人教版新教材高三化学一轮复习35 课时作业(三十五)
展开这是一份人教版新教材高三化学一轮复习35 课时作业(三十五),共8页。试卷主要包含了下列晶体分类中正确的一组是,下列数据是对应物质的熔点,下列有关说法不正确的是等内容,欢迎下载使用。
①a是晶体 ②a是非晶体 ③b是晶体 ④b是非晶体
A.①④ B.②④
C.①③ D.②③
A [晶体有固定的熔点,由图a来分析,中间有一段温度不变但一直在吸收能量,这段对应的温度就代表a晶体的熔点;由b曲线可知,温度一直在升高,没有一个温度是停留的,所以找不出固定的熔点,b为非晶体。]
2.下列晶体分类中正确的一组是( )
C [A项中固态Ar为分子晶体;B项中H2SO4为分子晶体、石墨是混合型晶体;D项中玻璃是非晶体。]
3.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BCl3和干冰是分子晶体
C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
答案: B
4.下列变化需克服相同类型作用力的是( )
A.碘和干冰的升华
B.Na2O2和C60的熔化
C.氯化氢和氯化钾的溶解
D.溴的汽化和NH4Cl加热分解
A [A项的变化克服的都是分子间作用力,正确;Na2O2和C60的熔化分别克服的是离子键和分子间作用力,B项错误;氯化氢和氯化钾的溶解分别克服的是共价键和离子键,C项错误;溴的汽化克服的是分子间作用力,NH4Cl分解破坏的是离子键和共价键,D错误。]
5.下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是( )
A.熔点:NaF>MgF2>AlF3
B.晶格能:NaF>NaCl>NaBr
C.阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2
D.硬度:MgO>CaO>BaO
A [由于r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),且Na+、Mg2+、Al3+所带电荷依次增大,所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强,晶格能依次增大,故熔点依次升高。r(F-)
A.水合铜离子的模型如图甲所示,1个水合铜离子中有4个配位键
B.CaF2晶体的晶胞如图乙所示,每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2+
C.H原子的电子云图如图丙所示,H原子核外大多数电子在原子核附近运动
D.金属Cu中Cu原子堆积模型如图丁所示,为最密堆积,每个Cu原子的配位数均为12
答案: C
7.钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体,结构如图所示。有关说法不正确的是( )
A.该晶体属于离子晶体
B.该晶体的化学式为Ba2O2
C.该晶体的晶胞结构与NaCl相似
D.与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有12个
B [该晶胞由金属离子钡离子和阴离子过氧根离子构成,为离子晶体,A项正确。由晶胞结构及“均摊法”计算,一个晶胞中含Ba2+:8× eq \f(1,8) +6× eq \f(1,2) =4(个),含O eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(2)) :12× eq \f(1,4) +1=4(个),故晶体的化学式是BaO2,B项错误。]
8.(1)一种铜、金形成的合金晶体具有面心立方最密堆积结构,在晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为________;该晶体中原子之间的作用力是________。
(2)上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(见图)的结构相似,该晶体储氢后的化学式应为_____________________________________________________。
解析: (1)由于是面心立方最密堆积,晶胞内N(Cu)=6× eq \f(1,2) =3,N(Au)=8× eq \f(1,8) =1。(2)根据CaF2结构图可以知道,氢原子在晶胞内(白球),数目是8个,储氢后的化学式为H8AuCu3。
答案: (1)3∶1 金属键 (2)H8AuCu3
9.(1)立方BP(磷化硼)的晶胞结构如图1所示,晶胞中含B原子数目为________。
(2)科学家把C60和K掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能,其晶胞如图2所示。该化合物中的K原子和C60分子的个数比为_______________________________________。
(3)铁有δ、γ、α三种同素异形体,γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为________,δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为________。
解析: (1)晶胞中B原子位于顶点和面心,数目为8× eq \f(1,8) +6× eq \f(1,2) =4。(2)晶胞中K原子数目=2×6× eq \f(1,2) =6、C60分子数目=1+8× eq \f(1,8) =2,故晶胞中K原子、C60分子数目之比为3∶1。(3)利用均摊法计算得γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为8× eq \f(1,8) +6× eq \f(1,2) =4;根据晶胞的结构可知,δ晶胞中以顶点铁原子为例,与之距离最近的铁原子是体心上的铁原子,这样的原子有8个,所以铁原子的配位数为8,α晶胞中以顶点铁原子为例,与之距离最近的铁原子是与之相连的顶点上的铁原子,这样的原子有6个,所以铁原子的配位数为6,所以δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为4∶3。
答案: (1)4 (2)3∶1 (3)4 4∶3
10.(1)钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方,则该晶胞中属于1个体心立方晶胞的金属原子数目是________。氯化铯晶体的晶胞如图1,则Cs+位于该晶胞的________,而Cl-位于该晶胞的________,Cs+的配位数是________。
(2)铜的氢化物的晶体结构如图2所示,写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图3为F-与Mg2+、K+形成的某种离子晶体的晶胞,其中“○”表示的离子是________(填离子符号)。
(4)实验证明:KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图4所示),已知3种离子晶体的晶格能数据如下表:
则这4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是________(用化学式表示)。其中MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有________个。
解析: (1)体心立方晶胞中,1个原子位于体心,8个原子位于立方体的顶点,故1个晶胞中金属原子数为8× eq \f(1,8) +1=2;氯化铯晶胞中,Cs+位于体心,Cl-位于顶点,Cs+的配位数为8。(2)由晶胞可知,粒子个数比为1∶1(铜为8× eq \f(1,8) +6× eq \f(1,2) =4,H为4),化学式为CuH,+1价的铜与-1价的氢均具有较强的还原性,氯气具有强氧化性,产物为CuCl2和HCl。(3)由晶胞结构可知,黑球有1个,灰球有1个,白球有3个,由电荷守恒可知n(Mg2+)∶n(K+)∶n(F-)=1∶1∶3,故白球为F- 。 (4)从3种离子晶体的晶格能数据知道,离子所带电荷越大、离子半径越小,离子晶体的晶格能越大,离子所带电荷数:Ti3+>Mg2+,离子半径:Mg2+
答案: (1)2 体心 顶点 8 (2)2CuH+3Cl2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) 2CuCl2+2HCl (3)F- (4)TiN>MgO>CaO>KCl 12
11.下图为CaF2、H3BO3(层状结构,层内的H3BO3分子通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图,请回答下列问题:
(1)图Ⅰ所示的CaF2晶体中与Ca2+最近且等距离的F-数为__________,图Ⅲ中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为____________。
(2)图Ⅱ所示的物质结构中最外能层已达8电子结构的原子是________,H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为________。
(3)三种晶体中熔点最低的是__________(填化学式),其晶体受热熔化时,克服的微粒之间的相互作用为______________________________________________________________。
(4)结合CaF2晶体的晶胞示意图,已知,两个距离最近的Ca2+核间距离为a×10-8 cm,计算CaF2晶体的密度为____________。
解析: (1)CaF2晶体中Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4,Ca2+和F-个数比为1∶2,铜晶体中未标号的铜原子周围最紧邻的铜原子为上层1、2、3,同层的4、5、6、7、8、9,下层的10、11、12,共12个。(2)H3BO3中B原子,最外层共6个电子,H是2电子结构,只有氧原子形成二个键达到8电子稳定结构。H3BO3晶体是分子晶体,相互之间通过氢键相连,每个B原子形成3个B-O极性键,每个O原子形成3个O-H共价键,共6个键。(3)H3BO3晶体是分子晶体,熔点最低,熔化时克服了范德华力和氢键。(4)一个晶胞中实际拥有的离子数:较小的离子数为8× eq \f(1,8) +6× eq \f(1,2) =4,而较大的离子为8个,从而确定晶胞顶点及六个面上的离子为Ca2+,晶胞内部的离子为F-,1个晶胞实际拥有4个“CaF2”,则CaF2晶体的密度为4×78 g·ml-1÷[( eq \r(2) a×10-8cm)3×6.02×1023 ml-1]≈ eq \f(183.2,a3) g·cm-3。
答案: (1)8 12 (2)O 1∶6 (3)H3BO3 范德华力和氢键 (4) eq \f(183.2,a3) g·cm-3
12.铜镍合金的立方晶胞结构如图所示,其中原子A的坐标参数为(0,1,0)。
(1)原子B的坐标参数为________;
(2)若该晶体密度为d g·cm-3,则铜镍原子间最短距离为______________pm。
解析: (1)根据A点的坐标,可以判断晶胞底面的面心上的原子B的坐标参数为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),0,\f(1,2))) 。(2)处于面对角线上的Ni、Cu原子之间距离最近,设二者之间距离为a pm,晶胞面对角线长度等于Ni、Cu原子距离的2倍,而面对角线长度等于晶胞棱长的 eq \r(2) 倍,故晶胞棱长=2a pm× eq \f(\r(2),2) = eq \r(2) a pm,晶胞质量= eq \f(59+64×3,NA) g,故( eq \r(2) a×10-10 cm)3×d g·cm-3= eq \f(59+64×3,NA) g,解得a= eq \f(\r(2),2) × eq \r(3,\f(251,dNA)) ×1010。
答案: (1) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),0,\f(1,2))) (2) eq \f(\r(2),2) × eq \r(3,\f(251,dNA)) ×1010
13.CaF2的晶胞为立方晶胞,结构如下图所示:
(1)CaF2晶胞中,Ca2+的配位数为________。
(2)“原子坐标参数”可表示晶胞内部各原子的相对位置,已知A、B两点的原子坐标参数如图所示,则C点的“原子坐标参数”为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1( , ,\f(1,4))) 。
(3)晶胞中两个F-的最近距离为273.1 pm,用NA表示阿伏加德罗常数的值,则晶胞的密度为______________g·cm-3(列出计算式即可)。
解析: (1)以面心Ca2+为研究对象,在一个晶胞中连接4个F-,通过该Ca2+可形成2个晶胞,所以与该Ca2+距离相等且最近的F-共有8个,因此Ca2+的配位数是8。(2)观察A、B、C的相对位置,可知C点的x轴坐标是 eq \f(3,4) ,y轴坐标是 eq \f(3,4) ,z轴坐标是 eq \f(1,4) 。(3)根据晶胞结构可知,在一个晶胞中含有Ca2+: eq \f(1,8) ×8+ eq \f(1,2) ×6=4,含有F-:1×8=8,即一个晶胞中含有4个CaF2,根据C点的坐标可知:晶胞中F-之间的距离为晶胞边长的一半,所以晶胞参数L=2×273.1 pm=546.2 pm,则该晶胞的密度为ρ= eq \f(m,V) = eq \f(4×78 g,NA×(546.2×10-10 cm)3) = eq \f(4×78,NA×(546.2×10-10)3) g·cm-3。
答案: (1)8 (2) eq \f(3,4) eq \f(3,4) (3) eq \f(4×78,NA×(546.2×10-10)3)
14.自20世纪80年代以来建立起的沼气发酵池,其生产的沼气用作燃料,残渣(沼渣)中除含有丰富的氮、磷、钾等常量元素外,还含有对作物生长起重要作用的硼、铜、铁、锌、锰、铬等微量元素,是一种非常好的有机肥。请回答下列问题:
(1)现代化学中,常利用________上的特征谱线来鉴定元素。
(2)下列微粒基态的电子排布中未成对电子数由多到少的顺序是______________(填字母)。
a.Mn2+ b.Fe2+ c.Cu d.Cr
(3)P4易溶于CS2,难溶于水的原因是_______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)铜离子易与氨水反应形成[Cu(NH3)4]2+配离子。
①[Cu(NH3)4]2+中提供孤电子对的成键原子是________。
②研究发现NF3与NH3的空间构型相同,而NF3却难以与Cu2+形成配离子,其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)某晶胞中各原子的相对位置可用如图所示的坐标系表示:
在铁(Fe)的一种立方晶系的晶体结构中,已知2个Fe原子坐标是(0,0,0)及 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),\f(1,2),\f(1,2))) ,且根据均摊法知每个晶胞中有2个Fe原子。
①根据以上信息,推断该晶体中原子的堆积方式是
________________________________________________________________________。
②已知晶体的密度为ρ g·cm-3,Fe的摩尔质量是M g·ml-1,阿伏加德罗常数为NA,晶体中距离最近的两个铁原子之间的距离为________________ pm(用代数式表示)。
解析: (1)核外电子跃迁时会吸收或释放能量,通过光谱仪器可获取其特征谱线,这些特征谱线即原子光谱;(2)电子排布中未成对电子会出现在价电子中。基态Mn2+的价电子排布为3d5,有5个未成对电子;基态Fe2+的价电子排布为3d6,有4个未成对电子;基态Cu的价电子排布为3d104s1,有1个未成对电子;基态Cr的价电子排布为3d54s1,有6个未成对电子。故排序为d>a>b>c;(3)白磷(P4)为正四面体结构,为非极性分子,CS2为直线形结构,为非极性分子,H2O为Ⅴ形结构,为极性分子。根据相似相溶原理,白磷易溶于CS2而难溶于水;(4)②根据分子中价态特点,NF3的氮原子显正电性,与带正电荷的Cu2+相互排斥,所以难以形成配位键;(5)①由题干信息可知,该晶胞中铁原子位于顶角和体心,则该晶体中原子的堆积方式为体心立方堆积;②每个晶胞中含有两个铁原子,则晶胞体积V=a3= eq \f(2M,ρNA) cm3,所以立方体的棱长a= eq \r(3,\f(2M,ρNA)) cm;距离最近的两个铁原子的坐标分别为(0,0,0)和 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),\f(1,2),\f(1,2))) ,则该两原子之间的距离为体对角线的一半,即为 eq \f(\r(3),2) a= eq \f(\r(3),2) × eq \r(3,\f(2M,ρNA)) ×1010pm。
答案: (1)原子光谱 (2)d>a>b>c
(3)P4和CS2均为非极性分子,H2O为极性分子,根据相似相溶原理,故P4易溶于CS2,而难溶于水
(4)①N ②NH3中氮原子显负电性,易与Cu2+结合,NF3的氮原子显正电性,与带正电的Cu2+相排斥,难以结合
(5)①体心立方堆积 ② eq \f(\r(3),2) × eq \r(3,\f(2M,ρNA)) ×1010选项
离子晶体
共价晶体
分子晶体
A
NaOH
Ar
SO2
B
H2SO4
石墨
S
C
CH3COONa
水晶
D
Ba(OH)2
金刚石
玻璃
BCl3
Al2O3
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
干冰
SiO2
-107
2 073
920
801
1 291
190
-57
1 723
离子晶体
NaCl
KCl
CaO
晶格能/(kJ·ml-1)
786
715
3 401
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