2019版高考化学一轮优化探究练习：第12章 第39讲 晶体结构与性质 (含解析)

课时作业

1．分子晶体中如果只有范德华力，它的晶体一般采取密堆积结构，原因是分子晶体中(　　)

A．范德华力无方向性和饱和性

B．占据晶格结点的粒子是原子

C．化学键是共价键

D．三者都是

答案：A

2．关于晶体的下列说法正确的是(　　)

A．溶质从溶液中析出是得到晶体的三个途径之一

B．区别晶体和非晶体最好的方法是观察是否有规则的几何外形

C．水晶在不同方向上的硬度、导热性、导电性相同

D．只有无色透明的固体才是晶体

解析：A.获得晶体的方法有熔融态物质凝固、气态物质凝华、溶质从溶液中结晶析出，因此溶质从溶液中析出是得到晶体的三个途径之一，正确；B.区别晶体和非晶体最好的方法是对固体进行X­射线衍射实验，而不是通过观察是否有规则的几何外形，错误；C.水晶是晶体SiO2，其性质的各向异性表现在物理性质如在不同方向上的硬度、导热性、导电性不相同，错误；D.晶体不一定是无色透明的，如CuSO4·5H2O，无色透明的也不一定是晶体，如玻璃属于玻璃态物质，错误。

答案：A

3．下列变化需克服相同类型作用力的是(　　)

A．碘的升华和干冰的升华

B．硅和C60的熔化

C．氯化氢和氯化钾的溶解

D．溴和汞的汽化

解析：A项克服的都是范德华力，正确；硅和C60的熔化分别克服的是共价键、范德华力，B项错误；氯化氢和氯化钾的溶解分别克服的是共价键、离子键，C项错误；溴和汞的汽化分别克服的是范德华力、金属键，D项错误。

答案：A

4．下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是(　　)

A．CH4>SiH4>GeH4>SnH4

B．KCl>NaCl>MgCl2>MgO

C．Rb>K>Na>Li

D．金刚石>Si>钠

解析：A项物质均为结构相似的分子晶体，其熔点取决于分子间作用力的大小，一般来说，结构相似的分子晶体，相对分子质量越大分子间作用力也越大，故A项各物质熔点应为逐渐升高的顺序；B项物质均为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于离子键键能的大小，一般来说，离子的半径越小，电荷越多，离子键的键能就越强，故B项各物质熔点也应为升高顺序；C项物质均为同主族的金属晶体，其熔点高低取决于金属键的强弱，而金属键能与金属原子半径成反比，与价电子数成正比，碱金属原子半径依Li～Cs的顺序增大，价电子数相同，故熔点应是Li最高，Cs最低；D项，原子晶体的熔点取决于共价键的键能，后者则与键长成反比，金刚石C—C键的键长更短些，所以金刚石的熔点比硅高。原子晶体的熔点一般比金属晶体的熔点高。

答案：D

5．根据下表给出的几种物质的熔点、沸点数据，判断下列有关说法错误的是(　　)

A.SiCl4是分子晶体

B．单质B可能是原子晶体

C．AlCl3加热能升华

D．NaCl的键的强度比KCl的小

解析：由表中所给熔、沸点数据可知，SiCl4应为分子晶体，A项正确；单质B可能为原子晶体，B项正确；AlCl3的沸点低于熔点，它可升华，C项也正确；NaCl的熔、沸点高于KCl的，表明Na＋与Cl－键断裂较K＋与Cl－键断裂难，即NaCl的键的强度大于KCl的，D项错误。

答案：D

6．下面有关晶体的叙述不正确的是(　　)

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

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：B

7．如图为碘晶体晶胞结构。有关说法正确的是(　　)

A．碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构

B．用切割法可知平均每个晶胞中有4个碘原子

C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是原子晶体

D．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力

解析：在立方体的顶面上，有5个I2,4个方向相同，结合其他面考虑可知A选项正确；每个晶胞中有4个碘分子，B选项错误；C项，此晶体是分子晶体，错误；D项，碘原子间只存在非极性共价键，范德华力存在于分子与分子之间，错误。

答案：A

8．钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其结构如图所示，有关说法正确的是(　　)

A．该晶体为分子晶体

B．晶体的化学式为Ba2O2

C．该氧化物的电子式为

Ba2＋[]2－

D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有6个

解析：钡是活泼的金属，形成的氧化物是离子晶体，选项A不正确；根据晶胞可知钡原子的个数是8×＋6×＝4，而O个数是12×＋1＝4，所以化学式应该是BaO2，选项B不正确，而选项C正确；与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个，选项D不正确。

答案：C

9．有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是(　　)

A．①为简单立方堆积，②为六方最密堆积，③为体心立方堆积，④为面心立方最密堆积

B．每个晶胞含有的原子数分别为①1个，②2个，③2个，④4个

C．晶胞中原子的配位数分别为①6，②8，③8，④12

D．空间利用率的大小关系为①<②<③<④

解析：①为简单立方堆积，②为体心立方堆积，③为六方最密堆积，④为面心立方最密堆积，A项错误；每个晶胞含有的原子数分别为①8×＝1，②8×＋1＝2，③8×＋1＝2，④8×＋6×＝4，B项正确；晶胞③中原子的配位数应为12，其他判断正确，C项错误；四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%，D项错误。

答案：B

10．有一种蓝色晶体[可表示为MxFey(CN)6]，经X ­射线研究发现，它的结构特征是Fe3＋和Fe2＋互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN－位于立方体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．该晶体的化学式为MFe2(CN)6

B．该晶体属于离子晶体，M呈＋1价

C．该晶体属于离子晶体，M呈＋2价

D．晶体中与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－为6个

解析：由图可推出晶体中阴离子的最小结构单元中含Fe2＋个数：4×＝，同样可推出含Fe3＋个数也为，CN－为12×＝3，因此阴离子为[Fe2(CN)6]－，则该晶体的化学式只能为MFe2(CN)6，由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体，M的化合价为＋1价，故A、B两项正确。由图可看出与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－为6个。

答案：C

11．(1)晶体硼的结构单元是正二十面体，每个单元中有12个硼原子(如图a)，若其中有两个原子为10B，其余为11B，则该结构单元有________种不同的结构类型。

(2)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。砷化镓晶体的晶胞结构如图b所示，则晶胞中所包含的砷原子(白色球)个数为________，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为________。

答案：(1)3　(2)4　正四面体

12．铁触媒是重要的催化剂，CO易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)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________。

(2)用[Cu(NH3)2]OOCCH3除去CO的反应中，肯定有________形成。(填字母序号)

a．离子键　　　　　　 b．配位键

c．非极性键  d．σ键

(3)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密度之比为________(写出已化简的比例式即可)。

答案：(1)分子晶体

(2)bd

 (3)2∶1　4∶3

13．(2017·湖北黄冈质检)(1)碳酸盐在一定温度下会发生分解，实验证明碳酸盐的阳离子不同、分解温度不同，如表所示：

试解释为什么随着阳离子半径的增大，碳酸盐的分解温度逐步升高？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)碳的一种同素异形体——C60，又名足球烯，是一种高度对称的球碳分子。立方烷(分子式：C8H8，结构是立方体：)是比C60约早20年合成出的一种对称型烃类分子，而现如今已合成出一种立方烷与C60的复合型分子晶体，该晶体的晶胞结构如图乙所示，立方烷分子填充在原C60晶体的分子间空隙中。则该复合型分子晶体的组成用二者的分子式可表示为________。

(3)碳的另一种同素异形体——石墨，其晶体结构如图丙所示，虚线勾勒出的是其晶胞。则石墨晶胞含碳原子个数为________个。已知石墨的密度为ρ g·cm－3，C—C键键长为r cm，阿伏加德罗常数的值为NA，计算石墨晶体的层间距为________cm。

(4)碳的第三种同素异形体——金刚石，其晶胞如图丁所示。已知金属钠的晶胞(体心立方堆积)沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图如图A所示，则金刚石晶胞沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图应该是图________(从A～D图中选填)。

解析：(2)根据复合型分子晶体的晶胞结构可知，一个晶胞中含有C60的分子个数为8×＋6×＝4，含有C8H8的分子个数为4，则该复合型分子晶体的组成可以表示为C8H8·C60或C60·C8H8。

(3)石墨的晶胞结构如图，设晶胞的底边长为a cm，高为h cm，层间距为d cm，则h＝2d，从图中可以看出石墨晶胞含有4个碳原子，则：

＝r×sin 60°⇒a＝r

ρ g·cm－3＝

＝⇒d＝ cm。

(4)由金刚石的晶胞结构，可知金刚石的晶胞相当于一个大的体心立方堆积中套一个小的体心立方堆积，故根据金属钠的晶胞沿其体对角线垂直在纸面上的投影图，可知金刚石的晶胞沿其体对角线垂直在纸面上的投影图为D图示。

答案：(1)因为碳酸盐的分解过程实际上是晶体中阳离子结合CO中的氧离子、使CO分解为CO2的过程，所以当阳离子所带电荷相同时，阳离子半径越小，其结合氧离子能力就越强，对应的碳酸盐就越容易分解　(2)C8H8·C60(或C60·C8H8)　(3)4　　(4)D