2023屆一輪專題練習(xí)（38）晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1、 第 PAGE 10 頁 共 SECTIONPAGES 10 頁 2022屆一輪專題(三十八) 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、選擇題1下列晶體分類中正確的一組是( )選項(xiàng)離子晶體原子晶體分子晶體ANaOHArSO2BH2SO4石墨SCCH3COONa水晶DBa(OH)2金剛石玻璃解析：A項(xiàng)中固態(tài)Ar為分子晶體；B項(xiàng)中H2SO4為分子晶體、石墨是混合型晶體；D項(xiàng)中玻璃是非晶體。答案：C2晶體具有各向異性。如藍(lán)晶石(Al2O3SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨與層垂直方向上的電導(dǎo)率和與層平行方向上的電導(dǎo)率之比為11 000。晶體各向異性的主要表現(xiàn)是( )硬度導(dǎo)熱性導(dǎo)電性光學(xué)性質(zhì)ABC D解析：晶體的各

2、向異性反映了晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列的有序性，表現(xiàn)在硬度、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、光學(xué)性質(zhì)等方面。答案：D3(2021濟(jì)南模擬)已知干冰晶胞屬于面心立方最密堆積，晶胞中相鄰最近的兩個(gè)CO2分子間距為a pm，阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列說法正確的是()A晶胞中一個(gè)CO2分子的配位數(shù)是8B晶胞的密度表達(dá)式是eq f(444,NAblc(rc)(avs4alco1(2r(2)a31030) gcm3C一個(gè)晶胞中平均含6個(gè)CO2分子DCO2分子的立體構(gòu)型是直線形，中心C原子的雜化類型是sp3雜化解析：面心立方最密堆積配位數(shù)為12，A錯(cuò)誤；該晶胞中最近的相鄰兩個(gè)CO2 分子間距為a pm，即晶胞面心上的二氧化碳分子和其

3、同一面上頂點(diǎn)上的二氧化碳之間的距離為a pm，則晶胞棱長eq r(2)a pmeq r(2)a1010 cm，晶胞體積(eq r(2)a1010 cm)3，該晶胞中二氧化碳分子個(gè)數(shù)8eq f(1,8)6eq f(1,2)4，晶胞密度eq f(m,V)eq f(f(44,NA)4,blc(rc)(avs4alco1(r(2)a1010)sup12(3)g/cm3eq f(444,NAblc(rc)(avs4alco1(2r(2)a31030)g/cm3，B正確；該晶胞中二氧化碳分子個(gè)數(shù)8eq f(1,8)6eq f(1,2)4，C錯(cuò)誤；二氧化碳分子是直線形分子，C原子價(jià)層電子對數(shù)是2，根據(jù)價(jià)層電

4、子對互斥理論判斷C原子雜化類型為sp，D錯(cuò)誤。答案：B4最近發(fā)現(xiàn)一種鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子(如圖所示)，頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學(xué)式為( )ATi14C13 BTiCCTi4C4 DTi4C3解析：該物質(zhì)為分子，各原子都不被其他氣態(tài)團(tuán)簇分子共用，分子式為Ti14C13。答案：A5某雜志曾報(bào)道：在40 GPa的高壓下，用激光將CO2加熱到1 800 K，人們成功制得了原子晶體CO2，下列對該物質(zhì)的推斷一定不正確的是( )A該原子晶體中含有極性鍵B該原子晶體易汽化，可用作制冷材料C該原子晶體有很高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)D該原子晶體硬度大，可用作耐磨材料解析：C

5、O2由分子晶體變?yōu)樵泳w，其成鍵情況也發(fā)生了變化，由原來的C=O變?yōu)镃O，但化學(xué)鍵依然為極性共價(jià)鍵，故A項(xiàng)正確；由于晶體類型及分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)等性質(zhì)也發(fā)生了變化，CO2原子晶體具有高硬度、高熔、沸點(diǎn)等特點(diǎn)，故C、D選項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B6NaF、NaI、MgO晶體均為離子晶體，根據(jù)下列數(shù)據(jù)，這三種晶體的熔點(diǎn)高低順序是( )物質(zhì)NaFNaIMgO離子電荷數(shù)112離子間距離/1010 m2.313.182.10A. BC D解析：NaF、NaI、MgO均為離子晶體，它們?nèi)埸c(diǎn)高低由離子鍵強(qiáng)弱決定，而離子鍵的強(qiáng)弱與鍵長和離子電荷數(shù)有關(guān)，MgO中鍵長最短，離子電荷數(shù)最高，故離子鍵

6、最強(qiáng)，NaF和NaI離子電荷數(shù)相等，但NaF的鍵長小于NaI，所以兩者的離子鍵強(qiáng)弱：NaFNaI。答案：B7(2021荊州模擬)根據(jù)下列結(jié)構(gòu)示意圖，判斷下列說法中正確的是()A在CsCl晶體中，距Cs最近的Cl有6個(gè)B在CaF2晶體中，Ca2周圍距離最近的F有4個(gè)C在SiO2晶體中，每個(gè)晶胞中含有4個(gè)Si原子和8個(gè)O原子D在SiO2晶體中，最小環(huán)上有12個(gè)原子解析：在CsCl晶體中，距Cs最近的Cl有8個(gè)，A錯(cuò)誤；在CaF2晶體中，Ca2周圍距離最近的F有8個(gè)，B錯(cuò)誤；在SiO2晶體中，每個(gè)晶胞中含有8個(gè)Si原子和16個(gè)O原子，C錯(cuò)誤；在SiO2晶體中，最小環(huán)上有12個(gè)原子，D正確。答案:D8

7、石墨烯是從石墨材料中剝離出來的由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。其結(jié)構(gòu)如圖：下列有關(guān)說法正確的是( )A石墨烯中碳原子的雜化方式為sp3雜化B石墨烯中平均每個(gè)六元碳環(huán)含有3個(gè)碳原子C從石墨中剝離石墨烯需要破壞化學(xué)鍵D石墨烯具有導(dǎo)電性解析：石墨烯是平面結(jié)構(gòu)，碳原子的雜化方式為sp2雜化，故A錯(cuò)誤；石墨烯中平均每個(gè)六元碳環(huán)含有2個(gè)碳原子，故B錯(cuò)誤；從石墨中剝離石墨烯需要破壞分子間作用力，不破壞化學(xué)鍵，故C錯(cuò)誤；石墨烯具有導(dǎo)電性，故D正確。答案：D9為了確定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否為離子化合物，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。其中合理、可靠的是( )A觀察常溫下的狀態(tài)，SbCl5是蒼黃色液體，S

8、nCl4為無色液體。結(jié)論：SbCl5和SnCl4都是離子化合物B測定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔點(diǎn)依次為73.5、2.8 、33 。結(jié)論：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是離子化合物C將SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入HNO3酸化的AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀。結(jié)論：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是離子化合物D測定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液，發(fā)現(xiàn)它們都可以導(dǎo)電。結(jié)論：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是離子化合物解析：離子晶體中含有離子鍵，離子鍵是陰、陽離子之間強(qiáng)烈的相互作用，故離子晶體往往有較高的熔點(diǎn)，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；滴入HNO3

9、酸化的AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，只能說明物質(zhì)溶于水時(shí)能生成Cl，有的共價(jià)化合物溶于水時(shí)也能得到Cl(如HCl)，C錯(cuò)誤；有些共價(jià)化合物的水溶液也能導(dǎo)電，如HCl，D錯(cuò)誤。答案：B10下列數(shù)據(jù)是對應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn)()：BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO21072 0739208011 291190571 723據(jù)此做出的下列判斷中錯(cuò)誤的是( )A鋁的化合物的晶體中有的是離子晶體B表中只有BCl3和干冰是分子晶體C同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體D不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體解析：A項(xiàng)，氧化鋁的熔點(diǎn)高，屬于離子晶體，則鋁的化合物的晶體中有的是離子晶體，正確

10、；B項(xiàng)，表中BCl3、AlCl3和干冰是分子晶體，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體，如CO2是分子晶體，二氧化硅是原子晶體，正確；D項(xiàng)，Na、Al不同族，Na2O、Al2O3都是離子晶體，正確。答案：B11金屬鈉晶體的晶胞為體心立方晶胞()，晶胞的邊長為a。假定金屬鈉原子為等徑的剛性球，且晶胞中處于體對角線上的三個(gè)球相切。則鈉原子的半徑r為( )A.eq f(a,2)B.eq f(r(3)a,4)C.eq f(r(3)a,2)D2a解析：如果沿著某一面的對角線對晶胞作橫切面，可得如圖所示的結(jié)構(gòu)，其中AB為晶胞的邊長，BC為晶胞的面對角線，AC為晶胞的體對角線。根據(jù)立方體的特點(diǎn)可

11、知：BCeq r(2)a，結(jié)合AB2BC2AC2得：req f(r(3)a,4)。答案：B12已知某化合物的晶體是由如圖所示的最小結(jié)構(gòu)單元密置堆積而成，下列關(guān)于該化合物的敘述錯(cuò)誤的是( )A1 mol該化合物中含有1 mol YB1 mol該化合物中含有3 mol CuC1 mol該化合物中含有2 mol BaD該化合物的化學(xué)式是YBa2Cu3O6解析：由圖可知，白球代表的Y原子位于長方體的八個(gè)頂點(diǎn)上，大黑球代表的Ba原子位于長方體的四條棱上，灰球代表的Cu原子位于長方體的內(nèi)部，小黑球代表的O原子有的位于長方體的內(nèi)部、有的位于長方體的面上，運(yùn)用均攤法可計(jì)算出每個(gè)晶胞內(nèi)Y原子個(gè)數(shù)為8eq f(1

12、,8)1，Ba原子個(gè)數(shù)為8eq f(1,4)2，Cu原子個(gè)數(shù)為3，O原子個(gè)數(shù)為10eq f(1,2)27，故該化合物的化學(xué)式為YBa2Cu3O7。綜上可知，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D二、非選擇題13(2021陽泉模擬)(1)鈉、鉀、鉻、鉬、鎢等金屬晶體的晶胞屬于體心立方，則該晶胞中屬于1個(gè)體心立方晶胞的金屬原子數(shù)目是_。氯化銫晶體的晶胞如圖1，則Cs位于該晶胞的_，而Cl位于該晶胞的_，Cs的配位數(shù)是_。(2)銅的氫化物的晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示，寫出此氫化物在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式：_。(3)圖3為F與Mg2、K形成的某種離子晶體的晶胞，其中“”表示的離子是_(填離子符號(hào))。(4)實(shí)驗(yàn)證明：KCl、MgO

13、、CaO、TiN這4種晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似(如圖4所示)，已知3種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下表：離子晶體NaClKClCaO晶格能/(kJmol1)7867153 401則這4種離子晶體(不包括NaCl)熔點(diǎn)從高到低的順序是_。其中MgO晶體中一個(gè)Mg2周圍和它最鄰近且等距離的Mg2有_個(gè)。解析：(1)體心立方晶胞中，1個(gè)原子位于體心，8個(gè)原子位于立方體的頂點(diǎn)，故1個(gè)晶胞中金屬原子數(shù)為8eq f(1,8)12；氯化銫晶胞中，Cs位于體心，Cl位于頂點(diǎn)，Cs的配位數(shù)為8。(2)由晶胞可知，Cu、H粒子個(gè)數(shù)比為11，化學(xué)式為CuH，1價(jià)的銅與1價(jià)的氫均具有較強(qiáng)的還原性，氯氣具有強(qiáng)氧化性，

14、所以燃燒產(chǎn)物為CuCl2和HCl。(3)由晶胞結(jié)構(gòu)可知，一個(gè)晶胞內(nèi)黑球有1個(gè)，灰球有1個(gè)，白球有3個(gè)，由電荷守恒可知n(Mg2)n(K)n(F)113，故白球?yàn)镕。(4)由3種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)可知，離子所帶電荷越多、離子半徑越小，離子晶體的晶格能越大，離子所帶電荷數(shù)：Ti3Mg2，離子半徑：Mg2Ca2，所以熔點(diǎn)：TiNMgOCaOKCl；MgO晶體中一個(gè)Mg2周圍和它最鄰近且等距離的Mg2有12個(gè)。答案：(1)2體心頂點(diǎn)8 (2)2CuH3Cl2eq o(=,sup7(點(diǎn)燃)2CuCl22HCl(3)F(4)TiNMgOCaOKCl1214(2021河南周口月考)太陽能電池板材料除單晶硅

15、外，還有氮、硼、硒、鈦、鈷、鈣等化學(xué)元素。(1)基態(tài)鈣原子的電子排布式為_，金屬鈷的堆積方式與鎂相似，都屬于六方最密堆積，其配位數(shù)是_。 (2)晶體硼的結(jié)構(gòu)單元是正二十面體，結(jié)構(gòu)如圖所示。每個(gè)單元中有12個(gè)硼原子，其中有兩個(gè)原子為10B，其余為11B，則該結(jié)構(gòu)單元有_種不同的結(jié)構(gòu)類型，該結(jié)構(gòu)單元含有_個(gè)BB鍵。 (3)六方相氮化硼的結(jié)構(gòu)與石墨相似，B的雜化方式是_，其不導(dǎo)電的原因是_。 (4)人工氮化鈦晶體的晶胞與NaCl晶胞相似，如圖所示。該晶體中與Ti原子距離最近且相等的Ti原子有_個(gè)，與Ti原子距離最近且相等的N原子有_個(gè)，這幾個(gè)N原子形成的空間形狀是_。 該晶體的熔點(diǎn)高于NaCl晶體的

16、熔點(diǎn)，其原因是_。(5)鈷晶體的一種晶胞是一種體心立方堆積(如圖所示)，若該晶胞的邊長為a nm，密度為 gcm3，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則鈷的相對原子質(zhì)量可表示為_。 解析：(1)基態(tài)鈣原子核外有20個(gè)電子，電子排布式為1s22s22p63s23p64s2或Ar4s2。鎂、鈷晶體是六方最密堆積，其配位數(shù)為12。(2)晶體硼的結(jié)構(gòu)類型取決于兩個(gè)10B原子的相對位置，兩個(gè)10B可以相鄰、相間或相對，所以共有3種結(jié)構(gòu)類型；1個(gè)硼原子形成5個(gè)BB鍵，則1個(gè)硼原子占有的BB鍵為5eq f(1,2)2.5，該結(jié)構(gòu)單元含有BB鍵的數(shù)目為2.51230。(3)六方相氮化硼中1個(gè)硼與3個(gè)氮原子結(jié)合，硼原

17、子的雜化類型為sp2雜化；六方相氮化硼不導(dǎo)電的原因是層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動(dòng)的電子。(4)與Ti原子距離最近且相等的Ti原子有12個(gè)，與Ti原子距離最近且相等的N原子有6個(gè)(在Ti原子的上、下、左、右、前、后)。氮化鈦晶體中陰、陽離子的電荷數(shù)均高于氯化鈉晶體中陰、陽離子的電荷數(shù)，氮化鈦晶體的晶格能高于氯化鈉晶體的晶格能，因此氮化鈦晶體的熔點(diǎn)高于NaCl晶體的熔點(diǎn)。(5)該晶胞中Co原子的個(gè)數(shù)為8eq f(1,8)12，則該晶胞的質(zhì)量為eq f(2Mr,NA) g gcm3(a107 cm)3，Mr5a3NA1022。答案：(1)1s22s22p63s23p64s2或Ar4s212 (2)330(

18、3)sp2雜化層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動(dòng)的電子(4)126正八面體氮化鈦晶體中陰、陽離子的電荷數(shù)均高于氯化鈉晶體中陰、陽離子的電荷數(shù)，氮化鈦晶體的晶格能高于氯化鈉晶體的晶格能(5)5a3NA102215(2020全國卷)氨硼烷(NH3BH3)含氫量高、熱穩(wěn)定性好，是一種具有潛力的固體儲(chǔ)氫材料?；卮鹣铝袉栴}：(1)H、B、N中，原子半徑最大的是_。根據(jù)對角線規(guī)則，B的一些化學(xué)性質(zhì)與元素_的相似。 (2)NH3BH3分子中，NB化學(xué)鍵稱為_鍵，其電子對由_提供。氨硼烷在催化劑作用下水解釋放氫氣：3NH3BH36H2O=3NHeq oal(,4)B3Oeq oal(3,6)9H2，B3Oeq oal(3,6)的結(jié)構(gòu)為。在該反應(yīng)中，B原子的雜化軌道類型由_變?yōu)開。 (3)NH3BH3分子中，與N原子相連的H呈正電性(H)，與B原子相連的H呈負(fù)電性(H)，電負(fù)性大小順序是_。與NH3BH3原子總數(shù)相等的等電子體是_(寫分子式)，其熔點(diǎn)比NH3BH3_(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之間，存在_，也稱“雙氫鍵”。 (4)研究發(fā)現(xiàn)，氨硼烷在低溫高壓條件下為正交晶系結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)分別為a pm、b pm、c pm，90。氨硼烷的222超晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。 氨硼烷晶體的密度_gcm3(