2021版高考化学一轮复习3晶体结构与性质强化训练1（含解析）新人教版选修3

晶体结构与性质

1.( 2019·成都模拟)几组物质的熔点(℃)数据如表所示:

据此回答下列问题:

(1)①由表格中数据可知,A组中物质的熔点普遍偏高,A组物质属于________晶体,其熔化时克服的粒子间作用力是______________________;②二氧化硅的熔点高于硅晶体,原因是____________________。  

(2)B组晶体中存在的作用力是____________________,其共同的物理性质是________(填序号)。 

①有金属光泽　②导电　③导热　④具有延展性

(3)C组中HF的熔点反常是由于__________________。  

(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。  

①硬度小　②水溶液能导电　③固体能导电　④熔融状态能导电

(5)D组晶体中NaCl、KCl、RbCl的熔点由高到低的顺序为____________,MgO晶体的熔点高于其他三者,其原因是__________________________。 

【解析】(1)A组物质熔点很高,属于原子晶体,晶体熔化时克服原子间的共价键;硅原子半径大于氧原子,二氧化硅中Si—O键的键长小于晶体硅中Si—Si键的键长,故二氧化硅晶体的熔点高于硅晶体。

(2)B组是金属晶体,晶体中存在的作用力是金属键,金属通性有:有金属光泽、能导电、导热,具有延展性等。

(3)C组是分子晶体,但是HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多,使其熔点更高。

(4)D组晶体为离子晶体,微粒间作用力是离子键,溶于水或可以电离生成离子,故水溶液或熔融状态时能导电。

(5)晶格能与离子所带电荷数和离子半径有关,所带电荷数越多,半径越小,晶格能越大,晶体熔点越高。

答案:(1)①原子　共价键　②Si—O键的键长小于Si—Si键的键长,SiO2的键能大　(2)金属键　①②③④　(3)HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)　(4)②④　(5)NaCl>KCl>RbCl　MgO为离子晶体,离子所带电荷数越多,半径越小,晶格能越大,熔点越高

2. (1)(2016·全国卷Ⅲ节选)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题:

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

②GaAs的熔点为1 238 ℃,密度为ρ g·cm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为____________,Ga与As以________键键合。 

(2)(2015·全国卷Ⅰ节选)CO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。 

(3)(2014·全国卷Ⅰ节选)准晶体是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过________方法区分晶体、准晶体和非晶体。 

(4)(2014·重庆高考节选)MgO的熔点比BaO的________(填“高”或“低”)。 

【解析】(1)①二者熔点的差异是因为GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体。②GaAs的熔点很高,则其晶体为原子晶体,Ga和As以共价键键合。

(2)Fe(CO)5的熔点为253 K,较低,沸点也不高,所以其固体属于分子晶体。

(3)通过X-射线衍射方法区分晶体、准晶体和非晶体。

(4)Mg2+的半径小于Ba2+的半径,MgO的晶格能大于BaO,MgO的熔点比BaO的高。

答案:(1)①GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体

②原子晶体　共价　(2)分子　(3)X-射线衍射　(4)高

【加固训练】

1.(2015·全国卷Ⅰ节选)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:

(1)在石墨烯晶体中,每个碳原子连接________个六元环,每个六元环占有________个碳原子。 

(2)在金刚石晶体中,碳原子所连接的最小环也为六元环,每个碳原子连接________个六元环,六元环中最多有________个碳原子在同一平面。 

【解析】(1)由石墨烯晶体结构图可知,每个碳原子连接3个六元环,每个六元环占有的碳原子数为×6=2。

(2)观察金刚石晶体的空间构型,以1个碳原子为标准计算,1个碳原子和4个碳原子相连,则它必然在4个六元环上,这4个碳原子中每个碳原子又和另外3个碳原子相连,必然又在另外3个六元环上,3×4=12,所以每个碳原子连接12个六元环;六元环中最多有4个碳原子在同一平面。

答案:(1)3　2　(2)12　4

2.(2019·郑州模拟)(1)如图甲所示为二维平面晶体示意图,化学式表示为AX3的是________。 

(2)图乙为一个金属铜的晶胞,请完成以下各题:

①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是________个; 

②该晶胞称为________(填序号); 

A.六方晶胞　　   B.体心立方晶胞

C.面心立方晶胞

③此晶胞立方体的边长为a cm,Cu的相对原子质量为64,金属铜的密度为

ρ g·cm-3,则阿伏加德罗常数为________(用a、ρ表示)。 

(3)《X射线金相学》中记载关于铜与金可形成两种有序的金属互化物,其结构如图所示。下列有关说法正确的是________。 

A.图Ⅰ、Ⅱ中物质的化学式相同

B.图Ⅱ中物质的化学式为CuAu3

C.图Ⅱ中与每个铜原子紧邻的铜原子有3个

D.设图Ⅰ中晶胞的边长为a cm,则图Ⅰ中合金的密度为 g·cm-3

【解析】(1)由题图甲中直接相邻的原子数可以求得a、b中两类原子数之比分别为1∶2、1∶3,求出化学式分别为AX2、AX3,故答案为b。

(2)①用“均摊法”计算晶胞中含铜原子的个数:8×+6×=4;②该晶胞为面心立方晶胞;③·64=ρ·a3,NA=。

(3)题图Ⅰ中,铜原子数为8×+2×=2,金原子数为4×=2,故化学式为CuAu。题图Ⅱ中,铜原子数为8×=1,金原子数为6×=3,故化学式为CuAu3。题图Ⅱ中,铜原子位于立方体的顶点,故紧邻的铜原子有6个。题图Ⅰ中,铜原子、金原子各为2个,晶胞的体积为a3 cm3,密度ρ==×(64+197)÷a3= g·cm-3。

答案:(1)b　(2)①4　②C　③　(3)B