2025版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第3節(jié)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課時(shí)作業(yè)含解析選修3

PAGEPAGE9晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每題6分，共54分)1．關(guān)于晶體的敘述中，正確的是()A．原子晶體中，共價(jià)鍵的鍵能越大，熔、沸點(diǎn)越高B．分子晶體中，分子間的作用力越大，該分子越穩(wěn)定C．分子晶體中，共價(jià)鍵的鍵能越大，熔、沸點(diǎn)越高D．某晶體溶于水后，可電離出自由移動(dòng)的離子，該晶體肯定是離子晶體答案A解析B項(xiàng)，分子的穩(wěn)定性取決于分子內(nèi)部共價(jià)鍵的強(qiáng)弱，與分子間作用力無(wú)關(guān)；C項(xiàng)，分子晶體熔、沸點(diǎn)的凹凸，取決于分子間作用力的大小；D項(xiàng)，也可能是分子晶體，如HCl。2．下列說(shuō)法正確的是()A．鈦和鉀都實(shí)行圖1的積累方式B．圖2為金屬原子在二維空間里的非密置層放置，此方式在三維空間里積累，僅得簡(jiǎn)潔立方積累C．圖3是干冰晶體的晶胞，晶胞棱長(zhǎng)為acm，則在每個(gè)CO2四周最近且等距離的CO2有8個(gè)D．圖4是一種金屬晶體的晶胞，它是金屬原子在三維空間以密置層實(shí)行ABCABC…積累的結(jié)果答案D解析圖1表示的積累方式為六方最密積累，K采納體心立方積累，A錯(cuò)誤；圖2在二維空間里的非密置層放置，在三維空間也能得到體心立方積累，B錯(cuò)誤；干冰晶體的晶胞屬于面心立方晶胞，配位數(shù)為12，即每個(gè)CO2四周距離相等的CO2分子有12個(gè)，C錯(cuò)誤；該晶胞類型為面心立方，金屬原子在三維空間里密置層實(shí)行ABCABC…的方式積累，D正確。3．下列有關(guān)離子晶體的數(shù)據(jù)大小比較不正確的是()A．熔點(diǎn)：NaF>MgF2>AlF3B．晶格能：NaF>NaCl>NaBrC．陰離子的配位數(shù)：CsCl>NaCl>CaF2D．硬度：MgO>CaO>BaO答案A解析由于r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)，且Na＋、Mg2＋、Al3＋所帶電荷依次增大，所以NaF、MgF2、AlF3的離子鍵依次增加，晶格能依次增大，故熔點(diǎn)依次上升。r(F－)<r(Cl－)<r(Br－)，故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次減小。在CsCl、NaCl、CaF2中陰離子的配位數(shù)分別為8、6、4。r(Mg2＋)<r(Ca2＋)<r(Ba2＋)，故MgO、CaO、BaO的晶格能依次減小，硬度依次減小。4．某離子晶體的晶體結(jié)構(gòu)中最小重復(fù)單元如圖所示。A為陰離子，在正方體內(nèi)，B為陽(yáng)離子，分別在頂點(diǎn)和面心，則該晶體的化學(xué)式為()A．B2AB．BA2C．B7A4答案B解析A在正方體內(nèi)，晶胞中的8個(gè)A離子完全被這1個(gè)晶胞占有，B分別在頂點(diǎn)和面心，頂點(diǎn)上的離子被1個(gè)晶胞占有eq\f(1,8)，面心上的離子被1個(gè)晶胞占有eq\f(1,2)，所以1個(gè)晶胞實(shí)際占有的B離子為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，則該晶體的化學(xué)式為BA2。5．高溫下，超氧化鉀晶體(KO2)呈立方體結(jié)構(gòu)。如圖為超氧化鉀晶體的一個(gè)晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元)。則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．與K＋最近且距離相等的K＋有6個(gè)B．超氧化鉀的化學(xué)式為KO2，每個(gè)晶胞含有1個(gè)K＋和1個(gè)Oeq\o\al(－,2)C．晶體中與每個(gè)K＋距離最近的Oeq\o\al(－,2)有6個(gè)D．晶體中，全部原子之間都以離子鍵相結(jié)合答案C解析依據(jù)題給信息，超氧化鉀晶體是面心立方晶體，超氧化鉀晶體(KO2)是離子化合物，陰、陽(yáng)離子分別為Oeq\o\al(－,2)、K＋，晶體中K＋與Oeq\o\al(－,2)間形成離子鍵，Oeq\o\al(－,2)中O—O鍵為共價(jià)鍵。作為面心立方晶體，每個(gè)晶胞中含有K＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(個(gè))，Oeq\o\al(－,2)：1＋12×eq\f(1,4)＝4(個(gè))，晶胞中與每個(gè)K＋最近且距離相等的Oeq\o\al(－,2)有6個(gè)，最近且距離相等的K＋有12個(gè)。6．某晶體的一部分如圖所示，這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是()A．3∶9∶4B．1∶4∶2C．2∶9∶4D．3∶8∶4答案B解析A粒子數(shù)為6×eq\f(1,12)＝eq\f(1,2)；B粒子數(shù)為6×eq\f(1,4)＋3×eq\f(1,6)＝2；C粒子數(shù)為1；故A、B、C粒子數(shù)之比為1∶4∶2。7．下列各組晶體物質(zhì)中，化學(xué)鍵類型相同，晶體類型也相同的是()①SiO2與SO3②C3N4(硬度大，熔點(diǎn)高)與SiC③CO2與SO2④晶體氖與晶體氮⑤NaCl與AlCl3⑥NH4Cl與NaOH⑦M(jìn)gCl2與SiCl4A．①③⑥B．②③⑥C．②④⑥D(zhuǎn)．⑤⑥⑦答案B解析①SiO2為原子晶體，SO3為分子晶體，錯(cuò)誤；②C3N4與SiC均是含有共價(jià)鍵的原子晶體，正確；③CO2與SO2分子中都只含極性共價(jià)鍵，都屬于分子晶體，正確；④晶體氖與晶體氮都是分子晶體，但晶體氖中不含化學(xué)鍵，晶體氮的分子中含有共價(jià)鍵，錯(cuò)誤；⑤NaCl為離子晶體，AlCl3為分子晶體，錯(cuò)誤；⑥NH4Cl與NaOH均為離子晶體，均含有離子鍵和共價(jià)鍵，正確；⑦M(jìn)gCl2屬于離子晶體，SiCl4屬于分子晶體，錯(cuò)誤。8．下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．水合銅離子的模型如圖1所示，1個(gè)水合銅離子中有4個(gè)配位鍵B．CaF2晶體的晶胞如圖2所示，每個(gè)CaF2晶胞平均占有4個(gè)Ca2＋C．H原子的電子云圖如圖3所示，H原子核外大多數(shù)電子在原子核旁邊運(yùn)動(dòng)D．金屬銅中Cu原子積累模型如圖4，為最密積累，每個(gè)Cu原子的配位數(shù)均為12答案C解析從圖1可以看出水合銅離子中有1個(gè)銅離子和4個(gè)配位鍵，A正確；按均攤法，每個(gè)晶胞中有Ca2＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，B正確；H原子只有1個(gè)電子，電子云中點(diǎn)的疏密程度表示電子出現(xiàn)的機(jī)率密度，C錯(cuò)誤；從圖4中可以看出中心的銅原子的配位數(shù)為12，D正確。9．以NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．18g冰(圖1)中含O—H鍵數(shù)目為2NAB．28g晶體硅(圖2)中含有Si—Si鍵數(shù)目為2NAC．44g干冰(圖3)中含有NA個(gè)晶胞結(jié)構(gòu)單元D．石墨烯(圖4)是碳原子單層片狀新材料，12g石墨烯中含C—C鍵數(shù)目為1.5NA答案C解析1個(gè)水分子中含有2個(gè)O—H鍵，18g冰的物質(zhì)的量為1mol，含O—H鍵數(shù)目為2NA，A項(xiàng)正確；28g晶體硅中含有1molSi原子，每個(gè)硅原子與其他4個(gè)Si形成4個(gè)Si—Si鍵，每個(gè)硅原子形成的共價(jià)鍵為eq\f(1,2)×4＝2，則1mol單質(zhì)硅含有2molSi—Si鍵，B項(xiàng)正確；1個(gè)晶胞結(jié)構(gòu)單元含有4個(gè)二氧化碳分子，44g干冰中含有晶胞結(jié)構(gòu)單元個(gè)數(shù)小于NA個(gè)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在石墨烯中，每個(gè)碳原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，所以每個(gè)碳原子實(shí)際占化學(xué)鍵為1.5個(gè)，12g石墨烯即1mol所含碳碳鍵數(shù)目為1.5NA，D項(xiàng)正確。二、非選擇題(共46分)10．(2015·高考題組)(16分)(1)(全國(guó)卷Ⅱ)A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素，A2－和B＋具有相同的電子構(gòu)型；C、D為同周期元素，C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍；D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子。回答下列問(wèn)題：A和B能夠形成化合物F，其晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，晶胞參數(shù)a＝0.566nm，F(xiàn)的化學(xué)式為_(kāi)_______；晶胞中A原子的配位數(shù)為_(kāi)_______；列式計(jì)算晶體F的密度____________________________________________________________。(2)(四川高考)X、Z、Q、R、T、U分別代表原子序數(shù)依次增大的短周期元素。X和R屬同族元素；Z和U位于第ⅦA族；X和Z可形成化合物XZ4；Q基態(tài)原子的s軌道和p軌道的電子總數(shù)相等；T的一種單質(zhì)在空氣中能夠自燃。X所在周期元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中，酸性最強(qiáng)的是____________(填化學(xué)式)；Z和U的氫化物中沸點(diǎn)較高的是____________(填化學(xué)式)；Q、R、U的單質(zhì)形成的晶體，熔點(diǎn)由高到低的排列依次是____________(填化學(xué)式)。答案(1)Na2O8eq\f(4×62g·mol－1,0.566×10－7cm3×6.02×1023mol－1)≈2.27g·cm－3(2)HNO3HFSi、Mg、Cl2解析(1)C的核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍，則C可能是Li或P，但是A、B、C、D原子序數(shù)依次增大，且B存在離子形式，所以C應(yīng)為P，D的最外層只有一個(gè)未成對(duì)電子，且C、D同周期，所以D為Cl。A2－和B＋的電子層結(jié)構(gòu)相同，則A為O，B為Na。由晶胞圖知，小球有8個(gè)，大球有8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，所以化學(xué)式為Na2O。小球?yàn)镹a，大球?yàn)镺。A為O，由晶胞結(jié)構(gòu)知，面心上的1個(gè)O連有4個(gè)Na，在相鄰的另一個(gè)晶胞中，O也連有4個(gè)Na，故O的配位數(shù)為8。1個(gè)晶胞中含有4個(gè)Na2O，依據(jù)密度公式有：ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(4×62g·mol－1,NA·a3)＝eq\f(4×62g·mol－1,6.02×1023mol－1×0.566×10－7cm3)≈2.27g·cm－3。(2)依據(jù)題目信息可推知X、Z、Q、R、T、U分別為C、F、Mg、Si、P、Cl。X位于其次周期，該周期元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中，酸性最強(qiáng)的是HNO3；HF分子間存在氫鍵，所以HF的沸點(diǎn)高于HCl的；Mg為金屬晶體，Si單質(zhì)為原子晶體，Cl2為分子晶體，故熔點(diǎn)Si>Mg>Cl2。11．(15分)確定物質(zhì)性質(zhì)的重要因素是物質(zhì)結(jié)構(gòu)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)A、B、C、D為四種晶體，性質(zhì)如下：A．固態(tài)時(shí)能導(dǎo)電，能溶于鹽酸B．能溶于CS2，不溶于水C．固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，液態(tài)時(shí)能導(dǎo)電，可溶于水D．固態(tài)、液態(tài)時(shí)均不導(dǎo)電，熔點(diǎn)為3500℃試推斷它們的晶體類型：A．________；B.________；C.________；D.________。(2)試驗(yàn)證明：KCl、MgO、CaO、TiN這4種晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相像(如圖1所示，其中TiN中N呈－3價(jià))，已知3種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下表：離子晶體KClMgOCaO晶格能/kJ·mol－171537913401則該4種離子晶體的熔點(diǎn)從高到低的依次是____________________。(3)某離子X(jué)＋中全部電子正好充溢K、L、M三個(gè)電子層，它與N3－形成晶體的結(jié)構(gòu)如圖2所示。X的元素符號(hào)是________，與同一個(gè)N3－相連的X＋有________個(gè)。(4)鐵有δ、γ、α三種同素異形體(如圖3)，則δ晶胞原子積累名稱為_(kāi)_____________。若α－Fe晶胞邊長(zhǎng)為a，γ－Fe晶胞邊長(zhǎng)為b，則兩種晶體密度比為_(kāi)_______。答案(1)金屬晶體分子晶體離子晶體原子晶體(2)TiN>MgO>CaO>KCl(3)Cu6(4)體心立方積累b3∶4a解析(2)離子晶體中，離子半徑越小，離子所帶電荷越多，晶格能越大，熔點(diǎn)越高。(3)某離子X(jué)＋中全部電子正好充溢K、L、M三個(gè)電子層，該離子含有28個(gè)電子，則X＋為Cu＋；采納X、Y、Z三軸切割的方法知與N3－相連的Cu＋個(gè)數(shù)是6。(4)δ晶胞原子積累名稱為體心立方積累。依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，α－Fe晶胞、γ－Fe晶胞中含有的鐵原子分別為1個(gè)和4個(gè)，所以有：ρ(α－Fe)＝eq\f(56,NA·a3)，ρ(γ－Fe)＝eq\f(4×56,NA·b3)，α－Fe和γ－Fe兩種晶體的密度比為b3：4a3。12．(15分)鈦對(duì)酸、堿具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，密度小，比強(qiáng)度高，已成為化工生產(chǎn)中重要的材料?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)基態(tài)鈦原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)_______，其原子核外未成對(duì)電子有________個(gè)。金屬鈦晶胞如圖所示，晶胞參數(shù)為a＝b＝295.08pm，c＝468.55pm，α＝β＝90°，γ＝120°，則金屬鈦為_(kāi)_______積累(填積累方式)，其中鈦原子的配位數(shù)為_(kāi)_______。(2)用熔融的鎂在氬氣中還原TiCl4可得到多孔的海綿鈦。已知TiCl4在通常狀況下是無(wú)色液體，熔點(diǎn)為－25℃，沸點(diǎn)為136℃，由此可知TiCl4為_(kāi)_______晶體。(3)通過(guò)X-射線探明KCl、CaO、TiN晶體與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相像，且知兩種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下：離子晶體KClCaO晶格能/(kJ·mol－1)7153401說(shuō)明KCl晶格能小于CaO的緣由：_____________________________________________________________________________________________________。(4)鈦可與C、N、O等元素形成二元化合物，C、N、O元素的電負(fù)性由大到小的依次是________。(5)鈣鈦礦晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該晶體的化學(xué)式為_(kāi)___________。答案(1)3d24s22六方最密12(2)分子(3)KCl、CaO均是離子晶體，而K＋的半徑大于Ca2＋、K＋的電荷數(shù)小于Ca2＋，Cl－的半徑大于O2－、Cl－電荷數(shù)小于O2－，故KCl的晶格能小于CaO的晶格能(4)O>N>C(5)CaTiO3解析(1)鈦原子的核電荷數(shù)為22，其電子排布式為[Ar]3