人教版新高考化学一轮复习训练-晶体结构与性质

这是一份人教版新高考化学一轮复习训练-晶体结构与性质，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1.某学者研究发现,当用激光脉冲照射NaI使Na+和I-的核间距为1.0~1.5 nm时,该化学键呈共价键。根据他的研究成果能得出的结论是( )。
A.NaI晶体是离子晶体和分子晶体的混合物
B.离子晶体可能含有共价键
C.NaI晶体中既有离子键,又有共价键
D.共价键和离子键没有绝对的界限
2.下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中,不正确的是( )。
A.金属键是金属阳离子与“自由电子”之间的较强作用,金属键无方向性和饱和性
B.共价键是相邻原子之间通过共用电子形成的化学键,共价键有方向性和饱和性
C.范德华力是分子间存在的一种作用力,分子的极性越大,范德华力越大
D.氢键不是化学键,而是一种分子间作用力,所以氢键只存在于分子与分子之间
3.某实验室成功地在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的共价晶体。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.在一定条件下,CO2的共价晶体转化为CO2的分子晶体是物理变化
C.CO2的共价晶体和CO2的分子晶体具有相同的物理性质和化学性质
D.在CO2的共价晶体中,每个C原子结合4个O原子,每个O原子跟2个C原子相结合
4.要使金属晶体熔化,必须破坏其中的金属键。金属晶体的熔点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱,而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷数及离子半径有关。由此判断下列说法正确的是( )。
A.金属镁的熔点高于金属铝
B.碱金属单质的熔点从Li到Cs是逐渐增大的
C.金属铝的硬度大于金属钠
D.金属镁的硬度小于金属钙
5.右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某些性质,其中正确的是( )。
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,但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
6.金属钠晶体的晶胞如图所示,实验测得钠的密度为p g·cm-3。已知钠的相对原子质量为a,设NA为阿伏加德罗常数的值。假定金属钠原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径r为( )。
A.32aNAp cmB.3·32aNAp cm
C.34·32aNAp cmD.13·32aNAp cm
7.如图(a)(b)(c)分别代表这三种晶胞的结构,其晶胞内金属原子个数比为( )。
A.3∶2∶1B.11∶8∶4
C.9∶8∶4D.21∶14∶9
8.下图为冰的晶体模型,大球代表O,小球代表H。下列有关说法正确的是( )。
A.该晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构
B.该晶体具有空间网状结构,是共价晶体
C.水分子间通过H—O键形成冰晶体
D.冰融化后,水分子之间的空隙增大
二、非选择题
9.有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素,原子序数E(1)写出QT2+的电子式: ,基态Z原子的核外电子排布式为 。
(2)Q的简单氢化物极易溶于T的简单氢化物,其主要原因有 、 。
(3)化合物甲由T、X两元素组成,其晶胞如下图所示,则甲的化学式为 。
(4)化合物乙的晶胞如右图所示,乙由E、Q两元素组成,硬度超过金刚石。
①乙的晶体类型为 ,其硬度超过金刚石的原因是 。
②乙的晶体中E、Q两种元素原子的杂化方式均为 。
10.黄铜矿是工业炼铜的原料,含有的主要元素是硫、铁、铜,请回答下列问题。
(1)Fe2+的电子排布式是 。
(2)CuCl熔点为426 ℃,熔融时几乎不导电;CuF的熔点为908 ℃。两者都是+1价的铜的卤化物,熔点相差这么大的原因是 。
(3)乙硫醇(C2H5SH)是一种重要的合成中间体,分子中硫原子的杂化类型是 。乙硫醇的沸点比乙醇的沸点 (填“高”或“低”),原因是 。
(4)黄铜矿主要成分X的晶胞结构及晶胞参数如图所示,X的化学式是 ,其密度为 g·cm-3(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
11.自然界中存在大量的元素,如钠、镁、铝、铁、铜、砷、锌、镍等在生活中有着广泛的应用。
(1)请写出Fe的基态原子核外电子排布式 ,砷属于 区元素。
(2)金属A的原子只有3个电子层,其第一至第四电离能如下:
则A原子的价电子排布式为 。
(3)锌化铜是一种金属互化物,其化学式有多种形式,如CuZn,Cu5Zn8,CuZn3等。其中所含元素铜的第二电离能 (填“大于”“小于”或“等于”)锌的第二电离能。
(4)用锌还原TiCl4,经后续处理可制得绿色的晶体[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O。该晶体所含元素中,电负性最大的元素是 ,与Ti形成配位键的配体是 ,1 ml该配合物中含有σ键的数目为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(5)Ni2+能形成多种配离子,如[Ni(NH3)6]2+,[Ni(SCN)3]-等。NH3的空间结构为 。
(6)铜的化合物种类很多,如图是氯化亚铜的晶胞结构(黑色球表示Cu+,白色球表示Cl-),已知晶胞的棱长为a cm,则氯化亚铜密度的计算式为ρ= g·cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
12.回答下列问题。
(1)某二价金属离子有9个价电子,价电子的能级为3d。该元素位于周期表中的第四周期、第 族。
(2)在氰酸钾(KOCN)的组成元素中,第一电离能最大的是 (填元素符号,下同)、电负性最小的是 ;其中阴离子的空间结构是 ,C的杂化方式为 。
(3)乙二胺能与Mg2+形成稳定环状离子:[Mg(C2H8N2)2]2+,其结构如图所示:
则该环状离子中镁离子的配位数为 。
(4)已知阿伏加德罗常数的值为NA,硫化锌(M=97 g·ml-1)的晶胞如图所示:
其晶胞棱长为δ nm,则其密度为 g·cm-3(用含δ的代数式表示);其中顶点位置a的S2-与其相邻位置b的Zn2+之间的距离为 nm(用含δ的代数式表示)。a位置的S2-和b位置的Zn2+的分数坐标依次为 、 。
答案：
1.D 解析:由题中信息可知,当核间距改变时,键的性质会发生改变,这说明离子键和共价键没有绝对的界限。
2.D 解析:氢键是一种分子间作用力,比范德华力强,但是比化学键弱,氢键既可以存在于分子间,又可以存在于分子内,D项错误。
3.D 解析:同素异形体的研究对象是单质,CO2是化合物,故A项错误。二氧化碳的共价晶体和二氧化碳的分子晶体属于不同物质,所以在一定条件下,CO2的共价晶体转化为CO2的分子晶体是化学变化,故B项错误。二氧化碳的分子晶体和二氧化碳的共价晶体的构成粒子不同,空间结构不同,所以其物理性质和化学性质不同,故C项错误。利用知识迁移的方法分析,把二氧化硅结构中的硅原子替换成碳原子,在二氧化碳的共价晶体中,每个C原子结合4个O原子,每个O原子跟2个C原子相结合,故D项正确。
4.C 解析:影响金属晶体熔点的主要因素是金属键。镁离子比铝离子的半径大且镁离子所带的电荷数少,所以金属镁比金属铝的金属键弱,其熔点和硬度都比金属铝小,A项错误。碱金属单质从Li到Cs,金属离子的半径是逐渐增大的,金属阳离子所带电荷数相同,金属键逐渐减弱,熔点和硬度都逐渐减小,B项错误。铝离子的半径比钠离子的小且铝离子所带电荷数比钠离子的多,金属铝比金属钠的金属键强,所以金属铝的硬度比金属钠的硬度大,C项正确。镁离子的半径比钙离子的半径小,镁离子、钙离子所带电荷数相同,金属镁比金属钙的金属键强,所以金属镁的硬度比金属钙的硬度大,D项错误。
5.C 解析: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。
6.C 解析:该晶胞中实际含两个钠原子(顶点8×18+体内1),晶胞边长为4r3,则p=2×aNA×(4r3)3,
则r=34·32aNAp cm。
7.A 解析:晶胞(a)中所含原子个数为12×16+2×12+3=6,晶胞(b)中所含原子个数为8×18+6×12=4,晶胞(c)中所含原子个数为8×18+1=2,故A项正确。
8.A 解析:冰晶体属于分子晶体,冰晶体中的水分子主要是靠氢键结合在一起,氢键不是化学键,而是一种分子间作用力,故B、C两项均错误。每个水分子可以与4个水分子形成氢键,从而形成四面体结构,A项正确。水在4 ℃时密度最大,故冰融化后水分子之间空隙先减小后增大,D项错误。
9.答案:(1)[O········N····O····]+ 1s22s22p63s23p63d84s2
(2)这两种氢化物均为极性分子 分子之间能形成氢键
(3)KO2
(4)①共价晶体 C—N的键长小于C—C,键能大于C—C ②sp3
解析:由题意知,E、Q、T、X、Z五种元素分别为C、N、O、K、Ni。(3)由化合物甲的晶胞可知,甲的化学式为KO2。(4)①由化合物乙的晶胞可知,乙的化学式为C3N4,其硬度大,属于共价晶体,其硬度超过金刚石的原因是C—N的键长小于C—C,键能大于C—C。②C3N4晶体中C、N两种元素原子的杂化方式均为sp3杂化。
10.答案:(1)1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6
(2)CuCl为分子晶体,CuF为离子晶体,离子晶体的熔点通常比分子晶体高
(3)sp3 低 乙醇分子间可以形成氢键,而乙硫醇分子间不能形成氢键
(4)CuFeS2 736a2bNA×1021
解析:(1)Fe是26号元素,原子核外有26个电子,铁原子失去最外层的两个电子变成Fe2+,Fe2+的电子排布式是1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6。
(2)由题意知CuCl熔点为426 ℃,熔化时几乎不导电,可以确定CuCl为分子晶体,熔点比较低;CuF的熔点为908 ℃,可确定CuF为离子晶体,熔点比较高。
(3)乙硫醇(C2H5SH)里的S形成两个σ键,还有两个孤电子对,所以是sp3杂化。乙醇中有电负性较大的氧原子,分子间可以形成氢键,沸点比乙硫醇的高。
(4)对晶胞结构分析可知,晶胞中的Cu原子数目=8×18+4×12+1=4,Fe原子数目=6×12+4×14=4,S原子数目为8,原子个数比为N(Cu)∶N(Fe)∶N(S)=1∶1∶2,所以X的化学式为CuFeS2。由上述计算可知晶胞内共含4个“CuFeS2”,晶胞的质量=4×184NA g=736NA g,晶胞的体积=a2b·10-21 cm3,所以晶胞的密度=736a2bNA×1021 g·cm-3。
11.答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 p
(2)3s2
(3)大于
(4)O H2O、Cl- 18NA或18×6.02×1023
(5)三角锥形
(6)4×99.5a3×NA
解析:(1)铁是26号元素,根据核外电子排布规律,可知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2;砷原子的外围电子排布为4s24p3,故位于p区。
(2)从表中原子的第一至第四电离能可以看出,A的第二电离能小,第三电离能较大,说明易失去2个电子,则A的化合价为+2价,应为Mg元素,价电子排布式为3s2。
(3)根据失去一个电子后的价电子排布式确定第二电离能的大小;Cu+的价电子排布式为3d10,处于全充满状态;而锌失去一个电子后的排布式为3d104s1,最外层处于半充满状态,故铜的第二电离能大于锌的第二电离能。
(4)在晶体[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中含有Ti、Cl、H、O四种元素,元素的非金属性越强,电负性越大。由于元素的非金属性最强的元素是氧元素,所以O的电负性最大;晶体[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中内界离子是[TiCl(H2O)5]2+,中心离子是Ti3+,配体是Cl-、H2O,配位数是6。外界离子是2个Cl-,[TiCl(H2O)5]2+中含有6个配位键,也属于σ键,水分子中含有2个σ键,故1 ml [TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中含有18 ml σ键,个数为18NA。
(5)NH3分子中N原子是sp3杂化,且具有一个孤电子对,则NH3的空间结构为三角锥形。
(6)一个晶胞中Cu原子数目为8×18+6×12=4,Cl原子数目为4,则晶胞密度为ρ=mV=4×99.5a3×NA g·cm-3。
12.答案:(1)ⅠB
(2)N K 直线形 sp
(3)4
(4)4×97×1021NAδ3 34δ (0,0,0) 14,14,14
解析:(1)该二价金属离子有9个价电子,价电子的能级为3d,原子的价电子排布式为3d104s1,为铜元素,位于周期表中的第四周期、第ⅠB族。
(2)在氰酸钾(KOCN)的组成元素中,C、N、O是同一周期的元素,N的2p能级是半充满状态,结构稳定,第一电离能最大的是N;钾是金属,易失电子,吸电子能力最小,电负性最小的是K;其中阴离子的空间结构是直线形,C的价层电子对数为2+4+1-3×1-2×12=2, C的杂化方式为sp。
(3)环状离子中镁离子与4个氮原子间形成4个配位键,配位数为4。
(4)晶胞中含有S2-位于顶点和面心,共含有8×18+6×12=4,Zn2+位于体内,共4个,则晶胞中平均含有4个ZnS,质量为4×97NA g,其晶胞棱长为δ nm,体积为(δ×10-7)3 cm3,其密度为4×97×1021NAδ3 g·cm-3;四个Zn2+在体内的四个小立方体的中心,不在同一平面上,过b向底面作垂线,构成直角三角形,两边分别为24δ,14δ ,即可求出斜边为34δ nm(即位置a与位置b之间的距离),以a为原点,a位置的S2-和b位置的Zn2+的分数坐标依次为(0,0,0);14,14,14。电离能/(kJ·ml-1)
I1
I2
I3
I4
A
932
1 821
15 390
21 771