2019高考化学总复习12物质结构与性质（选学）（42）晶体结构与性质（1）（含解析）新人教版

晶体结构与性质李仕才基础巩固1．下列叙述正确的是()A．分子晶体中的每个分子内一定含有共价键B．原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键C．离子晶体中可能含有共价键D．金属晶体的熔点和沸点都很高解析：本题考查共价键的形成及共价键的主要类型；极性键和非极性键。A.稀有气体是单原子分子，不存在化学键，故A错误；B.共价化合物形成的原子晶体中含有极性键，如二氧化硅等，故B错误；C.离子晶体可以含有共价键，如氢氧化钠、过氧化钠等，共价化合物一定不含离子键，故C正确；D.金属晶体的熔点和沸点有的很高，如钨，有的很低，如钠等，故D错误。答案：C2．下列物质属于离子晶体的是()A．熔点是1070℃，固态不导电，熔融状态能导电，易溶于水B．熔点是10.31℃，液态不导电，水溶液能导电C．熔点3550℃，不溶于水，不导电D．熔点是97.80℃，质软，固态可导电，密度是0.97g·cm－3解析：本题考查离子晶体。A.离子晶体的性质：一般熔点较高，固体不导电，一般易溶于水，其水溶液或熔融态能导电，故A正确，B、C、D错误。答案：A3．如图为二维平面晶体示意图，对a、b晶体示意图所表示的化学式说法正确的是()A．a为A2X3，b为AX3B．a为AX3，b为AX2C．a为AX2，b为AX3D．a为AX3，b为A2X3解析：本题考查分子晶体；金属晶体。a图中每个斜线球周围有6个白色球，而每个白色球为3个斜线球所共有，故斜线球与白色球数目之比＝1∶6×eq\f(1,3)＝1∶2，a的化学式为AX2；b图中每个斜线球周围有6个白色球，而每个白色球为2个斜线球所共有，故斜线球与白色球数目之比＝1∶6×eq\f(1,2)＝1∶3，b的化学式为AX3。答案：C4．下列叙述正确的是()A．固体SiO2一定是晶体B．晶体有固定的组成，非晶体没有固定的组成C．晶体内部的微粒按一定规律呈周期性有序排列D．冰和固体碘晶体中相互作用力相同解析：A．SiO2的存在形态有结晶形和无定形两大类，即SiO2也有非晶体，A项错误；B.纯净物都有固定的组成，纯净物包括晶体和非晶体，B项错误；C.晶体内部的微粒按一定规律呈周期性有序排列，C项正确；D.冰晶体中存在氢键和范德华力，碘晶体中只有范德华力，相互作用力不相同，D项错误。答案：C5．有关晶体的叙述中正确的是()A．在SiO2晶体中，由Si、O构成的最小单元环中共有8个原子B．在60gSiO2晶体中，含Si—O共价键键数为2NAC．干冰晶体熔化只需克服分子间作用力D．金属晶体是由金属原子直接构成的解析：本题考查晶体的结构及性质。A.在二氧化硅晶体中，由Si、O构成的最小单元环是12元环，每个最小环中含有6个硅原子和6个氧原子，故A错误；B.二氧化硅晶体中，每个硅原子含有四个Si—O共价键，所以在60g二氧化硅中，二氧化硅的物质的量是1mol,则含Si—O共价键键数为4mol，故B错误；C.干冰晶体属于分子晶体，熔化只需克服分子间作用力，故C正确；D.金属晶体是由金属原子和自由电子构成的，故D错误。答案：C6．现有四种晶体，其离子排列方式如图所示，其中化学式正确的是()解析：本题考查晶体晶胞的计算。根据均摊法计算，A中B原子8×1/8＝1，A原子位于晶胞的体心，化学式为AB，A项错误；B中F原子4×1/8＝0.5，E原子4×1/8＝0.5，化学式为EF，B项错误；C中Z原子位于顶点，8×1/8＝1，X原子位于体心，Y原子位于面心，6×1/2＝3，则化学式为XY3Z，C项正确；D中A原子8×1/8＋6×1/2＝4，B原子12×1/4＋1＝4，化学式为AB，D项错误。答案：C7．下列说法正确的是()A．分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键B．分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸C．正四面体构型的分子中键与键之间的夹角均为109°28′D．元素的非金属性越强，其单质的活泼性一定越强解析：A．惰性气体组成的分子晶体中只存在分子间作用力，不存在共价键，A项正确；B.1分子能电离出两个H＋的酸才是二元酸，如CH3COOH分子中含有4个H，却是一元酸，B项错误；C.白磷是正四面体构型的分子，键角为60°，C项错误；D.氮元素的非金属性较强，但N2很稳定，D项错误。答案：A8．下列各物质的晶体中，晶体类型相同的是()A．CCl4与H2O B．SiO2和CO2C．NaCl与金刚石 D．MgCl2与Na解析：本题考查晶体的类型。A.CCl4与H2O均是分子晶体，A正确；B.SiO2和CO2分别是原子晶体和分子晶体，B错误；C.NaCl与金刚石分别是离子晶体和原子晶体，C错误；D.MgCl2与Na分别是离子晶体和金属晶体，D错误。答案：A综合提升9．在高压下氮气会聚合生成高聚氮，这种高聚氮晶体中每个氮原子都通过三个单键与其它氮原子结合并向空间发展构成立体网状结构。已知晶体中N－N键键能为160kJ·mol－1，而N≡N的键能为942kJ·mol－1。则下列有关说法不正确的是()A．键能越大说明化学键越牢固，所构成物质越稳定B．高聚氮晶体属于原子晶体C．高聚氮晶体中n(N)∶n(N－N)＝1∶3D．用作炸药可能是高聚氮潜在的应用解析：A．键能越大，破坏化学键消耗的能量越多，则化学键越牢固，所构成物质越稳定，故A正确；B.由信息可知，高聚氮的晶体中每个氮原子都通过三个单键与其它氮原子结合并向空间发展构成立体网状结构，所以高聚氮为原子晶体，故B正确；C.高聚氮的晶体中每个氮原子都通过三个单键与其它氮原子结合，而每个共价键由两个N原子组成，所以n(N)∶n(N－N)＝2∶3，故C错误；D.由高聚氮的结构及制备条件可知高聚氮含有非常高的化学能，可能成为做炸药或高能材料的原料，故D正确。答案：C10．下列各组物质固态时，其晶体类型完全正确的一组是()选项离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体ANH4NO3SO3水晶KBH2SO4硫石墨FeCKOHCH3COOHArCuDBa(OH)2玻璃金刚石Mg解析：本题考查常见物质所属晶体类型。A.NH4NO3的构成微粒是离子，属于离子晶体，SO3的构成微粒是分子，属于分子晶体，水晶是SiO2，构成微粒是原子，所以属于原子晶体，K为金属晶体，故A正确；B.H2SO4的构成微粒是分子，所以H2SO4属于分子晶体，石墨属于混合晶体，故B错误；C.Ar的构成微粒是分子，所以Ar属于分子晶体，故C错误；D.玻璃没有固定的熔沸点，不属于晶体，故D错误。答案：A11．下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断属于CsCl晶体结构的图象是()A．图(1)和图(3) B．图(2)和图(3)C．只有图(1) D．图(1)和图(4)解析：本题考查晶体晶胞的判断。由于在CsCl晶体中，第个Cs＋周围同时吸引着最近的等距离的8个Cl－同样每个Cl－周围同时吸引着最近的等距离的8个Cs＋，图(2)和图(3)晶体中离子的配位数均为8，符合条件，而图(1)和图(4)晶体中微粒配位数均为6，不符合条件，故选B。答案：B12．如图为冰的一种骨架形式，依此为单位向空间延伸，请问该冰中的每个水分子有几个氢键()A．2B．4C．8D．1解析：本题考查含有氢键的物质。由图可知，中心水分子与周围四个水分子形成四个氢键，每个氢键为两个水分子共有，平均到每个水分子含有氢键个数＝4×eq\f(1,2)＝2，故选A。答案：A13．氢气是重要而洁净的能源，要利用氢气作能源，必须安全有效地储存氢气。有报道称某种合金材料有较大的储氢容量，其晶体结构的最小单元如下图所示。则这种合金的化学式为()A．LaNi3 B．LaNi4C．LaNi5 D．LaNi6解析：在晶体结构单元中镍原子分布在上底面和下底面上，另外在六个侧面的面心上以及在六棱柱体内也有六个镍原子，所以镍原子的个数为12×eq\f(1,2)＋6×eq\f(1,2)＋6＝15，镧原子分布在六棱柱的十二个顶点上，以及上下底面的面心上，所以镧原子的个数为：12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＝3，所以化学式为LaNi5，故选C。答案：C14．(2018年江西师范大学附中高三模拟)根据已学物质结构与性质的有关知识，回答下列问题：(1)请写出第三周期元素中p轨道上有3个未成对电子的元素符号：__________，某元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”，其原子的外围电子排布是4s24p4，该元素的名称是__________。(2)根据价层电子对互斥理论推测下列离子或分子的空间立体构型：H3O＋__________，BF3__________。(3)向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续加入氨水，难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液，写出有关化学反应的离子方程式__________、__________。(4)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如上图所示。则体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为__________；若两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同，则体心立方晶胞和面心立方晶胞的密度之比为__________。解析：本题考查晶胞的计算；判断简单分子或离子的构型。(1)3p轨道上有3个未成对电子，该原子是P；原子的外围电子排布是4s24p4，说明该原子中各个轨道都充满电子，该原子核外电子数是34，所以是硒元素；(2)根据VSEPR模型得，H3O＋的价层电子对＝3＋(6－1－3×1)/2＝4，有1个孤电子对，所以是三角锥形；BF3的价层电子对＝3＋(3－1×3)/2＝3，无孤电子对，所以是正三角形；(3)向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物氢氧化铜，继续加入氨水，难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液[Cu(NH3)4]2＋，有关反应的离子方程式为Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)、Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－；(4)体心立方晶胞中铁原子个数＝1＋8×1/8＝2；面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数＝6×1/2＋8×1/8＝4，所以体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比1∶2；设体心立方晶胞的棱长为x，铁原子的直径为A，则3x2＝(2A)2，解得x＝eq\f(2\r(3)A,3)；铁原子直径＝A，所以其晶胞体积＝R3，面心立方晶胞的对角线为2A，则其边长＝eq\r(2)A，其晶胞体积＝2eq\r(2)A3，体心立方的密度与面心立方的密度之比＝eq\f(2,\f(2\r(3)A,3)3)∶eq\f(4,2\r(2)A3)＝3eq\r(6)∶8。答案：(1)P硒(2)三角锥形正三角形(3)Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－(4)1∶23eq\r(6)∶815．(2018年辽宁省重点高中协作体模拟)据媒体报道，佐治亚大学的科研人员制备了一种以氧化铁为核，以二氧化钛为壳的核－壳纳米结构催化剂，该催化剂可以更高效地把太阳能转变为化学能，为未来清洁、可再生能源的发展提供了新的研究方向。制备金属钛的一种流程如下：[钙钛矿]eq\o(→,\s\up12(硫酸),\s\do12(过滤))[硫酸氧钛溶液]eq\o(→,\s\up12(水/△),\s\do12(过滤))[H2TiO3]eq\o(→,\s\up12(焙烧))[TiO2]eq\o(→,\s\up12(C、Cl2),\s\do12(高温))[TiCl4]eq\o(→,\s\up12(Mg/Ar),\s\do12(高温))[Ti](1)基态钛原子的价电子排布图为__________，其原子核外共有__________种运动状态不相同的电子，金属钛的晶胞结构如图1所示，其堆积方式为__________堆积。(2)根据价层电子对互斥理论，价层电子对之间的斥力大小有如下顺序：l­l＞l­b＞b­b(l为孤对电子对，b为键合电子对)，则H2O中的H—O—H键角__________(填字母)。A．180°B．接近120°，但小于120°C．接近120°，但大于120°D．接近109°28′，但小于109°28′(3)已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为－25℃，沸点为136℃，则TiCl4为__________晶体。(4)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图2，化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是_____________．化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为__________。(5)钙钛矿晶体的结构如图3所示。钛离子位于立方晶胞的顶角，被__________个氧离子包围；钙离子位于立方晶胞的体心，被__________个氧离子包围成配位八面体，钙钛矿晶体的化学式为__________。若该晶胞的边长为apm，则钙钛矿晶体的密度为__________g·cm－3(只要求列算式，不必计算出数值)。解析：钙钛矿(主要成分为CaTiO3，可表示为CaO·TiO2)加入硫酸溶解过滤得到滤液硫酸氧钛溶液[TiOSO4]，加热促进Ti4＋水解生成H2TiO3，过滤并煅烧得到TiO2，TiO2和C、Cl2在高温条件下生成TiCl4和CO，TiCl4在稀有气体的环境中高温条件