- 晶体的常识
- 共3962题
现有下列七种物质,根据要求填空:
A 液氧 B KCl C 冰水混合物 D 氖 E 干冰 F Na2CO3 G 食盐水
(1)直接由原子构成的物质是 (填编号,下同);
(2)只由分子构成的物质是 ;
(3)只由离子构成的物质是 。
正确答案
(1)D (2)A、C、E (3)B、F
试题分析:.液氧是由分子构成的;KCl是由离子构成的离子化合物;冰水混合物属于纯净物,是由水分子构成的;氖是单质,由氖原子直接构成的;干冰是由分子构成的;Na2CO3是由离子构成的离子化合物;食盐水是氯化钠的混合物。
点评:该题是基础性试题的考查,主要是考查学生对物质组成的了解掌握情况,有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性,难度不大。
某同学为了研究晶体的性质做如下的实验:
①在一烧杯中加入一定量的水,加入硫酸铜固体配成饱和溶液;
②再加入一定量的硫酸铜;
③取一小的硫酸铜晶体,去除晶体的一小角;
④用头发系住晶体,把另一头系在一玻璃棒上, 并悬在烧杯口,晶体浸没在溶液中;
⑤过一夜后,取出发现小晶体长大并变得非常规则。
请回答下列问题:
(1)为什么要加过量的硫酸铜?如果不过量,现象又如何?________________________
(2)小晶体长大、变得更规则说明什么?________________________
正确答案
(1)加过量的硫酸铜是使晶体长大,晶体的大小不变,但是变得外形很规则
(2)说明晶体的规则几何外形、晶体的各向异性
X、Y、Z、W、R为前四周期原子序数依次增大的五种元素,X、Y、Z、W为同一周期相邻元素,Z元素原子核外电子的运动状态共有8种;R元素与比它核电荷数大的另外两种元素位于第四周期同一族。
(1)X的一种核素用于鉴定文物年代,该核素的符号为____。
(2)X、Y、Z、W四种元素第一电离能由大到小的顺序为____(用元素符号表示)。
(3)用氢键表示式写出W的气态氢化物水溶液中不同种分子间存在的氢键____。
(4)Y的一种氢化物分子中共有18个电子,该分子中存在的共价键类型有____(填选项字母)。
A.非极性键;B.极性键;C. 键;D.
键;E.p—p
键;F.
键;G.
键;H.
键
(5)R的基态原子的价层电子排布式为____,R元素位于周期表的____区。
(6)R单质的晶体在不同温度下有两种原子堆积方式,晶胞分别如下图所示:
图A中原子堆积方式为 ,A、B中R原子的配位数之比为____。A、B晶胞的棱长分别为a cm和b cm,则A、B两种晶体的密度之比为____。
正确答案
(1)或
(2)F、N、O、C (3)F-H…O、O-H…F (4)ABFG
(5)3d64s2;d (6)体心立方;2∶3;b3∶2a3
试题解析:Z元素原子核外电子的运动状态共有8种,则Z原子核外共有8个电子,Z为8号元素O,X、Y、Z、W位于同一周期且相邻,则X为C,Y为N,W为F。第四周期同一族有三种元素的只有第VIII族,R的原子序数最小,则R为Fe。
(1)用于鉴定文物年代的C的同位素是14C。
(2)同一周期元素第一电离能自左向右有增大的趋势,但因第VA族元素的p轨道处于半满状态,较稳定,因此第一电离能大于同周期第VIA族元素,故四种元素的第一电离能由大到小的顺序为F>N>O>C。
(3)HF的水溶液中不同分子间存在的氢键有F-H…O、O-H…F。
(4)18电子的氮的氢化物为N2H4。分子中的氮氮键为非极性键,属于键,氮氢键为极性键,属于
键。
(5)基态Fe的价层电子排布为3d64s2,Fe位于周期表的d区。
(6)A晶胞的堆积方式是体心立方,原子的配位数是8,B晶胞的堆积方式是面心立方,原子的配位数是12,因此A、B中Fe原子的配位数之比为8:12=2:3。A晶胞中含有Fe原子数位2个,晶胞的密度是,B晶胞中含有的Fe原子数为4个,因此晶胞密度为
,二者的密度比为
:
= b3∶2a3。
【化学—选修5:物质结构与性质】(15分)
现有A、B、C、D、E原子序数依次增大的五种元素,它们位于元素周期表的前四周期。A元素原子的价层电子总数是内层电子总数的2倍;C元素原子的L电子层中只有两对成对电子;D元素与E元素在同周期相邻的族,它们的原子序数相差3,且D元素的基态原子有4个未成对电子。请回答下列问题:
⑴A、B、C三种元素的名称分别为 、 、 。
⑵用元素符号表示A、B、C三种元素的第一电离能由低到高的排序为 。
⑶E元素基态原子的核外电子排布式为 。
⑷A元素与氢元素能形成种类繁多的化合物,其中只含sp3杂化且相对分子质量最小的分子的VSEPR空间构型为 ;其中只含sp2杂化且相对分子质量最小的化合物的结构式为 ;其中同时含sp杂化、SP2杂化、sp3杂化且相对分子质量最小的化合物的化学式为 。
⑸A元素的一种单质的晶体结构如图甲所示,D元素的一种单质的晶体结构如图乙所示。
图甲中A原子的配位数与图乙中D原子的配位数之比为 。
正确答案
⑴碳(1分)、氮(1分)、氧(1分)⑵C、O、N(2分)⑶[Ar]3d104s1(2分)⑷正四面体(2分)、 (2分),C5H6(2分)⑸1/2(2分)
根据元素的结构即性质可知,A、B、C、D、E分别是C、N、O、Fe、Cu。
(1)A、B、C三种元素的名称分别为碳、氮、氧。
(2)非金属性越浅,第一电离能越大。氮氮原子的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,第一电离能大于氧原子的,即第一电离能由低到高的排序为C、O、N。
(3)根据构造原理可知,铜元素基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1。
(4)只含sp3杂化且相对分子质量最小的分子是甲烷,由于碳原子不存在孤对电子,所以构型是正四面体。只含sp2杂化且相对分子质量最小的化合物是乙烯,其结构简式为。时含sp杂化、SP2杂化、sp3杂化且相对分子质量最小的化合物的化学式C5H6。
(5)金刚石中碳原子的配位数是4,铁晶体中配位数是8,所以配位数之比为1︰2。
(8分)已知A、B、C、D和E都是元素周期表中前36号的元素,其原子序数依次增大。A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一族。B和C属同一主族,D和E属同一周
期,又知E是周期表中1—18列中的第8列元素。D的原子序数比E小6,D跟B可形成
离子化合物其晶胞结构如图。
请回答:
(1)
画出A的原子结构示意图 ;
(2)E的+2价离子的电子排布式为 ;
(3)写出C的单质与水反应的离子方程式 ;
(4)如图所示,D跟B形成的离子化合物的化学式为 ;鉴别该离子化合物是否为晶体,最可靠的科学方法是 ,该离子化合物晶体的密度为ag·cm-3,B、D两元素的相
对原子质量分别为b、c,则晶胞的体积是 cm3(只要求列出算式)。
正确答案
(8分)
(1)略(1分)
(2)1s22s22p63s23p63d6(1分)
(3)Cl2+H2O=H+ +Cl-+HClO(2分)
(4)CaF2 X射线衍射法(各1分) (8b+4c)/a NA(2分)
略
(10分)已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前36号的元素,其原子序数依次增大。A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一族。B和C属同一主族,D和E属同一周期,又知E是周期表中1—18列中的第8列元素。D的原子序数比E小6,D跟B可形成离子化合物其晶胞结构如右图。请回答:
(1)
A与B形成的化合物在固态时的晶体类型是 ;A与B形成的化合物比A与C形成的化合物熔点要____(填高、低)
(2)写出C的单质与水反应的离子方程式 ;
(3)如图所示,D跟B形成的离子化合物的化学式为 ;鉴别该离子化合物是否为晶体,最可靠的科学方法是 ,该离子化合物晶体的密度为ag·cm-3,B、D两元素的相对原子质量分别为b、c,则晶胞的体积是 cm3(只要求列出算式)。
正确答案
(1)分子晶体 高(2)Cl2+H2O=H+ +Cl-+HClO
(3)CaF2,X射线衍射法,(8b+4c)/a NA
在前36号元素中,符合周期表中1—18列中的第8列元素的是铁,即E是铁,则D是Ca。根据D跟B形成离子化合物晶胞结构可判断,该离子化合物是DB2,则B是F或Cl。因为B和C属同一主族,且原子序数前者小于后者,所以B只能是F,C是Cl,A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一族,所以A是H。
(1)HF属于分子晶体,由于HF中含有氢键,所以HF的沸点高于氯化氢的。
(2)氯气溶于水生成盐酸和次氯酸。
(3)鉴别离子化合物是否为晶体,最可靠的科学方法是射线衍射法。在该晶胞中含有的该离子是8×1/8+6×1/2=4,则F-是8,所以晶胞的体积是(8b+4c)/a NA。
(10分)已知有关物质的熔、沸点数据如下表:
MgO
Al2O3
MgCl2
AlCl3
熔点(℃)
2852
2045
714
190(2.5×105Pa)
沸点(℃)
3600
2980
1412
177.8
(1)工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁;用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。不用电解MgO的方法生产镁的原因是:___▲____; AlCl3可能为___▲____晶体。
(2)请设计可靠的实验证明MgCl2、AlCl3所属化合物的类型,其实验方法是_____▲____ 。
(3)AlCl3具有以下__▲__特殊性质(请填序号)。①液化②挥发③升华
正确答案
共10分
(1)MgO的熔点很高,很难熔融(2分) 分子(2分)
(2)分别将它们在一定条件下熔融,再进行导电实验,能导电的是离子化合物,不能导电的是共价化合物(3分)
(3)③(3分)
略
现有甲、乙、丙三种晶体的晶胞(甲中X处于晶胞的中心,乙中A处于晶胞的中心),可推知,甲晶体中X与Y的个数比是________,乙中A与B的个数比是________,丙晶胞中有________个C离子,有________个D离子。
正确答案
4∶3 1∶1 4 4
根据均摊规律:甲中体心X为1,顶点Y为×6。所以X∶Y=1∶
=4∶3。
同理可计算出乙、丙中微粒个数及其比值。
(9分)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN,如下图所示:
请回答下列问题:
(1)由B2O3制备BN、BF3的化学方程式依次是______ ___、
___ _______;
(2)BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF4-的立体结构为____ ___;
(3)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的化学键为_____ _,层间作用力为____ ____;
(4)六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5pm,立方氮化硼的密度是____ ___g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)。
正确答案
(1)B2O3+3CaF2+2H2SO42BF3↑+3CaSO4+3H2O
B2O3+2NH32BN+2H2O
(2)正四面体 (1分)(3)共价键 范德华力(各1分)
(4)(2分)
(1)根据反应物和生成物结合原子守恒,可以分别写出该反应的化学方程式。
(2)BF4-的中心原子没有孤对电子,所以是正四面体结构。
(3)B和N均是非金属,形成的化学键是共价键。而层与层之间则是分子间作用力。
(4)根据金刚石的结构可知,晶胞中含有的原子个数是4,所以立方氮化硼中含有的微粒个数也是4,质量为。晶胞的体积是(361.5×10-3)3,所以其密度是
。
X、Y、Z、U为原子序数依次增大的前四周期元素,X、Y、Z三种元素位于同一周期,其中基态Y原子的2p轨道处于半充满状态,Y和Z的单质可以通过分离液态空气的方法大量制得,且XZ2与Y2Z互为等电子体。含U的化合物的焰色为紫色。试回答下列问题:
(1)U单质的原子堆积方式为__________________,Y的价电子排布式为__________________。
(2)化合物甲由Z、U两元素组成,其晶胞如图所示。
①甲的化学式为____________。
②下列有关该晶体的说法中正确的是________(选填选项字母)。
A.每个晶胞中含有14个U+ 和13个Z2-
B.晶体中每个U+ 周围距离最近的U+ 有6个
C.该晶体属于离子晶体
③甲的密度为a g·cm-3,则晶胞的体积是_____________ m3(只要求列出计算式,阿伏加德罗常数的值用NA表示)。
正确答案
(8分)(1)体心立方堆积(1分);2s22p3 (1分) (2)①KO2 (2分);
②C (2分,多选不得分); ③ ×10-6(或
×10-6或
×10-6)(2分)
试题分析:基态Y原子的2p轨道处于半充满状态,所以Y是氮元素。Y和Z的单质可以通过分离液态空气的方法大量制得,因此Z是氧元素。且XZ2与Y2Z互为等电子体,这说明X应该是碳元素。含U的化合物的焰色为紫色,所以U是钾元素。
(1)K单质的原子堆积方式为体心立方堆积。根据核外电子排布式可知,Y的价电子排布式为2s22p3。
(2)①根据晶胞的结构可知,K离子的个数=。阴离子个数=
个,其中阴离子是2个氧原子构成的,所以化学式是KO2。
②每个晶胞中含有4个U+ 和4个Z2-,A不正确;晶体中每个U+ 周围距离最近的U+ 有12个,B不正确;该晶体属于离子晶体,C正确,答案选C。
③根据以上分析可知,甲的密度为a g·cm-3,则晶胞的体积是,解得ρ=
。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题基础性强,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。该题以“周期表中元素的推断”为载体,比较全面考查学生有关元素推断知识和灵活运用知识的能力。考查了学生对物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。
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