新教材高考化学一轮复习课时作业17晶体结构与性质含答案

这是一份新教材高考化学一轮复习课时作业17晶体结构与性质含答案，共9页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（本题包括6个小题，每小题只有1个选项符合题意）
1. 下列说法不正确的是（ ）
A．Na2O中离子键的百分数为62%，则Na2O不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体
B．Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是偏向离子晶体的过渡晶体，在许多性质上与纯粹的离子晶体接近
C．Al2O3是偏向离子晶体的过渡晶体，当作离子晶体来处理；SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理
D．分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型
2．化合物形成的晶体结构多种多样。如图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是（ ）
A．①④ B．②③ C．①② D．④⑤
3．美国Lawrece Liermre国家实验室成功地在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的共价晶体，下列关于CO2的共价晶体说法，正确的是（ ）
A．CO2的共价晶体和分子晶体互为同分异构体
B.在一定条件下，CO2共价晶体转化为CO2分子晶体是物理变化
C．CO2的共价晶体和CO2分子晶体具有相同的物理性质和化学性质
D．在CO2的共价晶体中，每一个C原子结合4个O原子，每一个O原子跟两个C原子相结合
4．铁有δ、γ、α三种同素异形体，如下图所示，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是（ ）
A.将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同
B．α­Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个
C．若δ­Fe晶胞边长为a cm，α­Fe晶胞边长为b cm，则两种晶体密度比为2b3∶a3
D．δ­Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个
5.我国科学家合成了富集11B的非碳导热材料立方氮化硼晶体，晶胞结构如图。下列说法正确的是（ ）
A．11BN 和10BN的性质无差异
B．该晶体具有良好的导电性
C．该晶胞中含有14个B原子，4个N原子
D．N原子周围等距且最近的N原子数为12
6．硫化锂是目前正在开发的锂离子电池的新型固体电解质，为立方晶系晶体。离子位置按图示坐标系为：Li＋（0.25，0.25，0.25）；（0.25，0.75，0.25）；（0.75，0.25，0.25）；（0.75，0.75，0.25）；…S2－：（0，0，0）；（0.5，0.5，0）；（0.5，0，0.5）；（0，0.5，0.5）；…则硫化锂晶胞沿z轴投影的俯视图（其中“ eq \a\vs4\al(○) ”表示Li＋，“ eq \a\vs4\al(●) ”表示S2－）为（ ）
二、不定项选择题（本题包括4个小题，每小题有1个或2个选项符合题意）
7．下列说法正确的是（ ）
A．CaO与水反应过程中，有共价键的断裂和形成
B．H2O的沸点比H2S大，是由于H2O的分子间存在氢键
C．KCl、HCl、KOH的水溶液都能导电，所以它们都属于离子化合物
D．葡萄糖、二氧化碳和足球烯（C60）都是共价化合物，它们的晶体都属于分子晶体
8．下列有关说法不正确的是（ ）
A．四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．Kr的晶胞如图4所示，Kr的配位数为12
9．钙钛矿是以俄罗斯矿物学家Pervski的名字命名的，最初单指钛酸钙这种矿物[如图（a）]，此后，把结构与之类似的晶体（化学式与钛酸钙相同）统称为钙钛矿物质。某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导材料的结构如图（b）所示，其中A为CH3NH eq \\al(\s\up11(＋),\s\d4(3)) ，另两种离子为I－和Pb2＋。
下列说法错误的是（ ）
A．钛酸钙的化学式为CaTiO3
B．图（b）中，X为Pb2＋
C．CH3NH eq \\al(\s\up11(＋),\s\d4(3)) 中含有配位健
D．晶胞中与每个Ca2＋紧邻的O2－有6个
10.大环配位体可用于金属蛋白质化学模拟，合成离子载体等；冠醚（大环配位体）和某金属离子（M）形成的一种大环配合物的结构如图所示（O和M之间的化学键类型未标明）。下列说法错误的是（ ）
A．该大环配合物中含有金属键、配位键、极性键
B．1个冠醚分子与一个M形成大环配合物，故该大环配合物中M的配位数为1
C．在冠醚中，O原子只有一种杂化方式
D．冠醚能和M形成配合物的原因是O原子上有孤电子对，M能提供接受孤电子对的空轨道
三、非选择题
11．Cu­Mn­Al合金为形状记忆合金材料之一，可用来制作各种新型的换能器、驱动器、敏感元件和微电子机械操纵系统。
（1）基态铜原子的电子排布式为 ，基态锰原子的外围电子轨道表示式为 。
（2）AlCl3是某些有机反应的催化剂，如苯与乙酰氯反应的部分历程如下：
①乙酰氯分子中碳原子杂化类型为 。
②乙酰氯分子中∠CCCl （填“＞”“＝”或“＜”）120°，判断理由为________________________________________________________________________。
③AlCl eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(4)) 的空间构型为 。
（3）温度不高时气态氯化铝为二聚分子（Al2Cl6），其结构如图所示。写出Al2Cl6的结构式并标出配位键： 。
12．（1）某种磁性氮化铁的结构如图1所示，N随机排列在Fe构成的正四面体空隙中。其中铁原子周围距离最近且相等的铁原子个数为 ；六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该磁性氮化铁晶体的密度为 g·cm－3（列出计算式即可）。
（2）Cu2O的晶胞结构如图2所示。回答下列问题：
①该晶胞中原子坐标参数A为（0，0，0），B为（1，0，0），C为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2))) 。则D的坐标参数为 ，它代表 原子（填元素名称）。
②若Cu2O晶体的密度是d g·cm－3，Cu＋和O2－的半径分别是a pm、b pm，阿伏加德罗常数的值是NA，d＝ g·cm－3（用a、b、NA的代数式表示）。
课时作业17 晶体结构与性质
1．解析：Al2O3、SiO2均是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理，C项不正确。
答案：C
2．解析：②③⑤的结构都是向外延伸和扩展的，而①和④的结构没有这种特点，所表示的物质最有可能是分子晶体，A项符合题意。
答案：A
3．解析： 二氧化碳共价晶体中不含分子，故A错误；CO2共价晶体转化为CO2分子晶体，结构已发生改变，且二者的性质也有较大差异，故二者是不同的物质，所以二者的转变是化学变化，故B错误；CO2共价晶体与CO2分子晶体，结构不同，二者是不同的物质，物理性质不同，如CO2共价晶体硬度很大，CO2分子晶体硬度不大，其化学性质也不同，故C错误；CO2共价晶体与SiO2结构类似，每个碳原子与4个氧原子通过1对共用电子对连接，每个氧原子与2个碳原子通过1对共用电子对连接，故D正确。
答案：D
4．解析：A.将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，温度不同，得到的晶体类型不相同，故错误；B.α­Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子是相邻顶点上铁原子，铁原子个数＝2×3＝6，故正确；C.若δ­Fe晶胞边长为a cm，α­Fe晶胞边长为b cm，则两种晶体中铁原子个数之比＝（1＋8× eq \f(1,8) ）∶（8× eq \f(1,8) ）＝2∶1，密度比＝ eq \f(\f(56,NA)×2,a3) ∶ eq \f(\f(56,NA),b3) ＝2b3∶a3，故正确；D.δ­Fe晶体中，以体心铁原子为例，与之距离相等且最近的铁原子位于晶胞的8个顶点上，故正确。
答案：A
5．解析：11B 和10B互为同位素，形成的化合物在化学性质上无差异，A错误；该晶体结构中无自由移动的电子，不具有导电性，B错误；由题图可知，该晶胞含4个N原子，B原子位于晶胞的顶点和面心上，故B原子的数量为8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4个，C错误；由晶胞示意图，1个N原子与4个B原子成键，1个B原子可以和4个N原子成键，N原子周围等距且最近的N原子数为12个，D正确。
答案：D
6．解析：硫化锂为立方晶系晶体，由离子坐标可知，S2－处于晶胞顶点与面心，Li＋处于 eq \f(1,8) 晶胞的体心，沿z轴投影的俯视，S2－处于正方形中心、顶角与边中心，Li＋处于正方形内部对角线上且关于中心对称，“○”表示Li＋，“●”表示S2－，则俯视图为。
答案：A
7．解析：A选项，CaO与H2O反应过程中，H2O分子中H—O键断裂，形成两个OH－，正确；B选项，H2O分子间形成氢键，正确；C选项，HCl为共价化合物，错误；D选项，足球烯为单质，错误。
答案：AB
8．解析：A项，四水合铜离子中铜离子的配位数为4，配体是水，水中的氧原子提供孤电子对与铜离子形成配位键，正确；B项，根据均摊法可知，在CaF2晶体的晶胞中，每个CaF2晶胞平均占有Ca2＋个数为8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4，正确；C项，电子云密度表示电子在某一区域出现的机会的多少，H原子最外层只有一个电子，所以不存在大多数电子，只能说H原子的一个电子在原子核附近出现的机会较多，错误；D项，Kr为面心立方，配位数为12，正确。
答案：C
9．解析：图（b）中，有一个CH3NH eq \\al(\s\up11(＋),\s\d4(3)) ，1个Pb2＋和3个I－，故X为I－，B项错误；图（a）中与每个Ca2＋紧邻的O2－有12个，D项错误。
答案：BD
10．解析：该大环配合物中C—C键为非极性键，C—H键、C—O键为极性键，O和M之间形成配位键，不含金属键，A项错误；由该大环配合物的结构可知，M的配位数为6，B项错误；在冠醚中，每个O原子均形成2个σ键，且含有2对孤电子对，价层电子对数为2＋2＝4，采取sp3杂化，C项正确；冠醚能和M形成配合物的原因是O原子上有孤电子对，M能提供接受孤电子对的空轨道，D项正确。
答案：AB
11．解析：（1）Cu为29号元素，基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；Mn为25号元素，基态锰原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，外围电子排布式为3d54s2，则基态锰原子的外围电子轨道表示式为。（2）①根据乙酰氯的结构简式可知，其分子中甲基碳原子形成4个σ键，价层电子对数为4，发生sp3杂化；羰基碳原子形成3个σ键，1个π键，价层电子对数为3，发生sp2杂化。②乙酰氯分子中羰基碳原子发生sp2杂化，其与甲基碳原子、氧原子和氯原子形成平面三角形结构，但双键对单键的排斥作用大于单键对单键的排斥作用，所以乙酰氯分子中∠CCCl小于120°。③AlCl eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(4)) 的中心铝原子的价层电子对数为4＋ eq \f(3＋1－1×4,2) ＝4，不含孤电子对，所以AlCl eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(4)) 的空间构型为正四面体形。（3）根据Al2Cl6的结构可知每个铝原子与4个氯原子形成4个σ键，由于铝原子最外层只有3个电子，所以其中一个σ键为配位键，由铝原子提供空轨道，氯原子提供孤电子对，所以Al2Cl6的结构式为。
答案：（1）[Ar]3d104s1（或1s22s22p63s23p63d104s1） （2）①sp3、sp2 ②＜ 双键对单键的排斥作用大于单键对单键的排斥作用 ③正四面体形 （3）
12．解析：（1）忽视N随机排列在Fe构成的正四面体空隙中而漏算铁原子个数。由N随机排列在Fe构成的正四面体空隙中可知，1、2、3、4号铁原子形成正四面体（如图所示），进而可推知1号铁原子和2号铁原子之间的距离等于2号铁原子和3号铁原子之间的距离；还可以想象将两个六棱柱上下摞在一起，则离底面面心铁原子最近且距离相等的铁原子有底面顶角的6个铁原子和分别处于上下两个六棱柱中心的3个铁原子，共12个铁原子。
该六棱柱结构中铁原子的个数＝ eq \f(1,6) ×12＋ eq \f(1,2) ×2＋3＝6，氮原子的个数为2，所以该化合物的化学式为Fe3N，该磁性氮化铁晶体的密度ρ＝ eq \f(m,V) ＝ eq \f(2×（56×3＋14×1）,NA×\f(3\r(3),2)a2c) g·cm－3。（2）①不能判断出D原子位于A原子和C原子之间连线的中点处而出错。根据Cu2O的晶胞结构可知，D原子位于A原子和C原子之间连线的中点处，则D的坐标参数为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4))) 。根据均摊法可知，每个晶胞中白色的原子有8× eq \f(1,8) ＋1＝2（个），灰色的原子有4个，因此D表示铜原子。②不会根据体对角线的长推出晶胞边长或忘记换算单位而出错。由题图2可知，晶胞体对角线的长度＝4[r（Cu＋）＋r（O2－）]＝4（a＋b） pm，则晶胞边长l＝ eq \f(4\r(3),3) （a＋b） pm，所以晶胞体积V＝l3＝ eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(4\r(3),3)（a＋b）)) eq \s\up12(3) pm3＝ eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(4\r(3),3)（a＋b）)) eq \s\up12(3) ×10－30 cm3。1个晶胞中含有2个Cu2O，根据密度公式可得d＝ eq \f(2M,\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(4\r(3),3)（a＋b）))\s\up12(3)×10－30×NA) g·cm－3＝ eq \f(27\r(3)×1030,2（a＋b）3NA) g·cm－3。
答案：（1）12 eq \f(2×（56×3＋14×1）,NA×\f(3\r(3),2)a2c)
（2）① eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4))) 铜 ② eq \f(27\r(3)×1030,2（a＋b）3NA)