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简答题

A,B,D,E,F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,B的最外层电子数是其所在周期数的2倍.B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2,E+与D2-具有相同的电子数.A在F中燃烧,产物溶于水得到一种强酸,回答下列问题;

(1)A在周期表中的位置是______,写出一种工业制备单质F的离子方程式______

(2)B,D,E组成的一种盐中,E的质量分数为43%,其俗名为______,其水溶液与F单质反应的化学方程为______,在产物总加入少量KI,反应后加入CCl4并震荡,有机层显______色.

(3)由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如表:

a的化学式______;b的化学式为______;c的电子式为______;d的晶体类型是______

(4)有A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质.一种化合物分子通过______键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔,其分子的空间结构为______

正确答案

解:A,B,D,E,F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,则A为H;B的最外层电子数是其所在周期数的2倍,则B为C或S,B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2,则D为O,B的最高正价为+4价,则B为C;E+与D2-具有相同的电子数,则E为Na;A在F中燃烧,产物溶于水得到种强酸,则F为Cl;

(1)已知A为H在周期表中位于第一周期ⅠA族;工业上常用电解饱和食盐水的方法来制备氯气,其电解离子方程式为:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑;

故答案为:第一周期ⅠA族;2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑(;

(2)C、O、Na组成的一种盐中,Na的质量分数为43%,则为碳酸钠,其俗名为纯碱(或苏打);碳酸钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠、碳酸氢钠,反应的化学方程式为:2Na2CO3+Cl2+H2O═NaCl+NaClO+2NaHCO3;次氯酸钠能与KI反应生成碘单质,反应后加入CCl4并震荡,有机层显紫色;

故答案为:纯碱(或苏打);2Na2CO3+Cl2+H2O═NaCl+NaClO+2NaHCO3;紫;

(3)这几种元素只有Na能与H形成离子化合物,则a的化学式为NaH;含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1:1,则为Na2O2和Na2C2;已知COCl2结构式为Cl--Cl,则其电子式为;只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体为Na,Na属于金属晶体;

故答案为:NaH;Na2O2和Na2C2;金属晶体;

(4)H、C、O能形成H2O和CH4,H2O分子间能形成氢键,甲烷是沼气的主要成分,甲烷分子的空间结构为正四面体,故答案为:氢;正四面体.

解析

解:A,B,D,E,F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,则A为H;B的最外层电子数是其所在周期数的2倍,则B为C或S,B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2,则D为O,B的最高正价为+4价,则B为C;E+与D2-具有相同的电子数,则E为Na;A在F中燃烧,产物溶于水得到种强酸,则F为Cl;

(1)已知A为H在周期表中位于第一周期ⅠA族;工业上常用电解饱和食盐水的方法来制备氯气,其电解离子方程式为:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑;

故答案为:第一周期ⅠA族;2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑(;

(2)C、O、Na组成的一种盐中,Na的质量分数为43%,则为碳酸钠,其俗名为纯碱(或苏打);碳酸钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠、碳酸氢钠,反应的化学方程式为:2Na2CO3+Cl2+H2O═NaCl+NaClO+2NaHCO3;次氯酸钠能与KI反应生成碘单质,反应后加入CCl4并震荡,有机层显紫色;

故答案为:纯碱(或苏打);2Na2CO3+Cl2+H2O═NaCl+NaClO+2NaHCO3;紫;

(3)这几种元素只有Na能与H形成离子化合物,则a的化学式为NaH;含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1:1,则为Na2O2和Na2C2;已知COCl2结构式为Cl--Cl,则其电子式为;只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体为Na,Na属于金属晶体;

故答案为:NaH;Na2O2和Na2C2;金属晶体;

(4)H、C、O能形成H2O和CH4,H2O分子间能形成氢键,甲烷是沼气的主要成分,甲烷分子的空间结构为正四面体,故答案为:氢;正四面体.

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简答题

物质的结构决定性质,性质反映其结构特点.

(1)金刚石和石墨是碳元素的两种常见单质,下列叙述中正确的有______

a.金刚石中碳原子的杂化类型为sp3杂化,石墨中碳原子的杂化类型为sp2杂化;

b.晶体中共价键的键长:金刚石中C-C<石墨中C-C;

c.晶体的熔点:金刚石<石墨

d.晶体中共价键的键角:金刚石>石墨

(2)某石蕊的分子结构如图1.

①石蕊分子所含元素中,基态原子2p轨道有两个成单电子的是______(填元素符号); 由其中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子是______(填化学式);

②该石蕊易溶解于水,分析可能的原因是______

(3)铜及其合金是人类最早使用的金属材料.

①NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到:4NH3+3F2NF3+3NH4F.

上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有______(填序号).

a.离子晶体 b.分子晶体 c.原子晶体  d.金属晶体

②金属铜采取如图2堆积方式,可称为______堆积,则Cu晶体中Cu原子的配位数为______

正确答案

(1)a、金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键,构成正四面体,碳原子的杂化类型为sp3杂化;石墨中的碳原子与相邻的三个碳原子以σ键结合,形成平面正六边形结构,碳原子的杂化类型为sp2杂化,故a正确;

b、sp2杂化中,s轨道的成分比sp3杂化更多,而且石墨的碳原子还有大π键所以形成的共价键更短,更牢固,即石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短,故b错误;

c、石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短,作用力更大,破坏化学键需要更大能量,所以晶体的熔点金刚石<石墨,故c正确;

d、金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键,构成正四面体,键角为109°28′,石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合,形成正六角形的平面层状结构,键角为120°,故d错误;

故选a c;

(2)①石蕊分子所含元素中,基态原子2p轨道有两个成单电子的是C、O元素;由其中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子中价层电子对个数是4且含有一个孤电子对,该微粒为H3O+,故答案为:C、O;H3O+

②石蕊分子中含有-OH和-NH2,均能与H2O形成氢键,氢键的存在导致物质的溶解性增大;由结构知,该分子为极性分子,根据相似相溶原理,石蕊易溶于水,

故答案为:石蕊分子中含有-OH和-NH2,均能与H2O形成氢键;由结构知,该分子为极性分子,根据相似相溶原理,易溶于水;

(3)①NH3、F2、NF3的构成微粒为分子,Cu的构成微粒是金属阳离子和自由电子,NH4F的构成微粒是阴阳离子,所以这几种物质中NH3、F2、NF3为分子晶体,Cu为金属晶体,NH4F为离子晶体,

故选abd;

 ②铜晶胞中面心和顶点上各有一个原子,属于面心立方堆积,Cu晶体中Cu原子的配位数=3×8×=12,

故答案为:面心立方;12.

解析

(1)a、金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键,构成正四面体,碳原子的杂化类型为sp3杂化;石墨中的碳原子与相邻的三个碳原子以σ键结合,形成平面正六边形结构,碳原子的杂化类型为sp2杂化,故a正确;

b、sp2杂化中,s轨道的成分比sp3杂化更多,而且石墨的碳原子还有大π键所以形成的共价键更短,更牢固,即石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短,故b错误;

c、石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短,作用力更大,破坏化学键需要更大能量,所以晶体的熔点金刚石<石墨,故c正确;

d、金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键,构成正四面体,键角为109°28′,石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合,形成正六角形的平面层状结构,键角为120°,故d错误;

故选a c;

(2)①石蕊分子所含元素中,基态原子2p轨道有两个成单电子的是C、O元素;由其中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子中价层电子对个数是4且含有一个孤电子对,该微粒为H3O+,故答案为:C、O;H3O+

②石蕊分子中含有-OH和-NH2,均能与H2O形成氢键,氢键的存在导致物质的溶解性增大;由结构知,该分子为极性分子,根据相似相溶原理,石蕊易溶于水,

故答案为:石蕊分子中含有-OH和-NH2,均能与H2O形成氢键;由结构知,该分子为极性分子,根据相似相溶原理,易溶于水;

(3)①NH3、F2、NF3的构成微粒为分子,Cu的构成微粒是金属阳离子和自由电子,NH4F的构成微粒是阴阳离子,所以这几种物质中NH3、F2、NF3为分子晶体,Cu为金属晶体,NH4F为离子晶体,

故选abd;

 ②铜晶胞中面心和顶点上各有一个原子,属于面心立方堆积,Cu晶体中Cu原子的配位数=3×8×=12,

故答案为:面心立方;12.

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单选题

下列有关晶体的说法错误的是(  )

A氯化钠晶体中,每个晶胞中平均含有4个钠离子和4个氯离子

B在金刚石晶体中,1 mol碳原子形成2 mol碳碳共价键

C只有金属Po的晶体采取简单立方堆积,其空间利用率最高

D在干冰晶体中,每一个二氧化碳分子周围有12个二氧化碳分子紧密相邻

正确答案

C

解析

解:A.在氯化钠晶体中,钠离子个数=8×=4,氯离子个数=1+12×=4,所以每个晶胞中平均含有4个钠离子和4个氯离子,故A正确;

B.金刚石晶体中,每个碳原子和4个碳原子形成4个共价键,所以平均每个碳原子含有4个共价键,则1 mol碳原子形成2 mol碳碳共价键,故B正确;

C.简单立方堆积中空间利用率最低,只有金属Po的晶体采取简单立方堆积,其空间利用率最低,故C错误;

D.二氧化碳晶胞是面心立方晶胞,每个二氧化碳分子周围二氧化碳分子个数=3×=12,故D正确;

故选C.

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题型: 单选题
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单选题

下列宝石中,被誉为“硬度之王”的是(  )

A珍珠

B钻石

C红宝石

D蓝宝石

正确答案

B

解析

解:A.珍珠的成分是碳酸钙,碳酸钙为离子晶体,其硬度不最大,故A错误;

B.钻石的成分是碳,为原子晶体,半径较小,键能较大,硬度最大,故B正确;

C.红宝石的成分是氧化铝,红宝石呈现红色是由于其中混有少量含铬化合物,硬度次于金刚石,故C错误;

D.蓝宝石的成分是氧化铝,蓝宝石呈蓝色则是由于其中混有少量含钛化合物,硬度次于金刚石,故D错误;

故选B.

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题型:简答题
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简答题

金刚石是常见的原子晶体,若某块金刚石中有n个碳原子,则其中的共价键数目是______;石墨是碳元素构成的另一种单质,则石墨和金刚石之间的关系为______;已知石墨是一种混合型晶体,具有层状结构,在层内碳原子按如图所示方式以共价键结合成平面网状结构,在层间以范德华力结合,若一块石墨晶体的同一层上含有m个碳原子,则其中共价键和碳原子数之比是______

正确答案

解:金刚石晶体中,每个碳原子和四个碳原子形成四个共价键,则每个碳原子含有的共价键个数=4×=2,则若某块金刚石中有n个碳原子,则其中的共价键数目是2n;金刚石和石墨是碳元素的不同单质,为同素异形体;

石墨中每个碳原子含有共价键个数=3×=1.5,石墨中碳原子个数与共价键个数之比等于每个碳原子与每个碳原子含有的平均共价键个数之比,所以若一块石墨晶体的同一层上含有m个碳原子,则其中共价键和碳原子数之比=1.5:1=3:2,

故答案为:2n;同素异形体;3:2.

解析

解:金刚石晶体中,每个碳原子和四个碳原子形成四个共价键,则每个碳原子含有的共价键个数=4×=2,则若某块金刚石中有n个碳原子,则其中的共价键数目是2n;金刚石和石墨是碳元素的不同单质,为同素异形体;

石墨中每个碳原子含有共价键个数=3×=1.5,石墨中碳原子个数与共价键个数之比等于每个碳原子与每个碳原子含有的平均共价键个数之比,所以若一块石墨晶体的同一层上含有m个碳原子,则其中共价键和碳原子数之比=1.5:1=3:2,

故答案为:2n;同素异形体;3:2.

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