2023年高考真题变式分类汇编:不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
一、选择题
1.(2021·湖北)下列有关N、P及其化合物的说法错误的是( )
A.N的电负性比P的大,可推断NCl3分子的极性比PCl3的大
B.N与N的π键比P与P的强,可推断N≡N的稳定性比P≡P的高
C.NH3的成键电子对间排斥力较大,可推断NH3的键角比PH3的大
D.HNO3的分子间作用力较小,可推断HNO3的熔点比H3PO4的低
【答案】A
【知识点】键能、键长、键角及其应用;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A.P和Cl的电负性差值比N和Cl的电负性差值大,因此PCl3分子的极性比NCl3分子极性大,A项符合题意;
B.N与N的 键比P与P的强,故 的稳定性比 的高,B项不符合题意;
C.N的电负性比P大,NH3中成键电子对距离N比PH3中成键电子对距离P近,NH3中成键电子对间的斥力大,因此NH3的键角比PH3的大,C项不符合题意;
D.相对分子质量:HNO3
【分析】A.分子中原子间的电负性差值越大,分子的极性越大;
B.共价键越牢固,分子越稳定;
C.分子中成键电子对间的排斥力大,分子中的键角越大;
D.相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高。
2.(2016·上海)下列各组物质的熔点均与所含化学键的键能有关的是( )
A.CaO与CO2 B.NaCl与HCl C.SiC与SiO2 D.Cl2与I2
【答案】C
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A.CaO为离子化合物,熔化断裂离子键,而CO2在固体时是分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,与化学键无关,故A错误;
B.NaCl为离子化合物,熔化断裂离子键,而HCl在固体时是分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,与化学键无关,故B错误;
C.SiC与SiO2都是原子晶体,熔化断裂的是共价键,与化学键有关,故C正确;
D.Cl2与I2在固体时是分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,与化学键无关,故D错误.
故选C.
【分析】物质的熔点均与所含化学键的键能有关,则对应的晶体一般为金属晶体、离子晶体或原子晶体,而分子晶体熔化时只克服分子间作用力,以此解答该题.本题考查物质中的化学键,为高频考点,把握化学键的形成及化学键判断的一般规律即可解答,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大.
3.(2022·铁岭模拟)照相底片的定影及银的回收过程如下:
步骤1:将曝光后的照相底片用定影液()浸泡,使未曝光的AgBr转化成配合物溶解,该反应AgBr和的物质的量比为1∶2。
步骤2:在步骤1的废定影液中加使配合物转化为黑色沉淀,并使定影液再生。
步骤3:过滤,将黑色沉淀在空气中灼烧回收银。
下列说法正确的是( )
A.步骤1中配合物的内外界离子数比为3∶1
B.从步骤2可知和共存时,更易和结合,生成难溶电解质
C.步骤3中灼烧时反应的化学方程式为
D.如图所示为NaBr的晶胞,晶胞边长为a,则Br之间的最短距离为
【答案】B
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A.步骤1中发生AgBr+2Na2S2O3=Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr,生成配合物为Na3[Ag(S2O3)2],配合物的内外界离子数比为1:3,故A不符合题意;
B.步骤2发生2Na3[Ag(S2O3)2]+Na2S=Ag2S↓+4Na2S2O3,黑色沉淀为Ag2S,溶度积越小的越容易形成难溶物,则
更易和
结合,生成难溶电解质,故B符合题意;
C.步骤3 Ag2S在空气中灼烧回收银,反应物还有氧气,灼烧生成有毒气体二氧化硫,反应的化学方程式为
,故C不符合题意;
D.溴离子之间的最短距离为面对角线的一半即
,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A. 反应AgBr和的物质的量比为1∶2 ,发生反应AgBr+2Na2S2O3=Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr,Na3[Ag(S2O3)2]中Na+是外界,[Ag(S2O3)2]3-是内界;
B. 废定影液中加使配合物转化为黑色沉淀,并使定影液再生 ,说明反应生成了Ag2S和Na2S2O4,发生反应2Na3[Ag(S2O3)2]+Na2S=Ag2S↓+4Na2S2O3,说明银离子更易与硫离子反应生成难溶电解质;
C.Ag2S在空气中灼烧回收银,Ag2S与空气中的氧气反应生成银和二氧化硫;
D. 晶胞边长为a ,则对角线长为 ,Br原子之间的最短距离为 .
4.(2021·绍兴模拟)下列“类比”结果正确的是( )
A.乙炔的分子构型为直线形,则的分子构型也为直线形
B.单质的熔点,则单质的熔点
C.、是酸性氧化物,则也是酸性氧化物
D.通入溶液不产生沉淀,则通入溶液也不产生沉淀
【答案】A
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;乙炔炔烃;物质的简单分类
【解析】【解答】A.乙炔的分子构型为直线形,是因为存在碳碳三键,的分子存在碳氮三键,则的分子构型也为直线形,A项符合题意;
B.单质的熔点,但单质的熔点,B项不符合题意;
C.、是酸性氧化物,但与水反应,生成硝酸和一氧化氮,则其不是酸性氧化物,C项不符合题意;
D.通入溶液不产生沉淀,通入溶液中,二氧化硫与水反应,生成亚硫酸,遇硝酸根离子,会产生硝酸,硝酸有强氧化性,会将亚硫酸氧化为硫酸,则会产生沉淀,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.乙炔和HCN分子中均存在三键,均为直线形分子;
B.钠的熔点大于钾;
C.酸性氧化物是一类能与碱作用只生成一种盐和水的氧化物, 酸性氧化物大多数能跟水直接化合生成含氧酸;
D.二氧化硫溶于水生成亚硫酸,加入硝酸钡,硝酸根在酸性条件下会将亚硫酸氧化成硫酸,从而生成硫酸钡沉淀。
5.(2018·静安模拟)两种物质所含化学键种类完全相同,晶体类型也相同的是( )
A.NaCl和HCl B.NaOH和Na2O
C.C3H8和H2O2 D.SO2和SiO2
【答案】C
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A、NaCl是离子晶体,NaCl中只含离子键,固体HCl分子晶体,HCl中只含共价键,选项不符合题意;
B、NaOH、Na2O都是离子晶体,Na2O只含有离子键,NaOH中含离子键和共价键,所含化学键类型不完全相同,选项B不符合题意;
C、C3H8和H2O2都是分子晶体,C3H8和H2O2都只含共价键,所含化学键类型完全相同,晶体类型也完全相同,选项C符合题意;
D、固体SO2是分子晶体,二氧化硅是原子晶体,二氧化硅、二氧化碳都只含共价键,选项D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】首先判断物质的晶体类型,然后分析含有的化学键类型,注意极性键与非极性的判断。
6.(2017·崇明模拟)下列关于原子晶体的叙述不正确的是( )
A.硬度一定很大 B.熔沸点一定很高
C.一定只含共价键 D.可能含有离子键
【答案】D
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】解:原子晶体的硬度大、熔点高,原子之间存在共价键,不存在离子键,离子键只存在于离子晶体中.
故选D.
【分析】相邻原子之间通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体,原子晶体存在共价键,晶体的硬度大、熔点高,以此解答该题.
7.(2016·浦东模拟)常温下非固态的物质是( )
A.软脂酸(C15H31COOH) B.油酸(C17H33COOH)
C.草酸(HOOC﹣COOH) D.氨基酸(H2N﹣CH2COOH)
【答案】B
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;羧酸简介;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】解:A、常温下软脂酸呈固态,故A错误;
B、油酸的熔点是13.4℃,在常温下不是固体,故B正确;
C、草酸的熔点在101℃左右,在常温下为固体,故C错误;
D、甘氨酸的熔点在245℃,在常温下是固体,故D错误;
故选B.
【分析】A、常温下软脂酸呈固态;
B、油酸的熔点是13.4℃;
C、草酸的熔点在101℃左右;
D、甘氨酸的熔点在245℃.
8.(2015·崇州模拟)水是生命之源,2014年我国科学家首次拍摄到水分子团簇的空间取向图象,模型如图所示,下列关于水的说法正确的是( )
A.水是弱电解质
B.可燃冰是可以燃烧的水
C.氢氧两种元素只能组成水
D.0℃时冰的密度比液态水的密度大
【答案】A
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;水的电离
【解析】【解答】解:A.水为极弱的电解质,能够部分电离出氢离子和氢氧根离子,故A正确;
B.可燃冰为甲烷和水形成的一种特殊的化合物,并不是可燃烧的水,故B错误;
C.氢氧两种元素可以组成水、双氧水,故C错误;
D.冰中存在氢键,具有方向性和饱和性,其体积变大,则相同质量时冰的密度比液态水的密度小,故D错误;
故选A.
【分析】A.水能够部分电离出氢离子和氢氧根离子,存在电离平衡;
B.可燃冰为甲烷和水形成的一种化合物;
C.氢氧两种元素还可以组成双氧水;
D.液体水变成冰,体积变大,密度变小.
9.(2016·闵行模拟)氮氧化铝(AlON)是一种空间网状结构,硬度大熔点高的透明材料,描述正确的是( )
A.含有离子键 B.属于原子晶体
C.既有离子键又有共价键 D.属于离子晶体
【答案】B
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】氮氧化铝(AlON),全称是透明高硬度防弹铝材料,是一种空间网状结构,硬度大熔点高的透明材料,属于原子晶,则晶体中含共价键而无离子键,故选B.
【分析】氮氧化铝(AlON),全称是透明高硬度防弹铝材料,硬度为石英玻璃的4倍,具有原子晶体的性质,则为原子晶体.
10.(2016·杨浦模拟)化学式为N2H6SO4的某晶体,其晶体类型与硫酸铵相同,则N2H6SO4晶体中不存在( )
A.离子键 B.共价键
C.分子间作用力 D.阳离子
【答案】C
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】硫酸铵晶体中铵根离子和硫酸根离子之间存在离子键,铵根离子内部N和H之间存在共价键,硫酸铵晶体属于离子晶体,不存在分子间作用力,N2H6SO4的某晶体晶体类型与硫酸铵相同,所以该晶体中含有离子键、共价键、阳离子和阴离子,不存在分子间作用力,故选C.
【分析】硫酸铵晶体中铵根离子和硫酸根离子之间存在离子键,铵根离子内部N和H之间存在共价键,离子晶体不存在分子间作用力.
11.(2016·浦东模拟)关于晶体的说法正确的是( )
A.若晶体熔融状态下能导电,该晶体一定是离子晶体
B.若晶体熔化时化学键断裂,该晶体一定是原子晶体
C.若晶体中含有非极性分子,该晶体可能有较低的熔沸点
D.若晶体中含有极性共价键,该晶体不可能有很高的熔沸点
【答案】C
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A、熔融状态下能导电的化合物晶体中含有阴阳离子,若是单质,则为金属晶体,故A错误;
B、原子晶体、离子晶体、金属晶体熔化时需要破坏化学键,化学键断裂的晶体不一定是原子晶体,故B错误;
C、若晶体中含有非极性分子,则晶体为分子组成的晶体,为分子晶体,分子晶体熔沸点较低,故C正确;
D、含有极性键的晶体可能是原子晶体,如二氧化硅中含有Si﹣O极性键,其熔沸点很高,故D错误.
故选:C.
【分析】A、熔融状态下能导电的化合物是离子晶体,熔融状态下能导电的单质是金属;
B、熔化时不需要破坏化学键的是分子晶体,原子晶体、离子晶体、金属晶体熔化时需要破坏化学键;
C、若晶体中含有非极性分子,则该晶体为分子晶体;
D、一般不同非金属元素之间易形成极性键,已知某晶体中含有极性键,则该晶体为化合物,可能是离子化合物、共价化合物.
12.(2021高二下·自贡期末)有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.在NaCl晶体(图甲)中,距Na+最近的Cl-围成正八面体
B.该气态团簇分子(图乙)的分子式为EF或FE
C.在CO2晶体(图丙)中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻
D.在碘晶体(图丁)中,存在的作用力有非极性键和范德华力
【答案】B
【知识点】离子晶体;原子晶体(共价晶体);分子晶体;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;晶体的定义
【解析】【解答】A.在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-有6个,分别位于Na+的上、下、左、右、前、后,围成正八面体,A不符合题意;
B.乙是一个分子,不是晶胞,所以分子式为E4F4或F4E4,B符合题意;
C.没有氢键的分子晶体都是分子密堆积结构,所以1个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻,C不符合题意;
D.碘晶体中,有I2分子内部的碘原子间的非极性共价键,还有碘分子间的范德华力,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】B中是分子模型,不是不是晶胞,不能用晶胞的计数方法。
13.(2021高二下·怀仁期末)表中数据是对应物质的熔点(℃):
干冰
-107 2073 920 801 1291 190 -57 1723
据此做出的下列判断中错误的是( )
A.铝的化合物的晶体中有的是离子晶体
B.表中只有干冰是分子晶体
C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
【答案】B
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A.由表中数据可知,氟化铝的熔点高于氯化钠,氯化钠为离子化合物,则氟化铝为离子化合物,故A不符合题意;
B.由表格数据可知,干冰、氯化硼和氯化铝的熔点较低,属于分子晶体,故B符合题意;
C.由表格数据可知,二氧化硅熔点高为原子晶体,而二氧化碳的熔点较低为分子晶体,则同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体,故C不符合题意;
D.二氧化硅熔点高为原子晶体,由表格数据可知,氧化铝的熔点高于二氧化硅,应也属于原子晶体,则不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.分子晶体熔点较低,离子晶体熔点较高;
B.干冰、氯化硼和氯化铝的熔点较低,属于分子晶体;
C.二氧化硅熔点高为原子晶体,二氧化碳的熔点较低为分子晶体;
D.二氧化硅和氧化铝均是原子晶体。
14.(2021高二下·沈阳期末)某晶体中含有非极性共价键,关于该晶体的判断正确的是( )
①可能是共价晶体
②可能是分子晶体
③可能是离子晶体
④不能是金属晶体
⑤熔、沸点可能较低
⑥若熔点很高则硬度很大
⑦不可能具有导电性
⑧可能是化合物
A.全部 B.6项 C.4项 D.3项
【答案】B
【知识点】极性键和非极性键;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】某晶体中含有非极性共价键,①该晶体可能属于共价晶体,如金刚石中含有C-C非极性共价键,①符合题意;
②含有非极性共价键的晶体可能是分子晶体,如H2O2是由分子构成的分子晶体,其中含有O-O非极性共价键,②符合题意;
③含有非极性共价键的晶体可能是离子晶体,如Na2O2为离子晶体,其中的阴离子中含有非极性共价键O-O,③符合题意;
④金属晶体中金属阳离子与自由电子之间以金属键结合,不存在非极性键,因此不可能是金属晶体,④符合题意;
⑤若是含有非极性键的分子晶体,如H2O2晶体,由于分子之间以微弱的分子间作用力结合,该物质的熔、沸点可能较低,⑤符合题意;
⑥若含有非极性键形成的物质是石墨,则其熔点很高,但由于层间以分子间作用力结合,很容易切削,其硬度就不大,⑥不符合题意;
⑦若含有非极性键形成的物质若是石墨,由于其中含有自由移动的电子,因此该物质就具有导电性,⑦不符合题意;
⑧含有非极性键的物质,可能是化合物如H2O2、SiO2等,也可能是单质,如H2、O2等,⑧符合题意;
综上所述可知:说法正确的有①②③④⑤⑧,共6项,故答案为:B。
【分析】同种原子之间的共价键是非极性键,利用物质的组成微粒以及微粒间的相互作用,判断晶体类型及性质。
15.(2021高二下·沈阳期末)如图所示晶体的硬度比金刚石大,且原子间以单键结合,则有关该晶体的判断正确的是( )
A.该晶体为片层结构
B.该晶体化学式可表示为Y3X4
C.X的配位数是4
D.X、Y元素分别位于周期表第ⅢA、ⅣA族
【答案】B
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A.该晶体硬度大,为立体网状结构,而不是片层结构,A不符合题意;
B.在晶体中每个X周围有3个Y原子;每个Y原子周围有4个X原子,则Y、X原子个数比是3:4,故该晶体化学式可表示为Y3X4,B符合题意;
C.在晶体中与X连接的Y原子个数是3个,所以X的配位数是3,C不符合题意;
D.X形成3对共用电子对,则说明X最外层有5个电子,达到最外层8个电子稳定结构需3个电子,所以X为第VA元素;Y形成4对共用电子对,说明Y原子最外层有4个电子,达到最外层8个电子的稳定结构需4个电子,则Y位于元素周期表第IVA族,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.题干信息和图像判断;
B.利用均摊法判断;
C.利用图像结构判断;
D.原子达到最外层8个电子的稳定结构。
16.(2021高二下·锦州期末)下列说法错误的是( )
A.干冰晶体中,含有晶胞结构单元
B.硅晶体中,最小的环上有6个原子
C.氯化钠晶体中,距最近的有6个
D.石墨晶体中,每个六元环占有2个原子
【答案】A
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A.1个干冰晶胞结构单元含有8×+6×=4个二氧化碳分子,88g干冰中含有0.5mol晶胞结构单元,故A符合题意;
B.晶体硅的结构与金刚石的结构相似,每个硅原子能形成4个共价键,由共价键形成的最小环上有6个硅原子,故B不符合题意;
C.根据氯化钠的晶胞图,以体心的为例,距最近的有6个,距最近的也是6个,故C不符合题意;
D.石墨晶体中最小的环为六元环,每个碳原子被3个碳环共有,则每个六元环占有6×=2个原子,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】依据均的摊法分析。
17.(2020高二上·遂宁期末)下列各组物质熔化或升华时,所克服的粒子间作用属于同种类型的是( )
A.Na2O和SiO2熔化 B.碘和干冰升华
C.氯化钠和蔗糖熔化 D.Mg和S熔化
【答案】B
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A.Na2O和SiO2分别属于离子晶体和原子晶体,熔化时破坏的是离子键和共价键,不符合题意;
B. 碘和干冰升华均属于分子晶体,升华时均克服分子间作用力,类型相同,B项符合题意;
C.NaCl和蔗糖分别属于离子晶体、分子晶体,NaCl熔化克服离子键、蔗糖熔化克服分子间作用力,类型不同,C项不符合题意;
D.Mg和S分别属于金属晶体、分子晶体,Mg熔化克服金属键,S熔化克服分子间作用力,类型不同,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】依据晶体类型及微粒间的作用力分析判断。
18.(2020高二下·辽宁期末)下列关于晶体的说法中,错误的是( )
①晶体中原子呈周期性有序排列,有自范性;而非晶体中原子排列相对无序,无自范性 ②离子晶体是一定含有金属阳离子的晶体 ③共价键可决定分子晶体的熔、沸点 ④干冰晶体中,每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子 ⑤晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列 ⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定 ⑦36 g金刚石晶体和36 g石墨晶体含有的C—C键数目相同
A.①②③ B.②③④ C.④⑤⑥ D.②③⑦
【答案】D
【知识点】离子晶体;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】①晶体中原子呈周期性有序排列,且有自范性,非晶体中原子排列相对无序,无自范性,可以用衍射方法鉴别晶体和非晶体,故符合题意;
②含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体,如金属晶体,但含有阴离子的晶体一定是离子晶体,故不符合题意;
③决定分子晶体的熔、沸点的分子间作用力,共价键决定分子的稳定性,故不符合题意;
④干冰晶体中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻,故符合题意;
⑤晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列,且有自范性,非晶体中原子排列相对无序,无自范性,故符合题意;
⑥在以没有方向性和饱和性的作用力结合形成晶体时,晶体尽量采取紧密堆积方式以使其变得比较稳定,故符合题意;
⑦36g金刚石的物质的量为 ,根据1mol金刚石中含有2molC C键,3mol金刚石中含6molC C键,1mol石墨中含有1.5molC C键,36g石墨的物质的量为 ,含有4.5molC C键,故36g金刚石晶体和36 g石墨晶体含有的C—C键数目不相同,故不符合题意;错误的有②③⑦;
故答案为:D。
【分析】①根据晶体和非晶体的结构分析;
②含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体;
③决定分子晶体的熔、沸点的分子间作用力;
④结合干冰晶体的结构分析;
⑤晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列,且有自范性;
⑥在以没有方向性和饱和性的作用力结合形成晶体时,晶体尽量采取紧密堆积方式以使其变得比较稳定;
⑦结合金刚石和石墨的结构分析。
19.(2020高二下·锦州期末)下列晶体中,①冰 ②石英 ③足球烯(C60) ④食盐 ⑤白磷 ⑥冰醋酸 ⑦晶体氩。晶体中除了存在原子与原子间的共价键外,同时也存在范德华力的有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
【答案】B
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】①冰为水分子形成的晶体,水分子内存在共价键,水分子间存在范德华力,①符合题意;
②石英,为Si、O原子形成的原子晶体,晶体内只存在共价键,②不合题意;
③足球烯(C60),形成分子晶体,C60分子内C原子间形成共价键,C60分子间存在范德华力,③符合题意;
④食盐,形成离子晶体,晶体内只存在离子键,④不合题意;
⑤白磷,形成分子晶体,白磷分子内存在共价键,白磷分子间存在范德华力,⑤符合题意;
⑥冰醋酸,形成分子晶体,CH3COOH分子内存在共价键,醋酸分子间存在范德华力,⑥符合题意;
⑦晶体氩,形成分子晶体,但属于单原子分子,分子内不存在共价键,只存在分子间的范德华力,⑦不合题意;
综合以上分析,只有①③⑤⑥符合题意,
故答案为:B。
【分析】晶体中除了存在原子与原子间的共价键外,同时也存在范德华力,此类晶体通常为分子晶体。
二、多选题
20.(2014·海南)对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4),下列叙述正确的是( )
A.SiX4难水解 B.SiX4是共价化合物
C.NaX易水解 D.NaX的熔点一般高于SiX4
【答案】B,D
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】解:A、硅的卤化物(SiX4)易水解生成硅酸和HCl,故A错误;
B、硅的卤化物(SiX4)是由非金属元素原子间通过共用电子对形成的化合物,是共价化合物,故B正确;
C、钠的强酸盐不水解,NaX(NaF除外)不易水解,故C错误;
D、钠的卤化物(NaX)为离子化合物属于离子晶体,硅的卤化物(SiX4)为共价化合物属于分子晶体,离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点,即NaX的熔点一般高于SiX4,故D正确;
故选:BD.
【分析】钠的卤化物(NaX)为离子化合物,硅的卤化物(SiX4)为共价化合物,结合离子化合物及共价化合物的性质分析.
21.(2016高二上·海南期末)由叠氮化钠(NaN3)热分解可得纯N2:2NaN3(s)=2Na(l)+3N2(g),有关说法正确的是( )
A.NaN3与KN3结构类似,前者晶格能较小
B.第一电离能(I1):N>P>S
C.钠晶胞结构属于体心结构,该晶胞分摊含2个钠原子
D.氮气常温下很稳定,是因为氮的电负性小
【答案】B,C
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;氧化还原反应
【解析】【解答】解:A.相同电荷时,晶格能与离子的半径成反比,离子半径越大,晶格能越小,钠离子的离子半径小于钾离子的离子半径,所以NaN3的晶格能大于KN3的晶格能,故A错误;
B.同主族从上到下,第一电离能逐渐减小,ⅤA族元素原子最外层电子为半充满,结构稳定,大于相邻元素的第一电离能,第一电离能(I1):N>P>S,故B正确;
C.钠晶胞结构属于体心结构,即定点、体心各有1个钠原子,钠晶胞中原子数为1+8× =2,故C正确;
D.氮气分子中含有氮氮三键,键能较大,所以性质稳定,故D错误.
故选BC.
【分析】A.结构相似的物质,离子半径与晶格能的大小有关;
B.同主族从上到下,第一电离能逐渐减小,ⅤA族元素原子最外层电子为半充满,结构稳定,大于相邻元素的第一电离能;
C.钠晶胞结构属于体心结构,即定点、体心各有1个钠原子;
D.氮气含有氮氮三键,键能较大.
三、非选择题
22.(2018·全国Ⅲ卷)[化学——选修3:物质结构与性质]
锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:
(1)Zn原子核外电子排布式为 。
(2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能Ⅰ1(Zn) Ⅰ1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是 。
(3)ZnF2具有较高的熔点(872 ℃),其化学键类型是 ;ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是 。
(4)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中,阴离子空间构型为 ,C原子的杂化形式为 。
(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为 。六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
【答案】(1)[Ar]3d104s2
(2)大于;Zn核外电子排布处于全充满的稳定状态,较难失电子
(3)离子键;ZnF2为离子晶体,Cl、Br、I非金属性逐渐减弱,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2为分子晶体,分子晶体通常易溶于有机溶剂
(4)平面三角形;sp2
(5)六方最密堆积;
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;化学键;金属晶体;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】Zn是原子序数是30,其核外电子排布式为[Ar]3d104s2,Zn中电子排布处于全充满状态结构稳定比铜难失电子,所以锌的第一电离能大于铜;ZnF2的熔点较高,其属于离子晶体,根据相似相溶推测ZnCl2、ZnBr2、ZnI2为分子晶体,分子晶体通常易溶于有机溶剂。CO32-中,中心原子孤对电子数= ×(4+2-3×2)=0,价层电子对数=0+3=3,所以空间构型为平面三角形,杂化形式为sp2。根据晶胞的特征可以判断其属于立方最密堆积,该晶胞中含有的Zn原子为12× + 2× + 3 = 6,因此ρ= =
【分析】本题考查核外电子排布式、第一电离能、晶体类型的判断、相似相溶、金属晶体的堆积方式及其密度的计算。
23.(2021·浙江模拟)
(1)路易斯酸碱电子理论认为,凡是能给出电子对的物质叫做碱;凡是能接受电子对的物质叫做酸。BF3和NH3分别属于是 、 (酸或者碱)。
(2)金属铯(Cs)位于元素周期表中第6周期第IA族,氯化钠与氯化铯晶体中离子的排列方式如图所示:
造成两种化合物晶体结构不同的原因是 。
【答案】(1)酸;碱
(2)氯化钠与氯化铯虽然都是离子晶体,由于钠离子半径远小于铯离子半径,所以两种化合物的晶体结构不同
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;物质的简单分类
【解析】【解答】(1)BF3中B原子有空轨道,可以接受电子对,所以为酸;NH3中N原子有孤电子对,可以给出电子对,所以为碱;
(2)氯化钠与氯化铯虽然都是离子晶体,但由于Na+核外有2层电子,Cs+核外有5层电子,钠离子半径远小于铯离子半径,所以两种化合物的晶体结构不同。
【分析】(1)根据找出给出的分子是否可以给出电子或者是否具有空轨道
(2)晶体中离子的排列方式不同主要是离子半径的大小影响
24.(2020·太原模拟)人类对物质结构的探索永无止境。回答下列问题:
(1)碳硼烷酸[化学式为H(CHB11Cl11)是目前世界上已知的最强酸,但腐蚀性很小,可以作为无污染的酸催化剂。现代化学中常利用的 特征谱线来鉴定元素。组成碳硼烷酸的4种元素中,基态原子中未成对电子数最多的是 (填电子排布式)。
(2)石墨炔是我国科学家在2010年首次制得一种新的碳的同素异形体,其中一种结构如图所示,石墨炔中碳原子的杂化类型为 。
(3)硼元素具有缺电子性。自然界中含硼元素的钠盐是—种天然矿藏,其化学式写作Na2B4O7 10H2O,实际上它的结构单元是由两个H3BO3和两个[B(OH)4]-缩合而成的双六元环,应该写成Na2[B4O5(OH)4] 8H2O。其结构如图所示,它的阴离子可形成链状结构,则该晶体中不存在的作用力是___(填字母)。
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.范德华力
E.氢键
(4)镓与硼元素处于同一主族,GaN是制造5G芯片的材料,可发出紫外光。
①科学家合成了一种阳离子为“N5n+”其结构是对称的,5个N排成“V”形,每个N原子的最外层都达到8电子稳定结构、且含有2个氮氮三键;此后又合成了一种含有“N5n+”化学式为“N8”的离子晶体,N8中阴离子的空间构型为 ,写出一种与其互为等电子体的分子 (填化学式)。
②Ga和As两种元素电负性相差不大,能形成化合物GaAs。GaAs的熔点为1238℃,其晶胞结构如图所示。
已知GaAs与GaN具有相同的晶胞结构,则二者晶体的类型均为 ,GaAs的熔点 (填“高于”或“低于”)GaN,其理由是 。若Ga和As的原子半径分别为rGa和rAs,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 (列出计算式即可)。
【答案】(1)原子光谱;71s22s22p2
(2)sp、sp2
(3)C
(4)直线形;N2O或CO2;原子晶体;低于;N原子半径小,Ga—N键长短,共价键键能大; ×100%
【知识点】原子核外电子的能级分布;判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】(1)每一种元素都有唯一特定的原子光谱,现代化学中,常利用上原子光谱的特征谱线来鉴定元素;按原子排布规律氢、碳、硼、氯的基态原子中未成对电子数分别为1、2、1、1,则未成对电子数最多的是碳,其电子排布式为1s22s22p2;
答案为:原子光谱;1s22s22p2;(2)碳碳叁键中C原子价层电子对个数是2且不含孤电子对,所以杂化方式为sp;苯环中的每个碳原子形成3个δ键,无孤电子对,采取sp2杂化;
答案为:sp、sp2;(3) 根据Na2B4O5(OH)4] 8H2O的结构示意图,其晶体内有阴阳离子、有水分子、有配位键,则知含有离子键、共价键、范德华力、氢键,但没有金属键,因为金属键只存在于金属晶体中;
答案为:C;(4) ①按信息——阳离子“N5n+”结构是对称的,5个N排成“V”形,每个N原子的最外层都达到8电子稳定结构、且含有2个氮氮三键,满足条件的结构为: ,则为N5+,则“N8”的离子晶体是由N5+和N3-形成的,N8中阴离子为N3-,其中的阴离子中原子个数是3、价电子数是16,所以其等电子体有N2O或CO2,则其空间构型为直线形;
答案为:直线形;N2O或CO2;②按信息——Ga和As两种元素电负性相差不大,故化合物GaAs内是共价键,晶体熔点为1238℃,则可判断为原子晶体,共价键越牢固,原子晶体熔点越高,由于N、As属于同一主族的元素,原子半径N比As小,Ga—N键长短,共价键键能大,则熔点GaAs比GaN的低;根据均摊法计算,晶胞内As原子数目 ,Ga原子数目:4×1=4,故其晶胞中原子所占的体积为 ,晶胞的体积为: ,则原子的体积占晶胞体积的百分率为 ×100%;
答案为:原子晶体;低于;N原子半径小,Ga—N键长短,共价键键能大; ×100%。
【分析】(1)根据元素的原子光谱进行鉴定元素,根据元素符号找出未成对电子数最多的元素即可
(2)根据成键方式即可判断杂化方式
(3)根据晶胞图即可判断出晶体中含有离子键、共价键、范德华力、氢键等作用力
(4)①根据含有的原子以及阳离子带电荷即可判断出阴离子的化学式即可判断构型,结合原子数和电子数即可写出等电子的分子式②根据氮化镓是原子晶体即可判断砷化镓也是原子晶体,原子晶体的熔沸点与半径有关,根据晶胞计算出原子个数即可计算出占有率
25.(2020·金华模拟)
(1)比较结合e-能力的相对强弱:Cl2 S(填“>”或“<”);用一个离子方程式说明Cl2和S结合e-能力的相对强弱 。
(2)KCN
是离子化合物,各原子均满足8 电子稳定结构。写出 KCN的电子式 。
(3)在常压下,CBr4的沸点(190℃)比CCl4的沸点(76.8℃)高。主要原因是 。
【答案】(1)>;Cl2+ S2-=2Cl-+S↓
(2)
(3)两者均为分子晶体, 因CBr4的相对分子量大于CCl4,故沸点CBr4较高
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;氧化还原反应;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】(1)元素的非金属性越强,单质的氧化性就越强,结合电子的能力就越强。Cl和S是同周期元素,Cl的原子半径小于S,原子核对核外电子的束缚力Cl强于S,所以Cl的非金属性比S强,所以结合e-能力:Cl>S;氯气能把硫从硫化物中置换出来,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,可以说明Cl2比S结合e-能力强:Cl2+ S2-=2Cl-+S↓。(2)KCN 是离子化合物,是由K+和CN- 构成的,各原子均满足8 电子稳定结构,所以在CN-中,C和N共用三对电子,C得到了K的一个电子,使得K、C、N都满足最外层8电子稳定结构,KCN的电子式为 。(3)对于组成和结构相似的分子晶体来说,相对分子质量越大,分子间作用力越大。CBr4和CCl4均为分子晶体,CBr4的相对分子质量大于CCl4的相对分子质量,所以CBr4的分子间作用力大于CCl4的分子间作用力,导致CBr4的沸点(190℃)比CCl4的沸点(76.8℃)高。
【分析】(1)在元素周期表中,同周期元素从左到右元素原子的半径逐渐减小,原子核对电子的吸引能力越强,因此元素非金属性逐渐增强,单质的氧化性也是逐渐增强的;
(2)在KCN 中,K+与CN-之间形成离子键,而在CN-中C和N之间形成共价键;
(3)影响分子晶体熔沸点的因素主要是分子间的各种作用力。
26.(2020·吉林模拟)
(1)已知A和B均为第3周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
A通常显 价,A的电负性 B的电负性(填“>”“<”或“=”)。
(2)紫外光的光子所具有的能量约为399kJ·mol-1。根据下表有关蛋白质分子中重要化学键的信息,说明人体长时间照射紫外光后皮肤易受伤害的原因 。
组成蛋白质的最简单的氨基酸中的碳原子杂化类型是 。
(3)实验证明:KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图所示),其中3种离子晶体的晶格能数据如下表:
则该4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是: 。其中MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有 个。
(4)金属阳离子含有的未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好。离子型氧化物V2O5和CrO2中,适合作录音带磁粉原料的是 。
(5)某配合物的分子结构如图所示,其分子内不含有___(填序号)。
A.离子键 B.极性键 C.金属键
D.配位键 E.氢键 F.非极性键
(6)科学家设计反应:CO2+4H2→CH4+2H2O以减小空气中的CO2。若有1molCH4生成,则有 molσ键和 molπ键断裂。
【答案】(1)+3;>
(2)紫外光的光子所具有的能量比蛋白质分子中的化学键C—C、C—N、C—S的键能大,紫外光的光子所具有的能量足以使这些共价键断裂,从而破坏蛋白质分子;sp2、sp3
(3)TiN>MgO>CaO>KCl;12
(4)CrO2
(5)A;C
(6)6;2
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】(1)观察A、B两元素各电离能的差别,可判断A的化合价为+3,即为Al;B为+2价,为Mg。因为同周期从左至右电负性增大,故Al的电负性大于Mg。(2)从表格中给出的蛋白质中各共价键的键能可以发现,紫外光的光子能量足以破坏这些共价键。最简单的氨基酸是甘氨酸 ,其中碳①原子采用sp3杂化,碳②原子采用sp2杂化。(3)观察表格中的数据会发现,阴阳离子所带的电荷数对晶格能的影响大于阴阳离子的半径对晶格能的影响。
四种晶体均为离子晶体,TiN和CaO中的阳离子均为18电子结构,阴离子均为10电子结构,Ti和Ca、N和O的原子序数均相差1,因此Ti3+和Ca2+、N3-和O2-的离子半径均相差不大,但是由于Ti3+和N3-均带有3个单位的电荷,因此TiN的晶格能大于CaO。CaO、MgO中的阴阳离子均带有2个单位的电荷,Ca2+的半径大于Mg2+,所以MgO的晶格能大于CaO。
综上所述,这种晶体的晶格能大小顺序为TiN>MgO>CaO>KCl。所以晶体的熔点高低顺序也为TiN>MgO>CaO>KCl。(4)V2O5中V5+的电子排布式为1s22s22p63s23p6,没有未成对电子;CrO2中Cr4+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d2,含有2个未成对电子,因此适合作录音带磁粉原料的是CrO2。(5)观察配合物的分子结构会发现其中存在配位键Ni←N,极性键H—O、O—N等,非极性键C—C,氢键O……H—O等作用力。不存在离子键和金属键。(6)CO2的结构式为O=C=O,1个CO2分子中含有2个σ键和2个π键,1个H2分子中共含有1个σ键,生成1molCH4需要1molCO2和4molH2,因此需要断裂6molσ键和2molπ键。
【分析】(1)观察A、B两元素各电离能的差别,判断A、B的化合价。(2)从表格数据,紫外光的光子能量足以破坏这些共价键。最简单的氨基酸是甘氨酸。(3)观察表格中的数据会发现,阴阳离子所带的电荷数对晶格能的影响大于阴阳离子的半径对晶格能的影响。(4)根据核外电子的排布式确定未成对电子数。(5)观察配合物的分子的结构。(6)破环O=C=O,H-H。
27.(2017·海南模拟)
(1)I.下列对晶体结构和性质的认识错误的是______
A.“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”变化中,被破坏的粒子间的作用力依次是:氢键、氢键、极性键
B.晶体CO2和H2O中,微利间相互作用完全相同,晶体类型也相同
C.SiO2晶体最小的环上,有6个Si原子和6个O原子
D.金刚石和石墨的熔点都较高,是因为二者都为原子晶体 2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2。
(2)II.黄铜矿(CuFeS2)是炼铜的最主要矿物,火法炼铜时发生反应:Fe在周期表中的位置为 ;Fe、S、O原子的第一电离能由大到小的顺序是 。
(3)CuFeS2中Cu元素有 个未成对电子,Cu2S中Cu元素基态时电子排布式为 。
(4)SO2分子的立体构型为 ,SO2可氧化生成SO3,SO3冷却到289.8K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体,其结构如图,此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是 。
(5)已知FeO、FeS熔点分别为1369℃、1193℃,解释熔点FeO高于FeS
的原因 。
(6)Cu的晶胞如图所示,晶体密度为ρ
g·cm-3。晶胞中等距最近的Cu原子有 个,晶胞的边长为 (用含ρ和NA的式子表示)。
【答案】(1)B;D
(2)第4周期第VIII族;O>S>Fe
(3)1;[Ar]3d10
(4)V形;sp3
(5)FeO、FeS都是离子晶体,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,因为半径O2-
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】I.A.固态水中和液态水中含有氢键,当雪花→水→水蒸气主要是氢键被破坏,但属于物理变化,共价键没有破坏,水蒸气→氧气和氢气是化学变化,破坏的是极性共价键,则被破坏的粒子间的作用力依次是:氢键、氢键、极性键,所以A选项是正确的;
B. 晶体CO2和H2O中,都存在极性键,都是由分子构成的分子晶体,但水分子间存在氢键,二氧化碳分子间不存在氢键,故B错误;
C.二氧化硅结构跟金刚石结构相似,Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子,硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子,则Si、O原子形成的最小环上O原子、Si原子的数目都是6,所以C选项是正确的;
D.金刚石和石墨的熔点都较高,金刚石为原子晶体,石墨为混合晶体,故D错误。
故答案为:BD。
II.(2)Fe在周期表中的位置为第4周期第Ⅷ族;非金属性越强第一电离能越大,Fe、S、O原子的第一电离能由大到小的顺序是O>S>Fe。
故答案为:第4周期第VIII族;O>S>Fe;
(3)CuFeS2中Cu为+2价,基态价电子排布式为3d9,因此还有1个未成对电子。Cu2S中Cu元素为+1价,基态电子排布式为【Ar】3d10。
故答案为:1;【Ar】3d10;
(4)S原子的孤电子对数为 =1,价电子对数为1+2=3,因此SO2分子的立体构型为V形;根据结构图,固态SO3中S原子形成4根共价键,所以S原子的杂化轨道类型是sp3。
故答案为:V形;sp3;
(5)FeO、FeS都是离子晶体,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,因为半径O2-<S2-,所以熔点FeO高于FeS。
故答案为:FeO、FeS都是离子晶体,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,因为半径O2-
故答案为:12; cm
【分析】(1)B.水分子间可以形成氢键,而二氧化碳分子间不存在氢键;D.石墨是混合型晶体,而不是原子晶体;
(2)非金属性越强第一电离能越大;
(3)根据铜原子的核外电子排布式确定未成对电子;Cu2S中C是为+1价,失去最外层一个电子;
(4)根据价层电子对互斥理论判断二氧化硫的立体构型;根据三氧化硫中硫原子的城建情况判断杂化方式;
(6)以一个顶点为中心向上下左右扩展来判断最近的铜原子数 ;根据晶体密度的计算芳法计算晶胞的棱长。
28.(2015·恩施模拟)组成蛋白质的元素主要有C、H、O、N及S、P和少量的Zn、Cu等.
(1)N、P、S的第一电离能由小到大的顺序为 .
(2)组成蛋白质的最简单的氨基酸(HOOCCH2NH2)介子中,π键数目为 .
(3)Zn2+、Cu2+能与NH3、H2O、Cl﹣等形成配位数为4的配合物.
①基态Zn2+的价电子(外围电子)排布式为 .
②[Zn(H2O)4]SO4中不存在的化学键类型有 .(填序号).
a.配位键 b.金属键 c.共价键 d.氢键 e.离子键
③[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl﹣取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为 .
a.平面正方形 b.正四面体 c.三角锥形 d.V形
(4)由上述几种元素组成的6一氨基青霉烷酸的结构如图,其中采用sp3杂化的原子除了S外,还有 .
(5)紫外光的光子所具有的能量约为399kJ mol﹣根据下表有关蛋白质分子中主要化学键的键能信息,说明人体长时间照射紫外光后皮肤易受伤害的原因是 (填序号).
共价键 C﹣C C﹣N C﹣S
键能/(kJ mol﹣1) 347 305 259
【答案】(1)S<P<N
(2)1
(3)3d10;b;a
(4)C、N、O
(5)紫外光的光子所具有的能量比蛋白质中主要化学键C﹣C、C﹣N和C﹣S的键能都大,紫外线的能量足以使这些化学键断裂,从而破坏蛋白质分子
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】解:(1)同周期自左而右元素的电离能增大,但同周期第ⅡA、ⅤA元素出现反常,同主族从上往下电离能减小,所以电离能大小的顺序为S<P<N,
故答案为:S<P<N;(2)H2NCH2COOH,结构中只有1个C=O双键,即π键数目为为1,故答案为:1;(3)①锌原子核外有30个电子,所以基态Zn2+的价电子(外围电子)排布式为3d10,故答案为:3d10;
②[Zn(H2O)4]SO4中锌离子与水分子之间形成配位键,水分子中氧原子与氢原子之间形成极性共价键,络离子与硫酸根离子形成离子键,配体之间形成氢键,故选b;
③形成4个配位键,具有对称的空间构型,可能为平面正方形或正四面体,如为正四面体,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl﹣取代,只有一种结构,所以应为平面正方形,故答案为:a;(4)因为杂化杂道是用来容纳σ键与孤电子对,其中采用sp3杂化的原子,σ键数目与孤电子对数目之和为4,故答案为:C、N、O;(5)紫外光的光子所具有的能量比蛋白质中主要化学键C﹣C、C﹣N和C﹣S的键能都大,紫外线的能量足以使这些化学键断裂,从而破坏蛋白质分子,
故答案为:紫外光的光子所具有的能量比蛋白质中主要化学键C﹣C、C﹣N和C﹣S的键能都大,紫外线的能量足以使这些化学键断裂,从而破坏蛋白质分子.
【分析】(1)同周期自左而右元素的电离能增大,但同周期第ⅡA、ⅤA元素出现反常,同主族从上往下电离能减小;(2)组成蛋白质的最简单的氨基酸为H2NCH2COOH,根据分子结构来判断π键数目;(3)①锌原子核外有30个电子,根据构造原理书写;
②[Zn(H2O)4]SO4中锌离子与水分子之间形成配位键,水分子中氧原子与氢原子之间形成极性共价键,络离子与硫酸根离子形成离子键,配体之间形成氢键;
③形成4个配位键,具有对称的空间构型,可能为平面正方形或正四面体,如为正四面体,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl﹣取代,只有一种结构;(4)因为杂化杂道是用来容纳σ键与孤电子对,其中采用sp3杂化的原子,σ键数目与孤电子对数目之和为4;(5)紫外线的能量比蛋白质中主要化学键能量高,使这些化学键断裂破坏蛋白质分子.
29.(2015·扶沟模拟)氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈,2008年,Yoon等人发现Ca与C60生成的Ca32C60能大量吸附H2分子.
(1)C60晶体易溶于苯、CS2,说明C60是 分子(选填:“极性”、“非极性”);
(2)1mol C60分子中,含有σ键数目为 .
(3)MgH2是金属氢化物储氢材料,其晶胞结构如图所示,已知该晶体的密度ag cm﹣3,则晶胞的体积为 cm3[用a、NA表示阿伏加德罗常数].
【答案】(1)非极性
(2)90NA
(3)
【知识点】晶胞的计算;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】解:①苯、CS2都是非极性分子,C60晶体易溶于苯、CS2,根据相似相溶原理知,C60是非极性分子,故答案为:非极性;②利用均摊法知,每个碳原子含有 ×3= 个σ 键,所以1mol C60分子中,含有σ 键数目= ×1mol×60×NA/mol=90NA,故答案为:90NA;③该晶胞中镁原子个数= ×8+1=2,氢原子个数=4× +2=4,ρ= = = ,故答案为: .
【分析】①根据相似相溶原理确定分子的极性;②利用均摊法计算;③先根据均摊法确定该晶胞中含有的各种原子个数,从而得出其质量,再根据V= 计算其体积.
30.(2020高二上·南充期末)回答下列问题:
(1)下列属于含有极性键的非极性分子的是____
A.CS2 B.H2O C.P4 D.CH2Cl2
(2)下列化合物形成的晶体中,属于原子晶体的是____
A.干冰 B.氯化钠 C.二氧化硅 D.四氯化硅
(3)某元素基态原子的价电子排布式为3d14s2,下列说法正确的是____
A.该基态原子中共有3个未成对电子
B.该基态原子最外层有3个电子
C.该基态原子的M层共有8个电子
D.该元素原子核外共有4个电子层
(4)下列有关NH3的说法正确的是____
A.比例模型为(平面三角形)
B.NH3的中心原子上有一对孤对电子
C.NH3晶体属于分子密堆积
D.液氨气化破坏了N—H键
(5)下列选项正确的是____
A.沸点:HI>HBr>HCl>HF
B.空间利用率:体心立方堆积>面心立方最密堆积>简单立方堆积
C.硬度:Na>Mg>Al
D.熔点:NaCl>NaBr>KBr
(6)元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示,已知Y元素基态原子的价层电子排布式为,则下列说法错误的是____
X
Y
Z
A.非金属性:X>Y>Z
B.第一电离能:X>Y>Z
C.Y元素位于周期表的第三周期VIIA族
D.Z元素原子的核外电子排布式为
(7)已知P4单质、次磷酸的结构如图,P4在KOH溶液中的变化是:,下列说法正确的是____
A.PH3分子中所有的原子可能共平面
B.31gP4含有1.5NA个P-P
C.元素的电负性大小顺序:P>O>H>K
D.KH2PO2属于酸式盐
【答案】(1)A
(2)C
(3)D
(4)B
(5)D
(6)A
(7)B
【知识点】晶胞的计算;极性分子和非极性分子;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】(1)A.CS2类似于CO2,只含有极性键,分子构型为直线形,为对称结构,为非极性分子;
B.H2O只含有极性键,分子构型为角形,不是对称结构,为极性分子;
C.P4只含有非极性键,属于非极性分子;
D.CH2Cl2只含有极性键,不是对称结构,为极性分子;
故答案为:A;
(2)A.干冰为分子晶体;
B.氯化钠为离子晶体;
C.二氧化硅为原子晶体;
D.四氯化硅为分子晶体;
故答案为:C;
(3)该元素基态原子的价电子排布式为3d14s2,则电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,
A.该基态原子中共有1个未成对电子,故不正确;
B.该基态原子最外层为第4电子层,有2个电子,故不正确;
C. 该基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,M层共有9个电子,故不正确;
D.该元素原子核外共有4个电子层,故正确;
故答案为:D;
(4)A.NH3分子为三角锥形,故不正确;
B.NH3的中心原子N原子上孤对电子数为,故正确;
C.只含有范德华力的分子晶体属于分子密堆积,NH3分子间能形成氢键,则NH3晶体不属于分子密堆积,故不正确;
D.液氨气化是物理变化,不会破坏N—H键,故不正确;
故答案为:B;
(5)A.HF分子间能形成氢键,沸点最高,沸点大小顺序:HF >HI>HBr>HCl,故不正确;
B.空间利用率:面心立方最密堆积>体心立方堆积>简单立方堆积,故不正确;
C.金属原子半径越小,价电子数越多,金属键越强,金属晶体硬度越大,则硬度:Al >Mg> Na,故不正确;
D.离子电荷数相同时,离子晶体的离子半径越小,晶格能越大,熔点越高,则熔点:NaCl>NaBr>KBr,故正确;
故答案为:D;
(6)已知Y元素基态原子的价层电子排布式为,则n=2,Y价层电子排布式为,则Y是Cl元素,根据元素X、Y、Z在周期表中的相对位置可知,X为Ne,Z为Se,
A.稀有气体元素为惰性元素,其非金属性、金属性都很弱,不易得失电子,同周期的主族元素从左至右非金属性逐渐增大,同主族元素从上往下,非金属性逐渐减小,则非金属性:Cl>Se>Ne,故不正确;
B.同周期元素从左至右第一电离能总体呈增大趋势,同主族从上往下,第一电离能逐渐减小,则第一电离能:Ne>Cl>Se,故正确;
C.Cl元素位于周期表的第三周期VIIA族,故正确;
D.Z为Se,是34号元素,则Se原子的核外电子排布式为,故正确;
故答案为:A;
(7)A.类似于氨气分子,PH3分子为三角锥形,所有的原子不可能共平面,故不正确;
B.31gP4的物质的量为0.25mol,1个P4分子含有6个P-P,则0.25molP4分子有0.25mol×6NA=1.5NA个P-P,故正确;
C.同周期元素从左至右电负性逐渐增大,同主族从上往下,电负性逐渐减小,则元素的电负性大小顺序为:O> P>H>K,故不正确;
D.由次磷酸的结构可知,其只含有一个羟基氢,则为一元酸,则KH2PO2属于正盐,故不正确;
故答案为:B。
【分析】(1)依据相同原子之间的共价键为非极性键,不同原子之间的共价键为极性键,分子中正负电荷重合则为非极性分子分析;
(2)依据给出物质的物理性质和元素组成进行判断;
(3)依据核外电子排布规律分析;
(4)A.NH3分子为三角锥形;
B.依据孤电子对数=计算;
C.依据NH3分子间能形成氢键,不属于分子密堆积判断;
D.液氨气化是物理变化;
(5)A.分子间能形成氢键,沸点最高;
B.依据空间利用率:面心立方最密堆积>体心立方堆积>简单立方堆积;
C.依据金属原子半径越小,价电子数越多,金属键越强,金属晶体硬度越大;
D.依据离子电荷数相同时,离子晶体的离子半径越小,晶格能越大,熔点越高;
(6)
A.同周期的主族元素从左至右非金属性逐渐增大,同主族元素从上往下,非金属性逐渐减小,稀有气体元素为惰性元素,其非金属性、金属性都很弱,不易得失电子;
B.同周期元素从左至右第一电离能总体呈增大趋势,同主族从上往下,第一电离能逐渐减小;
C.依据原子序数确定在表中位置;
D.依据核外电子排布规律分析;
(7)A.PH3分子为三角锥形;
B.1个P4分子含有6个P-P键,;
C.同周期元素从左至右电负性逐渐增大,同主族从上往下,电负性逐渐减小;
D.只含有一个羟基氢,则为一元酸。
31.(2020高一下·泉州期末)根据要求填空(选填序号):
(1)以下有机物,分子结构呈平面正六边形的是 ;一定条件下,均能与 、 、 反应的是 ;可用作果实催熟剂的是 。
①甲烷 ②乙烯 ③苯 ④乙醇 ⑤乙酸
(2)以下有机物,含ⅤA族元素的是 ;不属于有机高分子化合物的是 。
①蔗糖 ②纤维素 ③淀粉 ④油脂 ⑤蛋白质
(3)以下晶体,存在分子间作用力的共价化合物是 ;存在共价键的离子晶体是 。
① 晶体 ② 晶体 ③ 晶体 ④干冰 ⑤水晶
【答案】(1)③;⑤;②
(2)⑤;①④
(3)④;②
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;有机物的结构和性质
【解析】【解答】(1)苯分子结构呈平面正六边形;一定条件下,乙酸分子中羧基上的氢原子能电离出来,使其水溶液显酸性,乙酸具有酸的通性,均能与 、 、 反应,乙醇分子中羟基上的氢原子不能电离出来,不能与 、 反应,但是可被活泼金属,如钠,置换出氢气;乙烯可用作果实催熟剂;
(2)蔗糖、纤维素、淀粉、油脂均只含C、H、O三种元素,蛋白质一定含有C、H、O、N四种元素,还可能含有S、P等元素,故含第ⅤA族元素的是蛋白质;高分子化合物的相对分子质量在一万以上,蔗糖、油脂不属于有机高分子化合物;
(3)① 晶体为单质,② 晶体为离子晶体,由铵根离子和氯离子构成,铵根离子中氮原子与氢原子间形成共价键;③ 晶体为离子晶体,由钙离子和氯离子构成,不含有共价键;④干冰为分子晶体,分子间存在分子间作用力,且其为共价化合物;⑤水晶为原子晶体;故存在分子间作用力的共价化合物是干冰;存在共价键的离子晶体是 。
【分析】淀粉、纤维素、蛋白质、核酸为高分子化合物,而油脂不属于高分子化合物。
2023年高考真题变式分类汇编:不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
一、选择题
1.(2021·湖北)下列有关N、P及其化合物的说法错误的是( )
A.N的电负性比P的大,可推断NCl3分子的极性比PCl3的大
B.N与N的π键比P与P的强,可推断N≡N的稳定性比P≡P的高
C.NH3的成键电子对间排斥力较大,可推断NH3的键角比PH3的大
D.HNO3的分子间作用力较小,可推断HNO3的熔点比H3PO4的低
2.(2016·上海)下列各组物质的熔点均与所含化学键的键能有关的是( )
A.CaO与CO2 B.NaCl与HCl C.SiC与SiO2 D.Cl2与I2
3.(2022·铁岭模拟)照相底片的定影及银的回收过程如下:
步骤1:将曝光后的照相底片用定影液()浸泡,使未曝光的AgBr转化成配合物溶解,该反应AgBr和的物质的量比为1∶2。
步骤2:在步骤1的废定影液中加使配合物转化为黑色沉淀,并使定影液再生。
步骤3:过滤,将黑色沉淀在空气中灼烧回收银。
下列说法正确的是( )
A.步骤1中配合物的内外界离子数比为3∶1
B.从步骤2可知和共存时,更易和结合,生成难溶电解质
C.步骤3中灼烧时反应的化学方程式为
D.如图所示为NaBr的晶胞,晶胞边长为a,则Br之间的最短距离为
4.(2021·绍兴模拟)下列“类比”结果正确的是( )
A.乙炔的分子构型为直线形,则的分子构型也为直线形
B.单质的熔点,则单质的熔点
C.、是酸性氧化物,则也是酸性氧化物
D.通入溶液不产生沉淀,则通入溶液也不产生沉淀
5.(2018·静安模拟)两种物质所含化学键种类完全相同,晶体类型也相同的是( )
A.NaCl和HCl B.NaOH和Na2O
C.C3H8和H2O2 D.SO2和SiO2
6.(2017·崇明模拟)下列关于原子晶体的叙述不正确的是( )
A.硬度一定很大 B.熔沸点一定很高
C.一定只含共价键 D.可能含有离子键
7.(2016·浦东模拟)常温下非固态的物质是( )
A.软脂酸(C15H31COOH) B.油酸(C17H33COOH)
C.草酸(HOOC﹣COOH) D.氨基酸(H2N﹣CH2COOH)
8.(2015·崇州模拟)水是生命之源,2014年我国科学家首次拍摄到水分子团簇的空间取向图象,模型如图所示,下列关于水的说法正确的是( )
A.水是弱电解质
B.可燃冰是可以燃烧的水
C.氢氧两种元素只能组成水
D.0℃时冰的密度比液态水的密度大
9.(2016·闵行模拟)氮氧化铝(AlON)是一种空间网状结构,硬度大熔点高的透明材料,描述正确的是( )
A.含有离子键 B.属于原子晶体
C.既有离子键又有共价键 D.属于离子晶体
10.(2016·杨浦模拟)化学式为N2H6SO4的某晶体,其晶体类型与硫酸铵相同,则N2H6SO4晶体中不存在( )
A.离子键 B.共价键
C.分子间作用力 D.阳离子
11.(2016·浦东模拟)关于晶体的说法正确的是( )
A.若晶体熔融状态下能导电,该晶体一定是离子晶体
B.若晶体熔化时化学键断裂,该晶体一定是原子晶体
C.若晶体中含有非极性分子,该晶体可能有较低的熔沸点
D.若晶体中含有极性共价键,该晶体不可能有很高的熔沸点
12.(2021高二下·自贡期末)有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.在NaCl晶体(图甲)中,距Na+最近的Cl-围成正八面体
B.该气态团簇分子(图乙)的分子式为EF或FE
C.在CO2晶体(图丙)中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻
D.在碘晶体(图丁)中,存在的作用力有非极性键和范德华力
13.(2021高二下·怀仁期末)表中数据是对应物质的熔点(℃):
干冰
-107 2073 920 801 1291 190 -57 1723
据此做出的下列判断中错误的是( )
A.铝的化合物的晶体中有的是离子晶体
B.表中只有干冰是分子晶体
C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
14.(2021高二下·沈阳期末)某晶体中含有非极性共价键,关于该晶体的判断正确的是( )
①可能是共价晶体
②可能是分子晶体
③可能是离子晶体
④不能是金属晶体
⑤熔、沸点可能较低
⑥若熔点很高则硬度很大
⑦不可能具有导电性
⑧可能是化合物
A.全部 B.6项 C.4项 D.3项
15.(2021高二下·沈阳期末)如图所示晶体的硬度比金刚石大,且原子间以单键结合,则有关该晶体的判断正确的是( )
A.该晶体为片层结构
B.该晶体化学式可表示为Y3X4
C.X的配位数是4
D.X、Y元素分别位于周期表第ⅢA、ⅣA族
16.(2021高二下·锦州期末)下列说法错误的是( )
A.干冰晶体中,含有晶胞结构单元
B.硅晶体中,最小的环上有6个原子
C.氯化钠晶体中,距最近的有6个
D.石墨晶体中,每个六元环占有2个原子
17.(2020高二上·遂宁期末)下列各组物质熔化或升华时,所克服的粒子间作用属于同种类型的是( )
A.Na2O和SiO2熔化 B.碘和干冰升华
C.氯化钠和蔗糖熔化 D.Mg和S熔化
18.(2020高二下·辽宁期末)下列关于晶体的说法中,错误的是( )
①晶体中原子呈周期性有序排列,有自范性;而非晶体中原子排列相对无序,无自范性 ②离子晶体是一定含有金属阳离子的晶体 ③共价键可决定分子晶体的熔、沸点 ④干冰晶体中,每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子 ⑤晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列 ⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定 ⑦36 g金刚石晶体和36 g石墨晶体含有的C—C键数目相同
A.①②③ B.②③④ C.④⑤⑥ D.②③⑦
19.(2020高二下·锦州期末)下列晶体中,①冰 ②石英 ③足球烯(C60) ④食盐 ⑤白磷 ⑥冰醋酸 ⑦晶体氩。晶体中除了存在原子与原子间的共价键外,同时也存在范德华力的有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
二、多选题
20.(2014·海南)对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4),下列叙述正确的是( )
A.SiX4难水解 B.SiX4是共价化合物
C.NaX易水解 D.NaX的熔点一般高于SiX4
21.(2016高二上·海南期末)由叠氮化钠(NaN3)热分解可得纯N2:2NaN3(s)=2Na(l)+3N2(g),有关说法正确的是( )
A.NaN3与KN3结构类似,前者晶格能较小
B.第一电离能(I1):N>P>S
C.钠晶胞结构属于体心结构,该晶胞分摊含2个钠原子
D.氮气常温下很稳定,是因为氮的电负性小
三、非选择题
22.(2018·全国Ⅲ卷)[化学——选修3:物质结构与性质]
锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:
(1)Zn原子核外电子排布式为 。
(2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能Ⅰ1(Zn) Ⅰ1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是 。
(3)ZnF2具有较高的熔点(872 ℃),其化学键类型是 ;ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是 。
(4)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中,阴离子空间构型为 ,C原子的杂化形式为 。
(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为 。六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
23.(2021·浙江模拟)
(1)路易斯酸碱电子理论认为,凡是能给出电子对的物质叫做碱;凡是能接受电子对的物质叫做酸。BF3和NH3分别属于是 、 (酸或者碱)。
(2)金属铯(Cs)位于元素周期表中第6周期第IA族,氯化钠与氯化铯晶体中离子的排列方式如图所示:
造成两种化合物晶体结构不同的原因是 。
24.(2020·太原模拟)人类对物质结构的探索永无止境。回答下列问题:
(1)碳硼烷酸[化学式为H(CHB11Cl11)是目前世界上已知的最强酸,但腐蚀性很小,可以作为无污染的酸催化剂。现代化学中常利用的 特征谱线来鉴定元素。组成碳硼烷酸的4种元素中,基态原子中未成对电子数最多的是 (填电子排布式)。
(2)石墨炔是我国科学家在2010年首次制得一种新的碳的同素异形体,其中一种结构如图所示,石墨炔中碳原子的杂化类型为 。
(3)硼元素具有缺电子性。自然界中含硼元素的钠盐是—种天然矿藏,其化学式写作Na2B4O7 10H2O,实际上它的结构单元是由两个H3BO3和两个[B(OH)4]-缩合而成的双六元环,应该写成Na2[B4O5(OH)4] 8H2O。其结构如图所示,它的阴离子可形成链状结构,则该晶体中不存在的作用力是___(填字母)。
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.范德华力
E.氢键
(4)镓与硼元素处于同一主族,GaN是制造5G芯片的材料,可发出紫外光。
①科学家合成了一种阳离子为“N5n+”其结构是对称的,5个N排成“V”形,每个N原子的最外层都达到8电子稳定结构、且含有2个氮氮三键;此后又合成了一种含有“N5n+”化学式为“N8”的离子晶体,N8中阴离子的空间构型为 ,写出一种与其互为等电子体的分子 (填化学式)。
②Ga和As两种元素电负性相差不大,能形成化合物GaAs。GaAs的熔点为1238℃,其晶胞结构如图所示。
已知GaAs与GaN具有相同的晶胞结构,则二者晶体的类型均为 ,GaAs的熔点 (填“高于”或“低于”)GaN,其理由是 。若Ga和As的原子半径分别为rGa和rAs,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 (列出计算式即可)。
25.(2020·金华模拟)
(1)比较结合e-能力的相对强弱:Cl2 S(填“>”或“<”);用一个离子方程式说明Cl2和S结合e-能力的相对强弱 。
(2)KCN
是离子化合物,各原子均满足8 电子稳定结构。写出 KCN的电子式 。
(3)在常压下,CBr4的沸点(190℃)比CCl4的沸点(76.8℃)高。主要原因是 。
26.(2020·吉林模拟)
(1)已知A和B均为第3周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
A通常显 价,A的电负性 B的电负性(填“>”“<”或“=”)。
(2)紫外光的光子所具有的能量约为399kJ·mol-1。根据下表有关蛋白质分子中重要化学键的信息,说明人体长时间照射紫外光后皮肤易受伤害的原因 。
组成蛋白质的最简单的氨基酸中的碳原子杂化类型是 。
(3)实验证明:KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图所示),其中3种离子晶体的晶格能数据如下表:
则该4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是: 。其中MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有 个。
(4)金属阳离子含有的未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好。离子型氧化物V2O5和CrO2中,适合作录音带磁粉原料的是 。
(5)某配合物的分子结构如图所示,其分子内不含有___(填序号)。
A.离子键 B.极性键 C.金属键
D.配位键 E.氢键 F.非极性键
(6)科学家设计反应:CO2+4H2→CH4+2H2O以减小空气中的CO2。若有1molCH4生成,则有 molσ键和 molπ键断裂。
27.(2017·海南模拟)
(1)I.下列对晶体结构和性质的认识错误的是______
A.“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”变化中,被破坏的粒子间的作用力依次是:氢键、氢键、极性键
B.晶体CO2和H2O中,微利间相互作用完全相同,晶体类型也相同
C.SiO2晶体最小的环上,有6个Si原子和6个O原子
D.金刚石和石墨的熔点都较高,是因为二者都为原子晶体 2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2。
(2)II.黄铜矿(CuFeS2)是炼铜的最主要矿物,火法炼铜时发生反应:Fe在周期表中的位置为 ;Fe、S、O原子的第一电离能由大到小的顺序是 。
(3)CuFeS2中Cu元素有 个未成对电子,Cu2S中Cu元素基态时电子排布式为 。
(4)SO2分子的立体构型为 ,SO2可氧化生成SO3,SO3冷却到289.8K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体,其结构如图,此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是 。
(5)已知FeO、FeS熔点分别为1369℃、1193℃,解释熔点FeO高于FeS
的原因 。
(6)Cu的晶胞如图所示,晶体密度为ρ
g·cm-3。晶胞中等距最近的Cu原子有 个,晶胞的边长为 (用含ρ和NA的式子表示)。
28.(2015·恩施模拟)组成蛋白质的元素主要有C、H、O、N及S、P和少量的Zn、Cu等.
(1)N、P、S的第一电离能由小到大的顺序为 .
(2)组成蛋白质的最简单的氨基酸(HOOCCH2NH2)介子中,π键数目为 .
(3)Zn2+、Cu2+能与NH3、H2O、Cl﹣等形成配位数为4的配合物.
①基态Zn2+的价电子(外围电子)排布式为 .
②[Zn(H2O)4]SO4中不存在的化学键类型有 .(填序号).
a.配位键 b.金属键 c.共价键 d.氢键 e.离子键
③[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl﹣取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为 .
a.平面正方形 b.正四面体 c.三角锥形 d.V形
(4)由上述几种元素组成的6一氨基青霉烷酸的结构如图,其中采用sp3杂化的原子除了S外,还有 .
(5)紫外光的光子所具有的能量约为399kJ mol﹣根据下表有关蛋白质分子中主要化学键的键能信息,说明人体长时间照射紫外光后皮肤易受伤害的原因是 (填序号).
共价键 C﹣C C﹣N C﹣S
键能/(kJ mol﹣1) 347 305 259
29.(2015·扶沟模拟)氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈,2008年,Yoon等人发现Ca与C60生成的Ca32C60能大量吸附H2分子.
(1)C60晶体易溶于苯、CS2,说明C60是 分子(选填:“极性”、“非极性”);
(2)1mol C60分子中,含有σ键数目为 .
(3)MgH2是金属氢化物储氢材料,其晶胞结构如图所示,已知该晶体的密度ag cm﹣3,则晶胞的体积为 cm3[用a、NA表示阿伏加德罗常数].
30.(2020高二上·南充期末)回答下列问题:
(1)下列属于含有极性键的非极性分子的是____
A.CS2 B.H2O C.P4 D.CH2Cl2
(2)下列化合物形成的晶体中,属于原子晶体的是____
A.干冰 B.氯化钠 C.二氧化硅 D.四氯化硅
(3)某元素基态原子的价电子排布式为3d14s2,下列说法正确的是____
A.该基态原子中共有3个未成对电子
B.该基态原子最外层有3个电子
C.该基态原子的M层共有8个电子
D.该元素原子核外共有4个电子层
(4)下列有关NH3的说法正确的是____
A.比例模型为(平面三角形)
B.NH3的中心原子上有一对孤对电子
C.NH3晶体属于分子密堆积
D.液氨气化破坏了N—H键
(5)下列选项正确的是____
A.沸点:HI>HBr>HCl>HF
B.空间利用率:体心立方堆积>面心立方最密堆积>简单立方堆积
C.硬度:Na>Mg>Al
D.熔点:NaCl>NaBr>KBr
(6)元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示,已知Y元素基态原子的价层电子排布式为,则下列说法错误的是____
X
Y
Z
A.非金属性:X>Y>Z
B.第一电离能:X>Y>Z
C.Y元素位于周期表的第三周期VIIA族
D.Z元素原子的核外电子排布式为
(7)已知P4单质、次磷酸的结构如图,P4在KOH溶液中的变化是:,下列说法正确的是____
A.PH3分子中所有的原子可能共平面
B.31gP4含有1.5NA个P-P
C.元素的电负性大小顺序:P>O>H>K
D.KH2PO2属于酸式盐
31.(2020高一下·泉州期末)根据要求填空(选填序号):
(1)以下有机物,分子结构呈平面正六边形的是 ;一定条件下,均能与 、 、 反应的是 ;可用作果实催熟剂的是 。
①甲烷 ②乙烯 ③苯 ④乙醇 ⑤乙酸
(2)以下有机物,含ⅤA族元素的是 ;不属于有机高分子化合物的是 。
①蔗糖 ②纤维素 ③淀粉 ④油脂 ⑤蛋白质
(3)以下晶体,存在分子间作用力的共价化合物是 ;存在共价键的离子晶体是 。
① 晶体 ② 晶体 ③ 晶体 ④干冰 ⑤水晶
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】键能、键长、键角及其应用;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A.P和Cl的电负性差值比N和Cl的电负性差值大,因此PCl3分子的极性比NCl3分子极性大,A项符合题意;
B.N与N的 键比P与P的强,故 的稳定性比 的高,B项不符合题意;
C.N的电负性比P大,NH3中成键电子对距离N比PH3中成键电子对距离P近,NH3中成键电子对间的斥力大,因此NH3的键角比PH3的大,C项不符合题意;
D.相对分子质量:HNO3
【分析】A.分子中原子间的电负性差值越大,分子的极性越大;
B.共价键越牢固,分子越稳定;
C.分子中成键电子对间的排斥力大,分子中的键角越大;
D.相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高。
2.【答案】C
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A.CaO为离子化合物,熔化断裂离子键,而CO2在固体时是分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,与化学键无关,故A错误;
B.NaCl为离子化合物,熔化断裂离子键,而HCl在固体时是分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,与化学键无关,故B错误;
C.SiC与SiO2都是原子晶体,熔化断裂的是共价键,与化学键有关,故C正确;
D.Cl2与I2在固体时是分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,与化学键无关,故D错误.
故选C.
【分析】物质的熔点均与所含化学键的键能有关,则对应的晶体一般为金属晶体、离子晶体或原子晶体,而分子晶体熔化时只克服分子间作用力,以此解答该题.本题考查物质中的化学键,为高频考点,把握化学键的形成及化学键判断的一般规律即可解答,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大.
3.【答案】B
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A.步骤1中发生AgBr+2Na2S2O3=Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr,生成配合物为Na3[Ag(S2O3)2],配合物的内外界离子数比为1:3,故A不符合题意;
B.步骤2发生2Na3[Ag(S2O3)2]+Na2S=Ag2S↓+4Na2S2O3,黑色沉淀为Ag2S,溶度积越小的越容易形成难溶物,则
更易和
结合,生成难溶电解质,故B符合题意;
C.步骤3 Ag2S在空气中灼烧回收银,反应物还有氧气,灼烧生成有毒气体二氧化硫,反应的化学方程式为
,故C不符合题意;
D.溴离子之间的最短距离为面对角线的一半即
,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A. 反应AgBr和的物质的量比为1∶2 ,发生反应AgBr+2Na2S2O3=Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr,Na3[Ag(S2O3)2]中Na+是外界,[Ag(S2O3)2]3-是内界;
B. 废定影液中加使配合物转化为黑色沉淀,并使定影液再生 ,说明反应生成了Ag2S和Na2S2O4,发生反应2Na3[Ag(S2O3)2]+Na2S=Ag2S↓+4Na2S2O3,说明银离子更易与硫离子反应生成难溶电解质;
C.Ag2S在空气中灼烧回收银,Ag2S与空气中的氧气反应生成银和二氧化硫;
D. 晶胞边长为a ,则对角线长为 ,Br原子之间的最短距离为 .
4.【答案】A
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;乙炔炔烃;物质的简单分类
【解析】【解答】A.乙炔的分子构型为直线形,是因为存在碳碳三键,的分子存在碳氮三键,则的分子构型也为直线形,A项符合题意;
B.单质的熔点,但单质的熔点,B项不符合题意;
C.、是酸性氧化物,但与水反应,生成硝酸和一氧化氮,则其不是酸性氧化物,C项不符合题意;
D.通入溶液不产生沉淀,通入溶液中,二氧化硫与水反应,生成亚硫酸,遇硝酸根离子,会产生硝酸,硝酸有强氧化性,会将亚硫酸氧化为硫酸,则会产生沉淀,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.乙炔和HCN分子中均存在三键,均为直线形分子;
B.钠的熔点大于钾;
C.酸性氧化物是一类能与碱作用只生成一种盐和水的氧化物, 酸性氧化物大多数能跟水直接化合生成含氧酸;
D.二氧化硫溶于水生成亚硫酸,加入硝酸钡,硝酸根在酸性条件下会将亚硫酸氧化成硫酸,从而生成硫酸钡沉淀。
5.【答案】C
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A、NaCl是离子晶体,NaCl中只含离子键,固体HCl分子晶体,HCl中只含共价键,选项不符合题意;
B、NaOH、Na2O都是离子晶体,Na2O只含有离子键,NaOH中含离子键和共价键,所含化学键类型不完全相同,选项B不符合题意;
C、C3H8和H2O2都是分子晶体,C3H8和H2O2都只含共价键,所含化学键类型完全相同,晶体类型也完全相同,选项C符合题意;
D、固体SO2是分子晶体,二氧化硅是原子晶体,二氧化硅、二氧化碳都只含共价键,选项D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】首先判断物质的晶体类型,然后分析含有的化学键类型,注意极性键与非极性的判断。
6.【答案】D
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】解:原子晶体的硬度大、熔点高,原子之间存在共价键,不存在离子键,离子键只存在于离子晶体中.
故选D.
【分析】相邻原子之间通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体,原子晶体存在共价键,晶体的硬度大、熔点高,以此解答该题.
7.【答案】B
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;羧酸简介;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】解:A、常温下软脂酸呈固态,故A错误;
B、油酸的熔点是13.4℃,在常温下不是固体,故B正确;
C、草酸的熔点在101℃左右,在常温下为固体,故C错误;
D、甘氨酸的熔点在245℃,在常温下是固体,故D错误;
故选B.
【分析】A、常温下软脂酸呈固态;
B、油酸的熔点是13.4℃;
C、草酸的熔点在101℃左右;
D、甘氨酸的熔点在245℃.
8.【答案】A
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;水的电离
【解析】【解答】解:A.水为极弱的电解质,能够部分电离出氢离子和氢氧根离子,故A正确;
B.可燃冰为甲烷和水形成的一种特殊的化合物,并不是可燃烧的水,故B错误;
C.氢氧两种元素可以组成水、双氧水,故C错误;
D.冰中存在氢键,具有方向性和饱和性,其体积变大,则相同质量时冰的密度比液态水的密度小,故D错误;
故选A.
【分析】A.水能够部分电离出氢离子和氢氧根离子,存在电离平衡;
B.可燃冰为甲烷和水形成的一种化合物;
C.氢氧两种元素还可以组成双氧水;
D.液体水变成冰,体积变大,密度变小.
9.【答案】B
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】氮氧化铝(AlON),全称是透明高硬度防弹铝材料,是一种空间网状结构,硬度大熔点高的透明材料,属于原子晶,则晶体中含共价键而无离子键,故选B.
【分析】氮氧化铝(AlON),全称是透明高硬度防弹铝材料,硬度为石英玻璃的4倍,具有原子晶体的性质,则为原子晶体.
10.【答案】C
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】硫酸铵晶体中铵根离子和硫酸根离子之间存在离子键,铵根离子内部N和H之间存在共价键,硫酸铵晶体属于离子晶体,不存在分子间作用力,N2H6SO4的某晶体晶体类型与硫酸铵相同,所以该晶体中含有离子键、共价键、阳离子和阴离子,不存在分子间作用力,故选C.
【分析】硫酸铵晶体中铵根离子和硫酸根离子之间存在离子键,铵根离子内部N和H之间存在共价键,离子晶体不存在分子间作用力.
11.【答案】C
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A、熔融状态下能导电的化合物晶体中含有阴阳离子,若是单质,则为金属晶体,故A错误;
B、原子晶体、离子晶体、金属晶体熔化时需要破坏化学键,化学键断裂的晶体不一定是原子晶体,故B错误;
C、若晶体中含有非极性分子,则晶体为分子组成的晶体,为分子晶体,分子晶体熔沸点较低,故C正确;
D、含有极性键的晶体可能是原子晶体,如二氧化硅中含有Si﹣O极性键,其熔沸点很高,故D错误.
故选:C.
【分析】A、熔融状态下能导电的化合物是离子晶体,熔融状态下能导电的单质是金属;
B、熔化时不需要破坏化学键的是分子晶体,原子晶体、离子晶体、金属晶体熔化时需要破坏化学键;
C、若晶体中含有非极性分子,则该晶体为分子晶体;
D、一般不同非金属元素之间易形成极性键,已知某晶体中含有极性键,则该晶体为化合物,可能是离子化合物、共价化合物.
12.【答案】B
【知识点】离子晶体;原子晶体(共价晶体);分子晶体;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;晶体的定义
【解析】【解答】A.在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-有6个,分别位于Na+的上、下、左、右、前、后,围成正八面体,A不符合题意;
B.乙是一个分子,不是晶胞,所以分子式为E4F4或F4E4,B符合题意;
C.没有氢键的分子晶体都是分子密堆积结构,所以1个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻,C不符合题意;
D.碘晶体中,有I2分子内部的碘原子间的非极性共价键,还有碘分子间的范德华力,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】B中是分子模型,不是不是晶胞,不能用晶胞的计数方法。
13.【答案】B
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A.由表中数据可知,氟化铝的熔点高于氯化钠,氯化钠为离子化合物,则氟化铝为离子化合物,故A不符合题意;
B.由表格数据可知,干冰、氯化硼和氯化铝的熔点较低,属于分子晶体,故B符合题意;
C.由表格数据可知,二氧化硅熔点高为原子晶体,而二氧化碳的熔点较低为分子晶体,则同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体,故C不符合题意;
D.二氧化硅熔点高为原子晶体,由表格数据可知,氧化铝的熔点高于二氧化硅,应也属于原子晶体,则不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.分子晶体熔点较低,离子晶体熔点较高;
B.干冰、氯化硼和氯化铝的熔点较低,属于分子晶体;
C.二氧化硅熔点高为原子晶体,二氧化碳的熔点较低为分子晶体;
D.二氧化硅和氧化铝均是原子晶体。
14.【答案】B
【知识点】极性键和非极性键;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】某晶体中含有非极性共价键,①该晶体可能属于共价晶体,如金刚石中含有C-C非极性共价键,①符合题意;
②含有非极性共价键的晶体可能是分子晶体,如H2O2是由分子构成的分子晶体,其中含有O-O非极性共价键,②符合题意;
③含有非极性共价键的晶体可能是离子晶体,如Na2O2为离子晶体,其中的阴离子中含有非极性共价键O-O,③符合题意;
④金属晶体中金属阳离子与自由电子之间以金属键结合,不存在非极性键,因此不可能是金属晶体,④符合题意;
⑤若是含有非极性键的分子晶体,如H2O2晶体,由于分子之间以微弱的分子间作用力结合,该物质的熔、沸点可能较低,⑤符合题意;
⑥若含有非极性键形成的物质是石墨,则其熔点很高,但由于层间以分子间作用力结合,很容易切削,其硬度就不大,⑥不符合题意;
⑦若含有非极性键形成的物质若是石墨,由于其中含有自由移动的电子,因此该物质就具有导电性,⑦不符合题意;
⑧含有非极性键的物质,可能是化合物如H2O2、SiO2等,也可能是单质,如H2、O2等,⑧符合题意;
综上所述可知:说法正确的有①②③④⑤⑧,共6项,故答案为:B。
【分析】同种原子之间的共价键是非极性键,利用物质的组成微粒以及微粒间的相互作用,判断晶体类型及性质。
15.【答案】B
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A.该晶体硬度大,为立体网状结构,而不是片层结构,A不符合题意;
B.在晶体中每个X周围有3个Y原子;每个Y原子周围有4个X原子,则Y、X原子个数比是3:4,故该晶体化学式可表示为Y3X4,B符合题意;
C.在晶体中与X连接的Y原子个数是3个,所以X的配位数是3,C不符合题意;
D.X形成3对共用电子对,则说明X最外层有5个电子,达到最外层8个电子稳定结构需3个电子,所以X为第VA元素;Y形成4对共用电子对,说明Y原子最外层有4个电子,达到最外层8个电子的稳定结构需4个电子,则Y位于元素周期表第IVA族,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.题干信息和图像判断;
B.利用均摊法判断;
C.利用图像结构判断;
D.原子达到最外层8个电子的稳定结构。
16.【答案】A
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A.1个干冰晶胞结构单元含有8×+6×=4个二氧化碳分子,88g干冰中含有0.5mol晶胞结构单元,故A符合题意;
B.晶体硅的结构与金刚石的结构相似,每个硅原子能形成4个共价键,由共价键形成的最小环上有6个硅原子,故B不符合题意;
C.根据氯化钠的晶胞图,以体心的为例,距最近的有6个,距最近的也是6个,故C不符合题意;
D.石墨晶体中最小的环为六元环,每个碳原子被3个碳环共有,则每个六元环占有6×=2个原子,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】依据均的摊法分析。
17.【答案】B
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】A.Na2O和SiO2分别属于离子晶体和原子晶体,熔化时破坏的是离子键和共价键,不符合题意;
B. 碘和干冰升华均属于分子晶体,升华时均克服分子间作用力,类型相同,B项符合题意;
C.NaCl和蔗糖分别属于离子晶体、分子晶体,NaCl熔化克服离子键、蔗糖熔化克服分子间作用力,类型不同,C项不符合题意;
D.Mg和S分别属于金属晶体、分子晶体,Mg熔化克服金属键,S熔化克服分子间作用力,类型不同,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】依据晶体类型及微粒间的作用力分析判断。
18.【答案】D
【知识点】离子晶体;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】①晶体中原子呈周期性有序排列,且有自范性,非晶体中原子排列相对无序,无自范性,可以用衍射方法鉴别晶体和非晶体,故符合题意;
②含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体,如金属晶体,但含有阴离子的晶体一定是离子晶体,故不符合题意;
③决定分子晶体的熔、沸点的分子间作用力,共价键决定分子的稳定性,故不符合题意;
④干冰晶体中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻,故符合题意;
⑤晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列,且有自范性,非晶体中原子排列相对无序,无自范性,故符合题意;
⑥在以没有方向性和饱和性的作用力结合形成晶体时,晶体尽量采取紧密堆积方式以使其变得比较稳定,故符合题意;
⑦36g金刚石的物质的量为 ,根据1mol金刚石中含有2molC C键,3mol金刚石中含6molC C键,1mol石墨中含有1.5molC C键,36g石墨的物质的量为 ,含有4.5molC C键,故36g金刚石晶体和36 g石墨晶体含有的C—C键数目不相同,故不符合题意;错误的有②③⑦;
故答案为:D。
【分析】①根据晶体和非晶体的结构分析;
②含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体;
③决定分子晶体的熔、沸点的分子间作用力;
④结合干冰晶体的结构分析;
⑤晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列,且有自范性;
⑥在以没有方向性和饱和性的作用力结合形成晶体时,晶体尽量采取紧密堆积方式以使其变得比较稳定;
⑦结合金刚石和石墨的结构分析。
19.【答案】B
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】①冰为水分子形成的晶体,水分子内存在共价键,水分子间存在范德华力,①符合题意;
②石英,为Si、O原子形成的原子晶体,晶体内只存在共价键,②不合题意;
③足球烯(C60),形成分子晶体,C60分子内C原子间形成共价键,C60分子间存在范德华力,③符合题意;
④食盐,形成离子晶体,晶体内只存在离子键,④不合题意;
⑤白磷,形成分子晶体,白磷分子内存在共价键,白磷分子间存在范德华力,⑤符合题意;
⑥冰醋酸,形成分子晶体,CH3COOH分子内存在共价键,醋酸分子间存在范德华力,⑥符合题意;
⑦晶体氩,形成分子晶体,但属于单原子分子,分子内不存在共价键,只存在分子间的范德华力,⑦不合题意;
综合以上分析,只有①③⑤⑥符合题意,
故答案为:B。
【分析】晶体中除了存在原子与原子间的共价键外,同时也存在范德华力,此类晶体通常为分子晶体。
20.【答案】B,D
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】解:A、硅的卤化物(SiX4)易水解生成硅酸和HCl,故A错误;
B、硅的卤化物(SiX4)是由非金属元素原子间通过共用电子对形成的化合物,是共价化合物,故B正确;
C、钠的强酸盐不水解,NaX(NaF除外)不易水解,故C错误;
D、钠的卤化物(NaX)为离子化合物属于离子晶体,硅的卤化物(SiX4)为共价化合物属于分子晶体,离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点,即NaX的熔点一般高于SiX4,故D正确;
故选:BD.
【分析】钠的卤化物(NaX)为离子化合物,硅的卤化物(SiX4)为共价化合物,结合离子化合物及共价化合物的性质分析.
21.【答案】B,C
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;氧化还原反应
【解析】【解答】解:A.相同电荷时,晶格能与离子的半径成反比,离子半径越大,晶格能越小,钠离子的离子半径小于钾离子的离子半径,所以NaN3的晶格能大于KN3的晶格能,故A错误;
B.同主族从上到下,第一电离能逐渐减小,ⅤA族元素原子最外层电子为半充满,结构稳定,大于相邻元素的第一电离能,第一电离能(I1):N>P>S,故B正确;
C.钠晶胞结构属于体心结构,即定点、体心各有1个钠原子,钠晶胞中原子数为1+8× =2,故C正确;
D.氮气分子中含有氮氮三键,键能较大,所以性质稳定,故D错误.
故选BC.
【分析】A.结构相似的物质,离子半径与晶格能的大小有关;
B.同主族从上到下,第一电离能逐渐减小,ⅤA族元素原子最外层电子为半充满,结构稳定,大于相邻元素的第一电离能;
C.钠晶胞结构属于体心结构,即定点、体心各有1个钠原子;
D.氮气含有氮氮三键,键能较大.
22.【答案】(1)[Ar]3d104s2
(2)大于;Zn核外电子排布处于全充满的稳定状态,较难失电子
(3)离子键;ZnF2为离子晶体,Cl、Br、I非金属性逐渐减弱,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2为分子晶体,分子晶体通常易溶于有机溶剂
(4)平面三角形;sp2
(5)六方最密堆积;
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;化学键;金属晶体;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】Zn是原子序数是30,其核外电子排布式为[Ar]3d104s2,Zn中电子排布处于全充满状态结构稳定比铜难失电子,所以锌的第一电离能大于铜;ZnF2的熔点较高,其属于离子晶体,根据相似相溶推测ZnCl2、ZnBr2、ZnI2为分子晶体,分子晶体通常易溶于有机溶剂。CO32-中,中心原子孤对电子数= ×(4+2-3×2)=0,价层电子对数=0+3=3,所以空间构型为平面三角形,杂化形式为sp2。根据晶胞的特征可以判断其属于立方最密堆积,该晶胞中含有的Zn原子为12× + 2× + 3 = 6,因此ρ= =
【分析】本题考查核外电子排布式、第一电离能、晶体类型的判断、相似相溶、金属晶体的堆积方式及其密度的计算。
23.【答案】(1)酸;碱
(2)氯化钠与氯化铯虽然都是离子晶体,由于钠离子半径远小于铯离子半径,所以两种化合物的晶体结构不同
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;物质的简单分类
【解析】【解答】(1)BF3中B原子有空轨道,可以接受电子对,所以为酸;NH3中N原子有孤电子对,可以给出电子对,所以为碱;
(2)氯化钠与氯化铯虽然都是离子晶体,但由于Na+核外有2层电子,Cs+核外有5层电子,钠离子半径远小于铯离子半径,所以两种化合物的晶体结构不同。
【分析】(1)根据找出给出的分子是否可以给出电子或者是否具有空轨道
(2)晶体中离子的排列方式不同主要是离子半径的大小影响
24.【答案】(1)原子光谱;71s22s22p2
(2)sp、sp2
(3)C
(4)直线形;N2O或CO2;原子晶体;低于;N原子半径小,Ga—N键长短,共价键键能大; ×100%
【知识点】原子核外电子的能级分布;判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】(1)每一种元素都有唯一特定的原子光谱,现代化学中,常利用上原子光谱的特征谱线来鉴定元素;按原子排布规律氢、碳、硼、氯的基态原子中未成对电子数分别为1、2、1、1,则未成对电子数最多的是碳,其电子排布式为1s22s22p2;
答案为:原子光谱;1s22s22p2;(2)碳碳叁键中C原子价层电子对个数是2且不含孤电子对,所以杂化方式为sp;苯环中的每个碳原子形成3个δ键,无孤电子对,采取sp2杂化;
答案为:sp、sp2;(3) 根据Na2B4O5(OH)4] 8H2O的结构示意图,其晶体内有阴阳离子、有水分子、有配位键,则知含有离子键、共价键、范德华力、氢键,但没有金属键,因为金属键只存在于金属晶体中;
答案为:C;(4) ①按信息——阳离子“N5n+”结构是对称的,5个N排成“V”形,每个N原子的最外层都达到8电子稳定结构、且含有2个氮氮三键,满足条件的结构为: ,则为N5+,则“N8”的离子晶体是由N5+和N3-形成的,N8中阴离子为N3-,其中的阴离子中原子个数是3、价电子数是16,所以其等电子体有N2O或CO2,则其空间构型为直线形;
答案为:直线形;N2O或CO2;②按信息——Ga和As两种元素电负性相差不大,故化合物GaAs内是共价键,晶体熔点为1238℃,则可判断为原子晶体,共价键越牢固,原子晶体熔点越高,由于N、As属于同一主族的元素,原子半径N比As小,Ga—N键长短,共价键键能大,则熔点GaAs比GaN的低;根据均摊法计算,晶胞内As原子数目 ,Ga原子数目:4×1=4,故其晶胞中原子所占的体积为 ,晶胞的体积为: ,则原子的体积占晶胞体积的百分率为 ×100%;
答案为:原子晶体;低于;N原子半径小,Ga—N键长短,共价键键能大; ×100%。
【分析】(1)根据元素的原子光谱进行鉴定元素,根据元素符号找出未成对电子数最多的元素即可
(2)根据成键方式即可判断杂化方式
(3)根据晶胞图即可判断出晶体中含有离子键、共价键、范德华力、氢键等作用力
(4)①根据含有的原子以及阳离子带电荷即可判断出阴离子的化学式即可判断构型,结合原子数和电子数即可写出等电子的分子式②根据氮化镓是原子晶体即可判断砷化镓也是原子晶体,原子晶体的熔沸点与半径有关,根据晶胞计算出原子个数即可计算出占有率
25.【答案】(1)>;Cl2+ S2-=2Cl-+S↓
(2)
(3)两者均为分子晶体, 因CBr4的相对分子量大于CCl4,故沸点CBr4较高
【知识点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;氧化还原反应;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】(1)元素的非金属性越强,单质的氧化性就越强,结合电子的能力就越强。Cl和S是同周期元素,Cl的原子半径小于S,原子核对核外电子的束缚力Cl强于S,所以Cl的非金属性比S强,所以结合e-能力:Cl>S;氯气能把硫从硫化物中置换出来,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,可以说明Cl2比S结合e-能力强:Cl2+ S2-=2Cl-+S↓。(2)KCN 是离子化合物,是由K+和CN- 构成的,各原子均满足8 电子稳定结构,所以在CN-中,C和N共用三对电子,C得到了K的一个电子,使得K、C、N都满足最外层8电子稳定结构,KCN的电子式为 。(3)对于组成和结构相似的分子晶体来说,相对分子质量越大,分子间作用力越大。CBr4和CCl4均为分子晶体,CBr4的相对分子质量大于CCl4的相对分子质量,所以CBr4的分子间作用力大于CCl4的分子间作用力,导致CBr4的沸点(190℃)比CCl4的沸点(76.8℃)高。
【分析】(1)在元素周期表中,同周期元素从左到右元素原子的半径逐渐减小,原子核对电子的吸引能力越强,因此元素非金属性逐渐增强,单质的氧化性也是逐渐增强的;
(2)在KCN 中,K+与CN-之间形成离子键,而在CN-中C和N之间形成共价键;
(3)影响分子晶体熔沸点的因素主要是分子间的各种作用力。
26.【答案】(1)+3;>
(2)紫外光的光子所具有的能量比蛋白质分子中的化学键C—C、C—N、C—S的键能大,紫外光的光子所具有的能量足以使这些共价键断裂,从而破坏蛋白质分子;sp2、sp3
(3)TiN>MgO>CaO>KCl;12
(4)CrO2
(5)A;C
(6)6;2
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】(1)观察A、B两元素各电离能的差别,可判断A的化合价为+3,即为Al;B为+2价,为Mg。因为同周期从左至右电负性增大,故Al的电负性大于Mg。(2)从表格中给出的蛋白质中各共价键的键能可以发现,紫外光的光子能量足以破坏这些共价键。最简单的氨基酸是甘氨酸 ,其中碳①原子采用sp3杂化,碳②原子采用sp2杂化。(3)观察表格中的数据会发现,阴阳离子所带的电荷数对晶格能的影响大于阴阳离子的半径对晶格能的影响。
四种晶体均为离子晶体,TiN和CaO中的阳离子均为18电子结构,阴离子均为10电子结构,Ti和Ca、N和O的原子序数均相差1,因此Ti3+和Ca2+、N3-和O2-的离子半径均相差不大,但是由于Ti3+和N3-均带有3个单位的电荷,因此TiN的晶格能大于CaO。CaO、MgO中的阴阳离子均带有2个单位的电荷,Ca2+的半径大于Mg2+,所以MgO的晶格能大于CaO。
综上所述,这种晶体的晶格能大小顺序为TiN>MgO>CaO>KCl。所以晶体的熔点高低顺序也为TiN>MgO>CaO>KCl。(4)V2O5中V5+的电子排布式为1s22s22p63s23p6,没有未成对电子;CrO2中Cr4+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d2,含有2个未成对电子,因此适合作录音带磁粉原料的是CrO2。(5)观察配合物的分子结构会发现其中存在配位键Ni←N,极性键H—O、O—N等,非极性键C—C,氢键O……H—O等作用力。不存在离子键和金属键。(6)CO2的结构式为O=C=O,1个CO2分子中含有2个σ键和2个π键,1个H2分子中共含有1个σ键,生成1molCH4需要1molCO2和4molH2,因此需要断裂6molσ键和2molπ键。
【分析】(1)观察A、B两元素各电离能的差别,判断A、B的化合价。(2)从表格数据,紫外光的光子能量足以破坏这些共价键。最简单的氨基酸是甘氨酸。(3)观察表格中的数据会发现,阴阳离子所带的电荷数对晶格能的影响大于阴阳离子的半径对晶格能的影响。(4)根据核外电子的排布式确定未成对电子数。(5)观察配合物的分子的结构。(6)破环O=C=O,H-H。
27.【答案】(1)B;D
(2)第4周期第VIII族;O>S>Fe
(3)1;[Ar]3d10
(4)V形;sp3
(5)FeO、FeS都是离子晶体,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,因为半径O2-
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】I.A.固态水中和液态水中含有氢键,当雪花→水→水蒸气主要是氢键被破坏,但属于物理变化,共价键没有破坏,水蒸气→氧气和氢气是化学变化,破坏的是极性共价键,则被破坏的粒子间的作用力依次是:氢键、氢键、极性键,所以A选项是正确的;
B. 晶体CO2和H2O中,都存在极性键,都是由分子构成的分子晶体,但水分子间存在氢键,二氧化碳分子间不存在氢键,故B错误;
C.二氧化硅结构跟金刚石结构相似,Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子,硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子,则Si、O原子形成的最小环上O原子、Si原子的数目都是6,所以C选项是正确的;
D.金刚石和石墨的熔点都较高,金刚石为原子晶体,石墨为混合晶体,故D错误。
故答案为:BD。
II.(2)Fe在周期表中的位置为第4周期第Ⅷ族;非金属性越强第一电离能越大,Fe、S、O原子的第一电离能由大到小的顺序是O>S>Fe。
故答案为:第4周期第VIII族;O>S>Fe;
(3)CuFeS2中Cu为+2价,基态价电子排布式为3d9,因此还有1个未成对电子。Cu2S中Cu元素为+1价,基态电子排布式为【Ar】3d10。
故答案为:1;【Ar】3d10;
(4)S原子的孤电子对数为 =1,价电子对数为1+2=3,因此SO2分子的立体构型为V形;根据结构图,固态SO3中S原子形成4根共价键,所以S原子的杂化轨道类型是sp3。
故答案为:V形;sp3;
(5)FeO、FeS都是离子晶体,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,因为半径O2-<S2-,所以熔点FeO高于FeS。
故答案为:FeO、FeS都是离子晶体,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,因为半径O2-
故答案为:12; cm
【分析】(1)B.水分子间可以形成氢键,而二氧化碳分子间不存在氢键;D.石墨是混合型晶体,而不是原子晶体;
(2)非金属性越强第一电离能越大;
(3)根据铜原子的核外电子排布式确定未成对电子;Cu2S中C是为+1价,失去最外层一个电子;
(4)根据价层电子对互斥理论判断二氧化硫的立体构型;根据三氧化硫中硫原子的城建情况判断杂化方式;
(6)以一个顶点为中心向上下左右扩展来判断最近的铜原子数 ;根据晶体密度的计算芳法计算晶胞的棱长。
28.【答案】(1)S<P<N
(2)1
(3)3d10;b;a
(4)C、N、O
(5)紫外光的光子所具有的能量比蛋白质中主要化学键C﹣C、C﹣N和C﹣S的键能都大,紫外线的能量足以使这些化学键断裂,从而破坏蛋白质分子
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】解:(1)同周期自左而右元素的电离能增大,但同周期第ⅡA、ⅤA元素出现反常,同主族从上往下电离能减小,所以电离能大小的顺序为S<P<N,
故答案为:S<P<N;(2)H2NCH2COOH,结构中只有1个C=O双键,即π键数目为为1,故答案为:1;(3)①锌原子核外有30个电子,所以基态Zn2+的价电子(外围电子)排布式为3d10,故答案为:3d10;
②[Zn(H2O)4]SO4中锌离子与水分子之间形成配位键,水分子中氧原子与氢原子之间形成极性共价键,络离子与硫酸根离子形成离子键,配体之间形成氢键,故选b;
③形成4个配位键,具有对称的空间构型,可能为平面正方形或正四面体,如为正四面体,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl﹣取代,只有一种结构,所以应为平面正方形,故答案为:a;(4)因为杂化杂道是用来容纳σ键与孤电子对,其中采用sp3杂化的原子,σ键数目与孤电子对数目之和为4,故答案为:C、N、O;(5)紫外光的光子所具有的能量比蛋白质中主要化学键C﹣C、C﹣N和C﹣S的键能都大,紫外线的能量足以使这些化学键断裂,从而破坏蛋白质分子,
故答案为:紫外光的光子所具有的能量比蛋白质中主要化学键C﹣C、C﹣N和C﹣S的键能都大,紫外线的能量足以使这些化学键断裂,从而破坏蛋白质分子.
【分析】(1)同周期自左而右元素的电离能增大,但同周期第ⅡA、ⅤA元素出现反常,同主族从上往下电离能减小;(2)组成蛋白质的最简单的氨基酸为H2NCH2COOH,根据分子结构来判断π键数目;(3)①锌原子核外有30个电子,根据构造原理书写;
②[Zn(H2O)4]SO4中锌离子与水分子之间形成配位键,水分子中氧原子与氢原子之间形成极性共价键,络离子与硫酸根离子形成离子键,配体之间形成氢键;
③形成4个配位键,具有对称的空间构型,可能为平面正方形或正四面体,如为正四面体,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl﹣取代,只有一种结构;(4)因为杂化杂道是用来容纳σ键与孤电子对,其中采用sp3杂化的原子,σ键数目与孤电子对数目之和为4;(5)紫外线的能量比蛋白质中主要化学键能量高,使这些化学键断裂破坏蛋白质分子.
29.【答案】(1)非极性
(2)90NA
(3)
【知识点】晶胞的计算;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】解:①苯、CS2都是非极性分子,C60晶体易溶于苯、CS2,根据相似相溶原理知,C60是非极性分子,故答案为:非极性;②利用均摊法知,每个碳原子含有 ×3= 个σ 键,所以1mol C60分子中,含有σ 键数目= ×1mol×60×NA/mol=90NA,故答案为:90NA;③该晶胞中镁原子个数= ×8+1=2,氢原子个数=4× +2=4,ρ= = = ,故答案为: .
【分析】①根据相似相溶原理确定分子的极性;②利用均摊法计算;③先根据均摊法确定该晶胞中含有的各种原子个数,从而得出其质量,再根据V= 计算其体积.
30.【答案】(1)A
(2)C
(3)D
(4)B
(5)D
(6)A
(7)B
【知识点】晶胞的计算;极性分子和非极性分子;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】(1)A.CS2类似于CO2,只含有极性键,分子构型为直线形,为对称结构,为非极性分子;
B.H2O只含有极性键,分子构型为角形,不是对称结构,为极性分子;
C.P4只含有非极性键,属于非极性分子;
D.CH2Cl2只含有极性键,不是对称结构,为极性分子;
故答案为:A;
(2)A.干冰为分子晶体;
B.氯化钠为离子晶体;
C.二氧化硅为原子晶体;
D.四氯化硅为分子晶体;
故答案为:C;
(3)该元素基态原子的价电子排布式为3d14s2,则电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,
A.该基态原子中共有1个未成对电子,故不正确;
B.该基态原子最外层为第4电子层,有2个电子,故不正确;
C. 该基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,M层共有9个电子,故不正确;
D.该元素原子核外共有4个电子层,故正确;
故答案为:D;
(4)A.NH3分子为三角锥形,故不正确;
B.NH3的中心原子N原子上孤对电子数为,故正确;
C.只含有范德华力的分子晶体属于分子密堆积,NH3分子间能形成氢键,则NH3晶体不属于分子密堆积,故不正确;
D.液氨气化是物理变化,不会破坏N—H键,故不正确;
故答案为:B;
(5)A.HF分子间能形成氢键,沸点最高,沸点大小顺序:HF >HI>HBr>HCl,故不正确;
B.空间利用率:面心立方最密堆积>体心立方堆积>简单立方堆积,故不正确;
C.金属原子半径越小,价电子数越多,金属键越强,金属晶体硬度越大,则硬度:Al >Mg> Na,故不正确;
D.离子电荷数相同时,离子晶体的离子半径越小,晶格能越大,熔点越高,则熔点:NaCl>NaBr>KBr,故正确;
故答案为:D;
(6)已知Y元素基态原子的价层电子排布式为,则n=2,Y价层电子排布式为,则Y是Cl元素,根据元素X、Y、Z在周期表中的相对位置可知,X为Ne,Z为Se,
A.稀有气体元素为惰性元素,其非金属性、金属性都很弱,不易得失电子,同周期的主族元素从左至右非金属性逐渐增大,同主族元素从上往下,非金属性逐渐减小,则非金属性:Cl>Se>Ne,故不正确;
B.同周期元素从左至右第一电离能总体呈增大趋势,同主族从上往下,第一电离能逐渐减小,则第一电离能:Ne>Cl>Se,故正确;
C.Cl元素位于周期表的第三周期VIIA族,故正确;
D.Z为Se,是34号元素,则Se原子的核外电子排布式为,故正确;
故答案为:A;
(7)A.类似于氨气分子,PH3分子为三角锥形,所有的原子不可能共平面,故不正确;
B.31gP4的物质的量为0.25mol,1个P4分子含有6个P-P,则0.25molP4分子有0.25mol×6NA=1.5NA个P-P,故正确;
C.同周期元素从左至右电负性逐渐增大,同主族从上往下,电负性逐渐减小,则元素的电负性大小顺序为:O> P>H>K,故不正确;
D.由次磷酸的结构可知,其只含有一个羟基氢,则为一元酸,则KH2PO2属于正盐,故不正确;
故答案为:B。
【分析】(1)依据相同原子之间的共价键为非极性键,不同原子之间的共价键为极性键,分子中正负电荷重合则为非极性分子分析;
(2)依据给出物质的物理性质和元素组成进行判断;
(3)依据核外电子排布规律分析;
(4)A.NH3分子为三角锥形;
B.依据孤电子对数=计算;
C.依据NH3分子间能形成氢键,不属于分子密堆积判断;
D.液氨气化是物理变化;
(5)A.分子间能形成氢键,沸点最高;
B.依据空间利用率:面心立方最密堆积>体心立方堆积>简单立方堆积;
C.依据金属原子半径越小,价电子数越多,金属键越强,金属晶体硬度越大;
D.依据离子电荷数相同时,离子晶体的离子半径越小,晶格能越大,熔点越高;
(6)
A.同周期的主族元素从左至右非金属性逐渐增大,同主族元素从上往下,非金属性逐渐减小,稀有气体元素为惰性元素,其非金属性、金属性都很弱,不易得失电子;
B.同周期元素从左至右第一电离能总体呈增大趋势,同主族从上往下,第一电离能逐渐减小;
C.依据原子序数确定在表中位置;
D.依据核外电子排布规律分析;
(7)A.PH3分子为三角锥形;
B.1个P4分子含有6个P-P键,;
C.同周期元素从左至右电负性逐渐增大,同主族从上往下,电负性逐渐减小;
D.只含有一个羟基氢,则为一元酸。
31.【答案】(1)③;⑤;②
(2)⑤;①④
(3)④;②
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;有机物的结构和性质
【解析】【解答】(1)苯分子结构呈平面正六边形;一定条件下,乙酸分子中羧基上的氢原子能电离出来,使其水溶液显酸性,乙酸具有酸的通性,均能与 、 、 反应,乙醇分子中羟基上的氢原子不能电离出来,不能与 、 反应,但是可被活泼金属,如钠,置换出氢气;乙烯可用作果实催熟剂;
(2)蔗糖、纤维素、淀粉、油脂均只含C、H、O三种元素,蛋白质一定含有C、H、O、N四种元素,还可能含有S、P等元素,故含第ⅤA族元素的是蛋白质;高分子化合物的相对分子质量在一万以上,蔗糖、油脂不属于有机高分子化合物;
(3)① 晶体为单质,② 晶体为离子晶体,由铵根离子和氯离子构成,铵根离子中氮原子与氢原子间形成共价键;③ 晶体为离子晶体,由钙离子和氯离子构成,不含有共价键;④干冰为分子晶体,分子间存在分子间作用力,且其为共价化合物;⑤水晶为原子晶体;故存在分子间作用力的共价化合物是干冰;存在共价键的离子晶体是 。
【分析】淀粉、纤维素、蛋白质、核酸为高分子化合物,而油脂不属于高分子化合物。