题目内容
4．掌握晶体的基本结构和性质，是我们深入研究晶体的基础．根据所学知识按要求完成下列各小题：
（1）已知MgO的晶体结构属于NaCl型．某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图一所示，请改正图中错误（将×球改为×色）：将⑧球改为黑色
（2）如图二是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，则NaCl晶体结构的图象可以是（填编号）bc．
（3）用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火．燃放时，焰火发出五颜六色的光，请用原子结构的知识解释发光的原因：电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量．
（4）据最新一期的《新科学》杂志报道，科研人员在20℃、1个大气压和其它一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，水就可以结成冰，称为“热冰”．图三是水和“热冰“微观结构的计算机模拟图．
回答下列问题：
①以上信息体现了水分子具有极性，
②参照热冰的图示，以一个水分子为中心，画出水分子间最基本的连接方式（用结构式表示）
（5）固体二氧化碳外形似冰，受热气化无液体产生，俗称“干冰”．根据干冰的晶胞结构回答：
二氧化碳晶体的空间利用率为74%．其堆积方式与干冰晶胞类型相同的金属有（答一种即可）铜．
分析 （1）根据氯化钠的晶胞结构知，氧化镁中镁原子和镁原子处于小正方形的对角线上；
（2）根据氯化钠晶体中钠离子或氯离子的配位数判断其结构图是否正确，钠离子或氯离子的配位数都是6；
（3）电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量；
（4）①给水施加一个弱电场，形成热冰，水分子有规则的排列，说明水分子中正负电荷的重心不重合，具有极性；
②冰晶胞中存在氢键，氢键具有方向性，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键；
（5）根据干冰的晶胞结构可知，二氧化碳晶胞是面心立方结构，其堆积方式与铜晶胞类型相同，根据铜晶胞的结构可知，处于面上对角线物质的3个铜原子相邻，令Cu原子半径为r，晶胞的棱$\frac{\sqrt{2}}{2}$×4r，进而计算晶胞的体积，根据均摊法计算晶胞中Cu原子数目，进而计算晶胞中Cu原子实际占有的体积，晶胞空间利用率=晶胞中Cu原子实际占有的体积÷晶胞体积；
解答 解：（1）根据氯化钠的晶胞结构知，氧化镁中镁原子和镁原子处于小正方形的对角线上，根据图象知，⑧应该为黑色，
故答案为：将⑧球改为黑色；
（2）由于在NaCl晶体中，每个Na+周围同时吸引着最近的等距离的6个Cl-同样每个Cl-周围同时吸引着最近的等距离的6个Na+，图b中符合条件，图c中选取其中一个离子，然后沿X、Y、Z三轴切割得到6个等距离的且最近的带相反电荷的离子，所以其配位数也是6，故符合条件，
故选bc；
（3）电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量，所以焰火与原子核外电子发生跃迁释放能量有关，
故答案为：电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量；
（4）①给水施加一个弱电场，形成热冰，水分子有规则的排列，说明水分子中正负电荷的重心不重合，具有极性，
故答案为：极；
②冰晶胞中水分子的空间排列方式，冰晶胞中存在氢键，氢键具有方向性，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，
故答案为：；
（3）根据干冰的晶胞结构可知，二氧化碳晶胞是面心立方结构，其堆积方式与铜晶胞类型相同，处于面上对角线物质的3个Cu原子相邻，令Cu原子半径为r，晶胞的棱长=$\frac{\sqrt{2}}{2}$×4r=2$\sqrt{2}$r，晶胞的体积=$（{2\sqrt{2}r）}^{3}$=16$\sqrt{2}$r3，晶胞中Cu原子数目=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞中Cu原子实际占有的体积=4×$\frac{4}{3}$πr3，晶胞空间利用率=$\frac{4×\frac{4}{3}π{r}^{3}}{16\sqrt{2}{r}^{3}}$=74%，所以二氧化碳晶胞的空间利用率也为74%，
故答案为：74%；铜．
点评 本题考查了物质结构和性质的有关知识，同时考查学生的空间想象能力、分析问题及解决问题能力，难度中等．本题考查了电子的能级跃迁、晶胞的空间利用率的计算、氢键等，难度中等，注意对基础知识的理解掌握，注意看清晶胞在有关原子所在的位置．
（1）如何获得廉价的氢气是合成氨工业中的重要课题，目前常用戊烷跟水蒸气反应的方法 获得氢气：
C5H12（g）+5H2O（g） $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{高温}$5CO（g）+11H2（g）
已知几个反应的能量变化如图所示，则上述反应的△H=c-5a-11bkJ•mol-1
（2）合成氨的反应原理为：3H2（g）+N2（g） $?_{催化剂}^{高温高压}$2NH3（g）
现有甲、乙、丙3个固定容积为2L的密闭容器，在相同温度和催化剂条件下，按不同的反应物投入量进行合成氨反应，相关数据如下表所示：
| 容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
| 反应物投入量 | 2mol H2、2molN2 | 4mol H2、4molN2 | 2mol NH3 |
| 平衡时N2的浓度（mol•L-1） | c1 | 1.5 | C3 |
| 平衡时N2的体积分数 | w1 | W2 | W3 |
| 混合气体的密度（g•L-1） | ρ1 | ρ2 | ρ3 |
a．容器内混合气体的密度保持不变
b．3v正（N2）═v逆（H2）
c．容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变
②乙容器中的反应在20min后达到平衡，这段时间内NH3的平均反应速率v（NH3）=0.05mol•L-1•min-1，该温度下，反应的平衡常数K=5.33L2•mol-2（结果保留3位有效数字）；
③分析上表中的数据，下列关系正确的是ac（填序号）．
a．cl＞c3 b．wl＜w2 c．ρ2＞ρ1＞ρ3
（3）在合成氨工业中，为了提高反应物的利用率，除了要提供适宜的温度、压强和使用催化剂外，还要采取的措施是将产物混合气中的氨冷却分离后，剩余气体循环使用．
氯气及其相关产品在生活、生产中应用广泛．
| A． | 同温同压下，相同体积的物质，它们的物质的量必相等 | |
| B． | 任何条件下，等物质的量的Cl2和HCl所含的分子数必相等 | |
| C． | 1LHCl气体一定比1L Cl2气体的质量小 | |
| D． | 22.4LHCl气体的物质的量恰好是11.2LHCl气体的物质的量的二倍 |
| A． | 1 molCu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子 | |
| B． | 3mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8 NA个电子 | |
| C． | 过氧化钠与水反应时，生成0.1mol氧气转移的电子数为0.4NA | |
| D． | 密闭容器中2molNO与1molO2充分反应，产物的分子数为2NA |
| A． | 元素是具有相同核电荷数的同一类原子的总称 | |
| B． | 核素代表一类原子 | |
| C． | 某元素的一种核素代表该元素的一种原子 | |
| D． | 某种同位素或核素代表该元素的一种原子 |
| A． | 使甲基橙呈红色的溶液中：Na+、AlO2-、NO3-、CO32- | |
| B． | 由水电离产生的c（H+）=10-12mol•L-1的溶液：NH4+、SO42-、HCO3-、Cl- | |
| C． | $\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=1×1014的溶液：Ca2+、Na+、ClO-、NO3- | |
| D． | $\frac{{K}_{W}}{c（{H}^{+}）}$=0.1 mol•L-1的溶液：Na+、K+、CO32-、NO3- |