3.3 金属晶体与离子晶体 同步练习题(含解析) 2023-2024学年高二下学期人教版(2019)化学选择性必修2

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名称 3.3 金属晶体与离子晶体 同步练习题(含解析) 2023-2024学年高二下学期人教版(2019)化学选择性必修2
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-03-05 22:23:28

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3.3 金属晶体与离子晶体 同步练习题
一、单选题
1.下列各组中每种物质都既有离子键又有共价键的一组是
A.NaOH、H2SO4 、(NH4)2SO4 B.MgO、Na2SO4 、HNO3
C.Na2O2 、KOH 、Na3PO4 D.HCl、 Fe2O3 、MgCl2
2.下列关于晶体的性质叙述中,错误的是(  )
A.晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体几何外形
B.晶体的各向异性和对称性是矛盾的
C.晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果
D.晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性
3.下列说法正确的是(  )
A.BCl3 和 PCl3 中,每个原子的最外层都具有 8 电子稳定结构
B.所有共价化合物熔化时需克服微粒间的作用力类型都相同
C.NaHSO4 晶体熔融时,离子键被破坏,共价键不受影响
D.NH3 和 CO2 两种分子中,每个原子的最外层都具有 8 电子稳定结构
4.下列化合物中,既有离子键,又有共价键的是(  )
A.NaOH B.MgCl2 C.Cl2 D.NH3 H2O
5.下列物质中只含有离子键的是(  )
A.H2O B.MgCl2 C.NH4Cl D.C2H5OH
6.氢化铵(NH4H)与氯化铵的结构相似,它与水反应有气体生成。下列关于氢化铵叙述正确的是(  )
A.是离子化合物,含有离子键和共价键
B.电子式是
C.与水反应时,NH4H是氧化剂
D.固体投入少量的水中,只产生一种气体
7.下列物质中既含有共价键又含有离子键的是(  )
A.Na2O B.CaCl2 C.KOH D.HCl
8.下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是(  )
A.熔点:NaF>MgF2>AlF3 B.晶格能:NaF>NaCl>NaBr
C.阴离子的配位数:CsCl>NaCl D.硬度:MgO>CaO>BaO
9.工业上制备四氢硼钠的原理为 。上述反应中的物质涉及的晶体类型共有(  )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
10.下列关于晶体的说法中,错误的是(  )
①晶体中原子呈周期性有序排列,有自范性;而非晶体中原子排列相对无序,无自范性
②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体
③共价键可决定分子晶体的熔、沸点
④MgO的晶格能远比NaCl大,这是因为前者离子所带的电荷数多,离子半径小
⑤晶胞是晶体结构的基本单元
⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定
⑦CsCl和NaCl晶体中阴、阳离子的配位数都为6
A.①②③ B.②③④ C.④⑤⑥ D.②③⑦
11.下列说法中正确的是(  )
A.晶体中分子间作用力越大分子越稳定
B.原子晶体中共价键越强熔点越高
C.冰融化时水分子中共价键发生断裂
D.氢氧化钠熔化时离子键、共价键均被破坏
12.将下列晶体熔化:氢氧化钠、金刚石、硫化钾、干冰,需要克服的微粒间的相互作用①共价键②离子键③分子间作用力,正确的顺序是(  )
A.①②②③ B.②①②③ C.②③②① D.①①②③
13.下列物质中,既含有离子键又含有极性共价键的是(  )
A.Na2O2 B.MgCl2 C.HCl D.NH4Cl
14.下列对有关事实的解释正确的是(  )
事实 解释
A SiO2的熔点比干冰高 SiO2分子间的范德华力比干冰大
B AgCl能溶于氨水 提供孤电子对与Ag+通过配位键形成配合物
C NH3做喷泉实验 NH3与H2O分子间形成氢键,且均为极性分子
D 某些金属盐灼烧呈现不同焰色 电子从低能轨道跃迁至高能轨道时吸收光波长不同
A.A B.B C.C D.D
15.下列物质在变化过程中,只需克服分子间作用力的是(  )
A.HCl溶于水 B.干冰升华
C.NaCl溶于水 D.氯化铵受热分解
16.元素X、Y、Z原子序数之和为36,X、Y在同一周期, X+与Z2-具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是(  )
A.三种元素按原子个数比1:1:1所形成的化合物含有共价键
B.同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强
C. 、 Z 形成的化合物一定只含离子键
D.离子半径:Y> Z> X
17.下列关于纳米材料基本构成微粒的叙述中不正确的是(  )
A.三维空间尺寸必须都处于纳米级
B.既不是微观粒子,也不是宏观物质
C.是原子排列成的纳米数量级原子团
D.内部具有晶体结构,而界面为无序结构
18.下列说法正确的是(  )
A.离子化合物中不含共价键
B.共价化合物中可能含离子键
C.CS2和H2O2中均只含有共价键
D.CaCl2和H2SO4中含有的化学键类型相同
19.NH4Cl的晶胞为立方体,其结构如下。下列说法错误的是(  )
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
20.含离子键的氧化物是(  )
A.Na2O B.HClO C.NO D.KOH
二、综合题
21.以氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)为代表的第三代半导体材料目前已成为全球半导体研究的前沿和热点,如砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100倍,而耗能即为10%,推广砷化镓等发光二极管(LED)照明,是节能减排的有效举措。请回答下列问题:
(1)基态镓原子的价电子排布式为   。
(2)镓失去电子的逐级电离能(单位:kJ·mol-1)的数值依次为577、1985、2962、6192,由此可推知镓的主要化合价为   和+3。砷的电负性比镓    (填“大”或“小”)。
(3)比较下列镓的卤化物的熔点和沸点,GaCl3、GaBr3、GaI3的熔、沸点依次升高,分析其变化原因:    。
镓的卤化物 GaCl3 GaBr3 GaI3
熔点/℃ 77.75 122.3 211.5
沸点/℃ 201.2 279 346
GaF3的熔点超过1000℃,可能的原因是   。
(4)①砷化镓是将(CH3)3Ga和AsH3用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)方法制备得到的,该反应在700℃进行,反应的方程式为:   。
②反应物AsH3分子的几何构型为   ,(CH3)3Ga中镓原子杂化方式为   。
(5)砷化镓熔点为1238℃,立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为a=565pm,As的配位数为   ,晶体的密度为    (设NA为阿伏加德罗常数的数值,列出算式即可)g·cm-3。
22.有以下8种物质:①Ne ②HCl ③④⑤⑥NaOH ⑦⑧
请用上述物质的序号填空:
(1)只存在离子键的是   。
(2)只存在极性共价键的是   。
(3)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是   。
(4)只存在非极性共价键的是   。
(5)不存在化学键的是   。
(6)既存在离子键又存在非极性共价键的是   。
23.元素周期表中第三周期包括Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar 8种元素。请回答下列问题:
(1)基态磷原子核外有   种运动状态不同的电子。
(2)第三周期8种元素按单质熔点(℃)大小顺序绘制的柱形图(已知柱形“1”代表Ar)如下所示,则其中“2”原子的结构示意图为   ,“8”单质晶体的类型为   。
(3)氢化镁
储氢材料的晶胞结构如图所示,已知该晶体的密度为ρ g·cm-3,则该晶体的化学式为   ,晶胞的体积为   cm3(用ρ、NA表示,其中NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(4)实验证明:KCl、MgO、CaO三种晶体的结构与NaCl晶体的结构相似,已知NaCl、KCl、CaO晶体的晶格能数据如下表:
晶体 NaCl KCl CaO
晶格能/(kJ·mol-1) 786 715 3 401
则KCl、MgO、CaO三种晶体的熔点从高到低的顺序是   。其中MgO晶体中一个Mg2+周围和它最近且等距离的Mg2+有   个。
(5)Si、C和O的成键情况如下:
化学键 C-O C=O Si-O Si=O
键能/(kJ·mol-1) 360 803 464 640
C和O之间易形成含有双键的CO2分子晶体,而Si和O之间则易形成含有单键的SiO2原子晶体,请结合数据分析其原因:   。
24.回答下列问题:
(1)下列属于含有极性键的非极性分子的是____
A.CS2 B.H2O C.P4 D.CH2Cl2
(2)下列化合物形成的晶体中,属于原子晶体的是____
A.干冰 B.氯化钠 C.二氧化硅 D.四氯化硅
(3)某元素基态原子的价电子排布式为3d14s2,下列说法正确的是____
A.该基态原子中共有3个未成对电子
B.该基态原子最外层有3个电子
C.该基态原子的M层共有8个电子
D.该元素原子核外共有4个电子层
(4)下列有关NH3的说法正确的是____
A.比例模型为(平面三角形)
B.NH3的中心原子上有一对孤对电子
C.NH3晶体属于分子密堆积
D.液氨气化破坏了N—H键
(5)下列选项正确的是____
A.沸点:HI>HBr>HCl>HF
B.空间利用率:体心立方堆积>面心立方最密堆积>简单立方堆积
C.硬度:Na>Mg>Al
D.熔点:NaCl>NaBr>KBr
(6)元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示,已知Y元素基态原子的价层电子排布式为,则下列说法错误的是____
X
Y
Z    
A.非金属性:X>Y>Z
B.第一电离能:X>Y>Z
C.Y元素位于周期表的第三周期VIIA族
D.Z元素原子的核外电子排布式为
(7)已知P4单质、次磷酸的结构如图,P4在KOH溶液中的变化是:,下列说法正确的是____
A.PH3分子中所有的原子可能共平面
B.31gP4含有1.5NA个P-P
C.元素的电负性大小顺序:P>O>H>K
D.KH2PO2属于酸式盐
25.已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E<F。其中A原子核外有三个未成对电子;化合物B2E为离子晶体,E原子核外的M层中只有两对成对电子;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D单质的晶体类型在同周期的单质中没有相同的;F原子最外层电子数与B的相同,其余各层均充满电子。请根据以上信息,回答下列问题(答题时,A、B、C、D、E、F用所对应的元素符号表示):
(1)A,B,C,D的第一电离能由小到大的顺序为   (用元素符号表示)。
(2)B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点   (填“高”或“低”),理由是   。
(3)A的氢化物分子中的中心原子采取   杂化,E的低价氧化物分子的空间构型是   。
(4)F的核外电子排布式是   ,F的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子的化学式为   ,颜色为   。
(5)A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示(其中A显-3价),则其化学式为   (每个球均表示1个原子)。
(6)A、C形成的化合物具有高沸点和高硬度,是一种新型无机非金属材料,则其化学式为   ,其晶体中所含的化学键类型为   。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A、H2SO4中只有共价键;B、HNO3中只有共价键;D、HCl中只有共价键;
故答案为:C。
【分析】铵根离子或金属离子与非金属离子或酸根离子的结合是离子键,非金属原子和非金属原子的结合是共价键。
2.【答案】B
【解析】【解答】A.晶体在固态时不具有自发性,能够自发地呈现规则的多面体外形,故A不符合题意;
B.晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同,即为各向异性,晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列,两者没有矛盾,故B符合题意;
C.构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列,则晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果,故C不符合题意;
D.由于晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同,即为各向异性,具有特定的方向性,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】
晶体的性质各向异性,实质物理性质在不同方向上的区别,而对称性结构上的对称。
3.【答案】C
【解析】【解答】A.如果中心原子价电子数+其化合价的绝对值=8,则该分子中所有原子都达到8电子稳定结构,但氢化物除外,PCl3分子中P原子价电子数是5,其化合价为+3,所以为8,则该分子中所有原子都具有8电子结构;而BCl3分子中B原子最外层电子数是3、其化合价为+3,所以该分子中并不是所有原子都达到8电子结构,选项A不符合题意;
B、二氧化碳和二氧化硅均为共价化合物,干冰是分子晶体,而石英晶体是原子晶体,而熔化时需克服微粒间的作用力分别是分子间作用力和共价键,选项B不符合题意;
C、NaHSO4晶体溶于水时,电离产生钠离子、氢离子和硫酸根离子,所以NaHSO4晶体溶于水时,离子键被破坏,共价键也被破坏,选项C符合题意;
D、NH3 和 CO2 两种分子中,氢原子只达到2电子稳定结构,其他每个原子的最外层都具有 8 电子稳定结构,选项D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.BCl3分子中的B原子未达到8电子稳定结构;
B.共价化合物在融化时可能破坏共价键,也可能破坏分子间作用力;
C.离子键指的是阴阳离子作用生成的化学键;共价键指的是原子之间通过共用电子对形成的化学键;
D.氢原子只有一个电子层,2电子就是其稳定结构。
4.【答案】A
【解析】【解答】A.NaOH中含钠离子与氢氧根之间存在离子键,氢氧根离子间存在H-O之间的共价键,属于极性共价键,故A符合题意;
B.MgCl2中只含有离子键,没有共价键,故B不符合题意;
C.Cl2中只含有共价键,同种原子间形成非极性共价键,故C不符合题意;
D.NH3 H2O中只含有共价键,不同种原子之间形成的是极性共价键,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素的原子之间易形成共价键。
5.【答案】B
【解析】【解答】A水是共价化合物,含有共价键,A不符合题意;
BMgCl2 中含有镁离子和氯离子,含有离子键,B符合题意;
C铵根中含有共价键,与氯离子结合,既含有共价键又含有离子键,C不符合题意;
D乙醇是共价化合物,仅含有共价键,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】共价键是原子间共用电子对,没有得失电子形成的,离子键是原子之间得失电子生成阴阳离子,阴阳离子通过静电作用结合而成。
6.【答案】A
【解析】【解答】A.NH4H与氯化铵的结构相似,是由NH4+和H-构成的离子化合物,故A符合题意;
B.NH4H是离子化合物,由铵根离子与氢负离子构成,电子式为 ,故B不符合题意;
C.NH4H中含有H-,与水反应时发生氧化还原生成氢气,NH4H为还原剂,发生氧化反应,故C不符合题意;
D.NH4H固体投入少量水中,NH4H有很强的还原性,可与H2O发生反应:NH4H+H2O=NH3·H2O+H2↑,生成的气体为NH3和H2,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.还化合物既含有离子键又含有共价键,因此属于离子化合物;
B.还电子式中氢负离子的电子没有书写出来;
C.与水反应,水的化合价时降低的,因此水做的是氧化剂;
D.氢化铵和水反应会生成氨气和氢气两种气体。
7.【答案】C
【解析】【解答】A.Na2O中只有钠离子与氧离子形成的离子键,故A不符合题意;
B.CaCl2只有钙离子与氯离子形成的离子键,故B不符合题意;
C.KOH中钾离子和氢氧根之间存在离子键,氢氧根离子中氧原子和氢原子之间存在共价键,故C符合题意;
D.HCl中氢原子和氯原子之间只存在共价键,故D不符合题意;
故答案为C。
【分析】离子化合物一定含有离子键,非金属原子之间形成共价键。
8.【答案】A
【解析】【解答】A.离子半径Na+>Mg2+>Al3+,离子半径越小,电荷越多,晶格能越大,则熔点越高,故A符合题意;
B.离子半径Br->Cl->F-,离子半径越小,所带电荷数越大,晶格能越大,故B不符合题意;
C.NaCl、CsCl的晶胞结构分别为: ,结合图可知,CsCl为立方体心结构,Cl-的配位数是8;NaCl为立方面心结构,钠离子的配位数为6,Cl-的配位数是6,则阴离子的配位数:CsCl>NaCl,故C不符合题意;
D.原子半径Ba>Ca>Mg,原子半径越大,键能越小,硬度越小,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】晶格能取决于离子半径,离子半径越小,晶格能越大,对应离子化合物的熔点越高,故A项错误
9.【答案】C
【解析】【解答】题述反应中的物质 、 、 为离子晶体, 为原子晶体,H2为分子晶体, 为金属晶体,所以晶体类型共有4种;
故答案为:C。
【分析】根据物质的类别确定物质晶体的种类即可
10.【答案】D
【解析】【解答】①晶体中原子呈周期性有序排列,有自范性;而非晶体中原子排列相对无序,无自范性,故①符合题意;②金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的,所以含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体,可能是金属晶体,故②不符合题意;③原子晶体中共价键可决定晶体的熔、沸点,但分子晶体中共价键不决定晶体的熔、沸点,故③不符合题意;④MgO的晶格能远比NaCl大,这是因为前者离子所带的电荷数多,离子半径小,故④符合题意;⑤晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列,故⑤符合题意;⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定,故⑥符合题意;⑦NaCl为面心立方结构,钠离子的配位数为6,CsCl为体心立方结构,铯离子的配位数为8,故⑦不符合题意。所以为②③⑦
故答案为D。
【分析】① 晶体和非晶体的不同在于自范性不同、排列不同、向异形和熔点不同 ② 金属晶体中含有金属阳离子,但不具备阴离子,但不是离子化合物 ③分子晶体的熔沸点主要是分子间作用力决定 ④离子晶体晶格能主要是由离子半径和所带电荷决定,半径小,电荷多晶格能大 ⑤晶胞是晶体结构中最小的基本单元 ⑥晶体堆积越紧密,越稳定 ⑦分别找出氯化铯和氯化钠的成键配位方式即可判断
11.【答案】B
【解析】【解答】A.分子晶体的分子间作用力影响分子晶体的物理性质,而分子的稳定性与共价键的强弱有关,A不符合题意;
B.原子晶体中微粒间的作用力为共价键,原子晶体融化时共价键要断裂,所以原子晶体中共价键越强,晶体的熔点越高,B符合题意;
C.分子晶体融化时破坏分子间作用力或氢键,冰属于分子晶体融化时水分子间的氢键断裂,而 键未发生断裂,C不符合题意;
D.氢氧化钠属于离子晶体,离子晶体熔化时破坏离子键,共价键不被破坏,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】本题考查分子晶体、原子晶体、离子晶体,的知识,在选修三原子的结构和性质中有介绍。
12.【答案】B
【解析】【解答】NaOH、K2S是离子晶体,熔化时破坏离子键;金刚石是原子晶体,熔化时破坏共价键;干冰是分子晶体,熔化时破坏分子间作用力;所以熔化氢氧化钠、金刚石、硫化钾、干冰时,克服的微粒间的相互作用是②离子键、①共价键、②离子键、③分子间作用力,
故答案为:B。
【分析】晶体熔化需要克服的微粒间的相互作用与晶体类型有关,离子晶体熔化时破坏离子键,分子晶体熔化时破坏分子间作用力,原子晶体熔化时破坏共价键。
13.【答案】D
【解析】【解答】A.Na2O2由Na+和O2-构成,阴阳离子间存在离子键;O22-的2个O原子间存在非极性键,A不符合题意;
B.MgCl2由Mg2+和Cl-构成,只含阴阳离子间的离子键,B不符合题意;
C.HCl只含H和Cl之间为极性键,C不符合题意;
D.NH4Cl由NH4+和Cl-构成,阴阳离子之间存在离子键;,而NH4+中的N和H原子之间存在极性键,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】离子化合物中含有离子键,可能含有共价键,离子键一般是金属元素和非金属元素形成的,极性共价键一般是不同的非金属元素形成,根据给出选项进行判断即可
14.【答案】C
【解析】【解答】A、SiO2为共价晶体,干冰为分子晶体,共价晶体熔化时需断裂共价键,而分子晶体熔化时破坏分子间作用力,共价键的强度大于分子间作用力,因此SiO2的熔点高于干冰,A不符合题意。
B、AgCl溶于氨水后生成Ag(NH3)2Cl,该配合物是由Ag+提供空轨道,NH3中的氮原子提供孤电子对形成的,B不符合题意。
C、NH3能做喷泉实验,是由于NH3极易溶于水。NH3、H2O都是极性分子,根据“相似相溶”原理,NH3易溶于水;且由于NH3能与H2O形成分子间氢键,使得溶解性增强,因此NH3可做喷泉实验,C符合题意。
D、某些金属盐灼烧时呈现不同的火焰,是由于加热过程中,电子发生跃迁,由高能量轨道跃迁到低能量轨道过程中,释放能量,该能量以光能的形式体现,所以产生不同的火焰,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、SiO2为共价晶体,干冰为分子晶体。
B、AgCl溶于氨水中形成Ag(NH3)2Cl。
C、NH3极易溶于H2O,是由于NH3能与H2O形成氢键。
D、焰色反应是由于电子发生跃迁过程中释放的能量以光能形式体现。
15.【答案】B
【解析】【解答】A.HCl溶于水时,形成H+和Cl-,氢氯共价键发生断裂,破坏的是共价键,不是分子间作用力,A不符合题意;
B.干冰为CO2,属于分子晶体,其升华过程是由固态变为气态,需克服分子间作用力,B符合题意;
C.NaCl属于离子晶体,溶于水时形成Na+和Cl-,需破坏离子键,而不是分子间作用力,C不符合题意;
D.NH4Cl受热分解产生NH3和HCl,需破坏离子键、配位键,不需克服分子间作用力,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】根据物质变化过程中,相关作用力发生的变化进行分析。
16.【答案】C
【解析】【解答】元素X、Y、Z原子序数之和为36,由于第四周期两元素原子序数最小为19+20=39,故X、Y、Z为短周期元素,X、Y在同一周期,X+与Z2-具有相同的核外电子层结构,可推知Z处于第二周期,X、Y处于第三周期,结合离子电荷可知,X为Na,Z为O,则Y原子序数为36-11-8=17,故Y为Cl,
A.三种元素按原子个数比1:1:1所形成的化合物为NaClO,属于强碱弱酸盐,其水溶液显碱性,选项A不符合题意;
B.Y为Cl,同周期中Cl元素非金属性最强,其最高价含氧酸的酸性最强,选项B不符合题意;
C.Na、O形成的过氧化钠中还愿意离子键、共价键,选项C符合题意;
D.Y的离子比X、Z的离子多一个电子层,半径最大,具有相同电子层结构的离子核电荷数越大半径越小,故离子半径:Y> Z> X,选项D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】首先根据元素在周期表中的位置和核外电子的排布特点推断出各种元素。
A.首先确定化学式,结合物质组成判断含有的化学键类型;
B.非金属性越强对最高价含氧酸的酸性越强;
C.注意过氧化钠中的化学键的特殊性;
D.电子层数越多离子半径越大,具有相同电子层结构的简单离子半径随核电荷数的增加而减小。
17.【答案】A
【解析】【解答】A.纳米材料的基本构成微粒的尺寸需至少一维处于纳米级,A符合题意;
B.纳米材料的基本构成微粒处于纳米数量级,既不是微观粒子,也不是宏观物质,B不符合题意;
C.纳米材料的基本构成微粒处于纳米数量级,微粒不一定是原子,C不符合题意;
D.纳米颗粒内部具有晶体结构,而界面则为无序结构,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】依据纳米材料实际上是指三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺度的、具有特定功能的材料。纳米颗粒内部具有晶状结构,原子排列有序,而界面则为无序结构,因此纳米材料具有既不同于微观粒子又不同于宏观物体的独特性质分析解答。
18.【答案】C
【解析】【解答】A.离子化合物中可能含共价键,如氢氧化钠固体中含有离子键、共价键,故A不符合题意;
B.共价化合物中只含共价键,不含离子键,故B不符合题意;
C.CS2和H2O2都是共价化合物,均只含有共价键,故C符合题意;
D.CaCl2只含离子键,H2SO4中只含共价键,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.离子化合物可能含共价键;
B.共价化合物一定不含离子键;
C.CS2和H2O2都是共价化合物,均只含有共价键;
D.CaCl2只含离子键,H2SO4只含共价键。
19.【答案】B
【解析】【解答】A.氯化铵由铵根离子和氯离子构成,为离子晶体,A不符合题意;
B.铵根离子中N原子杂化方式为sp3杂化,键角为109。28',B符合题意;
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不符合题意;
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不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.氯化铵含有离子键;
B.铵根离子为正四面体,H-N-H键角为109°28′;
C.铵根离子中含有共价键;
D.个Cl-周围与它最近且等距离的铵根离子的数目为8。
20.【答案】A
【解析】【解答】A.Na2O只含离子键,且属于氧化物,A符合题意;
B.HClO只含共价键,且不是氧化物,B不符合题意;
C.NO虽为氧化物,但不含离子键,C不符合题意;
D.KOH虽含离子键,但不是氧化物,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】氧化物是含有两种元素且一种是氧元素的化合物,结合给出的选项进行判断含有离子键的氧化物即可
21.【答案】(1)4s24p1
(2)+1;大
(3)GaCl3、GaBr3、GaI3均为分子晶体,结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强;GaF3为离子晶体
(4)(CH3)3Ga+AsH3 GaAs+3CH4;三角锥形;sp2
(5)4;
【解析】【解答】(1)基态镓原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1,则其价电子排布式为4s24p1。答案为:4s24p1;(2)镓的第一电离能比第二电离能要小得多,由此可推知镓的主要化合价为+1价。砷的价电子排布式为4s24p3,镓的价电子排布式为4s24p1,则二者同周期且砷在镓的右边,电负性砷大。答案为:大;(3)镓的卤化物的熔点都比较低,则应形成分子晶体,GaCl3、GaBr3、GaI3的沸点依次升高,其变化原因是GaCl3、GaBr3、GaI3均为分子晶体,结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强。答案为:GaCl3、GaBr3、GaI3均为分子晶体,结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强;
GaF3的相对分子质量最小,但其熔点超过1000℃,则不适合用分子晶体解释,可能的原因是GaF3为离子晶体。答案为:GaF3为离子晶体;(4)①在700℃时,(CH3)3Ga和AsH3反应,生成GaAs等,反应的方程式为(CH3)3Ga+AsH3 GaAs+3CH4。答案为:(CH3)3Ga+AsH3 GaAs+3CH4;②反应物AsH3分子的几何构型与NH3类似,则为三角锥形,(CH3)3Ga中镓原子的价层电子对数为3,且无孤对电子,由此可得出杂化方式为sp2。答案为:三角锥形;sp2;(5)从晶胞结构图中可以看出,As周围有4个Ga原子,则配位数为4。1个晶胞中含有4个GaAs,由此可求出1个晶胞的质量,再由晶胞参数,即可求出晶胞的体积,从而求出晶体的密度为 = g·cm-3。
答案为:4; 。
【分析】⑴镓位于周期表中第4周期第ⅢA族,最外层电子数即价电子数;
⑵根据电离能差值分析元素的化合价,电离能差值过大说明失去该电子较困难,同周期元素随着原子序数增大,电负性增强,同主族元素随着原子序数增大,电负性减小;
⑶三种卤化物的熔沸点均较低,说明都是分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高, GaF3 的熔点超过 1000℃ ,可以考虑晶体类型发生变化;
⑷①(CH3)3Ga和AsH3反应,生成GaAs,反应温度为 700℃ ,据此写出反应的化学方程式;
②根据VSEPR理论判断AsH3分子的几何构型,根据杂化轨道理论判断 (CH3)3Ga中镓原子杂化方式 ;
⑸根据 砷化镓立方晶胞结构图可知,砷的外围有4个Ga原子,则配位数为4,GaAs中砷原子数=4,晶胞的质量m=,根据密度计算晶胞密度。
22.【答案】(1)⑤
(2)②
(3)④
(4)③
(5)①
(6)⑦
【解析】【解答】(1)离子键是由阴阳离子产生的,上述物质中只存在离子键都是Na2S,故答案为:⑤。
(2)共价键是由非金属元素的原子通过共用电子对形成的,极性共价键为不同种元素的原子形成的,因此上述物质中只存在极性共价键的是HCl,故答案为:②。
(3)非极性键是由同种元素的原子形成的,因此上述物质中既存在非极性共价键,又存在极性共价键的是H2O2,故答案为:④。
(4)非极性键是由同种元素的原子形成的,因此上述物质中只存在非极性键的是P4,故答案为:③。
(5)不存在化学键的是Ne,故答案为:①。
(6)既存在离子键又存在非极性共价键的是Na2O2,故答案为:⑦。
【分析】此题是对化学键的考查,结合离子键、共价键的定义进行分析即可。
23.【答案】(1)15
(2);原子晶体
(3)MgH2;52/(ρ NA)
(4)MgO>CaO>KCl;12
(5)碳与氧之间形成含有双键的分子放出的能量(2×803 kJ mol-1=1606 kJ mol-1)大于形成含单键的原子晶体放出的能量(4×360 kJ mol-1=1440 kJ mol-1),故碳与氧之间易形成含双键的CO2分子晶体;硅与氧之间形成含有双键的分子放出的能量(2×640 kJ mol-1=1280 kJ mol-1)小于形成含单键的原子晶体放出的能量(4×464 kJ mol-1=1856 kJ mol-1),故硅与氧之间易形成含单键的SiO2原子晶体
【解析】(1)不同能级上的电子能量不同,运动状态不同,同一能级上的电子自旋方向不同运动状态也不同,所以P有15个电子有15种运动状态不同的电子
(2)、 ;原子晶体。
(3)根据晶胞结构可知,该晶胞中含有镁原子个数为8×1/8+1=2, 含有氢原子个数为4×1/2+2=4,镁原子与氢原子个数比为1:2,所以氢化镁化学式为MgH2;该晶胞中含有2个MgH2,则该晶胞的体积为2×26/ρNA= 52/(ρ NA)cm3;正确MgH2;52/(ρ NA)。
(4) 晶格能越大,离子晶体熔点就越高,而晶格能大小与离子的电荷和半径有关,电荷越多,离子半径越小,晶格能就越大;KCl、MgO、CaO这3种晶体的结构与NaCl晶体结构相似,MgO、CaO中离子都带2个单位电荷,KCl中离子都带1个单位电荷,离子半径Cl->O2-,Mg2+CaO>KCl ,故熔点MgO>CaO>KCl;在MgO晶胞中Mg2+周围有六个O2-,O2-周围有六个Mg2+,根据晶胞的结构可以看出,如果以体心上一个Mg2+为究对象,和它最邻近且等距离的Mg2+分布在晶胞每个棱边中点上,共有12个;正确MgO>CaO>KCl;12。
(5) C和O之间易形成含有双键的CO2分子晶体,而Si和O之间则易形成含有单键的SiO2原子晶体,其原因: 碳与氧之间形成含有双键的分子放出的能量(2×803 kJ mol-1=1606 kJ mol-1)大于形成含单键的原子晶体放出的能量(4×360 kJ mol-1=1440 kJ mol-1),故碳与氧之间易形成含双键的CO2分子晶体;硅与氧之间形成含有双键的分子放出的能量(2×640 kJ mol-1=1280 kJ mol-1)小于形成含单键的原子晶体放出的能量(4×464 kJ mol-1=1856 kJ mol-1),故硅与氧之间易形成含单键的SiO2原子晶体;正确碳与氧之间形成含有双键的分子放出的能量(2×803 kJ mol-1=1606 kJ mol-1)大于形成含单键的原子晶体放出的能量(4×360 kJ mol-1=1440 kJ mol-1),故碳与氧之间易形成含双键的CO2分子晶体;硅与氧之间形成含有双键的分子放出的能量(2×640 kJ mol-1=1280 kJ mol-1)小于形成含单键的原子晶体放出的能量(4×464 kJ mol-1=1856 kJ mol-1),故硅与氧之间易形成含单键的SiO2原子晶体。
【分析】 (1)能量不同电子运动状态不同,自旋方向相反的电子运动状态也不同。
(2)金属单质为金属晶体。
(3)V=,晶胞的质量为2个MgH2的质量,而一个MgH2的质量等于,所以
V=2×26/ρNA= 52/(ρ NA)cm3
(4)离子晶体中晶格能越大,熔沸点越高,硬度越大。
24.【答案】(1)A
(2)C
(3)D
(4)B
(5)D
(6)A
(7)B
【解析】【解答】(1)A.CS2类似于CO2,只含有极性键,分子构型为直线形,为对称结构,为非极性分子;
B.H2O只含有极性键,分子构型为角形,不是对称结构,为极性分子;
C.P4只含有非极性键,属于非极性分子;
D.CH2Cl2只含有极性键,不是对称结构,为极性分子;
故答案为:A;
(2)A.干冰为分子晶体;
B.氯化钠为离子晶体;
C.二氧化硅为原子晶体;
D.四氯化硅为分子晶体;
故答案为:C;
(3)该元素基态原子的价电子排布式为3d14s2,则电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,
A.该基态原子中共有1个未成对电子,故不正确;
B.该基态原子最外层为第4电子层,有2个电子,故不正确;
C. 该基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,M层共有9个电子,故不正确;
D.该元素原子核外共有4个电子层,故正确;
故答案为:D;
(4)A.NH3分子为三角锥形,故不正确;
B.NH3的中心原子N原子上孤对电子数为,故正确;
C.只含有范德华力的分子晶体属于分子密堆积,NH3分子间能形成氢键,则NH3晶体不属于分子密堆积,故不正确;
D.液氨气化是物理变化,不会破坏N—H键,故不正确;
故答案为:B;
(5)A.HF分子间能形成氢键,沸点最高,沸点大小顺序:HF >HI>HBr>HCl,故不正确;
B.空间利用率:面心立方最密堆积>体心立方堆积>简单立方堆积,故不正确;
C.金属原子半径越小,价电子数越多,金属键越强,金属晶体硬度越大,则硬度:Al >Mg> Na,故不正确;
D.离子电荷数相同时,离子晶体的离子半径越小,晶格能越大,熔点越高,则熔点:NaCl>NaBr>KBr,故正确;
故答案为:D;
(6)已知Y元素基态原子的价层电子排布式为,则n=2,Y价层电子排布式为,则Y是Cl元素,根据元素X、Y、Z在周期表中的相对位置可知,X为Ne,Z为Se,
A.稀有气体元素为惰性元素,其非金属性、金属性都很弱,不易得失电子,同周期的主族元素从左至右非金属性逐渐增大,同主族元素从上往下,非金属性逐渐减小,则非金属性:Cl>Se>Ne,故不正确;
B.同周期元素从左至右第一电离能总体呈增大趋势,同主族从上往下,第一电离能逐渐减小,则第一电离能:Ne>Cl>Se,故正确;
C.Cl元素位于周期表的第三周期VIIA族,故正确;
D.Z为Se,是34号元素,则Se原子的核外电子排布式为,故正确;
故答案为:A;
(7)A.类似于氨气分子,PH3分子为三角锥形,所有的原子不可能共平面,故不正确;
B.31gP4的物质的量为0.25mol,1个P4分子含有6个P-P,则0.25molP4分子有0.25mol×6NA=1.5NA个P-P,故正确;
C.同周期元素从左至右电负性逐渐增大,同主族从上往下,电负性逐渐减小,则元素的电负性大小顺序为:O> P>H>K,故不正确;
D.由次磷酸的结构可知,其只含有一个羟基氢,则为一元酸,则KH2PO2属于正盐,故不正确;
故答案为:B。
【分析】(1)依据相同原子之间的共价键为非极性键,不同原子之间的共价键为极性键,分子中正负电荷重合则为非极性分子分析;
(2)依据给出物质的物理性质和元素组成进行判断;
(3)依据核外电子排布规律分析;
(4)A.NH3分子为三角锥形;
B.依据孤电子对数=计算;
C.依据NH3分子间能形成氢键,不属于分子密堆积判断;
D.液氨气化是物理变化;
(5)A.分子间能形成氢键,沸点最高;
B.依据空间利用率:面心立方最密堆积>体心立方堆积>简单立方堆积;
C.依据金属原子半径越小,价电子数越多,金属键越强,金属晶体硬度越大;
D.依据离子电荷数相同时,离子晶体的离子半径越小,晶格能越大,熔点越高;
(6)
A.同周期的主族元素从左至右非金属性逐渐增大,同主族元素从上往下,非金属性逐渐减小,稀有气体元素为惰性元素,其非金属性、金属性都很弱,不易得失电子;
B.同周期元素从左至右第一电离能总体呈增大趋势,同主族从上往下,第一电离能逐渐减小;
C.依据原子序数确定在表中位置;
D.依据核外电子排布规律分析;
(7)A.PH3分子为三角锥形;
B.1个P4分子含有6个P-P键,;
C.同周期元素从左至右电负性逐渐增大,同主族从上往下,电负性逐渐减小;
D.只含有一个羟基氢,则为一元酸。
25.【答案】(1)Na<Al<Si<N
(2)高;NaCl为离子晶体,而SiCl4为分子晶体
(3)sp3;V形
(4)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;[Cu(NH3)4]2+;深蓝色
(5)Cu3N
(6)AlN;共价键
【解析】【解答】A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A(1)在元素周期表中,同一周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势,同一主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小,据此可判断四种元素的第一电离能的顺序为:Na(2)因NaCl为离子晶体,而SiCl4为分子晶体,原子晶体的熔沸点远大于分子晶体的熔沸点,故NaCl晶体熔点高;
(3)A的氢化物为NH3,N原子价层电子对数为3+ =4,则N原子采取sp3杂化;E的低价氧化物为SO2,S原子孤电子对数为 =1,价层电子对数为2+1=3,则为V形;
(4)F为Cu元素,其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,铜离子与氨气可以配位键形成配离子,其化学式为[Cu(NH3)4]2+;
(5)F为Cu,A为N,且N为-3价,由晶胞结构图可知,N原子在顶点,则N原子数为8× =1,Cu原子在棱心,则Cu原子数为12× =3,所以化学式为Cu3N;
(6)A、C形成的化合物为AlN,根据化合物具有高沸点和高硬度,是一种新型无机非金属材料,可判断晶体类型为原子晶体,化学键类型为共价键。
【分析】根据元素在周期表中的位置、核外电子的排布等推断出各种元素。
(1)非金属性越强第一电离能越大,注意ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素的第一电离能;
(2)根据不同晶体类型的熔沸点规律进行判断;
(4)根据铜元素的原子序数和电子排比规律书写电子排布式,结合铜氨络离子判断溶液颜色;
(5)根据均摊法计算化学式。