2023-2024学年鲁科版(2019)高中化学选择性必修2 3.2几种简单的晶体结构模型分层练习(含答案)

文档属性

名称 2023-2024学年鲁科版(2019)高中化学选择性必修2 3.2几种简单的晶体结构模型分层练习(含答案)
格式 docx
文件大小 1.3MB
资源类型 试卷
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-11-14 10:29:33

图片预览

文档简介

中小学教育资源及组卷应用平台
3.2几种简单的晶体结构模型
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列说法错误的是
A.基态原子3d轨道上有5个电子的元素位于ⅥB族或ⅦB族
B.中,阴离子立体构型为平面三角形,C原子的杂化方式为
C.因HF分子间存在氢键,所以在HX中其沸点最高
D.因金属性K>Na>Mg,所以熔点:KCl>NaCl>MgCl2
2.下列物质的熔、沸点高低顺序中,正确的是
A.金刚石>晶体硅>金刚砂 B.
C. D.金刚石>生铁>纯铁>钠
3.金属材料具有良好的延展性的原因是
A.金属原子半径都较大,价电子数较少
B.金属受外力作用变形时,金属中各原子层会发生相对滑动
C.金属中大量自由电子受外力作用时,运动速率加快
D.自由电子受外力作用时能迅速传递能量
4.陈述I和II均正确,且具有因果关系的是
选项 陈述I 陈述II
A 电负性:F>Cl 酸性:CF3COOH<CCl3COOH
B 离子半径:r(Mg2+)<r(Ca2+) 熔点:MgO>CaO
C 分子极性:CO>N2 范德华力:CO<N2
D 分子间作用力:H2O>H2S 稳定性:H2O>H2S
A.A B.B C.C D.D
5.Tf2O在医药领域有广泛的应用前景,其结构如图所示,其中W、X、Y、Z为原子半径依次增大的短周期非金属元素,W位于元素周期表的p区。下列说法不正确的是

A.沸点:
B.基态原子未成对电子数:
C.中元素的化合价为价
D.Y形成的氢化物可能既含极性键,又含非极性键
6.观察下列模型并结合有关信息,判断下列说法正确的是
干冰 BN SiO2 NaCl
结构模型示意图
A.44g干冰中含有NA个晶胞结构单元
B.立方氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大
C.SiO2晶体和NaCl晶体中微粒的排列方式均为紧密堆积形式
D.NaCl晶体中每个Na+周围距离相等且最近的Na+有12个
7.医院在进行外科手术时,常用HgCl2稀溶液作为手术刀的消毒剂,已知HgCl2有如下性质:①HgCl2晶体熔点较低 ②HgCl2熔融状态下不导电 ③HgCl2在水溶液中可发生微弱电离。下列关于HgCl2的叙述中正确的是
A.HgCl2晶体属于分子晶体
B.HgCl2属于离子化合物
C.HgCl2属于电解质,且属于强电解质
D.HgCl2属于非电解质
8.铁的晶体有多种结构,其中两种晶体的晶胞结构如下图甲、乙所示(acm、bcm分别为晶胞边长),下列说法正确的是
A.两种铁晶体中均存在金属阳离子和阴离子
B.乙晶体晶胞中所含有的铁原子数为14
C.甲、乙两种晶胞中铁原子的配位数之比为1:2
D.甲、乙两种铁晶体的密度比为b3:2a3
9.有关晶体的下列说法中不正确的是
A.在NaCl晶体中,与Na+等距且最近的Cl-为6个
B.在晶体中,一个分子周围有12个分子紧邻
C.12g石墨晶体中含有2NA个六元环(表示阿伏加德罗常数)
D.SiC晶体中一个Si原子与周围四个C原子形成正四面体结构
10.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
11.图为几种晶体或晶胞的结构示意图。
请回答下列问题:
(1)这些晶体中,粒子之间以共价键结合形成的晶体是 。
(2)冰、金刚石、、、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为 。
(3)晶胞与晶胞结构相同,晶体的硬度 (填“大于”或“小于”)晶体的硬度,原因是 。
(4)每个晶胞中实际占有 个原子,晶体中每个周围距离最近且相等的有 个。
12.Ⅰ.(1)分析下列物质的物理性质,判断其晶体类型:
A.碳化铝,黄色晶体,熔点2200OC,熔融态不导电 ;
B.溴化铝,无色晶体,熔点98OC,熔融态不导电 ;
C. 五氟化钒,无色晶体,熔点19.5OC,易溶于乙醇、氯仿、丙酮中 ;
D.溴化钾,无色晶体,熔融时或溶于水中都能导电 。
(2)具有双核10个电子的共价化合物的化学式是 ,三核10个电子的共价化合物的化学式是 ,四核10个电子的共价化合物的化学式是 ,五核10个电子的共价化合物的化学式是
(3)A元素的氯化物的化学式为ACly,分子中各原子最外层电子数之和为26,则y的值为
13.Ⅱ.根据要求回答下列问题:
①CaBr2 ②H2O ③NH4Cl ④H2O2 ⑤Na2O2 ⑥Ca(OH)2 ⑦HClO ⑧I2 ⑨He ⑩Al
(1)只含有离子键的是(用序号回答) .
(2)含有共价键的离子化合物是(用序号回答) .
(3)含有共价键的共价化合物是(用序号回答) .
(4)常温时为固体,当其熔化时,不破坏化学键的是(用序号回答) .
(5)熔融状态时和固态时,都能导电的有(用序号回答) .
(6)晶体中只存在分子间作用力,没有共价键的是(用序号回答) .
14.碳酸盐中的阳离子不同,热分解温度就不同。下表为四种碳酸盐的热分解温度和对应金属阳离子的半径。随着金属阳离子半径的增大,碳酸盐的热分解温度逐渐升高,原因是
碳酸盐 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3
热分解温度/℃ 402 900 1172 1360
金属阳离子半径/pm 66 99 112 135
15.回答下列问题:
(1)已知以下三种物质熔融状态下均不能导电,熔点数据如下:
氮化硼(BN) 单质硼(B) 氯化铝(AlCl3)
熔点/ ℃ 2700 2573 194
请解释三种物质熔点依次减小的原因: 。
(2)HF气体在25 ℃、80 ℃和90 ℃测得其摩尔质量分别为58.0 g·mol-1、20.6 g·mol-1和20.0 g·mol-1。则不同温度下摩尔质量不同的可能原因是 。
16.铜的晶胞结构如图所示。一种金铜合金晶胞可以看成是铜晶胞面心上的铜被金取代,连接相邻面心上的金原子构成 (填“正四面体”“正八面体”或“正四边形”)。已知:表示阿伏加德罗常数的值,晶胞参数为,则该金铜合金晶体的密度为 (用含a、的代数式表示)。
17.第二代复合火箭推进剂发生的反应可表示为:①2NH4ClO4→N2↑+Cl2↑+2O2↑+4H2O;②4Al(s)+3O2(g)→2Al2O3(s)+QkJ(Q>0)。完成下列填空:
(1)书写H2O的电子式 ,Cl原子核外有 种不同能量的电子。
(2)上述物质所形成的晶体中,只包含一种微粒间作用力的是 (填序号)。
a. N2 b. Al2O3 c. H2O d. NH4ClO4
(3)N2和O2都能与H2反应,但二者反应条件差异较大,分析可能原因:①从分子断键角度看,N2分子更难断键,原因是 ;②从原子成键角度看,O原子更易与H原子结合,原因是 。
(4)反应①中,氧化产物是 ;生成1molN2时,反应中转移 NA电子。铵盐都易分解,NH4Cl、NH4HCO4等受热分解得到NH3和相应的酸,而NH4NO3等铵盐和NH4ClO4分解相似,一般无法得到对应酸,且产物可能为N2或NO等物质。请分析不同铵盐受热分解产物存在差异的可能原因: 。
(5)下列能量变化示意图可与反应②中所体现的能量关系匹配的是 (填序号)。
18.钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。回答下列问题:
(1)钛元素在元素周期表中的位置 。
(2)二氧化钛与(光气)、(二氯亚砜)等氯化试剂反应可用于制取四氯化钛。
①的空间构型为 ,中σ键和π键的数目比为 。
②是 分子。(填“极性”或“非极性”)
(3)钛的某配合物可用于催化环烯烃聚合,其结构如下图所示:
①碳原子的杂化类型有 种。
②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
(4)氮化钛晶体的晶胞结构如图所示,该晶体结构中与N原子距离最近且相等的Ti原子有 个;若该晶胞的密度为,阿伏加德罗常数的值为,则晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为 pm。(用含ρ、的代数式表示)
19.碳是一种非常神奇的元素,它有着像C60、石墨和金刚石等这样结构和性质截然不同的单质,如下图所示,碳还是构成有机物的基本元素。请回答下列问题:
(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式,它们互为 。
(2)石墨属于 晶体。
(3)金刚石中碳原子数目与C-C键数目之比为 。
(4)青蒿素是从植物青蒿中提取的有机物,用于抗疟疾的药物。分子结构如下图所示,则青蒿素分子中含有 个手性碳原子。
20.晶体具有规则的几何外形,晶体中最基本的重复单位称为晶胞。NaCl晶体结构如图所示。已知FexO晶体晶胞结构为NaCl型,由于晶体缺陷,x值小于1,测知FexO晶体密度ρ=5.71g·cm-3,晶胞边长为4.28×10-10m。
(1)FexO中x值(精确至0.01)为 。
(2)晶体中的Fe分别为Fe2+、Fe3+,在Fe2+和Fe3+的总数中,Fe2+所占分数(用小数表示,精确至0.001)为 。
(3)此晶体的化学式为 。
(4)与某个Fe2+(或Fe3+)距离最近且等距离的O2-围成的空间几何形状是 。
(5)在晶体中,铁离子间最短距离为 cm。
21.按要求完成下列空格
Ⅰ.为减少SO2的排放,常采取以下措施,将煤转化为清洁的气体燃料。已知:
①H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH1=-241.8kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH2=-110.5kJ·mol-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式 。
Ⅱ.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g) +B(g) xC(g) +2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol L﹣1,C的平均反应速率是0.1mol/(L min),且此时A的物质的量浓度为0.25mol L﹣1。
(1)x的值是 ;
(2)B的平均反应速率 ;
(3)则反应开始前放入容器中A的物质的量 。
Ⅲ.(1)CO2,NaCl,Na,Si,CS2,五种物质的熔点由高到低的顺序是 (用分子式或化学式表示)。
(2)A、B、C、D为四种晶体,性质如下:
A固态时能导电,能溶于盐酸;B能溶于CS2,不溶于水;
C固态时不导电,液态时能导电,可溶于水;D固态、液态时均不导电,熔点为3500 ℃;
试推断它们的晶体类型:A ;B ;C ;D 。
(3)磷和氯气反应可生成组成比为1∶3的化合物,该化合物的立体构型为 ,中心原子的杂化轨道类型为 ,中心原子的价层电子对数为 。
三、实验探究题
22.碘酸钙是一种既能补碘又能补钙的新型饲料添加剂。某实验小组设计了如下实验制备并测定其含量。
Ⅰ.的制备。

步骤①:在装置c(如图所示)中依次加入、和45mL水,搅拌,滴加约8滴6mol/L盐酸,使pH=1,85℃左右水浴加热,直至反应完全。
步骤②:将反应后的液体转入烧杯中,滴加2mL30%KOH溶液,使pH=10。
步骤③:用滴管逐渐加入溶液,并不断搅拌,有白色沉淀生成。
步骤④:在冰水中静置10分钟,抽滤,用少量冷水洗三次,再用少量无水乙醇洗一次,抽干后,将产品转移到滤纸上,晾干。
(1)仪器c的名称为 ,仪器b中冷凝水从 口进(填“1”或“2”)。
(2)“步骤①”中发生反应:,其中和的熔点,较高的是 (填“”或“”)。
(3)“步骤②”中发生反应:。的立方晶胞如图所示,则晶体中与K紧邻的O个数为 。

(4)“步骤④”中,在冰水中静置的目的是 ,便于过滤。
Ⅱ.产品中的含量测定。
称取粗产品,配制成250mL溶液。每次移取50.00mL置于250mL碘量瓶中,高氯酸酸化后,加入过量KI,盖上瓶塞,在暗处放置3分钟,发生反应:。加入淀粉溶液作为指示剂,然后用,标准溶液滴定,发生反应:,三次滴定平均消耗标准溶液。
(5)滴定终点的现象为 。
(6)设的摩尔质量为,则的纯度为 。
23.晶体具有规则的几何外形,晶体中最基本的重复单元称之为晶胞。NaCl晶体的晶胞如右图所示。 随着科学技术的发展,测定阿伏加德罗常数的手段越来越多,测定精确度也越来越高。现有一简单可行的测定方法,具体步骤如下:①将固体食盐研细,干燥后,准确称取m gNaCl固体并转移到定容仪器A中。②用滴定管向仪器A中加苯,并不断振荡,继续加苯至A仪器的刻度线,计算出NaCl固体的体积为VmL。回答下列问题:
⑴步骤①中A仪器最好用 (填仪器名称)。
⑵能否用胶头滴管代替步骤②中的滴定管 ,其原因是 。
⑶能否用水代替苯 ,其原因是 。
⑷经X射线衍射测得NaCl晶胞中最邻近的Na+ 和Cl- 平均距离为acm,则利用上述
方法测得的阿伏加德罗常数的表达式为NA= 。
24.1943年,爱国实业家侯德榜发明了“联合制碱法”,以下是联合制碱法的简单流程:
(1)纯碱固体是 (填“离子”、“分子”或“原子”)晶体。组成该物质的元素原子的半径从大到小依次为 。
(2)写出反应(1)的化学反应方程式 。
(3)操作 X 的名称 。
(4)产品 A 的化学式是 ,由溶液 B 得到产品 A,需要在溶液 B 中通入 NH3、冷冻、加食盐,其中通入NH3 的作用是 ;
(5)工业生产的纯碱常会含少量 NaCl 杂质。现用重量法测定其纯度,步骤如下:
①称取样品 a(g),加水溶解;
②加入足量的 BaCl2溶液;
③过滤、 、烘干、 、称量。
④ ,最终得到固体 b(g)。
补全上述实验步骤;样品中纯碱的质量分数为 (用含 a、b 的代数式表示)。
参考答案:
1.D
【详解】A.基态原子3d轨道上有5个电子的价电子排布可能为3d54s1或3d54s2,元素位于ⅥB族或ⅦB族,故A正确;
B.中,阴离子中C的价层电子对为3+ =3,C原子的杂化方式为,立体构型为平面三角形,故B正确;
C.因分子间存在氢键,所以中其沸点最高,故C正确;
D.因离子半径,晶格能KCl<NaCl,所以熔点KCl<NaCl,故D错误;
故选D。
2.B
【详解】A.金刚石、晶体硅、金刚砂都是共价晶体,原子半径越小,键能越大,熔沸点越高,熔沸点:金刚石>金刚砂>晶体硅,故A错误;
B.都是分子晶体,相对分子质量越大熔沸点越高,熔沸点 ,故B正确;
C.MgO是离子晶体,熔沸点最高,H2O、Br2、O2都是分子晶体,H2O 分子间能形成氢键,熔沸点较高,Br2的相对分子质量大于O2,所以熔沸点,故C错误;
D.金刚石是共价晶体,熔沸点最高,生铁、纯铁、钠都是金属晶体,合金的熔沸点低于成分金属,所以熔沸点:金刚石>纯铁>生铁>钠,故D错误;
选B。
3.B
【详解】A.金属原子价电子数较少,容易失去电子,不能说明金属有延展性,A错误;
B.金属受外力作用时,金属原子层之间会发生相对滑动,但不会改变原来的排列方式,故金属有良好的延展性,B正确;
C.金属的延展性与原子层的相对滑动有关,与电子的运动无关,C错误;
D.自由电子传递能量与金属延展性无关,可以影响金属的导热性,D错误。
答案选B。
4.B
【详解】A.电负性:F>Cl,极性,酸性,A错误;
B.离子半径:,离子半径越小,晶格能越大,熔点越高,所以熔点:,B正确;
C.分子极性:,分子极性越强,范德华力越大,所以范德华力:,C错误;
D.分子间作用力与氢键影响熔沸点,稳定性为化学性质,二者没有关联,D错误;
故选B。
5.B
【分析】W、X、Y、Z为原子半径依次增大的短周期非金属元素;W能形成1个共价键,W位于元素周期表的p区,W是F元素;X能形成2个共价键,X是O元素,Y形成4个共价键,Y是C元素;Z形成6个共价键,Z是S元素。
【详解】A.CO2、CS2都是分子晶体,相对分子质量CO2小于CS2,所以沸点CO2低于CS2, A正确;
B.基态C、O、S原子都有2个未成对电子,B错误;
C.F的电负性大于O,OF2中元素O的化合价为+2价, C正确;
D.C形成的氢化物很多,分子中碳原子数大于二个的既含极性键又含非极性键,D正确;
故选B。
6.D
【详解】A.44g干冰的物质的量为1mol,1个晶胞中含有CO2分子4个,故44g干冰中含有1/4NA个晶胞结构单元,A错误;
B.立方氮化硼为共价晶体,键能大,硬度大,B错误;
C.SiO2晶体中Si原子配位数为4,NaCl晶体中Na+配位数为6,配位数较低,微粒的排列方式均不是紧密堆积形式,C错误;
D.NaCl晶体中每个Na+周围距离相等且最近的Na+有12个,D正确;
故选D。
7.A
【详解】A.由信息①可知HgCl2晶体属于分子晶体,A项正确;
B.由信息②③可知HgCl2属于共价化合物,B项错误;
C.由信息②③可知HgCl2属于弱电解质,C项错误;
D.由信息②③可知HgCl2属于弱电解质,D项错误;
答案选A。
8.D
【详解】A.金属晶体由金属阳离子与自由电子构成,不含阴离子,A错误;
B.乙晶体晶胞为面心立方最密堆积,顶点原子贡献率为,面心原子贡献率为,故乙晶体晶胞中所含有的铁原子数为: 8×+6×=4,B错误;
C.甲晶体为体心立方堆积、配位数为8,乙晶体晶胞为面心立方最密堆积、配位数为12,甲、乙两种晶胞中铁原子的配位数之比为8: 12=2: 3,C错误;
D.甲晶胞单独占有Fe原子数目= 1+8×=2,乙晶胞单独占有Fe原子数目8×+6×=4,晶胞质量之比=1: 2,则晶体密度之比==b3: 2a3,D正确;
故选答案D。
【点睛】晶体密度=晶胞质量+晶胞体积,均摊法计算晶胞中各Fe原子数目,晶胞质量之比等干晶胞中Fe原子数目之比。
9.C
【详解】A.在NaCl晶体中,每个Na+周围均有6个与之等距且最近的Cl-,分别位于其上、下,左、右,前、后,A正确;
B.已知干冰晶体晶胞为面心立方,即8个顶点和6个面心均有CO2分子,故在CO2晶体中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻,B正确;
C.已知石墨晶体中单层石墨中每个碳原子与周围的三个碳原子形成共价键,每个碳原子被3个六元环共用,故每个六元环其实占有的C原子个数为:6=2,故12g即=1mol石墨晶体中含有0.5NA个六元环(表示阿伏加德罗常数),C错误;
D.SiC晶体为共价晶体,结构类似于金刚石,故SiC晶体中一个Si原子与周围四个C原子形成正四面体结构,D正确;
故答案为:C。
10.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,其中不含离子键,故D错误;
故选D。
11. 金刚石晶体 金刚石、、、冰、干冰 小于 在,晶体中,离子半径,且晶体中离子所带电荷数大于晶体中离子所带电荷数 4 8
【详解】(1)冰、干冰属于分子晶体,分子间以分子间作用力结合;金刚石为原子晶体,原子间通过共价键结合;Cu属于金属晶体,金属阳离子与自由电子间以金属键结合;、属于离子晶体,阴阳离子间通过离子键结合,所以这些晶体中只有金刚石的微粒间时通过共价键结合的,故答案为:金刚石;
(2)一般情况下,微粒间的作用力:原子晶体>离子晶体>分子晶体,在上述物质中,金刚石为原子晶体,则其熔点最高;、为离子晶体,则其熔点低于金刚石,由于离子半径:镁离子小于钙离子,氧离子小于氯离子,离子半径越小,离子所带电荷越多,则离子键越强,断键所需的能量越大,物质熔点越高,所以熔点>;冰、干冰均属于分子晶体,分子间以分子间作用力相结合,由于水分子中含有氢键,二氧化碳中只含分子间作用力,所以熔点:冰>干冰,综上所述,以上五种物质的熔点高低为:金刚石>>>冰>干冰,故答案为:金刚石>>>冰>干冰;
(3) 晶体中,离子半径镁离子<钠离子,氧离子<氯离子;且晶体中所带电荷数小于晶体中所带电荷数,所以晶体的硬度小于晶体,故答案为:小于;在,晶体中,离子半径,且晶体中离子所带电荷数大于晶体中离子所带电荷数;
(4)每个Cu晶胞中所含由的Cu原子个数为:;晶体中,每个钙离子周围距离最近且相等的氯离子构成正八面体形结构,所以每个钙离子周围距离最近且向等的氯离子由8个,故答案为:4;8。
12. 原子晶体 分子晶体 分子晶体 离子晶体 HF H2O NH3 CH4 3 13. ① ③⑤⑥ ②④⑦ ⑧ ⑩ ⑨
【解析】12.(1)A.碳化铝的熔点2200℃,熔点高,熔融态不导电,属于原子晶体;B.溴化铝熔点98℃,熔点低,熔融态不导电,属于分子晶体;C. 五氟化钒熔点19.5OC,熔点低,易溶于乙醇、氯仿、丙酮中,属于分子晶体;D.溴化钾熔融时或溶于水中都能导电,属于离子晶体。
(2)具有双核10个电子的共价化合物的化学式是HF,三核10个电子的共价化合物的化学式是H2O,四核10个电子的共价化合物的化学式是NH3,五核10个电子的共价化合物的化学式是CH4;(3)若A元素的氯化物化学式为ACly,设A原子最外层电子式为x,分子中各原子最外层电子数之和为26,则x+7y=26,结合最外层电子数小于8,且x、y为整数,讨论可知y=3,x=5;
13.一般活泼的金属和活泼的非金属容易形成离子键,非金属元素的原子间容易形成共价键。则(1)只含有离子键的是CaBr2;(2)含有共价键的离子化合物是NH4Cl、Na2O2、Ca(OH)2;(3)含有共价键的共价化合物是H2O、H2O2、HClO;(4)常温时为固体,当其熔化时,不破坏化学键的是单质碘;(5)熔融状态时和固态时,都能导电的是金属铝;(6)晶体中只存在分子间作用力,没有共价键的是稀有气体He。
14.碳酸盐分解实际过程是晶体中阳离子结合碳酸根离子中的氧离子,使碳酸根离子分解为二氧化碳的过程,氧离子所带电荷相同时,阳离子半径越小,其结合氧离子能力越强,对应的碳酸盐就越容易分解,热分解温度越低
【详解】碳酸盐分解实际过程是晶体中阳离子结合碳酸根离子中氧离子,使碳酸根离子分解为二氧化碳的过程,阳离子所带电荷相同时,阳离子半径越小,其结合氧离子能力越强,对应的碳酸盐就越容易分解,热分解温度越低。
15.(1)和均为原子晶体,原子半径,键长,键能,所以单质硼熔点低于氮化硼。为分子晶体,分子间作用力弱于共价键,所以熔点最低
(2)以氢键结合成缔合分子,温度升高时缔合程度降低,因而摩尔质量减小
【详解】(1)比较熔沸点的大小,从晶体类型差异以及每种晶体克服的作用力阐述。原子晶体比较原子半径小共价键强,键能大则熔沸点高;而分子晶体先看氢键再看摩尔质量大范德华力大,熔沸点高;离子晶体比较离子半径小、带电荷多则晶格能大熔沸点高。熔点BN>B >2500℃,它们为原子晶体,原子半径B>N,键长B B>B N,键能B B(2)电负性大的成键原子如F、O、N与已成键的H原子之间存在氢键,导致分子形成缔合分子。所以HF分子在不同温度下摩尔质量不同的原因为HF以氢键结合成缔合分子,温度升高时缔合程度降低,因而摩尔质量减小。
16. 正八面体
【详解】铜晶胞面心上的铜被金取代,由图可知,连接相邻面心上的金原子,上下面2个金原子与4个侧面的金原子构成正八面体;晶胞中原子位于顶角,一个晶胞中原子数目为,原子位于晶胞面心,一个晶胞中原子数目为,则晶胞质量为;晶胞边长为,则晶胞体积,所以密度。故答案为:正八面体;。
17. 5 b N2分子中存在三键,键能很大 O原子半径更小,吸引电子的能力更强 N2和O2 14 形成铵盐的酸的特性不同 B
【分析】(1)水为共价化合物形成共价键,氯原子核外17个电子,有17种运动状态,不同能量的电子利用电子排布式判断;
(2)晶体中存在微粒间作用力主要有化学键、分子间作用力;
(3)氮气分子中形成氮氮三键,键能大不容易破坏,性质稳定,氧原子原子半径小于氮原子,吸引电子能力强;
(4)反应中元素化合价升高的失电子发生氧化反应得到氧化产物,结合电子守恒计算电子转移总数,铵盐分解生成的酸的稳定性不同,反应得到产物不同;
(5)反应②4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)+QkJ(Q>0)是放热反应,反应物能量高于生成物,反应放出的能量是生成物总能量﹣反应物总能量。
【详解】(1)水为共价化合物,电子式为:,氯原子电子排布式为1s22s22p63s23p5,原子核外有5种不同能量的电子;
(2)a.N2存在的微粒间作用力为共价键、分子间作用力,故a不符合;
b.Al2O3是离子化合物,存在离子键,只包含一种微粒间作用力,故b符合;
c.H2O微粒间存在分子间作用力、共价键,故c不符合;
d.NH4ClO4存在离子键、共价键,故d不符合;
故答案为b;
(3)N2和O2都能与H2反应,但二者反应条件差异较大,分析可能原因:①从分子断键角度看,N2分子更难断键,原因是氮气分子中含有三键,键能大,②从原子成键角度看,O原子更易与H原子结合,原因是氧原子半径小吸引电子的能力强;
(4)①2NH4ClO4=N2↑+Cl2↑+2O2↑+4H2O,反应中氮元素化合价﹣3价升高为0价,氧元素化合价﹣2价升高为0价,化合价升高失电子发生氧化反应得到氧化产物,氧化产物是N2、O2,生成1molN2时,反应中转移电子总数为14mol;形成铵盐的酸的特性不同,导致不同酸的铵盐分解产物存在差异。
(5)反应②4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)+QkJ(Q>0)是放热反应,反应物能量高于生成物;
A.是吸热反应不符合,故A错误;
B.能量变化表示为反应物能量高于生成物,反应为放热反应,故B正确;
C.反应放出的热量生成物总能量﹣反应物总能量,图象不符合,故C错误;
D.物质能量变化为吸热反应,故D错误;
故答案为B。
【点睛】化学键与化合物的关系:①当化合物中只存在离子键时,该化合物是离子化合物;②当化合物中同时存在离子键和共价键时,该化合物是离子化合物;③只有当化合物中只存在共价键时,该化合物才是共价化合物;④在离子化合物中一般既含金属元素又含有非金属元素(铵盐除外);共价化合物一般只含有非金属元素,但个别含有金属元素,如AlCl3也是共价化合物;只含有非金属元素的化合物不一定是共价化合物,如铵盐;⑤非金属单质只有共价键,稀有气体分子中无化学键。
18.(1)第四周期第ⅣB族
(2) 平面三角形 3∶1 极性
(3) 2 bd
(4) 6 ×1010
【详解】(1)钛元素原子序数为22,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p64s23d2,位于周期表第四周期第ⅣB族。
(2)的结构式为,空间构型为平面三角形,双键中σ键、π键各一个,键中σ键一个,故中σ键、π键数目比为3:1。分子空间构型不对称,正电中心与负电中心不重合,属于极性分子。
(3)甲基中的碳原子为sp3杂化,C=C中的碳原子为SP2杂化,共有2种杂化类型。根据结构图可知C与H、C与C、C与O等原子间存在共价键,Ti与O间存在配位键。
(4)以N原子为中心,与其距离最近且相等的Ti原子分布在6个面心上,共有6个。设N与Ti原子最近距离为,1个晶胞边长为,体积为,含有N原子数:,Ti原子数:,质量为:,密度,,因此N与Ti最近距离为
19.(1)同素异形体
(2)混合
(3)1:2
(4)7
【详解】(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素形成的不同单质,同种元素形成的不同单质互称同素异形体;
(2)石墨属于混合晶体;
(3)金刚石中每个C原子形成4个C-C键,属于这个碳原子的C-C键与、只有一半,故一个C原子形成2个C-C键,碳原子数目与C-C键数目之比为1:2;
(4)C原子上所连的4个原子或原子团各不相同的C为手性C原子,如图所示,共7个:。
20. 0.92 0.826 正八面体 3.03×10-8
【详解】(1)由氯化钠晶胞可知在此晶胞中应有4个FexO,根据密度公式可得(56x+16)×4/NA=5.71×(4.28×10-8)3,解得x≈0.92。
(2)设晶体中的Fe2+个数为y,根据化合物中电荷守恒的原则,即正电荷总数等于负电荷总数可得:2y+3×(0.92-y)=2,解得y=0.76,所以可得Fe2+所占分数=≈0.826。
(3)含Fe3+个数为0.92-0.76=0.16,此晶体的化学式为;
(4)根据氯化钠的结构可知与某个Fe2+(或Fe3+)距离最近且等距离的O2-位于面心处,围成的空间几何形状是正八面体;
(5)由FexO晶体晶胞的结构及晶胞的边长可知,铁离子间最短距离为面对角线的一半,即为×4.28×10-10m≈3.03×10-10m=3.03×10-8cm。
21. C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ·mol-1 2 0.05mol/(L min) 2mol Si>NaCl>Na>CS2>CO2 金属晶体 分子晶体 离子晶体 原子晶体 三角锥形 sp3 4
【分析】I.(1)根据盖斯定律分析解答;
Ⅱ.根据υ=计算υ(D),再根据反应速率之比等于化学计量数之比分析解答;
Ⅲ.(1)一般而言,物质的熔点由高到低的顺序为原子晶体>离子晶体>分子晶体,据此分析排序;
(2)根据晶体的物理性质分析判断;
(3)根据价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数=σ键电子对数+(a-xb)计算判断。
【详解】I.①H2 (g)+O2 (g)=H2O(g) △H=-241.8 kJ/mol,②C (s)+O2 (g)=CO (g) △H=-110.5kJ/mol,根据盖斯定律,将②-①可得C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=(-110.5kJ/mol)-(-241.8kJ/mol)=+13l.3 kJ/mol,故答案为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+13l.3 kJ/mol;
Ⅱ.(1)经5min后,测得D的浓度为0.5mol L-1,则υ(D)==0.1mol/(L min),C的平均反应速率是0.1mol/(L min),则:0.1mol/(L min)∶0.1mol/(L min)=2∶x,解得x=2,故答案为2;
(2)速率之比等于化学计量数之比,υ(B)=υ(D)=×0.1mol/(L min)=0.05mol/(L min),故答案为0.05mol/(L min);
(3)速率之比等于化学计量数之比,υ(A)=υ(D)=×0.1mol/(L min)=0.15mol/(L min),则反应开始前A的物质的量浓度为0.25mol L﹣1+0.15mol/(L min)×5min=1mol L﹣1,反应开始前放入容器中A的物质的量=1mol L﹣1×2L=2mol,故答案为2mol;
Ⅲ.(1)一般而言,物质的熔点由高到低的顺序为:原子晶体>离子晶体>分子晶体,Si是原子晶体,熔点最高,CO2和CS2都是分子晶体,相对分子质量越大,熔点越高,所以熔点CS2>CO2;NaCl是离子晶体,熔点比硅低,金属钠的熔点较低,不高于100℃,常温下为固体,因此熔点由高到低的顺序为:Si>NaCl>Na>CS2>CO2,故答案为Si>NaCl>Na>CS2>CO2;
(2)A固态时能导电,能溶于盐酸,属于金属晶体;B能溶于CS2,不溶于水,属于分子晶体;C固态时不导电,液态时能导电,可溶于水,属于离子晶体;D固态、液态时均不导电,熔点为3 500℃,属于原子晶体,故答案为金属晶体;分子晶体;离子晶体;原子晶体;
(3)磷和氯反应可生成组成比为1∶3的化合物为PCl3,该化合物中P原子的价层电子对数为3+×(5 3×1)=3+1=4,中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化,立体构型为三角锥形,故答案为三角锥形;sp3;4。
【点睛】本题的易错点为Ⅲ中物质的熔点由高到低的顺序的判断,金属钠的熔点高低的判断,可以结合钠与水反应的现象和状态判断。
22.(1) 三颈烧瓶 2
(2)
(3)12
(4)得到较大的沉淀颗粒
(5)滴入最后半滴标准溶液时,蓝色褪去,且半分钟内不恢复
(6)
【分析】制备碘酸钙的实验中间产物为,将反应液转入烧杯中,加入KOH溶液,调节溶液pH=10,使碘酸氢钾反应生成KIO3,然后用滴管逐渐加入溶液制得产品,依据物质的性质、问题分析解答。
【详解】(1)根据仪器构造可判断仪器c的名称为三颈烧瓶,仪器b中冷凝水从下口进,即从2口进。
(2)和形成的均是分子晶体,相对分子质量越大,熔点越高,所以熔点较高的是。
(3)晶体中与K紧邻的O位于面心处,个数为12。
(4)的溶解度随温度升高增大,随温度降低减小,所以“步骤④”中,在冰水中静置的目的是得到较大的沉淀颗粒,便于过滤。;
(5)碘遇淀粉显蓝色,所以滴定终点的现象为滴入最后半滴标准溶液时,蓝色褪去,且半分钟内不恢复。
(6)根据、可知~6I2~12,因此的纯度为=。
23. 容量瓶 否 实验中需要准确量取苯的体积 否 若用水代替苯,NaCl会溶解,造成NaCl的体积不能准确测定出来
【分析】(1)容量瓶为定容仪器,能够较准确的测定体积;
(2)实验中需要准确量取苯的体积,因此不能用胶头滴管代替滴定管;
(3)NaCl会溶解,造成NaCl的体积不能准确测定出来;
(4)由实验中NaCl的质量与体积,可以得到NaCl晶体的密度,均摊法计算晶胞中Na+、Cl-数目,用阿伏加德罗常数表示出晶胞质量,最近的Na+与Cl-间的平均距离为acm,则晶胞棱长=2a cm,而晶胞质量等于晶体密度与晶胞体积乘积,联立计算。
【详解】(1)能够较准确的测定NaCl固体体积,所以步骤①中仪器最好用容量瓶;
(2)实验中需要准确量取苯的体积,因此不能用胶头滴管代替滴定管;
(3)不能用水代替苯,若用水代替苯,NaCl会溶解,造成NaCl的体积不能准确测定出来;
(4)NaCl的密度为g/cm3,最近的Na+与Cl-间的平均距离为acm,则晶胞棱长=2a cm,NaCl晶胞的体积=(2a)3cm3,晶胞中Na+离子数目=1+12×=4、Cl-数目=8×+6×=4,则NaCl晶胞的质量=g=g/cm3×(2a)3cm3,整理得NA=。
24.(1) 离子 Na>C>O
(2)CO2+H2O+NaCl+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl
(3)过滤
(4) NH4Cl 增大NH的浓度,使NH4Cl更多地析出;使NaHCO3 转化为溶解度更大的 Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度
(5) 洗涤 冷却 恒重操作
【分析】将氨气通入饱和食盐水而成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,发生反应CO2+H2O+NaCl+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl,经过滤(操作X)、洗涤得NaHCO3微小晶体(晶体A),再加热制得纯碱产品,其滤液(溶液B)是含有氯化铵和氯化钠的溶液,从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体,由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大,低温时的溶解度则比氯化钠小,在低温条件下,向滤液中加入细粉状的氯化钠,并通入氨气,可以使氯化铵单独结晶沉淀析出,经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。
【详解】(1)纯碱是碳酸钠,其固体是离子晶体。同周期自左向右原子半径逐渐减小,同主族自上而下原子半径逐渐增大,则组成该物质的元素原子的半径从大到小依次为Na>C>O。
(2)反应(1)生成碳酸氢钠和氯化铵,反应的化学反应方程式为CO2+H2O+NaCl+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl。
(3)将固体和溶液分离的操作名称是过滤。
(4)过滤后得到碳酸氢钠,溶液中含有氯化铵。处理后得到NH4Cl;由溶液 B 得到产品 A,氨气溶于水显碱性,则通入NH3的作用是增大NH的浓度,使NH4Cl更多地析出;其次使NaHCO3转化为溶解度更大的Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度;
(5)③过滤后需要洗涤,烘干后需要冷却,最后称量。④恒重操作最终得到固体b(g),即碳酸钡是bg,所以样品中纯碱的质量分数为。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)