高三化学二轮复习题型专题十四: 物质结构与性质
习题导学案(2)
10、氮化硼(BN)晶体有多种相结构.六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂.立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性.它们的晶体结构如图所示.
(1)基态硼原子的电子排布式为 .
(2)关于这两种晶体的说法,正确的是 (填序号).
a.立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大
b.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软
c.两种晶体中的B﹣N键均为共价键
d.两种晶体均为分子晶体
(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为 ,其结构与石墨相似却不导电,原因是 .
(4)立方相氮化硼晶体中,硼原子的杂化轨道类型为 .该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300km的古地壳中被发现.根据这一个矿物形成事实,推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是 .
(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一.1molNH4BF4含有 mol配位键.
11、碳元素的单质有多种形式,如图依次是C60、石墨和金刚石的结构图:
回答下列问题:
(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管都是碳元素的单质形式,它们互为 .
(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为 、 .
(3)C60属于 晶体,石墨属于 晶体.
(4)石墨晶体中,层内C﹣C键的键长为142pm,而金刚石中C﹣C键的键长为154pm.其原因是金刚石中只存在C﹣C间的 共价键,而石墨层内的C﹣C间不仅存在 共价键,还有 键.
(5)金刚石晶胞含有 个碳原子.若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r= a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率 (不要求计算结果).
12、石墨烯(如图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(如图乙).
(1)图甲中,1号C与相邻C形成σ键的个数为 .
(2)图乙中,1号C的杂化方式是 ,该C与相邻C形成的键角 (填“>”“<”或“=”)图甲中1号C与相邻C形成的键角.
(3)若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有 (填元素符号).
(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图丙所示,M原子位于晶胞的棱上与内部,该晶胞中M原子的个数为 ,该材料的化学式为 .
13、科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用.
(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为 .
(2)下列关于CH4和CO2的说法正确的是 (填序号).
a.固态CO2属于分子晶体
b. CH4分子中含有极性共价键,是极性分子
c.因为碳氢键键能小于碳氧键,所以CH4熔点低于CO2
d. CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
(3)在Ni基催化剂作用下,CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2.
①基态Ni原子的电子排布式为 ,该元素位于元素周期表的第 族.
②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1mol Ni(CO)4中含有 molσ键.
(4)一定条件下,CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表.CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”.
①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是 .
②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想.已知图中笼状结构的空腔直径为0.586nm,根据上述图表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是 .
14、钒(23V)是我国的丰产元素,广泛用于催化及钢铁工业.
回答下列问题:
(1)钒在元素周期表中的位置为 ,其价层电子排布图为 .
(2)钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示.晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为 、 .