备战2020年高考化学一轮复习第33讲晶体结构与性质-作业
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配套课时作业时刻:45分钟总分值:100分一、选择题(每题6分,共54分)1.关于晶体的表达中,正确的选项是( )A.原子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高B.分子晶体中,分子间的作使劲越大,该分子越稳固C.分子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高D.某晶体溶于水后,可电离出自由移动的离子,该晶体必然是离子晶体答案A解析B项,分子的稳固性取决于分子内部共价键的强弱,与分子间作使劲无关;C项,分子晶体熔、沸点的高低,取决于分子间作使劲的大小;D项,也可能是分子晶体,如HCl。
2.以下说法正确的选项是( )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,那么在每一个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表示的堆积方式为六方最密堆积,K采纳体心立方堆积,A错误;图2在二维空间里的非密置层放置,在三维空间也能取得体心立方堆积,B错误;干冰晶体的晶胞属于面心立方晶胞,配位数为12,即每一个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,金属原子在三维空间里密置层采取ABCABC…的方式堆积,D正确。
3.以下有关离子晶体的数据大小比较不正确的选项是()A.熔点:NaF>MgF2>AlF3B.晶格能:NaF>NaCl>NaBrC.阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2D.硬度:MgO>CaO>BaO答案 A解析由于r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),且Na+、Mg2+、Al3+所带电荷依次增大,因此NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强,晶格能依次增大,故熔点依次升高。
r(F-)<r(Cl-)<r(Br-),故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小。
绝密★启用前2020年暑假高三化学一轮大题练习晶体结构与性质测试1.⑴①KIC)3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立体结构,边长为a=o.446 nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、而心位置,如图所示。
K与O间的最短距离为nm,与K紧邻的O个数为0②在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于位置,0处于_______ 位置。
(2)MgO具有NaCl型结构(如佟|),其中阴离子采用而心立方最密堆积方式,X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420 nm,则)为nnu MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a,=0.448 nm,则「(Mif')为nnio2.(1)在下列物质中,(填序号,下同)是晶体,是非晶体.①塑料②明机③松香④玻璃⑤Q1SO4SH2O⑥冰糖⑦石蜡⑧单晶硅⑨铝块⑩橡⑵晶体和非晶体在外形上有差别,晶体一般都具有而非晶体;另外非晶体具有物理性质的特点,而晶体具有物理性质的特点。
(3)判断物质是晶体还是非晶体,比较正确的方法是 ____________________ (填序号)。
①从外形上来判断②从各向异性或各向同性上来判断③从导电性能来判断④从有无固定熔点来判断3. (1)氯化铝常温下为固体,熔点190c (253kPa),易升华.实验室筑化铝蒸气的密度为11.92g・L,(已折算成标准状况),据此判断氯化铝晶体为晶体,其分子式为(2)氧化镁晶体的晶胞结构与NaCl晶体的晶胞结构相同.则氧化镁晶体中阴离子的配位数为个;氧化镁晶体的熔点比NaCl高的原因是______________ .(3)金属铁的晶体在不同温度下有如图的两种堆积方式,面心立方晶胞和体心立方晶胞中的Fe原子的配位数之比为;两种堆积方式中密度较大的是 ______________________________ 立方堆积.面心立方体心立方4.有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素,原子序数:E<Q<T<X<Z0 E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级,且。
高考化学一轮复习晶体的结构与性质专项训练知识点及练习题含答案一、晶体的结构与性质1.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.晶胞中原子的配位数分别为①6,②8,③8,④12B.空间利用率的大小关系为①<②<③<④C.①为简单立方堆积,②为镁型,③为钾型,④为铜型D.每个晶胞含有的原子数分别为①1个,②2个,③2个,④4个2.有关常见晶体的叙述正确的是( )A.氯化铯晶体中,每1个Cs+与其他8个Cs+等距离紧邻B.干冰晶体中,每1个CO2分子与其他12个CO2分子等距离紧邻C.石墨中由非极性键构成的最小碳环有6个碳原子,每个该小环平均分配6个碳原子D.氯化钠晶体中,每个Na+与其他6个Na+等距离紧邻3.三硫化四磷用于制造火柴即火柴盒摩擦面,分子结构如图所示。
下列有关三硫化四磷的说法正确的是()A.该物质中磷元素的化合价为+3B.22 g P4S3含硫原子数目约为1.806×1023C.该物质分子结构中S、P最外层电子数均不为8D.该物质分子中全是极性共价键4.已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度,且构成该晶体的微粒间只以单键结合。
下列关于C3N4晶体的说法错误的是A.该晶体属于原子晶体,其熔、沸点很高B.该晶体中每个碳原子上连有4个氮原子,每个氮原子连接3个碳原子C.该晶体中碳原子和氮原子都满足最外层8电子结构D.该晶体的结构与金刚石类似,都是原子间以非极性键形成的空间网状结构5.美国某国家实验室成功地在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体,下列关于CO2的原子晶体的说法正确的是()A.CO2的原子晶体和分子晶体互为同分异构体B.在一定条件下,CO2的原子晶体转化为分子晶体是物理变化C.CO2的原子晶体和分子晶体具有相同的物理性质D.在CO2的原子晶体中,每个C原子周围结合4个O原子,每个O原子与2个碳原子结合6.下列叙述正确的是A.离子晶体中,只存在离子健,不可能存在其它化学键B.可燃冰中甲烷分子与水分子之间存在氢键C.Na2O2、NaHSO4晶体中的阴、阳离子个数比均为12D.晶体熔点:金刚石>食盐>冰>干冰7.氟在自然界中常以CaF2的形式存在。
2020高考化学:晶体结构与性质练习含答案主题:晶体结构与性质一、选择题1、下列有关晶胞的叙述中正确的是( )A.晶胞的结构是晶体的结构B.不同的晶体中,晶胞的大小和形状都相同C.晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞D.已知晶胞的组成就可推知晶体的组成答案D解析由晶胞的定义可知A项错误;相同晶体中晶胞的大小和形状完全相同,不同晶体中,晶胞的大小和形状不一定相同,B项错误;晶体中的大部分粒子被若干个晶胞所共有,不完全属于某个晶胞,C项错误;知道晶胞的组成,利用“均摊法”即可推知晶体的组成,D项正确。
2、甲烷晶胞结构如图所示,下列说法正确的是( )A.甲烷晶胞中的球只代表1个C原子B.晶体中1个CH4分子周围有12个紧邻的CH4分子C.甲烷晶体熔化时需克服共价键D.1个CH4晶胞中含有8个CH4分子答案B解析 题图所示的甲烷晶胞中的球代表的是1个甲烷分子,并不是1个C 原子,A 项错误;由甲烷的一个晶胞分析可知,与位于晶胞顶点的甲烷分子距离最近且相等的甲烷分子有3个,而这3个甲烷分子在晶胞的面心上,因此被2个晶胞所共用,故与1个甲烷分子紧邻的甲烷分子数目为3×8×12=12,B 项正确;甲烷晶体是分子晶体,熔化时需克服范德华力,C 项错误;甲烷晶胞属于面心立方晶胞,该晶胞中甲烷分子的数目为8×18+6×12=4,D 项错误。
3、金刚石具有硬度大、熔点高等特点,大量用于制造钻头、金属切割刀具等。
其结构如图所示,下列判断正确的是( )A .金刚石中C —C 键的键角均为109°28′,所以金刚石和CH 4的晶体类型相同B .金刚石的熔点高与C —C 键的键能无关C .金刚石中碳原子个数与C —C 键键数之比为1∶2D .金刚石的熔点高,所以在打孔过程中不需要进行浇水冷却答案 C解析 A 项,金刚石是原子晶体,CH 4是分子晶体,二者的晶体类型不同;B 项,金刚石熔化过程中C —C 键断裂,因C —C 键的键能大,断裂时需要的能量多,故金刚石的熔点很高;C 项,金刚石中每个C 都参与了4个C —C 键的形成,而每个C 对每条键的贡献只有一半,故碳原子个数与C —C 键键数之比为⎝ ⎛⎭⎪⎫4×12∶4=1∶2;D 项,金刚石的熔点高,但在打孔过程中会产生很高的温度,如不浇水冷却钻头,会导致钻头熔化。
高考化学一轮复习晶体的结构与性质专项训练知识点总结含答案一、晶体的结构与性质1.北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60,实验测知该物质属于离子晶体,具有良好的超导性。
下列有关分析正确的是A.K3C60中只有离子键B.K3C60中碳元素显-3价C.该晶体在熔融状态下能导电D.C60与12C互为同素异形体2.下列说法中错误的是()A.离子晶体在熔化状态下能导电B.在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子C.原子晶体中一定有非极性共价键D.分子晶体中不一定含有共价键3.最近我国科学家预测并据此合成了新型碳材料:T-碳。
可以看作金刚石结构中的一个碳原子被四个碳原子构成一个正四面体结构单元替代(如图所示,所有小球都代表碳原子)。
下列说法正确的是( )金刚石 T-碳A.T-碳与石墨、金刚石互为同分异构体B.T-碳晶体与金刚石晶体类似,属于原子晶体C.T-碳晶体和金刚石晶体中含有的化学键不同D.T-碳与金刚石中的碳原子采取的杂化方式不同4.纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大,这是它具有许多特殊性质的原因。
假设某纳米颗粒的大小和形状恰好与某晶体晶胞的大小和形状(如图)相同,则这种纳米颗粒的表面粒子数占总粒子数的百分数为()A.87.5% B.88.9% C.96.3% D.100%5.金刚石的熔点为a℃,晶体硅的熔点为b℃,足球烯(分子式为C)的熔点为c℃,a、b、c的大小关系是()A.a>b>c B.b>a>c C.c>a>b D.c>b>a6.碱金属和卤素随着原子序数的增大,下列递变规律正确的是()A.碱金属单质的熔、沸点逐渐降低B.卤素单质的熔、沸点逐渐降低C.碱金属单质的密度逐渐增大D.卤素单质的密度逐渐减小7.二氧化硅晶体是立体网状结构,其晶体模型如图所示。
下列有关二氧化硅晶体的说法正确的是()A.二氧化硅晶体最小环上含有12个原子B.每个硅原子为4个最小环所共有C.从晶体结构可知,1molSiO2拥有2molSi-O键D.SiO2晶体是由极性共价键与非极性共价键共同构成的8.下列说法不正确的是A.有化学键断裂的过程不一定是化学过程B.NH4Cl 和 Na2SO4晶体中含有的化学键类型相同C.H2O 比 H2S 更稳定,是因为氧的非金属性更强D.离子晶体中一定含有离子键,分子晶体中一定含有共价键9.氮、磷、硼、砷的化合物用途非常广泛。
核心素养提升练三十七晶体结构与性质(25 分钟50 分)一、选择题(本题包括 4 小题,每题 5 分,共 20 分)1.下列分子晶体中,关于熔、沸点高低的叙述中,正确的是 ( )A.Cl2>I2B.SiCl4<CCl4C.NH3>PH3D.C(CH3)4>CH3CH2CH2CH2CH3【解析】选C。
A、B 项属于无氢键存在的分子结构相似的情况,相对分子质量大的熔、沸点高;C 项属于分子结构相似的情况,但存在氢键的熔、沸点高;D 项属于相对分子质量相同,但分子结构不同的情况,支链少的熔、沸点高。
2.下列有关说法不正确的是( )A.水合铜离子的模型如图甲所示,1 个水合铜离子中有 4 个配位键B.CaF2晶体的晶胞如图乙所示,每个 CaF2晶胞平均占有 4 个Ca2+C.氢原子的电子云如图丙所示,氢原子核外大多数电子在原子核附近运动D.金属 Cu 中铜原子堆积模型如图丁所示,为面心立方最密堆积,每个铜原子的配位数均为 12222 22 2【解析】选 C 。
电子云是用来表示电子出现的概率,但不代表有一个电子在那里,C项错误。
3. 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 KO 2,每个晶胞含有 4 个 K+和 4 个O -B. 晶体中每个 K+周围有 8 个O -,每个O - 周围有 8 个 K +C. 晶体中与每个 K+距离最近的 K+有 8 个D. 晶体中与每个 K+距离最近的 K+有 6 个【解析】选 A 。
由题中的晶胞结构知:有 8 个 K +位于顶点,6 个 K +位于面心,则晶 1 1 胞中含有的 K +数为(8× )+(6× )=4(个);有 12 个O - 位于棱上,1 个O - 处于822 21体心,则晶胞中含有O - 数为 12× +1=4(个),所以超氧化钾的化学式为 KO 2;每 4个 K +周围有 6 个O - ,每个O - 周围有 6 个 K +,与每个 K+距离最近的 K +有 12 个。
课时作业晶体结构与性质1.(1)SiC的晶体结构与晶体硅的相似,其中C原子的杂化方式为________,微粒间存在的作用力是__________。
SiC晶体和晶体Si的熔、沸点高低顺序是________。
(2)氧化物MO的电子总数与SiC的相等,则M为______(填元素符号)。
MO是优良的耐高温材料,其晶体结构与NaCl晶体相似。
MO的熔点比CaO的高,其原因是________________________________________________________________。
(3)C、Si为同一主族的元素,CO2和SiO2的化学式相似,但结构和性质有很大的不同。
CO2中C与O原子间形成σ键和π键,SiO2中Si与O原子间只能形成σ键,不形成上述π键。
从原子半径大小的角度分析,为何C、O原子间能形成上述π键,而Si、O原子间不能形成上述π键:_____________________________________________________,SiO2属于________晶体,CO2属于________晶体,所以熔点CO2______(填“<”“=”或“>”)SiO2。
(4)金刚石、晶体硅、二氧化硅、MgO、CO2、Mg六种晶体的构成微粒分别是______________________________________________,熔化时克服的微粒间的作用力分别是________________________________________________________________________。
解析(1)SiC中Si和C原子均形成四个单键,形成正四面体结构,所以C原子杂化方式是sp3。
非金属原子之间形成的化学键是共价键。
因为Si—C 的键长小于Si—Si,所以熔点碳化硅>晶体硅。
(2)SiC电子总数是20个,则该氧化物为MgO;晶格能与所构成离子所带电荷成正比,与离子半径成反比,MgO与CaO的离子电荷数相同,Mg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大,熔点高。
(4)金刚石、晶体硅、二氧化硅均为原子晶体,构成微粒均为原子,熔化时破坏共价键;Mg为金属晶体,由金属阳离子和自由电子构成,熔化时克服金属键;CO2为分子晶体,由分子构成,分子间以分子间作用力结合;MgO为离子晶体,由Mg2+和O2-构成,熔化时破坏离子键。
答案(1)sp3共价键SiC>Si(2)Mg Mg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大(3)Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键原子分子<(4)原子、原子、原子、阴阳离子、分子、金属阳离子与自由电子共价键、共价键、共价键、离子键、分子间作用力、金属键2.(2019·辽宁沈阳质检)(1)钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方,则该晶胞中属于1个体心立方晶胞的金属原子数目是________。
氯化铯晶体的晶胞如图1,则Cs+位于该晶胞的________,而Cl-位于该晶胞的________,Cs+的配位数是______。
(2)铜的氢化物的晶胞结构如图2所示,写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式:________________________________________________________________________。
(3)图3为F -与Mg 2+、K +形成的某种离子晶体的晶胞,其中“○”表示的离子是________(填离子符号)。
(4)实验证明:KCl 、MgO 、CaO 、TiN 这4种晶体的结构与NaCl 晶体结构相似(如图4所示),已知3种离子晶体的晶格能数据如下表:则这4,其中MgO 晶体中一个Mg 2+周围和它最邻近且等距离的Mg 2+有_________________个。
解析 (1)体心立方晶胞中,1个原子位于体心,8个原子位于立方体的顶点,故1个晶胞中金属原子数为8×18+1=2;氯化铯晶胞中,Cs +位于体心,Cl -位于顶点,Cs +的配位数为8。
(2)由晶胞可知,粒子个数比为1∶1(铜为8×18+6×12=4,H 为4),化学式为CuH ,+1价的铜与-1价的氢均具有较强的还原性,氯气具有强氧化性,产物为CuCl 2和HCl 。
(3)由晶胞结构可知,黑球有1个,灰球有1个,白球有3个,由电荷守恒可知n (Mg 2+)∶n (K +)∶n (F -)=1∶1∶3,故白球为F -。
(4)从3种离子晶体的晶格能数据知道,离子所带电荷越大、离子半径越小,离子晶体的晶格能越大,离子所带电荷数:Ti 3+>Mg 2+,离子半径:Mg 2+<Ca 2+,所以熔点:TiN>MgO>CaO>KCl ;MgO 晶体中一个Mg 2+周围和它最邻近且等距离的Mg 2+有12个。
答案 (1)2 体心 顶点 8 (2)2CuH +3Cl 2=====点燃2CuCl 2+2HCl (3)F -(4)TiN>MgO>CaO>KCl 123.(2019·吉林吉林联考)铁氧体是一种磁性材料,具有广泛的应用。
(1)基态铁原子的核外电子排布式为____________。
(2)工业制备铁氧体常使用水解法,制备时常加入尿素[CO(NH 2)2]、醋酸钠等碱性物质。
尿素分子中四种不同元素的电负性由大至小的顺序是________;醋酸钠中碳原子的杂化类型是________。
(3)工业制备铁氧体也可使用沉淀法,制备时常加入氨(NH 3)、联氨(N 2H 4)等弱碱。
比较下表中氨(NH 3)、联氨(N 2H 4)的熔沸点,解释其高低的主要原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)中的氧离子是否构成了面心立方最密堆积________(填“是”或“否”),该立方体是不是该晶体的晶胞________(填“是”或“否”),立方体中三价铁离子处于氧离子围成的________空隙(填空间结构)。
(5)根据上图判断该晶体的化学式__________。
解析 (1)基态铁原子核外有26个电子,其电子排布式为[Ar]3d 64s 2。
(2)根据元素周期表中元素电负性的变化规律,电负性:O>N>C>H 。
CH 3COONa 中,甲基碳原子的杂化类型为sp 3杂化,COO 中碳原子的杂化类型为sp 2杂化。
(3)NH 3、N 2H 4的分子间均能形成氢键,熔沸点相差较大,原因是联氨分子间形成的氢键数目多于氨分子间形成的氢键。
(4)从体心氧离子看,O 周围每个平面上均有4个氧离子,氧离子构成了面心立方最密堆积。
该立方体不是最小的能够重复的结构单元,故不是Fe 3O 4晶胞。
根据该立方体结构,立方体中三价铁离子处于氧离子围成的正八面体的空隙。
(5)该立方体中O 2-的个数为12×14+1=4,Fe 3+的个数为4×18+3×12=2,Fe 2+的个数为1,故该晶体的化学式为Fe 3O 4。
答案 (1)[Ar]3d 64s 2(2)O >N >C >H sp 3杂化、sp 2杂化(3)联氨分子间形成的氢键数目多于氨分子间形成的氢键(4)是 否 正八面体(5)Fe 3O 44.(2019·湖北武汉模拟)太阳能电池板材料除单晶硅外,还有氮、硼、硒、钛、钴、钙等化学物质。
图1 图2(1)基态钙原子的电子排布式为_______________________________________________, 金属钴的堆积方式与镁相似,都属于六方最密堆积,其配位数是________。
(2)如图1是晶体硼的正二十面体结构单元,每个单元中有12个硼原子,其中有两个原子为10B ,其余为11B ,则该结构单元有________种不同的结构类型,该结构单元含有________个B —B 键。
(3)六方相氮化硼的结构与石墨相似,B 的杂化方式是________,其不导电的原因是________________________________________________________________________。
(4)人工氮化钛晶体的晶胞与NaCl 晶胞相似,如图2所示。
①该晶体中与Ti 原子距离最近且相等的Ti 原子有________个,与Ti 原子距离最近且相等的N 原子有________个,这几个N 原子形成的空间形状是________。
②该晶体的熔点高于NaCl 晶体的熔点,其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。
解析 (1)基态钙原子核外有20个电子,电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 64s 2或[Ar]4s 2。
镁、钴是六方最密堆积,其配位数为12。
(2)晶体硼的结构类型取决于两个10B 原子的相对位置,两个10B 相邻、相间或相对,所以共有3种结构类型。
1个硼原子形成5个B —B 键,则1个硼原子占有的B —B 键为5×12=2.5,该结构单元含有B —B 键的数目为2.5×12=30。
(3)六方相氮化硼中1个硼与3个氮原子结合,硼原子的杂化类型为sp 2杂化。
六方相氮化硼不导电的原因是层状结构中没有自由移动的电子。
(4)①与Ti 原子距离最近且相等的Ti 原子有12个,与Ti 原子距离最近且相等的N 原子有6个(在Ti 的上、下、左、右、前、后)。
②氮化钛晶体中阴阳离子的电荷数均高于氯化钠晶体中阴阳离子的电荷数,氮化钛晶体的晶格能高于氯化钠晶体的晶格能,因此氮化钛晶体的熔点高于NaCl 晶体的熔点。
答案 (1)1s 22s 22p 63s 23p 64s 2 12 (2)3 30(3)sp 2杂化 层状结构中没有自由移动的电子(4)①12 6 正八面体 ②氮化钛晶体中阴阳离子的电荷数均高于氯化钠晶体中阴阳离子的电荷数,氮化钛晶体的晶格能高于氯化钠晶体的晶格能5.(2019·山东青岛模拟)钛对酸、碱具有较强的耐腐蚀性,密度小,比强度高,已成为化工生产中重要的材料。