内容正文:
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此卷只装订不密封
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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
第三章 晶体结构与性质 章末试卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:人教版选择性必修第二册第三章。
5.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 B-11 Na-23 Mg-24 Al-27 Si-28 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64 Ge-73 Ga-70 As-75
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(本题3分)(23-24高二下·辽宁·期中)下列关于晶体的说法正确的是
A.能导电的固体一定是金属晶体
B.离子晶体中的离子键具有饱和性和方向性
C.晶体中有阳离子时,不一定有阴离子
D.由共价化合物构成的晶体都是共价晶体
2.(本题3分)(20-21高二·全国·课后作业)以下晶体中,通过极性共价键形成共价晶体的是
A.金刚石晶体 B.氯化钠晶体
C.二氧化硅晶体 D.干冰晶体
3.(本题3分)(24-25高二下·辽宁大连·期中)氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氮气经过一系列的变化可以合成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料:NO能被溶液吸收生成配合物,减少环境污染。下列说法错误的是
A.提供空轨道用于形成配位键
B.该配合物中阴离子空间结构为正四面体
C.配离子为中心离子的配位数为6
D.NO作为配体时,配位原子为氧原子
4.(本题3分)(23-24高二上·北京·期末)三氯化氮可用于漂白和消毒。下列说法不正确的是
A.分子中的化学键均为极性共价键
B.中每个原子均满足8电子稳定结构
C.分子为非极性分子
D.根据电负性推测,与反应生成和
5.(本题3分)(23-24高二上·吉林长春·期末)下列实验事实的理论解释不正确的是
选项
实验事实
理论解释
A
磷原子的第一电离能大于硫原子
磷原子3p能级半充满
B
分子在水中有一定溶解度
与水分子极性上相似
C
浓溶液显绿色,加水稀释过程中变蓝
与、均能形成配合物
D
石墨比金刚石熔点高
金刚石碳碳键键能更小
A.A B.B C.C D.D
6.(本题3分)(24-25高三上·河北沧州·阶段练习)从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是
选项
实例
解释
A
钾和钠产生焰色
处于较高激发态的电子跃迁到较低激发态或基态,并以光的形式释放能量
B
存在稳定的,不存在
共价键具有饱和性
C
比稳定
水分子间存在氢键
D
冠醚可以识别碱金属离子
超分子具有“分子识别”特性
A.A B.B C.C D.D
7.(本题3分)(24-25高二下·辽宁朝阳·期中)下列关于超分子的说法错误的是
A.属于超分子,超分子定义中的分子包括离子
B.超分子有的是有限的,有的是无限伸展的
C.与“杯酚”可通过分子间作用力形成超分子
D.超分子具有“分子识别”“自组装”两大重要特征
8.(本题3分)(20-21高二·全国·课后作业)下列有关晶格能的叙述正确的是
A.晶格能是气态离子形成1 mol离子晶体吸收的能量
B.晶格能通常取正值,但是有时也取负值
C.晶格能越大,形成的离子晶体越稳定
D.晶格能越大,物质的硬度反而越小
9.(本题3分)(2024·湖北武汉·二模)物质的结构决定其性质。下列结论、解释不正确的是
选项
结论
解释
A
键能:
成键原子半径越小,键长越短,键能越大
B
第一电离能:Be>B
失去的电子是2p能级的,该电子的能量比Be失去的2s能级电子的高
C
沸点:
CO的极性大于
D
酸性:邻羟基苯甲酸>苯甲酸
邻位上的羟基与苯甲酸根生成带氢键的稳定的阴离子,增加了羧基中氢原子的电离度
A.A B.B C.C D.D
10.(本题3分)(22-23高二上·江苏苏州·阶段练习)溶于酸、不溶于水和碱,利用脱除湿法炼锌酸性浸出液中的流程如下:
晶胞如图所示(上下底面为正方形)。下列说法正确的是
A.向浸出液中加发生反应的离子方程式为:
B.流程中没有涉及氧化还原反应
C.过滤时用玻璃棒搅拌可加快过滤速度
D.晶体中与1个距离最近的有2个
11.(本题3分)(21-22高二下·河北邢台·期末)冰、干冰、金刚石的晶体结构如图,下列说法错误的是
A.金刚石中碳原子的杂化方式为杂化
B.冰融化的过程中破坏了氢键和共价键
C.冰和干冰的晶体类型相同,均具有自范性
D.干冰晶体中,1个分子周围有12个紧邻的分子
12.(本题3分)(22-23高二下·安徽安庆·阶段练习)二茂铁(结构如图1)的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件,它开辟了有机金属化合物研究思维新领域。已知二茂铁的熔点是173℃(在100℃以上能升华),沸点是249℃,不溶于水,易溶于苯、乙醚等有机溶剂。下列说法错误的是
A.二茂铁属于分子晶体
B.在多原子分子中有相互平行的轨道,它们连贯、重叠在一起,构成一个整体,电子在多个原子间运动,像这样不局限在两个原子之间的键称为离域键,如苯分子中的离域键可表示为,则中存在
C.在二茂铁中,与之间形成的化学键类型是共价键
D.环戊二烯的结构式如图2,则分子环戊二烯中仅有1个碳原子采用sp3杂化
13.(本题3分)(21-22高三上·浙江·开学考试)下列表示正确的是
A.二硫化碳的结构式:S=C=S
B.石英的分子式:
C.异丁烷的球棍模型:
D.乙酸的键线式:
14.(本题3分)(20-21高一下·浙江·阶段练习)下列说法中正确的是
A.第IA族和第VIIA原子化合时,一定形成离子键
B.极性键和非极性键不可能同时存在于一种化合物中
C.通过X射线衍射法可以测定水分子呈V形结构
D.分子间形成的氢键是一种化学键,可以使物质的熔点和沸点升高。
15.(本题3分)(22-23高二下·四川德阳·阶段练习)W、X、Y、Z、N是原子序数依次增大的5种前四周期元素,其元素性质或原子结构如下:
元素
元素性质或原子结构
W
电子只有一种自旋取向
X
原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能都低于同周期相邻元素
Y
原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能都高于同周期相邻元素
Z
基态原子核外有9种不同空间运动状态的电子,且只有一个不成对电子
N
同周期中不成对电子最多
下列说法不正确的是
A.简单离子半径: B.的键角比的键角大
C.YX的熔点比的熔点高 D.N元素位于周期表第四周期VIB族
16.(本题3分)(2024·江西九江·三模)绿水青山是构建美丽中国的伟大构想,以沸石笼为载体对NO进行催化的机理如图所示。下列说法错误的是
A.物质A是和
B.是反应的催化剂,反应过程中有3种中间体
C.反应⑤中既是氧化剂又是还原剂
D.反应过程中存在极性键与非极性键的断裂和生成
第II卷(非选择题)
二、非选择题:本题共4小题,每空2分,除特殊标明外,共52分。
17.(本题8分,每空1分)(24-25高二下·安徽·期末)稀土及镓、锗等金属是国家重要的战略资源,基于国家安全考虑,我国政府对它们实施了出口管制。回答下列问题:
(1)钐、钆、铽、镝、镥、钪、钇都属于重稀土,对其出口管制更严格。已知基态钆(Gd)的价层电子排布式为,则钆元素位于第 周期,基态Gd原子N能层上电子运动状态有 种。
(2)镓所在周期的主族元素中,第一电离能由大到小的前三种元素依次是 (填元素符号)。镓能形成多种半导体材料,GaAs的晶体结构与金刚石类似,其制备反应为,则GaAs晶体中 (填“存在”或“不存在”)配位键;中镓原子的杂化方式为 ,分子的空间结构为 。
(3)镓的几种卤化物熔点如下表所示:
镓的卤化物
熔点
1000
77.75
122.3
211.5
则使熔化时需要克服的主要作用力是 ,另外三种卤化镓熔点依次升高的原因是 。
18.(本题16分)(22-23高二下·安徽池州·阶段练习)新冠期间受“谣言”影响蒙脱石散曾一度脱销。蒙脱石散的有效成分可表示(AlMg)2(SixOy)(OH)z•nH2O,常用于成人及儿童急、慢性腹泻。
(1)基态Si原子的电子排布式为 。
(2)比较B、Al第一电离能大小:I1(Al) I1(B)(填“>”或“<”),说明判断理由 。
(3)SiCl4能用于制取纯硅、硅酸乙酯等,也能用于制取烟幕剂。
①将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近SiCl4液流,液流 (填“会”或“不会”)发生偏转。
②SiH4、CH4中较稳定的是 ;SiCl4、CCl4中沸点较高是 。
(4)硅酸盐与二氧化硅一样,都是以硅氧四面体作为基本结构单元。
①蒙脱石散中的“(SixOy)”是一种大片层状的多硅酸根,其可能结构如图所示:
据此分析,x:y= 。
②SiO2晶胞可理解成将金刚石晶胞(如图)中的C原子置换成Si原子,然后在Si-Si之间插入O原子而形成。若SiO2晶胞的密度为dg•cm-3,NA表示阿伏加德罗常数的值,则晶胞中Si与Si之间的最短距离为 nm(用含NA表和d的式子表示)。
19.(本题14分)(22-23高二下·海南省直辖县级单位·期末)铁、铜及其化合物在日常生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态Fe原子的价层电子的电子排布图为 。
(2)三氯化铁常温下为固体,熔点282℃,沸点315℃,在300℃以上易升华。易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。在蒸气中也容易双聚,据此判断三氯化铁晶体为 (填“分子晶体”或“离子晶体”)。
(3)(NH4)2Fe(SO4)2∙6H2O俗称摩尔盐,其阴离子的空间构型为 。
(4)Fe(CO)5可用作催化剂、汽油抗爆剂等,其分子中σ键和π键的数目之比为 。CO的沸点高于N2的原因是 。
(5)CuCl2和CuCl是铜的两种氯化物。
①图中表示的是 (填“CuCl2”或“CuCl”)的晶胞。
②原子坐标参数可用来表示晶胞内各原子的相对位置,图中各原子坐标参数A为 (0,0,0);B为(0,1,1);C为(1,0,0);则D原子的坐标参数为 。
20.(本题14分)(21-22高二下·辽宁锦州·期末)材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。请回答下列问题;
(1)下列金属材料的性质能用电子气理论解释的是_______(填序号)
A.易腐蚀 B.易导电 C.易导热 D.有延展性
(2)工业上采用氰化法提炼金的同时生成[Zn(CN)4]2-,[Zn(CN)4]2-中配位原子是C,[Zn(CN)4]2-的结构式为 ;其中含有的σ键与π键的数目之比为 。
(3)立方氮化硼是一种超硬、耐磨、耐高温的新型材料,在机械加工行业有着广泛的应用,结构与金刚石相似,晶胞如图所示。
①立方氮化硼熔点比金刚石低,原因是 。
②一个N原子周围紧邻的N原子有 个。
③晶体中含有配位键,提供空轨道的原子是 原子。
④若晶胞参数为α nm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度为 g/cm3(用含α、NA的表达式表示)。
试题 第7页(共8页) 试题 第8页(共8页)
试题 第1页(共8页) 试题 第2页(共8页)
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第三章 晶体结构与性质 章末试卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:人教版选择性必修第二册第三章。
5.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 B-11 Na-23 Mg-24 Al-27 Si-28 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64 Ge-73 Ga-70 As-75
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(本题3分)(23-24高二下·辽宁·期中)下列关于晶体的说法正确的是
A.能导电的固体一定是金属晶体
B.离子晶体中的离子键具有饱和性和方向性
C.晶体中有阳离子时,不一定有阴离子
D.由共价化合物构成的晶体都是共价晶体
2.(本题3分)(20-21高二·全国·课后作业)以下晶体中,通过极性共价键形成共价晶体的是
A.金刚石晶体 B.氯化钠晶体 C.二氧化硅晶体 D.干冰晶体
3.(本题3分)(24-25高二下·辽宁大连·期中)氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氮气经过一系列的变化可以合成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料:NO能被溶液吸收生成配合物,减少环境污染。下列说法错误的是
A.提供空轨道用于形成配位键
B.该配合物中阴离子空间结构为正四面体
C.配离子为中心离子的配位数为6
D.NO作为配体时,配位原子为氧原子
4.(本题3分)(23-24高二上·北京·期末)三氯化氮可用于漂白和消毒。下列说法不正确的是
A.分子中的化学键均为极性共价键
B.中每个原子均满足8电子稳定结构
C.分子为非极性分子
D.根据电负性推测,与反应生成和
5.(本题3分)(23-24高二上·吉林长春·期末)下列实验事实的理论解释不正确的是
选项
实验事实
理论解释
A
磷原子的第一电离能大于硫原子
磷原子3p能级半充满
B
分子在水中有一定溶解度
与水分子极性上相似
C
浓溶液显绿色,加水稀释过程中变蓝
与、均能形成配合物
D
石墨比金刚石熔点高
金刚石碳碳键键能更小
A.A B.B C.C D.D
6.(本题3分)(24-25高三上·河北沧州·阶段练习)从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是
选项
实例
解释
A
钾和钠产生焰色
处于较高激发态的电子跃迁到较低激发态或基态,并以光的形式释放能量
B
存在稳定的,不存在
共价键具有饱和性
C
比稳定
水分子间存在氢键
D
冠醚可以识别碱金属离子
超分子具有“分子识别”特性
A.A B.B C.C D.D
7.(本题3分)(24-25高二下·辽宁朝阳·期中)下列关于超分子的说法错误的是
A.属于超分子,超分子定义中的分子包括离子
B.超分子有的是有限的,有的是无限伸展的
C.与“杯酚”可通过分子间作用力形成超分子
D.超分子具有“分子识别”“自组装”两大重要特征
8.(本题3分)(20-21高二·全国·课后作业)下列有关晶格能的叙述正确的是
A.晶格能是气态离子形成1 mol离子晶体吸收的能量
B.晶格能通常取正值,但是有时也取负值
C.晶格能越大,形成的离子晶体越稳定
D.晶格能越大,物质的硬度反而越小
9.(本题3分)(2024·湖北武汉·二模)物质的结构决定其性质。下列结论、解释不正确的是
选项
结论
解释
A
键能:
成键原子半径越小,键长越短,键能越大
B
第一电离能:Be>B
失去的电子是2p能级的,该电子的能量比Be失去的2s能级电子的高
C
沸点:
CO的极性大于
D
酸性:邻羟基苯甲酸>苯甲酸
邻位上的羟基与苯甲酸根生成带氢键的稳定的阴离子,增加了羧基中氢原子的电离度
A.A B.B C.C D.D
10.(本题3分)(22-23高二上·江苏苏州·阶段练习)溶于酸、不溶于水和碱,利用脱除湿法炼锌酸性浸出液中的流程如下:
晶胞如图所示(上下底面为正方形)。下列说法正确的是
A.向浸出液中加发生反应的离子方程式为:
B.流程中没有涉及氧化还原反应
C.过滤时用玻璃棒搅拌可加快过滤速度
D.晶体中与1个距离最近的有2个
11.(本题3分)(21-22高二下·河北邢台·期末)冰、干冰、金刚石的晶体结构如图,下列说法错误的是
A.金刚石中碳原子的杂化方式为杂化
B.冰融化的过程中破坏了氢键和共价键
C.冰和干冰的晶体类型相同,均具有自范性
D.干冰晶体中,1个分子周围有12个紧邻的分子
12.(本题3分)(22-23高二下·安徽安庆·阶段练习)二茂铁(结构如图1)的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件,它开辟了有机金属化合物研究思维新领域。已知二茂铁的熔点是173℃(在100℃以上能升华),沸点是249℃,不溶于水,易溶于苯、乙醚等有机溶剂。下列说法错误的是
A.二茂铁属于分子晶体
B.在多原子分子中有相互平行的轨道,它们连贯、重叠在一起,构成一个整体,电子在多个原子间运动,像这样不局限在两个原子之间的键称为离域键,如苯分子中的离域键可表示为,则中存在
C.在二茂铁中,与之间形成的化学键类型是共价键
D.环戊二烯的结构式如图2,则分子环戊二烯中仅有1个碳原子采用sp3杂化
13.(本题3分)(21-22高三上·浙江·开学考试)下列表示正确的是
A.二硫化碳的结构式:S=C=S
B.石英的分子式:
C.异丁烷的球棍模型:
D.乙酸的键线式:
14.(本题3分)(20-21高一下·浙江·阶段练习)下列说法中正确的是
A.第IA族和第VIIA原子化合时,一定形成离子键
B.极性键和非极性键不可能同时存在于一种化合物中
C.通过X射线衍射法可以测定水分子呈V形结构
D.分子间形成的氢键是一种化学键,可以使物质的熔点和沸点升高。
15.(本题3分)(22-23高二下·四川德阳·阶段练习)W、X、Y、Z、N是原子序数依次增大的5种前四周期元素,其元素性质或原子结构如下:
元素
元素性质或原子结构
W
电子只有一种自旋取向
X
原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能都低于同周期相邻元素
Y
原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能都高于同周期相邻元素
Z
基态原子核外有9种不同空间运动状态的电子,且只有一个不成对电子
N
同周期中不成对电子最多
下列说法不正确的是
A.简单离子半径: B.的键角比的键角大
C.YX的熔点比的熔点高 D.N元素位于周期表第四周期VIB族
16.(本题3分)(2024·江西九江·三模)绿水青山是构建美丽中国的伟大构想,以沸石笼为载体对NO进行催化的机理如图所示。下列说法错误的是
A.物质A是和
B.是反应的催化剂,反应过程中有3种中间体
C.反应⑤中既是氧化剂又是还原剂
D.反应过程中存在极性键与非极性键的断裂和生成
第II卷(非选择题)
二、非选择题:本题共4小题,每空2分,除特殊标明外,共52分。
17.(本题8分,每空1分)(24-25高二下·安徽·期末)稀土及镓、锗等金属是国家重要的战略资源,基于国家安全考虑,我国政府对它们实施了出口管制。回答下列问题:
(1)钐、钆、铽、镝、镥、钪、钇都属于重稀土,对其出口管制更严格。已知基态钆(Gd)的价层电子排布式为,则钆元素位于第 周期,基态Gd原子N能层上电子运动状态有 种。
(2)镓所在周期的主族元素中,第一电离能由大到小的前三种元素依次是 (填元素符号)。镓能形成多种半导体材料,GaAs的晶体结构与金刚石类似,其制备反应为,则GaAs晶体中 (填“存在”或“不存在”)配位键;中镓原子的杂化方式为 ,分子的空间结构为 。
(3)镓的几种卤化物熔点如下表所示:
镓的卤化物
熔点
1000
77.75
122.3
211.5
则使熔化时需要克服的主要作用力是 ,另外三种卤化镓熔点依次升高的原因是 。
18.(本题16分)(22-23高二下·安徽池州·阶段练习)新冠期间受“谣言”影响蒙脱石散曾一度脱销。蒙脱石散的有效成分可表示(AlMg)2(SixOy)(OH)z•nH2O,常用于成人及儿童急、慢性腹泻。
(1)基态Si原子的电子排布式为 。
(2)比较B、Al第一电离能大小:I1(Al) I1(B)(填“>”或“<”),说明判断理由 。
(3)SiCl4能用于制取纯硅、硅酸乙酯等,也能用于制取烟幕剂。
①将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近SiCl4液流,液流 (填“会”或“不会”)发生偏转。
②SiH4、CH4中较稳定的是 ;SiCl4、CCl4中沸点较高是 。
(4)硅酸盐与二氧化硅一样,都是以硅氧四面体作为基本结构单元。
①蒙脱石散中的“(SixOy)”是一种大片层状的多硅酸根,其可能结构如图所示:
据此分析,x:y= 。
②SiO2晶胞可理解成将金刚石晶胞(如图)中的C原子置换成Si原子,然后在Si-Si之间插入O原子而形成。若SiO2晶胞的密度为dg•cm-3,NA表示阿伏加德罗常数的值,则晶胞中Si与Si之间的最短距离为 nm(用含NA表和d的式子表示)。
19.(本题14分)(22-23高二下·海南省直辖县级单位·期末)铁、铜及其化合物在日常生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态Fe原子的价层电子的电子排布图为 。
(2)三氯化铁常温下为固体,熔点282℃,沸点315℃,在300℃以上易升华。易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。在蒸气中也容易双聚,据此判断三氯化铁晶体为 (填“分子晶体”或“离子晶体”)。
(3)(NH4)2Fe(SO4)2∙6H2O俗称摩尔盐,其阴离子的空间构型为 。
(4)Fe(CO)5可用作催化剂、汽油抗爆剂等,其分子中σ键和π键的数目之比为 。CO的沸点高于N2的原因是 。
(5)CuCl2和CuCl是铜的两种氯化物。
①图中表示的是 (填“CuCl2”或“CuCl”)的晶胞。
②原子坐标参数可用来表示晶胞内各原子的相对位置,图中各原子坐标参数A为 (0,0,0);B为(0,1,1);C为(1,0,0);则D原子的坐标参数为 。
20.(本题14分)(21-22高二下·辽宁锦州·期末)材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。请回答下列问题;
(1)下列金属材料的性质能用电子气理论解释的是_______(填序号)
A.易腐蚀 B.易导电 C.易导热 D.有延展性
(2)工业上采用氰化法提炼金的同时生成[Zn(CN)4]2-,[Zn(CN)4]2-中配位原子是C,[Zn(CN)4]2-的结构式为 ;其中含有的σ键与π键的数目之比为 。
(3)立方氮化硼是一种超硬、耐磨、耐高温的新型材料,在机械加工行业有着广泛的应用,结构与金刚石相似,晶胞如图所示。
①立方氮化硼熔点比金刚石低,原因是 。
②一个N原子周围紧邻的N原子有 个。
③晶体中含有配位键,提供空轨道的原子是 原子。
④若晶胞参数为α nm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度为 g/cm3(用含α、NA的表达式表示)。
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第三章 晶体结构与性质 章末试卷(参考答案)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
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13
14
15
16
C
C
D
C
B
C
A
C
A
B
B
B
A
C
B
B
二、非选择题:本题共4小题,每空2分,除特殊标明外,共52分。
17.(本题8分,每空1分)
(1) 六 25
(2) 存在 三角锥形
(3) 离子键 均为分子晶体,相对分子质量依次增大,范德华力(或分子间作用力)依次增大,熔点依次升高
18.(本题16分)
(1)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
(2) < 同主族元素,原子半径越小,第一电离能越大
(3) 不会 CH4 SiCl4
(4) 2:5 ×107
19.(本题14分)
(1)
(2)分子晶体
(3)正四面体
(4) 1:1 CO是极性分子,极性越强,沸点越高
(5) CuCl (,,)
20.(本题14分)
(1)BCD
(2) 或 1∶1
(3) 都是共价晶体,B—N键的键长大于C—C键,键能小于C—C键,故立方氮化硼熔点比金刚石低 12 硼或(B) 或或
试卷第1页,共3页
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第三章 晶体结构与性质 章末试卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:人教版选择性必修第二册第三章。
5.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 B-11 Na-23 Mg-24 Al-27 Si-28 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64 Ge-73 Ga-70 As-75
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(本题3分)(23-24高二下·辽宁·期中)下列关于晶体的说法正确的是
A.能导电的固体一定是金属晶体
B.离子晶体中的离子键具有饱和性和方向性
C.晶体中有阳离子时,不一定有阴离子
D.由共价化合物构成的晶体都是共价晶体
【答案】C
【难度】0.94
【知识点】离子晶体、分子晶体、晶体类型判断、化学键与物质类别关系的判断
【详解】A.石墨也能导电,但石墨不属于金属晶体,A错误;;
B.离子键没有饱和性和方向性,B错误;
C.晶体中有阳离子时,不一定有阴离子,比如金属晶体,由阳离子和自由电子构成,C正确;
D.由共价化合物构成的晶体也可能是分子晶体,如二氧化碳等,D错误;
故选C。
2.(本题3分)(20-21高二·全国·课后作业)以下晶体中,通过极性共价键形成共价晶体的是
A.金刚石晶体 B.氯化钠晶体 C.二氧化硅晶体 D.干冰晶体
【答案】C
【难度】0.94
【知识点】晶体类型判断、共价键的形成及主要类型
【详解】A.金刚石晶体为碳单质,存在非极性共价键,A错误;
B.氯化钠晶体为离子晶体,存在离子键不存在共价键,B错误;
C.二氧化硅晶体为共价晶体,含硅氧极性共价键,C正确;
D.干冰晶体为分子晶体,D错误;
故选C。
3.(本题3分)(24-25高二下·辽宁大连·期中)氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氮气经过一系列的变化可以合成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料:NO能被溶液吸收生成配合物,减少环境污染。下列说法错误的是
A.提供空轨道用于形成配位键
B.该配合物中阴离子空间结构为正四面体
C.配离子为中心离子的配位数为6
D.NO作为配体时,配位原子为氧原子
【答案】D
【难度】0.94
【知识点】配位键
【详解】A.作为中心离子,提供空轨道用于形成配位键,A正确;
B.阴离子为,的中心原子S原子的价层电子对数为,为sp3杂化,空间构型为正四面体形,B正确;
C.配离子[中,NO和5个H2O均为单齿配体,配位数为6,C正确;
D.NO作为配体时,配位原子是N(因N含有孤对电子、电负性比氧小),而非O,D错误;
故选D。
4.(本题3分)(23-24高二上·北京·期末)三氯化氮可用于漂白和消毒。下列说法不正确的是
A.分子中的化学键均为极性共价键
B.中每个原子均满足8电子稳定结构
C.分子为非极性分子
D.根据电负性推测,与反应生成和
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】极性分子和非极性分子、利用杂化轨道理论判断分子的空间构型
【详解】A.分子中和之间构成的是极性键,A正确;
B.中原子和每个形成1个共用电子对,还有还有1个孤电子对,每个原子均满足8电子稳定结构,B正确;
C.分子中的中心原子的价电子对数为,为杂化,空间构型为三角锥形,正负电荷的中心不重合,为极性分子,C错误;
D.根据电负性,中的化合价为-3价,的化合价为+1价,因此与反应生成和,D正确;
故选C。
5.(本题3分)(23-24高二上·吉林长春·期末)下列实验事实的理论解释不正确的是
选项
实验事实
理论解释
A
磷原子的第一电离能大于硫原子
磷原子3p能级半充满
B
分子在水中有一定溶解度
与水分子极性上相似
C
浓溶液显绿色,加水稀释过程中变蓝
与、均能形成配合物
D
石墨比金刚石熔点高
金刚石碳碳键键能更小
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】电离能的概念及变化规律、配位键、键能、键长、键角
【详解】A.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,P的3p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,A正确;
B.CO2为非极性分子,水分子为极性分子,CO2与水分子在极性上不相似,B错误;
C.浓CuCl2溶液显绿色,加水稀释过程中变蓝,氯化铜稀释过过程中发生反应,所以与、均能形成配合物,C正确;
D.金刚石和石墨晶体中碳原子成键方式和排列方式不同,金刚石的熔点低于石墨是由于金刚石中的C-C的键长比石墨中的C-C键键长大,键能小,D正确;
故选B。
6.(本题3分)(24-25高三上·河北沧州·阶段练习)从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是
选项
实例
解释
A
钾和钠产生焰色
处于较高激发态的电子跃迁到较低激发态或基态,并以光的形式释放能量
B
存在稳定的,不存在
共价键具有饱和性
C
比稳定
水分子间存在氢键
D
冠醚可以识别碱金属离子
超分子具有“分子识别”特性
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】含有氢键的物质、焰色试验、配位键、共价键的形成及主要类型
【详解】A.钾和钠产生焰色,是由于处于较高激发态的电子跃迁到较低激发态或基态,并以光的形式释放能量,A项正确;
B.由于共价键具有饱和性,所以不存在,B项正确;
C.比稳定,是由于的键能大于的键能,C项错误;
D.冠醚可以识别碱金属离子,因为碱金属离子直径与冠醚空腔的直径相当,这是由于超分子具有“分子识别”特性,D项正确;
答案选C。
7.(本题3分)(24-25高二下·辽宁朝阳·期中)下列关于超分子的说法错误的是
A.属于超分子,超分子定义中的分子包括离子
B.超分子有的是有限的,有的是无限伸展的
C.与“杯酚”可通过分子间作用力形成超分子
D.超分子具有“分子识别”“自组装”两大重要特征
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】超分子
【详解】A.是单一分子,不属于超分子;超分子定义中的“分子”通常指中性分子,但某些情况下可包含离子(如冠醚与金属离子结合),A错误;
B.超分子可以是有限或无限伸展的聚集体,B正确;
C.与“杯酚”的匹配性恰好合适,二者可以通过分子间作用力结合形成超分子,可以实现分子识别和分离,C正确;
D.超分子的核心特性之一就是具有分子识别和自组装的特征,D正确;
故答案为:A。
8.(本题3分)(20-21高二·全国·课后作业)下列有关晶格能的叙述正确的是
A.晶格能是气态离子形成1 mol离子晶体吸收的能量
B.晶格能通常取正值,但是有时也取负值
C.晶格能越大,形成的离子晶体越稳定
D.晶格能越大,物质的硬度反而越小
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】晶格能
【详解】A.晶格能是气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量,A叙述错误;
B.晶格能通常取正值,而不取负值,B叙述错误;
C.晶格能越大,离子键越强,形成的离子晶体越稳定,C叙述正确;
D.晶格能越大,离子键越强,物质的硬度越大,D叙述错误;
答案为C。
9.(本题3分)(2024·湖北武汉·二模)物质的结构决定其性质。下列结论、解释不正确的是
选项
结论
解释
A
键能:
成键原子半径越小,键长越短,键能越大
B
第一电离能:Be>B
失去的电子是2p能级的,该电子的能量比Be失去的2s能级电子的高
C
沸点:
CO的极性大于
D
酸性:邻羟基苯甲酸>苯甲酸
邻位上的羟基与苯甲酸根生成带氢键的稳定的阴离子,增加了羧基中氢原子的电离度
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】氢键对物质性质的影响、分子晶体的物理性质、键能、键长、键角、电离能的概念及变化规律
【详解】A.一般情况下,成键原子半径越小,键长越短,键能越大,故键能:Cl2>Br2>I2,但由于F半径过小,原子核过于靠近,使F-F键不稳定,键能反而小于Cl-Cl键,故A错误;
B.基态B原子失去第一个电子是2p能级的,该电子的能量比Be失去的第一个2s能级电子的高,故B第一个电子更易失去,第一电离能更小,故B正确;
C.CO和N2都是分子晶体,沸腾和分子间作用力有关,CO为极性分子,N2为非极性分子,故CO分子间作用力更大,沸点更高,故C正确;
D.邻羟基苯甲酸邻位上的羟基与苯甲酸根生成带氢键的稳定的阴离子,相比苯甲酸氢离子更易电离,酸性更强,故D正确;
故选A。
10.(本题3分)(22-23高二上·江苏苏州·阶段练习)溶于酸、不溶于水和碱,利用脱除湿法炼锌酸性浸出液中的流程如下:
晶胞如图所示(上下底面为正方形)。下列说法正确的是
A.向浸出液中加发生反应的离子方程式为:
B.流程中没有涉及氧化还原反应
C.过滤时用玻璃棒搅拌可加快过滤速度
D.晶体中与1个距离最近的有2个
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】离子方程式的正误判断、过滤、晶胞的有关计算、氧化还原反应定义、本质及特征
【详解】A.浸出液呈酸性,则浸出液中与、反应生成BiOCl沉淀和H2O,反应的离子方程式为:,A错误;
B.流程中发生的三个反应中元素化合价都没有变化,则流程中没有涉及氧化还原反应,B正确;
C.过滤时用玻璃棒搅拌可能会造成滤纸破损,则过滤时不能用玻璃棒搅拌,C错误;
D.由晶胞结构图可知,晶体中与1个距离最近的有4个,D错误;
故选B。
11.(本题3分)(21-22高二下·河北邢台·期末)冰、干冰、金刚石的晶体结构如图,下列说法错误的是
A.金刚石中碳原子的杂化方式为杂化
B.冰融化的过程中破坏了氢键和共价键
C.冰和干冰的晶体类型相同,均具有自范性
D.干冰晶体中,1个分子周围有12个紧邻的分子
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】分子晶体、晶胞的有关计算、利用杂化轨道理论判断化学键杂化类型
【详解】A.金刚石每个碳原子与4个碳原子相连,杂化方式为杂化,A项正确;
B.冰融化的过程是物理变化,破坏的是分子间作用力,没有破坏共价键,B项错误;
C.冰和干冰的晶体类型相同,都是分子晶体,具有自范性,C项正确;
D.干冰晶体中,每个顶点的分子紧邻的分子位于面心位置,则晶胞中每个分子周围紧邻的分子数为34=12,D项正确;
答案选B。
12.(本题3分)(22-23高二下·安徽安庆·阶段练习)二茂铁(结构如图1)的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件,它开辟了有机金属化合物研究思维新领域。已知二茂铁的熔点是173℃(在100℃以上能升华),沸点是249℃,不溶于水,易溶于苯、乙醚等有机溶剂。下列说法错误的是
A.二茂铁属于分子晶体
B.在多原子分子中有相互平行的轨道,它们连贯、重叠在一起,构成一个整体,电子在多个原子间运动,像这样不局限在两个原子之间的键称为离域键,如苯分子中的离域键可表示为,则中存在
C.在二茂铁中,与之间形成的化学键类型是共价键
D.环戊二烯的结构式如图2,则分子环戊二烯中仅有1个碳原子采用sp3杂化
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】晶体类型判断、杂化轨道理论
【详解】A.二茂铁只有共价键,熔沸点比较低,属于分子晶体,A项正确;
B.还含有一个单位负电荷,也参与形成离域π键,故中存在,B项错误;
C.和Fe2+之间形成的化学键为配位键,属于共价键,C项正确;
D.环戊二烯中只有一个饱和C原子,该饱和C原子采用sp3杂化,D项正确。
答案选B。
13.(本题3分)(21-22高三上·浙江·开学考试)下列表示正确的是
A.二硫化碳的结构式:S=C=S
B.石英的分子式:
C.异丁烷的球棍模型:
D.乙酸的键线式:
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】结构式、结构简式、比例模型、球棍模型、最简式、null、乙酸的酸性、二氧化硅的用途
【详解】A.二硫化碳中的碳原子与两个硫原子形成了四对共用电子对使双方的原子都达到了稳定结构,故二硫化碳的结构式为S=C=S,A正确;
B.石英是原子晶体没有分子式,B错误;
C.异丁烷的球棍模型主链有3个碳,而,主链有4个碳是正丁烷,C错误;
D.乙酸应该是2个碳的酸,而是3个碳的酸,这是丙酸,D错误;
故选A。
14.(本题3分)(20-21高一下·浙江·阶段练习)下列说法中正确的是
A.第IA族和第VIIA原子化合时,一定形成离子键
B.极性键和非极性键不可能同时存在于一种化合物中
C.通过X射线衍射法可以测定水分子呈V形结构
D.分子间形成的氢键是一种化学键,可以使物质的熔点和沸点升高。
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】氢键对物质性质的影响、晶体与非晶体、共价键的形成及主要类型、化学键基本概念
【详解】A.第IA族和第VIIA族原子化合时,不一定生成离子键,也可能生成共价键,如第IA族的H原子与第VIIA族原子化合时生成共价键,A项错误;
B.极性键和非极性键可以同时存在于一种化合物中,如H2O2分子中存在H-O极性键和O-O非极性键,B项错误;
C.通过晶体X射线衍射实验,对水分子晶体进行测定,可以判断出晶体中存在的化学键,确定键长和键角,从而得出水分子呈V形结构,C项正确;
D.氢键不是化学键,是一种分子间作用力,主要影响物质的物理性质,如熔点、沸点、密度等。D项错误;
答案选C。
15.(本题3分)(22-23高二下·四川德阳·阶段练习)W、X、Y、Z、N是原子序数依次增大的5种前四周期元素,其元素性质或原子结构如下:
元素
元素性质或原子结构
W
电子只有一种自旋取向
X
原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能都低于同周期相邻元素
Y
原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能都高于同周期相邻元素
Z
基态原子核外有9种不同空间运动状态的电子,且只有一个不成对电子
N
同周期中不成对电子最多
下列说法不正确的是
A.简单离子半径: B.的键角比的键角大
C.YX的熔点比的熔点高 D.N元素位于周期表第四周期VIB族
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】微粒半径大小的比较方法、键能、键长、键角、离子晶体的物理性质
【分析】W的电子只有一种自旋取向,故W为H;X的原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能都低于同周期相邻元素,X为O;Y的原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能都高于同周期相邻元素,Y为Mg;Z的基态原子核外有9种不同空间运动状态的电子,且只有一个不成对电子,故Z的核外电子排布为:1s22s22p63s23p5,Z为Cl;N在同周期中不成对电子最多,原子序数最大,为Cr。
【详解】A.Z、X、Y的简单离子分别为:Cl-、O2-、Mg2+,电子层数越多半径越大,同层时核电荷数越大,半径越小,故离子半径:Cl->O2->Mg2+,A正确;
B.ClO和ClO的价层电子对数均为4,但ClO中含2对孤电子对,孤电子对越多,孤单子对对成键电子对之间的斥力越大,键角越小,B错误;
C.MgO和MgCl2均为离子晶体,O2-半径小于Cl-,故离子键MgO强于MgCl2,熔点MgO高,C正确;
D.Cr元素位于周期表第四周期ⅥB族,属于d区,D正确;
故选:B。
16.(本题3分)(2024·江西九江·三模)绿水青山是构建美丽中国的伟大构想,以沸石笼为载体对NO进行催化的机理如图所示。下列说法错误的是
A.物质A是和
B.是反应的催化剂,反应过程中有3种中间体
C.反应⑤中既是氧化剂又是还原剂
D.反应过程中存在极性键与非极性键的断裂和生成
【答案】B
【难度】0.4
【知识点】共价键的形成及主要类型、氧化还原反应的概念判断
【分析】
反应过程①为O2+→、过程②→、过程③→、过程④+2NO+4NH3+2→2+A、过程⑤2+2NO→+2N2+2H2O+2,总反应为。
【详解】A. 根据图示可知过程④+2NO+4NH3+2→2+A,由原子守恒可得物质A是和,故A正确;
B. 由反应过程可知,、、和均是中间体,即反应过程中的中间体不止3种,故B错误;
C. 反应⑤为2+2NO→+2N2+2H2O+2,其中铜元素化合价降低、部分氮元素化合价升高,所以既是氧化剂又是还原剂,故C正确;
D. 反应过程①中断裂O2中非极性键、反应过程⑤中生成氮气,即有非极性键的生成,反应过程④为+2NO+4NH3+2→2+2N2+4H2O,其中存在氮氢极性键的断裂和氧氢极性键的生成,故D正确;
故答案为:B。
第II卷(非选择题)
二、非选择题:本题共4小题,每空2分,除特殊标明外,共52分。
17.(本题8分,每空1分)(24-25高二下·安徽·期末)稀土及镓、锗等金属是国家重要的战略资源,基于国家安全考虑,我国政府对它们实施了出口管制。回答下列问题:
(1)钐、钆、铽、镝、镥、钪、钇都属于重稀土,对其出口管制更严格。已知基态钆(Gd)的价层电子排布式为,则钆元素位于第 周期,基态Gd原子N能层上电子运动状态有 种。
(2)镓所在周期的主族元素中,第一电离能由大到小的前三种元素依次是 (填元素符号)。镓能形成多种半导体材料,GaAs的晶体结构与金刚石类似,其制备反应为,则GaAs晶体中 (填“存在”或“不存在”)配位键;中镓原子的杂化方式为 ,分子的空间结构为 。
(3)镓的几种卤化物熔点如下表所示:
镓的卤化物
熔点
1000
77.75
122.3
211.5
则使熔化时需要克服的主要作用力是 ,另外三种卤化镓熔点依次升高的原因是 。
【答案】(1) 六 25
(2) 存在 三角锥形
(3) 离子键 均为分子晶体,相对分子质量依次增大,范德华力(或分子间作用力)依次增大,熔点依次升高
【难度】0.94
【知识点】电离能的概念及变化规律、利用杂化轨道理论判断化学键杂化类型
【解析】【小题1】Gd位于第四周期,基态Gd原子的核外电子排布式为,其N能层(n=4)的电子排布为,共有个电子,因此有25种运动状态。
【小题2】镓位于第四周期,同周期从左到右元素的第一电离能总体是增大的,但第VA族的反常大,故符合题设条件的前三种元素依次是。由GaAs的晶体结构与金刚石类似知,晶体中每个原子形成了4个共价键,但Ga只有3个价层电子,故存在一个配位键。中Ga形成了3个键,为杂化。AsH3中As形成了3个键,还有1个孤电子对,故为杂化,分子的空间结构为三角锥形。
【小题3】由的熔点知,其是离子晶体,熔化时需要克服离子键。是分子晶体,熔点由分子间作用力决定,的相对分子质量依次增大,范德华力(或分子间作用力)依次增大,熔点依次升高。
18.(本题16分)(22-23高二下·安徽池州·阶段练习)新冠期间受“谣言”影响蒙脱石散曾一度脱销。蒙脱石散的有效成分可表示(AlMg)2(SixOy)(OH)z•nH2O,常用于成人及儿童急、慢性腹泻。
(1)基态Si原子的电子排布式为 。
(2)比较B、Al第一电离能大小:I1(Al) I1(B)(填“>”或“<”),说明判断理由 。
(3)SiCl4能用于制取纯硅、硅酸乙酯等,也能用于制取烟幕剂。
①将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近SiCl4液流,液流 (填“会”或“不会”)发生偏转。
②SiH4、CH4中较稳定的是 ;SiCl4、CCl4中沸点较高是 。
(4)硅酸盐与二氧化硅一样,都是以硅氧四面体作为基本结构单元。
①蒙脱石散中的“(SixOy)”是一种大片层状的多硅酸根,其可能结构如图所示:
据此分析,x:y= 。
②SiO2晶胞可理解成将金刚石晶胞(如图)中的C原子置换成Si原子,然后在Si-Si之间插入O原子而形成。若SiO2晶胞的密度为dg•cm-3,NA表示阿伏加德罗常数的值,则晶胞中Si与Si之间的最短距离为 nm(用含NA表和d的式子表示)。
【答案】(1)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
(2) < 同主族元素,原子半径越小,第一电离能越大
(3) 不会 CH4 SiCl4
(4) 2:5 ×107
【难度】0.85
【知识点】电子排布式、电离能的概念及变化规律、null、晶胞的有关计算
【详解】(1)根据构造原理可得基态Si原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2;
(2)B和Al为同主族元素,Al的原子半径大于B,更容易失去电子,所以I1(Al) < I1(B);
(3)①用毛皮摩擦过的橡胶棒带电,但是SiCl4为非极性分子,所以不会偏转;
②SiH4、CH4的稳定性与键能有关,Si的原子半径大于C,Si-H的键长大于 C-H,所以Si-H键能小于C-H,故较稳定的是CH4;SiCl4、CCl4的沸点受分子间相互作用力影响,二者分子间均无氢键,所以沸点取决于范德华力,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高,故沸点较高的是SiCl4;
(4)①结合蒙脱石散层状结构图,利用均摊法进行计算,即可算出Si:O=2:5;
②SiO2晶胞可理解成将金刚石晶胞中的C原子置换成Si原子,然后在Si-Si之间插入O原子而形成,则可以根据信息利用均摊法计算出在SiO2晶胞中,包含的SiO2有8个,假设晶胞参数为anm,根据晶胞密度计算公式 g•cm-3,可算出a=nm,晶胞中距离最近的两个Si的位置关系是体对角线的,故最后算得最短距离为×107nm;
19.(本题14分)(22-23高二下·海南省直辖县级单位·期末)铁、铜及其化合物在日常生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态Fe原子的价层电子的电子排布图为 。
(2)三氯化铁常温下为固体,熔点282℃,沸点315℃,在300℃以上易升华。易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。在蒸气中也容易双聚,据此判断三氯化铁晶体为 (填“分子晶体”或“离子晶体”)。
(3)(NH4)2Fe(SO4)2∙6H2O俗称摩尔盐,其阴离子的空间构型为 。
(4)Fe(CO)5可用作催化剂、汽油抗爆剂等,其分子中σ键和π键的数目之比为 。CO的沸点高于N2的原因是 。
(5)CuCl2和CuCl是铜的两种氯化物。
①图中表示的是 (填“CuCl2”或“CuCl”)的晶胞。
②原子坐标参数可用来表示晶胞内各原子的相对位置,图中各原子坐标参数A为 (0,0,0);B为(0,1,1);C为(1,0,0);则D原子的坐标参数为 。
【答案】(1)
(2)分子晶体
(3)正四面体
(4) 1:1 CO是极性分子,极性越强,沸点越高
(5) CuCl (,,)
【难度】0.65
【知识点】晶体类型判断、轨道表示式、晶胞的有关计算、配位键
【详解】(1)铁为26号元素,基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,价层电子的电子排布图为。
(2)信息显示:三氯化铁熔沸点低,易溶于有机溶剂,在蒸气中也容易双聚,据此判断三氯化铁晶体为分子晶体。
(3)(NH4)2Fe(SO4)2∙6H2O俗称摩尔盐,其阴离子的中心S原子的价层电子对数为4,发生sp3杂化,则空间构型为正四面体。
(4)Fe(CO)5分子中,配体与Fe形成了5个配位键(属于σ键),1个CO中含有1个σ键和2个π键,则σ键和π键的数目之比为(5+1×5):(2×5)= 1:1。CO为极性分子,分子间作用力较相对分子质量相当的非极性分子间作用力大,则CO的沸点高于N2,原因是:CO是极性分子,极性越强,沸点越高。
(5)①图中,含Cu原子个数为4,含Cl原子个数为=4,二者的个数比为4:4=1:1,则表示的是CuCl的晶胞。
②原子坐标参数可用来表示晶胞内各原子的相对位置,图中各原子坐标参数A为 (0,0,0);B为(0,1,1);C为(1,0,0);则该晶胞的棱长为1,若把晶胞分成8个小立方体,则D原子位于右、下、前的小立方体的体心,则D原子的坐标参数为(,,)。
【点睛】计算晶胞中所含微粒的个数时,可使用均摊法。
20.(本题14分)(21-22高二下·辽宁锦州·期末)材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。请回答下列问题;
(1)下列金属材料的性质能用电子气理论解释的是_______(填序号)
A.易腐蚀 B.易导电 C.易导热 D.有延展性
(2)工业上采用氰化法提炼金的同时生成[Zn(CN)4]2-,[Zn(CN)4]2-中配位原子是C,[Zn(CN)4]2-的结构式为 ;其中含有的σ键与π键的数目之比为 。
(3)立方氮化硼是一种超硬、耐磨、耐高温的新型材料,在机械加工行业有着广泛的应用,结构与金刚石相似,晶胞如图所示。
①立方氮化硼熔点比金刚石低,原因是 。
②一个N原子周围紧邻的N原子有 个。
③晶体中含有配位键,提供空轨道的原子是 原子。
④若晶胞参数为α nm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度为 g/cm3(用含α、NA的表达式表示)。
【答案】(1)BCD
(2) 或 1∶1
(3) 都是共价晶体,B—N键的键长大于C—C键,键能小于C—C键,故立方氮化硼熔点比金刚石低 12 硼或(B) 或或
【难度】0.65
【知识点】物质结构中化学键数目的计算、金属晶体结构与性质、晶胞的有关计算、配位键
【详解】(1)A.金属易锈蚀与金属晶体结构无关、与化学性质有关,金属的化学性质比较活泼,容易被空气中的氧气所氧化,故金属易腐蚀不能用金属晶体结构加以解释,A错误;
B.组成金属晶体的微粒为金属阳离子和自由电子,在外加电场作用下电子可发生定向移动,故能导电,因此能用电子气理论解释,B正确;
C.金属晶体的导热是由于晶体内部自由电子与金属阳离子的碰撞,热量在电子与金属阳离子发生碰撞时得到传递,从而使整块金属很快都温度可以升高,能用电子气理论解释,C正确;
D.金属发生形变时,金属阳离子的层间发生相对滑动,但自由电子仍然可以在金属子离子之间流动,使金属不会断裂,能用电子气理论解释,D正确;
故合理选项是BCD;
(2)
在[Zn(CN)4]2-中Zn2+与4个C原子通过配位键结合,在配位体CN-中C原子与N原子通过共价三键结合,故其结构式为或;
配位键属于σ共价键,共价三键中一个是σ键,2个是π键,因此在[Zn(CN)4]2-中含有的σ键数目是4+4=8个,含有的π键数目是2×4=8,则其中含有的σ键与π键的数目之比为1:1;
(3)①立方氮化硼与金刚石都属于共价晶体,但由于B—N键的键长大于C—C键,键能小于C—C键,导致化学键的键能:B—N键<C—C键,化学键的键能越大,断裂化学键需消耗的能量就越高,物质的熔沸点就越高,故立方氮化硼熔点比金刚石低;
②根据图示可知在晶胞中,一个N原子周围紧邻的N原子有个;
③晶体中含有配位键,提供空轨道的原子是B原子,提供孤电子对是原子是N原子;
④在一个BN晶胞中含有N原子为,含有B原子数目是4个,则若晶胞参数为α nm,则该晶胞的密度ρ=。
试卷第1页,共3页
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