高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)5.4晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)3含解析

PAGE晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)常見的晶體結(jié)構(gòu)1.高溫下,超氧化鉀晶體結(jié)構(gòu)與NaCl的相似,其晶體結(jié)構(gòu)的一個(gè)基本重復(fù)單元如圖所示,已知晶體中氧的化合價(jià)可看作部分為0,部分為-2。下列說法正確的是 ()A.晶體中每個(gè)K+周圍有8個(gè),每個(gè)周圍有8個(gè)K+B.超氧化鉀的化學(xué)式為KO2,每個(gè)晶胞中含有4個(gè)K+和4個(gè)C.晶體中與每個(gè)K+距離最近的K+有8個(gè)D.晶體中,0價(jià)氧原子與-2價(jià)氧原子的數(shù)目比為2∶1【解析】選B。由晶胞圖可知1個(gè)K+周圍有6個(gè),同樣1個(gè)周圍有6個(gè)K+,A選項(xiàng)錯誤;根據(jù)切割法,每個(gè)晶胞中有8×+6×=4個(gè)K+、1+12×=4個(gè),所以超氧化鉀晶體中兩種離子的個(gè)數(shù)比為1∶1,其化學(xué)式為KO2,B選項(xiàng)正確;根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,每個(gè)K+所在的3個(gè)相互垂直的面上各有4個(gè)K+與該K+距離最近且相等,即晶體中與每個(gè)K+距離最近的K+有12個(gè),C選項(xiàng)錯誤;中O的平均化合價(jià)為-0.5,所以若有1個(gè)-2價(jià)氧原子,則應(yīng)有3個(gè)0價(jià)氧原子,故0價(jià)氧原子與-2價(jià)氧原子的數(shù)目比為3∶1,D選項(xiàng)錯誤。2.(改編)(1)如圖為固態(tài)CO2的晶體結(jié)構(gòu)示意圖,通過觀察分析,可得出每個(gè)CO2分子周圍有

________________個(gè)等距離且最近的CO2分子。(2)①SiO2②CO2③CS2晶體的熔點(diǎn)由高到低排列的順序是____________(填序號)。

(3)在一定溫度下,用X-射線衍射法測得干冰晶胞的邊長a=5.72×10-8cm,則該溫度下干冰的密度為___________。

【解析】(1)觀察固態(tài)CO2晶體結(jié)構(gòu)示意圖,以某個(gè)CO2分子為中心,在三維空間中找出與之等距離且最近的CO2分子。如以立方體的頂點(diǎn)為例,與之等距離且最近的CO2分子應(yīng)為其所在平面面心的CO2分子,向三維空間延伸共有12個(gè)。(3)利用均攤法計(jì)算每個(gè)晶胞中平均擁有CO2分子的數(shù)目為8×+6×=4,根據(jù)密度的定義得ρ=≈1.56g·cm-3。答案:(1)12(2)①>③>②(3)1.56g·cm-33.(2020·揭陽模擬)(1)下列數(shù)據(jù)是對應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn),有關(guān)的判斷錯誤的是____________。

Na2ONaAlF3AlCl3Al2O3BCl3CO2SiO2920℃97.8℃1291℃190℃2073℃-107℃-57℃1723℃A.只要含有金屬陽離子的晶體就一定是離子晶體B.在共價(jià)化合物中各原子都形成8電子結(jié)構(gòu)C.同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體D.金屬晶體的熔點(diǎn)不一定比分子晶體的高(2)如圖為幾種晶體或晶胞的構(gòu)型示意圖。請回答下列問題:①這些晶體中,粒子之間以共價(jià)鍵結(jié)合形成的晶體是____________。

②冰、金剛石、MgO、CaCl2、干冰5種晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)開_______________________。

③NaCl晶胞與MgO晶胞相同,NaCl晶體的晶格能____________(填“大于”或“小于”)MgO晶體的晶格能,原因是______________________________。

④每個(gè)銅晶胞中實(shí)際占有____________個(gè)銅原子,CaCl2晶體中Ca2+的配位數(shù)為____________。

⑤冰的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于干冰,除因?yàn)镠2O是極性分子、CO2是非極性分子外,還有一個(gè)重要的原因是

___________。

【解析】(1)A項(xiàng)含有金屬陽離子的可能為金屬晶體;B項(xiàng)共價(jià)化合物中各原子不一定都形成8電子結(jié)構(gòu),如BCl3。(2)①分析各種物質(zhì)的晶胞發(fā)現(xiàn)以共價(jià)鍵結(jié)合的晶體為金剛石晶體。②結(jié)合不同晶體的熔點(diǎn)特點(diǎn)及氫鍵的知識確定熔點(diǎn)高低順序?yàn)榻饎偸?、氧化鎂、氯化鈣、冰、干冰。④分析銅晶胞的特點(diǎn),頂點(diǎn)的銅原子為8×1/8=1,位于面上的Cu為6×1/2=3,所以實(shí)際占有4個(gè)銅原子。答案:(1)A、B(2)①金剛石晶體②金剛石、氧化鎂、氯化鈣、冰、干冰③小于鎂離子和氧離子電荷數(shù)大于鈉離子和氯離子,并且離子半徑氧比氯小,鎂比鈉?、?8⑤冰在晶態(tài)時(shí)存在氫鍵,而干冰沒有【加固訓(xùn)練】1.如圖所示是從NaCl或CsCl晶體結(jié)構(gòu)中分割出來的部分結(jié)構(gòu)圖,其中屬于從NaCl晶體中分割出來的結(jié)構(gòu)圖是 ()A.(1)和(3) B.(2)和(3)C.(1)和(4) D.只有(4)【解析】選C。NaCl晶胞是立方體結(jié)構(gòu),每個(gè)Na+周圍有6個(gè)Cl-,每個(gè)Cl-周圍有6個(gè)Na+;與每個(gè)Na+等距離的Cl-有6個(gè),且構(gòu)成正八面體,同理,與每個(gè)Cl-等距離的6個(gè)Na+也構(gòu)成正八面體,由此可知圖(1)和(4)屬于從NaCl晶體中分割出來的,C項(xiàng)正確。2.如圖為冰晶體的結(jié)構(gòu)模型,大球代表O,小球代表H。下列有關(guān)說法正確的是 ()A.冰晶體中每個(gè)水分子與另外4個(gè)水分子形成四面體B.冰晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),是原子晶體C.水分子間通過H—O鍵形成冰晶體D.冰融化后,水分子之間空隙增大【解析】選A。冰晶體是分子晶體,冰晶體中的水分子是靠氫鍵結(jié)合在一起,氫鍵不是化學(xué)鍵,而是一種分子間作用力,B、C項(xiàng)錯誤。水分子形成氫鍵時(shí)沿O的4個(gè)sp3雜化軌道形成氫鍵,每個(gè)水分子可以與4個(gè)水分子形成氫鍵,從而形成空間四面體構(gòu)型,A項(xiàng)正確。因?yàn)楸w中形成的氫鍵具有方向性和飽和性,故水分子靠氫鍵連接后,分子間空隙變大,因此冰融化成液態(tài)水后,體積減小,水分子之間空隙減小,D項(xiàng)錯誤。3.AB型物質(zhì)形成的晶體多種多樣,下列圖示的幾種結(jié)構(gòu)中最有可能是分子晶體的是 ()A.①②③④ B.②③⑤⑥C.②③ D.①④⑤⑥【解析】選C。①④⑤⑥構(gòu)成的晶體為在一維、二維或三維空間結(jié)構(gòu),且在空間中微粒通過化學(xué)鍵連接,故它們不可能是分子晶體;而②③都不能再以化學(xué)鍵與其他原子結(jié)合,故為分子晶體。4.金剛石、石墨、C60和石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖分別如圖所示,下列說法不正確的是 ()A.金剛石和石墨烯中碳原子的雜化方式不同B.金剛石、石墨、C60和石墨烯的關(guān)系:互為同素異形體C.這四種物質(zhì)完全燃燒后的產(chǎn)物都是CO2D.石墨與C60的晶體類型相同