2023屆高考化學(xué)人教版一輪復(fù)習(xí)課時作業(yè)-11.3　晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

課時作業(yè)36晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、選擇題1．根據(jù)下列幾種物質(zhì)的熔點和沸點數(shù)據(jù)，判斷下列有關(guān)說法中，錯誤的是()物質(zhì)NaClMgCl2AlCl3SiCl4單質(zhì)B熔點/℃810710190－682300沸點/7572500注：AlCl3熔點在2.5×105Pa條件下測定。A．SiCl4是分子晶體B．單質(zhì)B是原子晶體C．AlCl3加熱能升華D．MgCl2所含離子鍵的強度比NaCl大2．離子晶體熔點的高低取決于晶體中晶格能的大小。判斷KCl、NaCl、CaO、BaO四種晶體熔點的高低順序是()A．KCl>NaCl>BaO>CaOB．NaCl>KCl>CaO>BaOC．CaO>BaO>NaCl>KClD．CaO>BaO>KCl>NaCl3．某晶體的一部分如圖所示，這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是()A．3∶9∶4B．1∶4∶2C．2∶9∶4D．3∶8∶44.磁光存儲的研究是Williams等在1957年使Mn和Bi形成的晶體薄膜磁化并用光讀取之后開始的。如圖是Mn和Bi形成的某種晶體的結(jié)構(gòu)示意圖(白球均在六棱柱內(nèi))，則該晶體物質(zhì)的化學(xué)式可表示為()A．Mn2BiB．MnBiC．MnBi3D．Mn4Bi3二、非選擇題5．(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)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，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，當(dāng)B位是V、Cr、Mn、Fe等時，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，當(dāng)被鈣等二價元素A替代時，可形成復(fù)合鈣鈦礦化合物L(fēng)a1－xAxMnO3(x<0.1)，此時一部分錳轉(zhuǎn)變?yōu)椋?價。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中三價錳與四價錳的物質(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D．鉻的堆積方式與鉀相同，則其堆積方式如圖2所示(3)Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半徑分別為rGapm和rAspm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為________。6．磁性材料氮化鐵鎳合金可用Fe(NO3)3、Ni(NO3)2、丁二酮肟、氨氣、氮氣、氫氧化鈉、鹽酸等物質(zhì)在一定條件下反應(yīng)制得。(1)Fe3＋的電子排布式是___________________________________________________。(2)NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))和NH3中氮原子的雜化方式為__________________________________。(3)NH3的沸點高于PH3，其主要原因是__________________________________。(4)與N3－具有相同電子數(shù)的三原子分子的空間構(gòu)型是________。(5)向Ni(NO3)2溶液中滴加氨水，剛開始時生成綠色Ni(OH)2沉淀，當(dāng)氨水過量時，沉淀會溶解，生成[Ni(NH3)6]2＋藍(lán)色溶液，則1mol[Ni(NH3)6]2＋含有的σ鍵的物質(zhì)的量為________mol。(6)鐵元素對應(yīng)的單質(zhì)在形成晶體時，采用如圖所示的堆積方式。則這種堆積模型的配位數(shù)為________，如果Fe的原子半徑為acm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則計算此單質(zhì)的密度表達(dá)式為________g·cm－3(不必化簡)。7．鐵、鈷、鎳并稱鐵系元素，性質(zhì)具有相似性。(1)基態(tài)鈷原子的核外電子排布式為______。(2)鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]溶液可以檢驗Fe2＋。1molCN－中含有π鍵的數(shù)目為________，與CN－互為等電子體的分子有________，鐵氰化鉀晶體中各種微粒間的相互作用不包括________。a．離子鍵b．共價鍵c．配位鍵d．金屬鍵e．氫鍵f．范德華力(3)納米結(jié)構(gòu)氧化鈷可在室溫下將甲醛(HCHO)完全催化氧化。甲醛分子的立體構(gòu)型為________，碳原子的雜化類型為________。(4)NiO、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NiO________FeO(填“<”或“>”)，判斷依據(jù)是______________________________________。(5)某氮化鐵的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：①原子坐標(biāo)參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。如圖晶胞中，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)，\f(1,2)，\f(1,2)))；C為(0，1，1)。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為________。②若該晶體的密度是ρg·cm－3，則晶胞中兩個最近的Fe的核間距為________cm(用含ρ的代數(shù)式表示，不必化簡)。8．CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料，回答下列問題：(1)Sn為ⅣA族元素，單質(zhì)Sn與干燥Cl2反應(yīng)生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4為無色液體，SnCl4空間構(gòu)型為________，其固體的晶體類型為________。(2)NH3、PH3、AsH3的沸點由高到低的順序為________(填化學(xué)式，下同)，還原性由強到弱的順序為______，鍵角由大到小的順序為________。(3)含有多個配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物。一種Cd2＋配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示，1mol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有________mol，該螯合物中N的雜化方式有________種。(4)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，稱作原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。四方晶系CdSnAs2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞中部分原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)如表所示。坐標(biāo)原子xyzCd000Sn000.5As0.250.250.125一個晶胞中有________個Sn，找出距離Cd(0，0，0)最近的Sn________(用分?jǐn)?shù)坐標(biāo)表示)。CdSnAs2晶體中與單個Sn鍵合的As有________個。課時作業(yè)36晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．解析：三類不同的晶體由于形成晶體的粒子和粒子間的作用力不同，因而表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。原子晶體具有高的熔、沸點，硬度大、不能導(dǎo)電；而離子晶體也具有較高的熔、沸點、較大的硬度，在溶液中或熔化狀態(tài)下能導(dǎo)電；分子晶體熔、沸點低，硬度小、不導(dǎo)電，熔化時無化學(xué)鍵斷裂，據(jù)這些性質(zhì)可確定晶體類型。根據(jù)上述性質(zhì)特點及表中數(shù)據(jù)進行分析，NaCl的熔、沸點均比MgCl2高，所以NaCl晶體中的離子鍵應(yīng)比MgCl2強，故D不正確。答案：D2．解析：離子晶體中，晶格能越大，晶體熔、沸點越高；離子所帶電荷總數(shù)越多，半徑越小，晶格能越大。答案：C3．解析：A粒子數(shù)為6×eq\f(1,12)＝eq\f(1,2)；B粒子數(shù)為6×eq\f(1,4)＋3×eq\f(1,6)＝2；C粒子數(shù)為1；故A、B、C粒子數(shù)之比為1∶4∶2.答案：B4．解析：由晶體的結(jié)構(gòu)示意圖可知：白球代表Bi原子，且均在六棱柱內(nèi)，所以Bi為6個。黑球代表Mn原子，個數(shù)為：12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＋1＋6×eq\f(1,3)＝6（個），則二者的原子個數(shù)比為6∶6＝1∶1。答案：B5．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，離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關(guān)，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強，熔點越高。由于Ni2＋的離子半徑小于Fe2＋的離子半徑，則熔點NiO>FeO。②δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)分別是8個和6個，所以δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比是4∶3。（2）①由圖1可知，晶胞中A位于頂點，晶胞中含有A為8×eq\f(1,8)＝1個，B位于晶胞的體心，含有1個，O位于面心，晶胞中含有O的個數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，則化學(xué)式為ABO3。②設(shè)La1－xAxMnO3中三價錳與四價錳的物質(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中三價錳與四價錳的物質(zhì)的量之比為（1－x）∶x。③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；氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態(tài)，穩(wěn)定性強，因此氮元素的第一電離能大于氧元素的第一電離能，故B錯誤；元素的電負(fù)性越強，金屬性越弱，故C正確；圖中堆積方式為鎂型，故D錯誤。（3）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可以看出，As原子與Ga原子形成了空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，結(jié)合GaAs的熔點知GaAs是原子晶體。首先用均攤法計算出1個晶胞中含有As原子的個數(shù)：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，再通過觀察可知1個晶胞中含有4個Ga原子。4個As原子和4個Ga原子的總體積V1＝4×（eq\f(4,3)π×10－30×req\o\al(\s\up1(3),\s\do1(As))＋eq\f(4,3)π×10－30×req\o\al(\s\up1(3),\s\do1(Ga))）cm3；1個晶胞的質(zhì)量為4個As原子和4個Ga原子的質(zhì)量之和，即（eq\f(4MAs,NA)＋eq\f(4MGa,NA)）g，所以1個晶胞的體積V2＝eq\f(4,ρNA)（MAs＋MGa）cm3。最后V1/V2即得結(jié)果。答案：（1）①<②4∶3（2）①ABO3②（1－x）∶x③A、C（3）eq\f(4π×10－30NAρ（req\o\al(\s\up1(3),\s\do1(Ga))＋req\o\al(\s\up1(3),\s\do1(As))）,3（MGa＋MAs）)×100%6．解析：（2）NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))為平面三角形，氮原子為sp2雜化；NH3為三角錐形的分子，氮原子為sp3雜化。（4）N3－電子數(shù)為10，與N3－具有相同電子數(shù)的三原子分子為H2O，分子的空間構(gòu)型為V形。（5）在[Ni（NH3）6]2＋中，每個氮原子與3個氫原子形成σ鍵，同時還與鎳原子形成配位鍵，也是σ鍵，因此1mol[Ni（NH3）6]2＋含有的σ鍵為4mol×6＝24mol。（6）鐵元素對應(yīng)的單質(zhì)在形成晶體時，采用如圖所示的堆積方式，則這種堆積模型為體心立方堆積，即在立方體的中心有一個鐵原子，與這個鐵原子距離最近的原子位于立方體的8個頂點，所以鐵的配位數(shù)為8，每個立方體中含有的鐵原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2，如果Fe的原子半徑為acm，則立方體的邊長為eq\f(4a,\r(3))cm，對應(yīng)的體積為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4a,\r(3))cm))eq\s\up12(3)，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，所以鐵單質(zhì)的密度表達(dá)式為eq\f(\f(56×2,NA),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4a,\r(3))))\s\up12(3))g·cm－3。答案：（1）1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5（2）sp2、sp3（3）NH3分子間存在氫鍵（4）V形（5）24（6）8eq\f(\f(56×2,NA),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4a,\r(3))))\s\up12(3))7．解析：（2）CN－中C、N之間為三鍵，根據(jù)1個三鍵中含有1個σ鍵和2個π鍵知，1molCN－含有2NA個π 鍵。K＋、[Fe（CN）6]3－之間為離子鍵，F(xiàn)e3＋與CN－之間為配位鍵，CN－中C、N之間為共價鍵。（3）HCHO的結(jié)構(gòu)式為，C無孤電子對，立體構(gòu)型為平面三角形，C的雜化軌道數(shù)為3，雜化類型為sp2雜化。（4）NiO、FeO都是離子晶體，氧離子半徑相同，Ni2＋半徑比Fe2＋小，半徑越小離子晶體的晶格能越大，晶格能越大熔點越高，故熔點：NiO>FeO。（5）①D位于該晶胞側(cè)面的面心，可知其坐標(biāo)參數(shù)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1，\f(1,2)，\f(1,2)))。②該晶胞中Fe的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，N的個數(shù)為1。設(shè)兩個最近的Fe核間距為xcm，晶胞的邊長為acm，則eq\r(2)a＝2x，故a＝eq\r(2)x。則ρg·cm－3×（eq\r(2)xcm）3＝eq\f(56×4＋14,NA)，x＝eq\f(\r(2),2)eq\r(3,\f(238,ρNA))。答案：（1）1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2（2）2NACO、N2def（3）平面三角形sp2雜化（4）>NiO、FeO都是離子晶體，氧離子半徑相同，Ni2＋半徑比Fe2＋小，半徑越小離子晶體的晶格能越大，晶格能越大熔點越高（5）①eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1，\f(1,2)，\f(1,2)))②eq\f(\r(2),2)eq\r(3,\f(238,ρNA))8．解析：（1）Sn為元素周期表中ⅣA族元素，最外層有4個電子，故SnCl4的中心原子Sn的價電子對數(shù)為4＋eq\f(4－4×1,2)＝4，且均為成鍵電子對，故SnCl4的空間構(gòu)型為正四面體形。由SnCl4常溫常壓下為液體的物理性質(zhì)可知SnCl4符合分子晶體的特點，故其為分子晶體。（2）NH3中存在分子間氫鍵，導(dǎo)致其沸點比與N元素同主族的P、As元素的氫化物PH3、AsH3的沸點要高，而PH3、AsH3中均不存在分子間氫鍵，故影響PH3、AsH3沸點的因素為范德華力，