3.3金属晶体与离子晶体一课一练2021-2022学年高二化学人教版(2019)选择性必修2(含解析)

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名称 3.3金属晶体与离子晶体一课一练2021-2022学年高二化学人教版(2019)选择性必修2(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2022-03-11 12:46:20

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3.3金属晶体与离子晶体——一课一练2021-2022学年高中化学人教版(2019)选择性必修2
一、选择题(共15题)
1.干冰和二氧化硅晶体同属于第IVA族元素的最高价氧化物,它们的熔、沸点差别很大的原因是
A.二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量
B.C—O的键能比Si—O的键能小
C.干冰为分子晶体,二氧化硅为共价晶体
D.干冰易升华,二氧化硅不易升华
2.下列叙述错误的是
A.超分子是由两个或两个以上分子通过非共价键形成的分子聚集体
B.金属晶体中含有离子,但不存在离子键
C.晶体的重要特征是在不同的方向上表现出相同的物理性质
D.晶体结构中基本的重复单元称为晶胞,晶胞的形状为平行六面体
3.下列说法符合科学性的是
A.某厂生产的食盐有益于人体健康,它是纳米材料,易吸收、易消化
B.某厂生产的食盐,处于液晶状态,是日常生活中不可缺少的物质
C.金的常规熔点为1064℃,但尺寸金的熔点仅为327℃左右,所以纳米金属于分子晶体
D.液晶是一种具有晶体性质的特殊物质,可用于制造液晶显示器
4.由单质形成的晶体一定不存在的微粒是
A.原子 B.分子 C.阴离子 D.阳离子
5.下列说法正确的是
①共价键的本质是相互吸引的电性作用
②共价化合物一定含共价键,一定不含离子键
③水的非直线结构是由共价键的饱和性决定的
④由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
⑤分子中不一定存在共价键
⑥烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中的键比烯烃中的键稳定
A.②⑤ B.④⑥ C.②③④ D.①③⑥
6.下列说法中错误的是(  )
A.手性催化剂主要催化一种手性分子的合成
B.原子晶体的熔点一定比金属晶体的高
C.元素电负性越大的原子,吸引电子的能力越强
D.原子晶体中原子以共价键结合,具有键能大、熔点高、硬度大的特性
7.结合下列各物质的性质,判断其固态属于共价晶体的是
A.碳化铝,黄色晶体,熔点,熔融态不导电
B.溴化铝,无色晶体,熔点,熔融态不导电
C.五氟化钒,无色晶体,熔点,溶于乙醇、氯仿、丙酮中
D.溴化钾,无色晶体,熔融态时或溶于水中都能导电
8.下图所示是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图,其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是
A.(1)和(3) B.(2)和(3) C.(1)和(4) D.只有(4)
9.下列说法正确的是。
A.离子键就是阴阳离子间的静电引力
B.所有金属元素与所有非金属元素间都能形成离子键
C.钠原子与氯原子结合成氯化钠后体系能量降低
D.在离子化合物CaCl2中,两个氯离子间也存在离子键
10.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
11.“中国芯”的主要原材料是高纯单晶硅,反应SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)可用于纯硅的制备。下列有关说法正确的是
A.SiCl4沸点比CCl4低 B.HCl的电子式为
C.单晶硅为分子晶体 D.Si原子的结构示意图为
12.下列物质的熔、沸点高低顺序中,正确的是
A.金刚石>晶体硅>碳化硅 B.CI4>CBr4>CCl4>CH4
C.H2O>MgO>O2>N2 D.金刚石>生铁>纯铁>钠
13.下列物质中只含有共价键的是( )
A.NaCl、HCl、H2O、NaOH B.Cl2、Na2S、HCl、SO2
C.HBr、CO2、H2O、CS2 D.Na2O2、H2O2、H2O、O3
14.下列关于物质结构的说法错误的是
A.铝晶体中的作用力没有方向性和饱和性
B.CH4和NH都是正四面体结构键角均为109°28′
C.氨基氰(NH2CN)分子内σ键与π键数目之比为2:1
D.甲醛(HCHO)的键角约为120°,分子之间存在氢键
15.下列每组物质发生转化时所克服的作用力属于同种类型的是
A.碘和干冰的升华 B.氯化钠的熔化与冰的融化
C.氯化氢和酒精溶于水 D.二氧化硅和生石灰的熔化
二、填空题(共4题)
16.从组成的角度分析Ag2CO3比Ag2S的分解温度低的原因是_______
17.(1)新制氯水添加少量碳酸钙粉末会增强氯水的漂白性,请用化学方程式和文字来解释__
(2)写出Na2CO3中CO(各原子都满足8电子稳定结构)的电子式 ___
(3)金刚石的熔沸点高于晶体硅,原因是___________
18.基态硅原子最外层的电子排布图为___________,晶体硅和碳化硅熔点较高的是___________(填化学式)。
19.如图表示晶胞,线交点处的圆圈为或所处的位置。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)请将其中代表的圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成晶胞示意图__________。
(2)晶体中,在每个的周围与它最近且距离相等的共有_______个。
(3)在晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的或为该晶胞与其相邻的晶胞所共有,一个晶胞中的个数等于_____,即_____(填计算式);的个数等于____,即____(填计算式)。
三、综合题(共4题)
20.砷()元素广泛的存在于自然界,在周期表中的位置如表。
完成下列填空:
(1)砷元素最外层电子的排布式为______________。
(2)砷化镓()和氮化硼()晶体都具有空间网状结构,硬度大。砷化镓熔点为1230℃,的熔点为3000℃,从物质结构角度解释两者熔点存在差异的原因__________。
(3)亚砷酸盐()在碱性条件下与碘单质反应生成砷酸盐(),完成反应的离子方程式: ____+I2+_____ ______。该反应是一个可逆反应,说明氧化还原反应的方向和______有关。
(4)工业上将含有砷酸盐()的废水转化为粗的工业流程如下:
①写出还原过程中砷酸转化为亚砷酸的化学方程式: ___________
②“沉砷”是将转化为沉淀,主要反应有:
i.Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH—(aq)+Q
ii.5Ca2++OH—+3 Ca5(AsO4)3OH-Q
沉砷最佳温度是85℃。用化学平衡原理解释温度高于85℃后,随温度升高沉淀率下降的原因___。
21.研究物质的结构,用来探寻物质的性质,是我们学习化学的重要方法。回答下列问题:
(1)Fe、Ru、Os在元素周期表中处于同一列,人们已经发现和应用了Ru、Os的四氧化物、量子化学理论预测铁也存在四氧化物,但最终人们发现铁的化合价不是+8价而是+6价。OsO4分分子空间形状是___;铁的“四氧化物”分子中,铁的价电子排布式是___,氧的化合价是__。
(2)NH3分子中H-N-H键角为106.7°,在Ag(NH3)中,H一N一H键角近似109.5",键角变大的原因是___。
(3)氢键的本质是缺电子的氢原子和富电子的原子或原子团之间的一种弱的电性作用。近年来,人们发现了双氢键,双氢键是指带正电的H子与带负电的H原子之间的一种弱电性相互作用。下列不可能形成双氢键的是___(填字母代号)。
aBe—H…H—O b.O—H...H—N
c.B—H...H—N d.Si—H...H—Al
(4)冰晶石(Na3AlF6)主要用作电解氧化铝的助培剂,也用作研磨产品的耐磨添加剂。其晶胞结构如图所示。晶胞是正四棱柱形状,Na(I)位于四个侧面上,AlF位于顶点和体心。
AlF中,中心原子周围的成键电子总数是__个。若用原子坐标来描述晶胞中所有Na原子的位置,则需要___组原子坐标。已知晶胞边长为anm,bnm,冰晶石晶体的密度为__g cm-3(Na3AlF6的摩尔质量为210g/mol)
22.铁元素被称为“人类第一元素”,其化合物应用广泛。
Ⅰ.硫化亚铁(FeS)是一种常见的还原剂。用FeS处理模拟含铬废水的流程如下:
(1)“还原”过程发生反应的离子方程式为______。
(2)为测定模拟废水中铬元素的去除率,进行如下实验:将滤渣用蒸馏水洗净后,在低温条件下干燥,称得质量为2.2100g。将上述2.2100g固体在空气中加热,测得固体质量随温度的变化如图所示。
说明:780℃以上的残留固体为Fe2O3、Cr2O3的化合物
① A→B固体质量增加是由滤渣中______(填化学式)发生反应引起的。
② 在空气中FeO稳定性小于Fe2O3,从电子排布的角度分析,其主要原因是______。
③ 根据以上实验数据计算上述模拟废水中铬元素的去除率______ (写出计算过程)。
Ⅱ.铁元素是构成人体的必不可少的元素之一,补铁剂种类繁多,其中一种有效成分是琥珀酸亚铁(图1)。
(1) 琥珀酸亚铁中碳原子的杂化轨道类型为______,1mol琥珀酸亚铁中含σ键______mol。
(2) 用邻二氮菲(phen,如图2)与琥珀酸亚铁生成稳定的橙色配合物,可测定Fe2+的浓度,发生反应:Fe2++3phen=[Fe(phen)3]2+。[Fe(phen)3]2+中,Fe2+的配位数为______。用邻二氮菲测定Fe2+浓度时应控制pH在2~9适宜范围,原因是______。
23.金属锂及其化合物因独特的性质而具有重要的应用价值。例如:Li是最轻的固体金属,可应用于生产电池;Li2O可用于特种玻璃、陶瓷、医药等领域;LiH、LiBH4、LiNH2为常见的储氢材料等。回答下列问题:
(1)基态Li原子核外电子共有 ___________种能量状态。
(2)LiH、LiBH4、LiNH2中所含非金属元素的电负性由小到大的顺序为 ___________(用元素符号表示);LiNH2中阴离子的空间构型为 ___________种与该阴离子互为等电子体的分子的化学式:___________。
(3)Li2O的熔点(1567℃)高于LiCl的熔点(605℃)的原因是 ___________。
(4)锂电池负极材料晶体为Li+嵌入两层石墨层中导致石墨堆积方式发生改变,上下层一样,形成如图1所示的晶胞结构。晶胞中锂离子和碳原子的个数之比为 ___________;其中与一个Li+距离最近且相等的C原子数为___________。
(5)Li3N与H2在一定条件下反应生成LiNH2和LiH,写出该反应的化学方程式:___________。该反应还可能得到副产物Li2NH,通过对LiNH2和Li2NH的结构比较,发现两者均为反萤石结构,Li2NH的晶胞结构如图2所示。若Li+的半径为apm,NH2﹣的半径为bpm,Li2NH的摩尔质量为Mg/mol,NA表示阿伏加德罗常数的值,则LizNH的密度为 ___________g/cm3(用含a、b、M、NA的代数式表示,列出计算式即可)。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】
干冰和二氧化硅晶体尽管同属于第VA族元素的最高价氧化物,但干冰是分子晶体,二氧化硅为共价晶体,干冰的熔、沸点高低取决于其分子间作用力的强弱,而不是共价键键能的大小,而二氧化硅的熔、沸点则由键能决定,故C正确;
故选:C。
2.C
【详解】
A.超分子是由两个或两个以上分子通过分子间作用力(非共价键)形成的分子聚集体,A正确;
B.金属晶体中含有金属阳离子和自由电子,存在的是金属键而不是离子键,B正确;
C.晶体的重要特征是各向异性,即在不同的方向上表现出不相同的物理性质,C错误;
D.晶胞是晶体结构中基本的重复单元,一般采用的晶胞形状为平行六面体,D正确;
故选C。
3.D
【详解】
A.食盐易溶于水,易被吸收,不是纳米材料,故A错误;
B.食盐通常处于晶体状态,而不是处于液晶状态,故B错误;
C.纳米材料不同于一般的晶体、非晶体,故C错误。
D.液晶是一种具有晶体性质的特殊物质,可用于制造液晶显示器,故D正确;
故选D。
4.C
【详解】
由单质形成的晶体可能有:硅、金刚石(原子晶体),S8、Cl2(分子晶体),Na、Mg(金属晶体),在这些晶体中,构成晶体的微粒分别是原子、分子、金属阳离子和自由电子,构成离子晶体的微粒是阴、阳离子,但离子晶体不可能是单质,故选C。
5.A
【详解】
①共价键的本质是电性作用既有吸引作用,又有排斥作用,①错误;
②有离子键的化合物为离子化合物,所以共价化合物中没有离子键,②正确;
③水分子的非直线结构是由共价键的方向性决定的,③错误;
④氯化铵中只有非金属元素,但它是离子化合物,④错误;
⑤由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物,如稀有气体分子中没有共价键,⑤正确;
⑥烯烃比烷烃活泼是因为烯烃中的π键比较活泼,⑥错误;
②⑤正确,A满足题意;
答案选A。
6.B
【详解】
A.手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成,A正确;
B.原子晶体的熔点不一定比金属晶体高,如钨的熔点(3410℃)比硅的熔点(1410℃)高,钨属于金属晶体,硅属于原子晶体,B错误;
C.元素电负性越大的原子,非金属性越强,吸引电子的能力越强,C正确;
D.原子晶体中原子以共价键结合,共价键的键能大,原子晶体具有熔点高、硬度大的特性,D正确;
答案选B。
7.A
【详解】
A.碳化铝,熔点2200℃,熔融态不导电,则其为共价晶体,A符合题意;
B.溴化铝,熔点98℃,熔融态不导电,则其为分子晶体,B不合题意;
C.五氟化钒,熔点19.5℃,易溶于乙醇、氯仿、丙酮中,则其为分子晶体,C不合题意;
D.溴化钾,熔融态时或溶于水中都能导电,则其为离子晶体,D不合题意。
故选A。
8.C
【详解】
因为在NaCl晶体中,每个Na+周围同时吸引着最近的等距离的6个Cl-,同样,每个Cl-周围吸引着最近的等距离的6个Na+。
(1)图中,如果把中心微粒看作Na+,其周围为6个Cl-,(1)图符合条件;
(2)图中,如果把顶点看成Na+,则周围有8个Cl,(2)图不符合条件;
(3)图中,如果把中心微粒看作Na+,其周围为8个Cl-,(3)图不符合条件;
(4)图中,选取其中一个离子,然后沿X、Y、Z三轴切割得到6个等距离且最近的带相反电荷的离子,所以配位数也为6,(4)图符合条件,综上,(1)(4)符合题意;
答案选C。
9.C
【详解】
A.形成离子键时除阴、阳离子之间有静电吸引作用外,还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用,A项错误;
B.金属与非金属之间可形成离子键,也可形成共价键,B项错误;
C.钠离子和氯离子形成氯化钠释放能量,体系能量降低,正确;
D.离子键一定是阴、阳离子之间形成的,不可能是阳离子与阳离子或阴离子与阴离子之间形成的,D项错误。
10.B
【详解】
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正确;
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正确;
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正确;
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正确;
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正确;
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错误;
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错误;
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正确;
综上所述可知:说法正确的有①②③④⑤⑧,共6项,故合理选项是B。
11.B
【详解】
A.CCl4、SiCl4都为分子晶体,SiCl4相对分子质量较大,沸点较高,故A错误;
B.氯化氢为共价化合物,氢原子与氯原子通过共用1对电子结合,电子式为,故B正确;
C.单晶硅是硅原子通过共价键结合形成的原子晶体,故C错误;
D.Si原子的结构示意图为,故D错误;
故选B。
12.B
【详解】
A.选项中的物质都属于原子晶体,熔、沸点的高低主要与其共价键的强弱有关,共价键键能:C-C键>Si-C键>Si-Si键,故熔、沸点:晶体硅<碳化硅<金刚石,A项错误;
B.选项中的物质为组成结构相似且不存在分子间氢键的分子晶体,熔、沸点随着相对分子质量的增大而升高,B项正确;
C.根据常温常压下物质的状态可知熔、沸点:MgO>H2O,C项错误;
D.生铁为铁合金,熔点低于纯铁,D项错误;
答案选B。
13.C
【详解】
A.NaCl为离子化合物,只含有离子键,HCl和H2O为共价化合物,只含有共价键,NaOH为离子化合物既有离子键又有共价键,故A不符合题意;
B.Cl2是非金属单质,只含有共价键,HCl和SO2为共价化合物,只含有共价键,Na2S为离子化合物,只含有离子键,故B不符合题意;
C.HBr、CO2、H2O和CS2均为共价化合物,只含有共价键,故C符合题意;
D.Na2O2为离子化合物,既有离子键又有共价键,H2O2和H2O为共价化合物,只含有共价键,O3是非金属单质,只含有共价键,故D不符合题意;
故选C。
14.D
【详解】
A.铝晶体是金属晶体,金属晶体中的作用力是金属离子和自由电子之间的静电作用力,没有方向性和饱和性,A正确;
B.和的中心原子都采取杂化,都是正四面体结构,键角均为,B正确;
C.1个氨基氰分子中含键数为4,π键数为2,故分子内键与π键数目之比为2:1,C正确;
D.甲醛中没有与O原子直接相连的H原子,分子间不存在氢键,D错误;
故选D。
15.A
【详解】
A. 碘和干冰升华时克服的作用力都是分子间作用力,A项符合;
B. NaCl熔化时克服的作用力是离子键,冰融化时克服的作用力是分子间作用力,B项不符合;
C. 氯化氢溶于水克服的作用力是共价键,酒精溶于水克服的作用力是分子间作用力,C项不符合;
D. 是由原子构成的共价化合物,熔化时克服的作用力是共价键,CaO是离子化合物,熔化时克服的作用力是离子键,D项不符合;
故选A。
16.Ag+对中氧离子的吸引,在加热条件下使碳氧键断裂,释放出CO2气体
【详解】
由于S2-半径大于O2-半径,Ag+对中氧离子的吸引,在加热条件下使碳氧键断裂,释放出CO2气体,导致Ag2CO3比Ag2S的分解温度低。
17. 2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2↑+H2O碳酸钙消耗盐酸促进氯气和水反应正向进行,次氯酸浓度增大 金刚石的碳碳键键能更大
【详解】
(1)新制氯水中存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,加入碳酸钙后发生反应2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2↑+H2O,碳酸钙消耗盐酸促进氯气和水反应正向进行,次氯酸浓度增大,漂白性增强;
(2)碳酸根的电子式为;
(3)金刚石和晶体硅均为共价晶体,C原子半径小于Si原子,所以金刚石的碳碳键键能更大,金刚石的熔沸点高。
18. SiC
【详解】
Si位于周期表中第3周期第ⅣA族,最外层有4个电子,基态原子的价电子排布式为3s23p2,则基态Si原子的价电子排布图为:;
晶体硅、碳化硅均属于原子晶体,原子半径:Si>C,键长:C﹣Si<Si﹣Si,则键能:C﹣Si>Si﹣Si,所以熔点:碳化硅>晶体硅,晶体硅和碳化硅熔点较高的是SiC。答案为:;SiC。
19. 12 4 4
【详解】
(1)在氯化钠晶体中,钠离子或氯离子的配位数都是6,氯化钠晶体的晶胞如图所示:
(2)从体心处的看,与它最近且距离相等的在棱上,共有12个。
(3)(1)中所示的晶胞中,所含的个数为,所含的个数为。
20. 和都是原子晶体,原子半径:,,则共价键键长:键键,键能:键键,所以熔点低于BN 1 2OH— +2I—+H2O 溶液酸碱性 反应i为放热反应,高于85℃时,平衡向逆反应方向移动,减小;反应ii中减小是影响平衡移动的主要因素,所以反应ii平衡也向逆反应方向移动,沉淀率下降
【详解】
(1)As在周期表的第4周期第ⅤA族,最外层电子的排布式是4s24p3,故答案为:4s24p3;
(2)砷化镓()和氮化硼()晶体都具有空间网状结构,硬度大,砷化镓与氮化硼属于同种晶体类型,均属于原子晶体,原子半径N<As,B<Ga,故N-B键的键长比As-Ga键的键长短,N-B键的键能更大,更稳定,所以氮化硼的熔点较高,故答案为:GaAs和BN都是原子晶体,原子半径:Ga>B,As>N,则共价键键长:Ga-As键>B-N键,键能:Ga-As键<B-N键,所以熔点GaAs低于BN;
(3)碘单质将氧化成,As的化合价从+3升到+5,自身被还原为碘离子,碘的化合价从0降到-1,根据化合价升降守恒及溶液的碱性环境,离子方程式为+I2 +2OH— +2I—+H2O,该反应为可逆反应,说明氧化还原反应的方向和溶液酸碱性有关,故答案为:1;2OH—;+2I—+H2O;溶液酸碱性;
(4)①“还原”过程中二氧化硫将H3AsO4转化为H3AsO3,反应的化学方程式为:H3AsO4+H2O+SO2=H3AsO3+H2SO4,故答案为:H3AsO4+H2O+SO2=H3AsO3+H2SO4;
②“沉砷”是将砷元素转化为Ca5(AsO4)3OH沉淀,发生的主要反反应:i.Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH—(aq)+Q,ii.5Ca2++OH—+3 Ca5(AsO4)3OH-Q,高于85℃后,温度升高,反应i平衡逆向移动,c(Ca2+)下降,反应ii平衡逆向移动,Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降,故答案为:反应i为放热反应,高于85℃时,平衡向逆反应方向移动,c(Ca2+)减小;反应ii中c(Ca2+)减小是影响平衡移动的主要因素,所以反应ii平衡也向逆反应方向移动,沉淀率下降。
21. 正四面体 3d2 -1、-2 [Ag(NH3)2]+中,配位键N-Ag键的成键电子对相比NH3中的孤电子对对N-H键的排斥力变小,故[Ag(NH3)2]+中H--N--H键角变大 bd 12 6
【详解】
(1)Fe、Ru、Os在元素周期表中处于同一列;OsO4分分子空间形状是正四面体;铁的四氧化物分子中,铁的化合价不是+8价而是+6价,则铁失去6个电子,铁的价电子排布式是3d2,氧的化合价是-1、-2;
故答案为:正四面体;3d2;-1、-2;
(2)NH3分子中H-N-H键角为106.7°,在Ag(NH3)中,[Ag(NH3)2]+中,配位键N-Ag键的成键电子对相比NH3中的孤电子对对N-H键的排斥力变小,故[Ag(NH3)2]+中H--N--H键角变大;
(3)氢键的本质是缺电子的氢原子和富电子的原子或原子团之间的一种弱的电性作用。近年来,人们发现了双氢键,双氢键是指带正电的H原子与带负电的H原子之间的一种弱电性相互作用,则
a.Be—H…H—O,前者氢原子带负电,后者氢原子带正电,可形成双氢键,a不选;
b.O—H...H—N,两个氢原子都带正电,不能形成双氢键,b选;
c.B—H...H—N,前者氢带负电,后者氢带正电,可形成双氢键,a不选;
d.Si—H...H—Al,两个氢原子都带负电,不能形成双氢键,d选;
答案选bd;
(4)冰晶石(Na3AlF6)主要用作电解氧化铝的助培剂,也用作研磨产品的耐磨添加剂;其晶胞结构如图所示,晶胞是正四棱柱形状,Na(I)位于四个侧面上,AlF位于顶点和体心;AlF中,中心原子周围的成键电子总数是12个;若用原子坐标来描述晶胞中所有Na原子的位置,则需要6组原子坐标。已知晶胞边长为anm,bnm,冰晶石晶体的密度为g cm-3。
22. FeS + 3CrO+ 7H2O = FeOOH + 3Cr(OH)3 + SO+ OH- FeS Fe2+中3d轨道没有达到半满的稳定结构,而Fe3+中3d轨道达到半满的稳定结构 50% sp2、sp3 13 6 当pH<2时,H+浓度大,邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键,导致与Fe2+配位能力减弱;pH>9,OH-浓度大与Fe2+反应,影响Fe2+与邻二氮菲配位。
【详解】
(1)由流程图知,铬酸钾与硫化亚铁反应生成SO,FeOOH和Cr(OH)3,铁元素从+2价升高到+3价,硫元素从-2价升高到+6价,硫化亚铁完全反应化合价升高9价,铬酸钾完全反应化合价降低3价,根据化合价升降相等及电子守恒,质量守恒配平方程式为FeS + 3CrO+ 7H2O = FeOOH + 3Cr(OH)3 + SO+ OH-,答案为FeS + 3CrO+ 7H2O = FeOOH + 3Cr(OH)3 + SO+ OH-
(2) ① 滤渣为FeS 、FeOOH、Cr(OH)3 的混合物,已知780℃以上的残留固体为Fe2O3、Cr2O3的化合物,FeOOH、Cr(OH)3 加热分解生成Fe2O3、Cr2O3的过程是质量减小的过程,FeS加热先变成硫酸铁,硫酸铁加强热分解变为氧化铁,该过程固体中先增大后减小,所以A→B固体质量增加是由滤渣中FeS 引起的。故答案为FeS;
② 在空气中FeO稳定性小于Fe2O3,从电子排布的角度分析,其主要原因是Fe2+中3d轨道没有达到半满的稳定结构,而Fe3+中3d轨道达到半满的稳定结构,故答案为Fe2+中3d轨道没有达到半满的稳定结构,而Fe3+中3d轨道达到半满的稳定结构;
③ 根据以上实验数据计算上述模拟废水中铬元素的去除率,1L模拟废水中含铬酸钾的物质的量为5.82g/L×1L÷194g/mol=0.03mol。
设2.2100g固体中含FeS 为xmol,FeOOH为ymol,根据反应FeS + 3CrO+ 7H2O = FeOOH + 3Cr(OH)3 + SO+ OH-可知,Cr(OH)3 为3ymol,结合Fe、Cr元素守恒可知,灼烧所得的固体质量为1.74g固体中Fe2O3的物质的量为mol, Cr2O3的物质的量为1.5mol,则xmol×88g/mol+ymol×89g/mol+3ymol×103g/mol=2.2100g, mol×160g/mol+1.5y×152g/mol=1.7400g,联立解得,x=0.0025mol,y=0.005mol,滤渣中Cr(OH)3
的物质的量为3y=3×0.005mol=0.015mol,废水中+6价的去除率为。故答案为50%.
Ⅱ.(1) 琥珀酸亚铁中碳原子的杂化轨道类型为sp2、sp3,1mol琥珀酸亚铁中含σ键13mol,故答案为sp2、sp3,13
(2) 用邻二氮菲(phen,如图2)与琥珀酸亚铁生成稳定的橙色配合物,可测定Fe2+的浓度,发生反应:Fe2++3phen=[Fe(phen)3]2+。因为邻二氮菲中有两个氮原子,与每一个氮原子都能形成配位,所以在[Fe(phen)3]2+中,Fe2+的配位数为6。用邻二氮菲测定Fe2+浓度时应控制pH在2~9适宜范围,原因是当pH<2时,H+浓度大,邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键,导致与Fe2+配位能力减弱;pH>9,OH-浓度大与Fe2+反应,影响Fe2+与邻二氮菲配位;故答案为6;当pH<2时,H+浓度大,邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键,导致与Fe2+配位能力减弱;pH>9,OH-浓度大与Fe2+反应,影响Fe2+与邻二氮菲配位;
23.(1)2
(2) B(3)由于O2-半行小于Cl-,Li2O的晶格能大于LiCl;
(4) 1:6 8
(5) Li3N+2H2 =LiNH2 + 2LiH ×1030gcm-3
【分析】
(1)
基态Li核外电子排布为1s22s1,一种能级代表一种前量状态,故共有2种能量状态;
(2)
这三种化合物合的非金属元素分别为H、B、N,由鲍林电负性、可知,H、B、N鲍林电负性分别为2.1、2.04、3.04,故电负性B(3)
离半经越小将项离子分开越难,晶格能就元越大熔点越高,由于O2-半行小于Cl-,Li2O的晶格能大于LiCl;
(4)
由图一知, C中除中心2个C处于体心,其他每个C都在面心,每个面2个,共4个面,所以处于面心的C总共8个,所以一个晶胞中的碳数C=2+8×=6,而Li+处于立方体的8个顶点,所以一个晶胞中的Li+数为8×=1,因此 晶胞中锂离子和碳原子的个数之比为 1:6,图中最底部红色代表一个Li+,两个蓝色代表碳,且距离是最近的2个,一个品平面可以堆积上下八个同样的立方体,所以距离最近的为8×2但是碳位于面心,被两个面所共用,所以8×2×=8;
(5)
Li3N与H2在一定条件下反应生成LiNH2和LiH,根据氧化还原反应配平规则配平方程式得:Li3N+2H2 =LiNH2 + 2LiH;根据Li2NH晶胞结构图,可知一个晶胞中Li+为8个,NH2-数为:8×+6×=4,设晶胞的边长为cpm,利用切割法将晶胞分割成八个小方体,而Li+位于小立方体的体心,NH2-位于小立方体的顶点,四个NH2-构成了小正四面体,体心到顶点的距离恰好是为a+b,晶胞的体对角线为=4(a+b),故c=4(a+b),c=(a+b),由ρ====×1030gcm-3= ×1030gcm-3 =×1030gcm-3。