备考2025届高考化学一轮复习强化训练第五章物质结构与性质元素周期律第6讲晶体结构与性质

第6讲晶体结构与性质1.[2024湖北]物质结构确定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是（D）性质差异结构因素A.沸点：正戊烷（36.1℃）高于新戊烷（9.5℃）分子间作用力B.熔点：AlF3（1040℃）远高于AlCl3（178℃升华）晶体类型C.酸性：CF3COOH（pKa＝0.23）远强于CH3COOH（pKa＝4.76）羟基极性D.溶解度（20℃）：Na2CO3（29g）大于NaHCO3（8g）阴离子电荷解析正戊烷中不含支链，新戊烷中含支链，分子间作用力：正戊烷＞新戊烷，所以正戊烷沸点高于新戊烷，A正确。AlF3为离子晶体，AlCl3为分子晶体，离子晶体的熔点一般高于分子晶体，B正确。F的电负性大于H，—CF3为吸电子基团，导致CF3COOH中羟基极性比CH3COOH中羟基极性大，更易电离出H＋，C正确。NaHCO3溶解度小于Na2CO3，是因为NaHCO3中的HCO3－间存在氢键，导致其不易溶于水，2.[2024北京]中国科学家首次胜利制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是（A）A.三种物质中均有碳碳原子间的σ键B.三种物质中的碳原子都是sp3杂化C.三种物质的晶体类型相同D.三种物质均能导电解析三种物质中碳碳原子间均形成了共价键，共价键中确定含σ键，A正确；金刚石中全部碳原子均接受sp3杂化，石墨中全部碳原子均接受sp2杂化，石墨炔中苯环上的碳原子接受sp2杂化，形成碳碳三键的碳原子接受sp杂化，B错误；金刚石为共价晶体，石墨为混合型晶体，C错误；金刚石中没有自由移动的电子，不能导电，D错误。3.[2024山东]石墨与F2在450℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物（CF）x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是（B）A.与石墨相比，（CF）x导电性增加B.与石墨相比，（CF）x抗氧化性增加C.（CF）x中C—C的键长比C—F短D.1mol（CF）x中含有2xmol共价单键解析石墨导电的缘由是石墨层间有自由移动的电子，石墨层间插入F得到层状结构化合物（CF）x后，可自由移动的电子削减，导电性减弱，A错误；石墨层间插入F后形成的C—F键极短，键能极大，分子结构稳定性增加，抗氧化性增加，B正确；随原子序数递增，同周期主族元素的原子半径渐渐减小，因此（CF）x中C—C的键长比C—F长，C错误；由题图知，（CF）x中每个碳原子形成3个C—C键、1个C—F键，其中每个C—C键被2个碳原子共用，则1mol（CF）x中含有2.5xmol共价单键，D错误。4.[2024湖北]镧La和H可以形成一系列晶体材料LaHn，在储氢和超导等领域具有重要应用。LaHn属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4的结构，即得到晶体LaHx。下列说法错误的是（C）A.LaH2晶体中La的配位数为8B.晶体中H和H的最短距离：LaH2＞LaHxC.在LaHx晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼D.LaHx单位体积中含氢质量的计算式为40（4.解析以上底面的La为探讨对象，晶体中距离该La最近且相等的H原子分别位于其上方和下方，共8个，故La的配位数为8，A正确。由LaH2和LaHx的晶胞结构及题干知，H与H的最短距离：LaH2大于LaHx，B正确。在LaHx晶胞中，共有5×8＝40个H原子，将LaHx分成8个小立方体，在每个小立方体内，有5个H形成正四面体结构，则整个晶胞中40个H原子不全在闭合多面体曲面上，C错误。每个LaHx晶胞中含40个H原子，H原子密度为40（4.84×10－5.[2024全国甲]我国科学家独创了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4＋离子在晶胞中的配位数是8，晶胞参数为apm、apm、cpm，NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体密度为91×4+16×8a2c×NA×10－30g·cm－3（写出表达式）。在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1－xOy，则解析以面心上的Zr为探讨对象，依据晶胞图知，Zr4＋离子在晶胞中的配位数是8。一个晶胞中含有O的个数为8，含有Zr的个数为8×18＋6×12＝4，晶胞质量为（8×16＋4×91）/NAg，晶胞体积为a2c×10－30cm3，故该晶体的密度为91×4+16×8a2c×NA×10－30g·cm－3。该化合物中Zn显＋2价，Zr显＋4价，O显－2价，依据化合物中各元素化合价代数和为0知，2x＋4（1－6.（1）[全国Ⅱ高考]FeS2晶体的晶胞如图1所示。晶胞边长为anm，FeS2相对分子质量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为4MNAa3×1021g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于S2图1图2（2）[全国Ⅲ高考]MgO具有NaCl型结构（如图2所示），其中阴离子接受面心立方最密积累方式，X射线衍射试验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420nm，则r（O2－）为0.148nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a'＝0.448nm，则r（Mn2＋）为0.076nm。解析（1）该晶胞中Fe2＋位于棱上和体心，个数为12×14＋1＝4，S22－位于顶点和面心，个数为8×18＋6×12＝4，故晶体密度为MNA×4g（a×10－7cm）3＝4MNAa3×1021g·cm－3。依据晶胞结构，S22－所形成的正八面体的边长为该晶胞中相邻面的面心之间的连线之长，即为晶胞边长的22，故该正八面体的边长为22anm。（2）因为O2－接受面心立方最密积累方式，所以面对角线长度是O2－半径的4倍，则有[4r（O2－）]2＝2a2，解得r（O2－）＝24×0.420nm≈0.148nm；MnO也属于NaCl型结构，7.[全国Ⅲ高考]GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·cm－3，其晶胞结构如图所示。Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率4π×10－30NA解析首先用均摊法计算出1个晶胞中含有As原子