2022届高考化学一轮复习训练题：-第35讲-晶体结构与性质课时集训.doc

第35讲　晶体结构与性质
课时集训
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知识点
基础
能力
挑战
晶体与晶胞
1,2
7

四类晶体的组成与性质
3,4
6,8,9
12
综合应用
5
10,11
13

1.下列晶体分类中正确的一组是(　C　)
选项
离子晶体
原子晶体
分子晶体
A
NaOH
Ar
SO2
B
H2SO4
石墨
S
C
CH3COONa
水晶

D
Ba(OH)2
金刚石
玻璃
解析:A项中固态Ar为分子晶体;B项中H2SO4为分子晶体、石墨是混合型晶体;D项中玻璃是非晶体。
2.(2017·山西重点中学协作体开学考试)有下列离子晶体空间结构示意图:为阳离子,为阴离子。以M代表阳离子,N代表阴离子,化学式为MN2的晶体结构为(　B　)

解析:阳离子位于顶点和面心,晶胞中总共含有阳离子数目为8×+6×=4,1个阴离子位于体心,为晶胞所独有,故晶胞中含有的阴离子数目为1,则阳离子和阴离子的比值为4∶1,化学式为M4N,故A错误;有4个阳离子位于顶点,晶胞中平均含有阳离子数目为4×=,1个阴离子位于体心,为晶胞所独有,故晶胞中含有的阴离子数目为1,则阳离子和阴离子的比值为∶1=1∶2,化学式为MN2,故B正确;有3个阳离子位于顶点,晶胞中平均含有阳离子数目为3×=,1个阴离子位于体心,为晶胞所独有,故晶胞中含有的阴离子数目为1,则阳离子和阴离子的比值为∶1=3∶8,化学式为M3N8,故C错误;有8个阳离子位于顶点,晶胞中平均含有阳离子数目为8×=1,1个阴离子位于体心,为晶胞所独有,故晶胞中含有的阴离子数目为1,则阳离子和阴离子的比值为1∶1,化学式为MN,故D错误。
3.(2017·乌鲁木齐模拟)下面的排序不正确的是(　A　)
A.熔点由高到低:Na>Mg>Al
B.硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅
C.晶体熔点由低到高:CF4<CCl4<CBr4<CI4
D.晶格能由大到小:NaF>NaCl>NaBr>NaI
解析:金属离子的电荷越多、半径越小,其熔点越高,则熔点由高到低为Al>Mg>Na,A不正确;键长越短,共价键越强,硬度越大,键长C—C<C—Si<Si—Si,则硬度由大到小为金刚石>碳化硅>晶体硅,B正确;组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,范德华力越大,晶体的熔点越高,则晶体熔点由低到高顺序为CF4<CCl4<CBr4<CI4,C正确;电荷相同的离子,离子半径越小,晶格能越大,F、Cl、Br、I的离子半径由小到大,则晶格能:NaF>NaCl>NaBr>NaI,D正确。
4.(2018·广东东莞月考)关于晶体的下列说法正确的是(　D　)
A.只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体
B.离子晶体中一定含金属阳离子
C.在共价化合物分子中各原子都形成8电子结构
D.分子晶体的熔点不一定比金属晶体熔点低
解析:金属晶体由金属阳离子和电子构成,所以只要含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体,故A错误;离子晶体不一定由金属元素组成,如铵盐等,故B错误;共价化合物分子中各原子最外层电子不一定为8电子结构,如HCl等,故C错误;Hg为金属,但常温下为液体,而S在常温下为固体,故D正确。
5.现有几组物质的熔点(℃)数据:
A组
B组
C组
D组
金刚石:3 550
Li:181
HF:-83
NaCl
硅晶体:1 410
Na:98
HCl:-115
KCl
硼晶体:2 300
K:64
HBr:-89
RbCl
二氧化硅:1 732
Rb:39
HI:-51
MgO:2 800
据此回答下列问题:
(1)由表格可知,A组熔点普遍偏高,据此回答:
①A组属于　　　　 晶体,其熔化时克服的粒子间的作用力是　　　　　　; 
②硅的熔点低于二氧化硅,是由于　 ; 
③硼晶体的硬度与硅晶体相比:　 。 
(2)B组晶体中存在的作用力是　　　　,其共同的物理性质是　　　　　　(填序号),可以用　　　　理论解释。 
①有金属光泽　②导电性　③导热性　④延展性
(3)C组中HF熔点反常是由于　 。 
(4)D组晶体可能具有的性质是　　　　(填序号)。 
①硬度小　②水溶液能导电　③固体能导电　④熔融状态能导电
(5)D组晶体中NaCl、KCl、RbCl的熔点由高到低的顺序为　　　　　　　　,MgO晶体的熔点高于三者,其原因解释为　 
　。 
解析:(1)A组由非金属元素组成,熔点最高,属于原子晶体,熔化时需破坏共价键。由共价键形成的原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体的熔、沸点高,硬度大。(2)B组都是金属,存在金属键,具有金属晶体的性质,可以用电子气理论解释相关物理性质。(3)C组卤化氢晶体属于分子晶体,HF熔点高是由于分子之间形成氢键。(4)D组是离子化合物,熔点高,具有离子晶体的性质。(5)晶格能与离子电荷数和离子半径有关,电荷越多,半径越小,晶格能越大,晶体熔点越高。
答案:(1)①原子　共价键
②Si—Si键能小于Si—O键能
③硼晶体大于硅晶体
(2)金属键　①②③④　电子气
(3)HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)
(4)②④
(5)NaCl>KCl>RbCl　MgO晶体为离子晶体,离子所带电荷数较多,半径较小,晶格能较大,熔点较高

6.根据下列结构示意图,判断下列说法中不正确的是(　C　)

A.在CsCl晶体中,距Cs+最近的Cl-有8个
B.在CaF2晶体中,Ca2+周围距离最近的F-有8个
C.在SiO2晶体中,每个晶胞中含有4个Si和8个O
D.在SiO2晶体中,最小环上有12个原子
解析:在CsCl晶体中,每个Cs+周围与其距离最近的Cl-有8个,A正确;在CaF2晶体中,每个Ca2+被8个F-所包围,B正确;在二氧化硅晶胞中有8个Si位于立方晶胞的8个顶角,有6个Si位于晶胞的6个面心,还有4个Si与16个O在晶胞内构成4个硅氧四面体,所以每个晶胞含有8个Si和16个O,C不正确;在SiO2晶体中,最小环上有6个Si和6个O,D正确。
7.氮氧化铝(AlON)属原子晶体,是一种超强透明材料。下列描述中错误的是(　D　)
A.AlON和石英的化学键类型相同
B.AlON和石英晶体类型相同
C.AlON和Al2O3的化学键类型不同
D.AlON和Al2O3晶体类型相同
解析:AlON与石英(SiO2)均为原子晶体,所含化学键均为共价键,A、B正确;Al2O3是离子晶体,晶体中含离子键,不含共价键,C项正确、D项错误。
8.下面有关晶体的叙述中,错误的是(　A　)
A.白磷晶体中,分子之间通过共价键结合
B.金刚石的网状结构中,由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子
C.在NaCl晶体中每个Na+(或Cl-)周围都紧邻6个Cl-(或Na+)
D.离子晶体在熔化时,离子键被破坏,而分子晶体熔化时,化学键不被破坏
解析:白磷晶体为分子晶体,分子之间通过范德华力结合,A错误;金刚石的网状结构中,由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子,B正确;在NaCl晶体中每个Na+(或Cl-)周围都紧邻6个Cl-(或Na+),C正确;离子晶体在熔化时,离子键被破坏,而分子晶体熔化时,分子间作用力被破坏,化学键不被破坏,D正确。
9.导学号 96656235有一种蓝色晶体[可表示为 MxFey(CN)6],经X射线研究发现,它的结构特征是F和Fe2+互相占据立方体互不相邻的顶点,而CN-位于立方体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法不正确的是(　C　)

A.该晶体的化学式为MFe2(CN)6
B.该晶体属于离子晶体,M呈+1价
C.该晶体属于离子晶体,M呈+2价
D.晶体中与每个F距离最近且等距离的CN-为6个
解析:由图可推出晶体中阴离子的最小结构单元中含Fe2+个数为4×=,同样可推出含F个数也为,CN-为12×=3,因此阴离子为[Fe2(CN)6]-,则该晶体的化学式只能为MFe2(CN)6,由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体,M的化合价为+1价,故A、B项正确;由图可看出与每个F距离最近且等距离的CN-为6个,D正确。
10.导学号 16972283铁有如下δ、γ、α三种晶体结构,三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是(　A　)

A.δ、γ、α三种晶体互为同分异构体
B.αFe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个
C.将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型不同,化学性质相同
D.γFe晶体为面心立方最密堆积
解析:Fe的δ、γ、α三种晶体结构不同,属于同素异形体,不是同分异构体,故A不正确;αFe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子是相邻顶点上铁原子,与每个铁原子等距离且最近的铁原子同层有4个,上、下层各1个,故共有6个,故B正确;急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型不同,结构不同,物理性质不同,但化学性质相同,故C正确;γ-Fe晶体中Fe原子处于顶点与面心,属于面心立方最密堆积,故D正确。
11.(2017·河北三市联考)在一定条件下,金属相互化合形成的化合物称为金属互化物,如Cu9Al4、Cu5Zn8等。
(1)某金属互化物具有自范性,原子在三维空间里呈周期性有序排列,该金属互化物属于　　　　(填“晶体”或“非晶体”)。 
(2)基态铜原子有　　　　个未成对电子;在CuSO4溶液中加入过量氨水,充分反应后加入少量乙醇,析出一种深蓝色晶体,该晶体的化学式为　　　　　　,其所含化学键有　　　　　　　　　　,乙醇分子中C原子的杂化轨道类型为　　　　。 
(3)铜能与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1 mol(SCN)2分子中含有σ键的数目为　　　　。(SCN)2对应的酸有硫氰酸(HSCN)、异硫氰酸(HNCS)两种。理论上前者沸点低于后者,其原因是　 
　。 
(4)ZnS的晶胞结构如图1所示,在ZnS晶胞中,S2-的配位数为　　　　。 

(5)铜与金形成的金属互化物的晶胞结构如图2所示,其晶胞边长为a nm,该金属互化物的密度为　　 　　g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。 
解析:(1)晶体中原子呈周期性有序排列,有自范性,而非晶体中原子排列相对无序,无自范性,题述金属互化物属于晶体。(2)基态铜原子的电子排布式为[Ar]3d104s1,有1个未成对电子;得到的深蓝色晶体为Cu(NH3)4SO4,Cu(NH3)4SO4中含有离子键、共价键、配位键。乙醇分子中C原子的杂化轨道类型为sp3。(3)类卤素(SCN)2的结构式为N≡C—S—S—C≡N,1 mol (SCN)2中含σ键的数目为5NA。异硫氰酸(HNCS)分子中N原子上连接有H原子,分子间能形成氢键,故沸点高。(4)根据题中图1知,距离Zn2+最近的S2-有4个,即Zn2+的配位数为4,而ZnS中Zn2+与S2-个数比为1∶1,故S2-的配位数也为4。(5)根据均摊法,铜与金形成的金属互化物晶胞中Cu的个数为6×=3,Au的个数为8×=1,该金属互化物的化学式为Cu3Au,该金属互化物的密度为 g·cm-3= g·cm-3。
答案:(1)晶体
(2)1　Cu(NH3)4SO4　共价键、离子键、配位键　sp3
(3)5NA　异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸不能
(4)4
(5)(或其他合理答案)

12.(2018·河北衡水模拟)CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示),但CaC2晶体中由于哑铃形的存在,使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的说法中正确的是(　C　)

A.1个Ca2+周围距离最近且等距离的数目为6
B.该晶体中的阴离子与F2是等电子体
C.6.4 g CaC2晶体中含阴离子0.1 mol
D.与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+共有12个
解析:依据晶胞示意图可以看出,晶胞的一个平面的长与宽不相等,再由图中体心可知,1个Ca2+周围距离最近的有4个,而不是6个,A错误;含电子数为2×6+2=14,F2的电子数为18,两者电子数不同,不是等电子体,B错误;6.4 g CaC2为0.1 mol,则含阴离子0.1 mol,C正确;与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+为4个,D错误。
13.导学号 96656236铜及其化合物具有广泛的应用。回答下列问题:
(1)CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子的基态核外电子排布式为　　　　　　　　　,S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　　　。 
(2)Cu(NO3)2溶液中通入足量NH3能生成配合物 [Cu(NH3)4](NO3)2。其中NH3中心原子的杂化轨道类型为　　 　　,[Cu(NH3)4](NO3)2属于　　　　晶体。 
(3)CuSO4溶液中加入过量KCN能生成配离子 [Cu(CN)4]2-,1 mol CN-中含有的π键数目为　　　　。与CN-互为等电子体的离子有　　　　(写出一种即可)。 
(4)CuSO4的熔点为560 ℃,Cu(NO3)2的熔点为115 ℃,CuSO4熔点更高的原因可能是 
　。 

(5)已知Cu2O晶胞结构如图所示:该晶胞原子坐标参数A为(0,0,0);B为(1,0,0);c为(,,)。则D原子的坐标参数为　　　　,它代表　　　　原子(填元素符号)。 
(6)金属铜是面心立方最密堆积方式,则晶体中铜原子的配位数是　　　　,该晶胞中Cu原子的空间利用率是　　　　。 
解析:(1)CuSO4、和Cu(NO3)2中阳离子都是Cu2+,其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9;非金属性越强,第一电离能越大,但是氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,则S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序是N>O>S。
(2)氨气分子中N原子的价层电子对是4,且不存在一对孤电子对,因此中心原子的杂化轨道类型为sp3;[Cu(NH3)4](NO3)2 属于离子晶体。
(3)氮气与CN-互为等电子体,分子中含有三键,则1 mol CN-中含有的π键的数目为2NA或2×6.02×1023。原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体,与CN-互为等电子体的离子有。
(4)由于CuSO4和Cu(NO3)2均为离子晶体,S所带电荷比N大,故CuSO4晶格能较大,所以硫酸铜熔点较高。
(5)根据晶胞结构并参照A、B、C原子的原子坐标参数可知D原子的坐标参数为(,,)。D代表的原子均位于内部,共计4个,而白球表示的原子个数=1+8×=2,因此D代表Cu原子。(6)已知金属铜的堆积方式是面心立方最密堆积,则晶体中铜原子的配位数是12。晶胞中铜原子个数是8×+6×=4。设铜原子的半径是r,则面对角线是4r,立方体的边长是2r,则立方体的体积是(2r)3,因此该晶胞中Cu原子的空间利用率是×100%≈74%。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9　N>O>S
(2)sp3　离子
(3)2NA　
(4)CuSO4和Cu(NO3)2均为离子晶体,S所带电荷比N大,故CuSO4晶格能较大,熔点较高
(5)(,,)　Cu
(6)12　74%