2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第5章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)元素周期律第18講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)精練含解析

PAGE7-第18講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、選擇題：每小題只有一個選項符合題意。1．下列關(guān)于晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述正確的是()A．分子晶體中肯定含有共價鍵B．共價晶體中共價鍵越強，熔點越高C．離子晶體中含有離子鍵，不含有共價鍵D．金屬陽離子只能存在于離子晶體中答案B解析稀有氣體晶體為分子晶體，不含共價鍵，A項錯誤；共價晶體中共價鍵越強，熔點越高，B項正確；離子晶體中肯定含有離子鍵，可能含有共價鍵，C項錯誤；金屬陽離子也可以存在于金屬晶體中，D項錯誤。2．(2024·成都月考)下列有關(guān)晶體結(jié)構(gòu)的敘述中錯誤的是()A．金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，最小的環(huán)上有6個碳原子B．分子晶體熔化時，不破壞共價鍵；共價晶體熔化時，破壞共價鍵C．在金屬銅的晶體中，由于存在自由電子，因此銅能導(dǎo)電D．在氯化銫晶體中，每個氯離子四周最近且距離相等的氯離子有8個答案D解析A項，依據(jù)金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，最小的環(huán)上有6個碳原子，正確；B項，分子晶體熔化時只是狀態(tài)發(fā)生改變，沒有化學(xué)鍵的斷裂，只破壞分子間作用力，共價晶體的構(gòu)成微粒是原子，熔化時化學(xué)鍵被破壞，正確；C項，金屬晶體是由金屬陽離子和自由電子構(gòu)成的，在通電條件下，自由電子的定向移動使得金屬晶體能導(dǎo)電，正確；D項，氯化銫晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，由圖可知，每個氯離子四周最近且距離相等的氯離子有6個，錯誤。3．已知C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度，且構(gòu)成該晶體的微粒間只以單鍵結(jié)合，下列關(guān)于C3N4晶體的說法錯誤的是()A．該晶體屬于共價晶體，其化學(xué)鍵比金剛石中的碳碳鍵更堅固B．該晶體中每個碳原子連接4個氮原子，每個氮原子連接3個碳原子C．該晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿意8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D．該晶體的結(jié)構(gòu)與金剛石相像，都是原子間以非極性鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)答案D4．下列物質(zhì)性質(zhì)的改變規(guī)律與共價鍵的鍵能大小有關(guān)的是()A．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸點漸漸上升B．HF、HCl、HBr、HI的熔、沸點依次為HF>HI>HBr>HClC．金剛石的硬度、熔、沸點都高于晶體硅D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點依次降低答案C5．(2024·重慶質(zhì)檢)下列排序不正確的是()A．熔點由高到低：Na>Mg>AlB．硬度由大到小：金剛石>碳化硅>晶體硅C．晶體熔點由低到高：CO<KCl<SiO2D．熔點由高到低：NaF>NaCl>NaBr>NaI答案A解析金屬離子的電荷越多，半徑越小，其熔點越高，則熔點由高到低的依次為Al>Mg>Na，A項錯誤；鍵長越短，共價鍵越強，硬度越大，鍵長C—C<C—Si<Si—Si，則硬度由大到小的依次為金剛石>碳化硅>晶體硅，B項正確；一般狀況下，晶體熔點的凹凸依次為分子晶體<離子晶體<原子晶體，故熔點CO(分子晶體)<KCl(離子晶體)<SiO2(原子晶體)，C項正確；電荷相同的離子，離子半徑越小，熔點越高，F(xiàn)、Cl、Br、I的離子半徑由小到大，則熔點由高到低的依次為NaF>NaCl>NaBr>NaI，D點正確6．某物質(zhì)的晶體中含有A、B、C三種元素，其排列方式如圖所示(其中前后兩面面心中的B元素的原子未畫出)。則晶體中A、B、C的原子個數(shù)之比為()A．1∶3∶1B．2∶3∶1C．2∶2∶1D．1∶3∶3答案A解析利用切割法計算。據(jù)圖知，該正方體中A原子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，B原子個數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，C原子個數(shù)為1，所以晶體中A、B、C的原子個數(shù)之比為1∶3∶1。7．某離子晶體的結(jié)構(gòu)中最小重復(fù)單元如圖所示。A為陰離子，在正方體內(nèi)，B為陽離子，分別在頂點的面心，則該晶體的化學(xué)式為()A．B2A B．BA2C．B7A4 D．B4A7答案B解析A在正方體內(nèi)，晶胞中A離子的個數(shù)為8；B在頂點和面心，所以1個晶胞中B離子的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，則該晶體的化學(xué)式為BA2。8．已知CsCl晶體的密度為ρg·cm－3，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，相鄰的兩個Cs＋的核間距為acm，如圖表示，則CsCl的相對分子質(zhì)量可以表示為()A．NAa3ρ B.eq\f(NAa3ρ,6)C.eq\f(NAa3ρ,4) D.eq\f(NAa3ρ,8)答案A解析該立方體中含1個Cl－，Cs＋個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，依據(jù)ρV＝eq\f(M,NA)知，M＝ρVNA＝ρa3NA，摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于其相對分子質(zhì)量，所以其相對分子質(zhì)量是ρa3NA。二、選擇題：每小題有一個或兩個選項符合題意。9．(2024·連云港質(zhì)檢)下表是對應(yīng)物質(zhì)的熔點(℃)：BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO2－10720739208011291190－571723下列推斷錯誤的是()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．同族元素的氧化物只能形成相同類型的晶體D．不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體答案BC解析氧化鋁的熔點高，屬于離子晶體，A項正確；表中BCl3、AlCl3和干冰均是分子晶體，B項錯誤；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，C項錯誤；表中Al2O3與Na2O均是離子晶體，Na與Al位于不同主族，D項正確。10．硅酸鹽與二氧化硅一樣，都以硅氧四面體作為基本結(jié)構(gòu)單元。硅氧四面體可以表示成，其中○表示氧原子，表示硅原子。硅氧四面體通過不同方式的連接可以組成不同的多聚硅酸根離子。如圖所示為某無限長單鏈的多聚硅酸根離子的結(jié)構(gòu)，試確定該陰離子中硅原子與氧原子的個數(shù)之比為()A．1∶2 B．1∶3C．1∶4 D．2∶5答案B解析由無限長單鏈的多聚硅酸根離子的結(jié)構(gòu)圖可知，重復(fù)結(jié)構(gòu)單元為，○表示氧原子，中心黑點表示硅原子，則結(jié)構(gòu)單元中硅原子個數(shù)為1，氧原子個數(shù)為2＋2×eq\f(1,2)＝3，所以該陰離子中硅原子與氧原子的個數(shù)之比為1∶3。三、非選擇題11．MnO2是堿錳電池材料中最一般的正極材料之一，在活性材料MnO2中加入CoTiO3納米粉體，可以提高其利用率，優(yōu)化堿錳電池的性能。(1)寫出基態(tài)Mn原子的核外電子排布式___________________________________________。(2)CoTiO3晶體結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。在CoTiO3晶體中1個Ti原子、1個Co原子四周距離最近的O原子數(shù)目分別為________個、________個。(3)三聚氰胺是一種含氮化合物，其結(jié)構(gòu)簡式如圖2所示。三聚氰胺分子中氮原子軌道雜化類型是________，1mol三聚氰胺分子中σ鍵的數(shù)目為________。答案(1)1s22s22p63s23p63d54s2(或[Ar]3d54s2)(2)612(3)sp2、sp315NA解析(2)采納沿x、y、z三軸切割的方法確定個數(shù)，所以分別是6和12。(3)依據(jù)價層電子對數(shù)推斷雜化類型，環(huán)上的N原子含有2個σ鍵，氨基含有3個σ鍵和一個孤電子對，所以分別為sp2、sp3雜化；一個分子中含有15個σ鍵，所以1mol三聚氰胺分子中含有σ鍵的數(shù)目為15NA。12．碳元素的單質(zhì)有多種形式，如圖所示，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。(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(或大π或p-pπ)(5)8eq\f(\r(3),8)eq\f(\r(3)π,16)解析(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管都是由同種元素形成的不同單質(zhì)，故它們互為同素異形體。(2)在金剛石中，每個碳原子都形成四個共價單鍵，故碳原子的雜化方式為sp3；石墨烯中碳原子采納sp2雜化。(3)一個“C60”就是一個分子，故C60屬于分子晶體；石墨層與層之間是范德華力，而同一層中碳原子之間是共價鍵，故形成的晶體為混合晶體。(4)在金剛石晶體中，碳原子之間只形成共價單鍵，全部為σ鍵；在石墨層內(nèi)的碳原子之間既有σ鍵又有π鍵。(5)晶胞中頂點微粒數(shù)為：8×eq\f(1,8)＝1，面心微粒數(shù)為：6×eq\f(1,2)＝3，體內(nèi)微粒數(shù)為4，共含有8個碳原子；晶胞內(nèi)含有四個碳原子，則晶胞體對角線長度與四個碳原子直徑相同，即eq\r(3)a＝8r，r＝eq\f(\r(3),8)a；碳原子的體積為：8×eq\f(4,3)×π×r3，晶胞體積為：a3，碳原子的空間利用率為：eq\f(碳原子總體積,晶胞體積)＝eq\f(8×\f(4,3)×π×r3,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)。13．有A、B、C、D、E、F六種元素，A是周期表中原子半徑最小的元素，B是電負(fù)性最大的元素，C的2p軌道中有三個未成對的單電子，F(xiàn)原子核外電子數(shù)是B與C核外電子數(shù)之和，D是主族元素且與E同周期，E能形成紅色(或磚紅色)的E2O和黑色的EO兩種氧化物，D與B可形成離子化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。請回答下列問題。(1)E元素原子基態(tài)時的電子排布式為____________________________________________。(2)A2F分子中F原子的雜化類型是________，F(xiàn)的氧化物FO3分子空間構(gòu)型為________。(3)CA3極易溶于水，其緣由主要是______________________________________________，試推斷CA3溶于水后，形成CA3·H2O的合理結(jié)構(gòu)：________(填字母代號)，推理依據(jù)是____________________________________________________________________________。(4)從圖中可以看出，D跟B形成的離子化合物的化學(xué)式為________；該離子化合物晶體的密度為ag·cm－3，則晶胞的體積是________________________________(寫出表達式即可)。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)(2)sp3平面正三角形(3)與水分子間形成氫鍵(b)一水合氨電離產(chǎn)生銨根離子和氫氧根離子(4)CaF2eq\f(4×78g·mol－1,ag·cm－3×6.02×1023mol－1)解析由題意可知A、B、C分別為H、F、N，故推出F是S，由題意推出E是Cu，由晶胞的結(jié)構(gòu)用切割法計算出一個晶胞中含有8個F－，同時含有4個D離子，故可推斷D是第4周期＋2價的金屬元素，故D是鈣元素。NH3極易溶于水的緣由是能與水分子間形成氫鍵，依據(jù)氫鍵的表示方法可知(b)是合理的；依據(jù)密度ρ＝eq\f(m,V)進行計算，應(yīng)留意一個晶胞中含有4個CaF2。14．金屬元素Fe、Ni、Pt均為周期表中同族元素，該族元素的化合物在探討和生產(chǎn)中有很多重要用途。(1)Fe是常見的金屬，生活中用途廣泛。請回答下列問題：①Fe在元素周期表中的位置為____________。②Fe的一種晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，測得晶胞邊長為apm，則Fe原子半徑為____________。③已知：FeO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，與O2－距離最近且等距離的亞鐵離子圍成的空間構(gòu)型為________。(2)鉑可與不同的配體形成多種協(xié)作物，分子式為[Pt(NH3)2Cl4]的協(xié)作物的配體是________；該協(xié)作物有兩種不同的顏色，其中橙黃色比較不穩(wěn)定，在水中的溶解度大；呈亮黃色的物質(zhì)在水中的溶解度小，如下圖所示的結(jié)構(gòu)示意圖中呈亮黃色的是______(填“A”或“B”)，理由是________________________________________________________________________。(3)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖。①測知鑭鎳合金晶胞體積為9.0×10－23cm3，則鑭鎳合金的晶體密度為____(不必計算結(jié)果)。②儲氫原理為：鑭鎳合金吸附H2，H2解離為原子，H原子儲存在其中形成化合物。若儲氫后，氫原子占據(jù)晶胞中上下底面的棱和面心，則形成的儲氫化合物的化學(xué)式為________________。(4)已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且這些原子有相互平行的p軌道，則p電子可在多個原子間運動，形成“離域π鍵”(或大π鍵)。大π鍵可用πeq\o\al(m,n)表示，其中m、n分別代表參加形成大π鍵的電子數(shù)和原子個數(shù)，如苯分子中大π鍵表示為πeq\o\al(6,6)。下列微粒中存在“離域π鍵”的是________(填字母)。a．O3b．SOeq\o\al(2－,4)c．H2Sd．NOeq\o\al(－,3)答案(1)①第4周期Ⅷ族②eq\f(\r(2)a,4)pm③正八面體形(2)NH3、Cl－AB和水均為極性分子，相像相溶，A為非極性分子在水中的溶解度小(3)①eq\f(434,9.0×10－23NA)g·cm－3②LaNi5H3(4)ad解析(1)①鐵是26號元素，位于第4周期Ⅷ族。②依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)知，面對角線為鐵原子半徑的4倍，面對角線長度＝eq\r(2)apm，則Fe原子半徑＝eq\f(