2023屆新高考化學(xué)選考一輪總復(fù)習(xí)訓(xùn)練-第18講　晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第18講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課時訓(xùn)練選題表知識點(diǎn)題號物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶胞3,4,9晶體的組成與性質(zhì)1,2,5,6,7,8綜合10,11,121.下列關(guān)于晶體的說法中錯誤的是(D)A.H2O和PH3化學(xué)鍵類型和晶體類型均相同B.構(gòu)成共價晶體的原子,其原子半徑越小,晶體的熔、沸點(diǎn)越高C.金屬晶體中一定含有金屬鍵,金屬鍵沒有方向性和飽和性D.具有正四面體結(jié)構(gòu)的晶體,可能是共價晶體或分子晶體,其鍵角都是109°28′解析:A.H2O和PH3中都只含極性共價鍵,都屬于分子晶體,正確;B.構(gòu)成共價晶體的原子,原子半徑越小,共價鍵的鍵長越短、鍵能越大,晶體的熔、沸點(diǎn)越高,正確;C.金屬中的“自由電子”與金屬陽離子形成的一種強(qiáng)烈的相互作用是金屬鍵,所以金屬晶體中一定含有金屬鍵,金屬鍵沒有方向性和飽和性,正確;D.具有正四面體結(jié)構(gòu)的晶體可能是共價晶體(如金剛石等)或分子晶體(如甲烷、白磷等),有中心原子的正四面體結(jié)構(gòu)分子中,鍵角為109°28′,如甲烷,無中心原子的正四面體結(jié)構(gòu)分子中,鍵角為60°,如白磷,錯誤。2.下列說法正確的是(D)A.水的沸點(diǎn)較高是因?yàn)樗肿娱g存在較強(qiáng)的化學(xué)鍵B.離子晶體中可能存在共價鍵,而分子晶體中一定存在共價鍵C.CO2與SiO2均為共價化合物,其固體熔化時,均破壞了分子間作用力D.某物質(zhì)熔點(diǎn)1067℃,易溶于水,其水溶液和熔融態(tài)均能導(dǎo)電,其晶體一定為離子晶體解析:A.水的沸點(diǎn)較高是因?yàn)樗肿娱g存在較強(qiáng)的氫鍵,錯誤;B.離子晶體中可能存在共價鍵,如氫氧化鈉,而分子晶體中不一定存在共價鍵,如稀有氣體,是單原子分子,沒有化學(xué)鍵,錯誤;C.CO2與SiO2均為共價化合物,但CO2是分子晶體,其固體熔化時,破壞了分子間作用力,SiO2是共價晶體,其固體熔化時,破壞共價鍵,錯誤;D.離子晶體的熔、沸點(diǎn)較高,一般在幾百至1000℃左右,某物質(zhì)熔點(diǎn)1067℃,易溶于水,其水溶液和熔融態(tài)均能導(dǎo)電的是離子化合物,其晶體一定為離子晶體,正確。3.云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外,曾主要用于造幣,也可用于制造仿銀飾品。鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯誤的是(B)A.晶胞中銅原子與鎳原子的個數(shù)比為3∶1B.銅鎳合金是含有金屬鍵的化合物C.Ni原子核外有2個未成對電子D.鎳白銅晶體具有較大的硬度解析:A.晶胞中Cu處于面心,Ni處于頂點(diǎn),Cu原子數(shù)目為6×12=3、Ni原子數(shù)目為8×18=1,則晶胞中Cu與Ni原子數(shù)目之比為3∶1,正確;B.合金是兩種或兩種以上的金屬,或者金屬與非金屬熔合而成的混合物,不是化合物,錯誤;C.Ni的原子序數(shù)為28,根據(jù)構(gòu)造原理,電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s4.關(guān)于下列晶胞,說法錯誤的是(D)A.金屬晶體鈉的晶胞結(jié)構(gòu)如圖丁所示,晶體中Na的配位數(shù)為8B.分子晶體CO2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙所示,該晶胞中含有4個CO2C.共價晶體金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)如圖丙所示,該晶胞中含有8個CD.離子晶體NaCl的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示,晶體中Cl-周圍距離最近的Cl-個數(shù)為6解析:A.圖丁為金屬晶體鈉的晶胞結(jié)構(gòu),根據(jù)配位數(shù)的定義,以體心上的Na原子為例判斷Na原子配位數(shù)為8,正確;B.圖乙為分子晶體CO2的晶胞結(jié)構(gòu),該晶胞中含有CO2分子個數(shù)為8×18+6×12=4,正確;C.該晶胞中8個碳原子位于頂點(diǎn)上,6個碳原子位于面心上,內(nèi)部有4個碳原子,該晶胞中含有碳原子個數(shù)為8×18+6×12+4=8,正確;D.以晶胞體心上的氯離子為例,晶體中Cl5.下列說法不正確的是(D)A.離子晶體在受熱熔化過程中離子鍵發(fā)生斷裂B.共價晶體的原子間只存在共價鍵,而分子晶體的分子間除存在范德華力外,還有可能存在氫鍵C.區(qū)分晶體和非晶體最科學(xué)的方法是對固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)D.非金屬元素的原子間只形成共價鍵,金屬元素的原子和非金屬元素的原子間只形成離子鍵解析:銨鹽是非金屬元素組成的化合物,屬于離子化合物,氯化鋁是金屬元素與非金屬元素組成的共價化合物,故D錯誤。6.根據(jù)下表給出的幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)數(shù)據(jù),判斷下列有關(guān)說法中錯誤的是(D)晶體NaClKClAlCl3SiCl4單質(zhì)B熔點(diǎn)/℃810776190-682300沸點(diǎn)/℃14651418180572500A.SiCl4是分子晶體B.單質(zhì)B可能是共價晶體C.AlCl3加熱能升華D.NaCl中化學(xué)鍵的強(qiáng)度比KCl中的小解析:A.根據(jù)題給數(shù)據(jù),SiCl4熔點(diǎn)低,屬于分子晶體,正確;B.根據(jù)題給數(shù)據(jù),單質(zhì)B熔、沸點(diǎn)很高,可能是共價晶體,正確;C.AlCl3沸點(diǎn)低于熔點(diǎn),加熱時先達(dá)到沸點(diǎn),所以,AlCl3加熱能升華,正確;D.NaCl和KCl都是離子晶體,化學(xué)鍵均為離子鍵,由于半徑r(Na+)<r(K+),所以NaCl中離子鍵的強(qiáng)度比KCl中的大,錯誤。7.如圖為冰晶體的結(jié)構(gòu)模型,大球代表O原子,小球代表H原子,下列有關(guān)說法正確的是(A)A.冰晶體中每個水分子與另外四個水分子形成四面體B.冰晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),是共價晶體C.水分子間通過H—O形成冰晶體D.冰晶體熔化時,水分子之間的空隙增大解析:A.根據(jù)圖示,每個水分子都可以與另外四個水分子形成氫鍵,氫鍵具有方向性,水分子中的O原子采用sp3雜化,所以每個水分子與另外四個水分子形成四面體,正確;B.冰晶體雖然具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),但分子之間是氫鍵,不是共價鍵,所以是分子晶體,錯誤;C.水分子之間是通過氫鍵作用形成冰晶體,錯誤;D.由于氫鍵有方向性,導(dǎo)致分子之間的空隙增大,當(dāng)晶體熔化時,氫鍵被破壞,水分子之間的空隙減小,錯誤。8.石墨烯是一種由碳原子形成的六角型蜂巢狀的二維碳納米材料,石墨烯一層層疊起來就是石墨。以石墨材料為主要成分非常疏松的泡沫陶瓷用作航天飛機(jī)表層的防熱瓦。下列關(guān)于石墨和石墨烯的說法錯誤的是(C)A.石墨烯與石墨互為同素異形體B.石墨烯能導(dǎo)電,其中的碳原子間是以共價鍵相結(jié)合C.石墨中碳碳鍵之間的夾角為109°28′D.石墨成為航天飛機(jī)防熱瓦的泡沫陶瓷主要成分的一個主要原因是石墨熔點(diǎn)很高解析:A.石墨烯是單層石墨,石墨烯和石墨都是碳原子形成的不同單質(zhì),兩者互為同素異形體,正確;B.石墨烯中每個碳原子形成3個共價鍵,每個碳原子上還含有1個孤電子,該電子可在電流作用下發(fā)生定向移動,因此石墨烯能導(dǎo)電,正確;C.石墨是多層石墨烯疊加,層與層之間無化學(xué)鍵,碳碳鍵之間的夾角為120°,錯誤;D.石墨中原子依靠共價鍵連接,碳碳共價鍵強(qiáng)度較高難以斷裂,使得石墨熔點(diǎn)很高,可用于航天飛機(jī)防熱瓦的泡沫陶瓷,正確。9.一種鐵的氧化物晶體的晶胞如圖所示,下列說法正確的是(D)A.該晶體是具有磁性的黑色晶體,俗稱磁性氧化鐵B.該物質(zhì)不穩(wěn)定,在空氣中受熱迅速被氧化為Fe2O3C.與O2-緊鄰且等距離的O2-數(shù)目為4D.一個該晶胞中所含離子總數(shù)為8解析:A.一個晶胞中O原子的個數(shù)為12×14+1=4,Fe原子的個數(shù)為8×18+6×12=4,化學(xué)式為FeO,磁性氧化鐵為Fe3O4,錯誤;B.FeO不穩(wěn)定,在空氣中受熱迅速被氧化為Fe3O4,錯誤;C.與O2-10.鎳能形成多種不同的化合物。圖1是鎳的一種配合物的結(jié)構(gòu),圖2是一種鎳的氧化物的晶胞(圖中白球?yàn)檠?。判斷下列說法正確的是(D)A.圖1分子中存在的化學(xué)鍵有共價鍵、配位鍵、氫鍵B.圖1中C、N、O的第一電離能C>N>OC.圖2中離鎳原子最近的鎳原子數(shù)共為8個D.圖2可能表示的是氧化鎳(NiO)的晶胞解析:A.氫鍵不是化學(xué)鍵,故圖1分子中存在的化學(xué)鍵有共價鍵、配位鍵,錯誤;B.根據(jù)同一周期元素,第一電離能從左往右呈增大趨勢,其中第ⅡA族與第ⅢA族、第ⅤA族與第ⅥA族反常,故圖1中C、N、O的第一電離能N>O>C,錯誤;C.根據(jù)圖2所示晶胞圖可知,晶胞中離鎳原子最近的鎳原子數(shù)共為12個,錯誤;D.圖2中一個晶胞含有的O原子數(shù)為8×18+6×12=4,一個晶胞含有的Ni原子個數(shù)為12×11.鈣可形成多種化合物,有廣泛的應(yīng)用。Ⅰ.(2020·全國Ⅱ卷節(jié)選)(1)CaTiO3的晶胞如圖(a)所示,其組成元素的電負(fù)性大小順序是;金屬離子與氧離子間的作用力為,Ca2+的配位數(shù)是。

(2)一種立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物光電材料的組成為Pb2+、I-和有機(jī)堿離子CH3NH3+,其晶胞如圖(b)所示。其中Pb2+與圖(a)中的空間位置相同,有機(jī)堿CH3NH3+中,N原子的雜化軌道類型是;若晶胞參數(shù)為anm,則晶體密度為g(3)Ti的四鹵化物熔點(diǎn)如表所示,TiF4熔點(diǎn)高于其他三種鹵化物,自TiCl4至TiI4熔點(diǎn)依次升高,原因是

。

化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔點(diǎn)/℃377-24.1238.3155Ⅱ.人工結(jié)晶螢石是制造鏡頭所用低色散光學(xué)元件的材料之一,螢石(CaF2)的晶胞如圖(c)所示。(1)白球的代表粒子為。

(2)Ca2+和F-的配位數(shù)分別為、。

(3)晶體中F-配位的Ca2+形成的空間結(jié)構(gòu)為形;Ca2+配位的F-形成的空間結(jié)構(gòu)為形。

解析:Ⅰ.(1)O為非金屬元素,其電負(fù)性在三種元素中最大,Ca和Ti同為第四周期元素,金屬性Ca大于Ti,故電負(fù)性大小順序?yàn)镺>Ti>Ca;金屬陽離子與O2-之間形成離子鍵;圖(a)晶胞中Ca2+位于體心,O2-位于棱上,12條棱上每條棱上均有一個O2-,Ca2+的配位數(shù)為12。(2)由圖(a)和圖(b)可以看出Pb2+與Ti4+空間位置相同;CH3NH3+中N原子與2個H原子、1個C原子形成三個共價鍵,與H+形成一個配位鍵,故N原子的雜化軌道類型為sp3;利用均攤法可知圖(b)晶胞中I-個數(shù)是6×12=3,CH3NH3+個數(shù)是8×18=1,Pb2+個數(shù)為1,晶胞體積為(a×10-7cm)3,則晶胞密度ρ=mV=620a3×NA×1021g·cm-3。(3)TiF4為離子化合物,熔點(diǎn)高,TiCl4、TiBr4、TiI4為共價化合物,TiCl4、TiBrⅡ.螢石的化學(xué)式為CaF2,即晶胞中鈣離子與氟離子個數(shù)比為1∶2,從晶胞示意圖看,每個晶胞中實(shí)際占有黑球的個數(shù)為8×18+6×12=4,晶胞中實(shí)際占有白球的個數(shù)為8,據(jù)此可知黑球代表Ca2+,白球代表F-。將該面心立方晶胞分割成8個小立方體,每個小立方體的4個頂點(diǎn)上是Ca2+,體心是F-,先選取1個頂點(diǎn)(Ca2+)作為考查對象,經(jīng)過該頂點(diǎn)的小立方體有8個,即與該頂點(diǎn)的Ca2+距離相等且最近的F-共有8個,所以Ca答案:Ⅰ.(1)O>Ti>Ca離子鍵12(2)Ti4+sp3620a3×(3)TiF4為離子化合物,熔點(diǎn)高,其他三種均為共價化合物,隨相對分子質(zhì)量的增大分子間作用力增大,熔點(diǎn)逐漸升高Ⅱ.(1)F-(2)84(3)正四面體立方體12.鐵、鈷、鎳并稱鐵系元素,性質(zhì)具有相似性。(1)鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]溶液可以檢驗(yàn)Fe2+。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,1molCN-中含有π鍵的數(shù)目為,鐵氰化鉀晶體中各種微粒間的相互作用不包括(填字母)。

a.離子鍵b.共價鍵c.配位鍵d.金屬鍵e.氫鍵f.范德華力(2)納米結(jié)構(gòu)氧化鈷可在室溫下將甲醛(HCHO)完全催化氧化。甲醛分子的空間結(jié)構(gòu)為,碳原子的雜化類型為。CoCl2的熔點(diǎn)為86℃,易溶于水,則CoCl2是晶體。

(3)據(jù)報道,只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體具有超導(dǎo)性。該晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,試寫出該晶體的化學(xué)式:。晶體中每個鎂原子周圍距離最近的鎳原子有個