2022年高考化学晶胞的相关计算专项训练与热点解答题组合练含答案
一、晶胞的相关计算
1．元素X位于第4周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2；元素Y基态原子的3p轨道上有1对成对电子。X与Y形成的化合物的晶胞结构如图所示，下列关于该晶体的说法正确的是（ ） A．该晶体属于原子晶体
B．X2+的配位数为8，Y2-的配位数为4
C．与每个Y2-距离最近且相等的Y2-共有12个
D．该晶体的熔点比氧化锌高
2．氮及其化合物有许多用途。回答下列问题：
（1）基态原子的电子排布式为________，锰的第三电离能比铁的第三电离能大，这是因为________________________________________________________。
（2）的沸点（71℃）比的沸点（25．7℃）高，主要原因是______________________。
（3）根据价层电子对互斥理论，、、三种微粒中，中心原子价层电子对数不同于其他微粒的是_______。
（4）（氮化锰）的晶胞结构如图所示，晶胞参数为0．3851nm。该氮化锰的密度为（列出计算式）。________________________________________________________
3．物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。回答下列问题：
（1）基态铁原子简化的电子排布式为[Ar]___。
（2）硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是___。
②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为___，提供孤电子对的成键原子是___。
③氨的沸点高于膦(PH3)的原因是___；PH3分子中P原子的杂化轨道类型为___。
（3）铜与(SCN)2反应生成Cu(SCN)2，1mol(SCN)2中含有π键的数目为___。
（4）天然硅酸盐组成复杂，阴离子的基本结构单元是[SiO4]四面体，如图(a)，通过共用顶角氧离子可形成链状、网状等结构，图(b)为一种无限长双链结构的多硅酸根，该多硅酸根的化学式为___(用n代表聚合度)。
（5）碘与锰形成的某种化合物晶胞结构及参数如图所示，该化合物的化学式是___，其晶体密度的计算表达式为___g·cm-3(阿伏加德罗常数的值用NA表示)。
4．国庆70周年阅兵式展示了我国研制的各种导弹。导弹之所以有神奇的命中率，与材料息息相关，镓(Ga)、锗(Ge)、硅(Si)、硒(Se)的单质及某些化合物(如砷化镓、磷化镓等)都是常用的半导体材料。回答下列问题：
（1）硒常用作光敏材料，基态硒原子的核外电子排布式为[Ar]__。
（2）根据元素周期律，原子半径Ga__As，第一电离能Ga__As。(填“大于”或“小于”)
（3）水晶的主要成分是二氧化硅，在水晶中硅原子的配位数是__。
（4）GaN、GaP、GaAs都是很好的半导体材料，晶体类型与晶体硅类似，熔点如下表所示，分析其变化原因：__。
晶体 | GaN | GaP | GaAs |
熔点/℃ | 1700 | 1480 | 1238 |
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（5）GaN晶胞的结构如图1所示。已知六棱柱底边边长为acm，阿伏加德罗常数的值为NA。
①晶胞中Ga原子采用六方最密堆积方式，每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为__。
②从GaN晶体中“分割”出的平行六面体如图2。若该平行六面体的体积为a3cm3，则GaN晶体的密度为__(用含a、NA的代数式表示)g·cm-3。
5．我国科学家合成铬的化合物通过烷基铝和[ph3C]+[B(C6F5)4]-活化后，对乙烯聚合表现出较好的催化活性。合成铬的化合物过程中的一步反应为：
回答下列问题：
（1）Cr3+具有较强的稳定性，Cr3+核外电子排布式为___；已知没有未成对d电子的过渡金属离子的水合离子是无的，Ti4+、V3+、Ni2+、Cu+四种离子的水合离子为无的是___(填离子符号)。
（2）化合物丙中1、2、3、4处的化学键是配位键的是___处，聚乙烯链中碳原子采取的杂化方式为___。
（3）无水CrCl3与NH3作用可形成化学式为CrCl3·5NH3的配位化合物。向该配位化合物的水溶液中加入AgNO3溶液，CrCl3·5NH3中的氯元素仅有沉淀为AgC1；向另一份该配位化合物的水溶液中加入足量NaOH浓溶液，加热并用湿润红石蕊试纸检验时，试纸未变。该配位化合物的结构简式为___。
（4）水在合成铬的化合物的过程中作溶剂。研究表明水能凝结成13种类型的结晶体。重冰(密度比水大)属于立方晶系，其立方晶胞沿x、y或z轴的投影图如图所示，晶体中H2O的配位数为__，晶胞边长为333.7pm，则重冰的密度为__g·cm-3(写出数学表达式，NA为阿伏加德罗常数)。
6．碳、磷、硫等元素形成的单质和化合物在生活、生产中有重要的用途。
(1)下列氮原子的电子排布图表示的状态中，能量由低到高的顺序是____(填字母)。
A.
B.
C.
D.
(2)P4S3可用于制造火柴，其分子结构如图所示：
①P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为____。
②每个P4S3分子中含有的孤电子对的数目为____对。
(3)科学家合成了一种阳离子“N5n+”，其结构是对称的，5个N排成“V”形，每个N都达到8电子稳定结构，且含有2个氮氮三键，此后又合成了一种含有“N5n+”的化学式为“N8”的离子晶体(该晶体中每个N原子都达到了8电子稳定结构)，N8的电子式为____。(CN)2中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，分子中每个原子的最外层均满足8电子稳定结构，其结构式为____。
(4)直链多磷酸根阴离子是由两个或两个以上磷氧四面体通过共用顶角氧原子连接起来的，其结构如图所示。则由n个磷氧四面体形成的这类磷酸根离子的通式为____。
(5)碳酸盐中的阳离子不同，热分解温度就不同。下表为四种碳酸盐的热分解温度和对应金属阳离子的半径。随着金属阳离子半径的增大，碳酸盐的热分解温度逐渐升高，原因是 ___。
碳酸盐 | MgCO3 | CaCO3 | SrCO3 | BaCO3 |
热分解温度/℃ | 402 | 900 | 1172 | 1360 |
金属阳离子半径/pm | 66 | 99 | 112 | 135 |
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(6)石墨的晶胞结构如图所示。已知石墨的密度为ρg.cm-3，C-C键的键长为r cm，M为阿伏加德罗常数的值，则石墨晶体的层间距d= ___cm。
7．钴的化合物在工业生产、生命科技等行业有重要应用。
（1）Co2+的核外电子排布式为_______，Co的第四电离能比 Fe 的第四电离能要小得多，原因是__________________________。
（2）Co2+ 、Co3+都能与 CN一形成配位数为6的配离子。CN一中碳原子的杂化方式为____________；HCN分子中含有键的数目为__________________。
（3）用KCN处理含Co2+的盐溶液 ，有红的Co(CN)2 析出，将它溶于过量的KCN溶液
后，可生成紫的[Co(CN)6] 4- ,该配离子是一种相当强的还原剂，在加热时能与水反应生成[Co(CN )6]3-,写出该反应的离子方程式：_______________。
（4）金属钴的堆积方式为六方最密堆积，其配位数是 _____。有学者从钴晶体中取出非常规的“六棱柱”晶胞，结构如图所示，该晶胞中原子个数为_____，该晶胞的边长为a nm，高为c nm，该晶体的密度为___g•cm-3(NA表示阿伏加德罗常数的值，列出代数式）
8．在电解冶炼铝的过程中加入冰晶石(Na3AlF6)可起到降低Al2O3熔点的作用。
（1）基态氟原子中，电子占据的最高能层的符号为______，电子占据最高能级上的电子数为______。
（2）向NaAlO2及氟化钠溶液中通入CO2，可制得冰晶石。
①该反应中涉及的非金属元素的电负性由大到小的顺序为______________。
②1molCO2中含有的σ键数目为________，其中C原子的杂化方式为_________；CO2与SCNˉ互为等电子体，SCNˉ的电子式为_________。
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