专题3 微粒间作用力与物质性质 章末综合提升-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义配套课件PPT(苏教版)
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教辅
摘要:
该高中化学课件系统梳理了微粒间作用力与物质性质的核心知识,按金属键、离子键、共价键及分子间作用力分类,结合金属晶体、离子晶体等结构特征与性质,通过知识框架图串联概念与晶体类型,构建完整知识网络。
其亮点在于融合真题体验与分层检测,如高考晶胞结构分析题解析培养科学思维,章末检测从基础判断到晶胞计算分层设计,提升学生证据推理与模型认知能力,助力教师精准把握学情,高效开展单元复习。
内容正文:
章末综合提升
专题 3 微粒间作用力与物质性质
概念梳理
1
真题体验
2
内容索引
章末检测卷
3
概 念 梳 理
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真 题 体 验
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1.(2024·湖北卷)黄金按质量分数分级,纯金为24K。Au-Cu合金的三种晶胞结构如图,Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是
A.Ⅰ为18K金
B.Ⅱ中Au的配位数是12
C.Ⅲ中最小核间距Au-Cu<Au-Au
D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,Au与Cu原子个数比依次为1∶1、1∶3、3∶1
√
由24K金的质量分数为100%,则18K金的质量分数为×100%=
75%,Ⅰ中Au和Cu原子个数比值为1∶1,则Au的质量分数为:×100%≈75%,A正确;Ⅱ中Au处于立方体的八个顶点,Au的配位数是指距离最近的Cu的个数,Cu处于面心处,则Au的配位数为12,B正确;
设Ⅲ的晶胞参数为a,Au-Cu的最小核间距为a,Au-Au的最小核间距也为 a,最小核间距Au-Cu=Au-Au,C错误;Ⅰ中,Au处于内部,Cu处于晶胞的八个顶点,其原子个数比为1∶1;Ⅱ中,Au处于立方体的八个顶点,Cu处于面心,其原子个数比为:8×∶6×=1∶3;Ⅲ中,Au处于立方体的面心,Cu处于顶点,其原子个数比为6×∶8×=3∶1;D正确。
2.(2024·河北卷)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图,晶胞的边长为a pm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.该铋氟化物的化学式为BiF3
B.粒子S、T之间的距离为a pm
C.该晶体的密度为 g·cm-3
D.晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个
√
根据题给晶胞结构,由均摊法可知,每个
晶胞中含有1+12×=4个Bi3+,含有8+
8×+6×=12个F-,故该铋氟化物的化
学式为BiF3,故A正确;将晶胞均分为8个小立方体,由晶胞中MNPQ点的截面图可知,晶胞体内的8个F-位于8个小立方体的体心,以M为原点建立坐标系,令N的原子分数坐标为(0,0,1),与Q、M均在同一条棱上的F-的原子分数坐标为(1,0,0),则T的原子分数坐标为, S的原子分数坐标为,所以粒子S、T之间的距离为×a pm=a pm,故B
正确;
由A项分析可知,每个晶胞中有4个Bi3+、12个F-,晶胞体积为(a pm)3=a3×10-30cm3,则晶体密度为ρ== g·cm-3= g·cm-3,故C正确;以晶胞体心处铋离子为分析对象,距离其最近且等距的氟离子位于晶胞体内,为将晶胞均分为8个小立方体后,每个小立方体的体心的F-,即有8个,故D错误。
3.(2024·重庆卷)储氢材料MgH2的晶胞结构如图所示,MgH2的摩尔质量为M g/mol,阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是
A.H-的配位数为2
B.晶胞中含有2个Mg2+
C.晶体密度的计算式为 g/cm3
D.Mg2+(ⅰ)和Mg2+(ⅱ)之间的距离
为 nm
√
由图可知,与H-距离最近且等距离的Mg2+的个
数是3,则H-的配位数为3,A项错误;Mg2+位
于晶胞的顶点和体心上,该晶胞中Mg2+的个数
为8×+1=2,B项正确;该晶胞体积为(a×10-7×a×10-7×c×10-7)cm3=a2c×10-21 cm3,该晶胞中Mg2+的个数为8×+1=2,H-的个数为4×+2=4,相当于晶胞中含有2个MgH2,晶胞密度为= g/cm3,C项错误;Mg2+(ⅰ)和Mg2+(ⅱ)之间的距离等于晶胞体对角线长度的一半,为 nm,D项错误。
4.(2024·甘肃卷)β-MgCl2晶体中,多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示,其中部分结构显示为图乙,下列说法错误的是
A.电负性:Mg<Cl
B.单质Mg是金属晶体
C.晶体中存在范德华力
D.Mg2+离子的配位数为3
√
电负性越大的元素吸引电子的能力越强,活泼金属的电负性小于活泼非金属,因此,Mg的电负性小于 Cl,A正确;
金属晶体包括金属单质及合金,单质Mg是金属晶体,B正确;由晶体结构可知,该结构中存在层状结构,层与层之间存在范德华力,C正确;由图乙中结构可知,每个Mg2+与周围有6个Cl-最近且距离相等,因此 ,Mg2+的配位数为6,D错误。
5.(2024·黑吉辽卷)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是
A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8
B.晶胞2中S与S的最短距离为a
C.晶胞2中距Li最近的S有4个
D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
√
由均摊法得,结构1中含有Co的数目为4+4×=4.5,含有S的数目为1+12×=4,Co与S的原子个数比为9∶8,因此结构1的化学式为Co9S8,故A正确;由图可知,晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的,即a,故B错误;如图: ,以图中圆圈圈起来的Li为例,与其最近的S共4个,故C正确;晶胞2中Li数目为8,S数目为×12+1=4,晶胞2含4个Li2S,晶胞3中Li数目为8,S数目为×8+×6=4,晶胞3也含4个Li2S,故晶胞2和晶胞3表示同一晶体,故D正确。
6.(2024·安徽卷)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3),其立方晶胞和导电时Li+迁移过程如下图所示。已知该氧化物中Ti为+4价,La为+3价。下列说法错误的是
A.导电时,Ti和La的价态不变
B.若x=,Li+与空位的数目相等
C.与体心最邻近的O原子数为12
D.导电时,空位移动方向与电流方向相反
√
根据题意,导电时Li+发生迁移,化合价不变,则Ti和La的价态不变,A项正确;
根据“均摊法”,1个晶胞中含Ti:
8×=1个,含O:12×=3个,含
La或Li或空位共1个,若x=,则La和空位共,n(La)+n(空位)=,结合正负化合价代数和为0,(+1)×+(+3)×n(La)+(+4)×1+
(-2)×3=0,解得n(La)=、n(空位)=,Li+与空位数目不相等,B项错误;由立方晶胞的结构可知,与体心最邻近的O原子数为12,即位于棱心的12个O原子,C项正确;导电时Li+向阴极方向移动,即与电流方向相同,则空位移动方向与电流方向相反,D项正确。
7. (2024·黑吉辽卷节选)TiO2和RuO2的晶体结构均可用如图表示,二者晶胞体积近似相等,RuO2与TiO2的密度比为1.66,则Ru的相对原子质量为_____(精确至1)。
101
由于二者的晶体结构相同,体积近似相等,则其密度之比等于摩尔质量之比。故1.66=,则Ru的相对原子质量为101。
8.(2024·甘肃卷节选)某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示,沿x轴方向的投影为图乙,晶胞底面显示为图丙,晶胞参数a≠c,α=β=γ=90°。图丙
中Ca与N的距离为_____pm;化合物的化学式是_______,其摩尔质量为
M g·mol-1,阿伏加德罗常数的值是NA,则晶体的密度为______________
g·cm-3(列出计算表达式)。
a
Ca3N3B
×1030
图丙中,Ca位于正方形顶点,N位于正方
形中心,故Ca与N的距离为a pm;由均
摊法可知,晶胞中Ca的个数为8×+2=3,
N的个数为8×+2×=3,B的个数为4×=1,则化合物的化学式是Ca3N3B;其摩尔质量为M g·mol-1,阿伏加德罗常数的值是NA,晶胞体积为a2c×10-30cm3,则晶体的密度为×1030g·cm-3。
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章 末 检 测 卷
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1.区分玻璃和水晶最可靠的科学方法是
A.观察外形 B.测定熔、沸点
C.对固体进行X射线衍射测定 D.通过比较硬度确定
√
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,对固体进行X射线衍射可以看到微观结构,则区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验,故C正确。
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2.下列有关晶体的说法正确的是
A.水晶和干冰熔化时,晶体中的共价键都会断裂
B.石墨属于混合型晶体,既存在共价键又存在范德华力
C.二氧化硅中硅原子与硅氧键数之比为1∶2
D.任何晶体中,若有阳离子就一定有阴离子
√
干冰是分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,共价键不会断裂,A错误;石墨属于混合型晶体,层内碳原子以共价键相连,层与层之间存在范德华力,B正确;二氧化硅中硅原子和硅氧键数目比为1∶4,C错误;金属晶体中只有阳离子和电子,没有阴离子,D错误。
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3.下列叙述正确的是
A.冰晶体中,每个H2O分子与周围4个相邻水分子相互作用
B.晶态CO2和SiO2融化时所克服的粒子间作用力相同
C.硫酸和氯化铵化学键类型相同,晶体类型也相同
D.金刚石为三维骨架结构,每个C原子被6个六元环共用
√
冰晶体中,每个H2O和周围4个H2O形成4条氢键,所以每个H2O分子与周围4个相邻水分子相互作用,故A正确;
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晶态CO2为分子晶体,SiO2为共价晶体,所以晶态CO2和SiO2融化时所克服的粒子间作用力:前者为分子间作用力,后者为共价键,故B错误;硫酸中只含共价键,是由分子构成的;氯化铵中含有离子键和共价键,是由阴阳离子构成的,所以二者化学键类型不同,晶体类型:前者为分子晶体,后者为离子晶体,故C错误;金刚石晶中每个C原子被12个六元碳环共用,故D错误。
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4.下表中有关晶体的说法不正确的是
√
选项 A B C D
晶体名称 碘化钾 冰 金刚石 碘
构成晶体的微粒 阴、阳离子 分子 原子 分子
熔化时破坏的作用力 离子键 共价键 共价键 范德华力
碘化钾由阴、阳离子构成,熔化时破坏离子键,故 A正确;冰是分子晶体,由水分子构成,熔化时破坏分子间作用力,故B错误;金刚石属于共价晶体,由碳原子通过共价键结合形成空间网状结构,熔化时要破坏共价键,故C正确;碘是分子晶体,由碘分子构成,熔化时破坏分子间作用力,故D正确。
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5.下列说法中正确的有
①金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关
②若晶体中有阳离子,必然有阴离子
③金属晶体的熔点一定比共价晶体低
④共价键的强弱决定分子晶体熔、沸点的高低
⑤共价晶体中一定含有共价键
⑥含有离子的晶体一定是离子晶体
⑦硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅
⑧NaCl和CsCl晶体中,阴离子周围紧邻的阳离子数均为8
A.3个 B.4个
C.5个 D.6个
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金属晶体由金属阳离子和自由电子构成,金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关,故①正确;金属晶体由金属阳离子和自由电子构成,金属晶体中有阳离子,没有阴离子,故②错误;金属晶体的熔点不一定比共价晶体低,如金属钨的熔点很高,达到3 410 ℃,故③错误; 分子间作用力决定分子晶体熔、沸点的高低,故④错误;相邻原子间以共价键相结合形成的具有空间立体网状结构的晶体为共价晶体,共价晶体一定含有共价键,故⑤正确;含有离子的晶体不一定是离子晶体,如金属晶体中含有金属阳离子,故⑥错误;共价晶体中化学键键能越大、键长越短,其硬度越大,所以硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅,故⑦正确;NaCl晶体中,阴离子周围紧邻的阳离子数为6,故⑧错误;正确的是①⑤⑦。
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6.用示意图或图示的方法能够直观形象地将化学知识传播给学生。下列示意图或图示错误的是
√
A.金属晶体的电子气理论示意图 B.某种晶体的微观结构示意图
C.固态氟化氢分子间的氢键 D.HCl的s-pσ键
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金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的,金属阳离子和自由电子之间的强烈作用为金属键,金属晶体中自由电子为整个金属的所有阳离子所共有,从而把所有的原子维系在一起,故A正确;该图示中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列,故符合某种晶体的微观结构示意图,故B正确;
A.金属晶体的电子气理论示意图 B.某种晶体的微观结构示意图
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氟化氢分子间存在氢键,氢键存在于氟和氢之间,故C正确;氯化氢分子中H原子和Cl原子之间通过共用电子对形成共价键,H原子最外层1个s轨道上的电子与Cl原子最外层p轨道上的电子形成s-p σ键,而图示为p-p σ键,故D错误。
C.固态氟化氢分子间的氢键 D.HCl的s-pσ键
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7.NH3与BF3可以形成化合物NH3·BF3,关于该化合物的结构表示正确
的是
A. B.
C. D.
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两者通过配位键形成配位化合物,N原子最外层有5个电子提供孤电子对,B原子提供空轨道,所以箭头由N指向B。
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8.元素Y最高价氧化物的水化物是强酸,Y的气态氢化物(YH3)在水中可形成氢键,其氢键最可能的形式为
A. B.
C. D.
√
元素Y最高价氧化物的水化物是强酸,Y的气态氢化物为YH3,推出Y为N,O的电负性大于N,因此H—O键中成键电子对偏向于氧,使得水分子中的H原子更易与N原子形成氢键,故B选项正确。
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9.有关晶体的结构如图所示,下列说法中错误的是
A.在NaCl晶体中,Cl-处于Na+形成的八面体空隙中
B.在CaF2晶体中,Ca2+的配位数为8
C.在金刚石晶体中,平均1摩尔碳原子形成2摩尔碳碳键
D.该气态团簇分子的分子式为EF或FE
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氯化钠晶体中,Cl-处于Na+形成的八面体空隙中,A正确;氟化钙晶体中,以最上面的面心钙离子为例,本晶胞有4个氟离子,本晶胞上面的晶胞中还有4个氟离子,故Ca2+的配位数为8,B正确;金刚石晶体中,每个碳原子与4个碳原子相连,而碳碳键为2个碳原子共用,碳原子与C—C键的个数比为1∶2,C正确;由于是气态团簇分子,则图中所示为一个分子的结构,分子式可从图中直接读出,其分子式为E4F4或F4E4,D错误。
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10.有关晶体的结构如图所示,下列说法正确的是
A.冰中的每个水分子均摊4个氢键
B.每个硅原子被4个最小环所共有
C.如图所示的金刚石晶胞中有6个碳原子
D.在CO2晶胞中,1个分子周围有12个紧邻分子
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根据图中信息,冰中每个水分子与周围四个水分子以分子间氢键结合,每个氢键都为两个水分子所共有,因而每个水分子均摊氢键数为4×=2,故A错误;如图可以看出,每个硅原子周围有四条边,而每条边又被6个环所共有,同时由于每个环上有两条边是同一个硅原子周围的,所以每个硅原子被=12个最小环所共有,故B错误;
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如图所示的金刚石晶胞中碳原子有8个在顶点,6个在面心,4个在体内,因此含有8×+6×+4=8个碳原子,故C错误;根据CO2晶胞,以顶点的二氧化碳分子分析,与面心的二氧化碳分子紧邻,每个横截面有4个,总共有3个横截面,因此1个分子周围有12个紧邻分子,故D
正确。
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11. X、Y、Z、W是四种短周期主族元素,且原子序数依次增大。X的基态原子的2p能级中未成对电子数与成对电子数相等,Y的焰色反应为黄色,W是地壳中含量最多的金属元素,Z与X形成的化合物的晶胞如图。下列说法正确的是
A.简单离子的半径:Y>Z>X
B.第一电离能:I1(W)>I1(Z)>I1(Y)
C.最高价氧化物对应水化物的碱性:Y>Z>W
D.ZX的晶胞中含14个X2-
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X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,原子序数依次增大,X的基态原子的2p能级中未成对电子数与成对电子数相等,则X为O,Y的焰色反应为黄色,Y为Na,W是地壳中含量最多的金属元素,W为Al,Z原子序数大于Na,小于Al,则Z为Mg。离子的电子层数越多,半径越大,电子层结构相同的情况下,核电荷数越大,半径越小,因此简单离子半径:X>Y>Z,A错误;同周期元素从左到右第一电离能呈增大的趋势,但是Mg的3s轨道处于全充满状态,较为稳定,因此第一电离能:I1(Z)>I1(W)>I1(Y),B错误;元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,因此最高价氧化物对应水化物的碱性:Y>Z>W,C正确;根据均摊法可知,ZX晶胞中含有4个X2-,D错误。
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12. GaAs晶体中掺杂Mn后兼有半导体和磁性的性质,具有潜在的应用价值。某种掺杂有Mn的砷化镓晶胞结构如图所示,若阿伏加德罗常数的值为NA,下列有关说法正确的是
A.Mn取代了GaAs晶体中的部分As
B.该晶胞中Mn、As、Ga原子的个数比为1∶2∶6
C.基态Ga原子核外电子有18种空间运动状态
D.1个晶胞的质量约为 g
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由晶胞结构可知,晶胞中位于体内的砷原子的个数
为4,砷化镓晶胞中镓原子位于顶点和面心,则锰
原子取代了砷化镓晶体中的部分镓原子,故A错误;
由晶胞结构可知,晶胞中砷原子的个数为4,位于顶
点和面心的锰原子个数为1×+1×=,位于顶点和面心的镓原子个数为7×+5×=,则晶胞中锰原子、砷原子、镓原子的个数比为∶4∶=5∶32∶27,故B错误;
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镓元素的原子序数为31,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1,则原子核外电子有16种
空间运动状态,故C错误;由晶胞结构可知,晶胞
中砷原子的个数为4,位于顶点和面心的锰原子个数
为1×+1×=,位于顶点和面心的镓原子个数为7×+5×=,则1个晶胞的质量为×(×55 g/mol+4×75 g/mol+×70 g/mol)≈ g,故D正确。
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13.铜纳米催化剂在二氧化碳电还原反应条件下的第一步变化如图所示:
反应前后的晶胞参数分别为a pm、b pm。下列有关说法正确的是
A.Cu晶体中每个Cu原子周围最近的Cu原子有8个
B.Cu晶体中最近的Cu原子间的距离为a pm
C.产物的化学式为Cu2O,其中Cu为+1价
D.O原子位于Cu原子构成的四面体空隙中,且空
隙利用率为50%
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由Cu晶胞的结构可知,每个Cu原子周围最近的
Cu原子有12个,A错误;由Cu晶胞的结构可知,
Cu晶体中最近的Cu原子间的距离为面对角线的
一半,为a pm,B错误;由产物的晶胞结构可
知,Cu原子的个数为8×+6×=4,O原子的个数为2,产物的化学式为Cu2O,O元素为-2价,Cu为+1价,C正确;由Cu晶胞的结构可知,Cu晶胞中有8个由Cu原子构成的正四面体,其中有2个被O原子占据,占有率为25%,D错误。
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14.氮化硼(BN)晶体存在如图所示的两种结构。六方氮化硼的结构与石墨类似;立方氮化硼的结构与金刚石类似,可作研磨剂。下列说法不正确
的是
A. 六方氮化硼中,实线、虚线均代表共价键
B.六方氮化硼可作润滑剂
C.立方氮化硼晶胞中含有4个氮原子和4个硼
原子
D.在一定条件下,六方氮化硼可转化为立方氮化硼
√
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六方氮化硼的结构和石墨类似,所以六方氮
化硼层间存在分子间作用力,分子间作用力
不属于化学键,所以六方氮化硼层间的虚线
不代表共价键,A错误;六方氮化硼的结构
与石墨类似,则其性质相似,石墨可以作润滑剂,则六方氮化硼可以作润滑剂,B正确;根据“均摊法”, 立方氮化硼晶胞中含8×+6×=4个B原子、4个N原子,C正确;金刚石和石墨能发生相互转化,六方氮化硼的结构与石墨类似,立方氮化硼的结构与金刚石类似,则在一定条件下,六方氮化硼可转化为立方氮化硼,D正确。
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15.氮化镓的晶胞结构如图所示(晶胞参数为 a pm)。下列说法错误的是
A.该物质中存在配位键
B.氮化镓的化学式为GaN
C.该物质中 Ga 的杂化方式为sp3
D.该晶体的密度为×10-27 g·cm-3
√
Ga原子最外层有3个电子,只能形成3个共价键,N原子最外层有5个电子也形成3个共价键,而晶体中,Ga原子和N原子均形成4个共价键则其中有1个为配位键,N原子提供孤电子对,Ga原子提供空轨道,有配位键存在,A正确;
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晶胞中有4个N原子,有8×+6×=4个Ga原子,化学式为GaN,B正确;从结构来看,Ga原子周围形成四个共价键,形成四面体结构,Ga原子的杂化方式为sp3杂化,C正确;晶体密度为×1030g·cm-3=×1030g·cm-3,D错误。
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16.已知,图甲为金属钠的晶胞,晶胞边长为a pm,图乙为金属钠的晶胞截面,图丙为Li2S晶胞截面(已知Li2S的晶体结构与CaF2相似)。假设晶胞边长为d pm,则下列关于Li2S晶胞的描述错误的是
A. 每个晶胞中含有的S2-数目为4
B.与Li+距离最近且相等的S2-有4个
C.与Li+距离最近且相等的Li+有12个
D.该晶胞中两个距离最近的Li+和S2-的核间距的计算表达式为d pm
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根据图丙可知Li2S的晶胞结构为: ,据此分析解答。根据晶胞结构可知在该晶胞中S2-个数=8×+6×=4,A正确;每个Li+连接4个S2-形成正四面体,所以与Li+距离最近且相等的S2-有4个,B正确;该晶胞中含有8个Li+,两个距离最近的Li+之间距离为晶胞边长d的一半,与Li+距离最近且相等的Li+有6个,分别位于该Li+的上、下、前、后、左、右六个方向,C错误;该晶胞中两个距离最近的Li+和S2-的核间距为晶胞体对角线的,该晶胞边长为d pm,体对角线为d pm,则该晶胞中两个距离最近的Li+和S2-的核间距的计算表达式为d pm,D正确。
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17.(13分)下图为几种晶体或晶胞的示意图:
(1)上述晶体或晶胞中存在金属阳离子的是___________________________
_______。
NaCl晶胞、ZnS晶胞、铜
晶体
存在金属离子的晶体为离子晶体或金属晶体,则上述晶体或晶胞中存在金属阳离子的是NaCl晶胞、ZnS晶胞、铜晶体。
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(2)C60和ZnS晶胞中微粒的配位数之比为________,其中C60分子的堆积方式称为________________。
3∶1
面心立方堆积
C60晶胞中,配位数为×8=12,ZnS晶胞中,配位数为4,则C60和ZnS晶胞中微粒的配位数之比为12∶4=3∶1,其中C60分子的堆积方式称为面心立方堆积。
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(3)C60、金刚石、石墨三种物质的关系是________________,熔点由高到低的顺序为___________________。
互为同素异形体
石墨>金刚石>C60
C60、金刚石、石墨都属于碳的单质,三种物质的关系是互为同素异形体;石墨为混合型晶体,金刚石为共价晶体,C60为分子晶体,石墨比金刚石的熔点高,则熔点由高到低的顺序为石墨>金刚石>C60。
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(4)若ZnS晶胞的边长为a pm,则Zn2+与S2-之间的最短距离为
______pm。
a
若ZnS晶胞的边长为a pm,则Zn2+与S2-之间的最短距离为体对角线的四分之一,即为a pm。
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(5)NaCl晶体中每个Na+周围紧邻的Cl-围成的空间结构为__________;若Cl-的半径为r pm,NA为阿伏加德罗常数的值,则NaCl晶体的密度为
___________g·cm-3(列出计算式)。
正八面体
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NaCl晶体中每个Na+周围紧邻的Cl-有6个,6个Cl-围成的空间结构为正八面体;在NaCl晶胞中,含Na+、Cl-的个数相等,都为4,若Cl-的
半径为r pm,面对角线的长度为4r pm,则边长为 pm,NA为阿伏加德罗常数的值,则NaCl晶体的密度为= g·cm-3。
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18.(13分)Na3OCl是一种良好的离子导体,具有反钙钛矿晶体结构。请回答下列问题:
(1)CaTiO3的晶胞如图a所示,其组成元素的电负性大小顺序是__________
______;金属离子与氧离子间的作用力为__________,Ca2+的配位数是_____。
>Ca
O>Ti
离子键
12
元素的非金属性越强,电负性越大,则CaTiO3的组成元素的电负性大小顺序是O>Ti>Ca;金属离子与氧离子间的作用力为离子键,钙离子周围的氧离子,位于棱心,有12个,Ca2+的配位数是12;
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(2)钙、镁、磷和氯的某些氧化物熔点如表所示:
解释表中氧化物之间熔点差异的原因:______________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。
氧化物 CaO MgO P4O6 Cl2O7
熔点/℃ 1 132 2 800 23.8 -91.5
CaO、MgO为离子晶体,Cl2O7、
P4O6为分子晶体。r<r,故离子键强度MgO>CaO,MgO熔点高于CaO。相对分子质量P4O6>Cl2O7,分子间作用力P4O6>Cl2O7,P4O6熔点高于Cl2O7
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钙、镁、磷和氯的某些氧化物之间熔点差异的原因:CaO、MgO为离子晶体,Cl2O7、P4O6为分子晶体,r(Mg2+)<r(Ca2+),故离子键强度MgO>CaO,MgO熔点高于CaO,相对分子质量P4O6>Cl2O7,分子间作用力P4O6>Cl2O7,P4O6熔点高于Cl2O7;
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(3)Na3OCl的晶胞结构如图b所示。已知:晶胞参数为a nm。
①若Cl原子位于晶胞的顶点位置,则Na原子位于______位置,与Na原子距离相等且最近的Cl原子数为___。
面心
4
图b由均摊法可知,原子:顶点1个,面心3个,体心1个,Cl原子位于晶胞的顶点位置,则Na原子位于面心位置,与Na原子距离相等且最近的Cl原子位于顶点,有4个;
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②已知1号原子、2号原子的坐标依次为()、,则3号原子的坐标为__________。
(,,1)
已知1号原子、2号原子的坐标依次为(0,0,0)、(,,),则3号原子位于面心,其坐标为(,,1);
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③设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为___________(用含a、NA的式子表示)g·cm-3。
由题干晶胞示意图可知,一个晶胞中含有黑球1个,灰球的个数为8×=1个,白球的个数为6×=3个,设NA为阿伏加德罗常数的值,故一个晶胞的质量为:
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m= g,晶胞参数为a nm,故一个晶胞的体积为(a×10-7)3 cm3,则该晶体的密度=== g·cm-3。
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19.(12分)铁、铜及其化合物在生产、生活中有重要的应用。回答下列
问题:
(1)基态 Fe 原子外围电子排布式为__________;Cu在元素周期表中处于_____(填字母)。
A.s区 B.p区 C.d区 D.f区 E.ds区
3d64s2
E
铁为26号元素,基态Fe原子价电子排布式为3d64s2;Cu为29号元素,在元素周期表中的第4周期第ⅠB族,处于ds区;
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(2)FeCl3 中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子(FeCl3)2 形式存在,其中Fe 的配位数为___。
4
FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子(FeCl3)2形式存在,铁周围有4个氯原子,则Fe的配位数为4;
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(3)氮化铁晶体可应用于磁记录材料领域,其晶胞结构如图甲所示:
与a位置的Fe距离最近且相等的N原子有___个。该氮化铁晶体的化学式为______。
8
Fe4N
与a位置的Fe距离最近且相等的N原子位于体心,共有8个,该氮化铁晶体中铁原子位于顶点和面心,均摊法可知,共8×+6×=4个,氮原子位于体心,有1个,该晶体的化学式为Fe4N;
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(4)金属铜采取面心立方最密堆积方式,其晶胞结构如图乙所
示,晶胞边长为 a pm 。铜原子的半径 r=______pm。
a
金属铜采取面心立方最密堆积方式,其晶胞结构如图乙所示,晶胞边长为a pm,面对角线上的三个铜原子相切,铜原子的半径r=a pm。
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20.(14分)硼单质及其化合物有重要的应用。阅读下列材料,回答问题:
硼晶体熔点为2 076 ℃。乙硼烷(B2H6)具有还原性,易水解生成H3BO3(一元弱酸);乙硼烷可与NH3反应生成氨硼烷,其在一定条件下可以脱氢,最终得到氮化硼;乙硼烷也可与NaH反应生成NaBH4。
(1)下列说法正确的是______(填字母)。
A. 元素的电负性大小顺序是O>N>B>H
B.乙硼烷水解方程式为B2H6+6H2O2H3BO3+6H2
C.氨硼烷分子中N提供孤电子对,B提供空轨道形成配位键
D.NaBH4晶体中存在的相互作用有离子键、共价键、氢键
BC
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同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;氢的电负性大于硼,元素的电负性大小顺序是O>N>H>B,A错误;乙硼烷(B2H6)具有还原性,易水解生成H3BO3(一元弱酸),同时反应中水中氢被还原为氢气,方程式为B2H6+6H2O2H3BO3+6H2,B正确;氨硼烷分子中N存在孤电子对,其提供孤电子对,B提供空轨道,两者形成配位键,C正确;NaBH4晶体中存在的相互作用有离子键、共价键,不存在氢键,D错误;
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(2)根据对角线规则,B的一些化学性质与元素________的相似;B的空间结构是__________。
Si(硅)
正四面体形
据对角线规则,B的一些化学性质与元素Si的相似;B中B形成4个共价键,空间结构是正四面体形;
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(3)硼酸()是一种片层状结构的白色晶体(如图),有油腻感,可作润滑剂。
①1 mol H3BO3晶体中含有___mol氢键;加热时,硼酸在水中溶解度增大,从结构角度分析,可能的原因为________________________________
____________________________________________。
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加热时,硼酸分子间的氢键被破坏,
硼酸分子与水之间形成氢键,有利于硼酸溶解
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由图可知,1个硼酸分子平均形成6÷2=3个氢键,则1 mol H3BO3晶体中含有3 mol氢键;加热时,硼酸在水中溶解度增大,从结构角度分析,可能的原因为加热破坏了硼酸分子之间的氢键,硼酸分子与水之间形成氢键,有利于硼酸溶解。
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②H3BO3与NaOH溶液反应可以制备硼砂Na2B4O5·8H2O。常温下,可以水解生成等物质的量浓度的H3BO3和,该水解反应的离子方程式为__________________________________________
______________。
+5H2O2H3BO3+
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常温下,可以水解生成等物质的量浓度的H3BO3和,则1个和水分子反应生成2分子硼酸和2个,该水解反应的离子方程式为+5H2O
2H3BO3+2;
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(4)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。一种立方BN晶体与金刚石结构相似,其晶胞结构如图:
已知立方氮化硼晶胞边长为361.5 pm,密度为ρ g/cm3,
则晶胞中含有BN的个数为______________________(列出计算式,阿伏加德罗常数的数值为NA)。
设晶胞中含有BN的个数为a,则×(1010)3g·cm-3=×
(1010)3g·cm-3=ρ g/cm3,则a=。
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