高中化学晶体的结构与性质专项训练专题复习含答案

高中化学晶体的结构与性质专项训练专题复习含答案

一、晶体的结构与性质

1．萤石(CaF2)属于立方晶体（如图），晶体中每个Ca2＋被8个F－包围，则晶体中F－的配位数为

A．2 B．4 C．6 D．8

2．如图是从NaCl和CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是（ ）

A．只有c B．b和c C．a和c D．a和d

3．下列说法不正确的是

A．2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等

B．金属离子的电荷越多、半径越小，金属晶体的熔点越高

C．石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏

D．DNA分子的两条长链中的碱基以氢键互补配对形成双螺旋结构，使遗传信息得以精准复制

4．下列关于氯化钠晶胞（如图）的说法正确的是（ ）

A．每个晶胞含有6个Na+和6个Cl-

B．晶体中每个Na+周围有8个Cl-，每个Cl-周围有8个Na+

C．晶体中与每个Na+最近的Na+有8个

D．将晶胞沿体对角线AB作投影，CD两原子的投影将相互重合

5．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%

6．下列关于等离子体的叙述正确的是（ ）

A．物质一般有固态、液态和气态三态，等离子体却被认为是物质存在的第四态

B．为了使气体变成等离子体，必须使其通电

C．等离子体通过电场时，所有粒子的运动方向都发生改变

D．等离子体性质稳定，不易发生化学反应

7．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

8．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1 2

D．晶体熔点：金刚石＞食盐＞冰＞干冰

9．石墨可作电极材料、耐高温耐酸材料、铅笔芯等，以下有关石墨的叙述正确的是

①属原子晶体 ②属分子晶体 ③是C60的同素异形体 ④每个碳原子都形成了4个共用电子对

A．①③④ B．②③④ C．②③ D．③

10．C60、金刚石和石墨的结构模型如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)。

(1)C60、金刚石和石墨三者的关系互为________。

A．同分异构体 B．同素异形体

C．同系物 D．同位素

(2)固态时，C60属于________晶体(填“离子”、“原子”或“分子”)，C60分子中含有双键的数目是________个。

(3)硅晶体的结构跟金刚石相似，1 mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是________NA个。二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入1个氧原子，二氧化硅的空间网状结构中，硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是________个。

(4)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是________个。

11．合成氨工艺的一个重要工序是铜洗，其目的是用铜液[醋酸二氨合铜（I）、氨水]吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体。铜液吸收CO的反应是放热反应，其反应方程式为：

Cu(NH3)2Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3CO]Ac

完成下列填空：

（1）如果要提高上述反应的反应速率，可以采取的措施是_________。（选填编号）

a.减压 b.增加NH3的浓度 c.升温 d.及时移走产物

（2）铜液中的氨可吸收二氧化碳，写出该反应的化学方程式_______________

（3）简述铜液吸收CO及铜液再生的操作步骤（注明吸收和再生的条件）。

__________________________________________

（4）铜液的组成元素中，短周期元素原子半径从大到小的排列顺序为_______________。其中氮元素原子最外层电子排布的轨道表达式是_________________________。通过比较_____________可判断氮、磷两种非金属元素的非金属性强弱。

（5）已知CS2与CO2分子结构相似，CS2的电子式是____________。CS2熔点高于CO2，其原因是__________。

12．氯的氧化物是氯与氧的二元化合物的总称，也称为氧化氯。目前Cl2O、ClO2、Cl2O7已能制取。

有关数据见下表：

化学式 Cl2O ClO2 Cl2O7

相对分子质量 87 67.5 183

沸点/℃ 2 9.7 81

完成下列填空：

(1)Cl2O是____ 酸的酸酐，Cl2O电子式为____________。

(2)下列能判断Cl和O两种元素非金属性强弱的是______(选填编号)。

a．氧化氯的分子式 b．与金属反应得电子的数目

c．气态氢化物的稳定性 d．最高价氧化物对应水化物的酸性

(3)根据分子间作用力对沸点影响的变化规律：组成和结构相似的分子，其沸点随着相对分子质量的增大而升高，但上表中相对分子质量是Cl2O7＞Cl2O＞ClO2，其沸点的变化不是Cl2O7＞Cl2O＞ClO2的原因是___________________________。

(4)ClO2和碱溶液反应生成亚氯酸盐（阴离子是ClO2－）和氯酸盐，其离子方程式是________，氧化产物________。（填离子符号）

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、晶体的结构与性质

1．B

【解析】

【详解】

根据晶胞结构图可知，每个晶胞中含有大黑实心球的个数为8，而小球的个数为8×18+6×12=4，结合CaF2的化学式可知，大黑实心球表示F-，小球表示Ca2+，由图可以看出每个F-周围最近距离的Ca2+一共是4个，即晶体中F－的配位数为4，故答案为B。

2．C

【解析】

【分析】

在NaCl晶体中，Na+或Cl-的配位数都是6，根据NaCl晶体中Na+与Cl-的配位数判断其结构的正确性。

【详解】

在NaCl晶体中，每个Na+周围同时吸引着距离相等且最近的6个Cl-，每个Cl-周围同时吸引着距离相等且最近的6个Na+，这个离子吸引的带相反电荷的微粒构成的是正八面体结构，图a符合条件；图c则是选取其中一个离子，沿X、Y、Z三个方向切割可得到6个等距离且最近的带相反电荷的离子，所以其配位数为6，故符合NaCl晶体结构的图示是a和c，故合理选项是C。

3．A

【解析】

【分析】

【详解】

A．2p和3p轨道形状均为哑铃形，但是原子轨道离原子核越远，能量越高，2p轨道能量低于3p，A选项错误；

B．金属离子的电荷数越多，半径越小，则金属离子与自由电子之间的金属键越强，其金属晶体的硬度越大，熔沸点越高，B选项正确；

C．石墨属于层状结构晶体，每层石墨原子间为共价键，层与层之间为分子间作用力，金刚石只含有共价键，因而石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏，C选项正确；

D．DNA分子的两条长链中的碱基以氢键互补配对形成双螺旋结构，DNA复制时，在有关酶的作用下，两条链的配对碱基之间的氢键断裂，碱基暴露出来，形成了两条模板链，以半保留的方式进行复制，使遗传信息得以精准复制，D选项正确； 答案选A。

4．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．每个晶胞含有8×18+6×12=4个Na+，12×14+1=4个Cl-，故A错误；

B．晶体中每个Na+周围有上下左右前后6个Cl-，同理每个Cl-周围有6个Na+，故B错误；

C．NaCl晶体为立方面心，与每个Na+距离相等且最近的Na+可看作顶点和面心位置，个数为3×12×8=12，故C错误；

D．将晶胞分成8个小正方体，CD为右上方小正方体的体对角线，与AB 平行，若作投影，则相互重合，故D正确；

故选D。

【点睛】

难点D，注意理解题目的含义，沿体对角线AB作投影。

5．C

【解析】

【分析】

【详解】

由NaCl的晶胞图可知，NaCl的晶胞为正立方体结构，立方体的体心只有一个Na+，而其它的离子都处在立方体的面上，晶胞中的总原子数为27个，而表面上就有26个，故这种纳米颗粒的表面粒子占总粒子数的百分比为2627×100%=96.3%，故选C。

【点睛】

解答本题要注意该纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同，但不是晶胞。

6．A

【解析】

【分析】

高温加热、用X射线、紫外线和γ射线来照射气体，可以使气体转变为等离子体，等离子体是物质的第四态，即电离了的“气体”，据此分析判断。

【详解】

A．物质一般有固态、液态和气态三态，等离子体却被认为是物质存在的第四态，故A正确；

B．高温加热、用X射线、紫外线和γ射线来照射气体，可以使气体转变为等离子体，不一定要通电，故B错误；

C．等离子体中也存在中性微粒，通过电场时运动方向不发生改变，故C错误；

D．等离子体性质活泼，可发生在一般条件下无法进行的化学反应，故D错误；

故选A。 【点睛】

本题的易错点为C，要注意等离子体存在中性微粒。

7．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．同分异构体是分子式相同、结构不同的不同分子，而CO2的原子晶体中不存在分子，故A错误；

B．当CO2的原子晶体转化为分子晶体时，必须破坏晶体中的共价键，且有新化学键形成，所以是化学变化，故B错误；

C．CO2的原子晶体和分子晶体结构不同，则其物理性质有很大差异，故C错误；

D．CO2的原子晶体和SiO2相似，所以在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，故D正确；

故答案选：D。

【点睛】

同分异构体是分子式相同、结构不同的不同分子，而CO2的原子晶体中不存在分子。

8．D

【解析】

【分析】

【详解】

A.离子晶体中，一定存在离子键，可能会含共价键，如氯化铵晶体中既有离子键又有共价键，A不正确。

B.甲烷分子与水分子之间不可能存在氢键，因为碳原子半径较大、电负性较小不具备形成氢键的条件，所以B不正确。

C.NaHSO4晶体中阴、阳离子个数比为1：1，所以C不正确。

D.金刚石是原子晶体，氯化钠是离子晶体，而冰和干冰都是分子晶体。比较不同类型晶体的熔点，一般原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，冰和干冰都是分子晶体，可以根据常温下水为液态，而二氧化碳为气态判断冰的熔点高于干冰，所以D正确。

答案选D。

9．D

【解析】

【分析】

【详解】

①石墨属混合晶体，故错误； ②石墨属混合晶体，故错误； ③石墨、金刚石是C60的同素异形体，故正确 ④六元环中，每个碳原子都形成了3个共用电子对，还有一个6中心、6电子的大π键，故错误；故选D。

10．B 分子 30 2 6 2

【解析】

【分析】