高三一輪復(fù)習(xí)化學(xué)試題（人教版新高考新教材）考點(diǎn)規(guī)范練29　晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

考點(diǎn)規(guī)范練29晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、選擇題1.某學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)用激光脈沖照射NaI使Na+和I的核間距為1.0~1.5nm時(shí),該化學(xué)鍵呈共價(jià)鍵。根據(jù)他的研究成果能得出的結(jié)論是()。A.NaI晶體是離子晶體和分子晶體的混合物B.離子晶體可能含有共價(jià)鍵C.NaI晶體中既有離子鍵,又有共價(jià)鍵D.共價(jià)鍵和離子鍵沒有絕對(duì)的界限答案:D解析:由題中信息可知,當(dāng)核間距改變時(shí),鍵的性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變,這說明離子鍵和共價(jià)鍵沒有絕對(duì)的界限。2.下列有關(guān)化學(xué)鍵、氫鍵和范德華力的敘述中,不正確的是()。A.金屬鍵是金屬陽離子與“自由電子”之間的較強(qiáng)作用,金屬鍵無方向性和飽和性B.共價(jià)鍵是相鄰原子之間通過共用電子形成的化學(xué)鍵,共價(jià)鍵有方向性和飽和性C.范德華力是分子間存在的一種作用力,分子的極性越大,范德華力越大D.氫鍵不是化學(xué)鍵,而是一種分子間作用力,所以氫鍵只存在于分子與分子之間答案:D解析:氫鍵是一種分子間作用力,比范德華力強(qiáng),但是比化學(xué)鍵弱,氫鍵既可以存在于分子間,又可以存在于分子內(nèi),D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.某實(shí)驗(yàn)室成功地在高壓下將CO2轉(zhuǎn)化為具有類似SiO2結(jié)構(gòu)的共價(jià)晶體。下列關(guān)于CO2的共價(jià)晶體的說法正確的是()。A.CO2的共價(jià)晶體和分子晶體互為同素異形體B.在一定條件下,CO2的共價(jià)晶體轉(zhuǎn)化為CO2的分子晶體是物理變化C.CO2的共價(jià)晶體和CO2的分子晶體具有相同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)D.在CO2的共價(jià)晶體中,每個(gè)C原子結(jié)合4個(gè)O原子,每個(gè)O原子與2個(gè)C原子相結(jié)合答案:D解析:同素異形體的研究對(duì)象是單質(zhì),CO2是化合物,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。二氧化碳的共價(jià)晶體和二氧化碳的分子晶體屬于不同物質(zhì),所以在一定條件下,CO2的共價(jià)晶體轉(zhuǎn)化為CO2的分子晶體是化學(xué)變化,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。二氧化碳的分子晶體和二氧化碳的共價(jià)晶體的構(gòu)成粒子不同,空間結(jié)構(gòu)不同,所以其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)不同,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。利用知識(shí)遷移的方法分析,把二氧化硅結(jié)構(gòu)中的硅原子替換成碳原子,在二氧化碳的共價(jià)晶體中,每個(gè)C原子結(jié)合4個(gè)O原子,每個(gè)O原子跟2個(gè)C原子相結(jié)合,故D項(xiàng)正確。4.要使金屬晶體熔化,必須破壞其中的金屬鍵。金屬晶體的熔點(diǎn)高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強(qiáng)弱,而金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬陽離子所帶電荷數(shù)及離子半徑有關(guān)。由此判斷下列說法正確的是()。A.金屬鎂的熔點(diǎn)高于金屬鋁B.堿金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)從Li到Cs是逐漸增大的C.金屬鋁的硬度大于金屬鈉D.金屬鎂的硬度小于金屬鈣答案:C解析:影響金屬晶體熔點(diǎn)的主要因素是金屬鍵。鎂離子比鋁離子的半徑大且鎂離子所帶的電荷數(shù)少,所以金屬鎂比金屬鋁的金屬鍵弱,其熔點(diǎn)和硬度都比金屬鋁小,A項(xiàng)錯(cuò)誤。堿金屬單質(zhì)從Li到Cs,金屬離子的半徑是逐漸增大的,金屬陽離子所帶電荷數(shù)相同,金屬鍵逐漸減弱,熔點(diǎn)和硬度都逐漸減小,B項(xiàng)錯(cuò)誤。鋁離子的半徑比鈉離子的小且鋁離子所帶電荷數(shù)比鈉離子的多,金屬鋁比金屬鈉的金屬鍵強(qiáng),所以金屬鋁的硬度比金屬鈉的硬度大,C項(xiàng)正確。鎂離子的半徑比鈣離子的半徑小,鎂離子、鈣離子所帶電荷數(shù)相同,金屬鎂比金屬鈣的金屬鍵強(qiáng),所以金屬鎂的硬度比金屬鈣的硬度大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.鈷的一種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,已知A點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(0,0,0),B點(diǎn)為(12,0,1A.化合物中Co2+價(jià)電子排布式為3d7B.鈷的配位數(shù)為6C.C點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(12D.該物質(zhì)的化學(xué)式為TiCoO2答案:D解析:化合物中Co2+價(jià)電子個(gè)數(shù)為7,價(jià)電子排布式為3d7,故A項(xiàng)正確。由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知,鈷周圍有6個(gè)O2,配位數(shù)為6,故B項(xiàng)正確。C點(diǎn)的原子處于晶胞的體心,坐標(biāo)參數(shù)為(12,12,12),故C項(xiàng)正確。此晶胞中O2的個(gè)數(shù)為6×12=3,Ti4+的個(gè)數(shù)為8×18=1,Co2+6.金屬鈉晶體的晶胞如圖所示,實(shí)驗(yàn)測(cè)得鈉的密度為pg·cm3。已知鈉的相對(duì)原子質(zhì)量為a,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。假定金屬鈉原子為等徑的剛性球且處于體對(duì)角線上的三個(gè)球相切。則鈉原子的半徑r為()。A.32B.3·C.34D.13答案:C解析:該晶胞中實(shí)際含兩個(gè)鈉原子(頂點(diǎn)8×18+體內(nèi)1),晶胞邊長(zhǎng)為4r3,則p=2×aNA×7.(2023湖北卷)鑭La和H可以形成一系列晶體材料LaHn,在儲(chǔ)氫和超導(dǎo)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。LaHn屬于立方晶系,晶胞結(jié)構(gòu)和參數(shù)如圖所示。高壓下,LaH2中的每個(gè)H結(jié)合4個(gè)H形成類似CH4的結(jié)構(gòu),即得到晶體LaHx。下列說法錯(cuò)誤的是()。A.LaH2晶體中La的配位數(shù)為8B.晶體中H和H的最短距離:LaH2>LaHxC.在LaHx晶胞中,H形成一個(gè)頂點(diǎn)數(shù)為40的閉合多面體籠D.LaHx單位體積中含氫質(zhì)量的計(jì)算式為40(4.84答案:C解析:LaH2中頂點(diǎn)La和面心La的配位數(shù)都是8,A項(xiàng)正確;LaH2的晶胞邊長(zhǎng)大于LaHx,且LaHx中存在以一個(gè)H為中心與另外4個(gè)H形成類似于甲烷結(jié)構(gòu),導(dǎo)致氫原子密度大,距離近,故H和H的最短距離:LaH2>LaHx,B項(xiàng)正確;LaHx中共40個(gè)氫原子,其中一部分H在形成的立方體結(jié)構(gòu)內(nèi),并不是40個(gè)頂點(diǎn),C項(xiàng)錯(cuò)誤;每個(gè)LaHx晶胞中有40個(gè)氫原子,晶胞體積為(4.84×108)3cm3,故含氫質(zhì)量為40(4.84×108.下圖為冰的晶體模型,大球代表O,小球代表H。下列有關(guān)說法正確的是()。A.該晶體中每個(gè)水分子與另外四個(gè)水分子形成四面體結(jié)構(gòu)B.該晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),是共價(jià)晶體C.水分子間通過H—O鍵形成冰晶體D.冰融化后,水分子之間的空隙增大答案:A解析:冰晶體屬于分子晶體,冰晶體中的水分子主要是靠氫鍵結(jié)合在一起,氫鍵不是化學(xué)鍵,而是一種分子間作用力,故B、C兩項(xiàng)均錯(cuò)誤。每個(gè)水分子可以與4個(gè)水分子形成氫鍵,從而形成四面體結(jié)構(gòu),A項(xiàng)正確。水在4℃時(shí)密度最大,故冰融化后水分子之間空隙先減小后增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題9.由于熒光探針的高靈敏度、特異性、快速響應(yīng)和技術(shù)簡(jiǎn)便性,已成為檢測(cè)成像和疾病診斷的強(qiáng)大工具。基于光感應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的傳感和診療探針的傳感機(jī)理如圖:回答下列問題:(1)Cu位于元素周期表區(qū)。

(2)BTCu分子中,B原子的雜化軌道類型是,1molBTCu分子中含有mol配位鍵。

(3)BTCuCu2+中第二周期元素原子的第一電離能由小到大的順序?yàn)椤?4)磷錫青銅是有名的彈性材料,廣泛用于儀器儀表中的耐磨零件和抗磁元件等。磷錫青銅晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值,銅、磷原子最近距離為0.5apm。①磷錫青銅的化學(xué)式為,銅與銅原子最近距離為pm。

②磷錫青銅晶體密度為g·cm3(用代數(shù)式表示)。

答案:(1)ds(2)sp31(3)B<C<O<N<F(4)①SnCu3P22②64解析:(1)銅元素的原子序數(shù)為29,價(jià)電子排布式為3d104s1,位于元素周期表的ds區(qū)。(2)由BTCu分子的結(jié)構(gòu)示意圖可知,硼原子以單鍵與4個(gè)原子相連接,則硼原子的雜化方式為sp3雜化;硼原子的價(jià)電子數(shù)為3,最多可形成3個(gè)共價(jià)鍵,則硼原子形成的4個(gè)共價(jià)鍵中有1個(gè)為配位鍵。(3)BTCuCu2+離子中B、C、N、O、F為第二周期元素,同周期元素,從左到右第一電離能有增大的趨勢(shì),但氮原子的2p軌道為半充滿結(jié)構(gòu),第一電離能比相鄰的元素大,則五種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)锽<C<O<N<F。(4)①由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中位于頂點(diǎn)的Sn原子個(gè)數(shù)為8×18=1,位于面心的Cu原子個(gè)數(shù)為6×12=3,位于體心的P原子個(gè)數(shù)為1,則晶體的化學(xué)式為SnCu3P;設(shè)銅與銅原子最近距離為xpm,由磷原子位于銅原子形成的正方形的面心上可得2x2=(2×0.5a)2,解得x=22a;②設(shè)晶胞的密度為dg·cm3,由晶胞的質(zhì)量公式可得d×(a×1010)3=1×(119+310.黃銅礦是工業(yè)煉銅的原料,含有的主要元素是硫、鐵、銅,請(qǐng)回答下列問題。(1)Fe2+的電子排布式是。

(2)CuCl熔點(diǎn)為426℃,熔融時(shí)幾乎不導(dǎo)電;CuF的熔點(diǎn)為908℃。兩者都是+1價(jià)的銅的鹵化物,熔點(diǎn)相差這么大的原因是

。

(3)乙硫醇(C2H5SH)是一種重要的合成中間體,分子中硫原子的雜化類型是。乙硫醇的沸點(diǎn)比乙醇的沸點(diǎn)(填“高”或“低”),原因是。(4)黃銅礦主要成分X的晶胞結(jié)構(gòu)及晶胞參數(shù)如圖所示,X的化學(xué)式是,其密度為g·cm3(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。

答案:(1)1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6(2)CuCl為分子晶體,CuF為離子晶體,離子晶體的熔點(diǎn)通常比分子晶體高(3)sp3低乙醇分子間可以形成氫鍵,而乙硫醇分子間不能形成氫鍵(4)CuFeS2736a2b解析:(1)Fe是26號(hào)元素,原子核外有26個(gè)電子,鐵原子失去最外層的兩個(gè)電子變成Fe2+,Fe2+的電子排布式是1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6。(2)由題意知CuCl熔點(diǎn)為426℃,熔化時(shí)幾乎不導(dǎo)電,可以確定CuCl為分子晶體,熔點(diǎn)比較低;CuF的熔點(diǎn)為908℃,可確定CuF為離子晶體,熔點(diǎn)比較高。(3)乙硫醇(C2H5SH)里的S形成兩個(gè)σ鍵,還有兩個(gè)孤電子對(duì),所以是sp3雜化。乙醇中有電負(fù)性較大的氧原子,分子間可以形成氫鍵,沸點(diǎn)比乙硫醇的高。(4)對(duì)晶胞結(jié)構(gòu)分析可知,晶胞中的Cu原子數(shù)目=8×18+4×12+1=4,Fe原子數(shù)目=6×12+4×14=4,S原子數(shù)目為8,原子個(gè)數(shù)比為N(Cu)∶N(Fe)∶N(S)=1∶1∶2,所以X的化學(xué)式為CuFeS2。由上述計(jì)算可知晶胞內(nèi)共含4個(gè)“CuFeS2”,晶胞的質(zhì)量=4×184NAg=736NAg,晶胞的體積=a2b·1021cm3,所以晶胞的密度=11.自然界中存在大量的元素,如鈉、鎂、鋁、鐵、銅、砷、鋅、鎳等在生活中有著廣泛的應(yīng)用。(1)請(qǐng)寫出Fe的基態(tài)原子核外電子排布式,砷屬于區(qū)元素。(2)金屬A的原子只有3個(gè)電子層,其第一至第四電離能如下:電離能I1I2I3I4A93218211539021771則A原子的價(jià)層電子排布式為。

(3)鋅化銅是一種金屬互化物,其化學(xué)式有多種形式,如CuZn,Cu5Zn8,CuZn3等。其中所含元素銅的第二電離能(填“大于”“小于”或“等于”)鋅的第二電離能。

(4)用鋅還原TiCl4,經(jīng)后續(xù)處理可制得綠色的晶體[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O。該晶體所含元素中,電負(fù)性最大的元素是,與Ti形成配位鍵的配體是,1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。

(5)Ni2+能形成多種配離子,如[Ni(NH3)6]2+,[Ni(SCN)3]等。NH3的空間結(jié)構(gòu)為。(6)銅的化合物種類很多,如圖是氯化亞銅的晶胞結(jié)構(gòu)(黑色球表示Cu+,白色球表示Cl),已知晶胞的棱長(zhǎng)為acm,則氯化亞銅密度的計(jì)算式為ρ=g·cm3(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。

答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2p(2)3s2(3)大于(4)OH2O、Cl18NA或18×6.02×1023(5)三角錐形(6)4解析:(1)鐵是26號(hào)元素,根據(jù)核外電子排布規(guī)律,可知其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2;砷原子的價(jià)層電子排布式為4s24p3,故位于p區(qū)。(2)從表中原子的第一至第四電離能可以看出,A的第二電離能小,第三電離能較大,說明易失去2個(gè)電子,則A的化合價(jià)為+2價(jià),應(yīng)為Mg元素,價(jià)層電子排布式為3s2。(3)根據(jù)失去一個(gè)電子后的價(jià)層電子排布式確定第二電離能的大小;Cu+的價(jià)層電子排布式為3d10,處于全充滿狀態(tài);而鋅失去一個(gè)電子后的價(jià)層電子排布式為3d104s1,最外層處于半充滿狀態(tài),故銅的第二電離能大于鋅的第二電離能。(4)在晶體[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中含有Ti、Cl、H、O四種元素,元素的非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越大。由于元素的非金屬性最強(qiáng)的元素是氧元素,所以O(shè)的電負(fù)性最大;晶體[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中內(nèi)界離子是[TiCl(H2O)5]2+,中心離子是Ti3+,配體是Cl、H2O,配位數(shù)是6。外界離子是2個(gè)Cl,[TiCl(H2O)5]2+中含有6個(gè)配位鍵,也屬于σ鍵,水分子中含有2個(gè)σ鍵,故1mol[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中含有18molσ鍵,個(gè)數(shù)為18NA。(5)NH3分子中N原子是sp3雜化,且具有一個(gè)孤電子對(duì),則NH3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。(6)一個(gè)晶胞中Cu原子數(shù)目為8×18+6×12=4,Cl原子數(shù)目為4,則晶胞密度為ρ=mV=4×12.回答下列問題。(1)某二價(jià)金屬離子有9個(gè)價(jià)電子,價(jià)電子的能級(jí)為3d。該元素位于周期表中的第四周期、第族。

(2)在氰酸鉀(KOCN)的組成元素中,第一電離能最大的是(填元素符號(hào),下同)、電負(fù)性最小的是;其中陰離子的空間結(jié)構(gòu)是,C的雜化方式為。

(3)乙二胺能與Mg2+形成穩(wěn)定環(huán)狀離子:[Mg(C2H8N2)2]2+,其結(jié)構(gòu)如圖所示:則該環(huán)狀離子中鎂離子的配位數(shù)為。

(4)已知阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,硫化鋅(M=97g·mol1)的晶胞如圖所示:其晶胞棱長(zhǎng)為δnm,則其密度為g·cm3(用含δ的代數(shù)式表示);其中頂點(diǎn)位置a的S2與其相鄰位置b的Zn2+之間的距離為nm(用含δ的代數(shù)式表示)。a位置的S2和b位置的Zn2+的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)依次為、。答案:(1)ⅠB(2)NK直線形sp(3)4(4)4×97×解析:(1)該二價(jià)金屬離子有9個(gè)價(jià)電子,價(jià)電子的能級(jí)為3d,原子的價(jià)電子排布式為3d104s1,為銅元素,位于周期表中的第四周期、第ⅠB族。(2)在氰酸鉀(KOCN)的組成元素中,C、N、O是同一周期的元素,N的2p能級(jí)是半充滿狀態(tài),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,第一電離能最大的是N;鉀是金屬,易失電子,吸電子能力最小,電負(fù)性最小的是K;其中陰離子的空間結(jié)構(gòu)是直線形,C的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為