高考化学一轮复习 第十二章 物质结构与性质 第40讲 晶体结构与性质知能演练轻松闯关-人教版高三化学试题

第40讲晶体结构与性质1．下列有关晶体的说法中正确的是()A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B．原子晶体中共价键越强，熔点越高C．冰融化时水分子中共价键发生断裂D．氯化钠熔化时离子键未被破坏[导学号32390493]解析：选B。晶体中分子间作用力越大，其熔、沸点越高；分子内化学键的键能越大，分子越稳定，A错；原子晶体中共价键越强，其熔点越高，B正确；冰融化时分子间作用力受到破坏，水分子中共价键未发生断裂，C错；氯化钠晶体熔化时离子键被破坏，D错。2．下列关于晶体的说法中，一定正确的是()CaTiO3的晶体结构模型A．分子晶体中都存在共价键B．如上图，CaTiO3晶体中每个Ti4＋和12个O2－相紧邻C．SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高[导学号32390494]解析：选B。稀有气体为单原子分子，晶体中不存在共价键。据图可知CaTiO3晶体中，Ti4＋位于晶胞的顶角，O2－位于晶胞的面心，故Ti4＋的O2－配位数为12。SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合。汞常温下为液态，其熔点比一般分子晶体还低。3．(2016·河南洛阳高三诊断)下表所列物质晶体的类型全部正确的一组是()原子晶体离子晶体分子晶体A氮化硅磷酸单质硫B单晶硅氯化铝白磷C金刚石烧碱冰D铁尿素冰醋酸[导学号32390495]解析：选C。A项，磷酸属于分子晶体；B项，氯化铝属于分子晶体；D项，铁属于金属晶体，尿素属于分子晶体。4．下列各项所述的数字不是6的是()A．在NaCl晶体中，与一个Na＋最近的且距离相等的Cl－的个数B．在金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数C．在二氧化硅晶体中，最小的环上的原子个数D．在石墨晶体的片层结构中，最小的环上的碳原子个数[导学号32390496]解析：选C。在二氧化硅晶体中，最小的环上有6个硅原子、6个氧原子，共12个原子。5．最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，它的化学式是()A．Ti14C13 B．Ti4C．TiC D．Ti14C[导学号32390497]解析：选A。该图表示的不是晶胞，而是一个分子，求分子式时直接数出各原子的个数。6．干冰和二氧化硅晶体是同属ⅣA族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点差别很大的原因是()A．二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量B．C—O键键能比Si—O键键能小C．干冰为分子晶体，二氧化硅为原子晶体D．干冰易升华，二氧化硅不能[导学号32390498]解析：选C。干冰和SiO2所属晶体类型不同，干冰为分子晶体，熔化时破坏分子间作用力；SiO2为原子晶体，熔化时破坏化学键，所以SiO2的熔点较高。7．(2016·内蒙古赤峰模拟)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．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、④12D．空间利用率的大小关系为①<②<③<④[导学号32390499]解析：选B。本题考查金属晶体的堆积方式。准确理解并记忆金属晶体的四种常见堆积方式是解答本题的关键。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×eq\f(1,8)＝1，②8×eq\f(1,8)＋1＝2，③8×eq\f(1,8)＋1＝2，④8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，B项正确；晶胞③中原子的配位数应为12，C项错误；四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%，④＝③>②>①，D项错误。8．(2016·江苏盐城模拟)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()A．BaTi8O12 B．BaTi4O5C．BaTi2O4 D．BaTiO3[导学号32390500]解析：选D。本题结合识图考查晶体的晶胞结构知识及空间想象能力。解题关键：由一个晶胞想象出在整个晶体中，每个原子为几个晶胞共用。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eq\f(1,8)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eq\f(1,4)属于该晶胞。则晶体中Ba2＋、Ti4＋、O2－的个数比为1∶(8×eq\f(1,8))∶(12×eq\f(1,4))＝1∶1∶3。9．(2016·四川广安质检)下面的排序不正确的是()A．晶体熔点的高低：对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛B．硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅C．熔点由高到低：Na>Mg>AlD．晶格能由大到小：NaF>NaCl>NaBr>NaI[导学号32390501]解析：选C。A项形成分子间氢键的物质的熔、沸点要大于形成分子内氢键的物质，正确；B项均为原子晶体，原子半径越小，键长越短共价键越牢固，硬度越大，键长有：C—C<C—Si<Si—Si，故硬度相反，正确；C项均为金属晶体，熔点大小取决于原子半径大小以及阳离子所带电荷数，其规律是离子半径越小，所带电荷数越多，熔点越高，则熔点Al>Mg>Na，不正确；D项晶格能越大，则离子键越强，离子所带电荷相同时离子键的强弱与离子半径有关，半径越小，则离子键越强，正确。10．(2016·山东烟台四校联考)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。[导学号32390502]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C—C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C—C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8×1/8＋6×1/2＝4(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)411．不锈钢是由铁、铬、镍、碳及众多不同元素所组成的合金，铁是主要成分元素，铬是第一主要的合金元素。其中铬的含量不能低于11%，不然就不能生成致密氧化膜CrO3以防止腐蚀。(1)基态碳(C)原子的电子排布图为________________________________________________________________________。(2)[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O中Cr的配位数为____________。(3)与铜属于同一周期，且未成对价电子数最多的元素基态原子外围电子排布式为________________________________________________________________________。(4)Fe的一种晶胞结构如甲、乙所示，若按甲中虚线方向切乙得到的A～D图中正确的是________。(5)据报道，只含镁、镍和碳三种元素的晶体具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该晶体的晶胞结构如图所示，试写出该晶体的化学式：______________。晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有________个。(6)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·mol－1)，回答下列问题：元素代号I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900T元素最可能是________区元素。若T为第二周期元素，F是第三周期元素中原子半径最小的元素，则T、F形成的化合物的立体构型为________，其中心原子的杂化方式为________。[导学号32390503]解析：(1)基态碳(C)原子的电子排布图为。(2)[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O中Cr的配位数为6。(3)与铜属于同一周期的元素中，当基态原子外围电子的3d轨道、4s轨道均为半充满状态时未成对价电子数最多，故该元素原子的外围电子排布式为3d54s1。(6)若T为第二周期元素，F是第三周期元素中原子半径最小的元素，则T为B、F为Cl，则T、F形成化合物的立体构型为平面正三角形，其中心原子的杂化方式为sp2。答案：(1)(2)6(3)3d54s1(4)A(5)MgNi3C(6)p平面正三角形sp212．下图为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Ⅰ所示的CaF2晶体中与Ca2＋最近且等距离的F－的个数为________。(2)图Ⅱ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)由图Ⅲ所示的铜原子的堆积模型可知，每个铜原子与其相邻的铜原子数为________。(4)三种晶体中熔点最低的是________，其晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为________。[导学号32390504]答案：(1)8(2)O1∶6(3)12(4)H3BO3分子间作用力13．(2016·湖南长沙联考)下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。(1)请写出元素c的基态原子电子排布式：____________________。(2)b元素的氧化物中b与氧元素之间的共价键类型是______________，其中b原子的杂化方式是________。(3)a单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。若已知a的原子半径为d，NA代表阿伏加德罗常数，a的相对原子质量为Mr，则一个晶胞中a原子的数目为________，该晶体的密度为______________(用字母表示)。[导学号32390505]解析：(1)根据洪特规则的特例，d轨道半充满时更稳定，故Cr原子电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2。(2)SiO2硅氧之间