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一、选择题
1.以下晶体中不存在化学键的是〔 〕
C.干冰 D.晶体氩
解析:晶体氩为单原子分子,不含化学键,只存在范德华力。
答案:D
2.以下各组晶体中化学键类型和晶体类型均相同的是〔 〕
A.二氧化硅和二氧化碳 B.金刚石和石墨
C.氯化钠和过氧化钠 D.铁和铜
解析:A项,SiO2为原子晶体,CO2为分子晶体;B项,金刚石中只含共价键,石墨中含共价键和范德华力;C项,氯化钠中只含离子键,Na2O2中含离子键和共价键;D项,铁和铜均为金属晶体,只含金属键。
答案:D
3.[双选题]以下说法错误的选项是〔 〕
A.分子晶体、原子晶体、离子晶体都不导电
B.一般规律熔点:分子晶体<离子晶体<原子晶体
C.构成晶体的原子之间都有化学键
D.晶体中只要有阳离子就有阴离子
解析:分子晶体、原子晶体、离子晶体中既没有自由电子也没有自由移动的阴、阳离子,固不能导电;从构成晶体的微粒的作用力来看,分子间作用力<离子键<共价键,微粒间的作用力越大,熔点越高;稀有气体形成的分子晶体,原子之间没有化学键,只有分子间作用力;金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成,无阴离子。
答案:CD
4.以下数据对应的是物质的熔点〔℃〕,据此作出的以下判断中错误的选项是〔 〕
NaCl
Na2O
AlF3
AlCl3
BCl3
Al2O3
CO2
SiO2
801
920
1291
190
-107
2073
-57
1723
A.铝的化合物的晶体中有离子晶体
B.同族元素中的氧化物可形成不同类型的晶体
C.表中只有BCl3和干冰是分子晶体
D.不同元素的氧化物可形成相同类型的晶体
解析:表中的化合物中,SiO2属于原子晶体。AlCl3、CO2、BCl3属于分子晶体,其余物质属于离子晶体。铝的化合物的晶体中有离子晶体,如Al2O3;同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体,如CO2、SiO2;不同元素的氧化物可形成相同类型的晶体,如Na2O、Al2O3。
答案:C
5.X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体,其晶胞如下列图,那么下面表示该化合物的化学式正确的选项是〔 〕
A.ZXY3B.ZX2Y6
C.ZY4Y8D.ZX8Y12
解析:由晶胞可知X占据8个顶点,属于该晶胞的X数为:8×=1;Y占据12条棱的中间,属于该晶胞的Y数为:12×=3;Z占据该晶胞的体心,属于该晶胞的Z数为:1。故化学式为ZXY3。
答案:A
二、非选择题
6.以下列图为离子晶体空间构型示意图:〔阳离子,阴离子〕以M代表阳离子,以N表示阴离子,写出各离子晶体的组成表达式:
A、B、
C、D。
解析:在A中,含M、N的个数相等,故组成为MN;在B中,含M:×4+1=〔个〕,含N:×4+2+4×=〔个〕,M∶N=:=1∶3;在C中含M:×4=〔个〕,含N为1个;在D中,含M:×8=1,含N为1个〔体心〕。
答案:MN MN3 MN2 MN
7.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点上、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Mr g·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中心间的距离为 cm。
解析:〔1〕如下列图。
〔2〕从体心Na+看,与它最接近的且距离相等的Na+共有12个。
〔3〕根据离子晶体的晶胞,求阴、阳离子个数比的方法是均摊法。
由此可知,如图NaCl晶胞中,含Na+:8×+6×=4个;含Cl-:12×+1=4个。
〔4〕设Cl-与Na+的最近距离为a cm,那么两个最近的Na+间的距离为a cm,又·NA=Mr,即a= 。
所以Na+间的最近距离为:·。
答案:〔1〕〔答案不唯一,合理即可〕
〔2〕12 〔3〕4 12×+1=4 4 8×+6×=4〔答案不唯一,只要与第1问对应即可〕
8.〔2022·江苏高考〕原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是形成化合物种类最多的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29。
答复以下问题:
〔1〕Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为,1 mol Y2X2含σ键的数目为。
〔2〕化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是。
〔3〕元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化的分子式是。
〔4〕元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如以下列图所示,该氯化物的化学式是,它可与浓盐酸发生非氧化复原反响,生成配合物HnWCl3,反响的化学方程式为
________________________________________________________________________。
解析:该题考查物质结构中原子轨道的杂化类型、σ键、等电子体、氢键及晶胞等知识点。Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍,可推知Y是C;由X是形成化合物种类最多的元素知X是H;根据信息可写出Z的价电子排布式,知Z是N;29号元素W是Cu。
〔1〕Y2X2是C2H2,其结构式为H—C≡C—H,C原子采取sp杂化,1 mol C2H2中有3NA个σ键。
〔2〕ZX3、YX4分别是NH3、CH4,因NH3分子间存在氢键,故NH3的沸点高。
〔3〕Y是C,Z是N,C的氧化物CO2与N的氧化物N2O是等电子体。
〔4〕由图中晶胞知白球个数为8×+6×=4个,黑球个数也为4个,故Cu的氯化物中Cu与Cl原子个数比为1∶1,其化学式是CuCl。CuCl与浓盐酸的反响为非氧化复原反响,故其生成物中Cu为+1价,可由化合价代数和为零知生成物的化学式应为H2CuCl3,即可写出反响CuCl+2HCl===H2CuCl3。
答案:〔1〕sp杂化 3 NA 或3×6.02×1023个
〔2〕NH3分子间存在氢键
〔3〕N2O
〔4〕CuCl
CuCl+2HCl===H2CuCl3
〔或CuCl+2HCl===H2[CuCl3]〕
9.〔2022·课标全国理综〕氮化硼〔BN〕是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物,经过一系列反响可以得到BF3和BN,如以下列图所示:
请答复以下问题:
〔1〕由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是:
________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________;
是,BN中B元素的化合价为;
〔3〕在BF3分子中,F—B—F的键角是;B原子的杂化轨道类型为,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF的立体构型为;
〔4〕在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的化学键
为,层间作用力为;
〔5〕六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5 pm。立方氮化硼晶胞中含有个氮原子、个硼原子,立方氮化硼的密度是g·cm-3〔只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数为NA〕。
解析:〔1〕根据物质的制备流程图可推知由B2O3制备BF3和BN的化学方程式。
〔2〕因为同一周期,随着原子序数的增大,电负性逐渐增大,故B的电负性小于N的电负性,即得电子能力N大于B,所以BN中N元素是-3价,B元素是+3价。
〔3〕因为BF3中的B原子是sp2杂化,故该分子是平面正三角形分子,故键角是120°;BF的空间构型可类比NH,也应该是正四面体结构。
〔4〕因为六方氮化硼的结构与石墨类似,故其晶体中也是分层结构,层间是分子间作用力,层内的B原子与N原子间是极性共价键。
答案:〔1〕B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3↑+3CaSO4+3H2OB2O3+2NH32BN+3H2O
〔2〕1s22s22p1 N +3
〔3〕120° sp2 正四面体
〔4〕共价键〔或极性共价键〕 分子间力〔或范德华力〕
〔5〕4 4
10.〔2022·山东高考〕碳族元素包括C、Si、Ge、Sn、Pb。
〔1〕碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成,其结构类似于石墨晶体,每个碳原子通过杂化与周围碳原子成键,多层碳纳米管的层与层之间靠结合在一起。
〔4〕铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是:Pb4+处于立方晶胞顶点,Ba2+处于晶胞中心,O2-处于晶胞棱边中心,该化合物化学式为,每个Ba2+与个O2-配位。
解析:〔1〕石墨晶体是混合型晶体,同一层内碳原子之间以共价键结合成正六边形结构,层与层之间通过范德华力结合,故碳纳米管中碳原子的杂化方式为sp2杂化,层与层之间靠范德华力结合。
〔2〕电负性越大,非金属性越强,即吸引电子对的能力越强,故电负性的大小关系为C>H>Si。
〔3〕在SnBr2分子中,中心原子Sn有2对成键电子,1对孤对电子,采用sp2杂化,因孤对电子对成键电子的影响,使键角小于120°。
〔4〕1个晶胞中有1个Ba2+,Pb4+的个数为8×=1,O2-的个数为12×=3,故化学式为BaPbO3。每个Ba2+与12个O2-配位。
答案:〔1〕sp2 分子间作用力〔或:范德华力〕
〔2〕C>H>Si 〔3〕< 〔4〕BaPbO3 12
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