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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。
2024年高考化学一轮复习考点考点晶体结构与性质备战一、命题规律及备考策略【命题规律】从近三年高考试题来看，本知识点在全国卷中为选考题考查内容，近年来已有较多省市已列入高考必考题，三年考查题型均为叙述型试题，无需推断元素，直接问答，主要从两个方面切入：(1)认识不同晶体类型的特点，能从多角度、动态的分析不同晶体的组成及相应物质的性质；(2)关于晶胞的计算，其中密度、边长、半径、参数、晶格能、百分率等相关计算。
最后一问关于晶胞的分析及计算难度较大，其它设问相对简单，注重基础。
【备考策略】1.认识晶胞及晶体的类型，能从不同角度分析晶体的组成微粒、结构特点，能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。
2.了解分子晶体结构与性质的关系，了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
3.了解晶胞的概念，能运用典型晶体模型判断晶体的结构特点及组成并进行相关计算。
【命题预测】预测2024年高考将主要考查晶体类型、四种晶体的区别、晶体的结构特点以及晶胞的相关计算。
重点强化晶胞的分析与计算，对常考的几种计算类型进行归纳总结，解题思维模式。
考法1 晶体、晶胞1.晶体与非晶体(1)晶体与非晶体的比较(2)得到晶体的途径①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
③溶质从溶液中析出。
(3)晶胞①概念：描述晶体结构的基本单元。
②晶体中晶胞的排列——无隙并置无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
2.晶胞组成的计算——均摊法(1)原则晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1n1n。
(2)方法①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。
②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占1313。
1.晶胞中粒子数目的计算(均摊法)2.晶体结构的相关计算(1)晶胞质量=晶胞含有的微粒的质量=晶胞含有的微粒数×MNA MNA。
第31讲晶体结构与性质复习目标 1.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。
2.了解分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体结构与性质的关系。
3.了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。
考点一晶体与晶胞1．晶体与非晶体(1)晶体与非晶体的比较晶体非晶体结构特征原子在三维空间里呈周期性有序排列原子排列相对无序性质特征自范性有无熔点固定不固定异同表现各向异性各向同性二者区别方法间接方法看是否有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性科学方法对固体进行X射线衍射实验(2)获得晶体的途径①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
③溶质从溶液中析出。
2．晶胞(1)概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元，是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小重复单元。
(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
(3)晶胞中微粒数的计算方法——均摊法①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算：如某个粒子为N个晶胞所共有，则该粒子有1N属于这个晶胞。
中学中常见的晶胞为立方晶胞，立方晶胞中微粒数的计算方法如图1。
②非长方体晶胞在六棱柱(如图2)中，顶角上的原子有16属于此晶胞，面上的原子有12属于此晶胞，因此六棱柱中镁原子个数为12×16＋2×12＝3，硼原子个数为6。
1．冰和碘晶体中相互作用力相同( ) 2．晶体内部的微粒按一定规律周期性排列( ) 3．凡有规则外形的固体一定是晶体( ) 4．固体SiO 2一定是晶体( )5．缺角的NaCl 晶体在饱和NaCl 溶液中会慢慢变为完美的立方体块( ) 6．晶胞是晶体中最小的“平行六面体”( )7．区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X 射线衍射实验( ) 答案 1.× 2.√ 3.× 4.× 5.√ 6.× 7.√一、晶胞及微粒配位数的判断1．CaTiO 3的晶胞如图所示，其组成元素的电负性大小顺序是__________；金属离子与氧离子间的作用力为______________，Ca 2＋的配位数是__________。
第43课时晶体结构与性质A组基础题组1.(2016湖北襄阳期中)下表给出了几种氯化物的熔、沸点:则下列各项表述与表中数据一致的有()①CaCl2属于离子晶体②SiCl4属于分子晶体③1 500 ℃时,NaCl可汽化④MgCl2水溶液不能导电A.仅①B.仅②C.①②④D.①②③2.(2015新疆华山中学模拟)下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是()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>BaO3.(2015浙江宁波月考)氮化硅是一种新合成的结构材料,它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质。
下列各组物质熔化时,所克服的粒子间作用力与氮化硅所克服的粒子间作用力都相同的是()A.石膏和金刚石B.晶体硅和二氧化硅C.冰和干冰D.铝和蒽4.(2016安徽淮北期中)下列有关物质结构的说法正确的是()A.含有离子键的化合物一定是离子化合物B.分子晶体中一定存在共价键C.H2O2分子中既存在σ键又存在π键D.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定5.(2015湖北师大附中期中)下表给出几种氯化物的熔点和沸点:有关表中所列四种氯化物的性质,以下叙述正确的是()①氯化铝在加热时能升华②四氯化硅晶体属于分子晶体③氯化钠晶体中粒子之间以范德华力结合④氯化镁的熔沸点比氯化钠低,主要是受堆积方式、键的极性、晶格能等影响A.②B.③④C.①②④D.①②③④6.(2015上海杨浦二模)一定条件下,CO2分子晶体可转化为具有类似SiO2结构的原子晶体。
从理论上分析,下列说法正确的是()A.该转化过程是物理变化B.1 mol CO2原子晶体中含2 mol C—O键C.CO2原子晶体的熔点高于SiO2D.CO2的原子晶体和分子晶体互为同分异构体7.(2015湖南长沙模拟)(1)过渡金属元素铁能形成多种配合物,如[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]和Fe(CO)x等。
①基态Fe3+的M层电子排布式为。
②配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=。
Fe(CO)x 常温下呈液态,熔点为-20.5 ℃,沸点为103 ℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于(填晶体类型)。
(2)O和Na形成的一种只含有离子键的化合物的晶胞结构如图,已知该晶胞的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为N A,求晶胞边长a=cm。
(用含ρ、N A的计算式表示)(3)下列有关说法正确的是。
A.第一电离能大小:S>P>SiB.电负性顺序:C<N<O<FC.因为晶格能CaO比KCl高,所以KCl比CaO熔点低D.SO2与CO2的化学性质类似,分子结构也都呈直线形,相同条件下SO2的溶解度更大E.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔、沸点越高(4)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是原子半径最小的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,Z原子基态时2p轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29。
回答下列问题:①Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为,1 mol Y2X2含有σ键的数目为。
②化合物ZX3的沸点比化合物YX4高,其主要原因是。
③元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是。
B组提升题组8. (2015四川成都联考)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B.1 mol金刚石中的C—C键数是2N A,1 mol SiO2晶体中的Si—O键数也是2N AC.二氧化硅和干冰在熔化时,晶体中的共价键都会断裂D.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定9.(2016江苏泰州中学月考)氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体,由于其具有令人满意的仿金效果,越来越多地成为黄金的替代品。
以TiCl4为原料,经过一系列反应(如下图所示)可以制得Ti3N4和纳米TiO2。
上图中的M是短周期金属元素,M的部分电离能(单位为kJ·mol-1)如下表:(1)M是(填元素符号),该金属晶体的堆积模型为(填“六方最密堆积”或“面心立方最密堆积”),配位数为。
(2)基态Ti3+中未成对电子数有个,Ti的基态原子外围电子排布式为。
(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如下图所示。
化合物甲的分子式中采取sp2杂化的碳原子数为,化合物乙中采取sp3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为。
(4)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl相似,如下图所示。
该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有个,该晶体的化学式为。
10.(2015黑龙江哈尔滨一模)A、B、C、D、E代表五种常见元素,它们的核电荷数依次增大。
其中元素E的基态原子3d轨道上有2个电子,A的基态原子中有2个未成对电子,B是地壳中含量最多的元素,C是短周期中最活泼的金属元素,D与C可形成CD型离子化合物。
请回答下列问题:(1)E的基态原子价层电子排布式为。
(2)AB2分子中,A的杂化类型为;在元素周期表中A、B及与两者紧邻的元素的第一电离能由大到小的顺序为(用元素符号表示);1个AB2分子中,含有个π键和个σ键。
(3)AB2形成的晶体的熔点(填“高于”“低于”或“无法判断”)CD形成的晶体的熔点,原因是。
(4)E与B形成的一种橙红色晶体晶胞结构如图1所示,其化学式为(用元素符号表示)。
ED4是制取航天航空工业材料的重要原料。
取上述橙红色晶体,放在电炉中,通入D2和A的单质后高温加热,可制得ED4,同时产生一种能造成温室效应的气体,写出反应的化学方程式:。
(5)由C、D两元素形成的化合物组成的晶体中,阴、阳离子都具有或近似具有球形对称结构,它们都可以看作刚性圆球,并彼此“相切”。
如图2、3所示为C、D形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的剖面图,若a=5.6×10-8cm,则该晶体的密度为g·cm-3(精确到小数点后1位)。
11.(2015辽宁朝阳模拟)原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期,自然界中存在多种A的化合物;B原子核外电子有6种不同的运动状态;B与C可形成正四面体形分子;D的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子。
请回答下列问题:(1)这四种元素中电负性最大的元素,其基态原子的价电子排布图为,第一电离能最小的元素是(填元素符号)。
(2)C所在主族的前四种元素分别与A形成的化合物,沸点由高到低的顺序是(填化学式),呈现如此递变规律的原因是。
(3)B元素可形成多种单质,一种晶体结构如图一所示,其原子的杂化类型为。
另一种的晶胞结构如图二所示,若此晶胞中的棱长为356.6 pm,则此晶胞的密度为g·cm-3(保留两位有效数字)。
(4)D元素形成的单质,其晶体的堆积模型为,D的醋酸盐晶体局部结构如图三,该晶体中含有的化学键是(填选项序号)。
①极性键②非极性键③配位键④金属键(5)向D的硫酸盐溶液中滴加过量氨水,观察到的现象是。
请写出上述过程的离子方程式:。
答案全解全析A组基础题组1.D MgCl2属于离子晶体,所以MgCl2水溶液能导电,故④错误。
2.A离子半径Na+>Mg2+>Al3+,离子半径越小,所带电荷数越多,晶格能越大,则熔点越高,故A 错误。
3.B氮化硅属于原子晶体,熔化时所克服的粒子间作用力为共价键,判断选项中的晶体为原子晶体即可。
石膏为离子晶体,金刚石为原子晶体,不符合题意,A项错误;晶体硅和二氧化硅都是原子晶体,B项正确;冰和干冰都是分子晶体,C项错误;铝为金属晶体,蒽为分子晶体,D项错误。
4.A B项,单原子分子形成的晶体中没有共价键,错误;C项,H2O2分子中只存在σ键,没有π键,错误;D项,分子的稳定性与分子间作用力的大小无关,错误。
5.C NaCl属于离子晶体,粒子之间以离子键结合,故③错误。
6.C CO2分子晶体转化为CO2原子晶体,结构已发生改变,且二者的性质也有较大差异,故二者的转变是化学变化,故A项错误;CO2原子晶体与SiO2结构类似,每个碳原子与4个氧原子成键,故1 mol CO2原子晶体中含4 mol C—O键,故B项错误;原子晶体CO2中化学键键长比SiO2中的键长短,所以原子晶体CO2比SiO2熔点高,故C项正确;二氧化碳的原子晶体和分子晶体结构不同,故D项错误。
7.答案(1)①3s23p63d5②5分子晶体(2)(3)B、C(4)①sp杂化3N A或3×6.02×1023个②NH3分子间存在氢键③N2O解析(1)①铁原子核外有26个电子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,铁原子失去3个电子形成Fe3+,Fe3+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,则其M层电子排布式为3s23p63d5。
②配合物Fe(CO)x的中心原子是铁原子,其价电子数是8,每个配体提供的电子数是2,8+2x=18,x=5;根据题给信息知,该物质的熔、沸点较低,为分子晶体。
(2)该晶胞中钠离子个数是8,氧离子个数=8×1/8+6×1/2=4,a3=V===,则a=。
(3)同一周期,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素,所以第一电离能大小:P>S>Si;同一周期,元素的电负性随着原子序数的增大而增大,所以电负性顺序:C<N<O<F;晶格能与离子晶体的熔点成正比,氯化钾的晶格能小于氧化钙,则氯化钾的熔点比氧化钙低;二氧化硫是V形结构。
(4)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是原子半径最小的元素,则X是氢元素;Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,最外层电子数不超过8,所以内层电子数只能是2,则Y是碳元素;Z原子基态时2p轨道上有3个未成对的电子,则Z是氮元素;W的原子序数为29,则W是铜元素。
①Y2X2是乙炔,分子式为C2H2,碳、氢原子之间存在σ键,一个碳碳三键中含有一个σ键,所以一个乙炔分子中含有3个σ键,1 mol Y2X2含有σ键3 mol或3×6.02×1023个;③CO2和N2O原子总数相等、价电子总数相等,互为等电子体。
B组提升题组8.A 1 mol SiO2晶体中Si—O键为4 mol;二氧化硅是原子晶体,在熔化时,共价键断裂形成自由移动的Si、O原子,而分子晶体干冰熔化时,破坏的是分子间作用力;分子间作用力的大小决定分子的物理性质,而分子的稳定性则取决于化学键的强弱。
