2022年高考化学一轮复习第六板块专题十一物质结构与性质跟踪检测三十六晶体结构及其性质

2022年高考化学一轮复习第六板块专题十一物质结构与性质跟踪检测三十六晶体结构及其性质1下列关于晶体的结构和性质的叙述正确的是()A分子晶体中一定含有共价键B原子晶体中共价键越强，熔点越高C离子晶体中含有离子键，不含有共价键D金属阳离子只能存在于离子晶体中解析：选B稀有气体晶体为分子晶体，不含共价键，A项错误；原子晶体中共价键越强，熔点越高， B项正确；离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键，C项错误；金属阳离子也可以存在于金属晶体中，D项错误。2下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是()SiO2和SO3晶体硼和HClCO2和SO2晶体硅和金刚石晶体氖和晶体氮硫黄和碘ABC D解析：选C属于分子晶体的有SO3、HCl、CO2、SO2、晶体氖、晶体氮、硫黄、碘，属于原子晶体的有SiO2、晶体硼、晶体硅、金刚石，但晶体氖是由稀有气体分子构成的，分子间不存在化学键。3下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是( )AF2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高BHF、HCl、HBr、HI的熔、沸点顺序为HFHIHBrHClC金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅DNaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低解析：选CA项、B项中分子晶体熔、沸点高低与分子间的范德华力有关，含有氢键时会出现反常现象，与分子内共价键无关。D项离子晶体内存在的是离子键。4下面有关晶体的叙述中，错误的是()A白磷晶体中，分子之间通过共价键结合B金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子C在NaCl晶体中每个Na(或Cl)周围都紧邻6个Cl(或Na)D离子晶体在熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时，化学键不被破坏解析：选AA项，白磷晶体为分子晶体，分子之间通过范德华力结合，错误；B项，金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子，正确；C项，在NaCl晶体中每个Na(或Cl)周围都紧邻6个Cl(或Na)，正确；D项，离子晶体在熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时，分子间作用力被破坏，化学键不被破坏，正确。5朱经武(Paul Chu)教授等发现钇钡铜氧化合物在90 K时即具有超导性，该化合物的部分结构如图所示：该化合物以Y2O3、BaCO3和CuO为原料，经研磨烧结而成，其原料配比(物质的量之比)为( )A111 B146C123 D223解析：选B晶胞中钡原子个数为2，铜原子个数为883，钇原子个数为1，则Y2O3、BaCO3、CuO之比为123146。6X和Y两种元素的核电荷数之和为22，X的原子核外电子数比Y的少6个。下列说法中不正确的是()AX的单质固态时为分子晶体BY的单质为原子晶体CX与Y形成的化合物固态时为分子晶体DX与碳形成的化合物为分子晶体解析：选C由题意可知，X是O，Y是Si。固态O2及O与碳形成的化合物(CO、CO2)均为分子晶体，Si的单质为原子晶体，A、B、D正确；SiO2为原子晶体，C错误。7下列性质适合于分子晶体的是()A熔点1 070 ，易溶于水，水溶液导电B熔点10.31 ，液态不导电，水溶液导电C能溶于CS2，熔点112.8 ，沸点444.6 D熔点97.81 ，质软、导电，密度为0.97 gcm3解析：选BCA项，熔点1 070 ，与分子晶体的特点严重不符，错误；B项，熔点为10.31 ，熔点低，符合分子晶体的特点，液态不导电，是由于液态时，只存在分子，没有离子，水溶液能导电，溶于水后，分子在水分子的作用下，电离出自由移动的离子，正确；C项，单质硫能溶于CS2、熔点112.8 ，沸点444.6 ，单质硫是分子晶体，正确；D项，金属钠熔点为97.81 ，质软、导电、密度0.97 gcm3，金属钠为金属晶体，错误。8.高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为2价。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是()A超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K和4个OB晶体中每个K周围有8个O，每个O周围有8个KC晶体中与每个K距离最近的K有8个D晶体中与每个O距离最近的O有6个解析：选A由晶胞的结构知，有8个K位于顶点，6个K位于面心，则晶胞中含有的K数为864；有12个O位于棱上，1个O处于中心，则晶胞中含有O数为1214，所以超氧化钾的化学式为KO2；晶体中每个K周围有6个O，每个O周围有6个K，晶体中与每个K(或O)距离最近的K(或O)有12个。9铁有、三种同素异形体，如图所示，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是( )A将铁加热到1 500 分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同BFe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个C若Fe晶胞边长为a cm，Fe晶胞边长为b cm，则两种晶体密度比为2b3a3DFe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个解析：选A根据已知信息可知，将铁加热到1 500 分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体分别是铁和铁，类型不相同，A不正确；根据晶胞的结构特点可知，B正确；Fe晶胞中含有2个铁原子，Fe晶胞中含有1个铁原子，两种晶体密度比为2b3a3，C正确；由题意根据Fe晶胞可知，选项D正确。10根据下列结构示意图，判断下列说法中不正确的是( )A在NaCl晶体中，距Na最近的Cl形成正八面体B在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2C在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数目比为12D该气态团簇分子的分子式为EF或FE解析：选D根据晶胞的结构示意图可知，在NaCl晶体中，距Na最近的Cl是6个，形成正八面体，A正确；在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有864个Ca2，B正确；在金刚石晶体中，平均每个碳原子形成2个共价键，碳原子与碳碳键数目比为12，C正确；该物质形成的晶体是分子晶体，化学式应该是E4F4或F4E4，D不正确。11M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：(1)单质M的晶体类型为_，晶体中原子间通过_作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为_。(2)元素Y基态原子的核外电子排布式为_，其同周期元素中，第一电离能最大的是_(写元素符号)。元素Y的含氧酸中，酸性最强的是_(写化学式)，该酸根离子的立体构型为_。(3)M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。该化合物的化学式为_，已知晶胞参数a0.542 nm，此晶体的密度为_gcm3。(写出计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA)该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是_。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为_。解析：(1)单质铜的晶体类型为金属晶体，晶体中微粒间通过金属键作用形成面心立方密堆积，铜原子的配位数为12。(2)氯元素为17号元素，位于第三周期，根据构造原理知其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，同周期元素由左向右元素原子的第一电离能逐渐增大，故其同周期元素中，第一电离能最大的是Ar。氯元素的含氧酸中，酸性最强的是HClO4，该酸根离子中氯原子为sp3杂化，没有孤对电子，立体构型为正四面体形。(3)根据晶胞结构利用切割法分析，每个晶胞中含有铜原子个数为864，氯原子个数为4，该化合物的化学式为CuCl；则1 mol晶胞中含有4 mol CuCl，1 mol晶胞的质量为499.5 g，又晶胞参数a0.542 nm，此晶体的密度为或 gcm3。该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是Cu可与氨形成易溶于水的配位化合物。该溶液在空气中Cu被氧化为Cu2，故深蓝色溶液中阳离子的化学式为Cu(NH3)42。答案：(1)金属晶体金属键12(2)1s22s22p63s23p5ArHClO4正四面体(3)CuCl或Cu可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子)Cu(NH3)4212C、Si、Ge、Sn是同族元素，该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应用。请回答下列问题：(1)Ge的原子核外电子排布式为_。(2)SiO2晶体的空间构型是_，其中氧原子的杂化方式为_，硅氧之间共价键的类型是_(填“”或“”键)。(3)C、Si、Sn三种元素的单质中，属于分子晶体的是_(填一种)。已知SnO2是离子晶体，其主要物理性质有_(写出2条即可)。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2(2)正四面体sp3键(3)C60等富勒烯类(或其他合理答案)熔融时能导电、熔点较高(合理即可)13生物质能是一种洁净、可再生的能源。生物质气(主要成分为CO、CO2等)与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式：_。(2)根据等电子原理，写出CO分子的结构式_。(3)甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是_；甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为_。甲醛分子的空间构型是_；1 mol甲醛分子中键的数目为_。在1个Cu2O晶胞(结构如图所示)中，所包含的Cu原子数目为_。解析：(1)Zn的原子序数为30，注意3d轨道写在4s轨道的前面；(2)依据等电子原理可知，CO与N2为等电子体，N2分子的结构式为NN，互为等电子体分子的结构相似，则CO的结构式为CO；(3)甲醇分子之间形成了分子间氢键，甲醛分子间只是分子间作用力，而没有形成氢键，故甲醇的沸点高；甲醛分子中含有碳氧双键，故碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化；分子的空间构型为平面三角形；1 mol甲醛分子中含有2 mol CH 键，1 mol CO 键，故含有键的数目为3NA；依据晶胞示意图可以看出Cu原子处于晶胞内部，所包含的Cu原子数目为4。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2(2)CO(3)甲醇分子之间形成了氢键sp2杂化平面三角形3NA414氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前所采用或正在研究的主要储氢材料有：配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等。(1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。Ti2基态的电子排布式可表示为_。BH的空间构型是_(用文字描述)。(2)液氨是富氢物质， 是氢能的理想载体，利用N23H22NH3实现储氢和输氢。下列说法正确的是_(填字母)。aNH3分子中N原子采用sp3杂化b相同压强时，NH3沸点比PH3高cCu(NH3)42中，N原子是配位原子dCN的电子式为(3)Ca与C60生成的Ca32C60能大量吸附H2分子。C60晶体易溶于苯、CS2，说明C60是_分子(填“极性”或“非极性”)；1 mol C60分子中，含有键数目为_。(4)MgH2是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度为a gcm3，则晶胞的体积为_cm3用a、NA表示(NA表示阿伏加德罗常数)。解析：(1)Ti为22号元素，价电子排布为3d24s2，Ti 失去4s上面的两个电子生成Ti2，则Ti2基态电子排布式为Ar3d2。BH中，B可以提供3个电子，整个离子得一个电子，由(3141)0知，B中无孤对电子，为sp3杂化，BH为正四面体。(2)NH3分子中N有一对孤对电子，为sp3杂化；NH3分子间可以形成氢键，故沸点比PH3高；Cu(NH3)42中，NH3为配体，N原子提供孤对电子，为配位原子；CN与N2互为等电子体，故与N2的电子式相似，即C与N之间存在三对共用电子对。(3)根据相似相溶原理，苯和CS2均为非极性分子，则C60也为非极性分子。从C60的分子结构看，每个碳形成两个单键，一个双键，而单键为键，双键中有一个也为键，但单键或双键均被重复了2次，故60个碳原子形成的键共有：60390，即键数目为90NA。(4)由晶胞图知，含Mg为812，H位于面心，含H为424，则一个晶胞中含有2个MgH2，V2cm3。答案：(1)1s22s22p63s23p63d2(或Ar3d2)正四面体(2)abcd(3)非极性906.021023(或90NA)(4)15(xx江苏启东中学月考)碳元素在自然界中分布很广，在地壳中其丰富程度位列第14位，远低于氧、硅、铝、铁等元素。但是，碳却是存在形式最复杂的元素，如煤、石油、天然气、动植物体、石灰石、白云石、二氧化碳等。请回答下列问题：(1)基态碳原子的核外电子排布式为_。(2)在CO2分子中，碳原子采用_杂化轨道与氧原子成键。(3)COCl2俗称光气，分子中C原子采取sp2杂化成键，应用价层电子对互斥理论，预测COCl2分子的空间构型为_。(4)二茂铁(C5H5)2Fe是Fe2与环戊二烯基形成的一类配合物，实验室测定铁的含量可用配位剂邻二氮菲()，它能与Fe2形成红色配合物(如图甲)，该配离子中Fe2与N原子形成的配位键共有_个。(5)普鲁士蓝可用作染料，它的结构如图乙所示。普鲁士蓝中，n(K)n(Fe3)n(Fe2)n(CN)_。(6)CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似，但CaC2晶体中哑铃形C的存在，使晶胞沿一个方向拉长(如图丙)。CaC2中C与O互为等电子体，O的电子式可表示为_。已知CaC2晶体密度为a gcm3，NA表示阿伏加德罗常数，则CaC2晶胞体积为_cm3。解析：(1)基态碳原子核外有6个电子，根据核外电子排布规律，其核外电子排布式为1s22s22p2。(2)CO2分子中C原子的价层电子对个数是2，且不含孤电子对，所以C原子采用sp杂化。(3)COCl2分子中C原子价层电子对数是3且不含孤电子对，所以其空间构型为平面三角形。(4)Fe与N原子之间为配位键，由图甲可知，该配离子中Fe2与N原子形成的配位键共有6个。(5)Fe3的个数为4；Fe2的个数为4；CN的个数为123，根据电荷守恒：N(K)N(Fe3)3N(Fe2)2N(CN)，得N(K)，所以普鲁士蓝中n(K)n(Fe3)n(Fe2)n(CN)1116。(6)等电子体的结构和性质相似，根据C的结构知O的电子式为OO2，CaC2晶胞含有Ca2的数目为1214，含有C的数目为864，则每个晶胞的质量m g，晶胞的体积V cm3 cm3。答案：(1)1s22s22p2(2)sp(3)平面三角形(4)6(5)1116