晶体的结构与性质专项训练单元 易错题提高题检测.docx
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晶体的结构与性质专项训练单元易错题提高题检测
晶体的结构与性质专项训练单元易错题提高题检测
一、晶体的结构与性质
1.据《GreenChemistry》报道:
我国学者发明了低压高效电催化还原CO2的新方法,其总反应为:
NaC1+CO2
CO+NaC1O。
下列说法正确的是()
A.CO2的电子式:
B.NaC1属于离子晶体,其配位数为8
C.NaC1O中既有离子键又有共价键
D.还原22.4LCO2转移的电子数2NA
2.如图是从NaCl和CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图,其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是()
A.只有cB.b和cC.a和cD.a和d
3.下列叙述不正确的是
A.金刚石、SiC、NaF、NaCl、
、
晶体的熔点依次降低
B.CaO 晶体结构与NaCl晶体结构相似,CaO 晶体中
的配位数为6,且这些最邻近的
围成正八面体
C.设NaCl 的摩尔质量为
,NaCl的密度为
,阿伏加德罗常数为
,在NaCl 晶体中,两个距离最近的
中心间的距离为
D.X、Y 可形成立方晶体结构的化合物,其晶胞中X 占据所有棱的中心,Y 位于顶角位置,则该晶体的化学式为
4.下列晶体中,化学键种类相同,晶体类型也相同的是
A.SO2与SiO2B.CO2与H2OC.金刚石与C60D.SiCl4与KCl
5.下列说法不正确的是
A.2p和3p轨道形状均为哑铃形,能量也相等
B.金属离子的电荷越多、半径越小,金属晶体的熔点越高
C.石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏
D.DNA分子的两条长链中的碱基以氢键互补配对形成双螺旋结构,使遗传信息得以精准复制
6.下列各组物质发生的变化中,所克服的粒子间的作用(力)属同种类型的是()
A.酒精和食盐溶于水
B.石英(SiO2)和生石灰的熔化
C.氯化钠固体和冰的融化
D.碘和干冰的升华
7.金刚石的熔点为a℃,晶体硅的熔点为b℃,足球烯(分子式为C)的熔点为c℃,a、b、c的大小关系是()
A.a>b>cB.b>a>cC.c>a>bD.c>b>a
8.根据下表给出的几种物质的熔点、沸点数据,判断下列有关说法中错误的是()
晶体
NaCl
KCl
AlCl3
SiCl4
单质B
熔点/℃
810
776
190
﹣68
2300
沸点/℃
1465
1418
180
57
2500
A.SiCl4是分子晶体B.单质B可能是共价晶体
C.AlCl3加热能升华D.NaCl中化学键的强度比KCl中的小
9.砷(As)的化合物丰富多彩,砷的氧化物的分子结构如图。
GaAs是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与金刚石相似,下列说法错误的是
A.砷的氧化物是分子晶体B.砷氧化物的分子式为As6O4
C.GaAs是原子晶体D.熔、沸点:
GaAs>砷的氧化物
10.海水是资源宝库,蕴藏着丰富的化学元素,如氯、溴、碘等。
完成下列填空:
(1)氯离子原子核外有_____种不同运动状态的电子、有____种不同能量的电子。
(2)溴在周期表中的位置_________。
(3)卤素单质及其化合物在许多性质上都存在递变规律,请说明下列递变规律的原因。
①熔点按F2、Cl2、Br2、I2的顺序依次升高,原因是______________。
②还原性按Cl—、Br—、I—的顺序依次增大,原因是____________。
(4)已知X2(g)+H2(g)
2HX(g)+Q(X2表示Cl2、Br2),如图表示上述反应的平衡常数K与温度T的关系。
①Q表示X2(g)与H2(g)反应的反应热,Q_____0(填“>”、“<”或“=”)。
②写出曲线b表示的平衡常数K的表达式,K=______(表达式中写物质的化学式)。
(5)(CN)2是一种与Cl2性质相似的气体,在(CN)2中C显+3价,N显-3价,氮元素显负价的原因_________,该分子中每个原子都达到了8电子稳定结构,写出(CN)2的电子式_____。
11.砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。
回答下列问题:
(1)写出基态As原子的核外电子排布式___________。
(2)AsCl3分子的立体构型为_________,其中As的杂化轨道类型为________。
(3)GaF3的熔点高于1000℃,GaCl2的熔点为77.9℃,其原因是______________。
(4)GaAs的熔点为1238℃,密度为ρg/cm3,其晶胞结构如图所示。
该晶体的类型为______________,Ga与As以______________键结合。
Ga和As的摩尔质量分别为MGag/mol和MAsg/mol,原子半径分别为rGapm和rAspm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为______________。
12.
(1)氯酸钾熔化,粒子间克服了_____的作用力;二氧化硅熔化,粒子间克服了_____的作用力;碘的升华,粒子间克服了_____的作用力。
三种晶体的熔点由高到低的顺序是_____。
(2)下列六种晶体:
①CO2,②NaCl,③Na,④Si,⑤CS2,⑥金刚石,它们的熔点从低到高的顺序为_____(填序号)。
(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中,五种物质的熔点由高到低的顺序是_____。
(4)A、B、C、D为四种晶体,性质如下:
A.固态时能导电,能溶于盐酸
B.能溶于CS2,不溶于水
C.固态时不导电,液态时能导电,可溶于水
D.固态、液态时均不导电,熔点为3500℃
试推断它们的晶体类型:
A_____;B_____;C_____;D_____。
(5)如图中A~D是中学化学教科书上常见的几种晶体结构模型,请填写相应物质的名称:
A_____;B_____;C_____;D_____。
A.
B.
C.
D.
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、晶体的结构与性质
1.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.二氧化碳是共价化合物,含有两个碳氧双键,电子式为
,故A错误;
B.NaCl属于离子晶体,其阴阳离子配位数是6,故B错误;
C.NaC1O中是离子化合物,既含有离子键又含有共价键,故C正确;
D.缺标准状况,无法计算22.4L二氧化碳的物质的量,不能计算转移的电子数,故D错误;
故选C。
2.C
【解析】
【分析】
在NaCl晶体中,Na+或Cl-的配位数都是6,根据NaCl晶体中Na+与Cl-的配位数判断其结构的正确性。
【详解】
在NaCl晶体中,每个Na+周围同时吸引着距离相等且最近的6个Cl-,每个Cl-周围同时吸引着距离相等且最近的6个Na+,这个离子吸引的带相反电荷的微粒构成的是正八面体结构,图a符合条件;图c则是选取其中一个离子,沿X、Y、Z三个方向切割可得到6个等距离且最近的带相反电荷的离子,所以其配位数为6,故符合NaCl晶体结构的图示是a和c,故合理选项是C。
3.D
【解析】
【详解】
A.金刚石、SiC属于原子晶体,键长
,故金刚石中化学键更稳定,其熔点更高,NaF、NaCl都属于离子晶体,氟离子半径小于氯离子比较,故NaF的晶格能大于NaCl,则NaF的熔点更高,H2O、H2S都属于分子晶体,水分子之间存在氢键,熔点较高,熔点原子晶体
离子晶体
分子晶体,故金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低,故A正确;
B.CaO晶体结构与NaCl晶体结构相似,氯化钠的晶胞图为
,若Ca2+处于体心、棱中间,O2-位于面心、顶点,晶体中体心Ca2+与面心的6个O2-距离最近,Ca2+配位数为6,且这些最邻近的O2-围成正八面体,故B正确;
C.氯化钠的晶胞图为
,假设绿色球为Cl-,处于面对角线上的Cl-之间距离最近,设二者距离为
,则晶胞棱长
,晶胞体积
,晶胞中Cl-数目
,晶胞中Na+数目也是4,晶胞质量
,解得
,故C正确;
D.处于棱的中心的原子为4个晶胞共用,位于顶角的原子为8个晶胞共用,晶胞中X数目
,Y数目
,则该晶体的组成式为
,故D错误,
答案选D。
4.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.SO2属于分子晶体,
为原子晶体,晶体类型不同,化学键类型均为极性共价键,故A错误;
B.
和
均属于分子晶体,化学键类型均为极性共价键,化学键种类相同,晶体类型也相同,故B正确;
C.金刚石属于原子晶体,
属于分子晶体,晶体类型不同,化学键类型均为非极性共价键,故C错误;
D.
属于分子晶体,
属于离子晶体,晶体类型不同,化学键类型分别为极性共价键,离子键,化学键种类不相同,晶体类型也不相同,故D错误;
故答案选B。
【点睛】
含有离子键的一定为离子晶体,但含有共价键的可能为原子晶体或分子晶体。
不能通过化学键类型简单的判断化合物的晶体类型。
5.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.2p和3p轨道形状均为哑铃形,但是原子轨道离原子核越远,能量越高,2p轨道能量低于3p,A选项错误;
B.金属离子的电荷数越多,半径越小,则金属离子与自由电子之间的金属键越强,其金属晶体的硬度越大,熔沸点越高,B选项正确;
C.石墨属于层状结构晶体,每层石墨原子间为共价键,层与层之间为分子间作用力,金刚石只含有共价键,因而石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏,C选项正确;
D.DNA分子的两条长链中的碱基以氢键互补配对形成双螺旋结构,DNA复制时,在有关酶的作用下,两条链的配对碱基之间的氢键断裂,碱基暴露出来,形成了两条模板链,以半保留的方式进行复制,使遗传信息得以精准复制,D选项正确;
答案选A。
6.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.酒精和食盐溶于水,前者克服的是分子间的作用力(包括氢键),后者克服的是离子键,A不合题意;
B.石英(SiO2)熔化时,需克服共价键,生石灰熔化时,需克服离子键,B不合题意;
C.氯化钠固体熔化时,需克服离子键,冰融化时,需克服分子间的作用力(含氢键),C不合题意;
D.碘和干冰都属于分子晶体,升华时都需克服分子间的作用力,D符合题意;
故选D。
7.A
【解析】
【分析】
原子晶体原子半径越小,键能越高,熔点越高。
【详解】
金刚石和晶体硅均为原子晶体,二者晶体结构相似,熔点高,由于碳原子半径小于硅原子半径,所以碳碳键的键能高于硅硅键的键能,则金刚石的熔点高于晶体硅;足球烯(分子式为C60)为分子晶体,熔化时只需要克服分子间作用力,故熔点低。
综上所述,三者熔点:
金刚石>晶体硅>足球烯,A项符合题意。
故答案选:
A。
8.D
【解析】
【分析】
可根据题给的几种物质的熔点、沸点数据,判断这些物质的晶体类型:
共价晶体熔沸点很高,离子晶体熔沸点也较高,分子晶体熔沸点低。
在此基础上进一步判断各选项是否正确。
【详解】
A.根据题给数据,SiCl4熔点低,属于分子晶体,A选项正确;
B.根据题给数据,单质B熔沸点很高,可能是共价晶体,B选项正确;
C.AlCl3沸点低于熔点,加热时先达到沸点,所以,AlCl3加热能升华,C选项正确;
D.NaCl和KCl都是离子晶体,化学键均为离子键,由于半径:
r(Na+)<r(K+),所以NaCl中离子键的强度比KCl中的大,D选项错误;
答案选D。
【点睛】
离子键强弱比较:
离子半径越小、所带电荷越高,离子键越强。
9.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.该物质是由分子组成的,为分子晶体,故A正确;
B.根据图知,该分子中含有4个As原子、6个O原子,所以分子式为As4O6,故B错误;
C.金刚石为原子晶体,GaAs结构和金刚石相似,所以其晶体类型相同,为原子晶体,故C正确;
D.熔沸点:
原子晶体>分子晶体,GaAs为原子晶体,As的氧化物是分子晶体,所以熔沸点:
GaAs>砷的氧化物,故D正确;
故选B。
10.5第四周期、ⅦA(都对得1分)F2、Cl2、Br2、I2都是分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强。
从Cl-、Br-、I-半径依次增大,失电子的能力依次增强,还原性依次增大>K=
氮原子半径小于碳原子,氮原子吸引电子的能力比碳原子强,氮和碳之间共用电子对偏向氮原子,氮显负价
【解析】
【详解】
氯离子原子核外有18个电子,为不同的运动状态,处于5种不同的轨道,故答案为:
18;5;
溴与氯在同一主族,核电荷数为35,在周期表中第四周期、ⅦA,故答案为:
第四周期、ⅦA;
、
、
、
的相对分子质量逐渐增大,且都属于分子晶体,单质的相对分子质量越大,则熔点越高,故答案为:
、
、
、
都是分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强;
元素的非金属性越强,对应的阴离子的还原性越强,非金属性
,
、
、
半径依次增大,失电子的能力依次增强,还原性依次增大,故答案为:
从
、
、
半径依次增大,失电子的能力依次增强,还原性依次增大;
由图象可知,升高温度平衡常数减小,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,
,故答案为:
;
同一温度时,a曲线的K值最大,说明卤素单质与氢气化合的能力最强,Cl2、Br2中Cl2的氧化性最强,所以最易与氢气化合的是氯气,所以b曲线表示Br2与H2反应时K与t的关系.平衡常数等于生成物与反应物的浓度幂之积,K=
,故答案为:
;
的非金属性较C强,氮原子吸引电子的能力比碳原子强,氮和碳之间共用电子对偏向氮原子,氮显负价,电子式为
,故答案为:
氮原子半径小于碳原子,氮原子吸引电子的能力比碳原子强,氮和碳之间共用电子对偏向氮原子,氮显负价;
。
11.[Ar]3d104s24p3三角锥形sp3GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体原子晶体共价
×100%
【解析】
【分析】
【详解】
(1)As是33号元素,原子核外有33个电子,根据构造原理书写As原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3;
(2)AsCl3分子中As原子价层电子对个数=3+
=4,且含有一个孤电子对,根据价层电子对互斥理论可知该分子的立体构型为三角锥形,As原子杂化方式为sp3杂化;
(3)离子晶体熔沸点较高、分子晶体熔沸点较低,GaF3的熔点高,说明其为离子晶体,GaCl3的熔点为77.9℃,比较低,则GaCl3为分子晶体,所以前者沸点高于后者;
(4)GaAs的熔点为1238℃,熔点较高,原子之间以共价键结合形成属于原子晶体;密度为ρg/cm3,根据均摊法计算,As:
8×
+6×
=4;Ga:
4×1=4,故其晶胞中原子所占的体积V1=(
)×10-30cm3,晶胞的体积V2=
cm3,故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为
×100%。
12.离子键共价键分子间作用力二氧化硅>氯酸钾>碘①<⑤<③<②<④<⑥H2<CO2<HF<(NH4)2SO4<SiC金属晶体分子晶体离子晶体原子晶体氯化铯氯化钠二氧化硅金刚石
【解析】
【分析】
分析构成晶体的结构微粒及微粒间的作用力,确定晶体的所属类型,根据晶体的物理性质变化的一般规律并结合具体情况进行分析。
【详解】
(1)氯酸钾属于离子化合物,其在熔化过程中粒子间克服了离子键;二氧化硅属于只含有共价键的原子晶体,其熔化时粒子间克服了共价键的作用力;碘属于分子晶体,其在升华时粒子间克服了分子间作用力。
在通常情况下,原子晶体的熔点高于离子晶体、离子晶体高于分子晶体,故三种晶体的熔点由高到低的顺序是:
二氧化硅>氯酸钾>碘。
(2)①CO2属于分子晶体,在常温下是气体;
②NaCl属于离子晶体,在常温下是固体;
③Na属于熔点较低的金属晶体,在常温下是固体;
④Si属于原子晶体,在常温下是固体;
⑤CS2属于分子晶体,在常温下是液体,且其相对分子质量大于CO2;
⑥金刚石属于原子晶体,在常温下是固体,碳原子的半径小于硅原子,故金刚石的熔点高于晶体硅。
在通常情况下,原子晶体的熔点高于离子晶体、离子晶体高于分子晶体。
综上所述,它们的熔点从低到高的顺序为①<⑤<③<②<④<⑥。
(3)H2属于分子晶体,相对分子质量为2,在常温下是气体;(NH4)2SO4属于离子晶体,在常温下是固体;SiC属于原子晶体,在常温下是固体;CO2属于分子晶体,相对分子质量为44,在常温下是气体;HF属于分子晶体,其分子间可以形成氢键,在常温下是气体;在分子晶体中,相对分子质量较大,其熔点较高,存在分子间氢键的,其熔点较高。
在通常情况下,原子晶体的熔点高于离子晶体、离子晶体高于分子晶体,因此,五种物质的熔点由高到低的顺序是H2<CO2<HF<(NH4)2SO4<SiC。
(4)A.固态时能导电,说明其中含有能够自由移动的电子,故A为金属晶体;
B.CS2属于非极性分子,根据相似相溶原理可知,能溶于CS2、不溶于水的晶体,其一定是由非极性分子组成的,故B属于分子晶体;
C.固态时不导电,液态时能导电,说明其熔化后可以产生自由移动的离子,故C为离子晶体;
D.固态、液态时均不导电,不可能是金属晶体或石墨;熔点为3500℃,其熔点很高,故D为原子晶体。
(5)如图中A~D是中学化学教科书上常见的几种晶体结构模型:
A.
该晶体中,两种粒子的配位数均为8,故其为氯化铯;
B.
该晶体中,两种粒子的配位数均为6,故其为氯化钠;
C.
该晶体中每个Si原子与相邻的4个O原子形成共价键,每个O原子与相邻的2个Si原子形成共价键,并且向空间发展形成空间立体网状结构,故其为二氧化硅;
D.
该晶体中每个原子与相邻的4个原子形成共价键,并且向空间发展形成空间立体网状结构,故其为金刚石。
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