《2019版高考化學總復習 選考部分 物質結構與性質 第3節(jié) 晶體結構與性質模擬預測通關 新人教版.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019版高考化學總復習 選考部分 物質結構與性質 第3節(jié) 晶體結構與性質模擬預測通關 新人教版.doc（8頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第3節(jié) 晶體結構與性質 一、選擇題 1．下列說法中正確的是(　　) A．離子晶體中每個離子周圍均吸引著6個帶相反電荷的離子 B．金屬導電的原因是在外電場作用下金屬產生自由電子，電子定向運動 C．分子晶體的熔、沸點很低，常溫下都呈液態(tài)或氣態(tài) D．原子晶體中的各相鄰原子都以共價鍵相結合 解析：選D。A項，離子晶體中每個離子周圍不一定吸引6個帶相反電荷的離子，如CsCl晶體中每個Cs＋吸引8個Cl－；B項，金屬晶體中的自由電子不是因為外電場作用產生的；C項，分子晶體不一定是液態(tài)或氣態(tài)，可能為固態(tài)，如I2、S8等。 2．下列晶體分類中正確的一組是(　　) 選項 離子晶體 原子晶體 分子晶體 A NaOH Ar SO2 B H2SO4 石墨 S C CH3COONa 水晶 D Ba(OH)2 金剛石 玻璃 解析：選C。A項中固態(tài)Ar為分子晶體；B項中H2SO4為分子晶體、石墨是混合型晶體；D項中玻璃是非晶體。 3．下面有關晶體的敘述中，不正確的是(　　) A．金剛石網狀結構中，由共價鍵形成的碳原子環(huán)中，最小的環(huán)上有6個碳原子 B．氯化鈉晶體中，每個Na＋周圍距離相等的Na＋共有6個 C．氯化銫晶體中，每個Cs＋周圍緊鄰8個Cl－ D．干冰晶體中，每個CO2分子周圍緊鄰12個CO2分子 解析：選B。氯化鈉晶體中，每個Na＋周圍距離相等的Na＋共12個，每個Na＋周圍距離相等且最近的Cl－共有6個。 4．氮氧化鋁(AlON)屬原子晶體，是一種超強透明材料，下列描述錯誤的是(　　) A．AlON和石英的化學鍵類型相同 B．AlON和石英晶體類型相同 C．AlON和Al2O3的化學鍵類型不同 D．AlON和Al2O3晶體類型相同 解析：選D。AlON與石英(SiO2)均為原子晶體，所含化學鍵均為共價鍵，故A、B項正確；Al2O3是離子晶體，晶體中含離子鍵，不含共價鍵，故C項正確、D項錯誤。 5．如圖為碘晶體晶胞結構。下列有關說法中正確的是(　　) A．碘分子的排列有2種不同的取向，2種取向不同的碘分子以4配位數交替配位形成層結構 B．用均攤法可知平均每個晶胞中有4個碘原子 C．碘晶體為無限延伸的空間結構，是原子晶體 D．碘晶體中的碘原子間存在非極性鍵和范德華力 解析：選A。在立方體的頂面上，有5個I2，4個方向相同，結合其他面考慮可知A選項正確；每個晶胞中有4個碘分子，B選項錯誤；此晶體是分子晶體，C選項錯誤；碘原子間只存在非極性共價鍵，范德華力存在于分子與分子之間，D選項錯誤。 6．下列數據是對應物質的熔點(℃)： BCl3 Al2O3 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 干冰 SiO2 －107 2 073 920 801 1 291 190 －57 1 723 據此做出的下列判斷中錯誤的是(　　) A．鋁的化合物的晶體中有的是離子晶體 B．表中只有BCl3和干冰是分子晶體 C．同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體 D．不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體 解析：選B。A項，氧化鋁的熔點高，屬于離子晶體，則鋁的化合物的晶體中有的是離子晶體，正確；B項，表中只有BCl3、AlCl3和干冰是分子晶體，錯誤；C項，同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體，如CO2是分子晶體，二氧化硅是原子晶體，正確。 7．有一種藍色晶體[可表示為MxFey(CN)6]，經X射線研究發(fā)現，它的結構特征是Fe3＋和Fe2＋互相占據立方體互不相鄰的頂點，而CN－位于立方體的棱上。其晶體中陰離子的最小結構單元如圖所示。下列說法不正確的是(　　) A．該晶體的化學式為MFe2(CN)6 B．該晶體屬于離子晶體，M呈＋1價 C．該晶體屬于離子晶體，M呈＋2價 D．晶體中與每個Fe3＋距離最近且等距離的CN－為6個 解析：選C。由題圖可推出晶體中陰離子的最小結構單元中含Fe2＋個數：4＝，同樣可推出含Fe3＋個數也為，CN－為12＝3，因此陰離子為[Fe2(CN)6]－，則該晶體的化學式只能為MFe2(CN)6，由陰、陽離子形成的晶體為離子晶體，M的化合價為＋1價，故A、B兩項正確，C項錯誤。由圖可看出與每個Fe3＋距離最近且等距離的CN－為6個，故D項正確。 8．下列關于CaF2的表述正確的是(　　) A．Ca2＋與F－間僅存在靜電吸引作用 B．F－的離子半徑小于Cl－，則CaF2的熔點低于CaCl2 C．陰、陽離子數之比為2∶1的物質，均與CaF2晶體構型相同 D．CaF2中的化學鍵為離子鍵，因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導電 解析：選D。Ca2＋與F－之間既有靜電吸引作用，也有靜電排斥作用，A錯誤；離子所帶電荷相同，F－的離子半徑小于Cl－，所以CaF2晶體的晶格能大，熔點高，B錯誤；晶體構型還與離子的大小有關，所以陰、陽離子數之比為2∶1的物質，不一定與CaF2晶體構型相同，C錯誤；CaF2中的化學鍵為離子鍵，在熔融狀態(tài)下發(fā)生電離，因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導電，D正確。 二、非選擇題 9．如圖為CaF2、H3BO3(層狀結構，層內的H3BO3分子通過氫鍵結合)、金屬銅三種晶體的結構示意圖，請回答下列問題。 (1)圖Ⅰ所示的CaF2晶體中與Ca2＋最近且等距離的F－的個數為 。圖Ⅲ中未標號的銅原子形成晶體后周圍最緊鄰的銅原子數為 。 (2)圖Ⅱ所示的物質結構中最外層已達8電子結構的原子是 ，H3BO3晶體中B原子個數與極性鍵個數比為 。 (3)三種晶體中熔點最低的是 (填化學式)，其晶體受熱熔化時，克服的微粒之間的相互作用為 。 (4)已知兩個距離最近的Ca2＋核間距離為a10－8 cm，結合CaF2晶體的晶胞示意圖，CaF2晶體的密度為 。 解析：(1)CaF2晶體中Ca2＋的配位數為8，F－的配位數為4，Ca2＋和F－個數比為1∶2；銅晶體中未標號的銅原子周圍最緊鄰的銅原子為上層的1、2、3，同層的4、5、6、7、8、9，下層的10、11、12，共12個。(2)圖Ⅱ中B原子最外層三個電子形成三條共價鍵，最外層共6個電子，H原子達到2電子穩(wěn)定結構，只有O原子形成兩條共價鍵達到8電子穩(wěn)定結構。H3BO3晶體是分子晶體，相互之間通過氫鍵相連，每個B原子形成三條B—O極性鍵，每個O原子形成一條O—H極性鍵，共六條極性鍵。(3)H3BO3晶體是分子晶體，熔點最低，受熱熔化時克服的是分子間作用力。(4)一個CaF2晶胞中實際擁有的離子數：陽離子數為81/8＋61/2＝4，而陰離子為8個，1個晶胞實際擁有4個“CaF2”，則CaF2晶體的密度為478 gmol－1[(a10－8 cm)36.021023 mol－1]＝ gcm－3。 答案：(1)8　12 (2)O　1∶6 (3)H3BO3　分子間作用力 (4) gcm－3 10．(1)鈉、鉀、鉻、鉬、鎢等金屬晶體的晶胞屬于體心立方，則該晶胞中屬于1個體心立方晶胞的金屬原子數目是 。氯化銫晶體的晶胞如圖1，則Cs＋位于該晶胞的 ，而Cl－位于該晶胞的 ，Cs＋的配位數是 。 (2)銅的氫化物的晶體結構如圖2所示，寫出此氫化物在氯氣中燃燒的化學方程式： 。 (3)圖3為F－與Mg2＋、K＋形成的某種離子晶體的晶胞，其中“○”表示的離子是 (填離子符號)。 (4)實驗證明：KCl、MgO、CaO、TiN這4種晶體的結構與NaCl晶體結構相似(如圖4所示)，已知3種離子晶體的晶格能數據如下表： 離子晶體 NaCl KCl CaO 晶格能/kJmol－1 786 715 3 401 則這4種離子晶體(不包括NaCl)熔點從高到低的順序是 。 其中MgO晶體中一個Mg2＋周圍和它最鄰近且等距離的Mg2＋有 個。 解析：(1)體心立方晶胞中，1個原子位于體心，8個原子位于立方體的頂點，故1個晶胞中金屬原子數為8＋1＝2；氯化銫晶胞中，Cs＋位于體心，Cl－位于頂點，Cs＋的配位數為8。(2)由晶胞可知，粒子個數比為1∶1，化學式為CuH，＋1價的銅與－1價的氫均具有較強的還原性，氯氣具有強氧化性，產物為CuCl2和HCl。(3)由晶胞結構可知，黑球有1個，灰球有1個，白球有3個，由電荷守恒可知n(Mg2＋)∶n(K＋)∶n(F－)＝1∶1∶3，故白球為F－。(4)從3種離子晶體的晶格能數據知道，離子所帶電荷越多、離子半徑越小，離子晶體的晶格能越大，離子所帶電荷數：Ti3＋>Mg2＋，離子半徑：Mg2＋＜Ca2＋，所以熔點：TiN>MgO>CaO>KCl；MgO晶體中一個Mg2＋周圍和它最鄰近且等距離的Mg2＋有12個。 答案：(1)2　體心　頂點　8 (2)2CuH＋3Cl22CuCl2＋2HCl (3)F－　(4)TiN>MgO>CaO>KCl　12 11．碳元素的單質有多種形式，如圖依次是C60、石墨和金剛石晶胞的結構圖： 回答下列問題： (1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質形式，它們互為 。 (2)金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化形式分別為 、 。 (3)C60屬于 晶體。 (4)石墨晶體中，層內C—C鍵的鍵長為142 pm，而金剛石中C—C鍵的鍵長為154 pm，其原因是金剛石中只存在碳碳間的 共價鍵(填鍵的類型，下同)，而石墨層內的碳碳間不僅存在 共價鍵，還有 鍵。 (5)金剛石晶胞含有 個碳原子。若碳原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長為a，根據硬球接觸模型，則r＝ a，列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率： (不要求計算結果)。 解析：C60為分子晶體，金剛石為原子晶體，石墨為混合型晶體，它們均屬于碳元素的不同單質，因此互稱同素異形體；金剛石為空間立體網狀結構，每一個碳原子與四個相鄰碳原子形成共價鍵，因此碳原子雜化方式為sp3雜化，化學鍵只有σ鍵；而石墨層內為平面正六邊形，層間為分子間作用力，所以石墨烯中碳原子的雜化方式為sp2雜化，即石墨層內不僅存在σ鍵還存在π鍵；金剛石晶胞中各個頂點、面上和體內的原子數目依次為8、6、4，然后依據均攤法計算確定在晶胞中的碳原子數目，碳原子數目為81/8＋61/2＋4＝8；根據硬球接觸模型可以確定，體對角線四分之一處的原子與頂點上的原子緊貼，因此有(a)＝2r，則r＝a；然后可以確定碳原子的空間占有率為(8πr3)/a3。 答案：(1)同素異形體　(2)sp3　sp2　(3)分子 (4)σ　σ　π(或大π或pp π) (5)8　　 12．(2015高考全國卷Ⅱ)A、B、C、D為原子序數依次增大的四種元素，A2－和B＋具有相同的電子構型；C、D為同周期元素，C核外電子總數是最外層電子數的3倍；D元素最外層有一個未成對電子?；卮鹣铝袉栴}： (1)四種元素中電負性最大的是 (填元素符號)，其中C原子的核外電子排布式為 。 (2)單質A有兩種同素異形體，其中沸點高的是 (填分子式)，原因是 ；A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為 和 。 (3)C和D反應可生成組成比為1∶3的化合物E，E的立體構型為 ，中心原子的雜化軌道類型為 。 (4)化合物D2A的立體構型為 ，中心原子的價層電子對數為 ，單質D與濕潤的Na2CO3反應可制備D2A，其化學方程式為 。 (5)A和B能夠形成化合物F，其晶胞結構如圖所示，晶胞參數a＝0.566 nm，F的化學式為 ；晶胞中A原子的配位數為 ；列式計算晶體F的密度(gcm－3)： 。 解析：C核外電子總數是最外層電子數的3倍，則C為P元素。A、B的原子序數小于C，且A2－和B＋具有相同的電子構型，則A為O元素，B為Na元素。C、D為同周期元素，且D元素最外層有一個未成對電子，則D為Cl元素。 (1)O、Na、P和Cl四種元素中，O元素的電負性最大。P原子核外有15個電子，其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p3。 (2)O元素形成O2 和O3 兩種同素異形體，固態(tài)時均形成分子晶體，而分子晶體中，相對分子質量越大，分子間作用力越大，物質的沸點越高，故O3 的沸點高于O2。O元素形成的氫化物有H2O和H2O2，二者均能形成分子晶體。Na元素形成的氫化物為NaH，屬于離子晶體。 (3)P和Cl元素形成的組成比為1∶3 的化合物E為PCl3，中心原子P形成3個σ鍵且含有1對未成鍵的孤電子對，故P原子采取sp3雜化，分子構型為三角錐形。 (4)化合物D2A為Cl2O，其中O原子形成2個σ鍵且含有2對未成鍵的孤電子對，則O原子采取sp3雜化，故Cl2O為V形結構，中心原子O的價層電子對數為4。Cl2與濕潤的Na2CO3 反應可生成Cl2O，據氧化還原反應規(guī)律可知，還生成還原產物NaCl，反應的化學方程式為2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaCl＋Cl2O＋2NaHCO3或2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋CO2＋2NaCl。 (5)O2－半徑大于Na＋半徑，由F的晶胞結構可知，大球代表O2－，小球代表Na＋，每個晶胞中含有O2－個數為81/8＋61/2＝4，含有Na＋個數為8，故O2－、Na＋個數之比為4∶8＝1∶2，從而推知F的化學式為Na2O。由晶胞結構可知，每個O原子周圍有8個Na原子，故O原子的配位數為8。晶胞參數a＝0.566 nm＝0.56610－7 cm，則晶胞的體積為(0.56610－7 cm)3，從而可知晶體F的密度為＝2.27 gcm－3。 答案：(1)O　1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3) (2)O3　O3相對分子質量較大，范德華力大　分子晶體　離子晶體 (3)三角錐形　sp3 (4)V形　4　2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl(或2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋CO2＋2NaCl) (5)Na2O　8 ＝2.27 gcm－3 13．(2017高考海南卷)ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列問題： (1)碳的一種單質的結構如圖(a)所示。該單質的晶體類型為 ，原子間存在的共價鍵類型有 ，碳原子的雜化軌道類型為 。 (2)SiCl4分子的中心原子的價層電子對數為 ，分子的立體構型為 ，屬于 分子(填“極性”或“非極性”)。 (3)四鹵化硅SiX4的沸點和二鹵化鉛PbX2的熔點如圖(b)所示。 ①SiX4的沸點依F、Cl、Br、I次序升高的原因是 。 ②結合SiX4的沸點和PbX2的熔點的變化規(guī)律，可推斷：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化學鍵的離子性 、共價性 。(填“增強”“不變”或“減弱”) (4)碳的另一種單質C60可以與鉀形成低溫超導化合物，晶體結構如圖(c)所示。K位于立方體的棱上和立方體的內部，此化合物的化學式為 ；其晶胞參數為1.4 nm，晶體密度為 gcm－3。 解析：(1)該單質為石墨，石墨屬于混合型晶體，層內碳原子之間形成σ鍵和π鍵；石墨中碳原子形成3個σ鍵，無孤電子對，因此雜化類型為sp2。(2)SiCl4中心原子是Si，有4個σ鍵，孤電子對數為(4－41)/2＝0，價層電子對數為4，立體構型為正四面體；屬于非極性分子。(3)①SiX4屬于分子晶體，不含分子間氫鍵，范德華力越大，熔、沸點越高，范德華力隨著相對分子質量的增大而增大，即熔、沸點升高；②根據題圖中PbX2熔點變化規(guī)律可知，PbX2中化學鍵的離子性減弱，共價性增強。(4)根據晶胞的結構，C60位于頂點和面心，個數為8＋6＝4，K位于棱上和內部，個數為12＋9＝12，因此化學式為K3C60，晶胞的質量為g，晶胞的體積為(1.410－7)3 cm3，根據密度的定義，則晶胞的密度為2.0 gcm－3。 答案：(1)混合型晶體　σ鍵、π鍵　sp2 (2)4　正四面體　非極性 (3)①均為分子晶體，范德華力隨分子相對質量增大而增大　②減弱　增強 (4)K3C60　2.0