高考化学一轮复习练习：第11章第3课时《晶体结构与性质》（含详解）

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课时3　晶体结构与性质一、选择题1．(2016·大连调研)关于晶体的叙述中，正确的是(　　) A．原子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高 B．分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定 C．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高 D．某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体 解析　B项，分子的稳定性取决于分子内部的共价键强弱，与分子间作用力无关；C项，分子晶体熔、沸点高低，取决于分子间作用力的大小；D项，也可能是分子晶体，如HCl。 答案　A2．下列对晶体类型判断正确的是(　　)选项Na2B2O7CaF2H3BO3NH3A原子晶体金属晶体原子晶体分子晶体B离子晶体分子晶体离子晶体分子晶体C离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体D分子晶体离子晶体分子晶体离子晶体 答案　C3．(2013·重庆理综，3)下列排序正确的是(　　) A．酸性：H2CO3＜C6H5OH＜CH3COOH B．碱性：Ba(OH)2＜Ca(OH)2＜KOH C．熔点：MgBr2＜SiCl4＜BN D．沸点：PH3＜NH3＜H2O 解析　A项，酸性应为CH3COOH＞H2CO3＞C6H5OH，错误。B项，碱性应为Ba(OH)2＞KOH＞Ca(OH)2，错误。C项，熔点：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，即BN＞MgBr2＞SiCl4，错误。D项，由于NH3、H2O分子间形成氢键，所以沸点：H2O＞NH3＞PH3，正确。 答案　D4．高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为-2价。如右图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是(　　) A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和4个O B．晶体中每个K＋周围有8个O，每个O周围有8个K C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个 D．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有6个答案　A5．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式：六方堆积、面心立方堆积和体心立方堆积。a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，a、b、c三种晶胞内金属原子个数比为(　　) A．3∶2∶1  B．11∶8∶4 C．9∶8∶4  D．21∶14∶9 解析　a中：3＋2×＋12×＝6 b中：8×＋6×＝4 c中：8×＋1＝2 所以三种晶胞内金属原子个数之比为3∶2∶1。 答案　A6．(2016·青岛一模)下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是(　　) A．熔点：NaF＞MgF2＞AlF3 B．晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr C．阴离子的配位数：CsCl＞NaCl＞CaF2 D．硬度：MgO＞CaO＞BaO 解析　由于r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)，且Na＋、Mg2＋、Al3＋所带电荷依次增大，所以 NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强，晶格能依次增大，故熔点依次升高。r(F-)＜r(Cl-)＜r(Br-)，故 NaF、NaCl、NaBr 的晶格能依次减小。在CsCl、NaCl、CaF2 中阴离子的配位数分别为8、6、4。r(Mg2＋)＜r(Ca2＋)＜r(Ba2＋)，故MgO、CaO、BaO的晶格能依次减小，硬度依次减小。 答案　A7．(2016·郑州模拟)下列有关说法不正确的是(　　) A．水合铜离子的模型如图甲所示，1个水合铜离子中有4个配位键 B．CaF2晶体的晶胞如图乙所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋ C．H原子的电子云图如图丙所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动 D．金属Cu中Cu原子堆积模型如图丁所示，为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为12 答案　C8．下面有关晶体的叙述中，不正确的是(　　) A．金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子 B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离相等且紧邻的Na＋共有6个 C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl- D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子 解析　氯化钠晶体中每个Na＋周围距离相等且紧邻的Na＋共有12个，B项错误。答案　B二、填空题9．下图为几种晶体或晶胞的示意图： 请回答下列问题： (1)上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是________。 (2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为___________。 (3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同，NaCl晶体的晶格能______(填“大于”或“小于”)MgO晶体，原因是________________________________。 (4)每个Cu晶胞中实际占有________个Cu原子，CaCl2晶体中Ca2＋的配位数为________。 (5)冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是___________________________。 解析　(2)离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带电荷数越大，则离子晶体熔点越高。金刚石是原子晶体，熔点最高，冰、干冰均为分子晶体，冰中存在氢键，冰的熔点高于干冰。(4)铜晶胞实际占有铜原子数用均摊法分析：8×＋6×＝4，氯化钙类似于氟化钙，Ca2＋的配位数为8，Cl-配位数为4。 答案　(1)金刚石晶体 (2)金刚石＞MgO＞CaCl2＞冰＞干冰 (3)小于　MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子电荷数；且r(Mg2＋)＜r(Na＋)、r(O2-)＜r(Cl-) (4)4　8　(5)H2O分子之间能形成氢键10．(2016·贵州省普通高等学校招生适应性考试)第四周期中的18种元素具有重要的用途，在现代工业中备受青睐。 (1)铬是一种硬而脆、抗腐蚀性强的金属，常用于电镀和制造特种钢。基态Cr原子中，电子占据最高能层的符号为________，该能层上具有的原子轨道数为________，电子数为________。 (2)第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的，30Zn与31Ga的第一电离能是否符合这一规律？________(填“是”或“否”)，原因是______________(如果前一问填“是”，此问可以不答)。 (3)镓与第ⅤA族元素可形成多种新型人工半导体材料，砷化镓(GaAs)就是其中一种，其晶体结构如下图所示(白色球代表As原子)。在GaAs晶体中，每个Ga原子与________个As原子相连，与同一个Ga原子相连的As原子构成的空间构型为________。 (4)与As同主族的短周期元素是N、P。AsH3中心原子杂化的类型________；一定压强下将AsH3和NH3、PH3的混合气体降温时首先液化的是________，理由是________________________________________________。 (5)铁的多种化合物均为磁性材料，氮化铁是其中一种，某氮化铁的晶胞结构如图所示，则氮化铁的化学式为________；设晶胞边长为a cm，阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为________ g·cm-3(用含a和NA的式子表示)。 解析　(5)Fe：8×＋6×＝4，N：1，所以氮化铁的化学式是Fe4N。 a3·ρ·NA＝M(Fe4N)， ρ＝。 答案　(1)N　16　1 (2)否　30Zn的4s能级处于全充满状态，较稳定 (3)4　正四面体 (4)sp3　NH3　因为氨分子间存在氢键，分子间作用力更大，沸点更高，降温时先液化 (5)Fe4N　238/(a3NA)11．(2016·沈阳高三测试)A、B、C、D是元素周期表中前36号元素，它们的核电荷数依次增大。第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级，B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，C是地壳中含量最多的元素。D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满。请回答下列问题： (1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序是________(用对应的元素符号表示)；基态D原子的电子排布式为______________________。 (2)A的最高价氧化物对应的水化物分子中，其中心原子采取________杂化；BC的立体构型为________(用文字描述)。 (3)1 mol AB-中含有的π键个数为________。 (4)如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图，则该合金中Ca和D的原子个数比________。 (5)镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构XYn，它们有很强的储氢能力。已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10-23 cm3，储氢后形成LaNinH4.5合金(氢进入晶胞空隙，体积不变)，则LaNin中n＝________(填数值)；氢在合金中的密度为________。 解析　根据题中已知信息，第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级可知，A为碳元素。B、C、D元素的判断较容易，B为氮元素，C为氧元素，D为铜元素。晶胞的原子个数计算主要注意D原子个数计算，在晶胞上、下两个面上共有4个D原子，在前、后、左、右四个面上共有4个D原子，在晶胞的中心还有一个D原子。故Ca与D的个数比为8×∶(4×＋4×＋1)＝1∶5。1 mol晶胞的体积为6.02×1023×9.0×10-23cm3， 所以ρ(H2)＝＝0.083 g·cm-3。 答案　(1)C<O<N　1s22s22p63s23p63d104s1或 [Ar]3d104s1 (2)sp2　平面三角形 (3)2NA(或2×6.02×1023) (4)1∶5 (5)5　0.083 g·cm-312．(选做题)(2016·扬州模拟)(1)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题： ①NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点FeO________NiO(填“＜”或“＞”)； ②铁有δ、γ、α三种同素异形体，各晶胞如下图，则δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为________。 (2)元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与Cu同族，一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为________；该晶体中，原子之间的强相互作用是________。 (3)某钙钛型复合氧化物如图1所示，以A原子为晶胞的顶点，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B位是V、Cr、Mn、Fe等时，这种化合物具有CMR效应。 ①用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式：__________________。 ②已知La为＋3价，当被钙等二价元素A替代时，可形成复合钙钛矿化合物La1-xAxMnO3(x＜0.1)，此时一部 分锰转变为＋4价。导致材料在某一温度附近有反铁磁-铁磁、铁磁-顺磁及金属-半导体的转变，则La1-xAxMnO3中三价锰与四价锰的物质的量之比为________。 ③下列有关说法正确的是________。 A．镧、锰、氧分别位于周期表f、d、p区 B．氧的第一电离能比氮的第一电离能大 C．锰的电负性为1.59，Cr的电负性为1.66，说明锰的金属性比铬强 D．铬的堆积方式与钾相同，则其堆积方式如图2所示 解析　(1)①NiO、FeO均为离子晶体，Ni2＋的离子半径小于Fe2＋离子半径，因此熔点：FeO<NiO ②δ-Fe是体心立方堆积，配位数是8，α-Fe是简单立方堆积，配位数为6，则δ、α两种晶胞中Fe的配位数比为4∶3。 (2)晶胞中Cu原子数＝6×＝3，Au原子数＝8×＝1。 (3)①由图1可知：A为8×＝1个，B位为体心，含有1个，O为6×＝3，则化学式为ABO3； ②设La1-xAxMnO3中三价锰与四价锰的物质的量分别为m和n，则有  解之得m＝1-x，n＝x，则三价锰与四价锰的物质的量之比为； ③B项，N的核外电子排布中2p轨道半充满，第一电离能N>O，B错误；D项，图中堆积方式为镁型，故D项错误，A、C正确。 答案　(1)①<　②4∶3 (2)3∶1　金属键 (3)①ABO3　②　③AC