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第七节 离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体
一、选择题
1996年诺贝尔化学奖授于斯莫利等三位化学家,以表彰他们发现富勒烯(),开辟了化学研究的新领域。分子结构酷似足球,由12个五边形与20个六边形构成,碳—碳键长介于单键与双键之间。在此基础上人们又发现了棒碳(链式炔烃)是由300~500个碳原子组成的新物质,其分子中只含有交替连接的单键和叁键。请对以下三个问题进行选择:
1.以下说法中不正确的是( )。
A.棒碳是直线形结构
B.棒碳在一定条件下可以转化为金刚石
C.棒碳是原子晶体
D.棒碳中所有的化学键都是非极性共价键
解析:棒碳是链式炔烃,分子中只含有交替连接的单键和叁键,因此是直线形结构,选项A正确;碳棒是由碳原子构成的,与金刚石是同素异形体,在一定条件下可转换成金刚石,选项B正确;碳棒是分子晶体,选项C错误;碳棒所有的化学键都是碳与碳之间的单键或叁键,因此均为非极性共价键,选项D正确。
本题答案为选项C。
2.有关的说法不正确的是( )。
A.是分子晶体
B.能发生加成反应
C.摩尔质量是720
D.在一定条件下能与发生置换反应
解析:摩尔质量是有单位的:。
本题答案为选项C。
3.有关金刚石、石墨、、棒碳的说法不正确的是( )。
A.都是碳的同素异形体
B.棒碳化学性质最活泼
C.它们的物理性质不同
D.它们与氧气反应的唯一产物是二氧化碳
解析:它们都是碳的同素异形体,而棒碳中有碳碳叁键,因此化学性质最活泼,它们与氧气反应可能还会有不完全燃烧的产物一氧化碳。
本题答案为选项D。
4.某共价化合物含碳、氢、氮三种元素,分子内有四个氮原子,且四个氮原子排列成内空的四面体(如白磷结构),每两个氮原子间都有一个碳原子。已知分子内无碳碳单键,也没有碳碳双键,则该化合物的分子式为( )。
A. B. C. D.
解析:;其几何图形为:
因此可以得出:此共价化合物中有6个,4个还有与碳相连的原子为个,因此分子式为。
本题答案为选项B。
5.以碳原子为中心与两个氯原子及两个碘原子相结合,形成分子,以下推理中正确的是( )。
A.如果分子呈正方形结构,则没有同分异构体
B.如果分子呈正方形结构,则有两个同分异构体
C.如果分子呈四面体结构.则没有同分异构体
D.如果分子呈四面体结构,则有两个同分异构体
解析:如果分子呈正方形结构,则有两个I原子在对角线排布或者相邻两种同分异构体;而如果分子呈四面体结构,四个位置是等效的,所以没有同分异构体。
本题答案为选项B、C。
6.下列说法正确的是( )。
A.有些物质是由分子直接构成,如二氧化碳、二氧化硅;有些物质是由原子直接构成,如金刚石、重晶石;有些是由离子直接构成的,如食盐
B.分子是保持物质性质的一种微粒,且是化学变化中的最小微粒
C.下列氧化物不都是酸性氧化物:、、、、;下列氧化物不都是碱性氧化物:、、
D.使晶体中化学键断裂的变化一定是化学变化
解析:二氧化硅是空间网状结构的原子晶体,不是由分子直接构成的,重晶石成分是,是离子晶体,不是由原子直接构成的,选项A错误;
化学变化中最小的微粒是原子、离子等微粒,分子不是最小微粒,因此选项B错误;
、不是酸性氧化物,所以选项C正确;
离子晶体的熔化是物理变化,但断裂的是离子键,所以选项D错误。
本题答案为选项C。
7.石墨晶体结构如图5-58所示。每一层由无数个正六边形构成,则平均每一个正六边形所占的碳原子数为( )。
A.6个 B.4个 C.3个 D.2个
解析:这是石墨晶体一层的结构,因为每个点都是由3个六边形共用的,所以六边形中所占的碳原子数为。
本题答案为选项D。
8.由Ⅲ族元素和Ⅵ族元素组成的阴离子结构如图5-59所示,所带电荷数、、依次为( )。
A.2 3 4 B.2 3 2 C.5 6 4 D.4 3 2
解析:Ⅲ族元素最外层有3个电子,Ⅵ族元素最外层有6个电子。
本题答案为选项D。
9.(1)右下图为固态晶体结构示意图。通过观察分析,可得出每个分子周围与之紧邻等距的有__________个。
(2)试判断:①晶体,②,③晶体的熔点由高到低排列的顺序是__________(填相应物质的编号)。
(3)在一定温度下,用射线衍射法测干冰晶胞(晶体中最小的重复单位)边长:,该温度下干冰的密度为多少?
解析:(1)12;(2)③①②;(3);(提示:如图所示的一个晶胞中含有为:,取,根据密度的定义即可求解)。
10.金晶体是面心立方体,立方体的每个面5个金原子紧密堆积(如右下图所示,其余各面省略),金原子半径为。求:
(1)金晶体中最小的一个立方体含有__________个金属原子。
(2)金的密度为__________(的相对原子质量为197)。
解析:本题考查晶胞的计算,理解晶胞体积与密度、相对原子质量的关系是解本题关键。
(1)金晶胞是面心立方,所以每个金晶胞中含有的原子个数。
(2)一个金晶胞含有4个金原子,金晶体的边长;
对角线长度就是金原子半径的4倍,金原子半径为,再由晶胞的边长计算其对角线长度,可知,即,得。
本题答案为:(1)4;(2)19.36。
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