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第三章过关检测
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第三章过关检测
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,每小题只有一个正确选项)
1.由短周期元素构成的某离子化合物中,一个阳离子和一个阴离子核外电子数之和为20。下列说法中正确的是( )
A.晶体中阳离子和阴离子的个数不一定相等
B.晶体中一定只有离子键没有共价键
C.所含元素一定不在同一周期也不在第一周期
D.晶体中阳离子半径一定大于阴离子半径
解析:在短周期中符合题设条件的物质有:NaF、Na2O、MgO、NaOH、NH4F等,故A正确;NaOH、NH4F含共价键,B不正确;所含元素可在同一周期,也可在第一周期,如NH4F,故C不正确;NaF、Na2O、MgO等其阳离子半径都比阴离子半径小,故D不正确。
答案:A
2.下列性质适合于离子晶体的是( )
①熔点-218 ℃,难溶于水;
②熔点3 900 ℃,硬度很大,不导电;
③难溶于水,固体时导电,升温时导电能力减弱;
④难溶于水,熔点高,固体不导电,熔化时导电。
A.④ B.② C.③ D.①[来源:]
解析:离子晶体液态时能导电,难溶于非极性溶剂,熔点较高、质硬而脆,固体不导电,故①③均不符合离子晶体的特点;②中熔点达3 900 ℃,硬度很大,不导电,应是原子晶体,故只有④符合题意。
答案:A
3.下列各物质中,按熔点由高到低的顺序排列正确的是( )
A.CH4>SiH4>GeH4>SnH4
B.KCl>NaCl>MgCl2>MgO
C.Rb>K>Na>Li
D.石墨>金刚石>SiO2>钠
解析:晶体熔点的高低取决于构成该晶体的结构粒子间作用力的大小。A项物质均为结构相似的分子晶体,相对分子质量越大者分子间作用力也越大,故A项各物质熔点应为逐渐升高的顺序;B项物质均为离子晶体,离子晶体熔点高低取决于离子键键能的大小,一般来说,离子的半径越小,电荷越多,离子键的键能就越大,故B项各物质熔点也应为升高顺序;C项物质均为同主族的金属晶体,其熔点高低取决于金属键的强弱,金属原子半径越小,价电子数越多,金属键越强。碱金属原子半径依Li~Cs的顺序增大,价电子数相同,故熔点应是Li最高,Cs最低;原子晶体的熔点取决于共价键的键能,石墨中C—C键键长比金刚石中C—C键的键长更短,键能更大,所以石墨熔点比金刚石略高,金刚石熔点又比二氧化硅高,钠的熔点很低。
答案:D
4.氯化硼的熔点为10.7 ℃,沸点为12.5 ℃。在氯化硼分子中,氯—硼—氯键角为120°,它可以水解,水解产物之一是氯化氢。下列对氯化硼的叙述中正确的是( )
A.氯化硼是原子晶体
B.熔化时,氯化硼能导电
C.氯化硼分子是一种极性分子
D.水解方程式:BCl3+3H2OH3BO3+3HCl
解析:首先根据性质推导该晶体是分子晶体还是原子晶体,再根据具体晶体的性质判断选项。因为BCl3的熔沸点较低,故应为分子晶体,分子晶体熔化时不导电,故A、B错;又因氯—硼—氯键角为120°,则可确定BCl3为非极性分子,C错。
答案:D
5.下列数据是对应物质的熔点表,有关的判断正确的是( )
Na2O
Na
AlF3
AlCl3
Al2O3[来源:]
BCl3
CO2
SiO2
920 ℃
97.8 ℃
1 291 ℃
190 ℃
2 073 ℃
-107 ℃
-57 ℃
1 723 ℃
A.只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体
B.在共价化合物分子中各原子都形成8电子结构
C.同族元素的氧化物不可能形成不同类型的晶体
D.金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高
解析:本题通过学生思维的易混淆点考查学生思维的全面性。金属晶体中含有金属阳离子,但不属于离子晶体,A错;在含有H原子的共价分子中,H原子形成2个电子的稳定结构,B错;CO2和SiO2分别属于分子晶体和原子晶体,C错误;Na的熔点低于AlCl3,D正确。
答案:D
6.下列晶体分类中正确的一组是( )
离子晶体
原子晶体
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
解析:从构成晶体的粒子和微粒间的相互作用力去判断晶体的类型。NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都是阴、阳离子间通过离子键相互结合成的离子晶体,纯H2SO4中无H+,是分子晶体。Ar分子间以范德华力相互结合为分子晶体,石墨是混合晶体,水晶(SiO2)与金刚石是典型的原子晶体。硫的化学式用S表示,实际上是S8,气体时为S2,是以范德华力结合成的分子晶体。玻璃没有固定的熔点,加热时逐渐软化,为非晶体。
答案:C
7.某物质的晶体内部一个截面上原子的排布情况如图所示,则该晶体的化学式可表示为( )
A.A2B B.AB
C.AB2 D.A3B
解析:观察图可以看出,在A原子的周围有4个B原子,同样在B原子的周围有4个A原子,故A、B原子的个数比为1∶1。
答案:B
8.有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-形成正八面体
B.在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+
C.在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数的比为1∶2
D.该气态团簇分子的分子式为EF或FE
解析:CaF2晶体中,Ca2+占据8个顶角,6个面心,故Ca2+共8×+6×=4个;金刚石晶体中,每个C原子与4个C原子相连,而碳碳键为2个碳原子共用,C原子与C—C键个数比为1∶2;由于是气态团簇分子,其分子式应为E4F4或F4E4。
答案:D
二、非选择题(本题共4小题,共52分)
9.(8分)下列7种物质:①白磷(P4);②水晶;③氯化铵;④氢氧化钙;⑤氟化钠;⑥过氧化钠;⑦石墨,固态下都为晶体,回答下列问题(填写序号):
(1)不含金属离子的离子晶体是 ,只含离子键的离子晶体是 ,既有离子键又有非极性键的离子晶体是 ,既有离子键又有极性键的离子晶体是 。?
(2)既有范德华力,又有非极性键的晶体是 ,熔化时既要克服范德华力,又要破坏化学键的是 ,熔化时只破坏共价键的是 。?
解析:(1)属于离子晶体的有③④⑤⑥,其中③只含非金属元素,NaF中只含离子键,Na2O2中有离子键和非极性共价键,NH4Cl和Ca(OH)2中有离子键和极性共价键。
(2)分子晶体中含范德华力,只有白磷、石墨晶体中既有范德华力又有共价键,水晶中只含共价键。
答案:(1)③ ⑤ ⑥ ③和④
(2)① ⑦ ②
10.(16分)C60、金刚石、石墨、二氧化碳和氯化铯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“原子”或“分子”)晶体,C60分子中含有双键的数目是 。?
(3)晶体硅的结构跟金刚石相似,1 mol晶体硅中含有硅—硅单键的数目约是 NA。?
(4)石墨层状结构中,平均每个正六边形占有的碳原子数是 。?
(5)观察CO2分子晶体结构的一部分,试说明每个CO2分子周围有 个与之紧邻且等距的CO2分子;该结构单元平均占有 个CO2分子。?
(6)观察图形推测,CsCl晶体中两距离最近的Cs+间距离为a,则每个Cs+周围与其距离为a的Cs+数目为 ,每个Cs+周围距离相等且次近的Cs+数目为 ,距离为 ,每个Cs+周围距离相等且第三近的Cs+数目为 ,距离为 ,每个Cs+周围紧邻且等距的Cl-数目为 。?
解析:(1)所给三种物质均为只由碳元素组成的单质,故它们互为同素异形体。
(2)C60中只含碳元素,且不具有向空间无限伸展的网状结构,所以为分子晶体;C60的分子中的总的价电子数为:60×4=240,由图示可知已成键的价电子数为60×3,所以可形成的双键数为:=30。
(3)由金刚石的结构模型可知,每个碳原子都与相邻的碳原子形成一个单键,故每个碳原子相当于形成(×4)个单键,则1 mol硅中可形成2 mol硅硅单键。
(4)石墨层状结构中每个碳原子为三个正六边形共有,即对每个六边形贡献个碳原子,所以每个正六边形占有×6=2(个)碳原子。
(5)题给出CO2分子晶体的一部分。取任一顶角的CO2分子,则与之距离最近且等距的是共用该顶角的三个面面心上的CO2分子,共3个;而该顶角被8个同样晶胞共用,而面心上的分子被2个晶胞共用,这样符合题意的CO2分子有:3×8/2=12个;在此结构中,8个CO2分子处于顶角,为8个同样结构共用,6个CO2分子处于面心,为2个同样结构共用。所以,该结构单元平均占有的CO2分子数为:8×+6×=4(个)。
(6)以图中大立方体中心的Cs+为基准,与其最近的Cs+分别位于其上、下、前、后、左、右的六个方位;与其次近的Cs+分别位于通过中心Cs+的三个切面的大正方形的顶点,个数为4×3=12;与其第三近的Cs+分别位于大立方体的8个顶点上;每个Cs+周围紧邻且等距的Cl-数目为8。
答案:(1)B
(2)分子 30
(3)2
(4)2
(5)12 4
(6)6 12 a 8 a 8
11.(16分)铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝,广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题:
(1)铜原子基态电子排布式为 ;?
(2)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果:晶胞为面心立方最密堆积,边长为361 pm。又知铜的密度为9.00 g·cm-3,则铜晶胞的体积是 cm3、晶胞的质量是 g,阿伏加德罗常数为 (列式计算,已知Ar(Cu)=63.6);?
(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物,这两种化合物都可用于催化乙炔聚合,其阴离子均为无限长链结构(如下图),a位置上Cl原子的杂化轨道类型为 。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3,另一种的化学式为 ;?
(4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,其原因是 ,反应的化学方程式为 。?
解析:(1)铜是29号元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)铜的晶胞为面心立方最密堆积,一个晶胞能分摊到4个Cu原子;1 pm=10-10 cm,故一个晶胞的体积为(361×10-10 cm)3=4.7×10-23 cm3;一个晶胞的质量为4.7×10-23 cm3×9.00 g·cm-3=4.23×10-22 g,由M(Cu)=63.6 g·mol-1=×NA,得NA=6.01×1023 mol-1。
(3)KCuCl3中Cu元素的化合价为+2,则另一种无限长链结构中的Cu元素的化合价为+1,CuCl3原子团的化合价为-2,故其化学式为K2CuCl3。
(4)“金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应”,这是两种物质共同作用的结果,过氧化氢具有强氧化性,而氨水能与Cu2+形成配合物。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s1
(2)4.70×10-23 4.23×10-22
M(Cu)=63.6 g·mol-1=×NA,得NA=6.01×1023 mol-1
(3)sp3 K2CuCl3[来源:]
(4)过氧化氢为氧化剂,氨与Cu2+形成配离子,两者相互促进使反应进行 Cu+H2O2+4NH3Cu(NH3+2OH-
12.(12分)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题:
(1)Ni原子的核外电子排布式为 ;?
(2)NiO、FeO、MgO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO FeO(填“<”或“>”);某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示,请改正图中错误: ;?
(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为 、 ;?
(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如下图所示。该合金的化学式为 。?
解析:(2)晶格能与离子半径有关,其他因素相同时,离子半径越大,晶格能越小;(3)由信息可知NiO与氯化钠的晶胞相似,所以Ni和O的配位数均为6;(4)La在8个顶点,所以晶胞单独占有的La为=1;Ni有4个位于前、后、左、右四个面的面心,有一个位于体心,有4个在上下两个面上,所以晶胞单独占有的Ni为+1=5。
答案:(1)[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2
(2)> ⑧应为黑色[来源:]
(3)6 6
(4)LaNi5
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