1、能力课时落实(四)四类典型晶体的熔沸点比较及应用 (建议用时:40分钟)1下列说法中正确的是()A冰融化时,分子中HO键发生断裂B共价晶体中,共价键越强,共价晶体的熔点越高C分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔、沸点一定越高D稀有气体形成的晶体属于共价晶体B冰属于分子晶体,冰晶体中存在分子间作用力,所以冰融化时克服分子间作用力,共价键不变,A错误;共价晶体中共价键的强弱决定其熔点的高低,所以共价晶体中共价键越强,共价晶体的熔点越高,B正确;分子晶体的熔点和沸点与分子间作用力有关,与分子内的共价键的键能强弱无太大关系,C错误;稀有气体分子是单原子分子,形成的晶体为分子晶体,D错误。2要使金
2、属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱,而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是()A金属镁的硬度大于金属铝B碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的C金属镁的熔点大于金属钠D金属镁的硬度小于金属钙C钠、镁、铝所对应的阳离子半径依次减小,且Na、Mg2、Al3的电荷数依次增加,所以熔、沸点和硬度NaMgAl,故A项错误,C项正确。从Li到Cs,对应金属离子的半径逐渐增大,金属离子所带电荷相同,金属键逐渐减弱,熔、沸点逐渐降低,故B项错误。Mg2和Ca2电荷数相同,半径Mg2SiC键SiSi键,所以Si、S
3、iC、金刚石的熔点依次升高。9下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是()A熔点:NaFMgF2AlF3B晶格能:NaFNaClNaBrC阴离子的配位数:CsClNaClCaF2D硬度:MgOCaOBaOA由于Na、Mg2、Al3的半径依次减小,所带电荷数依次增加,所以NaF、MgF2、AlF3的晶格能依次增大,熔点依次升高,A项错误;F、Cl、Br的半径依次增大,NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小,B项正确;CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为8、6、4,C项正确;Mg2、Ca2、Ba2的半径依次增大,MgO、CaO、BaO的晶格能依次减小,硬度依次减小,D项正确。10
4、(2021辽宁六校协作体高二开学考试)下列物质的熔点均按由高到低的顺序排列,其原因是键能由大到小排列的是()A铝、钠、干冰B金刚石、碳化硅、晶体硅C碘化氢、溴化氢、氯化氢D二氧化硅、二氧化碳、一氧化碳B碘化氢、溴化氢、氯化氢、二氧化碳以及一氧化碳形成的晶体都是分子晶体,其熔点高低与分子间作用力大小有关,所以A、C、D都不符合;B项中的物质都是共价晶体,其熔点高低与共价键的强弱有关,故B符合题意。11(2021北京广渠门中学高二检测)已知金属钠能与两种卤族元素形成化合物Q、P,它们的晶格能分别为923 kJmol1、786 kJmol1,下列有关说法中不正确的是()Q的熔点比P的高若P是NaCl
5、,则Q一定是NaFQ中成键离子核间距较大若P是NaCl,则Q可能是NaBrA B C DBQ的晶格能大于P的晶格能,故Q的熔点比P高,正确;因F的半径比Cl的小(其他卤素离子的半径比Cl的大),故NaF的晶格能大于NaCl的,故正确,错误;因Q、P中成键离子均为一价离子,离子所带电荷数相同,故二者晶格能的差异是由成键离子核间距决定的,晶格能越大,表明离子核间距越小,错误。12(1)德国和美国科学家制出了由20个碳原子构成的空心笼状分子C20,该笼状结构是由许多正五边形构成的(如图所示)。C20晶体属于_晶体,C20分子共有_个共价键,共有_个正五边形。(2)目前科学家拟合成一种“二重结构”的球
6、形分子,即把足球形C60分子容纳在足球形Si60分子中,外面的硅原子与里面的碳原子以共价键相结合。下列关于这种物质的叙述不正确的是_(填序号)。A该物质是一种新型化合物B该物质是两种单质组成的混合物C该晶体属于分子晶体D该物质具有极高的熔、沸点 解析(1)根据“由20个碳原子构成的空心笼状分子”可判断该物质一定是分子晶体。根据其结构可知每个碳原子形成3个CC键,每个共价键被2个碳原子共用,所以含有的共价键数是30。因为每个共价键被2个正五边形共用,所以平均每个正五边形含有的共价键数是2.5,故C20分子共有正五边形的个数为12。(2)该物质中碳原子和硅原子间形成共价键,因此它是化合物,故A项正
7、确、B项错误;该晶体是由分子构成的,属于分子晶体,故C项正确;该晶体属于分子晶体,熔,沸点较低,故D项错误。答案(1)分子3012(2)BD13(高考组合)(1)(2019全国)苯胺(NH2)的晶体类型是_。苯胺与甲苯(CH3)的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(5.9 )、沸点(184.4 )分别高于甲苯的熔点(95.0 )、沸点(110.6 ),原因是_。(2)(新课标全国高考)碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题:碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是_。CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253 K,沸点为376 K,其固体属于_晶体。解析(1)苯胺为有机物
8、,结合题给信息中苯胺的熔、沸点可知苯胺为分子晶体。苯胺中有NH2,分子间可形成氢键,而甲苯分子间不能形成氢键,分子间氢键可明显地提升分子晶体的熔、沸点。(2)碳原子有4个价电子,且碳原子半径小,很难通过得、失电子达到稳定电子结构,所以碳在形成化合物时,其键型以共价键为主。Fe(CO)5的熔、沸点较低,符合分子晶体的特点,故其固体为分子晶体。答案(1)分子晶体苯胺分子之间存在氢键(2)C有4个价电子且半径小,难以通过得、失电子达到稳定电子结构分子14过渡金属钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。(1)钛铁合金具有放氢温度低、价格适中等优点,是钛系储氢合金的代表。基态Ti原子价电子
9、排布式为_。Fe元素在元素周期表中的位置是_。(2)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O73CCl4=2KCl2CrO2Cl23COCl2。上述化学方程式中非金属元素电负性由小到大的顺序为_(用元素符号表示)。COCl2分子中所有原子均满足8电子稳定结构,COCl2分子中键和键的个数比为_,中心原子的杂化方式为_。(3)NiO、FeO的晶体结构均与NaCl的晶体结构相似,其中Ni2和Fe2的离子半径分别为6.9102 nm和7.8102 nm。则熔点:FeO_(填“”“”或“”)NiO。(4)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料,具有大容量、高寿命、耐低温等特点,在我国已实现了产业化。该
10、合金的晶胞结构如图所示。该晶体的化学式为_。已知该晶体的摩尔质量为M gmol1,密度为d gcm3。设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的体积为_cm3(用含M、d、NA的代数式表示)。该晶体的内部具有空隙,且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已知:a511 pm,c397 pm;标准状况下氢气的密度为8.98105 gcm3;储氢能力。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化,则该储氢材料的储氢能力为_(结果保留整数)。解析(1)Ti是22号元素,位于元素周期表中第4周期第B族,故基态Ti原子的价电子排布式为3d24s2。Fe是26号元素,位于元素周期表的第4周期第族。(2)化学方程式中涉及的非
11、金属元素有三种:O、C、Cl,CCl4中C元素表现正化合价、Cl元素表现负化合价,Cl2O中Cl元素显1价,O元素显2价,元素电负性越大,对应原子在形成化学键时吸引电子的能力越强,相互化合时该元素表现负价,故电负性:CClO。1个COCl2分子中有1个C=O键和2个CCl键,所以1个COCl2分子中键的数目为1,键的数目为3,个数比为13,中心C原子价电子对数为33,故中心C原子杂化方式为sp2。(3)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明二者都是离子晶体,离子晶体的熔点与晶格能的大小有关,离子所带电荷数越多、离子半径越小,晶格能越大,熔点越高,由于Ni2的半径小于Fe2的半径,则熔点:FeONiO。(4)根据该合金的晶胞图可知,晶胞中心有1个镍原子,其他8个镍原子位于晶胞面上,镧原子位于晶胞顶点,所以晶胞中含有的镍原子数为185,晶胞中含有的镧原子数为81,晶体的化学式为LaNi5。一个晶胞的质量m g,根据mV,可得V cm3。LaNi5合金储氢后氢的密度 gcm30.111 gcm3,由定义式可知储氢能力1 236。答案(1)3d24s2第4周期第族 (2)CClO13sp2(3) (4)LaNi51 236