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2019-2020年高三化學總復習 課時跟蹤訓練41 第十二章 12.3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 新人教版
一、選擇題
1.(xx資陽模擬)關于晶體的下列說法中正確的是( )
A.溶質(zhì)從溶液中析出是得到晶體的三條途徑之一
B.區(qū)別晶體和非晶體最好的方法是觀察是否有規(guī)則的幾何外形
C.水晶在不同方向上的硬度、導熱性、導電性相同
D.只有無色透明的固體才是晶體
[解析] A.獲得晶體的方法有熔融態(tài)物質(zhì)凝固、氣態(tài)物質(zhì)凝華、溶質(zhì)從溶液中結(jié)晶析出,因此溶質(zhì)從溶液中析出是得到晶體的三條途徑之一,正確;B.區(qū)別晶體和非晶體最好的方法是對固體進行X-射線衍射實驗,而不是通過觀察是否有規(guī)則的幾何外形,錯誤;C.水晶是晶體SiO2,其性質(zhì)的各向異性表現(xiàn)在物理性質(zhì)如在不同方向上的硬度、導熱性、導電性不相同,錯誤;D.晶體不一定是無色透明的,如CuSO45H2O,無色透明的也不一定是晶體,如玻璃屬于玻璃態(tài)物質(zhì),錯誤。
[答案] A
2.現(xiàn)有四種晶體,其離子排列方式如圖所示,其中化學式正確的是( )
[解析] A.A離子個數(shù)是1,B離子個數(shù)=1/88=1,所以其化學式為AB,故A錯誤;B.E離子個數(shù)=1/84=1/2,F(xiàn)離子個數(shù)=1/84=1/2,E、F離子個數(shù)比為1∶1,所以其化學式為EF,故B錯誤;C.X離子個數(shù)是1,Y離子個數(shù)=1/26=3,Z離子個數(shù)=1/88=1,所以其化學式為XY3Z,故C正確;D.A離子個數(shù)=1/88+1/26=4,B離子個數(shù)=121/4+1=4,A、B離子個數(shù)比1∶1,所以其化學式為AB,故D錯誤。
[答案] C
3.下列說法中,正確的是( )
A.冰融化時,分子中H—O鍵發(fā)生斷裂
B.原子晶體中,共價鍵越強,熔點越高
C.分子晶體中,共價鍵鍵能越大,該分子晶體的熔沸點一定越高
D.分子晶體中,分子間作用力越大,該物質(zhì)越穩(wěn)定
[解析] A項,冰為分子晶體,融化時破壞的是分子間作用力,錯誤。B項,原子晶體熔點的高低取決于共價鍵的強弱,共價鍵越強,熔點越高,正確。分子晶體熔沸點高低取決于分子間作用力的大小,而共價鍵的強弱決定了分子的穩(wěn)定性大小,C、D項錯誤。
[答案] B
4.(xx綿陽模擬)下列對各組物質(zhì)性質(zhì)的比較中,正確的是( )
A.硬度:Li>Na>K
B.熔點:金剛石>晶體硅>二氧化硅>碳化硅
C.第一電離能:Na
Na>K,故A正確;原子晶體中,鍵長越長其鍵能越小,則晶體的熔點越低,鍵能大小順序是:C—C鍵、C—Si鍵、Si—Si鍵,所以熔點高低順序是:金剛石>碳化硅>晶體硅,故B錯誤;同一周期,元素第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢,但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一電離能大于相鄰元素,第一電離能:Mg>Al>Na,故C錯誤;空間利用率:六方密堆積74%、面心立方74%、體心立方68%,所以空間利用率:六方密堆積=面心立方>體心立方,故D錯誤。
[答案] A
5.高溫下,超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu),晶體中氧的化合價部分為0價,部分為-2價。如圖所示為超氧化鉀晶體的一個晶胞,則下列說法正確的是( )
A.超氧化鉀的化學式為KO2,每個晶胞含有4個K+和4個O
B.晶體中每個K+周圍有8個O,每個O周圍有8個K+
C.晶體中與每個K+距離最近的K+有8個
D.晶體中與每個O距離最近的O有6個
[解析] 由題中的晶胞結(jié)構(gòu)知:有8個K+位于頂點,6個K+位于面心,則晶胞中含有的K+數(shù)為+=4(個);有12個O位于棱上,1個O處于中心,則晶胞中含有O數(shù)為12+1=4(個),所以超氧化鉀的化學式為KO2;晶體中每個K+周圍有6個O,每個O周圍有6個K+,晶體中與每個K+(或O)距離最近的K+(或O)有12個。
[答案] A
二、填空題
6.(xx揚州模擬)(1)金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應用廣泛。請回答下列問題:
①NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同,Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為69 pm和78 pm,則熔點FeO________NiO(填“<”或“>”);
②鐵有δ、γ、α三種同素異形體,各晶胞如下圖,則δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為________。
(2)元素金(Au)處于周期表中的第六周期,與Cu同族,一種銅金合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu),在晶胞中Cu原子處于面心,Au原子處于頂點位置,則該合金中Cu原子與Au原子數(shù)量之比為________;該晶體中,原子之間的強相互作用是______________。
(3)某鈣鈦型復合氧化物如圖1所示,以A原子為晶胞的頂點,A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb,當B位是V、Cr、Mn、Fe等時,這種化合物具有CMR效應。
①用A、B、O表示這類特殊晶體的化學式:________。
②已知La為+3價,當被鈣等二價元素A替代時,可形成復合鈣鈦礦化合物La1-xAxMnO3(x<0.1),此時一部分錳轉(zhuǎn)變?yōu)椋?價。導致材料在某一溫度附近有反鐵磁—鐵磁、鐵磁—順磁及金屬—半導體的轉(zhuǎn)變,則La1-xAxMnO3中三價錳與四價錳的物質(zhì)的量之比為________。
③下列有關說法正確的是________。
A.鑭、錳、氧分別位于周期表f、d、p區(qū)
B.氧的第一電離能比氮的第一電離能大
C.錳的電負性為1.59,Cr的電負性為1.66,說明錳的金屬性比鉻強
D.鉻的堆積方式與鉀相同,則其堆積方式如圖2所示
[解析] (1)①NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同,說明二者都是離子晶體,離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關,離子所帶電荷數(shù)越多,離子半徑越小,離子鍵越強,熔點越高。由于Ni2+的離子半徑小于Fe2+的離子半徑,則熔點NiO>FeO。②δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)分別是8個和6個,所以δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比是4∶3。
(2)元素金(Au)處于周期表中的第六周期,與Cu同族,則最外層電子數(shù)為1,則價電子排布式為5d106s1,在晶胞中Cu原子處于面心,N(Cu)=6=3,Au原子處于頂點位置,N(Au)=8=1,則該合金中Cu原子與Au原子數(shù)量之比為3∶1,為金屬晶體,原子間的作用力為金屬鍵。
(3)①由圖1可知,晶胞中A位于頂點,晶胞中含有A為8=1個,B位于晶胞的體心,含有1個,O位于面心,晶胞中含有O的個數(shù)為6=3則化學式為ABO3。
②設La1-xAxMnO3中三價錳與四價錳的物質(zhì)的量分別為m和n,則有3(1-x)+2x+3m+4n=6、m+n=1,解之得m=1-x,n=x,則La1-xAxMnO3中三價錳與四價錳的物質(zhì)的量之比為(1-x)∶x。
③A.由金屬在周期表中的位置可知鑭、錳、氧分別位于周期表f、d、p區(qū),故A正確;B.氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態(tài),穩(wěn)定性強,因此氮元素的第一電離能大于氧元素的第一電離能,故B錯誤;C.元素的電負性越強,金屬性越弱,故C正確;D.圖中堆積方式為鎂型,故D錯誤。
[答案] (1)①、?∶3 (2)3∶1 金屬鍵
(3)①ABO3 ②(1-x)∶x?、跘、C
7.Ⅰ.對于鈉的鹵化物(NaX)和硅的鹵化物(SiX4),下列敘述正確的是________。
A.SiX4難水解 B.SiX4是共價化合物
C.NaX易水解 D.NaX的熔點一般高于SiX4
Ⅱ.碳元素的單質(zhì)有多種形式,下圖依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖:
回答下列問題:
(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式,它們互為__________。
(2)金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化形式分別為________、________。
(3)C60屬于________晶體,石墨屬于________晶體。
(4)石墨晶體中,層內(nèi)C—C鍵的鍵長為142 pm,而金剛石中C—C鍵的鍵長為154 pm。其原因是金剛石中只存在C—C間的________共價鍵,而石墨層內(nèi)的C—C間不僅存在________共價鍵,還有________鍵。
(5)金剛石晶胞含有________個碳原子。若碳原子半徑為r,金剛石晶胞的邊長為a,根據(jù)硬球接觸模型,則r=________a,列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率________(不要求計算結(jié)果)。
[解析] Ⅰ.A項SiX4容易發(fā)生水解反應,錯誤。B項鹵素與硅都是非金屬元素,所以二者結(jié)合的化合物SiX4是共價化合物,正確。C項NaX可能是強酸強堿鹽,不發(fā)生水解反應,錯誤。D項NaX是離子化合物,微粒間通過離子鍵結(jié)合,而SiX4則是分子晶體,分子之間通過分子間作用力結(jié)合。因此NaX的熔點一般高于SiX4,正確。
Ⅱ.(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì),性質(zhì)不同,它們互稱同素異形體。(2)在金剛石中碳原子的四個價電子與四個C原子形成四個共價鍵,C的雜化形式是sp3;在石墨烯(指單層石墨)中碳原子與相鄰的三個C原子形成三個共價鍵,C的雜化形式是sp2。(3)C60是由60個C原子形成的分子,屬于分子晶體。而石墨在層內(nèi)原子間以共價鍵結(jié)合,在層間以分子間作用力結(jié)合,所以石墨屬于混合晶體。(4)在金剛石中只存在C—C間的σ共價鍵,在石墨層內(nèi)的C—C間不僅存在σ共價鍵,還存在π鍵。(5)金剛石的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)金剛石晶胞,頂點8個,相當于1個C原子,然后面心上6個,相當于3個C原子,而在其8個小正方體空隙中有一半也是C原子,且在晶胞內(nèi),故還有4個C原子,加在一起,可得一個金剛石晶胞中有8個C原子。若碳原子半徑為r,金剛石晶胞的邊長為a,根據(jù)硬球接觸模型,則正方體對角線的1/4就是C—C鍵的鍵長,即a=2r,所以r=a,碳原子在晶胞中的空間占有率w===。
[答案] Ⅰ.BD
Ⅱ.(1)同素異形體 (2)sp3 sp2
(3)分子 混合 (4)σ σ π(或大π鍵或ppπ鍵)
(5)8 ?。?
B級(能力提升)
一、選擇題
1.氮氧化鋁(AlON)屬原子晶體,是一種超強透明材料,下列描述錯誤的是( )
A.AlON和石英的化學鍵類型相同
B.AlON和石英晶體類型相同
C.AlON和Al2O3的化學鍵類型不同
D.AlON和Al2O3晶體類型相同
[解析] AlON與石英(SiO2)均為原子晶體,所含化學鍵均為共價鍵,A、B項正確;Al2O3是離子晶體,晶體中含離子鍵,不含共價鍵,C項正確,D項錯誤。
[答案] D
2.下面有關晶體的敘述中,不正確的是( )
A.金剛石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,由共價鍵形成的碳原子環(huán)中,最小的環(huán)上有6個碳原子
B.氯化鈉晶體中,每個Na+周圍距離相等且緊鄰的Na+共有6個
C.氯化銫晶體中,每個Cs+周圍緊鄰8個Cl-
D.干冰晶體中,每個CO2分子周圍緊鄰12個CO2分子
[解析] 氯化鈉晶體中每個Na+周圍距離相等且緊鄰的Na+共有12個,B項錯誤。
[答案] B
3.下列各物質(zhì)中,按熔點由高到低的順序排列正確的是( )
A.CH4>SiH4>GeH4>SnH4
B.KCl>NaCl>MgCl2>MgO
C.Rb>K>Na>Li
D.金剛石>Si>鈉
[解析] 晶體熔點的高低取決于構(gòu)成該晶體的結(jié)構(gòu)粒子間作用力的大小。A項物質(zhì)均為結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,其熔點取決于分子間作用力的大小,一般來說,結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大者分子間作用力也越大,故A項各物質(zhì)熔點應為逐漸升高的順序;B項物質(zhì)均為離子晶體,離子晶體熔點高低取決于離子鍵鍵能的大小,一般來說,離子的半徑越小,電荷越多,離子鍵的鍵能就越強,故B項各物質(zhì)熔點也應為升高順序;C項物質(zhì)均為同主族的金屬晶體,其熔點高低取決于金屬鍵的強弱,而金屬鍵鍵能與金屬原子半徑成反比,與價電子數(shù)成正比,堿金屬原子半徑依Li~Cs的順序增大,價電子數(shù)相同,故熔點應是Li最高,Cs最低;D項,原子晶體的熔點取決于共價鍵的鍵能,后者則與鍵長成反比,金剛石C—C鍵的鍵長更短些,所以金剛石的熔點比硅高。原子晶體的熔點一般比金屬晶體的熔點高。
[答案] D
二、綜合題
4.(xx安徽“江南十校”3月聯(lián)考)安徽省具有豐富的銅礦資源,請回答下列有關銅及其化合物的問題。
(1)請寫出基態(tài)Cu原子的外圍電子排布式________。焰火中的綠色是銅的焰色,基態(tài)銅原子在灼燒時外圍電子發(fā)生了________而變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)。
(2)新型農(nóng)藥松脂酸銅具有低殘留的特點,下圖是松脂酸銅的結(jié)構(gòu)簡式。
請分析1個松脂酸銅中π鍵的個數(shù)為________;加“*”碳原子的雜化方式為________。
(3)下圖是某銅礦的晶胞圖,請推算出此晶胞的化學式(以X表示某元素符號)________;與X等距離且最近的X原子個數(shù)為________。
(4)黃銅礦在冶煉的時候會產(chǎn)生副產(chǎn)品SO2,SO2分子的幾何構(gòu)型為________,比較第一電離能:S________O(填“>”或“<”)。
(5)黃銅合金可以表示為Cu3Zn,為面心立方晶胞,晶體密度為8.5 g/cm3,求晶胞的邊長(只寫計算式,不求結(jié)果):________。
[解析] (1)Cu元素為29號元素,原子核外有29個電子,位于周期表第四周期ⅠB族,Cu外圍電子排布式為3d104s1;基態(tài)銅原子在灼燒時外圍電子發(fā)生了躍遷而變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)。(2)根據(jù)雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵,故1個松脂酸銅中π鍵的個數(shù)是6個;加“*”碳原子的雜化方式為sp3。(3)晶胞中含有X原子數(shù)目=8+1=2,含有Cu:4,晶胞的化學式Cu2X;根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu),與X等距離且最近的X原子個數(shù)為8個。(4)根據(jù)價層電子對互斥理論,SO2分子的幾何構(gòu)型是V形;同主族元素從上到下非金屬性減弱,失電子能力增強,則第一電離能:S
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