第三章《晶体结构与性质》基础检测
一、单选题
1.下列事实与分子间作用力有关的是
A.热稳定性:
B.氟、氯、溴,碘单质的沸点依次升高
C.的熔点很高
D.金刚石的硬度很大
2.下列与卤元素相关的实验方案设计、现象和结论都正确的是
目的 方案设计 现象和结论
A 检验火柴头中氯元素 取火柴头浸泡液于试管中,加入NaNO2溶液,再加AgNO3溶液 溶液中出现白色沉淀,说明火柴头中含有氯元素
B 检验加碘盐中存在的KIO3 取一定量的食盐溶于水配成溶液,加入足量NaHSO3溶液,再加入淀粉溶液 溶液呈蓝色,说明食盐中存在KIO3
C 证明氯气可溶于水 用一支100mL针筒抽取80mL氯气,然后抽取20mL水,振荡 黄绿色消失,说明氯气可溶于水
D 探究铝的配合物的生成 向1mL 0.5mol·L-1的氯化铝溶液中加入2mL NaF饱和溶液,再加入lmL 3mol·L-1氨水溶液 无白色沉淀生成,说明铝离子与氟离子形成了配合物
A.A B.B C.C D.D
3.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。下列对此现象的说法正确的是
A.沉淀溶解后,生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2+
B.[Cu(H2O)4]2+比[Cu(NH3)4]2+中的配位键稳定
C.用硝酸铜溶液代替硫酸铜溶液进行实验,不能观察到同样的现象
D.在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+给出孤电子对,NH3提供空轨道
4.物质的用量可能影响反应的产物,下列离子方程式正确的是
A.向溶液中加入少量的HI溶液:
B.将过量通入到少量碳酸钠溶液中:
C.向溶液中加入过量氨水:
D.向溶液中加入过量的NaOH溶液:
5.下列有关、、、的说法正确的是
A.难溶于水 B.的空间构型为直线形
C.的键角比中的大 D.中提供孤电子对的原子是
6.下列“类比”结果正确的是
A.和的原子总数、价电子总数均相等,故二者的性质完全相同
B.为含极性键的非极性分子,则也是含极性键的非极性分子
C.可以溶解在浓氨水中,则也可以溶解在浓氨水中
D.的空间构型为正四面体型,则碳骨架的空间构型为正四面体型
7.类推是一种常用的思维方法,但类推得出的结论需经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论正确的是
A.晶体中有阴离子,必有阳离子,则晶体中有阳离子,也必有阴离子
B.醋酸不能发生银镜反应,则蚁酸也不能发生银镜反应
C.CO2为非极性分子,则SiO2也为非极性分子
D.从、为正四面体结构,则、也为正四面体结构
8.CO是常见的还原剂,可用溶液吸收CO。下列有关说法正确的是
A.能形成分子间氢键 B.中的键角比的小
C.的空间构型为三角锥形 D.中有3个配位键
9.下列关于石墨转化为金刚石的说法正确的是
A.既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏
B.碳原子的杂化方式不变
C.晶体中六元环的数目不变
D.C(s,石墨) =C(s,金刚石) △H<0
10.在氯化铬晶体()配成的水溶液中加入过量的溶液,产生沉淀,此氯化铬晶体的组成也可表示为
A. B.
C. D.
11.下列说法正确的是
A.分子晶体中只存在非极性共价键 B.原子晶体中只存在共价键
C.物质溶于水时不会断裂化学键 D.含阳离子的晶体一定含有阴离子
二、填空题
根据反应:2Na2CO3+ SnO2+4SNa2SO4 + Na2SnS3+2CO2↑ ,回答下列问题:
12.①写出碳原子最外电子层的轨道表示式______。在上述反应的生成物中,属于分子晶体的化合物的结构式为______。
②在上述反应中非金属元素的非金属性由强到弱顺序为:______;其中的单质原子核外有______种不同能量的电子。
13.上述反应中,金属性最强的元素与铝元素相比较,可以作为判断两者金属性强弱依据的是_________(选填编号)。
a.能否置换出硫酸铜溶液中的铜离子
b.Al(OH)3能否溶解在该元素最高价氧化物对应的水化物中
c.单质与氯气化合时失去电子数目的多少
d.单质与同浓度的稀盐酸发生反应的剧烈程度
14.在上述反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是________。常温下,测得Na2SnS3溶液pH>7,请用离子方程式解释其原因:________。
15.锡(Sn)元素的单质有两种常见的同素异形体——灰锡和白锡。已知:Sn(s、灰)Sn(s、白)-2.1 kJ,根据以上信息得出的结论正确的是__________。
a.灰锡和白锡的互相转化是可逆反应
b.常温下锡主要以灰锡的状态存在
c.白锡所具有的能量高
d.同素异形体的相互转化肯定也是化学变化,但却不属于氧化还原反应
16.(1)肼(N2H4)又 称联氨,是良好的火箭燃料,写出肼的电子式:___________。
(2)金刚石与石墨都是碳的同素异形体,金刚石是自然界硬度最大的物质,但石墨质地柔软,细腻润滑,从微粒间作用力角度分析石墨硬度比金刚石低很多的原因是___________。
17.A、B、C、D都是短周期主族元素,原子半径:D>C>A>B。已知A、B处于同一周期,A、C处于同一主族;C原子核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和;C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的4倍。试回答下列问题:
(1)这四种元素分别是A___________,B___________,C___________,D___________(填元素名称);
(2)B、C、D元素的单质的熔点由高到低的顺序是___________(填化学式);
(3)C的单质是___________(填“共价”“离子”或“分子”,下同)晶体,B的单质和D的单质在常温下反应得到的生成物属于___________晶体。
18.(1) HNO3失去OH-之后形成中间体,中所有原子满足稳定结构,写出的电子式________。
(2)在元素周期表中,某些主族元素与其右下方的主族元素有些性质相似。写出Be(OH)2与NaOH溶液反应的离子方程式_______________________。
(3) AlF3的熔点(1040℃) 比AlBr3的熔点(194℃)高得多,主要原因_________________________。
19.按熔点由高到低的顺序排列为_______,熔点差异的原因是_______。
20.该配合物中存在的化学键有___(填字母)。
a.离子键 b.配位键 c.金属键 d.共价键 e.氢键
21.配位键
(1)配位键的形成:成键原子一方提供___________,另一方提供___________形成共价键。
(2)配位键的表示:常用“___________”来表示配位键,箭头指向接受孤电子对的原子,如可表示为___________,在中,虽然有一个形成过程与其他3个形成过程不同,但是一旦形成之后,4个共价键就完全___________。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A.非金属氢化物的稳定性与非金属性有关,与分子间的作用力无关,非金属性:C>Si>Ge,因此热稳定性:,A不符合题意;
B.氟、氯、溴,碘单质均为分子晶体,分子间的作用力依次增大,因此沸点依次升高,B符合题意;
C.SiO2熔点很高是因为SiO2为原子晶体,熔点与共价键强弱有关,与分子间的作用力无关,C不符合题意;
D.金刚石为原子晶体,硬度与分子间的作用力无关,D不符合题意;
答案选B。
2.D
【详解】A.火柴头中氯元素以氯酸钾存在,与硝酸、硝酸银不反应,应灼烧后、溶解,加硝酸、硝酸银检验,A不合题意;
B.取一定量的食盐溶于水配成溶液,加入足量NaHSO3溶液,再加入淀粉溶液,溶液呈蓝色,说明溶液中含有I2,但不能说明食盐中存在KIO3,也可能是NaIO3等碘酸盐或者其他价态较高的含碘化合物,B不合题意;
C.氯气溶于水后若仍然以Cl2的形式存在,则溶液应该呈黄绿色或者淡黄绿色,用一支100mL针筒抽取80mL氯气,然后抽取20mL水,振荡,黄绿色消失,则说明氯气不仅仅是溶于水,而是Cl2和H2O能够反应生成无色物质,C不合题意;
D.向1mL 0.5mol·L-1的氯化铝溶液中加入2mL NaF饱和溶液,再加入lmL 3mol·L-1氨水溶液,由于氨水为弱碱,与Al(OH)3不反应,若无白色沉淀生成,说明溶液中不存在Al3+,即能说明铝离子与氟离子形成了配合物,D符合题意;
故答案为:D。
3.A
【详解】A.从实验现象分析可知,Cu2+与NH3·H2O反应生成Cu(OH)2沉淀。继续添加氨水,由于Cu2+更易与NH3结合,生成更稳定的[Cu(NH3)4]2+,故A正确;
B.氨形成的是内轨配合物,水是外轨配合物,由于内轨配合键到达中心原子的内层轨道,能量较低,故B错误;
C.上述现象是Cu2+的性质,与SO无关,故换用Cu(NO3)2溶液仍可观察到同样的现象,故C错误;
D.在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供空轨道,NH3给出孤电子对,属于配位体,故D错误;
故答案:A。
4.B
【详解】A.酸性条件下硝酸根的氧化性强于,少量HI反应时,反应方程式:,故A错误;
B.溶于水生成亚硫酸,亚硫酸酸性强于碳酸,过量通入到少量碳酸钠溶液中反应生成二氧化碳和亚硫酸氢钠,离子方程式正确,故B正确;
C.溶于过量氨水,反应离子方程式为:,故C错误;
D.与NaOH反应生成氢氧化镁沉淀,离子方程式为:,故D错误;
故选:B。
5.C
【详解】A. 分子能与水分子形成氢键、易溶于水,A错误;
B. 的的中心原子孤电子对数 、价层电子对数为2+1=3,空间构型为V形,B错误;
C.中有1对孤电子对,中孤电子对数,孤电子对之间的排斥力>孤电子对和成键电子对之间的排斥力>成键电子对之间的排斥力,则的键角比中的大,C正确;
D. 氨分子中N原子具有有1对孤电子对,中提供孤电子对的原子是N,铜离子提供空轨道,D错误;
答案选C。
6.D
【详解】A.CO和N2为等电子体,原子总数相同,价电子总数相等,结构相似,但化学性质不同,如N2无毒,CO有毒,故A错误;
B.SiO2属于原子晶体,晶体中不存在分子,故B错误;
C.铁离子和NH3的分之间不能形成配位键,所以Fe(OH)3不能溶解在浓氨水中,故C错误;
D.CH4分子中H原子被-CH3取代生成C(CH3)4,二者结构相似,则C(CH3)4碳骨架的空间构型为正四面体型,故D正确;
故选:D。
7.D
【详解】A.晶体中有阴离子,必有阳离子,但晶体中有阳离子,不一定有阴离子,如金属晶体中含有的构成微粒是金属阳离子和自由移动的电子,A错误;
B.醋酸是酸具有酸的通性,由于不含有醛基,因此不能发生银镜反应,而蚁酸分子中含有醛基和羧基,因此具有酸的通性,同时还能发生银镜反应,B错误;
C.CO2分子是直线型分子,分子空间结构对称,因此该物质分子为非极性分子;而SiO2是立体网状结构,每个Si原子与相邻4个O原子形成共价键,每个O原子与相邻2个Si原子形成共价键,不存在SiO2分子,C错误;
D.从、的中心N、S原子价层电子对数是4,无孤对电子,因此二者为正四面体结构;的中心P原子价层电子对数是4,无孤对电子,所以与结构相似,因此也是正四面体结构;的中心P原子价层电子对数是4+=4,P原子上无孤对电子,因此也为正四面体结构,D正确;
故合理选项是D。
8.B
【详解】A.F,O,N等电负性大而原子半径较小的非金属原子,在某些含N-H、O-H、F-H的化合物中形成氢键,故甲烷分子间不能形成氢键,A错误;
B. CH4为正四面体结构,键角为109°28′,中含有一对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥力比较大,使得中的键角比的小,B正确;
C.的中心原子C周围的价层电子对数为:3+=3,故其空间构型为平面三角形,C错误;
D.CH3COO[Cu(NH3)2]中只有配位离子,[Cu(NH3)2]+中Cu+与NH3之间形成了2个配位键,D错误。
答案选B。
9.A
【解析】石墨是混合型晶体,既含有共价键,又含有分子间作用力,金刚石是原子晶体,只含有共价键。
【详解】A.由上述分析可知,石墨转化为金刚石的过程中,既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏,故A正确;
B.石墨中,C原子的杂化方式为SP2,金刚石中C原子的杂化方式为SP3,故B错误;
C.石墨转化为金刚石的过程中,晶体结构发生明显变化,故晶体中六元环的数目要改变,故C错误;
D.石墨比金刚石更稳定,能量更低,故C(s,石墨) =C(s,金刚石) △H>0,故D错误。
答案选A。
10.B
【详解】氯化铬晶体()配成的水溶液中加入过量的溶液,产生沉淀,说明有0.2molCl-在配合物外界,0.1 molCl-参与配位,根据物质的量之比等于个数比可得配合物的化学式为:, 故答案为:B
11.B
【详解】A.分子晶体中的分子内不一定只存在非极性共价键,可能含有极性共价键,如水分子内存在极性共价键,还可能不存在共价键,如稀有气体形成的分子晶体中不存在化学键,故A错误;
B.原子晶体中只存在共价键,可能存在非极性共价键,也可能存在极性共价键,如Si、SiO2,故B正确;
C.物质溶于水时,有些物质的化学键不断裂,如蔗糖等非电解质,也有些物质的化学键会断裂,如氯化氢,故C错误;
D.含阳离子的晶体不一定含阴离子,如金属晶体中含金属阳离子和自由电子,故D错误;
故选B。
12. O=C=O O>S>C 5 13.bd 14. 3:1 SnS32-+H2OHSnS3-+OH- 15.cd
【分析】1.①碳的核电荷数为6,原子最外电子层电子数为4,则2s轨道上排布2个电子,2p轨道上排布2个电子。上述反应的生成物为Na2SO4 、Na2SnS3、CO2,属于分子晶体的化合物为CO2。
②在上述反应中非金属元素包括O、S、C,依据元素在周期表中的位置或性质,可确定非金属性的强弱顺序;其中的单质为S,依据电子排布式可确定原子核外不同能量电子的种类。
2.a.与水不反应的金属,可依据能否置换出硫酸铜溶液中的铜离子判断金属性,但若能与水反应,就不能使用此方法判断金属性;
b.在与强碱的反应中,Al(OH)3表现出酸性,则其碱性比与它反应的碱弱;
c.失去电子数目的多少,不能作为判断金属性的依据;
d.单质与同浓度的稀盐酸反应越剧烈,则金属性越强。
3.在上述反应中氧化剂与还原剂都是S,可依据化合价的升降,确定物质的量之比。常温下,测得Na2SnS3溶液pH>7,则表明SnS32-能发生水解反应。
4.已知:Sn(s、灰)Sn(s、白)-2.1 kJ,则此反应吸热。
a.灰锡和白锡的互相转化的条件不同;
b.从反应条件判断锡在常温下的存在;
c.反应为吸热反应,则生成物的能量高;
d.同素异形体的性质不同,相互转化肯定也是化学变化,但没有价态的变化。
12.①碳的核电荷数为6,原子最外电子层电子数为4,则2s轨道上排布2个电子,2p轨道上排布2个电子,则最外电子层的轨道表示式为。上述反应的生成物为Na2SO4 、Na2SnS3、CO2,属于分子晶体的化合物为CO2,结构式为O=C=O。答案为:;O=C=O;
②在上述反应中非金属元素包括O、S、C,O、S为同主族元素,O在S的上方,非金属性O>S,酸性H2SO4>H2CO3,则非金属性S>C,从而确定非金属性由强到弱顺序为O>S>C;其中的单质为S,核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,共有1s、2s、2p、3s、3p五种轨道,即不同能量电子的种类共5种。答案为:O>S>C;5;
13.a.与水不反应的金属,可依据能否置换出硫酸铜溶液中的铜离子判断金属性,但若能与水反应,就不能使用此方法判断金属性,a不合题意;
b.在与强碱的反应中,Al(OH)3表现出酸性,则其碱性比与NaOH弱,由此可得出金属性Na>Al,b符合题意;
c.反应中,Na、Al失电子数分别为1、3,显然失去电子数目的多少,不能作为判断金属性的依据,c不合题意;
d.单质与同浓度的稀盐酸发生置换反应,反应越剧烈,则金属性越强,d符合题意;
故选bd。答案为:bd;
14.在上述反应中氧化剂与还原剂都是S,4个S原子参加反应,有3个S原子价态降低(作氧化剂),1个S原子价态升高(作还原剂),氧化剂与还原剂的物质的量之比是3:1。常温下,测得Na2SnS3溶液pH>7,则表明SnS3-能发生水解反应SnS32-+H2OHSnS3-+OH-。答案为:3:1;SnS32-+H2OHSnS3-+OH-;
15.已知:Sn(s、灰)Sn(s、白)-2.1 kJ,则此反应吸热。
a.灰锡和白锡的互相转化的条件不同,反应不互为可逆反应,a不正确;
b.从反应条件看,温度>13.2℃时,生成白锡,则表明常温下以白锡的形式存在,b不正确;
c.反应为吸热反应,则生成物即白锡的能量高,c正确;
d.同素异形体的性质不同,相互转化是化学变化,但没有价态的变化,不属于氧化还原反应,d正确。
故选cd。答案为:cd。
【点睛】分析同种元素发生的氧化还原反应时,我们常说含有该元素的物质既是氧化剂又是还原剂,所以有的同学会错误地认为,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1。其实,该物质应为一部分作氧化剂,一部分作还原剂。
16. 石墨晶体中层与层之间为分子间作用力,金刚石中原子间为共价键,分子间作用力弱于共价键
【详解】(1) 联氨是共价化合物,电子式为,故答案为:;
(2)石墨属于过渡型晶体,晶体中层内形成共价键,层与层之间为分子间作用力,金刚石是原子晶体,晶体中原子间形成共价键,分子间作用力弱于共价键,则石墨硬度比金刚石低很多,故答案为:石墨晶体中层与层之间为分子间作用力,金刚石中原子间为共价键,分子间作用力弱于共价键。
17.(1) 碳 氧 硅 钠
(2)Si>Na>O2
(3) 共价 离子
【分析】A、B、C、D都是短周期主族元素,原子半径:D>C>A>B。已知A、B处于同一周期,A、C处于同一主族;C原子核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和,推知A、B、C、D在周期表中的大致相对位置为,因A、C为主族元素,故B为8号元素氧,且C最外层电子数为D的4倍,则D最外层电子数只能为1,D为Na元素,C为Si元素,则A是C元素,据此分析解答。
【详解】(1)根据上述分析可知:A是C,B是O,C是Si,D是Na元素。
(2)这四种元素单质中,碳、硅为共价晶体,原子之间以强烈的共价键结合,断裂消耗很高能量,所以其熔沸点最高;钠为金属晶体,在常温下为固体,其熔沸点比共价晶体Si的低,而氧气子固态时为分子晶体,在室温下呈气态,气体物质的熔沸点低于固态,所以它们的熔点由高到低的顺序是:Si>Na>O2;
(3)C的单质是硅,是Si原子之间以共价键结合形成的共价晶体;B的单质是氧气,D的单质是金属钠,二者在常温下反应产生的Na2O是由阳离子Na+与阳离子O2-之间以离子键结合形成的离子晶体。
18. Be(OH)2+2OH-=+2H2O AlF3固体为离子晶体,AlBr3固体为分子晶体
【详解】(1)由题意知,所有原子均满足稳定结构,推测N与O之间共用两对电子,中心原子N失去1个价电子,三者均形成稳定结构,对应电子式为,故此处填:(或根据其与CO2互为等电子体,而等电子体具有相似的化学键也可推出);
(2)根据题意,Be与对角线位置的Al元素性质相似,故Be(OH)2能与NaOH反应生成盐和水,对应离子方程式为:Be(OH)2+2OH-=+2H2O;
(3)Al与F之间电负性差值较大,两者之间形成离子键,而Al与Br之间电负性差值较小,两者之间形成共价键,即AlF3固体为离子晶体,AlBr3固体为分子晶体,而离子晶体熔化时需破坏离子键,分子晶体熔化时破坏范德华力,离子键强度远大于范德华力,故AlF3的熔点比AlBr3高得多,故此处填:AlF3固体为离子晶体,AlBr3固体为分子晶体。
19. 为离子晶体,均为分子晶体,分子间存在氢键
【详解】固态KH为离子晶体,固态H2O、PH为分子晶体,故熔点:KH大于H2O、 PH3, 由于水分间能形成氢键,所以其熔点比PH3高,则三者熔点由高到底顺序为:;熔点差异的原因为:为离子晶体,均为分子晶体,分子间存在氢键。
20.bd
【详解】Ti原子和Cl原子、O原子之间存在配位键,C—H和C—C及C—O原子之间存在共价键,所以含有的化学键为配位键和共价键,故答案为bd。
21.(1) 孤电子对 空轨道
(2) → 相同
【详解】(1)配位键中成键原子一方提供孤电子对,另一方提供空轨道。
(2)配位键中通常用箭头表示,箭头指向接受孤电子对的原子,如铵根离子中氮原子提供孤电子对,一个氢提供空轨道,故表示为,在铵根离子中四个共价键完全相同