2024年高中化学新教材同步讲义选择性必修第二册 第3章　阶段重点突破练(四)（含解析）

阶段重点突破练(四)一、晶体类型与结构1．经X射线研究证明：PCl5在固体状态时，由空间结构分别是正四面体和正八面体的两种离子构成，下列关于PCl5的推断正确的是()A．PCl5固体是分子晶体B．PCl5晶体具有良好的导电性C．PCl5晶体由[PCl4]＋和[PCl6]－构成，其离子数目之比为1∶1D．PCl5晶体由[PCl3]2＋和[PCl7]2－构成，其离子数目之比为1∶1答案C解析根据题意知，PCl5固体由两种离子构成，PCl5固体属于离子晶体，A项错误；PCl5晶体属于离子晶体，离子晶体中阴、阳离子不能自由移动，故PCl5晶体没有良好的导电性，B项错误；两种离子分别是正四面体和正八面体，正四面体的粒子为AB4型，正八面体的粒子为AB6型，根据PCl5的化学式，正四面体形的粒子为[PCl4]＋，正八面体形的粒子为[PCl6]－，且两种离子数目之比为1∶1，C项正确、D项错误。2.锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断不正确的是()A．氧化锌的熔点高于硫化锌B．该晶胞中Zn2＋和S2－数目相等C．晶胞中Zn2＋周围距离相等且最近的S2－共有4个D．该晶体属于分子晶体答案D解析氧化锌和硫化锌中阴、阳离子所带电荷数相等，但氧离子半径小于硫离子，因此氧化锌的熔点高于硫化锌，A正确；该晶胞中，Zn2＋个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，S2－个数为4，Zn2＋和S2－数目相等，B正确。3．钠的一种氧化物的晶胞如图(“”或“”均表示一个简单离子)。下列说法正确的是()A．该氧化物的化学式为Na2O2B．晶胞中连接“”与“”的线段表示共价键C．该晶体中“”与“”的核外电子排布相同D．晶胞中与“”最近且等距的“”的数目为4答案C解析由题图分析知该氧化物为氧化钠，A错误；氧化钠为离子化合物且只含有离子键，即线段表示离子键，B错误；钠离子和氧离子核外电子数均为10，最外层电子数均为8，核外电子排布相同，C正确；由晶胞图知，晶胞中与氧离子最近且等距离的钠离子数目为8，D错误。4.2017年中外科学家团队共同合成了T-碳。T-碳的结构是将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元取代，形成碳的一种新型三维立方晶体结构，如图所示(图中的表示碳形成的正四面体结构)。已知T-碳晶胞参数为apm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法错误的是()A．每个T-碳晶胞中含32个碳原子B．T-碳中C—C的最小夹角约为109°28′C．T-碳属于共价晶体D．T-碳的密度为eq\f(12×32,NA×a×10－103)g·cm－3答案B解析1个金刚石晶胞中，含有碳原子的数目为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8，将每个C原子换成一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元，则1个T-碳晶胞中含有的碳原子数目为8×4＝32，故A正确；T-碳中C—C的最小夹角为60°，故B错误；T-碳中碳原子间以共价键结合成空间网状结构，属于共价晶体，故C正确；1个T-碳晶胞中含有碳原子的数目为32，则该晶体的密度为eq\f(12×32,NA×a×10－103)g·cm－3，D正确。5．(2022·福州高二期中)铁与镁组成的储氢合金的立方晶胞结构如图所示。铁原子位于顶角和面心的位置，镁原子位于将晶胞平分为8个立方单位的体心位置。下列说法正确的是()A．Fe原子的配位数为4B．a位置原子的分数坐标为(eq\f(1,4)，eq\f(3,4)，eq\f(3,4))C．Fe原子与Mg原子间最短距离为eq\f(\r(3),2)bnmD．晶体储氢时，H2在晶胞的体心和棱的中心位置。若储氢后化学式为FeMg2H，则储氢率为100%答案B解析由晶胞结构可知，位于顶角的铁原子与位于体对角线上镁原子的距离最近，则铁原子的配位数为8，故A错误；由晶胞结构可知，位于顶角的铁原子与镁原子的最短距离为体对角线的eq\f(1,4)，则铁原子与镁原子间最短距离为eq\f(\r(3),4)bnm，故C错误；由晶胞结构可知，晶胞中位于顶角和面心的铁原子个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，位于体内的镁原子个数为8，位于体心和棱的中心位置的氢分子个数为12×eq\f(1,4)＋1＝4，储氢后的化学式为FeMg2H2，故D错误。6．(2021·湖北，10)某立方晶系的锑钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a为该合金的晶胞结构图，图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是()A．该晶胞的体积为a3×10－36cm3B．K和Sb原子个数之比为3∶1C．与Sb最邻近的K原子数为4D．K和Sb之间的最短距离为eq\f(1,2)apm答案B解析该晶胞的边长为a×10－10cm，故晶胞的体积为(a×10－10cm)3＝a3×10－30cm3，A项错误；该晶胞中K的个数为12×eq\f(1,4)＋9＝12，Sb的个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，故K和Sb原子个数之比为3∶1，B项正确；以面心处Sb为研究对象，与Sb最邻近的K原子数为8，C项错误；K和Sb的最短距离为晶胞体对角线长度的eq\f(1,4)，即eq\f(\r(3),4)apm，D项错误。二、晶体类型与性质7．具有下列性质的物质可能属于离子晶体的是()A．熔点113℃，能溶于CS2B．熔点44℃，液态不导电C．熔点1124℃，易溶于水D．熔点180℃，固态能导电答案C解析熔点低，能溶于CS2，液态不导电，这是分子晶体的性质，故A、B错误；熔点较高，多数离子晶体易溶于水，此性质为离子晶体的性质，故C正确；离子晶体在固态时不导电，故D错误。8．A～I是几种常见的单质，它们的沸点如图所示。下列推断正确的是()A．D可能为共价晶体，H可能为分子晶体B．G可能为离子晶体，A可能为分子晶体C．G、H一定是分子晶体，E、F一定是金属晶体D．D可能为共价晶体，B一定是离子晶体答案A解析D的沸点很高，可能为共价晶体或金属晶体，H的沸点低，且常温下为气体，可能为分子晶体，A项正确；G的沸点低，且常温下为气体，G不可能为离子晶体，A的沸点为1000℃左右，不可能是分子晶体，B项错误；G、H的沸点低，可能是分子晶体，E、F可能是离子晶体或金属晶体，C项错误；D可能为共价晶体或金属晶体，B可能是离子晶体或金属晶体，D项错误。9．(1)在①CO2、②NaCl、③Na、④Si、⑤CS2、⑥金刚石、⑦(NH4)2SO4、⑧乙醇中，由极性键形成的非极性分子有______(填序号，下同)，含有金属离子的物质是______，分子间可形成氢键的物质是______，属于离子晶体的是________，属于共价晶体的是________。(2)图中A～D是中学化学教科书上常见的几种晶体结构模型，请填写相应物质的名称：A.______________；B.______________；C.______________；D.____________。答案(1)①⑤②③⑧②⑦④⑥(2)氯化铯氯化钠二氧化硅金刚石(或晶体硅)解析(1)①CO2、⑤CS2中只含有极性键，分子都是直线形分子，正、负电荷中心重合，属于非极性分子；②NaCl由钠离子和氯离子构成；③Na由钠离子和自由电子构成，都含有金属离子，⑧乙醇中羟基氢与其他羟基上的氧原子能形成氢键；⑦(NH4)2SO4由铵根离子和硫酸根离子构成，属于离子化合物；离子化合物在固态时均为离子晶体；④Si、⑥金刚石都是由原子构成的共价晶体。三、晶体结构分析综合10．[2019·全国卷Ⅰ，35(4)]图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x＝________pm，Mg原子之间最短距离y＝________pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是________g·cm－3(列出计算表达式)。答案eq\f(\r(2),4)aeq\f(\r(3),4)aeq\f(8×24＋16×64,NAa3×10－30)解析观察图(a)和图(b)知，4个铜原子相切并与面对角线平行，有(4x)2＝2a2pm，x＝eq\f(\r(2),4)apm。镁原子堆积方式类似金刚石，有y＝eq\f(\r(3),4)apm。已知1cm＝1010pm，晶胞体积为(a×10－10)3cm3，代入密度公式计算即可。11．我国科学家成功合成了甲基胺离子导向的钙钛矿类杂化材料(CH3NH3)PbI3，该物质因具有较高的光电转换效率而在太阳能电池领域具有重要的应用价值。回答下列问题：(1)C、N基态原子中，第一电离能较大的是________。(2)CH3NHeq\o\al(＋,3)的电子式为________，C、N原子的杂化轨道类型分别为________、________；CH3NHeq\o\al(＋,3)中存在________(填字母)。a．σ键b．π键c．极性键d．氢键已知甲基的供电子能力强于氢原子，则CH3NH2、(CH3)2NH中接受质子能力较强的是_______________________________________________________________________________。(3)(CH3NH3)PbI3的立方晶格结构如图所示，其中B代表Pb2＋，则________(填字母)代表I－，每个晶胞中含有I－的数目为________。原子分数坐标可用于表示晶胞内部各原子的相对位置。其中，原子分数坐标A为(0,0,0)，B为(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))，则C的原子分数坐标为________。已知(CH3NH3)PbI3的晶胞参数为apm，晶体密度为ρg·cm－3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则(CH3NH3)PbI3的摩尔质量为__________g·mol－1(用代数式表示)。答案(1)N(2)sp3sp3ac(CH3)2NH(3)C3eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))ρa3NA×10－30解析(1)C、N均属于第二周期元素，同周期主族元素，随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，则N的第一电离能强于C。(2)CH3NHeq\o\al(＋,3)的电子式为，C原子形成4个σ键，则杂化轨道类型为sp