第15周 分子、共价、金属、离子晶体的比较-【周测必刷】2025-2026学年高二化学选择性必修1+2（人教版2019）

— 58 — 第十五周 分子、共价、金属、离子晶体的比较 (时间:45分钟 满分:100分) 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀤌 􀤌 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀤌 􀤌 􀦌 􀦌 􀦌􀦌 周推好题 第8题。该题以高压釜施加高温高压并加入金属镍等催化剂,可实现石墨转化为金 刚石考查晶体的结构,题目设置新颖,紧扣概念,对学生的理解和应用能力要求较高,值得推荐。 一、选择题(本题包括14小题,每小题4分,共56分,每小题只有一个选项符合题目要求) 【考点·一应俱全】 考点一 金属键及金属晶体 1.如图是金属晶体内部的“电子气理论”示意图。电子气理论可以用来解释金 属的性质,下列说法正确的是 ( ) A.金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动 B.金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞,从而发生热的传导 C.金属具有延展性是因为在外力的作用下,金属中各原子层间会出现相对滑动,而自由电子可以 起到润滑剂的作用,使金属不会断裂 D.合金与纯金属相比,由于增加了不同的金属或非金属,使电子数目增多,所以合金的延展性比 纯金属强,硬度比纯金属小 2.物质结构理论提出:金属键越强,金属的硬度越大,熔、沸点越高。一般来说,金属阳离子半径越 小,所带电荷越多,则金属键越强,由此判断下列说法错误的是 ( ) A.硬度:Mg>Al B.熔点:Be>Mg C.硬度:Mg>K D.熔点:Ca>K 考点二 离子晶体及其性质 3.下列给出了几种氯化物的熔点和沸点: 氯化物 NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 熔点/℃ 801 714 190(5×101kPa) -70 沸点/℃ 1413 1412 180 57.57 下列叙述与表中相吻合的是 ( ) A.NaCl的沸点比SiCl4 高得多是因为二者晶体类型不同 B.SiCl4 晶体属于共价晶体 C.AlCl3 晶体是典型的离子晶体 D.MgCl2 中含有离子键和非极性共价键 4.离子晶体熔点的高低取决于阴、阳离子间离子键的强弱,据所学知识判断 KCl、NaCl、CaO、BaO 四种晶体熔点的高低顺序是 ( ) A.KCl>NaCl>BaO>CaO B.NaCl>KCl>CaO>BaO C.CaO>BaO>KCl>NaCl D.CaO>BaO>NaCl>KCl 考点三 金属晶体、离子晶体晶胞的分析 5.铁有δ Fe、γ Fe、α Fe三种同素异形体,三种晶体在不同温度下可以发生转化。如图是三种晶 体的晶胞,下列说法正确的是 ( ) δ Fe 1394℃ 􀜩 􀜨􀜑􀜑􀜑 γ Fe 912℃ 􀜩 􀜨􀜑􀜑􀜑 α Fe A.三种同素异形体的性质相同 B.γ Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个 C.α Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个 D.将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型相同 6.某离子晶体DxEC6 的晶胞结构如图1所示,图2表示晶胞的一部分,阳离子D+位于晶胞棱的中 点和晶胞内部,阴离子ECx-6 位于晶胞的顶角和面心。则DxEC6 中x的值为 ( ) A.1 B.2 C.3 D.4 考点四 过渡晶体与混合型晶体 7.下列关于过渡晶体的说法正确的是 ( ) A.石墨属于过渡晶体 B.SiO2 属于过渡晶体,但当作共价晶体来处理 C.绝大多数含有离子键的晶体都是典型的离子晶体 D.Na2O晶体中离子键的百分数为100% 8.用高压釜施加高温高压并加入金属镍等催化剂,可实现如图所示的石墨转化为物质B的过程,下 列有关说法错误的是 ( ) A.石墨比物质B更稳定 B.在该条件下,石墨转化为物质B的变化是化学变化 C.物质B的硬度比石墨的大,属于共价晶体 D.石墨和物质B中的C均采取sp2 杂化,键角均为120° 考点五 晶体类型的比较 9.下列物质的熔、沸点高低顺序中,正确的是 ( ) A.晶体锗>晶体硅>金刚石 B.I2>Br2>Cl2>F2 C.H2O>NH3>HF>CH4 D.金刚石>CsCl>NaCl>钠 10.碳元素和硅元素为同一主族元素,但它们的氧化物性质差异很大,冰晶胞中水分子的排列方式 和金刚石的晶胞类似,下列关于这四种晶胞的说法正确的是 ( ) A.一个干冰晶胞中有4个CO2 分子,一个SiO2 晶胞中有8个SiO2 分子 B.干冰中一个CO2 分子周围有6个CO2 分子紧邻 C.冰和金刚石熔、沸点都很高,熔化时均破坏共价键 D.冰中水分子之间由于氢键的存在,使其结构与金刚石相似 — 57 — — 60 — 考点六 晶体结构的计算 11.如图所示是氯化铵晶体的晶胞,已知晶体中2个最近的NH+4 中心间的距离为 acm,氯化铵的摩尔质量为 Mg·mol-1,NA 为阿伏加德罗常数的值,则氯化铵 晶体的密度(g·cm-3)为 ( ) A.8M a3NA B.M a3NA C.a 3M 8NA D.a 3M NA 12.根据如图几种晶体结构,下列说法错误的是 ( ) A.钛酸钙的化学式为CaTiO3 B.在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键(C—C)数目之比为1∶2 C.硒化锌晶胞中与一个Se2-距离最近且相等的Se2-有8个 D.CaF2 中F-与距离最近的Ca2+所形成的键的夹角为109°28' 考点七 常见晶体结构的比较与分析 13.金属晶体和离子晶体是重要的晶体类型。下列关于它们的说法正确的是 ( ) A.随核电荷数的增加,碱金属单质的熔点逐渐增大 B.在锌晶体中,1个Zn2+只与2个自由电子存在强烈的相互作用 C.离子晶体中的化学键很难断裂,因此离子晶体具有延展性 D.NaCl晶体中离子键比 MgO晶体中离子键弱 14.如图是石墨、足球烯(C60)、金刚石三种晶体的结构示意图,下列说法正确的是 ( ) A.这三种物质是碳的同分异构体,燃烧产物相同 B.这三种物质熔化时,克服的粒子间作用力完全相同 C.等物质的量的石墨、金刚石所含的C—C数目之比为3∶4 D.已知C(s,石墨)􀪅C(s,金刚石) ΔH=+1.9kJ·mol-1,则金刚石比石墨稳定 二、非选择题(本题包括3小题,共44分) 【探究·一举突破】 探究主题 (18分)中科院大连化物所化学研究团队在化学链合成NH3 研究方面取得新进展,该研究中涉及 的物质有Ni BaH2/Al2O3、Fe K2O Al2O3、Cs-Ru/MgO等,相关研究成果发表于《自然》上。 探究问题: (1)基态Fe原子核外电子占据最高能层的符号为 ,Ni位于元素周期表中的 区。 (2)元素的第一电离能:Mg (填“>”或“<”)Al。H、N、O的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。 (3)NH3 分子中中心原子的杂化方式为 。 (4)已知 MgO的熔点为2852℃,CaO的熔点为2614℃,二者的晶体类型为 ,MgO的 熔点高于CaO的原因是 。 (5)研究发现,只含Ni、Mg和C三种元素的晶体竟然也具有超导性,该晶体的晶胞结构如图所示: ①与C原子紧邻的Ni原子有 个。 ②已知该晶胞中a原子的坐标参数为(1,0,0),b原子的坐标参数为 12 ,1 2 ,0 ,则c原子的坐标参 数为 。 ③已知该晶体的密度为dg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中Ni原子、Mg原子之间 的最短距离为 pm(用含d、NA 的代数式表示)。 【综合·一练到底】 (14分)碳元素的单质有多种形式,如图所示依次是C60、石墨和金刚石的结构图: (1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质,它们互为 。 (2)C60属于 晶体,石墨属于 晶体。 (3)石墨晶体中,层内C—C的键长为142pm,而金刚石中C—C的键长为154pm。其原因是金 刚石中只存在C—C间的 键(填“σ”或“π”,下同),而石墨层内的C—C间不仅存在 键,还有 键。 (4)金刚石晶胞含有 个碳原子。 【选做·一飞冲天】 (12分)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(或 晶胞)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-数为 ,图Ⅲ中一个铜原子周围紧 邻的铜原子数为 。 (2)图Ⅱ所示的物质结构中最外能层已达8电子结构的原子是 ,H3BO3 晶体中B原子个 数与极性键个数之比为 。 (3)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 。 【错题重做】 错因 基础不牢 题意不明 思路不对 理解不够 分析不透 方法不对 根本不会 其他原因 题号 题号 题号 — 59 — — 82 — 6.B [该结构中含A原子个数为6×112= 1 2 ,B原子个数 为6×14+3× 1 6=2 ,C原子个数为1,则A、B、C原子的 个数比为1 2∶2∶1=1∶4∶2 。] 7.B [分子晶体固态时不导电,故 A项错误;分子间作 用力包括范德华力和氢键,范德华力存在于所有的分 子晶体中,而氢键只存在于与电负性很大的氮、氧、氟 原子结合的氢原子与另一个电负性很大的原子之间, 可 以 存 在 于 分 子 之 间 或 分 子 之 内,故B项 正 确,C项 错误;部分非金 属 单 质 也 是 分 子 晶 体,如 N2,故 D项 错误。] 8.A [CCl4 属于分子晶体,常温常压下为液体,含有共价 键。①SiCl4 与CCl4 结构相似,则SiCl4 是分子晶体,正 确;②CCl4 在常温常压下是液体,SiCl4 与CCl4 结构相 似,且SiCl4 的相对分子质量较大,则常温常压下SiCl4 不可能是气体,正确;③SiCl4 中Si与Cl形成共价键,则 SiCl4 是由极性共价键形成的分子,正确;④对组成和结 构相似的分子晶体来说,相对分子质量越大,熔点越高, 则SiCl4 的熔点高于CCl4 的熔点,正确。] 9.D [A项,正硼酸晶体属于分子晶体;B项,H3BO3 分子 的稳定性与分子内部的共价键有关,与氢键无关;C项, 分子中的硼原子最外层不符合8电子稳定结构;D项,1 个H3BO3 分子中含有3个氢键。] 10.D [水分子的稳定性好,是由水分子内氢氧共价键的 键能决定的,与分子间形成的氢键无关,A错误;水分 子间不存在共价键,水分子间通过氢键形成空间网状 结构,B错误;水分子间不存在共价键,应该是形成氢键 的机会减少,C错误;当温度达到一定数值时,“准液体” 中的水分子与下层冰连接的氢键被破坏,使一部分水 分子能够自由流动,从而产生“流动性的水分子”,使冰 面变滑,D正确。] 11.C [A.原子3在体对角线的14 处,在x、y、z轴上的投 影分别为1 4 、1 4 、3 4 ,故其坐标为 1 4 ,1 4 ,3 4 ,A错误; B.As与Ga分别位于第ⅤA族和第ⅢA族,且同属于 p区,B错误;C.砷化镓晶体中,镓原子和砷原子通过共 价键直接相连,形成一种高度有序且坚固的晶体结构, 其熔点为1237℃,因此属于共价晶体,C正确;D.以面 心的As为对象,与其距离最近的4个Ga分别位于上 下两 个 晶 胞 内 部,故 As的 配 位 数 为4,D 错 误;故 选C。] 12.C [二氧化硅晶体中每个硅原子周围有4个氧原子, 则硅原子的杂化方式为sp3,二氧化碳分子中碳原子的 价层电子对数为2,孤电子对数为0,碳原子的杂化方式 为sp,故B正确;二氧化硅是硅原子和氧原子形成的共 价晶体,晶体中不存在分子,故C错误;共价晶体的熔、 沸点高于分子晶体,则二氧化硅晶体的熔点高于二氧 化碳晶体,故D正确。] 13.C [单质硅是一种三维骨架结构的共价晶体,A正确; 晶体中每个硅原子与4个硅原子相连,B正确;根据单 质硅的晶体结构可判断晶体中最小环上的原子数目为 6,C错误、D正确。] 14.C [由磷化硼的晶胞结构可知,P位于顶角和面心,数 目为1 8×8+6× 1 2=4 ,B位于晶胞内,数目为4,故磷 化硼的化学式为BP,磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料, 所以磷化硼晶体属于共价晶体,A项错误;磷化硼属于 共价化合物,熔融状态下不能导电,B项错误;由磷化硼 晶胞结构可知,磷化硼晶体中每个原子均参与形成4个 共价键,C项正确;磷化硼晶体为共价晶体,熔化时需克 服共价键,D项错误。] 【探究·一举突破】 探究路径 闪锌矿渣中含有Pb2+、Zn2+、Fe2+和硅酸盐 等杂质,先加入双氧水、稀硫酸酸浸,亚铁离子被氧化为 铁离子,硫酸根离子与铅离子反应生成硫酸铅沉淀,硅 酸盐转化为硅酸,滤渣I主要为硫酸铅和硅酸,过滤后滤 液中加入ZnO得到硫酸锌溶液用于生成Zn,同时调节 了pH使铁离子和镓离子转化为沉淀析出。滤渣II中 加入氢氧化钠碱浸得到氢氧化铁沉淀和Na[Ga(OH)4], 电解Na[Ga(OH)4]得到金属镓。 (1)为了提高镓的浸取率,可以采用的措施为粉碎闪锌 矿渣,搅拌等。 (2)根 据 分 析 可 知,滤 渣 I 中 主 要 含 有 PbSO4 和H2SiO3。 (3)向滤液中加入ZnO,可调节溶液的pH,使铁离子和 镓离子转化为氢氧化铁和氢氧化镓沉淀,从而与Zn2+ 分离。 (4)Na[Ga(OH)4]化学性质与Na[Al(OH)4]类似,通入 过量二氧化碳,生成Ga(OH)3 和碳酸氢根离子,化学方 程式为Na[Ga(OH)4]+CO2 􀪅􀪅Ga(OH)3↓+NaH- CO3。 (5)阴极上[Ga(OH)4]-得电子生成Ga和氢氧根离子, 则阴 极 电 极 反 应 式 为 [Ga(OH)4]- +3e- 􀪅􀪅Ga +4OH-。 (6)六方氮化镓晶体硬度极高,熔点也较高,其高温熔融 物不导电,因此其属于共价晶体。 (7)根据均摊法可知,立方氮化镓中存在Ga个数为8× 1 8+6× 1 2=4 ,N个数为4,因此其化学式为GaN。 参考答案 (1)粉碎、搅拌 (2)PbSO4、H2SiO3 (3)调节溶液pH,使 Fe3+ 和 Ga3+ 形成沉淀,与Zn2+ 分离 (4)Na[Ga(OH)4]+CO2􀪅􀪅Ga(OH)3↓+NaHCO3 (5)[Ga(OH)4]-+3e-􀪅􀪅Ga+4OH- (6)共价晶体 (7)GaN 【综合·一练到底】 解析 (1)①根据冰的结构示意图,每个H2O分子通过氢键 与4个H2O分子结合,平均每个H2O分子含有氢键数目为 4×12=2 ,故1mol冰中含2mol氢键。②冰的升华热是 51kJ·mol-1,水分子间还存在范德华力(11kJ·mol-1), 1mol水中含有2mol氢键,升华热=范德华力+氢键,所以 冰晶体中氢键的能量是20kJ·mol-1。③NH3 溶于水后, 形成NH3·H2O,而NH3·H2O的电离方程式为NH3· H2O􀜩􀜨􀜑 NH+4 +OH-,可知结构中含有铵根离子和氢氧根 离子的基本结构,故NH3·H2O的合理结构是b。 (2)折线a和b沸点先小后大,则开始物质的沸点高与氢 键有关,而a中原子序数大的氢化物沸点高于含氢键的 物质,与事实不符,故a错误,b正确;只有c曲线中的氢 化物沸点没有反常升高,则物质间没有氢键,则c为碳族 元素氢化物,即折线c可以表达出第ⅣA族元素氢化物 的沸点的变化规律。 答案 (1)①2 ②20 ③b (2)ⅣA b 有机物相对分子质量越大,分子间作用力 越强,沸点越高;当有机物能形成分子内氢键时,分子间 作用力减弱,熔点变低,当分子间能形成氢键时,分子间 作用力增强,熔点升高 【选做·一飞冲天】 解析 (4)立方氮化硼的结构与金刚石相似,硬度与金 刚石相当,在金刚石的一个晶胞中含有C原子的个数:8 ×18+6× 1 2+4=8 ,则在立方氮化硼晶胞中含有4个氮 原子、4个硼原子;由于晶胞边长为361.5pm,所以立方 氮化硼的密度是 25×4(361.5×10-10)3×NA g·cm-3。 答案 (1)共价 (2)Si3N4 (3)3SiCl4+2N2+6H2 高温 􀪅􀪅Si3N4+12HCl (4)4 4 25×4(361.5×10-10)3×NA 第十五周 分子、共价、金属、离子晶体的比较 【考点·一应俱全】 1.C [金属能导电是因为自由电子在外加电场作用下定 向移动,A项错误;金属能导热是因为自由电子在热的 作用下与金属原子频繁碰撞,从而发生热的传导,B项错 误;合金与纯金属相比,由于增加了不同的金属或非金 属,相当于填补了金属阳离子之间的空隙,所以一般情 况下合金的延展性比纯金属弱,硬度比纯金属大,D项 错误。] 2.A [Mg、Al的电子层数相同,核电荷数大的离子半径 小,价电子数:Al>Mg,离子半径:Al3+<Mg2+,所以Al 的金属键强于 Mg,Al的硬度大于 Mg,A错误;离子半 径:Mg2+<Na+<K+,所以 Mg的金属键强于 K,故硬 度:Mg>K,C正确;Ca、K位于同一周期,价电子数:Ca >K,离子半径:K+>Ca2+,Ca的金属键强于 K,故熔 点:Ca>K,D正确。] 3.A [由题表可知,SiCl4 的熔点和沸点都比较低,属于分 子晶体,B项错误;AlCl3 的熔点和沸点都不高,不属于 典型的离子晶体,C项错误;MgCl2 中只含离子键,不含 非极性共价键,D项错误。] 4.D [对于离子晶体来说,离子所带电荷数越多,阴、阳离 子间的核间距离越小,离子键越强,熔点越高。一般在 阴、阳离子的核间距离相当时首先看离子所带电荷数, CaO、BaO所带电荷数都大于KCl、NaCl,所以CaO、BaO 的熔点大于 KCl、NaCl;其次在电荷数相当时,看阴、阳 离子的核间距离,r(Ba2+)>r(Ca2+),熔点:CaO>BaO, r(K+)>r(Na+),熔点:NaCl>KCl。] 5.C [由于三种同素异形体的结构不同,所以三者的性质 不同,A项错误;γ Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且 相等的铁原子数为12,B项错误;α Fe晶胞中与每个铁 原子距离最近且相等的铁原子数为6,C项正确;将铁加 热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却,会得到晶体类 型不同的铁,D项错误。] 6.C [1个晶胞中,N(D+)=12×14+9=12 ,N(ECx-6 )= 8×18+6× 1 2=4 ,故 N(D+)∶N(ECx-6 )=12∶4=3∶ 1,所以x=3。] 7.B [石墨属于混合型晶体,A项错误;SiO2 属于过渡晶 体,但一般按共价晶体来处理,B项正确;大多数含有离 子键的晶体不是典型的离子晶体,而是过渡晶体,C项错 误;Na2O晶体中离子键的百分数为62%,D项错误。] 8.D [由题给信息可知,高温高压并有催化剂存在时,石 墨转化得到的物质B为金刚石。键长:金刚石>石墨, 则键能:金刚石<石墨,键能越大,键越牢固,物质越稳 定,则石墨更稳定,A项正确;石墨转化为金刚石的过程 涉及旧化学键的断裂和新化学键的形成,是化学变化,B 项正确;金刚石属于共价晶体,其硬度比石墨的大,C项 正确;石墨中的C采取sp2 杂化,键角是120°,金刚石中 的C采取sp3 杂化,键角是109°28',D项错误。] 9.B [卤素单质中,相对分子质量越大对应单质的熔、沸 点越高,则熔、沸点为I2>Br2>Cl2>F2,故B正确;离子 晶体中,离子所带电荷数越多、离子半径越小,熔、沸点 越高,钠离子、铯离子和氯离子都带一个单位电荷,且铯 离子半 径 大 于 钠 离 子,则 熔、沸 点:NaCl>CsCl,故 D 错误。] 10.D [CO2 分子位于晶胞的面心和顶角,所以1个干冰 晶胞中有8×18+6× 1 2=4 个CO2 分子,SiO2 是共价 晶体,不存在分子,A错误;干冰中1个CO2 分子周围 有12个CO2 分子紧邻,B错误;冰是分子晶体,熔化时 破坏分子间作用力,金刚石是共价晶体,熔化时破坏共 价键,C错误。] 11.B [1个晶胞中含有1个Cl-,8×18=1 个NH+4 ,则1 个晶胞中含有1个 NH4Cl。1个 NH4Cl的质量 m= 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — 81 — — 84 — M NAg ,晶胞体积V=a3cm3,则密度ρ= m V = M NAg a3cm3 = M NAa3 g·cm-3。] 12.C [由钛酸钙的晶胞可知,Ca的数目:8×18=1 ,Ti的 数目:1,O的数目:6×12=3 ,所以钛酸钙的化学式为 CaTiO3,故A正确;金刚石中1个C原子连接4个碳原 子形成4个C—C,1个C—C被两个碳原子共有,因此 C原子与C—C数目之比是1∶2,故B正确;硒化锌晶 胞中,与一个Se2- 距离最近且相等的Se2- 有12个,故 C错误;由氟化钙的晶胞可看出一个F与4个Ca可以 形成正四面体结构,键角为109°28',故D正确。] 13.D [碱金属单质随核电荷数的增加熔点逐渐降低,A 说法错误;在锌晶体中,自由电子属于整个晶体,B说法 错误;NaCl晶体中 Na+、Cl- 的半径分别大于 Mg2+、 O2-的半径,且所带的电荷数少,则NaCl晶体中离子键 比 MgO晶体中离子键弱,D说法正确。] 14.C [石墨、足球烯(C60)、金刚石互为同素异形体,燃烧 产物相同,故A错误;石墨是混合型晶体,熔化时破坏 共价键和分子间作用力,足球烯属于分子晶体,熔化时 破坏分子间作用力,金刚石是共价晶体,熔化时破坏共 价键,故B错误;石墨中每个C形成3个共价键,金刚 石中每个C形成4个共价键,则等物质的量的石墨、金 刚石所含的C—C数目之比为3∶4,故C正确;已知C (s,石墨)􀪅C(s,金刚石) ΔH=+1.9kJ·mol-1,说 明等量的两种物质,石墨具有的能量更低,所以石墨比 金刚石稳定,故D错误。] 【探究·一举突破】 探究路径 (2)同一周期主族元素第一电离能随着原子 序数的增大而呈增大的趋势,但第ⅡA、ⅤA族元素的第 一电离能分别大于其相邻的第ⅢA、ⅥA族元素,所以第 一电离能:Mg>Al。 (3)NH3 分子中N原子价层电子对数为3+ 5-3×1 2 = 4,N原子的杂化方式为sp3。 (5)③设晶胞中 Ni原子、Mg原子之间的最短距离为 apm,则晶胞棱长为 2apm,晶胞体积为(2a×10-10)3 cm3,该晶胞中Mg原子个数为8×18=1 ,Ni原子个数为 6×12=3 ,C原子个数是1,晶体的密度为dg·cm-3= 213 NA (2a×10-10)3 g·cm-3,所以a= 22× 3 213 dNA ×1010。 参考答案 (1)N d (2)> O>N>H (3)sp3 (4)离子晶体 Mg2+ 的半径小于Ca2+,MgO的离子键 强度大于CaO (5)①6 ②(12 ,0,12 ) ③ 22× 3 213 dNA ×1010 【综合·一练到底】 解析 (3)在金刚石晶体中,碳原子之间只形成共价单 键,全部为σ键;在石墨层内的碳原子之间既有σ键又有 π键。(4)金刚石晶胞中含有8×18+6× 1 2+4=8 个碳 原子。 答案 (1)同素异形体 (2)分子 混合型 (3)σ σ π(或大π或p pπ) (4)8 【选做·一飞冲天】 解析 (2)H3BO3 属于分子晶体,一个B连有三个O原 子,三个 O原子又连有三个 H 原子,所以一个 H3BO3 晶体中B原子个数与极性键个数之比为1∶6。 答案 (1)8 12 (2)O 1∶6 (3)H3BO3 分子间作 用力 第十六周 配合物与超分子 【考点·一应俱全】 1.C [共用电子对存在静电作用,包括静电排斥和静电吸 引,配位键本质为共用电子对,所以也是一种静电作用, A正确;配位键指含有空轨道的原子或离子和含有孤电 子对的原子或离子共用电子对,实质也是一种共价键, 具有方向性和饱和性,B、D正确;形成配位键的原子,一 方提供空轨道,另一方提供孤电子对,C错误。] 2.D [配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对,另 一方能提供空轨道,A、B、C三项中,Ag+、H+、Co3+能提 供空轨道,NH3、H2O、CO能提供孤电子对,所以能形成 配位键,而D项Ag+ 与 H+ 都只能提供空轨道,无法提 供孤电子对,所以不能形成配位键。] 3.B [④氨气分子中氮原子含有孤电子对,氢离子提供空轨 道,可 以 形 成 配 位 键,则 NH+4 含 有 配 位 键,故 正 确; ⑤Fe(CO)5中Fe原子提供空轨道,CO提供孤电子对,可以形 成配位键,故正确;⑥SCN-的电子式为[·· S ·· ·· · ·C︙︙N··]-, 铁离子提供空轨道,硫原子提供孤电子对,可以形成配位 键,故正确;⑦H3O+中O提供孤电子对,H+提供空轨道,二 者形成配位键,故正确。] 4.C [配位化合物[Cu(NH3)4]SO4 中含有[Cu(NH3)4]2+和 SO2-4 之间的离子键,NH3 和SO2-4 中都有极性键,Cu2+ 和 NH3 之间以配位键结合,不含非极性键。] 5.B [配合物中中心离子与配体间是以配位键相结合,配 离子与酸根离子间是以离子键相结合,B项错误;配位数 指形成配离子时配体的个数,不同离子的配位数可能相 同也可能不同,D项正确。] 6.C [A项,涉及[Fe(SCN)]2+ 等配合物的形成;B项,涉 及[CuCl4]2- 与[Cu(H2O)4]2+ 的 转 化;C项,Cu与 浓 HNO3 反应后溶液显绿色,是因为反应后生成的NO2 溶 于Cu(NO3)2 溶液中;D项,涉及[Al(OH)4]-的形成。] 7.D [配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配体是Cl- 和 H2O,配位数是6,A项正确;中心离子是Ti3+,配离子是 [TiCl(H2O)5]2+,B项正确;配合物[TiCl(H2O)5]Cl2· H2O中内界Cl-的个数为1,外界Cl- 的个数为2,内界 和外界中 Cl- 的 数 目 比 是1∶2,C项 正 确;加 入 足 量 AgNO3溶液,外 界 Cl- 与 Ag+ 反 应,而 内 界 Cl- 不 与 Ag+反应,故只能生成2molAgCl沉淀,D项错误。] 8.C [选项A,该物质中碳原子之间、碳氢原子间、碳氮原 子间等,均存在σ键;选项B,该物质的分子内还存在氢 键,C与其他原子间存在共价键,Ni、N之间存在配位 键;选项C,Ni具有空轨道,接受孤电子对,是配合物的 中心原子;选项D,C最外层的4个电子全部参与成键, 没有孤电子对。] 9.B [Ag+ 的价层电子排布式为4d10,4d轨道电子全充 满,则1个5s轨道和1个5p轨道参与杂化形成两个杂 化轨道,这两个杂化轨道接受两个氮原子提供的孤电子 对而形成两个配位键,所以中心原子与配体形成配位键 的杂化轨道类型是sp杂化,空间结构为直线形,A正确; 配位数为4的配合物可以为正四面体结构,也可以为平 面四边形结构,B错误;[Cu(NH3)4](OH)2 属于离子化 合物,含有离子键,O—H、N—H为极性共价键,Cu与N 形成配位键,C正确;[Pt(NH3)6]2+ 中,NH3 可以看为 一个整体,显0价,[PtCl4]2- 中,Cl显-1价,故其中心 离子的化合价都是+2价,D正确。] 10.D [由题意可知,Cl-与NH3 均与Co3+形成配位键,A 错误;配合物中中心原子的电荷数为3、配位数为6,B 错误;该配合物应呈八面体结构,Co与6个配体成键, C错误。] 11.B [发生的反应为Cu2++2NH3·H2O􀪅􀪅Cu(OH)2↓ +2NH+4 ,Cu(OH)2+4NH3 􀪅􀪅[Cu(NH3)4]2+ + 2OH-,Cu2+转化为配离子,Cu2+浓度减小,A、C错误; [Cu(NH3)4]2+是深蓝色的,B正确;Cu2+ 提供空轨道, NH3 提供孤电子对,D错误。] 12.D [有些超分子不是高分子,有些超分子是高分子,A 项错误;形成超分子的微粒也包括离子,C项错误。] 13.D [C60、C70都是由一种元素组成的单质,故 A错误; C60、C70与“杯酚”均属于分子晶体,B项错误;C60中碳原 子间形成的是共价键,但固体为分子晶体,故C错误; “杯酚”分子结构中含有苯环,故存在σ键和π键,故D 正确。] 14.B [由题意得,冠醚不同大小的空穴适配不同大小的 碱金属离子,A正确;由图可知18 冠 6中O原子与 相邻的2个C形成极性共价键,O带部分负电荷,与钾 离子之间存在静电作用,但是冠醚分子、O原子均不是 离子,故O原子与K+间不存在离子键,B错误;12 冠 4中C均为饱和碳原子,C、O的价电子对数均为4,故 C和O的杂化轨道类型相同,均为sp3 杂化,C正确;利 用分子识别原理可以用冠醚将KCN带入有机物中,D 正确。] 【探究·一举突破】 探究路径 (1)CoCl3·6NH3 中有3个Cl- 为外界离 子,配体为6个 NH3,化学式为[Co(NH3)6]Cl3;CoCl3 ·4NH3(绿色和紫色)中有1个Cl-为外界离子,配体为 4个NH3 和2个Cl-,化学式均为[Co(NH3)4Cl2]Cl。 ②这几种配合物的化学式分别是[Co(NH3)6]Cl3、[Co (NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl、[Co(NH3)4Cl2]Cl, 中心离子的配位数都是6。(2)①Fe3+ 与SCN- 反应生 成的配合物中,Fe3+ 提供空轨道,SCN- 提供孤电子对, 二者通过配位键结合。②Fe3+ 与SCN- 以个数比1∶1 配合所得的离子为[Fe(SCN)]2+,故FeCl3 与KSCN在 水溶液中反应生成[Fe(SCN)]Cl2 与KCl。 参考答案 (1)①[Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)4Cl2]Cl ②6 (2)①空轨道 孤电子对 ②[Fe(SCN)]Cl2 【综合·一练到底】 解析 (2)FeCl3 在蒸气状态下以双聚分子存在,其分子 式为Fe2Cl6,每个Fe原子与3个Cl原子形成共价键,还 可提供空轨道与另一个Cl原子提供的孤电子对形成配 位 键,结 构 式 可 表 示 为 Fe Cl Cl Cl Fe → Cl→ Cl Cl 或 Fe Cl Cl Cl Fe Cl ClCl ;由结构式可知,Fe原子与4个Cl原 子形成共价键或配位键,故Fe的配位数为4。(3)Cu2+ 与OH-反应能生成[Cu(OH)4]2-,OH-作配体,其中O 原子提供孤电子对,H不含孤电子对,故O作配位原子。 (4)MnCl2 可与 NH3 反应生成[Mn(NH3)6]Cl2,Mn2+ 提供空轨道,NH3 中N原子提供孤电子对形成配位键。 (5)[Fe(H2O)6]2+ 与 NO 反 应 生 成 的 [Fe(NO) (H2O)5]2+ 中,NO以 N原子与Fe2+ 形成配位键,5个 H2O都以O原子与Fe2+形成配位键。 答案 (1)乙二胺的两个N原子提供孤电子对给金属离 子形成配位键 Cu2+ (2) Fe Cl Cl Cl Fe Cl ClCl (或 Fe Cl Cl Cl Fe → Cl→ Cl Cl ) 4 (3)O (4)配位 (5) Fe2+ON H2O H2O OH2 OH2 OH2 【选做·一飞冲天】 解析 (1)①同一周期的主族元素,元素的原子序数越 大,元素的电负性就越大,所以电负性:C<O。②CO常 温下为气体,固态时属于分子晶体。(2)该配合物中, Cu+的4s轨道及4p轨道通过sp杂化接受NH3 提供的 孤电子对。所以在[Cu(NH3)n]+ 中Cu+ 与n个氮原子 的空间结构呈直线形,Cu+与2个氮原子形成配位键。 答案 (1)①< ②分子 (2)直线 2 (3)①2s22p6 ②sp3 杂化 乙二胺分子间可以形成氢 键,三甲胺分子间不能形成氢键 ③EF 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — 83 —