3.2 分子晶体与共价晶体 同步检测题(含解析) 2023-2024学年高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2

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名称 3.2 分子晶体与共价晶体 同步检测题(含解析) 2023-2024学年高二下学期化学人教版(2019)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 2024-04-12 11:14:27

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3.2 分子晶体与共价晶体 同步检测题
2023-2024学年高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2
一、单选题
1.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
2.下列有关晶体的叙述错误的是(  )
A.金刚石和二氧化硅晶体的最小结构单元都是正四面体形结构
B.含1molC的金刚石中C-C键数目是2NA,1molSiO2晶体中Si- O键数目是4NA
C.水晶和干冰在熔化时,晶体中的共价键都会断裂
D.SiO2晶体是共价晶体,所以晶体中不存在分子,SiO2不是它的分子式
3.下列物质固态时一定是分子晶体的是(  )
A.酸性氧化物 B.碱性氧化物 C.含氧酸 D.非金属单质
4.下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中,正确的是(  )
A.在晶体中,每个硅原子和2个氧原子形成2个共价键
B.分子晶体中一定存在共价键
C.HI的相对分子质量大于HF,所以HI的沸点高于HF
D.1 mol金刚石中的C—C键数是2
5.下列说法错误的是(  )
A.从CH4、NH4+、SO42-为正四面体结构,可推测PH4+、PO43-也为正四面体结构
B.1mol碳化硅晶体中,平均含有4mol C—Si共价键
C.水的沸点比硫化氢的高,是因为H2O分子间存在氢键,H2S分子间不能形成氢键
D.某气态团簇分子结构如图所示,该气态团簇分子的分子式为EF或FE
6.下列说法错误的是
A. 、 的晶体结构类型不同
B.加热硅、硫晶体使之熔化,克服的作用力不同
C.HCl、NaCl溶于水,破坏的化学键类型相同
D.NaOH、 晶体中既有离子键又有共价键
7.下列物质属于分子晶体的是(  )
A.二氧化硅 B.碘
C.镁 D.NaCl
8.已知氯化硼BCl3的熔点为-107℃,沸点为12.5℃,在其分子中键与键之间的夹角为120°,它能水解,有关叙述正确的是(  )
A.氯化硼液态时能导电而固态时不导电
B.氯化硼中心原子采用sp3杂化
C.氯化硼分子呈三角锥形,属极性分子
D.三氯化硼遇水蒸气会产生白雾
9.有关晶体组成结构的叙述中,正确的是(  )
A.SiO2晶体中最小环上的原子数为6
B.在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
C.12g石墨烯(如图1)中含有六元环的个数为0.5NA
D.720g C60晶体(如图2)中含有0.5NA个晶胞结构单元
10.制造光导纤维的材料是一种很纯的硅氧化物,它是具有立体网状结构的晶体,下图是简化了的平面示意图,关于这种制造光纤的材料,下列说法正确的是(  )
A.它的晶体中硅原子与氧原子数目比是1:4
B.它的晶体中硅原子与氧原子数目比是1:6
C.这种氧化物是原子晶体
D.这种氧化物是分子晶体
11.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
12.X、Y、Z、W是四种原子序数依次增大的短周期元素,W的最外层电子数比X的最外层电子数少1个,X、Y、Z为同一周期元素,X、Y、Z组成一种化合物(ZXY)2的结构式如图所示。下列说法错误的是(  )
A.化合物WY是良好的耐热冲击材料
B.Y的氧化物对应的水化物可能是弱酸
C.X的氢化物的沸点一定小于Z的
D.化合物(ZXY)2中所有原子均满足8电子稳定结构
13.人们常用干冰营造云雾缭绕的舞台效果,这是因为干冰在室温下很容易直接变成气体.在此过程中体积可以增大很多倍,原因是(  )
A.A B.B C.C D.D
14.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
15.氮化硅(Si3N4)是一种新型的耐高温耐磨材料,在工业上有广泛用途,它属于(  )
A.原子晶体 B.分子晶体 C.金属晶体 D.离子晶体
16.为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(  )
A.常温常压下,气体中含有的氧原子数小于
B.中含有的键的数目为
C.中含有的离子总数为
D.盐酸与足量共热,转移的电子数为
17.下列说法正确的是(  )
A.只含有共价键的物质属于共价化合物
B.所有物质中都含有化学键
C.含有离子键的物质肯定含金属元素
D.只要含离子键的化合物就属于离子化合物
18.自从第一次合成稀有气体元素的化合物XePtF6以来,人们又相继发现了氙的一系列化合物,如XeF2、XeF4等。如图甲为XeF4的结构示意图,图乙为XeF2晶体的晶胞结构图。下列有关说法正确的是(  )
A.XeF4是极性分子
B.XeF2晶体中,Xe原子和F原子之间形成共价键,属于共价晶体
C.一个XeF2晶胞中实际拥有2个XeF2
D.XeF2晶体中距离最近的两个XeF2之间的距离为(a为晶胞边长)
19.下列说法正确的是(  )
A.冰融化时,分子中H—O键发生断裂
B.分子晶体中,分子间作用力越大,通常熔点越高
C.分子晶体中,共价键键能越大,分子的熔、沸点越高
D.分子晶体中,分子间作用力越大,分子越稳定
20.为践行社会主义核心价值观,创建和谐社会,实现碳达峰和碳中和,我国科学家独创了一种二氧化碳转化新路径:通过电催化与生物合成相结合,以二氧化碳和水为原料成功合成了葡萄糖(C6H12O6)和脂肪酸,为人工和半人工合成“粮食”提供了新路径。关于上述物质,下列说法正确的是(  )
A.CO2和H2O均为极性分子,故CO2易溶于水
B.CO2晶体属于分子晶体,晶体中一个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个
C.H2O分子中O原子上有2对孤电子对,故H2O分子的VSEPR模型为V形
D.葡萄糖为分子晶体,脂肪酸为离子晶体
二、综合题
21.铁被誉为“第一金属”,铁及其化合物在生活中有广泛应用。
(1)FeCl3的熔点为 ,沸点为 的晶体类型是     ;
(2)羰基铁 可用作催化剂、汽油抗爆剂等。1mol 分子中含    键;
(3)氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为     ;
(4)氧化亚铁晶体的晶胞如图2所示。已知:
氧化亚铁晶体的密度为 , 代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中,与 紧邻且等距离的 数目为     ; 与 最短核间距为     pm。 写出表达式
22.科学工作者合成了含镁、镍、碳3种元素的超导材料,具有良好的应用前景。回答下列问题:
(1)Ni的基态原子价电子排布式为   。元素Mg与C中,第一电离能较小的是   (填元素符号)。
(2)科学家研究发现Ni与CO在60~80℃时反应生成Ni(CO)4气体,在Ni(CO)4分子中与Ni形成配位键的原子是   (填元素符号),Ni(CO)4晶体类型是   。
(3)下列分子或离子与CO2具有相同类型化学键和立体构型的是____(填标号)。
A.SO2 B.SCN- C.NO D.I
(4)MgO具有NaCl型结构(如图),其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为anm,则r(O2-)为   nm(用含a的表达式表示)。
(5)铂镍合金在较低温度下形成一种超结构有序相,其立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为apm。结构中有两种八面体空隙,一种完全由镍原子构成,另一种由铂原子和镍原子共同构成(如)。晶体中完全由镍原子构成的八面体空隙与由铂原子和镍原子共同构成的八面体空隙数目之比为   ,两种八面体空隙中心的最近距离为   pm。
23.按题目要求填空:
(1)下列各组物质均由分子组成的是   
①金刚石、氨气、氧气
②二氧化碳、二氧化硅、二氧化硫
③空气、冰、碘蒸气
④液氯、液氨、熔化的食盐
(2)直接由原子构成的是   .
①二氧化硅 ②二氧化碳 ③钠 ④金刚石 ⑤单晶硅
⑥白磷 ⑦硫 ⑧氨气 ⑨溴化氢 ⑩碘蒸气.
24.碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题:
(1)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是   。
(2)CS2分子中含有   (填“σ键”“π键"或“σ键和π键"),C原子的杂化轨道类型是   。
(3)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
1 在石墨烯晶体中,每个C原子连接   个六元环,每个六元环占有   个C原子。
2 在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接   个六元环。
25.
(1)Ⅰ.氮化硼晶体的结构与金刚石相似,其晶胞结构如图甲所示。
在一个晶胞中,含有硼原子   个,氮原子   个。
(2)已知氮化硼晶胞参数为γ cm,则在此晶胞中,任意两个原子之间的最短距离是   cm,D、E原子之间的距离是   cm。
(3)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。已知三个原子分数坐标参数:A为(0,0,0)、B为(0,1,1)、C为(1,1,0),则E原子的坐标为   。
(4)氮化硼晶胞的俯视投影图是   (填序号)。
(5)设NA为阿伏加德罗常数的值,则氮化硼晶体的密度为   g·cm-3(用代数式表示)。
(6)Ⅱ.在硅酸盐中,四面体(如图乙为俯视投影图)通过共用顶角氧原子可形成链状、环状等多种结构。
图丙为一种无限长单链结构的多硅酸根离子,其中Si与O的原子数之比为   ,化学式为   。
答案解析部分
1.【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。
2.【答案】C
【解析】【解答】金刚石中1个中心C原子连接4个C原子,二氧化硅中1个中心Si原子连接4个0原子,二者最小结构单元均为正四面体形,故A不符合题意;
金刚石中,1个C原子与另外4个C原子形成4个C- C键,每个C-C键为两个C原子所共用,所以1 molC原子形成的C-C键为4 mol×=2 mol,数目是2NA ,而SiO2晶体中1个Si原子分别与4个O原子形成4个Si-O键,则1 mol SiO2晶体中Si-O键为4 mol ,数目是4NA,故B不符合题意;
干冰熔化时只破坏分子间作用力,共价键不会断裂,故C符合题意;
共价晶体的构成微粒是原子不是分子,所以SiO2晶体中不存在分子,SiO2不是它的分子式,故D不符合题意。
【分析】金刚石形成的最小的环由六个碳原子形成的六元环,二氧化硅的空间结构相当于在每个Si-Si键间插入一个O原子,所以二氧化硅中最小环是由6个氧原子和6个硅原子组成的十二元环。
3.【答案】C
【解析】【解答】A.酸性氧化物在固态时可以是原子晶体,例如二氧化硅为原子晶体,故A不符合题意;
B.碱性氧化物在固态时一般是离子晶体,例如氧化钙、氧化钡,故B不符合题意;
C.含氧酸在固态时一定是分子晶体,故C符合题意;
D.非金属单质在固态不一定为分子晶体,例如石墨为混合型晶体,B为原子晶体,故D不符合题意。
【分析】
分子晶体是靠分子间作用力形成的固体物质,通过常见物质的组成进行判断。
4.【答案】D
【解析】【解答】A.在晶体中,每个硅原子和4个氧原子形成4个共价键,故A不符合题意;
B.分子晶体中不一定存在共价键,如稀有气体中不含有共价键,故B不符合题意;
C.由于HF分子之间可以形成氢键,所以HF的沸点高于HI,故C不符合题意;
D.金刚石中每个碳原子周围有四个碳原子,每个碳碳键被两个碳原子共有,则每个C原子形成两条C-C键,故1mol金刚石中含有C-C键的数目为2NA,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.二氧化硅为原子晶体,每个硅原子和4个氧原子形成4个共价键;
B.稀有气体为单原子分子;
C.HF间形成氢键。
5.【答案】D
【解析】【解答】A. PH4+、PO43-中都形成4个σ键且孤电子对数均为0,则二者均为正四面体结构,故A不符合题意;
B.碳化硅晶体中,每个C原子与4个Si原子形成共价键,则1mol碳化硅晶体中,平均含有4mol C—Si共价键,故B不符合题意;
C.氢键的作用力大于普通分子间作用力,H2O分子间存在氢键,H2S分子间不能形成氢键,导致水的沸点比硫化氢的高,故C不符合题意;
D.团簇分子中含有4个E原子和4个F原子,分子式应为E4F4或F4E4,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.具有4个相同σ键且孤电子对数为0的原子团结构都为正四面体;
B.在SiC晶体中,每个C与4个Si原子成键,而每个Si又与4个C成键;
C.氢原子与电负性大的原子X以共价键结合,若与电负性大、半径小的原子Y(O F N等)接近,在X与Y之间以氢为媒介,生成X-H…Y形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用,称为氢键;
D.团簇是由几个乃至上千个原子、分子或离子通过物理或化学结合力组成的相对稳定的微观或亚微观聚集体。
6.【答案】C
【解析】【解答】A.CO2属于分子晶体,SiO2属于原子晶体,CO2、SiO2晶体结构类型不同,A项不符合题意;
B.硅晶体属于原子晶体,加热硅晶体使之熔化克服共价键,硫晶体属于分子晶体,加热硫晶体使之熔化克服分子间作用力,加热硅、硫晶体使之熔化时克服的作用力不同,B项不符合题意;
C.HCl中含共价键,HCl溶于水破坏共价键,NaCl中含离子键,NaCl溶于水破坏离子键,HCl、NaCl溶于水破坏的化学键类型不同,C项符合题意;
D.NaOH的电子式为 ,NH4Cl的电子式为 ,NaOH、NH4Cl晶体中既有离子键又有共价键,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据常见晶体类型进行判断;
B.硅单质属于原子晶体,硫属于分子晶体;
C.HCl属于共价化合物,NaCl属于离子化合物;
D.NaOH、NH4Cl都是离子化合物,但OH-、NH4+中都存在共价键。
7.【答案】B
【解析】【解答】A、属于原子晶体,故不符合题意;
B、碘属于分子晶体,故符合题意;
C、镁属于金属晶体,故不符合题意;
D、氯化钠属于离子晶体,故不符合题意。
【分析】分子晶体的类型:非金属氢化物、大部分非金属氧化物、大部分非金属单质、酸、大部分有机物。
8.【答案】D
【解析】【解答】A.三氯化硼是共价化合物,液态是不能导电,A不符合题意;
B.氯化硼中的硼采用sp2杂化,B不符合题意;
C.氯化硼中的硼为sp2杂化,无孤对电子,分子中键与键的夹角为120°,是平面三角形结构,属于非极性分子,C不符合题意;
D.氯化硼水解生成氯化氢在空气中形成白雾,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、共价化合物液态时以分子状态存在;
B、氯化硼中的硼最外层三个电子,无孤对电子;
C、氯化硼是平面三角结构,正电荷中心和负电荷中心重合,为非极性分子;
D、HCl在空气中易汽化;
9.【答案】C
【解析】【解答】解:A、二氧化硅晶体结构中,每个硅原子结合4个氧原子原子,同时每个氧原子结合2个硅原子原子,最小的环上,有6个Si原子和6个O原子,所以一共12个原子,故A错误;
B、金属晶体中有阳离子但没有阴离子,故B错误;
C、依据n= 计算物质的量= =1mol,石墨烯中平均每个六元环含碳原子2个,则1mol碳原子含有六元环的个数为0.5NA,故C正确;
D、C60为分子晶体,如图中晶胞单元中,含有C60分子的个数为8× =4,720g C60晶体中含有NA个C60分子,所以720g C60晶体含有0.25NA个如图中晶胞单元,故D错误;
故选C.
【分析】A、二氧化硅晶体结构中,每个硅原子结合4个氧原子原子,同时每个氧原子结合2个硅原子原子,最小的环上,有6个Si原子和6个O原子,所以一共12个原子; B、金属晶体中有阳离子但没有阴离子; mol,石墨烯中平均每个六元环含碳原子2个,则1mol碳原子含有六元环的个数为0.5NA; D、C60为分子晶体,如图中晶胞单元中,含有C60分子的个数为8× =4,720g C60晶体中含有NA个C60分子,据此判断.
10.【答案】C
【解析】【解答】解:A.由二氧化硅晶体结构图可知,每个硅原子周围连有4个氧原子,每个氧原子周围连有2个硅原子,Si、O原子个数比为1:2,故A错误;
B.由二氧化硅晶体结构图可知,每个硅原子周围连有4个氧原子,每个氧原子周围连有2个硅原子,Si、O原子个数比为1:2,故B错误;
C.该晶体具有立体网状结构,是原子晶体,故C正确;
D.该晶体具有立体网状结构,是原子晶体,不是分子晶体,故D错误.
故选:C.
【分析】A.根据晶体结构图可知,每个硅原子周围连有4个氧原子,每个氧原子周围连有2个硅原子,Si、O原子个数比为1:2;
B.根据晶体结构图可知,每个硅原子周围连有4个氧原子,每个氧原子周围连有2个硅原子,Si、O原子个数比为1:2;
C.该晶体具有立体网状结构,是原子晶体;
D.该晶体具有立体网状结构,是原子晶体.
11.【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。
12.【答案】C
【解析】【解答】A.化合物AlN为原子晶体,AlN最高可稳定到2200℃,室温强度高,且强度随温度的升高下降较慢,导热性好,热膨胀系数小,是良好的耐热冲击材料,故A不符合题意;
B.N的氧化物对应的水化物中HNO2为弱酸,故B不符合题意;
C.C的氢化物的沸点随分子量的增加而增大,沸点不一定比H2O的沸点低,故C符合题意;
D.由(OCN)2的结构式可知所有原子均满足8电子稳定结构,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】因W的最外层电子数比X的最外层电子数少1个,且原子序数W>X,因此X、Y、Z为第二周期元素,W为第三周期元素,结合(ZXY)2的结构式可知,X为C,Y为N,Z为O,X最外层电子数为4,故W为Al,以此解答。
13.【答案】D
【解析】【解答】解:干冰由固体变为气体,二氧化碳分子大小不变,分子数目不变,但分子间距离增大,体积增大,与分子的运动特点无关,
故选D.
【分析】干冰由固体变成气体,分子间距离增大,体积增大,分子本身没有发生变化,以此解答.
14.【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。
15.【答案】A
【解析】【解答】解:相邻原子之间通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体,其构成微粒是原子;原子晶体具有熔点高和硬度大的特点,氮化硅(Si3N4)是一种新型的耐高温耐磨材料,说明氮化硅属于原子晶体,
故选A.
【分析】相邻原子之间通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体,其构成微粒是原子.
16.【答案】D
【解析】【解答】A、常温常压下气体摩尔体积大于22.4L/mol,则 气体的物质的量小于1mol,含有的氧原子数小于,故A不符合题意;
B、二氧化硅晶体中,每个硅原子与4个氧原子形成4个Si-O键, 的物质的量为0.1mol,含有 键的数目为 ,故B不符合题意;
C、过氧化钠由钠离子和过氧根离子构成, 的物质的量为1mol,含有的离子总数为,故C不符合题意;
D、二氧化锰与稀盐酸不反应,随着反应的进行盐酸浓度降低,变为稀盐酸后不再反应,因此转移的电子数小于0.3NA,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、常温常压下,气体摩尔体积不为22.4L/mol;
B、二氧化硅晶体中,每个硅原子与4个氧原子形成4个Si-O键;
C、过氧化钠由钠离子和过氧根离子构成;
D、二氧化锰与稀盐酸不反应。
17.【答案】D
【解析】【解答】A.只含共价键的物质不一定是共价化合物,可能是单质,如氢气、氧气等,选项A不符合题意;
B.不是所有物质中都含有化学键,稀有气体中只存在范德华力,不存在化学键,选项B不符合题意;
C.含有离子键的物质不一定含有金属元素,如铵铵盐,均由非金属元素组成,但它属于离子化合物,选项C不符合题意;
D.含离子键的化合物就属于离子化合物,选项D符合题意。
故答案为:D。
【分析】A.只含有共价键的物质可以是单质;
B.稀有气体中不含化学键;
C.可以与阴离子形成离子键;
D.离子化合物是含有离子键的化合物;
18.【答案】C
【解析】【解答】A.根据的结构示意图可判断,和F之间形成极性键,该分子为平面正方形结构,所以是由极性键构成的非极性分子,选项A不符合题意;
B.由于晶体是由分子构成的,Xe原子和F原子之间形成共价键,所以是分子晶体,选项B不符合题意;
C.根据晶体的晶胞结构可知,一个晶胞中实际拥有的个数为,选项C符合题意;
D.根据晶体的晶胞结构可知,立方体体心的与每个顶点的之间的距离最近且相等,该距离为晶胞体对角线长的一半,即为,选项D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A. XeF4正负电荷中心重合;
B. XeF2晶体由分子构成;
C.根据均摊法计算;
D.XeF2晶体中距离最近的两个XeF2之间的距离为体对角线的一半。
19.【答案】B
【解析】【解答】冰融化时,破坏的是氢键和范德华力,水分子中的共价键不被破坏,分子晶体的熔、沸点高低与分子间作用力的大小有关,与化学键的强弱无关,而分子的稳定性与化学键的强弱有关,与分子间作用力的大小无关。
【分析】B、分子晶体熔沸点高低比较,对于组成结构相似的分子,相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高。
C、共价键键能越大,分子越稳定。
20.【答案】B
【解析】【解答】A、CO2是非极性分子,H2O为极性分子,CO2易溶于水,是由于CO2能与H2O发生化学反应,A不符合题意。
B、由干冰晶体的结构可知,晶体中一个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个,B符合题意。
C、H2O分子中O原子上有2对孤电子对,同时存在2个是σ键,其价层电子对数为4,因此H2O分子的VSEPR模型为四面体型,C不符合题意。
D、葡萄糖、脂肪酸都为分子晶体,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、CO2为非极性分子。
B、根据干冰晶体的结构分析。
C、H2O的VSEPR模型为四面体形。
D、脂肪酸为分子晶体。
21.【答案】(1)分子晶体
(2)10
(3)3:1
(4)12; 1010
【解析】【解答】(1)FeCl 3的熔沸点较低,FeCl 3的晶体类型是分子晶体。
(2)CO的结构式为C O,三键中含1个σ键和2个π键,中心原子Fe与配体CO之间形成配位键,配位键也是σ键;1个Fe(CO)5分子中含10个σ键,1molFe(CO)5分子中含10molσ键。
(3)用“均摊法”,晶胞中含Fe:12 +2 +3=6个,N:2个,该晶体中铁、氮的微粒个数之比为6:2=3:1。
(4)根据晶胞,Fe2+为面心立方,与Fe2+紧邻的等距离的Fe2+有12个。用“均摊法”,晶胞中含Fe2+:8 +6 =4个,含O2-:12 +1=4个,晶体的化学式为FeO;1molFeO的质量为72g,1mol晶体的体积为 cm3;晶胞的体积为 cm3 NA 4= cm3,晶胞的边长为 cm,Fe2+与O2-最短核间距为 cm= cm= 1010pm。
【分析】(1)根据氯化铁的熔沸点判断其晶体类型;
(2)碳氧三件中含有1个σ键,配位键也形成1个σ键;
(3)根据均摊法进行计算原子个数比;
(4)根据晶体的密度计算方法计算 与 最短核间距 。
22.【答案】(1)3d84s2;Mg
(2)C;分子晶体
(3)B;C
(4)
(5)1:3;a
【解析】【解答】(1)基态Ni原子核外电子排布式为[Ar]3d84s2,则价电子排布式为3d84s2;同一周期元素,第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,同一主族元素,从上往下,第一电离能逐渐减小,Mg外围电子排布为3s2,该轨道处于全满状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能:Mg(2)CO分子中C、O原子均有孤电子对,但C的电负性较小,更容易给出电子,所以在 Ni(CO)4分子中与Ni形成配位键的原子是C原子;根据题意可知Ni(CO)4的沸点较低,是由Ni(CO)4分子构成的分子晶体;
(3)CO2只含极性共价键,空间构型为直线形;
A.SO2分子中只含极性共价键,但S原子为sp2杂化,含一对孤电子对,空间构型为V形,A不正确;
B.SCN-只含极性共价键,与CO2为等电子体,所以其空间构型为直线形,B正确;
C.只含极性共价键,与CO2为等电子体,所以其空间构型为直线形,C正确;
D.I离子只含非极性共价键,中心原子周围有2个σ键,根据价层电子对互斥理论,孤电子对对数==3,空间构型是直线型, D不正确;
综上所述答案为BC;
(4)O2-是面心立方最密堆积方式,面对角线是O2-半径的4倍,即4r=,解得r=;
(5)完全由镍原子构成的八面体空隙在晶胞的体心,铂原子和镍原子共同构成的八面体空隙在棱心,二者的数目之比为1:3,而两种八面体空隙中心最近的距离是棱心和体心的距离,为apm。
【分析】(1)Ni的基态原子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2;同一周期元素,第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,同一主族元素,从上往下,第一电离能逐渐减小;
(2)沸点较低,为分子晶体;
(3)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;
(4)面心立方最密堆积方式,面对角线是O2-半径的4倍;
(5)晶胞中两种八面体空隙中心的最近距离要结合两个晶胞判断。
23.【答案】(1)③
(2)①③④⑤
【解析】【解答】解:(1)①金刚石是由原子直接构成的,氨气和氧气由分子构成的,故不选;②二氧化碳、二氧化硫由分子构成的,二氧化硅是由原子直接构成的,故不选;③空气、冰、碘蒸气都是由分子构成的,故选;④液氯、液氨都是由分子构成的,熔化的食盐是由离子构成的,故不选;
故答案为:③;(2)①二氧化硅属于原子晶体,由原子直接构成,②二氧化碳是分子晶体由分子构成,③钠是金属晶体,由金属原子构成,④金刚石属于原子晶体,由原子直接构成,⑤单晶硅属于原子晶体,由原子直接构成,⑥白磷是分子晶体由分子构成,⑦硫是分子晶体由分子构成,⑧氨气是分子晶体由分子构成,⑨溴化氢是分子晶体由分子构成,⑩碘蒸气是分子晶体由分子构成.所以直接由原子构成的是①③④⑤;故答案为:①③④⑤.
【分析】(1)原子晶体由原子构成,分子晶体由分子构成,离子晶体由离子构成;(2)原子晶体和金属晶体、以及稀有气体由原子直接构成.
24.【答案】(1)C原子有4个价电子且半径较小,难以通过得失电子达到稳定结构
(2)σ键和π键;sp
(3)3;2;12
【解析】【解答】(1)共价键是原子间通过共用电子对形成的相互作用,碳原子有4个价电子,且半径较小,难以失去或得到电子,故碳在形成化合物时,其键型以共价键为主。
(2)CS2分子的结构式为S=C=S,含有σ键和π键,CS2分子中C原子形成2个σ键,孤电子对数为=0,则C原子采取sp杂化。
(3)①根据石墨烯晶体结构图可知,每个C原子连接3个六元环,每个六元环占有的C原子数为6×=2;②在金刚石晶体中,每个C原子与周围的4个碳原子形成4个碳碳单键,最小的环为六元环,每个单键为3个环共有,则每个C原子连接4×3=12个六元环。
【分析】共价键一般存在于非金属原子之间,离子键一般存在于金属原子和非金属原子之间(AlCl3是共价化合物,铵盐属于离子化合物);一般共价单键为σ键,共价双键中一个是σ键,另一个是π键 ,共价三键中一个是σ键,另两个是π键。
25.【答案】(1)4;4
(2);
(3)( ,,)
(4)b
(5)
(6)1:3; (或)
【解析】【解答】Ⅰ.(1)硼原子位于晶胞内,氮原子位于顶点和面心,则在一个晶胞中,含有4个硼原子,含有氮原子的个数为6×+8×=4。
(2)已知氮化硼晶胞参数为γ cm,则在此晶胞中,任意两个原子之间的最短距离为相连的N与B之间的距离,最短距离为晶胞体对角线长的,即γ cm,D、E原子为晶体中两个距离最近的B原子,二者之间的距离为晶胞面对角线长的,即γcm。
(3)已知三个原子分数坐标参数:A为(0,0,0)、B为(0,1,1) .C为(1,1 ,0) ,则由E原子的位置知, E的原子分数坐标为(,,)。
(4)由晶胞结构示意图知,氮化硼晶胞的俯视投影图是b。
(5)1个氮化硼晶胞内含有的氮原子和硼原子均为4个,则晶胞的质量为g,氮化硼晶胞参数为γ cm,则晶胞体积为γ3cm3,晶体的密度为=g·cm-3
Ⅱ. (6)由图丙可知,四面体两两之间通过共用1个氧原子连接
形成链状结构,所以每个四面体中的硅原子数是1,氧原子数是2 +2×=3,即Si与0的原子数之比为1:3;化学式为 (或)2
【分析】Ⅰ.(1利用“均摊法”,一个微粒被n个晶胞共享,那么它属于每一个晶胞的只有1/n。
(2)由晶胞结构分析,任意两个原子之间的最短距离晶胞体对角线长的,D、E原子的距离为晶胞面对角线长的。
(3)利用三个原子分数坐标参数确定E原子的位置坐标。
(4)由晶胞结构示意图确定俯视投影图。
(5)利用“均摊法”,一个微粒被n个晶胞共享,那么它属于每一个晶胞的只有1/n确定晶胞微粒的数目,再利用计算。
Ⅱ. (6)由题图,利用“均摊法”,一个微粒被n个晶胞共享,那么它属于每一个晶胞的只有1/n。