5、結(jié)構(gòu)。如圖為超氧化鉀晶體的一個晶胞(晶體中最小的重復單元)。則下列有關說法正確的是( )
A.與K+最近且距離相等的K+有6個
B.超氧化鉀的化學式為KO2,每個晶胞含有1個K+和1個O
C.晶體中與每個K+距離最近的O有6個
D.晶體中,所有原子之間都以離子鍵相結(jié)合
答案 C
解析 根據(jù)題給信息,超氧化鉀晶體是面心立方晶體,超氧化鉀晶體(KO2)是離子化合物,陰、陽離子分別為O、K+,晶體中K+與O間形成離子鍵,O中O—O鍵為共價鍵。作為面心立方晶體,每個晶胞中含有K+:8×+6×=4(個),O:1+12×=4(個),晶胞中與每個K+最近且距離相等的O有6個,最近且距離相等
6、的K+有12個。
6.某晶體的一部分如圖所示,這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是( )
A.3∶9∶4 B.1∶4∶2
C.2∶9∶4 D.3∶8∶4
答案 B
解析 A粒子數(shù)為6×=;B粒子數(shù)為6×+3×=2;C粒子數(shù)為1;故A、B、C粒子數(shù)之比為1∶4∶2。
7.下列各組晶體物質(zhì)中,化學鍵類型相同,晶體類型也相同的是( )
①SiO2與SO3?、贑3N4(硬度大,熔點高)與SiC?、跜O2與SO2?、芫w氖與晶體氮?、軳aCl與AlCl3?、轓H4Cl與NaOH?、進gCl2與SiCl4
A.①③⑥ B.②③⑥
C.②④⑥ D.⑤⑥⑦
答案
7、 B
解析?、賁iO2為原子晶體,SO3為分子晶體,錯誤;②C3N4與SiC均是含有共價鍵的原子晶體,正確;③CO2與SO2分子中都只含極性共價鍵,都屬于分子晶體,正確;④晶體氖與晶體氮都是分子晶體,但晶體氖中不含化學鍵,晶體氮的分子中含有共價鍵,錯誤;⑤NaCl為離子晶體,AlCl3為分子晶體,錯誤;⑥NH4Cl與NaOH均為離子晶體,均含有離子鍵和共價鍵,正確;⑦MgCl2屬于離子晶體,SiCl4屬于分子晶體,錯誤。
8.下列有關說法不正確的是( )
A.水合銅離子的模型如圖1所示,1個水合銅離子中有4個配位鍵
B.CaF2晶體的晶胞如圖2所示,每個CaF2晶胞平均占有4個C
8、a2+
C.H原子的電子云圖如圖3所示,H原子核外大多數(shù)電子在原子核附近運動
D.金屬銅中Cu原子堆積模型如圖4,為最密堆積,每個Cu原子的配位數(shù)均為12
答案 C
解析 從圖1可以看出水合銅離子中有1個銅離子和4個配位鍵,A正確;按均攤法,每個晶胞中有Ca2+:8×+6×=4,B正確;H原子只有1個電子,電子云中點的疏密程度表示電子出現(xiàn)的機率密度,C錯誤;從圖4中可以看出中心的銅原子的配位數(shù)為12,D正確。
9.以NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法錯誤的是( )
A.18 g冰(圖1)中含O—H鍵數(shù)目為2NA
B.28 g晶體硅(圖2)中含有Si—Si鍵數(shù)目為2NA
9、
C.44 g干冰(圖3)中含有NA個晶胞結(jié)構(gòu)單元
D.石墨烯(圖4)是碳原子單層片狀新材料,12 g石墨烯中含C—C鍵數(shù)目為1.5NA
答案 C
解析 1個水分子中含有2個O—H鍵,18 g冰的物質(zhì)的量為1 mol,含O—H鍵數(shù)目為2NA,A項正確;28 g晶體硅中含有1 mol Si原子,每個硅原子與其他4個Si形成4個Si—Si鍵,每個硅原子形成的共價鍵為×4=2,則1 mol單質(zhì)硅含有2 mol Si—Si鍵,B項正確;1個晶胞結(jié)構(gòu)單元含有4個二氧化碳分子,44 g干冰中含有晶胞結(jié)構(gòu)單元個數(shù)小于NA個,C項錯誤;在石墨烯中,每個碳原子形成3個共價鍵,所以每個碳原子實際占化學鍵為
10、1.5個,12 g石墨烯即1 mol所含碳碳鍵數(shù)目為1.5NA,D項正確。
二、非選擇題(共46分)
10.(16分)砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導體材料,可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)Ga原子的核外電子排布式為[Ar]________。
(2)根據(jù)元素周期律,元素的電負性Ga________(填“大于”或“小于”,下同)As,第一電離能B________Ga;BF3和NH3的分子能夠通過配位鍵相結(jié)合的原因是________。
(3)殺蟲劑Na3AsO4中陰離子的空間構(gòu)型為________,As原子采取________雜化。
(4)組成相似的G
11、aF3和GaCl3晶體,前者屬于離子晶體,后者屬于分子晶體,從F-和Cl-結(jié)構(gòu)的不同分析其原因是_____________。
(5)原子晶體GaAs的晶胞參數(shù)a=x pm,它的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶胞內(nèi)部存在的共價鍵數(shù)為________;A原子距離B原子所在六面體的側(cè)面的最短距離為________(用x表示)pm;該晶體的密度為________g·cm-3。(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示)
答案 (1)3d104s24p1
(2)小于 大于 NH3中的N具有孤對電子,BF3中的B核外具有空軌道
(3)正四面體 sp3
(4)Cl-的電子層數(shù)比F-的多,離子半徑比F-的大
(5)
12、16 0.25x
解析 (3)AsO中As原子的雜化軌道數(shù)為=4,所以AsO的空間構(gòu)型為正四面體。As原子采取sp3雜化。
(5)由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知每個Ga原子與4個As原子形成4個共價鍵,4個Ga原子共形成16個共價鍵;Ga原子距離As原子所在六面體的側(cè)面的最短距離為0.25x pm。1個晶胞中含有4個GaAs,故該晶體的密度為 g÷(x×10-10 cm)3= g·cm-3。
11.(15分)確定物質(zhì)性質(zhì)的重要因素是物質(zhì)結(jié)構(gòu)。請回答下列問題。
(1)A、B、C、D為四種晶體,性質(zhì)如下:
A.固態(tài)時能導電,能溶于鹽酸
B.能溶于CS2,不溶于水
C.固態(tài)時不導電,液態(tài)時能導電,
13、可溶于水
D.固態(tài)、液態(tài)時均不導電,熔點為3500 ℃
試推斷它們的晶體類型:
A.________;B.________;C.________;D.________。
(2)實驗證明:KCl、MgO、CaO、TiN這4種晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似(如圖1所示,其中TiN中N呈-3價),已知3種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下表:
離子晶體
KCl
MgO
CaO
晶格能/kJ·mol-1
715
3791
3401
則該4種離子晶體的熔點從高到低的順序是_______________。
(3)某離子X+中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層,它與N3-形成晶體
14、的結(jié)構(gòu)如圖2所示。X的元素符號是________,與同一個N3-相連的X+有________個。
(4)鐵有δ、γ、α三種同素異形體(如圖3),則δ晶胞原子堆積名稱為______________。若α-Fe晶胞邊長為a,γ-Fe晶胞邊長為b,則兩種晶體密度比為________。
答案 (1)金屬晶體 分子晶體 離子晶體 原子晶體
(2)TiN>MgO>CaO>KCl
(3)Cu 6
(4)體心立方堆積 b3∶4a3
解析 (2)離子晶體中,離子半徑越小,離子所帶電荷越多,晶格能越大,熔點越高。
(3)某離子X+中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層,該離子含有28個電子,
15、則X+為Cu+;采用X、Y、Z三軸切割的方法知與N3-相連的Cu+個數(shù)是6。
(4)δ晶胞原子堆積名稱為體心立方堆積。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,α-Fe晶胞、γ-Fe晶胞中含有的鐵原子分別為1個和4個,所以有:ρ(α-Fe)=,ρ(γ-Fe)=,α-Fe和γ-Fe兩種晶體的密度比為b3:4a3。
12.(15分)鈦對酸、堿具有較強的耐腐蝕性,密度小,比強度高,已成為化工生產(chǎn)中重要的材料?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)鈦原子的價電子排布式為________,其原子核外未成對電子有________個。金屬鈦晶胞如圖所示,晶胞參數(shù)為a=b=295.08 pm,c=468.55 pm,α=β=90°,γ=1
16、20°,則金屬鈦為________堆積(填堆積方式),其中鈦原子的配位數(shù)為________。
(2)用熔融的鎂在氬氣中還原TiCl4可得到多孔的海綿鈦。已知TiCl4在通常情況下是無色液體,熔點為-25 ℃,沸點為136 ℃,由此可知TiCl4為________晶體。
(3)通過X-射線探明KCl、CaO、TiN晶體與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似,且知兩種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下:
離子晶體
KCl
CaO
晶格能/(kJ·mol-1)
715
3401
解釋KCl晶格能小于CaO的原因:_________________________
___________________
17、_______________________________________。
(4)鈦可與C、N、O等元素形成二元化合物,C、N、O元素的電負性由大到小的順序是________。
(5)鈣鈦礦晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,則該晶體的化學式為____________。
答案 (1)3d24s2 2 六方最密 12
(2)分子
(3)KCl、CaO均是離子晶體,而K+的半徑大于Ca2+、K+的電荷數(shù)小于Ca2+,Cl-的半徑大于O2-、Cl-電荷數(shù)小于O2-,故KCl的晶格能小于CaO的晶格能
(4)O>N>C
(5)CaTiO3
解析 (1)鈦原子的核電荷數(shù)為22,其電子排布式為[Ar]3d24s2,則價電子排布式為3d24s2,其原子核外的
d軌道有2個未成對電子。如題圖所示,金屬鈦為六方最密堆積,其中鈦原子的配位數(shù)為12。
(2)TiCl4在通常情況下是無色液體,熔點為-25 ℃,沸點為136 ℃,熔、沸點較低,由此可判斷TiCl4是由共價鍵結(jié)合的分子,屬于分子晶體。
(4)元素的非金屬性越強,電負性越大,C、N、O三種元素非金屬性的強弱順序為O>N>C,則電負性由大到小的順序是O>N>C。
(5)根據(jù)鈣鈦礦晶胞結(jié)構(gòu)圖,晶胞中Ti原子數(shù)為8×=1,O原子數(shù)為12×=3,Ca原子數(shù)為1,所以該化合物的化學式為CaTiO3。