2022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課后限時(shí)集訓(xùn)35晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)含解析新人教版

課后限時(shí)集訓(xùn)(三十五)(建議用時(shí)：40分鐘)1．以下有關(guān)說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()圖1圖2圖3圖4A．四水合銅離子的模型如圖1所示，1個(gè)水合銅離子中有4個(gè)配位鍵B．CaF2晶體的晶胞如圖2所示，每個(gè)CaF2晶胞平均占有4個(gè)Ca2＋C．H原子的電子云圖如圖3所示，H原子核外大多數(shù)電子在原子核附近運(yùn)動(dòng)D．金屬Cu中Cu原子堆積模型如圖4所示，為最密堆積，每個(gè)Cu原子的配位數(shù)均為12C[A項(xiàng)，四水合銅離子中銅離子的配位數(shù)為4，配體是水，水中的氧原子提供孤電子對(duì)與銅離子形成配位鍵，正確；B項(xiàng)，根據(jù)均攤法可知，在CaF2晶體的晶胞中，每個(gè)CaF2晶胞平均占有Ca2＋個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，正確；C項(xiàng)，電子云密度表示電子在某一區(qū)域出現(xiàn)的時(shí)機(jī)的多少，H原子最外層只有一個(gè)電子，所以不存在大多數(shù)電子，只能說(shuō)H原子的一個(gè)電子在原子核附近出現(xiàn)的時(shí)機(jī)較多，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，在金屬晶體的最密堆積中，對(duì)于每個(gè)原子來(lái)說(shuō)，其周圍的原子有同一層上的六個(gè)原子和上一層的三個(gè)及下一層的三個(gè)，故每個(gè)原子周圍都有12個(gè)原子與之相連，正確。]2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)(如下圖)與NaCl晶體的晶胞結(jié)構(gòu)相似，但CaC2晶體中由于Ceq\o\al(2－,2)的存在，使晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)。以下關(guān)于CaC2晶體的描述錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．CaC2晶體的熔點(diǎn)較高、硬度也較大B．和Ca2＋距離相等且最近的Ceq\o\al(2－,2)構(gòu)成的多面體是正六面體C．和Ca2＋距離相等且最近的Ca2＋有4個(gè)D．如下圖的結(jié)構(gòu)中共含有4個(gè)Ca2＋和4個(gè)Ceq\o\al(2－,2)B[據(jù)CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)可知其屬于離子晶體，故熔點(diǎn)較高、硬度較大，A項(xiàng)正確；由于晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)，故和Ca2＋距離相等且最近的Ceq\o\al(2－,2)只有4個(gè)，且在同一平面上(與拉長(zhǎng)方向垂直的面)，構(gòu)成的是正方形，B項(xiàng)錯(cuò)誤；和Ca2＋距離相等且最近的Ca2＋只有4個(gè)，且也在同一平面上(與拉長(zhǎng)方向垂直的面)，C項(xiàng)正確；根據(jù)“均攤法〞可知，該晶胞Ca2＋的個(gè)數(shù)為12×eq\f(1,4)＋1＝4，Ceq\o\al(2－,2)的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，D項(xiàng)正確。]3．有關(guān)晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖，以下說(shuō)法中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()由E和F構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子模型As4晶胞A．在NaCl晶胞中，距離Na＋最近且距離相等的Cl－形成正八面體B．在CaF2晶胞中有4個(gè)F－C．該氣態(tài)團(tuán)簇分子的分子式為E4F4或F4ED．As4分子中成鍵電子對(duì)與孤電子對(duì)的數(shù)目之比為3∶2B[位于面心處的Na＋與其所在面上的4個(gè)Cl－、體心處的Cl－距離最近且相等，相鄰晶胞中的體心處也有1個(gè)距離Na＋最近且相等的Cl－，該6個(gè)Cl－形成正八面體，A正確；CaF2晶胞中，有8個(gè)F－位于晶胞內(nèi)部，完全屬于該晶胞，B錯(cuò)誤；每個(gè)晶胞中含有4個(gè)E和4個(gè)F，所以該氣態(tài)團(tuán)簇分子的分子式為E4F4或F4E4，C正確；由題圖可知，As44．下表中是幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)：物質(zhì)Na2ONaClAlF3AlCl3熔點(diǎn)/℃9208011291190物質(zhì)BCl3Al2O3SiO2CO2熔點(diǎn)/℃－10720731723－57據(jù)此做出的以下判斷中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．鋁的化合物的晶體中有的是離子晶體B．表中只有BCl3、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B[AlCl3、BCl3、干冰均為分子晶體，B錯(cuò)誤。]5．(2021·福州模擬)元素X的某價(jià)態(tài)離子X(jué)n＋中所有電子正好充滿K、L、M三個(gè)電子層，它與N3－形成晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．X元素的原子序數(shù)是19B．該晶體中陽(yáng)離子與陰離子個(gè)數(shù)比為3∶1C．Xn＋中n＝1D．晶體中每個(gè)Xn＋周圍有2個(gè)等距離且最近的N3－A[從“元素X的某價(jià)態(tài)離子X(jué)n＋中所有電子正好充滿K、L、M三個(gè)電子層〞可以看出，Xn＋共有28個(gè)電子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；圖中Xn＋位于每條棱的中點(diǎn)，一個(gè)晶胞擁有的Xn＋個(gè)數(shù)為12×eq\f(1,4)＝3，N3－位于頂點(diǎn)，一個(gè)晶胞擁有N3－的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，B項(xiàng)正確；由于該物質(zhì)的化學(xué)式為X3N，故X顯＋1價(jià)，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)正確。]6．(2021·模擬精選)(1)MnO的熔點(diǎn)(1650℃)比MnS的熔點(diǎn)(1610℃)高，它們都屬于晶體。前者熔點(diǎn)較高的原因是。(2)SiCl4和SnCl4通常均為液體。①Si、Sn、Cl三種元素電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?用元素符號(hào)表示)。②SiCl4的立體構(gòu)型為。③SiCl4的熔點(diǎn)低于SnCl4的原因?yàn)椤?3)晶格能不可以用實(shí)驗(yàn)的方法直接測(cè)得，但是可以根據(jù)“蓋斯定律〞間接計(jì)算。NaCl是離子晶體，其形成過(guò)程中的能量變化如下圖：由圖可知，Na原子的第一電離能為kJ·mol－1，NaCl的晶格能為kJ·mol－1。(4)中C原子的雜化方式為，其熔點(diǎn)比NaF(填“高〞或“低〞)。(5)銅、銀、金的晶體結(jié)構(gòu)均為面心立方最密堆積。①以下不屬于晶體的共同性質(zhì)的是(填選項(xiàng)字母)，判斷晶體和非晶體最可靠的方法是。A．自范性 B．透明C．固定的熔點(diǎn) D．各向異性E．熱塑性②金的相對(duì)原子質(zhì)量為197，常溫常壓下密度為ρg·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，那么金原子的半徑為cm(用含ρ、NA的代數(shù)式表示)。[解析](3)由圖可知，Na(g)失去一個(gè)電子得到Na＋(g)所需的能量為496kJ·mol－1，因此Na原子的第一電離能為496kJ·mol－1。根據(jù)蓋斯定律可知，NaCl的晶格能為411kJ·mol－1＋108kJ·mol－1＋121kJ·mol－1＋496kJ·mol－1－349kJ·mol－1＝787kJ·mol－1。(4)離子半徑越大，晶格能越小，熔點(diǎn)越低，的半徑比F－的半徑大，因此其熔點(diǎn)低于NaF。(5)②金的晶胞為面心立方最密堆積，一個(gè)晶胞中含有4個(gè)金原子，所以晶胞的體積為eq\f(4×197,ρNA)cm3，邊長(zhǎng)為eq\r(3,\f(4×197,ρNA))cm；面對(duì)角線長(zhǎng)度等于4倍的原子半徑，所以原子半徑為eq\f(\r(2),4)eq\r(3,\f(4×197,ρNA))cm。[答案](1)離子O2－半徑小于S2－半徑，MnO的晶格能較大(2)①Sn<Si<Cl②正四面體形③二者均為分子晶體，組成與結(jié)構(gòu)相似，SiCl4的相對(duì)分子質(zhì)量小于SnCl4，分子間作用力弱于SnCl4，熔點(diǎn)低于SnCl4(3)496787(4)sp2低(5)①BEX射線衍射實(shí)驗(yàn)②eq\f(\r(2),4)eq\r(3,\f(4×197,ρNA))7.(1)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立體結(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，如下圖。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，那么K處于位置，O處于位置。[解析](1)K與O間的最短距離為eq\f(\r(2),2)a＝eq\f(\r(2),2)×0.446nm≈0.315nm；由于K、O分別位于晶胞的頂角和面心，所以與K緊鄰的O原子為12個(gè)。(2)根據(jù)KIO3的化學(xué)式及晶胞結(jié)構(gòu)可畫(huà)出KIO3的另一種晶胞結(jié)構(gòu)，如右圖，可看出K處于體心，O處于棱心。[答案](1)0.31512(2)體心棱心8．(1)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為69pm和78pm，那么熔點(diǎn)NiOFeO(填“<〞或“>〞)，判斷依據(jù)是。(2)某氮化鐵的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖：①原子坐標(biāo)參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置。如圖晶胞中，原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0)；B為(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))；C為(0,1,1)。那么D原子的坐標(biāo)參數(shù)為。②假設(shè)該晶體的密度是ρg·cm－3，那么晶胞中兩個(gè)最近的Fe的核間距為cm(用含ρ的代數(shù)式表示，不必化簡(jiǎn))。[解析](1)NiO、FeO都是離子晶體，氧離子半徑相同，Ni2＋半徑比Fe2＋小，半徑越小離子晶體的晶格能越大，晶格能越大熔點(diǎn)越高，故熔點(diǎn)：NiO>FeO。(2)①D位于該晶胞側(cè)面的面心，可知其坐標(biāo)參數(shù)為(1，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))。②該晶胞中Fe的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，N的個(gè)數(shù)為1。設(shè)兩個(gè)最近的Fe核間距為xcm，晶胞的邊長(zhǎng)為acm，那么eq\r(2)a＝2x，故a＝eq\r(2)x。那么ρg·cm－3×(eq\r(2)xcm)3＝eq\f(56×4＋14,NA)g，x＝eq\f(\r(2),2)eq\r(3,\f(238,ρNA))。[答案](1)>NiO、FeO都是離子晶體，氧離子半徑相同，Ni2＋半徑比Fe2＋小，半徑越小離子晶體的晶格能越大，晶格能越大熔點(diǎn)越高(2)①(1，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))②eq\f(\r(2),2)eq\r(3,\f(238,ρNA))9．螢石(CaF2)的晶胞如下圖。(1)白球的代表粒子為。(2)Ca2＋和F－的配位數(shù)分別為、。(3)晶胞中與F－等距且最近的Ca2＋形成的空間構(gòu)型為形；Ca2＋配位的F－形成的空間結(jié)構(gòu)為形。(4)晶胞參數(shù)為0.545nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，那么螢石的密度為g·cm－3(列出計(jì)算式，不必計(jì)算)。[解析]螢石的化學(xué)式為CaF2，即晶胞中鈣離子與氟離子個(gè)數(shù)比為1∶2，從晶胞示意圖看，每個(gè)晶胞中實(shí)際占有黑球的個(gè)數(shù)＝8×1/8＋6×1/2＝4，晶胞中實(shí)際占有白球的個(gè)數(shù)為8，據(jù)此可知黑球代表Ca2＋，白球代表F－。將該面心立方晶胞分割成8個(gè)小立方，每個(gè)小立方的4個(gè)頂點(diǎn)上是Ca2＋，體心是F－，先選取1個(gè)頂點(diǎn)(Ca2＋)作為考查對(duì)象，經(jīng)過(guò)該頂點(diǎn)的小立方體有8個(gè)，即與該頂點(diǎn)的Ca2＋距離相等且最近的F－共有8個(gè)，所以Ca2＋的配位數(shù)為8。螢石的一個(gè)晶胞中實(shí)際占有4個(gè)Ca2＋和8個(gè)F－，即4個(gè)CaF2組成。根據(jù)(0.545×10－7cm)3ρNA＝4×78g，可得ρ[答案](1)F－(2)84(3)正四面體立方體(4)eq\f(4×78,0.545×10－73NA)10．NiO的立方晶體結(jié)構(gòu)如下圖，那么O2－填入Ni2＋構(gòu)成的空隙(填“正四面體〞“正八面體〞“立方體〞或“壓扁八面體〞)。NiO晶體的密度為ρg·cm－3，Ni2＋和O2－的半徑分別為r1pm和r2pm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，那么該晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為。[解析]根據(jù)NiO的立方晶體結(jié)構(gòu)知，O2－周圍等距離最近的Ni2＋有6個(gè)，6個(gè)Ni2＋構(gòu)成正八面體，O2－填入Ni2＋構(gòu)成的正八面體空隙。用“均攤法〞，晶胞中含Ni2＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，含O2－：12×eq\f(1,4)＋1＝4；晶胞中原子的體積為4×eq\f(4,3)π(r1×10－10cm)3＋4×eq\f(4,3)π(r2×10－10cm)3＝4×eq\f(4,3)π(req\o\al(3,1)＋req\o\al(3,2))×10－30cm3；1mol晶體的質(zhì)量為75g，1mol晶體的體積為eq\f(75,ρ)cm3，晶胞的體積為4×eq\f(75,ρNA)cm3；該晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為4×eq\f(4,3)π(req\o\al(3,1)＋req\o\al(3,2))×10－30cm3÷(4×eq\f(75,ρNA)cm3)×100%＝eq\f(4ρNAπr\o\al(3,1)＋r\o\al(3,2)×10－30,225)×100%。[答案]正八面體eq\f(4ρNAπr\o\al(3,1)＋r\o\al(3,2)×10－30,225)×100%11．(1)硫氰酸鈷可用于毒品檢驗(yàn)。其水合物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示(所有原子都不在晶胞的頂點(diǎn)或棱上)。圖1①晶體中微粒間作用力有(填標(biāo)號(hào))。A．金屬鍵B．氫鍵C．非極性鍵D．極性鍵E．配位鍵②晶體的化學(xué)式為。③硫氰酸鈷晶體屬于正交晶系，晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm，α＝β＝γ＝90°。晶體的摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1。那么晶體密度＝g·cm－3(列計(jì)算式)。(2)砷化鎳激光在醫(yī)學(xué)上用于治療皮膚及粘膜創(chuàng)面的感染、潰瘍等，砷化鎳晶胞如圖2所示，該晶胞密度ρ為g·cm－3(列式即可，不必化簡(jiǎn))。圖2[解析](1)①?gòu)木ОY(jié)構(gòu)可以看出，硫氰酸鈷晶體是一種帶有結(jié)晶水的配合物，中心原子是Co2＋，SCN－和H2O是配體；H2O除了與Co2＋形成配位鍵以外，還有一局部H2O不做配體，只與作為配體的H2O之間以氫鍵結(jié)合；配體H2O、SCN－中都含有極性鍵，不含非極性鍵；金屬鍵通常只存在于金屬晶體中；②每個(gè)晶胞含有的Co2＋個(gè)數(shù)為2＋4×eq\f(1,2)＝4；SCN－全在晶胞內(nèi)，共8個(gè)，配體H2O全在晶胞內(nèi)的有8個(gè)，未做配體的H2O,2個(gè)在晶胞內(nèi)，4個(gè)在面上，平均每個(gè)晶胞含有這樣的水分子個(gè)數(shù)為4。由此得出Co2＋、SCN－、配體H2O、非配體H2O的個(gè)數(shù)比為1∶2∶2∶1，那么化學(xué)式為Co(H2O)2(SCN)2·H2O或Co(SCN)2(H2O)2·H2O或Co(SCN)2·3H2O；③由上題分析可知，每個(gè)晶胞中含有4個(gè)Co(SCN)2·3H2O粒子集合體，每個(gè)粒子集合體的質(zhì)量為eq\f(M,NA)g，那么晶胞的質(zhì)量為eq\f(4M,NA)g，晶胞的體積為abc×10－21cm3，晶胞的密度為eq\f(4M,abcNA)×1021g·cm－3。(2)該晶胞中Ni原子個(gè)數(shù)＝4×eq\f(1,12)＋4×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,3)＋2×eq\f