优化方案高考化学大一轮复习 第三讲 晶体结构与性质课后达标检测（选修3）.doc

第三讲 晶体结构与性质一、选择题1(2016赤峰高三模拟)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为简单立方堆积，为六方最密堆积，为体心立方堆积，为面心立方最密堆积b每个晶胞含有的原子数分别为1个、2个、2个、4个c晶胞中原子的配位数分别为6、8、8、12d空间利用率的大小关系为，d项错误。2关于晶体的叙述中，正确的是()a原子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高b分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定c分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高d某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体解析：选a。b项，分子的稳定性取决于分子内部的共价键强弱，与分子间作用力无关；c项，分子晶体熔、沸点高低取决于分子间作用力的大小；d项，也可能是分子晶体，如hcl。3(2016衡水中学高三调研)据某科学杂志报道，国外有一研究发现了一种新的球形分子，它的分子式为c60si60，其分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”，经测定其中包含c60，也有si60结构。下列叙述正确的是()a该物质有很高的熔点、很大的硬度b该物质形成的晶体属于分子晶体c该物质分子中si60被包裹在c60里面d该物质的相对分子质量为1 200解析：选b。由分子式及信息可知该物质为分子晶体，a错误，b正确；si的原子半径大于c，所以si60的体积大于c60的体积，c错误；相对分子质量为(1228)602 400，d错误。4高温下，超氧化钾晶体(ko2)呈立方体结构。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列有关说法正确的是()a晶体中与k最近且距离相等的k有6个b超氧化钾的化学式为ko2，每个晶胞含有1个k和1个oc晶体中与每个k距离最近的o有6个d晶体中，所有原子之间都以离子键相结合解析：选c。根据题给信息超氧化钾晶体(ko2)是离子化合物，阴、阳离子分别为o、k，晶体中k与o间形成离子键，o中oo键为共价键。由晶胞结构可知，每个晶胞中含有k：864(个)，o：1124(个)，晶胞中与每个k距离相等且最近的o有6个，最近且距离相等的k有12个。5下列有关化学键和晶体的说法中正确的是()a离子键的本质是静电作用，阴阳离子电荷越大、离子半径越小，静电作用越强b共价键的本质是共用电子对，因此必须由成键的两原子各提供一个电子形成c分子晶体的基本微粒是分子，分子晶体熔沸点由分子内部共价键强弱决定d原子晶体由于是空间网状结构，因此只能由碳、硅两种元素构成答案：a6下列说法正确的是()a由于铵盐中是由离子键构成的，因而化学性质相当稳定b分子晶体中都存在分子间作用力，但可能不存在共价键c在常见的四种晶体类型中，都有“原子(离子)半径越大，物质熔点越低”的规律d常温下为气态或液态的物质，其固态时一定会形成分子晶体答案：b7下列物质中一定含有离子的是()a晶体氯b液态氯化铝c液态氯化氢 d次氯酸钙答案：d8(2016盐城高三模拟)钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的晶胞结构示意图如图所示，它的化学式是()abati8o12 bbati4o5cbati2o4 dbatio3解析：选d。仔细观察钛酸钡晶体的晶胞结构示意图可知：ba2在立方体的中心，完全属于该晶胞；ti4处于立方体的8个顶角，每个ti4为与之相连的8个立方体所共用，即每个ti4只有属于该晶胞；o2处于立方体的12条棱的中点，每条棱为4个立方体共用，即每个o2只有属于该晶胞。则晶体中ba2、ti4、o2的个数比为1(8)(12)113。9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bcaf2晶体的晶胞如图乙所示，每个caf2晶胞平均占有4个ca2ch原子的电子云如图丙所示，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解析：选c。电子云是用来表示电子出现的概率，但不代表有一个电子在那里，c项错。二、非选择题102015高考全国卷，37(2)(5)碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题：(1)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是_。(2)cs2分子中，共价键的类型有_，c原子的杂化轨道类型是_，写出两个与cs2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子：_。(3)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。(4)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：在石墨烯晶体中，每个c原子连接_个六元环，每个六元环占有_个c原子。在金刚石晶体中，c原子所连接的最小环也为六元环，每个c原子连接_个六元环，六元环中最多有_个c原子在同一平面。解析：(1)碳原子核外最外层有4个电子且半径小，在化学反应中很难失去4个电子形成阳离子，也很难得到4个电子形成阴离子。因此，碳在形成化合物时，主要通过共用电子对形成共价键。(2)cs2分子中，存在键和键。cs2分子中，c原子的价层电子对数为2，杂化轨道类型为sp。根据等电子理论，与cs2具有相同空间构型和键合形式的分子有co2、cos和n2o，离子有no2、scn。(3)因fe(co)5熔、沸点较低，常温下为液体，其固体应属于分子晶体。(4)由石墨烯的结构可知，每个c原子连接3个六元环，每个六元环占有的c原子数为62。由金刚石的结构可知，每个c可参与形成4条cc键，其中任意两条边(共价键)可以构成2个六元环。根据组合知识可知四条边(共价键)任选其中两条有6组，6212。因此每个c原子连接12个六元环。六元环中c原子采取sp3杂化，为空间六边形结构，最多有4个c原子位于同一平面。 答案：(1)c有4个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构(2)键和键spco2、scn(或cos等)(3)分子(4)3212411碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物，而且还能形成多种无机化合物，同时自身可以形成多种单质，碳及其化合物的用途广泛。(1)c60分子能与f2发生加成反应，其加成产物为_，c60分子的晶体中，在晶胞的顶点和面心均含有一个c60分子，则一个c60晶胞的质量为_。(2)干冰和冰是两种常见的分子晶体，下列关于两种晶体的比较中正确的是_(填字母)。a晶体的密度：干冰冰b晶体的熔点：干冰冰c晶体中的空间利用率：干冰冰d晶体中分子间相互作用力类型相同(3)金刚石和石墨是碳元素形成的两种常见单质，下列关于这两种单质的叙述中正确的是_(填字母)。a金刚石中碳原子的杂化类型为sp3杂化，石墨中碳原子的杂化类型为sp2杂化b晶体中共价键的键长：金刚石中cc石墨中ccc晶体的熔点：金刚石石墨d晶体中共价键的键角：金刚石石墨e金刚石和石墨的熔点都很高，所以金刚石和石墨都是原子晶体(4)金刚石晶胞结构如下图，立方bn结构与金刚石相似，在bn晶体中，b原子周围最近的n原子所构成的立体图形为_，b原子与n原子之间共价键与配位键的数目比为_，一个晶胞中n原子数目为_。(5)c与孔雀石共热可以得到金属铜，铜原子的原子结构示意图为_，金属铜采用面心立方最密堆积(在晶胞的顶点和面心均含有一个cu原子)，则cu的晶体中cu原子的配位数为_。解析：(1)c60中每个碳原子的连接方式为，所以c60中共有双键0.56030个，则与f2加成的产物应为c60f60；c60为面心立方堆积，则mna41260 g，m g。(2)在冰中存在氢键，空间利用率较低，密度较小，a、c正确。(3)石墨中cc键键长小于金刚石中cc键键长，所以熔点：石墨金刚石，金刚石的碳原子呈sp3杂化，而石墨中的碳原子呈sp2杂化，所以共价键的键角：石墨大于金刚石，石墨属于混合型晶体，a正确。(4)在bn中，b原子周围最近的n原子所构成的立体图形为正四面体形，在四个共价键中，其中有一个配位键，其共价键与配位键数之比为31，在晶胞中，含n：864个，含b：4个。(5)根据铜的堆积方式，cu原子的配位数应为12。答案：(1)c60f60 g(2)ac(3)a(4)正四面体314(5) 1212(2016威海高三质检)碳元素在生产生活中具有非常重要的作用，在新物质的制备中也发挥了举足轻重的作用。(1)与碳同周期，且基态原子的核外未成对电子数相等的元素是_(写出元素符号)。(2)石墨烯是目前人们制造的新物质，该物质是由单层碳原子六边形平铺而成的，像一张纸一样(如图甲)，石墨烯中碳原子的杂化方式为_；常温条件下丙烯是气态，而相对分子质量比丙烯小的甲醇，常温条件下却呈液态，出现这种现象的原因是_。(3)二氧化硅结构跟金刚石结构相似，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个o原子。观察图乙中金刚石的结构，分析二氧化硅的空间网状结构中，si、o形成的最小环上o原子数目是_。(4)图丙是c60的晶胞模型(一个小黑点代表一个c60分子)，图中显示的c60分子数为14个。实际上一个c60晶胞中含有_个c60分子。解析：(1)c元素和o元素基态原子的核外未成对电子数都是2。(3)金刚石空间结构中数目最少的环中有6个原子，即六元环，共有6个cc键，而二氧化硅中的硅原子相当于金刚石中的碳原子，氧原子在硅硅键之间，故二氧化硅中氧原子的数目与金刚石中cc键的数目相同。(4)晶胞中微粒个数的计算公式体内1面上1/2棱上1/4顶角1/8。c60晶胞模型中显示出的14个c60分子，8个在晶胞顶角上，6个在面心上，故一个晶胞中含有的c60分子数目为81/861/24(个)。答案：(1)o(2)sp2甲醇分子间存在氢键，而丙烯分子间只有范德华力(3)6(4)413原子序数依次增大的x、y、z、g、q、r、t七种元素，核电荷数均小于36。已知x的一种12型氢化物分子中既有键又有键，且所有原子共平面；z的l层上有2个未成对电子；q原子的s能级与p能级电子数相等；r单质是制造各种计算机、微电子产品的核心材料；t处于周期表的ds区，原子中只有一个未成对电子。(1)y原子核外共有_种不同运动状态的电子，t原子有_种不同能级的电子。(2)x、y、z的第一电离能由小到大的顺序为_(用元素符号表示)。(3)由x、y、z形成的离子zxy与xz2互为等电子体，则zxy中x原子的杂化轨道类型为_。(4)z与r能形成化合物甲，1 mol甲中含_mol化学键，甲与氢氟酸反应，生成物的分子空间构型分别为_。(5)g、q、r氟化物的熔点如下表，造成熔点差异的原因为_。氟化物g的氟化物q的氟化物r的氟化物熔点/k9931 539183(6)向t的硫酸盐溶液中逐滴加入y的氢化物的水溶液至过量，反应的离子方程式依次为_。(7)x单质的晶胞如图所示，一个x晶胞中有_个x原子；若x晶体的密度为 gcm3，阿伏加德罗常数的值为na，则晶体中最近的两个x原子之间的距离为_cm(用代数式表示)。解析：根据信息推断出x为c、y为n、z为o、g可能为f也可能为na、q为mg、r为si、t为cu，而结合(5)中信息可知g为na。(1)原子中每个电子的运动状态都不相同，n原子有7个电子，故有7种运动状态不同的电子；cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，共有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s 7种不同能级的电子。(2)注意n元素第一电离能的反常性。(3)co2中c采取sp杂化，故ocn中c也采取sp杂化。(4)1 mol sio2含4 mol sio键，sio2与hf反应生成的sif4与ccl4的空间构型一致，均为正四面体形，而生成的h2o为v形。(6)氨水过