2019高考化学总复习第十二章物质结构与性质课时作业38晶体结构与性质新人教版.doc

1、1课时作业 38 晶体结构与性质一、选择题1下列对各组物质性质的比较中，正确的是( )A硬度：LiNaKB熔点：金刚石晶体硅二氧化硅碳化硅C第一电离能：NaNaK，故 A正确；原子晶体中，键长越长其键能越小，则晶体的熔点越低，键能大小顺序是：CC 键、CSi 键、SiSi 键，所以熔点高低顺序是：金刚石碳化硅晶体硅，故 B 错误；同一周期，元素第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第A 族、第A 族元素第一电离能大于相邻元素，第一电离能：MgAlNa，故 C 错误；空间利用率：六方密堆积 74%、面心立方 74%、体心立方 68%，所以空间利用率：六方密堆积面心立方体心立方，故 D错误。

2、答案：A2现有四种晶体，其离子排列方式如图所示，其中化学式正确的是( )解析：A.A 离子个数是 1，B 离子个数1/881，所以其化学式为 AB，故 A 错误；B.E离子个数1/841/2，F 离子个数1/841/2，E、F 离子个数比为 11，所以其化学式为 EF，故 B 错误；C.X 离子个数是 1，Y 离子个数1/263，Z 离子个数1/881，所以其化学式为 XY3Z，故 C 正确；D.A 离子个数1/881/264，B离子个数121/414，A、B 离子个数比 11，所以其化学式为 AB，故 D 错误。答案：C23氮化硼是一种新合成的结构材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质。下列

3、各组物质熔化时，所克服的粒子间的作用力与氮化硅所克服的粒子间的作用力都相同的是( )A石膏和金刚石 B晶体硅和水晶C冰和干冰 D铝和蒽解析：氮化硼属于原子晶体，熔化时所克服的微粒间的作用力为共价键。石膏为离子晶体，金刚石为原子晶体，A 项错误；晶体硅和水晶都是原子晶体，熔化克服共价键，B 项正确；冰和干冰都是分子晶体，C 项错误；铝为金属晶体，蒽为分子晶体，D 项错误。答案：B4以 NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是( )A18 g 冰(图 1)中含 OH 键数目为 2NAB28 g 晶体硅(图 2)中含有 SiSi 键数目为 2NAC44 g 干冰(图 3)中含有 NA个晶胞结构单

4、元D石墨烯(图 4)是碳原子单层片状新材料，12 g 石墨烯中含 CC 键数目为 1.5NA解析：1 个水分子中含有 2 个 OH 键，18 g 冰的物质的量为 1 mol，含 OH 键数目为 2NA，A 项正确；28 g 晶体硅中含有 1 mol Si 原子，每个硅原子与其他 4 个 Si 形成 4个 SiSi 键，每个硅原子形成的共价键为： 42，则 1 mol 单质硅含有 2 mol SiSi12键，B 项正确；1 个晶胞结构单元含有 4 个二氧化碳分子，44 g 干冰中含有晶胞结构单元个数小于 NA个，C 项错误；在石墨烯中，每个碳原子形成 3 个共价键，所以每个碳原子实际占化学键为

5、1.5 个，12 g 石墨烯即 1 mol 所含碳碳键数目为 1.5NA，D 项正确。答案：C5下列说法中，正确的是( )A冰融化时，分子中 HO 键发生断裂3B原子晶体中，共价键越强，熔点越高C分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点一定越高D分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定解析：A 项，冰为分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力，错误。B 项，原子晶体熔点的高低取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，正确。分子晶体熔沸点高低取决于分子间作用力和氢键的大小，而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小，C、D 项错误。答案：B6下列说法正确的是( )A区分晶体和非晶体的最可靠的科学方

6、法是对固体进行 X射线衍射B1 mol 金刚石中的 CC 键数是 2NA,1 mol SiO2晶体中的 SiO 键数也是 2NAC水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂D晶体中分子间作用力越大，分子越稳定解析：A.晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，X射线衍射可以看到微观结构；B.金刚石中 1 个 C 原子与另外 4 个 C 原子形成 CC 单键，这个 C 原子对每个单键的贡献只有 ，所以 1 mol C 原子形成的 CC 键为 4 2(mol)，而12 12二氧化硅晶体中 1 个 Si 原子分别与 4 个 O 原子形成 4 个 SiO 单键，则 1 mol S

7、iO2晶体中 SiO 键为 4 mol；C.水晶是原子晶体，熔化时共价键断裂，而分子晶体干冰熔化时，分子间作用力被削弱而共价键不断裂；D.分子的稳定性取决于化学键的强弱。答案：A7下列有关说法正确的是( )原子晶体中只存在非极性共价键在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子金刚石、SiC、NaF、NaCl、H 2O、H 2S 晶体的熔点依次降低干冰升华时，分子内共价键会发生断裂晶格能由大到小顺序：NaFNaClNaBrNaI分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定A BC D解析：原子晶体中有的只含有非极性共价键，如金刚石、晶体硅；也有含极性键的

8、，如 SiO2、BN 等，错误。在晶体中有阳离子不一定有阴离子，如：金属晶体中存在金属阳离子和自由电子，错误；晶体中熔点高低一般顺序是：原子晶体离子晶体分子晶体；在原子晶体中，原子半径越大熔点越低；在离子晶体中，离子半径越大，熔点越低，电荷4越多，熔点越高；在分子晶体中，物质的熔点与相对分子质量成正比(含有氢键的物质除外)，所以这几种物质的熔点高低顺序是按金刚石、SiC、NaF、NaCl、H 2O、H 2S 晶体的顺序依次降低，正确；干冰升华是物理性质中状态的改变，变化的是分子间的距离，分子内的共价键没有断裂，错误；F 、Cl 、Br 、I 的离子半径逐渐增大，所以晶格能由大到小顺序：NaFN

9、aClNaBrNaI，正确；分子晶体熔、沸点的高低取决于分子间作用力和氢键的大小，而共价键的强弱决定了分子的稳定性，共价键越强物质越稳定，错误；分子稳定性与分子内共价键的强弱有关，与分子间作用力无关，错误。答案：D8已知 C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度，且原子间均以单键结合。下列关于 C3N4晶体的说法中正确的是( )AC 3N4是分子晶体BC 3N4晶体中，CN 键的键长比金刚石中的 CC 键的键长长CC 3N4晶体中每个碳原子连接 4 个氮原子，而每个氮原子连接 3 个碳原子DC 3N4晶体中微粒间通过分子间作用力相结合解析：根据 C3N4的性质可知其为原子晶体，A 项错误；CN

10、 键为极性共价键，由于原子半径 r(N)1 800 )条件下用 C还原 TiO2制取 TiC：TiO 23C TiC2CO。该反应中涉及的元素按电负性= = = = =1 800 由大到小的顺序排列为_；根据所给信息，可知 TiC 是_晶体。(3)钛的化合物 TiCl4，熔点为24 ，沸点为 136.4 ，常温下是无色液体，可溶于甲苯和氯化烃。固态 TiCl4属于_晶体，其空间构型为正四面体，则钛原子的杂化方式为_。TiCl 4遇水发生剧烈的非氧化还原反应，生成两种酸，反应的化学方程式为_。用锌还原 TiCl4的盐酸溶液，经后续处理可制得绿色的配合物TiCl(H 2O)5Cl2H2O。该配合物

11、中含有化学键的类型有_。(4)钛的一种氧化物是优良的颜料，该氧化物的晶胞结构如图所示。该氧化物的化学式为_；在晶胞中 Ti 原子的配位数为_，若晶胞边长为a nm， NA为阿伏加德罗常数的值，列式表示氧化钛晶体的密度：_g/cm 3。解析：(1)Ti 的核电荷数是 22，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2(或Ar3d 24s2)。(2)元素非金属性越强，电负性越大，则题述反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排列为 OCTi；根据题给信息知 TiC 的硬度大，说明TiC 是原子晶体。(3)TiCl 4的熔点为24 ，沸点为 136.4 ，熔沸点低是分子晶体的

12、性质，因此固态 TiCl4属于分子晶体；其空间构型为正四面体，则钛原子的杂化方式为sp3。TiCl 4遇水发生剧烈的非氧化还原反应，生成两种酸，根据原子守恒应该是盐酸和钛酸，反应的化学方程式为 TiCl43H 2O=H2TiO34HCl。配合物TiCl(H 2O)5Cl2H2O中含有化学键的类型有离子键和共价键(配位键属于共价键)。(4)该晶胞中所含氧原子个数为 4 24，所含 Ti 原子个数为 18 2，所以该钛的氧化物的化学式为 TiO2；在12 18晶胞中以中心钛原子为例，与该钛原子最近且等距的氧原子有 6 个，则 Ti 原子的配位数为6。若晶胞边长为 a nm， NA为阿伏加德罗常数的

13、数值，氧化钛晶体的密度为 7 g/cm3。M 晶 胞 V 晶 胞 NA 280 a10 7 3NA答案：(1)1s 22s22p63s23p63d24s2(或Ar3d 24s2)(2)OCTi 原子(3)分子 sp 3 TiCl 43H 2O=H2TiO34HCl共价键、离子键(4)TiO2 6 160 a10 7 3NA13原子序数依次增大的四种元素 A、B、C、D 分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种 A 的化合物，B 原子核外电子有 6 种不同的运动状态，B 与 C 可形成正四面体形分子，D 的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。请回答下列问题：(1)这四种元素中电

14、负性最大的元素，其基态原子的价电子排布图为_，第一电离能最小的元素是_(填元素符号)。(2)C 所在主族的前四种元素分别与 A 形成的化合物，沸点由高到低的顺序是_(填化学式)，呈现如此递变规律的原因是_。(3)B 元素可形成多种单质，一种晶体结构如图一所示，其原子的杂化类型为_，另一种的晶胞如图二所示，若此晶胞的棱长为 356.6 pm，则此晶胞的密度为_gcm3 (保留两位有效数字)。(4)D 元素形成的单质，其晶体的堆积模型为_，D 的醋酸盐晶体局部结构如图三，该晶体中含有的化学键是_(填选项序号)。极性键 非极性键 配位键 金属键(5)向 D 的硫酸盐溶液中滴加过量氨水，观察到的现象是

15、_。请写出上述过程的离子方程式：_。解析：原子序数依次增大的四种元素 A、B、C、D 分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种 A 的化合物，A 为氢元素；B 原子核外电子有 6 种不同的运动状态，B 为碳元素；D 的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子，D 原子外围电子排布为3d104s1，D 为铜元素；结合原子序数知 C 处于第三周期，B 与 C 可形成正四面体形分子，C8为氯元素。(1)四种元素中电负性最大的是 Cl，其基态原子的价电子排布式为 3s23p5，基态原子的价电子排布图为 ；四元素中 Cu 的金属性最强，故 Cu 的第一电离能最小。(2)HF 分子之间形成氢键

16、使其熔沸点较高，HI、HBr、HCl 分子之间只有范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，即沸点由高到低的顺序是 HFHIHBrHCl。(3)图一为平面结构，在其层状结构中碳碳键键角为 120，碳原子采取 sp2杂化；一个晶胞中含碳原子数为 8 6 48，晶胞质量8 g，晶胞的棱长18 12 126.021023为 356.6 pm，则晶胞密度 (356.61010 cm)33.5 gcm 3 。(8126.021023 g)(4)晶体 Cu 为面心立方最密堆积，结合图三醋酸铜晶体的局部结构可确定其晶体中含有极性键、非极性键和配位键。(5)硫酸铜溶液中加入氨水会产生蓝色沉淀，继续滴

17、加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，有关反应的离子方程式为 Cu2 2NH 3H2O=Cu(OH)22NH 、Cu(OH) 424NH 3=Cu(NH3)42 2OH 。答案：(1) Cu(2)HFHIHBrHCl HF 分子之间形成氢键使其熔沸点较高，HI、HBr、HCl 分子之间只有范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大(3)sp2 3.5(4)面心立方最密堆积 (5)先形成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液 Cu2 2NH 3H2O=Cu(OH)2 2NH 、Cu(OH) 24NH 3=Cu(NH3)42 2OH 414在元素周期表中，除稀有气体外几乎所有元素都

18、能与氢形成氢化物。(1)氨气属于共价型氢化物，工业上常用氨气和醋酸二氨合铜Cu(NH 3)2Ac(CH3COO 简写为 Ac )的混合液来吸收一氧化碳。反应方程式为Cu(NH 3)2AcCONH 3=Cu(NH3)3COAc。请写出基态 Cu 的价电子排布式：_。氨水中各元素原子的第一电离能从大到小排列顺序为_，9理由是_；其中 NH3应为_(填“极性”或“非极性”)分子。醋酸分子(CH 3COOH)中的两个碳原子的杂化方式分别_。生成物Cu(NH 3)3COAc 中所含化学键类型有_(填序号)。a离子键 b金属键c共价键 d配位键(2)某离子型氢化物化学式为 XY2，晶胞结构如图所示，其中

19、6 个 Y 原子()用阿拉伯数字 16 标注。已知 1、2、3、4 号 Y 原子在晶胞上、下面上，则 5、6 号 Y 原子均在晶胞_(填“侧面”或“内部”)。根据以上信息可以推知，XY 2晶体的熔沸点_(填“” “”或“OH；甲基(CH 3)中碳原子形成 4 个单键，杂化轨道数目为 4，采用 sp3杂化，羧基(COOH)中碳原子形成 3 个 键，杂化轨道数目为 3，采用 sp2杂化；Cu 2 与 NH3、CO 间存在配位键，NH 3中 N 与 H 形成共价键，Cu(NH 3)3CO 与 Ac 之间是离子键，故选 acd；(2)X 为 8 个顶点加一个体心，晶胞中一共含有 2个 X，由化学式为

20、XY2可知，该晶胞中含 4 个 Y，又 1、2、3、4 号 Y 原子在晶胞上、下面上，则实际为 2 个 Y 原子，则 5、6 号 Y 原子均在晶胞内部；XY 2晶体为离子晶体、固态氨为分子晶体，所以 XY2晶体的熔沸点比固态氨高；该晶胞中含有 2 个 XY2，晶胞的体积为( a107 cm)3 a31021 cm3，则每个 XY2的体积为 a31021 cm3/20.5 a31021 cm3，XY 2的摩尔质量为 M g/mol，故 0.5a31021 cm3 g/cm3NA M g，解得NA2 M1021/a 3。10答案：(1)3d 10 NOH 氮原子的 2p 轨道为半充满结构，相对稳定

21、，氧与氢比较，氧原子核电荷数大，非金属性强，难失电子 极性 sp 3、sp 2 acd(2)内部 2 M1021/a 315硼元素在化学中有很重要的地位，硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料、富燃料材料、复合材料等高新材料领域。(1)三氟化硼在常温常压下是具有刺鼻恶臭和强刺激性气味的无色有毒腐蚀性气体，其分子的立体构型为_，硼原子的杂化类型为_。(2)磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。如图是磷化硼晶体的晶胞示意图，则磷化硼的化学式为_，该晶体的晶体类型是_。(3)硼酸(H 3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的 H3BO3分子间通过氢键相连(如上图)。硼酸

22、分子中 B 最外层有_个电子，1 mol H 3BO3的晶体中有_mol 氢键。硼酸溶于水生成弱电解质一水合硼酸 B(OH)3H2O，它电离生成少量B(OH) 4 和H ，则硼酸为_元酸，B(OH) 4 含有的化学键类型为_。(4)H3PO4的 K1、 K2、 K3分别为 7.6103 、6.310 8 、4.410 13 ，硝酸完全电离，而亚硝酸 K5.110 4 ，请根据结构与性质的关系解释：H 3PO4的 K1远大于 K2的原因：_；硝酸比亚硝酸酸性强的原因：_。(5)NiO 晶体结构与 NaCl 晶体类似，其晶胞的棱长为 a cm，则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离为(用含有 a

23、 的代数式表示)_。解析：(1)BF 3分子中，中心原子的价层电子对数为 3，不含孤电子对，故杂化轨道数为 3，杂化方式为 sp2杂化，BF 3分子立体构型为平面三角形。(2)一个晶胞中含有硼原子的个数为 8 6 4 个，磷原子个数为 4 个，故化学式为 BP；根据磷化硼晶体中只含共18 12价键且耐磨，故为原子晶体。(3)由图可知，硼原子形成了三个共价单键，最外层电子数11为 6；1 mol H3BO3晶体中含有 3 mol 氢原子，每个氢原子都与相邻的氧原子形成氢键，故氢键个数为 3 mol；1 mol B(OH)3H2O 可电离出 1 mol H ，故硼酸为一元酸；B(OH) 4 中硼原子有空的 2p 轨道，而 OH 含有孤电子对，两者之间可以形成配位键。(4)磷酸能分步电离，第一步电离出的氢离子抑制了第二步电离，所以 H3PO4的 K1远大于 K2；硝酸可表示为(HO)NO 2，亚硝酸可表示为(HO)NO，则硝酸酸性较强。(5)根据氯化钠的结构，距离最近的两个阳离子核间的距离是位于顶点与位于面心的两个原子之间的距离，所以其距离是 a cm。22答案：(1)平面三角形 sp 2(2)BP 原子晶体(3)6 3 一 共价键、配位键(4)第一步电离出的氢离子抑制第二步的电离 硝酸可表示为(HO)NO 2，亚硝酸可表示为(HO)NO，则硝酸酸性较强(5) a cm22