高三化学总复习练习第十二章物质结构与性质（选修3）12-41

1241[A层基础练]1．(2018·武汉模拟)下列有关晶体的说法中，不正确的是()A．晶体中一定存在化学键B．已知晶胞的组成就可推知晶体的组成C．分子晶体在晶体态或熔融态下均不导电D．原子晶体中只存在共价键，不可能存在其他类型的化学键【解析】稀有气体形成的晶体中只存在范德华力没有化学键，A错误；晶胞是描述晶体结构的基本单元，因此已知晶胞的组成就可推知晶体的组成，B正确；分子晶体在晶体态或熔融态下均不能电离出离子，不导电，C正确；原子间通过共价键形成的空间网状结构的晶体是原子晶体，因此原子晶体中只存在共价键，不可能存在其他类型的化学键，D正确。【答案】A2．(2018·邯郸模拟)关于晶体的下列说法正确的是()A．任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子B．原子晶体中只含有共价键C．原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D．离子晶体中只含有离子键，不含有共价键【解析】金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，所以有阳离子不一定有阴离子，A错误；原子晶体中原子间以共价键相结合，B正确；金属晶体有的熔点很高如钨，所以原子晶体的熔点不一定比金属晶体的高，C错误；离子晶体中也可能含有共价键，如NaOH属于离子晶体，既含有离子键，又含有共价键，D错误。【答案】B3．(2018·贵阳模拟)金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方堆积(镁型)、面心立方堆积(铜型)和体心立方堆积(钾型)，图(a)、(b)、(c)分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为()A．11∶8∶4 B．3∶2∶1C．9∶8∶4 D．21∶14∶9【解析】a中原子个数＝12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＋3＝6，b中原子个数＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，c中原子个数＝1＋8×eq\f(1,8)＝2，所以其原子个数比是6∶4∶2＝3∶2∶1。【答案】B4．(2018·仙桃模拟)下面有关晶体的叙述中，错误的是()A．白磷晶体中，分子之间通过共价键结合B．金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子C．在NaCl晶体中每个Na＋(或Cl－)周围都紧邻6个Cl－(或Na＋)D．离子晶体在熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时，化学键不被破坏【解析】A项，白磷晶体为分子晶体，分子之间通过范德华力结合，错误；B项，金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子，正确；C项，在NaCl晶体中每个Na＋(或Cl－)周围都紧邻6个Cl－(或Na＋)，正确；D项，离子晶体在熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时，分子间作用力被破坏，化学键不被破坏，正确。【答案】A5．(2018·沈阳模拟)最近科学家成功的制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限伸展结构，下列对该晶体叙述错误的是()A．该物质的化学式为CO2B．晶体的熔沸点高、硬度大C．晶体中碳原子数与C—O化学键数之比为1∶4D．该物质的性质与二氧化碳相似【解析】晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合，每个氧原子和2个碳原子以共价单键相结合，所以碳氧原子个数比＝1∶2，化学式为CO2，A正确；该化合物晶体属于原子晶体，熔沸点高，硬度大，B正确；该晶体中，每个碳原子含有4个C—O共价键，C原子与C—O化学键数目之比为1∶4，C正确；该化合物晶体属于原子晶体，二氧化碳为分子晶体，性质与二氧化碳不相似，D错误。【答案】D6．(2018·西安模拟)有下列离子晶体空间结构示意图：为阳离子，eq\a\vs4\al()为阴离子。以M代表阳离子，N代表阴离子，化学式为MN2的晶体结构为()【解析】A项，阳离子数目为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，阴离子数目为1，阳离子和阴离子的比为4∶1，化学式为M4N，错误；B项，阳离子数目为4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，阴离子数目为1，阳离子和阴离子的比为eq\f(1,2)∶1＝1∶2，化学式为MN2，正确；C项，阳离子数目为3×eq\f(1,8)＝eq\f(3,8)，阴离子数目为1，阳离子和阴离子的比为eq\f(3,8)∶1＝3∶8，化学式为M3N8，错误；D项，阳离子数目为8×eq\f(1,8)＝1，阴离子数目为1，阳离子和阴离子的比为1∶1，化学式为MN，错误。【答案】B7．(2018·佛山质检)有些食物中铁元素含量非常丰富，其中非血红素铁是其存在形式之一，主要是三价铁与蛋白质和羧酸结合成络合物。(1)Fe3＋的电子排布式为__________________。(2)配合物Fe(CO)5的配位体是________；常温下，Fe(CO)5为黄色液体，易溶于非极性溶剂，熔点为251K，沸点为376K，据此，可判断Fe(CO)5晶体属于________晶体。(填“离子”、“原子”、“分子”或“金属”)(3)金属晶体可看成金属原子在三维空间中堆积而成，单质铁中铁原子采用钾型模式堆积，原子空间利用率为68%，铁原子的配位数为________。(4)乙醛能被氧化剂氧化为乙酸，乙醛中碳原子的轨道杂化类型是____________；1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为______________。(5)FeO晶体结构如图所示，FeO晶体中Fe2＋的配位数为________。若该晶胞边长为bcm，则该晶体的密度为________g·cm－3。【解析】(1)Fe的原子序数为26，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，故Fe3＋的电子排布式为1s22s22p63s33p63d5或[Ar]3d5。(2)Fe(CO)5的配位体为CO，Fe(CO)5的熔沸点低，易溶于非极性溶剂，故其为分子晶体。(3)钾型堆积为体心立方堆积，故Fe的配位数为8。(4)CH3CHO中甲基碳原子为sp3杂化，而醛基碳原子为sp2杂化。CH3CHO的结构式为，单键为σ键，1个双键中含1个σ键、1个π键，故1molCH3CHO中含有6molσ键。(5)该晶胞中Fe2＋周围最近等距离的O2－有6个，则Fe2＋的配位数为6。该晶胞中含有4个Fe2＋、4个O2－，则晶体密度为eq\f(\f(（56＋16）×4,NA)g,（bcm）3)＝eq\f(288,b3·NA)g·cm－3。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5(2)CO分子(3)8(4)sp2、sp36×6.02×1023或6NA(5)6eq\f(288,b3NA)8．(2018·西安市第一中学高三自主命题)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种1∶1型氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素，Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28，且次外层有2个未成对电子。工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M(M可看作一种含氧酸盐)。M有显著的“压电性能”，应用于超声波的发生装置。经X射线分析，M晶体的最小重复单元为正方体(如图)，边长为4.03×10－10m，顶点位置为Z4＋所占，体心位置为Ba2＋所占，所有棱心位置为O2－所占。(1)Y在周期表中位于__________________；Z4＋的核外电子排布式为________________。(2)X的该种氢化物分子构型为________，X在该氢化物中以________方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该________(填“高于”或“低于”)X氢化物的熔点。(3)①制备M的化学方程式是___________________________________________________________________________________________________________________。②在M晶体中，若将Z4＋置于正方体的体心，Ba2＋置于正方体的顶点，则O2－处于正方体的________。③在M晶体中，Z4＋的氧配位数为________。④已知O2－半径为1.40×10－10m，则Z4＋半径为________m。【解析】(1)根据元素信息可判断X为C，Z为Ti，所以Y为Ca。(2)HCCH的分子构型为直线形，C原子的杂化形式为sp。(3)①在M中，O2－：12×eq\f(1,4)＝3，Ti4＋：8×eq\f(1,8)＝1，Ba2＋：1，所以M的化学式为BaTiO3。②Ti4＋在体心有1个，Ba2＋在顶点有1个。根据其化学式O2－应在面心(3个)。④设Ti4＋半径为r，则2r＋2×1.40×10－10m＝4.03×10－10m，r＝6.15×10－11m。【答案】(1)第四周期第ⅡA族1s22s22p63s23p6(2)直线形sp高于(3)①TiO2＋BaCO3(熔融)BaTiO3＋CO2↑②面心③6④6.15×10－11[B层提升练]9．(2018·信阳模拟)已知CsCl晶体的密度为ρg·cm－3，NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个Cs＋的核间距为acm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为()A．NA·a3·ρ B.eq\f(NA·a3·ρ,6)C.eq\f(NA·a3·ρ,4) D.eq\f(NA·a3·ρ,8)【解析】该立方体中含1个Cl－，Cs＋个数＝8×eq\f(1,8)＝1，根据ρV＝eq\f(M,NA)知，M＝ρVNA＝ρa3NA摩尔质量在数值上等于其相对分子质量，所以其相对分子质量是ρa3NA。【答案】A10．(2018·吉林扶余一中月考)有以下六种元素：A是宇宙中最轻的元素。D原子核外有1个未成对电子，D＋比E原子少一个电子层，E原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道呈全充满状态。G原子的2p轨道有2个未成对电子，M的最高化合价和最低化合价的代数和为4，与G的原子序数差8。L位于元素周期表第四周期、第12纵行且是六种元素中原子序数最大的。R是由M、L形成的化合物，其晶胞结构如图所示：请回答下列问题：(1)E元素的电负性________M元素的电负性(填“>”“<”或“＝”)。(2)G的第一电离能比它同周期前一族相邻元素的第一电离能________(填“大”或“小”)。(3)M2E2广泛用于橡胶工业，在该化合物分子中，所有原子最外层均满足8电子稳定结构。则在M2E2分子中M原子的杂化类型是________，M2E2是________(填“极性”或“非极性”)分子。(4)基态L原子的外围电子排布式为________，该元素位于元素周期表中的________族。(5)R的化学式为________，属于________晶体。已知R晶体的密度为ρg·cm－3，则该晶胞的边长a＝________cm(阿伏加德罗常数用NA表示)。【解析】由题意可知，A、D、E、G、M、L分别为H、Na、Cl、O、S、Zn元素。(1)E是Cl元素，M是S元素，元素的非金属性越强，其电负性越强，所以电负性：Cl>S，即E>M。(2)同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势。但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于其同周期相邻元素，G为O元素，位于第ⅥA族，所以G的第一电离能比它同周期前一族相邻元素的第一电离能小。(3)S2Cl2分子中，所有原子最外层均满足8电子稳定结构。则该分子结构式为Cl—S—S—Cl，根据其结构式知，每个S原子价层电子对个数都是4，则S原子采用sp3杂化。S2Cl2是展开书页形结构，Cl—S位于两个书页面内，该物质结构不对称，正、负电荷中心不重合，为极性分子。(4)L为Zn元素，L的价电子排布式为3d104s2，该元素位于元素周期表中第ⅡB族。(5)R的化学式为ZnS，该物质是由阴、阳离子构成的，属于离子晶体；该晶胞属于面心立方结构，晶胞的边长＝eq\r(3,\f(m,ρ))cm＝eq\r(3,\f(4×（65＋32）,\f(NA,ρ)))cm＝eq\r(3,\f(388,ρNA))cm。【答案】(1)＞(2)小(3)sp3杂化极性(4)3d104s2第ⅡB(5)ZnS离子eq\r(3,\f(388,ρNA))[C层真题练]11．(2017·课标Ⅰ理综，35，15分)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：(1)元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为________nm(填标号)。A．404.4 B．553.5C．589.2 D．670.8E．766.5(2)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是________________________________________________________________________。(3)X­射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在Ieq\o\al(＋,3)离子。Ieq\o\al(＋,3)离子的几何构型为________，中心原子的杂化形式为________。(4)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a＝0.446nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为________nm，与K紧邻的O个数为________。(5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于________位置，O处于________位置。【解析】(1)元素K的焰色反应呈紫红色，紫色对应的辐射波长介于380～440nm之间，只有404.4nm符合要求，故A正确。(2)基态K原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，故核外电子占据的最高能层符号为N，占据该能层电子的原子轨道为4s轨道，电子云轮廓形状为球形。K和Cr都是金属晶体，其熔点、沸点与金属键的强弱有关，K和Cr处于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但K的原子半径比Cr大，且K的价电子数比Cr少，则K的金属键比Cr弱，因此K的熔点、沸点比Cr低。(3)Ieq\o\al(＋,3)的中心I原子形成2个I—I键，孤电子对数eq\f(1,2)×(7－1－2×1)＝2，即中心I原子形成2个σ键，还有2对孤电子对，故中心I原子采取sp3杂化，Ieq\o\al(＋,3)的几何构型为V形。(4)分析KIO3晶胞结构可知，K与O间的最短距离是晶胞面对角线的eq\f(1,2)，即为eq\f(\r(2),2)×0.446nm≈0.315nm。与K原子紧邻的O个数为12。(5)根据KIO3的化学式及晶胞结构推知，I原子位于晶胞顶角时，K原子处于体心，O原子处于棱心。【答案】(1)A(2)N球形K原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱(3)V形sp3(4)0.31512(5)体心棱心12．(2016·海南高考)M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：(1)单质M的晶体类型为________，晶体中原子间通过________作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为________。(2)元素Y基态原子的核外电子排布式为________，其同周期元素中，第一电离能最大的是________(写元素符号)。元素Y的含氧酸中，酸性最强的是________(写化学式)，该酸根离子的立体构型为________。(3)M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。①该化合物的化学式为________，已知晶胞参数a＝0.542nm，此晶体的密度为________g·cm－3。(写出计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA)②该化合物