高三化學(xué)總復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練41 第十二章 12.3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE課時(shí)跟蹤訓(xùn)練41第十二章12。3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、選擇題1．(2016·資陽(yáng)模擬)關(guān)于晶體的下列說法中正確的是（)A．溶質(zhì)從溶液中析出是得到晶體的三條途徑之一B．區(qū)別晶體和非晶體最好的方法是觀察是否有規(guī)則的幾何外形C．水晶在不同方向上的硬度、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性相同D．只有無色透明的固體才是晶體［解析]A．獲得晶體的方法有熔融態(tài)物質(zhì)凝固、氣態(tài)物質(zhì)凝華、溶質(zhì)從溶液中結(jié)晶析出，因此溶質(zhì)從溶液中析出是得到晶體的三條途徑之一，正確；B。區(qū)別晶體和非晶體最好的方法是對(duì)固體進(jìn)行X－射線衍射實(shí)驗(yàn)，而不是通過觀察是否有規(guī)則的幾何外形,錯(cuò)誤；C。水晶是晶體SiO2，其性質(zhì)的各向異性表現(xiàn)在物理性質(zhì)如在不同方向上的硬度、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性不相同,錯(cuò)誤；D.晶體不一定是無色透明的，如CuSO4·5H2O，無色透明的也不一定是晶體，如玻璃屬于玻璃態(tài)物質(zhì),錯(cuò)誤。［答案］A2．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（)[解析]A．A離子個(gè)數(shù)是1，B離子個(gè)數(shù)＝1/8×8＝1,所以其化學(xué)式為AB，故A錯(cuò)誤;B。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,E、F離子個(gè)數(shù)比為1∶1，所以其化學(xué)式為EF,故B錯(cuò)誤；C。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，所以其化學(xué)式為XY3Z，故C正確；D。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，A、B離子個(gè)數(shù)比1∶1，所以其化學(xué)式為AB，故D錯(cuò)誤。［答案］C3．下列說法中，正確的是(）A．冰融化時(shí)，分子中H—O鍵發(fā)生斷裂B．原子晶體中，共價(jià)鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高C．分子晶體中,共價(jià)鍵鍵能越大，該分子晶體的熔沸點(diǎn)一定越高D．分子晶體中，分子間作用力越大，該物質(zhì)越穩(wěn)定[解析]A項(xiàng),冰為分子晶體，融化時(shí)破壞的是分子間作用力，錯(cuò)誤.B項(xiàng)，原子晶體熔點(diǎn)的高低取決于共價(jià)鍵的強(qiáng)弱,共價(jià)鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高，正確。分子晶體熔沸點(diǎn)高低取決于分子間作用力的大小,而共價(jià)鍵的強(qiáng)弱決定了分子的穩(wěn)定性大小，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。［答案]B4．(2016·綿陽(yáng)模擬)下列對(duì)各組物質(zhì)性質(zhì)的比較中，正確的是()A．硬度：Li〉Na〉KB．熔點(diǎn)：金剛石>晶體硅>二氧化硅>碳化硅C．第一電離能：Na〈Mg〈AlD．空間利用率：六方密堆積<面心立方〈體心立方[解析］堿金屬元素中,其硬度隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以硬度Li〉Na>K，故A正確；原子晶體中，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)其鍵能越小,則晶體的熔點(diǎn)越低，鍵能大小順序是：C—C鍵、C—Si鍵、Si—Si鍵，所以熔點(diǎn)高低順序是：金剛石>碳化硅>晶體硅，故B錯(cuò)誤；同一周期,元素第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一電離能大于相鄰元素,第一電離能：Mg>Al〉Na，故C錯(cuò)誤；空間利用率：六方密堆積74%、面心立方74%、體心立方68%,所以空間利用率：六方密堆積＝面心立方>體心立方,故D錯(cuò)誤.[答案］A5．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(jià)部分為0價(jià),部分為－2價(jià)。如圖所示為超氧化鉀晶體的一個(gè)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(gè)晶胞含有4個(gè)K＋和4個(gè)Oeq\o\al（－，2）B．晶體中每個(gè)K＋周圍有8個(gè)Oeq\o\al（－，2)，每個(gè)Oeq\o\al(－,2）周圍有8個(gè)K＋C．晶體中與每個(gè)K＋距離最近的K＋有8個(gè)D．晶體中與每個(gè)Oeq\o\al(－,2)距離最近的Oeq\o\al（－，2)有6個(gè)[解析]由題中的晶胞結(jié)構(gòu)知:有8個(gè)K＋位于頂點(diǎn),6個(gè)K＋位于面心,則晶胞中含有的K＋數(shù)為eq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1（8×\f(1，8））)＋eq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1(6×\f（1,2））)＝4（個(gè)）;有12個(gè)Oeq\o\al(－,2）位于棱上，1個(gè)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(個(gè)），所以超氧化鉀的化學(xué)式為KO2;晶體中每個(gè)K＋周圍有6個(gè)Oeq\o\al(－，2），每個(gè)Oeq\o\al（－，2)周圍有6個(gè)K＋，晶體中與每個(gè)K＋(或Oeq\o\al（－,2））距離最近的K＋（或Oeq\o\al(－,2））有12個(gè)。［答案]A二、填空題6．（2017·揚(yáng)州模擬)（1)金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛。請(qǐng)回答下列問題:①NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為69pm和78pm，則熔點(diǎn)FeO________NiO（填“<”或“>")；②鐵有δ、γ、α三種同素異形體，各晶胞如下圖，則δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為________.（2)元素金（Au）處于周期表中的第六周期，與Cu同族，一種銅金合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，在晶胞中Cu原子處于面心，Au原子處于頂點(diǎn)位置，則該合金中Cu原子與Au原子數(shù)量之比為________；該晶體中，原子之間的強(qiáng)相互作用是______________。(3)某鈣鈦型復(fù)合氧化物如圖1所示,以A原子為晶胞的頂點(diǎn)，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，當(dāng)B位是V、Cr、Mn、Fe等時(shí)，這種化合物具有CMR效應(yīng)。①用A、B、O表示這類特殊晶體的化學(xué)式：________。②已知La為＋3價(jià)，當(dāng)被鈣等二價(jià)元素A替代時(shí)，可形成復(fù)合鈣鈦礦化合物L(fēng)a1－xAxMnO3(x<0。1)，此時(shí)一部分錳轉(zhuǎn)變?yōu)椋?價(jià).導(dǎo)致材料在某一溫度附近有反鐵磁—鐵磁、鐵磁—順磁及金屬—半導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變,則La1－xAxMnO3中三價(jià)錳與四價(jià)錳的物質(zhì)的量之比為________。③下列有關(guān)說法正確的是________。A．鑭、錳、氧分別位于周期表f、d、p區(qū)B．氧的第一電離能比氮的第一電離能大C．錳的電負(fù)性為1。59,Cr的電負(fù)性為1。66，說明錳的金屬性比鉻強(qiáng)D．鉻的堆積方式與鉀相同,則其堆積方式如圖2所示[解析］（1)①NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，說明二者都是離子晶體,離子晶體的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小,離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高.由于Ni2＋的離子半徑小于Fe2＋的離子半徑,則熔點(diǎn)NiO〉FeO。②δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)分別是8個(gè)和6個(gè)，所以δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比是4∶3.(2）元素金（Au)處于周期表中的第六周期,與Cu同族,則最外層電子數(shù)為1,則價(jià)電子排布式為5d106s1，在晶胞中Cu原子處于面心，N(Cu)＝6×eq\f(1,2）＝3，Au原子處于頂點(diǎn)位置，N(Au)＝8×eq\f（1,8)＝1，則該合金中Cu原子與Au原子數(shù)量之比為3∶1,為金屬晶體，原子間的作用力為金屬鍵。(3)①由圖1可知，晶胞中A位于頂點(diǎn)，晶胞中含有A為8×eq\f（1，8)＝1個(gè),B位于晶胞的體心，含有1個(gè)，O位于面心,晶胞中含有O的個(gè)數(shù)為6×eq\f(1，2)＝3則化學(xué)式為ABO3。②設(shè)La1－xAxMnO3中三價(jià)錳與四價(jià)錳的物質(zhì)的量分別為m和n，則有3（1－x）＋2x＋3m＋4n＝6、m＋n＝1,解之得m＝1－x,n＝x，則La1－xAxMnO3中三價(jià)錳與四價(jià)錳的物質(zhì)的量之比為（1－x）∶x。③A.由金屬在周期表中的位置可知鑭、錳、氧分別位于周期表f、d、p區(qū)，故A正確；B。氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態(tài)，穩(wěn)定性強(qiáng),因此氮元素的第一電離能大于氧元素的第一電離能，故B錯(cuò)誤;C。元素的電負(fù)性越強(qiáng)，金屬性越弱,故C正確；D。圖中堆積方式為鎂型，故D錯(cuò)誤。［答案］(1)①〈②4∶3(2)3∶1金屬鍵（3）①ABO3②(1－x）∶x③A、C7．Ⅰ。對(duì)于鈉的鹵化物(NaX）和硅的鹵化物（SiX4)，下列敘述正確的是________。A．SiX4難水解B．SiX4是共價(jià)化合物C．NaX易水解D．NaX的熔點(diǎn)一般高于SiX4Ⅱ。碳元素的單質(zhì)有多種形式,下圖依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖：回答下列問題：（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__________。(2)金剛石、石墨烯（指單層石墨)中碳原子的雜化形式分別為________、________。（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。其原因是金剛石中只存在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。（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，根據(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）。［解析]Ⅰ。A項(xiàng)SiX4容易發(fā)生水解反應(yīng)，錯(cuò)誤.B項(xiàng)鹵素與硅都是非金屬元素，所以二者結(jié)合的化合物SiX4是共價(jià)化合物，正確。C項(xiàng)NaX可能是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，不發(fā)生水解反應(yīng)，錯(cuò)誤。D項(xiàng)NaX是離子化合物,微粒間通過離子鍵結(jié)合，而SiX4則是分子晶體,分子之間通過分子間作用力結(jié)合。因此NaX的熔點(diǎn)一般高于SiX4，正確。Ⅱ。（1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)，性質(zhì)不同，它們互稱同素異形體。(2）在金剛石中碳原子的四個(gè)價(jià)電子與四個(gè)C原子形成四個(gè)共價(jià)鍵，C的雜化形式是sp3；在石墨烯（指單層石墨）中碳原子與相鄰的三個(gè)C原子形成三個(gè)共價(jià)鍵，C的雜化形式是sp2。(3)C60是由60個(gè)C原子形成的分子，屬于分子晶體.而石墨在層內(nèi)原子間以共價(jià)鍵結(jié)合,在層間以分子間作用力結(jié)合，所以石墨屬于混合晶體.(4）在金剛石中只存在C—C間的σ共價(jià)鍵,在石墨層內(nèi)的C—C間不僅存在σ共價(jià)鍵，還存在π鍵。（5）金剛石的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)金剛石晶胞,頂點(diǎn)8個(gè)，相當(dāng)于1個(gè)C原子，然后面心上6個(gè),相當(dāng)于3個(gè)C原子，而在其8個(gè)小正方體空隙中有一半也是C原子,且在晶胞內(nèi)，故還有4個(gè)C原子，加在一起，可得一個(gè)金剛石晶胞中有8個(gè)C原子。若碳原子半徑為r,金剛石晶胞的邊長(zhǎng)為a，根據(jù)硬球接觸模型，則正方體對(duì)角線的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\(zhòng)b\lc\（\rc\）(\a\vs4\al\co1（\f（\r（3)，8）a））3,a3)＝eq\f(\r(3)π，16)。[答案]Ⅰ。BDⅡ。（1)同素異形體（2)sp3sp2(3)分子混合(4）σσπ（或大π鍵或p-pπ鍵）（5)8eq\f(\r（3),8)eq\f(8×\f(4，3)πr3，a3）＝eq\f(\r（3）π,16）B級(jí)(能力提升)一、選擇題1．氮氧化鋁（AlON）屬原子晶體，是一種超強(qiáng)透明材料，下列描述錯(cuò)誤的是（）A．AlON和石英的化學(xué)鍵類型相同B．AlON和石英晶體類型相同C．AlON和Al2O3的化學(xué)鍵類型不同D．AlON和Al2O3晶體類型相同[解析]AlON與石英(SiO2）均為原子晶體，所含化學(xué)鍵均為共價(jià)鍵，A、B項(xiàng)正確；Al2O3是離子晶體，晶體中含離子鍵，不含共價(jià)鍵,C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。［答案]D2．下面有關(guān)晶體的敘述中，不正確的是（)A．金剛石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)中，最小的環(huán)上有6個(gè)碳原子B．氯化鈉晶體中，每個(gè)Na＋周圍距離相等且緊鄰的Na＋共有6個(gè)C．氯化銫晶體中,每個(gè)Cs＋周圍緊鄰8個(gè)Cl－D．干冰晶體中，每個(gè)CO2分子周圍緊鄰12個(gè)CO2分子［解析]氯化鈉晶體中每個(gè)Na＋周圍距離相等且緊鄰的Na＋共有12個(gè)，B項(xiàng)錯(cuò)誤.［答案］B3．下列各物質(zhì)中,按熔點(diǎn)由高到低的順序排列正確的是(）A．CH4>SiH4>GeH4〉SnH4B．KCl>NaCl>MgCl2〉MgOC．Rb〉K〉Na>LiD．金剛石〉Si>鈉［解析］晶體熔點(diǎn)的高低取決于構(gòu)成該晶體的結(jié)構(gòu)粒子間作用力的大小。A項(xiàng)物質(zhì)均為結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，其熔點(diǎn)取決于分子間作用力的大小，一般來說，結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大者分子間作用力也越大,故A項(xiàng)各物質(zhì)熔點(diǎn)應(yīng)為逐漸升高的順序；B項(xiàng)物質(zhì)均為離子晶體，離子晶體熔點(diǎn)高低取決于離子鍵鍵能的大小，一般來說，離子的半徑越小，電荷越多，離子鍵的鍵能就越強(qiáng),故B項(xiàng)各物質(zhì)熔點(diǎn)也應(yīng)為升高順序；C項(xiàng)物質(zhì)均為同主族的金屬晶體，其熔點(diǎn)高低取決于金屬鍵的強(qiáng)弱，而金屬鍵鍵能與金屬原子半徑成反比，與價(jià)電子數(shù)成正比，堿金屬原子半徑依Li～Cs的順序增大，價(jià)電子數(shù)相同，故熔點(diǎn)應(yīng)是Li最高，Cs最低；D項(xiàng),原子晶體的熔點(diǎn)取決于共價(jià)鍵的鍵能，后者則與鍵長(zhǎng)成反比，金剛石C—C鍵的鍵長(zhǎng)更短些,所以金剛石的熔點(diǎn)比硅高。原子晶體的熔點(diǎn)一般比金屬晶體的熔點(diǎn)高。［答案]D二、綜合題4．(2017·安徽“江南十?！?月聯(lián)考）安徽省具有豐富的銅礦資源，請(qǐng)回答下列有關(guān)銅及其化合物的問題。（1）請(qǐng)寫出基態(tài)Cu原子的外圍電子排布式________.焰火中的綠色是銅的焰色，基態(tài)銅原子在灼燒時(shí)外圍電子發(fā)生了________而變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)。(2)新型農(nóng)藥松脂酸銅具有低殘留的特點(diǎn)，下圖是松脂酸銅的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。請(qǐng)分析1個(gè)松脂酸銅中π鍵的個(gè)數(shù)為________；加“*”碳原子的雜化方式為________。（3）下圖是某銅礦的晶胞圖,請(qǐng)推算出此晶胞的化學(xué)式（以X表示某元素符號(hào))________；與X等距離且最近的X原子個(gè)數(shù)為________。(4）黃銅礦在冶煉的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品SO2，SO2分子的幾何構(gòu)型為________,比較第一電離能：S________O（填“〉”或“〈”）。(5)黃銅合金可以表示為Cu3Zn,為面心立方晶胞，晶體密度為8.5g/cm3,求晶胞的邊長(zhǎng)（只寫計(jì)算式，不求結(jié)果)：________.[解析](1）Cu元素為29號(hào)元素，原子核外有29個(gè)電子，位于周期表第四周期ⅠB族，Cu外圍電子排布式為3d104s1；基態(tài)銅原子在灼燒時(shí)外圍電子發(fā)生了躍遷而變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)。（2）根據(jù)雙鍵中有一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵，故1個(gè)松脂酸銅中π鍵的個(gè)數(shù)是6個(gè)；加“*”碳原子的雜化方式為sp3。(3)晶胞中含有X原子數(shù)目＝8×eq\f(1，8)＋1＝2，含有Cu:4,晶胞的化學(xué)式Cu2X;根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu),與X等距離且最近的X原子個(gè)數(shù)為8個(gè)。(4)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，SO2分子的幾何構(gòu)型是V形;同主族元素從上到下非金屬性減弱，失電子能力增強(qiáng)，則第一電離能:S<O.(5)根據(jù)分?jǐn)偡?，一個(gè)晶胞中含有Cu：6×eq\f（1,2）＝3，含有Zn：8×eq\f（1,8)＝1，該晶胞相當(dāng)于“1個(gè)Cu3Zn”。ρa(bǔ)3＝eq\f(257，NA），則a＝eq\r（3,\f(257，8.5NA））cm。［答案］（1)3d104s1躍遷（2）6sp3(3）Cu2X8（4)V形（或角形）〈（5）eq\r(3，\f(257,8.5NA)）cm5．（2016·河南新鄉(xiāng)二模）釩(23V）廣泛用于催化及鋼鐵工業(yè)，我國(guó)四川的攀枝花和河北的承德有豐富的釩礦資源.回答下列問題:（1)釩原子的核外電子排布式為________,所以在元素周期表中它應(yīng)位于第________B族。（2)V2O5常用作SO2轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑。當(dāng)SO2氣態(tài)為單分子時(shí),分子中S原子價(jià)層電子對(duì)有______對(duì)，S原子的雜化軌道類型為______,分子的立體構(gòu)型為______；SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖1所示，此氧化物的分子式應(yīng)為______,該結(jié)構(gòu)中S—O鍵長(zhǎng)有a、b兩類，b的鍵長(zhǎng)大于a的鍵長(zhǎng)的原因?yàn)開_____。（3)V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到釩酸鈉（Na3VO4），該鹽陰離子中V的雜化軌道類型為________;以得到偏釩酸鈉,其陰離子呈如圖2所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu),則偏釩酸鈉的化學(xué)式為________.(4)釩的某種氧化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖3所示.該氧化物的化學(xué)式為________,若它的晶胞參數(shù)為xnm，則晶胞的密度為________g·cm－3。［解析］(1)由題意知,釩的核電荷數(shù)為23，則可以推知釩在元素周期表中的位置為第四周期第ⅤB族，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2或［Ar]3d