高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)規(guī)范練33 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（含解析）-人教版高三化學(xué)試題

考點(diǎn)規(guī)范練33晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共7個(gè)小題,每小題8分,共56分,每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.(2018湖南長(zhǎng)郡中學(xué)高三模擬)下列數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn):物質(zhì)BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO2熔點(diǎn)/℃-10720739208011291190-571723據(jù)此作出的下列判斷中錯(cuò)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2.(2018黑龍江佳木斯第一中學(xué)高三模擬)金屬晶體中金屬原子有三種常見的堆積方式,六方堆積(鎂型)、面心立方堆積(銅型)和體心立方堆積(鉀型),圖a、b、c分別代表這三種晶胞的結(jié)構(gòu),其晶胞內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)比為()A.11∶8∶4 B.3∶2∶1C.9∶8∶4 D.21∶14∶93.下列有關(guān)離子晶體的數(shù)據(jù)大小比較不正確的是()A.熔點(diǎn):NaF>MgF2>AlF3B.晶格能:NaF>NaCl>NaBrC.陰離子的配位數(shù):CsCl>NaCl>CaF2D.硬度:MgO>CaO>BaO4.(2018湖北仙桃模擬)下面有關(guān)晶體的敘述中,錯(cuò)誤的是()A.白磷晶體中,分子之間通過共價(jià)鍵結(jié)合B.金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,由共價(jià)鍵形成的最小碳環(huán)上有6個(gè)碳原子C.在NaCl晶體中每個(gè)Na+(或Cl-)周圍都緊鄰6個(gè)Cl-(或Na+)D.離子晶體在熔化時(shí),離子鍵被破壞,而分子晶體熔化時(shí),化學(xué)鍵不被破壞5.(2018成都外國(guó)語(yǔ)學(xué)校模擬)下列有關(guān)說法正確的是()A.水合銅離子的模型如圖1所示,1個(gè)水合銅離子中含有4個(gè)配位鍵B.K2O晶體的晶胞如圖2所示,每個(gè)K2O晶胞平均占有8個(gè)O2-C.金屬Zn中Zn原子堆積模型如圖3所示,空間利用率為68%D.金屬Cu中原子堆積模型如圖4所示,為面心立方最密堆積,每個(gè)Cu原子的配位數(shù)為86.(2018石家莊橋東高三月考)根據(jù)下列幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)數(shù)據(jù),判斷下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()物質(zhì)AlCl3SiCl4單質(zhì)B熔點(diǎn)/℃190-702300沸點(diǎn)/℃182.757.62500注:AlCl3的熔點(diǎn)在2.02×105Pa條件下測(cè)定。A.SiCl4是分子晶體B.單質(zhì)B是原子晶體C.AlCl3加熱能升華D.單質(zhì)B和AlCl3晶體類型相同7.(2018西安長(zhǎng)安一中高三月考)金晶體的晶胞如右圖所示,為立方面心堆積。設(shè)金原子的直徑為d,用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,在立方體的各個(gè)面的對(duì)角線上3個(gè)金原子彼此兩兩相切,M表示金的摩爾質(zhì)量。則下列說法錯(cuò)誤的是()A.金晶體每個(gè)晶胞中含有4個(gè)金原子B.金屬鍵無方向性,金屬原子盡可能采取密堆積C.一個(gè)晶胞的體積是162d3D.金晶體的密度是2二、非選擇題(本題共2個(gè)小題,共44分)8.(22分)(1)(2018全國(guó)Ⅱ,節(jié)選)FeS2晶體的晶胞如圖所示,晶胞邊長(zhǎng)為anm、FeS2摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1、阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,其晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為g·cm-3;晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面體的體心,該正八面體的邊長(zhǎng)為(2)(2018全國(guó)Ⅲ,節(jié)選)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示,這種堆積方式稱為。六棱柱底邊邊長(zhǎng)為acm,高為ccm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,Zn的密度為g·cm-3(列出計(jì)算式)。

(3)(2017全國(guó)Ⅰ,節(jié)選)①KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料,具有鈣鈦礦型的立方結(jié)構(gòu),邊長(zhǎng)為a=0.446nm,晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置,如圖所示。K與O間的最短距離為nm,與K緊鄰的O個(gè)數(shù)為。

②在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中,I處于各頂角位置,則K處于位置,O處于位置。

(4)(2017全國(guó)Ⅲ,節(jié)選)MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)(如圖),其中陰離子采用面心立方最密堆積方式,X射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)得MgO的晶胞參數(shù)為a=0.420nm,則r(O2-)為nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu),晶胞參數(shù)為a'=0.448nm,則r(Mn2+)為nm。

9.(22分)碳是地球上組成生命的最基本元素之一,可以sp3、sp2和sp雜化軌道形成共價(jià)鍵,具有很強(qiáng)的結(jié)合能力,與其他元素結(jié)合成不計(jì)其數(shù)的無機(jī)物和有機(jī)化合物,構(gòu)成了豐富多彩的世界。碳及其化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。請(qǐng)回答下列問題:(1)基態(tài)碳原子核外有種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子,其價(jià)電子排布圖為 。

(2)光氣的分子式為COCl2,又稱碳酰氯,是一種重要的含碳化合物,判斷其分子立體構(gòu)型為,其碳原子雜化軌道類型為雜化。

(3)碳酸鹽在一定溫度下會(huì)發(fā)生分解,實(shí)驗(yàn)證明碳酸鹽的陽(yáng)離子不同、分解溫度不同,如表所示:碳酸鹽MgCO3CaCO3BaCO3SrCO3熱分解溫度/℃40290011721360陽(yáng)離子半徑/pm6699112135試解釋為什么隨著陽(yáng)離子半徑的增大,碳酸鹽的分解溫度逐步升高?

。

(4)碳的一種同素異形體——C60(結(jié)構(gòu)如圖甲),又名足球烯,是一種高度對(duì)稱的球碳分子。立方烷(分子式為C8H8,結(jié)構(gòu)是立方體,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為)是比C60約早20年合成出的一種對(duì)稱型烴類分子,而現(xiàn)如今已合成出一種立方烷與C60的復(fù)合型分子晶體,該晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙所示,立方烷分子填充在原C60晶體的分子間空隙中。則該復(fù)合型分子晶體的組成用兩者的分子式可表示為。

(5)碳的另一種同素異形體——石墨,其晶體結(jié)構(gòu)如圖丙所示,虛線勾勒出的是其晶胞。則石墨晶胞含碳原子個(gè)數(shù)為個(gè)。已知石墨的密度為ρg·cm-3,C—C鍵鍵長(zhǎng)為rcm,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,計(jì)算石墨晶體的層間距為cm。

(6)碳的第三種同素異形體——金剛石,其晶胞如圖丁所示。已知金屬鈉的晶胞(體心立方堆積)沿其體對(duì)角線垂直在紙平面上的投影圖如圖A所示,則金剛石晶胞沿其體對(duì)角線垂直在紙平面上的投影圖應(yīng)該是圖(從A~D圖中選填)。

考點(diǎn)規(guī)范練33晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.B氧化鋁的熔點(diǎn)高,屬于離子晶體,則鋁的化合物的晶體中有的是離子晶體,A項(xiàng)正確;BCl3、AlCl3和干冰均是分子晶體,B項(xiàng)錯(cuò)誤;同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體,例如CO2是分子晶體,二氧化硅是原子晶體,C項(xiàng)正確。2.Ba中晶胞內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)=12×16+2×12+3=6,b中晶胞內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)=8×18+6×12=4,c中晶胞內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)=1+8×18=2,所以其原子個(gè)數(shù)比是6∶4∶2=33.A由于r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),且Na+、Mg2+、Al3+所帶電荷數(shù)依次增大,所以NaF、MgF2、AlF3的離子鍵依次增強(qiáng),晶格能依次增大,故熔點(diǎn)依次升高,A項(xiàng)錯(cuò)誤;r(F-)<r(Cl-)<r(Br-),故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次減小,B項(xiàng)正確;在CsCl、NaCl、CaF2中陰離子的配位數(shù)分別為8、6、4,C項(xiàng)正確;r(Mg2+)<r(Ca2+)<r(Ba2+),故MgO、CaO、BaO的晶格能依次減小,硬度依次減小,D項(xiàng)正確。4.A白磷晶體為分子晶體,分子之間通過范德華力結(jié)合,A項(xiàng)錯(cuò)誤;金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,由共價(jià)鍵形成的最小碳環(huán)上有6個(gè)碳原子,B項(xiàng)正確;在NaCl晶體中每個(gè)Na+(或Cl-)周圍都緊鄰6個(gè)Cl-(或Na+),C項(xiàng)正確;離子晶體在熔化時(shí),離子鍵被破壞,而分子晶體熔化時(shí),分子間作用力被破壞,化學(xué)鍵不被破壞,D項(xiàng)正確。5.A水合銅離子中銅離子的配位數(shù)為4,配體是H2O,H2O中的氧原子提供孤電子對(duì)與銅離子形成配位鍵,故A項(xiàng)正確;根據(jù)均攤法可知,在K2O晶體的晶胞中,每個(gè)K2O晶胞平均占有8×18+6×12=4個(gè)O2-,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;金屬Zn中Zn原子堆積模型為立方最密堆積方式,空間利用率為74%,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;在金屬晶體的最密堆積中,對(duì)于每個(gè)原子來說,在其周圍的原子有與之同一層的6個(gè)原子和上一層的3個(gè)及下一層的3個(gè),故每個(gè)原子周圍都有12個(gè)原子與之相連,對(duì)于銅原子也是如此,故6.D由表中數(shù)據(jù)可知,SiCl4的熔、沸點(diǎn)較低,屬于分子晶體,故A項(xiàng)正確。單質(zhì)B的熔、沸點(diǎn)很高,所以單質(zhì)B是原子晶體,故B項(xiàng)正確。由表中數(shù)據(jù)可知AlCl3的沸點(diǎn)比熔點(diǎn)低,所以AlCl3加熱能升華,故C項(xiàng)正確。單質(zhì)B的熔、沸點(diǎn)很高,所以單質(zhì)B是原子晶體,而AlCl3熔、沸點(diǎn)較低,所以AlCl3屬于分子晶體,兩者晶體類型不同,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.C因?yàn)槭敲嫘牧⒎阶蠲芏逊e,故每個(gè)晶胞中含有金原子數(shù)為8×18+6×12=4,A項(xiàng)正確;金屬鍵無方向性,金屬原子盡可能采取密堆積,B項(xiàng)正確;因?yàn)榱⒎襟w的各個(gè)面的對(duì)角線上3個(gè)金原子彼此兩兩相切,則該小立方體的棱長(zhǎng)=2d,體積為22d3,C項(xiàng)錯(cuò)誤;金晶體的密度=4M8.答案(1)4MNAa3×(2)六方最密堆積(A3型)65(3)①0.31512②體心棱心(4)0.1480.076解析(1)FeS2晶體中,每個(gè)晶胞平均占有Fe2+數(shù)為12×14+1=4,占有S22-數(shù)為8×18+6×12=4,則有(a×10-7cm)3·NA·ρ=4M,ρ=4Ma3·NA×1021g·cm-3。立方體的兩個(gè)面心和相應(yīng)頂點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)正三角形,故八面體的邊長(zhǎng)等于面對(duì)角線的12(2)由題圖可知,堆積方式為六方最密堆積(A3型);晶胞中Zn原子個(gè)數(shù)為12×16+2×12+3=6,根據(jù)ρ=mV,可得Zn的密度為65×6(3)①K與O間的最短距離為22anm=2×0.446nm2=0.315nm。與K緊鄰的O在以K為頂點(diǎn)的正方形的面心,一個(gè)晶胞中距離頂點(diǎn)K最近的有3個(gè)O,頂點(diǎn)處的K被8個(gè)晶胞共有,面心O被2個(gè)晶胞共有,所以與K緊鄰的O個(gè)數(shù)為3②若I處于各頂角位置,則晶胞結(jié)構(gòu)圖為,故K在體心,O在棱心。(4)O2-是面心立方最密堆積方式,面對(duì)角線長(zhǎng)度是O2-半徑的4倍,即4r(O2-)=2a,解得r=24×0.420nm≈0.148nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu),根據(jù)NaCl晶胞的結(jié)構(gòu),可知2r(O2-)+2r(Mn2+)=a'=0.448nm,則r(Mn2+)=a'-2r9.答案(1)6(2)平面三角形sp2(3)因?yàn)樘妓猁}的分解過程實(shí)際上是晶體中陽(yáng)離子結(jié)合CO32-中的氧離子、使CO32-分解為CO2的過程,所以當(dāng)陽(yáng)離子所帶電荷相同時(shí)(4)C8H8·C60(或C60·C8H8)(5)416(6)D解析(1)原子核外的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)各不相同,有幾個(gè)電子就有幾種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),故基態(tài)碳原子核外有6種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子,碳原子的價(jià)電子排布圖為。(2)光氣COCl2的中心碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,分別與兩個(gè)Cl和一個(gè)O形成三個(gè)σ鍵,沒有孤電子對(duì),則其分子立體構(gòu)型為平面三角形,碳原子為sp2雜化。(4)根據(jù)復(fù)合型分子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)可知,一個(gè)晶胞中含有C60的分子個(gè)數(shù)為8×18+6×12=4,含有C8H