主题2　物质结构与性质 第4练　晶体结构与性质AB（含解析）—2024高考化学考前天天练

这是一份主题2　物质结构与性质 第4练　晶体结构与性质AB（含解析）—2024高考化学考前天天练，共19页。试卷主要包含了FeS2具有良好半导体性能，的组成变化如图所示，氮化硼是一种重要的功能陶瓷材料，回答下列问题等内容，欢迎下载使用。
天天练B组 满分：105分 限时：45分钟
eq \a\vs4\al(真) eq \a\vs4\al(题) eq \a\vs4\al(快) eq \a\vs4\al(递)
1.（2分）（2022·江苏卷）FeS2具有良好半导体性能。FeS2的一种晶体与NaCl晶体的结构相似，该FeS2晶体的一个晶胞中S eq \\al(2-,2)的数目为 ，在FeS2晶体中，每个S原子与三个Fe2+紧邻，且Fe—S间距相等，在给出了FeS2晶胞中的Fe2+和位于晶胞体心的S eq \\al(2-,2)（S eq \\al(2-,2)中的S—S键位于晶胞体对角线上，晶胞中的其他S eq \\al(2-,2)已省略）。如图中用“－”将其中一个S原子与紧邻的Fe2+连接起来。
2.（2分）（2022·全国甲卷）萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X代表的离子是 。
3.（2分）（2022·广东卷）我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图，X的化学式为__________________________________________________________________。

4.（4分）（2022·山东卷）研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学式为Ni(CN)x·Zn(NH3)y·zC6H6的笼形包合物四方晶胞结构如图所示（H原子未画出），每个苯环只有一半属于该晶胞。
晶胞中N原子均参与形成配位键，Ni2+与Zn2+的配位数之比为 ；x：y：z＝ 。
5.（4分）（2022·辽宁卷）某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为NH3配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。若其摩尔质量为188 g· ml-1，则M元素为 （填元素符号）；在该化合物中，M离子的价电子排布式为 。
6.（3分）（2022·山东改编）Cu2－xSe是一种钠离子电池正极材料，充放电过程中正极材料立方晶胞（示意图）的组成变化如图所示。晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法正确的是( )
A. 每个Cu2－xSe晶胞中Cu2+个数为x
B. 每个Na2Se晶胞完全转化为Cu2－xSe晶胞，转移电子数为8
C. 每个NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为1－x
D. 当NayCu2－xSe转化为NaCuSe时，每转移2(1－y) ml电子，产生(1－x) ml Cu原子
eq \a\vs4\al(天) eq \a\vs4\al(天) eq \a\vs4\al(练) eq \a\vs4\al(A) eq \a\vs4\al(组)
（3分）（2023·江苏各地优化重组）下列事实与共价键的强弱无关的是( )
A. 金刚石熔点高于晶体硅
B. 碘化氢的沸点高于氯化氢
C. 氮气的化学性质很稳定
D. 乙炔易发生加成反应
2.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）能够解释CO2 比 SiO2的熔、沸点低的原因是( )
A. CO2 的相对分子质量比 SiO2 的相对分子质量小
B. C—O键能小于Si—O键能
C. C的原子半径小于Si
D. 破坏CO2晶体只需克服分子间作用力，破坏SiO2晶体要破坏Si—O共价键
3.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）下列物质中，常温下以分子晶体形式存在的是( )
A. 氯化铵 B. 单质碘 C. 金刚石 D. 单质硅
4.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）某晶体中含有非极性键，下列关于该晶体的说法正确的是( )
A. 可能有很高的熔、沸点 B. 不可能是化合物
C. 只可能是有机物 D. 不可能是离子晶体
5.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）根据表中几种物质的熔点数据，判断下列有关说法错误的是 ( )
A. AlCl3为离子晶体 B. 单质M可能是共价晶体
C. SiCl4是分子晶体 D. SiC的熔点比金刚石低
6.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）碘和钙形成的某种可溶性二元化合物常用于医药方面，其熔、沸点分别为779 ℃、1 100 ℃，晶胞结构如图所示。下列说法错误的是( )
A. 该物质的化学式是CaI2
B. 该物质在熔融状态和水溶液中均可导电
C. 该化合物熔、沸点高于氟化钙
D. Ca在周期表中所处的s区含有非金属元素
7.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与氢键或化学键的强弱无关的变化规律是( )
A. 邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
B. 熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅
C. NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
D. CF4、CCl4、CBr4、CI4的熔、沸点逐渐升高
8.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，过程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. NH3与BF3都是由极性键构成的极性分子
B. 六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，1个立方氮化硼晶胞中含有4个氮原子、4个硼原子
C. NH4BF4（氟硼酸铵）是合成氮化硼纳米管的原料之一，1 ml NH4BF4含有配位键的数目为NA
D. 立方氮化硼和半导体材料氮化铝的结构均类似于金刚石，立方氮化硼的熔点小于氮化铝
9.（6分）（2023·江苏各地模拟优选）回答下列问题：
(1) 氢键存在于分子之问，也可以存在分子内，如邻羟基苯甲醛存在分子内氢键，导致它的沸点比对羟基苯甲醛低，氢键用X—H…Y表示，画出邻羟基苯甲醛的分子内氢键 。
(2) 苯酚常温下在水中溶解度不大，但高于65°时，它能与水任何比例互溶，原因是 。
(3) 三种晶体的熔点数据如下表：
C60和金刚石熔点相差大，石墨的熔点比金刚石高，原因是_________________
______________________________________________________________________。
10.（4分）（2023·江苏各地模拟优选）回答下列问题：
(1) 锌的四种卤化物晶体的熔点数据如下表所示：
ZnF2与ZnCl2熔点相差较大，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2熔点依次增大，原因是_____________________________________________________________________。
(2) 顺、反丁烯二酸的相关数据如下表所示：
从结构角度分析顺丁烯二酸的Ka2小于反丁烯二酸的Ka2的原因是__________
____________________________________________________________________。
11.（4分）（2023·江苏各地模拟优选）回答下列问题：
(1) 已知固态NH3、H2O、HF中的氢键的键能和结构如下表所示。

H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因是 。
(2) 镓的卤化物熔点如下表所示。
各物质的熔点从GaCl3、GaBr3、GaI3到GaF3依次升高，原因是______________
________________________________________________________________。
12.（4分）（2023·江苏各地模拟优选）回答下列问题：
NaCl、MgCl2熔点比AlCl3熔点高的原因是___________________________
_____________________________________________。
(2) 苯甲酸的电离平衡常数为Ka＝6.4×10-5，为什么邻羟基苯甲酸的电离平衡常数Ka1为苯甲酸的15.9 倍，而间羟基苯甲酸的电离平衡常数为苯甲酸的1.26倍？__________________________________________________________________。
13.（4分）（2023·江苏各地模拟优选）回答下列问题：
(1) 金刚石和石墨的部分物理性质数据如下表所示：
石墨的熔点比金刚石高，硬度却比金刚石小得多，原因是__________________
___________________________________________________________________。
互为同分异构体的两种有机物形成氢键如图所示。
沸点：邻羟基苯甲醛 （填“>”“＝”或“碳化硅>晶体硅，B不符合题意；NaF、NaCl、NaBr、NaI均为离子晶体，阳离子均为Na＋，离子半径：F－NaI，则NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低，C不符合题意；分子晶体的熔、沸点与分子间作用力有关，CF4、CCl4、CBr4、CI4的熔、沸点逐渐升高，是因为分子间作用力逐渐增大，与氢键或化学键的强弱无关，D符合题意。
8. B 解析：NH3是由极性键构成的极性分子，BF3是平面三角形，是由极性键构成的非极性分子，A错误；金刚石晶胞是立方体，其中8个顶点有8个碳原子，6个面各有6个碳原子，立方体内部还有4个碳原子，金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数为8，则1个立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子，B正确；NH4BF4中，NH eq \\al(＋,4)中含有氮氢配位键，BF eq \\al(－,4)中含有硼氟配位键，则1 ml NH4BF4含有配位键的数目为2NA，C错误；立方氮化硼和半导体材料氮化铝的结构均类似于金刚石，均是共价晶体，硼原子半径小于铝原子半径，所以立方氮化硼的熔点大于氮化铝，D错误。
9. (1) (2) 由于苯酚分子间存在较强的氢键，所以常温下溶解度不大，温度升高到65 ℃时，破坏了苯酚分子间氢键，并增加了苯酚的电离度，导致与水任意比互溶 (3) C60是分子晶体，金刚石是共价晶体，分子间作用力弱于共价键，所以C60和与金刚石相差较大，而石墨属于过渡型晶体，熔化时同样要破坏共价键，且石墨中的C—C键键长比金刚石短，共价键强，所以石墨的熔点比金刚石高
10. (1) ZnF2是离子晶体，ZnCl2是分子晶体，熔化时分别破坏离子键和分子间作用力，离子键强于分子间作用力；ZnCl2、ZnBr2、ZnI2是分子晶体，相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高
(2) 顺丁烯二酸发生一级电离后，更易形成稳定的分子内氢键，使二级电离更困难
11. (1) 虽然单个氢键的键能大小顺序是HF>H2O>NH3，但从各固态物质中的氢键结构可以推知，液态H2O、HF、NH3中氢键数量各不相同，状态变化时要克服的氢键的总键能大小顺序是H2O>HF>NH3，所以H2O、HF、NH3沸点依次降低
(2) 四种物质组成相似，GaF3为离子晶体，熔点最高，其他三种均为分子晶体，分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，熔点逐渐升高
12. (1) NaCl、MgCl2 是离子晶体，AlCl3为分子晶体，离子键的强度大于范德华力(分子间作用力) (2) ⥫⥬＋H＋，中存在分子内氢键，更稳定，电离平衡常数更大
13. (1) 石墨晶体中C—C键的键能大于金刚石晶体中的C—C键的键能，石墨晶体为层状结构，层间存在分子间作用力，所以石墨的熔点比金刚石高，硬度却比金刚石小得多 (2) < 邻羟基苯甲醛在分子内形成了氢键，在分子间不存在氢键，对羟基苯甲醛不可能形成分子内氢键，只能在分子间形成氢键
14. (1) 立方氮化硼熔点高。两种晶体均为共价晶体，N和B原子半径更小(或键长更短)，键能更大，熔点更高 (2) 甲醇分子间可形成氢键，比乙烷分子间作用力强得多，所以沸点相差较大；CH3(CH2)9OH由于烃基较大，氢键作用被削弱，分子间以分子间作用力为主，所以与分子量接近的CH3(CH2)9CH3沸点相差较小
eq \a\vs4\al(天) eq \a\vs4\al(天) eq \a\vs4\al(练) eq \a\vs4\al(B) eq \a\vs4\al(组)
1. (1) 溶解性：N2H4大于C2H6，理由是N2H4与H2O分子之间能形成氢键，从而增大溶解；而乙烷不能与H2O分子之间能形成氢键，溶解性较小 (2) ZnF2是离子晶体，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2是分子晶体，离子键的作用大于分子间作用力，故ZnF2的熔点较大，而后三者熔点较低且相差较小
2. (1) 磷 第四周期ⅢA族 磷原子和砷原子的最外层电子数相同，但磷原子比砷原子少一层电子，原子半径小，得电子能力强，所以磷的非金属性强于砷 (2) ===Ga(NO3)3＋8NO2↑＋H3AsO4＋4H2O
(3) GaN、GaP、GaAs都是共价晶体，原子半径N＜P＜As，键长Ga—N＜Ga—P＜Ga—As，键能Ga—N＞Ga—P＞Ga—As，故GaN、GaP、GaAs的熔点依次降低 (4) 二元弱 HPO eq \\al(2-,3)＞OH－＞H2PO eq \\al(－,3)
3. (1) 3 N>H>B (2) sp2、sp3 4 (3) [BF3OH]－ 共价键和氢键 三角锥形 (4) M(NH3)6(BH4)2
4. (1) N (2) Ge (3) ①N＞As＞Ga ②二者都属于共价晶体，由于原子半径：As＞N，共价键的键长：Ga—As＞Ga—N，则键能：Ga—As＜Ga—N，断裂共价键消耗的能量：Ga—As＜Ga—N，故物质的熔点：GaN＞GaAs ③Ga(CH3)3＋AsH3 eq \(=====,\s\up7(高温))GaAs＋3CH4 sp2杂化 三角锥形 (4) Gd3Ga5O12
5. (1) 1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2 Mn (2) ①bc ②非极性分子 ③正四面体 (3) CO＞MnO (4) ①F＞P＞Li ②sp2、sp3 (5) 9
6. (1) (2) ①CS2是非极性分子，H2O是极性分子，根据相似相溶原理，P4是非极性分子，易溶于CS2，难溶于水 ②c
(3) PO eq \\al(3-,4) 正四面体 (4) ①磷化铝和磷化铟属于共价晶体，由于Al、In为同主族元素，随着原子序数的递增，核外电子层数逐渐增加，原子半径：AlH，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2+形成配位键
物质
AlCl3
SiCl4
单质M
SiC
熔点/ ℃
190
－70
2 300
2 830
物质
C60
C（金刚石）
C（石墨）
熔点
280 ℃
3 550 ℃
3 652 ℃
物质
ZnF2
ZnCl2
ZnBr2
ZnI2
熔点/ ℃
872
283
394
446
物质
电离平衡常数
Ka1＝1.17×10-2 Ka2＝2.60×10-7
Ka1＝9.3×10-4 Ka2＝2.9×10-5
物质及其氢键
HF(s)：F—H…F
H2O(s)：O—H…O
NH3(s)：N—H…N
键能/(kJ· ml-1)
28.1
18.8
5.4
物质
GaF3
GaCl3
GaBr3
GaI3
熔点/ ℃
1 000
78
124
213
物质
NaCl
MgCl2
AlCl3
熔点/ ℃
801
714
194
物质
金刚石
石墨
熔点/ ℃
3 550
3 652
硬度
10
1.5
物质
CH3OH
C2H6
CH3(CH2)9OH
CH3(CH2)9CH3
相对分子质量
32
30
158
156
沸点/ ℃
64.5
－88.6
228
196
物质
ZnF2
ZnCl2
ZnBr2
ZnI2
熔点/ ℃
872
283
394
446
Al
Si
P
Ga
Ge
As
晶体
GaN
GaAs
GaP
熔点/ ℃
1 700
1 238
1 480
元素
I1
I2
I3
I4
I5
……
Fe
462.5
1 561.9
2 957
5 290
7 240
C
760.4
1 648
3 232
4 950
7 670
晶体
装载分子
晶胞中
Zn2+个数
晶胞体积/
cm3
M1
顺式偶氮苯
x
1.30×10-24
M2
反式偶氮苯
4
2.46×10-24
序号
实验步骤
实验现象或结论
ⅰ
向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量
产生蓝色沉淀，随后溶解并得到深蓝色的溶液
ⅱ
再加入无水乙醇
得到深蓝色晶体
ⅲ
测定深蓝色晶体的结构
晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O
ⅳ
将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液，再加入稀NaOH溶液
无蓝色沉淀生成