2019届二轮复习 晶体结构与性质 作业（全国通用） 练习

晶体结构与性质

(时间：90分钟　满分：100分)

一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个选项符合题意。)

1.下列化学式既能表示物质的组成，又能表示物质的一个分子的是(　　)

A.NaOH  B.SiO2

C.Fe  D.C3H8

答案　D

2.共价键、金属键、离子键和分子间作用力都是构成物质微粒间的不同相互作用力，下列含有上述两种相互作用力的晶体是(　　)

A.SiC晶体  B.Ar晶体

C.NaCl晶体  D.NaOH晶体

解析　SiC晶体、Ar晶体、NaCl晶体中都只含有一种作用力，分别是共价键、范德华力、离子键。

答案　D

3.仅由下列各组元素所组成的化合物的晶体，不可能属于离子晶体的是(　　)

A.H、O、S  B.Na、H、O

C.K、Cl、O  D.H、N、S

解析　A项不可能形成离子化合物，B、C、D三项形成的离子化合物可能为NaOH、KClO3、(NH4)2S等。

答案　A

4.下列叙述中正确的是(　　)

A.原子晶体、离子晶体、金属晶体、分子晶体中都一定存在化学键

B.同素异形体之间的转化都是物理变化

C.原子晶体的熔点不一定比金属晶体的高，分子晶体的熔点不一定比金属晶体的低

D.已知12 g金刚石中含有2NA个C—C键，则60 g SiO2中也含有2NA个Si—O键

解析　稀有气体的晶体中不含有化学键，A项错；3O22O3是化学变化，B项错；晶体硅的熔点比金属钨的熔点低，蔗糖的熔点比汞高，C项正确；60 g SiO2中有4NA个Si—O键，D项错。

答案　C

5.下列物质所属晶体类型分类正确的是(　　)

解析　石墨为混合型晶体，生石灰、氯化铯为离子晶体，氮化铝为原子晶体。

答案　D

6.下列有关性质的比较，正确的是(　　)

A.第一电离能：O＞N

B.水溶性：CH3CH2OH＞CH3CH2OCH2CH3

C.沸点：HCl＞HF

D.晶格能：NaCl＞MgO

答案　B

7.X、Y都是第ⅡA族(Be除外)的元素，已知它们的碳酸盐的热分解温度：T(XCO3)＞T(YCO3)，则下列判断不正确的是(　　)

A.晶格能：XCO3＞YCO3

B.阳离子半径：X2＋＞Y2＋

C.金属性：X＞Y

D.氧化物的熔点：XO＜YO

解析　碳酸盐的热分解是由于晶体中的阳离子结合碳酸根中的氧离子。热分解温度越高，该阳离子越难结合氧离子，离子半径越大，故B项正确。同时该碳酸盐的晶格能也越小，故A项不正确(同类型晶体，晶格能与离子半径成反比)。同族元素离子半径越大，原子的半径也越大，金属性必然越强，故C项正确。阳离子半径是X2＋＞Y2＋，则晶格能：XO＜YO，故熔点：XO＜YO，D项正确。

答案　A

8.下列叙述正确的是(　　)

A.金属晶体的一个晶胞中所含的原子数：钾型＝镁型＜铜型

B.在卤族元素(F、Cl、Br、I)的氢化物中，HF的沸点最低

C.CaH2、Na2O2晶体的阴、阳离子个数比分别为2∶1、1∶1

D.晶体熔点：金刚石＞食盐＞干冰＞冰

解析　A项中1个晶胞内的原子数分别是2、2、4，正确；B项因HF分子间存在氢键，故HF沸点最高；D项熔点：冰＞干冰；C项Na2O2中阴离子(O)与阳离子(Na＋)个数比为1∶2。

答案　A

9.碱金属卤化物是典型的离子晶体，它们的晶格能与成正比(d0是晶体中最邻近的导电性离子的核间距)。下面说法错误的是(　　)

A.晶格能的大小与离子半径成反比

B.相同阳离子不同阴离子的离子晶体，阴离子半径越大，晶格能越小

C.不同阳离子相同阴离子的离子晶体，阳离子半径越小，晶格能越大

D.碱金属卤化物离子晶体中，晶格能越小，还原性越弱

解析　由表中数据可知晶格能的大小与离子半径成反比，A项正确；由NaF、NaCl、NaBr、NaI晶格能的大小即可确定B说法正确；由LiF、NaF、KF晶格能的大小即可确定C说法正确；表中晶格能最小者为碘化物，因还原性：F－＜Cl－＜Br－＜I－，可知D说法错误。

答案　D

10.铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示(黑球代表Fe，白球代表Mg)。则下列说法不正确的是(　　)

A.铁镁合金的化学式为Mg2Fe

B.晶体中存在的化学键类型为金属键

C.晶格能：氧化钙＞氧化镁

D.该晶胞的质量是 g(NA表示阿伏加德罗常数的值)

解析　依据均摊规则，晶胞中共有4个铁原子，8个镁原子，故化学式为Mg2Fe，一个晶胞中含有4个“Mg2Fe”，其质量为×104 g＝ g。在元素周期表中，镁元素在钙元素的上一周期，故Mg2＋半径比Ca2＋半径小.氧化镁的晶格能较氧化钙大。故C项错误。

答案　C

11.Al2O3在一定条件下可制得硬度、熔点都很高的氮化铝晶体，其晶体结构如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.氮化铝属于离子晶体

B.氮化铝可用于制造切割金属的刀具

C.1个氮化铝晶胞中含有9个铝原子

D.氮化铝晶体中Al的配位数为2

解析　由题给信息知，氮化铝属于原子晶体，A项错误；氮化铝的硬度、熔点都很高，可用于制造切割金属的刀具，B项正确；1个氮化铝晶胞中含有的铝原子个数为8×＋1＝2，C项错误；氮化铝晶体中A1的配位数为4，D项错误。

答案　B

12.原子序数小于18的8种连号元素，它们的单质的熔点随原子序数增大而变化的趋势如图所示，图中X元素应位于(　　)

A.第ⅢA族  B.第ⅣA族

C.第ⅤA族  D.第ⅥA族

解析　X的熔点在8种元素中最高，说明X为原子晶体，短周期中，常见的原子序数大于或等于7的元素形成的原子晶体为晶体硅，即X位于第ⅣA族。

答案　B

13.CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如下图所示)，但CaC2晶体中哑铃形C的存在使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的说法中正确的是(　　)

A.1个Ca2＋周围距离最近且等距离的C数目为6

B.6.4 g CaC2晶体中含阴离子0.1 mol

C.该晶体中的阴离子与F2是等电子体

D.与每个Ca2＋距离相等且最近的Ca2＋共有12个

解析　注意该晶胞中边长的差异。与每个Ca2＋距离最近且距离相等的C、Ca2＋的数目均为4，A、D项错误；C的价电子数为10，而F2的价电子数为14，C项错误。

答案　B

14.下列说法正确的是(　　)

A.水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中含有4个配位键

B.K2O晶体的晶胞结构如图2所示，每个K2O晶胞平均占有8个O2－

C.金属晶体Zn的堆积方式如图3所示，空间利用率为68%

D.金属晶体Cu的堆积方式如图4，为面心立方最密堆积，每个Cu原子的配位数为8

解析　水合铜离子中铜离子的配位数为4，配体是水分子，水分子中的氧原子提供孤电子对与铜离子形成配位键，A项正确；根据均摊法可知，○代表的离子，数目为8×＋6×＝4，●代表的离子数目为8，个数比例为1∶2，故○代表O2－晶胞占有4个，B项错误；金属晶体Zn的堆积方式为六方最密堆积，空间利用率为74%，C项错误；金属晶体Cu的堆积方式为面心立方最密堆积，每个Cu原子的配位数为12，D项错误。

答案　A

15.有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是(　　)

A.在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－形成正八面体

B.在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2＋

C.在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数目比为1∶2

D.由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式为EF或FE

解析　在NaCl晶体中，每个Na＋周围距离最近的Cl－是6个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成正八面体，A项正确；根据“均摊法”，1个CaF2晶胞中含有的Ca2＋数为8×＋6×＝4，B项正确；金刚石晶体中，每个碳原子与相邻的4个碳原子结合形成4个碳碳键，每个碳碳键为2个碳原子所共用，故碳原子与碳碳键数目之比为1∶2，C项正确；由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式应为E4F4或F4E4，D项错误。

答案　D

16.据报道，美国准备试验绿色航天推进剂——离子液体火箭推进剂AF—M315E，其主要成分是羟基硝酸铵，结构如图所示，它比肼燃烧释放的能量更高。下列说法不正确的是(　　)

A.羟基硝酸铵中各原子共平面

B.固态时羟基硝酸铵是离子晶体

C.羟基硝酸铵中含有离子键和共价键

D.9.6 g羟基硝酸铵中含有0.2NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)个离子

解析　依据氨气分子的空间构型为三角锥形可知，羟基硝酸铵中所有原子不共面，A项错误；由图可知，该物质中含有阴、阳离子，即含有离子键，故为离子化合物，B项正确；阴、阳离子之间存在离子键，N和H、N和O之间存在共价键，C项正确；1个羟基硝酸铵中含有1个硝酸根离子和1个羟基铵根离子，因此9.6 g羟基硝酸铵的物质的量为 mol＝0.1 mol，含有的离子个数为0.1×2×NA＝0.2NA，D项正确。

答案　A

二、非选择题(本题包括4个小题，共52分)

17.(8分)回答以下问题(高考组合题)。

(1)晶体类型的判断

①CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于________晶体。

②氧和钠的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。

(2)晶体微粒间作用力

①Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在________________。

②Ge单晶具有金刚石型结构，其微粒之间存在的作用力是________。

③单质铜及镍都是由________键形成的晶体。

(3)晶体熔、沸点高低的比较

①在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2―→CH3OH＋H2O)所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为________________________，原因是_____________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

②K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是_____________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

③GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，其原因是____________________________________________________________________。

④单质氧有两种同素异形体，其中沸点高的是________(填分子式)，原因是____________________________________________________________________。

答案　(1)①分子　②分子晶体　离子晶体　(2)①离子键和π键(Ⅱ键)　②共价键　③金属　(3)①H2O＞CH3OH＞CO2＞H2　H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多，CO2和H2均为非极性分子，CO2的相对分子质量较大，范德华力较大　②K的原子半径较大且价电子数较小，金属键较弱　③GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体　④O3　O3相对分子质量较大，范德华力较大

18.(6分)回答以下问题。(高考组合题)

(1)(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl的晶体密度为d g·cm－3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为________________。

(2)GaAs的熔点为1 238 ℃，密度为ρ g·cm－3，其晶胞结构如图所示。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，原子半径分别为rGapm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________________。

(3)Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405 nm，列式表示Al单质的密度________________g·cm－3(不必计算出结果)。

答案　(1)(或×10－21)

(2)×100%

(3)

19.(12分)目前市售LED晶片，材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、InGaN(氮化铟镓)为主。砷化镓的晶胞结构如图。试回答：

(1)镓的基态原子的电子排布式是______________________________________。

(2)砷化镓晶胞中所包含的砷原子(白色球)个数为________。

(3)下列说法正确的是________(填字母)。

A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同

B.第一电离能：As＜Ga

C.电负性：As＞Ga

D.GaP与GaAs互为等电子体

(4)N、P、As处于同一主族，其简单氢化物沸点由高到低的顺序是________________。

(5)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700 ℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为________。

解析　(2)根据均摊法可得，晶胞中白球的个数为8×1/8＋6×1/2＝4。(3)As与Ga处于同一周期且原子序数：As＞Ga，同一周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，第一电离能呈增大趋势(ⅡA、ⅤA族反常)：砷化镓晶胞结构与NaCl的晶胞结构不同；GaP与GaAs原子总数和价电子总数相等，互为等电子体。(4)一般同主族非金属元素简单氢化物的沸点随相对分子质量的增大而升高，但第ⅤA、ⅥA、ⅦA族的第二周期元素的简单氢化物因存在氢键，所以沸点反常得高。

答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1

(2)4　(3)CD　(4)NH3＞AsH3＞PH3　(5)sp2

20.(16分)开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。

(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料，可由TiCl4和LiBH4反应制得。

①基态原子Ti有________种能量不同的电子，基态Ti3＋的未成对电子有________个。

②LiBH4由Li＋和BH构成，BH的立体构型是________，LiBH4中不存在的作用力有________(填字母)。

a.离子键　　b.共价键　　c.金属键　　d.配位键

③Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为_____________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。①LiH中，离子半径Li＋__________(填“＞”、“＝”或“＜”)H－。

②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如下表所示：

M是________(填元素符号)。

③MH2是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度a g·cm－3，则该晶胞的体积为________cm3[用a、NA表示(NA为阿伏加德罗常数的值)]。

④NaH具有NaCl型晶体结构，已知NaH晶体的晶胞参数a＝488 pm(棱长)，Na＋半径为102 pm，H－的半径为________，NaH的理论密度是________g·cm－3(只列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA)。

(3)氨硼烷(NH3BH3)与镧镍合金(LaNix)都是优良的储氢材料。

①H3BNH3的等电子体的化学式为________。

②镧镍合金的晶胞结构示意图如右图所示(只有1个原子位于晶胞内部)，则x＝________。氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体，具有类似金刚石的结构，硬度略小于金刚石。则在下列各项中，立方氮化硼晶体不可用作________(填字母)。

a.耐磨材料　b.切削工具　c.导电材料　d.钻探钻头

解析　(1)①基态原子Ti的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，有7个能级，即7种能量不同的电子，Ti3＋的价电子排布式为3d1，有1个未成对电子。②Li＋和BH以离子键结合，BH中B原子与H原子间以共价键结合，B原子最外层有3个电子，而B原子最外层有4个轨道，能提供一个空轨道与H－形成配位键，化合物中不存在金属键。③Li、B、H电负性：H＞B＞Li。

(2)①电子层结构相同的离子，核电荷数越多，半径越小，离子半径：Li＋＜H－。②M的I3≫I2，所以M原子最外层有2个电子，M为短周期元素Mg。③每个晶胞中含有Mg原子8×＋1＝2个，含有H原子 4个，所以晶胞的体积为V＝＝＝ cm3。

④NaH具有NaCl型晶体结构，NaH晶体的晶胞参数a＝488 pm(棱长)，Na＋半径为102 pm，H－的半径为＝142 pm，该晶胞中钠离子个数＝8×＋6×＝4，氢离子个数＝12×＋1＝4，NaH的密度是ρ＝＝，ρ＝＝。(3)①用2个C原子替换B和N原子即可得其等电子体为C2H6。②每个晶胞中含有La：8×＝1，Ni：8×＋1＝5，x＝5。立方氮化硼为原子晶体不导电，故选c。

答案　(1)①7　1　②正四面体　c　③H＞B＞Li

(2)①＜　②Mg　③　④142 pm　

(3)①C2H6　②5　c