- 晶体结构与性质
- 共7164题
(2015秋•枣阳市校级期中)下列有关说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.分子晶体熔沸点与其分子间作用力有关,有些氢化物还与氢键有关,与化学键无关,化学键影响物质的稳定性,故A错误;
B.只含共价键的物质可能是单质,如氮气、氢气等,故B错误;
C.分子间作用力影响物质的熔沸点,与物质的稳定性无关,HF共价键的键能大于HCl,所以HF比HCl更稳定,故C错误;
D.单原子分子晶体中不存在化学键,只存在分子间作用力,故D正确;
故选D.
周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大,a的核外电子总数与其周期数相同,b的价电子层中的未成对电子有3个,e的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与e同族,e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子.请填写下列空白.
(1)e元素基态原子的核外电子排布式为______.
(2)b、c、d三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为______(填元素符号),其原因是______.
(3)a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式为______;分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是______(填化学式,写出两种).
(4)已知c、e能形成晶胞如图甲和图乙所示的两种化合物,化合物的化学式为分别为:甲______,乙______;甲高温易转化为乙的原因是______.
(5)这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构;阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图丙所示).该化合物中,阴离子为______,该化合物加热时首先失去的组分是______,判断理由是______.
正确答案
解:周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大,a的核外电子总数与其周期数相同,则a是H元素;c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,原子最外层电子数是6,所以c是O元素;d与c同族,则d是S元素;b的价电子层中的未成对电子有3个,且原子序数小于c,则b是N元素;e的最外层只有一个电子,但次外层有18个电子,则e是Cu元素,
(1)e为铜元素,其基态核外电子总数为26,其基态原子电子排布式为:[Ar]3d104s1,
故答案为:[Ar]3d104s1;
(2)b、c、d分别是N、O、S元素中,元素的非金属性越强,其第一电离能越大,同一周期元素中,第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势,但第VA族元素大于相邻元素,所以N、O、S中第一电离能从大到小的顺序为:N>O>S,
故答案为:S<O<N;同一周期,随着原子序数的增加,元素的第一电离能呈现逐渐增大的趋势,但氮元素的最外层电子达到半充满的稳定构型,其第一电离能大于氧元素,同主族自上而下,元素第一电离能减小,氧元素第一电离能大于硫元素;
3)a是H元素,a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子为NH3,氨气分子中氮原子含有3个共价键和一个孤电子对,所以该分子的中心原子的杂化方式为sp3;分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是H2O2、N2H4,
故答案为:sp3;H2O2、N2H4;
(4)O、Cu形成的化合物,晶胞甲中,白色球数目=1+8×+2×
+4×
=4,黑色球数目为4,故该晶体中Cu、O原子数目之比为1:1,该化合物为CuO;晶胞乙中白色球数目=1+8×
=2,黑色球数目为4,为A2B型,故该化合物化学式为Cu2O;Cu2O中Cu的d轨道为全充满状态,较稳定,CuO高温易转化为Cu2O,
故答案为:CuO;Cu2O;Cu2O中Cu的d轨道为全充满状态,较稳定;
(5)这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构,说明该阴离子价层电子对个数是4且不含孤电子对,应为SO42-;
阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示),阳离子为Cu2+,配位数是6,在八面体上下顶点上分子含有两个共价键且含有两个孤电子对,为H2O分子,有2个,正方形平面上四个顶点上分子含有3个共价键且含有一个孤电子对,所以为NH3分子,有4个,其化学式为[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4,H2O和Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱,所以该化合物加热时首先失去的组分是H2O,故答案为:SO42-;H2O;H2O和Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱.
解析
解:周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大,a的核外电子总数与其周期数相同,则a是H元素;c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,原子最外层电子数是6,所以c是O元素;d与c同族,则d是S元素;b的价电子层中的未成对电子有3个,且原子序数小于c,则b是N元素;e的最外层只有一个电子,但次外层有18个电子,则e是Cu元素,
(1)e为铜元素,其基态核外电子总数为26,其基态原子电子排布式为:[Ar]3d104s1,
故答案为:[Ar]3d104s1;
(2)b、c、d分别是N、O、S元素中,元素的非金属性越强,其第一电离能越大,同一周期元素中,第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势,但第VA族元素大于相邻元素,所以N、O、S中第一电离能从大到小的顺序为:N>O>S,
故答案为:S<O<N;同一周期,随着原子序数的增加,元素的第一电离能呈现逐渐增大的趋势,但氮元素的最外层电子达到半充满的稳定构型,其第一电离能大于氧元素,同主族自上而下,元素第一电离能减小,氧元素第一电离能大于硫元素;
3)a是H元素,a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子为NH3,氨气分子中氮原子含有3个共价键和一个孤电子对,所以该分子的中心原子的杂化方式为sp3;分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是H2O2、N2H4,
故答案为:sp3;H2O2、N2H4;
(4)O、Cu形成的化合物,晶胞甲中,白色球数目=1+8×+2×
+4×
=4,黑色球数目为4,故该晶体中Cu、O原子数目之比为1:1,该化合物为CuO;晶胞乙中白色球数目=1+8×
=2,黑色球数目为4,为A2B型,故该化合物化学式为Cu2O;Cu2O中Cu的d轨道为全充满状态,较稳定,CuO高温易转化为Cu2O,
故答案为:CuO;Cu2O;Cu2O中Cu的d轨道为全充满状态,较稳定;
(5)这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构,说明该阴离子价层电子对个数是4且不含孤电子对,应为SO42-;
阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示),阳离子为Cu2+,配位数是6,在八面体上下顶点上分子含有两个共价键且含有两个孤电子对,为H2O分子,有2个,正方形平面上四个顶点上分子含有3个共价键且含有一个孤电子对,所以为NH3分子,有4个,其化学式为[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4,H2O和Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱,所以该化合物加热时首先失去的组分是H2O,故答案为:SO42-;H2O;H2O和Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱.
C60可用作储存氢气的材料,结构如图所示.继C60后,科学家又合成了Si60、N60,三种物质结构相似.下列有关说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、C60、Si60、N60都是由分子构成,属于分子晶体,故A错误;
B、1个碳原子、硅原子形成4对共用电子对,1个氮原子形成3对共用电子对,C60、Si60分子内共用电子对数目相同,与N60分子内共用电子对数目不同,故B错误;
C、N-N键能小于N≡N,键能越小,化学键越不稳定,故N60的稳定性弱于N2,故C正确;
D、C60和Si60属于分子晶体,相对分子质量越大,分子晶体的熔点越高,与键能无关,故D错误;
故选C.
目前,全世界镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位.镍能形成多种不同的化合物.图1是镍的一种配合物的结构,图2是一种镍的氧合物的晶胞.判断下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.根据晶胞的结构特点,白球为Ni2+,黑球为O2-,可表示氧化镍(NiO)的晶胞,故A正确;
B.C、N、O元素处于同一周期,且原子序数依次增大,但N元素处于第VA族,所以第一电离能顺序为N>O>C,故B错误;
C.观察晶胞可知Ni2+位于体心和棱心,体心的Ni2+距离最近的棱有12条,所以与Ni2+距离相等且最近的Ni2+有 12个,故C错误;
D.配合物中非金属元素之间存在共价键,O原子和另外-OH中H原子之间存在氢键,含有空轨道的原子和含有孤电子对的原子之间存在配位键,该配合物中C-C、C=N、C-H、N-O、H-O中都为共价键,Ni原子和N原子之间存在配位键,O原子和另外-OH中H原子形成氢键,但氢键不是化学键,故D错误;
故选A.
BF3与一定量的水形成晶体Q[(H2O)2•BF3],Q在一定条件下可转化为R:
(1)晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及______(填字母).
a.离子键 b.共价键 c.配位键
d.金属键 e.氢键 f.范德华力
(2)R中阳离子的空间构型为______,阴离子的中心原子轨道采用______杂化.
正确答案
a、d
三角锥形
sp3
解析
解:(1)非金属元素原子之间易形成共价键,B原子含有空轨道、O原子含有孤电子对,所以B原子和O原子之间存在配位键,分子之间存在范德华力,水分子中的O原子和其它分子中的H原子易形成氢键,所以不涉及的是离子键和金属键,故选:a、d;
(2)H3O+中O原子价层电子对个数=3+(6-1-3×1)=4且含有一个孤电子对,所以为三角锥形结构,阴离子中中心原子B原子含有4个σ键且不含孤电子对,所以B原子采用sp3杂化方式,
故答案为:三角锥形;sp3.
(1)分析下列物体的物理性质,判断其晶体类型:
①碳化铝为黄色晶体,熔点为2200℃熔融态不导电______;
②五氟化钒为无色晶体,熔点为19.5℃,易溶于乙醇、氯仿、丙酮中.______;
③溴化钾为无色晶体,熔融时或溶于水中都能导电______;
(2)从能量角度看,断开化学键要______,形成化学键要______.水的分解需要吸收热量,试从化学键变化的角度分析原因______,该反应△H______0(填<,>).
正确答案
解:(1)①原子晶体属于共价化合物,固态、液态时均不导电,而且熔点很高,故答案为:原子晶体;
②根据相似相溶原理,非极性分子形成的晶体易溶于乙醇、氯仿、丙酮,难溶于水,故答案为:分子晶体;
③离子晶体熔融时或溶于水中都能导电,故答案为:离子晶体;
(2)化学反应的本质是化学键的断裂与形成,成键要放出能量,断键要吸收能量,水分解断开化学键要要吸收能量,△H小于0,故答案为:释放能量;吸收能量;断开化学键要要吸收能量;<.
解析
解:(1)①原子晶体属于共价化合物,固态、液态时均不导电,而且熔点很高,故答案为:原子晶体;
②根据相似相溶原理,非极性分子形成的晶体易溶于乙醇、氯仿、丙酮,难溶于水,故答案为:分子晶体;
③离子晶体熔融时或溶于水中都能导电,故答案为:离子晶体;
(2)化学反应的本质是化学键的断裂与形成,成键要放出能量,断键要吸收能量,水分解断开化学键要要吸收能量,△H小于0,故答案为:释放能量;吸收能量;断开化学键要要吸收能量;<.
人们在研究金星大气成分时发现其大气中有一种硫化羟(COS)的分子,其结构与CO2类似,硫化羟是一种与生命密切相关的物质.下列有关COS的推测肯定不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、二者均为分子晶体,COS的相对分子质量高于CO2,COS的熔点高于CO2,故A错误;
B、由于硫化羟结构与CO2类似,因此其结构式为:O=C=S,故B正确;
C、COS分子电子式为,O和S原子上还有2个孤对电子,故COS的分子所有原子满足8电子稳定结构,故C正确;
D、由于硫化羟结构与CO2类似,为直线型结构,因此C采取sp杂化,故D正确;
故选A.
“盐荒”谣言:加碘食盐能预防放射性碘辐射.碘盐中常添加碘酸钾(KIO3),下列性质可以证明碘酸钾所属晶体类型的是( )
正确答案
解析
解:A、熔沸点:原子晶体>离子晶体>分子晶体,金属晶体熔点差异较大,具有较高的熔点,可以证明氯酸钾为离子晶体,故A正确;
B、离子晶体都是电解质,某些分子晶体是电解质,在熔融状态下可以导电,故B错误;
C、离子晶体都是电解质,某些分子晶体是电解质、非电解质,溶于水可以导电,故C错误;
D、常温下是否溶于水与晶体类型无关,离子晶体、分子晶体中都有可溶于水的物质,故D错误;
故选A.
关于含正离子N5+的化合物N5ASF6,下列叙述中错误的是( )
正确答案
解析
解:A.N5+共有34个核外电子,故A正确;
B.N5+中氮原子间以共价键结合,故B错误;
C.N5+带一个单位的正电荷,F显-1价,根据化合价代数和为零,AS化合价为+5价,故C错误;
D.化合物N5ASF6为是由N5+和[ASF6]-形成的离子化合物,故D正确;
故选BC.
有关晶体的叙述中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、离子晶体的构成微粒为离子,其作用力为离子键,含有离子键的晶体一定是离子晶体,故A错误;
B、分子晶体的稳定性,与化学键有关,所以分子晶体中,分子间作用力越大,分子的熔沸点一般越大,不能确定分子的稳定性,故B错误;
C、干冰属于分子晶体,二氧化碳分子间存在分子间作用力,熔化时需要破坏分子间作用力,故C正确;
D、金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成,故D错误;
故选C.
氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈,2008年,Yoon等人发现Ca与C60生成的Ca32C60能大量吸附H2分子.
①C60晶体易溶于苯、CS2,说明C60是______分子(选填:“极性”、“非极性”);
②1mol C60分子中,含有σ键数目为______.
③MgH2是金属氢化物储氢材料,其晶胞结构如图所示,已知该晶体的密度ag•cm-3,则晶胞的体积为______cm3[用a、NA表示阿伏加德罗常数].
正确答案
非极性
90NA
解析
解:①苯、CS2都是非极性分子,C60晶体易溶于苯、CS2,根据相似相溶原理知,C60是非极性分子,故答案为:非极性;
②利用均摊法知,每个碳原子含有×3=
个σ 键,所以1mol C60分子中,含有σ 键数目=
×1mol×60×NA/mol=90NA,故答案为:90NA;
③该晶胞中镁原子个数=×8+1=2,氢原子个数=4×
+2=4,ρ=
=
=
,故答案为:
.
下列物质发生变化时,所克服的粒子间的相互作用属同种类型的是( )
正确答案
解析
解:A、液态HF是克服的氢键,而液态HBr是范德华力,所以克服的粒子间的相互作用属不同种类型,故A不选;
B、氯化铵为离子晶体,加热分解,克服离子键,苯受热变为气体,只克服分子间作用力,故B不选;
C、氯化钠与氯化氢分别分别属于离子化合物和共价化合物,溶解在水中分别克服离子键和共价键,故C不选;
D.碘与干冰都是分子晶体,分别受热变为气体,都克服分子间作用力,故D选;
故选D.
下列有关说法中,不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.离子键的强弱可以用离子晶体的晶格能来衡量,晶格能越大,键能越大,则离子晶体的熔点越高,故A正确;
B.由相似相溶原理可知,非极性分析易溶于非极性溶剂中,因为CCl4和I2都是非极性分子,而H2O是极性分子,则碘单质在水中溶解度很小,但在CCl4中溶解度很大,故B正确;
C.成键原子的原子轨道重叠越多,共价键键长越短,共价键键能越大,故C正确;
D.金属晶体由金属阳离子和自由电子构成,含有金属阳离子的晶体也可能为金属晶体,故D错误.
故选D.
下列有关晶体的叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A.离子所带电荷数和离子半径的大小不同,每个离子周围均吸引带相反电荷的离子数目不同,一个NaCl晶胞为立方体,Na+离子在立方体中心的话,离它最近的Cl-离子在立方体六个面的中央,CsCl的晶胞也是立方体,Cs+离子在立方体中心的话,离它最近的Cl-离子就在立方体的八个顶点上,故A错误;
B.金属晶体中含有金属阳离子,只有自由电子,但无阴离子,故B错误;
C.稀有气体分子,不存在任何化学键,所以分子晶体中一定不含有离子键,不一定存在共价键,故C错误;
D.原子晶体中原子间作用力为共价键,故D正确;
故选D.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、分子的稳定性由分子内共价键决定,分子内共价键越强,分子越稳定,与分子间作用力无关,故A错误;
B、分子晶体的熔沸点由分子间作用力决定,分子间作用力越大,熔沸点越高,与分子内共价键无关,故B错误;
C、冰属于分子晶体,融化时,破坏分子间作用力,分子内共价键未断裂,故C正确;
D、氯化钠属于离子晶体,熔化时破坏离子键,故D错误;
故选C.
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