高考化学人教经典版大一轮复习检测选修3物质结构与性质选33a含答案Word格式文档下载.docx
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D.图4是一种金属晶体的晶胞,它是金属原子在三维空间以密置层采取ABCABC…堆积的结果
答案 D
解析 图1表示的堆积方式为六方最密堆积,K采用体心立方堆积,A错误;
B在二维空间里的非密置层放置,在三维空间得到体心立方堆积,B错误;
干冰晶体的晶胞属于面心立方晶胞,配位数为12,即每个CO2周围距离相等的CO2分子有12个,C错误;
该晶胞类型为面心立方,金属原子在三维空间里密置层采取ABCABC堆积,D正确。
3.下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是( )
A.熔点:
NaF>
MgF2>
AlF3
B.晶格能:
NaCl>
NaBr
C.阴离子的配位数:
CsCl>
CaF2
D.硬度:
MgO>
CaO>
BaO
解析 由于r(Na+)>
r(Mg2+)>
r(Al3+),且Na+、Mg2+、Al3+所带电荷依次增大,所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强,晶格能依次增大,故熔点依次升高。
r(F-)<
r(Cl-)<
r(Br-),故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小。
在CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为8、6、4。
r(Mg2+)<
r(Ca2+)<
r(Ba2+),故MgO、CaO、BaO的晶格能依次减小,硬度依次减小。
4.某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。
A为阴离子,在正方体内,B为阳离子,分别在顶点和面心,则该晶体的化学式为( )
A.B2AB.BA2
C.B7A4D.B4A7
答案 B
解析 A在正方体内,晶胞中的8个A离子完全被这1个晶胞占有,B分别在顶点和面心,顶点上的离子被1个晶胞占有,面心上的离子被1个晶胞占有,所以1个晶胞实际占有的B离子为8×
+6×
=4,则该晶体的化学式为BA2。
5.高温下,超氧化钾晶体(KO2)呈立方体结构。
如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。
则下列有关说法正确的是( )
A.与K+最近且距离相等的K+有6个
B.超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有1个K+和1个O
C.晶体中与每个K+距离最近的O有6个
D.晶体中,所有原子之间都以离子键相结合
答案 C
解析 根据题给信息,超氧化钾晶体是面心立方晶体,超氧化钾晶体(KO2)是离子化合物,阴、阳离子分别为O、K+,晶体中K+与O间形成离子键,O中O—O键为共价键。
作为面心立方晶体,每个晶胞中含有K+:
8×
=4(个),O:
1+12×
=4(个),晶胞中与每个K+最近且距离相等的O有6个,最近且距离相等的K+有12个。
6.某晶体的一部分如图所示,这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是( )
A.3∶9∶4B.1∶4∶2
C.2∶9∶4D.3∶8∶4
解析 A粒子数为6×
=;
B粒子数为6×
+3×
=2;
C粒子数为1;
故A、B、C粒子数之比为1∶4∶2。
7.下列各组晶体物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是( )
①SiO2与SO3 ②C3N4(硬度大,熔点高)与SiC ③CO2与SO2 ④晶体氖与晶体氮 ⑤NaCl与AlCl3 ⑥NH4Cl与NaOH ⑦MgCl2与SiCl4
A.①③⑥B.②③⑥
C.②④⑥D.⑤⑥⑦
解析 ①SiO2为原子晶体,SO3为分子晶体,错误;
②C3N4与SiC均是含有共价键的原子晶体,正确;
③CO2与SO2分子中都只含极性共价键,都属于分子晶体,正确;
④晶体氖与晶体氮都是分子晶体,但晶体氖中不含化学键,晶体氮的分子中含有共价键,错误;
⑤NaCl为离子晶体,AlCl3为分子晶体,错误;
⑥NH4Cl与NaOH均为离子晶体,均含有离子键和共价键,正确;
⑦MgCl2属于离子晶体,SiCl4属于分子晶体,错误。
8.下列有关说法不正确的是( )
A.水合铜离子的模型如图1所示,1个水合铜离子中有4个配位键
B.CaF2晶体的晶胞如图2所示,每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2+
C.H原子的电子云图如图3所示,H原子核外大多数电子在原子核附近运动
D.金属铜中Cu原子堆积模型如图4,为最密堆积,每个Cu原子的配位数均为12
解析 从图1可以看出水合铜离子中有1个铜离子和4个配位键,A正确;
按均摊法,每个晶胞中有Ca2+:
=4,B正确;
H原子只有1个电子,电子云中点的疏密程度表示电子出现的机率密度,C错误;
从图4中可以看出中心的铜原子的配位数为12,D正确。
9.以NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.18g冰(图1)中含O—H键数目为2NA
B.28g晶体硅(图2)中含有Si—Si键数目为2NA
C.44g干冰(图3)中含有NA个晶胞结构单元
D.石墨烯(图4)是碳原子单层片状新材料,12g石墨烯中含C—C键数目为1.5NA
解析 1个水分子中含有2个O—H键,18g冰的物质的量为1mol,含O—H键数目为2NA,A项正确;
28g晶体硅中含有1molSi原子,每个硅原子与其他4个Si形成4个Si—Si键,每个硅原子形成的共价键为×
4=2,则1mol单质硅含有2molSi—Si键,B项正确;
1个晶胞结构单元含有4个二氧化碳分子,44g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1.5个,12g石墨烯即1mol所含碳碳键数目为1.5NA,D项正确。
二、非选择题(共46分)
10.(16分)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。
回答下列问题:
(1)基态Ga原子的核外电子排布式为[Ar]________。
(2)根据元素周期律,元素的电负性Ga________(填“大于”或“小于”,下同)As,第一电离能B________Ga;
BF3和NH3的分子能够通过配位键相结合的原因是________。
(3)杀虫剂Na3AsO4中阴离子的空间构型为________,As原子采取________杂化。
(4)组成相似的GaF3和GaCl3晶体,前者属于离子晶体,后者属于分子晶体,从F-和Cl-结构的不同分析其原因是_____________。
(5)原子晶体GaAs的晶胞参数a=xpm,它的晶胞结构如图所示。
该晶胞内部存在的共价键数为________;
A原子距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为________(用x表示)pm;
该晶体的密度为________g·
cm-3。
(阿伏加德罗常数的值用NA表示)
答案
(1)3d104s24p1
(2)小于 大于 NH3中的N具有孤对电子,BF3中的B核外具有空轨道
(3)正四面体 sp3
(4)Cl-的电子层数比F-的多,离子半径比F-的大
(5)16 0.25x
解析 (3)AsO中As原子的杂化轨道数为=4,所以AsO的空间构型为正四面体。
As原子采取sp3杂化。
(5)由晶胞结构图可知每个Ga原子与4个As原子形成4个共价键,4个Ga原子共形成16个共价键;
Ga原子距离As原子所在六面体的侧面的最短距离为0.25xpm。
1个晶胞中含有4个GaAs,故该晶体的密度为g÷
(x×
10-10cm)3=g·
11.(15分)确定物质性质的重要因素是物质结构。
请回答下列问题。
(1)A、B、C、D为四种晶体,性质如下:
A.固态时能导电,能溶于盐酸
B.能溶于CS2,不溶于水
C.固态时不导电,液态时能导电,可溶于水
D.固态、液态时均不导电,熔点为3500℃
试推断它们的晶体类型:
A.________;
B.________;
C.________;
D.________。
(2)实验证明:
KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图1所示,其中TiN中N呈-3价),已知3种离子晶体的晶格能数据如下表:
离子晶体
KCl
MgO
CaO
晶格能/kJ·
mol-1
715
3791
3401
则该4种离子晶体的熔点从高到低的顺序是_______________。
(3)某离子X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与N3-形成晶体的结构如图2所示。
X的元素符号是________,与同一个N3-相连的X+有________个。
(4)铁有δ、γ、α三种同素异形体(如图3),则δ晶胞原子堆积名称为______________。
若α-Fe晶胞边长为a,γ-Fe晶胞边长为b,则两种晶体密度比为________。
答案
(1)金属晶体 分子晶体 离子晶体 原子晶体
(2)TiN>
(3)Cu 6
(4)体心立方堆积 b3∶4a3
解析
(2)离子晶体中,离子半径越小,离子所带电荷越多,晶格能越大,熔点越高。
(3)某离子X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,该离子含有28个电子,则X+为Cu+;
采用X、Y、Z三轴切割的方法知与N3-相连的Cu+个数是6。
(4)δ晶胞原子堆积名称为体心立方堆积。
根据晶胞结构可知,α-Fe晶胞、γ-Fe晶胞中含有的铁原子分别为1个和4个,所以有:
ρ(α-Fe)=,ρ(γ-Fe)=,α-Fe和γ-Fe两种晶体的密度比为b3:
4a3。
12.(15分)钛对酸、碱具有较强的耐腐蚀性,密度小,比强度高,已成为化工生产中重要的材料。
(1)基态钛原子的价电子排布式为________,其原子核外未成对电子有________个。
金属钛晶胞如图所示,晶胞参数为a=b=295.08pm,c=468.55pm,α=β=90°
,γ=120°
,则金属钛为________堆积(填堆积方式),其中钛原子的配位数为________。
(2)用熔融的镁在氩气中还原TiCl4可得到多孔的海绵钛。
已知TiCl4在通常情况下是无色液体,熔点为-25℃,沸点为136℃,由此可知TiCl4为________晶体。
(3)通过X射线探明KCl、CaO、TiN晶体与NaCl晶体结构相似,且知两种离子晶体的晶格能数据如下:
晶格能/(kJ·
mol-1)
解释KCl晶格能小于CaO的原因:
_________________________
__________________________________________________________。
(4)钛可与C、N、O等元素形成二元化合物,C、N、O元素的电负性由大到小的顺序是________。
(5)钙钛矿晶体的晶胞结构如图所示,则该晶体的化学式为____________。
答案
(1)3d24s2 2 六方最密 12
(2)分子
(3)KCl、CaO均是离子晶体,而K+的半径大于Ca2+、K+的电荷数小于Ca2+,Cl-的半径大于O2-、Cl-电荷数小于O2-,故KCl的晶格能小于CaO的晶格能
(4)O>
N>
C
(5)CaTiO3
解析
(1)钛原子的核电荷数为22,其电子排布式为[Ar]3d24s2,则价电子排布式为3d24s2,其原子核外的
d轨道有2个未成对电子。
如题图所示,金属钛为六方最密堆积,其中钛原子的配位数为12。
(2)TiCl4在通常情况下是无色液体,熔点为-25℃,沸点为136℃,熔、沸点较低,由此可判断TiCl4是由共价键结合的分子,属于分子晶体。
(4)元素的非金属性越强,电负性越大,C、N、O三种元素非金属性的强弱顺序为O>
C,则电负性由大到小的顺序是O>
C。
(5)根据钙钛矿晶胞结构图,晶胞中Ti原子数为8×
=1,O原子数为12×
=3,Ca原子数为1,所以该化合物的化学式为CaTiO3。
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