第三章《晶体结构与性质》复习
一、单选题
1.LiAlH4是常用的还原剂,下列有关说法正确的是
A.LiAlH4中心原子的杂化方式是杂化,阴离子的空间构型是正四面体形
B.LiAlH4中存在离子键、键、氢键
C.该化合物熔点较低,易挥发
D.Li、Al属于金属晶体,当受外力时,晶体中原子的排列方式会发生改变
2.将石墨置于熔融的钾中可形成钾石墨,其组成主要是、、、、等。在钾石墨中,钾原子把价电子交给石墨层,但在遇到与金属钾易反应的其他物质时会收回。下列对钾石墨的叙述正确的是
A.钾石墨中存在 B.钾石墨与水不会发生任何反应
C.钾石墨不导电 D.上述5种钾石墨互称同素异形体
3.关于晶体的下列说法正确的是
A.任何晶体中,若含有阳离子就一定有阴离子
B.原子晶体中只含有共价键
C.原子晶体的熔点一定比金属晶体的高
D.离子晶体中只含有离子键,不含有共价键
4.氯化钠是典型的离子晶体,下列关于氯化钠晶体结构的描述正确的是
A.氯化钠晶胞中含有1个钠离子和1个氯离子
B.氯化钠晶胞中,氯离子处于钠离子形成的正四面体的中心空隙中
C.氯化钠晶胞中,每个钠离子周围最近的钠离子有12个
D.氯化钠晶胞的体心处一定是钠离子
5.下列数据是对应物质的熔点:
物质 Na2O BCl3 AlF3 AlCl3 SiO2
熔点/℃ 920 -107 1291 190 1723
由以上数据作出的下列判断中错误的是A.Na2O在920℃时可以导电 B.BCl3和AlF3的晶体类型相同
C.AlCl3晶体溶于水时破坏的是共价键 D.表中物质都不属于金属晶体
6.下列关于NaCl晶体结构的说法中正确的是
A.NaCl晶体中,每个周围吸引的与每个周围吸引的数目相等
B.NaCl晶体中,每个周围吸引1个
C.NaCl晶胞中的质点代表一个NaCl
D.NaCl晶体中存在单个的NaCl分子
7.NH4Cl的晶胞为立方体,其结构如下。下列说法不正确的是
A.NH4Cl晶体属于离子晶体
B.NH4Cl晶胞中H-N-H键角为90°
C.NH4Cl晶体中既有离子键又有共价键
D.每个Cl-周围与它最近且等距离的的数目为8
8.某晶体中含有极性键,关于该晶体的说法错误的是
A.不可能有很高的熔沸点 B.不可能是金属晶体
C.可能是有机物 D.可能是离子晶体
9.下列有关金属键的叙述正确的是
A.金属键有饱和性和方向性
B.金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用
C.金属键中的自由电子属于整块金属
D.金属的性质和金属固体的形成都与金属键无关
10.下列说法正确的是
A.SO2 与 CO2 的分子立体构型均为直线形
B.CH4 和 NH3 中的分子的极性和共价键的极性均相同
C.SiO2 的晶体类型与 CO2 的不同,且 SiO2 的熔点比 CO2 的高
D.分子晶体中只存在分子间作用力,不含有其它化学键
11.下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中,不正确的是
A.金属键是金属阳离子与“自由电子”之间的较强作用,金属键无方向性和饱和性
B.共价键是相邻原子之间通过共用电子形成的化学键,共价键有方向性和饱和性
C.范德华力是分子间存在的一种作用力,分子的极性越大,范德华力越大
D.氢键不是化学键,而是一种分子间作用力,所以氢键只存在于分子与分子之间
12.科学家曾合成了一系列具有独特化学特性的(A1H3)n氢铝化合物。已知,最简单的氢铝化合物的分子式为A12H6,它的熔点为150℃,燃烧热极高。A12H6球棍模型如图。下列有关说法肯定错误的是
A.Al2H6在固态时所形成的晶体是分子晶体
B.氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料
C.Al2H6在空气中完全燃烧,产物为氧化铝和水
D.Al2H6中含有极性共价键、配位键和离子键
二、填空题
13.铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。某FexNy的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为______。
14.是的一种配合物,的结构为 ,的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物 ,常温下为液态而非固态,原因是_______。
15.填空。
(1)比较熔点:硅晶体___________白磷晶体(填“>”、“<”或“=”),判断理由是___________。
(2)用一个离子方程式说明和结合能力的相对强弱___________。
16.砷化镍激光在医学上用于治疗皮肤及黏膜创面的感染、溃疡等,砷化镍晶胞如图所示,该晶胞密度ρ为_______g·cm-3(列式即可,不必化简)。
17.硫及其化合物广泛存在于自然界中,并被人们广泛利用。回答下列问题:
(1)当基态原子的电子吸收能量后,电子会发生___________,某处于激发态的S原子,其中1个3s电子跃迁到3p轨道中,该激发态S原子的核外电子排布式为___________。
(2)苯酚( )中羟基被硫羟基取代生成苯硫酚( ),苯硫酚的酸性比苯酚的酸性强,原因是___________。
(3)甲醇(CH3OH)中的羟基被硫羟基取代生成甲硫醇(CH3SH)。
①甲硫醇中C﹣S键与S﹣H键的键角___________(填“小于”或“等于”)180°,甲硫醇分子中C原子杂化轨道类型是___________,S原子杂化轨道类型是___________。
②甲醇和甲硫醇的部分物理性质如下表:
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 水溶液
甲醇 ﹣97 64.7 互溶
甲硫醇 ﹣123 6.8 不溶
甲醇和甲硫醇在水溶性方面性质差异的原因是___________。
(4)科学家通过X射线推测胆矾结构示意图:
其中含有___________个配位键,___________个氢键。
(5)在CrCl3的水溶液中,一定条件下存在组成为[CrCln(H2O)6-n]x+(n和x均为正整数)的配离子,将其通过氢离子交换树脂(R-H),可发生离子交换反应:[CrCln(H2O)6-n]x++xR-H→Rx[CrCln(H2O)6-n]+xH+ ,交换出来的H+经中和滴定,即可求出x和n,确定配离子的组成。将含0.0015 mol [CrCl6(H2O)6-n]x+的溶液,与R-H完全交换后,中和生成的H+用浓度为0.1200 moI/LNaOH溶液25.00 mL,可知该配离子的化学式为___________ 。
18.(1)在①NaCl、②NaOH、③Na2O2、④N2、⑤H2S、⑥H2O2中,只含有离子键的是_______;只含有极性键的是________;只含有非极性键的是________;既含有离子键,又含有极性键的是_______;既含有离子键,又含有非极性键的是__________。
(2)请用电子式表示NaCl的形成过程:___________。
(3)N2的结构式为:__________;H2O2的结构式为:___________。
19.结合金属晶体的结构与性质,回答下列问题:
(1)根据下列叙述,判断晶体一定为金属晶体的是______(填标号,下同)。
A.由分子间作用力形成的晶体,熔点较低
B.由共价键结合形成共价键三维骨架结构的晶体,熔点很高
C.固体有良好的导电性、导热性和延展性
(2)下列关于金属晶体的叙述正确的是______。
A.常温下,金属单质都以金属晶体形式存在
B.金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用,在一定外力作用下,不会因形变而消失
C.温度越高,金属的导电性越好
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【详解】A.LiAlH4阴离子是AlH ,中心原子Al的价层电子对数是4,杂化方式是sp3,空间构型是正四面体形,描述正确,A正确;
B.LiAlH4中存在阴阳离子间的离子键,AlH中存在σ键,但是该物质中不存在氢键,B错误;
C.LiAlH4是一种白色晶状固体,不易挥发,C错误;
D.金属受到外力作用时,各原子层容易发生相对滑动,但不会改变原来的排列方式,也不会破坏金属键,D错误;
故选A。
2.A
【详解】A.由题意可知,在钾石墨中,钾原子把价电子交给石墨层形成钾离子,所以钾石墨中存在钾离子,故A正确;
B.由题意可知,在钾石墨中,钾原子把价电子交给石墨层,但在遇到与金属钾易反应的其他物质时会收回,所以钾石墨能与水反应,故A错误;
C.由题意可知,在钾石墨中,钾原子把价电子交给石墨层,石墨层多了自由移动的电子,所以钾石墨能导电,且导电能力比石墨强,故C错误;
D.同素异形体是同种元素形成不同种单质的互称,由题意可知,钾石墨中含有碳元素和钾元素,所以5种钾石墨不可能互称同素异形体,故D错误;
故选A。
3.B
【分析】
【详解】A.金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的,所以有阳离子不一定有阴离子,故A错误;
B.原子晶体中原子间以共价键结合而成,故B正确;
C.不同金属晶体熔点差别很大,有的熔点很高如钨,所以原子晶体的熔点不一定比金属晶体的高,故C错误;
D.离子晶体中也可能含有共价键,如氢氧化钠属于离子晶体,既含有离子键,又含有共价键,故D错误;
答案选B。
4.C
【分析】根据氯化钠晶胞的结构,根据晶胞的结构,每个钠离子周围距离最近的钠离子在小立方体的面对角线的位置;采用沿X、Y、Z三轴切割的方法确定钠离子的配位数,将氯离子连接后观察所围成的空间几何构型,每个氯离子周围紧邻的钠离子相连接而成的空间几何体为正八面体。
【详解】A. 根据氯化钠晶胞的结构,氯化钠晶胞中含有8×+6×=4个钠离子和12×+1=4个氯离子,故A错误;
B. 沿X、Y、Z三轴切割的方法知,X轴上有2个氯离子,Y轴上有2个氯离子,Z轴上有2个氯离子,所以钠离子的配位数是6,将6个氯离子连接后所围成的空间几何构型正八面体,氯化钠晶胞中,氯离子处于钠离子形成的正八面体的中心空隙中,故B错误;
C. 每个钠离子周围距离最近的钠离子在小立方体的面对角线的位置,每个钠离子周围有八个这样的立方体,形成12个面,所以面对角线上的钠离子就有12个,氯化钠晶胞中,每个钠离子周围最近的钠离子有12个,故C正确;
D. 氯化钠晶胞的体心处不一定是钠离子,也可能看成是氯离子,故D错误;
故选C。
5.B
【详解】A.根据表格数据可知,Na2O的熔点为920℃,则920℃时Na2O已经开始熔化生成自由移动的Na+和O2-,可以导电,故A正确;
B.根据表格数据,BCl3沸点-107℃,熔点低,为分子晶体;AlF3熔点为1291℃,熔点较高,为离子晶体,二者的晶体类型不相同,故B错误;
C.AlCl3属于共价化合物,只含有共价键,晶体溶于水时破坏的是共价键生成氯离子和铝离子,故C正确;
D.金属晶体都是金属单质,表中物质都是化合物,不属于金属晶体,故D正确;
答案选B。
6.A
【详解】A.氯化钠晶体中,每个周围吸引6个,而每个周围吸引6个,数目相等,选项A正确;
B.氯化钠晶体中,每个周围吸引6个,而每个周围吸引6个,选项B错误;
C.NaCl晶体中的质点表示或,选项C错误;
D.NaCl晶体中不存在单个NaCl分子,选项D错误。
答案选A。
7.B
【详解】A.氯化铵由铵根离子和氯离子构成,为离子晶体,A正确;
B.铵根离子中N原子杂化方式为sp3杂化,键角为109。28',B错误;
C.NH4Cl晶体中铵根和氯离子之间为离子键,氮原子和氢原子之间为共价键,C正确;
D.根据晶胞结构可知每个Cl-周围与它最近且等距离的铵根离子的数目为8,在周围八个立方体体心位置,D正确;
故选B。
8.A
【分析】
【详解】A.含有极性键的晶体可能是原子晶体,如二氧化硅中含有Si-O极性键,其熔沸点很高,故A错误;
B.金属晶体的构成微粒是金属原子,不能形成极性键,因此不可能是金属晶体,故B正确;
C.有机物中含有极性键,如甲烷中含有C-H极性键,故C正确;
D.离子晶体中也可能含有极性键,如NaOH中含有O-H极性键,故D正确;
答案选A。
9.C
【详解】A.金属键不是存在于相邻原子之间的作用力,而是属于整块金属,因此没有方向性和饱和性,故A错误;
B.金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电作用,包括吸引和排斥作用,故B错误;
C.金属中的电子可以在整块金属中自由移动,金属键中的自由电子属于整块金属,故C正确;
D.金属键的强弱决定金属的熔沸点等物理性质,故D错误;
正确答案是C。
10.C
【详解】A.CO2价层电子对数为=2,因此二氧化碳的分子立体构型为直线形,二氧化硫价层电子对数为=3,含有1对孤对电子,则二氧化硫的分子立体构型为V型,A错误;
B.甲烷为正四面体结构,分子结构对称,属于非极性分子,氨气为三角锥形结构,分子结构不对称,属于极性分子,两者分子极性不同,B错误;
C.SiO2属于共价晶体,熔化时破坏共价键,而CO2属于分子晶体,熔化时破坏分子间的作用力,因此SiO2的熔点比 CO2的高,C正确;
D.分子晶体中存在分子间作用力,有的也存在化学键,如二氧化碳是分子晶体,碳和氧之间存在极性共价键,D错误;
答案选C。
11.D
【详解】A.金属键是化学键的一种,主要在金属中存在,由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力组合而成,因为电子的自由运动金属键没有固定的方向,所以A选项是正确的;
B.共价键是原子之间强烈的相互作用共价键,有方向性和饱和性,所以B选项是正确的;
C.范德华力是分子间作用力,相对分子质量越大分子间作用力越大极性越大,分子间作用力越强,所以C选项是正确的;
D.氢键是一种分子间作用力比范德华力强但是比化学键要弱,氢键既可以存在于分子间(如水、乙醇、甲醇等),又可以存在于分子内(如),故D错误;
故选D。
12.D
【详解】A.Al2H6的熔点为150℃,熔点较低,在固态时所形成的晶体是分子晶体,故A正确;
B.燃烧时放出大量的热量,并且能与H原子形成共价键,可成为未来的储氢材料和火箭燃料,故B正确;
C.根据元素组成可知Al2H6在空气中完全燃烧,产物为氧化铝和水,故C正确;
D.Al2H6为分子晶体,化合物中Al和H之间为共价键,不具有离子化合物的特征,说明不含离子键,故D错误;
故选D。
【点睛】以信息题的形成考查晶体的类型以及化学键知识,根据题给信息“氢铝化合物的分子式为Al2H6,它的熔点为150℃”可说明Al2H6为分子晶体,燃烧时放出大量的热量,可作为燃料,化合物中Al和H之间为共价键,不具有离子化合物的特征。
13.Fe3CuN
【详解】物质本身所含能量越低越稳定,所以更稳定的Cu替代型产物为Cu替代a位置Fe型,则根据均摊法,一个晶胞中,Cu原子个数为8×=1,Fe原子个数为6×=3,N原子个数为1,所以化学式为Fe3CuN,故答案为:Fe3CuN。
14.阴、阳离子半径大,电荷数小,形成的离子键较弱,熔点低
【详解】该离子化合物中阴、阳离子的半径都比较大,且只带1个电荷,电荷数较少,因此形成的离子键较弱,熔点较低,故答案为:阴、阳离子半径大,电荷数小,形成的离子键较弱,熔点低。
15.(1) > 晶体硅为原子晶体,熔化时破坏共价键;白磷为分子晶体,熔化时破坏分子间作用力
(2)
【解析】(1)
由于晶体硅为原子晶体,熔化时破坏共价键;白磷为分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,因此硅晶体的熔点高于白磷晶体,故答案为:>,晶体硅为原子晶体,熔化时破坏共价键;白磷为分子晶体,熔化时破坏分子间作用力。
(2)
根据反应可知,比结合能力更强,故答案为:。
16.
【详解】该晶胞中Ni原子个数=4×+4×+2×+2×=2、As原子个数为2,Ni和As原子个数之比为2∶2=1∶1,晶胞体积V=(a×10-10cm)2×sin60°×b×10-10cm=a2b×10-30,晶胞密度====g·cm-3;
故答案为:。
17.(1) 跃迁 1s22s22p63s13p5
(2)S-H键的键能比O-H键的弱,在水中更溶液电离出氢离子
(3) 小于 sp3 sp3 甲醇分子之间存在氢键,甲醇的熔沸点比甲硫醇的高,甲醇能与水互溶是由于甲醇分子与水分子之间形成氢键,而甲硫醇中S的电负性小,不能形成氢键
(4) 4 4
(5)[CrCl(H2O)5]2+
【详解】(1)当基态原子的电子吸收能量后,电子会发生跃迁,激发态的 S 原子,其中 1 个 3s 电子跃迁到 3p 轨道,该激发态 S 原子的核外电子排布式为: 1s22s22p63s13p5,同周期中从左向右,元素的非金属性增强,第一电离能增强,同周期中稀有气体元素的第一电离能最大,所以在第 3 周期中,第一电离能最大的元素为 Ar,故答案为:跃迁;1s22s22p63s13p5;
(2)S-H键的键能比O-H键的弱,在水中更溶液电离出氢离子,故苯硫酚的酸性比苯酚的酸性强;
(3)①分子中S原子形成2个σ键,含有2对孤对电子,S原子与连接原子之间为V形结构,甲硫醇中C﹣S键与S﹣H键的键角小于(填“小于”或“等于”)180°,C原子形成4个σ键,没有孤对电子,C原子、S原子的杂化轨道数目均为4,均采取sp3杂化,
故答案为:小于;sp3;sp3;
②甲硫醇分子之间为范德华力,甲醇分子之间存在氢键,甲醇的熔沸点比甲硫醇的高,甲醇分子与水分子之间形成氢键,甲醇能与水互溶,
故答案为:甲醇分子之间存在氢键,甲醇的熔沸点比甲硫醇的高,甲醇能与水互溶是由于甲醇分子与水分子之间形成氢键,而甲硫醇中S的电负性小,不能形成氢键;
(4)铜离子与水分子之间形成配位键,水分子之间形成氢键、水分子与硫酸根离子之间也形成氢键,图中微粒中含有 4个配位键,4个氢键,
故答案为:4;4;
(5)中和生成的H+需浓度为0.1200mol/L氢氧化钠溶液25.00mL,由H++OH-=H2O,可以得出H+的物质的量为0.12mol/L×25.00×10-3L=0.003mol,所以x==2,则[CrCln(H2O)6-n]2+中Cr的化合价为+3价,则有3-n=2,解得n=1,即该配离子的化学式为[CrCl(H2O)5]2+,
故答案为:[CrCl(H2O)5]2+。
18. ① ⑤ ④ ② ③ N≡N H-O-O-H
【分析】(1)金属阳离子和阴离子之间的化学键为离子键,一般盐、碱金属氧化物中含有离子键,非金属元素之间的化学键为共价键,其中相同非金属元素形成的为非极性共价键,不同非金属元素形成的为极性共价键,以此解答该题;
(2)根据离子键的形成原理分析解答;
(3)根据共价键的形成原理分析书写共价分子的结构式。
【详解】(1)NaCl中钠离子和氯离子之间只存在离子键; NaOH中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键、O原子和氢原子之间存在极性共价键;Na2O2中钠离子和过氧根离子之间存在离子键、O原子和O原子之间存在非极性共价键;N2中N原子之间只存在非极性共价键;H2S是共价化合物,S原子与H原子间存在极性共价键;H2O2中H原子和O原子之间存在极性共价键,O与O原子之间为非极性键;故答案为:①;⑤;④;②;③;
(2)氯化钠形成过程中,钠原子失去1个电子形成钠离子,氯原子得到1个电子形成氯离子,阴阳离子间通过离子键结合,用电子式表示为: ,故答案为: ;
(3)氮气分子中氮原子间通过氮氮叁键结合,结构式为:N≡N;双氧水分子中氧原子与氢原子间均以共价键结合,结构式为:H-O-O-H ,故答案为:N≡N;H-O-O-H。
19. C B
【详解】(1)由分子间作用力形成的晶体,熔点较低,是分子晶体,A项不符合题意;由共价键结合形成共价键三维骨架结构的晶体,熔,点很高,是共价晶体,B项不符合题意;固体有良好的导电性、导热性和延展性是金属晶体的性质,C项符合题意。
故答案为:C;
(2)常温下,金属单质通常以金属晶体形式存在,但汞是特例,汞在常温下是液体,A项错误;金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用,在一定外力作用下,不会因形变而消失,这可以认为是电子气理论对金属具有良好延展性的解释,B项正确;温度升高,金属阳离子的振动频率和自由电子的无序运动增强,会使金属的电导性减弱,C项错误。
故答案为:B。
答案第1页,共2页
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