專題驗收評價（十） 晶體結構與性質

11/11專題驗收評價（十）晶體結構與性質1．如圖是物質的微觀結構示意圖。請認真觀察兩圖，判斷下列說法正確的是()A．兩種物質在一定條件下都會自動形成有規(guī)則幾何外形的晶體B．Ⅰ形成的固體物理性質有各向異性C．Ⅱ形成的固體一定有固定的熔點D．二者的X射線衍射圖譜是相同的解析：選B由微觀結構示意圖可知，圖Ⅰ中微粒呈周期性有序排列，圖Ⅱ中微粒排列不規(guī)則，則Ⅰ為晶體，Ⅱ為非晶體，故A錯誤；Ⅰ形成的固體為晶體，物理性質有各向異性，故B正確；晶體具有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，故C錯誤；晶體與非晶體的X射線衍射圖譜不同，故D錯誤。2．下列說法不正確的是()A．液晶內部分子在長軸的平行方向和垂直方向表現(xiàn)出不同的性質B．等離子體是整體上呈電中性的氣態(tài)物質，其中含有帶電粒子C．青蒿素是分子晶體，通過X射線衍射可以確定其晶胞參數(shù)D．晶體與非晶體的根本區(qū)別在于固體是否具有規(guī)則的幾何外形解析：選D液晶內部分子沿分子長軸方向有序排列，使液晶在分子長軸的平行方向和垂直方向表現(xiàn)出不同的性質，即表現(xiàn)出各向異性，故A正確；等離子體是整體上呈電中性的氣態(tài)物質，其中含有帶電粒子，故B正確；X射線衍射是研究物質微觀結構的最常用方法，所以通過X射線衍射可以確定分子晶體青蒿素的晶胞參數(shù)，故C正確；晶體與非晶體的根本區(qū)別在于構成固體的粒子在三維空間里是否呈現(xiàn)周期性的有序排列，故D錯誤。3．下列說法不正確的是()A．臭氧是極性分子，但它在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度B．缺角的氯化鈉晶體在飽和NaCl溶液中慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊C．只含非極性鍵的分子一定是非極性分子，只含極性鍵的分子一定是極性分子D．工業(yè)鹽酸(俗稱粗鹽酸)呈亮黃色，是配合物[FeCl4]－的顏色解析：選C臭氧的極性很微弱，臭氧在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度，A正確；由于晶體具有自范性，缺角的氯化鈉晶體在飽和NaCl溶液中慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊，B正確；只含非極性鍵的分子不一定是非極性分子，如O3是極性分子，只含有極性鍵的分子不一定是極性分子，如CO2是非極性分子，C錯誤；工業(yè)鹽酸(俗稱粗鹽酸)呈亮黃色，是配合物[FeCl4]－的顏色，D正確。4．六氟磷酸鹽離子液體可用于有機合成的溶劑和催化劑，其結構如圖所示，下列說法錯誤的是()A．陽離子中碳原子有sp2和sp3兩種雜化方式B．陰、陽離子體積較大，離子之間作用力較弱，晶體的熔點較低C．該物質中存在的化學鍵類型：離子鍵、共價鍵D．所有原子均符合8電子穩(wěn)定結構解析：選D陽離子中飽和碳原子為sp3雜化，碳碳雙鍵兩端的碳為sp2雜化，A正確；該物質為離子晶體，但是由于陰、陽離子體積較大，離子之間作用力較弱，導致其晶體的熔點較低，B正確；陰、陽離子間存在離子鍵，陰、陽離子內部存在共價鍵，C正確；氫原子不符合8電子穩(wěn)定結構，D錯誤。5.冠醚是一種超分子，它能否適配堿金屬離子與其空腔直徑和離子直徑有關。二苯并-18-冠-6與K＋形成的螯合離子的結構如圖所示。下列說法錯誤的是()A．該螯合離子所形成的物質是離子晶體，晶體中存在離子鍵、極性鍵、非極性鍵B．該螯合離子有4種一氯代物，中心離子的配位數(shù)為6C．該螯合離子有分子識別和自組裝的功能D．該螯合離子中C原子雜化方式有2種，6個O原子與K＋可能在同一平面上解析：選D螯合陽離子和陰離子結合形成離子晶體，陰、陽離子間存在離子鍵，陽離子中存在C—H極性鍵和C—C非極性鍵，A項正確；螯合離子上下對稱、左右對稱，只有如圖4種等效氫，，故其有4種一氯代物，K＋的配位數(shù)為6，如圖中“→”所示，B項正確；分子識別和自組裝是超分子的兩大特征，C項正確；螯合離子中，除苯環(huán)外，碳原子、氧原子均為sp3雜化，6個O原子與K＋不可能在同一平面上，D項錯誤。6．(2023·嘉興二模)BF3(三氟化硼)熔點為－127℃，沸點為－100℃，水解生成H3BO3(硼酸，結構如圖)和HBF4(氟硼酸)，與氨氣相遇立即生成白色的BF3·NH3(氨合三氟化硼)固體。下列說法不正確的是()A．BF3和BFeq\o\al(－,4)中心硼原子雜化方式不同B．1molH3BO3晶體含有6mol氫鍵C．H3BO3顯酸性原因：H3BO3＋H2OB(OH)eq\o\al(－,4)＋H＋D．BF3·NH3結構式為解析：選BBF3中心硼原子價層電子對數(shù)為3＋eq\f(1,2)(3－3×1)＝3，為sp2雜化，BFeq\o\al(－,4)中心硼原子價層電子對數(shù)為4＋eq\f(1,2)(3＋1－4×1)＝4，為sp3雜化，二者中心硼原子雜化方式不同，故A正確；1個H3BO3參與6個氫鍵的形成，每個氫鍵形成于兩個硼酸分子之間，則1molH3BO3晶體中含有6mol×eq\f(1,2)＝3mol氫鍵，故B錯誤；H3BO3是一元弱酸，在水溶液中電離產(chǎn)生H＋使溶液呈酸性，電離方程式為H3BO3＋H2OB(OH)eq\o\al(－,4)＋H＋，故C正確；NH3中N原子為sp3雜化，N原子上有一對孤電子對，BF3中B原子為sp2雜化，雜化軌道與F原子形成3個共價鍵，故有一個2p空軌道，與NH3形成配位鍵，BF3·NH3結構式為，故D正確。7．FeO立方晶胞結構如圖所示(白球代表O2－)，設晶胞參數(shù)為apm。下列說法不正確的是()A．該晶胞含有4個O2－B．兩個O2－之間最近的距離為eq\f(\r(2),2)apmC．基態(tài)Fe2＋的未成對電子數(shù)為5個D．每個O2－周圍距離最近且等距的Fe2＋數(shù)為6解析：選C該晶胞中O2－位于面心和頂點，則該晶胞含有6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝4個O2－，故A正確；兩個O2－之間最近的距離為面對角線的一半，晶胞參數(shù)為apm，所以兩個O2－之間最近的距離為eq\f(\r(2),2)apm，故B正確；基態(tài)Fe2＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6，只有3d軌道上有4個未成對電子，故C錯誤；以面心O2－來看，距離最近且等距的Fe2＋數(shù)為6，故D正確。8．下列有關說法中錯誤的是()碘晶體晶胞為面心立方，晶體中碘分子排列有2種不同取向銅金合金的化學式為CuAu金剛石晶體中，每個碳采用sp3雜化軌道形成共價鍵氯化鈉晶體中，與Na＋距離等同且最近的6個Cl－構成了正八面體ABCD解析：選B碘分子占據(jù)晶胞的頂點和面心，為面心立方，每個晶胞中含有4個碘分子，其排列有2種不同取向，A項正確；Cu原子占據(jù)晶胞的頂點，Au原子占據(jù)晶胞的面心，則銅金合金的化學式為CuAu3，B項錯誤；金剛石晶體中，每個C與周圍4個C原子成鍵，采用sp3雜化軌道形成共價鍵，C項正確；與位于體心的Na＋距離等同且最近的6個位于面心的Cl－構成了正八面體，D項正確。9．(2023·杭州檢測)膽礬CuSO4?5H2O的結構示意圖如圖。下列有關膽礬的說法正確的是()A．氧原子參與形成配位鍵和氫鍵兩種化學鍵B．上述結構中所有氧原子都采取sp3雜化C．Cu2＋配位后形成的空間結構是正八面體D．膽礬中的水在不同溫度下可能會分步失去解析：選D氫鍵不屬于化學鍵，故A錯誤；該結構中的氧原子部分飽和，部分不飽和，雜化方式不同，故B錯誤；由結構可知Cu2＋分別與四個水分子中的O和兩個硫酸根離子中的O配位，但因頂部不同，形成的空間結構為八面體，不是正八面體，故C錯誤；膽礬中的水分兩類，一類是形成配體的水分子，一類是形成氫鍵的水分子，結構不同，因此膽礬中的水在不同溫度下會分步失去，故D正確。10．Pt(NH3)2Cl2存在二種異構體，抗癌藥物順鉑可由以下途徑得到：eq\o(→,\s\up7(NH3),\s\do5(①))(順鉑)，下列說法不正確的是()A．PtCleq\o\al(2－,4)一定為平面正方形B．該變化過程說明NH3的配位能力大于Cl－C．②過程說明Cl對位上的Cl更容易被NH3取代D．相同條件下，在苯中的溶解度小于解析：選DPt(NH3)2Cl2存在二種異構體，則PtCleq\o\al(2－,4)一定為平面正方形，而不是正四面體，故A正確；由圖可知，依次發(fā)生過程①②，說明NH3的配位能力大于Cl－，故B正確；由圖可知，②過程說明Cl對位上的Cl更容易被NH3取代，故C正確；結構對稱，正負電荷中心重合，為非極性分子，結構不對稱，正負電荷中心不重合，為極性分子，苯為非極性分子，根據(jù)相似相溶可知，相同條件下，在苯中的溶解度大于，故D錯誤。11．下列數(shù)據(jù)是對應物質的熔點(℃)：BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO2－10720739208011291190－571723據(jù)此做出的下列判斷中錯誤的是()A．鋁的化合物的晶體中有的不是分子晶體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．不同主族元素的氧化物可形成相同類型的晶體解析：選B由表中數(shù)據(jù)分析，氧化鋁和氟化鋁的熔點很高，兩者都不是分子晶體，故A正確；表中氯化鋁、氯化硼和干冰熔點都較低，都是分子晶體，故B錯誤；碳和硅同主族，但其氧化物的晶體類型不同，分別屬于分子晶體和共價晶體，故C正確；Al和硅不同主族，但對應的氧化物都為共價晶體，說明不同主族元素的氧化物可能形成相同類型的晶體，故D正確。12．兩種常見的二價銅配合物——呈藍色的膽礬晶體(CuSO4·5H2O)、呈綠色的二水合氯化銅(CuCl2·2H2O)晶體，其配位模式如圖a、b所示。下列有關說法不正確的是()A．兩種晶體中Cu2＋的配位數(shù)皆為6B．兩種配合物的顏色不同是受配體不同的影響C．通過熔融態(tài)物質凝固和飽和銅鹽溶液中析出兩種方法皆可獲得此兩種晶體D．膽礬中的水在升溫過程中分步失去，硫酸銅不同水合物的結構可通過X射線衍射實驗測定解析：選C根據(jù)圖示，兩種晶體中Cu2＋的配位數(shù)皆為6，故A正確；兩種配合物配體不同，顏色不同是受配體不同的影響，故B正確；熔融狀態(tài)易失去結晶水，不能獲得此兩種晶體，可通過飽和銅鹽溶液中析出的方法獲得此兩種晶體，故C錯誤；膽礬中有形成配體的水分子和形成氫鍵的水分子，這兩種水分子在升溫過程中會分步失去，X射線衍射實驗能測定晶體內微粒的排列方式，硫酸銅不同水合物的結構可通過X射線衍射實驗測定，故D正確。13．按要求回答下列問題：(1)Al2O3溶于NaOH溶液生成Na[Al(OH)4]，[Al(OH)4]－中Al的雜化類型是__________。(2)實驗室用K3[Fe(CN)6]檢驗Fe2＋，[Fe(CN)6]3－中σ鍵、π鍵數(shù)目之比為________。(3)推測抗壞血酸在水中的溶解性：________(填“難溶”或“易溶”)于水；抗壞血酸分子中，含有________個手性碳原子。(4)Al的鹵化物的熔點如下：AlCl3AlBr3AlI3熔點/K256.8304413表中鹵化物熔點差異的原因是___________________________________________________________________________________________________________________。(5)化合物AlN是人工合成的半導體材料，它的晶胞結構與金剛石(晶胞結構如圖所示)相似。若AlN的晶胞參數(shù)為apm(1cm＝1010pm)，則晶體的密度為________g·cm－3(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，AlN的相對分子質量為41)。解析：(1)[Al(OH)4]－中Al的價層電子對數(shù)為4＋eq\f(3＋1－4×1,2)＝4，雜化類型是sp3雜化；(2)[Fe(CN)6]3－中中心原子和配體之間為σ鍵，CN－中C和N原子之間為三鍵，三鍵中含1個σ鍵和2個π鍵，故σ鍵、π鍵數(shù)目之比為(6＋6)∶(6×2)＝1∶1；(3)抗壞血酸分子為極性分子，含羥基，能與水形成分子間氫鍵，易溶于水；如圖所示，數(shù)字標注為手性碳原子：，共2個；(4)Cl、Br、I位于同主族，從上往下電負性逐漸減弱，AlCl3、AlBr3、AlI3均為分子晶體，隨著相對分子質量增大，分子間作用力增強，熔點升高；(5)晶胞中白球個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，黑球個數(shù)為4，晶體密度為ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(4×41,NAa×10－103)g·cm－3＝eq\f(1.64×1032,a3NA)g·cm－3。答案：(1)sp3(2)1∶1(3)易溶2(4)AlCl3、AlBr3、AlI3均為分子晶體，隨著相對分子質量增大，分子間作用力增強，沸點升高(5)eq\f(1.64×1032,a3NA)14．(2023·湖、衢、麗質量檢測)氯化鈉是一種典型且極具魅力的晶體，我們通過學習氯化鈉可以更好地了解其他類似物質的結構。已知氯化鈉的晶胞如圖1所示。(1)下列關于氯化鈉的說法正確的是________。A．基態(tài)Na＋的電子有5種空間運動狀態(tài)B．鈉是第一電離能最大的堿金屬元素C．氯原子的價層電子排布式可寫成[Ne]3s23p5D．每個氯離子周圍與它最近且等距的氯離子有12個(2)已知NaCl的密度為ρg·cm－3，NaCl的摩爾質量為Mg·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則在NaCl晶體里Na＋和Cl－的最短距離為________pm。(3)溫度升高時，NaCl晶體出現(xiàn)缺陷，如圖2所示，當圖中方格內填入Na＋時，恰好構成氯化鈉晶胞的eq\f(1,8)。NaCl晶體出現(xiàn)缺陷時，其導電性大大增強，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)NiO、FeO的晶體類型與氯化鈉相同，Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為69pm和78pm，則熔點：NiO________(填“>”“<”或“＝”)FeO。(5)鋇在氧氣中燃燒時得到一種鋇的氧化物BaO2晶體，其陰陽離子的排布與氯化鈉相同，其中存在的化學鍵的類型為________。解析：(1)基態(tài)Na＋的核外電子排布為1s22s22p6，核外電子有5種空間運動狀態(tài)，A正確；同主族元素從上到下第一電離能遞減，則鋰是第一電離能最大的堿金屬元素，B錯誤；氯原子的價層電子排布式可寫成3s23p5，C錯誤；以頂點氯離子為觀察對象，可知其周圍與它最近且等距的氯離子有3×8×eq\f(1,2)＝12個，D正確。(2)由晶胞結構可知氯離子位于頂點和面心，個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，鈉離子位于體心和棱心，個數(shù)為1＋12×eq\f(1,4)＝4，則晶胞的質量為eq\f(4M,NA)g，NaCl的密度為ρg·cm－3，則晶胞的體積為eq\f(4M,ρNA)cm3，晶胞的邊長為eq\r(3,\f(4M,ρNA))cm，則在NaCl晶體里Na＋和Cl－的最短距離為邊長的一半，即eq\f(\r(3,\f(4M,ρNA)),2)cm＝eq\r(3,\f(M,2ρNA))×1010pm。(3)該晶體在通電條件下，鈉離子在電場的作用下可以發(fā)生遷移，遷移到缺陷處，從而形成電流。(4)NiO、FeO的晶體類型與氯化鈉相同，均為離子晶體，Ni2＋半徑小于Fe2＋半徑，離子半徑越小離子鍵越強，晶格能越大，晶體的熔點越高，故熔點：NiO大于FeO；(5)BaO2中鋇離子與過氧根離子之間存在離子鍵，過氧根離子內存在非極性共價鍵。答案：(1)AD(2)eq\r(3,\f(M,2ρNA))×1010(3)該晶體在通電時，鈉離子可在電場的作用下遷移到缺陷處，形成電流(4)>(5)離子鍵、非極性共價鍵15．(2023·浙江金華十校模擬)金屬Ti的化合物在科學研究中占有重要地位。請回答：(1)KTiOPO4是一種具有光電效應的晶體。POeq\o\al(3－,4)的空間結構名稱為__________，晶體中存在TiO6八面體螺旋鏈，雜化時，O、P、Ti三原子需要d能級參與雜化的是______(填元素符號)。(2)①Ti(CO)6、②Ti(H2O)eq\o\al(3＋,6)、③TiCl4(NH3)2是Ti元素形成的常見配合物，下列敘述正確的是________。A．三種配合物中，Ti的半徑：③＞②＞①B．三種配合物的配位原子中，C原子的電負性最小C．鍵角：H2O＞NH3D．NH3、H2O分子的中心原子的價層電子對數(shù)相等(3)Ti與P形成的某化合物的晶胞如圖所示。①該化合物的化學式為________________________。②該化合物真空下加熱至1100℃不分解，不受普通的酸侵蝕，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③設該化合物的摩爾質量為Mg·mol－1，密度為4.1g·cm－3，則Ti與P的核間距離為______nm(列式即可，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。解析：(1)POeq\o\al(3－,4)中，中心原子的價層電子對數(shù)為4＋eq\f(5＋3－2×4,2)＝4，不存在孤對電子，其空間結構名稱為正四面體形；Ti屬于金屬，雜化時，d軌道可以接受孤電子對，所以需要d能級參與雜化的是Ti。(2)三種配合物中Ti的化合價分別是0、＋3、＋4，所以Ti的半徑：③＜②＜①，A錯誤；三種配合物的配位原子中C原子的非金屬性最弱，所以C原子的電負性最小，B正確；水分子中氧原子含有2對孤電子對，氨氣分子中氮原子含有1對孤電子對，所以鍵角：H2O＜NH3，C錯誤；NH3、H2O分子的中心原子的價層電子對數(shù)相等，均是4，D正確。(3)①晶胞中含有Ti的個數(shù)是8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，P原子個數(shù)是12×eq\f(1,4)＋1＝4，所以該化合物的化學式為TiP。②由于Ti與P間的化學鍵很強，不易斷裂，所以該化合物真空下加熱至1100℃不分解，不受普通的酸侵蝕。③設該化合物的摩爾質量為Mg·mol－1，密度為4.1g·cm－3，則晶胞體積是eq\f(4M,4.1×NA)cm3，晶胞邊長是eq\r(3,\f(4M,4.1×NA))×107nm，Ti與P的核間距離為邊長的一半，為eq\f(1,2)×eq\r(3,\f(4M,4.1×NA))×107nm。答案：(1)正四面體形Ti(2)BD(3)①TiP②Ti與P間的化學鍵很強，不易斷裂③eq\f(1,2)×eq\r(3,\f(4M,4.1×NA))×10716．(2023·紹興適應性考試)物質結構理論是材料科學、醫(yī)學科學和生命科學的重要基礎。請回答：(1)Ni常常作為有機反應的催化劑，畫出基態(tài)Ni原子的價層電子軌道表示式：____________；要制備高純Ni可先制得Ni(CO)4，其中C原子的雜化方式為________________。(2)乙二酸(H2C2O4)具有優(yōu)良的還原性，易被氧化成CO2。測得乙二酸中的C—C的鍵長比普通C—C的鍵長要長，說明理由___________________________________________________________________________________________________________________。(3)下列說法正確的是________________________________。A．現(xiàn)代化學常利用原子光譜上特征譜線鑒定元素B．電負性大于1.8一定是非金屬C．配合物的穩(wěn)定性不僅與配體有關，還與中心原子的所帶電荷等因素有關D．NaCl晶體的密度為ρg·cm－3，圖示晶胞Na＋與Cl－的距離d＝eq\r(3,\f(58.5,2ρNA))pm(4)鋅黃錫礦外觀漂亮，晶胞結構如圖所示，請寫出鋅黃錫礦的化學式______________；并在晶胞中找出平移能完全重合的兩個Se______________。(請選擇合適的編號填寫一種組合)解析：(1)Ni為28號元素，基態(tài)Ni原子的價層電子軌道表示式為Ni(CO)4中的CO為配體，配體CO中C原子和O原子都是sp雜化。(2)乙二酸中2個碳原子與2個電負性很高的氧原子成鍵，導致碳原子上電荷密度下降，所以使得乙二酸中的C—C的共價單鍵鍵長比普通C—C的鍵長要長。(3)固定的元素都有特定的光譜，故現(xiàn)代化學常利用原子光譜上特征譜線鑒定元素，A正確；電負性大于1.8不一定是非金屬，例如鈷、鎳的電負性大于1.8，但其為金屬元素，B錯誤；配合物中中心離子所帶的電荷會影響配位鍵的形成，故配合物的穩(wěn)定性不僅與配體有關，還與中心原子的所帶電荷等因素有關，C正確；據(jù)“均攤法”，晶胞中含12×eq\f(1,4)＋1＝4個Na＋、8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個Cl－，設晶胞邊長為acm，則晶體密度為eq\f(\f(4M,NA),a3)g·cm－3＝eq\f(4×58.5,a3NA)g·cm－3＝ρg·cm－3，則a＝eq\r(3,\f(4×58.5,ρNA))cm，晶胞Na＋與Cl－的距離為晶胞邊長的一半，則d＝eq\f(a,2)＝eq\f(1,2)×eq\r(3,\f(4×58.5,ρNA))cm＝eq\f(1,2)×eq\r(3,\f(4×58.5,ρNA))×1010pm，D錯誤。(4)據(jù)“均攤法”，晶胞中含8×eq\f(1,8)＋1＝2個Zn、8×eq\f(1,2)＝4個Cu、4×eq\f(1,4)＋2×eq\f(1,2)＝2個Sn,8個Se故化學式為Cu2SnZnSe4；該晶胞中以體心的Zn為頂點構建晶胞時，則6號Se位置與1號Se位置重合，結合該晶胞中8個Se位置可知，晶胞中平移能完全重合的兩個Se為1、6或2、5或3、8或4、7。答案：(1)sp(2)乙二酸中2個碳原子與2個電負性很高的氧原子成鍵，導致碳原子上電荷密度下降(3)AC(4)Cu2Sn