2023年高考化学一轮复习课时练39《晶体结构与性质》(含答案)

这是一份2023年高考化学一轮复习课时练39《晶体结构与性质》(含答案)，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
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
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。如下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Oeq \\al(－,2)
B．晶体中每个K＋周围有8个Oeq \\al(－,2)，每个Oeq \\al(－,2)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
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
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
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
下列有关说法不正确的是( )
A．水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键
B．CaF2晶体的晶胞如图2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3所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动
D．金属铜中Cu原子堆积模型如图4，为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为12
某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是( )
A．3∶9∶4 B．1∶4∶2 C．2∶9∶4 D．3∶8∶4
下列说法正确的是( )
A．钛和钾都采取图1的堆积方式
B．图2为金属原子在二维空间里的非密置层放置，此方式在三维空间里堆积，仅得简单立方堆积
C．图3是干冰晶体的晶胞，晶胞棱长为a cm，则在每个CO2周围最近且等距离的CO2有8个
D．图4是一种金属晶体的晶胞，它是金属原子在三维空间以密置层采取ABCABC…堆积的结果
二、非选择题
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___________________________。
卤族元素的单质和化合物在生产生活中有重要的用途。
(1)基态溴原子的核外电子排布式为[Ar]__________。
(2)在一定浓度的HF溶液中，氟化氢是以缔合形式(HF)2存在的。使氟化氢分子缔合的作用力是________________。
(3)HIO3的酸性________(填“强于”或“弱于”)HIO4，原因是____________________________________________________________________________________________________。
(4)ClOeq \\al(－,2)中心氯原子的杂化类型为________，ClOeq \\al(－,3)的空间构型为__________。
(5)晶胞有两个基本要素：①原子坐标参数：表示晶胞内部各微粒的相对位置。下图是CaF2的晶胞，其中原子坐标参数A处为(0,0,0)；B处为（eq \f(1,2)，eq \f(1,2)，0）；C处为(1,1,1)。则D处微粒的坐标参数为________。
②晶胞参数：描述晶胞的大小和形状。已知CaF2晶体的密度为c g·cm－3，则晶胞中Ca2＋与离它最近的F－之间的距离为________ nm(设NA为阿伏加德罗常数的值，用含c、NA的式子表示；相对原子质量：Ca—40 F—19)。
铁触媒是重要的催化剂，CO与铁触媒作用导致其失去催化活性：Fe＋5CO===Fe(CO)5；除去CO的化学反应方程式为
[Cu(NH3)2]OOCCH3＋CO＋NH3===[Cu(NH3)3(CO)]OOCCH3。
请回答下列问题：
(1)基态Fe原子的价电子排布图为________________。
(2)Fe(CO)5又名羰基铁，常温下为黄色油状液体，则Fe(CO)5的晶体类型是_____，与CO互为等电子体的分子的分子式为________。
(3)配合物[Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子的杂化类型是________，配体中提供孤对电子的原子是________。
(4)用[Cu(NH3)2]OOCCH3除去CO的反应中，肯定形成的有________(双选；填选项字母)。
a.离子键 B.配位键 c.非极性键 D.σ键
(5)单质铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示，面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为____________，面心立方堆积与体心立方堆积的两种铁晶体的晶胞参数分别为a pm和b pm，则eq \f(a,b)＝________。
在一定条件下，金属相互化合形成的化合物称为金属互化物，如Cu9Al4、Cu5Zn8等。
(1)某金属互化物具有自范性，原子在三维空间里呈周期性有序排列，该金属互化物属于________(填“晶体”或“非晶体”)。
(2)基态铜原子有________个未成对电子；Cu2＋的电子排布式为__________________；在CuSO4溶液中加入过量氨水，充分反应后加入少量乙醇，析出一种深蓝色晶体，该晶体的化学式为_________，其所含化学键有______________________，乙醇分子中C原子的杂化轨道类型为________。
(3)铜能与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1 ml(SCN)2分子中含有σ键的数目为________。(SCN)2对应的酸有硫氰酸(H—S—C≡N)、异硫氰酸(H—N===C===S)两种。理论上前者沸点低于后者，其原因是___________________________________。
(4)ZnS的晶胞结构如图甲所示，在ZnS晶胞中，S2－的配位数为________。
(5)铜与金形成的金属互化物的晶胞结构如图乙所示，其晶胞边长为a nm，那么该金属互化物的密度为________g·cm－3(用含a、NA的代数式表示)。
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；BCeq \\al(－,3)的立体构型为________(用文字描述)。
(3)1 ml 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________。
\s 0 参考答案
答案为：A；
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－)在CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为8、6、4。r(Mg2＋)故MgO、CaO、BaO的晶格能依次减小，硬度依次减小。
答案为：A；
答案为：B；
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。
答案为：D；
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。
答案为：C；
答案为：C；
解析：从图1可以看出水合铜离子中有1个铜离子和4个配位键，A正确；
按均摊法，每个晶胞中有Ca2＋：8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)=4，B正确；
H原子只有1个电子，电子云中点的疏密程度表示电子出现的机率密度，C错误；
从图4中可以看出中心的铜原子的配位数为12，D正确。
答案为：B；
解析：A粒子数为6×eq \f(1,12)=eq \f(1,2)；B粒子数为6×eq \f(1,4)＋3×eq \f(1,6)=2；C粒子数为1；故A、B、C粒子数之比为1∶4∶2。
答案为：D；
解析：图1表示的堆积方式为六方最密堆积，K采用体心立方堆积，A错误；
B在二维空间里的非密置层放置，在三维空间得到体心立方堆积，B错误；
干冰晶体的晶胞属于面心立方晶胞，配位数为12，即每个CO2周围距离相等的CO2分子有12个，C错误；
该晶胞类型为面心立方，金属原子在三维空间里密置层采取ABCABC堆积，D正确。
二、非选择题
答案为：
(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
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×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)=4，氯化钙类似于氟化钙，
Ca2＋的配位数为8，Cl-配位数为4。
答案为：(1)3d104s24p5
(2)氢键
(3)弱于 同HIO3相比较，HIO4分子中非羟基氧原子数多，Ⅰ的正电性高，导致I—O—H中O的电子向Ⅰ偏移，因而在水分子的作用下，越容易电离出H＋，即酸性越强
(4)sp3 三角锥形 (5)（eq \f(3,4)，eq \f(3,4)，eq \f(3,4)） eq \f(\r(3),4)× eq \r(3,\f(78×4,cNA))×107或eq \f(\r(3),4)× eq \r(3,\f(312,cNA))×107
解析：(1)基态溴原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p5。(2)氟原子的半径小，电负性大，易与氢形成氢键。(3)同HIO3相比较，HIO4分子中非羟基氧原子数多，I的正电性高，导致I—O—H中O的电子向I偏移，因而在水分子的作用下，越容易电离出H＋，即酸性越强；所以HIO3的酸性弱于HIO4。(4)ClOeq \\al(－,2)为角形，中心氯原子周围有四对价层电子，ClOeq \\al(－,2)中心氯原子的杂化轨道类型为sp3；根据价层电子对互斥理论，ClOeq \\al(－,3)中心原子价电子对数为4，采取sp3杂化，轨道呈四面体构型，但由于它配位原子数为3，所以有一个杂化轨道被一个孤电子对占据，所以分子构型为三角锥形。(5)氟化钙晶胞中，阳离子Ca2＋呈立方密堆积，阴离子F－填充在四面体空隙中，面心立方点阵对角线的1/4和3/4处；根据晶胞中D点的位置看出，D点的位置均为晶胞中3/4处；已知一个氟化钙晶胞中有4个氟化钙；设晶胞中棱长为L cm；氟化钙的式量为78；根据密度计算公式：ρ＝m/V＝4×78/NA×L3＝c，
所以L＝eq \r(3,\f(78×4,cNA))；由晶胞中结构看出，与Ca2＋最近的F－距离为eq \f(\r(3),4)L，
即eq \f(\r(3),4)×eq \r(3,\f(78×4,cNA)) cm＝eq \f(\r(3),4)×eq \r(3,\f(78×4,cNA))×107 nm。
答案为：
(2)分子晶体 N2
(3)sp2、sp3 N
(4)bd
(5)2∶1 eq \f(\r(3),\r(2))
解析：(1)基态铁原子核外有26个电子，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则其价电子排布图为
(2)Fe(CO)5常温下为液体，说明其熔、沸点较低，则Fe(CO)5为分子晶体。与CO互为等电子体的分子为N2。(3)该配合物含有两种类型的碳原子，中的C原子为sp2杂化，—CH3中的C原子为sp3杂化。配体为NH3，则提供孤对电子的原子是N。
(4)用[Cu(NH3)2]OOCCH3除去CO的反应中Cu2＋与NH3、CO新生成配位键，Cu2＋与配体中N、C原子之间的配位键也是σ键，故本题选bd。
(5)面心立方晶胞中Fe的个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，体心立方晶胞中Fe的个数为8×eq \f(1,8)＋1＝2，故铁原子个数比为2∶1。设铁原子的半径为r pm，根据题图，面心立方晶胞中面对角线为eq \r(2)a＝4r，a＝eq \f(4,\r(2))r，体心立方晶胞中体对角线为eq \r(3)b＝4r，b＝eq \f(4,\r(3))r，故eq \f(a,b)＝eq \f(\f(4,\r(2))r,\f(4,\r(3))r)＝eq \f(\r(3),\r(2))。
答案为：(1)晶体
(2)1 1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9
Cu(NH3)4SO4 共价键、离子键、配位键 sp3
(3)5NA 异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能
(4)4
(5)eq \f(3.89×1023,a3NA)(或其他合理答案)
解析：(1)晶体中原子呈周期性有序排列，有自范性，而非晶体中原子排列相对无序，无自范性，题述金属互化物属于晶体。(2)基态铜原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，有1个未成对电子；Cu2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9；得到的深蓝色晶体为Cu(NH3)4SO4，Cu(NH3)4SO4中含有离子键、共价键、配位键。乙醇分子中C原子的杂化轨道类型为sp3。(3)类卤素(SCN)2的结构式为,1 ml(SCN)2中含σ键的数目为5NA。异硫氰酸(H—N===C===S)分子中N原子上连接有H原子，分子间能形成氢键，故沸点高。(4)根据题中图甲知，距离Zn2＋最近的S2－有4个，即Zn2＋的配位数为4，而ZnS中Zn2＋与S2－个数比为1∶1，故S2－的配位数也为4。(5)根据均摊法，铜与金形成的金属互化物晶胞中Cu的个数为6×eq \f(1,2)＝3，Au的个数为8×eq \f(1,8)＝1，该金属互化物的化学式为Cu3Au，该金属互化物的密度为eq \f(\f(1,NA)×3×64＋1×197,a×10－73) g·cm－3＝eq \f(3.89×1023,a3NA) g·cm－3。
答案为：
(1)C(2)sp2 平面三角形
(3)2NA(或2×6.02×1023)
(4)1∶5
(5)5 0.083 g·cm-3
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×eq \f(1,8)∶(4×eq \f(1,2)＋4×eq \f(1,2)＋1)=1∶5。1 ml晶胞的体积为6.02×1023×9.0×10-23cm3，
所以ρ(H2)=eq \f(4.5 g,6.02×1023×9.0×10－23cm3)=0.083 g·cm-3。