-新教材高中化學(xué)課時(shí)檢測(cè)10認(rèn)識(shí)晶體含解析魯科版選擇性必修

PAGEPAGE9認(rèn)識(shí)晶體(30分鐘50分)一、選擇題(本題包括5小題,每小題4分,共20分)1.(2021·南平高二檢測(cè))下列有關(guān)晶體的說法正確的是 ()A.晶體中分子間作用力越大,分子越穩(wěn)定B.在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子C.冰融化時(shí)水分子中共價(jià)鍵斷裂D.某晶體溶于水后,可電離出自由移動(dòng)的離子,該晶體一定是離子晶體【解析】選B。分子間作用力影響分子的物理性質(zhì),不影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),而分子的穩(wěn)定性屬于化學(xué)性質(zhì),晶體中分子間作用力和分子穩(wěn)定性之間沒有必然聯(lián)系,故A錯(cuò)誤;離子晶體由離子構(gòu)成,晶體呈電中性,存在陰離子,則一定存在陽離子,故B正確;冰融化時(shí)只破壞分子間作用力,共價(jià)鍵沒有斷裂,故C錯(cuò)誤;共價(jià)化合物形成的電解質(zhì)溶于水后可電離出自由移動(dòng)的離子,如HCl等,故D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(雙選)下列說法錯(cuò)誤的是 ()A.同一物質(zhì)有時(shí)可以是晶體,有時(shí)可以是非晶體B.區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學(xué)方法是確定有沒有固定熔點(diǎn)C.雪花是水蒸氣凝華得到的晶體D.晶體只能從溶液中析出得到【解析】選B、D。本題考查晶體獲得的途徑及區(qū)別晶體和非晶體的方法。A項(xiàng)正確,如晶態(tài)SiO2和非晶態(tài)SiO2;B項(xiàng)錯(cuò)誤,最可靠的科學(xué)方法是對(duì)固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn);C項(xiàng)正確;晶體的獲取方法很多,從溶液中析出溶質(zhì)是方法之一,D錯(cuò)誤。2.(2020·青島高二檢測(cè))某固體僅由一種元素組成,其密度為5.0g·cm-3。用X射線研究該固體的結(jié)構(gòu)時(shí)得知:在邊長為10-7cmA.32 B.120 C.150 【解析】選C。M=Vm·ρ=×6.02×1023mol-1×5.0g·cm-3≈150g·mol-1,即Mr=150。3.(雙選)下列各組物質(zhì)中,化學(xué)鍵類型相同,晶體類型也相同的是 ()A.CH4和H2O B.KCl和HClC.Au和Hg D.SiO2和CO2【解析】選A、C。A.CH4中化學(xué)鍵是碳?xì)涔矁r(jià)鍵,晶體類型是分子晶體,而H2O中含氫氧共價(jià)鍵,晶體類型是分子晶體,所以化學(xué)鍵類型相同,晶體類型也相同;B.KCl中含離子鍵,晶體類型是離子晶體,而HCl是氫氯共價(jià)鍵,晶體類型是分子晶體,所以化學(xué)鍵類型與晶體類型都不同;C.Au和Hg都是金屬晶體,所以化學(xué)鍵類型與晶體類型都相同;D.固體CO2是分子晶體,二氧化硅是共價(jià)晶體,二氧化硅、二氧化碳都只含共價(jià)鍵,所以化學(xué)鍵類型相同,晶體類型不同?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(2020·福州高二檢測(cè))納米材料的表面微粒數(shù)占總微粒數(shù)的比例極大,這是它有許多特殊性質(zhì)的原因。假設(shè)某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰好與氯化鈉晶胞的大小和形狀相同(如圖所示),則這種納米顆粒的表面微粒數(shù)與總微粒數(shù)的比值為 ()A.7∶8B.13∶14C.25∶25D.26∶27【解析】選D。表面微粒數(shù)=26?？偽⒘?shù)=表面微粒數(shù)+中心微粒數(shù)=26+1=27。4.石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu),在每一層內(nèi),每一個(gè)碳原子都跟其他3個(gè)碳原子相結(jié)合,據(jù)圖分析,石墨晶體中碳原子數(shù)與共價(jià)鍵數(shù)之比為 ()A.2∶3B.2∶1C.1∶3D.3∶2【解析】選A。每個(gè)碳原子形成3個(gè)共價(jià)鍵,每個(gè)共價(jià)鍵被2個(gè)碳原子共用,所以每個(gè)碳原子擁有共價(jià)鍵數(shù)為3×=,則石墨晶體中碳原子個(gè)數(shù)與共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比為1∶=2∶3?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(2020·鹽城高二檢測(cè))某離子晶體的晶體結(jié)構(gòu)中最小重復(fù)單元如圖所示。A為陰離子,在正方體內(nèi),B為陽離子,分別在頂點(diǎn)和面心,則該晶體的化學(xué)式為 ()A.B2A B.BAC.B7A4 D.B4【解析】選B。根據(jù)“切割法”,A在正方體內(nèi),晶胞中的8個(gè)A離子完全被這1個(gè)晶胞占用;B分別在頂點(diǎn)和面心,頂點(diǎn)上的離子被1個(gè)晶胞占用,面心上的離子被1個(gè)晶胞占用,所以1個(gè)晶胞實(shí)際占用的B離子為8×+6×=4,則該晶體的化學(xué)式為BA2,故B正確。5.(2020·青島高二檢測(cè))已知X、Y、Z三種元素組成的化合物是離子晶體,其晶胞如圖所示,則下面表示該化合物的化學(xué)式正確的是 ()A.ZXY3 B.ZX2Y6C.ZX4Y8 D.ZX8Y12【解析】選A。離子晶體晶胞結(jié)構(gòu)利用“切割法”分析。根據(jù)離子晶胞結(jié)構(gòu)可知X全部在頂點(diǎn)處,其個(gè)數(shù)是8×=1,Y全部在棱上,其個(gè)數(shù)是12×=3,Z在體心處,全部屬于該晶胞,則該物質(zhì)的化學(xué)式是ZXY3。二、非選擇題(本題包括1小題,共10分)6.(2020·日照高二檢測(cè))數(shù)目巨大的晶胞“無隙并置”構(gòu)成晶體。NaCl晶體是一個(gè)正六面體(如圖所示)。我們把陰、陽離子看成不等徑的圓球,并彼此相切(已知a為晶胞的棱長)?；卮鹣铝袉栴}:(1)每個(gè)晶胞平均分?jǐn)?________個(gè)Na+、________個(gè)Cl-。

(2)NaCl晶體中陰、陽離子間的最短距離為________(用a表示)。

(3)NaCl晶體為“巨分子”,在高溫下(≥1413℃時(shí))晶體轉(zhuǎn)變成氣態(tài)團(tuán)簇分子?，F(xiàn)有1molNaCl晶體,加強(qiáng)熱使其變?yōu)闅怏w,測(cè)得氣體體積為11.2L(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)。則此時(shí)氯化鈉氣體的分子式為______?！窘馕觥?1)該晶胞中鈉離子個(gè)數(shù)=12×+1=4,氯離子個(gè)數(shù)=8×+6×=4。(2)根據(jù)圖知,NaCl晶體中陰、陽離子的最短距離為a的一半,即。(3)1mol氯化鈉的質(zhì)量=1mol×58.5g·mol-1=58.5g,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體體積為11.2L的氯化鈉的物質(zhì)的量==0.5mol,M==117g·mol-1,所以氯化鈉氣體的分子式為Na2Cl2。答案:(1)44(2)(3)Na2Cl2【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.(2020·臨沂高二檢測(cè))某晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,X位于立方體的頂點(diǎn),Y位于立方體的中心,試分析:(1)晶體中在每個(gè)X周圍與它最接近且距離相等的X共有________個(gè)。

(2)晶體中距離最近的兩個(gè)X和一個(gè)Y所形成的夾角∠XYX=________(填角的度數(shù))。

【解析】(1)晶體中每個(gè)X周圍與它最接近的X之間的距離應(yīng)為如圖所示立方體的面對(duì)角線。位置關(guān)系分為在此X的上層、下層和同一層,每層均有4個(gè),共有12個(gè)。(2)4個(gè)X連線后構(gòu)成正四面體,Y原子位于正四面體的體心,類似于甲烷的分子構(gòu)型,所以∠XYX=109.5°。答案:(1)12(2)109.5°2.(2020·廣州高二檢測(cè))β-羧乙基鍺倍半氧化物(即Ge-132)是與人體健康有關(guān)的最重要的有機(jī)鍺化合物。其片層結(jié)構(gòu)如圖所示,每個(gè)結(jié)構(gòu)相同的基團(tuán)都是由六個(gè)鍺原子和六個(gè)氧原子構(gòu)成的十二元環(huán)。每個(gè)鍺原子同時(shí)與三個(gè)氧原子相連接,形成可以任意延伸的片層,每個(gè)鍺原子還連接一個(gè)β-羧乙基(—CH2CH2COOH),各片層間存在相互作用,連接成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。(1)每個(gè)正六邊形平均擁有________個(gè)鍺原子。

(2)試寫出Ge-132的化學(xué)式__________________________。

【解析】正六邊形上鍺原子是三個(gè)正六邊形共用,氧原子是兩個(gè)正六邊形共用,所以每個(gè)鍺原子有、每個(gè)氧原子有屬于一個(gè)正六邊形所有。所以每個(gè)正六邊形擁有鍺原子數(shù)為6×=2個(gè),氧原子數(shù)為6×=3個(gè)。同理可求,每個(gè)正六邊形擁有羧乙基數(shù)目為6×=2個(gè),則Ge-132的化學(xué)式為(CH2CH2COOH)2Ge2O3或(GeCH2CH2COOH)2O3或Ge2C6H10O7答案:(1)2(2)(CH2CH2COOH)2Ge2O3或(GeCH2CH2COOH)2O3或Ge2C6H10O一、選擇題(本題包括2小題,每小題5分,共10分)7.(2020·臨沂高二檢測(cè))鋁鐵合金在微電機(jī)中有廣泛應(yīng)用。一種Al-Fe合金的晶胞如圖所示。則該合金的化學(xué)式為 ()A.Fe2AlB.FeAlC.Fe3Al2D.Fe2Al3【解析】選A。立方體有8個(gè)頂點(diǎn),每個(gè)頂點(diǎn)被8個(gè)晶胞所共有,每個(gè)晶胞占有其;面心上的每個(gè)原子被2個(gè)晶胞所共有,每個(gè)晶胞占有其;棱上共12個(gè)原子,每個(gè)原子被4個(gè)晶胞所共有,每個(gè)晶胞占有其;體心還有一個(gè)鐵原子,故鐵原子數(shù)為8×+6×+12×+1=8;鋁原子都在晶胞內(nèi)部,共4個(gè)。所以鐵、鋁原子個(gè)數(shù)比為2∶1,化學(xué)式為Fe2Al。8.(2021·日照高二檢測(cè))某磷青銅晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說法不正確的是 ()A.磷青銅化學(xué)式為Cu3SnPB.晶體中距離Cu原子最近的P原子有6個(gè)C.晶體中距離Sn原子最近的P原子可構(gòu)成正方體D.若晶體密度為ag·cm-3,則最近的Cu原子核間距為×1010pm【解析】選B。晶胞中,Cu原子數(shù)目=6×=3、Sn原子數(shù)目=8×=1、P原子數(shù)目=1,故磷青銅的化學(xué)式為Cu3SnP,故A正確;由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶體中距離Cu原子最近的P原子有2個(gè),故B錯(cuò)誤;以頂點(diǎn)Sn原子研究,與之最近的P原子處于晶胞體心共有8個(gè),這8個(gè)P原子形成正方體,故C正確;面心的6個(gè)Cu原子形成正八面體,Cu原子核間距等于正八面體的棱長,而該正八面體棱長等于晶胞棱長的倍。晶胞質(zhì)量=g,故晶胞體積=g÷(ag·cm-3)=cm3,故晶胞棱長=cm,則最近的Cu原子核間距為×cm=××1010pm,故D正確。二、非選擇題(本題包括1小題,共10分)9.(2020·泉州高二檢測(cè))回答以下問題。Ⅰ.元素X位于第四周期,其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子,且最外層電子數(shù)為2。元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個(gè)電子。X與Y所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。(1)在1個(gè)晶胞中,X離子的數(shù)目為_____________________________。

(2)該化合物的化學(xué)式為_____________________________。

Ⅱ.準(zhǔn)晶是一種無平移周期序,但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體,可通過______________方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。

【解析】Ⅰ.元素X的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2,則X是鋅。元素Y的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4,則Y是硫。(1)在1個(gè)晶胞中,Zn2+的數(shù)目為8×+6×=4。(2)1個(gè)晶胞中S2-的數(shù)目也為4,所以該化合物的化學(xué)式為ZnS。Ⅱ.區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體可用X射線衍射的方法。答案:Ⅰ.(1)4(2)ZnSⅡ.X射線衍射【補(bǔ)償訓(xùn)練】

1.(2020·濟(jì)南高二檢測(cè))下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素。(1)請(qǐng)寫出元素d的基態(tài)原子的電子排布式:__________________________。(2)b的氧化物中b與氧之間的共價(jià)鍵類型是__________________,其中b原子的雜化方式是______________________________________。

(3)a的單質(zhì)晶體中原子的堆積方式如圖甲所示,其晶胞如圖乙所示,原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如圖丙所示。若已知a元素原子的半徑為d,NA代表阿伏加德羅常數(shù),a元素原子的摩爾質(zhì)量為M,則1個(gè)晶胞中a原子的數(shù)目為________,該晶體的密度為________(用字母表示)。

【解析】(1)根據(jù)d在元素周期表中的位置可知,元素d為Cr,其3d軌道半充滿時(shí)更穩(wěn)定,Cr的基態(tài)原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1,而不是1s22s22p63s23p63d44s2。(2)SiO2中Si原子與相鄰的4個(gè)O原子形成正四面體結(jié)構(gòu),其中Si原子的雜化方式是sp3雜化。(3)1個(gè)晶胞中a原子的數(shù)目為8×+6×=4;該晶胞的質(zhì)量m=4×,該晶胞的體積V==16d3,則晶胞密度ρ==。

答案:(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)(2)σ鍵(或極性共價(jià)鍵)sp3雜化(3)4

2.已知:硫酸銅溶液中滴入氨基乙酸鈉

(H2N—CH2—COONa)即可得到配合物A。其結(jié)構(gòu)如圖1所示:

(1)Cu元素基態(tài)原子的電子排布式為__________________。(2)配合物A中碳原子的軌道雜化類型為__________________。

(3)1mol氨基乙酸鈉(H2N—CH2—COONa)含有σ鍵的數(shù)目為______________________。

(4)氨基乙酸鈉分解產(chǎn)物之一為二氧化碳。寫出CO2的一種等電子體:________(要求為負(fù)一價(jià)陰離子,寫化學(xué)式)。

(5)已知:灼燒硫酸銅可以生成一種紅色晶體,其結(jié)構(gòu)如圖2所示,則該化合物的化學(xué)式是__________________。

(6)CH4和NO在400～500℃和Pt作催化劑下,能轉(zhuǎn)化成無毒無害的物質(zhì),利用該反應(yīng)可以控制機(jī)動(dòng)車尾氣排放。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。

【解析】(1)Cu是29號(hào)元素,其原子核外有29個(gè)電子,根據(jù)構(gòu)造原理知其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(2)配合