化学选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质练习

第三节综合拔高练

五年选考练

考点1　金属晶体的结构

1.(2016海南单科,19-Ⅱ节选,)M是第四周期元素,最外层只有1个电子,次外层的所有原子轨道均充满电子。单质M的晶体类型为　　　　　,晶体中原子间通过　　　　作用形成面心立方密堆积,其中M原子的配位数为　　　　。 

考点2　离子晶体的结构与性质

2.()将Na、Na2O、NaOH、Na2S、Na2SO4分别加热熔化,需要克服相同类型作用力的物质有(　　)

A.2种 B.3种 

C.4种 D.5种

3.(2019课标Ⅰ,35节选,)一些氧化物的熔点如下表所示:

解释表中氧化物之间熔点差异的原因 

　。 

4.(2016课标Ⅲ,37节选,)GaF3的熔点高于1 000 ℃,GaCl3的熔点为77.9 ℃,其原因是 

　　　　　　　　。 

5.()O元素有两种同素异形体,其中沸点高的是　　　　　(填分子式),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为　　　　和　　　　。 

答案见P128

三年模拟练

应用实践

1.(2020天津高三一模,)锗(Ge)是典型的半导体材料,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:

(1)Ge在周期表中的位置为　　　　,基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]　　　　,有　　　　个未成对电子。 

(2)Ge单晶具有类似金刚石的结构,其中Ge原子的杂化方式为　　　　,微粒之间存在的作用力是　　　　。 

迁移创新

2.(2020广东、福建等高三4月联考,)碳、磷、硫等元素形成的单质和化合物在生活、生产中有重要的用途。

(1)下列氮原子的电子排布图表示的状态中,能量由低到高的顺序是　　　　　　(填字母)。 

A.

B.

C.

D.

(2)P4S3可用于制造火柴,其分子结构如图所示:

①P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为　　　　。 

②每个P4S3分子中含有的孤电子对的数目为　　　　。 

(3)科学家合成了一种阳离子“”,其结构是对称的,5个N排成“V”形,每个N最外层都达到8电子稳定结构,且含有2个氮氮三键,此后又合成了一种含有“”的化学式为“N8”的离子晶体(该晶体中每个N原子最外层都达到了8电子稳定结构),N8的电子式为　　　　　　　　　　。(CN)2中键与键之间的夹角为180°,且有对称性,分子中每个原子的最外层均满足8电子稳定结构,其结构式为　　　　。 

(4)碳酸盐中的阳离子不同,热分解温度就不同。下表为四种碳酸盐的热分解温度和对应金属阳离子的半径。随着金属阳离子半径的增大,碳酸盐的热分解温度逐渐升高,原因是                                                                                                                  　。 

(5)石墨的晶胞结构如图所示。已知石墨的密度为ρ g·cm-3,C—C键的键长为r cm,NA为阿伏加德罗常数的值,则石墨晶体的层间距为　　　　cm。深度解析 

答案全解全析

五年选考练

1.答案　金属晶体　金属键　12

解析　由题意可知M为Cu元素。单质铜的晶体类型为金属晶体,晶体中原子间通过金属键作用形成面心立方密堆积,其中铜原子的配位数为12。

2.C　Na是金属晶体,熔化时克服金属键;Na2O、NaOH、Na2S、Na2SO4均是离子晶体,熔化时均破坏离子键,故熔化时克服的作用力类型相同,C项正确。

3.答案　Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O。分子间作用力(分子量)P4O6>SO2

解析　一般来说,晶体熔点:共价晶体>离子晶体>分子晶体。Li2O、MgO均为离子晶体,晶格能:Li2O<MgO,故熔点:MgO>Li2O;P4O6、SO2均为分子晶体,相对分子质量:P4O6>SO2,则分子间作用力:P4O6>SO2,故熔点:P4O6>SO2。

4.答案　GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体

解析　GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体,一般离子晶体熔点高于分子晶体,故GaF3的熔点高,GaCl3的熔点低。

5.答案　O3　O3相对分子质量较大,范德华力大　分子晶体　离子晶体

解析　氧元素的两种同素异形体为O2和O3,沸点较高的是O3,因为O3的相对分子质量较大,范德华力大。O的氢化物可以是H2O、H2O2,二者所属晶体类型均为分子晶体;Na的氢化物为NaH,属于离子晶体。

三年模拟练

1.答案　(1)第四周期ⅣA族　3d104s24p2　2

(2)sp3　共价键

解析　(1)Ge的原子序数为32,位于元素周期表第四周期ⅣA族,基态Ge原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2,4s能级上2个电子为成对电子,4p能级上2个电子分别处于不同的轨道内,有2个未成对电子。

(2)Ge单晶具有类似金刚石的结构,每个Ge原子与周围4个Ge原子形成正四面体结构,属于共价晶体,Ge原子之间形成共价键,Ge原子杂化轨道数目为4,采取sp3杂化。

2.答案　(1)A<C<B<D

(2)①sp3　②10

(3)[··N⋮⋮N····N⋮⋮N··]+[······N······]-　

(4)碳酸盐的热分解实际是晶体中阳离子结合碳酸根离子中的O,使碳酸根离子分解为二氧化碳的过程,阳离子所带电荷数相同时,阳离子半径越大,其结合O能力越弱,对应的碳酸盐就越难分解,热分解温度越高

(5)

解析　(1)轨道中电子能量:1s<2s<2p,能量较高的轨道中电子越多,该状态能量越高,所以2p轨道上电子越多、1s轨道上电子越少,该状态能量越高,根据电子排布图知能量由低到高的顺序是A<C<B<D。

(2)①该分子中每个S原子形成2个σ键且还含有2对孤电子对,根据价层电子对互斥模型可知S原子杂化轨道类型为sp3。

②该分子中每个S原子含有2对孤电子对、每个P原子含有1对孤电子对,所以1个该分子中孤电子对数=3×2+4×1=10。

(3)结构是对称的,5个N排成“V”形,每个N最外层都达到8电子稳定结构,且含有2个键,满足条件的结构为,故“”带一个单位正电荷,化学式为“N8”的阴离子为、阳离子为,N8的电子式为[··N⋮⋮N····N⋮⋮N··]+[······N······]-。分子(CN)2中键与键之间的夹角为180°,且有对称性,分子中每个原子的最外层均满足8电子稳定结构,则每个C原子形成4个共价键、每个N原子形成3个共价键,其结构式为。

(4)碳酸盐的热分解实际是晶体中阳离子结合碳酸根离子中的O,使碳酸根离子分解为二氧化碳的过程,阳离子所带电荷数相同时,阳离子半径越大,其结合O能力越弱,对应的碳酸盐就越难分解,热分解温度越高。

(5)晶胞中C原子的数目为1+2×+4×+4×+2×+2×=4,所以晶胞质量为 g;设晶胞的底面边长为a cm,晶胞的高为h cm,层间距为d cm,则h=2d,底面图为,则=r×sin 60°,所以a=r,则底面面积为[(r)2×sin 60°] cm2,则晶胞体积V=[(r)2×sin 60°×2d]cm3,所以有=ρ g·cm-3,解得d=。

反思升华　第(5)小题为本题难点,要注意石墨中C原子的杂化方式为sp2,形成平面六元并环结构,所以图示晶胞的底面不是正方形而是菱形,然后结合几何知识进行计算。