专题3《微粒间作用力与物质性质》习题
一、单选题
1.下列说法正确的是
A.含有金属元素的化合物一定是离子化合物
B.完全由非金属元素组成的化合物可能是离子化合物
C.IA族和VIIA族元素原子间只能形成离子键
D.金属键只存在于金属单质中
2.在新型催化剂作用下,氧化可获得,反应为 。下列说法正确的是
A.该反应中反应物键能总和大于生成物键能总和
B.反应中和的总能量大于的总能量
C.上述反应过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
D.的使用能降低该反应的焓变
3.下列表示方法中正确的是
A.氡()质量数为86
B.的电子式:
C.丁烷的球棍模型
D.碳酸氢钠在水溶液中的电离:
4.下列物质中有氧离子存在的是
A.CaO B.H2O C.KClO3 D.KOH
5.2022年3月神舟十三号航天员在中国空间站进行了“天宫课堂”授课活动。其中太空“冰雪实验”演示了过饱和醋酸钠溶液的结晶现象。下列说法不正确的是
A.醋酸钠是强电解质
B.醋酸钠晶体与冰都是离子晶体
C.常温下,醋酸钠溶液的
D.该溶液中加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出
6.用NA代表阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A.20g D216O含中子数目为9NA
B.12g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5NA
C.密闭容器中2mol NO和1mol O2充分反应后,容器中分子数为2NA
D.0.25mol Zn与一定量浓硫酸反应后完全溶解,生成气体的分子数小于0.25NA
7.下列说法不正确的是
A.NaCl和晶体所含化学键的类型相同
B.和是同素异形体
C.干冰、二氧化硅均属于原子晶体
D.合成纤维是一类高分子化合物
8.硫酰氯(结构式为)是一种重要的磺化试剂,可利用反应:制备。在恒温恒容的容器中进行该反应,下列有关说法正确的是
A.硫酰氯中每个原子均达到8电子稳定结构
B.该制备硫酰氯的反应,在高温下自发
C.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大,反应的压强平衡常数减小
D.容器内气体的平均摩尔质量不变时,反应达到平衡
9.晶体的性质与晶体类型密切相关,下列关于晶体的描述不正确的是
A.结构相似的共价晶体,原子半径越小,晶体的硬度和熔沸点越高
B.某无色晶体能溶于水,质硬而脆,熔点为801℃,熔化状态下能导电,则该晶体可能为离子晶体
C.易溶于CS2,液态时不导电,水溶液能导电的晶体为分子晶体
D.含有阳离子的晶体不一定是金属晶体,金属晶体都具有较高的熔点、良好的导电性和延展性
10.几种物质的熔点和沸点的数据如表,下列有关判断错误的是
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 单质M
熔点/℃ 801 712 190 -70 2300
沸点/℃ 1465 1412 178 57.6 2500
注:AlCl3的熔点在2.02×105Pa条件下测定。A.常温下,SiCl4为液态 B.单质M可能是共价晶体
C.熔沸点:MgOMgCl2
11.下列有关晶体的说法中一定正确的是( )
①原子晶体中只存在非极性共价键
②稀有气体形成的晶体属于原子晶体
③干冰晶体升华时,分子内共价键会发生断裂
④金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
⑤分子晶体的堆积均为分子密堆积
⑥离子晶体和金属晶体中均存在阳离子,但金属晶体中却不存在离子键
⑦金属晶体和离子晶体都能导电
⑧依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体
A.①③⑦ B.只有⑥ C.②④⑤⑦ D.⑤⑥⑧
12.下列各组物质,所含化学键类型完全相同的是
A.MgCl2和KCl B.NaOH和NaCl
C.H2O2和Na2O2 D.NH3和NH4Cl
二、填空题
13.的晶胞如图所示,金属离子与氧离子间的作用力为_______,的配位数是_______。
14.(1)现有下列10种物质:①O2;②H2;③NH4NO3;④Na2O2;⑤Ba(OH)2;⑥CH4;⑦CO2;⑧NaF;⑨NH3;⑩I2。
其中既含离子键又含非极性键的是___________(填序号,下同);既含离子键又含极性键的是___________;属于电解质的是:___________。
(2)短周期的某元素的气态氢化物为H2R,则该元素的原子最外层有___________个电子。
(3)只含金属元素的主族位于第___________纵行。
(4)第四周期元素中,如第IIA族原子序数为a,则第IIIA族原子序数为___________(用含a的式子表示)。
(5)周期表中位于第8纵行的铁元素属于第___________族,已知铁的原子序数为26,最外层有2个电子,则铁的原子结构示意图为___________。
(6)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物,已知XY2中共有38个电子。若XY2为常见元素形成的离子化合物,则其电子式为___________;若XY2为共价化合物,则其结构式为___________。
15.回答下列问题:
(1)晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立体结构,边长为,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,如图所示。与K紧邻的O的个数为___________。已知阿伏加德罗常数的值为,则晶体的密度为___________(列式表示)。
(2)若晶胞中处于左下角顶角的K原子的坐标参数为,位于下底面面心位置的O原子的坐标参数为,在晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,设左下角顶角的I原子的坐标参数为,则K原子的坐标参数为___________。
16.回答下列问题:
(1)金刚砂()的硬度为9.5,其晶胞结构如图甲所示,则金刚砂晶体类型为___________;在中,每个C原子周围最近的C原子数目为___________;若晶胞的边长为,则金刚砂的密度表达式为___________。
(2)硅的某种单质的晶胞如图乙所示。晶体晶胞结构与该硅晶体相似。则晶体中,每个原子与___________个N原子相连,与同一个原子相连的N原子构成的空间结构为___________。
17.区分晶体Ni和非晶体Ni的最可靠的科学方法为_______
18.按要求填空:
(1)单晶硅的晶体类型为_______。
(2)晶体硅和碳化硅熔点较高的是_______(填化学式)。
(3)已知3种共价晶体的熔点数据如下表:
金刚石 碳化硅 晶体硅
熔点/℃ 2600 1415
金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是_______。
19.晶体中离子作体心立方堆积(如图所示),主要分布在由构成的四面体、八面体等空隙中.已知阿伏加德罗常数为,则晶体的摩尔体积_____________(列出算式).
20.卤化物受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为_______。解释X的熔点比Y高的原因_______。
21.C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示(石墨仅表示出其中一层结构)
(1)C60、金刚石和石墨三者的关系互为____。
A.同分异构体 B.同素异形体 C.同系物 D.同位素
(2)固态时,C60属于___晶体。
(3)石墨层状结构中,平均每个正六边形占有的碳原子数是___个。
(4)BN晶体有多种结构,其中立方氮化硼具有金刚石型结构(如图)。
①该晶体的最小环中含有___个B原子;N原子的配位数为___。
②已知立方氮化硼晶体内存在配位键,则其晶体中配位键与普通共价键数目之比为___。原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置,图中a处B的原子坐标参数为(0,0,0),则距离该B原子最近的N原子坐标参数为____。
参考答案:
1.B
【详解】A.含有金属元素的化合物不一定是离子化合物,如是共价化合物,故A错误;
B.完全由非金属元素组成的化合物可能是离子化合物,如,故B正确;
C.IA族和VIIA族元素原子间可能形成离子键也可能形成共价键,如中只含共价键,中只含离子键,故C错误;
D.金属键存在于金属单质或合金中,故D错误。
故选:B。
2.C
【详解】A.该反应的ΔH<0,说明是放热反应,反应物的键能总和小于生成物的键能总和,A错误;
B.该反应的ΔH<0,说明反应中和的总能量大于和的总能量,B错误;
C.Cl2中含有非极性共价键,H2O中含有极性共价键,O2中含有非极性共价键,HCl中含有极性共价键,则反应有极性共价键、非极性共价键的断裂和形成,C正确;
D.RuO2是该反应的催化剂,催化剂能改变反应途径,降低反应的活化能,但不能改变反应的ΔH,D错误;
故选C。
3.C
【详解】A. 原子序数为86,质量数为222,A错误;
B. 是共价化合物、不是离子化合物,B错误;
C. 丁烷分子内有4个碳原子、每个碳原子有4个单键,正丁烷的球棍模型为,C正确;
D. 碳酸氢钠是强电解质在水中完全电离:,D错误;
答案选C。
4.A
【详解】A.CaO中含有离子键,为离子化合物,含有氧离子和钙离子,A正确;
B.H2O中存在O的共价键,是共价化合物,不存在氧离子,B错误;
C.KClO3中存在钾离子和氯酸根离子,有离子键,不存在氧离子,C错误;
D.KOH中存在钾离子和氢氧根离子,有离子键,不存在氧离子,D错误;
故选A。
5.B
【详解】A.醋酸钠在水溶液中能完全电离,醋酸钠是强电解质,故A正确;
B.醋酸钠晶体是离子晶体,冰是分子晶体,故B错误;
C.醋酸钠是强碱弱酸盐,常温下,醋酸钠溶液的,故C正确;
D.过饱和醋酸钠溶液处于亚稳态,加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出,形成饱和溶液,故D正确;
选B。
6.B
【详解】A.D216O的中子数为10,则20g D216O含中子数目为×10×NA mol—1=10NA,故A错误;
B.石墨烯中每个六元环含有6个碳原子,每个碳原子被3个六元环所共有,则每个环中含有6×=2个碳原子,则12g石墨烯中含有六元环的个数为××NA mol—1=0.5NA,故B正确;
C.密闭容器中2mol一氧化氮与1mol氧气充分反应生成2mol二氧化氮,二氧化氮会发生聚合反应生成四氧化二氮,则产物的分子数应小于2mol×NA mol—1=2NA,故C错误;
D.由得失电子数目守恒可知,1mol锌与稀硫酸反应生成1mol氢气,与浓硫酸反应生成1mol二氧化硫,则0.25mol Zn与一定量浓硫酸反应后完全溶解时,无论是生成氢气,还是二氧化硫,或是二氧化硫或氢气的混合气体,气体的分子数恒定为0.25mol×NA mol—1=0.25NA,故D错误;
故选B。
7.C
【详解】A.NaCl、MgCl2均为离子化合物,只含离子键,A正确;
B.C60、C70为碳元素的不同单质,互为同素异形体,B正确;
C.干冰(CO2)由分子构成,属于分子晶体,SiO2由原子构成,属于原子晶体,C错误;
D.合成纤维、合成树脂、合成橡胶属于三大合成高分子材料,D正确;
故答案选C。
8.D
【详解】A.根据硫酰氯的结构式,硫原子的最外层电子全部参与成键,硫原子已达12电子,故A错误;
B.该反应是气体体积减小的反应,,又因为,反应在低温是自发进行,故B项错误;
C.升高温度,正反应和逆反应速率均增大,故C错误;
D.该反应为气体质量不变,气体物质的量减小的反应,气体的平均摩尔质量为可变的量,故D正确;
故选:D。
9.D
【详解】A.结构相似的共价晶体,原子半径越小,则共价键的键长越短,键能越大,晶体的硬度和熔沸点越高,A正确;
B.某无色晶体能溶于水,则应不是金属晶体,质硬而脆,熔点为801℃,熔沸点较高,应不是分子晶体,熔化状态下能导电,应为离子晶体,B正确;
C.易溶于CS2,根据“相似相溶”原理推测应具有分子结构,液态时不导电,说明不是离子晶体或金属晶体,水溶液能导电,则应为分子晶体,C正确;
D.金属晶体不一定有较高的熔点,如金属晶体Hg,常温下为液体,熔点较低,D错误;
综上所述答案为D。
10.C
【详解】A.由表格中的信息可知,SiCl4熔点为-70℃,沸点57.6℃,故常温的时候为液体,A正确;
B.单质B的熔沸点很高,所以单质B是原子晶体,B正确;
C.这两者都是离子晶体,其中镁离子的半径小,氧离子半径较小,故氧化镁的晶格能大,熔沸点高,C错误;
D.离子晶体的离子键越强,熔沸点越高,由表中数据可以知道,NaCl的熔、沸点均比MgCl2高,所以NaCl晶体中的离子键应比MgCl2的强,D正确;
故选C。
11.B
【详解】①原子晶体是原子之间通过共价键形成的晶体,同种元素原子之间形成非极性键,不同原子之间形成极性键,如二氧化硅是原子晶体,晶体中Si-O键是极性键,故错误;
②稀有气体是单原子分子,分子之间通过分子间作用力形成分子晶体,故错误;
③干冰晶体属于分子晶体,分子之间通过分子间作用力形成晶体,升华时分子间距增大,属于物理变化,破坏分子间作用力,没有破坏化学键,故错误;
④金属元素和非金属元素形成的化合物可能是共价化合物,如氯化铝,故错误;
⑤分子晶体的堆积不一定是分子密堆积,如冰晶体中存在氢键,不是分子密堆积,故错误;
⑥离子晶体由阴、阳离子通过离子键形成,金属晶体是金属离子与自由电子通过金属键形成,不存在离子键,故正确;
⑦金属晶体中由自由电子,可以导电,离子晶体中阴、阳离子不能自由移动不能导电,熔融的离子晶体可以导电,故错误;
⑧依据构成微粒与微粒间的作用可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体,故错误;
答案选B。
12.A
【详解】A.MgCl2和KCl均为离子化合物,只存在离子键,A正确;
B. NaCl中只含离子键、NaOH中既含共价键又含离子键,B错误;
C. H2O2分子中只存在共价键, Na2O2中既有离子键又有共价键,C错误;
D. NH3分子中只存在共价键,NH4Cl中既有离子键又有共价键,D错误;
答案选A。
13. 离子键 12
【详解】阴、阳离子间的作用力为离子键;距离最近的为,共有12个与位于体心处的距离相等且最近,故的配位数为12。
14. ④ ③⑤ ③④⑤⑧ 6 2 a+11 VIII S=C=S
【详解】(1)①O2含有非极性共价键,属于单质,既不是电解质,也不是非电解质;
②H2含有非极性共价键,属于单质,既不是电解质,也不是非电解质;
③NH4NO3中与形成离子键,、中N和H、N和O形成极性共价键,属于盐,在水溶液或熔融状态下能够导电,是电解质;
④Na2O2中Na+和形成离子键,中O原子之间形成非极性共价键,在熔融状态下能够导电,是电解质;
⑤Ba(OH)2中Ba2+和OH-形成离子键,OH-中O原子和H原子形成极性共价键,在水溶液或熔融状态下能够导电,是电解质;
⑥CH4分子中C和H形成极性共价键,在水溶液和熔融状态下均不能导电,属于非电解质;
⑦CO2分子中C和O形成极性共价键,在水溶液和熔融状态下均不能导电,属于非电解质;
⑧NaF中Na+和F-形成离子键,属于盐,在水溶液或熔融状态下能够导电,是电解质;
⑨NH3分子中N和H形成极性共价键,在水溶液和熔融状态下均不能导电,属于非电解质;
⑩I2含有非极性共价键,属于单质,既不是电解质,也不是非电解质;
综上,既含离子键又含非极性键的是④;既含离子键又含极性键的是③⑤;属于电解质的是③④⑤⑧;
(2)短周期的某元素的气态氢化物为H2R,则该元素的化合价为-2价,即得到了2个电子,该元素的原子最外层有8-2=6个电子,故答案为:6;
(3)元素周期表中,ⅡA族只含有金属元素,位于元素周期表中的第2纵行,故答案为:2;
(4)第四周期元素中,第ⅡA族元素和第ⅢA族元素之间还有10个过渡金属元素,若第IIA族原子序数为a,则第IIIA族原子序数为a+11,故答案为:a+11;
(5)Fe位于元素周期表中的第四周期第Ⅷ族,其原子结构示意图为,故答案为:Ⅷ;;
(6)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物,已知XY2中共有38个电子。若XY2为常见元素形成的离子化合物,则XY2为CaF2,其电子式为,若XY2为共价化合物,则XY2为CS2,其结构式为S=C=S。
15.(1)
(2)
【解析】(1)
K、O构成面心立方结构,K的配位数为12;该晶胞中K位于顶点,个数为,I位于体心,个数为1,O位于面心,个数为,则晶胞质量为;密度为。
(2)
根据的化学式及晶胞结构可知的另一晶胞结构中I处于顶角,O处于棱心,K处于体心,则K原子的坐标参数为。
16.(1) 共价晶体 12
(2) 4 正四面体
【解析】(1)
金刚砂的硬度为9.5,硬度大,属于共价晶体:每个碳原子连接4个硅原子,每个硅原子连接4个碳原子,所以每个碳原子周围最近的碳原子数目为12;该晶胞中C原子个数为,Si原子个数为4,晶胞边长为,体积,密度;
(2)
根据硅晶体结构可知,在GaN晶体中,每个Ga原子与4个N原子相连,与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间结构为正四面体。
17.X射线衍射法
【详解】区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是X射线衍射法;故答案为X射线衍射法。
18.(1)共价晶体
(2)SiC
(3)原子半径(或键长),键能
【详解】(1)单晶硅是由原子构成的,且以共价键形成空间网状结构,为共价晶体;
(2)C原子半径比Si原子小,所以键键长比键短,键键能较大,则碳化硅熔点较高;
(3)共价晶体中,原子半径越小,共价键键长越短,则共价键键能越大,共价晶体的熔点就越高,金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是原子半径(或键长),键能。
19.
【详解】晶体中离子作体心立方堆积,在一个晶胞内碘离子的个数为,由AgI的化学式可知,一个晶胞内含有银离子的个数也为2,所以一个晶胞有两个AgI微粒,。
20. 为离子晶体,为分子晶体
【详解】CsICl2发生非氧化还原反应,各元素化合价不变,生成无色晶体X和红棕色液体Y,则无色晶体X为CsCl,红棕色液体Y为ICl,而CsCl为离子晶体,熔化时,克服的是离子键,ICl为分子晶体,熔化时,克服的是分子间作用力,因此CsCl的熔点比ICl高。
21. B 分子 2 3 4 1∶3 (,,)
【详解】(1)同种元素的不同单质互称同素异形体,C60、金刚石和石墨是碳元素的不同单质,属于同素异形体,答案选B;
(2)C60构成微粒是分子,一个分子中含有60个碳原子,所以属于分子晶体;
(3)石墨层状结构中,每个碳原子被三个正六边形共用,所以平均每个正六边形占有的碳原子数=6×=2;
(4)①该晶体的最小环中含有3个B原子,3个N原子,N原子周围距离最近的B原子有4个,N原子的配位数为4个;
②立方氮化硼的结构与金刚石相似,硬度大,属于原子晶体,硼原子的价电子数为3,形成4个共价键,有1个配位键,3个普通共价键,配位键与普通共价键数目之比为1∶3;
a处B的原子坐标参数为(0,0,0),距离该B原子最近的N原子连线处于晶胞对角线上,且二者距离为体对角线的,则该N原子到各坐标平面距离均等于晶胞棱长的,距离该B原子最近的N原子坐标参数为(,,)。