内容正文:
第三章 《晶体结构与性质》单元检测
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列有关物质聚集状态的说法中不正确的是
A.气态物质不一定由分子构成 B.晶胞是晶体结构的最小重复单元
C.晶体一定具有肉眼可见的规则外形 D.液晶态是介于晶态和非晶态之间的状态
2.利用反应可实现人工合成金刚石。下列关于该反应的说法不正确的是
A.金刚石属于共价晶体 B.属于金属晶体
C.和金刚石中的C的杂化方式相同 D.是只含有σ键的极性分子
3.下列物质发生变化时,所克服的粒子间相互作用力完全相同的是
A.干冰和氯仿分别受热变为气体
B.金刚石和石墨分别受热熔化
C.食盐和蔗糖分别溶解在水中
D.硫酸钠和钠分别受热熔化
4.物质的结构决定其性质,下列实例与解释不相符的是
选项
实例
解释
A
沸点:
分子间存在氢键
B
熔点:石英>干冰
石英是共价晶体,干冰是分子晶体
C
利用“杯酚”可分离和
超分子具有自组装的特征
D
酸性:
羟基极性:
A.A B.B C.C D.D
5.下列关于分子性质的解释错误的是
A.比沸点高,是因为O-H键能大于S-H键能
B.沸点比高,是因为能形成分子间氢键
C.乙醇与水任意比互溶,主要是因为乙醇与水易形成分子间氢键
D.沸点:,是因为范德华力:
6.类比是重要的学习方法。下列类比结果合理的是
A.CO2为分子晶体,SiO2也为分子晶体
B.H2O2含有非极性键,Na2O2中也含有非极性键
C.BF3分子呈平面三角形,NF3分子也呈平面三角形
D.O2是非极性分子,O3也是非极性分子
7.观察下列模型并结合信息,判断有关说法错误的是
化学式
结构
模型
示意图
A.晶体中每个铝原子周围距离最近的镁原子数目为8
B.结构中键角1、2、3由大到小的顺序:
C.固态硫为分子晶体,S原子为:杂化
D.在高温高压下所形成的晶体为共价晶体
8.水的状态除了气、液、固之外,还有玻璃态。玻璃态水是由液态水急速冷却到160K时形成的一种无定形状态,不存在晶体结构,其密度与普通液态水的密度相同。下列关于玻璃态水的说法正确的是
A.分子间存在范德华力与氢键 B.熔点是0℃
C.化学性质与水不同 D.是分子晶体,晶胞与冰相似
9.下列有关物质性质的比较,正确的个数是
①晶体硬度:碳化硅>晶体硅>金刚石
②水溶性:CH3CH2OH>CH3OCH3
③沸点:邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛
④晶格能:NaCl>MgO
⑤分子或离子中键角:H2O<H3O+,NH3>
⑥熔点:NH2OH<[NH3OH]Cl
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
10.下列各组物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是
A.(金刚石)和 B.和
C.和 D.和
11.晶体是材料科学研究中非常重要的材料类型,下列说法错误的是
A.金属晶体中含有离子,但不存在离子键 B.共价晶体中共价键越强,晶体的熔点越高
C.分子晶体中分子间作用力越大,该物质越稳定 D.离子晶体中一定存在离子键,可能存在共价键
12.钠的某种氧化物的晶胞结构如图所示,晶胞边长为。若1号原子的坐标为,2号原子的坐标为,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.该图为的晶胞结构图 B.该晶体中的配位数为8
C.电负性: D.该晶体的密度为
13.下列有关物质熔、沸点比较正确的是
A.熔点:
B.沸点:
C.沸点:
D.熔点:晶体硅>碳化硅>金刚石
14.铜镍合金的立方晶胞结构如图所示,下列说法错误的是
A.该合金的分子式为NiCu B.Cu属于ds区的元素
C.Ni晶体中有阳离子,没有阴离子 D.Cu的电导率随温度的升高而减小
15.Cu(I)是人体内多种酶的辅因子,某化合物与Cu(I)结合形成如图所示的配离子。下列有关说法不正确的是
A.Cu(I)的配位数为4
B.该配离子中碳、氮原子的杂化方式均有2种
C.该配离子中含有极性键、非极性键、配位键和离子键
D.该配离子中所有碳原子上均无孤电子对
16.化合物A是电池电解液的一种稀释剂,可以增加锂电池的安全性和稳定性,其结构如图所示。已知M、R、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,M、Z与其他元素不在同一周期,基态R原子的最外层电子有3种不同的空间运动状态,Z原子的最外层电子数是内层电子总数的一半。下列说法不正确的是
A.电负性和第一电离能:
B.化合物A中W的未杂化电子参与形成键
C.R、W可形成一种硬度比金刚石大的共价晶体
D.分子极性:
第II卷(非选择题 共52分)
二、非选择题:本题共4小题,共52分。
17.(14分)氮元素及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)在基态N原子中,核外存在 对自旋相反的电子,核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为 形。
(2)叠氮化钠中阴离子()的空间构型为 。
(3)金属五唑盐的化学式为。
①基态的价电子轨道表示式为 。
②配体中存在大键,则N原子采取的轨道杂化方式为 。
③与中心离子形成配位键后,H-O-H的键角 (填“变大”“变小”或“不变”),原因是 。
(4)把特定物质的量之比的和在密封管中混合加热时,只生成一种离子晶体,其晶胞结构及晶胞参数如图所示,棱边夹角均为。该反应的化学方程式为 。已知该晶体的密度为,摩尔质量为,为阿伏加德罗常数的值,则晶胞参数 pm(用含有c、、、M的代数式表示)。
18.(13分)分子的结构与物质性质之间存在紧密的联系。
(1)如图是部分主族元素简单氢化物的沸点变化趋势
①氢化物a的化学式为 ,其汽化过程中克服的作用力是 。
②氢化物的沸点均高于同族其它元素氢化物的沸点,原因是 。
③的沸点高于,预测可能的原因是 。
(2)如图是冰()和干冰()的结构模型。
①冰和干冰晶体的类型为
②干冰分子属于 (选填“极性分子”或“非极性分子”)
③请解释干冰晶体密度大于冰的主要原因
19.(13分)、分别溶于氨水可形成、、、等多种配合物。回答下列问题:
(1)Co在元素周期表中的位置为 ,第四电离能 (填“>”“<”或“=”)
(2)1mol含键的数为 。将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,这样的物质被称为顺磁性物质。 (填“是”或“不是”)顺磁性物质。
(3)氨分子与形成后,键角 (填“变大”“变小”或“不变”)。溶液中、和浓氨水混合后,与溶液反应生成,化学方程式为 。
(4)现有等物质的量的和,分别与足量的反应,理论上生成AgCl的物质的量之比为 。
20.(12分)许多元素及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有多种用途。请回答下列有关问题:
(1)某同学画出的基态碳原子的核外电子排布图为,该电子排布图违背了 。都是重要的有机反应中间体。其中的空间构型为 。
(2)类卤素(SCN)2对应的酸有两种, 理论上硫氰酸(H-S-C=N)的沸点低于异硫氰酸(H-N=C=S)|的沸点,其原因是 。
(3)中碳原子的杂化方式为 。
(4)白铜(铜镍合金)的立方晶胞结构如图所示,其中原子A的坐标参数为(0,1,0)。
①原子 B的坐标参数为 。
②若该晶体密度为-3,则铜镍原子间最短距离为 cm。
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第三章 《晶体结构与性质》单元检测
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列有关物质聚集状态的说法中不正确的是
A.气态物质不一定由分子构成 B.晶胞是晶体结构的最小重复单元
C.晶体一定具有肉眼可见的规则外形 D.液晶态是介于晶态和非晶态之间的状态
【答案】C
【详解】A.气态和液态物质不一定都是由分子构成,如等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质,A正确;
B.描述晶体结构的基本单元叫做晶胞,即晶胞是晶体结构中最小的重复单元,B正确;
C.有些晶体的颗粒很小,观察晶体需要借助放大镜,故C错误;
D.液晶既不是晶态也不是非晶态,它是介于晶态和非晶态之间的物质聚集状态,D正确;
本题选C。
2.利用反应可实现人工合成金刚石。下列关于该反应的说法不正确的是
A.金刚石属于共价晶体 B.属于金属晶体
C.和金刚石中的C的杂化方式相同 D.是只含有σ键的极性分子
【答案】D
【详解】A.金刚石中的每个碳原子都通过sp3杂化轨道与另外四个碳原子形成共价键,构成正四面体结构,使得金刚石成为一种空间立体网状结构的晶体,属于共价晶体,A正确;
B.Na是由钠离子和自由移动电子构成的,属于典型金属晶体,B正确;
C.CCl4的价层电子对数,C原子是sp3杂化,金刚石中的每个碳原子都通过sp3杂化轨道与另外四个碳原子形成共价键,C正确;
D.CCl4中C与4个Cl形成4个p-pσ键,CCl4的价层电子对数,C原子采用sp3杂化,正负电荷中心重叠,故CCl4是只含有σ键的非极性分子,D错误;
故选D。
3.下列物质发生变化时,所克服的粒子间相互作用力完全相同的是
A.干冰和氯仿分别受热变为气体
B.金刚石和石墨分别受热熔化
C.食盐和蔗糖分别溶解在水中
D.硫酸钠和钠分别受热熔化
【答案】A
【详解】A.干冰和氯仿分别受热变为气体,都是克服分子间作用力,故选A;
B.金刚石受热熔化克服共价键,石墨受热熔化克服共价键、分子间作用力,故不选B;
C.食盐溶于水克服离子键,蔗糖溶解在水中克服分子间作用力,故不选C;
D.硫酸钠受热熔化克服离子键,钠受热熔化克服金属键,故不选D;
选A。
4.物质的结构决定其性质,下列实例与解释不相符的是
选项
实例
解释
A
沸点:
分子间存在氢键
B
熔点:石英>干冰
石英是共价晶体,干冰是分子晶体
C
利用“杯酚”可分离和
超分子具有自组装的特征
D
酸性:
羟基极性:
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.水分子能形成分子间氢键,硫化氢不能形成分子间氢键,所以水分子的分子间作用力强于硫化氢,沸点高于硫化氢,故A正确;
B.共价键比分子间作用力强,共价晶体的熔沸点高于分子晶体,石英是共价晶体,干冰是分子晶体,所以石英的熔点高于干冰,故B正确;
C.杯酚与C60能形成超分子,与C70不能形成超分子是因为超分子具有“分子识别”的特性,不是因为具有自组装的特征,故C错误;
D.氟原子和氯原子都是吸电子基,氟元素的电负性大于氯元素,所以三氟乙酸分子中羟基的极性强于三氯乙酸,电离出氢离子的能力强于三氯乙酸,酸性强于三氯乙酸,故D正确;
故选C。
5.下列关于分子性质的解释错误的是
A.比沸点高,是因为O-H键能大于S-H键能
B.沸点比高,是因为能形成分子间氢键
C.乙醇与水任意比互溶,主要是因为乙醇与水易形成分子间氢键
D.沸点:,是因为范德华力:
【答案】A
【详解】A.H2O比H2S沸点高,是因为H2O分子之间除存在分子间作用力外,还存在氢键,增加了分子之间的吸引作用,而H2S分子之间只存在分子间作用力,而与物质分子内的化学键的键能大小无关,故A错误;
B.与相对分子质量相同,范德华力接近,但中含有羟基,能形成分子间氢键,使其熔沸点升高,故B正确;
C.乙醇与水任意比互溶,主要是因为乙醇与水易形成分子间氢键,增加了分子之间的吸引作用,故C正确;
D.对于结构相似的物质,分子的相对分子质量越大,范德华力就越大,则克服分子间作用力使物质熔化、汽化消耗的能量就越多,物质的熔沸点就越高。I2、Cl2都是由分子构成,二者结构相似,相对分子质量:I2>Cl2,范德华力:I2>Cl2,所以沸点:I2>Cl2,故D正确;
故选A。
6.类比是重要的学习方法。下列类比结果合理的是
A.CO2为分子晶体,SiO2也为分子晶体
B.H2O2含有非极性键,Na2O2中也含有非极性键
C.BF3分子呈平面三角形,NF3分子也呈平面三角形
D.O2是非极性分子,O3也是非极性分子
【答案】B
【详解】A.CO2是以分子形态存在,为分子晶体,SiO2由原子构成,原子之间以共价键连接,为共价晶体,A错误;
B.H2O2含有O-O非极性键,Na2O2中含有,其中含有O-O非极性键,B正确;
C.BF3分子中心原子价层电子对数为3+=3,且没有孤电子对,空间构型为平面三角形,NF3分子中心原子价层电子对数为3+=4,且含有1个孤电子对,空间构型为三角锥形,C错误;
D.O2双原子单质分子,是非极性分子,O3分子中三个氧原子不在同一条直线上,形成了角形结构,正负电荷中心不重合,因此属于极性分子,D错误;
故选B。
7.观察下列模型并结合信息,判断有关说法错误的是
化学式
结构
模型
示意图
A.晶体中每个铝原子周围距离最近的镁原子数目为8
B.结构中键角1、2、3由大到小的顺序:
C.固态硫为分子晶体,S原子为:杂化
D.在高温高压下所形成的晶体为共价晶体
【答案】B
【详解】A.根据晶胞结构可知Mg原子8个位于顶点,2个位于面心,铝原子2个位于面心,每个铝原子周围距离最近的镁原子数目为8,包括同一个面上的4个顶点镁原子和两个相邻晶胞上4个面心的镁原子,故A正确;
B.键角3是硫酸根中键角,中S上的孤电子对数为0,价层电子对数为4,硫酸根为正四面体结构,键角为109°28′,键角1与键角2中的O均采用sp3杂化,但是由于O上有孤电子对,导致键角变小,故键角3最大;键角1与键角2比较,键角1上的O提供孤电子对形成配位键,使得键角1中O上的孤电子对数比键角2中O上的孤电子对数少,导致键角1比键角2大,故键角1、2、3由大到小的顺序:3>1>2,故B错误;
C.固态硫S8中S原子形成了2个共价键,还有2个孤电子对,故采用sp3杂化,故C正确;
D.在高温高压下所形成的晶体通过共价键结合成空立体网状结构,该晶体为共价晶体,故D正确;
故选B。
8.水的状态除了气、液、固之外,还有玻璃态。玻璃态水是由液态水急速冷却到160K时形成的一种无定形状态,不存在晶体结构,其密度与普通液态水的密度相同。下列关于玻璃态水的说法正确的是
A.分子间存在范德华力与氢键 B.熔点是0℃
C.化学性质与水不同 D.是分子晶体,晶胞与冰相似
【答案】A
【详解】A.水是共价型分子,水分子之间存在范德华力,由于氧元素的电负性较强,水分子之间存在氢键,所以玻璃态水中也存在范德华力与氢键,故A正确;
B.玻璃态水是由液态水急速冷却到160K时形成的一种无定形状态,熔点应是160K,故B错误;
C.玻璃态水中的微粒仍旧是水分子,化学性质与水相同,故C错误;
D.玻璃态水是由液态水急速冷却到160K时形成的一种无定形状态,不存在晶体结构,不是分子晶体,故D错误;
故答案为:A。
9.下列有关物质性质的比较,正确的个数是
①晶体硬度:碳化硅>晶体硅>金刚石
②水溶性:CH3CH2OH>CH3OCH3
③沸点:邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛
④晶格能:NaCl>MgO
⑤分子或离子中键角:H2O<H3O+,NH3>
⑥熔点:NH2OH<[NH3OH]Cl
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】B
【详解】①碳化硅、晶体硅、金刚石三种共价晶体结构相似,原子半径越小、键长越短,共价键键能越大,晶体硬度越大,所以晶体硬度:金刚石>碳化硅>晶体硅,故①错误;
②CH3CH2OH与水分子能形成分子间氢键,水溶性:CH3CH2OH>CH3OCH3,故②正确;
③对羟基苯甲醛易形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键,所以沸点:邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛,故③正确;
④离子半径越小、离子所带电荷越多,晶格能越大,所以晶格能:NaCl<MgO,故④错误;
⑤H2O中氧原子有2个孤电子对,H3O+中氧原子有1个孤电子对,所以键角:H2O<H3O+;NH3中N原子采用sp3杂化,中N原子采用sp2杂化,键角NH3<,故⑤错误;
⑥NH2OH是分子晶体、[NH3OH]Cl是离子晶体,熔点NH2OH<[NH3OH]Cl,故⑥正确;
正确的是②③⑥,故选B。
10.下列各组物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是
A.(金刚石)和 B.和
C.和 D.和
【答案】C
【详解】A.C(金刚石)为原子(共价)晶体,所含化学键为共价键,CO2为分子晶体,所含化学键为共价键,晶体类型不同,A不符合题意;
B.NaBr为离子晶体,含有离子键,HBr为分子晶体,含有共价键,晶体类型和化学键均不同,B不符合题意;
C.CH4和H2O都是分子晶体,含有共价键,C符合题意;
D.Cl2为分子晶体,含有共价键,KCl为离子晶体,含有离子键,晶体类型和化学键均不同,D不符合题意;
本题选C。
11.晶体是材料科学研究中非常重要的材料类型,下列说法错误的是
A.金属晶体中含有离子,但不存在离子键 B.共价晶体中共价键越强,晶体的熔点越高
C.分子晶体中分子间作用力越大,该物质越稳定 D.离子晶体中一定存在离子键,可能存在共价键
【答案】C
【详解】A.金属晶体中含有金属阳离子和自由电子,含有金属键,不含离子键,A项正确;
B.共价晶体中共价键越强,晶体的熔点越高,B项正确;
C.分子晶体中分子间作用越大,该物质熔沸点越高,稳定性与化学键有关,与分子间作用力无关,C项错误;
D.离子晶体中一定存在离子键,可能存在共价键,如NaOH,D项正确;
答案选C。
12.钠的某种氧化物的晶胞结构如图所示,晶胞边长为。若1号原子的坐标为,2号原子的坐标为,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.该图为的晶胞结构图 B.该晶体中的配位数为8
C.电负性: D.该晶体的密度为
【答案】C
【详解】A.晶胞中白球个数为,黑球个数为8,两者比为4:8=1:2,该图为Na2O的晶胞结构图,黑球代表Na+,白球代表O2-,A错误;
B.根据A项分析,黑球代表Na+,白球代表O2-,一个钠离子周围距离最近的氧离子有4个,该晶体中的配位数为4,,B错误;
C.同周期的元素从左到右电负性依次增大,而同主族的元素从上到下电负性依次减少,电负性:,C正确;
D.晶胞质量为,晶胞体积为,所以密度为g/cm3,D错误;
故选D。
13.下列有关物质熔、沸点比较正确的是
A.熔点:
B.沸点:
C.沸点:
D.熔点:晶体硅>碳化硅>金刚石
【答案】C
【详解】A.三种物质形成的均是金属晶体,且都属于碱金属,同主族从上到下碱金属单质的熔点逐渐降低,故A错误;
B.三种形成的均是分子晶体,乙酸和乙醇均与是形成氢键,但乙酸的相对分子质量大,所以沸点:,故B错误;
C.三种形成的均是离子晶体,由于离子半径,所以的沸点:,故C正确;
D.这几种物质都是共价晶体,键长:Si-Si>Si-C>C-C,所以Si、SiC、金刚石的熔沸点依次升高,故D错误;
故选C。
14.铜镍合金的立方晶胞结构如图所示,下列说法错误的是
A.该合金的分子式为NiCu B.Cu属于ds区的元素
C.Ni晶体中有阳离子,没有阴离子 D.Cu的电导率随温度的升高而减小
【答案】A
【详解】A.根据均摊法,Ni原子个数=8×=1、Cu原子个数=6×=3,所以其化学式为Ni Cu3,故A错误;
B.Cu的价层电子排布式为3d104s1,属于ds区的元素,故B正确;
C.铜镍合金中为金属单质,含有阳离子和电子,没有阴离子,故C正确;
D.温度升高,自由电子的能量增大,无规则运动加剧,自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞,影响了自由电子的定向移动,导电能力减弱,即电导率随温度升高而降低,故D正确;
故答案选A。
15.Cu(I)是人体内多种酶的辅因子,某化合物与Cu(I)结合形成如图所示的配离子。下列有关说法不正确的是
A.Cu(I)的配位数为4
B.该配离子中碳、氮原子的杂化方式均有2种
C.该配离子中含有极性键、非极性键、配位键和离子键
D.该配离子中所有碳原子上均无孤电子对
【答案】C
【详解】A.由题中所给结构,Cu(I)的配位数为4,A项正确;
B.该配离子中,甲基上的碳原子采取碳原子采取sp3杂化,环上的碳原子采取sp2杂化,亚氨基-NH-中的氮原子采取sp3杂化,环上的氮原子采取sp2杂化,B项正确;
C.该配离子中含有极性键、非极性键和配位键,不含离子键,C项错误;
D.该配离子中所有碳原子上均无孤电子对,D项正确;
故本题选C。
16.化合物A是电池电解液的一种稀释剂,可以增加锂电池的安全性和稳定性,其结构如图所示。已知M、R、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,M、Z与其他元素不在同一周期,基态R原子的最外层电子有3种不同的空间运动状态,Z原子的最外层电子数是内层电子总数的一半。下列说法不正确的是
A.电负性和第一电离能:
B.化合物A中W的未杂化电子参与形成键
C.R、W可形成一种硬度比金刚石大的共价晶体
D.分子极性:
【答案】D
【分析】M、R、W、X、Y、Z原子序数依次增大,均为短周期主族元素。M、Z与其他元素不在同一周期,则M为H;Z为第三周期,其原子的最外层电子数是内层电子总数的一半,则Z为P;R、W、X、Y为第二周期元素,基态R原子的最外层电子有3种不同的空间运动状态,则R为第ⅣA族元素C;根据A的结构可知,Y形成1个价键,Y为F;X形成2个价键,X为O;W原子序数在X、R之间,W为N。
【详解】A.R、W、Y分别为C、N、F,同周期主族元素,从左到右,元素的电负性逐渐增大,第一电离能也有增大的趋势,所以电负性和第一电离能:R<W<Y,A正确;
B.化合物A中N为sp2杂化,最外层的3个电子有两个在杂化轨道上,另一个在未杂化的p轨道上,形成π键,B正确;
C.N的原子半径小于C,C和N形成的共价晶体中的键长小于金刚石中C-C键长,共价键更稳定,形成的晶体硬度大于金刚石,C正确;
D.OF2和H2O均为V形结构,中心原子均为sp3杂化,F和O的电负性差值小于H和O的电负性差值,所以OF2的极性小于H2O的极性,D错误;
故选D。
第II卷(非选择题 共52分)
二、非选择题:本题共4小题,共52分。
17.(14分)氮元素及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)在基态N原子中,核外存在 对自旋相反的电子,核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为 形。
(2)叠氮化钠中阴离子()的空间构型为 。
(3)金属五唑盐的化学式为。
①基态的价电子轨道表示式为 。
②配体中存在大键,则N原子采取的轨道杂化方式为 。
③与中心离子形成配位键后,H-O-H的键角 (填“变大”“变小”或“不变”),原因是 。
(4)把特定物质的量之比的和在密封管中混合加热时,只生成一种离子晶体,其晶胞结构及晶胞参数如图所示,棱边夹角均为。该反应的化学方程式为 。已知该晶体的密度为,摩尔质量为,为阿伏加德罗常数的值,则晶胞参数 pm(用含有c、、、M的代数式表示)。
【答案】(1) 2 哑铃
(2)直线形
(3) sp2杂化 变大 H2O中的O原子的孤电子对进入Co2+的空轨道中形成配位键后,孤电子对数减少,对成键电子对的排斥作用减弱,键角变大
(4)
【详解】(1)
基态N原子核外电子轨道表示式为,则基态N原子核外存在2对自旋相反的电子,核外电子占据的最高能级为2p能级,电子云轮廓图为哑铃形
(2)叠氮化钠中阴离子(),价层电子对数为2,空间构型为直线形
(3)
基态Co原子的价层电子排布式为3d74s2,基态的价电子轨道表示式为↑;配体中存在大键,因此的空间构型为平面五边形,N原子采取的轨道杂化方式为sp2杂化;H2O中的O原子的孤电子对进入Co2+的空轨道中形成配位键后,孤电子对数减少,对成键电子对的排斥作用减弱,键角变大
(4)根据晶胞结构可知,黑球2个,白球3个,则白球代表Cl-,黑球中一个代表Hg2+,一个代表,该反应的化学方程式为;根据密度的计算公式: ,则。
18.(13分)分子的结构与物质性质之间存在紧密的联系。
(1)如图是部分主族元素简单氢化物的沸点变化趋势
①氢化物a的化学式为 ,其汽化过程中克服的作用力是 。
②氢化物的沸点均高于同族其它元素氢化物的沸点,原因是 。
③的沸点高于,预测可能的原因是 。
(2)如图是冰()和干冰()的结构模型。
①冰和干冰晶体的类型为
②干冰分子属于 (选填“极性分子”或“非极性分子”)
③请解释干冰晶体密度大于冰的主要原因
【答案】(1) CH4 范德华力 氢化物b、c、d分子间形成氢键 氢键的饱和性:每个H2O可形成2个分子间氢键,每个HF分子可形成1个分子间氢键
(2) 分子晶体 非极性分子 冰中氢键存在方向性,分子间有较大空隙,空间利用率低,二氧化碳分子的质量大于水分子
【详解】(1)①由元素的氢化物的沸点变化规律的图象可知,随着原子序数的递增元素的氢化物的沸点,从上到下是逐渐升高的,符合第元素的性质,结合周期可知,氢化物a为,为分子晶体,存在范德华力,汽化过程中克服的作用力是范德华力;②氢化物分别为,三者均可形成分子间氢键,均高于同族其它元素氢化物的沸点;③每个可形成2个分子间氢键,每个分子可形成1个分子间氢键,分子间氢键越多,沸点越高;
(2)①冰和干冰晶体中主要是分子间作用力范德华力,晶体类型为分子晶体;②干冰分子即二氧化碳分子属于非极性分子;③干冰晶体密度大于冰的主要原因是干冰晶体属于分子密堆积,分子间只有范德华力;而冰晶体属于分子非密堆积,分子间的主要作用力是氢键,水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,所以干冰的密度比冰大。
19.(13分)、分别溶于氨水可形成、、、等多种配合物。回答下列问题:
(1)Co在元素周期表中的位置为 ,第四电离能 (填“>”“<”或“=”)
(2)1mol含键的数为 。将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,这样的物质被称为顺磁性物质。 (填“是”或“不是”)顺磁性物质。
(3)氨分子与形成后,键角 (填“变大”“变小”或“不变”)。溶液中、和浓氨水混合后,与溶液反应生成,化学方程式为 。
(4)现有等物质的量的和,分别与足量的反应,理论上生成AgCl的物质的量之比为 。
【答案】(1) 第4周期Ⅷ族 <
(2) 21NA 是
(3) 变大
(4)3:2
【详解】(1)Co是第27号元素,在元素周期表中的位置为第4周期Ⅷ族;Co的第四电离能失去的电子是3d6,Fe的第四电离能失去的电子是3d5,d轨道5个电子是半充满状态比较稳定,故<。
(2)NH3分子有三个键,与Co形成的配位键是键,1mol含键的数为21NA;中的Co+含有未成对电子,置于外磁场中,会使磁场强度增大,为顺磁性物质。
(3)孤电子对与成键电子对的排斥力大于成键电子对与成键电子对之间的排斥力,氨分子有一对孤电子对,与形成后NH3没有孤电子对,键角变大。溶液中、和浓氨水混合后,与溶液反应生成,化学方程式为:。
(4)配合物在水溶液中内外界发生电离,内界一般不电离,等物质的量的和,电离出来的氯离子物质的量之比为3:2,分别与足量的反应,理论上生成AgCl的物质的量之比为3:2。
20.(12分)许多元素及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有多种用途。请回答下列有关问题:
(1)某同学画出的基态碳原子的核外电子排布图为,该电子排布图违背了 。都是重要的有机反应中间体。其中的空间构型为 。
(2)类卤素(SCN)2对应的酸有两种, 理论上硫氰酸(H-S-C=N)的沸点低于异硫氰酸(H-N=C=S)|的沸点,其原因是 。
(3)中碳原子的杂化方式为 。
(4)白铜(铜镍合金)的立方晶胞结构如图所示,其中原子A的坐标参数为(0,1,0)。
①原子 B的坐标参数为 。
②若该晶体密度为-3,则铜镍原子间最短距离为 cm。
【答案】(1)洪特规则 平面三角形
(2)异硫氰酸分子间存在氢键,而硫氰酸分子间只存在范德华力
(3)、
(4)
【详解】(1)电子排布在相同能级轨道时要分占不同轨道且自旋相同,该排布违背洪特规则,的价层电子对数为,无孤电子对,离子构型为平面三角形,故答案为:洪特规则,平面三角形;
(2)异硫氰酸分子中存在N-H键,分子间可以形成氢键,而硫氰酸分子间不能形成氢键,只存在分子间作用力,异硫氰酸导致其沸点高于硫氰酸,故答案为:异硫氰酸分子间存在氢键,而硫氰酸分子间只存在范德华力;
(3)由结构简式可知,其中双键中的碳原子采用sp2杂化,三键中的碳原子采用sp杂化,故答案为:、;
(4)①B位于面心,结合A点坐标可知A点正下方Ni原子位于坐标原点,则B点坐标应为,故答案为;
②由晶胞结构可知Ni原子位于顶点,个数为:,Cu原子位于面心,个数为:,则晶胞质量为,晶胞边长为:cm;Cu和Ni之间的最短距离为面对角线的一半,即为cm,故答案为:。
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