第三章《晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》單元檢測(解析版)

第三章《晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》單元檢測一、選擇題(本題包括25小題，每小題只有一個選項符合題意)1．下列晶體分類中正確的是()選項離子晶體共價晶體分子晶體金屬晶體ANH4ClArC6H12O6生鐵BH2SO4SiSHgCCH3COONaSiO2I2FeDBa(OH)2石墨普通玻璃Cu【答案】C【解析】A項中，Ar是分子晶體而不是共價晶體；B項中，H2SO4屬于分子晶體而不是離子晶體；D項中，石墨屬于混合型晶體而不是共價晶體，普通玻璃不是晶體。2．共價鍵、金屬鍵、離子鍵和分子間作用力是微觀粒子間的不同相互作用，含有上述兩種相互作用的晶體是()A．SiC晶體B．CCl4晶體C．KCl晶體 D．Na晶體【答案】B【解析】A項，SiC晶體為共價晶體，晶體中只存在共價鍵；B項，CCl4晶體是分子晶體，分子之間存在分子間作用力，在分子內(nèi)部C、Cl之間以共價鍵結(jié)合；C項，KCl晶體為離子晶體，晶體中只存在離子鍵；D項，Na晶體為金屬晶體，晶體中只存在金屬鍵。3．下列晶體性質(zhì)的比較中不正確的是()A．熔點：金剛石>碳化硅>晶體硅B．沸點：NH3>PH3C．硬度：白磷>冰>二氧化硅D．熔點：SiI4>SiBr4>SiCl4【答案】C【解析】A項中三種物質(zhì)都是共價晶體，因原子半徑r(C)<r(Si)，所以鍵長：C—C<C—Si<Si—Si，故鍵能：C—C>C—Si>Si—Si，共價鍵鍵能越大，共價晶體的熔點越高，A項正確；因為NH3分子間存在氫鍵，所以NH3的沸點高于PH3的沸點，B項正確；二氧化硅是共價晶體，硬度很大，白磷和冰都是分子晶體，硬度較小，C項錯誤；四鹵化硅為分子晶體，它們的組成和結(jié)構(gòu)相似，分子間不存在氫鍵，故相對分子質(zhì)量越大，熔點越高，D項正確。4．關(guān)于晶體與化學鍵關(guān)系的下列說法中，正確的是()A．離子晶體中一定存在共價鍵B．原子晶體中可能存在離子鍵C．金屬晶體中含有離子，但卻不存在離子鍵D．分子晶體中一定存在共價鍵【答案】C【解析】A項，離子晶體中一定存在離子鍵，可能存在共價鍵；B項，原子晶體中只存在共價鍵；D項，分子晶體中可能存在共價鍵。5．下列有關(guān)晶體的說法正確的是()A．任何晶體中都存在化學鍵B．晶體內(nèi)部的微粒在空間的排列均服從緊密堆積原理C．任何晶體中，若有陰離子必定含有陽離子D．金屬晶體的熔點都比分子晶體的熔點高【答案】C【解析】A項，惰性氣體屬于單原子分子，該晶體中不存在化學鍵，錯誤；B項，晶體內(nèi)部的微粒在空間的排列是否服從緊密堆積原理，主要看微粒間的相互作用有無方向性和飽和性，金屬晶體中的金屬鍵沒有飽和性和方向性，所以服從緊密堆積原理，原子晶體中的共價鍵有方向性和飽和性，不服從緊密堆積原理，錯誤；C項，任何晶體中，若有陰離子(一定是離子化合物)必定含有陽離子，正確；D項，有的金屬晶體的熔點(例如水銀)的熔點比分子晶體(例如碘單質(zhì))的熔點低，錯誤。6．下列說法正確的是()A．區(qū)分晶體和非晶體的最可靠的科學方法是對固體進行X－射線衍射B．1mol金剛石中的C—C鍵數(shù)是2NA，1molSiO2晶體中的Si—O鍵數(shù)也是2NAC．水晶和干冰在熔化時，晶體中的共價鍵都會斷裂D．晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定【答案】A【解析】A項，晶體與非晶體最本質(zhì)的區(qū)別是組成物質(zhì)的粒子在微觀空間是否有序排列，X－射線衍射可以看到微觀結(jié)構(gòu)；B項，金剛石中1個C原子與另外4個C原子形成C—C單鍵，這個C原子對每個單鍵的貢獻只有eq\f(1,2)，所以1molC原子形成的C—C鍵為4×eq\f(1,2)＝2(mol)，而二氧化硅晶體中1個Si原子分別與4個O原子形成4個Si—O單鍵，則1molSiO2晶體中Si—O鍵為4mol；C項，水晶是原子晶體，熔化時共價鍵斷裂，而分子晶體干冰熔化時，分子間作用力被削弱而共價鍵不斷裂；D項，分子的穩(wěn)定性取決于化學鍵的強弱。7．澤維爾研究發(fā)現(xiàn)，當激光脈沖照射NaI時，Na＋和I－兩核間距1.0～1.5nm，呈現(xiàn)離子鍵；當兩核靠近約距0.28nm時，呈現(xiàn)共價鍵。根據(jù)澤維爾的研究成果能得出的結(jié)論是()A．NaI晶體是離子晶體和分子晶體的混合物B．離子晶體可能含有共價鍵C．NaI晶體中既有離子鍵，又有共價鍵D．共價鍵和離子鍵沒有明顯的界線【答案】D【解析】由題中信息可知，離子的核間距較大時，呈離子鍵，而核間距較小時，呈共價鍵，當核間距改變時，鍵的性質(zhì)會發(fā)生改變，這說明離子鍵和共價鍵并沒有明顯的界線。但NaI晶體是典型的離子晶體，說明其晶體中核間距在1.0～1.5nm之間。8．下列物質(zhì)的熔、沸點高低順序中，正確的是()A．金剛石＞晶體硅＞二氧化硅＞碳化硅B．C．MgO＞Br2＞H2O＞O2D．金剛石＞生鐵＞純鐵＞鈉【答案】B【解析】A項，同屬于共價晶體，熔、沸點高低主要看共價鍵的強弱，顯然對鍵能而言，晶體硅＜碳化硅＜二氧化硅＜金剛石，錯誤；B項，形成分子間氫鍵的物質(zhì)的熔、沸點要大于形成分子內(nèi)氫鍵的物質(zhì)的熔、沸點，正確；C項，對于不同類型的晶體，其熔、沸點高低一般為共價晶體＞離子晶體＞分子晶體，MgO＞H2O＞Br2＞O2，錯誤；D項，生鐵為鐵合金，熔點要低于純鐵，錯誤。9．下列說法正確的是()A．冰融化時，分子中H—O鍵發(fā)生斷裂B．共價晶體中，共價鍵的鍵長越短，通常熔點就越高C．分子晶體中，共價鍵的鍵能越大，該晶體的熔、沸點就越高D．分子晶體中，分子間作用力越大，則分子越穩(wěn)定【答案】B【解析】冰的融化需要克服分子間作用力，該過程屬于物理變化，H—O鍵沒有斷裂，A項錯誤；影響共價晶體熔、沸點的因素是鍵能，共價鍵的鍵長越短，鍵能越大，熔、沸點就越高，B項正確；影響分子晶體熔、沸點的因素一般是分子間作用力的大小，與共價鍵的鍵能無關(guān)，C項錯誤；分子的穩(wěn)定性與分子間作用力無關(guān)，與共價鍵的鍵能有關(guān)，D項錯誤。10．下列關(guān)于冰晶體、干冰晶體、金剛石晶體的說法正確的是()A．冰晶體中只存在范德華力和氫鍵兩種作用力B．沸點：金剛石>干冰>冰C．冰晶體中的氧原子和金剛石中的碳原子均可形成四面體結(jié)構(gòu)D．干冰晶體中每個CO2周圍距離相等且最近的CO2有10個【答案】C【解析】冰晶體中還存在H—O共價鍵，A錯誤；金剛石是共價晶體，冰、干冰是分子晶體，所以金剛石的沸點最高，由于冰中存在氫鍵，其沸點比干冰高，B錯誤；冰晶體中1個O原子與鄰近的4個O原子可形成四面體結(jié)構(gòu)，金剛石中1個C原子與鄰近的4個C原子可形成正四面體結(jié)構(gòu)，C正確；干冰晶體中每個CO2周圍距離相等且最近的CO2有12個，D錯誤。11．下面有關(guān)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＋周圍等距且緊鄰8個Cl－D．干冰晶體中，每個CO2分子周圍等距且緊鄰12個CO2分子【答案】B【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，距離相等且緊鄰的Cl－共有6個。12．在解釋下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律與物質(zhì)結(jié)構(gòu)間的因果關(guān)系時，與鍵能無關(guān)的變化規(guī)律是()A．C(CH3)4、(CH3)2CHCH2CH3、CH3CH2CH2CH2CH3的沸點依次升高B．Na、Mg、Al熔點依次升高C．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點依次降低D．金剛石、碳化硅、晶體硅的熔點依次降低【答案】A【解析】C(CH3)4、(CH3)2CHCH2CH3、CH3CH2CH2CH2CH3都是分子晶體，互為同分異構(gòu)體，支鏈越多，其沸點越低，與范德華力有關(guān)，A符合題意；Na+、Mg2+、Al3+半徑逐漸減小，則Na、Mg、Al的金屬鍵逐漸增強，故Na、Mg、Al的熔點逐漸升高，與鍵能有關(guān)，B不符合題意；離子半徑：F-<Cl-<Br-<I-，則離子鍵強弱：NaF>NaCl>NaBr>NaI，故NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點依次降低，與鍵能有關(guān)，C不符合題意；原子半徑：C<Si，則鍵長：C—C<C—Si<Si—Si，鍵能：C—C>C—Si>Si—Si，故金剛石、碳化硅、晶體硅的熔點依次降低，與鍵能有關(guān)，D不符合題意。13．X是核外電子數(shù)最少的元素，Y是地殼中含量最豐富的元素，Z在地殼中的含量僅次于Y，W可以形成自然界中硬度最大的共價晶體。下列敘述錯誤的是()A．X2Y晶體的熔點高于WX4晶體的熔點B．固態(tài)X2Y2是分子晶體C．ZW是共價晶體，其硬度比Z晶體的大D．Z、W是同一主族的元素，Z、W與元素Y形成的晶體都是共價晶體【答案】D【解析】氫原子的核外只有一個電子，X為氫元素；地殼中含量前兩位的元素是氧、硅，故Y和Z分別是氧和硅，金剛石是自然界中硬度最大的物質(zhì)，W為碳元素。X2Y晶體是冰，含氫鍵，熔點高于CH4，A正確；固態(tài)H2O2為分子晶體，B正確；SiC的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，碳的原子半徑小于硅，SiC的硬度比晶體硅的大，C正確；CO2、CO是分子晶體，D錯誤。14．目前，世界上已合成了幾百種有機超導體，TCNQ就是其中之一。TCNQ的分子結(jié)構(gòu)如下圖所示。下列關(guān)于TCNQ的說法中錯誤的是()A．分子中所有的氮原子在同一平面內(nèi)B．屬于共價晶體C．化學式為C12H4N4D．該物質(zhì)難溶于水【答案】B【解析】在C=C鍵中，C原子的雜化軌道為sp2雜化軌道，在C≡N鍵中C原子的雜化軌道為sp雜化軌道，sp2雜化軌道為平面三角形，sp雜化軌道為直線形，故TCNQ分子中所有的原子都在同一平面內(nèi)，當然分子中所有的氮原子都在同一平面內(nèi)，A正確；題干中講TCNQ是分子，所以它所形成的晶體為分子晶體，B不正確；由分子結(jié)構(gòu)知其化學式為C12H4N4，C正確；TCNQ分子的對稱性很好，是非極性分子，難溶于極性溶劑水中，D正確。15．根據(jù)表中給出物質(zhì)的熔點數(shù)據(jù)(AlCl3沸點為260℃)，判斷下列說法錯誤的是()晶體NaClMgOSiCl4AlCl3晶體硼熔點/℃8012852－701802500A．MgO中的離子鍵比NaCl中的離子鍵強B．SiCl4晶體是分子晶體C．AlCl3晶體是離子晶體D．晶體硼是共價晶體【答案】C【解析】根據(jù)表中各物質(zhì)的熔點，判斷晶體類型。NaCl和MgO是離子化合物，屬于離子晶體，故熔、沸點越高，說明鍵能越大，離子鍵越強，A項正確；SiCl4是共價化合物，熔、沸點較低，為分子晶體，硼為非金屬單質(zhì)，熔、沸點很高，是共價晶體，B、D項正確；AlCl3雖是由活潑金屬和活潑非金屬形成的化合物，但其晶體熔、沸點較低，應屬于分子晶體。16．“可燃冰”是一種新能源，其主要成分是甲烷與水分子的結(jié)晶水合物(CH4·nH2O)。埋于海底地層深處的大量有機質(zhì)在缺氧環(huán)境中，厭氧性細菌把有機質(zhì)分解，最后形成石油和天然氣(石油氣)，其中許多天然氣被包進水分子中，在海底的低溫與高壓下形成了類似冰的透明晶體，這就是“可燃冰”。這種可燃冰的晶體類型是()A．離子晶體B．分子晶體C．共價晶體 D．金屬晶體【答案】B【解析】可燃冰實際上是冰晶體的空腔內(nèi)容納甲烷分子，故該晶體為分子晶體。17．下列過程與配合物的形成無關(guān)的是()A．除去鐵粉中的SiO2可用強堿溶液B．向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失C．向Fe3＋溶液中加入KSCN溶液后溶液呈紅色D．向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失【答案】A【解析】對于A項，除去鐵粉中的SiO2，是利用SiO2可與強堿反應的化學性質(zhì)，與配合物的形成無關(guān)；對于B項，AgNO3與氨水反應先生成AgOH沉淀，再生成[Ag(NH3)2]＋；對于C項，F(xiàn)e3＋與KSCN反應生成配離子[Fe(SCN)n]3－n(n＝1，2，3，4，5，6)，顏色發(fā)生改變；對于D項，CuSO4與氨水反應生成Cu(OH)2沉淀，再生成[Cu(NH3)4]2＋。18．科學家成功研制成了一種新型的碳氧化物，該化合物晶體與SiO2的晶體的結(jié)構(gòu)相似，晶體中每個碳原子均以4個共價單鍵與氧原子結(jié)合，形成一種無限伸展的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。下列對該晶體的敘述錯誤的是()A．該晶體是共價晶體B．該晶體中碳原子和氧原子的個數(shù)比為1∶2C．該晶體中碳原子數(shù)與C—O鍵數(shù)之比為1∶2D．該晶體中最小的環(huán)由12個原子構(gòu)成【答案】C【解析】該化合物晶體中每個碳原子均以4個共價單鍵與氧原子結(jié)合，形成一種無限伸展的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，則該化合物晶體中不存在分子，屬于共價晶體，A項正確；晶體中每個碳原子均以4個共價單鍵與氧原子結(jié)合，每個氧原子和2個碳原子以共價單鍵相結(jié)合，所以碳、氧原子個數(shù)比為1∶2，B項正確；該晶體中每個碳原子形成4個C—O共價鍵，所以C原子與C—O鍵數(shù)目之比為1∶4，C項錯誤；該晶體中最小的環(huán)由6個碳原子和6個氧原子構(gòu)成，D項正確。19．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()【答案】C【解析】A項，A離子個數(shù)是1，B離子個數(shù)＝1/8×8＝1，所以其化學式為AB，故A錯誤；B項，E離子個數(shù)＝1/8×4＝1/2，F(xiàn)離子個數(shù)＝1/8×4＝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項，X離子個數(shù)是1，Y離子個數(shù)＝1/2×6＝3，Z離子個數(shù)＝1/8×8＝1，所以其化學式為XY3Z，故C正確；D項，A離子個數(shù)＝1/8×8＋1/2×6＝4，B離子個數(shù)＝12×1/4＋1＝4，A、B離子個數(shù)比1∶1，所以其化學式為AB，故D錯誤。20．水分子間可通過一種叫“氫鍵”的作用(作用力介于化學鍵與范德華力大小之間)彼此結(jié)合而形成(H2O)n，在冰中n值為5。即每個水分子被其他4個水分子包圍形成變形四面體，如圖所示為(H2O)5單元，由無限個這樣的四面體通過氫鍵構(gòu)成一個龐大的分子晶體，即冰。下列有關(guān)敘述正確的是()A．1mol冰中含有4mol氫鍵B．1mol冰中含有4×5mol氫鍵C．平均每個水分子只含有2個氫鍵D．平均每個水分子只含有eq\f(5,4)個氫鍵【答案】C【解析】由圖可知，每個水分子(處于四面體的中心)與4個水分子(處于四面體的四個頂點)形成四個氫鍵，因為每個氫鍵都是由2個水分子共同形成的，所以每個水分子形成的氫鍵數(shù)為4×eq\f(1,2)＝2。21．CuCl的鹽酸溶液能吸收CO生成復合物氯化羰基亞銅[Cu2Cl2(CO)2·2H2O]，其結(jié)構(gòu)如圖：下列有關(guān)氯化羰基亞銅的說法不正確的是()A．該配合物的配體有CO、H2O兩種B．該復合物中Cl原子的雜化方式為sp3C．該配合物中，Cu+提供空軌道接受孤電子對形成配位鍵D．該配合物中，中心離子的配位數(shù)為4【答案】A【解析】根據(jù)復合物氯化羰基亞銅[Cu2Cl2(CO)2·2H2O]的結(jié)構(gòu)可知，該復合物中配體有CO、H2O和Cl原子，故A錯誤；該配合物中，每個Cl原子的價層電子對數(shù)是4且含有兩個孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥模型知，Cl原子雜化類型為sp3，故B正確；該配合物中，Cu+能夠提供空軌道，接受C、O和Cl原子提供的孤電子對形成配位鍵，故C正確；根據(jù)圖示，該配合物中，中心離子的配位數(shù)為4，故D正確。22．ZrO2的晶胞如圖所示。已知：晶胞邊長為apm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是()A．Zr4+的配位數(shù)為4B．O位于Zr構(gòu)成的正四面體空隙中C．Zr4+周圍距離最近且相等的Zr4+有12個D．該晶胞的密度為【答案】D【解析】A項，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知：在晶胞中與Zr4+的距離相等且最近的O2-由8個，所以Zr4+的配位數(shù)為8，A錯誤；B項，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知O位于Zr構(gòu)成的正四面體空隙中，B正確；C項，以頂點Zr4+為研究對象，在一個晶胞中與Zr4+周圍距離最近且相等的Zr4+有3個，分別位于通過該頂點的三個平面的面心上，通過該Zr4+可以形成8個晶胞，每個Zr4+被重復了兩次，則Zr4+周圍距離最近且相等的Zr4+數(shù)目是：個，C正確；D項，該晶胞中含有Zr4+數(shù)目是：8×+6×=4，含有O2-是8個，晶體邊長為apm，則該晶胞的密度ρ==，D正確；故選D。23．向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物，繼續(xù)添加氨水，難溶物溶解得到深藍色的透明溶液。下列對此現(xiàn)象的說法正確的是()A．沉淀溶解后，生成深藍色的配合離子[Cu(NH3)4]2＋B．[Cu(H2O)4]2＋比[Cu(NH3)4]2＋中的配位鍵穩(wěn)定C．用硝酸銅溶液代替硫酸銅溶液進行實驗，不能觀察到同樣的現(xiàn)象D．在[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋給出孤電子對，NH3提供空軌道【答案】A【解析】從實驗現(xiàn)象分析可知，Cu2＋與NH3·H2O反應生成Cu(OH)2沉淀。繼續(xù)添加氨水，由于Cu2＋更易與NH3結(jié)合，生成更穩(wěn)定的[Cu(NH3)4]2＋。上述現(xiàn)象是Cu2＋的性質(zhì)，與SOeq\o\al(2－,4)無關(guān)，故換用Cu(NO3)2溶液仍可觀察到同樣的現(xiàn)象，C項錯誤；在[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋提供空軌道，NH3給出孤電子對，屬于配位體，D項錯誤。24．下列說法中錯誤的是()A．從CH4、NHeq\o\al(＋,4)、SOeq\o\al(2－,4)為正四面體結(jié)構(gòu)，可推測PHeq\o\al(＋,4)、POeq\o\al(3－,4)也為正四面體結(jié)構(gòu)B．1mol金剛石晶體中，平均含有2molC—C鍵C．水的沸點比硫化氫的高，是因為H2O分子間存在氫鍵，H2S分子間不能形成氫鍵D．某氣態(tài)團簇分子結(jié)構(gòu)如下圖所示，該氣態(tài)團簇分子的分子式為EF或FE【答案】D【解析】根據(jù)等電子體的概念可知A項正確；金剛石中碳原子形成空間網(wǎng)狀的正四面體結(jié)構(gòu)，B項正確；選項D中強調(diào)該物質(zhì)是氣態(tài)團簇分子，即是一個大分子，因此不能用均攤法計算，直接找出分子中原子個數(shù)即得化學式，該物質(zhì)的化學式應為E4F4或F4E4，選項D錯誤。25．[Co(NH3)4(N3)2]ClO4(簡稱DACP)是我國科研工作者合成的一種新型起爆藥，結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于該物質(zhì)的說法正確的是()A．1molDACP中含有6mol配位鍵B．1molDACP中N3-內(nèi)所含σ鍵的物質(zhì)的量為6molC．NH3和ClO4-中心原子的雜化方式不同D．DACP中含有的共價鍵都是極性共價鍵【答案】A【解析】[Co(NH3)4(N3)2]ClO4的配離子是[Co(NH3)4(N3)2]+，中心離子是Co3+，配位體為NH3和N3-，則1molDACP中含有6mol配位鍵，A正確；1個N3-含2個σ鍵，1molDACP中含2molN3-，則1molDACP中N3-內(nèi)所含σ鍵的物質(zhì)的量為4mol，B錯誤；NH3和ClO4-中心原子的價電子對數(shù)均為4，均采取sp3雜化，C錯誤；DACP中N3-內(nèi)含有非極性共價鍵，D錯誤。二、非選擇題(本題包括6小題)26．有下列八種晶體：A．水晶B．冰醋酸C．氧化鎂D．白磷E．晶體氬F．氯化銨G．鋁H．金剛石以上晶體中：(1)屬于原子晶體的化合物是________，直接由原子構(gòu)成的晶體是________，直接由原子構(gòu)成的分子晶體是________。(2)由極性分子構(gòu)成的晶體是________，含有共價鍵的離子晶體是________，屬于分子晶體的單質(zhì)是________。(3)在一定條件下能導電而不發(fā)生化學變化的是________，受熱熔化后化學鍵不發(fā)生變化的是________，需克服共價鍵的是________?！敬鸢浮?1)AAEHE(2)BFDE(3)GBDEAH【解析】在題項中屬于原子晶體的是：金剛石和水晶(由Si原子和O原子構(gòu)成)；屬于分子晶體的是：冰醋酸、白磷和晶體氬；屬于離子晶體的是：MgO(由Mg2＋和O2－組成)、NH4Cl(由NH4＋和Cl－組成)；而Al屬于金屬晶體，金屬的導電是靠自由電子的移動并不發(fā)生化學變化，但金屬熔化時金屬鍵就被破壞。分子晶體的熔化只需要克服分子間力，而原子晶體、離子晶體熔化時分別需要克服共價鍵、離子鍵。27．有E、Q、T、X、Z五種前四周期元素，原子序數(shù)E<Q<T<X<Z。E、Q、T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級，且I1(E)<I1(T)<I1(Q)，其中基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，且QTeq\o\al(＋,2)與ET2互為等電子體。X為周期表前四周期中電負性最小的元素，Z的原子序數(shù)為28。請回答下列問題(答題時如需表示具體元素，請用相應的元素符號)：(1)寫出QTeq\o\al(＋,2)的電子式________，基態(tài)Z原子的核外電子排布式為____________。(2)Q的簡單氫化物極易溶于T的簡單氫化物，其主要原因有__________等兩種。(3)化合物甲由T、X兩元素組成，其晶胞如下圖，則甲的化學式為__________。(4)化合物乙的晶胞如下圖，乙由E、Q兩元素組成，硬度超過金剛石。①乙的晶體類型為________，其硬度超過金剛石的原因是_______________________。②乙的晶體中E、Q兩種元素原子的雜化方式均為________________?！敬鸢浮?1)[]＋1s22s22p63s23p63d84s2(2)這兩種氫化物均為極性分子、相互之間能形成氫鍵(3)KO2(4)①共價晶體C—N鍵的鍵長小于C—C鍵，鍵能大于C—C鍵②sp3【解析】由題意知，E、Q、T、X、Z五種元素分別為C、N、O、K、Ni。(1)CO2、NOeq\o\al(＋,2)為等電子體，電子式相似，故NOeq\o\al(＋,2)的電子式為[]＋，基態(tài)Ni原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2。(2)Q的簡單氫化物NH3極易溶于T的簡單氫化物H2O，其主要原因有這兩種氫化物均為極性分子、分子之間能形成氫鍵。(3)由化合物甲的晶胞可知，甲的化學式為KO2。(4)①由化合物乙的晶胞可知，乙的化學式為C3N4，屬于共價晶體，其硬度超過金剛石的原因是C—N鍵的鍵長小于C—C鍵，鍵能大于C—C鍵。②C3N4晶體中C、N兩種元素原子的雜化方式均為sp3雜化。28．我國具有悠久的歷史，在西漢就有濕法煉銅(Fe+CuSO4=Cu+FeSO4)，試回答下列問題。(1)Cu2+的未成對電子數(shù)有______個，H、O、S

電負性由大到小的順序為_______。(2)在硫酸銅溶液中滴加過量氨水可形成[Cu(NH3)4]SO4藍色溶液。[Cu(NH3)4]SO4中化學鍵類型有___________，陰離子中心原子雜化類型為__________。(3)鐵銅合金晶體類型為_________；鐵的第三(I3)和第四(I4)電離能分別為2957kJ·mol-1、5290kJ·mol-1，比較數(shù)據(jù)并分析原因__________________________________。(4)金銅合金的一種晶體結(jié)構(gòu)為立方晶型，如圖所示。已知該合金的密度為d

g/cm3，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，兩個金原子間最小間隙為a

pm(1pm=

10-10cm)。則銅原子的半徑為_____________cm(寫出計算表達式)?！敬鸢浮?1)1O、S、H(2)共價鍵、配位鍵、離子鍵sp3雜化(3)金屬晶體基態(tài)鐵原子的價電子排布式為3d64s2，失去3

個電子后核外電子呈半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，因此I4遠大于I3(4)【解析】(1)銅是29號元素，銅離子有27個電子，所以未成對的電子有1個。元素非金屬性月去愛那個，其電負性越強，所以電負性順序為：O、S、H。(2)[Cu(NH3)4]SO4中，[Cu(NH3)4]2+與硫酸根離子之間的化學鍵為離子鍵，[Cu(NH3)4]2+中銅離子與氨氣之間的化學鍵為配位鍵，氮氫之間形成極性鍵，故答案為：共價鍵、配位鍵、離子鍵。陰離子中中心原子為硫，價層電子數(shù)為4+(6+2-4×2)/2=4，采用sp3雜化。(3)鐵通合金屬于金屬晶體。基態(tài)鐵原子的價電子排布式為3d64s2，失去3個電子后核外電子呈半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，因此第四(I4)電離能遠大于第三(I3)I3電離能。(4)設(shè)銅原子半徑為xcm，金原子半徑為ycm，則有棱長為2x+2x或2x+a，根據(jù)晶胞計算，晶胞含一個金原子，和3個銅原子，則一個晶胞的質(zhì)量為389/NAg，則晶胞的棱長為，則有關(guān)系式2x+2y=、2x+a×10-10=，解y=。29．Al和Si在元素周期表金屬和非金屬過渡位置上，其單質(zhì)和化合物在建筑業(yè)、電子工業(yè)和石油化工等方面應用廣泛。請回答下列問題：(1)AlCl3是化工生產(chǎn)中的常用催化劑，熔點為192.6℃，熔融狀態(tài)以二聚體Al2Cl6形式存在，其中鋁原子與氯原子的成鍵類型是________。(2)超高導熱絕緣耐高溫納米氮化鋁(AlN)在絕緣材料中的應用廣泛，AlN晶體與金剛石類似，每個Al原子與________個N原子相連，與同一個Al原子相連的N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為________。在四大晶體類型中，AlN屬于________晶體。(3)Si和C同主族，Si、C和O成鍵情況如下：C—OC=OSi—OSi=O鍵能kJ·mol－1360803464640在C和O之間可以形成雙鍵，形成CO2分子，而Si和O則不能像碳那樣形成穩(wěn)定分子的原因是______________________________________________________?！敬鸢浮?1)共價鍵(或σ鍵)(2)4正四面體共價(3)Si—O鍵的鍵能大于C—O鍵的鍵能，CO鍵的鍵能大于SiO鍵的鍵能，所以Si和O成單鍵，而C和O以雙鍵形成穩(wěn)定分子【解析】AlCl3是化工生產(chǎn)中常用的催化劑，熔點為192.6℃，熔融狀態(tài)以二聚體Al2Cl6形式存在，可以推出其分子為共價化合物，因此原子間形成的化學鍵為共價鍵；超高導熱絕緣耐高溫納米氮化鋁(AlN)在絕緣材料中的應用廣泛，AlN晶體與金剛石類似，可以知道或者預測AlN為共價晶體，因此每個Al原子周圍有4個N原子，且與同1個Al原子相連的4個N原子構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)；根據(jù)數(shù)據(jù)可以判斷化學鍵的強弱。30．在我國南海300～500m海底深處沉積物中存在著大量的“可燃冰”，其主要成分為甲烷水合物。在常溫、常壓下它會分解成水和甲烷，因而得名。請回答下列問題：(1)甲烷晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法正確的是__________(填序號)。A．甲烷晶胞中的球只代表一個C原子B．晶體中1個CH4分子中有12個緊鄰的CH4分子C．CH4熔化時需克服共價鍵D．1個CH4晶胞中含有8個CH4分子E．CH4是非極性分子(2)水在不同的溫度和壓強條件下可以形成多種不同結(jié)構(gòu)的晶體，冰晶體結(jié)構(gòu)有多種。其中冰－Ⅶ的晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示。①水分子的立體結(jié)構(gòu)是________形，在酸性溶液中，水分子容易得到一個H＋，形成水合氫離子(H3O＋)，水分子能與H＋形成配位鍵，其原因是在氧原子上有_____________，應用價層電子對互斥理論(或模型)推測H3O＋的形狀為________。②實驗測得冰中氫鍵的作用能為18.5kJ·mol－1，而冰的熔化熱為5.0kJ·mol－1，這說明____________________________________________________________________________。(3)用x、y、z分別表示H2O、H2S、H2Se的沸點(℃)，則x、y、z的大小關(guān)系是________，其判斷依據(jù)是______________________________________________________________?！敬鸢浮?1)BE(2)①V孤電子對三角錐形②冰融化為液態(tài)水時只破壞了一部分氫鍵，液態(tài)水中仍存在氫鍵(3)x＞z＞y水分子間可以形成氫鍵，H2Se的相對分子質(zhì)量大于H2S，故有沸點：H2O＞H2Se＞H2S【解析】(1)CH4是分子晶體，熔化時克服范德華力。晶胞中的球體代表的是一個甲烷分子，并不是一個C原子。以該甲烷晶胞分析，位于頂點的某一個甲烷分子與其距離最近的甲烷分子有3個而這3個甲烷分子在面上，因此每個都被共用2次，故與1個甲烷分子緊鄰的甲烷分子有3×8×eq\f(1,2)＝12(個)。甲烷晶胞屬于面心立方晶胞，該晶胞中甲烷分子的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(個)。CH4分子為正四面體結(jié)構(gòu)，C原子位于正四面體的中心，結(jié)構(gòu)對稱，CH4是非極性分子；(2)①水分子中O原子的價電子對數(shù)＝eq\f(6＋2,2)＝4，孤電子對數(shù)為2，所以水分子為V形，H2O分子能與H＋形成配位鍵，其原因是在O原子上有孤電子對，H＋有空軌道。H3O＋價電子對數(shù)eq\f(6＋3－1,2)＝4，含有1對孤電子對，故H3O＋為三角錐形。②冰中氫鍵的作用能為18.5kJ·mol－1，而冰的熔化熱為5.0kJ·mol－1，說明冰融化為液態(tài)水時只是破壞了一部分氫鍵，并且液態(tài)水中仍存在氫鍵；(3)水分子間存在氫鍵，H2Se與H2S分子間不存在氫鍵，但H2Se的相對分子質(zhì)量大于H2S相對分子質(zhì)量，H2Se分子間范德華力大于H2S分子間范德華力。31．我國科學家研發(fā)的全球首套千噸級太陽能燃料合成項目被形象地稱為“液態(tài)陽光”計劃。該項目通過太陽能發(fā)電電解水制氫，再采用高選擇性催化劑將二氧化碳加氫合成甲醇?；卮鹣铝袉栴}：(1)太陽能電池板的主要材料為單晶硅或多晶硅。單晶硅的晶體類型為__________。

(2)我國科學家發(fā)明了高選擇性的二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑，其組成為ZnO/ZrO2固溶體。四方ZrO2晶胞如圖所示。Zr4+在晶胞中的配位數(shù)是____，晶胞參數(shù)為apm、apm、cpm，該晶體密度為____________g·cm-3(寫出表達式)。在ZrO2中摻雜少量ZrO后形成的催化劑，化學式可表示為ZnxZr1-xOy，則y=________(用x表達)。

【答案】(1)共價晶體

(2)84×91+8×16a2c×【解析】(1)晶體硅中Si原子與Si原子之間通過共價鍵相互結(jié)合，整塊晶體是一個三維的共價鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此晶體硅為共價晶體；(2)以晶胞中右側(cè)面心的Zr4+為例，同一晶胞中與Zr4+連接最近且等距的O2-數(shù)為4，同理可知右側(cè)晶胞中有4個O2-與Zr4+相連，因此Zr4+在晶胞中的配位數(shù)是4+4=8；1個晶胞中含有4個ZrO2微粒，1個晶胞的質(zhì)量m=4×91g·mol-1+8×16g·mol-1NAmol-1，1個晶胞的體積為(a×10-10cm)×(a×10-10cm)×(c×10-10cm)=a2c×10-30cm3，因此該晶體密度=mV=4×91+8×16NAga2c×10-30cm