人教版 (2019)选择性必修2第三章 晶体结构与性质第三节 金属晶体与离子晶体优秀ppt课件
展开第三节 金属晶体与离子晶体
第4课时
晶体类型的判断和不同晶体熔沸点的比较
一、单选题
Ⅰ.夯实基础篇
1.(四川省乐山市2022-2023学年高二下学期开学考试化学试题)下列说法正确的是
A.同一原子中3s、3p、3d、4s的能量依次升高
B.、中S原子的VSEPR模型均为平面三角形
C.氯化钠是离子晶体,由和构成,常温下能导电
D.和晶体硅都是共价化合物,属于共价晶体
2.(四川省乐山市2022-2023学年高二下学期开学考试化学试题)下列变化过程需要克服共价键的是
A.HCl气体溶于水 B.冰熔化 C.NaOH固体溶于水 D.钠熔化
3.(2022秋·山东威海·高三统考期末)立方氮化硼硬度高,耐磨性好,在机械加工行业有广泛应用。制备立方氮化硼的一种方法为BCl3(g)+NH3(g)=BN(s)+3HCl(g),下列说法错误的是
A.反应混合物中所有化学键均为共价键
B.元素电负性大小为N>B
C.BCl3和BN均为共价晶体
D.形成BCl3时B原子先激发后杂化,其激发态价电子轨道表示式为:
4.(2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习)下列关于晶体的说法,不正确的是
①晶体中粒子呈周期性有序排列,有自范性,而非晶体中粒子排列相对无序,无自范性;
②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体;
③共价键可决定分子晶体的熔、沸点;
④和两种晶体中,的离子键键能较小,所以其熔点比较低;
⑤晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列;
⑥受热分解生成和,既破坏了离子键,也破坏了共价键;
⑦干冰晶体中,一个分子周围有12个分子紧邻;
A.①②③ B.②③⑦ C.④⑤⑥ D.②③④
5.(2023·广东深圳·统考一模)“结构决定性质”是化学学科的核心观念。下列有关性质的比较正确的是
A.在水中的溶解度:戊醇<乙醇 B.熔点:MgO<CaO
C.硬度:金刚石<碳化硅<硅 D.第一电离能:Cl<P<S
6.(2023秋·山东烟台·高二统考期末)下列事实I和事实Ⅱ之间存在因果关系的是
选项 | 事实I | 事实II |
A | 乙醇为共价化合物 | 乙醇溶于水不导电 |
B | 金属钠具有强还原性 | 高压钠灯能发出透雾性强的黄光 |
C | 键能:键键 | 熔点: |
D | 分子结构为 | 属于正盐 |
A.A B.B C.C D.D
7.(2023秋·四川遂宁·高二校考期末)在通常条件下,下列各组物质的性质排列正确的是
A.Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大 B.熔点:SiC > NaCl > P4
C.S2﹣、Cl﹣、K+的半径逐渐增大 D.O、F、Ne的电负性逐渐增大
8.(2023·湖南衡阳·统考一模)“证据推理与模型认知”是化学学科学习的基本素养。下列推论合理的是
选项 | 已知信息 | 推论 |
A | 酸性:HI>HBr>HCl | 酸性: |
B | 非金属性:F>O>N | 还原性: |
C | 原子半径:Na>Mg>O | 离子半径: |
D | 熔点:C>Si>Ge | 熔点: |
A.A B.B C.C D.D
Ⅱ.能力提升篇
9.(2022秋·浙江杭州·高二学军中学校考期末)下列有关比较正确的是
A.熔点: B.熔、沸点:NaBr>NaCl>MgO
C.酸性: D.热稳定性:
10.(2023秋·上海徐汇·高三上海市西南位育中学校考期末)同温同压同体积的16O2与18O2,下列说法正确的是
A.质子数相同 B.互为同位素 C.相对分子质量相同 D.沸点相同
11.(2023秋·北京昌平·高三统考期末)下列对物质性质解释合理的是
选项 | 性质 | 解释 |
A | 热稳定性: | 中存在氢键 |
B | 熔点:晶体硅<碳化硅 | 碳化硅中分子间作用力较大 |
C | 酸性: | 电负性: |
D | 熔点: | 键较强 |
A.A B.B C.C D.D
12.(2023秋·北京丰台·高三统考期末)下列有关性质的比较,不能用元素周期律解释的是
A.熔点: B.酸性:
C.金属性: D.稳定性:
13.(2022秋·北京海淀·高三清华附中校考阶段练习)钠在氯气中燃烧生成氯化钠。下列说法不正确的是
A.反应物和生成物属于3种不同类型的晶体
B.分子中的共价键是键
C.熔点:
D.钠晶体中,每个Na周围最邻近的Na有8个
14.(2022秋·甘肃张掖·高二高台县第一中学校考阶段练习)下列说法正确的是
A.若将基态15P原子的核外电子排布式写成1s22s22p63s23p3p,则违背了泡利原理
B.金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S的熔点依次降低
C.碘单质升华或NH4Cl的分解过程中,不需克服化学键
D.乳酸[CH3CH(OH)COOH]分子中存在2个手性碳原子
15.(2022·上海·统考一模)由键能数据大小,不能解释下列事实的是
A.熔点: B.活泼性:
C.热稳定性: D.硬度:金刚石>晶体硅
16.(2022春·高二单元测试)下列晶体性质的比较中不正确的是
A.沸点:NH3>PH3
B.熔点:SiI4>SiBr4>SiCl4
C.硬度:白磷>冰>二氧化硅
D.硬度:金刚石>碳化硅>晶体硅
17.(2022春·高二单元测试)下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是
A.离子键:NaF>NaCl>NaBr
B.硬度:MgO>CaO>BaO
C.熔点:NaF>MgF2>AlF3
D.1个阴离子周围等距离且最近的阳离子数:CsCl>NaCl>CaF2
18.(2022·天津·一模)能证明晶体类型为离子晶体的方法是
A.测定溶液能否导电 B.X射线衍射法
C.测定熔融能否导电 D.测定是否有确定的熔点
二、填空题
Ⅰ.夯实基础篇
19.(2023·全国·高三专题练习)回答下列问题:
(1)MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型,前者的熔点明显高于后者,其主要原因是______。
(2)四种晶体的熔点数据如表:
物质 | CF4 | SiF4 | BF3 | AlF3 |
熔点/℃ | -183 | -90 | -127 | >1000 |
CF4和SiF4熔点相差较小,BF3和AlF3熔点相差较大,原因是______。
20.(2023·全国·高三专题练习)根据要求回答下列问题:
(1)的熔点为810℃、沸点为1382℃,的熔点为194℃(加压)、沸点为180℃,和的熔点、沸点相差很多的主要原因是_______。
(2)辉砷钴矿(主要成分为)是一种常见的钴矿石。中三种元素的电负性由大到小的关系为_______。O、S、的简单氢化物分子的键角从大到小的顺序为_______,原因是_______。
Ⅱ.能力提升篇
21.(2023·全国·高三专题练习)按要求回答下列问题。
(1)的沸点比的高,这是因为_______。
(2)的熔点为,的熔点为,二者熔点差异的原因是_______。
(3)形成的多种化合物中常见的有和金红石,两种晶体熔融状态下都能够导电,则它们属于_______(填晶体类型),两种晶体比较,熔点较高,其原因是_______。
(4)和都是离子晶体,熔点较高的是_______。其原因是_______。
(5)工业上均采用碳酸盐分解法制取氧化镁与生石灰,的分解温度_______(填“高于”或“低于”),原因是_______。
(6)已知:为、为。在隔绝空气条件下分别加热和,实验测得的分解温度低于,原因是_______。
(7)和的部分性质对比如表:
| ||
熔点/ | 714 | |
沸点/ | 1412 | 136.4 |
室温下状态 | 固体 | 无色液体 |
二者虽然都是金属元素和氯元素形成的化合物,但前者熔点比后者高很多,其原因为_______。
(8)熔融状态均不导电,据此判断它们是_______(填“共价”或“离子”)化合物。它们的晶体结构与金刚石相似,其熔点如下表所示,试分析的熔点依次降低的原因:_______。
物质 | |||
熔点/ | 1700 | 1480 | 1238 |
22.(2022春·高二单元测试)离子晶体及其物理性质
(1)概念:由_____________和_____________相互作用而形成的晶体。
(2)离子晶体的性质
①熔、沸点较_____________,硬度较_____________。
②离子晶体不导电,但_____________或_____________后能导电。
③大多数离子晶体能溶于水,难溶于有机溶剂。
23.(2022春·高二单元测试)金刚石晶体
金刚石晶体中,每个碳原子均以4个_____________对称地与相邻的_____________个碳原子相结合,形成C—C—C夹角为_____________的_____________体结构(即金刚石中的碳采取_____________杂化轨道形成共价键),整块金刚石晶体就是以共价键相连的三维骨架结构。其中最小的环是_____________元环。
24.(2022春·高二单元测试)晶胞与晶体的关系
一般来说,晶胞都是_____________体,整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“_____________并置”而成。
(1)“无隙”是指相邻晶胞之间_____________间隙。
(2)“并置”是指所有晶胞都是_____________排列的,取向_____________。
(3)所有晶胞的_____________及其内部的原子_____________及几何排列是完全相同的。
25.(2022秋·四川遂宁·高二遂宁中学校考期中)根据要求填空
(1)选择下列物质填空(填写序号):①金刚石 ②干冰 ③氩晶体 ④白磷 ⑤CaBr2 ⑥NaH ⑦ K3C60 ⑧石墨 ⑨氯化铵 ⑩铜晶体 熔化时不破坏化学键的有_______;含有非极性共价键的有_______。
(2)性质比较:(填“>”、“=”或“<”,下同)
①第一电离能Mg_______Al,解释原因_______
②酸性强弱HClO4_______HClO3,解释原因_______
(3)下图为几种晶体或晶胞的示意图(用名称填写)
①上述晶体中,粒子之间以共价键结合形成的晶体是_______。
②冰、金刚石、MgO、干冰4种晶体的熔点由高到低的顺序为_______。
26.(2021·高二课时练习)试比较下列各组离子化合物晶格能的大小。
(1)Na2O、K2O_____;
(2)KCl、MgO_____;
(3)NaF、CsBr_____。
第四节 金属晶体与离子晶体
第4课时
晶体类型的判断和不同晶体熔沸点的比较
三、单选题
Ⅰ.夯实基础篇
1.(四川省乐山市2022-2023学年高二下学期开学考试化学试题)下列说法正确的是
A.同一原子中3s、3p、3d、4s的能量依次升高
B.、中S原子的VSEPR模型均为平面三角形
C.氯化钠是离子晶体,由和构成,常温下能导电
D.和晶体硅都是共价化合物,属于共价晶体
【答案】B
【详解】A.根据构造原理,3d能量高于4s,故A错误;
B.SO2中S原子有2个σ键,1个孤电子对,价层电子对数为3,SO3中S原子有3个σ键,无孤电子对,因此两者VSEPR模型均为平面三角形,故B正确;
C.氯化钠属于离子晶体,是由Na+和Cl-组成,常温下,氯化钠固体中没有自由移动的离子,因此不导电,故C错误;
D.晶体硅属于单质,故D错误;
答案为B。
2.(四川省乐山市2022-2023学年高二下学期开学考试化学试题)下列变化过程需要克服共价键的是
A.HCl气体溶于水 B.冰熔化 C.NaOH固体溶于水 D.钠熔化
【答案】A
【详解】A.HCl气体溶于水发生电离,破坏共价键,A正确;
B.冰融化属于物理变化,破坏分子间作用力和氢键,B错误;
C. NaOH固体溶于水电离出Na+和OH-,客服离子键,C错误;
D.钠属于金属晶体,熔化时破坏金属键,D错误;
故选:A。
3.(2022秋·山东威海·高三统考期末)立方氮化硼硬度高,耐磨性好,在机械加工行业有广泛应用。制备立方氮化硼的一种方法为BCl3(g)+NH3(g)=BN(s)+3HCl(g),下列说法错误的是
A.反应混合物中所有化学键均为共价键
B.元素电负性大小为N>B
C.BCl3和BN均为共价晶体
D.形成BCl3时B原子先激发后杂化,其激发态价电子轨道表示式为:
【答案】C
【详解】A.四种物质均为非金属元素形成的化合物,B-Cl、N-H、B-N、H-Cl化学键均为共价键,A正确;
B.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;元素电负性大小为N>B,B正确;
C.立方氮化硼硬度高,耐磨性好,为共价晶体;而BCl3为分子晶体,C错误;
D.BCl3中B原子形成3个共价键,为sp2杂化,其激发态价电子轨道表示式为:,D正确;
故选C。
4.(2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习)下列关于晶体的说法,不正确的是
①晶体中粒子呈周期性有序排列,有自范性,而非晶体中粒子排列相对无序,无自范性;
②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体;
③共价键可决定分子晶体的熔、沸点;
④和两种晶体中,的离子键键能较小,所以其熔点比较低;
⑤晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列;
⑥受热分解生成和,既破坏了离子键,也破坏了共价键;
⑦干冰晶体中,一个分子周围有12个分子紧邻;
A.①②③ B.②③⑦ C.④⑤⑥ D.②③④
【答案】D
【详解】①晶体中粒子呈周期性有序排列,有自范性;而非晶体中原子排列相对无序,无自范性,故①正确;
②含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体,如金属晶体中含有金属阳离子,故②错误;
③共价键可决定原子晶体的熔、沸点,分子间作用力决定分子晶体的熔、沸点,故③错误;
④MgO和NaCl两种晶体中, MgO中离子半径小、离子所带电荷多,晶格能较大,所以其熔点比较高,故④错误;
⑤晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列,故⑤正确;
⑥受热分解生成和,破坏了Na+和之间的离子键,也破坏了中的共价键,故⑥正确;
⑦干冰晶体中,一个分子周围有12个分子紧邻,故⑦正确;
错误的是②③④,选D。
5.(2023·广东深圳·统考一模)“结构决定性质”是化学学科的核心观念。下列有关性质的比较正确的是
A.在水中的溶解度:戊醇<乙醇 B.熔点:MgO<CaO
C.硬度:金刚石<碳化硅<硅 D.第一电离能:Cl<P<S
【答案】A
【详解】A.戊醇的烃基比乙醇的大,烃基是憎水基,所以戊醇溶解度比乙醇的低,故A正确;
B.MgO和CaO都是离子晶体,都含有O2-,由于Ca2+的半径大于Mg2+,所以CaO的晶格能小于MgO的晶格能,则熔点:MgO>CaO,故B错误;
C.原子半径Si>C,三者都为共价晶体,原子半径越大,共价键的键能越小,则硬度越小,即硬度大小顺序是金刚石>碳化硅>硅,故C错误;
D.同周期随原子序数增大,元素第一电离能呈增大趋势,P元素原子3p能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能:Cl>P>S,故D错误;
故选A。
6.(2023秋·山东烟台·高二统考期末)下列事实I和事实Ⅱ之间存在因果关系的是
选项 | 事实I | 事实II |
A | 乙醇为共价化合物 | 乙醇溶于水不导电 |
B | 金属钠具有强还原性 | 高压钠灯能发出透雾性强的黄光 |
C | 键能:键键 | 熔点: |
D | 分子结构为 | 属于正盐 |
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.溶液或熔融电解质导电的原因是存在自由移动的离子,乙醇溶于水不导电是其在水溶液中不能电离出离子,与为共价化合物无因果关系,故A不符合题意;
B.金属钠具有强还原性说明在反应中容易失去电子,和能发出透雾性强的黄光不存在因果关系,故B不符合题意;
C.二氧化硅为共价晶体、四氯化硅为分子晶体,两者的熔点与键能没有因果关系,故C不符合题意;
D.分子只含有1个羟基氢,则为一元酸,故属于正盐,存在因果关系,故D符合题意;
故选D。
7.(2023秋·四川遂宁·高二校考期末)在通常条件下,下列各组物质的性质排列正确的是
A.Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大 B.熔点:SiC > NaCl > P4
C.S2﹣、Cl﹣、K+的半径逐渐增大 D.O、F、Ne的电负性逐渐增大
【答案】B
【详解】A.Mg的最外层为3s电子全满稳定结构,难以失去电子,第一电离能大于相邻主族元素,则第一电离能大小为:Na<Al<Mg,A错误;
B.SiC为共价晶体,熔点很高,氯化钠为离子晶体,熔点较高,白磷为分子晶体,熔点较低,B正确;
C.S2﹣、Cl﹣、K+具有相同的电子层数,核电荷数越大,离子半径越小,则S2﹣、Cl﹣、K+半径逐渐减小,C错误;
D.O、F位于同一周期,同周期元素从左到右元素的电负性依次增大,Ne为稀有气体元素,电负性小于F,D错误;
答案选B。
8.(2023·湖南衡阳·统考一模)“证据推理与模型认知”是化学学科学习的基本素养。下列推论合理的是
选项 | 已知信息 | 推论 |
A | 酸性:HI>HBr>HCl | 酸性: |
B | 非金属性:F>O>N | 还原性: |
C | 原子半径:Na>Mg>O | 离子半径: |
D | 熔点:C>Si>Ge | 熔点: |
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.HCl、HBr、HI的酸性由键能决定,键长越长,键能越小,酸性越强,因此推出氧族元素对应氢化物的酸性:,A项合理;
B.元素非金属性越强,对应简单离子的还原性越弱,因此还原性:,B项不合理;
C.Na、Mg原子核外有三层电子,Mg核电荷数大,对应半径小,O原子核外有两层电子,半径最小;Na+、Mg2+、O2-核外电子均为两层,原子核中核电荷数越小,对应的离子半径越大,即离子半径:,C项不合理;
D.C、Si、Ge均为共价晶体,熔点由键能决定;F2、Cl2、Br2、I2为分子晶体,熔点由范德华力决定,相对分子质量越大,范德华力越大,则熔点:,D项不合理。
本题选A。
Ⅱ.能力提升篇
9.(2022秋·浙江杭州·高二学军中学校考期末)下列有关比较正确的是
A.熔点: B.熔、沸点:NaBr>NaCl>MgO
C.酸性: D.热稳定性:
【答案】D
【详解】A.均为分子晶体,其熔点和范德华力有关,且相对分子质量越大,范德华力越大,故A项错误;
B.离子半径越小,离子所带电荷数越多,离子晶体的离子键越强,熔沸点越高,所以熔、沸点:NaBr<NaCl<MgO ,故B项错误;
C.非金属性越强,其最高价氧化物对于水化物的酸性越强,非金属性:P<S<Cl,酸性:,故C项错误;
D.非金属性越强,其氢化物越稳定,非金属性:N<O<F,热稳定性:,故D项正确;
故选D。
10.(2023秋·上海徐汇·高三上海市西南位育中学校考期末)同温同压同体积的16O2与18O2,下列说法正确的是
A.质子数相同 B.互为同位素 C.相对分子质量相同 D.沸点相同
【答案】A
【详解】A.同温同压同体积的16O2与18O2的物质的量相同,则二者含有的分子数相同,由于物质分子中都是含有2个O原子,故二者所含有的质子数相同,A正确;
B.同位素是指质子数相同而中子数不同的原子,16O2与18O2是由同位素原子组成的单质分子,它们不属于同位素, B错误;
C.16O2的相对分子质量是32,而18O2的相对分子质量是36,故二者的相对分子质量不相同,C错误;
D.二者的相对分子质量不同,则二者的分子之间作用力不同,故二者的沸点不同, D错误;
故选A。
11.(2023秋·北京昌平·高三统考期末)下列对物质性质解释合理的是
选项 | 性质 | 解释 |
A | 热稳定性: | 中存在氢键 |
B | 熔点:晶体硅<碳化硅 | 碳化硅中分子间作用力较大 |
C | 酸性: | 电负性: |
D | 熔点: | 键较强 |
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.气体分子之间距离太大,此时分子间氢键不存在,A错误;
B.晶体硅和碳化硅都不是分子,不存在分子间作用力,B错误;
C.酸性是因为电负性:,C正确;
D.Br2的熔点较高是因为其分子间作用力较大,D错误。
本题选C。
12.(2023秋·北京丰台·高三统考期末)下列有关性质的比较,不能用元素周期律解释的是
A.熔点: B.酸性:
C.金属性: D.稳定性:
【答案】A
【详解】A.由于CO2形成分子晶体,而SiO2形成共价晶体,故熔点:,与元素周期律无关,A符合题意;
B.P和S为同一周期元素,同一周期从左往右元素非金属性依次增强,则最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,故酸性与元素周期律有关,B不合题意;
C.Na和Mg为同一周期元素,同一周期从左往右元素金属性依次减弱,金属性:与元素周期律有关,C不合题意;
D.O和S为同一主族元素,同一主族从上往下元素的非金属性依次减弱,则其简单气态氢化物的稳定性依次减弱,则稳定性:与元素周期律有关,D不合题意;
故答案为:A。
13.(2022秋·北京海淀·高三清华附中校考阶段练习)钠在氯气中燃烧生成氯化钠。下列说法不正确的是
A.反应物和生成物属于3种不同类型的晶体
B.分子中的共价键是键
C.熔点:
D.钠晶体中,每个Na周围最邻近的Na有8个
【答案】B
【详解】A.反应物Na属于金属晶体,Cl2属于分子晶体,生成物NaCl属于离子晶体,A正确;
B.Cl原子的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p5,Cl2分子中含Cl-Cl共价键,是由Cl原子未成对电子的3p轨道形成的p-pσ键,B错误;
C. NaCl是离子晶体,Na是金属晶体,Cl2是分子晶体,所以熔点顺序是,C正确;
D.根据题干金属Na的晶胞结构属于体心立方堆积,Na原子位于晶胞的体心和顶点,所以每个Na周围最邻近的Na有8个,D正确;
综上所述,选B。
14.(2022秋·甘肃张掖·高二高台县第一中学校考阶段练习)下列说法正确的是
A.若将基态15P原子的核外电子排布式写成1s22s22p63s23p3p,则违背了泡利原理
B.金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S的熔点依次降低
C.碘单质升华或NH4Cl的分解过程中,不需克服化学键
D.乳酸[CH3CH(OH)COOH]分子中存在2个手性碳原子
【答案】B
【详解】A.若将基态15P原子的核外电子排布式写成1s22s22p63s23p3p,则违背了洪特规则,A错误;
B.金刚石、为原子晶体,碳原子半径小于硅原子半径,碳碳键的键能大于碳硅键键能,熔点:;为离子晶体,前者半径小,晶格能大,熔点高;为分子晶体,H2O中有氢键,熔点较高,不同晶体类型的物质熔点:原子晶体>离子晶体>分子晶体,,B正确;
C.碘单质升华是物理变化,克服分子间的作用力,NH4Cl的分解发生化学反应,克服化学键,C错误;
D.手性碳原子是同一个碳原子上连接4个不同的原子或原子团,分子中只有1个手性碳原子,D错误;
故选B。
15.(2022·上海·统考一模)由键能数据大小,不能解释下列事实的是
A.熔点: B.活泼性:
C.热稳定性: D.硬度:金刚石>晶体硅
【答案】A
【详解】A.是分子晶体,是共价晶体,所以熔点:,不能用键能数据大小来解释,故A符合题意;
B.中两个N原子之间以氮氮三键连接,中P原子之间以单键连接,三键的键能大于单键的键能,所以活泼性:吗,可以用键能数据大小来解释,故B不符合题意;
C.由于C原子半径小于Si原子半径,所以键长:C-H<Si-H,键能:C-H>Si-H,热稳定性:,可以用键能数据大小来解释,故C不符合题意;
D.由于C原子半径小于Si原子半径,所以键长:C-C<Si-Si,键能:C-C>Si-Si,硬度:金刚石>晶体硅,可以用键能数据大小来解释,故D不符合题意;
故选A。
16.(2022春·高二单元测试)下列晶体性质的比较中不正确的是
A.沸点:NH3>PH3
B.熔点:SiI4>SiBr4>SiCl4
C.硬度:白磷>冰>二氧化硅
D.硬度:金刚石>碳化硅>晶体硅
【答案】C
【详解】A项中注意NH3分子间存在氢键,故沸点NH3>PH3,正确;B项中三种物质的组成和结构相似,且均为分子晶体,熔点随相对分子质量的增大而升高,正确;C项中白磷和冰都是分子晶体,硬度小,而二氧化硅是共价晶体,硬度大,错误;D 项中的三种物质都是共价晶体,由于原子半径C<Si,所以键长C—C<C—Si<Si—Si,故键能C—C>C—Si>Si—Si,而键能越大,共价晶体的硬度越大,正确。
17.(2022春·高二单元测试)下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是
A.离子键:NaF>NaCl>NaBr
B.硬度:MgO>CaO>BaO
C.熔点:NaF>MgF2>AlF3
D.1个阴离子周围等距离且最近的阳离子数:CsCl>NaCl>CaF2
【答案】C
【详解】A.离子半径Br->Cl->F-,离子半径越小,所带电荷数越大,离子键越强,故A正确;B.原子半径Ba>Ca>Mg,原子半径越大,键能越小,硬度越小,故B正确;C.离子半径Na+>Mg2+>Al3+,离子半径越小,电荷越多,则熔点越高,故C错误;D.CsCl晶胞中1个Cl-周围有8个Cs+;CaF2晶胞中1个F-周围有4个Ca2+;NaCl晶胞中1个Cl-周围有6个Na+,故D正确。
18.(2022·天津·一模)能证明晶体类型为离子晶体的方法是
A.测定溶液能否导电 B.X射线衍射法
C.测定熔融能否导电 D.测定是否有确定的熔点
【答案】C
【分析】鉴定化合物属于离子晶体的方法是熔融状态是否导电,据此分析;
【详解】A.有些分子晶体的水溶液也能导电,如HCl、H2SO4等,故A错误;
B.X射线衍射法用于判断晶体与非晶体,不能判断晶体类型,故B错误;
C.离子晶体是由阴阳离子组成,熔融状态破坏离子键,产生自由移动的阴阳离子,能导电,故C正确;
D.有无确定的熔点适用于判断物质是晶体还是非晶体,故D错误;
答案为C。
四、填空题
Ⅰ.夯实基础篇
19.(2023·全国·高三专题练习)回答下列问题:
(1)MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型,前者的熔点明显高于后者,其主要原因是______。
(2)四种晶体的熔点数据如表:
物质 | CF4 | SiF4 | BF3 | AlF3 |
熔点/℃ | -183 | -90 | -127 | >1000 |
CF4和SiF4熔点相差较小,BF3和AlF3熔点相差较大,原因是______。
【答案】(1)MnS中阴、阳离子所带电荷数比NaCl多,MnS的晶格能大于NaCl
(2)CF4和SiF4都是分子晶体,结构相似,分子间作用力相差较小,所以熔点相差较小;BF3通过分子间作用力形成分子晶体,AlF3通过离子键形成离子晶体,破坏离子键需要能量多得多,所以熔点相差较大
【详解】(1)MnS与NaCl均是离子晶体,其熔点与晶格能大小有关,即MnS中阴、阳离子所带电荷数比NaCl多,MnS的晶格能大于NaCl;
(2)一般来说熔点:共价晶体>离子晶体>分子晶体;共价晶体的熔点与共价键强弱有关,离子晶体的熔点与晶格能大小有关,分子晶体的熔点与范德华力、氢键有关,故CF4和SiF4熔点相差较小,BF3和AlF3熔点相差较大,原因是CF4和SiF4都是分子晶体,结构相似,分子间作用力相差较小,所以熔点相差较小;BF3通过分子间作用力形成分子晶体,AlF3通过离子键形成离子晶体,破坏离子键需要能量多得多,所以熔点相差较大。
20.(2023·全国·高三专题练习)根据要求回答下列问题:
(1)的熔点为810℃、沸点为1382℃,的熔点为194℃(加压)、沸点为180℃,和的熔点、沸点相差很多的主要原因是_______。
(2)辉砷钴矿(主要成分为)是一种常见的钴矿石。中三种元素的电负性由大到小的关系为_______。O、S、的简单氢化物分子的键角从大到小的顺序为_______,原因是_______。
【答案】(1)是离子晶体,熔点、沸点是由离子键决定的;是分子晶体,熔点、沸,点是由微弱的分子间作用力决定的,故和的熔,点、沸,点相差很多
(2) 、和的中心原子的价层电子对数均为4,均采取杂化,VSEPR模型均为四面体形,由于、中中心原子的孤电子对数均为2,对成键电子对的排斥力更大,故其键角小于的;由于O的原子半径小于S,且O的电负性大于S,使中成键电子对离中心原子更近,化学键之间的排斥力更大
【详解】(1)是离子晶体,熔点、沸点是由离子键决定的;是分子晶体,熔点、沸,点是由微弱的分子间作用力决定的,故和的熔,点、沸,点相差很多;
(2)中为金属元素,和S为非金属元素,故的电负性最小,同周期元素电负性从左到右逐渐增大,同主族元素电负性从上到下逐渐减小,故电负性:;
、和的中心原子的价层电子对数均为4,均采取杂化,VSEPR模型均为四面体形,由于、中中心原子的孤电子对数均为2,对成键电子对的排斥力更大,故其键角小于的;由于O的原子半径小于S,且O的电负性大于S,使中成键电子对离中心原子更近,化学键之间的排斥力更大,故键角:。
Ⅱ.能力提升篇
21.(2023·全国·高三专题练习)按要求回答下列问题。
(1)的沸点比的高,这是因为_______。
(2)的熔点为,的熔点为,二者熔点差异的原因是_______。
(3)形成的多种化合物中常见的有和金红石,两种晶体熔融状态下都能够导电,则它们属于_______(填晶体类型),两种晶体比较,熔点较高,其原因是_______。
(4)和都是离子晶体,熔点较高的是_______。其原因是_______。
(5)工业上均采用碳酸盐分解法制取氧化镁与生石灰,的分解温度_______(填“高于”或“低于”),原因是_______。
(6)已知:为、为。在隔绝空气条件下分别加热和,实验测得的分解温度低于,原因是_______。
(7)和的部分性质对比如表:
| ||
熔点/ | 714 | |
沸点/ | 1412 | 136.4 |
室温下状态 | 固体 | 无色液体 |
二者虽然都是金属元素和氯元素形成的化合物,但前者熔点比后者高很多,其原因为_______。
(8)熔融状态均不导电,据此判断它们是_______(填“共价”或“离子”)化合物。它们的晶体结构与金刚石相似,其熔点如下表所示,试分析的熔点依次降低的原因:_______。
物质 | |||
熔点/ | 1700 | 1480 | 1238 |
【答案】(1)两者都是分子晶体,的相对分子质量比的大,且分子的极性较强,分子间作用力较强
(2)为分子晶体,为共价晶体
(3) 离子晶体 所带电荷数多于,的离子键强度大
(4) 氧化亚铜和硫化亚铜都是离子晶体,氧离子的离子半径小于硫离子,氧化亚铜的离子键强度大于硫化亚铜
(5) 低于 离子半径小于,二者所带电荷数相同,吸引形成的能力强
(6)更容易结合碳酸根离子中的氧离子或的半径小于,的离子键强度大
(7)属于分子晶体,属于离子晶体,离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点
(8) 共价 它们均为原子晶体,由于N、P、的原子半径依次增大,故的键长依次增大,共价键越长,键能越小,熔点越低
【详解】(1)的沸点比的高,这是因为:两者都是分子晶体,的相对分子质量比的大,且分子的极性较强,分子间作用力较强。
(2)的熔点为,的熔点为,二者熔点差异的原因是:为分子晶体,为共价晶体,前者熔化时克服分子间的作用力,后者熔化时克服共价键,共价键比分子间的作用力强烈得多。
(3)熔融状态下能导电的化合物为离子晶体,和金红石这两种晶体熔融状态下都能够导电,则它们属于离子晶体,离子键的强弱决定了离子晶体的熔点高低,则熔点较高的原因是:所带电荷数多于,的离子键强度大。
(4)结合(3)可知,和都是离子晶体,熔点较高的是,其原因是:氧化亚铜和硫化亚铜都是离子晶体,氧离子的离子半径小于硫离子,氧化亚铜的离子键强度大于硫化亚铜。
(5)和分解均生成金属氧化物和二氧化碳,金属氧化物越容易形成,分解温度越低,则的分解温度低于,原因是:离子半径小于,二者所带电荷数相同,吸引形成的能力强。
(6)已知:为、为,结合(5)可知:在隔绝空气条件下分别的分解温度低于的原因是:更容易结合碳酸根离子中的氧离子或的半径小于,的离子键强度大。
(7)由表格可知,前者为离子晶体,后者为分子晶体,离子键比分子间的作用力强烈得多。故前者熔点比后者高很多的原因为:属于分子晶体,属于离子晶体,离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点。
(8)熔融状态均不导电,则晶体内不存在离子,据此判断它们是共价化合物。它们的晶体结构与金刚石相似,则它们构成共价晶体,共价键的强弱程度决定了共价晶体的熔点高低,则的熔点依次降低的原因::它们均为原子晶体,由于N、P、的原子半径依次增大,故的键长依次增大,共价键越长,键能越小,熔点越低。
22.(2022春·高二单元测试)离子晶体及其物理性质
(1)概念:由_____________和_____________相互作用而形成的晶体。
(2)离子晶体的性质
①熔、沸点较_____________,硬度较_____________。
②离子晶体不导电,但_____________或_____________后能导电。
③大多数离子晶体能溶于水,难溶于有机溶剂。
【答案】 阳离子 阴离子 高 大 熔化 溶于水
【解析】略
23.(2022春·高二单元测试)金刚石晶体
金刚石晶体中,每个碳原子均以4个_____________对称地与相邻的_____________个碳原子相结合,形成C—C—C夹角为_____________的_____________体结构(即金刚石中的碳采取_____________杂化轨道形成共价键),整块金刚石晶体就是以共价键相连的三维骨架结构。其中最小的环是_____________元环。
【答案】 共价单键 4 109°28′ 正四面 sp3 六
【解析】略
24.(2022春·高二单元测试)晶胞与晶体的关系
一般来说,晶胞都是_____________体,整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“_____________并置”而成。
(1)“无隙”是指相邻晶胞之间_____________间隙。
(2)“并置”是指所有晶胞都是_____________排列的,取向_____________。
(3)所有晶胞的_____________及其内部的原子_____________及几何排列是完全相同的。
【答案】 平行六面 无隙 无任何 平行 相同 形状 种类、个数
【解析】略
25.(2022秋·四川遂宁·高二遂宁中学校考期中)根据要求填空
(1)选择下列物质填空(填写序号):①金刚石 ②干冰 ③氩晶体 ④白磷 ⑤CaBr2 ⑥NaH ⑦ K3C60 ⑧石墨 ⑨氯化铵 ⑩铜晶体 熔化时不破坏化学键的有_______;含有非极性共价键的有_______。
(2)性质比较:(填“>”、“=”或“<”,下同)
①第一电离能Mg_______Al,解释原因_______
②酸性强弱HClO4_______HClO3,解释原因_______
(3)下图为几种晶体或晶胞的示意图(用名称填写)
①上述晶体中,粒子之间以共价键结合形成的晶体是_______。
②冰、金刚石、MgO、干冰4种晶体的熔点由高到低的顺序为_______。
【答案】(1) ②③④ ①④⑦⑧
(2) > Mg原子的价电子排布为3s2的稳定结构,Al原子的价电子排布为3s23p1,容易失去一个电子达到3s2全满稳定结构 > 同元素不同价态含氧酸,该元素化合价越高,其含氧酸酸性越强
(3) 金刚石晶体 金刚石>MgO>冰>干冰
【详解】(1)干冰、氩晶体、白磷熔化时破坏分子间作用力,不破坏化学键,故选②③ ④;金刚石、石墨、K3C60中含碳碳非极性键,白磷中含磷磷非极性键,故含非极性共价键的是:①④⑦⑧;
(2)第一电离能Mg>Al,原因是:Mg原子的价电子排布为3s2的稳定结构,Al原子的价电子排布为3s23p1,容易失去一个电子达到3s2全满稳定结构;酸性HClO4>HClO3,原因是:同元素不同价态含氧酸,该元素化合价越高,其含氧酸酸性越强;
(3)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;金刚石为原子晶体,氧化镁为离子晶体,冰和干冰为分子晶体,沸点:原子晶体>离子晶体>分子晶体,冰中含氢键,沸点高一干冰,故冰、金刚石、MgO、干冰4种晶体的熔点由高到低的顺序为:金刚石>MgO>冰>干冰。
26.(2021·高二课时练习)试比较下列各组离子化合物晶格能的大小。
(1)Na2O、K2O_____;
(2)KCl、MgO_____;
(3)NaF、CsBr_____。
【答案】(1)Na2O>K2O
(2)KCl<MgO
(3)NaF>CsBr
【分析】电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;离子晶体沸点和晶格能成正比,晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比;
【详解】(1)氧化钠中钠离子半径更小,故晶格能更大,Na2O>K2O;
(2)氧化镁中镁离子、氧离子半径更小,所带电荷更多,故晶格能更大,KCl<MgO;
(3)NaF中钠离子、氟离子半径更小,故晶格能更大,NaF>CsBr。
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