2022屆新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第十二章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課時跟蹤練含解析

課時跟蹤練40一、選擇題1．(2021·浙江紹興第二次模擬)以下表示物質(zhì)分子式的是()A．SiO2B．Na2SO4C．P(紅磷)D．C60(足球烯)解析：SiO2晶體為原子晶體，Na2SO4晶體為離子晶體，P(紅磷)晶體為分子晶體，由紅磷分子構(gòu)成，但P不表示分子式，C60(足球烯)晶體為分子晶體，由C60分子構(gòu)成。答案：D2．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。關(guān)于C3N4晶體的說法錯誤的選項(xiàng)是()A．該晶體屬于原子晶體，其化學(xué)鍵比金剛石中的更牢固B．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)C．該晶體中每個碳原子連接4個氮原子，每個氮原子連接3個碳原子D．該晶體與金剛石相似，都是原子間以非極性共價鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)解析：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，這說明該晶體屬于原子晶體。由于碳原子半徑大于氮原子半徑，那么其化學(xué)鍵比金剛石中的碳碳鍵更牢固，A項(xiàng)正確；構(gòu)成該晶體的微粒間只以單鍵結(jié)合，每個碳原子連接4個氮原子、每個氮原子連接3個碳原子，晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)，B、C項(xiàng)正確；金剛石中只存在C—C鍵，屬于非極性共價鍵，C3N4晶體中C、N之間以極性共價鍵結(jié)合，原子間以極性鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，D項(xiàng)錯誤。答案：D3．以下事實(shí)能說明剛玉(Al2O3)是一種原子晶體的是()①Al2O3是兩性氧化物②硬度很大③它的熔點(diǎn)為2045℃④幾乎不溶于水⑤自然界中的剛玉有紅寶石和藍(lán)寶石A．①②③B．②③④C．④⑤D．②⑤解析：①指的是Al2O3的分類，⑤指的是Al2O3的種類，這兩項(xiàng)都無法說明Al2O3是一種原子晶體，答案選B。答案：B4．以下推論正確的選項(xiàng)是()A．SiH4的沸點(diǎn)高于CH4，可推測PH3的沸點(diǎn)高于NH3B．NHeq\o\al(＋,4)為正四面體結(jié)構(gòu)，可推測出PHeq\o\al(＋,4)也為正四面體結(jié)構(gòu)C．CO2晶體是分子晶體，可推測SiO2晶體也是分子晶體D．NaCl是離子化合物，可推測AlCl3也是離子化合物解析：NH3可形成分子間氫鍵，沸點(diǎn)高于PH3的沸點(diǎn)，A項(xiàng)錯誤；NHeq\o\al(＋,4)和PHeq\o\al(＋,4)均有四對價電子，均為正四面體結(jié)構(gòu)，B項(xiàng)正確；CO2晶體是分子晶體，SiO2晶體是原子晶體，C項(xiàng)錯誤；NaCl是離子化合物，AlCl3是共價化合物，D項(xiàng)錯誤。答案：B5．以下各組物質(zhì)熔點(diǎn)上下的比擬正確的選項(xiàng)是()A．CF4>CCl4>CBr4>CI4B．Na>Mg>AlC．SiO2>H2O>CO2D．晶體硅>SiC>金剛石解析：相對分子質(zhì)量CF4<CCl4<CBr4<CI4，所以熔點(diǎn)：CF4<CCl4<CBr4<CCI4，故A項(xiàng)錯誤；Na、Mg、Al都是金屬晶體，電荷數(shù)順序：Na<Mg<Al；原子半徑順序：Na>Mg>Al，金屬晶體中原子半徑越小，電荷越大，熔點(diǎn)越高，所以熔點(diǎn)順序：Na<Mg<Al，故B項(xiàng)錯誤；不同類型的晶體，熔點(diǎn)上下：原子晶體>離子晶體>分子晶體，水分子中存在氫鍵，所以熔點(diǎn)：SiO2>H2O>CO2，故C項(xiàng)正確；晶體硅、金剛石、碳化硅都是原子晶體，因鍵長：C—C＜C—Si＜Si—Si，原子晶體中半徑越小，共價鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越大，那么熔點(diǎn)為金剛石>碳化硅>晶體硅，故D項(xiàng)錯誤。答案：C6．在以下物質(zhì)中，既含有離子鍵又含有極性共價鍵和配位鍵的離子晶體是()A．Na2SB．H2O2C．Na2S2D．(NH4)2S解析：Na2S只有離子鍵，屬于離子晶體，A項(xiàng)不符合題意；H2O2有極性共價鍵和非極性共價鍵，屬于分子晶體，B項(xiàng)不符合題意；Na2S2含有離子鍵和極性共價鍵，但沒有配位鍵，屬于離子晶體，C項(xiàng)不符合題意；(NH4)2S既含有離子鍵又含有極性共價鍵，NHeq\o\al(＋,4)中存在配位鍵，屬于離子晶體，D項(xiàng)符合題意。答案：D7．以下說法正確的選項(xiàng)是()A．分子中共價鍵鍵能越大，鍵長越長，那么分子越穩(wěn)定B．元素周期表中的第ⅡA族和第ⅦA族元素的原子間不能形成共價鍵C．H—O鍵的鍵能為467kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2時，消耗能量為934kJD．N—N、N=N、N≡N鍵能之比為∶∶，說明N2分子中π鍵鍵能>σ鍵鍵能解析：分子中共價鍵鍵能越大，鍵長越短，分子越穩(wěn)定，A項(xiàng)錯誤；形成共價鍵的兩種元素的電負(fù)性之差小于時，一般可形成共價鍵，如Be和Cl形成的化合物為共價化合物，B項(xiàng)錯誤；H—O鍵的鍵能為467kJ·mol－1，指的是拆開1molH—O鍵形成氣態(tài)氫原子和氧原子所需吸收的能量為467kJ，而18gH2O分解時不僅有舊化學(xué)鍵的斷裂還有新化學(xué)鍵的形成，而新化學(xué)鍵形成時會釋放能量，因此實(shí)際消耗的能量小于934kJ，C項(xiàng)錯誤；N=N，N≡N鍵中都含有1個σ鍵，分別還含有1個、2個π鍵，由N—N、N=N、N≡N鍵能之比為∶∶可知，N2分子中π鍵鍵能>σ鍵鍵能，D項(xiàng)正確。答案：D8．以下反響過程中，同時有離子鍵、極性鍵和非極性鍵的斷裂和形成的反響是()A．2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2OB．2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2C．NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑D．NH3＋SO2＋H2O=NH4HSO3解析：A中無非極性鍵的形成；B中Na2O2既有離子鍵又有非極性鍵，CO2中有極性鍵，Na2CO3中既有離子鍵又有極性鍵，O2中有非極性鍵；C項(xiàng)中無非極性鍵的斷裂和形成，無離子鍵的形成；D項(xiàng)中無非極性鍵的斷裂和形成，無離子鍵的斷裂。答案：B二、非選擇題9．(2021·陜西咸陽模擬)某些過渡元素的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用。答復(fù)以下問題：(1)現(xiàn)有銅鋅元素的4種微粒，①鋅：[Ar]3d104s2；②鋅：[Ar]3d104s1；③銅：[Ar]3d104s1；④銅：[Ar]3d10。失去一個電子需要的最低能量由大到小的順序是________(填字母)。A．④②①③B．④②③①C．①②④③D．①④③②(2)砷化鎘(Cd3As2)是一種驗(yàn)證三維量子霍爾效應(yīng)的材料。①砷與鹵素可形成多種鹵化物，AsBr3、AsCl3、AsF3的熔點(diǎn)由低到高的順序?yàn)開_______________。砷酸的酸性弱于硒酸，從分子結(jié)構(gòu)的角度解釋原因：_____________________________________________________________________________________________；②Cd2＋與NH3形成配離子[Cd(NH3)4]2＋中，配體的空間構(gòu)型為________，畫出配離子的結(jié)構(gòu)式____________(不考慮立體構(gòu)型)。(3)鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)位于同一副族相鄰周期，且原子序數(shù)依次增大。①基態(tài)鉻原子、鉬原子的核外電子排布特點(diǎn)相同，那么基態(tài)鉬原子的價層電子排布圖為________________；②鉻的晶胞結(jié)構(gòu)如圖A所示，它的堆積模型為________，在該晶胞中鉻原子的配位數(shù)為________；③鎢和碳能形成耐高溫、耐磨材料碳化鎢，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖B所示，那么碳化鎢的化學(xué)式為________，六棱柱的底邊長為acm，高為bcm，設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，那么碳化鎢晶體的密度是____________________g·cm－3(列出計(jì)算表達(dá)式)。解析：(1)鋅原子的第一電離能大于銅原子第一電離能，有①＞③；銅的第二電離能大于鋅的第二電離能，有④＞②，鋅的第二電離能大于第一電離能，有②＞①，即失去一個電子需要的最低能量由大到小的順序是④②①③，故答案選A。(2)①AsBr3、AsCl3、AsF3都是分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔點(diǎn)越高，故熔點(diǎn)由低到高的順序?yàn)锳sF3＜AsCl3＜AsBr3；H2SeO4的非羥基氧原子多，Se的正電性更高，羥基中的O原子的電子向Se偏移程度大，更容易電離出H＋，砷酸的酸性弱于硒酸；②NH3中N原子的價層電子對數(shù)目為3＋eq\f(5－1×3,2)＝4，其中有一個孤電子對，N原子為sp3雜化，空間構(gòu)型是三角錐形；Cd2＋與NH3通過配位鍵結(jié)合成配合離子，N原子提供孤對電子，中心離子與四個NH3形成四個配位鍵，那么配離子的結(jié)構(gòu)式為。(3)①基態(tài)鉻原子的價電子排布式為3d54s1，鉬原子與鉻原子的核外電子排布特點(diǎn)相同，那么基態(tài)鉬原子的價電子排布式為4d55s1，故價層電子排布圖為；②由鉻的晶胞結(jié)構(gòu)可知，一個Cr原子位于八個Cr原子形成的立方體中心，那么堆積模型為體心立方堆積，在該晶胞中鉻原子的配位數(shù)為8；③晶胞中碳原子數(shù)為六個，鎢原子數(shù)為1＋2×eq\f(1,2)＋6×2×eq\f(1,6)＋6×eq\f(1,3)＝6，那么碳化鎢的化學(xué)式為WC；晶胞的質(zhì)量為eq\f(〔184＋12〕×6,NA)g，晶胞的體積為eq\f(3\r(3),2)a2bcm3，那么晶胞密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(〔184＋12〕×6,NA×\f(3\r(3),2)a2b)g·cm－3。答案：(1)A(2)①AsF3＜AsCl3＜AsBr3H2SeO4的非羥基氧原子多，Se的正電性更高，羥基中O原子上的電子向Se偏移的程度大，更容易電離出H＋②三角錐形(3)①②體心立方堆積8③WCeq\f(〔184＋12〕×6,NA×\f(3\r(3),2)a2b)10．(2021·重慶調(diào)研)銅及其化合物在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。請答復(fù)以下問題：(1)銅元素位于元素周期表中第四周期第________族，屬于元素周期表中__________區(qū)元素，基態(tài)Cu原子有__________種不同能級的電子。＝1753kJ·mol－1，I(Cu)＞I(Ni)的原因是___________________________________________________________________________。(3)硫化亞銅和氧化亞銅均為離子晶體，二者比擬，熔點(diǎn)較高的是氧化亞銅，原因?yàn)開_____________________________________________________________________________________________。(4)某含銅化合物的離子結(jié)構(gòu)如圖1所示。①該離子中存在的作用力有______________(填字母)。A．離子鍵 B．共價鍵C．配位鍵D．氫鍵E．范德華力②該離子中碳原子的雜化類型有____________雜化。(5)CuCl2和CuCl是銅的兩種氯化物。①圖2中表示的是________(填“CuCl2〞或“CuCl〞)的晶胞；②原子坐標(biāo)參數(shù)可用來表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。圖2中各原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0，0，0)；B為(0，1，1)；C為(1，1，0)；那么D原子的坐標(biāo)參數(shù)為________________________________；③圖2所示晶胞中C、D兩原子核間距為298pm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，那么該晶體密度為_________________g·cm－3(列出計(jì)算式即可)。解析：(1)銅元素在周期表中的位置是第四周期第ⅠB族，屬于元素周期表中ds區(qū)元素，Cu的價電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，具有7種不同能級的電子。(2)銅失去的是全充滿的3d10＞I(Ni)。(3)O2－半徑比S2－半徑小，陰、陽離子的核間距小，晶格能大，故氧化亞銅熔點(diǎn)高。(4)①根據(jù)圖1可得，該物質(zhì)中存在非金屬原子之間的共價鍵、Cu2＋與其他原子(N)也形成了配位鍵，不存在離子鍵、氫鍵和分子間作用力；②以單鍵連接的碳原子雜化方式為sp3雜化，碳碳雙鍵兩端的碳原子雜化方式為sp2雜化。(5)①根據(jù)晶胞示意圖可知，1個晶胞中含有4個Cu原子，Cl原子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，Cu和Cl的原子個數(shù)比為1∶1，故該晶胞為CuCl；②D與C的連線處于晶胞體對角線上，且DC長度等于體對角線長度的eq\f(1,4)，D在底面投影D′處于面對角線AC上，且AD′長度等于D′C長度的三倍，那么D到底面(即坐標(biāo)系xOy面)的距離等于晶胞棱長的eq\f(1,4)，即參數(shù)z＝eq\f(1,4)，＝eq\f(3,4)，D到前平面(即坐標(biāo)系xOz面)的距離等于晶胞棱長的eq\f(3,4)，即參數(shù)y＝eq\f(3,4)，pm，那么晶胞體對角線長度為4×298pm，晶胞體對角線長度等于晶胞棱長的eq\r(3)倍，晶胞質(zhì)量＝4×eq\f(64＋35.5,NA)g，晶體密度＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4×\f(64＋35.5,NA)g))÷eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4×298×10－10,\r(3))cm))eq\s\up12(3)＝eq\f(4×99.5,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4×298×10－10,\r(3))))\s\up12(3)×NA)。答案：(1)ⅠBds7(2)銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子(3)O2－半徑比S2－半徑小，陰、陽離子的核間距小，晶格能大，熔點(diǎn)高(4)①BC②sp2、sp3(5)①CuCl②eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(3,4)，\f(1,4)))③eq\f(4×99.5,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4×298×10－10,\r(3))))\s\up12(3)×NA)11．(2021·廣東肇慶第三次檢測)2021年4月23日，中國人民海軍成立70周年。提到海軍就不得不提航空母艦，我國正在建造第三艘航空母艦。航母的龍骨要耐沖擊，甲板要耐高溫，外殼要耐腐蝕。(1)鎳鉻鋼抗腐蝕性能強(qiáng)，基態(tài)Cr原子價層電子的電子排布式為____________________。(2)航母甲板涂有一層耐高溫的材料聚硅氧烷(結(jié)構(gòu)如圖甲所示)?；鶓B(tài)Si原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為________形；H、C、O、Si四種元素中的電負(fù)性最高的是________。圖甲(3)海洋是元素的搖籃，海水中含有大量鹵族元素。①鈦鹵化物的熔點(diǎn)如下表所示：化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔點(diǎn)/℃377－2438155解釋表中鹵化物之間熔點(diǎn)差異的原因是__________________________________________________________________________；②OF2的空間構(gòu)型為________，其中O原子雜化方式為______雜化；③氯元素可以形成多種含氧酸，其酸性由弱到強(qiáng)的順序?yàn)镠ClO<HClO2<HClO3<HClO4。試解釋其酸性強(qiáng)弱的原因是______________________________________________________________。(4)海底金屬軟泥是在海洋底覆蓋著的一層紅棕色沉積物，蘊(yùn)藏著極大的資源，含有硅、氧、錳、鋅等。如圖乙是從鐵氧體離子晶體Fe3O4中取出的能表達(dá)其晶體結(jié)構(gòu)的一個立方體。①晶體中的氧離子________(填“是〞或“否〞)構(gòu)成了面心立方最密堆積；②：Fe3O4晶體的密度為5.18g·cm－3，根據(jù)圖乙計(jì)算a＝________________nm(寫出計(jì)算式即可，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)解析：(1)Cr的核電荷數(shù)為24，基態(tài)Cr原子的電子排布式為[Ar]3d54s1，那么價層電子的電子排布式為3d54s1。(2)Si元素為14號元素，核電荷數(shù)為14，核外電子排布式為1s22s22p63s23p2，最高能級為3p能級，3p能級電子云輪廓圖為啞鈴形；非金屬性：O＞C＞Si＞H，那么H、C、O、Si四種元素中的電負(fù)性最高的是O。(3)①由圖表數(shù)據(jù)可知，TiF4熔點(diǎn)明顯高于TiCl4、TiBr4、TiI4，說明TiF4為離子晶體，TiCl4、TiBr4、TiI4均為分子晶體，且TiCl4、TiBr4、TiI4組成結(jié)構(gòu)相似，隨相對分子質(zhì)量的增大，分子間作用力逐漸增大，熔點(diǎn)升高；②OF2分子的中心原子為O原子，價電子對數(shù)為2＋eq\f(6－1×2,2)＝4，那么O原子雜化方式為sp3雜化，空間構(gòu)型為V形；③HClO、HClO2、HClO3、HClO4分子結(jié)構(gòu)中羥基數(shù)均為1，而含有的非羥基O原子數(shù)目分別為0、1、2、3，使中心原子Cl的核對電子的吸引力逐漸增大，故酸性逐漸增強(qiáng)。(4)①由晶體結(jié)構(gòu)可知，晶體中的氧離子按＋＝4，那么晶胞的質(zhì)量為eq\f(232,NA)g，晶胞的體積為(a×10－7)3cm－3，結(jié)合ρ＝eq\f(m,V)可知a＝eq\r(3,\f(m,ρ))×107nm＝NA))×107nm。答案：(1)3d54s1(2)啞鈴O(3)①TiF4為離子晶體，而TiCl4、TiBr4、TiI4均為分子晶體，且組成結(jié)構(gòu)相似，隨相對分子質(zhì)量的增大，分子間作用力逐漸增大，熔點(diǎn)升高②V形sp3③HClO、HClO2、HClO3、HClO4分子結(jié)構(gòu)中羥基數(shù)均為1，而含有的非羥基O原子數(shù)目分別為0、1、2、3，使中心原子Cl的核對電子的吸引力逐漸增大，故酸性逐漸增強(qiáng)(4)①是②NA))×10712．(2021·湖北名師聯(lián)盟第三次模擬)2021年的化學(xué)諾貝爾獎頒給了為鋰電池研究作出奉獻(xiàn)的三位科學(xué)家。有兩種常見鋰電池：一種是采用鎳鈷錳酸鋰Li(NiCoMn)O2或鎳鈷鋁酸鋰為正極的“三元材料鋰電池〞；另一種是采用磷酸鐵鋰為正極的磷酸鐵鋰電池。請答復(fù)以下問題：(1)基態(tài)鈷原子的價電子排布式為________________，Mn位于元素周期表的________區(qū)(填“s〞或“p〞或“d〞或“ds〞或“f〞)。(2)磷元素可以形成多種含氧酸H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3，這四種酸中酸性最強(qiáng)的是__________。POeq\o\al(3－,4)的空間構(gòu)型是________，中心原子的雜化方式是________雜化。(3)CoO、MnO兩種氧化物的熔點(diǎn)由高到低的順序是________________，原因是________________________________________________________________________________________。(4)PH3是________分子(填“極性〞或“非極性〞)，其在水中的溶解性比NH3小，原因是________________________________________________________________________________________。(5)硫化