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题目
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碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物,而且还能形成多种无机化合物,同时自身可以形成多种单质,碳及其化合物的用途广泛.

魔方格

(1)如图1分别代表了五种常见的晶体,分别是:A______,B______,C______,D______,E______.(填名称或化学式)
(2)干冰和冰是两种常见的分子晶体,下列关于两种晶体的比较中正确的是______.
a.晶体的密度:干冰>冰           b.晶体的熔点:干冰>冰
c.晶体中的空间利用率:干冰>冰   d.晶体中分子间相互作用力类型相同
(3)金刚石和石墨是碳的两种常见单质,下列叙述正确的有______.
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
e.金刚石晶体中只存在共价键,石墨晶体中则存在共价键、金属键和范德华力;
f.金刚石和石墨的熔点都很高,所以金刚石和石墨都是原子晶体
(4)金刚石晶胞结构如图2,一个晶胞中的C原子数目为______.
(5)C与孔雀石共热可以得到金属铜,铜原子的原子结构示意图为______,金属铜采用面心立方最密堆积(在晶胞的顶点和面心均含有一个Cu原子),已知Cu单质的晶体密度为ρg/cm3,Cu的相对原子质量为M,阿伏伽德罗常数NA,则Cu的原子半径为______.
答案
(1)根据图中晶体的结构,结合常见晶体可知,A为氯化钠、B为氯化铯、C为干冰、D为金刚石、E为石墨,
故答案为:NaCl;CsCl;干冰;金刚石;石墨;
(2)a、水分子间存在氢键,且氢键有方向性,导致水分子形成冰时存在较大的空隙,密度比水小,干冰分子之间只存在范德华力,形成的分子晶体是密堆积,密度比水大,故a正确;
b、冰融化时氢键被破,干冰分子之间只存在范德华力,融化时破坏范德华力,氢键比范德华力强,故晶体的熔点冰>干冰,故b错误;
c、水分子间存在氢键,且氢键有方向性,导致水分子形成冰时存在较大的空隙,干冰分子之间只存在范德华力,形成的分子晶体是密堆积,晶体中的空间利用率:干冰>冰,故c正确;
d、干冰分子之间存在范德华力,水分子间存在氢键,晶体中分子间相互作用力类型不相同,故d错误.
故选:ac;
(3)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错误;
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;
e、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,而每个碳原子还有一个2p轨道,其中有一个2p电子.这些p轨道又都互相平行,并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面,形成了大π键.因而这些π电子可以在整个碳原子平面上活动,类似金属键的性质,石墨为层状结构,层与层之间通过范德华力连接,说明晶体中含有共价键、金属键、范德华力,故e正确;
f、金刚石是原子晶体,石墨为层状结构,层与层之间通过范德华力连接,石墨为混合型晶体,不属于原子晶体,故f错误;
故选:ae;
(4)由金刚石的晶胞结构可知,晶胞内部有4个C原子,面心上有6个C原子,顶点有8个C原子,所以金刚石晶胞中c原子数目为4+6×
1
2
+8×
1
8
=8,故答案为:8;
(5)铜是29号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,原子结构示意图为

魔方格


金属铜采用面心立方最密堆积,晶胞内Cu原子数目为8×
1
8
+6×
1
2
=4,令铜原子的比较为rcm,则晶胞的棱长为


2
2
×4rcm=2


2
rcm,所以(2


2
r)3×ρ=4
M
NA
,解得r=


2
4
×
3
4M
ρNA

,故答案为:

魔方格



2
4
×
3
4M
ρNA

核心考点
试题【碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物,而且还能形成多种无机化合物,同时自身可以形成多种单质,碳及其化合物的用途广泛.(1)如图1分别代表了五种常见的晶体,分别是】;主要考察你对认识晶体等知识点的理解。[详细]
举一反三
I.下列分子中,属于非极性分子的是______
A、SO2        B、BeCl2     C、BBr3       D、COCl2
II.铜(Cu)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.请回答以下问题:
(1)Cu+基态核外电子排布式为______.
(2)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备,该反应的化学方程式为:______;CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分,其原因是______;
(3)SO42-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,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,粒子之间的作用力是______;
(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为CaF2的结构相似,该晶体储氢后的化学式应为______.
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下图是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图,其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是(   )

魔方格
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A.图(1)和图(3)B.图(2)和图(3)C.图(1)和图(4)D.只有图(4)
A、B、C、D、E都是短周期元素,原子序数依次增大,五种元素核电荷总数为42,B、C同周期,A、D同主族.A、B能形成两种液态化合物甲和乙,原子个数比分别为2:1和1:1.根据以上信息回答下列问题:
(1)甲、乙两分子中含有非极性共价键的物质的电子式是______,C元素在周期表中的位置是______.
(2)C和D的离子中,半径较小的是______(填离子符号).
(3)将D的单质投入甲中,待D消失后再向上述溶液中加入E的单质,此时发生反应的化学方程式是______.
(4)C、D、E可组成离子化合物DxEC6,其晶胞(晶胞是在晶体中具有代表性的最小重复单元)结构如图所示,阳离子D+(用○表示)位于正方体的棱的中点和正方体内部;阴离子EC6x-(用●表示)位于该正方体的顶点和面心.该化合物的化学式是______.

魔方格
键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以用于估算化学反应的反应热(△H),化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差.参考以下表格的键能数据,回答下列问题:
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化学键Si-OSi-ClH-HH-ClSi-SiSi-C
键能/kJ•mol-1460360436431176347
碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物,而且还能形成多种无机化合物,同时自身可以形成多种单质,碳及其化合物的用途广泛.
(1)C60分子能与F2发生加成反应,其加成产物为______,C60分子的晶体中,在晶胞的顶点和面心均含有一个C60分子,则一个C60晶胞的质量为______.
(2)干冰和冰是两种常见的分子晶体,下列关于两种晶体的比较中正确的是______.
a.晶体的密度:干冰>冰           b.晶体的熔点:干冰>冰
c.晶体中的空间利用率:干冰>冰   d.晶体中分子间相互作用力类型相同
(3)金刚石和石墨是碳元素形成的两种常见单质,下列关于这两种单质的叙述中正确的有______.
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
e.金刚石晶体中只存在共价键,石墨晶体中则存在共价键、金属键和范德华力;
f.金刚石和石墨的熔点都很高,所以金刚石和石墨都是原子晶体
(4)金刚石晶胞结构如图,立方BN结构与金刚石相似,在BN晶体中,B原子周围最近的N原子所构成的立体图形为______,B原子与N原子之间共价键与配位键的数目比为______,一个晶胞中N原子数目为______.
(5)C与孔雀石共热可以得到金属铜,铜原子的原子结构示意图为______,金属铜采用面心立方最密堆积(在晶胞的顶点和面心均含有一个Cu原子),则Cu的晶体中Cu原子的配位数为______.已知Cu单质的晶体密度为ρg/cm3,Cu的相对原子质量为M,阿伏伽德罗常数NA,则Cu的原子半径为______.魔方格