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文档简介
1、章末复习提升固体固体固体固体固体固体专题一“三键一力”的比较离子键共价键金属键分子间作用力非极性键极性键配位键范德华力氢键本质阴、阳离子间通过静电作用形成相邻原子间通过共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静电作用形成金属阳离子与自由电子间作用静电作用成键条件(元素种类)成键原子的得、失电子能力差别很大成键原子相同成键原子不同,但得、失电子能力差别较小成键原子一方有孤电子对(配位体),另一方有空轨道金属单质或合金氢键的形成条件是分子中存在强极性的NH、OH或FH键特征无方向性、饱和性有方向性、饱和性无方向性、饱和性氢键有饱和性和方向性,范德华力无表示方法电子式HH氢键:XHY结构式HHHCl存在
2、的表现形式(举例)离子化合物(离子晶体)非金属单质,共价化合物,部分离子化合物如Na2O2共价化合物,离子化合物离子化合物如NH4Cl,共价化合物如Al2Cl6金属单质晶体或合金分子间均存在范德华力,部分分子的分子间或分子内存在氢键作用力大小比较一般阴、阳离子电荷越多,半径越小,离子键越强成键原子电负性差值越大,键的极性越强;键能越大,键长越小,共价键越稳定(牢固)金属阳离子半径越小,价电子数越多,金属键越强相对分子质量和分子极性影响范德华力大小,电负性和原子半径影响氢键强弱化学键氢键>范德华力典例1在下列化学反应中,既有离子键、极性键、非极性键断裂,又有离子键、极性键、非极性键形成的是
3、(A)A2Na2O22H2O=4NaOHO2BMg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3CCl2H2O=HClOHClDNH4ClNaOHNaClNH3H2O解析:化学反应是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。A反应中既有Na与O之间的离子键、O中的氧氧非极性键,H2O中氢氧极性键的断裂,又有生成物中Na与OH之间的离子键、OH中的氢氧极性键、O2中氧氧非极性键的形成,符合题意;B反应中缺少非极性键的形成,不符合题意;C反应中没有离子键的断裂和形成,也没有非极性键的形成,不符合题意;D反应中没有非极性键的断裂和形成,不符合题意。变式训练1下列说法正确的是(B)A化学键都具有饱和性和方向性B晶体
4、中只要有阴离子,就一定有阳离子C氢键具有方向性和饱和性,也属于一种化学键D金属键由于无法描述其键长、键角,故不属于化学键解析:离子键、金属键没有饱和性、方向性;氢键不属于化学键;金属键属于化学键。专题二四种晶体类型的性质比较晶体分子晶体离子晶体金属晶体原子晶体构成粒子分子阴、阳离子金属离子、自由电子原子粒子间作用范德华力(少数有氢键)离子键金属键共价键性质熔、沸点较低较高一般较高很高硬度小略硬而脆较大很大溶解性相似相溶多数溶于水不溶,有些与水反应不溶机械加工性能不良不良良好不良导电性固态、液态不导电,部分溶于水导电固态时不导电,熔化时、能溶于水的溶于水时导电固态时导电,熔化时导电大部分固态、熔
5、化时都不导电作用力大小规律组成和结构相似的分子,相对分子质量大的范德华力大离子的电荷多、半径小,离子键强金属原子的价电子数多、半径小,金属离子与自由电子间的作用力强共价键短(电子云重叠多)、原子半径小,键牢固典例2下列关于晶体的说法正确的组合是(D)分子晶体中都存在共价键在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低离子晶体中只有离子键没有共价键,分子晶体中肯定没有离子键CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个Ti4和12个O2相紧邻(图中Ca2、O2、Ti4分别位于立方体的体心、面心和顶点)SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相
6、结合晶体中分子间作用力越大,分子越稳定氯化钠熔化时离子键被破坏ABCD解析:稀有气体的晶体内不含化学键;金属晶体中含阳离子和自由电子,无阴离子;离子晶体内可能有共价键;SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合;分子的稳定性由共价键的键能决定,与分子间作用力无关。变式训练2下列各项所述的数字不是12的是(B)A在NaCl晶体中,与一个Na最近的且距离相等的Na的个数B在金刚石晶体中,最小的环上的碳原子个数C在二氧化硅晶体中,最小的环上的原子个数D干冰晶体中每个CO2分子周围最近且距离相等的CO2分子的个数解析:金刚石晶体中,最小的环上有6个碳原子。知识点三判断晶体类型1依据物质的分类判
7、断(1)金属氧化物(如K2O等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。(2)金属单质(除汞外)与合金是金属晶体。(3)常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等;常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。(4)大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)都是分子晶体。2根据物质的物理性质判断晶体的类型(1)在常温下呈气态或液态的物质,其晶体应属于分子晶体(Hg除外),如H2O、H2等。对于稀有气体,虽然构成物质的微粒为原子,但应看作单原子分子,因为微粒间的相互作用力是范德华力,而非共价键。
8、(2)在熔融状态下能导电的晶体(化合物)是离子晶体。如:NaCl熔融后电离出Na和Cl,能自由移动,所以能导电。(3)有较高的熔点,硬度大,并且难溶于水的物质大多为原子晶体,如晶体硅、二氧化硅、金刚石等。(4)易升华的物质大多为分子晶体。3根据物质所含化学键的类型判断晶体的类型(1)离子晶体与化学键的关系:离子晶体中一定含有离子键,可能含有共价键。注意,可以再细化:离子晶体中一定含有离子键,可能含有极性共价键、非极性共价键、配位键。含有离子键的化合物一定是离子化合物。离子晶体一定是由阴、阳离子构成的,但晶体中可以含有分子,如结晶水合物。离子晶体中一定含有阳离子,但含有阳离子的晶体不一定是离子晶
9、体。非金属元素也可以形成离子化合物,如NH4Cl、NH4NO3等都是离子化合物。(2)分子晶体与分子间作用力及化学键的关系:分子晶体中一定含有分子间作用力。稀有气体形成的晶体是分子晶体,而稀有气体是单原子分子,其晶体中只含有分子间作用力。除稀有气体外的其他分子晶体均含有分子间作用力和分子内共价键。分子晶体中的分子间作用力决定物质的物理性质(如熔点、硬度、溶解性等),而共价键决定分子的化学性质。(3)原子晶体与化学键的关系:原子晶体中一定有共价键,且只有共价键,无分子间作用力。原子晶体一定是由原子构成的,可以是同种元素的原子,也可以是不同种元素的原子。共价化合物形成的晶体可能是原子晶体,也可能是
10、分子晶体。典例3分析下列物质的物理性质,判断其晶体类型:(1)碳化铝,黄色晶体,熔点2 200 ,熔融状态下不导电_原子晶体_。(2)溴化铝,无色晶体,熔点98 ,熔融状态下不导电_分子晶体_。(3)五氟化钒,无色晶体,熔点19.5 ,易溶于乙醇、氯仿、丙酮等_分子晶体_。(4)溴化钾,无色晶体,熔融时或溶于水中能导电_离子晶体_。解析:晶体的熔点高低、熔融态能否导电及溶解性等性质相结合,是判断晶体类型的重要依据。原子晶体和离子晶体的熔点都很高或较高,两者最大的差异是熔融态的导电性不同。原子晶体熔融态不导电,离子晶体熔融时或水溶液都能导电。原子晶体和分子晶体的区别则主要在于熔沸点有很大差异。一
11、般原子晶体和分子晶体熔融状态时都不能导电。另外易溶于一些有机溶剂往往也是分子晶体的特征之一。变式训练3现有5种固态物质:氯化钠、硼、石墨、锑、氖。将符合信息的物质名称和所属晶体类型填在表格中:编号信息物质名称晶体类型(1)熔点811,硬度较大,易溶于水,水溶液或熔融态时均能导电_氯化钠_离子晶体_(2)熔点630.74,沸点1 750,导电_锑_金属晶体_(3)由分子间作用力结合而成,熔点很低,化学性质稳定_氖_分子晶体_(4)由共价键结合成空间网状结构的晶体,熔点2 300,沸点2 550,硬度大_硼_原子晶体_(5)由共价键结合成层状结构的晶体,熔点高、能导电,具有滑腻感_石墨_混合晶体_
12、知识点四物质熔沸点高低的比较首先判断物质的状态:固体>液体>气体,如I2>Hg>O2。1不同晶型的物质的熔沸点高低顺序一般是:原子晶体>离子晶体>分子晶体。同一晶型的物质,则晶体内部结构微粒间的作用越强,熔沸点越高。2原子晶体要比较共价键的强弱,一般地说,原子半径越小,形成的共价键的键长越短,键能越大,其晶体熔沸点越高。如熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅。键长:CC<CSi<SiSi键能:CC>CSi>SiSi3离子晶体要比较离子键的强弱。一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用就越强,其离子晶体的熔沸点
13、就越高,如熔点:MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。4分子晶体:(1)组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高,如熔沸点:O2>N2,HI>HBr>HCl,I2>Br2>Cl2>F2。(2)组成和结构不相似的物质,分子极性越大,其熔沸点就越高,如熔沸点:CO>N2。(3)在同分异构体中,一般地说,支链数越多,熔沸点越低,如熔沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷;同分异构体的芳香烃及其衍生物,其熔沸点高低顺序是邻>间>对位化合物。5金属晶体中金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属阳离子与
14、自由电子间的作用越强,金属熔沸点就越高。典例4下列化合物,按其晶体的熔点由高到低排列正确的是(A)ASiO2、CsCl、CBr4、CF4BSiO2、CsCl、CF4、CBr4CCsCl、SiO2、CBr4、CF4DCF4、CBr4、CsCl、SiO2解析:SiO2是原子晶体,CsCl是离子晶体,一般来说,原子晶体的熔点高于离子晶体。CBr4和CF4都是分子晶体,一般来说,组成相似的分子,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高。所以熔点由高到低的顺序是:SiO2>CsCl>CBr4>CF4。变式训练4下列各物质中,按熔沸点由低到高排列正确的是_AE_。AKCl、NaCl、
15、MgCl2、MgOB金刚石、SiC、SiO2、硅CH2O、H2S、H2Se、H2TeDNa、K、Rb、AlECO2、Na、KCl、SiO2F.O2、I2、Hg、MgCl2G钠、钾、钠钾合金H.CH4、H2O、HF、NH3ICH4、C2H6、C4H10、C3H8JCH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4解析:A中离子半径:K>Na,O2>Cl,离子电荷KNa<Mg2,离子半径越大,熔沸点越低,正确;B中键长:CC<SiO<CSi<SiSi,半径之和越大,熔沸点越低,错误;C中相对分子质量逐渐升高,沸点应该逐渐升高,但水分子间
16、会形成氢键,导致其熔沸点升高,错误;D中半径:Al<Na<K<Rb,半径越大,熔沸点越低,D错。E中CO2为气体,Na为金属晶体,KCl为离子晶体,SiO2为原子晶体,正确;F中O2为气态,I2为固态,Hg为液态,MgCl2为离子晶体,错误;G中合金的熔沸点低于其任何一种成分金属,错误;H中H2O、HF、NH3分子间分别会形成氢键,它们的沸点肯定高于CH4的,常温下H2O为液态,沸点最高,错误;I中的几种物质互为同系物,它们都是分子晶体,其沸点随着碳原子数增多(即相对分子质量增大)而逐渐增大,错误;J中的几种物质互为同分异构体,支链越多,分子对称性越好,范德华力越弱,熔沸点越
17、低,错误。知识点五晶胞结构及有关简单计算1熟悉几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目ANaCl(含4个Na,4个Cl)B干冰(含4个CO2)CCaF2(含4个Ca2,8个F)D金刚石(含8个C)E体心立方(含2个原子)F面心立方(含4个原子)2掌握晶胞的基本计算方法(1)晶胞中所含粒子数的计算方法均摊法原则:晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有,那么,每个晶胞对这个粒子分得的份额就是。(2)计算方法特别注意:当晶胞为六棱柱时,其顶点上的粒子被6个晶胞共用,每个粒子属于该晶胞的部分为;而不是。审题时一定要注意是“分子结构”还是“晶体结构”,若是分子结构,其化学式由图中所有实际存在的原子
18、个数决定,原子个数比可以不约简。3有关晶胞各物理量的关系对于立方晶胞,可简化成下面的公式进行各物理量的计算:a3××NAn×M,a表示晶胞的棱长,表示密度,NA表示阿伏加德罗常数,n表示1 mol晶胞中所含晶体的物质的量,M表示相对分子质量,a3××NA表示1 mol晶胞的质量。如NaCl:a3NA4M(M58.5)。典例5某离子晶体的晶胞结构如图所示。试回答下列问题:(1)晶体中每个Y同时吸引着_4_个X,每个X同时吸引着_8_个Y,该晶体的化学式是_XY2(或Y2X)_。(2)晶体中在每个X周围与它最近且距离相等的X共有_12_个。(3)设
19、该晶体的摩尔质量为M g·mol1,晶胞的密度为 g·cm3,阿伏加德罗常数为NA,则晶体中两个最近的X间的距离为_cm。解析:此晶胞初看比较复杂,若将X、Y分开来看,X在晶胞中的位置类似NaCl中的Na或Cl,如图(a)。体内8个Y分别位于每个小立方体的中心,如图(b)。(1)从图(b)知,每个Y同时吸引着4个X,为方便观察,根据晶胞与晶体的关系,不难想像出图(a)与图(c)是等效的,所以由图(c)中心的X与图(b)中Y的关系知,每个X同时吸引着8个Y。所以此离子化合物的化学式为XY2(或Y2X)。(2)从图(c)中心的X来看,与它最近且距离相等的X处于小立方体平面四边形
20、的面对角线上,共有12个。(3)因晶胞内X占8×6×4个,Y占8个,即有4个XY2(或Y2X)。故其物质的量为 mol,质量为g。设晶胞边长为a cm,晶体中最近的两个X间的距离为l cm;由ma3和l×a得:l××××(cm)。变式训练5(2019·河南许昌一模)磷化硼(BP)是一种有价值的耐磨硬涂层材料,这种陶瓷材料可作为金属表面的保护薄膜,它是通过在高温(T750 )氢气氛围下BBr3和PBr3反应制得的,BBr3的空间构型为_平面三角形_,BP晶胞的结构如图所示,当晶胞晶格参数为478 pm(即图中立方体的
21、每条边长为478pm)时,BP中B和P之间的最近距离为_119.5 pm_。解析:B原子含有3个价电子,与3个Br原子形成键,空间构型为平面三角形;根据BP的晶胞示意图可知硼原子和磷原子之间的最近距离等于晶胞体对角线的,设最近距离为x,则(4x)2478247824782,解得x119.5 pm。考纲要求1理解离子键的含义,能说明离子键的形成。2了解NaCl型和CsCl型离子晶体的结构特征,能用晶格能解释典型离子化合物的某些物理性质。3了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。4能用金属键的自由电子理论解释金属的某些物理性质。5知道金属晶体的基本堆积方式,了解简单
22、晶体的晶胞结构特征。6了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的构成微粒、微粒间作用力的区别。Z1(2019·全国卷)Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。回答下列问题:(5)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为_g·cm3(列出计算式)。解析:根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中,共计是8个,根据化学式可知氧原子个数是4个,则Li2O的密度是 g·cm3。2(2019·全国卷·35)硫及其化合物有许多用
23、途,相关物质的物理常数如下表所示:H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔点/85.5115.2>600(分解)75.516.810.3沸点/60.3444.610.045.0337.0回答下列问题:(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为_×1021_g·cm3;晶胞中Fe2位于S所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为_a_nm。解析:FeS2晶体的晶胞中Fe2位于立方体的棱上和体心,因此一个晶胞中含有Fe2为12×14(个),含有S为6×8
24、5;4(个),因此一个晶胞中含有4个FeS2,因此晶体的密度为 g·cm3×1021 g·cm3。S形成正八面体,其中四个S形成的正方形的对角线即为晶胞的边长a nm,若正八面体的边长x,则xa,因此x nm nm。3(2019·全国卷·35)锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为_六方最密堆积_。六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为_g·cm3(列出计算式)。解析:(5)结合题中所给金属锌晶体中的原子堆积方式,
25、可知这种堆积方式称为六方最密堆积。六棱柱底边边长为a cm,可求六棱柱底面积6××a×a×sin60°6×a2,六棱柱高为c cm,则六棱柱的体积6×a2 c;一个金属锌晶胞中含有锌原子数12×2×36,然后根据密度的计算公式:4(2019·新课标卷)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO23H2=CH3OHH2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:(5)MgO具有NaCl型结构(如图),其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实
26、验测得MgO的晶胞参数为a0.420 nm,则r(O2)为_0.148_nm。MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a0.448 nm,则r(Mn2)为_0.076_nm。解析:(5)由题意知在MgO中,阴离子作面心立方堆积,氧离子沿晶胞的面对角线方向接触,所以a2r(O2),r(O2)0.148 nm;MnO的晶胞参数比MgO更大,说明阴离子之间不再接触,阴阳离子沿坐标轴方向接触,故2r(Mn2)r(O2)a',r(Mn2)0.076 nm。5(2019·江苏卷)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。(5)
27、某FexNy的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe(xn)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为_Fe3CuN_。图1FexNy晶胞结构示意图图2转化过程的能量变化解析:(5)能量低更稳定,Cu代替a位置的Fe(顶点上的Fe),晶胞中Cu个数为8×1,Fe个数为6×3,N个数为1,化学式为Fe3CuN。第三章学业质量标准检测(90分钟,100分)一、选择题(本题包括17个小题,每小题3分,共51分)1由单质形成的晶体一定不存在的微粒是(C)A原子B分子C阴离
28、子D阳离子解析:由单质形成的晶体可能有:硅、金刚石(原子晶体),S8、Cl2(分子晶体),Na、Mg(金属晶体),在这些晶体中,构成晶体的微粒分别是原子、分子、金属阳离子和自由电子,构成离子晶体的微粒是阴、阳离子,但离子晶体不可能是单质。2下列对化学知识概括合理的是(C)A原子晶体、离子晶体、金属晶体、分子晶体中都一定存在化学键B同素异形体之间的转化都是物理变化C原子晶体的熔点不一定比金属晶体的高,分子晶体的熔点不一定比金属晶体的低D一种元素可能有多种氧化物,但同种化合价只对应一种氧化物解析:稀有气体的晶体中不含有化学键,A项错;3O22O3是化学变化,B项错;晶体硅的熔点比钨低,蔗糖的熔点比
29、汞高,C项正确;N元素显4价的氧化物有NO2、N2O4,D项错。3下列叙述中正确的是(B)A干冰升华时碳氧键发生断裂BCaO和SiO2晶体中都不存在单个小分子CNa2O与Na2O2所含的化学键类型完全相同DBr2蒸气被木炭吸附时共价键被破坏解析:A、D两项所述变化属于物理变化,故化学键未被破坏,所以A、D两项错误;C选项中,Na2O只含离子键,Na2O2既有离子键又有非极性键,所以C项错误,故选B。4下列晶体分类中正确的一组是(C)选项离子晶体原子晶体分子晶体ANaOHArSO2BH2SO4石墨SCCH3COONa水晶DBa(OH)2金刚石玻璃5关于晶体的下列说法正确的是(B)A化学键都具有饱
30、和性和方向性B晶体中只要有阴离子,就一定有阳离子C氢键具有方向性和饱和性,也属于一种化学键D金属键由于无法描述其键长、键角,故不属于化学键解析:离子键、金属键没有饱和性、方向性;氢键不属于化学键;金属键属于化学键。6制造光导纤维的材料是一种很纯的硅氧化物,它是具有立体网状结构的晶体,下图是简化了的平面示意图,关于这种制造光纤的材料,下列说法正确的是(C)A它的晶体中硅原子与氧原子数目比是14B它的晶体中硅原子与氧原子数目比是16C这种氧化物是原子晶体D这种氧化物是分子晶体解析:由题意可知,该晶体具有立体网状结构,是原子晶体,一个Si原子与4个O原子形成4个SiO键,一个O原子与2个Si原子形成
31、2个SiO键,所以在晶体中硅原子与氧原子数目比是12。7金属晶体和离子晶体是重要晶体类型。下列关于它们的说法中,正确的是(C)A金属晶体和离子晶体都能导电B在镁晶体中,1个Mg2只与2个价电子存在强烈的相互作用C金属晶体和离子晶体都可采取“紧密堆积”方式D金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等强烈的相互作用,很难断裂,因而都具有延展性解析:离子晶体在固态时不导电;在金属晶体中,自由电子为整块金属所有,不专属于某个离子;金属键和离子键均无方向性和饱和性,使两类晶体均采取“紧密堆积”方式;离子晶体无延展性。8按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),对第三周期元素性质的描述正确的是(C)A原子半
32、径和离子半径均减小B氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强C单质的晶体类型金属晶体、原子晶体和分子晶体D单质的熔点降低解析:Na、Mg、Al是金属晶体,Si是原子晶体,P、S、Cl2是分子晶体,C正确。9下列说法正确的是(C)A用乙醇或CCl4可提取碘水中的碘单质BNaCl和SiC晶体熔化时,克服粒子间作用力的类型相同C24Mg32S晶体中电子总数与中子总数之比为11DH2S和SiF4分子中各原子最外层都满足8电子结构解析:A选项,用于从碘水中萃取碘的溶剂必须不能与水混溶,因此CCl4可以,而乙醇不可以;B选项,晶体熔化时NaCl破坏离子键,而SiC破坏共价键;C选项,24Mg32S 电子总数为
33、121628,而中子数为(2412)(3216)28,故二者比例11;D选项,H2S中氢原子成键后最外层电子数为2。10氮氧化铝(AlON)属原子晶体,是一种超强透明材料。下列描述中错误的是(D)AAlON和石英的化学键类型相同BAlON和石英晶体类型相同CAlON和Al2O3的化学键类型不同DAlON和Al2O3晶体类型相同解析:AlON与石英(SiO2)均为原子晶体,所含化学键均为共价键,A、B正确;Al2O3是离子晶体,晶体中含离子键,不含共价键,C正确、D错误。11观察下列模型并结合有关信息,判断下列说法不正确的是(B)HCNS8SF6B12结构单元结构模型示意图备注易溶于CS2熔点1
34、 873 KAHCN的结构式为HCN,分子中含有2个键和2个键B固态硫S8属于原子晶体CSF6是由极性键构成的非极性分子D单质硼属原子晶体,结构单元中含有30个BB键解析:“CN”键中含有1个键和2个键,所以HCN中共有2个键和2个键,A项正确;B属于分子晶体,B项错;SF6是正八面体对称结构。是非极性分子,C项正确;硼晶体的结构单元中有12个B原子,每个原子形成5个BB键,而每个BB键为2个原子所共有,所以BB键数为12×5/230个,D项正确。12X、Y都是A族(Be除外)的元素,已知它们的碳酸盐的热分解温度:T(XCO3)>T(YCO3),则下列判断不正确的是(A)A晶格
35、能:XCO3>YCO3B阳离子半径:X2>Y2C金属性:X>YD氧化物的熔点:XO<YO解析:碳酸盐的热分解是由于晶体中的阳离子结合碳酸根中的氧离子。热分解温度越高,该阳离子越难结合氧离子,离子半径越大,故B项正确;同时该碳酸盐的晶格能也越小,故A项不正确(同类型晶体,晶格能与离子半径成反比);同族元素离子半径越大,原子的半径也越大,金属性必然越强,故C项正确;阳离子半径是X2>Y2,则晶格能XO<YO,故熔点XO<YO,D项正确。13在解释下列物质的变化规律与物质结构间的因果关系时,与化学键的强弱无关的是(D)A钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高,硬度逐
36、渐增大B金刚石的硬度大于晶体硅的硬度,其熔点也高于晶体硅的熔点CKF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低DCF4、SiF4、GeF4、SnF4的熔点和沸点逐渐升高解析:钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高,硬度逐渐增大,这是因为它们中的金属键逐渐增强,与化学键的强弱有关;金刚石的硬度大于晶体硅的硬度,其熔点也高于晶体硅的熔点,这是因为CC键的键长比SiSi键的键长短,CC键的键能比SiSi键的键能大,也与化学键的强弱有关;KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低,这是因为它们中的离子键的强度逐渐减弱,与化学键的强弱有关;CF4、SiF4、GeF4、SnF4的熔点和沸点逐渐升高,这是因为分子间作用力随
37、相对分子质量的增大而增大,与化学键的强弱无关。14下列说法正确的是(D)A熔点:锂<钠<钾<铷<铯B由于HCl的分子间作用力大于HI,故HCl比HI稳定C等质量的金刚石和石墨晶体所含碳碳键的数目相等D已知AB的离子晶体结构如右上图所示,则每个A周围距离最近且等距的B有8个解析:A项熔点应逐渐降低;B项HCl比HI稳定是因为HCl键比HI键牢固的缘故;C项12 g金刚石中含2 mol CC键,12 g石墨中含有1.5 mol CC键;D项中每个A被8个B所形成的立方体包围,B亦被8个A所形成的立方体包围。15下列说法中正确的是(C)ANa2O2晶体中的阳离子与阴离子个数比
38、为11B石墨晶体中C原子数与CC共价键数比为13C3HO与2HO分子中的质子个数比为11D冰晶体中H2O分子个数与氢键数目比为14解析:Na2O2晶体中的阳、阴离子为Na、O,其个数比为21,A项错;石墨中1个C原子形成×3个共价键,C原子数与CC共价键数比为23,B项错;D项冰晶体中一个水分子可形成四个氢键,但是每个氢键被2个H2O分子共有,故H2O分子个数与氢键数目比为12,D项错;C项不论何种水,其质子数均为10,C项正确。16硼化镁在39 K时具有超导性。在硼化镁晶体的理想模型中,镁原子和硼原子是分层排布的,一层镁一层硼的相间排列,下图是该晶体微观空间中取出的部分原子沿z轴方
39、向的投影(黑球是硼原子投影,白球是镁原子投影),下图中硼原子和镁原子投影在同一平面上。根据图确定硼化镁的化学式为(B)AMgBBMgB2CMg2BDMgB617钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体,其结构如图所示,有关说法正确的是(C)A该晶体为分子晶体B晶体的化学式为Ba2O2C该氧化物的电子式为D与每个Ba2距离相等且最近的Ba2共有6个解析:钡是活泼的金属,形成的氧化物是离子晶体,选项A不正确;根据晶胞可知钡原子的个数是8×6×4,而O个数是12×14,所以化学式应该是BaO2,选项B不正确,而选项C正确;与每个Ba2距离相等且最近的Ba2共有12个,选项
40、D不正确。二、非选择题(本题包括5小题,共49分)18(10分)(2019·广东珠海一模)(1)固体可分为晶体、非晶体和准晶体三大类,可通过_X射线衍射_方法区分晶体、非晶体和准晶体,以色列科学家丹尼尔·谢赫特曼因发现锰的化合物准晶体而独享了2019年诺贝尔化学奖。基态Mn原子的电子排布式为_Ar3d54s2_。(2)PCl3的立体构型为_三角锥形_,中心原子的杂化轨道类型_sp3_。(3)硼的卤化物在工业中有重要作用,硼的四种卤化物的沸点如下表所示。BF3BCl3BBr3BI3沸点/K172285364483四种卤化物沸点依次升高的原因是_分子结构相似,相对分子质量增大,
41、分子间作用力逐渐增强_。B、C、N、O三种元素第一电离能由小到大的顺序为_B<C<O<N_。用BF3分子结构解释反应BF3(g)NH4F(s)NH4BF4(s)能够发生的原因:_BF3分子中硼原子有空轨道,F有孤对电子,能通过配位键形成BF_。(4)碳元素的单质有多种形式,下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图:回答下列问题石墨晶体中,层内CC键的键长为142 pm,而金刚石中CC键的键长为154 pm,其原因是金刚石中只存在CC间的_共价键,而石墨层内的CC间存在_、_键。金刚石晶胞含有_8_个碳原子。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有
42、率_ _ (不要求计算结果)。解析:(1)固体可分为晶体、非晶体和准晶体三大类,可通过X射线衍射方法区分晶体、非晶体和准晶体,以色列科学家丹尼尔·谢赫特曼因发现锰的化合物准晶体而独享了2019年诺贝尔化学奖。锰是25号元素,基态Mn原子的电子排布式为Ar3d54s2,故答案为:X射线衍射; Ar3d54s2;(2)PCl3中P原子与3个氯原子相连,含有1个孤电子对,立体构型为三角锥形,中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化,故答案为:三角锥形;sp3;(3)硼的四种卤化物均为分子晶体,且分子结构相似,相对分子质量逐渐增大,分子间作用力逐渐增强,沸点依次升高,故答案为:分子结构相似,相对分
43、子质量增大,分子间作用力逐渐增强;同一周期,从左到右,元素的第一电离能逐渐增大,但N原子的2p为半充满结构,均为稳定,第一电离能最大,B、C、N、O三种元素第一电离能由小到大的顺序为B<C<O<N,故答案为:B<C<O<N;BF3分子中硼原子有空轨道,F有孤对电子,能通过配位键形成BF,因此反应BF3(g)NH4F(s)=NH4BF4(s)能够发生,故答案为:BF3分子中硼原子有空轨道,F有孤对电子,能通过配位键形成BF;(4)金刚石中碳原子以sp3杂化,形成四条杂化轨道,全部形成键;石墨中碳原子以sp2杂化,形成三条杂化轨道,还有一条为杂化的p轨道,三条杂
44、化轨道形成键,而未杂化p轨道形成键,故答案为:;、;晶胞中顶点微粒数为:8×1,面心微粒数为:6×3,体内微粒数为4,共含有8个碳原子;晶胞内含有四个碳原子,则晶胞体对角线长度与四个碳原子直径相同,即a8r,ra;碳原子的体积为:8×××r3,晶胞体积为:a3,碳原子的空间利用率为:,故答案为8;。19(10分)已知周期表中,元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题:(1)W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构,W的氧化物的晶体类型是_原子晶体_。(2)Q的具有相同化合价且可以相
45、互转变的氧化物是_NO2和N2O4_。(3)R和Y形成的二元化合物中,R呈现最高化合价的化合物的化学式是_As2S5_。(4)这5种元素的氢化物分子中:立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是(填化学式)_NH3、AsH3、PH3_,其原因是_NH3分子间存在氢键,所以沸点最高,相对分子质量AsH3大于PH3,分子间作用力AsH3大于PH3,故AsH3沸点高于PH3_;电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是_SiH4正四面体,PH3三角锥形,H2S角形(V形)_。(5)W和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下:W的氯化物与Q的氢化物加热反应,生成化合物W(QH2)4和HCl气
46、体;W(QH2)4在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式(各物质用化学式表示)是_SiCl44NH3Si(NH2)44HCl,3Si(NH2)4Si3N48NH3_。解析:本题可结合问题作答。W的氯化物为正四面体结构,则应为SiCl4或CCl4,又W与Q形成高温陶瓷,故可推断W为Si。(1)SiO2为原子晶体。(2)高温陶瓷可联想到Si3N4,Q为N,则有NO2与N2O4之间的相互转化关系。(3)Y的最高价氧化物对应的水化物为强酸,且和Si、N等与同一元素相邻,则只能是S,R为As,所以R的最高价化合物应为As2S5。(4)显然X为磷元素。氢化物沸点顺序为NH3>
47、;AsH3>PH3,因为前者中含有氢键,后两者构型相同,分子间作用力不同。SiH4、PH3和H2S的电子数均为18,结构分别为正四面体形、三角锥形和V形。(5)由题中所给出的含字母表示的化学式可以写出具体的物质,然后配平即可。20(9分)(2019·陕西二模)铜及其合金是人类最早使用的金属材料,铜的化合物在现代生活和生产中有着广泛的应用。(1)铜的熔点比钙的高,其原因是_铜的金属键强度大于钙_。(2)金属铜的堆积方式为下图中的_C_(填字母序号)。(3)科学家通过 X 射线推测,胆矾的结构如下图所示。胆矾的阳离子中心原子的配位数为_4_,阴离子的空间构型为_正四面体_。胆矾中所
48、含元素的电负性从大到小的顺序为_O>S>H>Cu_(用元素符号作答)。(4)铜与Cl原子构成晶体的晶胞结构如图所示,该晶体的化学式为_CuCl_,已知该晶体的密度为 4.14 g/cm3,则该晶胞的边长为_pm(写计算式)。将该物质气化后实验测定其蒸汽的相对分子质量为 198,则其气体的分子式为_Cu2Cl2_。解析:(1)铜的原子半径比钙小,金属键比钙强,因此铜的熔点比钙的高,故答案为:铜的金属键强度大于钙;(2)金属铜的晶胞为面心立方堆积,A为体心立方,B为简单立方,C为面心立方,D为六方堆积,故选C;(3)根据图示,胆矾晶体中铜离子周围有4个水分子,配位数4,阴离子为硫
49、酸根离子,S的价层电子对数4,采用sp3杂化,空间构型为正四面体;元素的非金属性越强,电负性数值越大,胆矾中所含元素O、S、H、Cu的电负性从大到小的顺序为O>S>H>Cu,故答案为:4;正四面体;O>S>H>Cu;(4)由晶胞结构可知,Cu原子处于晶胞内部,晶胞中含有4个Cu原子,Cl原子属于顶点与面心上,晶胞中含有Cl原子数目为8×6×4,故化学式为CuCl,一个晶胞的质量为,则晶胞的边长cm×1010pm,该气体的最简式为CuCl,设该气体的化学式为(CuCl)n,蒸汽的相对分子质量为198,则n2,化学式为Cu2Cl2,
50、故答案为:CuCl;×1010;Cu2Cl2。21(10分)下图为几种晶体或晶胞的示意图:请回答下列问题:(1)上述晶体中,粒子之间以共价键结合形成的晶体是_金刚石晶体_。(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为_金刚石、MgO、CaCl2、冰、干冰_。(3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同,NaCl晶体的晶格能_小于_(填“大于”或“小于”)MgO晶体,原因是_MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子电荷数;且r(Mg2)<r(Na)、r(O2)<r(Cl)_。(4)每个Cu晶胞中实际占有_4_个铜原子,CaCl2晶体中Ca2的配位数为
51、_8_。(5)冰的熔点远高于干冰,除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外,还有一个重要的原因是_H2O分子之间能形成氢键_。解析:(1)冰晶体、干冰晶体均为分子晶体,粒子间通过分子间作用力结合成晶体,Cu晶体中微粒间通过金属键结合形成晶体,MgO和CaCl2晶体中微粒之间通过离子键结合形成晶体。(2)离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷有关,离子半径越小,离子所带电荷越大,则离子晶体熔点越高。金刚石是原子晶体,熔点最高,冰、干冰均为分子晶体,冰中存在氢键,冰的熔点高于干冰。(4)铜晶胞实际占有铜原子数用均摊法分析:8×6×4,氯化钙类似于氟化钙,Ca2的配位数为8,Cl
52、配位数为4。22(10分)(2019·河北石家庄一模)铜及其化合物在化工生产中有着广泛的应用。回答下列问题:(1)铜元素在元素周期表中的位置为_第四周期第B族_,基态Cu原子核外电子占据的原子轨道数为_15_。(2)向硫酸铜溶液中加入乙二胺(H2NCH2CH2NH3)溶液后,每个Cu2可与两个乙二胺分子形成四配位离子,导致溶液由蓝色变为紫色。乙二胺分子中C、N原子的杂化轨道类型分别为_sp3_、_sp3_。与硫酸根离子互为等电子体的分子为_CCl4、CBr4、SiCl4、SiF4、Cl2O3(答案合理即可)_(任写一种)。四配位离子的结构式为_,该离子中所有元素的电负性由大到小的顺序
53、为_NCHCu_。解析:(1)考查元素周期表的位置、能级,Cu位于第四周期IB族,基态Cu原子电子排布式为Ar3d104s1,s能级有1个原子轨道,p能级有3个原子轨道,d能级有5个原子轨道,因此Cu原子核外电子占据轨道数为15个;(2)考查杂化类型的判断、等电子体、电负性、配位键,根据乙二胺的结构简式,C有4个键,无孤电子对数,因此C的杂化类型为sp3,N有3个键,1个孤电子对数,N的杂化类型为sp3;根据等电子体的定义,与SO等电子体的分子是CCl4、CBr4、 SiCl4 、SiF4 、Cl2O3等;乙二胺中N有孤电子对,Cu2提供空轨道,根据信息每个Cu2可与两个乙二胺分子形成四配位离
54、子,结构式为。综合学业质量标准检测(90分钟,100分)一、选择题(本题包括17个小题,每小题3分,共51分)1下列是同周期元素基态原子的最外层电子排布式,所表示的原子最容易得到电子的是(D)Ans2Bns2np1Cns2np4Dns2np5解析:最容易得到电子,应该是最外层电子数大于等于4的原子,最外层电子数小于4的原子容易失去电子。首先排除A、B项。C和D项最外层电子一个是6,一个是7,故D项最容易得到电子。2(2019·上海十三校第一次联考)下列物质的熔点均按由高到低的次序排列,其原因是由于键能由大到小的是(B)A钠、干冰B金刚石、晶体硅C碘化氢、溴化氢D二氧化硅、二氧化碳3短
55、周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如下图所示。下列说法正确的是(A)A元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8B原子半径的大小顺序为:rXrYrZrWrQ。CY2和Z3的核外电子数和电子层数都不相同D元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强解析:X、Y、Z、W、Q分别为N、O、Al、S、Cl。A项,主族元素的最高正价等于最外层电子数,X为5价,Z为3价,两者之和为8,正确;B项,同一周期原子,核电荷数大的半径小,故半径从大到小为ZWQXY,B项错;C项,O2和Al3的核外电子数和电子层数均相同,C项错;D项,非金属性SCl,则最高价氧化物对应的水化物H2SO4HClO4,D项错。4下列关于金
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