1个价键,故N原子之间形成氮氮双键,每个N原子分别与1个F原子形成N—F,此外每个N原子还有1个孤电子对。综上可知,N2F2分子中N原子的价电子对数为3,杂化轨道类型为sp2,A项正确;N2F2的结构式为F—NN—F,B项错误;每个N原子还有1个孤电子对,分子中存在顺反异构:、,C项正确;1 mol N2F2含有3 mol σ键,D项错误。
(3)NaHF2中存在Na+与F-形成的离子键、F-与HF形成的氢键、HF中的共价键。
20.(10分)我国科学家在某杂志上发表研究报告称,利用铬同位素的系统分析发现“古代大气氧含量高于现代水平的1%”。铬的同位素有CrCrCrCr。金属铬是一种极硬、耐腐蚀的银白色金属,其化合物种类繁多,在生活、生产中有广泛应用。回答下列问题:
(1)基态Cr的价层电子轨道表示式为　　　　　　　　　　　　　　。
(2)交警用“酒精仪”查酒驾,其化学反应原理如下:
2K2Cr2O7+3CH3CH2OH+8H2SO43CH3COOH+2Cr2(SO4)3+2K2SO4+11H2O
①CH3CH2OH、CH3COOH的沸点高于对应的CH3OCH3(二甲醚)、HCOOCH3(甲酸甲酯),其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　。
②CH3COOH分子中碳原子的杂化类型是　　　　;CH3COOH分子中σ键和π键数目之比为　　　　。
③上述反应中,只含极性键的极性分子有　　　　　(填分子式)。
(3)配离子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+的结构可能有　　 种。
(4)晶体铬的晶胞结构如图1所示,铬原子的配位数为　　　　。
(5)铬的一种氧化物晶胞的结构如图2所示。六棱柱底面边长为a nm,高为b nm,NA代表阿伏加德罗常数的值。该晶体的化学式为　　　;该晶体的密度ρ=　　　 g·cm-3。
答案:(1)
(2)①CH3CH2OH、CH3COOH分子间存在氢键　②sp2、sp3　7∶1　③H2O、H2SO4
(3)4　(4)8
(5)Cr2O3　
解析:(1)Cr为24号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,价层电子排布式为3d54s1,价层电子轨道表示式为。
(2)①在乙醇和乙酸中均有O—H,分子间可以形成氢键,使物质的熔、沸点升高。
②乙酸的结构式为。C原子的杂化类型可以从其周边的原子数判断,甲基上的C原子形成4个σ键,C原子上没有孤电子对,C原子的杂化类型为sp3;羧基中C原子形成3个σ键和1个π键,C原子上没有孤电子对,C原子的杂化类型为sp2。单键均为σ键,而且碳氧双键中有1个σ键和1个π键,故1个CH3COOH分子中一共有7个σ键和1个π键,则σ键和π键的数目之比为7∶1。
③根据化学方程式2K2Cr2O7+3CH3CH2OH+8H2SO43CH3COOH+2Cr2(SO4)3+2K2SO4+11H2O,反应中属于分子的有CH3CH2OH、H2SO4、CH3COOH、H2O。CH3CH2OH、CH3COOH中都有C—C非极性键,只有极性共价键的是H2SO4、H2O,而且H2SO4、H2O都属于极性分子。
(3)配离子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+为八面体结构。平面上有3个水分子和1个氨分子的有1种,平面上有2个水分子和2个氨分子(两个水分子可能相邻或相对)的有2种,平面上有3个氨分子和1个水分子的有1种,所以其可能情况有4种。
(4) 晶体铬中,Cr占据了顶角和体心,离体心的Cr原子最近的有8个Cr原子,所以其配位数为8。
(5)以整个六棱柱为整体,有4个Cr在其中,完全属于此晶胞。有3个O原子在晶胞内,完全属于此晶胞;还有2个O原子在面上,为2个面共用,完全属于此晶胞的O原子数为2×=1;在顶角有12个O原子,每个O原子为6个晶胞共用,完全属于此晶胞的O原子数为12×=2,故完全属于该晶胞的O原子共3+1+2=6个,Cr和O的原子个数比为2∶3,则化学式为Cr2O3。ρ=,晶胞中有4个Cr和6个O,则晶胞的质量m= g= g。晶胞的体积V=S底×h=a×10-7 cm×a×10-7 cm××6×b×10-7 cm=a2b×10-21 cm3,可得ρ= g·cm-3。
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