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- 2021-07-08 发布
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晶体结构与性质
1.下列有关晶体的说法中一定正确的是( )
①原子晶体中只存在非极性共价键
②稀有气体形成的晶体属于原子晶体
③干冰晶体升华时,分子内共价键会发生断裂
④金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
⑤分子晶体的堆积均为分子密堆积
⑥离子晶体和金属晶体中均存在阳离子,但金属晶体中却不存在离子键
⑦金属晶体和离子晶体都能导电
⑧依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体
A. ①③⑦
B. 只有⑥
C. ②④⑤⑦
D. ⑤⑥⑧
2.X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质;Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等;Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同;W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是( )
A. X元素的氢化物的水溶液显碱性
B. Z元素的离子半径大于W元素的离子半径
C. Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应
D. Y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点
3.下面的排序不正确的是( )
A. 晶体熔点由低到高:F2Mg>Al
C. 硬度由大到小: 金刚石>碳化硅>晶体硅
D. 晶格能由大到小: MgO>CaO>NaF> NaCl
4.氮化硼是一种新合成的结构材料,它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化时所克服粒子间作用力与氮化硼熔化时克服粒子间作用力的类型都相同的是( )
A. 硝酸钠和金刚石
B. 晶体硅和水晶
C. 冰和干冰
D. 苯和萘
5.下列固体分类中正确的一组是( )
6.下列各物质中,按熔点由高到低的顺序排列正确的是( )
A. CH4>SiH4>GeH4>SnH4
B. KCl>NaCl>MgCl2>MgO
C. Rb>K>Na>Li
D. 石墨>金刚石>SiO2
7.下列物质所属晶体类型分类正确的是( )
8.最近发现,只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素,从而引起广泛关注。该新型超导晶体的一个晶胞如图所示,则该晶体的化学式为( )
A. Mg2CNi3
B. MgC2Ni
C. MgCNi2
D. MgCNi3
9.根据下表给出物质的熔点数据(AlCl3沸点为160 ℃),判断下列说法错误的是( )
A. MgO中的离子键比NaCl中的离子键强
B. SiCl4晶体是分子晶体
C. AlCl3晶体是离子晶体
D. 晶体硼是原子晶体
10.某固体仅由一种元素组成,其密度为5.0 g·cm-3,用X射线研究该固体的结构时得知:在边长1×10-7cm的正方体中含有20个原子,则此元素的相对原子质量最接近下列数据中的( )
A. 32
B. 120
C. 150
D. 180
11.下列说法正确的是( )
A. 分子晶体中一定存在分子间作用力,不一定存在共价键
B. 分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸
C. 含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体
D. 元素的非金属性越强,其单质的活泼性一定越强
12.下列物质发生变化时,所克服的粒子间相互作用属同种类型的是( )
A. 碘与干冰分别受热变为气体
B. 硝酸铵与硝酸分别受热变为气体
C. 氯化钠与氯化氢分别溶解在水中
D. 晶体钠与冰分别受热熔化
13.下列说法错误的是( )
A. 从CH4、NH、SO为正四面体结构,可推测PH、PO也为正四面体结构
B. 1 mol金刚石晶体中,平均含有2 molC—C键
C. 水的沸点比硫化氢的高,是因为H2O分子间存在氢键,H2S分子间不能形成氢键
D. 某气态团簇分子结构如图所示,该气态团簇分子的分子式为EF或FE
14.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式,六方堆积、面心立方堆积和体心立方堆积,如图(a)(b)(c)分别代表这三种晶胞的结构,其晶胞内金属原子个数比为( )
(a) (b) (c)
A. 3∶2∶1
B. 11∶8∶4
C. 9∶8∶4
D. 21∶14∶9
15.金属晶体和离子晶体是重要晶体类型。下列关于它们的说法中,正确的是( )
A. 金属晶体和离子晶体都能导电
B. 在镁晶体中,1个Mg2+只与2个价电子存在强烈的相互作用
C. 金属晶体和离子晶体都可采取“紧密堆积”方式,原子晶体都可采取“非紧密堆积”方式
D. 金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等相互作用,很难断裂,因而都具有延展性
16.下列关于晶体的说法正确的组合是( )
①分子晶体中都存在共价键
②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
③金刚石、Si【C】NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
④离子晶体中只有离子键没有共价键,分子晶体中肯定没有离子键
⑤CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个钛原子和12个氧原子紧相邻
CaTiO3的晶体结构模型
(图中Ca2+、氧、钛原子分别位于立方体的体心、面心和顶角)
⑥SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
⑦晶体中分子间作用力越大,分子越稳定
⑧氯化钠熔化时离子键被破坏
A. ①②③⑥
B. ①②④
C. ③⑤⑦
D. ③⑤⑧
17.下列说法不正确的是( )
A. 晶体熔点由低到高:CF4<CCl4<CBr4<CI4
B. 熔沸点由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅
C. 沸点由高到低:HI>HBr>HCl>HF
D. 硼镁超导物质的晶体结构单元如图所示,则这种超导材料的化学式为MgB2
18.氢是重要而洁净的能源。要利用氢气作为能源,必须解决好安全有效地储存氢气的问题。化学家研究出利用合金储存氢气的方法,其中镧(La)镍(Ni)合金是一种储氢材料,这种合金的晶体结构已经测定,其基本结构单元如图所示,则该合金的化学式可表示为( )
A. LaNi5
B. LaNi
C. La4Ni24
D. La7Ni12
19.由短周期元素构成的某离子化合物中,一个阳离子和一个阴离子核外电子数之和为20。下列说法中正确的是( )
A. 晶体中阳离子和阴离子的个数不一定相等
B. 晶体中一定只有离子键没有共价键
C. 所含元素一定不在同一周期也不在第一周期
D. 晶体中阳离子半径一定大于阴离子半径
20.下列关于晶体的说法一定正确的是( )
A. 第ⅠA族碱金属元素与ⅦA族元素所形成的化合物在固态时为离子晶体,晶体中阴、阳离子排列方式相同
B. 晶体中存在阴离子就必定存在阳离子,存在阳离子就必定存在阴离子
C. 离子晶体中只含有离子键,分子晶体、原子晶体中必定含有共价键
D. C60晶体(其结构模型如图)中每个C60分子周围与它距离最近且等距离的C60分子有12个
21.表中原子化热、晶格能、键能的单位都是kJ•mol﹣1
则下列说法正确的是( )
A. Na(s)与Cl2(g)反应生成1mol NaCl(s)放出的热量为556.1kJ
B. Si(s)+2Cl2(g)═SiCl4(g)△H=﹣602kJ•mol﹣1
C. 从表中可以看出,氯化钠的熔点比晶体硅高
D. 从表中数据可以看出,微粒半径越大金属键、离子键的越弱,而共价键却越强
22.下列说法中一定正确的是( )
A. 固态时能导电的物质一定是金属晶体
B. 熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体
C. 水溶液能导电的晶体一定是离子晶体
D. 固态不导电而熔融状态导电的晶体一定是离子晶体
23.下列说法中,正确的是( )
A. 冰熔化时,分子中H—O键发生断裂
B. 原子晶体中,共价键的键长越短,通常熔点越高
C. 分子晶体中,共价键键能越大,该分子的熔、沸点就越高
D. 分子晶体中,分子间作用力越大,分子越稳定
24.X是核外电子数最少的元素,Y是地壳中含量最丰富的元素,Z在地壳中的含量仅次于Y,W可以形成自然界最硬的原子晶体。下列叙述错误的是( )
A. WX4是沼气的主要成分
B. 固态X2Y是分子晶体
C. ZW是原子晶体
D. ZY2的水溶液俗称“水玻璃”
25.下列叙述正确的是( )
A. 分子晶体中的每个分子内一定含有共价键
B. 原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键
C. 离子晶体中可能含有共价键
D. 金属晶体的熔点和沸点都很高
26.下列给出的几种氯化物的熔点和沸点:
据表中所列数据判断下列叙述与表中相吻合的是( )
A. AlCl3在加热条件下能升华
B. SiCl4晶体属于原子晶体
C. AlCl3晶体是典型的离子晶体
D. NaCl的晶格能比MgCl2小
27.下列各组物质的沸点,按由低到高顺序排列的是( )
A. NH3、CH4、NaCl、Na
B. H2O、H2S、MgSO4、SO2
C. CH4、H2O、NaCl、SiO2
D. Li、Na、K、Rb、Cs
28.下列关于晶体的说法正确的组合是( )
①组成金属的微粒是原子
②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
③金刚石、Si,C,NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
④离子晶体中只有离子键没有共价键,分子晶体中肯定没有离子键
⑤CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个Ti4+和12个O2-相紧邻
⑥SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
⑦晶体中分子间作用力越大,分子越稳定
⑧氯化钠熔化时离子键被破坏
A. ①②③⑥
B. ①②④
C. ③⑤⑦
D. ③⑤⑧
29.如图,直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处的位置。这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。
(1)请将其中代表Na+的圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成NaCl晶体结构示意图。
(2)晶体中,在每个Na+的周围与它最接近的且距离相等的Na+共有________个。
(3)在NaCl晶胞中正六面体的顶角上、面上、棱上的Na+或Cl-为该晶胞与其相邻的晶胞所共有,一个晶胞中Cl-的个数等于________,即________(填计算式);Na+的个数等于________,即________(填计算式)。
(4)设NaCl的摩尔质量为Mrg·mol-1,食盐晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA。食盐晶体中两个距离最近的钠离子间的距离为____________________________________cm。
30.纯铜在工业上主要用来制造导线、电器元件等,铜能形成+1和+2价的化合物。
(1)写出基态Cu+的核外电子排布式:_____________________________________________。
(2)如图是铜的某种氧化物的晶胞示意图,该氧化物的化学式为________。
(3)向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀,再滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液,继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O沉淀,该物质中的NH3通过________键与中心离子Cu2+结合,NH3分子中N原子的杂化方式是________。与NH3分子互为等电子体的一种微粒是________。
(4)CuO的熔点比CuCl的熔点_____________________________________(填“高”或“低”)。
31.(1)氯酸钾熔化时,微粒间克服了___________________________________;
二氧化硅熔化时,微粒间克服了________;碘升华时,微粒间克服了________。三种晶体熔点由高到低的顺序是________________。
(2)下列六种晶体:①CO2、②NaCl、③Na、④Si、⑤CS2、⑥金刚石,它们的熔点从低到高的顺序为____________(填序号)。
(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中,由极性键形成的非极性分子有______________(填化学式,下同),由非极性键形成的非极性分子有________,能形成分子晶体的物质是____________,晶体中含有氢键的是________,属于离子晶体的是__________,属于原子晶体的是________,五种物质的熔点由高到低的顺序是______________。
32.溴化钠、氯化钠和氧化镁等离子晶体的核间距和晶格能(部分)如下表所示
(1)溴化钠晶体比氯化钠晶体晶格能________(填“大”或“小”),主要原因是_______________________________________________。
(2)氧化镁晶体比氯化钠晶体晶格能大,主要原因是
________________________________________________________________________。
(3)溴化钠、氯化钠和氧化镁晶体中,硬度最大的是________。工业制取单质镁时,往往电解的是氯化镁而不是氧化镁,主要原因是________________________________________________。
33.Ⅰ.单质硼有无定形和晶体两种,参考表中数据,回答下列问题:
(1)晶体硼的晶体类型是______晶体,理由是______________________________________。
(2)已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体,如图。该图由20个等边三角形和一定数目的顶点组成,每个顶点上各有一个硼原子。通过观察及推算,此基本结构单元由________个硼原子构成,其中B—B键的键角为______,B—B键的数目为______。
(3)若将晶体硼结构单元中的每一个顶角消去相同部分,余下部分就与C60的结构相同,则C60由______个正六边形和________个正五边形构成。
Ⅱ.(1)三氯化铁常温下为固体,熔点282 ℃,沸点315 ℃,在300 ℃以上易升华。易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为________。
(2)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为________。
体心立方 面心立方
34.石墨烯具有原子级的厚度、优异的电学性能、出色的化学稳定性和热力学稳定性。制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。石墨烯的球棍模型及分子结构示意图如下:
(1)下列有关石墨烯说法正确的是________。
A.石墨烯的结构与金刚石相似
B.石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面
C.12 g石墨烯含σ键数为NA
D.从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力
(2)化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一,催化剂为金、铜、钴等金属或合金,含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。
①钴原子在基态时,核外电子排布式为:________。
②乙醇沸点比氯乙烷高,主要原因是_______________________________________________。
③下图是金与铜形成的金属互化物合金,它的化学式可表示为:________。
④含碳源中属于非极性分子的是________(a.甲烷
b.乙炔 c.苯 d.乙醇)
⑤酞菁与酞菁铜染料分子结构如下图,酞菁分子中氮原子采用的杂化方式有:________。
35.CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构,已知CaO晶体密度为a g·cm-3,NA表示阿伏加德罗常数,则CaO晶胞体积为________cm3。
36.下表列出了钠的卤化物和硅的卤化物的熔点:
回答下列问题:
(1)钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高很多,其原因是 .
(2)NaF的熔点比NaBr的熔点高的原因是 .SiF4的熔点比SiBr4的熔点低的原因是 .
(3)NaF和NaBr的晶格能的高低顺序为 ,硬度大小为 .
37.卤素化学丰富多彩,能形成卤化物、卤素互化物、多卤化物等多种类型的化合物.
(1)卤素互化物如Ibr ICl等与卤素单质结构相似、性质相近.Cl2、IBr、ICl沸点由髙到低的顺序为 ,I和Cl相比.电负性较大的是 .
(2)基态溴原子的电子排布式为 ,碘原子价电子的电子排布图为 .
(3)I3+属于多卤素阳离子,根据VSEPR模型推测I3+的空间构型为
,中心I原子的杂化轨道类型为 .
(4)请推测①HClO4②HIO4、③H5IO6[可写成(HO)5IO]三种物质的酸性由强到弱的顺序为 (填序号).
(5)离子化合物RbICl2存在复合阴离子,且晶体结构与NaCl相似,晶胞边长为685.5pm(1)pm=10﹣12m),RbICl2晶胞中含有 个氯原子,RbICl2晶体的密度是g•cnT3(只要求列箅式,不必计算出数值.阿伏伽德罗常数为NA).
38.铁、钴、镍为第四周期第Ⅷ族元素,它们的性质非常相似,也称为铁系元素.
(1)铁、钴、镍都是很好的配位化合物形成体.
①[Co(H2O)6]2+在过量氨水中易转化为[Co(NH3)6]2+.写出Co2+的价层电子排布图 .[Co(H2O)6]2+中Co2+的配位数为 :NH3分子的中心原子杂化方式为 .H2O分子的立体构型为 .
②铁、镍易与一氧化碳作用形成羰基配合物,如:Fe(CO)5,Ni(CO)4等.CO与N2属于等电子体,则CO分子中σ键和π键数目比为 ,写出与CO互为等电子体的一种阴离子的离子符号 .
(2)+2价和+3价是Fe、Co、Ni等元素常见化合价.NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和F22+的离子半径分别为69pm和78pm,则熔点NiO FeO(选填“<”“>”“=”);某种天然Nio晶体存在如图所示缺陷:一个Niz+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代.其结果晶体仍呈屯中性.某氧化镍样品组成为Ni0.97O.该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为 .
39.同类晶体物质熔、沸点的变化是有规律的,试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因:
晶体熔、沸点的高低,决定于组成晶体微粒间的作用力的大小。A组是______晶体,晶体微粒之间通过________相连,粒子之间的作用力由大到小的顺序是____________。B组晶体属于________晶体,价电子数由少到多的顺序是______________,离子半径由大到小的顺序是______________。金属键强弱由小到大的顺序为______________。
40.判断下列晶体类型:
(1)SiI4:熔点120.5 ℃,沸点271.5 ℃,易水解。属____________________________________。
(2)硼:熔点2 300 ℃,沸点2 500 ℃,硬度大。属_____________________________________。
(3)AlCl3:熔点190 ℃,沸点180 ℃,易升华。属_____________________________________。
(4)苛性钾:熔点300 ℃,沸点1 320 ℃,溶于水能导电,晶体不导电。属____________。
41.有A,B,C 3种晶体,分别由C、H、Na、Cl四种元素中的一种或几种形成,对这3种晶体进行实验,结果如表所示
(1)晶体的化学式分别为:
A________,B________,C________。
(2)晶体的类型分别为:
A________,B________,C________。
(3)晶体中微粒间的作用力分别为:
A________,B________,C________。
42.几组物质的熔点(℃)数据:
据此回答下列问题:
(1)A组属于________晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是________。
(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
(3)C组中HF熔点反常是由于_____________________________________________。
(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电
③固体能导电 ④熔融状态能导电
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为:NaCl>KCl>RbCl>CsCl,其原因解释为:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
43.下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图(未按顺序排序)。
(1)辨别晶胞(请用相应的编号填写)
①钠晶胞是________;
②碘晶胞是________;
③金刚石晶胞是________;
④干冰晶胞是________;
⑤氯化钠晶胞是________。
(2)与冰的晶体类型相同的是__________。
(3)在冰晶体中,每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键(如图所示),已知冰的升华热是51 kJ·mol-1,除氢键外,水分子间还存在范德华力(11 kJ·mol-1),则冰晶体中氢键的“键能”是________kJ·mol-1。
44.如图表示一些晶体中的某些结构,请回答下列问题:
(1)代表金刚石的是(填编号字母,下同)________,其中每个碳原子与________个碳原子最近且距离相等。金刚石属于________晶体。
(2)代表石墨的是________,每个正六边形占有的碳原子数平均为________个。
(3)代表NaCl的是________,每个Na+周围与它最近且距离相等的Na+有________个。
(4)代表CsCl的是________,它属于________晶体,每个Cs+与________个Cl-紧邻。
(5)代表干冰的是________,它属于________晶体,每个CO2分子与________个CO2分子紧邻。
(6)已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短,则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为__________________________。
45.(1)金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体,即在立方体的8个顶角各有一个金原子,各个面的中心有一个金原子。金晶体每个晶胞中含有________个金原子。
(2)金和铜可以形成多种金属化合物,其中一种的晶体结构如图所示(为面心立方结构)。该金属化合物的化学式________。
(3)1183 K以下纯铁晶体的基本结构单元如图1所示,1183 K以上转变为图2所示结构的基本结构单元,在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。在1183 K以下的纯铁晶体中,与铁原子等距离且最近的铁原子数为________个;在1183 K以上的纯铁晶体中,与铁原子等距离且最近的铁原子数为________;
(4)如图所示为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿的结构。该结构是具有代表性的最小重复单元。确定该晶体结构中,元素钙、钛、氧的个数比________。
(5)如图为NaCl晶体结构图,图中直线交点处为NaCl晶体中Na+与Cl-所处的位置(不考虑体积的大小)。从晶胞中可以看出Na+周围与它最近时且距离相等的Na+共有多少________个。
(6)某离子晶体晶胞结构如图所示,X位于立方体的顶点,Y位于
立方体中心。试分析:①晶体中每个Y同时吸引着____________________________________________
个X,每个X同时吸引着________个Y。
②晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有______个。
46.(1)在①CO2,②NaCl,③Na,④Si,⑤CS2,⑥金刚石,⑦(NH4)2SO4,⑧乙醇中,由极性键形成的非极性分子有(填序号,以下同),含有金属离子的物质是 ,分子间可形成氢键的物质是 ,属于离子晶体的是 ,属于原子晶体的是 ,①~⑤五种物质的熔点由高到低的顺序是 .
(2)A,B,C,D为四种晶体,性质如下:
A.固态时能导电,能溶于盐酸
B.能溶于CS2,不溶于水
C.固态时不导电,液态时能导电,可溶于水
D.固态、液态时均不导电,熔点为3500 ℃
试推断它们的晶体类型:A. ;B. ;C. ;D. .
(3)下图中A~D是中学化学教科书上常见的几种晶体结构模型,请填写相应物质的名称:
A. ;B. ;C. D.
.
47.1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg,以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献.
(1)科学家通过X射线探明,NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似,其中三种晶体的晶格能数据如下表:
4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是 .
(2)科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键,又含有氢键,其结构示意图可简单表示如下,其中配位键和氢键均采用虚线表示.
①写出基态Cu原子的核外电子排布式 ;金属铜采用下列 (填字母代号)堆积方式.
②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来) .
③水分子间存在氢键,请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响 .
④SO42﹣的空间构型是 .
48.(1)氯酸钾熔化,粒子间克服了 的作用力;二氧化硅熔化,粒子间克服了 的作用力;碘的升华,粒子间克服了 的作用力.三种晶体的熔点由高到低的顺序是 .
(2)下列六种晶体:①CO2,②NaCl,③Na,④Si,⑤CS2,⑥金刚石,它们的熔点从低到高的顺序为 (填序号).
(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中,由极性键形成的非极性分子有 ,由非极性键形成的非极性分子有 ,能形成分子晶体的物质是 ,含有氢键的晶体的化学式是 ,属于离子晶体的是 ,属于原子晶体的是 ,五种物质的熔点由高到低的顺序是 .
(4)A,B,C,D为四种晶体,性质如下:
A.固态时能导电,能溶于盐酸
B.能溶于CS2,不溶于水
C.固态时不导电,液态时能导电,可溶于水
D.固态、液态时均不导电,熔点为3 500℃
试推断它们的晶体类型:A. ;B. ;C. ;D. .
(5)图中A~D是中学化学教科书上常见的几种晶体结构模型,请填写相应物质的名称:
A. ;B. ;C. ;D. .
49.已知A,B,C,D、E都是周期表中前四周期的元素,且原子序数依次增大,其中A原子核外有三个未成对电子;A与B可形成离子化合物B3A2;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D原子核外的M层中有两对成对电子;E原子核外最外层只有1个电子,其余各层电子均充满。请根据以上信息,回答下列问题(答题时,A,B,C,D,E用所对应的元素符号表示):
(1)比E核外电子数少5的元素的原子核外电子排布式是 ,A,B,C,D的第一电离能由小到大的顺序为 。
(2)B的氯化物的熔点远高于C的氯化物的熔点,理由是 。
(3)A的氢化物属于 (填“极性”或“非极性”)分子,D的低价氧化物分子的空间构型是 。
(4)A,E形成的某种化合物的晶胞结构如图所示,则其化学式为 (每个球均表示1个原子)。
50.有A,B,C三种晶体,分别由H、C、Na、Cl 4种元素的一种或几种形成,对这3种晶体进行实验,结果如下表:
(1)晶体的化学式分别为:A________、B________、C________。
(2)晶体的类型分别是:A________、B________、C________。
(3)晶体中微粒间的作用力分别是:A________________、B________________、
C________________。
答案解析
1.B
【解析】本题考查四种晶体的性质,对于①SiO2晶体中有极性键,对于②只能形成分子晶体,对于③干冰升华破坏范德华力,而不破坏共价键,对于④AlCl3是共价化合物,对于⑤冰不是分子密堆积,对于⑥说法正确,对于⑦离子晶体不导电,对于⑧划分晶体类型的依据,微粒间作用力和微粒类型,而不是堆积方式。
2.C
【解析】根据题意,Z元素为Mg,Y元素原子最外层电子排布为ns2np2,是C或Si,X为N或O,W为Al或Cl,N的氢化物的水溶液显碱性,但O的氢化物的水溶液显中性,A错误;Al3+的半径比Mg2+小,B错误;氮气、氧气均能与镁反应,C正确;CO2形成的晶体熔沸点低,D错误。
3.B
【解析】离子键的强弱顺序为Na氯酸钾>碘 (2)①⑤③②④⑥
(3)CO2 H2 H2、CO2、HF HF (NH4)2SO4 SiC SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2
【解析】(1)氯酸钾是离子晶体,熔化时微粒间克服离子键;SiO2
是原子晶体,熔化时克服共价键;碘是分子晶体,熔化时克服分子间作用力。
(2)一般地,不同晶体的熔点:原子晶体>离子晶体>分子晶体,金属晶体熔点变化大;一般情况下,熔点:固体>液体>气体,则可得出:CO2KCl>CsCl 金属 NaMg2+>Al3+ Na离子晶体>分子晶体,再根据其导电性来判断是哪种晶体。
41.(1)NaCl C HCl(或Cl2)(2)离子晶体 原子晶体 分子晶体(3)离子键 共价键 分子间作用力
【解析】由A的熔点为811 ℃,易溶于水,水溶液或熔融导电等性质可知,A为离子晶体;B的晶体不溶于水,不导电,熔点很高,故B为原子晶体;C的熔点很低,故C为分子晶体。
42.(1)原子 共价键 (2)①②③④
(3)HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)
(4)②④
(5)D组晶体都为离子晶体,r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+),在离子所带电荷相同的情况下,半径越小,晶格能越大,熔点就越高
【解析】通过读取表格中数据先判断出晶体的类型及晶体的性质,应用氢键解释HF的熔点反常,利用晶格能的大小解释离子晶体熔点高低的原因。
43.(1)①E ②C ③D ④B ⑤A (2)BC (3)20
【解析】A为NaCl的晶胞,B为干冰的晶胞,C为碘的晶胞,D为金刚石的晶胞,E为钠的晶胞,与冰的晶体类型相同的是B、C。
冰晶体中每摩尔水形成2 mol氢键,冰升华吸热51 kJ,需破坏范德华力及氢键,故氢键的“键能”是
=20 kJ·mol-1。
44.(1)D 4 原子 (2)E 2 (3)A 12 (4)C 离子 8 (5)B 分子 12
(6)石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰
【解析】根据晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是立方体结构,每个Na+与6个Cl-紧邻,每个Cl-又与6个Na+紧邻,每个Na+周围与它最近且距离相等的Na+有12个。CsCl晶体由Cs+、Cl-构成立方体结构,但Cs+组成的立方体中心有1个Cl-,Cl-组成的立方体中心又镶入一个Cs+,每个Cl-与8个Cs+紧邻,每个Cs+与8个Cl-紧邻。干冰也是立方体结构,但在立方体的每个正方形面的中央都有一个CO2分子,称为“面心立方”,每个CO2分子与12个CO2分子紧邻。金刚石的基本结构单元是正四面体,每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层结构由正六边形结构组成,每个碳原子紧邻另外3个碳原子,即每个正六边形占有1个碳原子的,所以平均每个正六边形占有的碳原子数是6×=2(个)。离子晶体的熔点由其离子键的强弱决定,由于半径Na+
45.(1)4 (2)Cu3Au (3)8 12 (4)1∶1∶3(5)12 (6)①4 8 ②12
【解析】(1)1个金晶胞占有的金原子数为:顶角上1个,面心上3个共4个。
(2)一个金铜晶胞占有的原子数为:3个Cu原子,1个Au原子。
(3)由图1知,1183 K以下时,1个铁原子被8个铁原子最邻近包围,由图2知,1183 K以上时,1个铁原子被12个铁原子最邻近包围。
(4)1个晶胞占有的原子数分别为:3个O原子,1个Ti原子,1个Ca原子。
(5)体心Na+被12个Na+最邻近包围。
(6)分析方法同上。
46.(1)①⑤;②③;⑧;②⑦;④⑥;④>②>③>⑤>①;(2)金属晶体、分子晶体、离子晶体、原子晶体;(3)氯化铯;氯化钠;二氧化硅;金刚石(或晶体硅)
【解析】(1)①CO2⑤CS2中只含有极性键,分子都是直 线形分子,正负电荷中心重合,属于非极性分子;
②NaCl是由钠离子和氯离子构成,③Na是由钠离子和自由电子构成,都含有金属离子;
⑧乙醇乙醇中中羟基氢一羟基上的氧原子能形成氢键;
②NaCl ⑦(NH4)2SO4都是由阴、阳离子构成的离子晶体;
④Si ⑥金刚石都是由原子构成的原子晶体;
晶体的熔点:原子晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶体,Si和金刚石都是原子晶体,原子半径越小,共价键越强,熔点越高,CO2和CS2都是分子晶体,相对分子质量越大熔点越高,Na的熔点低于100℃,所以熔点高到低的顺序为:④>②>③>⑤>①;
(2)A,固态时能导电,能溶于盐酸,属于金属晶体;
B,能溶于CS2,不溶于水,属于分子晶体;
C,固态时不导电,液态时能导电,可溶于水,属于离子晶体;
D,固态、液态时均不导电,熔点为3 500℃,属于原子晶体;
(3)由晶胞结构模型可知A、B、C、D分别为氯化铯、氯化钠、二氧化硅、金刚石(或晶体硅),
47.(1)MgO>CaO>NaCl>KCl;(2)①1s22s22p63s23p63d104s1; C;
②;③水的熔、沸点较高,结冰时密度减小;④正四面体
【解析】(1)离子半径Mg2+<Na+<O2﹣<Ca2+<Cl﹣;离子电荷数Na+=Cl﹣<O2﹣=Mg2+=Ca2+,离子晶体的离子半径越小,带电荷数越多,晶格能越大,则晶体的熔沸点越高,则有NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是MgO>CaO>NaCl>KCl,
(2)①Cu的原子序数为29,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,Cu为面心立方密堆积,配位数为12,故C符合
②Cu2+提供空轨道,水中氧原子提供孤对电子,形成配位键,水合铜离子的结构简式为:,
③氢键较一般分子间作用力强,所以水的熔、沸点较高,由于氢键具有方向性,结冰时,氢键增多,体积增大,密度减小;
④SO42﹣中中心原子S的价层电子对数=4+=4、孤电子对数为0,为正四面体结构,
48.(1)离子键 共价键 分子间 SiO2>KClO3>I2;(2)①⑤③②④⑥;
(3)CO2 H2 H2、CO2、HF HF (NH4)2SO4 SiC SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2;
(4)金属晶体 分子晶体 离子晶体 原子晶体;(5)氯化铯;氯化钠;二氧化硅;金刚石
【解析】
(1)氯酸钾是离子晶体熔化时破坏离子键,二氧化硅是原子晶体熔化时破坏共价键,碘是分子晶体,升华时粒子间克服分子间作用力;熔点:原子晶体>离子晶体>分子晶体,所以熔点大小顺序为:SiO2>KClO3>I2;
(2)根基晶体类型分析,原子晶体>离子晶体>分子晶体,Si和金刚石都是原子晶体,原子半径越小,共价键越强,熔点越高,CO2和CS2都是分子晶体,相对分子质量越大熔点越高,所以熔点低到高的顺序为:①⑤③②④⑥;
(3)由极性键形成的非极性分子有CO2,由非极性键形成的非极性分子有H2,能形成分子晶体的物质是 H2、CO2、HF,含有氢键的晶体的化学式是 HF,属于离子晶体的是(NH4)2SO4,属于原子晶体的是SiC,五种物质的熔点由高到低的顺序是 SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2,
(4)根据晶体的物理性质分析,
A.固态时能导电,能溶于盐酸,属于金属晶体;
B.能溶于CS2,不溶于水,属于分子晶体;
C.固态时不导电,液态时能导电,可溶于水,属于离子晶体;
D.固态、液态时均不导电,熔点为3 500℃,属于原子晶体;
(5)由晶胞结构模型可知A、B、C、D分别为氯化铯、氯化钠、二氧化硅、金刚石,
49.(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1) Al
【解析】A原子核外有三个未成对电子,可以推断为N;A与B可形成离子化合物B3A2,可以推断B为Mg;C元素是地壳中含量最高的金属元素,即为Al;D原子核外的M层中有两对成对电子,可以推断D为S;E原子核外最外层只有1个电子,其余各层电子均充满,可以推断E为Cu,Cu的核外电子数为29,比其核外电子数少5的是Cr元素。
50.(1)NaCl C HCl (2)离子晶体 原子晶体 分子晶体 (3)离子键 共价键 范德华力
【解析】根据A,B,C所述晶体的性质可知,A为离子晶体,只能为NaCl,微粒间的作用力为离子键;B应为原子晶体,只能为金刚石,微粒间的作用力为共价键;C应为分子晶体,且易溶,只能为HCl,微粒间的作用力为范德华力。