高考化学总复习 选考部分 物质结构与性质 第3节 晶体结构与性质模拟预测通关 新人教版.doc

第3节 晶体结构与性质一、选择题1下列说法中正确的是()a离子晶体中每个离子周围均吸引着6个带相反电荷的离子b金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子，电子定向运动c分子晶体的熔、沸点很低，常温下都呈液态或气态d原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合解析：选d。a项，离子晶体中每个离子周围不一定吸引6个带相反电荷的离子，如cscl晶体中每个cs吸引8个cl；b项，金属晶体中的自由电子不是因为外电场作用产生的；c项，分子晶体不一定是液态或气态，可能为固态，如i2、s8等。2下列晶体分类中正确的一组是()选项离子晶体原子晶体分子晶体anaoharso2bh2so4石墨scch3coona水晶dba(oh)2金刚石玻璃解析：选c。a项中固态ar为分子晶体；b项中h2so4为分子晶体、石墨是混合型晶体；d项中玻璃是非晶体。3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周围距离相等的na共有6个c氯化铯晶体中，每个cs周围紧邻8个cld干冰晶体中，每个co2分子周围紧邻12个co2分子解析：选b。氯化钠晶体中，每个na周围距离相等的na共12个，每个na周围距离相等且最近的cl共有6个。4氮氧化铝(alon)属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是()aalon和石英的化学键类型相同 balon和石英晶体类型相同calon和al2o3的化学键类型不同dalon和al2o3晶体类型相同解析：选d。alon与石英(sio2)均为原子晶体，所含化学键均为共价键，故a、b项正确；al2o3是离子晶体，晶体中含离子键，不含共价键，故c项正确、d项错误。5如图为碘晶体晶胞结构。下列有关说法中正确的是()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用均摊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：选a。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；此晶体是分子晶体，c选项错误；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，d选项错误。6下列数据是对应物质的熔点()：bcl3al2o3na2onaclalf3alcl3干冰sio21072 0739208011 291190571 723据此做出的下列判断中错误的是()a铝的化合物的晶体中有的是离子晶体b表中只有bcl3和干冰是分子晶体c同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体d不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体解析：选b。a项，氧化铝的熔点高，属于离子晶体，则铝的化合物的晶体中有的是离子晶体，正确；b项，表中只有bcl3、alcl3和干冰是分子晶体，错误；c项，同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体，如co2是分子晶体，二氧化硅是原子晶体，正确。7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)6b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：选c。由题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123，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，c项错误。由图可看出与每个fe3距离最近且等距离的cn为6个，故d项正确。8下列关于caf2的表述正确的是()aca2与f间仅存在静电吸引作用bf的离子半径小于cl，则caf2的熔点低于cacl2c阴、阳离子数之比为21的物质，均与caf2晶体构型相同dcaf2中的化学键为离子键，因此caf2在熔融状态下能导电解析：选d。ca2与f之间既有静电吸引作用，也有静电排斥作用，a错误；离子所带电荷相同，f的离子半径小于cl，所以caf2晶体的晶格能大，熔点高，b错误；晶体构型还与离子的大小有关，所以阴、阳离子数之比为21的物质，不一定与caf2晶体构型相同，c错误；caf2中的化学键为离子键，在熔融状态下发生电离，因此caf2在熔融状态下能导电，d正确。二、非选择题9如图为caf2、h3bo3(层状结构，层内的h3bo3分子通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图，请回答下列问题。(1)图所示的caf2晶体中与ca2最近且等距离的f的个数为 。图中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为 。(2)图所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是 ，h3bo3晶体中b原子个数与极性键个数比为 。(3)三种晶体中熔点最低的是 (填化学式)，其晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为 。(4)已知两个距离最近的ca2核间距离为a108 cm，结合caf2晶体的晶胞示意图，caf2晶体的密度为 。解析：(1)caf2晶体中ca2的配位数为8，f的配位数为4，ca2和f个数比为12；铜晶体中未标号的铜原子周围最紧邻的铜原子为上层的1、2、3，同层的4、5、6、7、8、9，下层的10、11、12，共12个。(2)图中b原子最外层三个电子形成三条共价键，最外层共6个电子，h原子达到2电子稳定结构，只有o原子形成两条共价键达到8电子稳定结构。h3bo3晶体是分子晶体，相互之间通过氢键相连，每个b原子形成三条bo极性键，每个o原子形成一条oh极性键，共六条极性键。(3)h3bo3晶体是分子晶体，熔点最低，受热熔化时克服的是分子间作用力。(4)一个caf2晶胞中实际拥有的离子数：阳离子数为81/861/24，而阴离子为8个，1个晶胞实际拥有4个“caf2”，则caf2晶体的密度为478 gmol1(a108 cm)36.021023 mol1 gcm3。答案：(1)812(2)o16(3)h3bo3分子间作用力(4) gcm310(1)钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方，则该晶胞中属于1个体心立方晶胞的金属原子数目是 。氯化铯晶体的晶胞如图1，则cs位于该晶胞的 ，而cl位于该晶胞的 ，cs的配位数是 。(2)铜的氢化物的晶体结构如图2所示，写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式： 。(3)图3为f与mg2、k形成的某种离子晶体的晶胞，其中“”表示的离子是 (填离子符号)。(4)实验证明：kcl、mgo、cao、tin这4种晶体的结构与nacl晶体结构相似(如图4所示)，已知3种离子晶体的晶格能数据如下表：离子晶体naclkclcao晶格能/kjmol17867153 401则这4种离子晶体(不包括nacl)熔点从高到低的顺序是 。其中mgo晶体中一个mg2周围和它最邻近且等距离的mg2有 个。解析：(1)体心立方晶胞中，1个原子位于体心，8个原子位于立方体的顶点，故1个晶胞中金属原子数为812；氯化铯晶胞中，cs位于体心，cl位于顶点，cs的配位数为8。(2)由晶胞可知，粒子个数比为11，化学式为cuh，1价的铜与1价的氢均具有较强的还原性，氯气具有强氧化性，产物为cucl2和hcl。(3)由晶胞结构可知，黑球有1个，灰球有1个，白球有3个，由电荷守恒可知n(mg2)n(k)n(f)113，故白球为f。(4)从3种离子晶体的晶格能数据知道，离子所带电荷越多、离子半径越小，离子晶体的晶格能越大，离子所带电荷数：ti3mg2，离子半径：mg2ca2，所以熔点：tinmgocaokcl；mgo晶体中一个mg2周围和它最邻近且等距离的mg2有12个。答案：(1)2体心顶点8(2)2cuh3cl22cucl22hcl(3)f(4)tinmgocaokcl1211碳元素的单质有多种形式，如图依次是c60、石墨和金刚石晶胞的结构图：回答下列问题：(1)金刚石、石墨、c60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为 。(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为 、 。(3)c60属于 晶体。(4)石墨晶体中，层内cc键的键长为142 pm，而金刚石中cc键的键长为154 pm，其原因是金刚石中只存在碳碳间的 共价键(填键的类型，下同)，而石墨层内的碳碳间不仅存在 共价键，还有 键。(5)金刚石晶胞含有 个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率： (不要求计算结果)。解析：c60为分子晶体，金刚石为原子晶体，石墨为混合型晶体，它们均属于碳元素的不同单质，因此互称同素异形体；金刚石为空间立体网状结构，每一个碳原子与四个相邻碳原子形成共价键，因此碳原子杂化方式为sp3杂化，化学键只有键；而石墨层内为平面正六边形，层间为分子间作用力，所以石墨烯中碳原子的杂化方式为sp2杂化，即石墨层内不仅存在键还存在键；金刚石晶胞中各个顶点、面上和体内的原子数目依次为8、6、4，然后依据均摊法计算确定在晶胞中的碳原子数目，碳原子数目为81/861/248；根据硬球接触模型可以确定，体对角线四分之一处的原子与顶点上的原子紧贴，因此有(a)2r，则ra；然后可以确定碳原子的空间占有率为(8r3)/a3。答案：(1)同素异形体(2)sp3sp2(3)分子(4)(或大或pp )(5)812(2015高考全国卷)a、b、c、d为原子序数依次增大的四种元素，a2和b具有相同的电子构型；c、d为同周期元素，c核外电子总数是最外层电子数的3倍；d元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：(1)四种元素中电负性最大的是 (填元素符号)，其中c原子的核外电子排布式为 。(2)单质a有两种同素异形体，其中沸点高的是 (填分子式)，原因是 ；a和b的氢化物所属的晶体类型分别为 和 。(3)c和d反应可生成组成比为13的化合物e，e的立体构型为 ，中心原子的杂化轨道类型为 。(4)化合物d2a的立体构型为 ，中心原子的价层电子对数为 ，单质d与湿润的na2co3反应可制备d2a，其化学方程式为 。(5)a和b能够形成化合物f，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a0.566 nm，f的化学式为 ；晶胞中a原子的配位数为 ；列式计算晶体f的密度(gcm3)： 。解析：c核外电子总数是最外层电子数的3倍，则c为p元素。a、b的原子序数小于c，且a2和b具有相同的电子构型，则a为o元素，b为na元素。c、d为同周期元素，且d元素最外层有一个未成对电子，则d为cl元素。(1)o、na、p和cl四种元素中，o元素的电负性最大。p原子核外有15个电子，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3或ne3s23p3。(2)o元素形成o2 和o3 两种同素异形体，固态时均形成分子晶体，而分子晶体中，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的沸点越高，故o3 的沸点高于o2。o元素形成的氢化物有h2o和h2o2，二者均能形成分子晶体。na元素形成的氢化物为nah，属于离子晶体。(3)p和cl元素形成的组成比为13 的化合物e为pcl3，中心原子p形成3个键且含有1对未成键的孤电子对，故p原子采取sp3杂化，分子构型为三角锥形。(4)化合物d2a为cl2o，其中o原子形成2个键且含有2对未成键的孤电子对，则o原子采取sp3杂化，故cl2o为v形结构，中心原子o的价层电子对数为4。cl2与湿润的na2co3 反应可生成cl2o，据氧化还原反应规律可知，还生成还原产物nacl，反应的化学方程式为2cl22na2co3h2o=2naclcl2o2nahco3或2cl2na2co3=cl2oco22nacl。(5)o2半径大于na半径，由f的晶胞结构可知，大球代表o2，小球代表na，每个晶胞中含有o2个数为81/861/24，含有na个数为8，故o2、na个数之比为4812，从而推知f的化学式为na2o。由晶胞结构可知，每个o原子周围有8个na原子，故o原子的配位数为8。晶胞参数a0.566 nm0.566107 cm，则晶胞的体积为(0.566107 cm)3，从而可知晶体f的密度为2.27 gcm3。答案：(1)o1s22s22p63s23p3(或ne3s23p3)(2)o3o3相对分子质量较大，范德华力大分子晶体离子晶体(3)三角锥形sp3(4)v形42cl22na2co3h2o=cl2o2nahco32nacl(或2cl2na2co3=cl2oco22nacl)(5)na2o82.27 gcm313(2017高考海南卷)a族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题：(1)碳的一种单质的结构如图(a)所示。该单质的晶体类型为 ，原子间存在的共价键类型有 ，碳原子的杂化轨道类型为 。(2)sicl4分子的中心原子的价层电子对数为 ，分子的立体构型为 ，属于 分子(填“极性”或“非极性”)。(3)四卤化硅six4的沸点和二卤化铅pbx2的熔点如图(b)所示