3.2 分子晶体与共价晶体 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 3.2 分子晶体与共价晶体 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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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 22:33:37

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3.2 分子晶体与共价晶体 同步练习题
一、单选题
1.下列双原子分子中,热稳定性最大的是(  )
分子 I2 HF F2 HI
键能(kJ/mol) 151 569 153 297
  A B C D
A.A B.B C.C D.D
2.下列物质属于共价晶体的酸性氧化物是(  )
A.干冰 B.石英 C.氧化钠 D.金刚石
3.下列有关分子晶体的说法中正确的是(  )
A.分子内均存在共价键
B.分子间一定存在范德华力
C.分子间一定存在氢键
D.其结构一定不能由原子直接构成
4.AB型化合物形成的晶体结构多种多样。下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是(  )
A.①③ B.②⑤ C.⑤⑥ D.③④⑤⑥
5.下列物质形成的晶体中,属于原子晶体的是(  )
A.SiO2 B.NaCl C.干冰 D.冰
6.下列判断正确的是(  )
A.第一电离能:N>C>O
B.沸点:邻羟基苯甲酸>对羟基苯甲酸(见图)
C.甲烷分子中H-C-H键角大于氨气分子中H-N-H键角
D.1 mol金刚石晶体和1 mol SiO2晶体存在的共价键数目相同
7.下列关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是(  )
A.存在四面体结构单元,O处于中心,Si处于4个顶角
B.最小的环上,有3个Si原子和3个O原子
C.最小的环上,Si和O原子数之比为1∶2
D.最小的环上,有6个Si原子和6个O原子
8.含物质种类最多的晶体是(  )
A.离子晶体 B.原子晶体 C.分子晶体 D.金属晶体
9.磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料。下图为其晶体结构中最小的重复结构单元,其中的每个原子均满足8电子稳定结构。下列有关说法正确的是(  )
A.磷化硼晶体的化学式为BP,属于离子晶体
B.磷化硼晶体的熔点高,且熔融状态下能导电
C.磷化硼晶体中每个原子均形成4条共价键
D.磷化硼晶体结构微粒的空间堆积方式与氯化钠相同
10.干冰(固态二氧化碳)在-78℃时可直接升华为气体,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(  )
A.干冰晶体是共价晶体
B.每个晶胞中含有4个分子
C.每个分子周围有12个紧邻的分子
D.干冰升华时需克服分子间作用力
11.干冰(固态二氧化碳)在-78℃时可直接升华为气体,其晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是(  )
A.干冰晶体是共价晶体
B.每个晶胞中含有4个分子
C.每个分子周围有12个紧邻的分子
D.干冰升华时需克服分子间作用力
12.F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙,它们都是极强的氧化剂(其氧化性依次递增),都极易与水反应。其中6XeF4+12H2O=2XeO3+4Xe↑+24HF+3O2↑,下列推测正确的是 (  )
黑球表示氙原子白球表示氟原子
A.XeF2分子中各原子均达到八电子的稳定结构
B.某种氟化氙的晶体结构单元如上图所示,可推知其化学式为XeF6
C.XeF4按已知方式水解,每生成2molXe转移8mol电子
D.XeF2加入水中,在水分子的作用下,将重新生成Xe和F2
13.元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列说法正确的是(  )
A.原子半径:
B.第一电离能:
C.碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体
D.可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料
14.下列说法正确的是(  )
A.石英、金刚石、冰都是通过共价键形成的原子晶体
B.干冰气化时吸收的热量用于克服分子内碳、氧原子间的作用力
C.氯化氢和氯化钠溶于水都能电离出 ,所以氯化氢和氯化钠均是离子化合物
D. 和 分子中氧原子的最外电子层都具有8电子的稳定结构
15.1999年美国《科学》杂志报道:在40GPa高压下,用激光器加热到1800K,人们成功制得了原子晶体干冰,下列推断中错误的是(  )
A.原子晶体干冰有很高的熔点、沸点,有很大的硬度
B.原子晶体干冰易气化,可用作制冷材料
C.原子晶体干冰的硬度大,可用作耐磨材料
D.每摩尔原子晶体干冰中含4molC—O键
16.碳有多种同分异构体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示,下列说法错误的是(  )
A.在石墨烯晶体中,每个正六元环拥有的共价键和碳原子数比例为3:2
B.石墨晶体中的碳原子全部是碳碳单键
C.金刚石晶体中,碳原子采用sp3杂化
D.金刚石晶体中最小的碳环上有6个碳原子
17.氮化硅(熔点1900℃)具有高强度、高韧性,通过SiH4与NH3发生反应3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2制得。下列说法错误的是(  )
A.Si的电负性小于N的电负性 B.SiH4的稳定性强于NH3的稳定性
C.Si3N4属于共价晶体 D.SiH4为非极性分子
18.如图所示是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序,其中c,d均是热和电的良导体。下列说法错误的是(  )
A.e、f单质晶体熔化时克服的是共价键
B.d单质对应元素原子的电子排布式:1s22s22p63s23p2
C.b元素形成的气态氢化物易与水分子之间形成氢键
D.单质a、b、f对应的元素以原子个数比1:1:1形成的分子中含2个σ键,2个π键
19.氢氟酸可用于雕刻玻璃,其反应原理为4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O。下列有关说法正确的是(  )
A.HF中的共价键为s-pσ键
B.H2O、SiF4均为极性分子
C.SiO2晶体为分子晶体
D.基态氧原子的价层电子轨道表示式为
20.碳化钼负载的层状金团簇催化剂可用于低温水煤气变换反应。下列有关说法错误的是(  )
A.碳化钼晶体的化学式为MoC
B.CO2分子中,中心原子碳的价层电子对数为2
C.碳化钼晶胞中,离Mo最近的Mo原子为8个
D.若碳化钼晶胞体积为V mL,则其晶体密度为
二、综合题
21.回答下列问题:
(1)现有六种物质:①碘晶体②晶体硅③晶体④晶体⑤晶体⑥铁,其中属于原子晶体的化合物是   (填序号);③在熔化时破坏的作用力为   。
(2)①②③④金刚石,这四种物质中碳原子采取杂化的是   (填序号);乳酸分子中有   个手性碳。
22.钛被誉为“21世纪的金属”,其化合物广泛用于国防、电讯器材、医疗器械和化工设备等领域。Ti在化合物中可呈现多种化合价,其中以+4价的Ti最为稳定。回答下列问题。
(1)已知电离能:I2(Ti) = 1310 kJ·mol-1,I2(K) = 3051 kJ·mol-1,I2(Ti) <I2(K),其原因为   。
(2)钛某配合物可用于催化环烯烃聚合,其结构如下图所示:
钛的配位数为   。该配合物中存在的化学键有   (填序号)。
a.离子健 b.配位键 c.金属健 d.共价键 e.氢键
(3)已知TiO2与浓硫酸反应生成硫酸氧钛,硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子,结构如图所示,该阳离子化学式为   。
(4)TiCl4常温下为无色液体,熔点250 K,沸点409 K,则TiCl4属于   晶体。TiCl4在水中或空气中极易水解,露置于空气中形成白色烟雾,烟雾中的固体成分可用TiO2·nH2O表示,请写出TiCl4在空气中产生烟雾的化学方程式:   。
(5)用B掺杂TiN后(晶胞结构中只是B原子部分代替钛原子),其正立方体晶胞结构如图所示,距离Ti最近的B有   个,Ti与B的最近距离为   nm;掺杂B后的晶体密度是TiN晶体的   倍(保留2位有效数字)。(已知掺杂B后的晶体密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,1 cm=107 nm)
23.
(1)IBr是一种卤素互化物,具有很高的化学活性,有许多性质与卤素相似,它在常温下是深红色液体,熔点为41℃,沸点为116 ℃,固体溴化碘是   晶体,含有   键,IBr与水反应生成一种无氧酸和一种含氧酸,反应的化学方程式为   。
(2)已知AlCl3的熔点为190 ℃(2.202×105 Pa下),但它在180 ℃即开始升华。请回答:
①AlCl3固体是   晶体;
②设计一个可靠的实验,判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物。你设计的实验是   。
24.Ⅰ.已知A、B、C、D四种分子所含原子的数目依次为 1、3、6、6,且都含有18个电子,B、C是由两种元素的原子组成,且分子中两种原子的个数比均为1∶2。D是一种有毒的有机物。
(1)组成A分子的原子的元素符号是   。
(2)从B分子的立体结构判断,该分子属于   (填“极性”或“非极性”)分子。
(3)C分子中包含   个σ键,   个π键。
(4)D的熔、沸点比C2H6的熔、沸点高,其主要原因是(需指明D是何物质):    。
(5)Ⅱ.CO的结构可表示为 ,N2的结构可表示为 。
下表是两者的键能数据:(单位:kJ·mol-1)
A—B
CO 357.7 798.9 1 071.9
N2 154.8 418.4 941.7
结合数据说明CO比N2活泼的原因:   。
(6)Ⅲ.Fe、Co、Ni、Cu等金属能形成配合物与这些金属原子的电子层结构有关。
基态Ni原子的核外电子排布式为   ,基态Cu原子的外围电子排布式为   。
(7)Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5 ℃,沸点为103 ℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)5晶体属于   (填晶体类型)。
25.完成下列问题
(1)Ⅰ.第IVA族元素,碳、硅、锗、锡、铅具有很多重要的性质。
锗元素的基态原子的核外电子排布式为   。
(2)单质Sn与干燥的反应生成,常温常压下为无色液体,空间构型为   ,其固体的晶体类型为   。
(3)卤化硅的沸点和二卤化铅的熔点如图所示。
①的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是   。
②结合的沸点和的熔点变化规律,可推断:依F、Cl、Br、I次序,晶体中离子键百分数   (填“增大”“不变”或“减小”)。
(4)Ⅱ.铍及其化合物的应用正日益被重视。
铍与相邻主族的铝元素性质相似。下列有关铍和铝的叙述正确的有____。
A.都属于p区主族元素 B.电负性都比镁大
C.第一电离能都比镁大 D.氯化物的水溶液pH均小于7
(5)氯化铍在气态时存在分子(a)和二聚分子[(BeCl2)2](b),固态时则具有如下图所示的链状结构(c)。
①a属于   (填“极性”或“非极性”)分子;
②二聚分子中Be原子的杂化方式相同,且所有原子都在同一平面上,b的结构式为   。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】双原子分子中,共价键的键能越大,分子的热稳定性越大,由表可知HF分子中共价键键能最大,则HF的热稳定性最大,
故答案为:B。
【分析】根据原子之间形成的共价键的键能大小就能比较出分子的热稳定性,即键能越大,分子越稳定。
2.【答案】B
【解析】【解答】A.干冰是固体CO2,属于分子晶体的酸性氧化物,A不符合题意;
B.石英是固体SiO2,属于共价晶体的酸性氧化物,B符合题意;
C.氧化钠属于离子晶体的碱性氧化物,C不符合题意;
D.金刚石为碳单质,属于共价晶体的单质,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】由原子构成的晶体为共价晶体,酸性氧化物是指能够与碱反应只生成盐和水的氧化物。
3.【答案】B
【解析】【解答】稀有气体分子组成的晶体中,不存在任何化学键,单原子分子间通过范德华力结合,故A、D项不符合题意。分子间作用力包括范德华力和氢键,范德华力存在于所有的分子晶体中,而氢键只存在于某些满足氢键形成条件的晶体内,故B项符合题意,C项不符合题意。
【分析】分子晶体构成的基本微粒为分子,分子间存在范德华力,也包括氢键,分子间作用比共价键弱,分子晶体构成微粒如为单原子分子,则分子内不存在共价键。
4.【答案】B
【解析】【解答】从结构上看:①③④⑥构成晶体的结构单元都是向外延伸和扩展的,符合离子晶体和原子晶体的结构特点,而②和⑤的结构没有这种特点,不能再以化学键与其它原子结合,该结构可以看成一个分子,所以可能是分子晶体。
故答案为:B。
【分析】本题考查分子晶体的判断。根据分子晶体是分子间通过分子间作用力构成的晶体分析;再结合
图示物质中各原子之间的连接情况分析;结合分子晶体中的原子不能再以化学键与其他原子结合分析判断得出答案。
5.【答案】A
【解析】【解答】A.SiO2是由硅、氧原子构成,其结构中只含有原子,不含有分子,因此SiO2属于原子晶体,A不符合题意;
B.NaCl是由Na+和Cl-构成的,为离子晶体,B不符合题意;
C.干冰为CO2,是由CO2分子构成,其结构中含有二氧化碳分子,属于分子晶体,C不符合题意;
D.冰为H2O,是由水分子构成的,其结构中含有水分子,属于分子晶体,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】由原子构成的物质,其结构中不含有分子的晶体为原子晶体;据此结合选项所给物质的组成进行分析。
6.【答案】C
【解析】【解答】A.由于N原子最外层电子处于半充满的稳定状态,因此其第一电离能比同一周期的O大,故C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为:N>O>C,A不符合题意;
B.邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键,对羟基苯甲醛能形成分子间氢键,分子间氢键的形成增加了分子之间的吸引作用,所以邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛,B不符合题意;
C.甲烷分子为正四面体结构,键角是109°28′,NH3分子中N原子上有一对孤电子对,其对共用电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用,因此NH3是三角锥形,其键角是107°18′,所以NH3分子中键角小于甲烷分子的键角,C符合题意;
D.1 mol金刚石中含有共价键的物质的量是1 mol×4× =2 mol;1 mol SiO2晶体存在的共价键物质的量是1 mol×4=4 mol,故二者含有的共价键的物质的量不相同,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.一般情况下,同一周期元素,原子序数越大,元素的第一电离能就越大,当处于全充满或者半充满时,电离能大
B.分子内形成氢键的有机物熔沸点低于分子间形成氢键有机物的熔沸点
C.甲烷是正四面体,而氨气是三角锥型,但是氮原子含有孤对电子,使键角变小
D.根据金刚石和二氧化硅中成键方式计算出共价键的数目
7.【答案】D
【解析】【解答】二氧化硅是原子晶体,结构为空间网状,存在硅氧四面体结构,硅处于中心,氧处于4个顶角所,以A项不符合题意;在SiO2晶体中,每6个Si和6个O形成一个12元环(最小环),所以D对,B、C都不符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据二氧化硅晶体的空间结构进行判断即可。
8.【答案】C
【解析】【解答】分子晶体是指分子间通过分子间作用力(包括范德华力和氢键)构成的晶体,种类最多的物质为有机物,而大部分有机物属于分子晶体,所以含物质种类最多的晶体是分子晶体,
故答案为C。
【分析】种类最多的是含碳物质,一般含碳物质形成的有机物居多为分子晶体
9.【答案】C
【解析】【解答】A.晶胞中:P位于顶点和面心,数目为8×+6×=4,B位于晶胞内,数目为4,则磷化硼晶体的化学式为BP,由于磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料,属于原子晶体,故A不符合题意;
B.磷化硼晶体是原子晶体,熔点高,但熔融状态下没有自由的离子所以不能导电,故B不符合题意;
C.该晶胞配位数为4,即每个原子均形成4条共价键,故C符合题意;
D.磷化硼晶体结构微粒的空间堆积方式与氯化钠不相同。磷化硼晶体堆积方式与CuS晶胞类型相同,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据均摊法计算,BP超硬耐磨,属于原子晶体;
B.磷化硼晶体是原子晶体,熔融状态下没有自由的离子;
D.该晶胞配位数为4,而NaCl晶胞结构中阴阳离子的配位数均为6。
10.【答案】A
【解析】【解答】A.由题干信息可知,干冰(固态二氧化碳)在-78℃时可直接升华为气体,干冰晶体是分子晶体,A符合题意;
B.由题干图示晶胞图可知,每个晶胞中含有=4个分子,B不符合题意;
C.由题干图示晶胞图可知,以其中面心上的一个CO2为例,其周围有3个相互垂直的平面,每个平面上有4个CO2与之最近且距离相等,则每个分子周围有12个紧邻的分子,C不符合题意;
D.已知干冰是分子晶体,故干冰升华时需克服分子间作用力,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.干冰为分子晶体;
B.每个晶胞中含有=4个分子;
C.干冰晶胞中每个分子周围有12个紧邻的分子;
D.干冰是分子晶体,升华时克服分子间作用力。
11.【答案】A
【解析】【解答】A.由题干信息可知,干冰(固态二氧化碳)在-78℃时可直接升华为气体,干冰晶体是分子晶体,A符合题意;
B.由题干图示晶胞图可知,每个晶胞中含有=4个分子,B符合题意;
C.由题干图示晶胞图可知,以其中面心上的一个CO2为例,其周围有3个相互垂直的平面,每个平面上有4个CO2与之最近且距离相等,则每个分子周围有12个紧邻的分子,C不符合题意;
D.已知干冰是分子晶体,故干冰升华时需克服分子间作用力,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据干冰的沸点即可判断为分子晶体,结合占位即可计算出一个晶胞分子中含有4个二氧化碳分子,距离最近的有12个二氧化碳分子,结合选项即可判断
12.【答案】C
【解析】【解答】A.Xe原子已经达到8电子稳定,XeF2各原子不可能具有8电子稳定结构,A不符合题意;
B.Xe为2,F为4,该晶体的化学式为XeF2,B不符合题意;
C.F的非金属性最强,XeF4中Xe的化合价为+4价,生成2molXe转移电子数为8mol,C符合题意;
D.F2有强的氧化性,能够与水反应,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.Xe原子已经达到8电子稳定;
B.Xe为2,F为4,该晶体的化学式为XeF2;
C.F的非金属性最强;
D.F2有强的氧化性,能够与水反应。
13.【答案】D
【解析】【解答】A.同主族元素原子半径从上往下原子半径增大,故原子半径为: ,A项 错误;
B.同周期主族元素,从上往下原子半径增大,更易失电子,第一电离能:,B项错误;
C.碳单质中金刚石为共价晶体,而石墨为混合晶体,C60为分子晶体,不是所以的单质碳都是共价晶体,C错误;
D.周期表中元素Si附近,处于金属与非金属分界线,可在其周围寻找半导体材料,D正确。
故答案为:D。
【分析】A.同主族从上往下,原子半径逐渐增大;
B.同主族从上往下,原子半径逐渐增大,失电子越来越溶液,电离能逐渐减小;
C.并非所以碳的单质都是共价键体。
14.【答案】D
【解析】【解答】A.石英、金刚石是通过共价键形成的原子晶体,冰是水,属于分子晶体,A不符合题意;
B.干冰气化属于物理变化,则气化时吸收的热量用于克服分子间作用力,分子内碳、氧原子间的作用力不变,B不符合题意;
C.氯化氢和氯化钠溶于水都能电离出 ,但氯化氢中含有共价键,属于共价化合物,氯化钠是离子化合物,C不符合题意;
D. 和 分子中氧元素的化合价均是-2价,所以氧原子的最外电子层都具有8电子的稳定结构,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.石英、金刚石是由原子直接构成是原子晶体,而冰是由水分子构成,是分子晶体
B.干冰气化时主要是克服分子间作用力
C.氯化氢是由氢原子和氯原子共用电子对形成的共价化合物,而氯化钠由钠离子和氯离子形成的离子化合物
D.根据成键方式即可判断氧原子均达到8个电子稳定结构
15.【答案】B
【解析】【解答】A. 原子晶体干冰具有很高的熔点、沸点,有很大的硬度,A不符合题意;
B. 原子晶体干冰有很高的沸点,不易气化,不可用作制冷材料,B符合题意;
C. 原子晶体干冰的硬度大,可用作耐磨材料,C不符合题意;
D. 二氧化碳中,一个碳原子形成4个碳氧键,所以每摩尔原子晶体干冰中含4molC—O键,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、原子晶体一般具有很高的熔沸点和硬度;
B、原子晶体通过共价键结合,是阶梯结构;
C、原子晶体具有很高的硬度;
D、CO2晶体中存在类似于SiO2的结构;
16.【答案】B
【解析】【解答】A.石墨烯晶体中,最小的环为六元环,每个碳原子连接3个C-C化学键,每个六元环占有的碳原子数为 =2个,个数比例为3:2,A不符合题意;
B.石墨晶体中层与层之间为分子间作用力,单层上的碳原子除形成单键外,还形成大π键,B符合题意;
C.金刚石晶体中,每个碳原子形成4个σ键,采用sp3杂化,C不符合题意;
D.金刚石的结构为 ,由模型可知最小的环为六元环,D不符合题意;
故答案为B。
【分析】A.根据均摊法计算;
B.石墨单层上有大π键;
C.金刚石晶体中C为空间网状立体结构,是sp3杂化;
D.根据金刚石的结构分析。
17.【答案】B
【解析】【解答】A.元素的非金属性越强,电负性越大,氮元素的非金属性强于硅元素,所以电负性强于硅元素,故A不符合题意;
B.元素的非金属性越强,氢化物的稳定性越强,氮元素的非金属性强于硅元素,所以氨分子的稳定性强于硅化氢,故B符合题意;
C.氮化硅是由原子组成的熔点高、强度高、韧性高的共价晶体,故C不符合题意;
D.硅化氢的空间构型为结构对称的正四面体形,属于非极性分子,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】易错分析: 非金属元素的非金属性越强,对应气态氢化物的稳定性也就越强,在非金属中:①同一主族中,表现为由上往下气态氢化物的稳定性递减 ;②同一周期中,表现为从左往右气态氢化物的稳定性递增 ;③成键原子之间的键能越大,气态氢化物的稳定性也就越强
18.【答案】B
【解析】【解答】A.e为Si,f为C,对应的单质为原子晶体,存在共价键,熔化时破坏共价键,故A不符合题意;
B.d为Cu,铜单质对应元素原子的电子排布式:1s22s22p63s23p23d104s1,故B符合题意;
C.b为N,N元素形成的气态氢化物氨气,易与水分子之间形成氢键,故C不符合题意;
D.单质a、b、f对应的元素以原子个数比1:1:1形成的分子为HCN,结构式为H C≡N,分子中含2个σ键,2个π键,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质中,Na、Cu为金属晶体,均是热和电的良导体,C、Si的单质为原子晶体,且C单质的熔沸点大于Si原子晶体的熔点,H、N对应的单质为分子晶体,其中氢气的熔点最低,由图熔点的高低顺序可知a为H,b为N,c为Na,d为Cu,e为Si,f为C。
19.【答案】A
【解析】【解答】A.HF是由氢原子中的s轨道与氟原子中的p轨道形成的s-pσ键,A项符合题意;
B.H2O为极性分子,SiF4和CH4的空间结构一样,都是正四面体结构,结构对称,为非极性分子,B项不符合题意;
C.SiO2中原子间以共价键相结合,构成空间网状结构,为共价晶体,C项不符合题意;
D.基态氧原子的价层电子轨道表示式为,D项不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A.HF中的H-F是H原子中的s轨道与F原子中的p轨道形成的s-pσ键;
B.水正负电荷中心不重合,为极性分子;
C.二氧化硅为原子晶体;
D. O是8号元素,价电子排布式为2s22p4,轨道表示式为。
20.【答案】C
【解析】【解答】A.由晶体的结构图可知:其中含有的Mo原子数目为8× +6× =4,含有的C原子数目是12× +1=4,所以该晶体的化学式为MoC,A不符合题意;
B.在CO2分子中,C的价层电子对数为 ,B不符合题意;
C.由碳化钼晶胞可知,离Mo最近的Mo原子为 =12个,C符合题意;
D.1个碳化钼晶胞中含有碳原子: ,钼原子: ,故MoC晶体密度为ρ= ,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据均摊法计算各原子数目,进而确定其化学式;
B.CO2分子中C的价层电子对数为2;
C.根据晶胞图可知,离Mo最近的Mo原子为12个;
D.根据计算晶体密度。
21.【答案】(1)⑤;范德华力
(2)②③;1
【解析】【解答】(1)①碘晶体是分子晶体,熔化时破坏范德华力;
②晶体硅是原子晶体,属于单质,熔化时破坏共价键;
③晶体属于分子晶体,属于单质,熔化时破坏范德华力;
④晶体是离子晶体,熔化时破坏离子键;
⑤晶体是原子晶体,属于共价化合物,熔化时破坏共价键;
⑥铁是金属晶体,熔化时破坏金属键,其中属于原子晶体的化合物是⑤;
③在熔化时破坏的作用力为范德华力;故答案为:⑤;范德华力;
(2)①中碳连了三个碳氢键和一个碳氯键,碳原子采取sp3杂化;
②中每个碳原子是3个σ键和1个π键,碳原子采取sp2杂化;
③中每个碳原子是3个σ键,6个碳原子形成1个大π键;
④金刚石中每个碳原子与周围四个碳原子形成四个共价键,碳原子采取sp3杂化,这四种物质中碳原子采取杂化的是②③;手性碳原子是指碳连的四个原子或原子团都不相同,乳酸分子中第二个碳原子为手性碳原子,因此该分子有1个手性碳;故答案为:②③;1。
【分析】
(1)主要考查晶体的分类和不同晶体之间的作用力,牢记相关概念并灵活运用即可。
(2)理清楚sp杂化概念及相关物质中原子间化学键种类并灵活运用即可。
22.【答案】(1)K+为全充满的3p6状态,Ti+为4s1状态,失电子前者较后者难
(2)6;bd
(3)TiO2+或(TiO)
(4)分子;TiCl4+(n+2)H2O=TiO2·nH2O+4HCl
(5)4;×107;0.85
【解析】【解答】(1)K+为全充满的3p6稳定状态,较难失去电子,而Ti+为4s1状态,易失去1个电子,所以钾元素的第二电离能大于钛,故答案为:K+为全充满的3p6状态,Ti+为4s1状态,失电子前者较后者难;
(2)由配合物的结构可知,配合物中中心离子钛离子与4个氧原子和2个氯原子形成配位键,则配位数为6;配合物中只含有共价键和配位键,
故答案为:bd,故答案为:6;bd;
(3)由离子的结构可知,离子中钛元素的化合价为+4价,每个钛原子与2个氧原子相连,每个氧原子为2个钛原子所拥有,则钛原子占有的氧原子个数为2×=1,同理可知,氧原子占有的钛原子个数为2×=1,则离子中钛氧原子的个数比,1:1,由化合价代数和为0可知,离子的化学式为TiO2+或(TiO),故答案为:TiO2+或(TiO);
(4)由四氯化钛的熔沸点可知,四氯化钛为熔沸点低的分子晶体;由题意可知,四氯化钛与水反应生成TiO2·nH2O和氯化氢,反应的化学方程式为TiCl4+(n+2)H2O=TiO2·nH2O+4HCl,故答案为:分子;TiCl4+(n+2)H2O=TiO2·nH2O+4HCl;
(5)由晶胞结构可知,位于棱上的钛原子与位于体心的硼原子距离最近,则距离钛原子最近的硼原子有4个;晶胞中位于顶点和面心的氮原子个数为8×+6×=4,位于棱上的钛原子个数为12×=3,位于体心的硼原子个数为1,晶胞的化学式为Ti3BN4,设晶胞的边长为acm,由晶胞的质量公式可得:=a3ρ,解得a=,钛原子和硼原子的最近距离为面对角线的,则最近距离为×107nm;由题意可知,TiN晶胞中位于顶点和面心的氮原子个数为8×+6×=4,位于棱上和体心的钛原子个数为12×+1=4,则掺杂B后的晶体密度是TiN晶体的倍数为=0.85,故答案为:4;×107;0.85。
【分析】(1)当处于半满或全满结构是,比较稳定,电离能会异常的高
(3)由图可知,Ti与O原子个数为1:1,Ti为+4价,O为-2价,从而可以得到阳离子化学式
(4)熔点很低,一般是分子晶体, TiCl4在水中或空气中极易水解,露置于空气中形成白色烟雾 发生的为水解反应,生成了HCl,根据质量守恒配平即可
(5)首先利用均摊法算出一个晶胞原子个数,算出有个晶胞质量和晶胞体积,代入公式p=m/v即可
23.【答案】(1)分子;极性共价;IBr+H2O=HBr+HIO
(2)分子;在熔融状态下,测其是否导电,若不导电则是共价化合物
【解析】【解答】(1)由IBr的熔、沸点,可推知IBr属于分子晶体,所以IBr含极性共价键,参照Cl2和水的反应不难写出IBr和水的反应方程式。(2)由AlCl3的熔点低以及在180 ℃时开始升华,可判断AlCl3固体为分子晶体。若验证一种化合物是共价化合物还是离子化合物,可测其熔融状态下是否导电,若不导电则是共价化合物,导电则是离子化合物。
【分析】(1) IBr中I为+1价,Br为-1价。与水反应是非氧化还原反应。
(2)离子化合物与共价化合物的本质区别是熔融状态下是否导电。
24.【答案】(1)Ar
(2)极性
(3)5;0
(4)D是CH3OH,分子之间能形成氢键
(5)CO中断裂1 mol π键需吸收能量273 kJ,N2中断裂1 mol π键需吸收能量523.3 kJ,所以CO分子中的π键比N2分子中的π键更容易发生反应
(6)1s22s22p63s23p63d84s2;3d104s1
(7)分子晶体
【解析】【解答】(1)18个电子的单原子分子是氩。(2)B是由两种元素的3原子构成的含有18个电子的分子,则B是H2S,是极性分子。(3)C是由两种元素的6原子构成的含有18个电子的分子,原子个数比为1∶2,则C是N2H4,N原子采取sp3杂化,分子内有5个σ键,无π键。(4)1个D分子中含有6个原子,并含有18个电子,且为有毒的有机物,应是甲醇。CH3OH分子之间能形成氢键,因此熔、沸点比C2H6的熔、沸点高。(5)CO分子中的一个π键的键能=1 071.9 kJ·mol-1-798.9 kJ·mol-1=273 kJ·mol-1。N2分子内的一个π键的键能=941.7 kJ·mol-1-418.4 kJ·mol-1=523.3 kJ·mol-1,键能越大,π键越稳定,CO分子中的π键比N2分子中的π键更容易断裂,所以CO比N2活泼。(6)基态Ni原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2,基态Cu原子的外围电子排布式为3d104s1。(7)Fe(CO)5的熔、沸点低,易溶于非极性溶剂,可推知Fe(CO)5晶体是分子晶体。
【分析】(1)含有18个电子的氮原子分子是氩单质;
(2)B分子是硫化氢分子,由于正负电荷中心不重合,所以该分子式极性分子;
(3)N2H4分子中含有5个σ键,无π键;
(4)氢键是一种特殊的分子间作用力,可以增大物质的熔沸点;
(5)化学键的键能越大,物质就越稳定,性质就越不活泼;
(6)处于稳定状态(基态)的原子,核外电子将尽可能地按能量最低原理排布,另外,由于电子不可能都挤在一起,它们还要遵守最低能量原理,泡利不相容原理和洪特规则;
(7)分子间通过分子间作用力构成的晶体叫做分子晶体。
25.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2
(2)正四面体形;分子晶体
(3)四者均为分子晶体,随着相对分子质量越大,沸点升高;减小
(4)B;D
(5)非极性;
【解析】【解答】(1) 锗为32号元素,元素的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2;
故答案为: 第1空、1s22s22p63s23p63d104s24p2
(2)常温常压下为分子晶体,中Sn形成4个共价键,为sp3杂化,空间构型为正四面体形;
故答案为:
第1空、正四面体形
第2空、分子晶体
(3)①相对分子质量越大,沸点越高,依F、Cl、Br、I次序升高;
②PbF2熔点很高为离子晶体;依Cl、Br、I次序,晶体沸点低于PbF2,且PbI2熔点高于PBr2,可推断:依F、Cl、Br、I次序,晶体中离子键百分数减小;
故答案为:
第1空、四者均为分子晶体,随着相对分子质量越大,沸点升高
第2空、减小
(4) A.铍属于s区主族元素,A不符合题意;
B.同周期从左到右,元素的电负性变强;同主族由上而下,元素电负性减弱;两者电负性都比镁大,B符合题意;
C.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,镁原子价电子为3s2全满稳定状态,电离能较大,C不符合题意;
D.铍与铝元素性质相似,其氯化物的水溶液中金属阳离子的水解导致溶液显酸性,pH均小于7,D符合题意;
故答案为: B D
(5)①中Be形成2个共价键且无孤电子对,为直线形对称分子,a属于非极性分子;
②二聚分子中Be原子提供空轨道、氯提供孤电子对形成配位键;
故答案为:
第1空、非极性
第2空、
【分析】(1) 锗为32号元素,元素的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2;
(2)常温常压下为分子晶体,中Sn形成4个共价键,为sp3杂化,空间构型为正四面体形;
(3) 相对分子质量越大,沸点越高;
②PbF2熔点很高为离子晶体;
(4) A.铍属于s区主族元素;
B.同周期从左到右,元素的电负性变强;同主族由上而下,元素电负性减弱;
C.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,价电子为全满稳定状态,电离能较大;
D.铍与铝元素性质相似,金属阳离子的水解导致溶液显酸性;
(5)①Be形成2个共价键且无孤电子对,为直线形对称分子;
②二聚分子中Be原子提供空轨道、氯提供孤电子对形成配位键。