高二化学-晶体的结构与性质专项训练知识点总结及答案

高二化学晶体的结构与性质专项训练知识点总结及答案一、晶体的结构与性质1．据《GreenChemistry》报道：我国学者发明了低压高效电催化还原CO2的新方法，其总反应为：NaC1+CO2CO+NaC1O。下列说法正确的是（）A．CO2的电子式：B．NaC1属于离子晶体，其配位数为8C．NaC1O中既有离子键又有共价键D．还原22.4LCO2转移的电子数2NA2．下列对物质性质的描述中属于离子晶体的是（）A．熔点是1070℃，易溶于水，水溶液能导电B．熔点是10.31℃，液态不导电，水溶液能导电C．熔点3550℃，硬度大，不导电D．熔点是97.80℃，质软、导电，密度是0.97g/cm33．下列有关晶体的说法中正确的是A．原子晶体中只存在非极性共价键B．稀有气体形成的晶体属于原子晶体C．在晶体中有阳离子的同时不一定有阴离子D．非金属氧化物固态时都属于分子晶体4．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5．下列晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是A．SO2与SiO2 B．CO2与H2O C．金刚石与C60 D．SiCl4与KCl6．下列说法不正确的是A．2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等B．金属离子的电荷越多、半径越小，金属晶体的熔点越高C．石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏D．DNA分子的两条长链中的碱基以氢键互补配对形成双螺旋结构，使遗传信息得以精准复制7．晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300mm、重达81kg的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列叙述正确的是（）A．形成晶体硅的速率越快越好B．晶体硅有固定的熔沸点，研碎后就变成了非晶体C．可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关8．图甲和图乙表示的是元素的某种性质随原子序数的变化。下列说法正确的是()A．图甲可能表示的是元素原子的第一电离能随原子序数的变化关系 B．图甲可能表示的是元素单质的熔点随原子序数的变化关系C．图乙可能表示的是元素原子的半径随原子序数的变化关系 D．图乙不可能表示同族元素的电负性随原子序数的变化关系9．下列对一些实验事实的理论解释正确的是（）选项实验事实理论解释A碘单质在CCl4中溶解度比在水中大CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子BCO2为直线形分子CO2分子中C═O是极性键C金刚石的熔点低于石墨金刚石是分子晶体，石墨是共价晶体DHF的沸点高于HClHF的相对分子质量小于HClA．A B．B C．C D．D10．GaN是制造5G芯片的材料，氮化镓铝和氮化铝LED可发出紫外光。回答下列问题：(1)基态As原子核外电子排布式为[Ar]____________；下列状态的铝元素中，电离最外层的一个电子所需能量最小的是______________(填标号)。A．B．C．D．(2)8—羟基喹啉合铝（分子式C27H18AlN3O3）用于发光材料及电子传输材料，可由LiAlH4与8—羟基喹啉)合成。LiAlH4中阴离子的空间构型为______________；8—羟基喹啉合铝中所含元素电负性最大的是______________（填元素符号，下同），第一电离能最大的是__________（填元素符号），N原子的杂化方式为_____________。(3)已知下列化合物的熔点：化合物AlF3GaF3AlCl3熔点/℃10401000194①表格中卤化物的熔点产生差异的原因是_______________________________________________。②熔融AlCl3时可生成具有挥发性的二聚体Al2Cl6分子，分子中每个原子最外层均达到8电子，二聚体Al2Cl6的结构式为______________________________；其中Al的配位数为_________。11．原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据所学物质结构知识，请回答下列问题：(1)苏丹红颜色鲜艳、价格低廉，常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂，严重危害人们健康。苏丹红常见有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4种类型，苏丹红Ⅰ的分子结构如图所示：苏丹红Ⅰ在水中的溶解度很小，微溶于乙醇，有人把羟基取代在对位形成如图所示的结构：则其在水中的溶解度会_____(填“增大”或“减小”)，原因是_____。(2)已知Ti3+可形成配位数为6，颜色不同的两种配合物晶体，一种为紫色，另一种为绿色。两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液；b.分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液得到的白色沉淀质量为原紫色晶体的水溶液得到的沉淀质量的2/3。则绿色晶体配合物的化学式为_______，由Cl-所形成的化学键类型是_______。(3)如图中A、B、C、D四条曲线分别表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的氢化物的沸点，其中表示ⅦA族元素氢化物沸点的曲线是_____；表示ⅣA族元素氢化物沸点的曲线是_____；同一族中第3、4、5周期元素的氢化物沸点依次升高，其原因是__________；A、B、C曲线中第二周期元素的氢化物的沸点显著高于第三周期元素的氢化物的沸点，其原因是_______________。12．氯化汞（HgCl2）可用于木材和解剖标本的保存、皮革鞣制和钢铁镂蚀，是分析化学的重要试剂，还可做消毒剂和防腐剂。HgCl2在水中稍有水解：HgCl2+H2OHg(OH)Cl+HCl(1)为了抑制上述反应中HgCl2的水解，可以采取的措施是_________。（选填编号）a．加水稀释b．增加HCl的浓度c．及时移走产物d．降温(2)HgCl2与稀氨水反应则生成难溶解的氨基氯化汞，化学方程式为HgCl2+2NH3→Hg(NH2)Cl↓+NH4Cl,上述反应的短周期元素中，非金属性最强元素原子的最外层轨道排布式为__________，该原子核外电子云有_________种不同的伸展方向。(3)已知PCl3与NH3分子结构相似，PCl3的电子式是_______________；PCl3与NH3的沸点比较，______高，其原因是_______________________。(4)氮的一种氢化物HN3可用于有机合成，其酸性与醋酸相似，若HN3与氨水混合，此反应的化学方程式是_______________________。(5)若将0.4mol/LNH4Cl与0.2mol/LNaOH溶液等体积混合后，PH=10，下列关系正确的是（______）A．c(NH4+)＞c(OH-)＞c(Na+)＞c(NH3•H2O)＞c(H+)B．c(NH4+)＞c(Na+)＞c(OH-)＞c(NH3•H2O)＞c(H+)C．c(NH4+)＞c(Na+)＞c(OH-)＞c(H+)＞c(NH3•H2O)D．c(NH4+)＞c(Na+)＞c(NH3•H2O)＞c(OH-)＞c(H+)【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.二氧化碳是共价化合物，含有两个碳氧双键，电子式为，故A错误；B.NaCl属于离子晶体，其阴阳离子配位数是6，故B错误；C.NaC1O中是离子化合物，既含有离子键又含有共价键，故C正确；D.缺标准状况，无法计算22.4L二氧化碳的物质的量，不能计算转移的电子数，故D错误；故选C。2．A【解析】【分析】【详解】A.熔点是1070℃，易溶于水，水溶液能导电，属于离子晶体的物理性质，A正确；B.熔点是10.31℃，液态不导电，水溶液能导电，属于分子晶体的物理性质，B错误；C.不溶于水，熔点3550℃，不导电，属于原子晶体的物理性质，C错误；D.熔点是97.80℃，质软、导电，密度是0.97g•cm-3，属于金属晶体的物理性质，D错误；故合理选项是A。3．C【解析】【分析】【详解】A.原子晶体中存在非极性共价键，也存在极性共价键，例如属于原子晶体，分子中含有的是极性共价键，故A错误；B.稀有气体形成的晶体属于分子晶体，故B错误；C.在晶体中有阳离子的同时不一定有阴离子，例如金属晶体中含有的是金属阳离子和自由移动的电子，故C正确；D.非金属氧化物固态时不都属于分子晶体，例如属于原子晶体，故D错误；故答案选C。4．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。5．B【解析】【分析】【详解】A．SO2属于分子晶体，为原子晶体，晶体类型不同，化学键类型均为极性共价键，故A错误；B．和均属于分子晶体，化学键类型均为极性共价键，化学键种类相同，晶体类型也相同，故B正确；C．金刚石属于原子晶体，属于分子晶体，晶体类型不同，化学键类型均为非极性共价键，故C错误；D．属于分子晶体，属于离子晶体，晶体类型不同，化学键类型分别为极性共价键，离子键，化学键种类不相同，晶体类型也不相同，故D错误；故答案选B。【点睛】含有离子键的一定为离子晶体，但含有共价键的可能为原子晶体或分子晶体。不能通过化学键类型简单的判断化合物的晶体类型。6．A【解析】【分析】【详解】A．2p和3p轨道形状均为哑铃形，但是原子轨道离原子核越远，能量越高，2p轨道能量低于3p，A选项错误；B．金属离子的电荷数越多，半径越小，则金属离子与自由电子之间的金属键越强，其金属晶体的硬度越大，熔沸点越高，B选项正确；C．石墨属于层状结构晶体，每层石墨原子间为共价键，层与层之间为分子间作用力，金刚石只含有共价键，因而石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏，C选项正确；D．DNA分子的两条长链中的碱基以氢键互补配对形成双螺旋结构，DNA复制时，在有关酶的作用下，两条链的配对碱基之间的氢键断裂，碱基暴露出来，形成了两条模板链，以半保留的方式进行复制，使遗传信息得以精准复制，D选项正确；答案选A。7．C【解析】【分析】【详解】A．晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，但并不是说结晶速率越快越好，速率太快可能导致晶体质量下降，故A错误；B．晶体硅有固定的熔点，研碎后仍为原子晶体，故B错误；C．晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，x射线衍射可以看到微观结构，所以区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行x-射线衍射实验，故C正确；D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，形成的晶体有各向异性，故D错误；故答案为C。8．A【解析】【分析】【详解】A．同周期元素第一电离能从左到右逐渐增大，其中ⅡA、ⅢA族元素的第一电离能大于相邻主族元素，与图象基本符合，故A正确；B．同周期元素中，例如第三周期元素：Si是原子晶体，P、S是分子晶体中的固态非金属单质，Cl2是分子晶体中的气态非金属单质，与非金属单质的熔点降低不符，故B错误；C．同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，与图象不符，故C错误；D．同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐增大，故D错误；答案选A。9．A【解析】【分析】【详解】A.CCl4和I2都是非极性分子，H2O是极性分子，根据相似相溶原理，碘单质在CCl4中溶解度比在水中大，A选项正确；B.CO2为直线形分子，是因为C采取sp杂化，使得2个C=O之间的键角为180°，与键的极性无关，B选项错误；C.金刚石是共价晶体(原子晶体)，不是分子晶体，石墨是混合型晶体，C选项错误；D.HF的沸点高于HCl，是因为HF分子间能形成氢键，D选项错误；答案选A。【点睛】1.石墨晶体是片层结构，层内相邻的C以共价键相连，有共价晶体的特点；层与层之间的作用力是分子间作用力，有分子晶体的特点；所以石墨是混合型晶体。金刚石是典型的共价晶体(原子晶体)。金刚石的熔点低于石墨，主要是因为：金刚石和石墨熔融时都要破坏共价键，但石墨的碳碳键(与苯环的碳碳键相似，介于单键和双键之间)比金刚石的碳碳键(单键)键长短、键能大。2.由分子组成的物质，如果结构相似，一般相对分子质量越大，沸点越高；如果分子间能形成氢键，沸点会偏高，因为氢键大于一般的分子间作用力。10．3d104s24p3D正四面体ONsp2AlF3、GaF3为离子晶体，AlCl3为分子晶体，晶格能：AlF3>GaF3,4【解析】【分析】(1)As为33号元素，原子核外电子数为33，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3；能量越高越不稳定，越易失电子，所以激发态的微粒易失电子，原子轨道中处于半满状态时较稳定；(2)LiAlH4中的阴离子中Al原子价层电子对个数=4+=4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型；元素的非金属性越强，电负性越大，而金属性越强，通常第一电离能最小；根据分子结构中N原子成键数和孤对电子数判断杂化方式；(3)通常离子晶体的熔点大于分子晶体，离子晶体的晶格能大熔点高；②二聚体Al2Cl6中Al原子有空轨道，Cl可以提供孤电子对形成配位键；配合物中的配位数是指直接同中心离子(或原子)配位的原子数目。【详解】(1)基态As原子核外有33个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，即[Ar]3d104s24p3；A为失去两个电子后的状态，B为失去一个电子后的状态，C为失去三个电子后的状态，D为有一个电子的跃迁的激发态，A电离最外层一个电子所需能量实际就是第三电离能，B电离最外层一个电子所需能量实际就是第二电离能，C电离最外层一个电子所需能量实际就是第四电离能，D电离最外层一个电子所需能量为处于激发态的1个电子，所以需要能量最大的是C，最小的是D，故答案为D；(2)LiAlH4中的阴离子中Al原子价层电子对个数=4+=4且不含孤电子对，sp3杂化，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型及中心原子杂化方式分别为正四面体形；8—羟基喹啉合铝中所含元素分别是C、H、N、O和Al元素，其中氧元素的非金属性最强，则电负性最大的是O；Al是金属元素，易失电子，第一电离能较小，而非金属元素第一电离能同周期从左到右，呈增大趋势，由于N原子价电子半充满，比O原子稳定，第一电离能大于O，则N元素的第一电离能最大；分子中N原子的成键数是2和孤对电子数是1，杂化轨道数目为3，N原子采取sp2杂化；(3)①表格中卤化物的熔点产生差异的原因是AlF3和GaF3是离子晶体，且晶格能AlF3>GaF3，则AlF3的熔点比GaF3高，而AlCl3是分子晶体，其熔点明显比AlF3和GaF3的熔点低；②熔融时AlCl3生成可挥发的二聚体Al2Cl6，该二聚体由Al提供空轨道，Cl原子提供电子对形成配位键，其结构式为；配合物中的配位数是指直接同中心离子(或原子)配位的原子数目，二聚体Al2Cl6中与Al直接相连的原子有4个，故其配位数为4。11．增大苏丹Ⅰ已形成分子内氢键而使在水中的溶解度很小，而修饰后的结构易已形成分子间氢键，与水分子形成氢键后有利于增大在水中的溶解度[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O离子键、配位键BD结构与组成相似，分子间不能形成氢键，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高水、氨气、HF分子之间均能形成氢键，沸点较高【解析】【分析】【详解】(1)因为苏丹红Ⅰ易形成分子内氢键，而使在水中的溶解度很小，微溶于乙醇，而修饰后的结构易形成分子间氢键，与水分子形成氢键后有利于的增大在水中的溶解度，因此，本题答案是：增大；苏丹红Ⅰ易形成分子内氢键而使在水中的溶解度很小，而修饰后的结构易形成分子间氢键，与水分子形成氢键后有利于的增大在水中的溶解度；(2)Ti3+的配位数均为6，往待测溶液中滴入AgNO3溶液均产生白色沉淀，则有氯离子在配合物的外界，两份沉淀经洗涤干燥后称量,发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的，可以知道紫色品体中含3个氯离子，绿色晶体中含2个氯离子，即绿色晶体的化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，氯原子形成化学键有含有离子键、配位键，因此，本题答案是：[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O；离子键、配位键；(3)第二周期中元素形成的氢化物中，水为液态，其它为气体，故水的沸点最高，且相对分子质量越大，沸点越高，故B曲线为VIIA族元素氢化物沸点；HF分子之间、氨气分子之间均存在氢键，沸点高于同主族相邻元素氢化物，甲烷分子之间不能形成氢键，同主族形成的氢化物中沸点最低，故D曲线表示IVA族元素氢化物沸点；同一族中第3、4、5周期元素的氢化物结构与组成相似，分子之间不能形成氢键，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高；水分子之间、氨气分子之间、HF分子之间均形成氢键，沸点较高；因此，本题答案是：B；D；结构与组成相似，分子之间不能形成氢键，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高；水、氨气、HF分子之间均形成氢键，沸点较高。12．b、d4PCl3两者都是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高HN3+NH3.H2O＝NH4N3+H2OD【解析】【分析】(1)从化学平衡的角度分析，使平衡逆向移动所采取的措施；(2)所涉及的元素中非金属性最强元素是氯，根据核外电子排布规律写出氯原子最外层电子排布式，确定电子云的空间伸展方向；(3)仿照氨气的电子式，写出PCl3的电子式，从分子晶体的角度