选修3第三节知能演练高分跨栏

1．(2012·高考上海卷)氮氧化铝(AlON)属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是()A．AlON和石英的化学键类型相同B．AlON和石英晶体类型相同C．AlON和Al2O3的化学键类型不同D．AlON和Al2O3晶体类型相同解析：选D。石英主要成分的化学式为SiO2，是原子晶体，而原子晶体中的化学键为共价键，选项A、B正确；AlON晶体中存在共价键，而Al2O3晶体中存在离子键，故D错误。2.钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，结构如图所示，有关说法不正确的是()A．该晶体属于离子晶体B．晶体的化学式为Ba2O2C．该晶体晶胞结构与NaCl相似D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个解析：选B。对比NaCl晶体结构发现此晶体相当于用Ba2＋代替Na＋，O2－2代替Cl－，故Ba2＋与O2－2物质的量之比为1∶1，化学式为BaO2。3．在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是()A．熔点：CO2KClSiO2B．水溶性：HClH2SSO2C．沸点：乙烷戊烷丁烷D．热稳定性：HFH2ONH3解析：选D。选项A，SiO2是原子晶体，熔点最高。选项B，HCl、SO2、H2S分子中键的极性依次减弱，在极性溶剂H2O中的溶解性也依次减小。选项C，戊烷的相对分子质量最大，其沸点最高。选项D，元素非金属性越强，其氢化物越稳定，正确。4．以下关于晶体的说法中正确的是()A．晶体根据结构和性质只可分为分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体四大类B．任何晶体中都含有化学键，如离子键、共价键、金属键、氢键等C．含有阳离子的晶体一定是离子晶体D．干冰和冰都属于分子晶体解析：选D。A项，还有混合型晶体，如石墨；B项，由稀有气体组成的分子晶体中不含任何化学键，只有范德华力，且氢键不属于化学键；C项，金属晶体中含有金属阳离子。5．下表给出几种氯化物的熔点和沸点：NaClMgCl2AlCl3SiCl4熔点/℃801714190－70沸点/℃1413141218057.57有关表中所列四种氯化物的性质，有以下叙述：①氯化铝在加热时能升华，②四氯化硅在晶态时属于分子晶体，③氯化钠晶体中微粒之间以范德华力结合，④氯化铝晶体是典型的离子晶体。其中与表中数据一致的是()A．①②B．②③C．①②④D．②④解析：选A。氯化铝的熔、沸点都很低，其晶体应该是分子晶体，并且沸点比熔点还低，加热时容易升华；四氯化硅是共价化合物，并且熔、沸点很低，应该属于分子晶体；氯化钠是离子晶体，微粒之间以离子键结合。6．下列物质发生变化时，所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是()A．液溴和苯分别受热变为气体B．干冰和氯化铵分别受热变为气体C．二氧化硅和铁分别受热熔化D．食盐和葡萄糖分别溶解在水中解析：选A。本题考查的是晶体结构。晶体类型相同的物质在发生状态变化时所克服的粒子间作用属于同种类型，否则就不属于同种类型，A中溴和苯都是分子晶体，所克服的都是分子间作用力；B中干冰属于分子晶体，需克服分子间作用力，而NH4Cl属于离子晶体，需克服离子键和共价键；C中SiO2是原子晶体，需克服共价键，铁属于金属晶体，需克服金属键；D中食盐属于离子晶体，需克服离子键，葡萄糖属于分子晶体，需克服分子间作用力。7．(2011·高考海南卷)铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答下列问题：(1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________；(2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是________________________________________________________________________；(3)SO2－4的立体构型是________，其中S原子的杂化轨道类型是________________；(4)元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为________________；一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心、Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为________；该晶体中，原子之间的作用力是________；(5)上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为________。解析：(1)金属铜与浓硫酸在加热时反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。(2)白色的CuSO4粉末与水结合生成蓝色的CuSO4·5H2O晶体，该反应常用于检验微量水的存在。(3)根据价层电子对互斥理论可以判断，SO2－4的价层电子对数n＝6＋0＋22＝4，所以中心硫原子采取sp3杂化，立体构型为正四面体形。(4)铜的外围电子排布为3d104s1，最外层只有1个电子，最外层电子排布式为4s1，所以与Cu同族的第六周期的Au原子最外层电子排布式为6s1。立方最密堆积的结构中，顶点有8个Au原子，顶点上的原子为8个晶胞共用，完全属于该晶胞的有8×18＝1(个)，6个面的中心共有6个Cu原子，面上的原子被2个晶胞共用，完全属于该晶胞的有6×12＝3(个)，所以Cu原子与Au原子数量之比为3∶1。金属和合金属于金属晶体，微粒间的作用力为金属键。(5)氟化钙的晶胞如图所示，在立方体里面有8个F－，每个F－恰好处于4个Ca2＋围成的四面体的中间。若把该铜金合金中的Cu原子和Au原子等同看待，则Cu原子和Au原子相当于CaF2中的Ca2＋，所储H原子相当于F－，故其化学式为Cu3AuH8。答案：(1)Cu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O(2)白色的CuSO4粉末和水结合生成蓝色的CuSO4·5H2O晶体(3)正四面体形sp3杂化(4)6s13∶1金属键(5)Cu3AuH88．(2012·高考海南卷)Ⅰ.下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是________。A．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳B．四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型C．二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物D．锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质Ⅱ.铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题：(1)铜原子基态电子排布式为______________________；(2)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361pm。又知铜的密度为9.00g·cm－3，则铜晶胞的体积是________cm3、晶胞的质量是________g，阿伏加德罗常数为__________[列式计算，己知Ar(Cu)＝63.6]；(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构(如下图)，a位置上Cl原子的杂化轨道类型为__________。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，另一种的化学式为____________________；(4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是________________________________，反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：Ⅰ.碳和锗同主族，碳在第二周期，而锗在第四周期，锗是金属元素，故其第一电离能低于碳，A错；四氯化锗和四氯化碳都是分子晶体且构型相同，B对；金属的氧化物不是气体，C错；锗和碳都易于形成四个键，能形成原子晶体结构的单质，D对。Ⅱ.(1)根据铜元素在周期表中的位置：第四周期第ⅠB族，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。(2)根据晶胞的边长，其体积为a3，即4.70×10－23cm3；晶胞的质量＝体积×密度，故其质量为4.23×10－22g；在一个面心晶胞中含4个铜原子，故铜的摩尔质量＝1/4×晶胞质量×NA，可知NA＝63.6g·mol－1/(0.25×4.23×10－22g)＝6.01×1023mol－1；(3)a位置上Cl原子的杂化轨道类型为sp3；一种化合物的化学式为KCuCl3，其中铜元素为＋2价，故另一种化合物中铜为＋1价，其化学式为：K2CuCl3；(4)题中给出了两物质和铜单独不反应，而同时混合能反应，说明两者能互相促进，其中过氧化氢为氧化剂，氨与Cu2＋形成配离子，两者相互促进使反应进行；方程式可表示为：Cu＋H2O2＋4NH3===Cu(NH3)2＋4＋2OH－。答案：Ⅰ.BDⅡ.(1)1s22s22p63s23p63d104s1(2)4.70×10－234.23×10－22NA＝63.6g·mol－10.25×4.23×10－22g＝6.01×1023mol－1(3)sp3K2CuCl3(4)H2O2为氧化剂，氨与Cu2＋形成配离子，两者相互促进使反应进行Cu＋H2O2＋4NH3===Cu(NH3)2＋4＋2OH－9．已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种1∶1型氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素，Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28，且次外层有2个未成对电子。工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M(M可看做一种含氧酸盐)。M有显著的“压电性能”，应用于超声波的发生装置。经X射线分析，M晶体的最小重复单位为正方体(如图)，边长为4.03×10－10m，顶点位置为Z4＋所占，体心位置为Ba2＋所占，所有棱心位置为O2－所占。(1)Y在周期表中位于____________；Z4＋的核外电子排布式为________________；(2)X的该种氢化物分子构型为____________，X在该氢化物中以________方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该________(填“高于”或“低于”)X氢化物的熔点。(3)①制备M的化学方程式是________________________________________________________________________；②在M晶体中，若将Z4＋置于立方体的体心，Ba2＋置于立方体的顶点，则O2－处于立方体的____________；③在M晶体中，Z4＋的氧配位数为____________；④已知O2－半径为1.40×10－10m，则Z4＋半径为________________________________________________________________________m。解析：解答本题要注意以下两点：(1)既有单键又有双键或三键的氢化物优先考虑碳的氢化物；(2)注意立方型晶胞边长与离子半径的关系。答案：(1)第四周期第ⅡA族1s22s22p63s23p6(2)直线形sp高于(3)①TiO2＋BaCO3===BaTiO3＋CO2↑②面心③6④6.15×10－11