2023高考化学一轮复习物质结构与性质第3课时晶体结构与性质复习练案新人教版选修3

PAGEPAGE4晶体结构与性质一、选择题1．(2022·山东青岛模块测试)以下晶体中，其中任何一个原子都被相邻四个原子包围，以共价键形成正四面体，并向空间伸展成网状结构的是eq\x(导学号25471678)(C)A．C60 B．冰C．金刚石 D．水晶[解析]C60和冰都是分子晶体，A、B项均不符合题意，金刚石和水晶都是原子晶体，在金刚石中，每个碳原子周围都有四个等距离的碳原子与之形成正四面体结构，C项符合题意；在水晶中，每个硅原子与四个氧原子以共价键相连形成正四面体结构，但是每个氧原子只与两个硅原子直接相连，D项不符合题意。2．(2022·江苏镇江模块质检)根据以下性质判断，属于原子晶体的物质是eq\x(导学号25471679)(B)A．熔点为2700℃，导电性好，延展性强B．无色晶体，熔点为3550℃，不导电，质硬，难溶于水和无机溶剂C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800℃，熔化时能导电D．熔点为－56.6℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电[解析]A项中，延展性好不是原子晶体的特征，因为原子晶体中原子与原子之间以共价键结合，而共价键有一定的方向性，使原子晶体质硬而脆；B项符合原子晶体的特征；C项符合离子晶体的特征；D项符合分子晶体的特征。3．(2022·山东胶州一中模拟改编)石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体(结构如图)。有关说法正确的选项是eq\x(导学号25471680)(D)A．固态时，碳的各种单质的晶体类型相同B．石墨烯中含有极性共价键C．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键D．石墨烯具有导电性[解析]碳形成的晶体有多种，如石墨、金刚石、C60等，其中金刚石为原子晶体，C60为分子晶体，A错误；石墨烯中只含有C—C键，为非极性键，B错误；石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离出石墨烯需要破坏分子间作用力，C错误；石墨烯具有石墨的性质，具有导电性，D正确。4．(2022·四川雅安期末)金属晶体的以下性质中，不能用金属晶体结构加以解释的是eq\x(导学号25471681)(D)A．易导电 B．易导热C．有延展性 D．易锈蚀[解析]金属晶体的构成微粒为自由电子和金属阳离子。金属晶体中的自由电子在外加电场的作用下发生定向移动，故金属晶体易导电与金属晶体的结构有关，A不符合题意；升高温度，金属阳离子和自由电子之间通过碰撞传递能量，故金属晶体易导热与金属晶体的结构有关，B不符合题意；金属晶体中金属阳离子和自由电子之间存在较强的金属键，金属键没有方向性，导致金属晶体有延展性，与结构有关，C不符合题意；金属易锈蚀说明金属原子易失电子，金属活泼性强，与金属晶体结构无关，D符合题意。5．(2022·江西赣中南五校期末)以下物质中，属于含有极性键的离子晶体的是eq\x(导学号25471682)(C)A．CH3COOH B．Na2O2C．NaOH D．MgCl2[解析]一般来说，含有离子键的晶体为离子晶体；活泼金属与活泼非金属形成离子键，不同的非金属元素间形成极性共价键。CH3COOH中不含离子键，不属于离子晶体，A错误；Na2O2中含有离子键、非极性共价键，B错误；NaOH中含有离子键、极性共价键，C正确；MgCl2只含离子健，D错误。6．(2022·福建泉州期末)以下大小关系正确的选项是eq\x(导学号25471683)(B)A．熔点：NaI>NaBr B．硬度：MgO>CaOC．晶格能：NaCl<NaBr D．熔、沸点：CO2>NaCl[解析]二者均为离子晶体，离子半径：I－>Br－，离子半径越小，晶格能越大，离子晶体的熔点越高，A错误；二者均为离子晶体，离子半径：Mg2＋<Ca2＋，离子半径越小，晶格能越大，硬度越大，B正确；二者均为离子晶体，离子半径：Cl－<Br－，离子半径越小，晶格能越大，C错误；CO2为分子晶体，NaCl为离子晶体，离子晶体的熔、沸点大于分子晶体的熔、沸点，D错误。7．(2022·四川雅安中学期末诊断)以下说法正确的选项是eq\x(导学号25471684)(B)A．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高B．在金属晶体中，自由电子与金属离子的碰撞有能量传递，可以用此来解释的金属的物理性质是导热性C．金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈相互作用，所以和共价键类似，也有饱和性和方向性D．NaCl和SiC晶体熔化时，克服粒子间作用力类型相同[解析]金属Hg的熔点比分子晶体I2的熔点低，A错误；金属中自由电子受热后运动速率增大，与金属离子碰撞频率增大，传递了能量，故金属有良好的导热性，B正确；金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用，自由电子为整个金属的所有阳离子所共有，所以金属键没有方向性和饱和性，而共价键有方向性和饱和性，C错误；NaCl晶体属于离子晶体，熔化需要克服离子键，SiC晶体属于原子晶体，熔化需要克服共价键，D错误。8．(2022·安徽六安一中期末)磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料。如图为其晶体结构中最小的重复结构单元，其中的每个原子均满足8电子稳定结构。以下有关说法正确的选项是eq\x(导学号25471685)(C)A．磷化硼晶体的化学式为BP，属于离子晶体B．磷化硼晶体的熔点高，且熔融状态下能导电C．磷化硼晶体中每个原子均形成4个共价键D．磷化硼晶体结构微粒的空间堆积方式与氯化钠相同[解析]晶胞中，P原子位于顶点和面心，数目为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，B原子位于晶胞内，数目为4，那么磷化硼晶体的化学式为BP，由于磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，属于原子晶体，A错误；磷化硼晶体属于原子晶体，熔点高，但熔融状态下没有自由移动的离子，所以不能导电，B错误；该晶胞中B原子和P原子的配位数为4，即每个原子均形成4个共价键，C正确；磷化硼晶胞结构中微粒的空间堆积方式与氯化钠不相同，磷化硼晶胞中原子的堆积方式与硫化铜晶胞类型相同，D错误。9．(2022·四川省雅安中学)以下有关晶体的表达中，不正确的选项是eq\x(导学号25471686)(A)A．氯化钠和氯化铯晶体中，阳离子的配位数均为6B．金刚石为立体网状结构，由碳原子以sp3杂化轨道形成共价键C．金属钠的晶体采用体心立方堆积，每个晶胞含2个原子，配位数为8D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子[解析]A．CsCl晶体中每个Cs＋周围等距离紧邻的Cl－离子数为8个，那么铯离子的配位数为8。NaCl晶体是立方体结构，每个Na＋周围等距离紧邻的Cl－离子数为6个，那么Na＋的配位数为6，A项错误；B.金刚石是空间网状结构，C原子与周围的4个碳原子形成4个共价单键，C原子的杂化方式为sp3杂化，B项正确；C.金属钠的晶体采用体心立方堆积，含有的钠原子数为8×1/8＋1＝2，体心的Na原子与顶点的8个Na原子等距离相邻，配位数为8，C项正确；D.对于干冰晶体，x，y，z三个轴上有三个平面，每个平面均有1个CO2与4个CO2分子紧邻，所以1个CO2与12个CO2分子等距离紧邻，D项正确。答案选A。10．(2022·郑州实验中学模块过关测试)如下图，铁有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。以下说法正确的选项是eq\x(导学号25471687)(B)δ－Feeq\o(,\s\up7(1394℃))γ－Feeq\o(,\s\up7(912℃))α－FeA．γ­Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个B．α­Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个C．将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同D．假设α­Fe晶胞边长为acm，γ­Fe晶胞边长为bcm，那么两种晶体的密度比为b3∶a3[解析]γ­Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子为12个，A错误；α­Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个，B正确；冷却到不同的温度，得到的晶体类型不同，C错误；一个α­Fe晶胞中含有铁原子的个数为1，体积为a3cm3，密度为eq\f(56,NA·a3)g·cm－3，一个γ­Fe晶胞中含有铁原子的个数为4，体积为b3cm3，密度为eq\f(56×4,NA·b3)g·cm－3，那么二者的密度之比为b3∶4a3，D错误。二、非选择题11．(2022·上海市理工大学附属中学高三摸底)填空题有以下八种晶体：eq\x(导学号25471688)①水晶②干冰③氟化钠④固态氩⑤金属铝⑥碳化硅⑦氢氧化钠⑧白磷试答复：(1)直接由原子构成的晶体是__①④⑥__。(2)含有共价键的晶体是__①②⑥⑦⑧__。(3)含有阳离子的晶体是__③⑤⑦__，含有阴离子的晶体是__③⑦__。(4)熔化需克服共价键的晶体是__①⑥__，熔化能导电的晶体是__③⑤⑦__。[解析]考查化学键、分子结构和晶体结构。(1)直接由原子构成的晶体是水晶、碳化硅和固态氩(单原子分子)，选①④⑥。(2)含有共价键的晶体有水晶、干冰、碳化硅、氢氧化钠和白磷，选①②⑥⑦⑧。(3)含有阳离子的晶体包括离子晶体和金属晶体，有氟化钠、氢氧化钠和金属铝，选③⑤⑦；含有阴离子的晶体是离子晶体，有氟化钠、氢氧化钠，选③⑦。(4)熔化需克服共价键的晶体是原子晶体，有水晶、碳化硅，选①⑥；熔化能导电的晶体包括离子晶体和金属晶体，有氟化钠、氢氧化钠和金属铝，选③⑤⑦。12．(1)氯酸钾熔化，粒子间克服了__离子键__的作用力；二氧化硅熔化，粒子间克服了__共价键__的作用力；碘的升华，粒子间克服了__分子间__作用力。三种晶体的熔点由高到低的顺序是__SiO2>KClO3>I2__。(2)以下六种晶体：①CO2，②NaCl，③Na，④Si，⑤CS2，⑥金刚石，它们的熔点从低到高的顺序为__①⑤③②④⑥__(填序号)。(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中，由极性键形成的非极性分子是__CO2__，由非极性键形成的非极性分子是__H2__，能形成分子晶体的物质是__H2、CO2、HF__，含有氢键的晶体的化学式是__HF__，属于离子晶体的是__(NH4)2SO4__，属于原子晶体的是__SiC__，五种物质的熔点由高到低的顺序是__SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2__。(4)A、B、C、D为四种晶体，性质如下：A．固态时能导电，能溶于盐酸B．能溶于CS2，不溶于水C．固态时不导电，液态时能导电，可溶于水D．固态、液态时均不导电，熔点为3500℃试推断它们的晶体类型：A．__金属晶体__；B.__分子晶体__；C.__离子晶体__；D.__原子晶体__。eq\x(导学号25471689)[解析](1)氯酸钾是离子晶体，熔化离子晶体时需要克服离子键的作用力；二氧化硅是原子晶体，熔化原子晶体时需要克服共价键的作用力；碘为分子晶体，熔化分子晶体时需克服的是分子间作用力。由于原子晶体是由共价键形成的空间网状结构的晶体，所以原子晶体的熔点最高；其次是离子晶体；由于分子间作用力比化学键要小得多，所以碘的熔点最低。(2)先把六种晶体分类。原子晶体：④、⑥；离子晶体：②；金属晶体：③；分子晶体：①、⑤。由于碳原子半径小于硅原子半径，所以金刚石的熔点高于晶体硅；CO2和CS2同属于分子晶体，其熔点与相对分子质量成正比，故CS2的熔点高于CO2；Na在通常状况下是固态，而CS2是液态，CO2是气态，所以Na的熔点高于CS2和CO2；Na在水中即熔化成小球，说明它的熔点较NaCl低。13．(2022·安徽皖南八校联考)(1)KCl、MgO、CaO、TiN这四种晶体的结构与NaCl晶体结构相似。下表给出了三种晶体的晶格能数据：晶体NaClKClCaO晶格能/(kJ·mol－1)7867153401那么该四种晶体(不包括NaCl)的熔点从高到低的顺序为__TiN>MgO>CaO>KCl__。(2)钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体，其结构与NaCl相同(如下图)。据此可判断该钙的氧化物的化学式为__CaO2__。该氧化物的密度是ρg·cm－3，那么晶胞内最近的两个钙离子间的距离为eq\f(\r(2),2)×eq\r(3,\f(72×4,ρNA))cm(只要求列出算式，不必计算出数值结果，阿伏加德罗常数的值为NA)。eq\x(导学号25471690)[解析](1)镁离子和钙离子都带两个单位正电荷，但镁离子的半径比钙离子小，故MgO的晶格能应大于CaO，再分析表中数据可知离子半径对晶格能的影响比拟小，离子所带的电荷数对离子晶体的晶格能影响较大，故TiN的晶格能应比MgO和CaO的大得多，离子晶体的晶格能越大，熔点越高，故四种晶体的熔点从高到低的顺序为TiN>MgO>CaO>KCl。(2)由图可知一个晶胞中含有Ca2＋的个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，含有Oeq\o\al(2－,2)的个数为12×eq\f(1,4)＋1＝4，据此可知该钙的氧化物的化学式为CaO2。设晶胞的边长为acm，一个晶胞的质量为eq\f(72×4,NA)g，那么有a3cm3×ρg·cm－3＝eq\f(72×4,NA)g，由此可计算出a＝eq\r(3,\f(72×4,ρNA))cm，晶胞的面对角线的一半就是最近的两个钙离子间的距离，即为eq\f(\r(2),2)×eq\r(3,\f(72×4,ρNA))cm。14．(2022·湖北黄冈质检)eq\x(导学号25471691)(1)碳的一种同素异形体——C60，又名足球烯，是一种高度对称的球碳分子。立方烷(分子式：C8H8，结构是立方体：)是比C60约早20年合成出的一种对称型烃类分子，而现如今已合成出一种立方烷与C60的复合型分子晶体，该晶体的晶胞结构如图乙所示，立方烷分子填充在原C60晶体的分子间空隙中。那么该复合型分子晶体的组成用二者的分子式可表示为__C8H8·C60(或C60·C8H8)__。(2)碳的另一种同素异形体——石墨，其晶体结构如图丙所示，虚线勾勒出的是其晶胞。那么石墨晶胞含碳原子个数为__