2020年暑假高三化学一轮大题练习晶体结构与性质测试含答案及详细解析

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.(1)①KIO3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＝0.446

nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为________ nm，与K紧邻的O个数为________。

②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，O处于________位置。

(2)MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面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r(O2－)为________nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a′＝0.448 nm，则r(Mn2＋)为________nm。

2.(1)在下列物质中，________________(填序号，下同)是晶体，______________是非晶体。

①塑料 ②明矾 ③松香 ④玻璃 ⑤CuSO4·5H2O ⑥冰糖 ⑦石蜡 ⑧单晶硅 ⑨铝块 ⑩橡胶

(2)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190℃（253kPa），易升华．实验室氯化铝蒸气的密度为11.92g•L﹣1（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．

4.有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素，原子序数：E＜Q＜T＜X＜Z。E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且I1（E）＜I1（T）＜I1（Q），其中基态Q原子的2p能级均处于半充满状态，且QT与ET2互为等电子体。X为元素周期表前四周期中电负性最小的元素，Z的原子序数为28。

请回答下列问题（答题时如需表示具体元素，请用相应的元素符号）：

（1）基态Z原子的核外电子排布式为 。

（2）Q的简单氢化物极易溶于T的简单氢化物，其主要原因是___________________________________________________________。

（3）化合物甲由T、X两种元素组成，其晶胞如图甲所示，则甲的化学式为 。

（4）化合物乙的晶胞如图乙所示，乙由E、Q两种元素组成，硬度超过金刚石。

①乙的晶体类型为 ，其硬度超过金刚石的原因是___________________________________________________________

___________________________________________________________。

②乙的晶体中E、Q两种元素原子的杂化方式均为 。

5.11.Ⅰ.单质硼有无定形和晶体两种，参考表中数据，回答下列问题：

(1)晶体硼的晶体类型是______晶体，理由是______________________________________。

(2)已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体，如图。该图由20个等边三角形和一定数目的顶点组成，每个顶点上各有一个硼原子。通过观察及推算，此基本结构单元由________个硼原子构成，其中B—B键的键角为______，B—B键的数目为______。

(3)若将晶体硼结构单元中的每一个顶角消去相同部分，余下部分就与C60的结构相同，则C60由______个正六边形和________个正五边形构成。

Ⅱ.(1)三氯化铁常温下为固体，熔点282 ℃，沸点315 ℃，在300 ℃以上易升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为________。

(2)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为________。

体心立方 面心立方

6.铁、钴、镍为第四周期第Ⅷ族元素，它们的性质非常相似，也称为铁系元素．

（1）铁、钴、镍都是很好的配位化合物形成体．

①[Co（H2O）6]2+在过量氨水中易转化为[Co（NH3）6]2+．写出Co2+的价层电子排布图 ．[Co（H2O）6]2+中Co2+的配位数为 ：NH3分子的中心原子杂化方式为 ．H2O分子的立体构型为 ．

②铁、镍易与一氧化碳作用形成羰基配合物，如：Fe（CO）5，Ni（CO）4等．CO与N2属于等电子体，则CO分子中σ键和π键数目比为 ，写出与CO互为等电子体的一种阴离子的离子符号 ．

（2）+2价和+3价是Fe、Co、Ni等元素常见化合价．NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2+和F22+的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO FeO（选填“＜”“＞”“=”）；某种天然Nio晶体存在如图所示缺陷：一个Niz+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代．其结果晶体仍呈屯中性．某氧化镍样品组成为Ni0.97O．该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为 ．

7.二氧化硅晶体是立体的网状结构，其晶体结构模型如图。请认真观察该模型后回答下列问题：

(1)二氧化硅晶体中最小环上有______个原子，晶体结构中存在以__________原子为中心、________原子为顶点的正四面体结构。

(2)晶体中存在的作用力有________。

A．共价键 B．离子键 C．配位键 D．范德华力 E．氢键

(3)美国LawreceLiremore国家实验室(LLNL)的V.Lota.C.S.Yoo和Cynn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的原子晶体说法正确的是________。

A．CO2的原子晶体和分子晶体互为同素异形体

B．在一定条件下，CO2原子晶体转化为分子晶体是物理变化

C．CO2的原子晶体和CO2的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原子结合4个O原子，每个O原子结合两个C原子

8.固体二氧化硅有晶体和非晶体两种。根据下图回答：

(1)对比图Ⅰ和图Ⅱ可知，晶体SiO2具有自范性，而非晶体SiO2没有自范性，本质原因是__________________。

(2)观察三个图，是_________________________。

9.一种离子晶体的晶胞如图其中阳离子A以红球表示，阴离子B以黑球表示．

（1）每个晶胞中含A离子的数目为_____________，含B离子数目为_____________。

（2）若A的核外电子排布与Ar相同，B的电子排布与Ne相同，则该离子化合物的化学式是_____________；

（3）阳离子周围距离最近的阴离子数为_____________，阴离子周围距离最近的阳离子数_____________。

（4）已知A的离子半径为r m，则该晶胞的体积是_____________m3。

10.(1)①NiO、FeO的晶体结构类型与NaCl的相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO________(填“＞”或“＜”)FeO。

②CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为ag·cm－3，NA表示阿伏加德罗常数的值，则CaO晶胞体积为________ cm3。

(2)NaF的熔点________BF的熔点(填“＞”“＜”或“＝”)，其原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)如图是CaF2晶体的晶胞示意图，回答下列问题：

①Ca2＋的配位数是________，F－的配位数是____________________________________。

②CaF2晶体的密度为ag·cm－3，则晶胞的体积是________________________________(只要求列出算式)。

答案解析

1.【答案】(1)①0.315 12 ②体心 棱心

(2)0.148 0.076

【解析】(1)根据晶胞结构可知，K与O间的最短距离为面对角线的一半，即nm≈0.315 nm。K、O构成面心立方，配位数为12(同层4个，上、下层各4 个)。由晶胞结构可知K、I的最短距离为体对角线的一半，I处于顶角，K处于体心，I、O之间的最短距离为边长的一半，I处于顶角，O处于棱心。

(2)由题意知在MgO中，阴离子作面心立方堆积，氧离子沿晶胞的面对角线方向接触，所以a＝2r(O2－)，r(O2－)≈0.148 nm；MnO的晶胞参数比MgO更大，说明阴离子之间不再接触，阴阳离子沿坐标轴方向接触，故2[r(Mn2＋)＋r(O2－)]＝a'，r(Mn2＋)＝0.076 nm。

2.【答案】(1)②⑤⑥⑧⑨ ①③④⑦⑩

(2)规则的几何外形 没有规则的几何外形 各向同性 各向异性

(3)②④

【解析】明矾是KAl(SO4)2·12H2O，它和CuSO4·5H2O、冰糖、单晶硅、铝块都是晶体；塑料、松香、玻璃、石蜡、橡胶都是非晶体。晶体的重要特征就是各向异性和有固定的熔点等。

3.【答案】（1）分子 Al2Cl6（2）6 氧化镁中氧离子半径小于氯离子，晶格能较大，熔点高于氯化钠 （3） 3:2 面心

【解析】（1）根据氯化铝物理性质判断晶体类型；根据密度计算摩尔质量，确定分子式；

（2）根据NaCl晶体的晶胞结构判断配位数；判断氧化镁和氯化钠的晶体类型，根据微粒间相互作用大小判断熔点；

（3）根据面心立方和体心立方晶胞结构判断配位数；根据两种晶胞的配位数，比较密度大小．

4.【答案】（1）1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 （2）这两种氢化物均为极性分子且相互之间能形成氢键 （3）KO2 （4）①原子晶体 C—N键的键长小于C—C键的，键能大于C—C键的

②sp3

【解析】本题解题的关键是E、Q、T、X、Z五种元素的推断。“基态Q原子的2p能级处于半充满状态”，符合这一要求的只有氮元素；“E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级”，说明E、Q、T位于同一周期；且原子序数：E＜Q＜T，因I1（T）＜I1（Q），故T为氧元素，又“QT与ET2互为等电子体”说明E为碳元素；X为元素周期表前四周期中电负性最小的元素，可推知X为钾元素；Z的原子序数为28，说明Z是Ni。

5.【答案】Ⅰ.(1)原子 熔、沸点很高、硬度很大(2)12 60° 30

(3)20 12 Ⅱ.(1)分子晶体 (2)2∶1