2022高考化學(xué)一輪專題復(fù)習(xí)56晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)含解析

PAGE專練56晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、單項(xiàng)選擇題1．[2021·高三專項(xiàng)測試]關(guān)于晶體的下列說法正確的是()A．化學(xué)鍵都具有飽和性和方向性B．晶體中只要有陰離子，就一定有陽離子C．氫鍵具有方向性和飽和性，也屬于一種化學(xué)鍵D．金屬鍵由于無法描述其鍵長、鍵角，故不屬于化學(xué)鍵2．下列關(guān)于晶體的說法中，不正確的是()①晶體中原子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶體中原子排列相對(duì)無序，無自范性②含有金屬陽離子的晶體一定是離子晶體③共價(jià)鍵可決定分子晶體的熔、沸點(diǎn)④MgO的晶格能遠(yuǎn)比NaCl大，這是因?yàn)榍罢唠x子所帶的電荷數(shù)多，離子半徑小⑤晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元，晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律作周期性重復(fù)排列⑥晶體盡可能采取緊密堆積方式，以使其變得比較穩(wěn)定⑦干冰晶體中，一個(gè)CO2分子周圍有12個(gè)CO2分子緊鄰；CsCl和NaCl晶體中陰、陽離子的配位數(shù)都為6A．①②③B．②③④C．④⑤⑥D(zhuǎn)．②③⑦3．[2021·棗莊月考]下表所列物質(zhì)晶體的類型全部正確的一組是()原子晶體離子晶體分子晶體A氮化硅磷酸單質(zhì)硫B單晶硅氯化鋁白磷C金剛石燒堿冰D鐵尿素冰醋酸4.下列有關(guān)離子晶體的數(shù)據(jù)大小比較不正確的是()A．熔點(diǎn)：NaF＞MgF2＞AlF3B．晶格能：NaF＞NaCl＞NaBrC．陰離子的配位數(shù)：CsCl＞NaCl＞CaF2D．硬度：MgO＞CaO＞BaO5．[2021·隨州二中月考]下列性質(zhì)適合于離子晶體的是()A．熔點(diǎn)1070℃，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電B．熔點(diǎn)10.31℃，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電C．能溶于CS2，熔點(diǎn)112.8℃，沸點(diǎn)444.6℃D．熔點(diǎn)97.81℃，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度0.97g·cm－36．據(jù)某科學(xué)雜志報(bào)道，國外有一研究發(fā)現(xiàn)了一種新的球形分子，它的分子式為C60Si60，其分子結(jié)構(gòu)好似中國傳統(tǒng)工藝品“鏤雕”，經(jīng)測定其中包含C60，也有Si60結(jié)構(gòu)。下列敘述正確的是()A．該物質(zhì)有很高的熔點(diǎn)、很大的硬度B．該物質(zhì)形成的晶體屬于分子晶體C．該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為1200D．該物質(zhì)分子中Si60被包裹在C60里面7．已知C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度，且構(gòu)成該晶體的微粒間只以單鍵結(jié)合。下列關(guān)于C3N4晶體的說法錯(cuò)誤的是()A．該晶體屬于原子晶體，其化學(xué)鍵比金剛石更牢固B．該晶體中每個(gè)碳原子連接4個(gè)氮原子、每個(gè)氮原子連接3個(gè)碳原子C．該晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)D．該晶體與金剛石相似，都是原子間以非極性鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)8．[2021·鄭州模擬]下列有關(guān)說法不正確的是()A．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，H原子核外大多數(shù)電子在原子核附近運(yùn)動(dòng)D．金屬Cu中Cu原子堆積模型如圖4，為最密堆積，每個(gè)Cu原子的配位數(shù)均為129．現(xiàn)有四種晶體，其離子排列方式如圖所示，其中化學(xué)式正確的是()10．有四種不同堆積方式的金屬晶體的晶胞如圖所示，有關(guān)說法正確的是()A．①為簡單立方堆積，②為六方最密堆積，③為體心立方堆積，④為面心立方最密堆積B．每個(gè)晶胞含有的原子數(shù)分別為①1個(gè)、②2個(gè)、③2個(gè)、④4個(gè)C．晶胞中原子的配位數(shù)分別為①6、②8、③8、④12D．空間利用率的大小關(guān)系為①<②<③<④二、不定項(xiàng)選擇題11.[2021·浙江1月]鋁硅酸鹽型分子篩中有許多籠狀空穴和通道(如圖)，其骨架的基本結(jié)構(gòu)單元是硅氧四面體和鋁氧四面體，化學(xué)組成可表示為Ma[(AlO2)x·(SiO2)y·zH2O(M代表金屬離子)。下列推測不正確的是()A．常采用水玻璃、偏鋁酸鈉在強(qiáng)酸溶液中反應(yīng)后結(jié)晶制得分子篩B．若a＝eq\f(x,2)，則M為二價(jià)陽離子C．調(diào)節(jié)eq\f(y,x)(硅鋁比)的值，可以改變分子篩骨架的熱穩(wěn)定性D．分子篩中的籠狀空穴和通道，可用于篩分分子12．下列關(guān)于晶體說法正確的組合是()①分子晶體中都存在共價(jià)鍵②在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子③金剛石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶體的熔點(diǎn)依次降低④離子晶體中只有離子鍵，沒有共價(jià)鍵，分子晶體中肯定沒有離子鍵⑤CaTiO3晶體中(晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示)每個(gè)Ti4＋和12個(gè)O2－緊鄰⑥SiO2晶體中每個(gè)硅原子與2個(gè)氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合⑦晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定⑧氯化鈉熔化時(shí)離子鍵被破壞A．①②③⑥B．①②④C．③⑤⑦D．③⑤⑧13．已知某離子晶體晶胞如右圖所示，其摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，晶體的密度為dg/cm3。下列說法中正確的是()A．晶體晶胞中陰、陽離子的個(gè)數(shù)都為4B．該晶體中兩個(gè)距離最近的同種離子的核間距為eq\r(3,\f(4M,NA×d))cmC．其中陰、陽離子的配位數(shù)都是4D．該晶胞可能是NaCl的晶胞14．下列數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)：BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO2－10720739208011291190－571710下列判斷中錯(cuò)誤的是()A．鋁的化合物晶體中有的是離子晶體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．不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體三、非選擇題15．[角度創(chuàng)新]鋰離子電池主要由正極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)和隔膜四大部分組成。(1)基態(tài)Li＋的電子排布式為____________。(2)LiPF6是鋰離子電池電解液的重要組成部分，一般采用PF5、LiF為原料制備。上述原料的熔點(diǎn)PF5________(填“>”“＝”或“<”)LiF，原因是____________________________________________________________________________________________________。(3)鋰離子電池的正極材料主要有層狀結(jié)構(gòu)的LiMO2、尖晶石結(jié)構(gòu)的LiM2O4以及橄欖石型的LiMPO4(M＝Fe、Mn、Ni、Co等元素)。①橄欖石型LiFePO4正極材料中，F(xiàn)e2＋的價(jià)層電子排布式為________，POeq\o\al(3－,4)的空間構(gòu)型為__________________。②層狀LiCoO2的結(jié)構(gòu)如圖所示，Li＋和Co3＋各自位于立方緊密堆積氧層中交替的八面體位置。鈷原子的配位數(shù)為________；設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則LiCoO2的密度是________g·cm－3(列出計(jì)算表達(dá)式)。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，例如，圖中原子1的坐標(biāo)為(0,0,0)，則原子2和原子3的坐標(biāo)分別為________________、________________。16．[2021·河北卷]KH2PO4晶體具有優(yōu)異的非線性光學(xué)性能。我國科學(xué)工作者制備的超大KH2PO4晶體已應(yīng)用于大功率固體激光器，填補(bǔ)了國家戰(zhàn)略空白?；卮鹣铝袉栴}：(1)在KH2PO4的四種組成元素各自所能形成的簡單離子中，核外電子排布相同的是________(填離子符號(hào))。(2)原子中運(yùn)動(dòng)的電子有兩種相反的自旋狀態(tài)，若一種自旋狀態(tài)用＋eq\f(1,2)表示，與之相反的用－eq\f(1,2)表示，稱為電子的自旋磁量子數(shù)。對(duì)于基態(tài)的磷原子，其價(jià)電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為________。(3)已知有關(guān)氮、磷的單鍵和三鍵的鍵能(kJ·mol－1)如下表：N—NNNP—PPP193946197489從能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(結(jié)構(gòu)式可表示為)形式存在的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)已知KH2PO2是次磷酸的正鹽，H3PO2的結(jié)構(gòu)式為________，其中P采取________雜化方式。(5)與POeq\o\al(3－,4)電子總數(shù)相同的等電子體的分子式為________。(6)磷酸通過分子間脫水縮合形成多磷酸，如：如果有n個(gè)磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸，則相應(yīng)的酸根可寫為________。(7)分別用○、●表示H2POeq\o\al(－,4)和K＋，KH2PO4晶體的四方晶胞如圖(a)所示，圖(b)、圖(c)分別顯示的是H2POeq\o\al(－,4)、K＋在晶胞xz面、yz面上的位置：①若晶胞底邊的邊長均為apm、高為cpm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，晶體的密度為________g·cm－3(寫出表達(dá)式)。②晶胞在x軸方向的投影圖為________(填標(biāo)號(hào))。專練56晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．B共價(jià)鍵具有飽和性和方向性，A不正確；晶體中只要有陰離子，就一定有陽離子，B正確；氫鍵不是化學(xué)鍵，C不正確；金屬鍵屬于化學(xué)鍵，D不正確。2．D①晶體中原子呈周期性有序排列，且有自范性，非晶體中原子排列相對(duì)無序，無自范性，可以用衍射方法鑒別晶體和非晶體，故正確；②含有金屬陽離子的晶體不一定是離子晶體，如金屬晶體，但含有陰離子的晶體一定是離子晶體，故錯(cuò)誤；③決定分子晶體的熔、沸點(diǎn)的分子間作用力，共價(jià)鍵決定分子的穩(wěn)定性，故錯(cuò)誤；④晶格能與離子半徑成反比、與離子電荷成正比，鎂離子、氧離子電荷都大于鈉離子、氯離子，且半徑都小于鈉離子、氯離子，所以MgO的晶格能遠(yuǎn)比NaCl大，故正確；⑤晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元，晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律作周期性重復(fù)排列，且有自范性，非晶體中原子排列相對(duì)無序，無自范性，故正確；⑥在以沒有方向性和飽和性的作用力結(jié)合形成晶體時(shí)，晶體盡量采取緊密堆積方式以使其變得比較穩(wěn)定，故正確；⑦干冰晶體中，一個(gè)CO2分子周圍有12個(gè)CO2分子緊鄰，CsCl晶體中陰陽離子配位數(shù)是8，NaCl晶體中陰、陽離子的配位數(shù)是6，故錯(cuò)誤。3．C根據(jù)構(gòu)成晶體的微粒確定晶體類型，原子晶體的構(gòu)成微粒是原子，分子晶體的構(gòu)成微粒是分子，離子晶體的構(gòu)成微粒是陰陽離子。A.磷酸的構(gòu)成微粒是分子，所以磷酸屬于分子晶體，A錯(cuò)誤；B.氯化鋁屬于共價(jià)化合物，構(gòu)成微粒是氯化鋁分子，所以屬于分子晶體，B不正確；C.金剛石的構(gòu)成微粒是原子，所以屬于原子晶體，燒堿的構(gòu)成微粒是陰陽離子，所以屬于離子晶體，冰的構(gòu)成微粒是分子，所以屬于分子晶體，故C正確；D.鐵的構(gòu)成微粒是金屬陽離子和自由電子，所以屬于金屬晶體，尿素的構(gòu)成微粒是分子，屬于分子晶體，D錯(cuò)誤。4．A離子半徑越小，離子所帶電荷越多，離子晶體熔點(diǎn)越高，所以熔點(diǎn)：NaF<MgF2<AlF3，A不正確；離子半徑越小，晶格能越大，所以晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr，B正確；CsCl、NaCl、CaF2的陰離子的配位數(shù)分別是8、6、4,C正確；離子半徑：Ba2＋＞Ca2＋＞Mg2＋，所以硬度：MgO＞CaO＞BaO，D正確。5．A離子晶體熔、沸點(diǎn)較高，質(zhì)硬，固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，液態(tài)能導(dǎo)電，若易溶于水，則在水溶液中完全電離而能導(dǎo)電，故A正確。6．B該物質(zhì)有分子式，則該物質(zhì)是分子晶體，A錯(cuò)，B正確；相對(duì)分子質(zhì)量為(12＋28)×60＝2400，C錯(cuò)；Si的原子半徑大于C，Si60的體積大于C60的體積，C60被包裹在Si60里面，D錯(cuò)。7．D根據(jù)題意可知，該晶體屬于原子晶體，且原子半徑N<C，其化學(xué)鍵比金剛石更牢固，A正確；碳最外層有4個(gè)電子，氮最外層有5個(gè)電子，則該晶體中每個(gè)碳原子連接4個(gè)氮原子，每個(gè)氮原子連接3個(gè)碳原子，碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)，B、C正確；金剛石中只有非極性共價(jià)鍵，但C3N4晶體中C、N之間以極性共價(jià)鍵結(jié)合，D錯(cuò)。8．C水合銅離子中銅離子的配位數(shù)為4，配體是水，水中的氧原子提供孤電子對(duì)與銅離子形成配位鍵，A正確；根據(jù)均攤法可以知道，在CaF2晶體的晶胞中，每個(gè)CaF2晶胞平均占有Ca2＋個(gè)數(shù)為1/8×8＋1/2×6＝4，B正確；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)電子一說，只能說H原子的一個(gè)電子在原子核附近出現(xiàn)的機(jī)會(huì)較多，C錯(cuò)誤；在金屬晶體的最密堆積中，對(duì)于每個(gè)原子來說，在其周圍的原子有與之同一層上有六個(gè)原子和上一層的三個(gè)及下一層的三個(gè)，故每個(gè)原子周圍都有12個(gè)原子與之相連，對(duì)于銅原子也是如此，D正確。9．CA離子個(gè)數(shù)是1，B離子個(gè)數(shù)為1/8×8＝1，則其化學(xué)式為AB，A錯(cuò)；E離子個(gè)數(shù)＝1/8×4＝1/2，F(xiàn)離子個(gè)數(shù)＝1/8×4＝1/2，則其化學(xué)式為EF，B錯(cuò)；X離子個(gè)數(shù)是1，Y離子個(gè)數(shù)＝1/2×6＝3，Z離子個(gè)數(shù)＝1/8×8＝1，則其化學(xué)式為XY3Z，C正確；A離子個(gè)數(shù)＝1/8×8＋1/2×6＝4，B離子個(gè)數(shù)＝12×1/4＋1＝4，則其化學(xué)式為AB，D錯(cuò)。10．B①為簡單立方堆積、②為體心立方堆積、③為六方最密堆積、④為面心立方最密堆積，A錯(cuò)；每個(gè)晶胞含有的原子數(shù)分別為①8×eq\f(1,8)＝1、②8×eq\f(1,8)＋1＝2、③8×eq\f(1,8)＋1＝2、④8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，B正確；晶胞③中原子的配位數(shù)應(yīng)為12，C錯(cuò)；四種晶體的空間利用率分別為52%、68%、74%、74%，④＝③>②>①，D錯(cuò)。11．A偏鋁酸鈉在強(qiáng)酸溶液中反應(yīng)，AlOeq\o\al(－,2)會(huì)轉(zhuǎn)化成Al(OH)3，然后再溶解生成鋁離子，不會(huì)形成鋁氧四面體，即得不到分子篩，A推測錯(cuò)誤；分子篩Ma[(AlO2)x·(SiO2)y·zH2O中，“AlO2”顯－1價(jià)，“SiO2”、“H2O”都顯0價(jià)，設(shè)M的化合價(jià)為m，則根據(jù)正、負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0，m×eq\f(x,2)＋x×(－1)＝0，解得m＝＋2，B推測正確；鋁硅酸鹽型分子篩的熱穩(wěn)定性與其結(jié)構(gòu)類型、結(jié)晶度、硅鋁比等都有關(guān)系，則調(diào)節(jié)eq\f(y,x)的值，可以改變分子篩骨架的熱穩(wěn)定性，C推測正確；分子篩是一種具有多孔結(jié)構(gòu)的水合鋁硅酸鹽，其中有許多籠狀孔穴和通道能讓直徑比孔穴小的分子通過而將直徑比孔穴大的分子留在外面，故可用于篩分分子，D推測正確。12．D①稀有氣體是單原子分子，不存在共價(jià)鍵，故①錯(cuò)誤；②金屬晶體由金屬陽離子和自由電子組成，無陰離子，故②錯(cuò)誤；③晶體中熔點(diǎn)高低一般順序是：原子晶體>離子晶體>分子晶體；在原子晶體中，原子半徑越大熔點(diǎn)越低；在離子晶體中，離子半徑越大，熔點(diǎn)越低，電荷越多，熔點(diǎn)越高；在分子晶體中，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔點(diǎn)越高(含有氫鍵的物質(zhì)除外)，所以這幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)高低順序是金剛石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S，故③正確；④離子晶體中可能有共價(jià)鍵，如氯化銨中氮?dú)滏I屬于共價(jià)鍵，分子晶體中肯定沒有離子鍵，故④錯(cuò)誤；⑤由晶胞結(jié)構(gòu)可知CaTiO3晶體中Ti的配位數(shù)為12，所以每個(gè)Ti4＋和12個(gè)O2－緊鄰，故⑤正確；⑥SiO2晶體中每個(gè)硅原子與4個(gè)氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，故⑥錯(cuò)誤；⑦分子穩(wěn)定性與分子內(nèi)共價(jià)鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，與分子間作用力無關(guān)，故⑦錯(cuò)誤；⑧離子晶體熔化時(shí)離子鍵被破壞，氯化鈉是離子晶體，故⑧正確。故正確序號(hào)為③⑤⑧。綜上所述，本題正確答案為D。13．AD晶體晶胞中陰、陽離子的個(gè)數(shù)分別為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4,12×eq\f(1,4)＋1＝4，故A正確；晶胞的質(zhì)量為eq\f(4M,NA)g，晶體的密度為dg·cm－3，則晶胞的體積是eq\f(4Mg,dg·cm－3NA)＝eq\f(4M,dNA)cm3，則晶胞的邊長為eq\r(3,\f(4M,dNA))cm，該晶體中兩個(gè)距離最近的同種離子的核間距為晶胞面對(duì)角線的一半，為eq\f(\r(2),2)×eq\r(3,\f(4M,dNA))cm，B錯(cuò)誤；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，陰、陽離子的配位數(shù)都是6，C錯(cuò)誤；該晶胞中陰、陽離子的個(gè)數(shù)比為1:1，可能是NaCl的晶胞，D正確。14．B由表中數(shù)據(jù)可知，Al2O3為離子晶體，A正確；表中AlCl3、BCl3和干冰是分子晶體，沸點(diǎn)都較低，B錯(cuò)誤；C和Si同主族，但氧化物的晶體類型不同，分別屬于分子晶體和原子晶體，C正確；Na和Al不同主族，但對(duì)應(yīng)的氧化物都為離子晶體，說明不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體，D正確。15．(1)1s2(2)<PF5是分子晶體，LiF是離子晶體(3)①3d6正四面體(或四面體)②6eq\f(3×98,NA×\f(\r(3),2)×a2×c×10－21)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，0，\f(1,2)))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，1，\f(1,4)))解析：(1)基態(tài)Li＋的電子排布式為1s2。(2)PF5是分子晶體，LiF是離子晶體，則熔點(diǎn)PF5小于LiF。(3)①鐵是26號(hào)元素，鐵原子失去2個(gè)電子變?yōu)镕e2＋，該離子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6，價(jià)層電子排布式為3d6。POeq\o\al(3－,4)中P原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝4＋eq\f(5＋3－4×2,2)＝4，且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論推斷其空間構(gòu)型為正四面體。②結(jié)合題圖，以六棱柱上底面面心處的鈷原子為研究對(duì)象，則鈷原子的配位數(shù)為6。LiCoO2晶胞中Li原子個(gè)數(shù)＝2＋2×eq\f(1,3)＋2×eq\f(1,6)＝3，Co原子個(gè)數(shù)＝2＋4×eq\f(1,6)＋4×eq\f(1,12)＝3，O原子個(gè)數(shù)＝4＋4×eq\f(1,3)＋4×eq\f(1,6)＝6，晶胞體積＝eq\f(\r(3),2)(a×10－7×a×10－7×c×10－7)cm3＝eq\f(\r(3),2)×a2×c×10－21cm3，則ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(3×98,NA×\f(\r(3),2)×a2×c×10－21)g·cm－3，或以六棱柱為研究對(duì)象，每個(gè)六棱柱由3個(gè)晶胞組成。原子1的坐標(biāo)為(0,0,0)，原子2處于棱心，其坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，0，\f(1,2)))，原子3處于棱長eq\f(1,4)處，其坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，1，\f(1,4)))。16．(1)P3－、K＋(2)＋eq\f(3,2)(3)3倍的N—N鍵的鍵能小于NN鍵的鍵能，而3倍的P—P鍵的鍵能大于PP鍵的鍵能(4)sp3(5)S