晶体的结构与性质专项训练(讲义及答案)及解析

1、晶体的结构与性质专项训练( 讲义及答案 ) 及解析一、晶体的结构与性质1元素 x位于第 4 周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2；元素 y基态原子的3p 轨道上有1 对成对电子。x与 y形成的化合物的晶胞结构如图所示，下列关于该晶体的说法正确的是（）a该晶体属于原子晶体bx2+的配位数为8，y2-的配位数为4c与每个y2-距离最近且相等的y2-共有 12 个d该晶体的熔点比氧化锌高2gaas 晶体的熔点很高，硬度很大，密度为 g?cm3，ga和 as的摩尔质量分别为 mgag?mol1 和 masg?mol1，原子半径分别为 rga pm 和 ras pm，阿伏加德罗常数

2、值为 na，其晶胞结构如图所示，下列说法错误的是a该晶体为共价晶体b该晶体中 ga 和 as 均无孤对电子，ga 和 as 的配位数均为 4c原子的体积占晶胞体积的百分率为-2733agaas4 10n (r ga+r as)3(m+m)d所有原子均满足 8 电子稳定结构3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4下列大小关系正确的是a熔点： nainabr b硬度：

3、mgo caoc晶格能： naclnabr d熔沸点： co2nacl5下面有关晶体的叙述中，错误的是a白磷晶体为分子晶体，分子之间通过共价键结合b在 nacl晶体中每个na(或 cl)周围都紧邻6 个 cl(或 6 个 na)c金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小碳环上有6 个碳原子d离子晶体在熔化时，离子键被破坏；而分子晶体熔化时，化学键不被破坏6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（）a87.5% b88.9% c96.3% d100%7

4、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（）aabc bbac ccab dcba8科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的23n no，结构简式如图所示。已知该分子中n-n-n键角都是108.1?，下列有关23n no的说法正确的是( )a该分子中n、o 原子间形成的共价键是非极性键b该分子中四个氮原子共平面c该物质既有氧化性又有还原性d该分子为非极性分子9下列对一些实验事实的理论解释正确的是（）选项实验事实理论解释a碘单质在ccl4中溶解度比在水中大ccl4和 i2都是非极性分子，而h2o 是极性分子bco2为直线形分子co2分子中 c

5、o 是极性键c金刚石的熔点低于石墨金刚石是分子晶体，石墨是共价晶体dhf 的沸点高于hclhf 的相对分子质量小于hclaa bb cc dd10c60、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

6、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 原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据所学物质结构知识，请回答下列问题：(1)苏丹红颜色鲜艳、价格低廉，常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂，严重危害人们健康。苏丹红常见有、4 种类型，苏丹红的分子结构如图所示：苏丹红在水中的溶解度很小，微溶于乙醇，有人把羟基取代在对位形成如图所示的结构：则其在水中的溶解度会_(填“ 增大 ” 或“ 减小 ”)，原因是 _。(2)已知 ti3+可形成配位数为6，颜色不同的两种配合物晶体，一种为紫色，另一种为绿色。两种晶体的组成皆为 ticl3

7、6h2o。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液；b.分别往待测溶液中滴入 agno3溶液，均产生白色沉淀；c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液得到的白色沉淀质量为原紫色晶体的水溶液得到的沉淀质量的2/3。则绿色晶体配合物的化学式为_，由 cl-所形成的化学键类型是_。(3)如图中 a、b、c、d 四条曲线分别表示第a、 a、 a、 a 族元素的氢化物的沸点，其中表示 a 族元素氢化物沸点的曲线是_；表示 a 族元素氢化物沸点的曲线是_；同一族中第3、4、5 周期元素的氢化物沸点依次升高，其原因是_；a

8、、b、c曲线中第二周期元素的氢化物的沸点显著高于第三周期元素的氢化物的沸点，其原因是_。12 氯化汞（ hgcl2）可用于木材和解剖标本的保存、皮革鞣制和钢铁镂蚀，是分析化学的重要试剂，还可做消毒剂和防腐剂。hgcl2在水中稍有水解：hgcl2+h2ohg(oh)cl+hcl(1)为了抑制上述反应中hgcl2的水解，可以采取的措施是_。（选填编号）a加水稀释 b 增加 hcl 的浓度 c及时移走产物 d降温(2)hgcl2与稀氨水反应则生成难溶解的氨基氯化汞，化学方程式为hgcl2+2nh3 hg(nh2)cl +nh4cl,上述反应的短周期元素中，非金属性最强元素原子的最外层轨道排布式为_，

9、该原子核外电子云有_种不同的伸展方向。(3)已知 pcl3与 nh3分子结构相似，pcl3的电子式是 _；pcl3与 nh3的沸点比较， _高，其原因是_。(4)氮的一种氢化物hn3可用于有机合成，其酸性与醋酸相似，若hn3与氨水混合，此反应的化学方程式是_。(5)若将 0.4mol/lnh4cl与 0.2mol/lnaoh 溶液等体积混合后，ph=10，下列关系正确的是（_）ac(nh4+) c(oh-)c(na+)c(nh3?h2o) c(h+)bc(nh4+)c(na+)c(oh-)c(nh3?h2o) c(h+)cc(nh4+) c(na+) c(oh-)c(h+)c(nh3?h2o)

10、dc(nh4+)c(na+)c(nh3?h2o) c(oh-) c(h+)【参考答案】 * 试卷处理标记，请不要删除一、晶体的结构与性质1c【解析】【分析】元素 x位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，则内层电子数=2+8+18=28，且最外层电子数为2，所以该原子有30 个电子，为zn 元素；元素y基态原子的p 轨道上有 1 对成对电子，说明3p 轨道上有 4 个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p4，则 y是 s元素，则化学式为zns ，据此解题。【详解】azns含有 zn2+和 s2-，属离子晶体，故a 错误；b因为化学式为zns，所以 y2-离子的配位数为4，则

11、x2+离子的配位数也为4，故 b错误；c由晶胞可知，与每个x2+距离最近的x2+在其面心，则共有3 82=12 个，故 c 正确，d离子晶体zno的晶格能比zns大，则 zno的熔点比zns高，故 d 错误；故答案为c。2c【解析】【分析】【详解】a. gaas晶体的熔点很高，硬度很大，为空间立体网状结构，属于共价晶体，故a 正确；b. 由晶胞结构可知，ga的配位数为4，晶胞中ga原子数目为4，as 原子数目为118+6=482，晶胞中as、ga原子数目之比为1：1，故 as配位数也是4，ga 与周围 4个 as 原子形成正四面体结构，as与周围 4 个 ga 原子也形成正四面体结构，原子均形

12、成4个键， ga原子价电子数为3，与 as形成 4 个共价键，说明as 原子提供1 对孤电子对给ga形成配位键， as 原子最外层5 个电子全部成键，均没有孤对电子，故b 正确；c. 晶胞中原子总体积为33-303gaas44 (r+r)10cm3，晶胞质量为gaasam+m4gn，晶胞的体积为3gaasam+m(4)cmn，原子的体积占晶胞体积的百分率为33-30333-30gaasagaas3gaasgaasa44 (r+r) 10 cm4n (r+r) 103=100%m+m3 m+m(4)cmn（）；故 c 错误；d. 每个 as、ga原子都形成4 个共价键，均没有孤对电子，所有原子均

13、满足8 电子稳定结构，故 d 正确；故答案选： c。3d【解析】【分析】【详解】a每个晶胞含有818+612=4 个 na+，1214+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；cnacl 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 3128=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。4b【解析】【分析】【

14、详解】anai、nabr 都形成离子晶体，由于离子半径i-br-，所以 nabr 的晶格能大，熔点：nainabr，a 不正确；b由于离子半径mg2+ca2+，所以晶格能mgo cao，硬度 mgocao，b 正确；cnacl和 nabr 都形成离子晶体，离子半径cl-nabr，c不正确；dco2形成分子晶体，nacl 形成离子晶体，所以熔沸点：co2晶体硅 足球烯， a 项符合题意。故答案选： a。8c【解析】【分析】【详解】a.由于n、o为不同的原子，所以n、o原子间形成极性键，选项a 错误；b.该分子中四个氮原子形成三角锥形结构，不共面，选项b错误；c.由化学式46n o可知该物质中氮元

15、素的平均化合价是3，处于中间价态，所以该物质既有氧化性又有还原性，选项c正确；d.该分子的正、负电荷重心不重合，所以它是极性分子，选项d 错误。答案选 c。【点睛】本题考查分子空间构型、物质的性质、极性键和非极性键等知识点，侧重考查基本理论、基本概念，会根据已知知识采用知识迁移的方法进行分析是解本题关键，注意该物质中n元素化合价判断。9a【解析】【分析】【详解】a. ccl4和 i2都是非极性分子，h2o 是极性分子，根据相似相溶原理，碘单质在ccl4中溶解度比在水中大，a 选项正确；b. co2为直线形分子，是因为c采取 sp 杂化，使得 2 个 c=o之间的键角为180 ，与键的极性无关，

16、 b 选项错误；c. 金刚石是共价晶体 (原子晶体 )，不是分子晶体，石墨是混合型晶体，c选项错误；d. hf的沸点高于hcl，是因为hf分子间能形成氢键，d 选项错误；答案选 a。【点睛】1. 石墨晶体是片层结构，层内相邻的c 以共价键相连，有共价晶体的特点；层与层之间的作用力是分子间作用力，有分子晶体的特点；所以石墨是混合型晶体。金刚石是典型的共价晶体 (原子晶体 )。金刚石的熔点低于石墨，主要是因为：金刚石和石墨熔融时都要破坏共价键，但石墨的碳碳键(与苯环的碳碳键相似，介于单键和双键之间)比金刚石的碳碳键(单键 )键长短、键能大。2. 由分子组成的物质，如果结构相似，一般相对分子质量越大

17、，沸点越高；如果分子间能形成氢键，沸点会偏高，因为氢键大于一般的分子间作用力。10b 分子 30 2 6 2 【解析】【分析】（1）同种元素的不同单质互称同素异形体；（2）根据晶体构成微粒判断晶体类型；分子中每一碳上有一个双键，一个碳碳双键两个碳原子共用，均摊法计算；（3）一个硅原子形成4 个硅硅单键，每个键2 个硅原子共用；金刚石最小的环为六元环，二氧化硅结构跟金刚石结构相似，si、o 原子形成的最小环上应有 6 个 si原子， 6 个 o 原子；（4）利用均摊法计算。【详解】(1)同种元素的不同单质互称同素异形体，c60、金刚石和石墨三者的关系互为同素异形体，故选 b。(2)固态时， c6

18、0中构成微粒是分子，所以属于分子晶体；分子中每一碳上有一个双键，一个碳碳双键两个碳原子共用，c60分子中含有双键的数目是1 602=30 个。(3)硅晶体的结构跟金刚石相似，一个硅原子形成4 个硅硅单键，每个键2 个硅原子共用，1 mol 硅晶体中含有硅硅单键的数目约是142amoln=2na个。金刚石最小的环为六元环，二氧化硅结构跟金刚石结构相似，si、o 原子形成的最小环上应有 6 个 si原子，硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个o 原子，则si、o 原子形成的最小环上o 原子的数目是6；(4)石墨层状结构中，每个碳原子被三个正六边形共用，平均每个正六边形占有的碳原子数是 613=

19、2 个。【点睛】本题考查了物质结构、基本概念，解题关键：利用均摊法进行有关计算，难点（3）根据金刚石最小的环为六元环判断二氧化硅的空间网状结构中，si、o 原子形成的最小环上应有6个 si原子，每2 个 si原子之间有1 个 o 原子判断o 原子的数目。11 增大苏丹已形成分子内氢键而使在水中的溶解度很小，而修饰后的结构易已形成分子间氢键，与水分子形成氢键后有利于增大在水中的溶解度 ticl(h2o)5cl2h2o 离子键、配位键 b d 结构与组成相似，分子间不能形成氢键，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高水、氨气、 hf分子之间均能形成氢键，沸点较高【解析】【分析】【详解】(1)

20、因为苏丹红易形成分子内氢键，而使在水中的溶解度很小，微溶于乙醇，而修饰后的结构易形成分子间氢键，与水分子形成氢键后有利于的增大在水中的溶解度，因此，本题答案是：增大；苏丹红易形成分子内氢键而使在水中的溶解度很小，而修饰后的结构易形成分子间氢键，与水分子形成氢键后有利于的增大在水中的溶解度；(2)ti3+的配位数均为6，往待测溶液中滴入agno3溶液均产生白色沉淀，则有氯离子在配合物的外界，两份沉淀经洗涤干燥后称量,发现原绿色晶体的水溶液与agno3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的23，可以知道紫色品体中含3 个氯离子，绿色晶体中含2 个氯离子，即绿色晶体的化学式为

21、ticl(h2o)5cl2h2o，氯原子形成化学键有含有离子键、配位键，因此，本题答案是：ticl(h2o)5cl2 h2o；离子键、配位键；(3)第二周期中元素形成的氢化物中，水为液态，其它为气体，故水的沸点最高，且相对分子质量越大，沸点越高，故b曲线为 viia 族元素氢化物沸点；hf 分子之间、氨气分子之间均存在氢键，沸点高于同主族相邻元素氢化物，甲烷分子之间不能形成氢键，同主族形成的氢化物中沸点最低，故d 曲线表示iva族元素氢化物沸点；同一族中第3、4、5 周期元素的氢化物结构与组成相似，分子之间不能形成氢键，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高；水分子之间、氨气分子之间、h

22、f分子之间均形成氢键，沸点较高；因此，本题答案是：b；d；结构与组成相似，分子之间不能形成氢键，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高；水、氨气、hf 分子之间均形成氢键，沸点较高。12b、d 4 pcl3两者都是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高 hn3+nh3.h2onh4n3+h2o d 【解析】【分析】(1)从化学平衡的角度分析，使平衡逆向移动所采取的措施；(2)所涉及的元素中非金属性最强元素是氯，根据核外电子排布规律写出氯原子最外层电子排布式，确定电子云的空间伸展方向；(3)仿照氨气的电子式，写出pcl3的电子式，从分子晶体的角度考虑沸点的高低；(4)仿照醋酸与氨水的反应，写出化学方程式；(5)根据 0.4mol/lnh4cl与 0.2mol/lnaoh 反应后的溶液，比较出离子的浓度大小关系。【详解】(1)根据水解反应，hgcl2+h2o? hg(oh)cl+hcl ，a加水稀释，促进水解，平衡正向移动，不符合题