高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子晶体与共价晶体课时作业
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1. 下列说法中,正确的是( )
A. 分子晶体中一定存在分子间作用力和共价键
B. 分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点高
C. 稀有气体形成的晶体属于分子晶体
D. CO2晶体是分子晶体,可推测SiO2晶体也是分子晶体
2. 下列说法中,正确的是( )
A. 冰融化时,分子中H−O发生断裂
B. 共价晶体中,共价键越强,熔点越高
C. 分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔、沸点一定越高
D. 分子晶体中,分子间作用力越大,对应的物质越稳定
3. 下列比较错误的是 ( )
A. 熔点:NaF>MgF2>AlF3B. 晶格能:NaF>NaCl>NaBr
C. 熔点:金刚石>NaCl>H2OD. 硬度:MgO>CaO>BaO
4. 下列关于晶体的说法正确的组合是( )
①分子晶体中都存在共价键
②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
③金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
④离子晶体中只有离子键没有共价键,分子晶体中肯定没有离子键
⑤硬度由大到小顺序:NaF>NaCl>NaBr>NaI
⑥SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
⑦分子晶体中分子间作用力越大,分子越稳定
A. ①②③⑥B. ①②④C. ③⑤⑥⑦D. ③⑤
5. 下列数据是对应物质的熔点(℃):
据此做出的下列判断中错误的是( )
A. 铝的化合物的晶体中有的是离子晶体B. 表中只有干冰是分子晶体
C. 同族元素氧化物可形成不同类型的晶体D. 不同族元素氧化物可形成相同类型晶体
6. 下列各物质的晶体中,晶体类型相同的是( )
A. CO2和SiO2B. NaCl和HClC. CO2和CS2D. CCl4和MgCl2
7. 下列化合物,按其晶体的熔点由高到低排列正确的是( )
A. CsCl、KCl、NaClB. SiCl4、SiF4、SiH4
C. H2Se、H2S、H2OD. 晶体硅、碳化硅、金刚石
8. 金刚石具有硬度大、熔点高等特点,大量用于制造钻头、金属切割刀具等。其结构如图所示,下列判断正确的是 ( )
A. 金刚石中C—C键的键角均为109°28′,所以金刚石和CH4的晶体类型相同
B. 金刚石的熔点高与C—C键的键能无关
C. 金刚石中碳原子个数与C—C键键数之比为1:2
D. 金刚石的熔点高,所以在打孔过程中不需要进行浇水冷却
9. 下列有关晶体的叙述错误的是 ( )
A. 离子晶体熔化时离子键被破坏,而分子晶体熔化时化学键未被破坏
B. 白磷晶体中,结构粒子之间通过共价键相结合
C. 石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体
D. 构成分子晶体的粒子中不一定存在共价键
10. 砷(As)的化合物丰富多彩,砷的一种氧化物R的分子结构如图所示。GaAs是人工合成的新型材料,其晶体结构与金刚石相似。下列说法错误的是( )
A. 砷(As)位于金属元素与非金属元素分界线附近,可作半导体材料
B. 图中砷的氧化物R的分子式为As6O4
C. 熔点:GaAs>砷的氧化物R
D. 溴化氢稳定性比砷化氢稳定性强
11. 下列物质的熔点均按由高到低的次序排列,其原因是由于键能由大到小排列的是( )
A. 铝、钠、干冰B. 金刚石、碳化硅、晶体硅
C. 碘化氢、溴化氢、氯化氢D. 二氧化硅、二氧化碳、一氧化碳
12. 下列说法正确的有几个
①石英和金刚石都是原子晶体,都属于共价化合物
②在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子
③金刚石、SiC、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
④NaOH和MgCl2均含有共价键,但都属于离子晶体
⑤氯化钠晶体不导电,是因为无阴阳离子
⑥SiO2晶体中每个硅原子与2个氧原子成键,每个氧原子与4个硅原子成键
⑦分子晶体:共价键键能越大,熔沸点越高;原子晶体:共价键键能越大,熔沸点也越高
⑧氯化氢溶于水时共价键被破坏,属于物理变化
⑨元素的金属性越强,则其构成金属单质的金属键也越强
A. 2B. 3C. 4D. 5
13. 我国实验室成功地在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的晶体,下列关于CO2的共价晶体的说法正确的是( )
A. CO2的共价晶体和分子晶体互为同素异形体
B. 在CO2的共价晶体中,每个C原子周围结合4个O原子,每个O原子与2个碳原子结合
C. CO2的共价晶体和分子晶体具有相同的物理性质
D. 在一定条件下,CO2的共价晶体转化为分子晶体是物理变化
14. 下列说法正确的是 ( )
A. 二氧化硅与二氧化碳都是共价化合物,且晶体类型相同
B. 氧气生成臭氧的过程中有化学键的断裂和生成
C. 因为N≡N键的键能比O=O键的键能大,所以氮气的沸点比氧气的高
D. 硫晶体与氖晶体均是由单原子构成的分子晶体
15. 干冰和二氧化硅晶体同属第ⅣA族元素的最高价氧化物,它们的熔、沸点差别很大的原因是 ( )
A. 二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量
B. C—O键的键能比Si—O键的键能小
C. 干冰为分子晶体,二氧化硅为共价晶体
D. 干冰易升华,二氧化硅不能升华
二、实验题
16. 纯净四碘化锡(SnI4)为橙红色立方晶体,广泛应用于黑磷烯材料的制备。某同学在实验室中对其进行合成,实验报告如图:
根据该实验报告回答下列问题:
(1)分析药品性质可知SnI4可形成____(填“分子晶体”“离子晶体”或“共价晶体”)。
(2)装置A的名称是____。
(3)装置C中盛放的药品可以是____(填字母)。
a.碱石灰 b.五水硫酸铜 c.硅胶 d.块状无水氯化钙
(4)步骤①的目的是____。
(5)步骤⑤中,过滤得到残渣D的主要成分是____。该步骤中合并滤液和洗涤液后,“浓缩液体”所采用的实验操作名称是____。
(6)根据报告中提供的数据,此次实验的实际收率为 ____。
(7)书写实验报告后,该同学检查时发现未记录向球形冷凝管中通入冷凝水的操作,该操作应位于 ____(填字母)。
a.步骤①之前b.步骤①之后,②之前
c.步骤②之后,③之前 d.步骤③之后,④之前
(8)查阅文献发现,用乙酸乙酸酐()代替CS2作反应溶剂能得到更高的产率,但需将锡粒处理为极碎的锡箔。若仍然用锡粒,反应引发后很容易停止,产生这种现象的原因是____。
17. 天然气和可燃冰(mCH4⋅nH2O)既是高效洁净的能源,也是重要的化工原料.
(1)甲烷分子的空间构型为______,可燃冰(mCH4⋅nH2O)属于______晶体.
(2)已知25℃、101kPa 时,1g甲烷完全燃烧生成液态水放出55.64kJ热量,则该条件下反应CH4(g)+2O2 (g)=CO2 (g)+2H2O (l)的△H=______kJ/ml
(3)甲烷高温分解生成氢气和碳.在密闭容器中进行此反应时要通入适量空气使部分甲烷燃烧,其目的是______.
(4)用甲烷空气碱性(KOH溶液)燃料电池作电源,电解CuCl2溶液.装置如图所示:
①a电极名称为______.
②c电极的电极反应式为______.
③假设CuCl2溶液足量,当某电极上析出3.2g 金属Cu时,理论上燃料电池消耗的空气在标准状况下的体积是______L(空气中O2体积分数约为20%).
18. 钛被称为继铁、铝之后的第三金属,制备金属钛的一种流程如下:
[钙钛矿]→过滤硫酸[硫酸氧钛溶液]→过滤水/△[H2TiO3]焙烧[TiO2]→高温C、Cl2[TiCl4]→高温Mg/Ar[Ti]
回答下列问题:
(1)已知TiCl4在通常情况下是无色液体,熔点为−37℃,沸点为136℃,可知TiCl4为 ______ 晶体.
(2)钙钛矿晶体的结构如图所示.钛离子位于立方晶胞的角顶,被 ______ 个氧离子包围成配位八面体;钙离子位于立方晶胞的体心,被 ______ 个氧离子包围.
(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,其催化的一个实例如下:
化合物甲中C原子的杂化方式为 ______ ;化合物乙的沸点明显高于化合物甲,主要原因是 ______ .
三、简答题
19. C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示(石墨仅表示出其中的一层结构):
(1)C60、金刚石和石墨三者的关系是互为__________。
A.同分异构体 B.同素异形体 C.同系物 D.同位素
(2)固态时,C60属于________(填“离子”“共价”或“分子”)晶体。
(3)试根据金刚石和C60的结构特点判断两者熔点的高低,并说明理由。
(4)硅晶体的结构跟金刚石相似,1 ml硅晶体中含有Si—Si键的数目是_________。
(5)石墨层状结构中,平均每个正六边形占有的碳原子数是_________。
20. C60、金刚石和石墨的结构模型如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)。
(1)C60、金刚石和石墨三者的关系互为________。
A.同分异构体 B.同素异形体 C.同系物 D.同位素
(2)固态时,C60属于________晶体(填“离子”“共价”或“分子”),C60与金刚石相比,熔点较高的是__________,理由是_______。
(3)硅晶体的结构跟金刚石相似,1 ml硅晶体中含有硅硅单键的数目约是________NA个。二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入1个氧原子,二氧化硅的三维骨架结构中,硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是________。
(4)据某科学杂志报道,国外有一研究所发现了一种新的球形分子,它的分子式为C60Si60,它的分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”。经测定其中包含有C60和Si60结构。下列说法正确的是________。
A.该物质形成的晶体是分子晶体 B.该物质是混合物,无固定熔、沸点
C.该物质相对分子质量为2400 D.该物质分子中Si60被包裹在C60里
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查物质的结构,掌握晶体类型和结构特点即可解答,难度不大。
【解答】
A.分子晶体中一定存在分子间作用力,不一定存在共价键,如惰性气体分子形成的晶体,故A错误;
B.分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点低,因为范德华力远低于共价键的稳定性,故B错误;
C.稀有气体为单原子分子,形成的晶体属于分子晶体,故C正确;
D.CO2晶体是分子晶体,但SiO2晶体是共价晶体,故D错误。
2.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查共价键及晶体性质,为高频考点,把握分子晶体、共价晶体中化学键及性质为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
【解答】
A.冰融化时,为物理变化,只破坏分子间作用力,而H−O键不变,故A错误;
B.共价晶体中,共价键决定熔点,则共价键越强,熔点越高,故B正确;
C.分子晶体中,分子间作用力越大,分子晶体的熔、沸点一定越高,与共价键的键能无关,故C错误;
D.分子晶体中,共价键键能越大,该物质越稳定,与分子间作用力无关,故D错误。
3.【答案】A
【解析】由于Na+、Mg2+、Al3+的半径依次减小,所带电荷数依次增加,所以NaF、MgF2、AlF3的晶格能依次增大,即熔点依次升高,A项错误;
F−、Cl−、Br−的半径依次增大,NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小,B项正确;
一般情况下,熔点:共价晶体>离子晶体>分子晶体,金刚石为共价晶体,NaCl为离子晶体,H2O为分子晶体,C项正确;
Mg2+、Ca2+、Ba2+的半径依次增大,MgO、CaO、BaO的晶格能依次减小,即硬度依次减小,D项正确。
4.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查的知识点较多,涉及共价键、离子键、分子间作用力、晶体熔点比较等,题目侧重于基础知识的考查,题目难度不大,注意相关知识的积累。
【解答】
①分子晶体中不一定都存在共价键,如单原子分子形成的分子晶体,故①错误;
②在晶体中有阳离子不一定有阴离子,如金属晶体中只有金属阳离子没有阴离子,是自由电子带负电荷,故②错误;
③金刚石、SiC是共价晶体,根据原子半径越小,晶体熔沸点越高分析,金刚石的熔点高于碳化硅,NaF是离子晶体,熔点比共价晶体的低,H2O、H2S为分子晶体,但水分子之间存在氢键,熔点比硫化氢的高,所以晶体的熔点依次降低正确,故③正确;
④离子晶体中有离子键可能有共价键,如氢氧化钠中,分子晶体中肯定没有离子键,故④错误;
⑤F−、Cl−、Br−、I−的离子半径逐渐增大,所以晶格能由大到小顺序:NaF>NaCl>NaBr>NaI,硬度由大到小顺序:NaF>NaCl>NaBr>NaI,故⑤正确;
⑥SiO2晶体中每个硅原子与4个氧原子以共价键相结合,每个氧原子与2个硅原子以共价键相结合,故⑥错误;
⑦共价键键能越大,分子越稳定,与分子间作用力大小无关,故⑦错误。
5.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查晶体的类型以及性质,题目难度不大,明确不同晶体类型熔沸点高低规律是解题关键。
【解答】
A.由表中数据可知,Al2O3为离子晶体,故A正确;
B.AlCl3等熔沸点较低,都属于分子晶体,故B错误;
C.碳与硅为同主族元素,二氧化碳为分子晶体,二氧化硅为原子晶体,故C正确;
D.钠、铝为不同主族元素,对应氧化物Na2O、Al2O3都是离子晶体,故D正确。
6.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了晶体类型,题目难度不大。
【解答】
根据晶体的构成微粒和微粒间的作用力分析,离子晶体是阴阳离子间以离子键结合的晶体,分子晶体是分子间以分子间作用力结合形成的晶体,共价晶体是原子间以共价键结合形成的晶体。
A.CO2是分子晶体、SiO2是共价晶体,两者晶体类型不同,故A错误;
B.NaCl是离子晶体、HCl是分子晶体,两者晶体类型不同,故B错误;
C.CO2是分子晶体、CS2是分子晶体,两者晶体类型相同,故C正确;
D.CCl4是分子晶体、MgCl2是离子晶体,两者晶体类型不同,故D错误。
7.【答案】B
【解析】A.这几种物质都是离子晶体,阴离子相同,阳离子所带电荷相同,阳离子半径依次减小,则熔点依次升高,故A错误;
B.这几种物质都属于分子晶体且都不含氢键,其相对分子质量依次减小,则熔点依次降低,故B正确;
C.水中含有氢键熔点最高,相对分子质量H2Se>H2S,所以熔点高低顺序是H2O>H2Se>H2S,故C错误;
D.这几种物质都是原子晶体,键长C−C
【解析】
【分析】
本题考查金刚石的结构和性质,难度不大,侧重考查学生对基础知识的运用。
【解答】
A.金刚石是共价晶体,CH4是分子晶体,二者的晶体类型不同,故A错误;
B.金刚石熔化过程中C—C键断裂,因为C—C键的键能大,断裂时需要的能量多,金刚石的熔点很高,故B错误;
C.金刚石中每个C都参与了4个C—C键的形成,而每个C—C键为两个C原子所共用,碳原子个数与C—C键个数之比为4×12:4=1:2,故C正确;
D.金刚石的熔点高,但在打孔过程中会产生很高的温度,如不浇水冷却钻头,会导致钻头熔化,故D错误。
故选:C。
9.【答案】B
【解析】
【分析】
本题主要考查晶体类型的判断和晶体的结构等,意在培养同学们宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养,难度不大。
【解答】
A.离子晶体熔化时离子键被破坏,而分子晶体熔化时化学键不被破坏,破坏的是分子间作用力,A项正确;
B.白磷是分子晶体,结构粒子之间通过分子间作用力相结合,B项错误;
C.石英晶体是共价晶体,是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体,C项正确;
D.构成分子晶体的结构粒子中不一定存在共价键,如稀有气体元素对应的晶体中不含任何化学键,D项正确。
故选: B。
10.【答案】B
【解析】A.位于元素周期表中金属元素与非金属元素分界线附近的元素通常既具有金属性又具有非金属性,可作半导体材料,A正确;
B.As能形成3个共价键,O能形成2个共价键,故图中砷的氧化物R的分子式为As4O6,B错误;
C.GaAs的晶体结构与金刚石相似,是原子晶体,As4O6是分子晶体,原子晶体熔化时破坏共价键,分子晶体熔化时破坏分子间作用力,共价键的强度强于分子间作用力,故GaAs的熔点大于砷的氧化物R,C正确;
D.砷和溴位于同一周期,溴的非金属性强于砷,故溴化氢的稳定性比砷化氢的稳定性强,D正确。
11.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查晶体的熔沸点高低的比较,题目难度不大,注意比较晶体熔沸点高低的角度。
【解答】
A.干冰为分子晶体,熔点最低,是分子间作用力,不是键能,故A错误;
B.晶体硅、碳化硅、金刚石都为原子晶体,原子半径C>Si,原子半径越小,共价键键能越大,则熔点越高,故B正确;
C.HI、HBr、HCl都为同主族元素所形成的分子晶体,分子的相对分子质量越大,分子间作用力越大,晶体的熔点越高,应为HI>HBr>HCl,而键能HCl>HBr>HI,故C错误;
D.二氧化碳、一氧化碳是分子晶体,是分子间作用力,不是键能,故D错误。
12.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查晶体结构与性质,涉及化学键、熔沸点比较、晶胞结构等,难度中等,注意掌握熔沸点比较规律,注意识记中学常见的晶胞结构。
【解答】
①石英通过硅原子与氧原子形成共价键,金刚石通过碳原子之间形成共价键,二者都属于原子晶体,石英属于共价化合物,但金刚石为单质,不属于共价化合物,故错误;
②根据离子晶体的概念可知,晶体中只要有阴离子,必定是离子晶体,所以一定有阳离子,故正确;
③金刚石、SiC属于原子晶体,键长C−C
⑤氯化钠晶体不导电,是因为氯化钠中没有自由移动的离子,氯化钠固体中存在钠离子和氯离子,故错误;
⑥在SiO2的晶体中Si、O以单键相结合,因此每个硅原子与4个氧原子成键,每个氧原子与2个硅原子成键,故错误;
⑦分子晶体的溶沸点只与分子间作用力和氢键有关,一般来说,分子间作用力大的溶沸点高。而共价键的键能大小与分子的稳定性有关,故错误;
⑧氯化氢溶于水,氯原子和氢原子之间的共价键被破坏,电离成离子,但无新物质生成,属于物理变化,故正确;
⑨金属性强的元素,原子核对外层电子吸引力弱,外层电子更活跃,容易脱离原子,从而发生化学反应;金属键就是金属离子和自由电子的相互作用,故错误。
综上,正确的有3个。
13.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查信息条件下的CO2的结构和性质,试题难度一般,注意题给信息的理解和应用。
【解答】
A. 同素异形体的研究对象为单质,CO2为化合物,故A错误;
B. 由题给信息知,CO2共价晶体的结构与SiO2类似,则每个碳原子与4个氧原子通过1对共用电子结合,每个氧原子与2个碳原子通过1对共用电子结合,故B正确;
C. CO2共价晶体与CO2分子晶体结构不同,二者是不同的物质,物理性质不同,如CO2共价晶体硬度很大,CO2分子晶体硬度较小,故C错误;
D. CO2共价晶体转化为CO2分子晶体,结构已发生改变,且二者的性质也有较大差异,故二者是不同的物质,所以二者间的转化是化学变化,故D错误。
故选B。
14.【答案】B
【解析】SiO2中Si与O形成共价键,CO2中C与O形成共价键,所以二者都是共价化合物,但SiO2形成的是共价晶体,CO2形成的是分子晶体,A项错误。
N2与O2形成的晶体都是分子晶体,二者沸点的高低取决于分子间作用力的相对大小,与分子中共价键的键能无关,C项错误。
硫晶体不是由单原子构成的分子晶体,D项错误。
15.【答案】C
【解析】干冰和SiO2所属晶体类型不同,干冰为分子晶体,熔化或升华时破坏分子间作用力;SiO2为共价晶体,熔化或升华时破坏共价键,所以SiO2和CO2的熔、沸点差别很大,C正确。
16.【答案】【小题1】分子晶体
【小题2】两颈烧瓶
【小题3】acd
【小题4】蒸发乙醚,排出装置内空气,防止产品水解或锡与氧气反应
【小题5】①.单质锡或Sn ②.蒸馏
【小题6】80%
【小题7】c
【小题8】SnI4为非极性分子,乙酸及乙酸酐为极性分子,故SnI4在该溶剂中溶解度较小,生成的SnI4包裹在锡粒表面,阻碍了后续反应的进行
【解析】1. 由SnI4易溶于乙醚、CS2、CCl4等非极性有机溶剂,且其熔沸点较低,可知该物质属于分子晶体;
2. 根据该仪器的结构特点可知其为两颈烧瓶;
3. 装置C中所盛放的试剂应可以吸收空气中的水分,防止产品水解,碱石灰、硅胶、块状无水氯化钙都是干燥剂,可填充在球形干燥管中,防止空气中的水蒸气进入装置使产物水解,五水硫酸铜只能检验水不能做干燥剂吸水;故选acd;
4. 产品易水解,所以需要利用乙醚蒸汽将装置中的空气排出;
5. 步骤④烧瓶中的蒸气和冷凝管滴下的液体都不再有碘的颜色,说明单质碘已反应完全,剩余的固体就只有锡,趁热过滤得固体就是单质锡;由于滤液的溶剂是CS2,有毒,不能蒸发浓缩,只能蒸馏浓缩,防止CS2蒸气扩散到空气中;
6. 根据实验流程可知该反应中碘单质完全反应,n(I2)=25.4g254g⋅ml−1=0.1ml根据方程式可知,m(SnI4)理论产量= 0.05ml×627g·ml−1=31.35g,SnI4收率为×100%=80%;
7. 通入冷凝水应在加药品之后、加热反应装置之前即步骤②之后,③之前,选c;
8. SnI4为非极性分子,乙酸及乙酸酐为极性分子,故SnI4在该溶剂中溶解度较小,生成的SnI4包裹在锡粒表面,阻碍了后续反应的进行。
17.【答案】正四面体;分子;−890.24;提供甲烷分解所需的能量;负极;Cu2++2e−=Cu;2.8
【解析】解:(1)甲烷为四面体结构,mCH4⋅nH2O的熔沸点较低,为分子晶体,故答案为:正四面体; 分子;
(2)1g甲烷完全燃烧生成液态水放出55.64kJ热量,则1ml甲烷燃烧放出的能量为16×55.64=890.24,故答案为:−890.24;
(3)甲烷分解需要热量,燃烧可提供部分能量,故答案为:提供甲烷分解所需的能量;
(4)①a极通的是燃料甲烷,所以是负极,故答案为:负极;
②d电极与电源的负极相连是阴极,铜离子放电,生成单质铜,电极反应式为Cu2++2e−=Cu,故答案为:Cu2++2e−=Cu;
③假设CuCl2溶液足量,当某电极上析出3.2g金属Cu时,整个电路转移的物质的量为:3.2g64g/ml×2=0.05ml×2=0.1ml,消耗氧气的物质的量为:0.05ml4×2=0.025ml,所以需氧气的体积为0.025ml×22.4L/ml=0.56L,所以空气的体积为0.56L20%=2.8L,故答案为:2.8.
(1)甲烷为四面体结构,mCH4⋅nH2O为分子晶体;
(2)1g甲烷完全燃烧生成液态水放出55.64kJ热量,可计算1ml甲烷燃烧放出的热量;
(3)甲烷分解需要热量,燃烧可提供部分能量;
(4)①a极通的是燃料甲烷,所以是负极;
②d电极与电源的负极相连是阴极,铜离子放电,生成单质铜,电极反应式为Cu2++2e−=Cu;
③假设CuCl2溶液足量,当某电极上析出3.2g金属Cu时,结合电极方程式确定整个电路转移的物质的量,以此可计算消耗氧气的物质的量,进而计算体积.
本题综合考查法反应热与焓变以及原电池原理,为高频考点,明确原电池正负极的判断方法是解本题关键,原电池原理是高中化学的重点也是难点,要注意掌握原电池原理,把握本质,正确书写电极反应方程式,题目难度中等.
18.【答案】分子;6;12;sp2和sp3杂化;化合物乙分子间形成氢键
【解析】解:(1)TiCl4在通常情况下是无色液体,熔点为−37℃,沸点为136℃,熔沸点较低,所以TiCl4应为分子晶体,是共价型化合物,
故答案为:分子;
(2)钛离子位于立方晶胞的角顶,被6个氧离子包围成配位八面体,钙离子位于立方晶胞的体心,被12个氧离子包围,
故答案为:6;12;
(3)化合物甲中甲基(−CH3)、亚甲基(−CH2−)碳原子含有4个σ键且不含孤电子对,所以采用sp3杂化,化合物甲中羰基(C=O)碳原子含有3个σ键和1个π键,且不含孤电子对,所以采用sp2杂化,化合物乙因分子间存在氢键,分子间作用力大,则化合物乙的沸点比化合物甲高,
故答案为:sp2和sp3杂化; 化合物乙分子间形成氢键.
(1)TiCl4在通常情况下是无色液体,熔点为−37℃,沸点为136℃,可知TiCl4为晶体熔、沸点较低,即分子间作用力低;
(2)钛离子位于立方晶胞的角顶,每个晶胞中钙离子为1个,晶胞的12个边长上各有一个氧原子,被6个氧离子包围成配位八面体;
(3)根据鲍林(Pauling)的杂化轨道理论:价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数分析化合物甲中C原子的杂化方式,化合物甲与化合物乙均为分子晶体,但化合物乙分子间可形成氢键,故化合物乙的沸点明显高于化合物甲.
本题考查物质结构和性质,题目难度中等,涉及晶体类型的判别、晶体的结构、熔沸点比较等,是对学生综合能力的考查,需要学生具备扎实的基础,试题培养了学生的分析能力及逻辑推理能力.
19.【答案】(1)B
(2)分子
(3)金刚石熔点高于C60,金刚石为原子晶体,C60为分子晶体
(4)2NA
(5)2
【解析】
【分析】
本题考查了晶胞的结构,侧重于考查晶胞结构的分析和计算,注意利用均摊法计算晶胞中各种原子个数,题目难度大,解题关键是仔细观察晶胞结构图。
【解答】
(1)同种元素的不同单质互称同素异形体,C60、金刚石和石墨是碳元素的不同单质,属于同素异形体;
故答案为:B;
(2)C60中构成微粒是分子,所以属于分子晶体;
故答案为:分子;
(3)金刚石为空间立体网状结构属于原子晶体,C60为分子晶体,原子晶体的熔点高于分子晶体;
故答案为:金刚石熔点高于C60,金刚石为原子晶体,C60为分子晶体;
(4)在晶体硅中1个硅原子与4个硅原子通过Si−Si直接相连,每个硅原子含有2个硅硅键,则1ml硅晶体中含有硅硅单键的数目约是2NA个;
故答案为:2NA;
(5)石墨层状结构中,每个碳原子被三个正六边形共用,所以平均每个正六边形占有的碳原子数=6×13
=2;
故答案为:2。
20.【答案】(1)B (2)分子 金刚石 金刚石是共价晶体,而C60是分子晶体 (3)2 6 (4)AC
【解析】略
BCl3
Al2O3
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
干冰
SiO2
−107
2 073
920
801
1 291
190
−57
1 723
时间:2022年3月1日环境温度、压强:25℃、101kPa
【实验目的】四碘化锡的制备
【实验原理】Sn+2I2SnI4
【药品性质】
物质
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
性质
SnI4
145.8
364.5
易溶于乙醚、CS2、CCl4等非极性有机溶剂
在空气中易吸潮而水解
CS2
−112.0
46.2
难溶于水
有毒,易挥发
【实验装置】注:夹持、加热及电磁搅拌装置省略
【实验步骤】
①按装置图组装好仪器,打开玻璃塞B,向装置A中小心加入1.5mL无水乙醚,塞好玻璃塞B,用电吹风加热A的底部至乙醚完全挥发;
②快速打开玻璃塞B,将7.50g锡粒、25.40g碘、35.0mLCS2及一颗磁子(用于搅拌)加入装置A中;
③打开电加热磁力搅拌器缓慢加热引发反应,待装置A中混合物微沸后,停止加热,反应仍可继续进行;
④当混合物停止沸腾时,再次打开电加热磁力搅拌器,直至烧瓶中的蒸气和冷凝管滴下的液体都不再有碘的颜色为止;
⑤取下装置A,趁热迅速进行热过滤得到残渣D。用15.0mLCS2分多次洗涤装置A及残渣D,合并滤液和洗涤液,浓缩溶液体积至20.0mL,用冰水浴冷却;
⑥将析出的结晶过滤分离,得橙红色粉末25.08g。
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