2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第十一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第35講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課時(shí)作業(yè)含解析

PAGE7-第35講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)建議用時(shí)：40分鐘滿(mǎn)分：100分一、選擇題(本題共4小題，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．如圖是物質(zhì)的微觀(guān)結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)仔細(xì)視察兩圖，推斷下列說(shuō)法正確的是()A．兩種物質(zhì)在肯定條件下都會(huì)自動(dòng)形成有規(guī)則幾何外形的晶體B．Ⅰ形成的固體物理性質(zhì)有各向異性C．Ⅱ形成的固體肯定有固定的熔點(diǎn)D．二者的X-射線(xiàn)衍射圖譜是相同的答案B解析由微觀(guān)結(jié)構(gòu)示意圖可知Ⅰ為晶體，Ⅱ?yàn)榉蔷w，晶體具有規(guī)則的幾何外形、各向異性和固定的熔點(diǎn)，用X-射線(xiàn)衍射試驗(yàn)測(cè)定時(shí)，晶體內(nèi)部的微粒在空間呈現(xiàn)有規(guī)則的重復(fù)排列，非晶體則沒(méi)有這些性質(zhì)。2．下列說(shuō)法正確的是()A．鈦和鉀都實(shí)行圖1的積累方式B．圖2為金屬原子在二維空間里的非密置層放置，此方式在三維空間里積累，僅得簡(jiǎn)潔立方積累C．圖3是干冰晶體的晶胞，晶胞棱長(zhǎng)為acm，則在每個(gè)CO2四周最近且等距離的CO2有8個(gè)D．圖4是一種金屬晶體的晶胞，它是金屬原子在三維空間以密置層實(shí)行ABCABC…積累的結(jié)果答案D解析圖1表示的積累方式為A3型最密積累，K采納A2型密積累，A錯(cuò)誤；圖2也可以在三維空間積累形成A2型密積累，得到體心立方積累，B錯(cuò)誤；干冰晶體的晶胞屬于面心立方晶胞，配位數(shù)為12，即每個(gè)CO2四周距離相等的CO2分子有12個(gè)，C錯(cuò)誤；該晶胞積累方式為面心立方最密積累，金屬原子在三維空間里密置層實(shí)行ABCABC…的積累方式，D正確。3．下列說(shuō)法正確的是()A．區(qū)分晶體和非晶體的最牢靠的科學(xué)方法是對(duì)固體進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射B．1mol金剛石中的C—C鍵數(shù)是2NA,1molSiO2晶體中的Si—O鍵數(shù)也是2NAC．水晶和干冰在熔化時(shí)，晶體中的共價(jià)鍵都會(huì)斷裂D．分子晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定答案A解析晶體與非晶體最本質(zhì)的區(qū)分是組成物質(zhì)的粒子在微觀(guān)空間是否有序排列，X-射線(xiàn)衍射可以看到微觀(guān)結(jié)構(gòu)，A正確；金剛石中1個(gè)C原子與另外4個(gè)C原子形成C—C單鍵，這個(gè)C原子對(duì)每個(gè)單鍵的貢獻(xiàn)只有eq\f(1,2)，所以1molC原子形成的C—C鍵為4×eq\f(1,2)＝2mol，而二氧化硅晶體中1個(gè)Si原子分別與4個(gè)O原子形成4個(gè)Si—O單鍵，則1molSiO2晶體中Si—O鍵為4mol，B錯(cuò)誤；水晶是共價(jià)晶體，熔化時(shí)共價(jià)鍵斷裂，而分子晶體干冰熔化時(shí)，分子間作用力被減弱而共價(jià)鍵不斷裂，C錯(cuò)誤；分子的穩(wěn)定性取決于化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，D錯(cuò)誤。4．下列關(guān)于金屬晶體的敘述正確的是()A．用鉑金制作首飾不能用電子氣理論說(shuō)明B．固體或熔融后易導(dǎo)電、熔點(diǎn)在1000℃左右的晶體可能是金屬晶體C．Li、Na、Mg的熔點(diǎn)漸漸上升D．能導(dǎo)電的晶體肯定是金屬晶體答案B解析選項(xiàng)A，用鉑金制作首飾是利用了金屬晶體具有延展性，能用電子氣理論說(shuō)明；選項(xiàng)B，金屬晶體在固態(tài)或熔融態(tài)下都能導(dǎo)電，大多數(shù)金屬晶體在常溫下為固體，熔點(diǎn)較高，故題設(shè)條件下的晶體可能是金屬晶體；選項(xiàng)C，一般狀況下，金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬原子價(jià)電子數(shù)的多少有關(guān)，價(jià)電子數(shù)越多，金屬鍵越強(qiáng)，與金屬原子的半徑大小也有關(guān)，金屬原子的半徑越大，金屬鍵越弱；金屬鍵強(qiáng)弱為Mg>Li>Na，其熔點(diǎn)也為Mg>Li>Na；選項(xiàng)D，石墨是能導(dǎo)電的混合晶體。二、選擇題(本題共3小題，每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意)5．高溫下，超氧化鉀晶體(KO2)呈立方體結(jié)構(gòu)。如圖為超氧化鉀晶體的一個(gè)晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元)。則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．與K＋最近且距離相等的K＋有6個(gè)B．超氧化鉀的化學(xué)式為KO2，每個(gè)晶胞含有1個(gè)K＋和1個(gè)Oeq\o\al(－,2)C．晶體中與每個(gè)K＋距離最近的Oeq\o\al(－,2)有6個(gè)D．晶體中含有離子鍵和共價(jià)鍵答案CD解析依據(jù)題給信息，超氧化鉀晶體是面心立方晶體，超氧化鉀晶體(KO2)是離子化合物，陰、陽(yáng)離子分別為Oeq\o\al(－,2)、K＋，晶體中K＋與Oeq\o\al(－,2)間形成離子鍵，Oeq\o\al(－,2)中O—O鍵為共價(jià)鍵。作為面心立方晶體，每個(gè)晶胞中含有K＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(個(gè))，Oeq\o\al(－,2)：1＋12×eq\f(1,4)＝4(個(gè))，晶胞中與每個(gè)K＋最近且距離相等的Oeq\o\al(－,2)有6個(gè)，最近且距離相等的K＋有12個(gè)。6．下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．四水合銅離子的模型如圖1所示，1個(gè)水合銅離子中有4個(gè)配位鍵B．CaF2晶體的晶胞如圖2所示，每個(gè)CaF2晶胞平均占有4個(gè)Ca2＋C．H原子的電子云圖如圖3所示，黑點(diǎn)表示H原子核外大多數(shù)電子在原子核旁邊運(yùn)動(dòng)D．金屬Cu中Cu原子積累模型如圖4所示，為最密積累，每個(gè)Cu原子的配位數(shù)均為12答案C解析A項(xiàng)，四水合銅離子中銅離子的配位數(shù)為4，配體是水，水中的氧原子供應(yīng)孤電子對(duì)與銅離子形成配位鍵，正確；B項(xiàng)，依據(jù)均攤法可知，在CaF2晶體的晶胞中，每個(gè)CaF2晶胞平均占有Ca2＋個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，正確；C項(xiàng)，電子云密度表示電子在某一區(qū)域出現(xiàn)的機(jī)會(huì)的多少，H原子最外層只有一個(gè)電子，所以不存在大多數(shù)電子，只能說(shuō)H原子的一個(gè)電子在原子核旁邊出現(xiàn)的機(jī)會(huì)較多；D項(xiàng)，在金屬晶體的最密積累中，對(duì)于每個(gè)原子來(lái)說(shuō)，其四周的原子有同一層上的六個(gè)原子和上一層的三個(gè)及下一層的三個(gè)，故每個(gè)原子四周都有12個(gè)原子與之相連，正確。7．以NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．18g冰(圖1)中含O—H鍵數(shù)目為2NAB．28g晶體硅(圖2)中含有Si—Si鍵數(shù)目為4NAC．44g干冰(圖3)中含有NA個(gè)晶胞結(jié)構(gòu)單元D．石墨烯(圖4)是碳原子單層片狀新材料，12g石墨烯中含C—C鍵數(shù)目為1.5NA答案BC解析1個(gè)水分子中含有2個(gè)O—H鍵，18g冰的物質(zhì)的量為1mol，含O—H鍵數(shù)目為2NA，A正確；28g晶體硅中含有1molSi原子，每個(gè)硅原子與其他4個(gè)Si形成4個(gè)Si—Si鍵，每個(gè)硅原子形成的共價(jià)鍵為eq\f(1,2)×4＝2，則1mol單質(zhì)硅含有2molSi—Si鍵，B錯(cuò)誤；1個(gè)晶胞結(jié)構(gòu)單元含有4個(gè)二氧化碳分子，44g干冰中含有晶胞結(jié)構(gòu)單元個(gè)數(shù)小于NA個(gè)，C錯(cuò)誤；在石墨烯中，每個(gè)碳原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，所以每個(gè)碳原子實(shí)際形成的化學(xué)鍵為1.5個(gè)，12g石墨烯即1mol所含碳碳鍵數(shù)目為1.5NA，D正確。三、非選擇題(本題共3小題)8．(1)(2024·全國(guó)卷Ⅰ)鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素，在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉?wèn)題：①比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其改變規(guī)律及緣由：__________________________________________________________________。GeCl4GeBr4GeI4熔點(diǎn)/℃－49.526146沸點(diǎn)/℃83.1186約400②晶胞有兩個(gè)基本要素：a．原子坐標(biāo)參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置。下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0)；B為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,2)))；C為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為_(kāi)_______。b．晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形態(tài)。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a＝565.76pm，其密度為_(kāi)_______________________g·cm－3(列出計(jì)算式即可)。(2)(2024·全國(guó)卷Ⅱ)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。a．晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為_(kāi)_______。b．若合金的密度為dg·cm－3，晶胞參數(shù)a＝______________nm。答案(1)①GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次增高。緣由是分子結(jié)構(gòu)相像，分子量依次增大，分子間相互作用力漸漸增加②a.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4)))b.eq\f(8×73,6.02×565.763)×107(2)a.3∶1b.eq\r(3,\f(251,6.02×1023×d))×107解析(1)①對(duì)于結(jié)構(gòu)相像的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點(diǎn)越高。②b.該晶胞中含有Ge的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8，晶胞參數(shù)a即為晶胞邊長(zhǎng)，則有ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(8×\f(73,6.02×1023),565.76×10－103)g·cm－3＝eq\f(8×73,6.02×565.763)×107g·cm－3。(2)a.晶胞中含Cu原子數(shù)為eq\f(1,2)×6＝3，含Ni原子數(shù)為eq\f(1,8)×8＝1，兩者數(shù)量比為3∶1；b.由題意可得：d＝eq\f(3×64＋59,a×10－73×6.02×1023)，解得a＝eq\r(3,\f(251,6.02×1023×d))×107nm。9．碳元素的單質(zhì)有多種形式，如圖依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖：回答下列問(wèn)題：(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式，它們互為_(kāi)_______。(2)金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化形式分別為_(kāi)_______、________。(3)C60屬于________晶體，石墨屬于________晶體。(4)石墨晶體中，層內(nèi)C—C鍵的鍵長(zhǎng)為142pm，而金剛石中C—C鍵的鍵長(zhǎng)為154pm。其緣由是金剛石中只存在C—C間的________共價(jià)鍵，而石墨層內(nèi)的C—C間不僅存在________共價(jià)鍵，還有________鍵。(均填“σ”或“π”)(5)金剛石晶胞含有________個(gè)碳原子。若碳原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長(zhǎng)為a，依據(jù)硬球接觸模型，則r＝________a，列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率：____________(不要求計(jì)算結(jié)果)。答案(1)同素異形體(2)sp3sp2(3)分子混合(4)σσπ(5)8eq\f(\r(3),8)eq\f(8×\f(4,3)πr3,a3)＝eq\f(\r(3)π,16)解析(2)金剛石中碳原子與相鄰四個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)單鍵，C原子實(shí)行sp3雜化方式；石墨中的碳原子用sp2雜化軌道與相鄰的三個(gè)碳原子以σ鍵結(jié)合。(3)C60中構(gòu)成微粒是分子，所以屬于分子晶體；石墨的層內(nèi)原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，層與層之間以范德華力結(jié)合，所以石墨屬于混合晶體。(5)由金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞內(nèi)部有4個(gè)C原子，面心上有6個(gè)C原子，頂點(diǎn)有8個(gè)C原子，晶胞中C原子數(shù)目為4＋6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝8；若C原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長(zhǎng)為a，依據(jù)硬球接觸模型，則正方體對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度的eq\f(1,4)就是C—C鍵的鍵長(zhǎng)，即eq\f(\r(3),4)a＝2r，所以r＝eq\f(\r(3),8)a，碳原子在晶胞中的空間占有率w＝eq\f(8×\f(4,3)πr3,a3)＝eq\f(8×\f(4,3)π×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),8)a))3,a3)＝eq\f(\r(3)π,16)。10．鉑(Pt)可以和許多化合物形成協(xié)作物。生產(chǎn)生活中有重要的用途。(1)鉑和氨水可以形成協(xié)作物，可用于提取鉑。氨水中各元素的第一電離能從大到小的依次為_(kāi)_______。(2)二氯二吡啶合鉑是由Pt2＋、Cl－和吡啶結(jié)合形成的鉑協(xié)作物，有順式和反式兩種同分異構(gòu)體，科學(xué)探討表明，反式分子和順式分子同樣具有抗癌活性。①Cl－的核外電子排布式為_(kāi)___________。②吡啶分子是大體積平面配體。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，吡啶分子中氮原子的軌道雜化方式是________，分子中的大π鍵可用符號(hào)Πeq\o\al(n,m)表示，其中m代表參加形成大π鍵的原子數(shù)。n代表參加形成大π鍵的電子數(shù)。則吡啶中的大π鍵應(yīng)表示為_(kāi)_______；1mol吡啶中含有σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_______。③二氯二吡啶合鉑分子中存在的微粒間作用力有________(填字母)。a．離子鍵b．配位鍵c．金屬鍵d．非極性鍵e．氫鍵f．極性鍵④二氯二吡啶合鉑分子中，Pt2＋的配位數(shù)是4，但是其軌道雜化方式并不是sp3。簡(jiǎn)述理由：________________________________________________________。(3)富勒烯C60能夠與Pt結(jié)合形成一系列協(xié)作物。富勒烯(C60)的結(jié)構(gòu)如圖所示，C60屬于________晶體；C60分子中五元環(huán)與六元環(huán)的數(shù)目比為_(kāi)_______。答案(1)N>O>H(2)①1s22s22p63s23p6或[Ne]3s23p6②sp2雜化Πeq\o\al(6,6)11NA③bdf④若Pt2＋以sp3雜化軌道進(jìn)行配位，則二氯二吡啶合鉑為四面體結(jié)構(gòu)，不存在順?lè)串悩?gòu)體(二氯二吡啶合鉑分子存在順、反兩種構(gòu)型。若為sp3雜化則不存在順?lè)串悩?gòu))(3)分子3∶5解析(1)同周期主族元素的第一電離能從左往右呈增大趨勢(shì)，但N元素的2p軌道處于半充溢狀態(tài)，故N的第一電離能大于O。(2)①Cl－