2023届新高考化学选考一轮总复习训练-第18讲　晶体结构与性质

第18讲晶体结构与性质课时训练选题表知识点题号物质的聚集状态与晶胞3,4,9晶体的组成与性质1,2,5,6,7,8综合10,11,121.下列关于晶体的说法中错误的是(D)A.H2O和PH3化学键类型和晶体类型均相同B.构成共价晶体的原子,其原子半径越小,晶体的熔、沸点越高C.金属晶体中一定含有金属键,金属键没有方向性和饱和性D.具有正四面体结构的晶体,可能是共价晶体或分子晶体,其键角都是109°28′解析:A.H2O和PH3中都只含极性共价键,都属于分子晶体,正确;B.构成共价晶体的原子,原子半径越小,共价键的键长越短、键能越大,晶体的熔、沸点越高,正确;C.金属中的“自由电子”与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用是金属键,所以金属晶体中一定含有金属键,金属键没有方向性和饱和性,正确;D.具有正四面体结构的晶体可能是共价晶体(如金刚石等)或分子晶体(如甲烷、白磷等),有中心原子的正四面体结构分子中,键角为109°28′,如甲烷,无中心原子的正四面体结构分子中,键角为60°,如白磷,错误。2.下列说法正确的是(D)A.水的沸点较高是因为水分子间存在较强的化学键B.离子晶体中可能存在共价键,而分子晶体中一定存在共价键C.CO2与SiO2均为共价化合物,其固体熔化时,均破坏了分子间作用力D.某物质熔点1067℃,易溶于水,其水溶液和熔融态均能导电,其晶体一定为离子晶体解析:A.水的沸点较高是因为水分子间存在较强的氢键,错误;B.离子晶体中可能存在共价键,如氢氧化钠,而分子晶体中不一定存在共价键,如稀有气体,是单原子分子,没有化学键,错误;C.CO2与SiO2均为共价化合物,但CO2是分子晶体,其固体熔化时,破坏了分子间作用力,SiO2是共价晶体,其固体熔化时,破坏共价键,错误;D.离子晶体的熔、沸点较高,一般在几百至1000℃左右,某物质熔点1067℃,易溶于水,其水溶液和熔融态均能导电的是离子化合物,其晶体一定为离子晶体,正确。3.云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,也可用于制造仿银饰品。镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(B)A.晶胞中铜原子与镍原子的个数比为3∶1B.铜镍合金是含有金属键的化合物C.Ni原子核外有2个未成对电子D.镍白铜晶体具有较大的硬度解析:A.晶胞中Cu处于面心,Ni处于顶点,Cu原子数目为6×12=3、Ni原子数目为8×18=1,则晶胞中Cu与Ni原子数目之比为3∶1,正确;B.合金是两种或两种以上的金属,或者金属与非金属熔合而成的混合物,不是化合物,错误;C.Ni的原子序数为28,根据构造原理,电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s4.关于下列晶胞,说法错误的是(D)A.金属晶体钠的晶胞结构如图丁所示,晶体中Na的配位数为8B.分子晶体CO2的晶胞结构如图乙所示,该晶胞中含有4个CO2C.共价晶体金刚石的晶胞结构如图丙所示,该晶胞中含有8个CD.离子晶体NaCl的晶胞结构如图甲所示,晶体中Cl-周围距离最近的Cl-个数为6解析:A.图丁为金属晶体钠的晶胞结构,根据配位数的定义,以体心上的Na原子为例判断Na原子配位数为8,正确;B.图乙为分子晶体CO2的晶胞结构,该晶胞中含有CO2分子个数为8×18+6×12=4,正确;C.该晶胞中8个碳原子位于顶点上,6个碳原子位于面心上,内部有4个碳原子,该晶胞中含有碳原子个数为8×18+6×12+4=8,正确;D.以晶胞体心上的氯离子为例,晶体中Cl5.下列说法不正确的是(D)A.离子晶体在受热熔化过程中离子键发生断裂B.共价晶体的原子间只存在共价键,而分子晶体的分子间除存在范德华力外,还有可能存在氢键C.区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验D.非金属元素的原子间只形成共价键,金属元素的原子和非金属元素的原子间只形成离子键解析:铵盐是非金属元素组成的化合物,属于离子化合物,氯化铝是金属元素与非金属元素组成的共价化合物,故D错误。6.根据下表给出的几种物质的熔点、沸点数据,判断下列有关说法中错误的是(D)晶体NaClKClAlCl3SiCl4单质B熔点/℃810776190-682300沸点/℃14651418180572500A.SiCl4是分子晶体B.单质B可能是共价晶体C.AlCl3加热能升华D.NaCl中化学键的强度比KCl中的小解析:A.根据题给数据,SiCl4熔点低,属于分子晶体,正确;B.根据题给数据,单质B熔、沸点很高,可能是共价晶体,正确;C.AlCl3沸点低于熔点,加热时先达到沸点,所以,AlCl3加热能升华,正确;D.NaCl和KCl都是离子晶体,化学键均为离子键,由于半径r(Na+)<r(K+),所以NaCl中离子键的强度比KCl中的大,错误。7.如图为冰晶体的结构模型,大球代表O原子,小球代表H原子,下列有关说法正确的是(A)A.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体B.冰晶体具有空间网状结构,是共价晶体C.水分子间通过H—O形成冰晶体D.冰晶体熔化时,水分子之间的空隙增大解析:A.根据图示,每个水分子都可以与另外四个水分子形成氢键,氢键具有方向性,水分子中的O原子采用sp3杂化,所以每个水分子与另外四个水分子形成四面体,正确;B.冰晶体虽然具有空间网状结构,但分子之间是氢键,不是共价键,所以是分子晶体,错误;C.水分子之间是通过氢键作用形成冰晶体,错误;D.由于氢键有方向性,导致分子之间的空隙增大,当晶体熔化时,氢键被破坏,水分子之间的空隙减小,错误。8.石墨烯是一种由碳原子形成的六角型蜂巢状的二维碳纳米材料,石墨烯一层层叠起来就是石墨。以石墨材料为主要成分非常疏松的泡沫陶瓷用作航天飞机表层的防热瓦。下列关于石墨和石墨烯的说法错误的是(C)A.石墨烯与石墨互为同素异形体B.石墨烯能导电,其中的碳原子间是以共价键相结合C.石墨中碳碳键之间的夹角为109°28′D.石墨成为航天飞机防热瓦的泡沫陶瓷主要成分的一个主要原因是石墨熔点很高解析:A.石墨烯是单层石墨,石墨烯和石墨都是碳原子形成的不同单质,两者互为同素异形体,正确;B.石墨烯中每个碳原子形成3个共价键,每个碳原子上还含有1个孤电子,该电子可在电流作用下发生定向移动,因此石墨烯能导电,正确;C.石墨是多层石墨烯叠加,层与层之间无化学键,碳碳键之间的夹角为120°,错误;D.石墨中原子依靠共价键连接,碳碳共价键强度较高难以断裂,使得石墨熔点很高,可用于航天飞机防热瓦的泡沫陶瓷,正确。9.一种铁的氧化物晶体的晶胞如图所示,下列说法正确的是(D)A.该晶体是具有磁性的黑色晶体,俗称磁性氧化铁B.该物质不稳定,在空气中受热迅速被氧化为Fe2O3C.与O2-紧邻且等距离的O2-数目为4D.一个该晶胞中所含离子总数为8解析:A.一个晶胞中O原子的个数为12×14+1=4,Fe原子的个数为8×18+6×12=4,化学式为FeO,磁性氧化铁为Fe3O4,错误;B.FeO不稳定,在空气中受热迅速被氧化为Fe3O4,错误;C.与O2-10.镍能形成多种不同的化合物。图1是镍的一种配合物的结构,图2是一种镍的氧化物的晶胞(图中白球为氧)。判断下列说法正确的是(D)A.图1分子中存在的化学键有共价键、配位键、氢键B.图1中C、N、O的第一电离能C>N>OC.图2中离镍原子最近的镍原子数共为8个D.图2可能表示的是氧化镍(NiO)的晶胞解析:A.氢键不是化学键,故图1分子中存在的化学键有共价键、配位键,错误;B.根据同一周期元素,第一电离能从左往右呈增大趋势,其中第ⅡA族与第ⅢA族、第ⅤA族与第ⅥA族反常,故图1中C、N、O的第一电离能N>O>C,错误;C.根据图2所示晶胞图可知,晶胞中离镍原子最近的镍原子数共为12个,错误;D.图2中一个晶胞含有的O原子数为8×18+6×12=4,一个晶胞含有的Ni原子个数为12×11.钙可形成多种化合物,有广泛的应用。Ⅰ.(2020·全国Ⅱ卷节选)(1)CaTiO3的晶胞如图(a)所示,其组成元素的电负性大小顺序是;金属离子与氧离子间的作用力为,Ca2+的配位数是。

(2)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、I-和有机碱离子CH3NH3+,其晶胞如图(b)所示。其中Pb2+与图(a)中的空间位置相同,有机碱CH3NH3+中,N原子的杂化轨道类型是;若晶胞参数为anm,则晶体密度为g(3)Ti的四卤化物熔点如表所示,TiF4熔点高于其他三种卤化物,自TiCl4至TiI4熔点依次升高,原因是

。

化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点/℃377-24.1238.3155Ⅱ.人工结晶萤石是制造镜头所用低色散光学元件的材料之一,萤石(CaF2)的晶胞如图(c)所示。(1)白球的代表粒子为。

(2)Ca2+和F-的配位数分别为、。

(3)晶体中F-配位的Ca2+形成的空间结构为形;Ca2+配位的F-形成的空间结构为形。

解析:Ⅰ.(1)O为非金属元素,其电负性在三种元素中最大,Ca和Ti同为第四周期元素,金属性Ca大于Ti,故电负性大小顺序为O>Ti>Ca;金属阳离子与O2-之间形成离子键;图(a)晶胞中Ca2+位于体心,O2-位于棱上,12条棱上每条棱上均有一个O2-,Ca2+的配位数为12。(2)由图(a)和图(b)可以看出Pb2+与Ti4+空间位置相同;CH3NH3+中N原子与2个H原子、1个C原子形成三个共价键,与H+形成一个配位键,故N原子的杂化轨道类型为sp3;利用均摊法可知图(b)晶胞中I-个数是6×12=3,CH3NH3+个数是8×18=1,Pb2+个数为1,晶胞体积为(a×10-7cm)3,则晶胞密度ρ=mV=620a3×NA×1021g·cm-3。(3)TiF4为离子化合物,熔点高,TiCl4、TiBr4、TiI4为共价化合物,TiCl4、TiBrⅡ.萤石的化学式为CaF2,即晶胞中钙离子与氟离子个数比为1∶2,从晶胞示意图看,每个晶胞中实际占有黑球的个数为8×18+6×12=4,晶胞中实际占有白球的个数为8,据此可知黑球代表Ca2+,白球代表F-。将该面心立方晶胞分割成8个小立方体,每个小立方体的4个顶点上是Ca2+,体心是F-,先选取1个顶点(Ca2+)作为考查对象,经过该顶点的小立方体有8个,即与该顶点的Ca2+距离相等且最近的F-共有8个,所以Ca答案:Ⅰ.(1)O>Ti>Ca离子键12(2)Ti4+sp3620a3×(3)TiF4为离子化合物,熔点高,其他三种均为共价化合物,随相对分子质量的增大分子间作用力增大,熔点逐渐升高Ⅱ.(1)F-(2)84(3)正四面体立方体12.铁、钴、镍并称铁系元素,性质具有相似性。(1)铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液可以检验Fe2+。设NA为阿伏加德罗常数的值,1molCN-中含有π键的数目为,铁氰化钾晶体中各种微粒间的相互作用不包括(填字母)。

a.离子键b.共价键c.配位键d.金属键e.氢键f.范德华力(2)纳米结构氧化钴可在室温下将甲醛(HCHO)完全催化氧化。甲醛分子的空间结构为,碳原子的杂化类型为。CoCl2的熔点为86℃,易溶于水,则CoCl2是晶体。

(3)据报道,只含镁、镍和碳三种元素的晶体具有超导性。该晶体的晶胞结构如图所示,试写出该晶体的化学式:。晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有个