高考化学一轮复习 物质结构与性质 第3节 晶体结构与性质课时作业（含解析）试题

第3节晶体结构与性质时间：45分钟满分：100分一、选择题(每题6分，共54分)1．关于晶体的叙述中，正确的是()A．原子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高B．分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定C．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高D．某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体答案A2．下列说法正确的是()A．钛和钾都采取图1的堆积方式B．图2为金属原子在二维空间里的非密置层放置，此方式在三维空间里堆积，仅得简单立方堆积C．图3是干冰晶体的晶胞，晶胞棱长为acm，则在每个CO2周围最近且等距离的CO2有8个D．图4是一种金属晶体的晶胞，它是金属原子在三维空间以密置层采取ABCABC……堆积的结果答案D解析图1表示的堆积方式为六方最密堆积，K采用体心立方堆积，A错误；图2在二维空间里的非密置层放置，在三维空间也能得到体心立方堆积，B错误；干冰晶体的晶胞属于面心立方晶胞，配位数为12，即每个CO2周围距离相等的CO2分子有12个，C错误；该晶胞类型为面心立方，金属原子在三维空间里密置层采取ABCABC…的方式堆积，D正确。3．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>BaO答案A解析由于r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)，且Na＋、Mg2＋、Al3＋所带电荷依次增大，所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强，晶格能依次增大，故熔点依次升高。r(F－)<r(Cl－)<r(Br－)，故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小。在CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为8、6、4。r(Mg2＋)<r(Ca2＋)<r(Ba2＋)，故MgO、CaO、BaO的晶格能依次减小，硬度依次减小。4．某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。A为阴离子，在正方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为()A．B2A B．BA2C．B7A4 D．B4A7答案B解析A在正方体内，晶胞中的8个A离子完全被这1个晶胞占有，B分别在顶点和面心，顶点上的离子被1个晶胞占有eq\f(1,8)，面心上的离子被1个晶胞占有eq\f(1,2)，所以1个晶胞实际占有的B离子为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，则该晶体的化学式为BA2。5.(2019·福州模拟)元素X的某价态离子Xn＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成晶体的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是()A．X元素的原子序数是19B．该晶体中阳离子与阴离子个数比为3∶1C．Xn＋中n＝1D．晶体中每个Xn＋周围有2个等距离且最近的N3－答案A解析从“元素X的某价态离子Xn＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层”可以看出，Xn＋共有28个电子；图中Xn＋位于每条棱的中点，一个晶胞拥有的Xn＋个数为12×eq\f(1,4)＝3；N3－位于顶点，一个晶胞拥有N3－的个数为8×eq\f(1,8)＝1；由于该物质的化学式为X3N，故X显＋1价，所以X的原子序数为29。6．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是()A．3∶9∶4 B．1∶4∶2C．2∶9∶4 D．3∶8∶4答案B解析A粒子数为6×eq\f(1,12)＝eq\f(1,2)，B粒子数为6×eq\f(1,4)＋3×eq\f(1,6)＝2，C粒子数为1，故A、B、C粒子数之比为1∶4∶2。7．下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是()①SiO2与SO3②C3N4(硬度大，熔点高)与SiC③CO2与SO2④晶体氖与晶体氮⑤NaCl与AlCl3⑥NH4Cl与NaOH⑦MgCl2与SiCl4A．①③⑥ B．②③⑥C．②④⑥ D．⑤⑥⑦答案B8．下列有关说法不正确的是()A．水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键B．CaF2晶体的晶胞如图2所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动D．金属铜中Cu原子堆积模型如图4，为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为12答案C9．以NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是()A．18g冰(图1)中含O—H键数目为2NAB．28g晶体硅(图2)中含有Si—Si键数目为2NAC．44g干冰(图3)中含有NA个晶胞结构单元D．石墨烯(图4)是碳原子单层片状新材料，12g石墨烯中含C—C键数目为1.5NA答案C解析1个水分子中含有2个O—H键，18g冰的物质的量为1mol，含O—H键数目为2NA，A项正确；28g晶体硅中含有1molSi原子，每个硅原子与其他4个Si形成4个Si—Si键，每个硅原子形成的共价键为eq\f(1,2)×4＝2，则1mol单质硅含有2molSi—Si键，B项正确；1个晶胞结构单元含有4个二氧化碳分子，44g干冰中含有晶胞结构单元个数小于NA个，C项错误；在石墨烯中，每个碳原子形成3个共价键，所以每个碳原子实际占化学键为1.5个，12g石墨烯即1mol所含碳碳键数目为1.5NA，D项正确。二、非选择题(共46分)10．(16分)(1)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如右图所示，晶胞参数a＝0.566nm，F的化学式为________；晶胞中A原子的配位数为________；列式计算晶体F的密度________________________________________________________________________。(2)X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和R属同族元素；Z和U位于第ⅦA族；X和Z可形成化合物XZ4；Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等；T的一种单质在空气中能够自燃。X所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是____________(填化学式)；Z和U的氢化物中沸点较高的是____________(填化学式)；Q、R、U的单质形成的晶体，熔点由高到低的排列顺序是____________(填化学式)。答案(1)Na2O8eq\f(4×62g·mol－1,(0.566×10－7cm)3×6.02×1023mol－1)≈2.27g·cm－3(2)HNO3HFSi、Mg、Cl2解析(1)C的核外电子总数是最外层电子数的3倍，则C可能是Li或P，但是A、B、C、D原子序数依次增大，且B存在离子形式，所以C应为P，D的最外层只有一个未成对电子，且C、D同周期，所以D为Cl。A2－和B＋的电子层结构相同，则A为O，B为Na。由晶胞图知，黑球有8个，灰球有8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4个，所以化学式为Na2O。黑球为Na，灰球为O。A为O，由晶胞结构知，面心上的1个O连有4个Na，在相邻的另一个晶胞中，O也连有4个Na，故O的配位数为8。1个晶胞中含有4个Na2O，根据密度公式有：ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(4×62g·mol－1,NA·a3)＝eq\f(4×62g·mol－1,6.02×1023mol－1×(0.566×10－7cm)3)≈2.27g·cm－3。(2)根据题目信息可推知X、Z、Q、R、T、U分别为C、F、Mg、Si、P、Cl。X位于第二周期，该周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是HNO3；HF分子间存在氢键，所以HF的沸点高于HCl的；Mg为金属晶体，Si单质为原子晶体，Cl2为分子晶体，故熔点Si>Mg>Cl2。11．(13分)确定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题。(1)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．________；B.________；C.________；D.________。(2)实验证明：KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图1所示，其中TiN中N呈－3价)，已知3种离子晶体的晶格能数据如下表：离子晶体KClMgOCaO晶格能/kJ·mol－171537913401则该4种离子晶体的熔点从高到低的顺序是____________________。(3)铁有δ、γ、α三种同素异形体(如图2)，则δ晶胞原子堆积名称为______________。若α－Fe晶胞边长为a，γ－Fe晶胞边长为b，则两种晶体密度比为________。答案(1)金属晶体分子晶体离子晶体原子晶体(2)TiN>MgO>CaO>KCl(3)体心立方堆积b3∶4a3解析(2)离子晶体中，离子半径越小，离子所带电荷越多，晶格能越大，熔点越高。(3)δ晶胞原子堆积名称为体心立方堆积。根据晶胞结构可知，α－Fe晶胞、γ－Fe晶胞中含有的铁原子分别为1个和4个，所以有：ρ(α－Fe)＝eq\f(56,NA·a3)，ρ(γ－Fe)＝eq\f(4×56,NA·b3)，α－Fe和γ－Fe两种晶体的密度比为b3：4a3。12．(2020·福州一中质检)(17分)(1)钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方，则该晶胞中属于1个体心立方晶胞的金属原子数目是________。氯化铯晶体的晶胞如图1，则Cs＋位于该晶胞的________，而Cl－位于该晶胞的________，Cs＋的配位数是________。(2)铜的氢化物的晶胞结构如图2所示，写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式：______________________________。(3)图3为F－与Mg2＋、K＋形成的某种离子晶体的晶胞，其中“”表示的离子是________(填离子符号)。(4)实验证明，KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图4所示)，已知3种离子晶体的晶格能数据如下表：离子晶体NaClKClCaO晶格能/(kJ·mol－1)7867153401则这4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是______________________________________________。MgO晶体中一个Mg2＋周围与它最邻近且等距离的Mg2＋有________个。答案(1)2体心顶点8(2)2CuH＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CuCl2＋2HCl(3)F－(4)TiN>MgO>CaO>KCl12解析(2)