物質(zhì)結(jié)構(gòu)檢測題

PAGEPAGE11物質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)習題2014/11/17一．選擇題（請將你認為正確的答案代號填在Ⅱ卷的答題欄中，本題共9小題）1.H2OH2OH2OH2O水分子間可通過一種叫“氫鍵”的作用（介于化學(xué)鍵和分子間作用力之間），彼此結(jié)合而形成（H2O）nH2OH2OH2OH2O下列有關(guān)敘述正確的A.1mol冰中有4mol氫鍵B.1mol冰中有4×5mol氫鍵 C.平均每個水分子只有2個氫鍵 D.平均每個水分子只有5/4個氫鍵2.納米材料的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的比例極大，這是它具有許多特殊性質(zhì)的原因。假設(shè)某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰好與氯化鈉晶胞的大小和形狀（如圖所示）相同。則這種納米顆粒的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的百分數(shù)為A、87.5％ B、92.9％ C、96.3％ D、100％3.鐵有δγα三種晶體結(jié)構(gòu)，以下依次是δγα三種晶體不同溫度下轉(zhuǎn)化的圖示。有關(guān)說法不正確的是A.δ-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子有8個B.γ-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子有12個C.如圖α-Fe晶胞邊長若為acm，γ-Fe晶胞邊長若為bcm，則兩種晶體密度比為b3∶a3D.將鐵加熱到1500oC分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型相同4.下列有關(guān)晶體的敘述中，不正確的是A.金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由共價鍵形成的碳原子環(huán)，其中最小的環(huán)上有6個碳原子B.在氯化鈉晶體中，每個Na+或Cl－的周圍緊鄰6個Cl－或6個Na+；C.在氯化銫晶體中，每個Cs+周圍緊鄰8個Cl－，每個Cl－周圍也緊鄰8個Cs+D.干冰晶體熔化時，1mol干冰要斷裂2mol碳氧雙鍵5.SF6是一種無色氣體，具有很強的穩(wěn)定性，可用于滅火。SF6的分子結(jié)構(gòu)如右圖所示，呈正八面體型。如果F元素有兩種穩(wěn)定的同位素，則SF6的不同分子種數(shù)為A.6種B.7種C.10種D.12種6.NaCl晶體中最小重復(fù)單元(晶胞)如右圖所示。已知：氯化鈉的摩爾質(zhì)量為Mg/mol，某一定條件下NaCl晶體中最鄰近的鈉離子和氯離子中心間的距離為acm，晶體的密度為bg/cm3。則下列敘述正確的是A.每個Na+周圍最近且等距離的Cl－所圍成的空間構(gòu)型為正六面體B.每個Na+周圍最近且等距離的Cl－所圍成的空間構(gòu)型為正十二面體C.阿伏加德羅常數(shù)NA可表示為M/2a3D.阿伏加德羅常數(shù)NA可表示為4M/a3b圖圖17.2003年3月，日本筑波材料科學(xué)國家實驗室一個研小組發(fā)現(xiàn)首例帶結(jié)晶水的晶體在5K下呈現(xiàn)超導(dǎo)性。據(jù)報道，該晶體中含有最簡式為CoO2的層狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如右圖（小球表示Co原子，大球表示O原子）。下列用粗線畫出的CoO2層狀結(jié)構(gòu)的晶胞（晶胞是在晶體中具有代表性的最小重復(fù)單元）示意圖不符合化學(xué)式的是8.北京大學(xué)和中國科學(xué)院的化學(xué)工作者合作，已成功研制出堿金屬與C60的形成的球碳鹽K3C60。實驗測知該物質(zhì)屬于離子晶體，具有良好的超導(dǎo)性。下列關(guān)于K3C60的組成和結(jié)構(gòu)的分析中正確的是A.K3C60中既有離子鍵，又有極性鍵B.1molK3C60中含有的離子數(shù)目為63×6.02×1023C.該晶體在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電D.該物質(zhì)的化學(xué)式可寫為KC209.下列說法正確的是A.H與D，與互為同位素；、、、互為同素異形體；甲醇、乙二醇和丙三醇互為同系物B.在晶體中，1個原子和2個O原子形成2個共價鍵C.HI的相對分子質(zhì)量大于HF，所以HI的沸點高于HFD.由IA族和VIA族元素形成的原子個數(shù)比為、電子總數(shù)為38的化合物，是含有共價鍵的離子型化合物二.簡答題（共14小題）10.[化學(xué)—選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]硅是重要的半導(dǎo)體材料，構(gòu)成了現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎(chǔ)。回答下列問題:(1)基態(tài)Si原子中，電子占據(jù)的最高能層符號，該能層具有的原子軌道數(shù)為、電子數(shù)為。(2)硅主要以硅酸鹽、等化合物的形式存在于地殼中。(3)單質(zhì)硅存在與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體，其中原子與原子之間以相結(jié)合，其晶胞中共有8個原子，其中在面心位置貢獻個原子。(4)單質(zhì)硅可通過甲硅烷(SiH4)分解反應(yīng)來制備。工業(yè)上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介質(zhì)中反應(yīng)制得SiH4,，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(5)碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示，簡要分析和解釋下列有關(guān)事實:①硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠不如烷烴多，原因是②SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是(6)在硅酸鹽中，四面體(如下圖(a))通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式。圖(b)為一種無限長單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根；其中Si原子的雜化形式為。Si與O的原子數(shù)之比為化學(xué)式為11.(1)英國科學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫因在石墨烯(如甲圖)材料方面的卓越研究而獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。六方氮化硼(BN)與石墨是等電子體，它有“白石墨”之稱，具有類似石墨的層狀結(jié)構(gòu)，有良好的潤滑性。C、N、B的第一電離能由大到小的順序為________，電負性由小到大的順序為________。(2)目前，利用金屬或合金儲氫已取得很大進展，先后發(fā)現(xiàn)了Ni、Mg、Fe基三個系列的儲氫材料，乙圖是一種儲氫密度超過液氫的鎳基合金的晶胞結(jié)構(gòu)圖。①Ni原子的基態(tài)電子排布式為________，位于周期表的________區(qū)。②這種儲氫合金的化學(xué)式為________________。(3)丙圖是某晶體結(jié)構(gòu)點陣的一部分。請你在圖中畫出氯化銫的晶胞結(jié)構(gòu)，用不同的標記區(qū)分氯和銫。(4)把CoCl2·6H2O和碳酸銨混合氧化，然后加入鹽酸可得到化合物A(化學(xué)式為CoCl3H12N4)，在A中加入硝酸銀溶液只有1/3的氯可被沉淀。A的結(jié)構(gòu)式為________。根據(jù)價層電子對互斥理論，推測CO32－的空間構(gòu)型為________________。12.YX2、ZX2、W2X、W2X2都是短周期元素組成的化合物，X與Y同周期，Y與Z同主族，W是原子半徑最小的元素，Y元素原子最外層的p軌道中的電子數(shù)等于次外層電子數(shù)，X原子最外層的p軌道中有一個軌道填充了2個電子。試回答：(1)X原子的電子排布式是________，Z元素在元素周期表中的位置為________。(2)YX2分子的立體構(gòu)型是________，W2X2是________(填“極性”或“非極性”)分子。(3)YX2、ZX2、W2X三種晶體的熔點由高到低的順序為__________(用化學(xué)式表示)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)下圖表示一些晶體的結(jié)構(gòu)(或晶胞)，其中代表YX2晶體的是________，該晶體的晶胞中平均含有________個原子；圖C和圖D所表示的晶體是Y元素組成的兩種同素異形體，其中代表能導(dǎo)電晶體的是________。(5)如下圖，鐵有δ、γ、α三種同素異形體，三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。下列說法正確的是________。A.γ-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6個B.α-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6個C.將鐵加熱到1500℃后分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型相同13.金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛。請回答下列問題：(1)Ni原子的核外電子排布式為__________________________________________________；(2)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為69pm和78pm，則熔點NiO________FeO(填“＜”或“＞”)；(3)NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為____________、__________；(4)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。該合金的化學(xué)式為________。14.下圖為一個金屬銅的晶胞，請完成以下各題。(1)該晶胞“實際”擁有的銅原子數(shù)是________個。(2)該晶胞稱為________。(填序號)A.六方晶胞B.體心立方晶胞C.面心立方晶胞(3)此晶胞立方體的邊長為acm，Cu的相對原子質(zhì)量為64，金屬銅的密度為ρg/cm3，則阿伏加德羅常數(shù)為________(用a、ρ表示)。15.I．下列化合物中，含有非極性共價鍵的離子化合物是A.CaC2 B.N2H4C.Na2S2 D.NH4NO3II．圖A所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系中（具體反應(yīng)條件略），a、b、c和d分別為四種短周期元素的常見單質(zhì)，其余均為它們的化合物，i的溶液為常見的酸，a的一種同素異形體的晶胞如圖B所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）圖B對應(yīng)的物質(zhì)名稱是，其晶胞中的原子數(shù)為，晶體類型為。（2）d中元素的原子核外電子排布式為。（3）圖A中由二種元素組成的物質(zhì)中，沸點最高的是，原因是，該物質(zhì)的分子構(gòu)型為，中心原子的雜化軌道類型為。（4）圖A中的雙原子分子中，極性最大的分子是。（5）k的分子式為，中心原子的雜化軌道類型為，屬于分子（填“極性”或“非極性”）。16.甲乙丙下面是C甲乙丙請回答下列問題：（1）硅與碳同主族，寫出硅原子基態(tài)時的核外電子排布式：_________________（2）從晶體類型來看，C60屬于_________晶體。（3）二氧化硅結(jié)構(gòu)跟金剛石結(jié)構(gòu)相似，即二氧化硅的結(jié)構(gòu)相當于在硅晶體結(jié)構(gòu)中每個硅與硅的化學(xué)鍵之間插入一個O原子。觀察圖乙中金剛石的結(jié)構(gòu)，分析二氧化硅的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，Si、O原子形成的最小環(huán)上O原子的數(shù)目是__________________________;晶體硅中硅原子與共價鍵的個數(shù)比為（4）圖丙是二氧化碳的晶胞模型，圖中顯示出的二氧化碳分子數(shù)為14個。實際上一個二氧化碳晶胞中含有________個二氧化碳分子,二氧化碳分子中鍵與鍵的個數(shù)比為。（5）有機化合物中碳原子的成鍵方式有多種，這也是有機化合物種類繁多的原因之一。丙烷分子中2號碳原子的雜化方式是_______，丙烯分子中2號碳原子的雜化方式是_______，丙烯分子中最多有個原子共平面。

17.能源、材料和信息是現(xiàn)代社會的三大“支柱”。（1）目前，利用金屬或合金儲氫的研究已取得很大進展，下圖是一種鎳基合金儲氫后的晶胞結(jié)構(gòu)圖。LaLaNiH2①Ni原子的價電子排布式是。②該合金儲氫后，含1molLa的合金可吸附H2的數(shù)目為。（2）南師大結(jié)構(gòu)化學(xué)實驗室合成了一種多功能材料——對硝基苯酚水合物（化學(xué)式為C6H5NO3·1.5H2O）。實驗表明，加熱至94℃①晶體中四種基本元素的電負性由大到小的順序是。②對硝基苯酚水合物失去結(jié)晶水的過程中，破壞的微粒間作用力是。（3）科學(xué)家把NaNO3和Na2O在一定條件下反應(yīng)得到一種白色晶體，已知其中陰離子與SO42－互為等電子體，且該陰離子中的各原子的最外層電子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。該陰離子的電子式是，其中心原子N的雜化方式是。18.A.雷尼鎳（Raney-Ni）是一種歷史悠久、應(yīng)用廣泛的催化劑，由鎳-鋁合金為原料制得。（1）元素第一電離能：Al____Mg（選填：“＞”、“＜”、“＝”）（2）雷尼鎳催化的一實例為：化合物b中進行sp3雜化的原子有： 。:Ni:Al（3）一種鋁鎳合金的結(jié)構(gòu)如下圖，與其結(jié)構(gòu)相似的化合物是：:Ni:Al（4）實驗室檢驗Ni2+可用丁二酮肟與之作用生成腥紅色配合物沉淀。①Ni在基態(tài)時，核外電子排布式為： 。②在配合物中用化學(xué)鍵和氫鍵標出未畫出的作用力（鎳的配位數(shù)為4）。19.（化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）氮元素可形成鹵化物、疊氮化物及絡(luò)合物等。NF3屬于晶體，寫出NF3的結(jié)構(gòu)式：。（2）氫疊氮酸（HN3）是一種弱酸，它的酸性類似于醋酸，微弱電離出H＋和N3－。①與N3－互為等電子體的分子為由此可推知N3－的空間構(gòu)型是型。②疊氮化物、氰化物能與Fe3+及Cu2+及Co3+等形成絡(luò)合物，如：Co[（N3）（NH3）5]SO4、（Fe（CN）46寫出鈷原子在基態(tài)時的價電子排布式：。Co[（N3）（NH3）5]SO4中鈷的配位數(shù)為，CN—中C原子的雜化類型是。（3）化學(xué)式為Pt（NH3）2Cl2的化合物有兩種異構(gòu)體，其中一種異構(gòu)體具有水的可溶性，則此種化合物是（填“極性”、“非極性”）分子。（4）由疊氮化鈉（NaN3）熱分解可得純N2：2NaN3（s）＝2Na（l）+3N2（g），有關(guān)說法正確的是（選填序號）A.NaN3與KN3結(jié)構(gòu)類似，前者晶格能較小B.第一電離能（I1）：O＞N＞PC.鈉晶胞結(jié)構(gòu)如右圖，該晶胞分攤2個鈉原子D.氮氣常溫下很穩(wěn)定，是因為氮的電負性小20.晶體具有規(guī)則的幾何外形，晶體中最基本的重復(fù)單元稱為晶胞。NaCl晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。已知FexO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，由于晶體缺陷，x值小于1。測知FexO晶體密度ρ為5.71g/cm3，晶胞邊長為4.28×10－10m。（鐵相對原子質(zhì)量為55.9，氧相對原子質(zhì)量為16）求：⑴FexO中x值（精確至0.01）為_____________。

⑵晶體中的Fe分別為Fe2＋、Fe3＋，在Fe2＋和Fe3＋的總數(shù)中，F(xiàn)e2＋所占分數(shù)（用小數(shù)表示，精確至0.001）為___________。

⑶此晶體化學(xué)式為___________。

⑷Fe在此晶體中占據(jù)空隙的幾何形狀是___________（即與O2－距離最近且等距離的鐵離子圍成的空間形狀）。

⑸在晶體中，鐵元素的離子間最短距離為________m。21.德國和美國科學(xué)家首先制出由20個碳原子組成的空心籠狀分子C20，該籠狀結(jié)構(gòu)是由許多正五邊形構(gòu)成（如右圖）。請回答:C20分子共有_______個正五邊形，共有_______條棱邊，C20晶體屬于_______(填晶體類型).22.1996年諾貝爾化學(xué)獎授予對發(fā)現(xiàn)C60有重大貢獻的三位科學(xué)家。C60分子是形如球狀的多面體(如圖),該結(jié)構(gòu)的建立基于以下的考慮:①C60分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學(xué)鍵

②C60分子只含有五邊形和六邊形

③多面體的頂點數(shù)、面數(shù)和棱這數(shù)的關(guān)系,遵循歐拉定理:

頂點數(shù)+面數(shù)－棱邊數(shù)=2

據(jù)上所述,可推知C60分子有12個五邊形和20個六邊形,C60分子所含的雙鍵數(shù)為30。

請回答下列問題:

(1)固體C60與金剛石相比較,熔點較高者應(yīng)是_____,理由是_______________(2)試估計C60跟F2在一定條件下能否發(fā)生反應(yīng)生成C60F60(填“可能”或“不可能”)____________,并簡述其理由______________________________________(3)通過計算,確定C60分子所含單鍵數(shù)。

(4)C70分子也已經(jīng)制得,它的分子結(jié)構(gòu)模型可以與C60同樣考慮面推知。通過計算確定C70分子中五邊形和六邊形的數(shù)目。23.（1）右圖為石墨的晶體結(jié)構(gòu)俯視圖。在石墨晶體中C原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為。（2）I2與反應(yīng)，產(chǎn)物之一為，請寫出并配平該反應(yīng)的離子方程式（3）已知每克固體葡萄糖在人體中完全氧化生成液態(tài)水可釋放出15.6KJ的能量，寫出葡萄糖氧化的熱化學(xué)方程式。（4）接觸法制硫酸的工業(yè)設(shè)備有，，。123456789CCCDDCCDCD二.簡答題答案:10.(1)M94(2)二氧化硅(3)共價鍵3(4)Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2(5)①C-C鍵和C-H鍵較強，所以形成的烷烴較穩(wěn)定。而硅烷中Si-Si鍵和Si-H鍵的鍵能較低，易斷裂，導(dǎo)致長鏈硅烷難以生成②C—H鍵的鍵能大于C—O鍵，C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定。學(xué)，科網(wǎng)，而Si—H鍵的鍵能卻遠小于Si—O鍵，所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的Si—O鍵。(6)sp31：311【答案】(1)N>C>B(1分)B<C<N(1分)(2)①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2(1分)d(1分)②LaNi5(2分)(3)(1分)(4)[Co(NH3)4Cl2]Cl(2分)正三角形(1分)12答案：(1)1s22s22p4第三周期第ⅣA族(2)直線形極性(3)SiO2＞H2O＞CO2SiO2是原子晶體，H2O和CO2是分子晶體，而且H2O分子之間存在氫鍵(4)B