2019年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六板塊 專題十一 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 跟蹤檢測(cè)（三十六）晶體結(jié)構(gòu)及其性質(zhì).doc

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2019年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六板塊 專題十一 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 跟蹤檢測(cè)（三十六）晶體結(jié)構(gòu)及其性質(zhì) 1．下列關(guān)于晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述正確的是(　　) A．分子晶體中一定含有共價(jià)鍵 B．原子晶體中共價(jià)鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高 C．離子晶體中含有離子鍵，不含有共價(jià)鍵 D．金屬陽(yáng)離子只能存在于離子晶體中 解析：選B　稀有氣體晶體為分子晶體，不含共價(jià)鍵，A項(xiàng)錯(cuò)誤；原子晶體中共價(jià)鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高， B項(xiàng)正確；離子晶體中一定含有離子鍵，可能含有共價(jià)鍵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬陽(yáng)離子也可以存在于金屬晶體中，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．下列各組晶體物質(zhì)中，化學(xué)鍵類型相同，晶體類型也相同的是(　　) ①SiO2和SO3　②晶體硼和HCl?、跜O2和SO2 ④晶體硅和金剛石?、菥w氖和晶體氮　⑥硫黃和碘 A．①②③　　　　　　　　 B．④⑤⑥ C．③④⑥ D．①③⑤ 解析：選C　屬于分子晶體的有SO3、HCl、CO2、SO2、晶體氖、晶體氮、硫黃、碘，屬于原子晶體的有SiO2、晶體硼、晶體硅、金剛石，但晶體氖是由稀有氣體分子構(gòu)成的，分子間不存在化學(xué)鍵。 3．下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律，與共價(jià)鍵的鍵能大小有關(guān)的是(　　 ) A．F2、Cl2、Br2、I2的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸升高 B．HF、HCl、HBr、HI的熔、沸點(diǎn)順序?yàn)镠F＞HI＞HBr＞HCl C．金剛石的硬度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都高于晶體硅 D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點(diǎn)依次降低 解析：選C　A項(xiàng)、B項(xiàng)中分子晶體熔、沸點(diǎn)高低與分子間的范德華力有關(guān)，含有氫鍵時(shí)會(huì)出現(xiàn)反?，F(xiàn)象，與分子內(nèi)共價(jià)鍵無(wú)關(guān)。D項(xiàng)離子晶體內(nèi)存在的是離子鍵。 4．下面有關(guān)晶體的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．白磷晶體中，分子之間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合 B．金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由共價(jià)鍵形成的最小碳環(huán)上有6個(gè)碳原子 C．在NaCl晶體中每個(gè)Na＋(或Cl－)周圍都緊鄰6個(gè)Cl－(或Na＋) D．離子晶體在熔化時(shí)，離子鍵被破壞，而分子晶體熔化時(shí)，化學(xué)鍵不被破壞 解析：選A　A項(xiàng)，白磷晶體為分子晶體，分子之間通過(guò)范德華力結(jié)合，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由共價(jià)鍵形成的最小碳環(huán)上有6個(gè)碳原子，正確；C項(xiàng)，在NaCl晶體中每個(gè)Na＋(或Cl－)周圍都緊鄰6個(gè)Cl－(或Na＋)，正確；D項(xiàng)，離子晶體在熔化時(shí)，離子鍵被破壞，而分子晶體熔化時(shí)，分子間作用力被破壞，化學(xué)鍵不被破壞，正確。 5．朱經(jīng)武(Paul Chu)教授等發(fā)現(xiàn)釔鋇銅氧化合物在90 K時(shí)即具有超導(dǎo)性，該化合物的部分結(jié)構(gòu)如圖所示： 該化合物以Y2O3、BaCO3和CuO為原料，經(jīng)研磨燒結(jié)而成，其原料配比(物質(zhì)的量之比)為(　　 ) A．1∶1∶1 B．1∶4∶6 C．1∶2∶3 D．2∶2∶3 解析：選B　晶胞中鋇原子個(gè)數(shù)為2，銅原子個(gè)數(shù)為8＋8＝3，釔原子個(gè)數(shù)為1，則Y2O3、BaCO3、CuO之比為1∶2∶3＝1∶4∶6。 6．X和Y兩種元素的核電荷數(shù)之和為22，X的原子核外電子數(shù)比Y的少6個(gè)。下列說(shuō)法中不正確的是(　　) A．X的單質(zhì)固態(tài)時(shí)為分子晶體 B．Y的單質(zhì)為原子晶體 C．X與Y形成的化合物固態(tài)時(shí)為分子晶體 D．X與碳形成的化合物為分子晶體 解析：選C　由題意可知，X是O，Y是Si。固態(tài)O2及O與碳形成的化合物(CO、CO2)均為分子晶體，Si的單質(zhì)為原子晶體，A、B、D正確；SiO2為原子晶體，C錯(cuò)誤。 7．下列性質(zhì)適合于分子晶體的是(　　) A．熔點(diǎn)1 070 ℃，易溶于水，水溶液導(dǎo)電 B．熔點(diǎn)10.31 ℃，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液導(dǎo)電 C．能溶于CS2，熔點(diǎn)112.8 ℃，沸點(diǎn)444.6 ℃ D．熔點(diǎn)97.81 ℃，質(zhì)軟、導(dǎo)電，密度為0.97 gcm－3 解析：選BC　A項(xiàng)，熔點(diǎn)1 070 ℃，與分子晶體的特點(diǎn)嚴(yán)重不符，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，熔點(diǎn)為10.31 ℃，熔點(diǎn)低，符合分子晶體的特點(diǎn)，液態(tài)不導(dǎo)電，是由于液態(tài)時(shí)，只存在分子，沒(méi)有離子，水溶液能導(dǎo)電，溶于水后，分子在水分子的作用下，電離出自由移動(dòng)的離子，正確；C項(xiàng)，單質(zhì)硫能溶于CS2、熔點(diǎn)112.8 ℃，沸點(diǎn)444.6 ℃，單質(zhì)硫是分子晶體，正確；D項(xiàng)，金屬鈉熔點(diǎn)為97.81 ℃，質(zhì)軟、導(dǎo)電、密度0.97 gcm－3，金屬鈉為金屬晶體，錯(cuò)誤。 8.高溫下，超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu)，晶體中氧的化合價(jià)部分為0價(jià)，部分為－2價(jià)。如圖所示為超氧化鉀晶體的一個(gè)晶胞，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．超氧化鉀的化學(xué)式為KO2，每個(gè)晶胞含有4個(gè)K＋和4個(gè)O B．晶體中每個(gè)K＋周圍有8個(gè)O，每個(gè)O周圍有8個(gè)K＋ C．晶體中與每個(gè)K＋距離最近的K＋有8個(gè) D．晶體中與每個(gè)O距離最近的O有6個(gè) 解析：選A　由晶胞的結(jié)構(gòu)知，有8個(gè)K＋位于頂點(diǎn)，6個(gè)K＋位于面心，則晶胞中含有的K＋數(shù)為8＋6＝4；有12個(gè)O位于棱上，1個(gè)O處于中心，則晶胞中含有O數(shù)為12＋1＝4，所以超氧化鉀的化學(xué)式為KO2；晶體中每個(gè)K＋周圍有6個(gè)O，每個(gè)O周圍有6個(gè)K＋，晶體中與每個(gè)K＋(或O)距離最近的K＋(或O)有12個(gè)。 9．鐵有δ、γ、α三種同素異形體，如圖所示，三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。下列說(shuō)法不正確的是(　　 ) A．將鐵加熱到1 500 ℃分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型相同 B．αFe晶體中與每個(gè)鐵原子等距離且最近的鐵原子有6個(gè) C．若δFe晶胞邊長(zhǎng)為a cm，αFe晶胞邊長(zhǎng)為b cm，則兩種晶體密度比為2b3∶a3 D．δFe晶體中與每個(gè)鐵原子等距離且最近的鐵原子有8個(gè) 解析：選A　根據(jù)已知信息可知，將鐵加熱到1 500 ℃分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體分別是α鐵和δ鐵，類型不相同，A不正確；根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，B正確；δFe晶胞中含有2個(gè)鐵原子，αFe晶胞中含有1個(gè)鐵原子，兩種晶體密度比為2b3∶a3，C正確；由題意根據(jù)δFe晶胞可知，選項(xiàng)D正確。 10．根據(jù)下列結(jié)構(gòu)示意圖，判斷下列說(shuō)法中不正確的是(　　 ) A．在NaCl晶體中，距Na＋最近的Cl－形成正八面體 B．在CaF2晶體中，每個(gè)晶胞平均占有4個(gè)Ca2＋ C．在金剛石晶體中，碳原子與碳碳鍵數(shù)目比為1∶2 D．該氣態(tài)團(tuán)簇分子的分子式為EF或FE 解析：選D　根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖可知，在NaCl晶體中，距Na＋最近的Cl－是6個(gè)，形成正八面體，A正確；在CaF2晶體中，每個(gè)晶胞平均占有8＋6＝4個(gè)Ca2＋，B正確；在金剛石晶體中，平均每個(gè)碳原子形成2個(gè)共價(jià)鍵，碳原子與碳碳鍵數(shù)目比為1∶2，C正確；該物質(zhì)形成的晶體是分子晶體，化學(xué)式應(yīng)該是E4F4或F4E4，D不正確。 11．M是第四周期元素，最外層只有1個(gè)電子，次外層的所有原子軌道均充滿電子。元素Y的負(fù)一價(jià)離子的最外層電子數(shù)與次外層的相同?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)單質(zhì)M的晶體類型為_(kāi)_______，晶體中原子間通過(guò)________作用形成面心立方密堆積，其中M原子的配位數(shù)為_(kāi)_______。 (2)元素Y基態(tài)原子的核外電子排布式為_(kāi)_______，其同周期元素中，第一電離能最大的是________(寫(xiě)元素符號(hào))。元素Y的含氧酸中，酸性最強(qiáng)的是________(寫(xiě)化學(xué)式)，該酸根離子的立體構(gòu)型為_(kāi)_______。 (3)M與Y形成的一種化合物的立方晶胞如圖所示。 ①該化合物的化學(xué)式為_(kāi)_______，已知晶胞參數(shù)a＝0.542 nm，此晶體的密度為_(kāi)_________gcm－3。(寫(xiě)出計(jì)算式，不要求計(jì)算結(jié)果。阿伏加德羅常數(shù)為NA) ②該化合物難溶于水但易溶于氨水，其原因是__________________。此化合物的氨水溶液遇到空氣則被氧化為深藍(lán)色，深藍(lán)色溶液中陽(yáng)離子的化學(xué)式為_(kāi)_______。 解析：(1)單質(zhì)銅的晶體類型為金屬晶體，晶體中微粒間通過(guò)金屬鍵作用形成面心立方密堆積，銅原子的配位數(shù)為12。 (2)氯元素為17號(hào)元素，位于第三周期，根據(jù)構(gòu)造原理知其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p5，同周期元素由左向右元素原子的第一電離能逐漸增大，故其同周期元素中，第一電離能最大的是Ar。氯元素的含氧酸中，酸性最強(qiáng)的是HClO4，該酸根離子中氯原子為sp3雜化，沒(méi)有孤對(duì)電子，立體構(gòu)型為正四面體形。 (3)①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)利用切割法分析，每個(gè)晶胞中含有銅原子個(gè)數(shù)為8＋6＝4，氯原子個(gè)數(shù)為4，該化合物的化學(xué)式為CuCl；則1 mol晶胞中含有4 mol CuCl，1 mol晶胞的質(zhì)量為499.5 g，又晶胞參數(shù)a＝0.542 nm，此晶體的密度為或 gcm－3。②該化合物難溶于水但易溶于氨水，其原因是Cu＋可與氨形成易溶于水的配位化合物。該溶液在空氣中Cu＋被氧化為Cu2＋，故深藍(lán)色溶液中陽(yáng)離子的化學(xué)式為[Cu(NH3)4]2＋。 答案：(1)金屬晶體　金屬鍵　12 (2)1s22s22p63s23p5　Ar　HClO4　正四面體 (3)①CuCl　或 ②Cu＋可與氨形成易溶于水的配位化合物(或配離子)　[Cu(NH3)4]2＋ 12．C、Si、Ge、Sn是同族元素，該族元素單質(zhì)及其化合物在材料、醫(yī)藥等方面有重要應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)Ge的原子核外電子排布式為_(kāi)________________________________________。 (2)SiO2晶體的空間構(gòu)型是______________，其中氧原子的雜化方式為_(kāi)___________，硅氧之間共價(jià)鍵的類型是__________(填“σ”或“π”鍵)。 (3)C、Si、Sn三種元素的單質(zhì)中，屬于分子晶體的是________(填一種)。已知SnO2是離子晶體，其主要物理性質(zhì)有________________________________(寫(xiě)出2條即可)。 答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2 (2)正四面體　sp3　σ鍵 (3)C60等富勒烯類(或其他合理答案)　熔融時(shí)能導(dǎo)電、熔點(diǎn)較高(合理即可) 13．生物質(zhì)能是一種潔凈、可再生的能源。生物質(zhì)氣(主要成分為CO、CO2等)與H2混合，催化合成甲醇是生物質(zhì)能利用的方法之一。 (1)上述反應(yīng)的催化劑含有Cu、Zn、Al等元素。寫(xiě)出基態(tài)Zn原子的核外電子排布式：________________。 (2)根據(jù)等電子原理，寫(xiě)出CO分子的結(jié)構(gòu)式____________。 (3)甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛與新制Cu(OH)2的堿性溶液反應(yīng)生成Cu2O沉淀。 ①甲醇的沸點(diǎn)比甲醛的高，其主要原因是______________；甲醛分子中碳原子軌道的雜化類型為_(kāi)_______________。 ②甲醛分子的空間構(gòu)型是____________；1 mol甲醛分子中σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_______________。 ③在1個(gè)Cu2O晶胞(結(jié)構(gòu)如圖所示)中，所包含的Cu原子數(shù)目為_(kāi)_______________。 解析：(1)Zn的原子序數(shù)為30，注意3d軌道寫(xiě)在4s軌道的前面；(2)依據(jù)等電子原理可知，CO與N2為等電子體，N2分子的結(jié)構(gòu)式為NN，互為等電子體分子的結(jié)構(gòu)相似，則CO的結(jié)構(gòu)式為CO；(3)甲醇分子之間形成了分子間氫鍵，甲醛分子間只是分子間作用力，而沒(méi)有形成氫鍵，故甲醇的沸點(diǎn)高；甲醛分子中含有碳氧雙鍵，故碳原子軌道的雜化類型為sp2雜化；分子的空間構(gòu)型為平面三角形；1 mol甲醛分子中含有2 mol C—H σ鍵，1 mol C—O σ鍵，故含有σ鍵的數(shù)目為3NA；依據(jù)晶胞示意圖可以看出Cu原子處于晶胞內(nèi)部，所包含的Cu原子數(shù)目為4。 答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2 (2)CO　(3)①甲醇分子之間形成了氫鍵　sp2雜化 ②平面三角形　3NA?、? 14．氫能的存儲(chǔ)是氫能應(yīng)用的主要瓶頸，目前所采用或正在研究的主要儲(chǔ)氫材料有：配位氫化物、富氫載體化合物、碳質(zhì)材料、金屬氫化物等。 (1)Ti(BH4)2是一種過(guò)渡元素硼氫化物儲(chǔ)氫材料。 ①Ti2＋基態(tài)的電子排布式可表示為_(kāi)_________________。 ②BH的空間構(gòu)型是________________(用文字描述)。 (2)液氨是富氫物質(zhì)， 是氫能的理想載體，利用N2＋3H22NH3實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫和輸氫。下列說(shuō)法正確的是________(填字母)。 a．NH3分子中N原子采用sp3雜化 b．相同壓強(qiáng)時(shí)，NH3沸點(diǎn)比PH3高 c．[Cu(NH3)4]2＋中，N原子是配位原子 d．CN－的電子式為 (3)Ca與C60生成的Ca32C60能大量吸附H2分子。 ①C60晶體易溶于苯、CS2，說(shuō)明C60是________分子(填“極性”或“非極性”)； ②1 mol C60分子中，含有σ鍵數(shù)目為_(kāi)_______。 (4)MgH2是金屬氫化物儲(chǔ)氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖②所示，已知該晶體的密度為a gcm－3，則晶胞的體積為_(kāi)___cm3[用a、NA表示(NA表示阿伏加德羅常數(shù))]。 解析：(1)①Ti為22號(hào)元素，價(jià)電子排布為3d24s2，Ti 失去4s上面的兩個(gè)電子生成Ti2＋，則Ti2＋基態(tài)電子排布式為[Ar]3d2。②BH中，B可以提供3個(gè)電子，整個(gè)離子得一個(gè)電子，由(3＋1－41)＝0知，B中無(wú)孤對(duì)電子，為sp3雜化，BH為正四面體。(2)NH3分子中N有一對(duì)孤對(duì)電子，為sp3雜化；NH3分子間可以形成氫鍵，故沸點(diǎn)比PH3高；[Cu(NH3)4]2＋中，NH3為配體，N原子提供孤對(duì)電子，為配位原子；CN－與N2互為等電子體，故與N2的電子式相似，即C與N之間存在三對(duì)共用電子對(duì)。(3)①根據(jù)相似相溶原理，苯和CS2均為非極性分子，則C60也為非極性分子。②從C60的分子結(jié)構(gòu)看，每個(gè)碳形成兩個(gè)單鍵，一個(gè)雙鍵，而單鍵為σ鍵，雙鍵中有一個(gè)也為σ鍵，但單鍵或雙鍵均被重復(fù)了2次，故60個(gè)碳原子形成的σ鍵共有：603＝90，即σ鍵數(shù)目為90NA。(4)由晶胞圖知，含Mg為8＋1＝2，H位于面心，含H為4＋2＝4，則一個(gè)晶胞中含有2個(gè)MgH2，V＝＝2＝cm3。 答案：(1)①1s22s22p63s23p63d2(或[Ar]3d2)?、谡拿骟w (2)abcd　(3)①非極性　②906.021023(或90NA)　(4) 15．(xx江蘇啟東中學(xué)月考)碳元素在自然界中分布很廣，在地殼中其豐富程度位列第14位，遠(yuǎn)低于氧、硅、鋁、鐵等元素。但是，碳卻是存在形式最復(fù)雜的元素，如煤、石油、天然氣、動(dòng)植物體、石灰石、白云石、二氧化碳等。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)基態(tài)碳原子的核外電子排布式為_(kāi)__________________________________________。 (2)在CO2分子中，碳原子采用____________雜化軌道與氧原子成鍵。 (3)COCl2俗稱光氣，分子中C原子采取sp2雜化成鍵，應(yīng)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論，預(yù)測(cè)COCl2分子的空間構(gòu)型為_(kāi)_______________。 (4)二茂鐵(C5H5)2Fe是Fe2＋與環(huán)戊二烯基形成的一類配合物，實(shí)驗(yàn)室測(cè)定鐵的含量可用配位劑鄰二氮菲()，它能與Fe2＋形成紅色配合物(如圖甲)，該配離子中Fe2＋與N原子形成的配位鍵共有________個(gè)。 (5)普魯士藍(lán)可用作染料，它的結(jié)構(gòu)如圖乙所示。普魯士藍(lán)中，n(K＋)∶n(Fe3＋)∶n(Fe2＋)∶n(CN－)＝________。 (6)CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體相似，但CaC2晶體中啞鈴形C的存在，使晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)(如圖丙)。CaC2中C與O互為等電子體，O的電子式可表示為_(kāi)_______。已知CaC2晶體密度為a gcm－3，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則CaC2晶胞體積為_(kāi)_______cm3。 解析：(1)基態(tài)碳原子核外有6個(gè)電子，根據(jù)核外電子排布規(guī)律，其核外電子排布式為1s22s22p2。 (2)CO2分子中C原子的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是2，且不含孤電子對(duì)，所以C原子采用sp雜化。 (3)COCl2分子中C原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)是3且不含孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型為平面三角形。 (4)Fe與N原子之間為配位鍵，由圖甲可知，該配離子中Fe2＋與N原子形成的配位鍵共有6個(gè)。 (5)Fe3＋的個(gè)數(shù)為4＝；Fe2＋的個(gè)數(shù)為4＝；CN－的個(gè)數(shù)為12＝3，根據(jù)電荷守恒：N(K＋)＋N(Fe3＋)3＋N(Fe2＋)2＝N(CN－)，得N(K＋)＝，所以普魯士藍(lán)中n(K＋)∶n(Fe3＋)∶n(Fe2＋)∶n(CN－)＝1∶1∶1∶6。 (6)等電子體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似，根據(jù)C的結(jié)構(gòu)知O的電子式為[O??O]2＋，CaC2晶胞含有Ca2＋的數(shù)目為12＋1＝4，含有C的數(shù)目為8＋6＝4，則每個(gè)晶胞的質(zhì)量m＝ g，晶胞的體積V＝＝ cm3＝ cm3。 答案：(1)1s22s22p2　(2)sp　(3)平面三角形　(4)6 (5)1∶1∶1∶6