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选修3第三章晶体的结构与性质单元测试(含解析)
第I卷(选择题)
一、单选题
1.根据下表给出的几种物质的熔点、沸点数据判断说法中错误的是(
)
晶体
NaCl
MgCl2
AlCl3
SiCl4
单质R
熔点
810℃
710℃
180℃
-70℃
2300℃
沸点
1465℃
1418℃
177.8℃
57℃
2500℃
A.AlCl3为离子晶体
B.MgCl2为离子晶体
C.SiCl4是分子晶体
D.单质R可能是原子晶体
2.某单质晶体一定不是
(
)
A.离子晶体
B.分子晶体
C.原子晶体
D.金属晶体
3.下列有关说法不正确的是( )
A.水合铜离子的模型如图所示,1个水合铜离子中有4个配位键
B.CaF2晶体的晶胞如图所示,每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2+
C.H原子的电子云图如图所示,H原子核外的大多数电子在原子核附近运动
D.金属Cu中Cu原子堆积模型如图所示,该金属晶体为最密堆积,每个Cu原子的配位数均为12
4.下图是氯化铵晶体的晶胞,已知晶体中2个最近的NH核间距离为a
cm,氯化铵的相对分子质量为M,NA为阿伏加德罗常数,则氯化铵晶体的密度(单位g·cm-3)为
A.
B.
C.
D.
5.在单质的晶体中,一定不存在的粒子是
A.原子
B.分子
C.阳离子
D.阴离子
6.下列说法不正确的是
A.CaCl2晶体中只存在离子键
B.HCl溶于水破坏了H+和Cl-之间的离子键
C.因为O的非金属性比S强,所以H2O的热稳定性比H2S好
D.干冰和石英晶体的物理性质差别很大的原因是其微粒间的作用力不同
7.下列物质的熔、沸点高低顺序中,正确的是(
)
A.金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅
B.Rb>K>Na
C.F2>Cl2>Br2>I2
D.CI4>CBr4>CCl4>CF4
8.将下列晶体熔化:过氧化钠、二氧化硫、氯化铵、二氧化硅,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.②③①③
9.“皇上,您还记得当年大明湖畔的夏雨荷吗?”据不明野史记载,当年皇上留给夏雨荷一块10克拉的紫色宝石,该宝石熔沸点特别高,硬度非常大,难溶于水和常见的有机溶剂,当然,价钱也是特别贵的。你觉得该宝石的成分是下列那种物质(
)
A.I2
B.KMnO4
C.SiO2
D.Cu
10.下列说法不正确的是
A.石英和干冰都是共价化合物,熔化时克服的微粒间作用力相同
B.H2O和H2S两种物质的分子间作用力是H2O大,因而H2O的沸点高
C.NaHSO4晶体溶于水时,离子键和共价键都被破坏
D.N2、CO2和CCl4分子中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
11.下列晶体中,①冰
②石英
③足球烯(C60)
④食盐
⑤白磷
⑥冰醋酸
⑦晶体氩。晶体中除了存在原子与原子间的共价键外,同时也存在范德华力的有
A.3种
B.4种
C.5种
D.6种
12.有关常见晶体的叙述正确的是( )
A.氯化铯晶体中,每1个Cs+与其他8个Cs+等距离紧邻
B.干冰晶体中,每1个CO2分子与其他12个CO2分子等距离紧邻
C.石墨中由非极性键构成的最小碳环有6个碳原子,每个该小环平均分配6个碳原子
D.氯化钠晶体中,每个Na+与其他6个Na+等距离紧邻
13.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是(
)
A.观察外观是否规则
B.测定是否有固定的熔点
C.验证是否有各向异性?
D.进行X射线衍射实验
14.有关晶体的结构如下图所示,下列说法中正确的是(
)
A.在NaCl晶体中,距Na+离子最近且等距的Na+离子有6个
B.金属Zn中Zn原子堆积模型如图所示,空间利用率为68%
C.在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键(C—C)数目之比为1:2
D.该气态闭簇分子的分子式为EF或FE
15.Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料。下列有关说法错误的是( )
A.Al2O3、MgO和SiO2都不溶于水
B.Al2O3是两性氧化物,MgO是碱性氧化物,SiO2是酸性氧化物
C.Al2O3、MgO和SiO2都是离子晶体,具有很高的熔点
D.在SiO2晶体中,并不存在单个“SiO2”分子
16.“类推”是常用的学习方法,但有时会产生错误结论。下列类推的结论中,正确的是
A.ⅣA族元素氢化物沸点顺序是GeH4>SiH4>CH4;则ⅤA族元素氢化物沸点顺序也是AsH3>PH3>NH3
B.第二周期元素氢化物稳定性顺序是HF>H2O>NH3;则第三周期元素氢化物稳定性顺序也是HCl>H2S>PH3
C.晶体中有阴离子,必有阳离子;则晶体中有阳离子,也必有阴离子
D.干冰(CO2)是分子晶体;则二氧化硅(SiO2)也是分子晶体
17.下列说法正确的是( )
A.水分子很稳定是因为水分子间易形成氢键
B.含有阳离子的物质中一定含有离子键
C.金属的导电性、导热性、延展性都与自由电子有关
D.分子中共价键的键能越大,键长越长,则分子越稳定
18.普鲁士蓝晶体结构如图所示(每两个立方体中,一个K+在其中一个立方体中心,另一个则无K+),下列说法正确的是
A.化学式可以表示为KFe2(CN)6
B.每一个立方体中平均含有24个π键
C.普鲁士蓝不属于配位化合物
D.每个Fe3+周围与之相邻的Fe2+离子有12个
19.氮化碳结构如图,其中
β—氮化碳硬度超过金刚石晶体,成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法不正确的是
A.氮化碳属于原子晶体
B.氮化碳中
C
为-4
价,N
为+3
价
C.氮化碳的化学式为
C3N4
D.晶体中原子最外层都达
8
电子结构
20.设
NA
为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是
A.60
g
SiO2
中含
Si-O
键的数目为
2
NA
B.12
g
金刚石中含六元环的数目为
NA
C.78
g
苯(C6H6)中含
σ
键的数目为
12
NA
D.78
g
Na2O2
含有阴离子的数目为
2
NA
第II卷(非选择题)
二、填空题
21.有下列八种晶体:A.水晶(SiO2)、B.冰醋酸、C.氧化镁、D.白磷、E.晶体氩、F.氯化铵、G.铝、H.金刚石。用字母回答下列问题:
(1)属于原子晶体的化合物是________,直接由原子构成的晶体是________,直接由原子构成的分子晶体是________。
(2)含有共价键的离子晶体是________,属于分子晶体的单质是________。
(3)在一定条件下能导电而不发生化学变化的是________,受热熔化后化学键不发生变化的是________________,需克服共价键的是________。
22.如图为CaF2、H3BO3(层状结构,层内的H3BO3分子通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图,请回答下列问题:
(1)图I所示的CaF2晶胞中与Ca2+最近且等距离的F-的个数为____________。
(2)图Ⅱ所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是____________,H2BO3晶体中硼原子个数与极性键个数之比为____________。
(3)由图Ⅲ所示的铜原子的堆积模型可知,未标号的铜原子形成晶体后其周围最紧邻的铜原子数为____________。
(4)三种晶体中熔点最低的是其晶体受热熔化时,克服的微粒之间的相互作用为____________。
23.有下列离子晶体立体构型示意图如下图所示。
(1)以M代表阳离子,以N代表阴离子,写出各离子晶体的组成表达式。
A.__________,B:________,C:________,D:__________________________。
(2)已知FeS2晶体(黄铁矿的主要成分)具有A的立体结构。
①FeS2晶体中具有的化学键类型是__________________________________________。
②若晶体结构A中相邻的阴、阳离子间的距离为acm,且用NA代表阿伏加德罗常数,则FeS2晶体的密度是________g·cm-3。
24.碳及其化合物的用途广泛,碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物,而且还能形成多种无机化合物,同时自身可以形成多种单质。
(1)C60分子形成的晶体中,在晶胞的顶点和面心均含有一个C60分子,则一个C60晶胞的质量为____。
(2)干冰和冰是两种常见的分子晶体,下列关于两种晶体的比较中正确的是____。
a. 晶体的密度:干冰>冰
b. 晶体的熔点:干冰>冰
c. 晶体中的空间利用率:干冰>冰
d. 晶体中分子间相互作用力类型相同
(3)金刚石和石墨是碳元素形成的两种常见单质,下列关于这两种单质的叙述中正确的有____。
a. 金刚石中碳原子的杂化类型为sp3杂化,石墨中碳原子的杂化类型为sp2杂化
b. 晶体中共价键的键长:金刚石中C-C<石墨中C-C
c. 晶体的熔点:金刚石>石墨
d. 晶体中共价键的键角:金刚石>石墨
e. 金刚石晶体中只存在共价键,石墨晶体中则存在共价键、金属键和范德华力
f. 金刚石和石墨的熔点都很高,所以金刚石和石墨都是原子晶体
(4)金刚石晶胞结构如图所示,立方BN结构与金刚石相似,在BN晶体中,B原子周围最近的N原子所构成的立体图形为____,一个晶胞中N原子数目为____。
(5)碳与孔雀石共热可以得到金属铜,金属铜采用面心立方最密堆积,即在晶胞的顶点和面心均含有一个Cu原子,则Cu晶体中Cu原子的配位数为___。已知Cu晶体的密度为ρ
g·cm-3,Cu的相对原子质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则Cu的原子半径为____。
25.如图为
NaCl
晶胞结构示意图(晶胞边长为
a
nm)。
(1)能准确证明其是晶体的方法是_____
(2)晶体中,Na+位于Cl-所围成的正_____面体的体心,
该多面体的边长是_____nm。
(3)晶体中,在每个Na+的周围与它最近且等距离的
Na+共有_____个。
(4)Na+半径与
Cl-半径的比值是_________(保留小数点后三位,
=1.414。
(5)在
1413℃时,NaCl
晶体转变成氯化钠气体。现有
5.85
g
NaCl
晶体,使其汽化,测得气体体积为
1.12
L(已换算为标准状况)。则此时氯化钠气体的分子________。
参考答案
1.A
【解析】
A、氯化铝熔沸点都很低,为分子晶体,A错误;
B、氯化镁为离子晶体,B正确;
C、四氯化硅熔沸点很低,为分子晶体,C正确;
D、单质R的熔沸点很高,可能为原子晶体,D正确;
故选A。
2.A
【解析】
离子间通过离子键形成的晶体是离子晶体,所以单质晶体一定不是离子晶体,而其他三种晶体都是有可能的,比如氢气、硅、铁,分别是分子晶体、原子晶体、金属晶体,故答案选A。
3.C
【解析】
A.
如图所示,铜离子与4个水分子结合,所以1个水合铜离子中有4个配位键,故A正确;
B.
晶胞中Ca2+处于晶胞的顶点和面心,则每个CaF2晶胞中Ca2+数为8×1/8+6×1/2=4,故B正确;
C.
H原子外只有一个电子,在原子核附近运动,故C错误;
D.
在金属晶体的最密堆积中,对于每个原子来说,在其周围的原子有与之同一层上有六个原子和上一层的三个及下一层的三个,故每个原子周围都有12个原子与之相连,故D正确;
故选C。
4.B
【解析】
1个晶胞中含有1个Cl-,1个(
),则1个晶胞中含有1个NH4Cl。1个NH4Cl的质量m=g,晶胞体积V=a3cm3,则密度,故合理选项为B。
5.D
【解析】
A.原子晶体中存在原子,如金刚石、硅晶体等,故A不选;
B.分子晶体中存在分子,如固体氧气、稀有气体形成的晶体,故B不选;
C.单质的晶体中一定不存在的微粒是阴离子,可能含有阳离子,如金属晶体,故C不选;
D.单质的晶体中,不可能存在阴离子,如有阴离子就不可能是单质,一定是化合物,故D选;
答案选D。
6.B
【解析】
A.
一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,CaCl2晶体中只含离子键,A项正确;
B.
HCl为共价化合物,溶于水破坏了分子内的共价键,B项错误;
C.元素原子的非金属性越强,氢化物的稳定性越好,因为O的非金属性比S强,所以H2O的热稳定性比H2S好,C项正确;
D.
干冰属于分子晶体,石英为原子晶体,两者晶体类型不同,微粒间的作用力不同,物理性质差别较大,D项正确;
答案选B。
7.D
【解析】
A.
原子晶体中共价键的键长越短,键能越大,熔、沸点越大,则熔、沸点为金刚石>二氧化硅>碳化硅>晶体硅,A项错误;
B.
同主族金属从上到下原子半径逐渐增大,金属的熔点逐渐降低,所以Na>K>Rb,B项错误;
C.
在结构相似的分子晶体中,分子的相对分子质量越大,分子间的范德华力越大,其对应的熔、沸点越高,所以F2<Cl2<Br2<I2,C项错误;
D.
四种物质是结构相似的分子晶体,其相对分子质量越大,分子间的范德华力越大,所以熔沸点从大到小为:CI4>CBr4>CCl4>CF4,D项正确;
答案选D。
熔沸点高低比较规律可归纳如下:
(1)异类晶体:一般规律为原子晶体
>
离子晶体
>
分子晶体.如SiO2
>
NaCl
>
CO2.金属晶体熔.沸点变化大.根据实际情况分析;
(2)同类晶体:
①
原子晶体:半径和越小,即键长越短,共价键越强,晶体的熔.沸点越高。如:金刚石
>
金刚砂
>
晶体硅.
②
离子晶体:离子半径越小,离子电荷数越大,离子键越牢固,晶体的熔、沸点越高。如:LiCl
>NaCl>KCl
>CsCl.MgO>NaCl.
③
组成和结构相似的分子晶体:相对分子质量越大,分子间作用力越大;极性越大,分子间作用力越大。如F2
<
Cl2
<
Br2
<
I2,CO
>
N2。含有氢键的分子晶体熔沸点相对较大,且分子间氢键作用强于分子内氢键。
④
金属晶体:价电子数越多,半径越小,金属键越强,熔、沸点越高,如Na
<
Mg
<
Al。
8.C
【解析】
过氧化钠和氯化铵属于离子晶体,熔化时需要克服的微粒间的相互作用是离子键,二氧化硅属于原子晶体,熔化时需要克服的微粒间的相互作用是共价键,二氧化硫属于分子晶体,熔化时需要克服的是分子间作用力,则正确的顺序是②③②①。
答案选C。
9.C
【解析】
该宝石熔沸点特别高,硬度非常大,难溶于水和常见的有机溶剂,说明形成的晶体类型应该是原子晶体。则
A、I2形成的晶体是分子晶体,A错误;
B、KMnO4形成的晶体是离子晶体,B错误;
C、SiO2形成的晶体类型是原子晶体,C正确;
D、Cu形成的晶体是金属晶体,D错误,答案选C。
10.A
【解析】
A项、石英是原子晶体,熔化时克服的微粒间作用力是共价键,干冰是分子晶体,熔化时克服的微粒间作用力是分子间作用力,故A错误;
B项、H2O分子间形成氢键,分子间作用力大于H2S,沸点高于H2S,故B正确;
C项、NaHSO4晶体溶于水时,电离出钠离子、氢离子和硫酸根离子,离子键和共价键都被破坏,故C正确;
D项、N2、CO2和CCl4分子中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构,故D正确;
故选A。
11.B
【解析】
①冰为水分子形成的晶体,水分子内存在共价键,水分子间存在范德华力,①符合题意;
②石英,为Si、O原子形成的原子晶体,晶体内只存在共价键,②不合题意;
③足球烯(C60),形成分子晶体,C60分子内C原子间形成共价键,C60分子间存在范德华力,③符合题意;
④食盐,形成离子晶体,晶体内只存在离子键,④不合题意;
⑤白磷,形成分子晶体,白磷分子内存在共价键,白磷分子间存在范德华力,⑤符合题意;
⑥冰醋酸,形成分子晶体,CH3COOH分子内存在共价键,醋酸分子间存在范德华力,⑥符合题意;
⑦晶体氩,形成分子晶体,但属于单原子分子,分子内不存在共价键,只存在分子间的范德华力,⑦不合题意;
综合以上分析,只有①③⑤⑥符合题意,故选B。
12.B
【解析】
A.氯化铯晶体中,铯离子的配位数是8,是与其他8个Cl-等距离紧邻,故A错误;
B.二氧化碳晶体属于面心立方,每个二氧化碳分子周围紧邻二氧化碳分子个数=3×8/2=12,故B正确;
C.石墨是层状结构,由非极性键构成的最小碳环有6个碳原子,每个该小环平均分配2个碳原子,故C错误;
D.氯化钠晶胞中,每个钠离子周围距离最近的钠离子个数=3×8/2=12,故D错误;
答案为B。
13.D
【解析】
晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列,x射线衍射可以看到微观结构,而有些晶体的熔沸点较低,硬度较小,如Na等金属晶体,有些晶体不能导电,所以不能通过测固体的熔点、看外观是否规则、是否有各向异性来判断,最可靠的科学方法是进行X射线衍射实验,答案选D。
14.C
【解析】
A.在NaCl晶体中,距Na+离子最近且等距的Na+离子有12个,故A错误;
B.金属Zn中Zn原子堆积模型为立方最密堆积方式,空间利用率为74%,故B错误;
C.每个C原子形成4个共价键,两个C原子形成一个共价键,所以在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数的比为1:2,故C正确;
D.气态团簇分子不同于晶胞,气态团簇分子中含有4个E原子,4个F原子,则分子式为E4F4或F4E4,故D错误;
答案选C。
15.C
【解析】
A、根据Al2O3、MgO和SiO2的物理性质和可以制耐火材料的用途可知,Al2O3、MgO和SiO2都不溶于水,故A正确;B、二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成盐和水,所以属于酸性氧化物,氧化镁只能与酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物,Al2O3既可以与酸反应,又可以与碱反应生成盐和水,属于两性氧化物,故B正确;C、所谓耐火材料,就是要耐得住高温,所以显然要有很高的熔点,但SiO2是原子晶体,故C错误;D、SiO2晶体属于原子晶体,由原子构成,所以并不存在单个“SiO2”分子,故D正确;故选C。
16.B
【解析】
A、IVA族元素氢化物不含氢键,分子的相对分子质量越大,沸点越高,则沸点顺序是:GeH4>SiH4>CH4,则VA族元素氢化物中,NH3含有氢键,沸点最高,应为NH3>AsH3>PH3,A错误;
B、元素的非金属性越强,稳定性越大,同周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强,则对应的氢化物的稳定性逐渐增强,B正确;
C、金属晶体组成微粒为金属阳离子和自由电子,不含阴离子,C错误;
D、干冰(CO2)是分子晶体,而SiO2为原子晶体,D错误;
答案选B。
17.C
【解析】
A.分子的稳定性是化学性质,与氢键无关,水分子的稳定性与H-O共价键的强弱有关,故A错误;
B.金属晶体中含有金属阳离子和电子,金属晶体中含有金属键,所以含有金属阳离子的物质不一定含有离子键,故B错误;
C.接通电源后,自由电子会定向运动形成电流,因此金属具有导电性;电子与金属阳离子的碰撞能够传递能量,使得金属具有导热性;电子和离子之间能够发生相对滑动,使得金属容易发生形变,具有延展性,故C正确;
D.一般分子中共价键的键能越大,键长越短,分子越稳定,故D错误;
答案选C。
18.A
【解析】
A.每隔一个立方体中心有一个钾离子,所以一个晶胞中钾离子个数为0.5,该立方体中铁原子个数=×8=1,CN-位于每条棱上,该立方体中含有CN-个数=×12=3,所以平均化学式是K
0.5
Fe(CN)3,化学式可以表示为KFe2(CN)6,故A正确;
B.每个CN-含有2个π键,每个立方体中含有CN-个数为3,所以一个立方体中含有6个π键,故B错误;
C.普鲁士蓝中Fe3+含有空轨道,CN-中N原子提供孤电子对,形成配位键,属于配合物,故C错误;
D.根据图示,普鲁士蓝中Fe3+周围Fe2+离子个数为6个,故D错误;
答案选A。
19.B
【解析】
A.由题给信息,氮和碳以共价键结合,又氮化硅是超硬新材料,符合原子晶体的典型物理性质,故A正确;
B.氮元素的电负性大于碳元素,在氮化碳中氮元素显-3价,碳元素显+4价,故B错误;
C.晶体结构模型中虚线部分是晶体的最小结构单元,正方形的顶点的原子占1/4,边上的原子占1/2,C:4×1/4+4×1/2=3,N:4,晶体的化学式为C3N4,故C正确;
D.根据图知,每个碳原子与四个氮原子相连,每个氮原子与三个碳原子相连,均达到8电子稳定结构,故D正确;
故选:B。
20.C
【解析】
A、60g二氧化硅的物质的量为1mol,二氧化硅中含4个硅氧键,故1mol二氧化硅中含4NA硅氧键,故A错误。
B、12g金刚石的物质的量为1mol,而金刚石中每个环6个碳,每个碳12个环共用,每个环拥有0.5个碳原子,12
g金刚石中含六元环的数目为2
NA,故B错误;
C、苯分子中碳碳之间、C-H键之间均含有σ键,每个苯分子中有12个σ键,78
g苯(C6H6)中含σ键的数目为12
NA,故C正确;
D、7.8g过氧化钠的物质的量为0.1mol,而过氧化钠由2个钠离子和1个过氧根构成,故0.1mol过氧化钠中含0.3NA个离子,故D错误;
故选C。
【点睛】
本题考查了阿伏伽德罗常数的有关计算,解题关键:掌握公式的运用和物质的结构。难点B,金刚石中每个碳被12个环共用。
21.A
AEH
E
F
DE
G
BDE
AH
【解析】
A.水晶(SiO2)中含共价键,为共价化合物,为原子晶体;
B.冰醋酸中含共价键,为共价化合物,为分子晶体;
C.氧化镁中含离子键,为离子化合物,为离子晶体;
D.白磷中含共价键,为单质,属于分子晶体;
E.晶体氩中不含化学键,为单质,属于分子晶体;
F.氯化铵中含离子键和共价键,为离子化合物,为离子晶体;
G.铝为金属单质,为金属晶体;
H.金刚石含共价键,为单质,属于原子晶体;
(1)属于原子晶体的化合物是水晶,直接由原子构成的晶体是原子晶体和单原子分子形成的分子晶体,有水晶、晶体氩以及金刚石,稀有气体形成的分子晶体由原子构成的分子,即氩晶体是由原子构成的分子晶体;
(2)由分子构成的晶体是分子晶体,有冰醋酸、白磷、晶体氩,氯化铵含有离子键和共价键,属于分子晶体的单质是白磷和晶体氩;
(3)在一定条件下能导电而不发生化学键断裂的是金属铝,电解质导电时发生了化学变化,受热熔化后化学键不发生变化的化合物是冰醋酸、白磷、晶体氩,受热熔化后需克服共价键的是水晶和金刚石。
22.8
O
1:6
12
分子间作用力
【解析】
(1)由图I可知,以图中上面面心的Ca2+为例,与之最近且等距离的F-下面有4个,上面有4个(未画出),则CaF2晶体中与Ca2+最近且等距离的F-的个数为8,故答案为:8;
(2)图Ⅱ所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是氧原子。由图Ⅱ可知,每个硼原子与3个氧原子形成3个极性键,3个氢原子与氧原子也形成3个极性键,则H3BO3晶体中硼原子个数与极性键个数之比为1:6,答案为:1:6;
(3)图Ⅲ中未标号的铜原子的上面有3个铜原子、周围有6个铜原子、下面有3个铜原子,其周围最紧邻的铜原子数为12,故答案为:12;
(4)
CaF2是离子晶体,Cu是金属晶体,H3BO3是分子晶体,故H3BO3熔点最低,晶体受热熔化时,克服的微粒之间的相互作用是分子间作用力,故答案为:分子间作用力。
23.MN
MN2
MN2
MN
离子键、非极性共价键
【解析】
(1)对于A,阴离子位于立方体4个顶点,因此阴离子在该立方体内只有4×1/8=1/2
(个),同理阳离子也只有1/2个,组成上为1/2∶1/2=1∶1,表达式为MN;对于B,阴离子在立方体内有4×1/2+2=4(个),阳离子在立方体内有8×1/8+1=2(个),组成为MN2;对于C,阴离子在立方体内有1个,阳离子在立方体内有4×1/8=1/2?(个),组成为MN2;对于D,阴离子在立方体内有1个,阳离子在立方体内有8×1/8=1(个),组成为MN。答案:MN、MN2、MN2、MN。
(2)FeS2晶体中的化学键为离子键和硫硫之间的非极性共价键。密度ρ=m/V,由立方体内阴、阳离子个数和摩尔质量可求出m,而由立方体的边长即阴、阳离子间的距离可求出立方体体积。ρ=g·cm-3=
g·cm-3。答案:离子键、非极性共价键、。
24.g
ac
ae
正四面体
4
12
【解析】
(1)C60属于分子晶体,即其晶胞的构成微粒为C60分子,则一个晶胞中含有C60分子数为:=4,所以一个C60晶胞的质量为:==;
(2)a.
水分子间存在氢键,且氢键有方向性,导致水分子形成冰时存在较大的空隙,密度比水小,干冰分子之间只存在范德华力,形成的分子晶体是密堆积,密度比水大,故a正确;
b.
冰融化时氢键被破,干冰分子之间只存在范德华力,融化时破坏范德华力,氢键比范德华力强,故晶体的熔点:冰>干冰;且0℃时,水已冻结成冰,而CO2仍为气体,由此可见冰的熔点比干冰高;b错误;
c.
水分子间存在氢键,且氢键有方向性,导致水分子形成冰时存在较大的空隙,干冰分子之间只存在范德华力,形成的分子晶体是密堆积,晶体中的空间利用率:干冰>冰,
c正确;
d.
干冰晶体中只有分子间作用力,冰的晶体中有分子间作用力和氢键,两种晶体中分子间相互作用力类型不同,d错误;
故合理选项为ac;
(3)a.
金刚石的化学键只有碳碳单键,其碳原子的杂化类型为sp3杂化;石墨中的化学键是大π键,可以看成是单双键交替的连接方式,其碳原子的杂化类型为sp2杂化;a正确;
b.
碳碳双键的键长比碳碳单键的短,石墨中的化学键是大π键,,其平均键长要小于金刚石的碳碳单键,b错误;
c.
键长越短,所含能量越高,所以石墨所含能量高,破坏化学键需要较多的能量,所以金刚石的熔点比石墨低,c错误;
d.
金刚石的碳原子的杂化类型为sp3杂化,键角为109°28’;石墨的碳原子的杂化类型为sp2杂化,键角为120°,d错误;
e.
金刚石晶体中只存在共价键,石墨晶体中,碳原子周围连有3个碳原子,这些碳原子之间连有σ键,这样无限扩展,每个6元环都有大π键,这些π电子可以在整个碳层面上活动,类似于金属键;每个碳原子层之间靠范德华力连接,所以石墨晶体中则存在共价键、金属键和范德华力,e正确;
f.
金刚石属于原子晶体,石墨属于混合晶体,f错误;
故合理选项为ae;
(4)B的基态原子的核外价电子排布式为2s22p1,N的基态原子的核外价电子排布式为2s22p3,则B、N周围都可以有三个化学键,即B周围可以连接三个N原子,N原子周围有三个B原子,且题中已经告知BN的结构与金刚石相似,所以B原子周围最近的N原子所构成的立体图形为正四面体;从晶胞的结构来看,有四个“体心”(非正规体心)原子,且和其他原子不同,所以一个晶胞中,含有4个这样的原子,所以不管该原子是B还是N,N原子的数目都是4(原子晶体化学式的下标数字表示原子个数的最简比);
(5)金属铜的晶胞中,晶胞的顶点和面心均含有一个Cu原子,则Cu原子的配位数为12;一个晶胞含有Cu原子个数为:=4,设Cu的原子半径为r
cm,则晶胞的棱长为=,则有,解得r=。
25.X-射线衍射法
或
X-射线衍射实验
八
12
0.414
Na2Cl2
或
(NaCl)2
【解析】
(1)能准确证明其是晶体的方法是X-射线衍射法或X-射线衍射实验;
(2)晶体中,以Na+为中心在它的上下前后左右有6个Cl-,Na+位于Cl-所围成的正八面体的体心,如图该多面体的边长=图中对角线长的一半=nm;
(3)晶体中,以Na+为中心的三个垂直的面上各有4个Na+,在每个Na+的周围与它最近且等距离的
Na+共有12个。
(4)根据图,NaCl晶体中阴阳离子的最短距离为a的一半即a/2,氯离子的半径为对角线的1/4,即为
,由图,钠离子的半径为(a/2-),所以Na+离子半径与Cl-离子半径之比为
r+/r-=
=0.414;
(5)1mol氯化钠的质量=1mol×58.8g·mol-1=58.5g,标况下,气体体积为11.2L的氯化钠的物质的量=11.2L/22.4L·mol-1=0.5mol,M=58.5g/0.5mol=117g·mol-1,所以氯化钠气体的分子式为Na2Cl2。
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精品试卷·第
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