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2019-2020年高考化學(xué)專題復(fù)習(xí)導(dǎo)練測 第十二章 第三講 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
一、選擇題
1．下列性質(zhì)中，可以較充分說明某晶體是離子晶體的是( )
A．具有較高的熔點
B．固態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電
C．可溶于水
D．固態(tài)不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)能導(dǎo)電
解析 A選項，原子晶體熔點也較高；B選項，有些分子晶體，如HCl的水溶液也能導(dǎo)電；C選項，有些分子晶體也溶于水；D選項，分子晶體在液態(tài)時不導(dǎo)電，離子晶體在熔融時可導(dǎo)電。
答案 D
2．下列關(guān)于晶體的說法，一定正確的是 ( )。
CaTiO3的晶體結(jié)構(gòu)模型(圖中Ca2＋、O2－、
Ti4＋分別位于立方體的體心、面心和頂角)
A．分子晶體中都存在共價鍵
B．如上圖，CaTiO3晶體中每個Ti4＋和12個O2－相緊鄰
C．SiO2晶體中每個硅原子與兩個氧原子以共價鍵相結(jié)合
D．金屬晶體的熔點都比分子晶體的熔點高
解析 稀有氣體為單原子分子，晶體中不存在共價鍵。據(jù)圖可知CaTiO3晶體中，Ti4＋位于晶胞的頂角，O2－位于晶胞的面心，故Ti4＋的O2－配位數(shù)為12。SiO2晶體中每個硅原子與四個氧原子相連。汞常溫下為液態(tài)，其熔點比一般分子晶體還低。
答案 B
3．下面的排序不正確的是 ( )。
A．晶體熔點的高低：>
B．硬度由大到?。航饎偸?碳化硅>晶體硅
C．熔點由高到低：Na>Mg>Al
D．晶格能由大到?。篘aF>NaCl>NaBr>NaI
解析 A項形成分子間氫鍵的熔、沸點要大于形成分子內(nèi)氫鍵的物質(zhì)，正確；B項均為原子晶體，原子半徑越小，鍵長越短共價鍵越牢固，硬度越大，鍵長有：C—C
Mg>Na，C不正確；晶格能越大，則離子鍵越強(qiáng)，離子所帶電荷相同時離子鍵的強(qiáng)弱與離子半徑有關(guān)，半徑越小，則離子鍵越強(qiáng)，D項正確。
答案 C
4．現(xiàn)有四種晶體的晶胞，其離子排列方式如下圖所示，其中化學(xué)式不屬M(fèi)N型的是 ( )。
解析 由均攤法可得A、C、D晶胞的M與N的個數(shù)比為1∶1，而B晶胞中M與N的個數(shù)比為1∶3，故B項不屬于MN型。
答案 B
5．鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好，介電常數(shù)高，在小型變壓器、話筒和擴(kuò)音器中都有應(yīng)用。鈦酸鋇晶體的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，它的化學(xué)式是 ( )。
A．BaTi8O12 B．BaTi4O6
C．BaTi2O4 D．BaTiO3
解析 由晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，Ba在立方體的中心，完全屬于該晶胞；Ti處于立方體的8個頂點，每個Ti有屬于該晶胞；O處于立方體的12條棱的中點，每個O有屬于該晶胞。即晶體中N(Ba)∶N(Ti)∶N(O)＝1∶∶＝1∶1∶3。
答案 D
6．下列現(xiàn)象與氫鍵有關(guān)的是( )
①NH3的熔、沸點比ⅤA族其他元素氫化物的高 ②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶 ③冰的密度比液態(tài)水的密度小?、苣蛩氐娜邸⒎悬c比醋酸的高?、萼徚u基苯甲酸的熔、沸點比對羥基苯甲酸的低?、匏肿痈邷叵潞芊€(wěn)定
A．①②③④⑤⑥ B．①②③④⑤
C．①②③④ D．①②③
解析：水分子高溫下很穩(wěn)定是因為分子中O—H鍵的鍵能大。
答案：B
7．已知NaCl的摩爾質(zhì)量為58.5 gmol－1，其晶體密度為d gcm－3，若圖中鈉離子與最接近的氯離子的核間距離為a cm，那么阿伏加德羅常數(shù)的值可表示為 ( )。
A．117a3d B．58.5/(2a3d)
C．234/(a3d) D．58.5/(4a3d)
解析 a3dNA＝58.5，NA＝。
答案 B
二、非選擇題
8．已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)A＜B＜C＜D＜E＜F。其中A原子核外有三個未成對電子；化合物B2E為離子晶體，E原子核外的M層中只有兩對成對電子；C元素是地殼中含量最高的金屬元素；D單質(zhì)的晶體類型在同周期的單質(zhì)中沒有相同的；F原子最外層電子數(shù)與B的相同，其余各層均充滿電子。請根據(jù)以上信息，回答下列問題(答題時，A、B、C、D、E、F用所對應(yīng)的元素符號表示)：
(1)A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序為________(用元素符號表示)。
(2)B的氯化物的熔點比D的氯化物的熔點________(填“高”或“低”)，理由是____________________。
(3)A的氫化物分子中的中心原子采取________雜化，E的低價氧化物分子的空間構(gòu)型是________。
(4)F的核外電子排布式是________，F(xiàn)的高價離子與A的簡單氫化物形成的配離子的化學(xué)式為____________。
(5)A、F形成某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(其中A顯－3價)，則其化學(xué)式為________(每個球均表示1個原子)。
(6)A、C形成的化合物具有高沸點和高硬度，是一種新型無機(jī)非金屬材料，則其化學(xué)式為________，其晶體中所含的化學(xué)鍵類型為________。
解析 本題的突破口為E原子核外的M層只有兩對成對電子，則E是硫，再結(jié)合題意可知B是Na；A原子核外有三個未成對電子，則為第2周期ⅤA族的氮元素；鋁是地殼中含量最多的金屬元素，則C為Al；在第3周期單質(zhì)形成的晶體中硅的晶體類型與其他的均不相同，則D為Si；F原子的最外層電子數(shù)也是一個，則為第4周期ⅠA族或ⅠB族，但是因內(nèi)層均已充滿電子，故為銅。
答案 (1)Na＜Al＜Si＜N (2)高 NaCl為離子晶體，而SiCl4為分子晶體 (3)sp3 V形 (4)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 [Cu(NH3)4]2＋ (5)Cu3N (6)AlN 共價鍵
9．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素。
(1)請寫出元素d的基態(tài)原子電子排布式________________________________________________________________________。
(2)b元素的氧化物中b與氧元素之間的共價鍵類型是________。其中b原子的雜化方式是________。
(3)a單質(zhì)晶體中原子的堆積方式如下圖甲所示，其晶胞特征如下圖乙所示，原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如下圖丙所示。
若已知a的原子半徑為d，NA代表阿伏加德羅常數(shù)，a的相對原子質(zhì)量為Mr，則一個晶胞中a原子的數(shù)目為________，該晶體的密度為________(用字母表示)。
解析 (1)根據(jù)洪特規(guī)則的特例，d軌道半充滿時更穩(wěn)定，其Cr原子電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2。
(2)SiO2硅氧之間的共價鍵是“頭對頭”的方式，所以是σ鍵，其中Si的雜化方式是sp3雜化。
(3)由分?jǐn)偡ㄓ嬎悖?＋6＝4；該晶胞的質(zhì)量m＝4，該晶胞的體積V＝3＝16d3，晶胞密度ρ＝＝。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 (2)σ鍵或極性共價鍵 sp3雜化 (3)4
10．金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛。請回答下列問題：
(1)Ni原子的核外電子排布式為_____________________________；
(2)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為69 pm和78 pm，則熔點NiO________FeO(填“<”或“>”)；
(3)NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為________、________；
(4)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。該合金的化學(xué)式為________。
解析 (1)核外電子排布式與價電子排布式要區(qū)別開。
(2)NiO、FeO都屬于離子晶體，熔點高低受離子鍵強(qiáng)弱影響，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔點越高。(3)因為NiO晶體結(jié)構(gòu)類型與NaCl相同，而NaCl晶體中Na＋、Cl－的配位數(shù)都是6，所以，NiO晶體Ni2＋、O2－的配位數(shù)也是6。(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可計算，一個合金晶胞中，La：8＝1，Ni：1＋8＝5。所以該合金的化學(xué)式為LaNi5。
答案 (1)[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2
(2)> (3)6 6 (4)LaNi5
11．可以由下列反應(yīng)合成三聚氰胺：CaO＋3CCaC2＋CO↑，CaC2＋N2CaCN2＋C，CaCN2＋2H2O===NH2CN＋Ca(OH)2，NH2CN與水反應(yīng)生成尿素[CO(NH2)2]，尿素合成三聚氰胺。
(1)寫出與Ca在同一周期且最外層電子數(shù)相同、內(nèi)層排滿電子的基態(tài)原子的電子排布式：_____________________________________________。
CaCN2中陰離子為CN，與CN互為等電子體的分子有N2O和________(填化學(xué)式)，由此可以推知CN的空間構(gòu)型為________。
(2)尿素分子中C原子采取________雜化。尿素分子的結(jié)構(gòu)簡式是________。
(3)三聚氰胺()俗稱“蛋白精”。動物攝入三聚氰胺和三聚氰酸()后，三聚氰酸與三聚氰胺分子相互之間通過________結(jié)合，在腎臟內(nèi)易形成結(jié)石。
(4)CaO晶胞如圖所示，CaO晶體中Ca2＋的配位數(shù)為________。CaO晶體和NaCl晶體的晶格能分別為：CaO 3 401 kJmol－1、NaCl 786 kJmol－1。導(dǎo)致兩者晶格能差異的主要原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析 (1)Ca的最外層是2個電子，與它同一周期的元素在第四周期，內(nèi)層排滿電子則K到M層分別為2、8、18個電子，則它的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2；與CN互為等電子體，必須符合原子數(shù)相等，價電子總數(shù)相等，故可以是CO2，因為CO2是直線形分子，則CN的空間構(gòu)型是直線形。(2)尿素分子的結(jié)構(gòu)簡式為，分子中的C原子采用sp2雜化方式，碳氧之間的共價鍵有1個σ鍵、1個π鍵。(3)三聚氰酸與三聚氰胺分子之間通過分子間氫鍵相互結(jié)合而形成結(jié)石。(4)由晶胞圖可看出，1個Ca2＋周圍有6個O2－，則晶體中Ca2＋的配位數(shù)為6；CaO晶體的晶格能遠(yuǎn)大于NaCl晶體的晶格能的原因是CaO晶體中Ca2＋、O2－的帶電量大于NaCl晶體中Na＋、Cl－的帶電量。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2 CO2 直線形 (2)sp2 (3)分子間氫鍵
(4)6 CaO晶體中Ca2＋、O2－的帶電量大于NaCl晶體中Na＋、Cl－的帶電量
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