晶体的结构与性质专项训练单元-易错题检测试题

晶体的结构与性质专项训练单元易错题检测试题一、晶体的结构与性质1．GaAs晶体的熔点很高，硬度很大，密度为ρg•cm－3，Ga和As的摩尔质量分别为MGag•mol－1和MAsg•mol－1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA，其晶胞结构如图所示，下列说法错误的是A．该晶体为共价晶体B．该晶体中Ga和As均无孤对电子，Ga和As的配位数均为4C．原子的体积占晶胞体积的百分率为D．所有原子均满足8电子稳定结构2．氮化铝（AlN）具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性能，被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域，其结构类似于金刚石。一定条件下，氮化铝可通过反应Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO合成，下述正确的是A．氮化铝晶体属于分子晶体B．由于AlN相对分子质量比立方BN大，所以熔沸点AlN比BN高C．AlN中原子Al杂化方式为sp2，N杂化方式为sp3D．氮化铝晶体中含有配位键3．下列关于氯化钠晶胞（如图）的说法正确的是（）A．每个晶胞含有6个Na+和6个Cl-B．晶体中每个Na+周围有8个Cl-，每个Cl-周围有8个Na+C．晶体中与每个Na+最近的Na+有8个D．将晶胞沿体对角线AB作投影，CD两原子的投影将相互重合4．对下列图形解释的说法错误的是（）A．晶体金红石的晶胞如图1所示，推知化学式为TiO2（注：氧原子分别位于晶胞的上下底面和内部）B．配合物（如图2）分子中含有分子内氢键C．某手性分子如图3：可通过酯化反应让其失去手性D．可以表示氯化钠晶体，是氯化钠的晶胞5．下列性质中，能充分说明某晶体一定是离子晶体的是A．具有较高的熔点，硬度大 B．固态不导电，水溶液能导电C．晶体中存在金属阳离子，熔点较高 D．固态不导电，熔融状态能导电6．下列各组物质发生的变化中，所克服的粒子间的作用（力）属同种类型的是（）A．酒精和食盐溶于水B．石英（SiO2）和生石灰的熔化C．氯化钠固体和冰的融化D．碘和干冰的升华7．根据下列叙述，推测可能属于金属晶体的是（）A．由分子间作用力结合而成，熔点很低B．固体或熔融状态下易导电，熔点在1000℃左右C．由共价键结合成空间网状结构，熔点很高D．固体不导电，熔融状态下亦不导电，但溶于水后能导电8．KO2的晶体结构和NaCl相似，KO2可以看作是Na+的位置用K+代替，Cl-的位置用O2-代替，则关于KO2晶体结构的描述正确的是（）A．如图一个超氧化钾小晶胞中含有4个KO2B．和K+距离相同且最近的O2-构成的多面体是正六面体C．和K+距离相同且最近的K+有8个D．和K+距离相同且最近的O2-共有8个9．下列说法不正确的是A．有化学键断裂的过程不一定是化学过程B．NH4Cl和Na2SO4晶体中含有的化学键类型相同C．H2O比H2S更稳定，是因为氧的非金属性更强D．离子晶体中一定含有离子键，分子晶体中一定含有共价键10．氮、磷、硼、砷的化合物用途非常广泛。根据所学知识回答下列问题：(1)如图所示，每条折线表示周期表ⅣA-ⅦA中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a、b、c、d、e对应元素电负性最大的是__（用元素符号表示），e点代表的第三周期某元素的基态原子核外电子占据的最高能层符号为__，该能层具有的原子轨道数为__。(2)已知反应：(CH3)3C-F+SbF5→(CH3)3CSbF6，该反应可生成(CH3)3C+，该离子中碳原子杂化方式有__。(3)一种新型储氢化合物氨硼烷是乙烷的等电子体，且加热氨硼烷会慢慢释放氢气，推断氨硼烷的结构式为__（若含有配位键，要求用箭头表示）。(4)PCl5是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148℃液化，形成一种能导电的熔体，测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子，熔体中P－Cl的键长只有198nm和206nm两种，这两种离子的化学式为__；正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角原因为___。(5)砷化硼为立方晶系晶体，该晶胞中原子的分数坐标为：B：（0，0，0）；（，，0）；（，0，）；（0，，）As：(，，)；(，，)；(，，)；(，，)①请在图中画出砷化硼晶胞的俯视图__。②与砷原子紧邻的硼原子有__个，与每个硼原子紧邻的硼原子有__个。11．海水是资源宝库，蕴藏着丰富的化学元素，如氯、溴、碘等。完成下列填空：（1）氯离子原子核外有_____种不同运动状态的电子、有____种不同能量的电子。（2）溴在周期表中的位置_________。（3）卤素单质及其化合物在许多性质上都存在递变规律，请说明下列递变规律的原因。①熔点按F2、Cl2、Br2、I2的顺序依次升高，原因是______________。②还原性按Cl—、Br—、I—的顺序依次增大，原因是____________。（4）已知X2（g）+H2（g）2HX（g）+Q（X2表示Cl2、Br2），如图表示上述反应的平衡常数K与温度T的关系。①Q表示X2（g）与H2（g）反应的反应热，Q_____0（填“>”、“<”或“=”）。②写出曲线b表示的平衡常数K的表达式，K=______（表达式中写物质的化学式）。（5）（CN）2是一种与Cl2性质相似的气体，在（CN）2中C显+3价，N显-3价，氮元素显负价的原因_________，该分子中每个原子都达到了8电子稳定结构，写出（CN）2的电子式_____。12．Ⅰ下图为几种晶体或晶胞的示意图：请回答下列问题：（1）上述晶体中，粒子之间仅以共价键结合形成的晶体是____________。（2）冰、金刚石、、、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为_________________。（3）晶胞与晶胞相同，晶体的晶格能______（填“大于”或“小于”）晶体，原因是_________________。（4）晶体中的配位数为____________。（5）冰的熔点远高于干冰，除是极性分子、是非极性分子外，还有一个重要的原因是__________________。Ⅱ（1）原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，金属钾是体心立方晶系，其构型如图。其中原子坐标参数、，则原子的坐标参数为________________。（2）钾晶体的晶胞参数为。假定金属钾原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切，则钾原子的半径为_____，晶体钾的密度计算式是_____。【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、晶体的结构与性质1．C【解析】【分析】【详解】A.GaAs晶体的熔点很高，硬度很大，为空间立体网状结构，属于共价晶体，故A正确；B.由晶胞结构可知，Ga的配位数为4，晶胞中Ga原子数目为4，As原子数目为，晶胞中As、Ga原子数目之比为1：1，故As配位数也是4，Ga与周围4个As原子形成正四面体结构，As与周围4个Ga原子也形成正四面体结构，原子均形成4个键，Ga原子价电子数为3，与As形成4个共价键，说明As原子提供1对孤电子对给Ga形成配位键，As原子最外层5个电子全部成键，均没有孤对电子，故B正确；C.晶胞中原子总体积为，晶胞质量为，晶胞的体积为，原子的体积占晶胞体积的百分率为；故C错误；D.每个As、Ga原子都形成4个共价键，均没有孤对电子，所有原子均满足8电子稳定结构，故D正确；故答案选：C。2．D【解析】【分析】【详解】A．氮化铝（）结构类似于金刚石，金刚石为原子晶体，则氮化铝（）也为原子晶体，不是分子晶体，故A错误；B．熔沸点与原子间的共价键的键能有关，原子半径越小，键能越大，熔沸点越高，所以熔沸点比要低，故B错误；C．结构与金刚石结构类似，金刚石中的碳为杂化，则原子和原子也为杂化，故C错误；D．结构与金刚石结构类似，金刚石中的碳形成个共价键；原子最外层只有个电子，可以提供空轨道，原子提供孤对电子而形成配位键，故D正确；故选D。【点睛】氮化铝晶体与金刚石类似，均是正四面体结构，每个铝原子与4个氮原子相连，是由原子构成的原子晶体。3．D【解析】【分析】【详解】A．每个晶胞含有8×+6×=4个Na+，12×+1=4个Cl-，故A错误；B．晶体中每个Na+周围有上下左右前后6个Cl-，同理每个Cl-周围有6个Na+，故B错误；C．NaCl晶体为立方面心，与每个Na+距离相等且最近的Na+可看作顶点和面心位置，个数为3××8=12，故C错误；D．将晶胞分成8个小正方体，CD为右上方小正方体的体对角线，与AB平行，若作投影，则相互重合，故D正确；故选D。【点睛】难点D，注意理解题目的含义，沿体对角线AB作投影。4．D【解析】【分析】【详解】A.晶体金红石的晶胞如图1所示，Ti为8×+1=2，O为4×+2=4，推知化学式为TiO2（注：氧原子分别位于晶胞的上下底面和内部），故A正确；B.配合物（如图2）分子中含有分子内氢键，故B正确；C.某手性分子可通过酯化反应让其失去手性，由变成，故C正确；D.不可以表示氯化钠晶体，是氯化钠的晶胞的，故D错误；故选D。5．D【解析】【分析】【详解】A．具有较高的熔点，硬度大，该晶体可能是原子晶体，A不合题意；B．固态不导电，水溶液能导电，该晶体可能是分子晶体，B不合题意；C．晶体中存在金属阳离子，熔点较高，该晶体可能是金属晶体，C不合题意；D．固态不导电，熔融状态能导电，该晶体只能为离子晶体，D符合题意；故选D。6．D【解析】【分析】【详解】A．酒精和食盐溶于水，前者克服的是分子间的作用力(包括氢键)，后者克服的是离子键，A不合题意；B．石英（SiO2）熔化时，需克服共价键，生石灰熔化时，需克服离子键，B不合题意；C．氯化钠固体熔化时，需克服离子键，冰融化时，需克服分子间的作用力(含氢键)，C不合题意；D．碘和干冰都属于分子晶体，升华时都需克服分子间的作用力，D符合题意；故选D。7．B【解析】【分析】【详解】A．由分子间作用力结合而成，熔点很低，为分子晶体，A错误；B．固体或熔融后易导电，不是很高，排除石墨等固体，应为金属晶体，B正确；C．由共价键结合成网状晶体，熔点很高，为原子晶体，C错误；D．固体不导电，熔融状态下亦不导电，但溶于水后能导电，应为分子晶体，D错误；故合理选项是B。8．A【解析】【分析】根据题意及观察晶体结构可知，一个超氧化钾小晶胞是一个立方体，每个离子周围有6个离它最近的异号离子；K+占据晶胞的8个顶点和6个面心，每个晶胞占有K+数为：8×+6×=4；O2-占据晶胞的12条棱心和体心，每个晶胞占有O2-数为：12×+1=4。可在此基础上对各选项作出判断。【详解】A.根据分析，图中一个超氧化钾小晶胞中含有4个K+和4个O2-，所以一个超氧化钾小晶胞中含有4个KO2，A选项正确；B.和K+距离相同且最近的O2-有6个：上、下、左、右、前、后各1个，构成的多面体是正八面体，B选项错误；C.根据晶胞的含义，观察晶胞结构可知，K+距离相同且最近的K+有12个，C选项错误；D.由B选项可知，和K+距离相同且最近的O2-共有6个，D选项错误；答案选A。9．D【解析】【分析】【详解】A．化学反应一定有旧键的断裂和新键的形成，有化学键断裂过程中，不一定发生了化学变化，如氯化氢溶于水，只破坏共价键，没有形成化学键，故A正确；B．NH4Cl中铵根离子与氯离子之间存在离子键，N与H之间存在共价键，Na2SO4晶体钠离子与硫酸根离子之间存在离子键，O与S之间存在共价键，所以二者中均含有共价键和离子键，化学键类型相同，故B正确；C．元素的非金属性越强，其氢化物越稳定，非金属性：O＞S，所以H2O比H2S更稳定，故C正确；D．单原子分子中没有化学键，如稀有气体为单原子分子，则形成的晶体中没有共价键，离子晶体中一定含有离子键，故D错误；故选D。10．FM9sp3、sp2PCl4+、PCl6-两者磷原子均采取sp3杂化，PCl3分子中P原子有一对孤电子对，孤电子和对成键电子对斥力更大，PCl4+中P没有孤电子对，正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角412【解析】【分析】(1)从图中可以看出，a、b、c、d都是第二周期元素的氢化物的沸点，由于NH3、H2O、HF分子间都能形成氢键，使它们的沸点升高，只有CH4分子间不能形成氢键，所以沸点最低，从而得出d为CH4的沸点，e为SiH4的沸点。在形成氢化物的分子中，HF形成氢键的能量最大，沸点最高。(2)(CH3)3C+离子中，CH3-价电子对数为4，与3个-CH3相连的C，价电子对数为3，由此可确定碳原子杂化方式。(3)氨硼烷是乙烷的等电子体，则氨硼烷的结构简式为H2NBH2，由此可推出其结构式。(4)PCl5晶体中，正四面体形阳离子应为AB4+型，正八面体形阴离子应为AB6-型，由此可得出两种离子的化学式；正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角，其原因可从孤电子对的排斥作用进行分析。(5)从砷化硼晶体中原子的分数坐标可以看出，B原子在立方体的顶点和面心：As原子在晶胞中的八个小立方体的体心。①砷化硼晶胞的俯视图中，B原子位于正方形的中心、顶点和棱心，4个As原子位于对角线上，且离顶点四分之一处。②与砷原子紧邻的硼原子位于小立体的体心，砷原子位于小立方体的顶点；与每个硼原子(设此硼原子在立方体的顶点)紧邻的硼原子在相交于此顶点的三个面心。【详解】(1)由以上分析可知，d为CH4的沸点，e为SiH4的沸点。在形成氢化物的分子中，HF形成氢键的能量最大，沸点最高。从而得出a、b、c、d、e对应元素电负性最大的是F，在Si的基态原子中，核外电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道(包括3s、3p、3d所具有的轨道)数共为9。答案为：F；M；9；(2)(CH3)3C+离子中，CH3-价电子对数为4，与3个-CH3相连的C，价电子对数为3，由此可确定碳原子杂化方式分别为sp3、sp2。答案为：sp3、sp2；(3)氨硼烷是乙烷的等电子体，则氨硼烷的结构简式为H2NBH2，由此可推出其结构式为。答案为：；(4)PCl5晶体中，正四面体形阳离子应为AB4+型，正八面体形阴离子应为AB6-型，由此可得出两种离子的化学式分别为PCl4+、PCl6-；正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角，其原因是：两者磷原子均采取sp3杂化，PCl3分子中P原子有一对孤电子对，孤电子和对成键电子对斥力更大，PCl4+中P没有孤电子对，正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角。答案为：PCl4+、PCl6-；两者磷原子均采取sp3杂化，PCl3分子中P原子有一对孤电子对，孤电子和对成键电子对斥力更大，PCl4+中P没有孤电子对，正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角；(5)从砷化硼晶体中原子的分数坐标可以看出，B原子在立方体的顶点和面心：As原子在晶胞中的八个小立方体的体心。①砷化硼晶胞的俯视图中，B原子位于正方形的中心、顶点和棱心，4个As原子位于对角线上，且离顶点四分之一处。则砷化硼晶胞的俯视图为。答案为：；②与砷原子紧邻的硼原子位于小立体的体心，砷原子位于小立方体的顶点，则与砷原子紧邻的硼原子有4个；与每个硼原子(设此硼原子在立方体的顶点)紧邻的硼原子在相交于此顶点的三个面心，则与每个硼原子紧邻的硼原子有12个。答案为：4；12。【点睛】在计算与硼原子距离最近且相等的硼原子时，我们可设定便于观察其周围硼原子所在位置的一个硼原子，即在晶胞右上角的硼原子，它属于8个晶胞。在每个晶胞中，与它距离最近且相等的硼原子分别位于相交的三个面的面心，每个面属于两个晶胞，则与每个硼原子紧邻的硼原子有=12个。11．5第四周期、ⅦA（都对得1分）F2、Cl2、Br2、I2都是分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强。从Cl-、Br-、I-半径依次增大，失电子的能力依次增强，还原性依次增大>K=氮原子半径小于碳原子，氮原子吸引电子的能力比碳原子强，氮和碳之间共用电子对偏向氮原子，氮显负价【解析】【详解】氯离子原子核外有18个电子，为不同的运动状态，处于5种不同的轨道，故答案为：18；5；溴与氯在同一主族，核电荷数为35，在周期表中第四周期、ⅦA，故答案为：第四周期、ⅦA；、、、的相对分子质量逐渐增大，且都属于分子晶体，单质的相对分子质量越大，则熔点越高，故答案为：、、、都是分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强；元素的非金属性越强，对应的阴离子的还原性越强，非金属性，、、半径依次增大，失电子的能力依次增强，还原性依次增大，故答案为：从、、半径依次增大，失电子的能力依次增强，还原性依次增大；由图象可知，升高温度平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，，故答案为：；同一温度时，a曲线的K值最大，说明卤素单质与氢气化合的能力最强，Cl2、Br2中Cl2的氧化性最强，所以最易与氢气化合的是氯气，所以b曲线表示Br2与H2反应时K与t的关系．平衡常数等于生成物与反应物的浓度幂