3.3 金属晶体与离子晶体 课后练习
一、单选题
1.关于化学键的下列叙述中,正确的是( )
A.共价键一定存在于共价化合物中
B.共价化合物可能含离子键
C.离子化合物中只含离子键
D.共价化合物中一定不含离子键
2.构成金属晶体的基本微粒()
A.分子 B.阴离子和自由电子
C.阳离子和阴离子 D.阳离子和自由电子
3.化学与生活、生产、环境、材料密切相关。下列说法正确的是
A.包装用的材料聚乙烯和聚氯乙烯都属于烃
B.豆浆、牛奶的彻底水解产物中含有氨基酸
C.纳米铁粉通过物理吸附可除去污水中的Pb2+、Hg2+
D.合成纤维和光导纤维均属于新型的无机非金属材料
4.下列各组中每种物质都既有离子键又有共价键的一组是
A.NaOH、H2SO4 、(NH4)2SO4 B.MgO、Na2SO4 、HNO3
C.Na2O2 、KOH 、Na3PO4 D.HCl、 Fe2O3 、MgCl2
5.下列说法正确的是( )
A.BCl3 和 PCl3 中,每个原子的最外层都具有 8 电子稳定结构
B.所有共价化合物熔化时需克服微粒间的作用力类型都相同
C.NaHSO4 晶体熔融时,离子键被破坏,共价键不受影响
D.NH3 和 CO2 两种分子中,每个原子的最外层都具有 8 电子稳定结构
6.下列物质发生变化时,所克服的粒子间相互作用力完全相同的是( )
A.石墨和二氧化硅分别受热熔化 B.干冰和苯分别受热变为气体
C.硫酸钠和镁分别受热熔化 D.食盐和葡萄糖分别溶解在水中
7.下列描述中不正确的是( )
A.金属晶体中,自由电子为许多金属离子所共有
B.HClO和的分子结构中,每个原子最外层都具有8电子稳定结构
C.金刚石晶体中,碳原子数与C C键数之比为1∶2
D.中离子键的百分数为62%,则不是纯粹的离子晶体,是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体
8.下列说法正确的是( )
A.干冰气化和食盐融化时克服的作用力不同
B.NaOH溶于水时破坏了离子键和共价键
C.SiO2结构中每1个硅原子周围形成了2个硅氧极性键
D.乙炔分子中每个原子最外电子层都形成了8电子稳定结构
9.下列说法正确的是( )
A.Na2S2、NaClO 中所含化学键类型完全相同
B.白磷和食盐晶体熔化需克服相同类型的作用力
C.碳化铝的熔点达到 2000℃以上,由于熔融状态不导电,所以属于原子晶体
D.CCl4 和 HCl 都是共价化合物,并且都属于电解质
10.下列原子序数所对应的元素组中,两者可形成离子键的是( )
A.1和17 B.12和9 C.14和6 D.15和8
11.下列物质中,既含共价键又含离子键的是( )
A.KCl B.CO2 C.MgCl2 D.NaOH
12.下列各组物质均既有离子键又有共价键的是( )
A.KOH、H2SO4、NH4Cl B.CaO、Na2CO3、NH4HCO3
C.HClO、Al2O3、MgCl2 D.K2O2、NaOH、K2SO4
13.下列说法正确的是( )
A.乙硫醇(CH3CH2—SH)比乙醇(CH3CH2—OH)熔点低原因是乙醇分子间易形成氢键
B.氯化钠易溶于水是因为形成了氢键
C.氨易液化与氨分子间存在氢键无关
D.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致
14.下列说法正确的是( )
A.H2O、H2S、H2Se的分子间作用力依次增大
B.SiO2和晶体硅都是共价化合物,都是原子晶体
C.NaOH 和 K2SO4 的化学键类型和晶体类型相同
D.NaHSO4加热融化时破坏了该物质中的离子键和共价键
15.下列选项中物质类别和所含化学键类型均正确的是( )
A B C D
离子化合物 HNO3 NH4Cl NaOH Na2O2
共价化合物 CO2 MgCl2 H2O NH3
所含化学键类型 前者有离子键 后者有共价键 两者均含有离子键 两者均含有共价键 前者只有离子键 后者只有共价键
A.A B.B C.C D.D
16.下列各组物质的晶体中,化学键类型和晶体类型都相同的是( )
A.CO2和H2S B.KOH和CH4 C.Si和CO2 D.NaCl和HCl
17.下列说法错误的是( )
A.HBr分子中存在极性共价键
B.KOH晶体中既有离子键又有共价键
C.NaCl晶体溶于水时有离子键的断裂
D.NH3分子中每个原子最外电子层都具有8电子稳定结构
18.下列物质只含有离子键的是( )
A.KOH B.NO2 C.H2O2 D.MgCl2
19.纳米金即指金的微小颗粒,具有高电子密度、介电特性和催化作用,能与多种生物大分子结合,且不影响其生物活性。由氯金酸通过还原法可以方便地制备各种不同粒径的纳米金,其颜色依直径大小而呈红色至紫色,在微生物检测、农药残留等方面应用广泛。下列关于纳米金的叙述中,错误的是( )
A.纳米金是一种新型化合物
B.纳米金颗粒比普通金更易与氧气发生反应
C.纳米金与普通金所含金原子的质子数相同
D.纳米金分散在水中能产生丁达尔效应
20.氢化铵(NH4H)与氯化铵的结构相似,它与水反应有气体生成。下列关于氢化铵叙述正确的是( )
A.是离子化合物,含有离子键和共价键
B.电子式是
C.与水反应时,NH4H是氧化剂
D.固体投入少量的水中,只产生一种气体
二、综合题
21.照相底片定影时,常用定影液硫代硫酸钠( )溶解未曝光的溴化银( ),生成含 的废定影液再向其中加入 使 中的银转化为 ,使定影液再生。将 在高温下转化为Ag,达到回收银的目的。回答下列问题:
(1)元素周期表中,铜、银、金位于同一副族相邻周期,则基态银原子的最外层电子排布式为 。
(2) 离子结构如图所示,其中心硫原子的杂化方式为 。基态S原子中,核外电子占据的最高能级的符号是 ,占据最高能级电子的电子云轮廓图为 形。
(3)写出 溶于 溶液反应的离子方程式 。 中存在的作用力有离子键、共价键、 。
(4)在空气中灼烧 生成 和 , 分子的空间构型为 。分子中的大 键可用符号 表示,其中m代表参与形成大 键的原子数n代表参与形成大 键的电子数(如苯分子中的大 键可表示为 ),则 中的大 键应表示为 。
(5) 的键角小于 的键角,原因是 。
(6)用X射线衍射法可测定阿伏加德罗常数。由金的X射线衍射图像可知金的晶胞属于面心立方晶胞。若金原子的半径为 ,金的密度为 ,摩尔质量为 ,列出计算阿伏加德罗常数的算式 (用含 的表达式表示)。
22.用符号“>”“<”或“=”连接下列各项关系。
(1)第一电离能N O;
(2)电负性:N C;
(3)键角:H2S NH3
(4)晶格能:MgO KI
23.NaNO2
是一种白色易溶于水的固体,俗称工业盐,在漂白、电镀等方面应用广泛,完成下列填空:
(1)钠元素核外有 种能量不同的电子;氮元素原子最外层电子的轨道排布式为 。
(2)NaNO2晶体类型是 ;组成NaNO2的三种元素,其对应的简单离子半径由小到大的顺序为 。
24.原子序数小于36的X、Y、Z、R、W五种元素,其中X是周期表中原子半径最小的元素,Y是形成化合物种类最多的元素,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,R单质占空气体积的 ;W的原子序数为29。回答下列问题:
(1)Y2X4分子中Y原子轨道的杂化类型为 ,1mol Z2X4含有σ键的数目为 。
(2)化合物ZX3与化合物X2R的VSEPR构型相同,但立体构型不同,ZX3的立体构型为 ,两种化合物分子中化学键的键角较小的是 (用分子式表示,下同)。
(3)与R同主族的三种非金属元素与X可形成结构相似的三种物质,试推测三者的稳定性由大到小的顺序 ,理由是 ;三者的沸点由高到低的顺序是 ,解释原因 。
(4)元素Y的一种氧化物与元素Z的单质互为等电子体,元素Y的这种氧化物的分子式是 。
(5)W元素有 个运动状态不同的电子,其基态原子的价电子排布式为 。
25.过渡元素参与组成的新型材料有着广泛的用途,回答下列问题。
(1)基态铁原子核外共有 种不同空间运动状态的电子。铁、钴、镍基态原子中,核外未成对电子数最少的原子价层电子轨道表示式(电子排布图)为 。
(2)NiO、FeO的晶体结构类型与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和74pm,则熔点NiO FeO(填“>”“<”或“=”),原因是 。
(3)Cr的一种配合物结构如图所示:
①阴离子 的空间构型为 形。
②配离子中,中心离子的配位数为 ,N与中心原子形成的化学键称为 键。
③配体H2NCH2CH2NH2(乙二胺)中碳原子的杂化方式是 ,分子中三种元素电负性从大到小的顺序为 。
(4)一种新型材料的晶胞结构如图1所示,图2是晶胞中Sm和As原子的投影位置。
图1中F和O共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用x和1 x代表,则该化合物的化学式表示为 ,晶体密度ρ= g·cm 3(用含x的表达式表示,设阿伏加德罗常数的值为NA)。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图1中原子1的坐标( ),则原子2的坐标为 。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A. 共价键可能存在于共价化合物如水、离子化合物如NaOH、单质如N2中,故A不符合题意;
B. 共价化合物不可能含离子键,含有离子键的是离子化合物,故B不符合题意;
C. 离子化合物中一定含离子键,可能含共价键,如NaOH,故C不符合题意;
D. 共价化合物中一定不含离子键,只含共价键,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】考查的是物质的化学键的类型,离子化合物中一定有离子键,可能含有共价键,共价化合物一定有共价键,一定无离子键
2.【答案】D
【解析】【解答】金属单质属于金属晶体,金属晶体由金属阳离子和自由电子构成,D符合题意;
故答案为:D
【分析】构成金属晶体的基本微粒是阳离子和自由移动的电子。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.烃是指只含有碳氢两种元素的有机化合物,聚氯乙烯中含有氯元素,不属于烃,A不符合题意;
B.豆浆和牛奶中都含有蛋白质,蛋白质彻底水解的产物为氨基酸,B符合题意;
C.纳米铁粉除去污水中的铅离子和汞离子还包含化学作用,不仅仅是物理吸附,C不符合题意;
D.合成纤维属于有机高分子材料,不属于无机非金属材料,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.烃只含碳氢两种元素;
B.豆浆和牛奶的成分均为蛋白质,蛋白质水解为氨基酸;
C.纳米铁粉具有还原性,能与Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等反应生成Pb、Cu、Cd、Hg等金属;
D.合成纤维为有机高分子化合物。
4.【答案】C
【解析】【解答】A、H2SO4中只有共价键;B、HNO3中只有共价键;D、HCl中只有共价键;
故答案为:C。
【分析】铵根离子或金属离子与非金属离子或酸根离子的结合是离子键,非金属原子和非金属原子的结合是共价键。
5.【答案】C
【解析】【解答】A.如果中心原子价电子数+其化合价的绝对值=8,则该分子中所有原子都达到8电子稳定结构,但氢化物除外,PCl3分子中P原子价电子数是5,其化合价为+3,所以为8,则该分子中所有原子都具有8电子结构;而BCl3分子中B原子最外层电子数是3、其化合价为+3,所以该分子中并不是所有原子都达到8电子结构,选项A不符合题意;
B、二氧化碳和二氧化硅均为共价化合物,干冰是分子晶体,而石英晶体是原子晶体,而熔化时需克服微粒间的作用力分别是分子间作用力和共价键,选项B不符合题意;
C、NaHSO4晶体溶于水时,电离产生钠离子、氢离子和硫酸根离子,所以NaHSO4晶体溶于水时,离子键被破坏,共价键也被破坏,选项C符合题意;
D、NH3 和 CO2 两种分子中,氢原子只达到2电子稳定结构,其他每个原子的最外层都具有 8 电子稳定结构,选项D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.BCl3分子中的B原子未达到8电子稳定结构;
B.共价化合物在融化时可能破坏共价键,也可能破坏分子间作用力;
C.离子键指的是阴阳离子作用生成的化学键;共价键指的是原子之间通过共用电子对形成的化学键;
D.氢原子只有一个电子层,2电子就是其稳定结构。
6.【答案】B
【解析】【解答】A.石墨为混合晶体,受热熔化时克服共价键和分子间作用力,二氧化硅为原子晶体,受热熔化克服共价键,故A不符合题意;
B.干冰和苯均为分子晶体,受热熔化变为气体均克服分子间作用力,故B符合题意;
C.硫酸钠为离子晶体,受热熔化克服离子键,镁为金属晶体,受热熔化克服金属键,故C不符合题意;
D.氯化钠为离子晶体,受热熔化克服离子键,葡萄糖为分子晶体,受热熔化克服分子间作用力,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.石墨为混合晶体,二氧化硅为原子晶体;
B.干冰和苯均为分子晶体;
C.硫酸钠为离子晶体,镁为金属晶体;
D.氯化钠为离子晶体,葡萄糖为分子晶体。
7.【答案】B
【解析】【解答】A. 金属晶体中,自由电子为许多金属离子所共有,相当于金属离子在电子气内,故A正确;
B.HClO和PCl3的分子结构中,H原子只有2个电子,故B错误;
C. 利用均摊法,金刚石晶体中,碳原子数与C C键数之比为1∶2,故C正确;
D. Na2O中离子键的百分数为62%,则Na2O不是纯粹的离子晶体,是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体,故D正确;
故答案为:B。
【分析】A. 依据“电子气”原理分析;
B.H原子只有2个电子;
C. 利用均摊法分析;
D. 属于过渡晶体。
8.【答案】A
【解析】【解答】A.干冰是固体CO2,分子之间以分子间作用力结合,其气化克服的是分子间作用力,食盐融化时克服的作用力是离子键,因此两种物质熔化时克服的作用力不同,A符合题意;
B.NaOH溶于水时电离产生Na+、OH-,只破坏了离子键,B不符合题意;
C.SiO2结构中每1个硅原子与周围的4个O原子形成了4个硅氧极性键,C不符合题意;
D.乙炔分子结构简式是HC≡CH,分子中C原子最外电子层形成了8电子稳定结构,而H原子则形成的是2电子的稳定结构,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.干冰是分子晶体,氯化钠是离子晶体,二者融化时克服的作用力不同;
B.NaOH中存在O-H共价键,溶解时不被破坏,只破坏了离子键;
C.SiO2结构中每1个硅原子与周围的4个O原子形成了4个硅氧极性键;
D.H原子不可能形成8电子的稳定结构.
9.【答案】C
【解析】【解答】A.Na2S2中含有离子键和非极性键,NaClO中含有离子键和极性键,故A不符合题意;
B.白磷属于分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,食盐是离子晶体,熔化时破坏离子键,故B不符合题意;
C.原子晶体的熔点很高,熔融时不导电,碳化铝的熔点达到2000℃以上,由于熔融状态不导电,所以属于原子晶体,故C符合题意;
D.CCl4在熔融时和在水溶液中均不导电,属于非电解质,HCl在水溶液中能导电,属于电解质,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.由阴阳离子之间形成的化学键叫做离子键,由相同的原子之间通过共用电子对形成的化学键叫做非极性共价键,由不同的原子之间通过共用电子对形成的化学键叫做极性共价键;
B.白磷熔化克服的是分子间作用力,食盐熔化克服的是离子键;
C.由原子之间通过共用电子对形成的共价键形成的晶体叫做原子晶体;
D.在水溶液或熔融状态下可以导电的化合物叫做电解质,在水溶液或熔融状态下都不导电的物质是非电解质。
10.【答案】B
【解析】【解答】A.原子序数zd分别为1和17的元素分别为H和Cl元素,形成的化合物为共价化合物,选项A不符合题意;
B.原子序数分别内为12和9的元素分别为Mg和F元素,形成的化合物为离子化合物,选项B符合题意;
C.原子序容数分别为14和6的元素分别为Si和C元素,形成的化合物为共价化合物,选项C不符合题意;
D.原子序数分别为15和8的元素分别为P和O元素,形成的化合物为共价化合物,选项D不符合题意.
故答案为:B。
【分析】根据给出的元素即可写出化学式即可判断
11.【答案】D
【解析】【解答】A.氯化钾中钾离子和氯离子之间只存在离子键,A项不符合题意;
B.CO2 中只存在C原子和O原子之间的共价键,B项不符合题意;
C.MgCl2中只存在Mg2+和Cl-之间的离子键,C项不符合题意;
D.氢氧化钠中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键,氢原子和氧原子之间存在共价键,所以含有离子键和共价键,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】本题考查化学键的判断,根据物质中微粒之间形成的化学键,结合基本概念来分析解答,题目难度不大。一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,含有离子键的化合物为离子化合物,离子化合物中可能含有共价键,只含共价键的化合物为共价键化合物。
12.【答案】D
【解析】【解答】A.H2SO4为共价化合物,硫酸中只含共价键、不含有离子键,A不符合题意;
B.CaO中只含有离子键、不含有共价键,B不符合题意;
C.HClO为共价化合物,HClO中只含有共价键、不含离子键,Al2O3与MgCl2中只含有离子键、不含共价键,C不符合题意;
D.K2O2中,钾离子和过氧根之间是离子键,过氧根中氧和氧之间是共价键,NaOH中钠离子和氢氧根之间是离子键,氢氧根的氧和氢之间是共价键,K2SO4中钾离子和硫酸根离子之间是离子键,硫酸根中硫和氧之间是共价键,所以三种物质均既有离子键又有共价键,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】使阴、阳离子结合成化合物的静电作用,叫做离子键,离子键存在于大多数强碱、盐、金属氧化物等离子化合物中;原子之间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键,共价键一般存在于酸、非金属氧化物、非金属单质、大多数有机物中。
13.【答案】A
【解析】【解答】A.乙醇的熔点高于乙硫醇的熔点主要是乙醇中存在氢键,故A符合题意
B。氯化钠与水无法形成氢键,故B不符合题意;
C.氨分子间易形成氢键,故导致氨易液化,故C不符合题意;
D.H2O分子稳定是因为O—H键的键能大,而不是因为H2O中含有氢键,故D不符合题意。
【分析】氢键主要影响的是物质熔沸点的高低,常见可以形成氢键的元素是氮元素、氧元素、氟元素等
14.【答案】C
【解析】【解答】A.H2O、H2Se、H2S的分子间作用力依次减小,因为H2O分子间含有氢键,而其它的两种物质不含氢键,故A不符合题意;
B.SiO2和晶体硅都是原子晶体,但晶体硅是单质,不是共价化合物,故B不符合题意;
C.NaOH 和 K2SO4 均由离子键、极性键构成,均属于离子晶体,故C符合题意;
D.NaHSO4加热融化电离得到钠离子和硫酸氢根离子,破坏了离子键,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.水分子间存在氢键;
B.晶体硅是单质;
C.二者都是离子晶体,含有离子键和极性共价键;
D.硫酸氢钠加热电离生成钠离子和硫酸氢根离子。
15.【答案】C
【解析】【解答】A.硝酸只含共价键,属于共价化合物,故A不符合题意;
B.氯化镁只含有离子键,属于离子化合物,故B不符合题意;
C.NaOH含有钠离子和氢氧根形成的离子键,属于离子化合物,同时含有氧原子和氢原子形成的共价键;H2O只含氧原子和氢原子形成的共价键,属于共价化合物,故C符合题意;
D.Na2O2除了含离子键外,还含有氧原子和氧原子之间形成的共价键,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】离子化合物一般是由金属元素和非金属元素通过得失电子形成,一定含有离子键,可能含有共价键,共价化合物一般是由非金属元素通过共用电子对形成的,一定含有共价键,不含离子键
16.【答案】A
【解析】【解答】A、都为分子晶体,只有共价键,故符合题意;
B、分别为离子晶体和分子晶体,故不符合题意;
C、分别为原子晶体和分子晶体,故不符合题意;
D、分别为离子晶体和分子晶体,故不符合题意。
【分析】 根据离子晶体、分子晶体和原子晶体的组成进行判断即可。
17.【答案】D
【解析】【解答】A.HBr分子中的化合键位极性共价键,A不符合题意;
B.KOH晶体中既OH-间为共价键,钾离子与氢氧根之间为离子键,B不符合题意;
C.NaCl晶体溶于水形成钠离子和氯离子有离子键的断裂,C不符合题意;
D.NH3分子中N原子最外电子层具有8电子稳定结构,H原子只有2个电子也是稳定结构,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、不同元素原子形成的共价键为极性共价键;
B、KOH晶体中含有离子键和共价键;
C、NaCl溶于水形成Na+和Cl-;
D、氢原子的最外层电子数达不到8个;
18.【答案】D
【解析】【解答】A.KOH中钾离子和氢氧根离子之间存在离子键,O原子和H原子之间存在共价键,故A不符合题意;
B. NO2中N原子和O原子之间存在共价键,故B不符合题意;
C.过氧化氢中H原子和O原子之间存在共价键、O原子和O原子之间存在非极性键,故C不符合题意;
D.氯化镁中镁离子和氯离子之间只存在离子键,所以D选项是符合题意的;
故答案为:D
【分析】一般来说活泼金属与活泼非金属元素之间容易形成离子键;非金属元素之间易形成共价键,据此分析解答即可。
19.【答案】A
【解析】【解答】A. 纳米金和普通的金属金都是由金元素组成的,则纳米金属于单质,不是化合物,A符合题意;
B. 纳米金颗粒比普通金小的多,与氧气的接触面积大得多,则更易与氧气发生反应,B不符合题意;
C. 纳米金和普通的金属金都是由金原子构成的,故纳米金与普通金所含金原子的质子数相同,C不符合题意;
D. 分散质粒子直径在1nm-100nm之间的分散系为胶体,则纳米金分散在水中形成胶体,故能产生丁达尔效应,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A. 纳米金是金形成的单质;
B. 增大了接触面积,有利于反应的进行;
C. 两者均由金原子构成的;
D. 根据直径在1nm-100nm之间的分散系为胶体进行判定。
20.【答案】A
【解析】【解答】A.NH4H与氯化铵的结构相似,是由NH4+和H-构成的离子化合物,故A符合题意;
B.NH4H是离子化合物,由铵根离子与氢负离子构成,电子式为 ,故B不符合题意;
C.NH4H中含有H-,与水反应时发生氧化还原生成氢气,NH4H为还原剂,发生氧化反应,故C不符合题意;
D.NH4H固体投入少量水中,NH4H有很强的还原性,可与H2O发生反应:NH4H+H2O=NH3·H2O+H2↑,生成的气体为NH3和H2,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.还化合物既含有离子键又含有共价键,因此属于离子化合物;
B.还电子式中氢负离子的电子没有书写出来;
C.与水反应,水的化合价时降低的,因此水做的是氧化剂;
D.氢化铵和水反应会生成氨气和氢气两种气体。
21.【答案】(1)
(2);3p;哑铃(或纺缍)
(3);配位键
(4)V形;
(5) 中的O原子均为 杂化,O原子价层孤电子对数分别为2、1,孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥力
(6) )
【解析】【解答】(1)铜、银、金在元素周期表中位于同一副族相邻周期,铜在第四周期,银在第五周期,基态铜原子的最外层电子排布式为4s1,同一副族,最外层电子数相同,则基态银原子的最外层电子排布式为5s1。故答案为:5s1;(2)由 离子的结构示意图可知,其中心硫原子形成4个σ键,且无孤对电子,则中心硫原子的价层电子对数为4,杂化轨道类型为sp3;基态S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4,核外电子占据的最高能级为3p能级,p能级电子的电子云轮廓图为哑铃形(或纺缍形)。故答案为:sp3;3p;哑铃(或纺缍);(3)根据题中“常用定影液硫代硫酸钠( )溶解未曝光的溴化银( ),生成含 的废定影液”可推出 与 溶液反应生成 和 ,该反应的离子方程式为 ; 是配合物,因此其中除了存在的作用力有离子键、共价键,还有配位键。故答案为: ;配位键;(4) 分子中硫原子的价层电子对数为 ,因 分子中含有1对孤电子对,所以其分子空间构型为V形。在SO2中硫原子采用sp2杂化,硫原子有一个垂直杂化轨道平面的p轨道填充2个电子,并参与形成大π键,O原子有一个垂直的p轨道的单电子参与形成大π键,由此可知形成的大π键的电子数为4,而形成大 键的原子数为3,因此SO2中的大π键可表示为 。故答案为:V形; ;(5) 中的O原子的价层电子对数均为4,中心原子都是 杂化,O原子孤电子对数分别为2、1,孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,因此 的键角小于 的键角。故答案为: 中的O原子均为 杂化,O原子价层孤电子对数分别为2、1,孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥力;(6)金晶体的晶胞属于面心立方晶胞,则一个晶胞中含有的金原子数 ,金原子的半径为 ,在晶胞的边长为 ,所以金的密度为 ,解得 。故答案为: 。
【分析】(1)同一族元素,它们基态原子的价层电子排布式中各能级上的电子数相等,能层数依次增大,结合基态铜原子的最外层电子排布分析;(2)由 的离子结构示意图分析心硫原子的价层电子对数,根据价层电子对数判断杂化方式;依据S的电子排布式判断电子占据的最高能级符号及最高能级电子的电子云轮廓图;(3)根据题中“常用定影液硫代硫酸钠( )溶解未曝光的溴化银( ),生成含 的废定影液”书写离子方程式,并注意电荷守恒;依据 是配合物分析化学键类型;(4)依据价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数,σ键个数=配原子个数,孤电子对个数= ,a指中心原子价电子个数,x指配原子个数,b指配原子形成稳定结构需要的电子个数,根据价层电子对数判断空间构型;依据 中中心硫原子杂化和氧原子杂化,判断硫原子未参与杂化的p轨道电子和氧原子剩余的未参与杂化的P轨道电子,再结合原子数书写大 键符号;(5)依据孤电子对个数= 计算孤电子对数,再依据孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥力判断键角;(6)根据 解答,注意单位的换算。
22.【答案】(1)>
(2)>
(3)<
(4)>
【解析】【解答】(1)N的价电子排布为2s22p3,2p轨道上电子半充满,第一电离能出现反常,所以第一电离能N>O;答案为:>;
(2)非金属性越强,电负性越大,非金属性N>C,所以电负性:N>C;答案为:>;
(3)H2S的键角接近90°,NH3的键角为107°18′,所以键角:H2S<NH3;答案为:<;
(4)MgO和KI都形成离子晶体,MgO中的阴、阳离子都带2个电荷,而KI中的阴、阳离子都带1个电荷,离子半径:Mg2+<K+、O2-<I-,所以晶格能:MgO>KI。答案为:>。
【分析】非金属性越强,电负性越大;非金属性强,总的来说,第一电离能大,但当价电子在轨道中处于半满、全满或全空时,第一电离能出现反常;键角既受分子结构的影响,又受孤电子对的影响;比较晶格能时,可通过分析离子的带电荷与离子半径确定。
23.【答案】(1)4;
(2)离子晶体;r(Na+)
(2) NaNO2属于离子化合物,所以属于离子晶体;组成NaNO2的三种元素,其对应的简单离子分别为 ,均为10电子结构,由具有相同电子层结构的离子“序小径大”,所以离子半径大小关系为r(Na+)
(2)亚硝酸钠是由钠离子和亚硝酸根离子形成的离子化合物,亚硝酸钠对应的元素是钠、氧、氮,对应着的简单离子的电子层相同,质子数越小,半径越大。
24.【答案】(1)sp2;5NA
(2)三角锥形;H2O
(3)H2O >H2S> H2Se;半径Se>S>O,键长H-Se> H-S> H-O,键长越短,键能越大,分子越稳定;H2O > H2Se>H2S;H2O形成分子间氢键,H2Se相对分子质量大于H2S,分子间作用力越大,熔沸点越高
(4)CO
(5)29;3d104s1
【解析】【解答】(1)C2H4分子平面形结构,所以C原子轨道的杂化类型为sp2杂化。单键都是σ键,则一个N2H4分子中含有5个σ键;
故答案为:sp2 ;5NA;
(2)化合物NH3与化合物H2O的VSEPR构型相词,均是四面体,但立体构型不同,氨气分子中含有1对孤对电子,其立体构型为三角锥形;水分子中含有2对孤对电子,所以两种化合物分子中化学键的键角较小的是H2O。
故答案为:三角锥形;H2O;
(3)由于同主族从上到下原子半径逐渐增大,而键长越短,键能越大,化合物越稳定,所以稳定性是H2O>H2S>H2Se;由于H2O形成分子间氢键,H2Se相对分子质量大于H2S,分子间作用力越大,熔沸点越高,则沸点大小顺序是H2O > H2Se>H2S;
故答案为:H2O >H2S> H2Se;半径Se>S>O,键长H-Se> H-S> H-O,键长越短,键能越大,分子越稳定;H2O > H2Se>H2S;H2O形成分子间氢键,H2Se相对分子质量大于H2S,分子间作用力越大,熔沸点越高;
(4)元素C的一种氧化物与元素N的单质互为等电子体,CO和N2互为等电子体,所以元素Y的这种氧化物的分子式是CO;
故答案为:CO;
(5)铜元素原子序数是29,核外有29个运动状态不同的电子,其基态原子的价电子排布式为3d104s1。
故答案为:29 ;3d104s1。
【分析】 原子序数小于36的X、Y、Z、R、W五种元素,其中X是周期表中原子半径最小的元素,则X是H;Y是形成化合物种类最多的元素,则Y是C;Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,则电子排布式为1s22s22p3,Z为N;R单质占空气体积的 ,则R是O ;W的原子序数为29,则W是Cu,结合物质结构与性质进行分析即可。
25.【答案】(1)15;
(2)>;相同电荷的离子,半径越小,离子键越强,晶格能就越大,熔点就越高
(3)正四面体;6;配位;sp3;N>C>H
(4)SmFeAsO1-xFx;;(0,0, )
【解析】【解答】(1)铁为26号元素,基态铁原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d64s2,其核外有26种不同运动状态的电子,有1s、2s、3s、4s、2p、3p、3d共15种不同空间运动状态的电子;铁、钴、镍的价电子排布式分别为3d64s2、3d74s2、3d84s2,基态原子核外未成对电子数分别是4,3,2,最少的是Ni,其价层电子的电子排布图为 ;故答案为:15, 。(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与NaCl相同,说明二者都是离子晶体,离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,晶格能越大,熔点越高,由于Ni2+和Fe2+所带电荷一样,Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,所以熔点是NiO>FeO;
答案为:>;相同电荷的离子,半径越小,离子键越强,晶格能就越大,熔点就越高。(3)①阴离子ClO4-的价层电子对数=4+ =4,没有孤电子对,所以其空间构型为正四面体;
答案为:正四面体;②由图可知,与中心Cr形成的配位数为6;N元素提供孤电子对,Cr提供空轨道,所以N与中心原子形成的化学键称为配位键;
答案为:6;配位键;③由H2NCH2CH2NH2可知,C周围形成了4个单键,即价层电子对数为4,碳原子的杂化方式为sp3;元素的非金属性越强,其电负性越大,同一周期元素,元素的电负性随着原子序数增大而增大,非金属性强弱顺序是N>C>H,所以C、N、H的电负性关系为:N>C>H;
答案为:sp3,N>C>H;(4)该晶胞中,As原子个数=4× =2、Sm原子个数=4× =2、Fe原子个数=1+4× =2、F-和O2-离子总数=8× +2× =2,则该晶胞中As、Sm、Fe原子数目与F-和O2-离子总数个数之比=2:2:2:2=1:1:1:1,如果F-个数为x,则O2-个数为1-x,所以该化合物化学式为SmFeAsO1-xFx;该晶胞体积V=(a×10-10×b×10-10×c×10-10)cm3=abc×10-30cm3,晶体密度ρ= = = g/cm3= g/cm3;图1中原子1的坐标为( , , ),则原子2在x、y、z轴上的投影分别为0、0、 ,所以原子2的坐标为(0,0, );
答案为:SmFeAsO1-xFx, ,(0,0, )。
【分析】根据铁原子的电子排布式确定空间运动状态的电子种类,由铁、钴,镍的价电子排布式确定未成对电子数。离子晶体的熔点与离子键强弱即离子所带电荷、离子半径长短有关来确定。根据VSEPR理论判断空间构型和杂化轨道方式。根据晶胞的结构分析晶体的化学式并进行相关的计算。