- 晶胞
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通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可用于估算化学反应的反应热(ΔH),化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
请回答下列问题:
(1)比较下列两组物质的熔点高低(填“>”或“<”)。SiC____________Si;SiCl4____________SiO2。
(2)下图立方体中心的“●”表示硅晶体中的一个原子,请在立方体的顶点用“●”表示出与之紧邻的硅原子。
(3)工业上高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)该反应的反应热ΔH=________ kJ·mol-1。
正确答案
(1)> <
(2)如下图
(3)236
(1)SiC和晶体Si皆为原子晶体,由于碳化硅晶体中的Si—C键的键能大于硅晶体中Si—Si键的键能,故SiC的熔点比Si高;SiCl4为分子晶体,SiO2为原子晶体,故SiCl4的熔点比SiO2低。
(2)晶体硅的结构与金刚石相似,每个硅原子都被相邻的4个硅原子包围,这4个硅原子位于四面体的四个顶点上,被包围的硅原子处于正四面体的中心。
(3)根据题目所给反应式,需要断裂的旧化学键键能之和为4×360 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1=2 312 kJ·mol-1,形成的新化学键键能之和为4×431 kJ·mol-1+2×176 kJ·mol-1=2 076 kJ·mol-1,所以ΔH=236 kJ·mol-1。
石墨晶体中C-C键的键角为 ,其中平均每个六边形所含的C原子数为 个。
正确答案
(2分)120°,2。
试题分析:石墨晶体中碳原子排成正六边行,故C-C键的键角为120°。每个正六边形所占有的碳原子数为6个,而每一个点都是3个六边形公用的,6/3=2。
点评:本题考查的是石墨晶体的相关知识,题目难度不大,掌握石墨晶体的结构是解题的关键。
(10分)某离子晶体晶胞结构如图所示,X位于立方体的顶点,Y位于立方体中心。试分析:
(1)晶体中每个Y同时吸引着____个X,该晶体的化学式为_____ 。
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有________个。
(3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX的度数为_______。(4)设该晶体的化学式的式量为M,晶体密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA则晶体中两个距离最近的X中心间的距离为__________ 。
(5)下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图,试判断NaCl晶体结构的图象是
① ② ③ ④
(6)用价层电子对互斥理论(VSEPR)判断下列分子或离子的空间构型
正确答案
(1)4 XY2 (2)12
(3)109。28’ (4)cm
(5)B、 C (6)V形,正八面体,三角锥形,正四面体
试题分析::(1)X位于顶点,体心的Y吸引着4个X。每个X吸引着8个Y,如图所示:由于X粒子位于晶胞的顶点,只有X属于该晶胞,而Y粒子位于晶胞内部,完全属于该晶胞,故该晶体中X∶Y=(
×4)∶1,即化学式为XY2或Y2X。
(2)每个X周围与X最接近且距离相等的X应为8×3×=12个。
(3)由Y粒子和X粒子间虚线可知形成正四面体构型,所以∠XYX为109°28′
(4)设该晶胞的边长为a,两个X中心间距离为r,由于每个晶胞中相当于含有(×4)个X和一个Y,即
个XY2。则:
,
cm,又因为
,所以
cm。
(5)氯化钠晶胞的配位数是6,所以选BC。
(6)H2S分子S有两对孤对电子和2个σ键,所以VSEPR构型是正四面体,分子构型是V形,SnCl62-离子中Sn没有孤对电子有6个σ键,所以VSEPR构型是正八面体,分子构型也是正八面体,PH3中P有一对孤对电子和3个σ键,所以VSEPR构型是正四面体,分子构型是三角锥,ClO4-中Cl没有孤对电子有4个σ键,所以VSEPR构型是正四面体,分子构型也是正四面体。
点评:通过晶体结构来计算化学式,键角和距离。VSEPR构型要除去孤对电子才是分子构型。
(1) 已知在一定条件下的反应4HCl+O2=2Cl2 +2H2O中, 有4mol HCl被氧化时,放出120kJ的热量,且
则断开1 mol H—O 键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差为__________KJ。
(2)科学家通过X射线探明,NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似,其中三种晶体的晶格能数据如下表:
四种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高 到低的顺序是 。
(3)已知AlCl3熔点190℃,沸点183℃,结构如右图所示:AlCl3晶体内含有的作用力有 (填序号)。
A.离子键 B.共价键 C.金属键
D.配位键 E.范德华力 F. 氢键
(4)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物,这两种化合物中的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 。
正确答案
(1)33
(2)MgO> CaO> NaCl > KCl (3) B、D、E(漏一个扣1分,错选0分)
(4)SP3 K2CuCl3
试题分析:(1)△H=断裂化学键吸收的能量-形成化学键放出的能量=4×x kJ/mol+498k
J/mol-2×243kJ/mol-2×2×y kJ/mol=-120kJ/mol,解得y-x=33kJ/mol。
(2)离子半径Mg2+<Na+<O2-<Ca2+<Cl-;离子电荷数Na+=Cl-<O2-=Mg2+=Ca2+,离子晶体的离子半径越小,带电荷数越多,晶格能越大,则晶体的熔沸点越高,则NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是MgO>CaO>NaCl>KCl。
(3)已知AlCl3熔点190℃,沸点183℃,这说明氯化铝的熔沸点很低,所以形成的晶体类型是分子晶体,根据结构可知,分子中含有的作用力有共价键、配位健和分子间作用力,答案选BDE。
(4)a位置上Cl原子成2个单键,含有2对孤对电子,杂化轨道数为4,所以杂化轨道类型为sp3。一种化合物的化学式为KCuCl3,其中铜元素为+2价,故另一种化合物中铜为+1价,CuCl3原子团的化合价为-2,其化学式为:K2CuCl3。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题综合性强,在注重对学生基础知识巩固和训练的同时,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于培养学生的应试能力和逻辑推理能力。
(A)(10分)HN3称为叠氮酸,常温下为无色有刺激性气味的液体。N3—也被称为类卤离子。用酸与
叠氮化钠反应可制得叠氮酸。而叠氮化钠可从下列反应制得:
NaNH2+N2O=NaN3+H2O。HN3、浓盐酸混合液可溶解铜、铂、金等不活泼
金属,如溶解铜生成CuCl2—。铜和铂的化合物在超导和医药上有重要应用,
Cu的化合物A(晶胞如图)即为超导氧化物之一,而化学式为Pt(NH3)2Cl2
的化合物有两种异构体,其中B异构体具有可溶性,可用于治疗癌症。试
回答下列问题:
(1)基态氮原子核外电子排布的轨道表示式为 。
(2)元素N、S、P的第一电离能(I1)由大到小的顺序为 。
(3)HN3属于 晶体,N3—的空间构型是_____,与N3—互为等电子体的分子的化学式为 (写1种)。NH2—的电子式为 ,其中心原子的杂化类型是 。
(4)CuCl2—中的键型为 ,超导氧化物A的化学式为
(5)治癌药物B的结构简式为
(B)(10分)以下是以绿矾、碳酸氢铵和氯化钾为原料制备生产市场较紧俏的硫酸钾产品的新工艺 。已知:反应(Ⅰ)的化学方程式为:FeSO4•7H2O+2NH4HCO3= FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O
反应(Ⅱ)的化学方程式为:(NH4)2SO4+2KC1=K2SO4+ 2NH4Cl
工艺流程如下:
试回答下列问题:
(1)该工艺中的副产品是 。(填化学式)
(2)操作C的名称为 。
(3)原料绿矾、碳酸氢铵的最佳投料比是 (质量比)时,FeSO4的转化率大于95%。
(4)物质甲是 (填化学式),反应(Ⅲ)是甲物质与适量空气煅烧,温度为700~800℃,煅烧时间为1~1.5 h时可获得符合国标一级品要求的氧化铁红,其化学方程式是__________。
正确答案
(A)(1)
(2)N>P>S
(3)分子,直线,CO2 (N2O、CS2,写1个即可), sp3
(4)配位键(写共价键也可) YBa2Cu3O7 (5)
(B)(1)Fe2O3、NH4Cl
(2)蒸馏(3)278:79 (4)FeCO3,4FeCO3+O2=2Fe2O3 +4CO2
(A)(3)N3—有22个电子,且其等电子体需由三个原子构成。
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