题目内容

1．已知A、B、C、D、E、F、G、H、I为元素周期表中原子序数依次增大的前四周期元素，A原子的最外层中p轨道上的电子数等于前一电子层电子总数；A、B、C、D；E、F与G分别位于同一周期．C原子L层上有2对成电子，D、E、F的核外电子排布相同的简单离子可形成一种E3FD6型离子晶体X，EG、HC为电子数相同的离子晶体．I原子M层为全充满状态，且核外的未成对电子只有一个．请根据以上情况，回答下列问题：（答题时，用对应的元素符号表示）
（1）科学家通过X射线探明，MgO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似，MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且距离相等的Mg2+有12个，和它最邻近且距离相等的O2-有6个．MgO的熔点＞NaCl的熔点（填“＞”“＜”“﹦”），原因MgO和NaCl为离子晶体，MgO晶体中Mg2+、O2- 的所带电荷大于NaCl晶体中Na+、Cl-的所带电荷，Mg2+、O2- 的半径小于NaCl晶体中Na+、Cl-的半径，MgO晶格能大，所以MgO的熔点比NaCl的高．
（2）写出X的化学式Na3AlF6
（3）写出X涉及化工生产中的一个化学方程式2Al2O3（融熔）$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$2Al+3 O2↑．
（4）试解释工业冶炼F不以FG3而是以F2C3为原料的原因：Al2O3为离子化合物，而AlCl3为共价化合物，共价化合物在熔融状态下不能电离出自由移动的离子，所以用Al2O3为原料而不是用AlCl3．
（5）H与D可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示：
H与D形成离子化合物的化学式为CaF2；该离子化合物晶体的密度为a g/cm3，则晶胞的体积是$\frac{4×78g/mol}{ag/c{m}^{3}×{N}_{A}mo{l}^{-1}}$（只要求列出算式）．

分析 A原子的最外层中p轨道上的电子数等于前一电子层电子总数，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，则A为碳元素，C原子L层上有2对成对电子，核外电子排布为1s2s22p4，则C为氧元素；A、B、C、D原子序数依次增大，且同周期，所以B为氮元素，则D为氟元素；
D、E、F的简单离子核外电子排布相同，核外电子数为10，则E、F处于第三周期，三者可形成一种E3FD6型离子晶体X，可知E为+1价、F为+3价，故E为Na、F为Al；E、F与G分别位于同一周期，EG、HC为电子数相同的离子晶体，则G表现-1价、H表现+2价，可推知G为Cl、H为Mg；I原子M层为全充满状态，且核外的未成对电子只有一个，原子核外电子数为2+8+18+1=29，故I为Cu，据此解答．

解答 解：原子的最外层中p轨道上的电子数等于前一电子层电子总数，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，则A为碳元素，C原子L层上有2对成对电子，核外电子排布为1s2s22p4，则C为氧元素；A、B、C、D原子序数依次增大，且同周期，所以B为氮元素，则D为氟元素；
D、E、F的简单离子核外电子排布相同，核外电子数为10，则E、F处于第三周期，三者可形成一种E3FD6型离子晶体X，可知E为+1价、F为+3价，故E为Na、F为Al；E、F与G分别位于同一周期，EG、HC为电子数相同的离子晶体，则G表现-1价、H表现+2价，可推知G为Cl、H为Mg；I原子M层为全充满状态，且核外的未成对电子只有一个，原子核外电子数为2+8+18+1=29，故I为Cu．
（1）科学家通过X射线探明，MgO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似，晶胞结构为，以顶点为Mg2+离子研究，与之最近的Mg2+离子位于面心，每个顶点为12个面共用，故MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且距离相等的Mg2+有12个，与之最邻近且距离相等的O2-位于棱中间，且关于Mg2+对称，与Mg2+最邻近且距离相等的O2-离子有6个；
MgO和NaCl为离子晶体，MgO晶体中Mg2+、O2- 的所带电荷大于NaCl晶体中Na+、Cl-的所带电荷，Mg2+、O2- 的半径小于NaCl晶体中Na+、Cl-的半径，MgO晶格能大，所以MgO的熔点比NaCl的高，
故答案为：12；6；＞；MgO和NaCl为离子晶体，MgO晶体中Mg2+、O2- 的所带电荷大于NaCl晶体中Na+、Cl-的所带电荷，Mg2+、O2- 的半径小于NaCl晶体中Na+、Cl-的半径，MgO晶格能大，所以MgO的熔点比NaCl的高；
（2）由上述分析可知，X的化学式为Na3AlF6，故答案为：Na3AlF6；
（3）Na3AlF6常用由于工业冶炼铝，反应方程式为：2Al2O3（融熔）$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$2Al+3 O2↑，故答案为：2Al2O3（融熔）$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$2Al+3 O2↑；
（4）Al2O3为离子化合物，而AlCl3为共价化合物，共价化合物在熔融状态下不能电离出自由移动的离子，所以用Al2O3为原料而不是用AlCl3，
故答案为：Al2O3为离子化合物，而AlCl3为共价化合物，共价化合物在熔融状态下不能电离出自由移动的离子，所以用Al2O3为原料而不是用AlCl3；
（5）晶胞中Ca原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，F原子数目为8，故该离子化合物化学式为CaF2，晶胞质量为4×$\frac{78g/mol}{{N}_{A}mo{l}^{-1}}$，该离子化合物晶体的密度为a g/cm3，则晶胞的体积V=$\frac{4×78g/mol}{ag/c{m}^{3}×{N}_{A}mo{l}^{-1}}$，

故答案为：CaF2；$\frac{4×78g/mol}{ag/c{m}^{3}×{N}_{A}mo{l}^{-1}}$．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、晶体类型与性质、晶胞结构及计算等，侧重考查晶胞结构与计算，注意熟记中学常见的晶胞结构，难度中等．

练习册系列答案
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11．某固体混合物可能由Al、（NH4）2SO4、MgCl2、FeCl2、AlCl3中的两种或多种组成，现对该混合物做如下实验，所得现象和有关数据如图所示（气体体积数据已换算成标准状况下的体积）：关于该固体混合物，下列说法正确的是（　　）
A．一定含有Al，其质量为4.5g
B．一定不含FeCl2，可能含有MgCl2和AlCl3
C．一定含有MgCl2和FeCl2
D．一定含有（NH4）2SO4和MgCl2，且物质的量相等
12．GTN{[Ni（CHZ）3]（ClO4）2}是一种新型的起爆药．
（1）基态镍原子有2个未成对电子，二价镍离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8．
（2）ClO4-的空间构型是正四面体（用文字描述）；与ClO4-互为等电子体的一种分子为CCl4等（填化学式）；HClO4酸性比HClO2强，其原因是HClO4有3个非羟基氧，而HClO2有1个非羟基氧．
（3）化学式中CHZ为碳酸酰肼，化学式为CO（N2H3）2，碳酰肼中碳原子的杂化轨道类型为sp2；1molCO（N2H3）2分子中含有σ键数目为11NA．
（4）高氯酸三碳酰肼合镍可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成，NiO的晶胞结构如图所示，晶胞中含有的Ni2+数目为x，Ni2+的配位数为y，NiO晶体中棱长a=0.208nm，每个镍离子距离最近的镍离子数目为z．
    ①x：y：z=2：3：6．
    ②NiO晶体的密度为$\frac{4×75}{{N}_{A}×（2.08×1{0}^{-10}）^{3}}$g•cm-3（不必计算出结果）．
9．往Ba（C1O）2溶液中通入足量SO2气体后，溶液中的溶质是（　　）
A．H2SO4B．HClC．HClOD．Ba（HSO3）2
16．苯是重要的化工原料，如图是某酮酸E的合成路线．

已知：①CH3CH=CHCH3能被氧化成乙酸；
②+（CH3CO）2O→+CH3COOH
（1）以上合成路线中，属于氧化反应的有：反应⑥和反应①（填反应编号）；反应⑤的反应条件是氢氧化钠醇溶液、加热．
（2）写出结构简式A； B
（3）己知C的分子式为C4H6O4，则D的结构简式为HOOCCOOH；分离C和D的方法是蒸馏．
（4）不能由直接制取，原因是苯中的碳碳键是一种特殊的键，与氢气加成后只能得环已烷．
（5）写出反应⑧的化学方程式+→．
6．液态氨中可电离出极少量的NH2-和NH4+．下列说法正确的是（　　）
A．NH3属于离子化合物
B．常温下，液氨的电离平衡常数为10-14
C．液态氨与氨水的组成相同
D．液氨中的微粒含相同的电子数
13．向含1mol NaOH、2mol NaAl（OH）4、1mol Ba（OH）2的混合液中加入稀硫酸充分反应，加入溶质H2SO4的量和生成沉淀的量的关系正确的是（　　）
选项ABCD
n（H2SO4）/mol2345
n（沉淀）/mol2321.5
A．AB．BC．CD．D
10．已知Co3+比Fe3+的氧化性更强，在水溶液中不能大量存在．
（1）结合电子排布式分析Fe3+较Co3+氧化性更弱的原因：Fe3+的3d5为半充满稳定结构，所以较Co3+氧化性更弱．
（2）无水CoCl2的熔点为735℃、沸点为1049℃，FeCl3的熔点为306℃、沸点为315℃，且熔融的CoCl2能导电，熔融的FeCl3不导电．CoCl2属于离子晶体，FeCl3属于分子晶体．
（3）Co与CO作用可生成Co2（CO）8，其结构如图1所示．该分子中含有（填“含有”或“不含”）配位键．其中C原子的杂化方式为sp、sp2．
7．下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：
IAⅡAⅢAⅣAVAⅥAVIIA0
2①②
3③④⑤⑥⑦⑧
4⑨⑩
（1）⑧的元素符号是Ar；单质是原子晶体的是Si；（填写元素符号，（2）小题同）
（2）表中最活泼的金属是K，单质常温下是液体的元素是Br；
（3）表中能形成两性氢氧化物的元素是Al，分别写出该元素的最高氧化物的水化物与⑥、⑨最高价氧化物的水化物反应的离子方程式：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O，Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；
（4）写出一个离子方程式，比较⑦、⑩单质氧化性的强弱：Cl2+2Br-=Br2+2Cl-．

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