物质结构检测题

PAGEPAGE11物质结构复习题2014/11/17一．选择题（请将你认为正确的答案代号填在Ⅱ卷的答题栏中，本题共9小题）1.H2OH2OH2OH2O水分子间可通过一种叫“氢键”的作用（介于化学键和分子间作用力之间），彼此结合而形成（H2O）nH2OH2OH2OH2O下列有关叙述正确的A.1mol冰中有4mol氢键B.1mol冰中有4×5mol氢键 C.平均每个水分子只有2个氢键 D.平均每个水分子只有5/4个氢键2.纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大，这是它具有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状（如图所示）相同。则这种纳米颗粒的表面粒子数占总粒子数的百分数为A、87.5％ B、92.9％ C、96.3％ D、100％3.铁有δγα三种晶体结构，以下依次是δγα三种晶体不同温度下转化的图示。有关说法不正确的是A.δ-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有8个B.γ-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有12个C.如图α-Fe晶胞边长若为acm，γ-Fe晶胞边长若为bcm，则两种晶体密度比为b3∶a3D.将铁加热到1500oC分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同4.下列有关晶体的叙述中，不正确的是A.金刚石的网状结构中，由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上有6个碳原子B.在氯化钠晶体中，每个Na+或Cl－的周围紧邻6个Cl－或6个Na+；C.在氯化铯晶体中，每个Cs+周围紧邻8个Cl－，每个Cl－周围也紧邻8个Cs+D.干冰晶体熔化时，1mol干冰要断裂2mol碳氧双键5.SF6是一种无色气体，具有很强的稳定性，可用于灭火。SF6的分子结构如右图所示，呈正八面体型。如果F元素有两种稳定的同位素，则SF6的不同分子种数为A.6种B.7种C.10种D.12种6.NaCl晶体中最小重复单元(晶胞)如右图所示。已知：氯化钠的摩尔质量为Mg/mol，某一定条件下NaCl晶体中最邻近的钠离子和氯离子中心间的距离为acm，晶体的密度为bg/cm3。则下列叙述正确的是A.每个Na+周围最近且等距离的Cl－所围成的空间构型为正六面体B.每个Na+周围最近且等距离的Cl－所围成的空间构型为正十二面体C.阿伏加德罗常数NA可表示为M/2a3D.阿伏加德罗常数NA可表示为4M/a3b图图17.2003年3月，日本筑波材料科学国家实验室一个研小组发现首例带结晶水的晶体在5K下呈现超导性。据报道，该晶体中含有最简式为CoO2的层状结构，结构如右图（小球表示Co原子，大球表示O原子）。下列用粗线画出的CoO2层状结构的晶胞（晶胞是在晶体中具有代表性的最小重复单元）示意图不符合化学式的是8.北京大学和中国科学院的化学工作者合作，已成功研制出碱金属与C60的形成的球碳盐K3C60。实验测知该物质属于离子晶体，具有良好的超导性。下列关于K3C60的组成和结构的分析中正确的是A.K3C60中既有离子键，又有极性键B.1molK3C60中含有的离子数目为63×6.02×1023C.该晶体在熔融状态下能导电D.该物质的化学式可写为KC209.下列说法正确的是A.H与D，与互为同位素；、、、互为同素异形体；甲醇、乙二醇和丙三醇互为同系物B.在晶体中，1个原子和2个O原子形成2个共价键C.HI的相对分子质量大于HF，所以HI的沸点高于HFD.由IA族和VIA族元素形成的原子个数比为、电子总数为38的化合物，是含有共价键的离子型化合物二.简答题（共14小题）10.[化学—选修3:物质结构与性质]硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题:(1)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号，该能层具有的原子轨道数为、电子数为。(2)硅主要以硅酸盐、等化合物的形式存在于地壳中。(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献个原子。(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介质中反应制得SiH4,，该反应的化学方程式为。(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实:①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是(6)在硅酸盐中，四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根；其中Si原子的杂化形式为。Si与O的原子数之比为化学式为11.(1)英国科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因在石墨烯(如甲图)材料方面的卓越研究而获得2010年诺贝尔物理学奖。六方氮化硼(BN)与石墨是等电子体，它有“白石墨”之称，具有类似石墨的层状结构，有良好的润滑性。C、N、B的第一电离能由大到小的顺序为________，电负性由小到大的顺序为________。(2)目前，利用金属或合金储氢已取得很大进展，先后发现了Ni、Mg、Fe基三个系列的储氢材料，乙图是一种储氢密度超过液氢的镍基合金的晶胞结构图。①Ni原子的基态电子排布式为________，位于周期表的________区。②这种储氢合金的化学式为________________。(3)丙图是某晶体结构点阵的一部分。请你在图中画出氯化铯的晶胞结构，用不同的标记区分氯和铯。(4)把CoCl2·6H2O和碳酸铵混合氧化，然后加入盐酸可得到化合物A(化学式为CoCl3H12N4)，在A中加入硝酸银溶液只有1/3的氯可被沉淀。A的结构式为________。根据价层电子对互斥理论，推测CO32－的空间构型为________________。12.YX2、ZX2、W2X、W2X2都是短周期元素组成的化合物，X与Y同周期，Y与Z同主族，W是原子半径最小的元素，Y元素原子最外层的p轨道中的电子数等于次外层电子数，X原子最外层的p轨道中有一个轨道填充了2个电子。试回答：(1)X原子的电子排布式是________，Z元素在元素周期表中的位置为________。(2)YX2分子的立体构型是________，W2X2是________(填“极性”或“非极性”)分子。(3)YX2、ZX2、W2X三种晶体的熔点由高到低的顺序为__________(用化学式表示)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)下图表示一些晶体的结构(或晶胞)，其中代表YX2晶体的是________，该晶体的晶胞中平均含有________个原子；图C和图D所表示的晶体是Y元素组成的两种同素异形体，其中代表能导电晶体的是________。(5)如下图，铁有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法正确的是________。A.γ­Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个B.α­Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个C.将铁加热到1500℃后分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同13.金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：(1)Ni原子的核外电子排布式为__________________________________________________；(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO________FeO(填“＜”或“＞”)；(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为____________、__________；(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图所示。该合金的化学式为________。14.下图为一个金属铜的晶胞，请完成以下各题。(1)该晶胞“实际”拥有的铜原子数是________个。(2)该晶胞称为________。(填序号)A.六方晶胞B.体心立方晶胞C.面心立方晶胞(3)此晶胞立方体的边长为acm，Cu的相对原子质量为64，金属铜的密度为ρg/cm3，则阿伏加德罗常数为________(用a、ρ表示)。15.I．下列化合物中，含有非极性共价键的离子化合物是A.CaC2 B.N2H4C.Na2S2 D.NH4NO3II．图A所示的转化关系中（具体反应条件略），a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质，其余均为它们的化合物，i的溶液为常见的酸，a的一种同素异形体的晶胞如图B所示。回答下列问题：（1）图B对应的物质名称是，其晶胞中的原子数为，晶体类型为。（2）d中元素的原子核外电子排布式为。（3）图A中由二种元素组成的物质中，沸点最高的是，原因是，该物质的分子构型为，中心原子的杂化轨道类型为。（4）图A中的双原子分子中，极性最大的分子是。（5）k的分子式为，中心原子的杂化轨道类型为，属于分子（填“极性”或“非极性”）。16.甲乙丙下面是C甲乙丙请回答下列问题：（1）硅与碳同主族，写出硅原子基态时的核外电子排布式：_________________（2）从晶体类型来看，C60属于_________晶体。（3）二氧化硅结构跟金刚石结构相似，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子。观察图乙中金刚石的结构，分析二氧化硅的空间网状结构中，Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是__________________________;晶体硅中硅原子与共价键的个数比为（4）图丙是二氧化碳的晶胞模型，图中显示出的二氧化碳分子数为14个。实际上一个二氧化碳晶胞中含有________个二氧化碳分子,二氧化碳分子中键与键的个数比为。（5）有机化合物中碳原子的成键方式有多种，这也是有机化合物种类繁多的原因之一。丙烷分子中2号碳原子的杂化方式是_______，丙烯分子中2号碳原子的杂化方式是_______，丙烯分子中最多有个原子共平面。

17.能源、材料和信息是现代社会的三大“支柱”。（1）目前，利用金属或合金储氢的研究已取得很大进展，下图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图。LaLaNiH2①Ni原子的价电子排布式是。②该合金储氢后，含1molLa的合金可吸附H2的数目为。（2）南师大结构化学实验室合成了一种多功能材料——对硝基苯酚水合物（化学式为C6H5NO3·1.5H2O）。实验表明，加热至94℃①晶体中四种基本元素的电负性由大到小的顺序是。②对硝基苯酚水合物失去结晶水的过程中，破坏的微粒间作用力是。（3）科学家把NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体，已知其中阴离子与SO42－互为等电子体，且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构。该阴离子的电子式是，其中心原子N的杂化方式是。18.A.雷尼镍（Raney-Ni）是一种历史悠久、应用广泛的催化剂，由镍-铝合金为原料制得。（1）元素第一电离能：Al____Mg（选填：“＞”、“＜”、“＝”）（2）雷尼镍催化的一实例为：化合物b中进行sp3杂化的原子有： 。:Ni:Al（3）一种铝镍合金的结构如下图，与其结构相似的化合物是：:Ni:Al（4）实验室检验Ni2+可用丁二酮肟与之作用生成腥红色配合物沉淀。①Ni在基态时，核外电子排布式为： 。②在配合物中用化学键和氢键标出未画出的作用力（镍的配位数为4）。19.（化学物质结构与性质）氮元素可形成卤化物、叠氮化物及络合物等。NF3属于晶体，写出NF3的结构式：。（2）氢叠氮酸（HN3）是一种弱酸，它的酸性类似于醋酸，微弱电离出H＋和N3－。①与N3－互为等电子体的分子为由此可推知N3－的空间构型是型。②叠氮化物、氰化物能与Fe3+及Cu2+及Co3+等形成络合物，如：Co[（N3）（NH3）5]SO4、（Fe（CN）46写出钴原子在基态时的价电子排布式：。Co[（N3）（NH3）5]SO4中钴的配位数为，CN—中C原子的杂化类型是。（3）化学式为Pt（NH3）2Cl2的化合物有两种异构体，其中一种异构体具有水的可溶性，则此种化合物是（填“极性”、“非极性”）分子。（4）由叠氮化钠（NaN3）热分解可得纯N2：2NaN3（s）＝2Na（l）+3N2（g），有关说法正确的是（选填序号）A.NaN3与KN3结构类似，前者晶格能较小B.第一电离能（I1）：O＞N＞PC.钠晶胞结构如右图，该晶胞分摊2个钠原子D.氮气常温下很稳定，是因为氮的电负性小20.晶体具有规则的几何外形，晶体中最基本的重复单元称为晶胞。NaCl晶体结构如图所示。已知FexO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值小于1。测知FexO晶体密度ρ为5.71g/cm3，晶胞边长为4.28×10－10m。（铁相对原子质量为55.9，氧相对原子质量为16）求：⑴FexO中x值（精确至0.01）为_____________。

⑵晶体中的Fe分别为Fe2＋、Fe3＋，在Fe2＋和Fe3＋的总数中，Fe2＋所占分数（用小数表示，精确至0.001）为___________。

⑶此晶体化学式为___________。

⑷Fe在此晶体中占据空隙的几何形状是___________（即与O2－距离最近且等距离的铁离子围成的空间形状）。

⑸在晶体中，铁元素的离子间最短距离为________m。21.德国和美国科学家首先制出由20个碳原子组成的空心笼状分子C20，该笼状结构是由许多正五边形构成（如右图）。请回答:C20分子共有_______个正五边形，共有_______条棱边，C20晶体属于_______(填晶体类型).22.1996年诺贝尔化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家。C60分子是形如球状的多面体(如图),该结构的建立基于以下的考虑:①C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键

②C60分子只含有五边形和六边形

③多面体的顶点数、面数和棱这数的关系,遵循欧拉定理:

顶点数+面数－棱边数=2

据上所述,可推知C60分子有12个五边形和20个六边形,C60分子所含的双键数为30。

请回答下列问题:

(1)固体C60与金刚石相比较,熔点较高者应是_____,理由是_______________(2)试估计C60跟F2在一定条件下能否发生反应生成C60F60(填“可能”或“不可能”)____________,并简述其理由______________________________________(3)通过计算,确定C60分子所含单键数。

(4)C70分子也已经制得,它的分子结构模型可以与C60同样考虑面推知。通过计算确定C70分子中五边形和六边形的数目。23.（1）右图为石墨的晶体结构俯视图。在石墨晶体中C原子数与C—C键数之比为。（2）I2与反应，产物之一为，请写出并配平该反应的离子方程式（3）已知每克固体葡萄糖在人体中完全氧化生成液态水可释放出15.6KJ的能量，写出葡萄糖氧化的热化学方程式。（4）接触法制硫酸的工业设备有，，。123456789CCCDDCCDCD二.简答题答案:10.(1)M94(2)二氧化硅(3)共价键3(4)Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2(5)①C-C键和C-H键较强，所以形成的烷烃较稳定。而硅烷中Si-Si键和Si-H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成②C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定。学，科网，而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键。(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)直线形极性(3)SiO2＞H2O＞CO2SiO2是原子晶体，H2O和CO2是分子晶体，而且H2O分子之间存在氢键(4)B