2024届高三化学一轮复习——晶体结构与状态

2024届高三化学一轮复习——晶体结构与状态
一、单选题
1.在下列化学反应中,既有离子键、极性键、非极性键断裂,又有离子键、极性键、非极性键形成的是(  )
A.2Na2O2+2H2O→4NaOH+O2↑
B.CaH2 +2H2O→Ca(OH) 2 +2H2↑
C.Mg3N2 +6H2O→3Mg(OH)2 ↓+2NH3↑
D.NH4Cl+NaOH NaCl+NH3↑ +H2O
2.CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示),但CaC2晶体中由于哑铃形的C22-存在,使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的说法中正确的是(  )
A.CaC2晶体中,所有原子之间都以离子键相结合
B.C22-与N2互为等电子体
C.1个Ca2+周围距离最近且等距离的C22-数目为6
D.1个CaC2晶体的晶胞平均含有1个Ca2+和1个C22-
3.区别晶体与非晶体的最科学的方法是(  )
A.观察各向异性 B.X射线衔射实验
C.测定固定熔点 D.观察自范性
4.下列有关我国科技成果的叙述错误的是(  )
A.飞船返回舱使用氮化硅耐高温结构材料,氮化硅属于分子晶体
B.无磁镍铬钛合金钢常用于舰体材料,其强度高于纯铁
C.火箭使用偏二甲肼作为燃料,偏二甲肼为烃的衍生物
D.月球探测器带回的月壤样品中含磷酸盐晶体,其结构可用射线衍射仪测定
5.下列说法错误的是(  )
A.分子晶体中分子间作用力越大,该物质化学性质越稳定
B.利用质谱图能获得有机化合物的相对分子质量
C.缺角的氯化钠晶体能在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块
D.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成氢键,且四个水分子形成四面体结构
6.向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是(  )
A.反应前后溶液中Cu2+的浓度不变
B.沉淀溶解后,将生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2+
C.向反应后的溶液加入乙醇,溶液将不会发生变化,因为[Cu(NH3)4] 2+不会与乙醇发生反应
D.在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+给出孤对电子,NH3提供空轨道
7.已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物。下列说法不正确的是(  )
A.该配合物中阴离子空间构型为正四面体形
B.配离子为,配位数为5
C.Fe2+被氧化为Fe3+,失去的电子位于3d轨道
D.向配合物溶液中加入足量的BaCl2溶液,所有 SO42-均被完全沉淀
8.下列有关离子晶体的数据大小比较错误的是(  )
A.熔点:NaF>MgF2>AlF3
B.晶格能:NaF>NaCl>NaBr
C.阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2
D.硬度:MgO>CaO>BaO
9.离子液体是在室温或接近室温时呈液态的盐类物质,应用广泛。1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体结构如图所示,其环状结构中存在大π键。下列相关叙述错误的是(  )
A.阳离子中至少10原子共平面
B.阴离子呈正四面体形
C.该离子液体存在共价键、配位键、离子键
D.阳离子中键数目是π键数目的10倍
10.原子总数和价电子总数相等的粒子叫做等电子体,具有相似的化学键特征,下列各组粒子属于等电子体的是(  )
A.CH4 和 NH3 B.CO 和 N2 C.NO 和 NO2 D.CO2和 SO2
11.下列有关晶体的说法正确的是(  )
A.任何晶体中都存在化学键
B.固体SiO2一定是晶体
C.晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象
D.X射线衍射法是区分晶体和非晶体的唯一方法
12.能与悬浮在大气中的海盐粒子作用,反应为(ClNO各原子均达到8电子稳定结构)。下列说法正确的是(  )
A.晶体属于分子晶体
B.ClNO的结构式为
C.NaCl晶胞中的配位数为12
D.是由极性键构成的非极性分子
13.下列元素的原子间反应形成的化学键是离子键的一组是(  )
原子 a b c d e f g
M层电子数 1 2 3 4 5 6 7
A.a和c B.a和f C.d和g D.c和g
14.下列物质中,含有共价键的离子晶体是(  )
A. B.НСl C.NaBr D.KOH
15.下列各组物质中化学键的类型相同的是(  )
A.HCl、MgCl2 B.Na2O、CO2 C.CaCl2、CH4 D.NH3、H2O
16.某晶体的晶胞结构如图所示,下列有关说法正确的是(  )
A.该晶体化学式为
B.该晶体中与每个距离最近的有8个
C.该晶体中微粒间作用力有离子键和共价键
D.若该晶胞边长为anm,则晶体密度为
17.下列各组物质中,按熔点由低到高的顺序排列正确的是(  )
①O2、I2、Hg ②CO、KCl、SiO2③Na、K、Rb ④Na、Mg、Al
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
18.向溶液中逐滴滴加氨水,先生成蓝色沉淀,后蓝色沉淀逐渐溶解,溶液变为深蓝色。接着向深蓝色溶液中加入乙醇,静置后有深蓝色硫酸四氨合铜晶体析出,上层溶液颜色变浅。下列有关说法正确的是(  )
A.生成蓝色沉淀反应的离子方程式为
B.溶液转化为深蓝色溶液过程中,溶液中的浓度相等
C.硫酸四氨合铜在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度
D.在配离子中,给出孤电子对,提供空轨道
19.已知: 。试管 a 中溶液作参照,对试管 b 中溶液依次进行如下操作:①微热,溶液变为黄绿色;②将其置于冷水中,溶液变为蓝绿色;③滴加氨水至过量,蓝色沉淀增多,后又逐渐消失变为深蓝色溶液。下列说法正确的是(  )
A.由步骤①可推知该反应的△H< 0
B.由步骤②可说明降低温度,该反应平衡正向移动
C.步骤③深蓝色溶液中
D.由实验③可知配离子的稳定性:
20.下列说法正确的是(  )
A.氯化钠晶体熔融时需要克服离子键
B.石英和干冰都属于原子晶体
C.CH4、CO2中所有原子均满足最外层8 电子稳定结构
D.KOH和 CaCl2 都是含有共价键的离子化合物
二、综合题
21.硒化铜纳米晶体在光电转化中有着广泛的应用,铜和硒等元素形成的化合物在生产、生活中应用广泛。
(1)铜元素位于元素周期表的   区。
(2)易溶解于水,熔点为,时升华,由此可判断的晶体类型为   。
(3)为深棕红色的剧毒液体,其分子结构中含有键,该分子中,原子的杂化轨道类型为   ,的空间构型为   (填字母)。
a.直线形 b.锯齿形 c.环形 d.四面体形
(4)中的键角比的键角   (填“大”或“小”),原因是   。
(5)铜的某种氧化物的晶胞结构如图所示,则该氧化物的化学式为   ,若组成粒子铜、氧的半径分别为、,密度为,阿伏加德罗常数的值为,则该晶胞的空间利用率为   (用含的式子表示)。
22.铁、钴、镍都属于第Ⅷ族元素,它们的单质、合金及其化合物在催化剂和能源领域用途非常广泛。
(1)基态Fe2+的核外电子排布式为   。结合电子排布式分析Fe3+比Co3+氧化性弱的原因:   。
(2)BNCP可用于激光起爆器等,BNCP可由N2H4、HClO4、CTCN、NaNT共反应制备。
①ClO4-的空间构型为   。
②CTCN的化学式为 ,与Co3+形成配位键的原子是   。(已知CO32 的结构式为 )
③ 可以 (双聚氰胺为原料制备。双聚氰胺中碳原子杂化轨道类型为   , 中含有σ键的物质的量为   。
④ 是一种富氮含能材料。配体N2H4能与水混溶,除因为它们都是极性分子外,还因为   。
(3)一种新型的功能材料的晶胞结构如图所示,Mn在面心和顶点,它的化学式可表示为   。
(4)镍镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示。若该晶体储氢时,H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置,距离最近的两个H2分子之间的距离为anm。则镍镁晶体未储氢时的密度为   (列出计算表达式,NA表示阿伏加德罗常数的数值) g cm-3。
23.硒化物(如KCu4Se8)可用于太阳能电池、光传感器、热电发电与制冷等。回答下列问题;
(1)基态Cu原子的价电子排布式为   。
(2)O、S、Se均位于元素周期表第VIA族,H2O、H2S、H2Se的沸点由高到低排序为   ,这是因为   。
(3)配合物[Cu(CH3CN)4]BF4中,共价键的类型是   ,阴离子的空间构型为   ,配体中提供孤对电子的原子是   ,配体中碳原子的杂化方式是   。配体中各元素的电负性由强到弱排序为   。
(4)Cu、Sb、Se组成的热电材料,其晶胞结构如图所示,a=b=566 pm,c=1128 pm,该晶体的密度为   g/cm3 (列出计算式)。
24.新型催化剂ABOEG可实现具有对映选择性胺的合成。ABOEG在不同波长光照下发生异构化过程如图。
(1)ABOEG中第二周期元素I1从大到小的顺序为   。
(2)ABOEG中碳原子杂化方式有   。
(3)反式ABOEG比顺式ABOEG更稳定,则光照下ABOEG异构化的波长:λ1   λ2(填“>”或“<”)。
(4)Sr2RuO4可使反式ABOEG转化为顺式ABOEG。ABOEG中O原子提供   与Sr2+配位。Sr2RuO4使ABOEG发生异构化的原因是   。
(5)Sr2RuO4晶体属于四方晶系(α=β=γ=90°),其晶胞结构如图。
A点的分数坐标为(0,0,0),则B点的分数坐标为   。
(6)用“●”画出晶胞中O原子沿x轴的投影   。
25.目前已经确认了16种元素是植物生长所必需的,其中硼、铁、铜、钼等7种元素为必需的微量元素。回答下列问题:
(1)钼位于第5周期与Cr同族,试写出钼的基态价电子排布式   ,钼位于周期表第   纵行。
(2)铁元素能与多种分子或离子形成配位键,如[FeCl2(H2O)4]+、Fe(CO)5。
①[FeCl2(H2O)4]+中每个H2O的O周围σ键电子对有   对,游离态的水中H-O-H的键角比该配离子中H-O-H的键角小,其原因是   。
②CO分子中C原子和O原子,上均存在孤电子对,在Fe(CO)5中   (填元素符号)更容易为Fe提供孤电子对。
(3)硼氢化钠(NaBH4)具有很强的还原性,常用于有机合成,的VSEPR模型为   与其互为等电子体的阳离子有   (写一种)。
(4)一种铜的溴化物立方晶胞如图所示。
该化合物的化学式为   ,在晶体中与Br紧邻的Br有   个,若Cu原子与最近的Br原子的核间距为apm,则该晶体的密度计算表达式为   g·cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑中有离子键、极性键、非极性键断裂,又有离子键、极性键、非极性键形成,故A符合题意;
B. CaH2 +2H2O→Ca(OH) 2 +2H2↑中不存在非极性键的断裂,故B不符合题意;
C.Mg3N2+6H2O═3Mg(OH)2↓+2NH3↑中有离子键、极性键的断裂,又有离子键、极性键的形成,故C不符合题意;
D.NH4Cl+NaOH═NaCl+NH3↑+H2O中有离子键、极性键的断裂,又有离子键、极性键的形成,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】离子键指的是由阴阳离子通过静电作用形成的化学键;
极性键指的是不同的原子提供共用电子对形成的共价键;
非极性键指的是相同的原子通过共用电子对形成的共价键。
2.【答案】B
【解析】【解答】解:A. CaC2晶体中,C22-原子之间以供价键相结合,A不符合题意;
B. C22-含电子数为:2×6+2=14,N2的电子数为14,二者电子数相同,是等电子体,B符合题意;
C.依据晶胞示意图可以看出,晶胞的一个平面的长与宽不相等,再由图中体心可知1个Ca2+周围距离最近的C22-有4个,而不是6个,C不符合题意;
D. 依据晶胞示意图可以看出,1个CaC2晶体的晶胞含有Ca2+为:1+12 和含有C22-为:1+6 =4,D不符合题意;
故答案为:B.
【分析】 CaC2 中既含有离子键也含有共价键,1个CaC2晶体的晶胞含有四个Ca2+六个C22-,计算得知, C22-与N2电子数相同。
3.【答案】B
【解析】【解答】A项,多晶体没有各向异性,A不符合题意;
B项,晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列,构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列,晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来,B符合题意;
C项,测定熔点只是表象,不准确,C不符合题意;
D项,只有在适宜的条件下晶体才能表现出自范性。综上分析,区别晶体与非晶体的最科学的方法是利用X射线衔射实验,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据晶体和非晶体的概念以及晶体的性质进行判断即可。
4.【答案】A
【解析】【解答】A、氮化硅是一种耐高温结构材料,因此氮化硅属于共价晶体,A不符合题意。
B、合金刚的硬度比纯铁高,所以其强度高于纯铁,B不符合题意。
C、偏二甲肼是烃的衍生物,C不符合题意。
D、可用X射线衍射实验判断物质是否属于晶体,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A、氮化硅属于共价晶体。
B、合金的硬度高。
C、偏二甲肼为烃的衍生物。
D、可用X射线衍射实验判断物质是否属于晶体。
5.【答案】A
【解析】【解答】A.分子晶体的化学性质与共价键有关,与分子间作用力无关,故A符合题意;
B.利用质谱图可以获得有机化合物的相对分子质量,故B不符合题意;
C.由于存在沉淀溶解平衡,缺角的氯化钠晶体能在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块,故C不符合题意;
D.氢键具有饱和性和方向性,冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成氢键,且四个水分子形成四面体结构,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.分子晶体的稳定性与化学键有关;
B.利用质谱图可以获得有机化合物的相对分子质量;
C.破损的晶体在溶液中可以得到修复;
D.冰晶体中每个水分子与周围的四个水分子形成氢键。
6.【答案】B
【解析】【解答】A. 硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续加氨水时,氢氧化铜和氨水继续反应生成络合物而使溶液澄清,所以溶液中铜离子浓度减小,故A不符合题意;
B. 硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续加氨水时,氢氧化铜和氨水继续反应生成络合物离子[Cu(NH3)4]2+而使溶液澄清,故B符合题意;
C. [Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,向溶液中加入乙醇后会析出蓝色晶体,故C不符合题意;
D. 在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+提供空轨道,NH3给出孤对电子,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据题意即判断铜离子浓度减少
B.根据形成的蓝色配合离子为铜氨离子
C.在乙醇溶液中的溶解度减小
D.根据铜离子可以提供空轨道氨气提供孤对电子
7.【答案】B
【解析】【解答】A.硫酸根离子属于正四面体构型,故A不符合题意;
B.配离子 配位数为6,故B不符合题意;
C. Fe2+被氧化为Fe3+,失去的电子位于3d轨道 ,故C不符合题意;
D.向配合物溶液中加入足量的BaCl2溶液,所有 SO42--均被完全沉淀,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.根据计算出其价电子对即可判断;
B.结合形成配位键即可判断;
C.亚铁离子失去电子失去的3d轨道电子;
D.硫酸根离子可以完全电离出来可被完全沉淀。
8.【答案】A
【解析】【解答】A. 离子半径越小,离子所带电荷越多,离子晶体熔点越高,所以熔点:NaFB. 离子半径越小,晶格能越大,所以晶格能:NaF>NaCl>NaBr,故B不符合题意;
C. CsCl、NaCl、CaF2的阴离子的配位数分别是8、6、4,所以阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2,故C不符合题意;
D. 离子半径:Ba2+>Ca2+>Mg2+,所以硬度:MgO>CaO>BaO,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】离子半径越小,离子所带电荷越多,离子晶体晶格能越大,熔点越高,硬度越大。
9.【答案】D
【解析】【解答】A.五元环上共8个原子共平面,甲基和乙基直接与N原子连接的碳原子与五元环共平面,至少10原子共平面,A不符合题意;
B.阴离子为BF4-,中心原子B价层电子对数为4+1/2×(3+1-4×1)=4,sp3杂化,无孤对电子是正四面体形构型,B不符合题意;
C.该化合物有离子键,配位键,共价键,C不符合题意;
D.该化合物中阳离子中有19个σ键、2个π键,σ键数目是π键数目的9.5倍,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.原子共平面的判断;
B.空间构型的判断;
C.离子键,配位键,共价键的判断;
D.σ键、π键的计算。
10.【答案】B
【解析】【解答】A.甲烷的价层电子对是4,为sp3杂化,为正四面体结构,而NH3的价层电子对是4,有孤对电子,为三角锥型故A不符合题意
B.CO的价电子数是10,而氮气的价电子数也是10,均含有三键,故B符合题意
C.一氧化氮的价电子数11,而二氧化氮的价电子数是17个,原子个数也不相等,化学键也不相似故C不符合题意
D.二氧化碳的价电子数是16,二氧化硫的价电子数为18个,故价电子数不同故D不符合题意
故答案为:B
【分析】找出价电子数以及空间构型即可
11.【答案】C
【解析】【解答】稀有气体 都是单原子分子,它形成的分子晶体中不存在化学键,只存在分子间作用力,故A不符合题意;
SiO2有结晶形和无定形两大类,因此SiO2也有非晶态的,故B不符合题意;
晶体的自范性是指在适宜的条件下,晶体能够自发地呈现多面体外形的性质,本质是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列,故C符合题意;
X射线衍射法是区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法,但不是唯一方法,故D不符合题意。
【分析】A.稀有气体都是单原子分子,不存在化学键;
B.固体二氧化硅有结晶形和无定形两大类;
C.晶体的自范性本质是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列;
D.X射线衍射法是区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法。
12.【答案】B
【解析】【解答】A.晶体属于离子晶体,故A不符合题意;
B.ClNO各原子均达到8电子稳定结构则,O原子要连两根共价键,N原子要连三根共价键,Cl原子要连一根共价键,结构式为,故B符合题意;
C. 配位数指的是某个离子周围的异种电荷的离子数,所以,NaCl中Na+周围的Cl-是6个,配位数为6,故C不符合题意;
D.是由极性键构成的极性分子,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.由离子构成,属于离子晶体;
C.NaCl中Na+周围的Cl-是6个;
D.的正负电荷中心不重合,属于极性分子。
13.【答案】B
【解析】【解答】 由原子a~g的M层电子数可知,M层即原子的最外层,元素a~g均为第三周期元素,a、b均为活泼的金属元素,f、g均为活泼的非金属元素,所以a和f形成的化学键为离子键。c为金属元素Al,c和g形成的化合物为AlCl3,属于共价化合物。
故答案为:B
【分析】根据元素周期变的递变规律推断出a-g所代表的元素,再根据离子键的定义:得失电子形成阴阳离子通过静电作用结合的化合键来推断
14.【答案】D
【解析】【解答】A.碘为只含共价键的分子晶体,A不符合题意;
B.HCl为只含共价键的分子晶体,B不符合题意;
C.NaBr为只含离子键的离子晶体,C不符合题意;
D.KOH是由钾离子和氢氧根构成的离子晶体,且含有O和H形成的共价键,D符合题意;
故答案为D。
【分析】由阴阳离子形成的化学键为离子键,原子间通过共用电子对形成的化学键为共价键。
15.【答案】D
【解析】【解答】A.HCl为共价化合物,只含共价键;MgCl2为离子化合物,只含离子键,故A不符合题意;
B.Na2O为离子化合物,只含离子键;CO2为共价化合物,只含共价键,故B不符合题意;
C.CaCl2为离子化合物,只含离子键,CH4为共价化合物,只含共价键,故C不符合题意;
D.NH3、H2O两种物质都是共价化合物,含有的化学键都是共价键,所以化学键类型相同,故D符合题意。
故答案为:D
【分析】根据共价化合物中只含有共价键,离子化合物中一定含有离子键,可能含有共价键进行含有的化学键类型进行判断及可。
16.【答案】C
【解析】【解答】A.根据晶胞结构可知K+位于顶点和面心,个数为8×+6×=4,O位于棱上和体心,个数为12×+1=4,化学为KO2,A不符合题意;
B.由晶胞结构可知晶胞中与顶点K+距离最近的K+位于面心则晶体中与每个K+距离最近的K+有12个,B不符合题意;
C.KO2晶体中微粒间作用力有K+和O存在离子键和O中存在共价键,C符合题意;
D.根据晶胞结构可知K+位于顶点和面心,个数为8×+6×=4,O位于棱上和体心,个数为12×+1=4,该晶胞边长为anm,晶胞体积为(anm)3=(a×10 7)3cm3,晶胞的质量为,则晶体密度为==g/cm3,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据均摊法计算;
B.与顶点K+距离最近的K+位于面心;
D.根据计算。
17.【答案】D
【解析】【解答】分子晶体熔点低于离子晶体,离子晶体熔点一般低于原子晶体,同类型晶体其微粒间作用力越强,熔点越高。①中O2、I2、Hg常温下分别是气体、固体、液体,故熔点O2<Hg<I2,故A不符合题意。②中KCl、SiO2、CO分别为离子晶体、原子晶体、分子晶体,它们的熔点由低到高顺序为:CO<KCl<SiO2,符合题意的要求。③中,笫IA族碱金属元素的单质(金属晶体)的熔、沸点随原子序数的递增而降低。如熔、沸点:Li>Na>K>Rb>Cs。④中的晶体都是金属晶体,决定熔点高低的因素是金属键的强弱,金属晶体中金属原子的价电子数越多,原子半径越小,金属阳离子与自由电子间的静电作用越强,金属键越强,熔、沸点越高,反之越低,如熔点:Na【分析】①.一般情况下,固体的熔点最大,其次是液体,熔点最低的是气体;
②.一般情况下,原子晶体的熔点最高,其次是离子晶体,最低的是分子晶体;
③.位于同一周期的金属元素,从上至下熔点是逐渐降低的;
④.金属键越强,金属晶体的熔点也就越强。
18.【答案】C
【解析】【解答】A.NH3·H2O是弱碱,在离子方程式书写时不能拆,故生成蓝色沉淀反应的离子方程式为Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2,A不符合题意;
B.溶液转化为深蓝色溶液过程中,由于形成了[Cu(NH3)4]2+,使得溶液中的浓度减小,B不符合题意;
C.由题干可知,加入无水乙醇后析出深蓝色硫酸四氨合铜晶体,可说明硫酸四氨合铜在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,C符合题意;
D.在配离子中,提供空轨道,给出孤电子对,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.一水合氨不可拆,应保留化学式;
B. 溶液转化为深蓝色溶液过程形成了[Cu(NH3)4]2+,Cu2+减小;
D.中Cu2+提供空轨道,NH3提供孤电子对。
19.【答案】D
【解析】【解答】A、步骤①微热时,溶液变为黄绿色,即反应生成[CuCl4]2-,说明升高温度,平衡正向移动,因此该反应为吸热反应,即ΔH>0,A不符合题意。
B、步骤②中置于冷水,温度降低,溶液变为蓝绿色,则反应生成[Cu(H2O)4]2+,说明降低温度,平衡逆向移动,B不符合题意。
C、由于该反应为可逆反应,因此步骤③深蓝色溶液中n([Cu(H2O)4]2+)<1mmol,C不符合题意。
D、步骤③中形成的深蓝色溶液为[Cu(NH3)4]2+,过程中[Cu(H2O)4]2+转化为[Cu(NH3)4]2+,说明稳定性:[Cu(NH3)4]2+>[Cu(H2O)4]2+,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、微热时温度升高,溶液变为黄绿色,则形成[CuCl4]2-,结合温度变化对平衡移动的影响分析反应的热效应。
B、置于冷水中,温度降低,溶液变为蓝绿色,则反应生成[Cu(H2O)4]2+。
C、该反应为可逆反应,物质无法完全转化。
D、步骤③中沉淀消失形成深蓝色溶液为[Cu(NH3)4]2+。
20.【答案】A
【解析】【解答】A. 氯化钠晶体只有离子键,熔融时克服离子键电离出钠离子和氯离子,A符合题意;
B. 石英是原子晶体,干冰是分子晶体,B不符合题意;
C. CH4中H最外层只有一个电子,形成共价键时最外层为2电子稳定结构,C不符合题意;
D. CaCl2 只含有离子键,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】B、干冰属于分子晶体
C、H最外层只有2个电子
D、氯化钙只含离子键
21.【答案】(1)ds
(2)分子晶体
(3);b
(4)小;的立体构型为正四面体,键角为109°28′,的立体构型为平面三角形,键角为120°
(5);
【解析】【解答】(1) Cu为29号元素,核外电子排布式为,则铜元素为周期表中ds区,故答案为:ds;
(2) 易溶解于水,熔点为,时升华,由此可得出是分子晶体,故答案为:分子晶体;
(3)为深棕红色的剧毒液体,其分子结构中含有键,根据8电子稳定结构可知,该分子结构为,因此该分子中Se的杂化轨道类型为杂化;Se的价层电子数时4,含有2个孤对电子,的空间构型为锯齿形,故答案为:;b;
(4) 的立体构型为正四面体,键角为109°28′,的立体构型为平面三角形,键角为120°,所以中的键角比的键角小,故答案为:小;的立体构型为正四面体,键角为109°28′,的立体构型为平面三角形,键角为120°;
(5)用“均摊法”:晶胞中含4个Cu,O氧原子个数为8,Cu与O的个数比为2:1,所以该氧化物的化学式为;1个晶胞中氧原子、铜原子的体积之和为;晶体的体积为,1个晶胞的体积为,故该晶胞的空间利用率为,故答案为:;。
【分析】(1)确定铜元素在周期表中的位置后即可确定其在什么区;
(2)为分子晶体;
(3)(4)注意根据化学键确定原子间化学键的种类和空间结构;
(5)晶胞计算的时候,注意面心和顶点处的原子数法。
22.【答案】(1) (或 );Fe3+的基态电子排布式为3d5,Co3+的基态电子排布式为3d6,Fe3+具有半充满结构,而Co3+不具备这种结构,因此Fe3+氧化性比Co3+弱
(2)正四面体;N和O;sp2、sp;9 mol;N2H4与水可形成分子间氢键
(3)
(4)
【解析】【解答】⑴Fe是26号元素,基态Fe的核外电子排布式为[Ar]3d64s2,基态Fe2+的核外电子排布式为[Ar]3d6。结合电子排布式分析Fe3+比Co3+氧化性弱的原因:Fe3+的基态电子排布式为3d5,Co3+的基态电子排布式为3d6,Fe3+具有半充满结构,而Co3+不具备这种结构,因此Fe3+氧化性比Co3+弱;故答案为:[Ar]3d6;Fe3+的基态电子排布式为3d5,Co3+的基态电子排布式为3d6,Fe3+具有半充满结构,而Co3+不具备这种结构,因此Fe3+氧化性比Co3+弱。⑵①ClO4-价层电子对数 ,其空间构型为正四面体形;故答案为:正四面体形。②CTCN中NH3的N有孤对电子,CO32 的O有孤对电子,因此与Co3+形成配位键的原子是N、O;故答案为:N、O。③双聚氰胺 中第一个碳原子有3个σ键,无孤对电子,价层电子对数为3,杂化轨道为sp2,第二个碳原子有2个σ键,无孤对电子,价层电子对数为2,杂化轨道为sp, 中含有σ键的物质的量为9mol;故答案为:sp2、sp;9。④配体N2H4能与水混溶,除因为它们都是极性分子外,主要是因为N2H4与水形成分子间氢键;故答案为:N2H4与水可形成分子间氢键。⑶晶胞中Ni在体内,共有8个,Mn在面心和顶点,个数为 ,Ga在棱心,个数为 ,化学式可表示为Ni2MnGa;故答案为:Ni2MnGa。⑷H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置,距离最近的两个H2分子之间的距离为anm,因此距离最近的两个H2分子之间是面对角线的一半,则晶胞参数为 nm,晶胞中Mg个数为8个,Ni为4个,则镍镁晶体未储氢时的密度为 ;故答案为: 。
【分析】⑴基态Fe的核外电子排布式为[Ar]3d64s2,分析氧化性主要看Fe3+和Co3+的核外电子排布。⑵①计算ClO4-价层电子对数;②有孤对电子才能与Co3+形成配位键;③逐个分析双聚氰胺中碳原子价层电子对数;④从相似相溶和分子间氢键角度思考配体N2H4能与水混溶。⑶分别计算晶胞中Ni、Mn、Ga的个数。⑷先根据氢气分子之间距离得出晶胞参数,再计算晶胞中Mg、Ni个数,再计算密度。
23.【答案】(1)3d104s1
(2)H2O>H2Se>H2S;三者都是分子晶体,水分子之间存在氢键,H2Se相对分子质量大于H2S
(3)σ键和π键;正四面体形;N;sp和sp3;N>C>H
(4)
【解析】【解答】(1)Cu是29号元素,根据构造原理,可知基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1;
(2)O、S、Se均位于元素周期表第VIA族,H2O、H2S、H2Se都是由分子构成的物质,一般情况下,物质的相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔沸点就越高。但H2O分子之间除存在分子间作用力外,还存在氢键,增加了分子之间的吸引作用,使H2O的沸点比H2Se还高,故物质的沸点由高到低排序为:H2O>H2Se>H2S;
(3)配位化合物[Cu(CH3CN)4]BF4中,共价键的类型有共价单键和共价三键,共价单键都是σ键,共价三键中含有σ键和π键,故物质中所含共价键类型为σ键和π键;
阴离子中中心B原子价层电子对数为4+=4,孤电子对数为0,所以的空间构型为正四面体形;
在络合物[Cu(CH3CN)4]BF4中,与Cu2+结合的配位体CN-中提供孤对电子的原子是N原子;
配体CN-中碳原子与N原子形成共价三键,因此该C原子的杂化方式是sp杂化;其中-CH3中C原子与其它原子形成四个共价键,该C原子采用sp3杂化,因此在该络合物中的C原子杂化类型是sp和sp3;
在晶胞的配位体中含有的元素有C、H、N,元素的非金属性越强,其电负性就越大,故三种元素的电负性由强到弱的的顺序为:N>C>H;
(4)根据晶胞结构可知:晶胞中含有Sb原子数目为:8×+1=2;含有的Cu原子数目为:4×+10×=6;Se原子数目为:8,故一个晶胞的质量m=;a=b=566 pm,c=1128 pm,该晶体的体积V=(566×10-10)2×(1128×10-10)cm3,则该晶胞的密度ρ== g/cm3。
【分析】(1)书写Cu的电子排布式要注意全满规则
(2)比较氢化物沸点,要注意H2O含有氢键,沸点异常高
(3)利用VSEPR进行计算孤对电子,然后判断空间构型,其中N原子还有孤对电子,可以给出电子,与Cu2+形成配位键
(4)利用均摊法算出一个晶胞里每个原子个数,算出一个晶胞质量,然后算出一个晶胞体积,利用密度,然后计算密度
24.【答案】(1)N>O>C
(2)sp2、sp3
(3)<
(4)孤对电子;相较于反式ABOEG,顺式ABOEG能与Sr2+形成更多配位键,更稳定
(5)(1,,)
(6)
【解析】【解答】(1)ABOEG中第二周期元素由C、N、O,同周期第一电离能从左向右逐渐增大,其中第ⅢA族和ⅥA族反常,故答案为:N>O>C;
(2)ABOEG中饱和碳是sp3杂化,苯环上的碳是sp2杂化;
(3)反式ABOEG更加稳定,则顺式ABOEG更容易转化为反式ABOEG,需要的能量越低,光照时波长更长,故答案为:<;
(4)形成配位键,需要一个原子提供孤对电子,另一个原子提供空轨道,故答案为:孤对电子;由结构可知,顺式ABOEG和Sr2+形成的配位键的个数更多一些,故答案为:相较于反式ABOEG,顺式ABOEG能与Sr2+形成更多配位键,更稳定;
(5)由晶胞结构可知,B位于右侧面中间位置,故B点的分数坐标为(1,,);
(6)由晶胞结构可知,氧原子位于所有棱的棱心,且在中间4个面的面心也含有氧原子,故其沿x轴的投影为。
【分析】(1)ABOEG由C、H、O、N、I元素组成,其中C、N、O属于第二周期元素,同周期第一电离能从左向右逐渐增大,注意第ⅥA族p轨道半满,较稳定。
(2)饱和碳与周围原子形成4个σ键,是sp3杂化;苯环上的碳是sp2杂化。
(3)能量越低,光照时波长越长。
(4)形成配位键,需要一个原子提供孤对电子,另一个原子提供空轨道。
(5)B位于右侧面中心位置,结合A点的坐标进行分析。
(6) O原子沿x轴的投影中,氧原子位于所有顶角和棱的中心和中间面的面心。
25.【答案】(1)4d55s1;6
(2)3;游离态的水分子中O原子孤电子对对σ键的斥力比该配离子水分子中O原子的σ键之间的斥力大,造成H—O—H键角减小;C
(3)正四面体;
(4)CuBr;12;
【解析】【解答】(1)钼与Cr元素同族,故其价电子层电子相同,Cr的价电子排布式是3d54s1,所以钼元素的价电子排布式是“4d55s1”;Cr元素位于元素周期表第四周期IVB族,在元素周期表第6纵行,所以钼元素也位于元素周期表第6纵行;
(2)在配离子[FeCl2(H2O)4]+中,水分子中有自身形成的两个H—O σ键,同时O原子与中心离子Fe3+之间还形成一条配位键σ键,所以每个水分子共有“3”条σ键;孤电子对对σ键的斥力大于σ键之间的斥力,所以本问第二空应填“游离态的水分子中O原子孤电子对对σ键的斥力比该配离子水分子中O原子的σ键之间的斥力大,造成H—O—H键角减小”;在Fe(CO)5中配位体CO中,C元素非极性更弱一些,其孤电子对更容易作为共用电子对提供给Fe;
(3)离子中B原子与周围四个H原子之间有4条σ键,所以该离子中心原子B价层电子对数为4,其VSEPR模型对应是“正四面体”;离子中有五个原子,共8个价电子,故与其属于等电子体的应该也是五个原子,8个价电子的微粒,所以可以是CH4、、SiH4等多个微粒;
(4)该晶胞中有4个Cu原子位于晶胞内部,故晶胞Cu原子数为4,有8个Br原子位于顶点,6个Br原子位于面心,故晶胞Br原子数为,Cu与Br原子个数比为4﹕4=1﹕1,所以该晶胞对应化合物的化学式为“CuBr”;以晶胞中一个顶点的Br原子为参照点,与其距离相等且最近的是共同拥有该顶点的三个面上面心的Br原子,该顶点为8个晶胞所共有,每个面心上的Br原子为两个晶胞共用,所以在晶体中与Br紧邻的Br有个;若将该晶胞再均分为8块,则有Cu原子的小立方体中Cu原子正好位于立方体体心,Br原子到Cu原子的最短距离为apm,则小立方体的体对角线为2apm,则晶胞的体对角线为4apm,设晶胞棱长为x,根据勾股定理有,解之得,根据之前的分析,每个晶胞中有4个Cu原子和4个Br,所以该晶胞的质量为,晶胞体积为(1pm=10-10cm),所以该晶体的密度计算式为,整理后本问第三空应填“ ”。
【分析】(1)价电子排布式要注意排的是最外层d和s的电子;
(2) ① σ键 即单键,包括共价键的单键以及配位键;
② 非极性越弱,越容易提供电子对;
(3)BH4-中B周围有4个H,键长相对,形成正四面体,等电子体即电子总数相同,原子总数相同;
(4)晶胞题型中,晶体的化学式可以根据两种原子的比例进行计算,从原子的体心、面心、棱心、顶点分别计算其原子个数;密度的计算需要结合阿伏加德罗常数、体积、摩尔质量计算。

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