2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第十一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第35講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課時作業(yè)含解析

PAGE7-第35講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)建議用時：40分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共4小題，每小題只有一個選項符合題意)1．如圖是物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)示意圖，請仔細(xì)視察兩圖，推斷下列說法正確的是()A．兩種物質(zhì)在肯定條件下都會自動形成有規(guī)則幾何外形的晶體B．Ⅰ形成的固體物理性質(zhì)有各向異性C．Ⅱ形成的固體肯定有固定的熔點(diǎn)D．二者的X-射線衍射圖譜是相同的答案B解析由微觀結(jié)構(gòu)示意圖可知Ⅰ為晶體，Ⅱ為非晶體，晶體具有規(guī)則的幾何外形、各向異性和固定的熔點(diǎn)，用X-射線衍射試驗測定時，晶體內(nèi)部的微粒在空間呈現(xiàn)有規(guī)則的重復(fù)排列，非晶體則沒有這些性質(zhì)。2．下列說法正確的是()A．鈦和鉀都實(shí)行圖1的積累方式B．圖2為金屬原子在二維空間里的非密置層放置，此方式在三維空間里積累，僅得簡潔立方積累C．圖3是干冰晶體的晶胞，晶胞棱長為acm，則在每個CO2四周最近且等距離的CO2有8個D．圖4是一種金屬晶體的晶胞，它是金屬原子在三維空間以密置層實(shí)行ABCABC…積累的結(jié)果答案D解析圖1表示的積累方式為A3型最密積累，K采納A2型密積累，A錯誤；圖2也可以在三維空間積累形成A2型密積累，得到體心立方積累，B錯誤；干冰晶體的晶胞屬于面心立方晶胞，配位數(shù)為12，即每個CO2四周距離相等的CO2分子有12個，C錯誤；該晶胞積累方式為面心立方最密積累，金屬原子在三維空間里密置層實(shí)行ABCABC…的積累方式，D正確。3．下列說法正確的是()A．區(qū)分晶體和非晶體的最牢靠的科學(xué)方法是對固體進(jìn)行X-射線衍射B．1mol金剛石中的C—C鍵數(shù)是2NA,1molSiO2晶體中的Si—O鍵數(shù)也是2NAC．水晶和干冰在熔化時，晶體中的共價鍵都會斷裂D．分子晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定答案A解析晶體與非晶體最本質(zhì)的區(qū)分是組成物質(zhì)的粒子在微觀空間是否有序排列，X-射線衍射可以看到微觀結(jié)構(gòu)，A正確；金剛石中1個C原子與另外4個C原子形成C—C單鍵，這個C原子對每個單鍵的貢獻(xiàn)只有eq\f(1,2)，所以1molC原子形成的C—C鍵為4×eq\f(1,2)＝2mol，而二氧化硅晶體中1個Si原子分別與4個O原子形成4個Si—O單鍵，則1molSiO2晶體中Si—O鍵為4mol，B錯誤；水晶是共價晶體，熔化時共價鍵斷裂，而分子晶體干冰熔化時，分子間作用力被減弱而共價鍵不斷裂，C錯誤；分子的穩(wěn)定性取決于化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，D錯誤。4．下列關(guān)于金屬晶體的敘述正確的是()A．用鉑金制作首飾不能用電子氣理論說明B．固體或熔融后易導(dǎo)電、熔點(diǎn)在1000℃左右的晶體可能是金屬晶體C．Li、Na、Mg的熔點(diǎn)漸漸上升D．能導(dǎo)電的晶體肯定是金屬晶體答案B解析選項A，用鉑金制作首飾是利用了金屬晶體具有延展性，能用電子氣理論說明；選項B，金屬晶體在固態(tài)或熔融態(tài)下都能導(dǎo)電，大多數(shù)金屬晶體在常溫下為固體，熔點(diǎn)較高，故題設(shè)條件下的晶體可能是金屬晶體；選項C，一般狀況下，金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬原子價電子數(shù)的多少有關(guān)，價電子數(shù)越多，金屬鍵越強(qiáng)，與金屬原子的半徑大小也有關(guān)，金屬原子的半徑越大，金屬鍵越弱；金屬鍵強(qiáng)弱為Mg>Li>Na，其熔點(diǎn)也為Mg>Li>Na；選項D，石墨是能導(dǎo)電的混合晶體。二、選擇題(本題共3小題，每小題有一個或兩個選項符合題意)5．高溫下，超氧化鉀晶體(KO2)呈立方體結(jié)構(gòu)。如圖為超氧化鉀晶體的一個晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元)。則下列有關(guān)說法正確的是()A．與K＋最近且距離相等的K＋有6個B．超氧化鉀的化學(xué)式為KO2，每個晶胞含有1個K＋和1個Oeq\o\al(－,2)C．晶體中與每個K＋距離最近的Oeq\o\al(－,2)有6個D．晶體中含有離子鍵和共價鍵答案CD解析依據(jù)題給信息，超氧化鉀晶體是面心立方晶體，超氧化鉀晶體(KO2)是離子化合物，陰、陽離子分別為Oeq\o\al(－,2)、K＋，晶體中K＋與Oeq\o\al(－,2)間形成離子鍵，Oeq\o\al(－,2)中O—O鍵為共價鍵。作為面心立方晶體，每個晶胞中含有K＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(個)，Oeq\o\al(－,2)：1＋12×eq\f(1,4)＝4(個)，晶胞中與每個K＋最近且距離相等的Oeq\o\al(－,2)有6個，最近且距離相等的K＋有12個。6．下列有關(guān)說法不正確的是()A．四水合銅離子的模型如圖1所示，1個水合銅離子中有4個配位鍵B．CaF2晶體的晶胞如圖2所示，每個CaF2晶胞平均占有4個Ca2＋C．H原子的電子云圖如圖3所示，黑點(diǎn)表示H原子核外大多數(shù)電子在原子核旁邊運(yùn)動D．金屬Cu中Cu原子積累模型如圖4所示，為最密積累，每個Cu原子的配位數(shù)均為12答案C解析A項，四水合銅離子中銅離子的配位數(shù)為4，配體是水，水中的氧原子供應(yīng)孤電子對與銅離子形成配位鍵，正確；B項，依據(jù)均攤法可知，在CaF2晶體的晶胞中，每個CaF2晶胞平均占有Ca2＋個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，正確；C項，電子云密度表示電子在某一區(qū)域出現(xiàn)的機(jī)會的多少，H原子最外層只有一個電子，所以不存在大多數(shù)電子，只能說H原子的一個電子在原子核旁邊出現(xiàn)的機(jī)會較多；D項，在金屬晶體的最密積累中，對于每個原子來說，其四周的原子有同一層上的六個原子和上一層的三個及下一層的三個，故每個原子四周都有12個原子與之相連，正確。7．以NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法錯誤的是()A．18g冰(圖1)中含O—H鍵數(shù)目為2NAB．28g晶體硅(圖2)中含有Si—Si鍵數(shù)目為4NAC．44g干冰(圖3)中含有NA個晶胞結(jié)構(gòu)單元D．石墨烯(圖4)是碳原子單層片狀新材料，12g石墨烯中含C—C鍵數(shù)目為1.5NA答案BC解析1個水分子中含有2個O—H鍵，18g冰的物質(zhì)的量為1mol，含O—H鍵數(shù)目為2NA，A正確；28g晶體硅中含有1molSi原子，每個硅原子與其他4個Si形成4個Si—Si鍵，每個硅原子形成的共價鍵為eq\f(1,2)×4＝2，則1mol單質(zhì)硅含有2molSi—Si鍵，B錯誤；1個晶胞結(jié)構(gòu)單元含有4個二氧化碳分子，44g干冰中含有晶胞結(jié)構(gòu)單元個數(shù)小于NA個，C錯誤；在石墨烯中，每個碳原子形成3個共價鍵，所以每個碳原子實(shí)際形成的化學(xué)鍵為1.5個，12g石墨烯即1mol所含碳碳鍵數(shù)目為1.5NA，D正確。三、非選擇題(本題共3小題)8．(1)(2024·全國卷Ⅰ)鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素，在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：①比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其改變規(guī)律及緣由：__________________________________________________________________。GeCl4GeBr4GeI4熔點(diǎn)/℃－49.526146沸點(diǎn)/℃83.1186約400②晶胞有兩個基本要素：a．原子坐標(biāo)參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0)；B為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,2)))；C為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為________。b．晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形態(tài)。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a＝565.76pm，其密度為________________________g·cm－3(列出計算式即可)。(2)(2024·全國卷Ⅱ)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。a．晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為________。b．若合金的密度為dg·cm－3，晶胞參數(shù)a＝______________nm。答案(1)①GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次增高。緣由是分子結(jié)構(gòu)相像，分子量依次增大，分子間相互作用力漸漸增加②a.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4)))b.eq\f(8×73,6.02×565.763)×107(2)a.3∶1b.eq\r(3,\f(251,6.02×1023×d))×107解析(1)①對于結(jié)構(gòu)相像的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點(diǎn)越高。②b.該晶胞中含有Ge的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8，晶胞參數(shù)a即為晶胞邊長，則有ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(8×\f(73,6.02×1023),565.76×10－103)g·cm－3＝eq\f(8×73,6.02×565.763)×107g·cm－3。(2)a.晶胞中含Cu原子數(shù)為eq\f(1,2)×6＝3，含Ni原子數(shù)為eq\f(1,8)×8＝1，兩者數(shù)量比為3∶1；b.由題意可得：d＝eq\f(3×64＋59,a×10－73×6.02×1023)，解得a＝eq\r(3,\f(251,6.02×1023×d))×107nm。9．碳元素的單質(zhì)有多種形式，如圖依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)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(zhì)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，石墨屬于________晶體。(4)石墨晶體中，層內(nèi)C—C鍵的鍵長為142pm，而金剛石中C—C鍵的鍵長為154pm。其緣由是金剛石中只存在C—C間的________共價鍵，而石墨層內(nèi)的C—C間不僅存在________共價鍵，還有________鍵。(均填“σ”或“π”)(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，依據(jù)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(jié)果)。答案(1)同素異形體(2)sp3sp2(3)分子混合(4)σσπ(5)8eq\f(\r(3),8)eq\f(8×\f(4,3)πr3,a3)＝eq\f(\r(3)π,16)解析(2)金剛石中碳原子與相鄰四個碳原子形成4個共價單鍵，C原子實(shí)行sp3雜化方式；石墨中的碳原子用sp2雜化軌道與相鄰的三個碳原子以σ鍵結(jié)合。(3)C60中構(gòu)成微粒是分子，所以屬于分子晶體；石墨的層內(nèi)原子間以共價鍵結(jié)合，層與層之間以范德華力結(jié)合，所以石墨屬于混合晶體。(5)由金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞內(nèi)部有4個C原子，面心上有6個C原子，頂點(diǎn)有8個C原子，晶胞中C原子數(shù)目為4＋6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝8；若C原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長為a，依據(jù)硬球接觸模型，則正方體對角線長度的eq\f(1,4)就是C—C鍵的鍵長，即eq\f(\r(3),4)a＝2r，所以r＝eq\f(\r(3),8)a，碳原子在晶胞中的空間占有率w＝eq\f(8×\f(4,3)πr3,a3)＝eq\f(8×\f(4,3)π×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),8)a))3,a3)＝eq\f(\r(3)π,16)。10．鉑(Pt)可以和許多化合物形成協(xié)作物。生產(chǎn)生活中有重要的用途。(1)鉑和氨水可以形成協(xié)作物，可用于提取鉑。氨水中各元素的第一電離能從大到小的依次為________。(2)二氯二吡啶合鉑是由Pt2＋、Cl－和吡啶結(jié)合形成的鉑協(xié)作物，有順式和反式兩種同分異構(gòu)體，科學(xué)探討表明，反式分子和順式分子同樣具有抗癌活性。①Cl－的核外電子排布式為____________。②吡啶分子是大體積平面配體。其結(jié)構(gòu)簡式為，吡啶分子中氮原子的軌道雜化方式是________，分子中的大π鍵可用符號Πeq\o\al(n,m)表示，其中m代表參加形成大π鍵的原子數(shù)。n代表參加形成大π鍵的電子數(shù)。則吡啶中的大π鍵應(yīng)表示為________；1mol吡啶中含有σ鍵的數(shù)目為________。③二氯二吡啶合鉑分子中存在的微粒間作用力有________(填字母)。a．離子鍵b．配位鍵c．金屬鍵d．非極性鍵e．氫鍵f．極性鍵④二氯二吡啶合鉑分子中，Pt2＋的配位數(shù)是4，但是其軌道雜化方式并不是sp3。簡述理由：________________________________________________________。(3)富勒烯C60能夠與Pt結(jié)合形成一系列協(xié)作物。富勒烯(C60)的結(jié)構(gòu)如圖所示，C60屬于________晶體；C60分子中五元環(huán)與六元環(huán)的數(shù)目比為________。答案(1)N>O>H(2)①1s22s22p63s23p6或[Ne]3s23p6②sp2雜化Πeq\o\al(6,6)11NA③bdf④若Pt2＋以sp3雜化軌道進(jìn)行配位，則二氯二吡啶合鉑為四面體結(jié)構(gòu)，不存在順反異構(gòu)體(二氯二吡啶合鉑分子存在順、反兩種構(gòu)型。若為sp3雜化則不存在順反異構(gòu))(3)分子3∶5解析(1)同周期主族元素的第一電離能從左往右呈增大趨勢，但N元素的2p軌道處于半充溢狀態(tài)，故N的第一電離能大于O。(2)①Cl－