第三章 晶体结构与性质 测试题 (含解析) 2022-2023高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2

第三章 晶体结构与性质 测试题
一、选择题
1.下列叙述中正确的是
A.乙硫醇(CH3CH2SH)沸点高于乙醇(CH3CH2OH),因为前者相对分子质 量大
B.[Cu(NH3)4]SO4·H2O中含离子键、极性共价键、配位键
C.原子的电子云轮廓图中小点表示核外电子在此处出现过一次
D.电负性越大的元素,第一电离能也越大
2.下列离子方程式中,正确的是
A.金属钠投入水中:Na+H2O=Na++OH-+H2↑
B.铁氰化钾溶液检验亚铁离子时生成了蓝色沉淀:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓
C.等体积等物质的量浓度的NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合:+OH-=NH3·H2O
D.KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应制备高铁酸钾:3ClO-+2Fe(OH)3=2+3Cl-+4H++H2O
3.合成氨工业中,原料气(、及少量CO、的混合气)在进入合成塔前常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收CO,其反应为: 。下列说法正确的是
A.分子的空间构型为三角锥形
B.CO的相对分子质量大于,则沸点比高
C.中给出孤电子对,提供空轨道
D.工业上吸收CO适宜的条件是低温、高压,压强越大越好
4.下列说法中正确的是
A.金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子,电子定向移动
B.分子晶体的溶沸点很低,常温下都呈液态或气态
C.原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合
D.离子晶体中只存在离子键
5.下列说法正确的是
A.金刚石晶体中每个碳原子被12个最小碳环共用
B.石墨为混合型晶体,因层间存在分子间作用力,故熔点低于金刚石
C.金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞,从而发生热的传导
D.NaCl晶体中每个Na+周围有6个距离最近且相等的Na+
6.下列有关分子晶体的叙述正确的是
A.分子内均存在共价键
B.非金属氧化物呈固态时,一定属于分子晶体
C.分子晶体中一定存在氢键
D.分子晶体熔化时一定破坏了范德华力
7.易潮解、易升华,实验室制备的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。下列说法不正确的是
A.根据描述可知是共价化合物,属于分子晶体
B.试剂X和试剂Y分别为饱和食盐水、浓硫酸
C.直接用E接收产物比用导管连接D、E的优点是可防止堵塞
D.出于简化装置的目的,F装置可拆除
8.下列固体熔化时破坏共价键的是
A.冰 B.铝 C.二氧化硅 D.烧碱
9.科学家已成功将二氧化碳在高温高压下转化为类似二氧化硅的晶体结构。关于这种二氧化碳晶体的叙述,错误的是
A.属于原子晶体 B.熔点比二氧化硅晶体低
C.每个原子都达到8电子稳定结构 D.每个碳原子与4个氧原子形成单键
10.下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数)
A.1molNaCl晶胞中含有4NA个NaCl分子
B.一个铜晶胞的质量为g
C.60gSiO2含有Si-O键的个数为2NA
D.1molSiC含有C-Si键的个数为4NA
11.TiO2的晶胞结构(晶胞中相同大小的原子相同)如图所示,其中M、N、I的原子坐标分别为M(0,0,0),N(0.69a,0.69a,c),I(0.81a,0.19a,0.5c)。下列说法正确的是
A.图中较小黑球代表Ti原子 B.Q点的原子坐标为(0.19a,0.81a,0.5c)
C.1个晶胞中含有2个O原子 D.该晶体的密度为g cm-3
12.有氧条件下,在Fe基催化剂表面,还原NO的反应机理如图所示。该反应能够有效脱除烟气中的NO,保护环境。下列说法错误的是
A.在酸性配位点上,与通过配位键形成
B.增大压强有利于NO与吸附在配位点上形成
C.反应物和生成物的分子空间结构分别为三角锥形、V形
D.Fe基催化剂可以提高NO的平衡转化率
13.工业上常用反应2C+SiO2Si+2CO制备粗硅,若碳过量还会生成SiC。下列说法不正确的是
A.原子半径:C<Si,因此熔沸点:金刚石>SiC>Si
B.SiH4中Si的化合价为+4价,CH4中C的化合价为 4价,因此SiH4还原性小于CH4
C.Si原子间难形成双键而C原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,较难形成p pπ键
D.键能:Si H<C H,Si Si<C C,因此硅烷的种类和数量不如烷烃的多
14.关于纳米材料,下列说法正确的是
①纳米材料可大大提高材料的强度和硬度
②纳米材料可提高材料的磁性
③纳米材料能制作高贮存密度的量子磁盘
④纳米机器人“医生”能进入人体杀死癌细胞
⑤纳米是长度单位
A.①②③④⑤ B.②③④ C.②③④⑤ D.①②③④
15.在石墨晶体中,每一层有无数个正六边形构成,同一层内每个碳原子与相邻的三个碳原子以C﹣C键相结合.则石墨晶体中碳原子数与C﹣C键之比为
A.1:1 B.2:1 C.2:3 D.3:2
二、填空题
16.回答下列问题:
(1)常温常压下为无色液体,空间结构为_______,其固体的晶体类型为_______。
(2)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种配合物的结构如图所示,该配合物中通过螯合作用形成的配位键有_______,该螯合物中N的杂化方式有_______种。
17.高温下,正硅酸锂(Li4SiO4)能与CO2发生反应,对控制CO2的排放具有重要的理论意义和实用价值。完成下列填空:
(1)硅原子核外电子占有_____种能量不同的轨道;Li、C、Si的最高价氧化物中,属于原子晶体的是_____。
(2)钠元素的金属性比锂强,用原子结构的知识说明理由_____。
一定温度下,在2L的密闭容器中,Li4SiO4与CO2发生如下反应:Li4SiO4(s)+CO2(g)Li2SiO3(s)+Li2CO3(s)。
(3)该反应的平衡常数表达式K=_____,反应20min,测得容器内固体物质的质量增加了8.8g,则0~20min内CO2的平均反应速率为_____。
(4)在T1、T2温度下,恒容容器中c(CO2)随时间t的变化关系如图所示。该反应是_____反应(选填“放热”或“吸热”)。
若T1温度下,达到平衡时c(CO2)为amol·L-1,保持其他条件不变,通入一定量的CO2,重新达到平衡时c(CO2)为bmol·L-1。试比较a、b的大小,并说明理由_____。
18.(1)已知酸性H2CO3>HClO>,用一个离子方程式表示ClO-和结合H+的相对强弱___________。
(2) NaNH2是离子化合物,各原子均满足稳定结构。写出NaNH2的电子式___________。
(3)在常压下,金刚石的硬度比足球烯(C60) 高。主要原因是___________。
19.写出下列化合物的电子式
(1)K2O_____;
(2)Na2O2_____;
(3)NH4F_____;
(4)Ca(OH)2_____;
(5)CH4_____;
(6)H2O2_____。
三、计算题
20.(1)在下列物质中___________是晶体,___________是非晶体。
①塑料 ②明矾 ③松香 ④玻璃⑤CuSO4·5H2O ⑥冰糖 ⑦糖果 ⑧单晶硅 ⑨铝块 ⑩橡胶
(2)晶体和非晶体在外形上有差别,晶体都具有___________,而非晶体___________;另外非晶体的多种物理性质,在各个方向都是___________的,而晶体的多种物理性质在各个方向都是___________的。
(3)判断物质是晶体还是非晶体,比较正确的方法是___________。
①从外形上来判断
②从各向异性或各向同性上来判断
③从导电性能来判断
④从有无固定熔点来判断
21.75号元素铼Re,熔点仅次于钨,是制造航空发动机的必需元素。地壳中铼的含量极低,多伴生于钼、铜、锌、铅等矿物中。回答下列问题:
(1)锰原子价层电子的轨道表示式为__,锰处于周期表的__区。
(2)与铼伴生的铜能形成多种配合物。如:醋酸二氨合铜(I)[Cu(NH3)2]Ac可用于吸收合成氨中对催化剂有害的CO气体:[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO。(Ac表示醋酸根)
①与铜离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是__。
②醋酸根中C原子的杂化类型为__,1mol配离子[Cu(NH3)2]+中含有σ键的数目为__。
③写出与NH3互为等电子体的一种离子的化学式__。
(3)锰与铼处于同一族,金属铼的熔点高于锰,原因是___。
(4)三氧化铼为立方晶胞,晶胞参数为apm,三氧化铼的摩尔质量为Mg/mol;铼原子占据顶点,氧原子占据所有棱心。则铼原子的配位数为__,铼原子填在了氧原子围成的空隙中___(填“四面体”“立方体”或“八面体”),三氧化铼的密度为__g/cm3。(用NA表示阿伏加 德罗常数的值)
四、元素或物质推断题
22.已知A、B、C、D、E、F为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素,A与B,C、D与E分别位于同一周期。A原子L层上有2对成对电子,B、C、D的核外电子排布相同的简单离子可形成一种C3DB6型离子晶体X,CE、FA为电子数相同的离子晶体。
(1)A元素的基态原子价电子排布式:_______。
(2)X的化学名称为_______。
(3)试解释工业冶炼D不以DE3而是以D2A3为原料的原因:______________。
(4)CE、FA的晶格能分别为786 kJ·mol-1、3401 kJ·mol-1,试分析导致两者晶格能差异的主要原因是_______。
(5)F与B可形成离子化合物,其晶胞结构如下图所示。F与B形成的离子化合物的化学式为_______;该离子化合物晶体的密度为a g·cm-3,则晶胞的体积是_______(只要求列出算式)。
五、实验题
23.铬是人体必需的微量元素,其在肌体的糖代谢和脂代谢中发挥着特殊作用,铬缺乏会造成葡萄糖耐量受损,可能伴随高血糖、尿糖等。而在工业中铬及其化合物在无机合成和有机合成中均有着重要作用。
Ⅰ.工业上以铬铁矿为原料生产铬酸钠,实际操作是将铬铁矿和纯碱置于坩埚中,在空气中加热,得到。
Ⅱ.市售的为深绿色晶体,实验室中可用甲醇在酸性条件下还原制备(装置如图A所示):
①将一定量铬酸钠、甲醇与水的混合物加入三颈烧瓶中;②升温至120℃时,缓慢滴加足量浓盐酸,保持100℃反应3h;③冷却,用NaOH溶液调节pH为6.5~7.5,得到沉淀;④洗净沉淀后,加入过量盐酸溶解,通过结晶法得到晶体。
已知:易溶于水、乙醇,易水解。
Ⅲ.重铬酸钾俗称红矾,是一种重要的化工产品,可向溶液中加酸,使转化为,再向溶液中加入KCl,升高温度,经过一系列操作后可获得晶体。已知的溶解度随温度变化的曲线如图B所示。
回答下列问题:
(1)是配位化合物,由于内界配体不同而有不同的颜色,呈深绿色的晶体为,该配合物的配体为___________、___________(填化学式)。
(2)在Ⅱ中制备晶体时,步骤④中“加入过量盐酸”的目的是___________。
(3)装置图A中,仪器c的名称为___________,仪器b的作用是___________。
(4)已知步骤Ⅱ中有产生,则三颈烧瓶中甲醇还原铬酸钠的离子方程式为___________。
(5)往溶液中加入KCl,升高温度能获得。获得晶体的一系列操作包括:趁热过滤、___________、过滤、洗涤、干燥。其中“洗涤”步骤选用的洗涤剂为丙酮,其原因是___________。
【参考答案】
一、选择题
1.B
解析:A.乙醇(CH3CH2OH)分子间存在氢键,而乙硫醇(CH3CH2SH)分子间无氢键,所以沸点:乙醇>乙硫醇,A错误;
B.[Cu(NH3)4]SO4·H2O配离子与外界硫酸根离子间形成离子键,铜离子与氨气分子形成配位键,水分子、氨气分子、硫酸根离子内部原子之间形成极性共价键,B正确;
C.原子的电子云轮廓图中小黑点表示电子在核外出现的概率,小黑点密集代表电子出现的几率大,C错误;
D.电负性越大的元素,第一电离能不一定越大,如N元素的电负性小于O元素的电负性,但N元素的2p能级为半充满稳定状态、第一电离能大于O的,D错误;
故选B。
2.B
解析:A. 金属钠投入水中:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,故A错误;
B. 铁氰化钾溶液检验亚铁离子时生成了蓝色沉淀:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓,故B正确;
C. 等体积等物质的量浓度的NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合,NaOH先与氢离子反应:H++OH-=H2O,故C错误;
D. KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应制备高铁酸钾:3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2+3Cl-+5H2O,故D错误;
故选B。
3.A
解析:A.NH3分子中N原子的价层电子对数为3+=4,孤电子对数为1,所以为三角锥形结构,故A正确;
B.氨气能形成氢键,导致其沸点升高,CO的沸点比低,故B错误;
C.中提供空轨道,给出孤电子对,两者形成配位键,故C错误;
D.为气体分子数减小的放热反应,则吸收CO适宜的条件是低温、高压,但不是压强越大越好,压强过大会对设备提出更高的要求,故D错误;
故选A。
4.C
解析:A.金属里本来就存在有自由电子,在金属未通电的情况下,金属中的电子是在做热运动,即无规则运动,在外加电场的作用下自由电子做定向移动,而不是产生了自由电子,故A错误;
B.分子晶体存在常温下呈固态的物质,例如S、白磷、红磷、C60等都属于分子晶体,在常温下为固态,故B错误;
C.原子晶体中原子间作用力为共价键,故C正确;
D.离子晶体中一定存在离子键,可存在共价键,如NaOH等,故D错误;
故选:C。
5.A
解析:A.金刚石晶体中每个碳原子与4个碳原子形成形成共价键,与6个碳原子形成六元环,每个碳原子被12个最小碳环共用,故A正确;
B.石墨中由于大π键的存在,使得C—C间核间距更小,键长更短,破坏石墨的C—C键更难,需要提供的能量更多,所以石墨的熔点高于金刚石,故B错误;
C.金属能导热是因为自由电子在热的作用下与金属阳离子相互碰撞,从而发生热的传导,故C错误;
D.氯化钠晶体中,位于顶点的钠离子与面心的钠离子的距离最近,所以每个钠离子周围有3×8÷2=12个距离最近且相等的钠离子,故D错误;
故选A。
6.D
解析:A.稀有气体分子内无化学键,A项错误;
B.非金属氧化物中的为原子晶体,B项错误;
C.分子晶体中不一定存在氢键,如晶体,C项错误;
D.分子晶体中分子间一定存在范德华力,可能存在氢键,所以分子晶体熔化时一定破坏了范德华力,D项正确;
答案选D。
7.D
【分析】由实验装置图可知,装置A中高锰酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥氯气,装置D、E由于制备、冷凝收集氯化铁,装置F装置中盛有的浓硫酸用于吸收水蒸气,防止水蒸气进入E在导致氯化铁潮解,G中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气,防止污染空气。
解析:A.由氯化铁易升华可知,氯化铁是熔沸点低的分子晶体,属于共价化合物,故A正确;
B.由分析可知,装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥氯气,则试剂X和试剂Y分别为饱和食盐水、浓硫酸,故B正确;
C.由分析可知,装置D、E由于制备、冷凝收集氯化铁,由于氯化铁易升华,若用导管连接,会发生堵塞而造成危险,故C正确;
D.由分析可知,装置F装置中盛有的浓硫酸用于吸收水蒸气,防止水蒸气进入E在导致氯化铁潮解,若拆除F装置会导致氯化铁潮解,所以F装置不能拆除,故D错误;
故选D。
8.C
解析:A.冰是固态水,熔化时破坏的是分子间作用力,故A不选;
B.铝属于金属,熔化时破坏的是金属键,故B不选;
C.二氧化硅中硅原子和氧原子之间存在极性共价键,二氧化硅熔化时破坏极性共价键,故C选;
D.烧碱是NaOH,属于离子化合物,熔化时破坏的是离子键,故D不选;
故选C。
9.B
解析:A.这种二氧化碳晶体类似二氧化硅的晶体结构,属于原子晶体,故A正确;
B.二氧化碳晶体结构和二氧化硅晶体结构相似,都为原子晶体,C原子半径小于Si原子半径,所以C-O键键能大于Si-O键,二氧化碳晶体熔点比二氧化硅晶体高,故B错误;
C.每个碳原子与4个氧原子通过1对共用电子对连接,每个氧原子与2个碳原子通过1对共用电子对连接,所以晶体中C、O原子最外层电子都满足8电子结构,故C正确;
D.二氧化碳晶体结构和二氧化硅晶体结构相似,二氧化碳晶体中每个碳原子和4个氧原子形成单键,构成正四面体结构,其键角是109°28′,故D正确;
故选B。
10.D
解析:A.NaCl是离子晶体,没有NaCl分子,故A错误;
B.铜是面心立方晶胞,一个铜晶胞占用4个铜原子,一个铜晶胞的质量为g,故B错误;
C.60gSiO2的物质的量是1mol,含有Si-O键的个数为4NA,故C错误;
D.1个Si和周围4个C形成4个C-Si键,1个C和周围4个Si形成4个C-Si键,1molSiC含有C-Si键的个数为4NA,故D正确;
选D。
11.B
解析:A.晶胞较小黑球有4个,较大黑球有2个,因此较大黑球为原子,小黑球为O原子,选项A错误;
B.Q、I位置的O原子与体心原子处于同一平面,且处于对角线上,根据I原子坐标可知的坐标为,选项B正确;
C.晶胞较小黑球有4个,较大黑球有2个,因此较大黑球为原子,小黑球为O原子,选项C错误;
D.晶胞质量,晶胞体积,故该晶体的密度,选项D错误;
答案选B。
12.D
解析:A.在酸性配位点上,NH3与H+通过N→H配位键形成,故A正确;
B.2NO+O2 2NO2是气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,所以增大压强有利于NO与O2吸附在Fe3+配位点上形成NO2,故B正确;
C.反应物和生成物中心原子杂化类型相同,中有一对孤电子对,中有两对孤电子对,分子空间结构分别为三角锥形、V形;故C正确;
D.催化剂不影响平衡转化率,故D错误;
故答案选D。
13.B
解析:A.原子半径:C<Si,键长长度C C>C Si>Si Si,因此熔沸点:金刚石>SiC>Si,故A正确;
B.SiH4中Si元素的非金属性小于CH4中C,因此SiH4还原性大于CH4,故B错误;
C.Si的原子半径大,原子间形成的σ键较长,p p轨道重叠程度很小,因此难于形成p p π键,故C正确;
D.键能:Si H<C H,Si Si<C C,因此Si H、Si Si易断裂,因此硅烷的种类和数量不如烷烃的多,故D正确。
综上所述,答案为B。
14.A
解析:纳米材料的性能包括提高材料的强度、硬度、改变颜色、增强磁性等。纳米技术能制造出纳米“机器人”,进入人体杀死癌细胞,制作的量子磁盘,能作高密度的磁记录,纳米是长度单位,综上所述,故选A。
15.C
解析:每一层内碳原子排列成正六边形,每个C原子连接3个C-C键,则每个C原子平均含有C-C个数=×3=1.5,则石墨晶体每一层内碳原子数与碳-碳化学键数的比=1:1.5=2:3。故选C。
二、填空题
16.(1) 正四面体形 分子晶体
(2) 6 1
解析:(1)最外层有4个电子,与4个形成4个键,因此的空间结构为正四面体形;由题给信息知常温常压下为液体,说明的熔点较低,所以其固体的晶体类型为分子晶体。
(2)由题给图示可知,通过螯合作用形成了3个环,每个环中均可与2个N原子或2个氧原子形成配位键,即1个与4个N原子分别形成4个配位键,与2个O原子分别形成2个配位键,因此该配合物中通过螯合作用形成的配位键有;由题给图示可知,该配合物中有2种不同的N原子,每个N原子均形成3个键,因此所有N原子的杂化方式均为杂化,即杂化方式只有1种。
17.SiO2 钠元素和锂元素均为第ⅠA族元素,Na原子有3个电子层,Li原子有2个电子层,原子半径Na>Li,则原子核对外层电子的吸引能力:NaLi,因此金属性Na强于Li 0.005mol·L-1·min-1 放热 a=b,通入一定量的CO2,平衡会正向进行,但由于温度不变,该反应的平衡常数K=不变,故达到新平衡时c(CO2)不变,即a=b
解析:(1)硅是14号元素,基态硅原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2,其核外电子共占有5种能量不同的轨道;Li、C、Si的最高价氧化物分别为Li2O、CO2、SiO2,Li2O是离子晶体、CO2是分子晶体、SiO2是原子晶体,故答案为:5;SiO2;
(2) 钠元素的金属性比锂强,从原子结构解释:钠元素和锂元素均为第ⅠA族元素,Na原子有3个电子层,Li原子有2个电子层,原子半径Na>Li,则原子核对外层电子的吸引能力:NaLi,因此金属性Na强于Li,故答案为:钠元素和锂元素均为第ⅠA族元素,Na原子有3个电子层,Li原子有2个电子层,原子半径Na>Li,则原子核对外层电子的吸引能力:NaLi,因此金属性Na强于Li;
(3)平衡常数等于生成物的平衡浓度幂之积除以反应物的平衡浓度幂之积,根据化学反应方程式Li4SiO4(s)+CO2(g)Li2SiO3(s)+Li2CO3(s),反应物为气体的是二氧化碳,生成物均为固体,则平衡常数;反应中固体增加的质量即为消耗的CO2的质量,反应20min消耗的CO2的质量为8.8g, c(CO2)=8.8g÷44g/mol÷2L=0.1mol·L-1,则0~20min内CO2的平均反应速率,故答案为:;0.005mol·L-1·min-1;
(4)由图象分析可知,T1先达到平衡,则温度T1>T2,T2到T1的过程是升温,c(CO2)增大,平衡逆向移动,则该反应是放热反应;若T1温度下,达到平衡时c(CO2)为amol·L-1,保持其他条件不变,通入一定量的CO2,平衡会正向进行,但由于温度不变,该反应的平衡常数K=不变,故达到新平衡时c(CO2)不变,即a=b,故答案为:放热;a=b,通入一定量的CO2,平衡会正向进行,但由于温度不变,该反应的平衡常数K=不变,故达到新平衡时c(CO2)不变,即a=b。
18. HClO+= ClO-+ 金刚石是(共价)原子晶体,而足球烯为分子晶体
解析:(1)已知酸性H2CO3>HClO>,结合H+能力越强的离子则对应离子或分子电离出H+的能力就越弱,即酸性就越弱,故用可用离子方程式:HClO+= ClO-+来表示结合H+ 比ClO-的能力强,故答案为:HClO+= ClO-+;
(2) NaNH2是离子化合物,各原子均满足稳定结构,即H原子周围有2个电子,其余原子周围有8个电子,故NaNH2的电子式为:,故答案为:;
(3)在常压下,金刚石的硬度比足球烯(C60) 高,主要原因是金刚石是(共价)原子晶体,而足球烯为分子晶体,故答案为:金刚石是(共价)原子晶体,而足球烯为分子晶体。
19.
解析:(1)K2O是离子化合物,由K+和O2-构成,K2O的电子式为;
(2)Na2O2是离子化合物,由Na+和O22-构成,Na2O2的电子式为;(3)NH4F是离子化合物,由NH4+离子和F-离子构成,NH4F的电子式为;(4)Ca(OH)2是离子化合物,由Ca2+离子和OH-离子构成,Ca(OH)2的电子式为;(5)CH4是共价化合物,C原子与4个H原子分别以一对共用电子对结合,电子式为;(6)H2O2是共价化合物,其结构式为H-O-OH,电子式为。
三、计算题
20. ②⑤⑥⑧⑨ ①③④⑦⑩ 规则的几何外形 没有规则的几何外形 各向同性 各向异性 ②④
解析:(1)明矾是KAl(SO4)2·12H2O,它和CuSO4·5H2O、冰糖、单晶硅、铝块都是晶体;塑料、松香、玻璃、糖果、橡胶都是非晶体。故答案为:②⑤⑥⑧⑨;①③④⑦⑩;
(2)晶体都具有规则的几何外形,非晶体没有规则的几何外形;晶体最大的特征就是各向异性和有固定的熔点,非晶体的多种物理性质,在各个方向都是各向同性,晶体的多种物理性质在各个方向都是:各向异性;
(3)晶体最大的特征就是各向异性和有固定的熔点,故选:②④。
21. d 具有孤对电子(或孤对电子) sp3和sp2 8NA H3O+或CH3- 铼中的金属键强于锰 6 八面体
【分析】⑴锰元素是25号元素,锰原子价电子为3d74s2。
⑵①铜离子有空轨道,因此与铜离子形成配合物的分子或离子应具有孤电子对;②醋酸根中两个碳原子的价电子对数分别为4个和3个,[Cu(NH3)2]+中每个铜离子形成2个配位键,每个配体分子中有3个共价键;③根据价电子C- = N = O+,可以书写出与NH3互为等电子体的离子。
⑶锰和铼的晶体都属于金属晶体,其熔点决定与金属键。
⑷三氧化铼为立方晶胞,铼原子占据顶点,氧原子占据所有棱心,则每个晶胞中有1个铼原子核3个氧原子,每个铼原子的上、下、左、右、前、后都有一个等距的氧原子,根据公式求出三氧化铼的密度。
解析:⑴锰元素是25号元素,锰原子价电子为3d74s2,价电子排布图为 ,它处于元素周期表d区;故答案为: ;d。
⑵①铜离子有空轨道,因此与铜离子形成配合物的分子或离子应具有孤电子对;故答案为:具有孤对电子(或孤对电子)。
②醋酸根中两个碳原子的价电子对数分别为4个和3个,故其杂化轨道类型为sp3和sp2,[Cu(NH3)2]+中每个铜离子形成2个配位键,每个配体分子中有3个共价键,因此1mol[Cu(NH3)2]+配离子中含有σ键的数目为8NA,故答案为:sp3和sp2;8NA。
③根据价电子C- = N = O+,与NH3互为等电子体的离子有H3O+或CH3-;故答案为:H3O+或CH3-。
⑶锰和铼的晶体都属于金属晶体,其熔点决定与金属键,金属铼的熔点高于锰,说明锰的金属键弱于铼;故答案为:铼中的金属键强于锰。
⑷三氧化铼为立方晶胞,晶胞参数为apm,铼原子占据顶点,氧原子占据所有棱心,则每个晶胞中有1个铼原子核3个氧原子,每个铼原子的上、下、左、右、前、后都有一个等距的氧原子,故铼原子的配位数为6,铼原子填在了氧原子围成的八面体空隙中,三氧化铼的密度为;故答案为:6;八面体;。
四、元素或物质推断题
22. 2s22p4 六氟合铝酸钠 Al2O3为离子晶体(或者离子化合物),而AlCl3为分子晶体(或者共价化合物) CaO晶体中Ca2+、O2-带的电荷大于NaCl晶体中Na+、Cl-带的电荷 CaF2
【分析】已知A、B、C、D、E、F为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素,A原子L层上有2对成对电子,所以A为O元素,其基态原子电子排布式为1s22s22p4;由于B与A同周期且原子序数比A大,则B为F元素;B、C、D的核外电子排布相同的简单离子可形成一种C3DB6型离子晶体X,且C、D分别位于同一周期,所以X为Na3AlF6,即C是Na元素、D是Al元素;CE、FA为电子数相同的离子晶体,则E为Cl元素、F为Ca元素。
解析:(1)根据分析,A为O元素,其基态原子价电子排布式为2s22p4;
(2)根据分析,X的化学式为Na3AlF6,名称为六氟合铝酸钠;
(3)因为Al2O3为离子晶体,熔融状态可导电,而AlCl3为分子晶体,熔融状态不导电,故工业上工业冶炼Al不以AlCl3而是以Al2O3为原料;
(4)根据分析,CE、FA分别为NaCl、CaO,其晶格能分别为786 kJ·mol-1、3401 kJ·mol-1,导致两者晶格能差异的主要原因是因为Ca2+和Cl-电子层结构相同,O2-和Na+电子层结构相同,且Ca2+、O2-带的电荷数大于NaCl晶体中Na+、Cl-,故NaCl晶格能低于CaO晶格能;
(5)根据晶胞结构,用均摊法进行计算,每个晶胞中钙原子的个数=×8+×6=4(个),F原子位于晶胞内部,未被其他晶胞共用,故F原子的个数为8,所以该化合物的化学式为CaF2。假设现有1 mol CaF2,其中含有NA个钙离子,则含有个晶胞,再假设一个晶胞的体积为V cm3,则1 mol CaF2的体积为×V cm3,根据质量关系列关系式得×V×a=78,解得该晶胞的体积V=。
五、实验题
23.(1) (两空答案不分先后)
(2)抑制(或)水解
(3) (球形)干燥管 导气、冷凝回流
(4)
(5) 降温结晶 减少的溶解,并便于干燥
【分析】铬酸钠、甲醇与足量浓盐酸在加热条件下发生反应,调节pH得到Cr(OH)3沉淀,往Cr(OH)3沉淀中加入过量盐酸溶解,通过结晶法得到CrCl36H2O晶体。
解析:(1)配合物中,配体为和。
(2)易水解,步骤④中“加入过量盐酸”的目的是抑制(或)水解。
(3)装置图A中,仪器c的名称为球形干燥管;仪器b为(球形)干燥管,其作用是导气和冷凝回流。
(4)步骤Ⅱ中有产生,则三颈烧瓶中甲醇将铬酸根离子还原为+3价铬离子,反应的离子方程式为。
(5)由于的溶解度受温度影响比较大,可通过降温结晶的方法析出晶体,因此获得晶体的一系列操作包括:趁热过滤、降温结晶、过滤、洗涤、干燥;其中“洗涤”步骤中选用丙酮作为洗涤剂,目的是减少的溶解,并便于干燥

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