2020~2021学年高二化学同步卷分子晶体和原子晶体(人教版选修三)
一、单选题
1.下列各组化合物的晶体都属于分子晶体的是
A.H2O,O3,CCl4 B.SO2,SiO2,CS2
C.P2O5,CO2,H3PO4 D.CCl4,(NH4)2S,H2O2
2.BeCl2熔点较低,易升华,溶于醇和醚,其化学性质与AlCl3相似。由此可推测BeCl2
A.熔融态不导电 B.水溶液呈中性
C.熔点比BeBr2高 D.不与氢氧化钠溶液反应
3.水的沸点为100℃,硫化氢的分子结构跟水相似,但它的沸点却很低,是-60.7℃,引起这种差异的主要原因是( )
A.范德华力 B.共价键 C.氢键 D.相对分子质量
4.下列有关晶体的说法中,正确的是 ( )
A.分子晶体中一定存在共价键 B.离子晶体中不一定存在离子键
C.原子晶体的熔、沸点均较高 D.金属晶体的硬度均较大
5.下列关于原子晶体、分子晶体的叙述中,正确的是
A.在SiO2晶体中,1个硅原子和2?个氧原子形成2个共价键
B.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定
C.HI?的相对分子质量大于HF,所以HI?的沸点高于HF
D.金刚石为网状结构,由共价键形成的碳原子环中,最小环上有6个碳原子
6.有关晶体的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.冰熔化时水分子中共价键发生断裂
C.原子晶体中共价键越强,熔点越高
D.氯化钠熔化时离子键未被破坏
7.HgCl2的稀溶液可用作手术刀的消毒剂,已知HgCl2的熔点是277 ℃,熔融状态的HgCl2不能导电,HgCl2的稀溶液能导电,则下列关于HgCl2的叙述中正确的是
①固体HgCl2是分子晶体 ②晶体HgCl2中存在离子键
③HgCl2属于非电解质 ④HgCl2属于电解质
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
8.具有下列性质的物质可能属于离子晶体的是
A.熔点113 ℃,能溶于CS2 B.熔点44℃,液态不导电
C.熔点1124℃,易溶于水 D.熔点180 ℃,固态能导电
9.根据下表给出的几种物质的熔点、沸点数据,判断下列有关说法中错误的是( )
晶体
NaCl
KCl
AlCl3
SiCl4
单质B
熔点/℃
810
776
190
﹣68
2300
沸点/℃
1465
1418
180
57
2500
A.SiCl4是分子晶体 B.单质B可能是共价晶体
C.AlCl3加热能升华 D.NaCl中化学键的强度比KCl中的小
10.下面有关晶体的叙述中,不正确的是
A.金刚石空间网状结构中,由共价键形成的碳原子环中,最小环上有6个碳原子
B.氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等的Cl-共有6个
C.氯化铯晶体中,每个CS+周围紧邻8个Cl-
D.干冰晶体中,每个CO2分子周围紧邻10个CO2分子
11.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表的位置如表所示,其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半,则下列说法正确的是
X
Y
Z
W
Q
A.钠与W可能形成Na2W2化合物
B.由Z与Y组成的物质在熔融时能导电
C.W得电子能力比Q强
D.X有多种同素异形体,而Y不存在同素异形体
12.在SiO2晶体内部,每个Si与4个O分别形成4个单键,则与每个O形成单键的Si的数目是
A.1 B.2 C.3 D.4
13.对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物分子(SiX4),下列叙述正确的是
A.SiX4呈空间网状结构,硬度大
B.NaX的熔点一般高于SiX4
C.NaX易水解
D.SiX4由原子构成,熔化时破坏共价键
14.据报道,在 40GPa 高压下,用激光加热到 1800K,人们成功制得了某种 CO2 的晶体,其结构类似于 SiO2的结构,下列有关推断中错误的是
A.该晶体不可用作制冷材料
B.该晶体硬度大,可用作耐磨材料
C.该晶体有很高的熔点
D.该晶体中每个碳原子形成 2 个碳氧双键
15.最近,美国LawreceLiremore国家实验室(LLNL)的V.Lota.C.S.Yoo和Cynn成功地在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体,下列关于CO2的原子晶体说法正确的是( )
A.CO2的原子晶体中存在范德华力,每1molCO2原子晶体中含有2NA键
B.在一定条件下,CO2原子晶体转化为分子晶体CO2是物理变化
C.熔点:金刚石>原子晶体CO2>SiO2
D.在CO2的原子晶体中,每个C原子周围结合4个O原子,每个O原子与两个C原子相结合
16.如表所示的五种元素中,W、X、Y、Z为短周期元素,这四种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是
X
Y
W
Z
T
A.X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高
B.由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键
C.物质WY2、W3X4、WZ4均有熔点高、硬度大的特性
D.T元素的单质具有半导体的特性,T与Z元素可形成化合物TZ4
二、填空题
17.碳元素在生产生活中具有非常重要的作用,在新物质的制备中也发挥了举足轻重的作用。碳元素的单质有多种形式,下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图:
(1)与碳同周期,且基态原子的核外未成对电子数与碳相等的元素,其基态原子的电子排布式为_______。
(2)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式,它们互为_______________。
(3)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为____________、_____________。常温条件下丙烯是气态,而相对分子质量比丙烯小的甲醇,常温条件下却呈液态,出现这种现象的原因__________。
(4)C60属于______________晶体(,C60晶体内含有的微粒间作用有____________。
(5)金刚石晶胞含有_____________个碳原子。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r=__________a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率___________(不要求计算结果)。
18.元素X 位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p 轨道上有4个电子。元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍。
(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①在1个晶胞中,X离子的数目为_____。
②该化合物的化学式为_________。
(2)在Y的氢化物(H2Y)分子中,Y原子轨道的杂化类型是_______。
(3)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是______________。
(4)Y 与Z 可形成false
①false的空间构型为__________(用文字描述)。
②写出一种与false互为等电子体的分子的化学式:_________。
(5)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目为___。
三、元素或物质推断题
19.Q、X、Y、Z、W 五种元素的原子序数依次递增,W 为第四周期元素,其余均为短周期主族元素,已知:
①Q原子的最外层电子数是次外层电子数的2 倍
②Y、Z同主族,Y原子价电子排布图为;
③W元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子。
请回答下列问题:
(1)基态Q 原子中,电子运动状态有_____种,电子占据的最高能级符号为_____,该能级含有的轨道数为________
(2)W的元素名称为_____,其基态原子的电子排布式为________
(3)具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征,这一原理称为“等电子原理”,五种元素中电负性最强的非金属元素形成的一种单质A 与Y、Z 形成的化合物B 是等电子体物质,A、B分子式分别为______、_______。
(4)Q、X、Y三种元素的第一电离能数值最大的是_____(用元素符号作答),原因是______________________________
20.(化学——选修3物质结构与性质)
原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D依次处于第一至第四周期,自然界中存在多种A的化合物,B原子核外电子有6种不同的运动状态,B与C可形成正四面体形分子,D的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子。
请回答下列问题:
(1)这四种元素中电负性最大的元素,其基态原子的价电子排布图为______________。
(2)C所在主族的四种元素分别与A形成的化合物,沸点由高到低的顺序是__________(填化学式),呈现如此递变规律的原因是_____________________________。
(3)B元素可形成多种单质,一种晶体结构如图一所示,其原子的杂化类型为_________,另一种的晶胞如图二所示,用最简式表示该晶胞的空间利用率__________。
(4)D元素形成的单质,其晶胞内D原子的配位数为__________,D的醋酸盐晶体局部结构如图三,该晶体中含有的化学键是___________(填选项序号)。
①极性键 ②非极性键 ③配位键 ④金属键
(5)D元素形成的单质,既不溶于氨水也不溶于双氧水,但溶于两者的混合溶液。写出该反应的离子方程式______________________________。
四、有机推断题
21.图A所示的转化关系中(具体反应条件略),a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质,其余均为它们的化合物,i的溶液为常见的酸,a的一种同素异形体的晶胞如图B所示。
回答下列问题:
(1)图B对应的物质名称是_________,其晶胞中的原子数为______,晶体类型为_______。
(2)d中元素的原子核外电子排布式为_______。
(3)图A中由二种元素组成的物质中,沸点最高的是______,原因是______,该物质的分子构型为_________,中心原子的杂化轨道类型为_________。
(4)图A中的双原子分子中,极性最大的分子是_________。
(5)k的分子式为_________,中心原子的杂化轨道类型为_________,属于_________分子(填“极性”或“非极性”)。
参考答案
1.C
【详解】
A.注意审题,O3是单质不是化合物,A项错误;
B.SiO2属于原子晶体,B项错误;
C.上述三种物质都是由分子构成的化合物,属于分子晶体,C项正确;
D.(NH4)2S属于离子晶体,D项错误;
答案选C。
2.A
【详解】
A、BeCl2熔点较低,易升华,溶于醇和醚,说明该化合物形成的晶体是分子晶体,熔融态不导电,A正确;
B、该化合物的化学性质与AlCl3相似,而氯化铝溶液显酸性,因此其水溶液也呈酸性,B不正确;
C、BeCl2与BeBr2形成的晶体均是分子晶体,后者的相对分子质量大,熔点高于BeCl2,C不正确;
D、氯化铝能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,则该化合物也与氢氧化钠溶液反应,D不正确;
答案选A。
3.C
【详解】
水和H2S的结构相似,二者形成的晶体也都是分子晶体。但由于水分子间存在氢键,所以导致水的沸点反常,高于H2S的沸点,答案选C。
4.C
【详解】
A.单原子分子晶体如Ne、Ar等,不存在共价健,故A错误;
B.离子晶体中一定存在离子键,故B错误;
C. 原子晶体的熔、沸点均较高,故C正确;
D.金属晶体的硬度差别较大,有的金属晶体如K、Na等硬度较小,故D错误;
故选:C。
【点睛】
离子晶体是离子化合物,一定有离子键,可能含有共价键,稀有气体没有化学键。
5.D
【解析】
A. 在SiO2晶体中,1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键,A不正确;B. 晶体中分子间作用力越大,其熔、沸点和硬度越高,但是与分子的稳定性没有关系,稳定性只与分子内的化学键的强度有关,B不正确;C. 虽然HI?的相对分子质量大于HF,但是,由于HF分子之间可以形成氢键,所以HF?的沸点高于HI,C不正确;D. 金刚石为网状结构,由共价键形成的碳原子环中,最小环上有6个碳原子,D正确。本题选D。
点睛:分子晶体在发生物理变化时只破坏分子间作用力,不破坏化学键,只有发生化学变化时才会破坏化学键,稳定性属于化学性质。氢键是一种特殊的分子间作用力,它比范德华力强得多,故氢键对物质性质的影响大于范德华力。
6.C
【详解】
A.分子间作用力影响物理性质,分子稳定性属于化学性质,故A错误;
B.冰融化时,破坏分子间的作用力,而不是共价键,故B错误;
C.原子晶体熔化时破坏共价键,所以原子晶体中共价键越强,熔点越高,故C正确;
D.氯化钠属于离子晶体,熔化时离子键被破坏,故D错误;
故答案为C。
7.B
【详解】
①熔融状态的HgCl2不能导电,说明HgCl2不属于离子晶体,因离子晶体在熔融状态下能导电,则HgCl2应为分子晶体,故正确;②离子晶体在熔融状态下导电,HgCl2熔融状态不能导电,不属于离子晶体,不存在离子键,故错误;③HgCl2的稀溶液有弱的导电能力,说明为电解质,故错误;④HgCl2的稀溶液有弱的导电能力,说明HgCl2没有完全电离,属于弱电解质,故正确,正确的有①④,故选B。
8.C
【详解】
A、熔点113℃,能溶于CS2,这是分子晶体的性质,故A错误;
B、熔点低,液态不导电,这是分子晶体的性质,故B错误;
C、熔点较高,多数离子晶体溶于水,此性质为离子晶体性质,故C正确;
D、离子晶体在固态时不导电,故D错误。
【点睛】
判断晶体属于哪一类时,需要根据晶体的性质进行判断,如离子晶体的性质,熔沸点较高,一般离子晶体溶于水,不溶于非极性溶剂,固态时不导电,熔融状态或水溶液能够导电。
9.D
【分析】
可根据题给的几种物质的熔点、沸点数据,判断这些物质的晶体类型:共价晶体熔沸点很高,离子晶体熔沸点也较高,分子晶体熔沸点低。在此基础上进一步判断各选项是否正确。
【详解】
A. 根据题给数据,SiCl4熔点低,属于分子晶体,A选项正确;
B. 根据题给数据,单质B熔沸点很高,可能是共价晶体,B选项正确;
C. AlCl3沸点低于熔点,加热时先达到沸点,所以,AlCl3加热能升华,C选项正确;
D. NaCl和KCl都是离子晶体,化学键均为离子键,由于半径:r(Na+)<r(K+),所以NaCl中离子键的强度比KCl中的大,D选项错误;
答案选D。
【点睛】
离子键强弱比较:离子半径越小、所带电荷越高,离子键越强。
10.D
【详解】
金刚石结构中,最小环上有6个碳原子,A项正确;氯化钠晶体中每个离子的周围都有6个异性离子,B项正确;氯化铯晶体中每个离子的周围都有8个异性离子,C项正确;干冰晶体中,每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子,D项不正确。
11.A
【分析】
由短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置可知,X、Y处于第二周期,Z、W、Q处于第三周期,X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半,则最外层电子数为4,故X为碳元素,则Z为Si元素、Y为氧元素、W为硫元素、Q为Cl元素,据此解答。
【详解】
A.Na和S可形成类似于Na2O2 的Na2S2,正确;
B.二氧化硅是原子晶体,熔融状态下,不导电,错误;
C.同周期自左而右非金属性增强,得电子能力增强,故S得电子能力比Cl弱,故C错误; D.碳元素有金刚石、石墨等同素异形体,氧元素存在氧气、臭氧同素异形体,C、O元素都能形成多种同素异形体,错误。
答案选A。
12.B
【详解】
在SiO2晶体内部,每个Si与4个O形成4个单键,每个O与2个Si原子形成2个Si-O单键,因此在晶体内部Si、O原子个数比是1:2,化学式写为SiO2,因此合理选项是B。
13.B
【详解】
A.SiX4是分子晶体,分子间通过分子间作用力结合,分子间作用力比较弱,断裂比较容易,因此硬度小,选项A错误;
B.NaX的离子晶体,离子间通过离子键结合,离子键是一种强烈的相互作用,所以熔沸点比较高,而SiX4属于分子晶体,分子间通过分子间作用力结合,分子间作用力比较弱所以的熔点低,因此NaX的熔点一般高于SiX4,选项B正确;
C.NaX是强酸强碱盐,不水解,选项C错误;
D.SiX4由分子构成,熔化时破坏的是分子间作用力,不是共价键,选项C错误。
答案选B。
14.D
【分析】
其结构类似于 SiO2的结构,说明此CO2 晶体属于原子晶体。
【详解】
A. 原子晶体CO2有很高的沸点,不易汽化,不可用作致冷剂,故A正确;
B. 原子晶体硬度大,所以原子晶体CO2的硬度大,可用作耐磨材料,故B正确;
C. 原子晶体具有很高的熔点、沸点,故原子晶体CO2有很高的熔点、沸点,故C正确;
D. 原子晶体CO2的结构类似SiO2,碳原子和氧原子应为单键,1个C原子形成4个C?O键,故D错误;
答案选D。
15.D
【解析】
原子晶体中不存在分子间作用力,A不正确;CO2原子晶体和CO2分子晶体,结构不同,性质不同,属于化学变化;由于氧原子的半径小于碳原子半径,所以熔点应该是原子晶体CO2>金刚石>SiO2,C不正确,所以正确的答案选D,
16.D
【分析】
由W、X、Y、Z为短周期元素,这四种元素的原子最外层电子数之和为22,及W、X、Y、Z、T在元素周期表中的位置关系,确定这五种元素分别是X为氮、Y为氧、Z为氯、W为硅、T为锗。据此分析解答。
【详解】
A项中,NH3、H2O、HCl三种氢化物沸点的高低顺序为H2O>NH3>HCl,该项错误;
B项中,由N、O、H三种元素形成的化合物NH4NO3中存在离子键,该项错误;
C项中,SiO2、Si3N4、SiCl4中SiO2、Si3N4为原子晶体,熔点高、硬高大,SiCl4为分子晶体,熔点低、硬度小,该项错误;
D项中,锗为半导体材料,可以形成GeCl4,所以该项正确。
答案选D。
17.1s22s22p4 同素异形体 sp3 sp2 甲醇分子间存在氢键,而丙烯分子间只有范德华力 分子 范德华力 共价键 8 false false=false
【详解】
(1)C元素和O元素基态原子的核外未成对电子数都是2,所以氧原子的基态原子的电子排布式为1s22s22p4。
(2)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式,性质不同,它们互为同素异形体。
(3)在金刚石中碳原子的4个价电子与4个C原子形成四个共价键,C的杂化形式是sp3杂化。在石墨中碳原子与相邻的三个碳原子形成三个共价键,C的杂化形式为sp2杂化;因为甲醇分子间存在氢键,而丙烯分子间只有范德华力,所以常温条件下丙烯是气态,而相对分子质量比丙烯小的甲醇,常温条件下却呈液态。
(4)C60是由60个C原子以共价键形成的分子,属于分子晶体。C60晶体内含有的微粒间作用有范德华力和共价键。
(5)金刚石晶胞中,顶点8个,相当于1个C原子,面心上6个,相当于3个C原子,而在其8个四面体空隙中有一半也是C原子,且在晶胞内,故含有4个C原子,加在一起,可得一个金刚石晶胞中有8个C原子。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则正方体对角线的1/4就是C-C键的键长,即falsea=2r,所以r=falsea,碳原子在晶胞中的空间占有率为false=false。
18.4 ZnS sp3 水分子与乙醇分子之间形成氢键 正四面体 CCl4或SiCl4等 16 mol 或16×6. 02×1023个或16NA个
【分析】
本题主要考查原子结构与性质知识,意在考查考生的空间想象能力及对物质结构和性质的理解能力。X的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,X为Zn;Y的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,Y为S;根据Z的信息可知Z为O。
【详解】
(1)①由晶胞结构可知,X分别位于晶胞的顶点和面心,根据晶胞中原子的“分摊法”可计算一个晶胞中的X原子数为:8×1/8+6×1/2=4。②Y原子全部在晶胞中,故一个晶胞中含有4个Y原子。故该化合物的化学式为ZnS。
(2)H2S分子中S原子有两对成键电子和两对孤对电子,所以H2S分子中S原子的轨道杂化类型为sp3杂化。
(3)H2O与乙醇可以形成分子间氢键,使得水与乙醇互溶;而H2S与乙醇不能形成分子间氢键,故H2S在乙醇中的溶解度小于H2O。
(4)①SO42-的中心原子S周围有4对成键电子,形成以S为体心,O为顶点的正四面体结构;②SO42-中S、O最外层均为6个电子,故SO42-中原子最外层共有32个电子;CCl4、SiCl4中原子的最外层电子总数均为4+7×4=32,故SO42-、CCl4、SiCl4为等电子体。
(5)[Zn(NH3)4]Cl2中[Zn(NH3)4]2+与Cl-形成离子键,而[Zn(NH3)4]2+中含有4个Zn—N键(配位键)和12个N—H键,共16个共价单键,故1 mol该配合物中含有16 mol σ键。
19. .6 2p 3 铜元素 [Ar]3d104s1 O3 SO2 N 非金属性越强,第一电离能越大,但由于N原子2p轨道电子半充满为稳定结构,比O原子更难失去电子,N原子的第一电离能最大
【解析】Q原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍,即Q为C,根据Y的价电子排布图,推出Y为O,Y和Z属于同主族,则Z为S,W元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,即W为Cu,原子序数依次增大,则X为N,(1)考查电子运动状态、能级、原子轨道,Q为C,核外有6个电子,即核外有6种运动状态不同的电子,电子占据的最高能级符号是2p,p能级有3个原子轨道;(2)考查电子排布式的书写,W为铜元素,电子排布式为 [Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1;(3)考查等电子体,五种元素种电负性最强的元素是O,O形成的单质为O2、O3,Y和Z形成的化合物是SO2、SO3,O3和SO2互为等电子体,因此A为O3,B为SO2;(4)同周期从左向右,第一电离能增大,但IIA>IIIA,VA>VIA,因此有N>O>C,原因是:非金属性越强,第一电离能越大,但由于N原子2p轨道电子半充满为稳定结构,比O原子更难失去电子,N原子的第一电离能最大。
20. HF>HI>HBr>HCl HF分子之间形成氢键,使其沸点较高,HCl、HBr、HI分子间以分子间作用力结合,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高 sp2 false 12 ①②③ Cu+4NH3·H2O+ H2O2=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4 H2O
【详解】
试题分析:原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期,自然界中存在多种A的化合物,则A为氢元素;B原子核外电子有6种不同的运动状态,即核外有6个电子,B为碳元素;D的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子,D原子外围电子排布为3d104s1,则D为铜元素;结合原子序数可知,C只能处于第三周期,B与C可形成正四面体型分子,则B为氯元素。
(1)四种元素中电负性最大的是Cl,其基态原子的价电子数为7,基态原子的价电子排布图为
(2)HF分子之间形成氢键,使其沸点较高,HCl、HBr、HI分子间以分子间作用力结合,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高,即沸点由高到低的顺序是HF>HI>HBr>HCl。
(3)图一为平面结构,在其层状结构中碳碳键键角为120°,每个碳原子都结合着3个碳原子,碳原子采取sp2杂化。根据晶胞的示意图可知,晶胞中每个C原子与周围4个C原子形成正四面体结构,令碳原子半径为r,晶胞的边长为a,false=2r,r=false,晶胞中碳原子的个数为8×1/8+6×1/2+4=8,则碳原子的体积为falser3×8,晶胞的体积为a3,则该晶胞的空间利用率false(false)3÷a3×100%=false。
(4)晶体Cu为面心立方最密堆积,所以其晶胞内Cu原子的配位数为12;结合图三醋酸铜晶体的局部结构可确定其晶体中含有极性键、非极性键和配位键,答案选①②③。
(5)Cu2+有空轨道,NH3具有孤对电子,Cu2+易与NH3以配位键结合成化合物,铜单质既不溶于氨水也不溶于双氧水,但溶于两者的混合溶液,则该反应的离子方程式为Cu+4NH3·H2O+ H2O2=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4 H2O。
【考点】
考查元素的推断、电负性的大小判断,沸点的高低判断,晶体结构与化学键、晶胞的计算等。
【点睛】
本题考查元素的推断、电负性的大小判断,沸点的高低判断,晶体结构与化学键、晶胞的计算等知识。(3)中晶胞空间利用率计算是难点、易错点,需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力。原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期,自然界中存在多种A的化合物,则A为氢元素;B原子核外电子有6种不同的运动状态,即核外有6个电子,B为碳元素;D的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子,D原子外围电子排布为3d104s1,则D为铜元素;结合原子序数可知,C只能处于第三周期,B与C可形成正四面体型分子,则B为氯元素,根据题意解答即可。
21.金刚石 8 原子晶体 1s22s22p63s23p5 H2O H2O分子间形成氢键 V形(或角形) sp3 HCl COCl2 sp2 极性
【详解】
(1)每个a原子周围有4个a—a键,a的该种单质为原子晶体,a能与水反应生成b和f,则图B对应的物质为金刚石;该晶胞中的原子数为:8×false+6×false+4=8。
(2)a为C,a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质,则b为H2、f为CO;b与c反应生成H2O,则c为O2;b与d反应生成i,i的溶液为常见的酸,则d为Cl2,i为HCl;f与c反应生成g,f与d反应生成k,k与水反应生成g和i溶液(HCl水溶液),则g为CO2、k为COCl2;d中元素为Cl,Cl原子核外有17个电子,其排布式为:1s22s22p63s23p5。
(3)图A中由两种元素组成的物质有f为CO、g为CO2、i为HCl、H2O,这四种物质常温下只有水是液态,其它都是气体,故沸点最高的是H2O,原因是H2O分子间形成氢键;H2O中O上的孤电子对为false×(6-2×1)=2,σ键电子对数为2,价层电子对数为4,故O采取sp3杂化,由于有两对孤电子对,故H2O的构型为V形(或角形)。
(4)所有双原子分子有H2、O2、Cl2、HCl、CO,其中H、Cl电负性差值最大,因而极性最大。
(5)k为COCl2;COCl2中C原子含有3个σ键、1个π键,C上没有孤电子对,故C原子采取sp2杂化;COCl2为平面三角形结构,分子中正负电中心不重合,COCl2为极性分子。