2021高考化学一轮复习课时作业：39晶体结构与性质-Word版含解析.docx

1．有关晶体的下列说法中正确的是(　　)
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．冰熔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
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；冰熔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，确定正确的是(　　)

CaTiO3的晶体结构模型(图中Ca2＋、O2－、Ti4＋分别位于立方体的体心、面心和顶点)
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
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＋位于晶胞的顶点，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相连。汞常温下为液态，其熔点比一般分子晶体还低。
3．下列关于晶格能的说法中正确的是(　　)
A．晶格能指形成1 mol离子键所放出的能量
B．晶格能指破坏1 mol离子键所吸取的能量
C．晶格能指1 mol离子化合物中的阴、阳离子由相互远离的气态离子结合成离子晶体时所放出的能量
D．晶格能的大小与晶体的熔点、硬度都无关
解析：选C。晶格能指1 mol离子化合物中阴、阳离子由相互远离的气态离子结合成离子晶体时放出的能量。
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
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。
5．最近发觉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．Ti4C4
C．TiC D．Ti14C12
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同属ⅣA元素的最高价氧化物，它们的熔沸点差别很大的缘由是(　　)
A．二氧化硅分子量大于二氧化碳分子量
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
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，所以熔点较高。
7．下列有关晶胞的说法正确的是(　　)

A．晶胞中所含粒子数即为晶体的化学式
B．若晶胞为平行六面体，则侧棱上的粒子为2个晶胞共用
C．若晶胞为六棱柱，顶点上的粒子为6个晶胞共用
D．晶胞中不行能存在多个粒子
解析：选C。晶胞中的粒子数不愿定为晶体的化学式，如金属铜的晶胞中，铜原子个数为4，A错；平行六面体即立方体，侧棱上的粒子为4个晶胞共用，B错；C项正确；1个晶胞中一般都有多个粒子，D错。
8．(2022·广安质检)下面的排序不正确的是 ( )
A．晶体熔点的凹凸：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>Al
D．晶格能由大到小：NaF>NaCl>NaBr>NaI
解析：选C。A项形成分子间氢键的熔、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—CMg>Na，C不正确；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，D项正确。

9．现有四种晶体的晶胞，其离子排列方式如下图所示，其中化学式不属MN型的是(　　)

解析：选B。由均摊法可得A、C、D晶胞的M与N的个数比为1∶1，而B晶胞中M与N的个数比为1∶3，故B项不属于MN型。
10．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．BaTi4O6
C．BaTi2O4 D．BaTiO3
解析：选D。由晶胞结构示意图可知，Ba在立方体的中心，完全属于该晶胞；Ti处于立方体的8个顶点，每个Ti有属于该晶胞；O处于立方体的12条棱的中点，每个O有属于该晶胞。即晶体中N(Ba)∶N(Ti)∶N(O)＝1∶(8×)∶12×()＝1∶1∶3。
11．已知NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol－1，其晶体密度为d g·cm－3，若钠离子与最接近的氯离子的核间距离为a cm，那么阿伏加德罗常数的值可表示为(　　)
A．117a3d B．58.5/(2a3d)
C．234/(a3d) D．58.5/(4a3d)
解析：选B。a3·dNA＝×58.5，NA＝。
12．(2022·烟台四校联考)碳元素在生产生活中具有格外重要的作用，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，毁灭这种现象的缘由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)二氧化硅结构跟金刚石结构相像，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。观看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。
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个晶胞顶角上，6个在面上，故一个晶胞中含有的C60分子数目为8×1/8＋6×1/2＝4。
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)4
13．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所示的铜原子的积累模型可知，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________________________________________________________________________。
答案：(1)8　(2)O　1∶6　(3)12　(4)H3BO3　分子间作用力
14．钛已作为常用金属铁、铝后的第三金属，我国钛矿储量丰富，对它的应用争辩是目前科学争辩的前沿之一。
(1)请写出铝原子的基态电子排布式：______________________
(2)X＋、Y2－ 、Z－与Al3＋具有相同的电子层结构，则下列说法正确的是________。
A．元素第一电离能：X>Al
B．电负性：Z>Y
C．氢化物稳定性：H2Y>HZ

D．H2Y中Y的杂化类型是sp3，键角小于109°28′
(3)某钙钛型复合氧化物如图1所示，以A原子为晶胞顶点，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B位是V、Cr、Ti、Fe时，这种化合物具有磁电阻效应。该钙钛型复合氧化物的化学式为__________________________________

(4)最近发觉钛(Ti )原子和碳原子可构成气态团簇分子，分子模型如图2。该气态团簇分子的分子式为________，它属于________晶体，其主要物理性质有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(写出2点即可)。
解析：(1)铝原子的基态电子排布式为1s22s22p63s23p1。(2)X是钠、Y是氧、Z是氟，A项应为Al>Na；B项正确；C项应为HF>H2O；在水分子中，氧以sp3杂化形式与氢原子结合，且由于存在两个孤电子对，对成键原子间的共价键有排斥作用，键角小于109°28′。 (3)利用分摊法计算，晶胞中Ca个数：8×1/8＝1，Ti个数：1，O个数：6×1/2＝3，晶胞化学式为CaTiO3。(4)团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不能接受均摊法分析，只需数出该结构中两种原子的数目就可以了。
答案：(1)1s22s22p63s23p1　(2)BD　(3)CaTiO3　
(4)Ti14C13　分子　熔沸点低、硬度较小
15．(2022·名校冲刺卷)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)原子的轨道表示式为________________________________________________________________________。
(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：________________。晶体中每个镁原子四周距离最近的镍原子有________个。
(6)依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
I1
I2
I3
I4
Q
2 080
4 000
6 100
9 400
R
500
4 600
6 900
9 500
S
740
1 500
7 700
10 500
T
580
1 800
2 700
11 600
U
420
3 100
4 400
5 900
①在周期表中，最可能处于同一族的是________和________。
②T元素最可能是________区元素。若T为其次周期元素，F是第三周期元素中原子半径最小的元素，则T、F形成的化合物的空间构型为________________，其中心原子的杂化方式为________。
解析：(1)基态碳(C)原子的轨道表示式为
。(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轨道均为半布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为其次周期元素，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形成化合物的空间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)MgCNi3　12
(6)①R　U　②p　平面正三角形　sp2
16．(2022·资阳联考)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d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单质晶体中原子的积累方式如下图甲所示，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)。
解析：(1)依据洪特规章的特例，d轨道半布满时更稳定，其Cr原子电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2。
(2)SiO2硅氧之间的共价键是“头对头”的方式，所以是σ键，其中Si的杂化方式是sp3杂化。
(3)由分摊法计算：8×＋6×＝4；该晶胞的质量m＝4×，该晶胞的体积V＝(4×d×)3＝16d3，晶胞密度ρ＝＝。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1　
(2)σ键或极性共价键　sp3杂化　(3)4