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（三十六）晶體結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)-人教版高三化學(xué)試題

跟蹤檢測（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鍵B．原子晶體中共價鍵越強，熔點越高C．離子晶體中含有離子鍵，不含有共價鍵D．金屬陽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，不含共價鍵，A項錯誤；原子晶體中共價鍵越強，熔點越高，B項正確；離子晶體中一定含有離子鍵，可能含有共價鍵，C項錯誤；金屬陽離子也可以存在于金屬晶體中，D項錯誤。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SO3②晶體硼和HCl③CO2和SO2④晶體硅和金剛石⑤晶體氖和晶體氮⑥硫黃和碘A．①②③ B．④⑤⑥C．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，與共價鍵的鍵能大小有關(guān)的是()A．F2、Cl2、Br2、I2的熔點、沸點逐漸升高B．HF、HCl、HBr、HI的熔、沸點順序為HF＞HI＞HBr＞HClC．金剛石的硬度、熔點、沸點都高于晶體硅D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點依次降低解析：選CA項、B項中分子晶體熔、沸點高低與分子間的范德華力有關(guān)，含有氫鍵時會出現(xiàn)反?，F(xiàn)象，與分子內(nèi)共價鍵無關(guān)。D項離子晶體內(nèi)存在的是離子鍵。4．下面有關(guān)晶體的敘述中，錯誤的是()A．白磷晶體中，分子之間通過共價鍵結(jié)合B．金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由共價鍵形成的最小碳環(huán)上有6個碳原子C．在NaCl晶體中每個Na＋(或Cl－)周圍都緊鄰6個Cl－(或Na＋)D．離子晶體在熔化時，離子鍵被破壞，而分子晶體熔化時，化學(xué)鍵不被破壞解析：選AA項，白磷晶體為分子晶體，分子之間通過范德華力結(jié)合，錯誤；B項，金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由共價鍵形成的最小碳環(huán)上有6個碳原子，正確；C項，在NaCl晶體中每個Na＋(或Cl－)周圍都緊鄰6個Cl－(或Na＋)，正確；D項，離子晶體在熔化時，離子鍵被破壞，而分子晶體熔化時，分子間作用力被破壞，化學(xué)鍵不被破壞，正確。5．朱經(jīng)武(PaulChu)教授等發(fā)現(xiàn)釔鋇銅氧化合物在90K時即具有超導(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∶6C．1∶2∶3 D．2∶2∶3解析：選B晶胞中鋇原子個數(shù)為2，銅原子個數(shù)為eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,4)×8＝3，釔原子個數(shù)為1，則Y2O3、BaCO3、CuO之比為eq\f(1,2)×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。下列說法中不正確的是()A．X的單質(zhì)固態(tài)時為分子晶體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錯誤。7．下列性質(zhì)適合于分子晶體的是()A．熔點1070℃，易溶于水，水溶液導(dǎo)電B．熔點10.31℃，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液導(dǎo)電C．能溶于CS2，熔點112.8℃，沸點444.6℃D．熔點97.81℃，質(zhì)軟、導(dǎo)電，密度為0.97g·cm－3解析：選BCA項，熔點1070℃，與分子晶體的特點嚴重不符，錯誤；B項，熔點為10.31℃，熔點低，符合分子晶體的特點，液態(tài)不導(dǎo)電，是由于液態(tài)時，只存在分子，沒有離子，水溶液能導(dǎo)電，溶于水后，分子在水分子的作用下，電離出自由移動的離子，正確；C項，單質(zhì)硫能溶于CS2、熔點112.8℃，沸點444.6℃，單質(zhì)硫是分子晶體，正確；D項，金屬鈉熔點為97.81℃，質(zhì)軟、導(dǎo)電、密度0.97g·cm－3，金屬鈉為金屬晶體，錯誤。8.高溫下，超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu)，晶體中氧的化合價部分為0價，部分為－2價。如圖所示為超氧化鉀晶體的一個晶胞，則下列說法正確的是()A．超氧化鉀的化學(xué)式為KO2，每個晶胞含有4個K＋和4個Oeq\o\al(－,2)B．晶體中每個K＋周圍有8個Oeq\o\al(－,2)，每個Oeq\o\al(－,2)周圍有8個K＋C．晶體中與每個K＋距離最近的K＋有8個D．晶體中與每個Oeq\o\al(－,2)距離最近的Oeq\o\al(－,2)有6個解析：選A由晶胞的結(jié)構(gòu)知，有8個K＋位于頂點，6個K＋位于面心，則晶胞中含有的K＋數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4；有12個Oeq\o\al(－,2)位于棱上，1個Oeq\o\al(－,2)處于中心，則晶胞中含有Oeq\o\al(－,2)數(shù)為12×eq\f(1,4)＋1＝4，所以超氧化鉀的化學(xué)式為KO2；晶體中每個K＋周圍有6個Oeq\o\al(－,2)，每個Oeq\o\al(－,2)周圍有6個K＋，晶體中與每個K＋(或Oeq\o\al(－,2))距離最近的K＋(或Oeq\o\al(－,2))有12個。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。下列說法不正確的是()A．將鐵加熱到1500℃分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型相同B．α-Fe晶體中與每個鐵原子等距離且最近的鐵原子有6個C．若δ-Fe晶胞邊長為acm，α-Fe晶胞邊長為bcm，則兩種晶體密度比為2b3∶a3D．δ-Fe晶體中與每個鐵原子等距離且最近的鐵原子有8個解析：選A根據(jù)已知信息可知，將鐵加熱到1500℃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)特點可知，B正確；δ-Fe晶胞中含有2個鐵原子，α-Fe晶胞中含有1個鐵原子，兩種晶體密度比為2b3∶a3，C正確；由題意根據(jù)δ-Fe晶胞可知，選項D正確。10．根據(jù)下列結(jié)構(gòu)示意圖，判斷下列說法中不正確的是()A．在NaCl晶體中，距Na＋最近的Cl－形成正八面體B．在CaF2晶體中，每個晶胞平均占有4個Ca2＋C．在金剛石晶體中，碳原子與碳碳鍵數(shù)目比為1∶2D．該氣態(tài)團簇分子的分子式為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，形成正八面體，A正確；在CaF2晶體中，每個晶胞平均占有8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個Ca2＋，B正確；在金剛石晶體中，平均每個碳原子形成2個共價鍵，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個電子，次外層的所有原子軌道均充滿電子。元素Y的負一價離子的最外層電子數(shù)與次外層的相同。回答下列問題：(1)單質(zhì)M的晶體類型為________，晶體中原子間通過________作用形成面心立方密堆積，其中M原子的配位數(shù)為________。(2)元素Y基態(tài)原子的核外電子排布式為________，其同周期元素中，第一電離能最大的是________(寫元素符號)。元素Y的含氧酸中，酸性最強的是________(寫化學(xué)式)，該酸根離子的立體構(gòu)型為________。(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________，已知晶胞參數(shù)a＝0.542nm，此晶體的密度為__________g·cm－3。(寫出計算式，不要求計算結(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色，深藍色溶液中陽離子的化學(xué)式為________。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，酸性最強的是HClO4，該酸根離子中氯原子為sp3雜化，沒有孤對電子，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，每個晶胞中含有銅原子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，氯原子個數(shù)為4，該化合物的化學(xué)式為CuCl；則1mol晶胞中含有4molCuCl，1mol晶胞的質(zhì)量為4×99.5g，又晶胞參數(shù)a＝0.542nm，此晶體的密度為eq\f(4×99.5,NA×0.5423×10－21)或eq\f(4×MCuCl,NA×a3×10－21)g·cm－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＋，故深藍色溶液中陽離子的化學(xué)式為[Cu(NH3)4]2＋。答案：(1)金屬晶體金屬鍵12(2)1s22s22p63s23p5ArHClO4正四面體(3)①CuCleq\f(4×99.5,NA×0.5423×10－21)或eq\f(4×MCuCl,NA×a3×10－21)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。請回答下列問題：(1)Ge的原子核外電子排布式為_________________________________________。(2)SiO2晶體的空間構(gòu)型是______________，其中氧原子的雜化方式為____________，硅氧之間共價鍵的類型是__________(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________________________________(寫出2條即可)。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2(2)正四面體sp3σ鍵(3)C60等富勒烯類(或其他合理答案)熔融時能導(dǎo)電、熔點較高(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________________。②甲醛分子的空間構(gòu)型是____________；1mol甲醛分子中σ鍵的數(shù)目為________________。③在1個Cu2O晶胞(結(jié)構(gòu)如圖所示)中，所包含的Cu原子數(shù)目為________________。解析：(1)Zn的原子序數(shù)為30，注意3d軌道寫在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，而沒有形成氫鍵，故甲醇的沸點高；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；1mol甲醛分子中含有2molC—Hσ鍵，1molC—Oσ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3NA③414．氫能的存儲是氫能應(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是一種過渡元素硼氫化物儲氫材料。①Ti2＋基態(tài)的電子排布式可表示為__________________。②BHeq\o\al(－,4)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＋3H2eq\o(,\s\up7(儲氫),\s\do5(輸氫))2NH3實現(xiàn)儲氫和輸氫。下列說法正確的是________(填字母)。a．NH3分子中N原子采用sp3雜化b．相同壓強時，NH3沸點比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H2①C60晶體易溶于苯、CS2，說明C60是________分子(填“極性”或“非極性”)；②1molC60分子中，含有σ鍵數(shù)目為________。(4)MgH2是金屬氫化物儲氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖②所示，已知該晶體的密度為ag·cm－3，則晶胞的體積為____cm3[用a、NA表示(NA表示阿伏加德羅常數(shù))]。解析：(1)①Ti為22號元素，價電子排布為3d24s2，Ti失去4s上面的兩個電子生成Ti2＋，則Ti2＋基態(tài)電子排布式為[Ar]3d2。②BHeq\o\al(－,4)中，B可以提供3個電子，整個離子得一個電子，由eq\f(1,2)(3＋1－4×1)＝0知，B中無孤對電子，為sp3雜化，BHeq\o\al(－,4)為正四面體。(2)NH3分子中N有一對孤對電子，為sp3雜化；NH3分子間可以形成氫鍵，故沸點比PH3高；[Cu(NH3)4]2＋中，NH3為配體，N原子提供孤對電子，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之間存在三對共用電子對。(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，每個碳形成兩個單鍵，一個雙鍵，而單鍵為σ鍵，雙鍵中有一個也為σ鍵，但單鍵或雙鍵均被重復(fù)了2次，故60個碳原子形成的σ鍵共有：60×3×eq\f(1,2)＝90，即σ鍵數(shù)目為90NA。(4)由晶胞圖知，含Mg為8×eq\f(1,8)＋1＝2，H位于面心，含H為4×eq\f(1,2)＋2＝4，則一個晶胞中含有2個MgH2，V＝eq\f(m,ρ)＝eq\f(\f(26,NA),a)×2＝eq\f(52,a·NA)cm3。答案：(1)①1s22s22p63s23p63d2(或[Ar]3d2)②正四面體(2)abcd(3)①非極性②90×6.02×1023(或90NA)(4)eq\f(52,a·NA)15．(2018·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、動植物體、石灰石、白云石、二氧化碳等。請回答下列問題：(1)基態(tài)碳原子的核外電子排布式為___________________________________________。(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)用價層電子對互斥理論，預(yù)測COCl2分子的空間構(gòu)型為________________。(4)二茂鐵(C5H5)2Fe是Fe2＋與環(huán)戊二烯基形成的一類配合物，實驗室測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。(5)普魯士藍可用作染料，它的結(jié)構(gòu)如圖乙所示。普魯士藍中，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Ceq\o\al(2－,2)的存在，使晶胞沿一個方向拉長(如圖丙)。CaC2中Ceq\o\al(2－,2)與Oeq\o\al(2＋,2)互為等電子體，Oeq\o\