3.2 分子晶体与共价晶体 同步练习题
一、单选题
1.近年来,我国科技迅猛发展,下列科技成果中蕴含的化学知识叙述不正确的是( )
A.建造港珠澳大桥所采用的高强抗震螺纹钢属于合金
B.中国天眼FAST用到的SiC是新型无机非金属材料
C.华为麒麟芯片的主要成分是单质硅
D.飞船返回舱使用氮化硅耐高温结构材料,Si3N4属于分子晶体
2.下列说法正确的是( )
A.CO2与SiO2的晶体类型相同
B.SiCl4与SiHCl3分子中的键角相等
C.1mol晶体硅中含有2molSi-Si键
D.CO2分子中碳原子轨道杂化类型为sp2
3.下列说法中正确的是( )
A.电子层结构相同的不同简单离子,其半径随核电荷数增多而减小
B.失去电子难的原子获得电子的能力一定强
C.在化学反应中,某元素由化合态变为游离态,则该元素一定被还原
D.共价键的键能越大,分子晶体的熔点越高
4.原子晶体具有的性质是()
A.熔点高 B.易导热
C.能导电 D.有延展性
5.下列有关晶体的说法正确的是( )
A.任何晶体中都存在化学键
B.固体SiO2一定是晶体
C.分子晶体中共价键的键能越大,该分子晶体的熔点和沸点一定也越高
D.X射线衍射法是区分晶体及非晶体的最可靠的科学方法
6.某化学兴趣小组,在学完分子晶体后,查阅了几种氯化物的熔、沸点,记录如下:
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2
熔点/℃ 801 712 190 -68 782
沸点/℃ 1 465 1 418 230 57 1 600
根据这些数据分析,他们认为属于分子晶体的是 ( )
A.NaCl、MgCl2、CaCl2
B.AlCl3、SiCl4
C.NaCl、CaCl2
D.NaCl、MgCl2、AlCl3、SiCl4、CaCl2
7.X、Y为第二周期主族元素,基态原子均有两个未成对电子,可形成化合物甲,(—代表化学键,但不确定是单键还是双键),且分子中每个原子均满足8电子稳定结构。下列叙述正确的是( )
A.固态化合物甲属于共价晶体
B.X的最高价氧化物对应水化物是二元弱酸
C.元素的第一电离能:
D.Y和氢原子形成的10电子分子与10电子阳离子比较,前者键角大于后者
8.不能支持石墨是晶体这一事实的选项是( )
A.石墨和金刚石互为同素异形体
B.石墨中的碳原子呈周期性有序排列
C.石墨的熔点为3 850 ℃
D.在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线
9.氮氧化铝(AlON)是一种高硬度防弹材料,可以在高温下由反应Al2O3+C+N2=2AlON+CO合成,下列有关说法合理的是( )
A.上述反应中氮气作还原剂
B.氮氧化铝中氮元素的化合价是-3
C.氮氧化铝晶体中的作用力是范德华力
D.根据氮氧化铝晶体的硬度可推断其晶体类型可能与石英相同
10.分子晶体一般具有的性质是( )
A.易溶于水
B.熔、沸点较高
C.通常状况下有些是固体,有些是气体,也有的是液体
D.硬度一般较大
11.下列说法正确的是( )
A.NaHSO4晶体溶于水时,离子键被破坏,共价键不受影响
B.PCl5和CCl4中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
C.根据氮化铝(AlN)熔沸点很高、熔融状态下不导电可推测它是原子晶体
D.干冰和石英晶体中的化学键类型相同,熔化时需克服微粒间的作用力类型也相同
12.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
13.下列说法正确的是( )
A.干冰和石英晶体中的化学键类型相同,熔化时需克服的微粒间作用力类型也相同
B.同一原子中2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
C.CO2和CS2每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
D.某晶体固态时不导电,水溶液能导电,该晶体不可能是分子晶体
14.我们可以将SiO2的晶体结构想象为在晶体硅的Si—Si键之间插入O原子。根据SiO2晶体结构图,下列说法不正确的是( )
A.石英晶体中每个Si原子通过Si—O极性键与4个O原子作用
B.每个O原子也通过Si—O极性键与2个Si原子作用
C.石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2,可用“SiO2”来表示石英的组成
D.在晶体中存在石英分子,故能叫分子式
15.下列晶体中不属于原子晶体的是( )
A.干冰 B.金刚砂
C.金刚石 D.水晶
16.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
17.X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,可“组合”成一种具有高效催化性能的超分子,其结构如图(注:实线代表共价键,其他Y原子之间的重复单元中的W、X未展开标注),W、X、Z分别位于不同周期, Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法错误的是 ( )
A.Y位于第二周期第ⅥA族
B.XW4形成的晶体堆积属于分子密堆积
C.X单质不存在能导电的晶体
D.Y与Z可组成阴阳离子数之比为1:2的离子晶体
18.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
19.下列物质属于共价晶体的是( )
A.SO2 B.SiO2 C.HNO3 D.葡萄糖
20.硫及其化合物有着广泛的作用。硫元素具有多种化合价,在一定条件下能发生相互转化。不同温度下硫单质的状态和分子结构不同,环状分子的结构为。合理应用和处理含硫的化合物,在生产生活中有重要意义。下列有关说法正确的是
A.的空间构型为正四面体 B.是共价晶体
C.和中的键角相等 D.的沸点高于
二、综合题
21.原子结构与元素周期表、元素性质三者关系密切。A,B,D,E,F为原子序数依次增大的前四周期元素,其中A的最外层电子数是其内层电子数的2倍,B,D,E为同周期元素,B原子的核外电子总数是其未成对电子数的5倍,E原子最外层有1个未成对电子,F原子核外有22种运动状态的电子。
请回答下列问题:
(1)F元素位于周期表 区,其价电子排布图为: 。
(2)B,D,E三种元素中,第一电离能最小的是 (填元素符号);写出AD2的等电子体 (分子和阴离子各写一种)。
(3)AO2和DO2熔点高的是 ,原因是 。
22.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。
23.d区金属元素钛有“太空金属”“未来金属”等美誉,在航空航天、海洋产业等行业有重要作用。回答下列问题:
(1)我国科学家用和,制备超导材料TiN,反应原理为。
①基态钛原子的核外电子排布式为 。原子中运动电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用表示,与之相反的则用表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态钛原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为 。
②已知部分物质的熔沸点如下表。
TiN
熔点/℃ 800(分解) -25 714 2950
沸点/℃ 700(升华) 136.4 1412 (略)
属于 晶体,中心Ti原子的杂化方式为 。
(2)是铂的重要配位化合物。它有甲、乙两种同分异构体,其中甲为极性分子,乙为非极性分子。甲、乙的水解产物化学式均为,但只有甲的水解产物能与草酸(HOOC-COOH)反应生成。
①根据相似相溶的规律,可推断 (填“甲”或“乙”)在水中的溶解度较大。
②发生水解反应的化学方程式是 。
③和中铂的配体数分别为 和 。
④查阅资料可知,甲、乙均为平面结构。画出乙的水解产物的空间结构并推测其不能与草酸反应生成的原因: 。
(3)晶体中,的重复排列方式如图1所示,该晶体中存在着由围成的正四面体空隙(如1、3、6、7号围成)和正八面体空隙(如3、6、7、8、9、12号围成)。中有一半的填充在正四面体空隙中,另一半和分别填充在不同的正八面体空隙中,则晶体中,正四面体空隙和正八面体空隙阳离子的填充率之比为 。
(4)铜的晶胞如图2所示,则晶胞中原子的空间利用率为 (用含π的最简式表示)。
24.[化学一一选修3:物质结构与性质]碳族元素的单质和化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)锗是重要半导体材料,基态Ge原子中,核外电子占据最高能级的符号是 ,该能级的电子云轮廓图为 。金属Ge晶胞结构与金刚石类似,质地硬而脆,沸点2830℃,锗晶体属于 晶体。
(2)①(CH3)3C+是有机合成重要中间体,该中间体中碳原子杂化方式为 ,(CH3)3C+中碳骨架的几何构型为 。
②治疗铅中毒可滴注依地酸钠钙,使Pb2+转化为依地酸铅盐。下列说法正确的是 (填标号)
A.形成依地酸铅离子所需n(Pb2+):n(EDTA)=1:4
B.依地酸中各元素的电负性从大到小的顺序为O>N>C>H
C.依地酸铅盐中含有离子键和配位键
D.依地酸具有良好的水溶性是由于其分子间能形成氢键
(3)下表列出了碱土金属碳酸盐的热分解温度和阳离子半径:
碳酸盐 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3
热分解温度/℃ 402 900 1172 1360
阳离子半径/pm 66 99 112 135
碱土金属碳酸盐同主族由上到下的热分解温度逐渐升高,原因是: 。
(4)有机卤化铅晶体具有独特的光电性能,下图为其晶胞结构示意图:
①若该晶胞的边长为anm,则Cl-间的最短距离是 。
②在该晶胞的另一种表达方式中,若图中Pb2+处于顶点位置,则Cl-处于 位置。原子坐标参数B为(0,0,0);A1为(1/2,1/2,1/2),则X2为 。
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】D
【解析】【解答】 A:钢属于合金,叙述正确,故A不符合题意;
B:SiC属于新型无机非金属材料,叙述正确,故B不符合题意;
C:芯片的主要成分是单质硅 ,叙述正确,故C不符合题意;
D:分子晶体有低熔点的特性,氮化硅结构材料耐高温, 故Si3N4不属于分子晶体,属于共价晶体,叙述错误,故D符合题意;
故答案为:D
【分析】SiC属于新型无机非金属材料,其中的碳原子和硅原子通过共价键连接,具有硬度很大、优异的高温抗氧化性能。
利用硅的半导体性能可以制成计算机、通信设备和家用电器等的芯片。
分子晶体和共价晶体判断:①构成共价晶体的微粒是原子,构成分子晶体的微粒是分子。②共价分子晶体有低熔点、低沸点的特性。③常见的分子晶体:所有非金属氰化物、部分非金属单质、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大数有机物。常见的共价晶体:某些单质(硼、硅、锗、灰锡等)、某些非金属化合物(碳化硅、Si3N4等)。
2.【答案】C
【解析】【解答】A.CO2为分子晶体,而SiO2为共价晶体,故A不符合题意;
B.SiCl4为正四面体形,键角为109.5°,而SiHCl3分子不是正四面体形,键角不等于109.5°,故B不符合题意;
C.晶体硅中每个硅原子都连接4个硅原子形成Si-Si共价键,每个Si-Si键被2个Si共有,所以相当于每个Si原子连有2个Si-Si键,故C符合题意;
D.CO2分子中碳原子轨道杂化类型为sp,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.二氧化碳是分子晶体,二氧化硅是原子晶体;
B.SiCl4为正四面体形,SiHCl3为四面体形;
C.晶体硅中每个Si原子连有2个Si-Si键;
D.CO2分子的结构式为O=C=O,C原子采用sp杂化。
3.【答案】A
【解析】【解答】A.电子层结构相同的不同简单离子,其半径随核电荷数增多而减小,故A符合题意;
B.失去电子难的原子获得电子的能力不一定强,故B不符合题意;
C.在化学反应中,某元素由化合态变为游离态,则该元素可能被还原,也可能被氧化,故C不符合题意;
D.共价键的键能越大,含有该分子的物质的稳定性就越强,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】B.失电子难的原子获得电子的能力不一定强,如稀有气体的原子;
C.某元素由化合态变为游离态,化合价可能升高也可能降低;
D.分子晶体的熔沸点由分子间作用力决定。
4.【答案】A
【解析】【解答】原子晶体的构成微粒是原子,原子间存在共价键,原子晶体是空间网状结构导致其具有键能大、熔点高、硬度大的特性,不能导电、导热,没有有延展性,
故答案为:A。
【分析】原子晶体中由于共价键具有方向性所以无延展性,无自由电子所以不能导电,导热。
5.【答案】D
【解析】【解答】A.稀有气体属于单原子分子,稀有气体中不存在化学键,故A不符合题意;
B.固体SiO2存在形态有结晶形和无定形两大类,无定形的SiO2不属于晶体,故B不符合题意;
C.分子晶体的熔点和沸点与分子间作用力有关,与化学键无关,故C不符合题意;
D.对固体进行X射线衍射实验是区分晶体及非晶体的最可靠的科学方法,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.稀有气体不含化学键;
B.无定形SiO2不属于晶体;
C.分子晶体的熔点和沸点与分子间作用力有关;
D.X射线衍射实验是区分晶体及非晶体的最可靠的科学方法。
6.【答案】B
【解析】【解答】分子晶体的熔、沸点低。
【分析】分子晶体的物理共性是熔沸点低,硬度低,易升华。
7.【答案】B
【解析】【解答】A.由C和O形成的化合物甲为分子晶体,故A不符合题意;
B.C元素的最高价氧化物对应水化物为,属于二元弱酸,故B符合题意;
C.根据第1电离能的规律,O的第一电离能大于C,故C不符合题意;
D.对于O元素与H元素形成的10电子分子和10电子阳离子,中存在孤对电子数大于,孤对电子数越多被挤压程度越大,键角越小,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、碳原子和氧原子形成的化合物为分子晶体;
B、碳酸为二元弱酸;
C、第一电离能从左到右递增;
D、孤电子数越多,键角越小。
8.【答案】A
【解析】【解答】A.是否互为同素异形体与是否为晶体这两者之间并无联系,如无定形碳也与金刚石、石墨互为同素异形体,却属于非晶体,故A项符合题意;
B.晶体中原子在三维空间里呈周期性有序排列,故B项不符合题意;
C.晶体有自范性、有固定的熔点,故C项不符合题意,
D.晶体的物理性质上体现各向异性、X射线衍射图谱上有分明的斑点或明锐的谱线,故D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】晶体是按照一定的结构顺序进行排列,具有固定的熔沸点以及可以用X射线衍射进行检测即可判断
9.【答案】D
【解析】【解答】由化合价代数和为0可知,氮氧化铝中铝元素化合价为+3价,O为-2价,氮元素的化合价为-1。A.反应中N元素化合价降低,N2为氧化剂,A不符合题意;
B.根据上述分析,氮元素的化合价为-1,B不符合题意;
C.氮氧化铝晶体中化学键应为共价键C不符合题意;
D.根据氮氧化铝晶体的硬度可推断其晶体类型应为原子晶体,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】结合题意, 氮氧化铝(AlON)是一种高硬度防弹材料 ,推断其晶体类型应为原子晶体。
10.【答案】C
【解析】【解答】分子晶体在通常状况下有固体、气体,也有液体,水溶性不确定,熔、沸点较低,硬度一般较小。
【分析】分子晶体的物理共性:熔沸点低、硬度小、易升华。
11.【答案】C
【解析】【解答】A.NaHSO4晶体溶于水时,硫酸氢根也会发生电离,共价键被破坏,A不符合题意;
B.PCl5分子中P原子最外层有10个电子,B不符合题意;
C.氮化铝在熔融状态下不导电,说明不是离子化合物,熔沸点高,符合原子晶体的性质,可以推测氮化铝属于原子晶体,C符合题意;
D.干冰和石英晶体都属于共价化合物,均含有共价键,但干冰属于分子晶体,而石英属于原子晶体,融化时,前者破坏分子间作用力,后者破坏共价键,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.NaHSO4由Na+与HSO4-构成,溶于水完全电离为Na+、H+、SO42-,离子键被破坏,部分共价键也被破坏;
B.CCl4中每个原子的最外层都具有8电子稳定结构,但PCl5中P原子最外层有10个电子;
C.熟悉原子晶体的特征,据此分析;
D.注意两者晶体类型不同。
12.【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。
13.【答案】C
【解析】【解答】A.干冰和石英晶体中的化学键类型相同,但干冰属于分子晶体,熔化时需克服的微粒间作用力属于分子间作用力,而石英属于共价晶体,熔化时克服的是共价键,因此熔化时破坏的作用力类型不相同,A不符合题意;
B.同一原子中2p、3p、4p能级的轨道数相同,都是3个,B不符合题意;
C.CO2和CS2都是分子晶体,分子中每个原子的最外层都具有8电子稳定结构,C符合题意;
D.某晶体固态时不导电,水溶液能导电,该晶体可能是分子晶体,也可能是原子晶体,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.注意区分分子晶体和原子晶体内部的作用力
B.P能级轨道数目是定值,都是3个
C.根据电子数,可以发现都满足8e-
D.固体不导电,说明没有发生电离,溶液能够导电,可能是自身电离,也可能与水反应生成电解质,可能是分子晶体,如氨气、二氧化碳
14.【答案】D
【解析】【解答】晶体硅的结构是五个硅原子形成正四面体结构,其中有一个位于正四面体的中心,另外四个位于四面体的顶点,故SiO2的结构为每个硅原子周围有四个氧原子,而每个氧原子周围有两个硅原子,在晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2,“SiO2”仅表示石英的组成,故没有单个的SiO2分子。
【分析】二氧化硅是原子晶体,化学式是SiO2,一个硅原子周围连接4个氧原子,一个氧原子连接连个硅原子,根据计算出晶体中硅原子和氧原子的个数比是2:1
15.【答案】A
【解析】【解答】干冰是分子晶体
【分析】分子晶体一般是由分子构成,而原子晶体主要是由原子之间通过很强的共价键形成
16.【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。
17.【答案】C
【解析】【解答】A. Y即氧元素,位于第二周期第VIA 族,故A不符合题意;
B. XW4形成的甲烷晶体属于分子晶体,分子晶体不含氢键都采取分子密堆积,即甲烷中分子周围紧邻的微粒数为12个,故B不符合题意;
C. X即碳元素的单质中,石墨是能导电的混合型晶体,故C符合题意;
D. Y与Z可组成氧化钠、过氧化钠,晶体内阴阳离子数之比均为1:2的离子晶体,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】 W、X、Z分别位于不同周期,X能形成4个单键,则X为C元素,Y形成2个共价键,则Y为O元素,W形成1个单键,则W为H元素, Z是同周期中金属性最强的元素,则Z为Na元素;
A.Y为O元素,位于第二周期第ⅥA族;
B.甲烷晶体属于分子密堆积;
C.石墨是能导电的混合型晶体;
D.O和Na形成阴阳离子数之比为1:2的Na2O和Na2O2。
18.【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。
19.【答案】B
【解析】【解答】A. SO2属于分子晶体,A不符合题意;
B. 二氧化硅是由原子构成,属于共价晶体,B符合题意;
C. 硝酸分子属于分子晶体,C不符合题意;
D. 葡萄糖属于共价化合物,是分子晶体,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A. SO2属于分子晶体;
B. 二氧化硅属于共价晶体;
C. 硝酸分子属于分子晶体;
D. 葡萄糖属于分子晶体。
20.【答案】A
【解析】【解答】A.中硫原子形成4个共价键,空间构型为正四面体,A符合题意;
B.是由分子构成的分子晶体,B不符合题意;
C.和中硫原子均为sp2杂化,但是二氧化硫中存在一对孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,故两者的键角不相等,C不符合题意;
D.水分子间能形成氢键导致沸点升高,故的沸点低于,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数,若杂化轨道数=2,为sp杂化,杂化轨道数=3,为sp2杂化,杂化轨道数=4,为sp3杂化;
杂化轨道数=2,为直线;
杂化轨道数=3,成键电子数=3,为三角形;
杂化轨道数=3,成键电子数=2,为V形;
杂化轨道数=4,成键电子数=4,为四面体;
杂化轨道数=4,成键电子数=3,为三角锥;
杂化轨道数=4,成键电子数=2,为V形;
B、S8由8个硫原子构成分子晶体;
C、孤电子对导致键角变小;
D、水分子之间可以形成氢键,使沸点变高。
21.【答案】(1)d;
(2)S;CO2或N2O, CNO- 或SCN-
(3)SO2;SO2、CO2 均为分子晶体,SO2 相对分子质量较大且为极性分子,范德华力大
【解析】【解答】(1). F为Ti元素,位于周期表中第4周期,第IVB族,在周期表中属于d区元素,其价电子排布式为3d24s2,则价电子排布图为 ,故答案为:d: ;(2). 同周期主族元素,随着原子序数的增大,第一电离能呈现增大的趋势,但是第ⅡA族和第VA族元素反常,所以P、S、Cl三种元素中,第一电离能最小的是S,等电子体是指原子个数相同,价电子总数相同的微粒,则与CS2互为等电子体的有:CO2或N2O,CNO-或SCN-,故答案为:S;CO2或N2O,CNO-或SCN-;(3)AO2为CO2,DO2为SO2,二者均为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高,所以熔点高的是SO2,故答案为:SO2;SO2、CO2均为分子晶体,SO2相对分子质量较大且为极性分子,范德华力大。
【分析】(1)d区元素包括周期系第ⅢB~ⅦB,Ⅶ,ⅠB~ⅡB元素,不包括镧系和锕系元素。d区元素是元素周期表中的副族元素,即第3至第12族元素;
(2)同周期主族元素的第一电离能由左至右是增大的,但是由于ⅡA族和第VA族出现半满的状态,使第一电离能出现反常的现象,大于相邻元素;
(3)一般情况下,原子晶体的熔点大于离子晶体大于分子晶体,因为化学键的作用力要比分子间作用力强很多。
22.【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。
23.【答案】(1){或 };+1或-1;分子;
(2)甲;;4;4;乙分子水解产物的结构为,O-Pt-O键角为180°(两个配位氧原子的距离较远),草酸的两个羧基无法与铂同时形成配位键
(3)1:4
(4)
【解析】【解答】(1)①钛元素是22号元素,按构造原理,基态钛原子的核外电子排布式为
,基态钛原子的价电子排布式为
,
是分占2个d轨道、自旋方向相同的2个电子,4s轨道填了自旋方向相反的2个电子,则其价电子自旋磁量子数的代数和为
或
。
②熔沸点较低,属于分子晶体,其中心原子的价电子对数为n= =4,故中心原子形成杂化方式为 杂化。
(2)①甲为极性分子,根据相似相溶的规律,甲在水中的溶解度较大。
②及其同分异构体发生水解反应生成物的化学式均为
和氯化氢,故反应的化学方程式是
。
③由化学式
可知其铂的配体数为4。甲、乙的水解产物化学式均为
,但只有甲的水解产物能与草酸(HOOC-COOH)反应生成
,说明甲的物质结构中,有两个氢氧根离子的距离相对较近,可以与一个草酸根离子形成双齿结构,即每个
中有2个原子与铂配位。草酸根离子中碳原子没有孤电子对,只有氧原子存在孤电子对,所以
有2个氧原子与铂配位,故
中心原子铂的配体数也为4。
④甲、乙均为平面结构,其中甲为极性分子,乙为非极性分子,经分析甲分子有两个氢氧根离子的距离相对较近,则乙分子水解产物的结构为,O-Pt-O键角为180°(两个配位氧原子的距离较远),故草酸的两个羧基无法与铂原子同时形成配位键。
(3)由图1可知,
的重复排列方式为面心立方密堆积,其晶胞中正四面体空隙为8个,正八面体空隙为4个,2个三价铁离子,一个填充在正四面体空隙中,一个填充在正八面体空隙中,另一个亚铁离子填充在不同的正八面体空隙中,则被填充的正四面体空隙占总的四面体空隙个数的
,被填充的正八面体空隙占总的正八面体空隙个数的
,故正四面体空隙和正八面体空隙阳离子的填充率之比为1:4。
(4)由图2可知,铜晶胞为面心立方密堆积结构,设晶胞边长为a,该晶胞中Cu原子个数
,则四个Cu原子体积
,晶胞体积
,空间利用率
。
【分析】(1)①钛原子的核外电子数为22,根据核外电子排布原则进行解答。价电子就是最外层电子,根据钛原子的价电子及其排布原则进行解答。
②分子晶体的熔沸点一般较低;根据价层电子对互斥理论进行解答。
(2)①甲与水均为极性分子,则甲在水中溶解度较大。
②根据水解产物及反应前后原子个数、种类不变进行分析。
③PtCl2(NH3)2和Pt(C2O4)(NH3)2的配体数均为4。
④乙为非极性分子,说明乙的结构对称,可推出其结构式,进一步分析。
(3)由图1可知该晶胞中有8个正四面体空隙,4个正八面体空隙。根据题干信息,则正四面体空隙阳离子填充率为
,正八面体空隙阳离子填充率为
=
。
(4)由图2可知该晶胞中铜原子的个数,晶胞晶胞中原子利用率=
。
24.【答案】(1)4p;哑铃形;原子
(2)sp2、sp3;平面三角形;BC
(3)金属阳离子半径越大,金属氧化物晶格能越低,碳酸盐分解生成的氧化物越不稳定
(4) anm;棱心;(1/2,0,0)
【解析】【解答】(1)Ge元素的原子序数为32,其基态原子的核外电子排布为[Ar]3d104s24p2,核外电子占据最高能级的符号4p;p能级的电子云轮廓图为哑铃形;金刚石属于原子晶体,金属Ge晶胞结构与金刚石类似,沸点2830℃,锗晶体属于原子晶体;
(2)①(CH3)3C+中,—CH3中碳原子杂化方式为sp3,(CH3)3C+中C+原子价层电子对位(4+3-1)÷2=3,故杂化方式为sp2,其中有三个结合的基团,故(CH3)3C+中碳骨架的几何构型为平面三角形;②根据依地酸铅离子的结构和依地酸的结构,结合氮原子原子守恒,n(Pb2+):n(EDTA)=1:1,A项不符合题意;依地酸中含有元素O、N、C、H,其电负性从大到小的顺序为O>N>C>H,B项符合题意;依地酸铅盐中含有离子键(依地酸铅离子与阴离子之间的作用力)和配位键(依地酸中的氮原子与Pb2+),C项符合题意;依地酸分子能与水分子形成分子间氢键,所以依地酸具有良好的水溶性,D项不符合题意;(3)随着金属阳离子半径越大,金属形成的氧化物晶格能越低,碳酸盐分解生成的氧化物越不稳定,故其碳酸盐的热分解温度逐渐升高;
(4)①根据有机卤化铅晶体结构可知,Cl—处于面心,故Cl-间的最短距离是 = ;②根据提给图示可知,结合原子坐标参数B为(0,0,0)、A1为(1/2,1/2,1/2),X2为(1/2,0,0)。
【分析】(2)中(CH3)3C+中杂化类型判断可以采用代换法,其中的甲基可以换成氢原子,因为他们都有一个未成对电子。通过替换后可以方便计算其杂化类型。
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。