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2016年黑龙江单招化学模拟试题:金属晶体与离子晶体


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2016 年黑龙江单招化学模拟试题:金属晶体与离子晶体
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1: 金属晶体的堆积密度大,原子配位数高,能充分利用空间的原因是( ) A、金属原子的价电子数少 B、金属晶体中

有自由电子 C、金属原子的原子半径大 D、金属键没有饱和性和方向性

2: 某物质熔融状态可导电,固态可导电,将其投入水中所形成的水溶液也可导电,则可推测该物质可能是( A、金属单质 B、非金属单质 C、可溶性碱 D、可溶性盐 )。

3: 下列晶体性质的比较中错误的是() A、熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅 B、沸点:H2O>NH3>PH3 C、硬度:白磷>冰>二氧化硅 D、熔点:SiI4>SiBr4>SiCl4

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4: 下列晶体分类中正确的是( ) A、NaOH Ar SO2

B、H2SO4

石墨

S

C、CH3COONa

水晶

D、Ba(OH)2 金刚石玻璃

5: 金属晶体和离子晶体是重要的晶体类型。下列关于它们的说法中,正确的是 A、金属晶体和离子晶体都能导电 ( )

B、在镁晶体中,一个

只与 2 个价电子存在强烈的相互作用

C、金属晶体和离子晶体都可采取“紧密堆积”方式,原子晶体都采取“非紧密堆积”方式 D、金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键的相互作用,很难断裂,因而都具有延展性

6:氮、磷、锌是与生命活动密不可分的元素。请回答下列问题: (1)NH3 和 pH3 都是极性分子,其中极性较大的是______,理由是______。 (2)NH4NO3 是一种重要的化学肥料,其中 N 原子的杂化方式是______。 (3) 氮化硼( BN) 的一种晶体结构与金刚石相似,则 B - N - B 之间的夹角是 ____________ 。氮化砸的密度为 3.52g/cm ,则 B-N 键的键长是______pm (只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数为 NA)。
3

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(4)已知磷酸分子中,P、O 原子均满足最外层 8 个电子的稳定结构,则: ①P 与非羟基 O 之间的共价键的形成方式是____________;

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②中和 20mL0.1mol/L 次磷酸(H3PO2)溶液需要 0.1mo/L NaOH 溶液的体积恰好为 20 mL,则 H3PO2 的结构式是 ____________。 (5)Zn 基 态 时的 电 子排布 式 是 ______ , ZnO 和 ZnS 的 晶 体结 构 相似 ,其 中 熔点 较 高的 是 ______, 理 由 是 ________________________
2+

7:核能源已日益成为当今世界的主要能源。 (1)核能原料 UO2 可通过三碳酸铀酰铵(NH4)4[UO2(CO3)3]直接煅烧还原制得。UO2 晶体属 CaF2 型面心立 方结构(CaF2 的晶胞示意图如图) ,则 UO2 晶体 U 的配位数为
4+

;三碳酸铀酰铵中含有化学键类型有



根据价层电子对互斥理论推测 CO3 属于非极性分子的微粒的化学式 (2)为了获得高浓度
235

2—

的空间构型为

;写出一种与 CO3

2—

互为等电子体且



U,科学家们采用“气体扩散法”;到目前为止,UF6 是唯一合适的化合物。UF6 在常温 晶体。
131

常压下是固体,在 56.4℃即升华成气体。UF6 属于

(3) 放射性碘是重要的核裂变产物之一, 因此放射性碘可以为核爆炸或核反应堆泄漏事故的信号核素。 写出 基态原子的价电子排布式 。

I

8:(8 分)A、B、C、D、E 都是元素周期表中前 20 号元素,原子序数依次增大,B、C、D 同周期, ,A、D 同主族, E 和其它元素既不在同周期也不在同主族, B、 C、 D 的最高价氧化物的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水。 根据以上信息,回答下列问题: (1)A 和 D 氢化物中,沸点较低的是 (选填“A”或“D”);A 和 B 的离子中,半径较小的是 (填离子符号)。 (2)元素 C 在元素周期表中的位置是 。 (3)A 和 E 可组成离子化合物, 其晶胞(晶胞是在晶体中具有代表性的最小重复单元)结构如下图所示, 阳离子(用“●” 表示 ) 位于该正方体的顶点或面心;阴离子 ( 用 “ 〇 ” 表示 ) 均位于小正方体中心。该化合物的电子式是 。

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9: (2012。全国)原子序数依次增大的短周期元素 a、b、c、d 和 e 中,a 的最外层电子数为其周期数的二倍-b 和 d 的 型氢化物均为 V 形分子,c 的+1 价离子比 e 的-1 价离子少 8 个电子。回答下列问题:

(1)元素 a 为____;c 为____。 (2)由这些元素形成的双原子分子为____。 (3)由这些元素形成的三原子分子中,分子的空间结构属于直线形的是____,非直线形的是____。 (各写 2 种) (4)这些元素的单质或由它们形成的 AB 型化合物中,其晶体类型属于原子晶体的是____,离子晶体的是____,金 属晶体的是____,分子晶体的是____。 (每空填一种) (5)元素 a 和 b 形成的一种化合物与 c 和 b 形成的一种化合物发生的反应常用于防毒面具中,该反应的化学方程 式为——

10:A、B、C、D、E、F、G、H 八种前四周期元素,原子序数依次增大,化合物甲由 A、D、E 三种元素组成, 常温下 0.1mol/L 甲溶液的 pH=13;B、F 同主族,F 是重要的半导体材料。G 为前四周期单电子数最多的元素, H 最外层电子数与 G 相同。 (1)G 的元素符号是_________原子的价电子排布图为______________ (2)短周期元素 I 与 F 性质相似,晶体类型相同,基本单元如图所示,可表示为 I12,则其基本结构中含有正三 角形的个数为____________

(3)C 与其同族相邻元素 J 所形成的简单气态氢化物键角大小关系 _______________(用 化学式表示)原因 _____________________________

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(4)B 与 D 两元素组成的常见无机粒子中,其空间构型可能是 a。直线型 b。平面三角形 c。三角锥形 d。正四面体
3

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(填写序号) 。

(5)H 原子晶体堆积模型为________________,若其密度为 ρg/cm 阿伏伽德罗常数为 NA,求最近两个 H 原子 间的距离为_________________pm(列出计算式)

11: (2012.江苏)金属铜晶体的原子按面心立方的形式紧密堆积,在立方体晶胞中,铜原子位于八个顶点和六个面 心,求晶胞中铜原子的空间利用率。

12: 已知 MgO 的晶体结构属于 NaCl 型, 某同学画出的 MgO 晶胞结构示意图如图所示, 请改正图中错误:___________。

13: [2014· 沈阳检测]晶胞是晶体中最小的重复单元。已知铁为面心立方晶体,其结构如图甲所示, 面心立方的结构特征如图乙所示。若铁原子的半径为 1.27×10 的长度)。
-10

m,试求铁金属晶体中的晶胞长度(即图丙中 AB

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14: 金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体,即在立方体的 8 个顶角各有 1 个金原子,各个面的中心有 1 个 金原子,每个金原子被相邻的晶胞所共用(如图所示)。金原子的直径为 d,用 NA 表示阿伏伽德罗常数,M 表示 金的摩尔质量。

(i)金晶体每个晶胞中含有__________个金原子。 (2)如果金原子是刚性球且面对角线上三个小球两两相切,那么 1 个晶胞的体积为________。 (3)金晶体的密度是_________。

15: A,B,C,D 分别代表四种不同的短周期元素。A 元素的原子最外层电子排布为 ns , B 元素的原子价电子排布 为 ns np , C 元素的最外层电子数是其电子层数的 3 倍,D 元素原子的 M 层的 P 轨道中只有 1 个电子。请回答 下列问题: (1)C 原子的电子排布式为_________,若 A 元素的原子最外层电子排布为 Is ,则按原子轨道的重叠方式,A 与 C 形成的化合物中的共价键为_________键。 (2)C,D 两种元素形成的晶体有 a-型和,γ 一型两种变体。 。a 一型熔点高,硬度大,不溶于水,耐酸碱腐蚀,且 绝缘性好;γ 一型不溶于水,但易溶于强酸和强碱,工业上通常电解熔融态以制备 D 的单质。试判断 a-型属于 ________晶体,γ 一型属于________晶体。 (3)当 n=2 时, B 与 C 形成的晶体属于________晶体; 当 n=3 时, B 与 C 形成的晶体中微粒间的作用力是____________。 (4)若 D 元素与 Fe 形成某种晶体,该晶体的晶胞如图所示,则晶体的化学式是___________(用元素符号表示),属 于__________晶体;若其晶胞的边长为 a nm,则合金的密度为________g/cm 。
3 1 2 2 1

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答案部分

1、D 由于金属键无饱和性和方向性,从而导致金属晶体堆积密度大,原子配位数大,空间利用率高。

2、A 可溶性碱和可溶性盐固态时均不导电;熔融状态和固态均能导电的是金属和某些非金属单质(如石墨、硒等半导 体材料) ,但后者不溶于水也不与水反应,不能形成导电的水溶液。因此,只有能与水反应的金属(如钠、钾等) 符合题意。

3、C 金刚石、碳化硅、晶体硅都是原子晶体,因原子半径 r(C)<>,所以键长为 C-C <><="" span="">,<> 故键能为 C-C >C-Si>Si-Si,键能越大,原子晶体的熔点越高,A 正确。

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虽然 N,P 属于同主族元素,但 NH3 存在分子间氢键,使其沸点高于 PH3。 H2O 和 NH3 的沸点可根据常温下物 质的状态判断,由于常温下水是液体而氨是气体,所以前者沸点高于后者,则沸点高低顺序为 H2O>NH3>PH3,B 正确。 二氧化硅是原子晶体,硬度大,白磷和冰都是分子晶体,硬度较小,C 错误。 卤化硅为分子晶体,它们的组成和结构相似,分子间不存在氢键,故相对分子质量越大,熔点越高,D 正确。

4、C 从晶体结构中粒子的性质去判断晶体的类型。NaOH, CH3COONa、Ba( OH)2 都是离子晶体,H2SO4 是分子晶体, Ar 分子间以范德华力相互结合为分子晶体,石墨是混合晶体,水晶(SiO2)与金刚石是典型的原子晶体。硫是以范 德华力结合的分子晶体,玻璃没有固定的熔点,加热时逐渐软化,为非晶体,是无定形物质。

5、C

A 项, 金属晶体能导电, 但离子晶体不导电; B 项, 由电子气理论知 Mg 原子脱落下的价电子形成“电子气”被 所共有;D 项,离子晶体很脆不具有延展性,故 A、B、D 项均错。C 项正确。

6、 (15 分) (1)NH3(1 分) N 的电负性大于 P (1 分) (2)sp 杂化(1 分) 、sp 杂化 (1 分)

3

2

(3)109°28′(1 分)

×10 (2 分)

10

(4)①P 原子提供孤对电子 O 原子提供空轨道形成配位键 (2 分)



(或

) (2 分)

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(5)[Ar]3d (1 分) ;ZnO (1 分) ;同属于离子晶体,O 熔点高 (2 分)
10 2-

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半径小于 S

2-

,故 ZnO 晶格能大(或离子键强) ,

试题分析: (1) 由于 N 的电负性大于 P 的, 即非金属性 N 强于 P, 所以 NH3 和 pH3 相比, 其中极性较大的是 NH3。 (2)NH4NO3 是由 NH4 和 NO3 构成的离子化合物。其中 NH4 是正四面体形结构,N 元素是 sp 杂化。NO3
- + - +

3



中 N 原子含有的孤对电子对数=(5+1-3×2)÷2=0,所以 NO3 是平面三角形结构,因此 N 原子的杂化方式是 sp 杂化。 (3)氮化硼(BN)的一种晶体结构与金刚石相似,金刚石是正四面体形结构,因此氮化硼也是正四面体形结构, 则 B-N-B 之间的夹角是 109°28′。 金刚石晶胞是立方体, 其中 8 个顶点有 8 个碳原子, 6 个面各有 6 个碳原子,
2

立方体内部还有 4 个碳原子,如图所示

。所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8×

+6×

+4=8,因此立方氮化硼晶胞中应该含有 4 个 N 和 4 个 B 原子。设 B-N 键长为 x,立方体的边长是 a,则

(4x) =a +2a ,解得 x=

2

2

2

a。又因为

×NA=4,解得 a=

,所以 B-N 键长是

cm=

×10 pm。

10

(4)①由于磷酸分子中,P、O 原子均满足最外层 8 个电子的稳定结构,所以 P 与非羟基 O 之间的共价键的形 成方式是 P 原子提供孤对电子 O 原子提供空轨道形成配位键。 ②中和 20mL0.1mol/L 次磷酸 (H3PO2)溶液需要 0.1mo/L NaOH 溶液的体积恰好为 20 ml, 这说明次磷酸是一元酸,

即含有 1 个羟基,所以次磷酸的结构式为

(或
2+

) 。
10

(5)锌的原子序数是 30,则根据构造原理可知,Zn 基态时的电子排布式是[Ar]3d 。ZnO 和 ZnS 的晶体结构相 似,均是离子晶体。由于 O
2-

半径小于 S

2-

半径,故 ZnO 晶格能大(或离子键强) ,熔点高,即其中熔点较高的

是 ZnO。 考点:考查元素推断、电负性、杂化轨道类型、共价键、键长计算以及晶体结构的有关计算等

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7、



8、(1)D Na (2)第三周期、ⅢA 族 (3)

+

(每空 2 分,共 8 分)

根据元素的结构及性质可知,A、B、C、D、E 分别是 F、Na、Al、Cl、Ca。 (1)氟化氢分子存在氢键,所以沸点高于氯化氢的。核外电子排布相同的微粒,其微粒半径随原子序数的增大 而减小,因此氟离子半径大于钠离子半径。 (2)铝的原子序数是 13,所以在周期表中的位置是第三周期、ⅢA 族。 (3)根据晶胞结构可知,含有的钙离子是 8×1/8+6×1/2=4,氟离子是 8 个,所以化学式为 CaF2,含有离子键, 所以电子式为 。

9、(1)C Na (2)CO、 ) (5)

(3)

(任写 2 种) (4)金刚石 Na Cl Na CO(或

本题考查元素推断、分子构型、晶体类型判断等。(1)根据 a 的核外电子特点,则 a 为 C,根据 b 和 d 的氢化物的 通式及空间构型,可以推断 b 为 O ,d 为 S。根据 形成的双原子分子有 CO、 比 e 少 8 个电子,可以推断 c 为 Na,e 为 Cl。(2)五种元素 为直线形分子, 可以

。 (3)五种元素形成的三原子分子中,

为非直线形分子。(4)金刚石为原子晶体,Na Cl 为离子晶体,Na 为金属晶体,CO 为分子晶体。(5) 用作防毒面具中的供氧剂,该反应为 .

10、 (1) Cr (1 分) (2)20 (1 分)

3d 4s (1 分)

5

1

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(3)NH3>PH3 (1 分) 原因:N 中心原子的电负性大,使得 NH3 中成键电子对偏向中心原子 N,则成键电子 对间产生的斥力增大,键角增大。 (2 分) (4)ab (2 分) (5)面心立方最密堆积 (1 分) 略 (1 分)

试题分析:由化合物甲由 A、D、E 三种元素组成,常温下 0.1mol/L 甲溶液的 pH=13 可知甲为 NaOH,A 为 H、D 为 O、E 为 Na,B、F 同主族,F 是重要的半导体材料,B 为 C、F 为 Si,G 为前四周期单电子数最多的元素,H 最 外层电子数与 G 相同,故 G 为 Cr、H 为 Cu、C 为 N (1) Cr 3d 4s
5 1

(2)元素 I 为 B,由 B12 图可知:每个 B 原子被五个正三角形共用,故正三角形的个数:12×5/3=20 个 (3 ) 原因: N 中心原子的电负性大, 使得 NH3 中成键电子对偏向中心原子 N, 则成键电子对间产生的斥力增大, 键角增大,NH3>PH3。 (4)B 与 D 两元素组成的常见无机粒子有 CO3
2-

为平面三角形;CO2、CO 为直线型。

(5)面心立方最密堆积 最近两个 H 原子间的距离为面对角线的一半,结果略。 考点:考查原子结构、空间构型、晶体结构等相关知识

11、晶胞中铜原子的空间利用率为 74%

此题考查的是金属晶体微观结构的计算。该晶体的晶胞为面心立方,则每个晶胞中有铜原子个数为:8× =4

+6×

个。以右图来分析铜晶胞,设晶胞边长为 a,原子半径为 r,则图中直角三角形直角边长即为 a,斜边长为 4r,

则有

,所以,

,每个晶胞占有的铜原子的体积为 4×

,故其原子空

间利用率为

×100%=74%

12、空心球应为 O ,实心球应为 Mg .8 号空心球改为实心球。

2-

2+

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2+

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根据 NaCl 晶体中阴、阳离子的空间位置关系,可判断出实心球应为 Mg ,空心球则为 O -,8 号空心球应为实 心球。

2

13、3.59x×0

-10

m

AB + BC =AC ,即 2AB =(4x1.27×10

2

2

2

2

-10

m) ,则 AB≈3.59×10

2

-10

m。

14、(1)4 (2)2

d

3

( 3)

(1)在每个面心立方体中,每个顶角上的金原子为 8 个晶胞所共有,因此每个原子有 1/8 属于该晶胞;根据类似的

原理,每个面的中心的金原子有 1/2 属于该晶胞。所以每个金晶胞中金原子数为



(2)由密堆积模型知,面对角线上三个小球相切,根据小球直径求算出立方体的棱长为 2d x

,则每个晶胞体积



d 。

3

(3)每个晶胞质量为

,故金的密度为



15、(1)ls 2s 2p σ

2 2

(2)原子离子(3)分子共价键(或极性共价键)(4)Fe2A1(或写成 A1Fe2)金属 C 元素原子的最外层电子数是其电子层数的 3 倍,则 C 元素的核外电子总数为 8,为氧元素;D 元素原子的 M 电 子层的 P 轨道中只有 1 个电子,则 D 元素为 Al。 (I)O 的核外电子排布式为 1 s 2s 2p ;若 A 元素的原子最外层电子排布式为 1s ,则 A 为 H,H,O 两种元素形成
2 2 4 1

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的化合物 H2O 或 H2O2 仇中的共价键均为 a 键。

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(2)a 一型熔点高、硬度大,一般不溶于常见的酸碱,符合原子晶体的特征;而,γ 一型熔融状态能导电,所以是 离子晶体。 (3)当 n=2 时,B 元素的核外电子总数为 6,为碳元素,C、O 两种元素形成的晶体属于分子晶体。当 n=3 时,B 元 素为 Si , Si 与 O 形成的晶体中微粒间的作用力是共价键。 (4)由晶胞结构可知,1 个该晶胞中有 4 个 Al 原子,8 个 Fe 原子,则晶体的化学式是 Fe2Al。金属单质、合金属于

金属晶体。若晶胞的边长为

g/cm 。

3


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