第三章《晶体结构与性质》检测题
一、单选题
1.如图为冰晶体的结构模型,大球代表O原子,小球代表H原子,下列有关说法正确的是
A.每个水分子与周围邻近四个水分子间通过H-O键形成冰晶体
B.冰晶体是四面体型的空间网状结构,属于共价晶体
C.当冰刚融化为液态水时,热运动使冰的结构部分解体,水分子间的空隙会增大,密度减小,超过4℃,密度又会增大
D.1mol冰晶体中最多含有2mol氢键
2.下列对一些实验事实的理论解释不正确的是
选项 客观事实 理 论 解 释
A. Na的熔点比Mg低 镁的金属键比钠强
B. 酸性:HClOCl
C. 原子半径:ClD. 水分子比H2S分子稳定 H-O键比H-S键稳定
A.A B.B C.C D.D
3.在研究晶体结构的时候,通常可以用“切割法”来计算一个晶胞中实际拥有的微粒数,从而确定其化学式。现有四种晶体的结构模型如图所示,其中化学式不属于AB型的是
A. B. C. D.
4.在CuCl2溶液中存在如下平衡:[CuCl4]2-(黄色)+4H2O [Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-,下列说法中错误的是
A.将CuCl2固体溶于大量水中得到蓝色溶液
B.当[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+达一定比例时,溶液呈现绿色
C.1mol[Cu(H2O)4]2+配离子中含σ键数目为4NA
D.[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+的配位数均为4,配位原子分别为Cl和O
5.某科研团队经多次实验发现一种新型漂白剂的结构如图所示,其组成元素均为短周期元素,其中与同周期,与对应的简单离子核外电子排布相同,且、、的最外层电子数之和等于的最外层电子数,下列说法错误的是
A.四种元素中的电负性最大
B.该物质中含有配位键
C.的最高价氧化物对应的水化物是一元弱酸
D.第一电离能介于与之间的同周期元素只有3种
6.下列叙述正确的是
A.由非金属原子形成的化合物一定是共价化合物
B.离子化合物里可以存在共价键
C.离子键、共价键、氢键均属于化学键
D.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致
7.已知,图甲为金属钠的晶胞,晶胞边长为a pm,图乙为金属钠的晶胞截面,图丙为Li2S晶胞截面(已知Li2S的晶体结构与CaF2相似)。假设晶胞边长为d pm,则下列关于Li2S晶胞的描述错误的是
A.每个晶胞中含有的S2-数目为4
B.与Li+距离最近且相等的S2-有4个
C.与Li+距离最近且相等的Li+有12个
D.该晶胞中两个距离最近的Li+和S2-的核间距的计算表达式为
8.科学家们合成了具有半导体特性的环状C18分子,其合成方法的示意图如图:
下列说法不正确的是
A.键长:C≡C<C—C B.键能:C—O > C—C
C.C22O4为非极性分子 D.C18晶体为分子晶体
9.检验溴乙烷与NaOH乙醇溶液共热生成的气体中是否含有乙烯,装置如图1所示。下列说法不正确的是
A.装置①的作用是除去乙醇
B.装置②的现象是高锰酸钾酸性溶液紫色褪去
C.将生成的气体直接通入溴的四氯化碳溶液也可以达到实验目的
D.图2所示NaBr晶胞中,每个Na+周围距离最近的Na+数目为4个
10.银晶体的晶胞如图所示。设银原子的半径为r,用表示阿伏加德罗常数,M表示银的摩尔质量。则下列说法错误的是
A.银晶体每个晶胞中含有4个银原子 B.银属于面心立方最密堆积,配位数是12
C.一个晶胞的体积是 D.晶体的密度是
11.一种新型陶瓷的化学成分为BN晶体,该晶体具有高熔点、高硬度的特性,关于BN晶体的说法不正确的是( )
A.该晶体为原子晶体,具有金刚石的结构特征
B.该晶体中B的杂化类型是sp2杂化
C.该晶体中存在配位键
D.该晶体可作耐高温、耐磨材料
12.下列说法不正确的是(为阿伏加德罗常数)
A.离子中含有的键为
B.18g冰中含有氢键数目为
C.(结构如图),含有S—S键的个数为
D.(结构如图),中含有的N—N键个数为
13.下列说法正确的是
A.具有规则几何外形的固体一定是晶体
B.NaCl晶体中与每个Na+距离相等且最近的Na+共有12个
C.熔点由高到低:NaI>NaBr>NaCl>NaF
D.含有共价键的晶体一定具有较高的熔、沸点及硬度
14.磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料,晶胞为正方体形,晶胞参数为apm。下图为沿y轴投影的晶胞中所有硼原子的分布图,P原子位于晶胞的顶角和面心。设NA为阿伏加德罗常数,下列说法错误的是
A.一个晶胞中含有4个B原子
B.点1可能的原子分数坐标为(0.25,0.25,0.75)
C.P与B原子的最近距离为
D.BP晶体的密度为
15.下列说法正确的是
A.铍原子最外层原子轨道的电子云图:
B.热稳定性:
C. ,该电子排布图违背了泡利原理
D. 该有机物的系统命名为:2—甲基—1—丙醇
二、填空题
16.将少量CuSO4粉末溶于盛有水的试管中得到一种天蓝色溶液,先向试管里的溶液中滴加氨水,首先形成蓝色沉淀。继续滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液;再加入乙醇溶剂,将析出深蓝色的晶体。
(1)溶液中呈天蓝色微粒的化学式是______,1 mol该天蓝色微粒所含的σ键数目为______。
(2)加入乙醇的作用是_____________________。
(3)写出蓝色沉淀溶解成深蓝色溶液的离子方程式______________。
(4)得到的深蓝色晶体是[Cu(NH3)4]SO4·H2O,晶体中Cu2+与NH3之间的化学键类型为_____, 该晶体中配体分子的空间构型为_________。(用文字描述)
17.分子晶体的物理性质
(1)分子晶体熔、沸点_______,硬度_______,易升华。
①分子晶体熔化时需破坏_______,由于分子间作用力_______,所以分子晶体的熔、沸点一般_______ 。
②分子晶体熔、沸点比较规律
a.少数主要以_______作用形成的分子晶体,比一般的分子晶体的熔、沸点_______,如含有H-F、H-O、H-N等共价键的分子间可以形成_______,所以HF、H2O、NH3、醇、羧酸等物质的熔、沸点相对较高。
b.组成与结构相似,分子之间不含氢键而只利用范德华力形成的分子晶体,随着_______的增大,物质的熔、沸点逐渐_______。例如,常温下Cl2呈气态,Br2呈液态,而I2呈固态;CO2呈气态,CS2呈液态。
c.相对分子质量相等或相近的极性分子构成的分子晶体,其熔、沸点一般比非极性分子构成的分子晶体的熔、沸点_______,如CO的熔、沸点比N2的熔、沸点高。
d.有机物中组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体,相对分子质量相同,一般支链_______,分子间的相互作用力越弱,熔、沸点_______,如熔、沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷。
【强调】分子晶体在熔化时,只破坏分子间作用力而不破坏化学键。
(2) 分子晶体不导电。分子晶体的溶解性一般符合“_______”规律,即极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂。
18.NaCl的熔点比CsCl的高? _______
19.在下列物质中:NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石、晶体氩。
(1)其中只含有离子键的离子晶体是______________________。
(2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是________________。
20.I.芦笋中的天冬酰胺(结构如下图)和微量元素硒、铬、锰等,具有提高身体免疫力的功效。
(1)锰元素在元素周期表中的位置为___________。
(2)天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型为___________。
(3)已知N≡N的键能为942 kJ·mol-1,N-N单键的键能为247 kJ·mol-1,则N2中的___________键稳定(填“σ”或“π”)。
Ⅱ.胆矾CuSO4 5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4 H2O,其结构示意图如下:
(4)下列说法正确的是___________(填字母)。
A.胆矾所含元素中,H、O、S的半径及电负性依次增大
B.在上述结构示意图中,存在配位键、共价键和离子键
C.胆矾是分子晶体,分子间存在氢键
D.加热条件下胆矾中的水会在相同温度下同时失去
(5)往硫酸铜溶液中加入过量氨水,溶液变为深蓝色,写出所发生反应的离子方程式_______;已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是____________。
21.经X射线衍射测定发现,晶体钴在417℃以上堆积方式的剖面图如图所示,则该堆积方式属于_______,若该堆积方式下钴原子的半径为r,则该晶体的空间利用率为_______(用含π的代数式表示)。
22.NaH具有NaCl型晶体结构,已知NaH晶体的晶胞参数a=488pm,Na+半径为102pm,H-的半径为___________,NaH的理论密度是___________g·cm-3(保留两位小数)。
23.完成下列问题:
(1)N、O、Mg、Al、S、Fe是常见的六种元素,按要求回答下列问题:
①Fe位于元素周期表第_______周期第_______族。
②基态N原子核外电子排布式为_______;基态O原子核外有_______种运动状态的电子。
③基态S原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为_______形。
④Mg、Al两种元素中第一电离能较大的是_______(填元素符号),原因为_______。
(2)几种元素的电负性数据如下表:
O F Al Br ……
3.5 4.0 1.5 2.8 ……
①AlBr3的熔点_______AlF3的熔点(填“大于”、“小于”或“等于”),原因是_______。
②根据同一主族元素电负性递变规律,预测碘元素的电负性数值范围为_______。
24.填空。
(1)MgCl2的熔点714℃,MgO熔点2852℃,从结构上看其原因是___________。
(2)金刚石是自然界硬度最大的物质,硫磺则脆而易碎,从结构上来看其原因是___________。
25.有人说,冰属于共价晶体。这种说法为什么是错误的___________?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】A.由冰晶体的结构模型可知,每个水分子与周围邻近四个水分子间通过氢键形成冰晶体,故A错误;
B.由冰晶体的结构模型可知,每个水分子与周围邻近四个水分子形成四面体型的空间网状结构,但水分子间的作用力为氢键和分子间作用力,属于分子晶体,故B错误;
C.当冰刚融化为液态水时,热运动使冰的结构部分解体,水分子间的空隙会减小,密度增大,超过4℃,由于热运动加剧,水分子间的空隙会加大,密度又会减小,故C错误;
D.由冰晶体的结构模型可知,每个水分子与周围邻近四个水分子间通过氢键形成冰晶体,每个氢键被两个水分子所共有,则1mol冰晶体中最多含有氢键的物质的量为4mol×=2mol,故D正确;
故选D。
2.B
【详解】A.钠原子的原子半径较大,而且只有一个价电子,因此它的金属键较弱, 镁原子的原子半径较小,而且有两个价电子,因此它的金属键较强,所以Na的熔点比Mg低,故A正确;
B.由元素最高价氧化物对应水化物的酸性来比较非金属性强弱,HClO 不是最高价含氧酸,不能比较Cl、C的非金属性,故B错误;
C.Cl、S位于同一周期,原子电子层数相同,但氯原子核电荷数较硫多,对核外电子吸引能力比硫强,所以原子半径:ClD.分子的稳定性与化学键有关,H-O键比H-S键稳定,则水分子比H2S分子稳定,故D正确;
答案选B。
3.C
【详解】A.晶胞中A位于顶点,晶胞平均含有A为8×=1,B位于晶胞的体心,含有1个,则化学式为AB,故A不符合题意;
B.A、B均位于晶胞的顶点,各占4×=,化学式为AB,故B不符合题意;
C.晶胞中A位于顶点,晶胞平均含有A为8×=1,B位于晶胞的棱心,含有B为12×=3,化学式不属AB型,故C符合题意;
D.A位于晶胞的顶点和面心,共有8×+6×=4,B位于晶胞的棱和体心,共有12×+1=4,化学式为AB,故D不符合题意。
故选:C。
4.C
【详解】A.将CuCl2固体溶于大量水中,[CuCl4]2-(黄色)+4H2O [Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-的平衡正向移动,溶液显蓝色,故A正确;
B.黄色和蓝色按照一定比例混合得到绿色,所以当[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+达一定比例时,溶液呈现绿色,故B正确;
C.Cu2+与H2O之间的配位键为σ键,每个水分子内部有2个σ键,所以1mol[Cu(H2O)4]2+配离子中含σ键数目为12NA,故C错误;
D.[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+的中心离子为Cu2+,提供空轨道,Cl-和水分子中的O原子有孤电子对,为配位原子,配位数均为4,故D正确;
答案选C。
5.D
【分析】短线表示是共价键和配位键,X形成两个键可能是O或S,Z形成一个键可能是H或F或Cl,根据“W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数”,Z只能是H,W原子最外层有2个电子,可推出Y最外层3个电子,说明结构中Y形成化学键中有配位键,再根据“W、X对应的简单离子核外电子排布相同”,且X与Y同周期,W只能是Mg,X是O,Y是B,Z是H。
【详解】A.四种元素中,氧元素电负性最大,A正确;
B.结合Y为B和结构图可看出1mol该物质中含有2mol配位键,B正确;
C.B的最高价氧化物对应的水化物是H3BO3,属于一元弱酸,C正确;
D.第一电离能介于O和B之间的同周期元素有Be和C两种,D错误;
故选D。
6.B
【详解】A.由非金属原子形成的化合物可能是离子化合物如NH4Cl,也可能是共价化合物如HCl,因此由非金属原子形成的化合物不一定是共价化合物,A错误;
B.离子化合物中一定存在离子键,可能存在共价键,例如NaOH中含有离子键和共价键,B正确;
C.离子键、共价键均属于化学键,氢键不是化学键,属于分子间作用力,C错误;
D.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于H2O分子中的H-O化学键所致,氢键不属于化学键,不能影响物质的稳定性,一般是影响其物理性质,如影响物质的熔沸点逆密度大小,D错误;
故合理选项是B。
7.C
【分析】根据图丙可知Li2S的晶胞结构为:,据此分析解答。
【详解】A.根据晶胞结构可知在该晶胞中S2-个数=8×+6×=4,A正确;
B.每个Li+连接4个距离最近且相等的S2-,所以与Li+距离最近且相等的S2-有4个,B正确;
C.该晶胞中含有8个Li+,两个距离最近的Li+之间距离为晶胞边长d的一半,与Li+距离最近且相等的Li+有6个,分别位于该Li+的上、下、前、后、左、右六个方向,C错误;
D.该晶胞中该晶胞中两个距离最近的Li+和S2-的核间距为晶胞体对角线的,该晶胞边长为d pm,体对角线为,则该晶胞中该晶胞中两个距离最近的Li+和S2-的核间距的计算表达式为,D正确;
故合理选项是C。
8.C
【详解】A.碳碳双键的键长比碳碳单键的键长小,但比碳碳单键键长的大,故A正确;
B.氧元素的电负性大于碳元素,所以碳氧键的键能大于碳碳键,故B正确;
C.由结构简式可知,C22O4为结构不对称的极性分子,故C错误;
D.由结构简式可知,C18晶体为由分子形成的分子晶体,故D正确;
故选C。
9.D
【分析】溴乙烷与NaOH乙醇溶液共热发生消去反应生成乙烯,由于乙醇易挥发,生成的乙烯中会混有乙醇,据此分析。
【详解】A.乙醇与水互溶,乙烯难溶于水,所以可以用水除去混有的乙醇,A正确;
B.生成的气体中含有乙烯,乙烯可以还原酸性高锰酸钾溶液使其褪色,B正确;
C.乙烯可以和溴的四氯化碳溶液发生加成反应使其褪色,而挥发出的乙醇不能使溴的四氯化碳溶液褪色,C正确;
D.以体心钠离子为例,距离最近的钠离子棱心上,所以有12个,D错误;
综上所述答案为D。
10.D
【详解】A.银原子处于顶点与面心上,晶胞中含有的银原子数目为8×+6×=4,A说法正确;
B.银晶体中,金属键无方向性,银原子采取面心立方最密堆积,配位数是12,B说法正确;
C.在立方体的各个面的对角线上3个银原子彼此两两相切,银原子的直径为r,故面对角线长度为4r,则棱长为2r,故晶胞的体积为(2r)3=16r3,C说法正确;
D.晶胞中含有4个原子,故晶胞质量为,晶胞的体积为16r3,故晶胞密度=,D说法错误;
答案为D。
11.B
【详解】A.由题中信息可知,BN晶体具有高熔点、高硬度的特性,所以其为原子晶体,其结构应与金刚石相似,A正确;
B.结构与金刚石相似,则每个原子均采用sp3杂化,B错误;
C.由于B最外层只有3个电子,故其原子的最外层有空轨道,而N原子有孤电子对,故两者可形成配位键,C正确;
D.由题中信息可知,BN晶体具有高熔点、高硬度的特性,因此该晶体可作耐高温、耐磨材料;
答案选B。
12.A
【详解】A.中配位键属于σ键,CN-中也有1根σ键,1mol离子中含有的σ键为12mol,即12NA ,A错误;
B.依据计算物质的量,氢键是分子间作用力,每个水分子形成两个氢键,18g冰中含有的氢键数目为2NA,B正确;
C.256g单质的物质的量为,而1mol中含8molS—S键,单质中含有8molS—S键,即8NA个,C正确;
D.依据计算物质的量,1mol形成的N—N键为,则形成N—N键个数为1.5 NA,D正确;
故选A。
13.B
【详解】A.具有规则几何外形的固体,还必须有固定的熔点才是晶体,故A错误;
B.根据氯化钠的晶体结构,NaCl晶体中与每个Na+距离相等且最近的Na+共有12个,故B正确;
C.晶格能与离子半径成反比,熔点:NaID.含有共价键的晶体不一定具有较高的熔、沸点及硬度,如干冰是分子晶体,含有共价键,熔、沸点低,故D错误;
选B。
14.D
【详解】A.BP的B原子分数坐标均小于晶胞参数,推知B原子均在晶胞体内,每个晶胞有4个B原子,由化学式BP知每个晶胞有4个P原子,有4个B原子,二者配位数相等,故一个晶胞中含有4个B原子,故A正确;
B.已知P原子位于晶胞的顶角和面心,则B原子位于体内,点1可能的B原子分数坐标为(0.25,0.25,0.75),故B正确;
C.B原子周围的4个P原子形成正四面体结构,顶点P原子与正四面体体心B原子连线处于体对角线上,二者距离最近且等于体对角线长度的,而体对角线长度等于晶胞棱长的倍,则P原子与B原子最近距离为a pm××=,故C正确,
D.BP的B原子分数坐标均小于晶胞参数,推知B原子均在晶胞体内,每个晶胞有4个B原子,由化学式BP知每个晶胞有4个P原子。晶胞质量m=g,晶胞体积V=( apm) 3=a3×10-30cm3,晶体密度ρ=g cm-3,故D错误;
故选:D。
15.B
【详解】A.铍原子最外层为2s能级,s能级的电子云图为球形为 ,故A错误;
B.三种物质的阴离子是相同的,均为碳酸根,Ca2+、Sr2+、Ba2+为同主族元素的金属阳离子,从上到下,离子半径逐渐增大,阳离子的半径越大,结合碳酸根中的氧离子越容易,分解温度越高,则热稳定性为,故B正确;
C.由洪特规则可知,在2p轨道上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同,则电子排布图违背了洪特规则,故C错误;
D.属于饱和一元醇,名称为2—丁醇,故D错误;
故选B。
16.(1)
(2)降低溶剂的极性,减小的溶解度
(3)
(4) 配位键(或共价键) 三角锥形
【详解】(1)根据上述分析,溶液中呈天蓝色微粒为,1 mol该天蓝色微粒所含配位键4mol,4mol水中含有8molH-O共价键,σ键数目为12NA,答案: ,12NA;
(2)加入乙醇可以降低溶剂的极性,减小的溶解度,故答案: 降低溶剂的极性,减小的溶解度;
(3)氢氧化铜蓝色沉淀溶解成深蓝色溶液的离子方程式为,答案; -
(4)晶体中与 之间的化学键为配位键,配体为氨气分子,氨气分子中N原子采用sp3杂化,空间构型为三角锥形,答案:配位键;三角锥形。
17.(1) 较低 较小 分子间作用力 很弱 较低 氢键 高 氢键 相对分子质量 升高 高 越多 越低
(2)相似相溶
【详解】(1)分子晶体融化、气化时均破坏的为分子间作用力,故熔、沸点较低,硬度较小,易升华。
①分子晶体熔化时需破坏分子间作用力,由于分子间作用力很弱,所以分子晶体的熔、沸点一般较低。
②分子晶体熔、沸点比较规律
a.少数主要以氢键作用形成的分子晶体,比一般的分子晶体的熔、沸点高,如含有H-F、H-O、H-N等共价键的分子间可以形成氢键,所以HF、H2O、NH3、醇、羧酸等物质的熔、沸点相对较高。
b.组成与结构相似,分子之间不含氢键而只利用范德华力形成的分子晶体,随着相对分子质量的增大,物质的熔、沸点逐渐升高。例如,常温下Cl2呈气态,Br2呈液态,而I2呈固态;CO2呈气态,CS2呈液态。
c.相对分子质量相等或相近的极性分子构成的分子晶体,其熔、沸点一般比非极性分子构成的分子晶体的熔、沸点高,如CO的熔、沸点比N2的熔、沸点高。
d.有机物中组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体,相对分子质量相同,一般支链越多,分子间的相互作用力越弱,熔、沸点越低,如熔、沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷。
(2)分子晶体不导电。分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律,即极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂。
18.NaCl和CsCl电荷数相同,Na+半径小,熔点高。一般说来,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,离子键越强, 离子晶体的熔、沸点越高
【解析】略
19.(1)NaCl、Na2S
(2)NaOH、(NH4)2S
【解析】略
20. 第四周期第ⅦB族 sp3、sp2 π B Cu2+ + 4NH3 =[Cu(NH3)4]2+ N、F、H三种元素的电负性:F>N>H,在NF3中,共用电子对偏向F原子,使得N原子上的孤对电子难与Cu2+形成配位键
【详解】(1)Mn的价电子排布式为3d54s2,位于第四周期第ⅦB族;
(2)从天冬酰胺的结构中可以看出,碳原子形成的化学键的类型有单键和双键,故碳原子中碳以sp3和sp2两种杂化;
(3)1条三键中含有1个σ键和2个π键, 1个π键键能=×(942 kJ·mol-1-247 kJ·mol-1) =347.5 kJ·mol-1,大于σ键的键能,所以N2中的π键稳定;
(4)A.同主族元素电负性由上到下依次减弱,O的电负性大于S,A错误;
B.在上述结构示意图中,O和Cu之间(图中O→Cu)存在配位键,H-O、S-O之间存在共价键,[Cu(H2O)4]2+和之间存在离子键,B正确;
C.胆矾是CuSO4 5H2O,是由[Cu(H2O)4]2+和构成的,属于离子晶体,C错误;
D.由于胆矾晶体中水两类,一类是以配位键形成配体的水分子,一类是以氢键形成的结晶水,结合方式不同,因此受热时氢键形成的结晶水会先失去,故会因温度不同而得到不同的产物,D错误;
故选B;
(5)铜离子能与氨气形成配位键,故氢氧化铜能溶解在氨水中,反应的离子方程式为Cu2+ + 4NH3 =[Cu(NH3)4]2+;N、F、H三种元素的电负性:F>N>H, 形成配合物时,N原子作为配位原子,NH3中共用电子对偏向N,而在NF3中,共用电子对偏向F,偏离N原子,因此使得N原子上的孤对电子难与Cu2+形成配位键。
21. 面心立方堆积 π×100%
【详解】由图可知,该堆积方式属于面心立方堆积;钴原子处于顶点和面心,晶胞内钴原子数目=8×+6×=4,晶胞参数为acm,因钴原子的半径为r,则晶胞立方体面对角线长为4r,则依据几何关系可知(4r)2=a2+a2,解得r=acm,则其空间利用率=×100%=×100%=π×100%≈74%。
22. 142 pm 1.37
【详解】由NaCl晶胞可知,NaH晶胞中Na+位于棱上和体心,H-位于顶角和面心,故NaH晶胞的边长相H-的直径和Na+的直径之和,故H-的半径为。NaH晶胞中含有4个Na+和4个H-,则该晶体的密度为≈1.37 g/cm3。
23.(1) 四 VIII 1s22s22p3 8 哑铃 Mg 镁原子3s能级上有两个电子,失去的是3s能级上的电子,铝原子价电子排布式为3s23p1,失去的是3p上的电子,3p上的电子能量较高,容易失去,所以镁的第一电离能大
(2) 小于 AlF3中两元素电负性差值大于1.7,属于离子化合物;而AlBr3中两元素电负性差值小于1.7 属于共价化合物;离子化合物熔点高于共价化合物 小于2.8
【解析】(1)①Fe是26号元素,位于元素周期表中的第四周期VIII族;②N是7号元素,原子位于元素周期表第二周期第ⅤA族,因此基态N原子核外电子排布式为1s22s22p3;O核外有8个电子,则有8种不同运动状态的电子;③基态S原子核外电子占据的最高能级为3p,电子云轮廓图为锤形(哑铃);④镁原子3s能级上有两个电子,失去的是3s能级上的电子,铝原子价电子排布式为3s23p1,失去的是3p上的电子,3p上的电子能量较高,容易失去,所以镁的第一电离能大;
(2)①AlF3中两元素电负性差值大于1.7,属于离子化合物;而AlBr3中两元素电负性差值小于1.7 属于共价化合物;离子化合物熔点高于共价化合物,因此为大于;②F、Br是同一主族元素,根据题意可知同主族自上而下电负性减小,因此I的电负性小于2.8。
24.(1)O2-离子比Cl-半径小、电荷高,MgO中离子键比MgCl2中离子键强,故熔点更高
(2)金刚石是共价(原子)晶体,硫磺是分子晶体,金刚石中碳碳共价键比硫磺分子间作用力强得多,故金刚石比硫磺硬度大得多
【解析】(1)
MgCl2和MgO都是离子晶体,O2-离子比Cl-半径小、电荷高,所以MgO中离子键比MgCl2中离子键强,熔化需克服的键能高,故熔点更高,即O2-离子比Cl-半径小、电荷高,MgO中离子键比MgCl2中离子键强,故熔点更高;
(2)
金刚石是C原子之间通过共价键形成的共价(原子)晶体,硫磺是S原子之间以共价键结合成的分子,属于分子晶体,金刚石中碳碳共价键比硫磺分子间作用力强得多,故金刚石比硫磺硬度大得多,即金刚石是共价(原子)晶体,硫磺是分子晶体,金刚石中碳碳共价键比硫磺分子间作用力强得多,故金刚石比硫磺硬度大得多。
25.共价晶体构成微粒是原子,原子之间以共价键结合,而在冰中,构成微粒是H2O分子,H2O分子之间以氢键(氢键属于分子间作用力)结合,分子间作用力比共价键弱
【详解】共价晶体构成微粒是原子,原子之间以共价键结合;而在冰晶体中,构成微粒是H2O分子,H2O分子存在氢键(氢键属于分子间作用力),H2O分子之间的氢键比共价键弱很多,导致其熔沸点比共价晶体的低,密度比共价晶体的小。
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