优化方案2020版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）

第三讲晶体结构和性质一、选择题1.(2020赤峰高三模拟)四种不同堆叠方式的金属晶体晶胞如图所示。这种说法是正确的()A.简单立方堆积，六方最密堆积，体心立方堆积，面心立方最密堆积b每个晶胞分别含有1个原子、2个原子、2个原子和4个原子晶胞中原子的配位数分别为6、8、8和12D.空间利用率的大小关系为 分析：选择b。本主题检查金属晶体的积累模式。准确理解和记忆金属晶体的四种常见堆积模式是解决这一问题的关键。(1)简单立方堆积，(2)体心立方堆积，(3)六方最密堆积，(4)面心立方最密堆积，误差A；每个单元包含 8=1， 8 1=2， 8 1=2， 8 6=4，B项正确。晶胞中原子的配位数应为12，C项有误。四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%和74%。= ，D项错误。2.关于水晶的叙述，正确的是()A.在原子晶体中，共价键的键能越大，熔点和沸点越高在分子晶体中，分子间作用力越大，分子越稳定在分子晶体中，共价键的键能越大，熔点和沸点越高晶体溶于水后，可以电离自由运动的离子。晶体必须是离子晶体分析：选择a项。B项，分子的稳定性取决于分子内共价键的强度，与分子间的作用力无关。第三项，分子晶体的熔点和沸点取决于分子间作用力的大小；D项也可以是分子晶体，如盐酸。3.(2020衡水高中高三研究)根据一份科学杂志的报道，国外的一项研究发现了一种新的球形分子，分子式为C60Si60。它的分子结构类似于中国传统手工艺“雕刻”。确定它包含C60并且还具有Si60结构。以下陈述是正确的()这种物质熔点高，硬度大。这种物质形成的晶体属于分子晶体(c)物质分子中的Si60包裹在C60中该物质的相对分子质量为1，200分析：选择B。从分子式和信息可以知道，物质是分子晶体，A是错误的，B是正确的；硅的原子半径大于碳，所以Si60的体积大于C60，而碳是错误的。相对分子质量为(1228)60=2400，D误差。4.在高温下，KO2晶体具有立方结构。如图所示，氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。下列陈述是正确的()A.晶体中有6 k最接近k，与k的距离相同氢氧化钾的化学式是KO2，每个晶胞含有1 k和1 o晶体中离每个k最近的地方有6个o晶体中的所有原子都被离子键束缚。分析：选择c。根据给出的信息，过氧化钾晶体(KO2)是一种离子化合物，阴离子和阳离子分别是氧和钾。晶体中的钾和氧之间形成离子键，氧中的氧-氧键是共价键。根据单元格结构，每个单元格包含k :8 6=4(单元格)，o: 1 12=4(单元格)。距离每个k相同且最近的有6个o，距离相同的有12 k。5.下列关于化学键和晶体的陈述是正确的()离子键的本质是静电作用。阴离子和阳离子的电荷越大，离子半径越小，静电作用越强共价键的本质是共享电子对，所以它必须由两个原子形成，每个原子提供一个电子。分子晶体的基本粒子是分子，分子晶体的熔点由分子内共价键的强度决定D.原子晶体只能由碳和硅组成，因为它们的空间网络结构答：答6.以下陈述是正确的()A.因为铵盐由离子键组成，所以它们的化学性质非常稳定分子晶体中存在分子间作用力，但共价键可能不存在在四种常见的晶体类型中，有一条规则是“原子(离子)的半径越大，物质的熔点越低”C.液态氯化氢d .次氯酸钙回答：d8.(2020盐城高三模拟)钛酸钡具有良好的热稳定性和高介电常数，用于小型变压器、麦克风和扬声器。钛酸钡晶体的晶胞结构图如图所示，其化学式为()A.BaTi8O12 B.BaTi4O5C.BaTi2O4钛酸钡分析：选择d。仔细观察钛酸钡晶体的晶胞结构，发现Ba2+完全属于正方体中心的晶胞。Ti4位于立方体的顶部8个角上，每个Ti4由与之相连的8个立方体共享，即每个Ti4只属于一个单元；O2-位于立方体12条边的中点，每条边由4个立方体共享，即每条O2-仅属于单元。那么晶体中Ba2+、Ti4+和O2-的数量比为1:(8):(12)=113。9.以下陈述不正确()A.水合铜离子的模型如图A所示。一个水合铜离子有4个配位键B.caf2晶体的晶胞如图b所示。每个CaF2晶胞平均占据4个Ca2+氢原子的电子云如图c所示。氢原子核外的大部分电子在原子核附近移动。D.铜原子在金属铜中的积累模式如图d所示，这是最密集的积累，每个铜原子的配位数为12分析：选择c。电子云用于表示电子出现的概率，但并不意味着那里有电子。丙项错了。第二，非选择题10.碳及其化合物在自然界中广泛存在。回答以下问题：(1)当碳形成化合物时，其键类型主要是共价键，因为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)在CS2分子中，共价键类型为_ _ _ _ _ _，C原子的杂化轨道类型为_ _ _ _ _ _。写出两个空间构型和成键形式与CS2相同的分子或离子：_ _ _ _ _ _ _ _。(3)一氧化碳可以与金属铁形成五价铁。这种化合物的熔点是253 K，沸点是376 K。它的固体属于_ _ _ _ _ _晶体。(4)碳具有多种同素异形体，其中石墨烯和金刚石的晶体结构如图所示：(1)在石墨烯晶体中，每个碳原子连接到_ _ _ _ _ _ _ _个六元环，并且每个六元环占据_ _ _ _ _ _ _ _个碳原子。(2)在金刚石晶体中，由碳原子连接的最小的环也是一个六元环，每个碳原子连接_ _ _ _ _ _个六元环，六元环中的最大碳原子数是在同一平面上的_ _ _ _ _ _。分析：(1)碳原子核的最外层有4个电子，半径很小。在化学反应中很难失去4个电子形成阳离子和4个电子形成阴离子。因此，碳在形成化合物时主要通过共享电子对形成共价键。(2) 键和键存在于2)CS2分子中。在CS2分子中，碳原子的价电子对数是2，杂化轨道类型是sp。根据等电子理论，与CS2具有相同空间构型和成键形式的分子包括CO2、COS和N2O，离子包括NO2和SCN -。(3)由于铁(一氧化碳)5熔化，沸点低，常温下为液态，其固体应属于分子晶体。(4)根据石墨烯的结构，每个碳原子连接三个六元环，每个六元环占据6=2个碳原子。(2)根据金刚石的结构，每个碳可以参与4个碳-碳键的形成，其中任何两个侧面(共价键)可以形成2个六元环。根据组合知识，有6组4边(共价键)，62=12。因此，每个碳原子连接12个六元环。六元环中的碳原子采用sp3杂化，这是一种空间六角结构，在同一平面上最多有4个碳原子。答：(1)碳有4个价电子，半径小，很难通过获得或失去电子达到稳定的电子结构。(2)键和键sp CO2、SCN -(或COS等。)(3)分子(4)3 2 12 411.碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物，还能形成多种无机化合物。同时，它可以形成各种元素物质。碳及其化合物被广泛使用。(1)C60分子可以与F2发生加成反应，加成产物为_ _ _ _ _ _。在C60分子的晶体中，在晶胞的顶点和中心有一个C60分子，那么C60晶胞的质量是_ _ _ _ _ _。(2)干冰和冰是两种常见的分子晶体。两种晶体之间的正确比较是_ _ _ _ _ _ (fil水晶空间利用率：干冰冰D.晶体中分子间相互作用的类型是相同的(3)金刚石和石墨是由碳形成的两种常见的简单物质。下面对这两种简单物质的描述是正确的(用字母填写)。A.金刚石中碳原子的杂化类型是sp3杂化，石墨中碳原子的杂化类型是sp2杂化B.晶体中共价键的键长：金刚石中的c-c 石墨中的c-c晶体熔点：金刚石石墨晶体中共价键的d键角：金刚石石墨金刚石和石墨熔点高，所以金刚石和石墨都是原子晶体。(4)金刚石的晶胞结构如下图所示。立方氮化硼结构类似于金刚石。在BN晶体中，B原子周围最近的N原子形成的三维图形是_ _ _ _ _ _，B原子和N原子之间的共价键和配位键的数目比为_ _ _ _ _ _，一个晶胞中N原子的数目为_ _ _ _ _ _。(5)碳可与孔雀石共热，得到金属铜。铜原子的原子结构图是_ _ _ _ _ _。金属铜以面心立方最为密集(晶胞的顶点和面心都含有一个铜原子)，那么铜晶体中铜原子的配位数为_ _ _ _ _ _。分析：(1)C60中每个碳原子的连接方式是，C60中有0.560=30个双键，那么加入F2的产物应该是C60F60；C60是面心立方堆积，那么mNA=41260 g，m=g .(2)冰中有氢键，空间利用率低，密度低，A和C正确。(3)石墨中c-c键的键长小于金刚石中c-c键的键长，所以熔点：石墨金刚石，金刚石中的碳原子是sp3杂化，而石墨中的碳原子是sp2杂化，所以共价键的键角：石墨大于金刚石，石墨属于混合晶体，a是正确的。(4)在BN中，B原子周围最近的N原子形成的三维图案是正四面体。在这四个共价键中，有一个配位键的共价键与配位键数之比为3: 1。在单元电池中，有N: 8 6=4和B: 4。(5)根据铜的积累方式，铜原子的配位数应为12。答：(1)C60F60 g (2)ac (3)a(4)正四面体3: 14(5) 1212.(2020威海市高级三检)碳在生产和生活中起着非常重要的作用，在新物质的制备中也起着举足轻重的作用。(1)在基态原子核外具有与碳相同周期和相同数量的不成对电子的元素是_ _ _ _ _ _(写出该元素的符号)。(2)石墨烯是目前人们制造的一种新材料。这种材料是由单层碳原子平铺成六边形形成的，就像一张纸一样(如图A所示)。石墨烯中碳原子的杂化方式为_ _ _ _ _ _；丙烯在常温下是气态的，而相对分子质量低于丙烯的甲醇在常温下是液态的。这种现象的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(3)二氧化硅的结构类似于金刚石，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中硅和硅的每个化学键之间插入一个氧原子。观察图B中钻石的结构，分析二氧化硅的空间网络结构。在由硅和氧形成的环中，氧原子的最小数目是_ _ _ _ _ _。(4)图C是C60的单位细胞模型(小黑点代表C60分子)，图中C60分子的数量为14。事实上，C60单位细胞包含_ _ _ _ _ _ C60分子。分析：(1)元素C和元素O的基态原子核外的不成对电子数是2。(3)金刚石空间结构中数量最少的环有6个原子，即6元环，总共有6个碳碳键，而二氧化硅中的硅原子相当于金刚石中的碳原子，氧原子在硅和硅键之间，因此二氧化硅中氧原子的数量与金刚石中碳碳键的数量相同。(4)计算单位胞内粒子数的公式=内体1/2，表面1/4，边1/8，顶角。在C60细胞模型中显示的14个C60分子中，8个在细胞的顶角，6个在平面的中心，所以C6数13.随着原子序数的增加，X、Y、Z、G、Q、R和T七个元素的核荷数都小于36。众所周知，1: 2型氢化物分子的X既有键又有键，而且所有原子都是共面的。在Z的L层上有两个不成对的电子；Q原子的S能级和P能级电子是相等的。单质R是制造各种计算机和微电子产品的核心材料。t在周期表的ds区，原子中只有一个不成对的电子。(1)在Y核外有_ _ _ _ _ _种不同运动状态的电子，在T原子中有_ _ _ _ _ _种不同能级的电子。(2)X、Y和Z的第一电离能从小到大的顺序是_ _ _ _ _ _(用元素符号表示)。(3)如果由X、Y和Z形成的离子ZXY-和XZ2是等电子体，则在ZXY-中X原子的杂化轨道类型是_ _ _ _ _ _。(4)Z和R可以形成化合物A1。1摩尔的A含有_摩尔的化学键。a与氢氟酸反应，产物的分子空间构型分别为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(5)氟化物的熔点如下表所示。熔点差异的原因有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .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过量的Y的氢化物水溶液， 反应的离子方程式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(7)简单物质X的晶胞如图所示。一个X单元中有个X原子。如果X晶体的密度为 GCM-3，并且Avon Gadereau常数的值为NA，则晶体中最近的两个X原子之间的距离为_ _ _ _