题目内容

10．物质的结构决定性质，性质反映其结构特点．
（1）金刚石和石墨是碳元素的两种常见单质，下列叙述中正确的有ac
a．金刚石中碳原子的杂化类型为sp3杂化，石墨中碳原子的杂化类型为sp2杂化
b．晶体中共价键的键长：金刚石中C-C＜石墨中C-C
c．晶体的熔点：金刚石＜石墨　　　　　　
d．晶体中共价键的键角：金刚石＞石墨
（2）某石蕊的分子结构如图1所示．

①石蕊分子所含元素中，第一电离能由小到大的顺序是C＜H＜O＜N，基态原子2p轨道有两个成单电子的是C、O（填元素符号）；由其中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子是H3O+（填化学式）；
②该石蕊易溶解于水，分析可能的原因是石蕊分子中含有-OH和-NH2，均能与H2O形成氢键；由结构知，该分子为极性分子，根据相似相溶原理，易溶于水；
（3）铜及其合金是人类最早使用的金属材料．
①NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3+3F2$\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF3+3NH4F，上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有abd（填序号）．
a．离子晶体　b．分子晶体　c．原子晶体　　d．金属晶体，
②NF3与NH3均为三角锥形，但前者键角小于后者，原因是电负性：氟＞氮＞氢，NF3中共用电子对更偏向氟，排斥力小于NH3
③周期表中铜的相邻元素的晶体结构如图2甲，则其一个晶胞中含有6个该原子，金属铜采取如图2乙所示堆积方式，可称为面心立方最密堆积．

分析 （1）a．根据碳原子形成的σ键个数确定原子杂化方式；
b．sp2杂化中，s轨道的成分比sp3杂化更多，而且石墨的碳原子还有大π键所以形成的共价键更短，更牢固，即石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短，作用力更大，破坏化学键需要更大能量；
c．sp2杂化中，s轨道的成分比sp3杂化更多，而且石墨的碳原子还有大π键所以形成的共价键更短，更牢固，即石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短，作用力更大，破坏化学键需要更大能量；
d、金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键，构成正四面体，石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合，形成正六角形的平面层状结构；
（2）①石蕊分子所含元素N、O、C、H，根据元素周期律，同周期元素从左向右第一电离能增大，但第ⅤA族的元素由于最外层处于半满状态，是一种稳定结构，所以第一电离能高于相邻的同周期其它元素；石蕊分子所含元素中，基态原子2p轨道有两个成单电子的是C或O元素；由其中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子中价层电子对个数是4且含有一个孤电子对；
②氢键的存在导致物质的溶解性增大，再结合相似相溶原理分析；
（3）①根据物质的构成微粒确定晶体类型；
②根据电负性判断共价键之间的排斥力大小，进而确定键角的大小；
③根据甲晶胞的结构图，利用均摊法计算晶胞所含原子数，根据金属铜晶胞的结构图判断堆积方式．

解答 解：（1）a、金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键，构成正四面体，碳原子的杂化类型为sp3杂化；石墨中的碳原子与相邻的三个碳原子以σ键结合，形成平面正六边形结构，碳原子的杂化类型为sp2杂化，故a正确；
b、sp2杂化中，s轨道的成分比sp3杂化更多，而且石墨的碳原子还有大π键所以形成的共价键更短，更牢固，即石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短，故b错误；
c、石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短，作用力更大，破坏化学键需要更大能量，所以晶体的熔点金刚石＜石墨，故c正确；
d、金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键，构成正四面体，键角为109°28′，石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合，形成正六角形的平面层状结构，键角为120°，故d错误；
故选a c；
（2）①石蕊分子所含元素N、O、C、H，根据元素周期律，同周期元素从左向右第一电离能增大，但第ⅤA族的元素由于最外层处于半满状态，是一种稳定结构，所以第一电离能高于相邻的同周期其它元素，所以N、O、C、H第一电离能由小到大的顺序是C＜H＜O＜N，石蕊分子所含元素中，基态原子2p轨道有两个成单电子的是C、O元素；由其中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子中价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，该微粒为H3O+，
故答案为：C＜H＜O＜N；C、O；H3O+；
②石蕊分子中含有-OH和-NH2，均能与H2O形成氢键，氢键的存在导致物质的溶解性增大；由结构知，该分子为极性分子，根据相似相溶原理，石蕊易溶于水，
故答案为：石蕊分子中含有-OH和-NH2，均能与H2O形成氢键；由结构知，该分子为极性分子，根据相似相溶原理，易溶于水；
（3）①NH3、F2、NF3的构成微粒为分子，Cu的构成微粒是金属阳离子和自由电子，NH4F的构成微粒是阴阳离子，所以这几种物质中NH3、F2、NF3为分子晶体，Cu为金属晶体，NH4F为离子晶体，
故选abd；
②由于电负性：氟＞氮＞氢，NF3中共用电子对更偏向氟，排斥力小于NH3，所以NF3的键角小于NH3的键角，
故答案为：电负性：氟＞氮＞氢，NF3中共用电子对更偏向氟，排斥力小于NH3；
③根据甲晶胞的结构图，利用均摊法可知晶胞所含原子数为12×$\frac{1}{6}$+2×$\frac{1}{2}$+3=6，根据金属铜晶胞的结构图可知，铜原子分布在晶胞立方体的顶点和面心上，所以堆积方式为面心立方最密堆积，
故答案为：6；面心立方最密．

点评 本题考查了晶胞的计算、晶体类型的判断、氢键等知识点，根据物质的构成微粒确定晶体类型，知道相似相溶原理及氢键对物质性质的影响等知识点，题目难度不大．

练习册系列答案
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20．由实验现象推出的结论正确的是（　　）
选项实验方案现象结论
A将水垢置于盛食醋的试管中有气泡产生醋酸的酸性比碳酸强
B用湿润的蓝色试纸检验某气体试纸变红气体是酸性氧化物
C向饱和Na2CO3溶液中通入CO2有晶体析出NaHCO3不溶于水
D向酚酞溶液中加少量Na2O2溶液变红Na2O2是碱性氧化物
A．AB．BC．CD．D
1．在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为产物，即原子利用率为100%．下列反应类型能体现原子利用率为100%的是（　　）
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18．高温下，某反应达到平衡，平衡常数K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$．恒容时，温度升高，H2浓度减小．下列说法正确的是（　　）
A．该反应是焓变为负值
B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
C．升高温度，逆反应速率减小
D．该反应化学方程式为CO2（g）+H2（g）  $?_{高温}^{催化剂}$   CO（g）+H2O（g）
5．某化学兴趣小组用甲、乙两套装置（如图所示）进行甲酸（HCOOH）与甲醇（CH318OH）酯化反应的实验，回答以下问题：

（1）甲酸（HCOOH）和甲醇（CH318OH）进行酯化反应的化学方程式是：HCOOH+CH318OHHCO18OCH3+H2O．
（2）乙装置中长玻璃导管c的作用是平衡气压，冷凝回流．
（3）甲、乙两套装置中效果比较好的装置是乙，原因：乙的冷凝效果好，减少了甲醇等有毒物质对大气的污染
（4）试管A和锥形瓶B内装的是饱和Na2CO3溶液：作用为溶解甲醇，使甲酸充分反应，降低甲酸甲酯的溶解度，便于收集纯净的甲酸甲酯．
15．下列3种有机化合物A：CH2=CH2、B：CH3COOH、C：
（1）化合物A、B中的官能团的名称分别是碳碳双键、羧基．
（2）能使溴的四氯化碳溶液褪色反应的化学方程式为：CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br，该反应类型为：加成反应．
（3）能与乙醇发生酯化反应的化学方程式为：CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O．
（4）在浓硫酸作用下，与浓硝酸反应的化学方程式为：C6H6+HNO3$→_{50℃-60℃}^{浓硫酸}$C6H5NO2+H2O．
2．A、B、C、D、E、F代表6种常见短周期元素．A可分别与B、F形成A2B，A2B2、AF等共价化合物；C可分别与B、F形成C2B、C2B2、CF等离子化合物；D元素原子核外M电子层与K电子层上的电子数相等；室温下，E的单质放在冷的浓硝酸或空气中，表面都生成致密的氧化膜；F所形成的盐在海水中的含量仅次于海水中水的含量．
请回答下列问题：
（1）D元素位于周期表中第三周期ⅡA族；E的原子结构示意图为．
（2）上述元素的单质可作自来水消毒剂的有Cl2、O3（填化学式）．写出A2B与D单质共热的化学反应方程式：Mg+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg（OH）2+H2↑．
（3）A、B、C、F中的三种元素按原子个数比1：1：1可形成多种化合物，其中，一种离子化合物的电子式为或等，一种共价化合物的电子式为等．
19．某次酸雨的分析数据如下
[NH4+]=2.0×10-5mol/L，[Cl-]=6.0×10-5mol/L，[Na+]=1.9×10-5mol/L，
[NO3-]=2.3×10-5mol/L，[SO42-]=2.8×10-5mol/L，
其他微粒离子忽略不计，计算该雨水的pH为4．
20．在溶液中进行的化学反应Ag++Fe2+?Ag（s）+Fe3+ （正反应放热），为使平衡体系析出更多的银，可采取的措施是（　　）
A．移去一些析出的银B．增加Fe2+的浓度
C．升高溶液的温度D．常温下加压

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