2020年高考化学一轮总复习 第十二章 第38讲 晶体结构与性质课后作业（含解析）.doc

晶体结构与性质建议用时：40分钟满分：100分一、选择题(每题6分，共42分)1如图是物质的微观结构示意图，请认真观察两图，判断下列说法正确的是()A两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体B形成的固体物理性质有各向异性C形成的固体一定有固定的熔点D二者的X射线衍射图谱是相同的答案B解析由微观结构示意图可知为晶体，为非晶体，晶体具有规则的几何外形、各向异性和固定的熔点，用X射线衍射实验测定时，晶体内部的微粒在空间呈现有规则的重复排列，非晶体则没有这些性质。2下列说法正确的是()A钛和钾都采取图1的堆积方式B图2为金属原子在二维空间里的非密置层放置，此方式在三维空间里堆积，仅得简单立方堆积C图3是干冰晶体的晶胞，晶胞棱长为a cm，则在每个CO2周围最近且等距离的CO2有8个D图4是一种金属晶体的晶胞，它是金属原子在三维空间以密置层采取ABCABC堆积的结果答案D解析图1表示的堆积方式为A3型紧密堆积，K采用A2型密堆积，A错误；图2也可以在三维空间堆积形成A2型密堆积，得到体心立方堆积，B错误；干冰晶体的晶胞属于面心立方晶胞，配位数为12，即每个CO2周围距离相等的CO2分子有12个，C错误；该晶胞类型为面心立方，则为A1型密堆积，金属原子在三维空间里密置层采取ABCABC的堆积方式，D正确。3下列说法正确的是()A区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射B1 mol金刚石中的CC键数是2NA,1 mol SiO2晶体中的SiO键数也是2NAC水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂D分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定答案A解析晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，X射线衍射可以看到微观结构，A正确；金刚石中1个C原子与另外4个C原子形成CC单键，这个C原子对每个单键的贡献只有，所以1 mol C原子形成的CC键为42 mol，而二氧化硅晶体中1个Si原子分别与4个O原子形成4个SiO单键，则1 mol SiO2晶体中SiO键为4 mol，B错误；水晶是原子晶体，熔化时共价键断裂，而分子晶体干冰熔化时，分子间作用力被削弱而共价键不断裂，C错误；分子的稳定性取决于化学键的强弱，D错误。4下列关于金属晶体的叙述正确的是()A用铂金制作首饰不能用电子气理论解释B固体或熔融后易导电、熔点在1000 左右的晶体可能是金属晶体CLi、Na、Mg的熔点逐渐升高D能导电的晶体一定是金属晶体答案B解析选项A，用铂金制作首饰是利用了金属晶体具有延展性，能用电子气理论解释；选项B，金属晶体在固态或熔融态下都能导电，大多数金属晶体在常温下为固体，熔点较高，故题设条件下的晶体可能是金属晶体；选项C，一般情况下，金属键的强弱与金属原子价电子数的多少有关，价电子数越多，金属键越强，与金属原子的半径大小也有关，金属原子的半径越大，金属键越弱；金属键强弱为MgLiNa，其熔点也为MgLiNa；选项D，石墨是能导电的混合晶体。5高温下，超氧化钾晶体(KO2)呈立方体结构。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列有关说法正确的是()A与K最近且距离相等的K有6个B超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有1个K和1个OC晶体中与每个K距离最近的O有6个D晶体中，所有原子之间都以离子键相结合答案C解析根据题给信息，超氧化钾晶体是面心立方晶体，超氧化钾晶体(KO2)是离子化合物，阴、阳离子分别为O、K，晶体中K与O间形成离子键，O中OO键为共价键。作为面心立方晶体，每个晶胞中含有K：864(个)，O：1124(个)，晶胞中与每个K最近且距离相等的O有6个，最近且距离相等的K有12个。6有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是 ()A为简单立方堆积，为六方最密堆积，为体心立方堆积，为面心立方最密堆积B每个晶胞含有的原子数分别为1个，2个，2个，4个C晶胞中原子的配位数分别为6，8，8，12D空间利用率的大小关系为答案B解析为简单立方堆积，为体心立方堆积，为六方最密堆积，为面心立方最密堆积，A错误；每个晶胞含有的原子数分别为81，812，812，864，B正确；晶胞中原子的配位数应为12，其他判断正确，C错误；四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%，D错误。7以NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是()A18 g冰(图1)中含OH键数目为2NAB28 g晶体硅(图2)中含有SiSi键数目为2NAC44 g干冰(图3)中含有NA个晶胞结构单元D石墨烯(图4)是碳原子单层片状新材料，12 g石墨烯中含CC键数目为1.5NA答案C解析1个水分子中含有2个OH键，18 g冰的物质的量为1 mol，含OH键数目为2NA，A正确；28 g晶体硅中含有1 mol Si原子，每个硅原子与其他4个Si形成4个SiSi键，每个硅原子形成的共价键为42，则1 mol单质硅含有2 mol SiSi键，B正确；1个晶胞结构单元含有4个二氧化碳分子，44 g干冰中含有晶胞结构单元个数小于NA个，C错误；在石墨烯中，每个碳原子形成3个共价键，所以每个碳原子实际占化学键为1.5个，12 g石墨烯即1 mol所含碳碳键数目为1.5NA，D正确。二、非选择题(共58分)8(2018江苏高考)(13分)臭氧(O3)在Fe(H2O)62催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO和NO，NOx也可在其他条件下被还原为N2。(1)SO中心原子轨道的杂化类型为_；NO的空间构型为_(用文字描述)。(2)Fe2基态核外电子排布式为_。(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为_(填化学式)。(4)N2分子中键与键的数目比n()n()_。(5)Fe(H2O)62与NO反应生成的Fe(NO)(H2O)52中，NO以N原子与Fe2形成配位键。请在Fe(NO)(H2O)52结构示意图的相应位置补填缺少的配体。答案(1)sp3平面(正)三角形(2)Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6(3)NO(4)12(5)解析(1)SO的中心原子S的价层电子对数为(6242)44，SO中S为sp3杂化。NO的中心原子N的孤电子对数为(5132)0，成键电子对数为3，价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，由于N原子上没有孤电子对，NO的空间构型为平面(正)三角形。(2)Fe原子核外有26个电子，根据构造原理，基态Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，基态Fe2的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。(3)用替代法，与O3互为等电子体的一种阴离子为NO。(4)N2的结构式为NN，三键中含1个键和2个键，N2分子中键与键的数目比为n()n()12。(5)根据化学式，缺少的配体是NO和H2O，NO中N为配位原子，H2O中O上有孤电子对，O为配位原子。9(2018唐山市一模)(15分)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前四周期元素，元素W是宇宙中最丰富的元素，元素X的原子最外层电子数是其内层的3倍，元素Z的基态原子核外电子有24种运动状态，Y、X、Z不在同一周期，且Y原子核外p电子比s电子多5个。(1)Z基态原子的核外电子排布式为_。(2)Z的氧化物是石油化工中重要的催化剂之一，如催化异丙苯()裂化生成苯和丙烯。1 mol丙烯分子中含有键与键的数目之比为_。苯分子中碳原子轨道的杂化类型为_。Z的一种氧化物ZO5中，Z的化合价为6，则其中过氧键的数目为_个。(3)W、X、Y三种元素的电负性由小到大的顺序为_。(请用元素符号回答)(4)ZY3熔点为1152 ，熔融状态下能够导电，据此可判断ZY3晶体属于_(填晶体类型)。(5)ZX2晶体的晶胞结构如图，每个Z原子周围最近的X原子数目为_。若该化合物的相对分子质量为M，晶胞边长为a cm，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体的密度为_g/cm3。答案(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或Ar3d54s1)(2)81sp22(3)HClO(4)离子晶体(5)6解析W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前四周期元素，元素W是宇宙中最丰富的元素，W是H。元素X的原子最外层电子数是其内层的3倍，X是O。元素Z的基态原子核外电子有24种运动状态，Z是Cr。Y、X、Z不在同一周期，Y是第三周期元素，Y原子核外p电子比s电子多5个，Y是Cl。(1)Cr基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1。(2)单键都是键，双键中含有1个键、1个键，所以1 mol丙烯分子(CH2=CHCH3)中含有键与键数目之比为81。苯分子是平面形结构，分子中碳原子轨道的杂化类型为sp2。设过氧键的数目为x，则2 价氧原子的个数是52x，Cr的化合价为6，则根据正负价代数和为0可知2x(52x)26，解得x2。(3)非金属性越强，电负性越大，则W、X、Y三种元素的电负性由小到大顺序为HClOH(2)1s22s22p63s23p6或Ne3s23p6sp2杂化11NAbdf若Pt2以sp3杂化轨道进行配位，则二氯二吡啶合铂为四面体结构，不存在顺反异构体(二氯二吡啶合铂分子存在顺、反两种构型。若为sp3杂化则不存在顺反异构)非极性(3)分子35(4) 107解析(1)同周期元素的第一电离能从左往右呈增大趋势，但N元素的2p轨道处于半充满状态，故N的第一电离能大于O。(2)Cl的核外电子数为18，其电子排布式为1s22s22p63s23p6。根据吡啶的结构简式可知：N原子形成了2个键，且含有一对孤电子对，故吡啶分子中氮原子的杂化方式为sp2杂化；吡啶中参与形成大键的原子数和电子数均为6，则吡啶中大键应表示为；1 mol 吡啶中含有11 mol 键。二氯二吡啶合铂分子中存在的微粒间的作用力有配位键、碳碳之间形成的非极性键和碳氮之间形成的极性键。由题信息可知：二氯二吡啶合铂存在顺反异构，若以sp3杂化方式进行配位，则不存在顺反异构。分子结构对称，正负电中心重合。(3)C60是由60个碳原子构成的分子，其中含有12个五元环和20个六元环。(4)根据图可得，每个金属铂立方晶体独自占有铂的个数为4，则V，所以a cm107 nm。11(2018株洲市二检)(15分)铁被誉为“第一金属”，铁及其化合物在生活中有广泛应用。(1)基态Fe2的简化电子排布式为_。(2)实验室可用KSCN、苯酚()来检验Fe3。N、O、S三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_(用元素符号表示)，苯酚中碳原子的杂化轨道类型为_。(3)FeCl3的熔点为306 ，沸点为315 。FeCl3的晶体类型是_。FeSO4常作净水剂和补铁剂，SO的立体构型是_。(4)羰基铁Fe(CO)5可用作催化剂、汽油抗爆剂等。1 mol Fe(CO)5分子中含_ mol 键，与CO互为等电子体的离子是_(填化学式，写一种)。(5)氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为_。(6)氧化亚铁晶体的晶胞如图2所示。已知：氧化亚铁晶体的密度为 g/cm3，NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与Fe2紧邻且等距离的Fe2数目为_；Fe2与O2最短核间距为_pm。答案(1)Ar3d6(2)NOSsp2杂化(3)分子晶体正四面体形(4)10CN或C(5)31(6)121010解析(2)同一主族从上往下第一电离能逐渐减小，同一周期从左往右第一电离能呈逐渐增大趋势，但N的2p轨道处于半充满状态，故N的第一电离能大于O；苯酚中碳原子的杂化轨道类型为sp2。(3)FeCl3的熔点、沸点较低，这是分子晶体的特性；SO中S的价层电子对数为4(6242)4，且不含有孤电子对，所以SO的立体构型为正四面体。(4)1 mol Fe(CO)5分子中含有5 mol的配位键和5 mol 的碳氧键；原子数、价电子数均相同的粒子称为等电子体，与CO互为等电子体的离子有CN、C。(5)顶点上的Fe独自占有的为，面心上的Fe独立占有的为，晶胞中的则独自占有，故Fe的个数为12236，N的个数为2。(6)氧化亚铁晶胞为面心立方最密堆积，则与Fe2紧邻且等距离的Fe2的数目为12个；晶胞中FeO的个数为4，则该晶胞的边长为 cm，Fe2与O2最短核间距为边长的一半，即 cm cm1010 pm。