D.离子键键能由大到小:
NaF>NaCl>NaBr>NaI
解析:
选A A项,金属离子的电荷越多、半径越小,金属晶体的熔点越高,则熔点由高到低为Al>Mg>Na,错误;B项,键长越短,键能越大,硬度越大,键长C—C<C—Si<Si—Si,则硬度由大到小为金刚石>碳化硅>晶体硅,正确;C项,一般情况下,分子晶体的熔点低于离子晶体的熔点,离子晶体的熔点低于原子晶体的熔点,晶体熔点由低到高为CO(分子晶体)<KCl(离子晶体)<SiO2(原子晶体),正确;D项,电荷相同的离子,离子半径越小,离子键键能越大,F-、Cl-、Br-、I-半径由小到大,则离子键键能由大到小为NaF>NaCl>NaBr>NaI,正确。
8.下列物质中前者为晶体,后者为非晶体的是( )
A.白磷、蓝矾 B.陶瓷、塑料
C.碘、橡胶D.食盐、蔗糖
解析:
选C A中白磷和蓝矾都是晶体;B中二者均为非晶体;C中碘为晶体,橡胶为非晶体;D中二者均为晶体。
9.晶体是一类非常重要的材料,在很多领域都有广泛的应用。
我国现已能够研制出直径为300毫米的大直径硅单晶,晶体硅大量用于电子产业。
下列对晶体硅的叙述中正确的是( )
A.形成晶体硅的速率越大越好
B.晶体硅没有固定的熔、沸点
C.可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃
D.晶体硅的形成与晶体的自范性有关,而与各向异性无关
解析:
选C A项,晶体的形成都要有一定的形成条件,如温度、压强、结晶速率等,但并不是说结晶速率越大越好,错误;B项,晶体有固定的熔、沸点,错误;C项,X射线衍射实验能够测出物质的内部结构,根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体,正确;D项,晶体的形成与晶体的自范性和各向异性都有密切关系,错误。
10.氮氧化铝(AlON)属于原子晶体,是一种超强透明材料,下列描述错误的是( )
A.AlON和石英的化学键类型相同
B.AlON和石英晶体类型相同
C.AlON和Al2O3的化学键类型不同
D.AlON和Al2O3晶体类型相同
解析:
选D AlON与石英(SiO2)均为原子晶体,所含化学键均为共价键,故A、B项正确;Al2O3为离子晶体,晶体中含离子键,不含共价键,故C项正确、D项错误。
11.某些物质的熔点数据如下表,据此做出的下列判断中错误的是( )
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
920℃
801℃
1291℃
190℃
BCl3
SO2
CO2
SiO2
-107℃
44.8℃
-57℃
1723℃
A.表中BCl3和CO2均是分子晶体
B.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
C.只要由金属元素和非金属元素形成的晶体就一定是离子晶体
D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
解体:
选C 表中CO2、BCl3和干冰是分子晶体,熔点都较低,A正确;C和Si同主族,但CO2和SiO2的晶体类型不同,分别属于分子晶体和原子晶体,B正确;从表中看出,AlCl3熔点较低,为分子晶体,C错误;Na和Al不同主族,但对应的氧化物都为离子晶体,说明不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体,D正确。
12.具有下列性质的物质可能属于离子晶体的是( )
A.熔点801℃,易溶于水
B.熔点10.31℃,液态不导电
C.熔点112.8℃,能溶于CS2
D.熔点97.81℃,固态能导电
解析:
选A A项,熔点801℃,易溶于水,符合离子晶体的特点,正确;B项,熔点10.31℃,熔点较低,液态不导电,不可能是离子晶体,错误;C项,熔点112.8℃,熔点较低,能溶于CS2,为分子晶体,错误;D项,离子晶体一般熔点较高、固态不导电,错误。
13.经X射线研究证明:
PCl5在固体状态时,由空间构型分别是正四面体和正八面体的两种离子构成,下列关于PCl5的推断正确的是( )
A.PCl5固体是分子晶体
B.PCl5晶体具有良好的导电性
C.PCl5晶体由[PCl4]+和[PCl6]-构成,其离子数目之比为1∶1
D.PCl5晶体由[PCl3]2+和[PCl7]2-构成,其离子数目之比为1∶1
解析:
选C A项,根据题意PCl5固体由两种离子构成,PCl5固体属于离子晶体,错误;B项,PCl5晶体属于离子晶体,离子晶体中阴、阳离子不能自由移动,PCl5晶体没有良好的导电性,错误;C项,两种离子分别是正四面体和正八面体,正四面体的为AB4型,正八面体的为AB6型,根据PCl5的化学式,正四面体的为[PCl4]+,正八面体的为[PCl6]-,且两种离子数目之比为1∶1,正确;D项,两种离子分别是正四面体和正八面体,[PCl3]2+不能形成正四面体,[PCl7]2-不能形成正八面体,错误。
14.氮化硼(BN)晶体有多种相结构。
六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂。
立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。
它们的晶体结构如图所示,关于这两种晶体的说法,正确的是( )
A.立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大
B.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软
C.两种晶体中硼原子和氮原子之间的作用力不同
D.两种晶体均为分子晶体
解析:
选B 立方相氮化硼中都是单键,即都是σ键,A项错误;六方相氮化硼与石墨晶体结构相似,层间存在范德华力,比化学键弱得多,所以质地软,B项正确;两种晶体中硼原子和氮原子之间的作用力都是共价键,C项错误;六方相氮化硼与石墨晶体结构相似,是混合型晶体,立方相氮化硼是原子晶体,D项错误。
15.有下列8种晶体,用序号回答下列问题:
A.水晶B.白磷 C.冰醋酸D.固体氩 E.氯化铵 F.铝 G.金刚石
(1)含有非极性键的原子晶体是________,属于原子晶体的化合物是________,不含化学键的分子晶体是________,属于分子晶体的单质是________。
(2)含有离子键、共价键、配位键的化合物是________,受热熔化,需克服共价键的是________。
(3)金刚砂(SiC)的结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,则金刚砂的晶胞中含有________个硅原子,________个碳原子;金刚石熔点高于金刚砂的原因为________________________________________________________________________。
解析:
(1)水晶、金刚石都是原子晶体,水晶化学成分为二氧化硅,含有硅氧极性键,属于原子晶体的化合物,金刚石是单质,含有非极性共价键;稀有气体分子不存在化学键;属于分子晶体的单质是白磷和固态氩。
(2)离子化合物中一定含有离子键,因此上述物质中只有氯化铵为离子化合物,除了含有离子键外,氮氢之间有共价键和配位键;分子晶体受热熔化破坏分子间作用力,离子晶体破坏离子键,原子晶体受热熔化破坏共价键,金属晶体受热熔化破坏金属键;因此晶体受热熔化,需克服共价键的是水晶和金刚石。
(3)金刚砂(SiC)的结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,则金刚砂的晶胞中含有硅原子个数=8×
+6×
=4,金刚砂中碳原子和硅原子个数之比为1∶1,所以该晶胞中碳原子个数是4,硅原子数为4;金刚石熔点高于金刚砂的原因:
金刚石和金刚砂均为原子晶体,因为键长Si—C>C—C,所以键能C—C>Si—C,熔点金刚石高于碳化硅。
答案:
(1)G A D BD
(2)E AG (3)4 4 金刚石和金刚砂均为原子晶体,因为键长Si—C>C—C,所以键能C—C>Si—C,熔点金刚石高于碳化硅
16.现有几组物质的熔点(℃)数据:
A组
B组
C组
D组
金刚石:
3550℃
Li:
181℃
HF:
—83℃
NaCl:
801℃
硅晶体:
1410℃
Na:
98℃
HCl:
—115℃
KCl:
776℃
硼晶体:
2300℃
K:
64℃
HBr:
—89℃
RbCl:
718℃
二氧化硅:
1723℃
Rb:
39℃
HI:
—51℃
CsCl:
645℃
据此回答下列问题:
(1)A组属于________晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是________。
(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
(3)C组中HF熔点反常是由于________________________________________________________________________。
(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl,其原因为
________________________________________________________________________。
解析:
(1)A组熔点很高,为原子晶体,是由原子通过共价键形成的。
(2)B组为金属晶体,具有①②③④四条共同的物理性质。
(3)HF中含有分子间氢键,故其熔点反常。
(4)D组属于离子晶体,具有②④两条性质。
(5)D组属于离子晶体,其熔点与晶格能有关。
答案:
(1)原子 共价键
(2)①②③④ (3)HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可) (4)②④ (5)D组晶体都为离子晶体,r(Na+)17.X、Y、Z、Q、R五种元素的原子序数依次增大,其中:
X的最外层电子排布式为nsnnp2n;Y是元素周期表中电负性最大的元素;Y、Z位于同一主族;Q基态原子核外的M能层中有两个未成对电子和三个空轨道;R位于第四周期ⅥB族。
请回答下列问题:
(1)R元素基态原子的电子排布式为____________,它的最高价氧化物的水化物的化学式为____________。
(2)XY2分子的立体构型是________,中心原子的杂化方式是________。
(3)
Q与氮元素形成的一种化合物晶胞如图所示,该化合物的化学式为________。
该晶体中与氮原子距离相等且最近的氮原子有________个。
(4)化合物QZ4熔点为37℃,沸点为136℃,熔融态不导电,可知QZ4的晶体类型是________。
QZ4与热水反应的化学方程式为________________。
解析:
X、Y、Z、Q、R五种元素的原子序数依次增大,X的最外层电子排布式为nsnnp2n,由于n=2,故X为O元素;R位于第四周期ⅥB族,则R为Cr元素;Q基态原子核外的M能层中有两个未成对电子和三个空轨道,故核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,Q为Ti元素;Y是周期表中电负性最大的元素,Y为F元素;Y、Z位于同一主族,Z的原子序数小于Cr,Z为Cl元素。
(1)R为Cr元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1),外围电子排布式为3d54s1,最高正化合价为+6,最高价氧化物的水化物为H2Cr2O7。
(2)OF2分子中O原子价层电子对数=2+
(6-2×1)=4,为V形结构,杂化轨道数目为4,O原子采取sp3杂化。
(3)晶胞中N原子数目为8×
+6×
=4,Ti原子数目=1+12×
=4,故化学式为TiN;以顶点N原子为研究对象,与之距离最近的N原子处于面心,每个顶点为8个晶胞共用,每个面心为2个晶胞共用,即晶体中与氮原子距离相等且最近的氮原子有
=12个;(4)由化合物QZ4的性质可知,QZ4的晶体类型是分子晶体,TiCl4与热水反应生成TiO2·xH2O与HCl,反应的化学方程式为TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4HCl。
答案:
(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1) H2Cr2O7
(2)V形 sp3 (3)TiN 12 (4)分子晶体 TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4HCl
18.
(1)钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方,则该晶胞中属于1个体心立方晶胞的金属原子数目是________。
氯化铯晶体的晶胞如图1,则Cs+位于该晶胞的________,而Cl-位于该晶胞的________,Cs+的配位数是________。
(2)铜的氢化物的晶体结构如图2所示,写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(3)图3为F-与Mg2+、K+形成的某种离子晶体的晶胞,其中“○”表示的离子是________(填离子符号)。
(4)实验证明:
KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图4所示),已知3种离子晶体的晶格能数据如下表:
离子晶体
NaCl
KCl
CaO
晶格能/(kJ·mol-1)
786
715
3401
则这4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是_________________________。
其中MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有________个。
解析:
(1)体心立方晶胞中,1个原子位于体心,8个原子位于立方体的顶点,故1个晶胞中金属原子数为8×
+1=2;氯化铯晶胞中,Cs+位于体心,Cl-位于顶点,Cs+的配位数为8。
(2)由晶胞可知,粒子个数比为1∶1,化学式为CuH,CuH与Cl2反应,产物为CuCl2和HCl,化学方程式为2CuH+3Cl2
2CuCl2+2HCl。
(3)由晶胞结构可知,黑球有1个,灰球有1个,白球有3个,由电荷守恒可知n(Mg2+)∶n(K+)∶n(F-)=1∶1∶3,故白球为F-。
(4)从3种离子晶体的晶格能数据知道,离子所带电荷越多、离子半径越小,离子晶体的晶格能越大,离子所带电荷数:
Ti3+>Mg2+,离子半径:
Mg2+<Ca2+,所以熔点:
TiN>MgO>CaO>KCl;MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有12个。
答案:
(1)2 体心 顶点 8
(2)2CuH+3Cl2
2CuCl2+2HCl
(3)F- (4)TiN>MgO>CaO>KCl 12