届高考化学一轮讲练晶体结构与性质答案 详解Word格式.docx
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已知食盐的密度为ρg·
cm-3,摩尔质量为Mg·
mol-1,阿伏加德罗常数为NA,则在食盐晶体中Na+和Cl-的间距大约是( )
A.
cmB.
cm
C.
cmD.
选B 食盐晶胞中含有4个Na+和4个Cl-,每个晶胞的体积为
cm3,设食盐晶体里Na+和Cl-的间距为xcm,所以可得(2x)3=
,解得x=
,即在食盐晶体中Na+和Cl-的间距大约是
cm。
5.下列晶体分类中正确的一组是( )
选项
离子晶体
共价晶体
分子晶体
A
NaOH
Ar
SO2
B
H2SO4
石墨
S
C
CH3COONa
水晶
D
Ba(OH)2
金刚石
玻璃
选C A项中固态Ar为分子晶体;
B项中H2SO4为分子晶体,石墨为混合型晶体;
D项中玻璃为非晶体。
6.三氯化铁常温下为固体,熔点282℃,沸点315℃,在300℃以上易升华。
易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。
据此判断三氯化铁晶体是( )
A.金属晶体 B.离子晶体
C.分子晶体D.共价晶体
选C 根据三氯化铁常温下为固体,熔点282℃,沸点315℃,在300℃以上易升华。
易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂等性质推知三氯化铁晶体为分子晶体。
7.(2020·
山东模考)利用反应CCl4+4Na
C(金刚石)+4NaCl可实现人工合成金刚石。
下列关于该反应的说法错误的是( )
A.C(金刚石)属于共价晶体
B.该反应利用了Na的强还原性
C.CCl4和C(金刚石)中的C的杂化方式相同
D.NaCl晶体中每个Cl-周围有8个Na+
选D A项,金刚石晶体中,每个C与另外4个C形成共价键,构成正四面体,向空间发展成网状结构,形成的晶体为共价晶体,又称共价晶体,正确;
B项,该反应中Na由0价→+1价,作还原剂将CCl4还原,正确;
C项,CCl4和C(金刚石)中的C的杂化方式都是sp3杂化,正确;
D项,NaCl晶体中,每个Na+同时吸引6个Cl-,每个Cl-同时吸引6个Na+,配位数为6,错误。
8.氮氧化铝(AlON)属于共价晶体,是一种超强透明材料,下列描述错误的是( )
A.AlON和石英的化学键类型相同
B.AlON和石英晶体类型相同
C.AlON和Al2O3的化学键类型不同
D.AlON和Al2O3晶体类型相同
选D AlON与石英(SiO2)均为共价晶体,所含化学键均为共价键,故A、B项正确;
Al2O3为离子晶体,晶体中含离子键,不含共价键,故C项正确,D项错误。
9.某些物质的熔点数据如下表,据此做出的下列判断中错误的是( )
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
920℃
801℃
1291℃
190℃
BCl3
CO2
SiO2
-107℃
44.8℃
-57℃
1723℃
A.表中BCl3和CO2均是分子晶体
B.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
C.只要由金属元素和非金属元素形成的晶体就一定是离子晶体
D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
选C 表中CO2、BCl3和干冰是分子晶体,熔点都较低,A正确;
C和Si同主族,但CO2和SiO2的晶体类型不同,分别属于分子晶体和共价晶体,B正确;
从表中看出,AlCl3熔点较低,为分子晶体,C错误;
Na和Al不同主族,但对应的氧化物都为离子晶体,说明不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体,D正确。
10.下列物质的熔、沸点高低顺序中,正确的是( )
A.金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅
C.MgO>H2O>O2>Br2
D.金刚石>生铁>纯铁>钠
选B A项,同属于共价晶体,熔、沸点高低由共价键的强弱即键能大小决定,熔、沸点由低到高的顺序为晶体硅<碳化硅<二氧化硅<
金刚石,错误;
B项,形成分子间氢键的物质的熔、沸点高于形成分子内氢键的物质的熔、沸点,正确;
C项,熔、沸点由高到低顺序为MgO>H2O>Br2>O2,错误;
D项,生铁为铁合金,熔点低于纯铁,错误。
11.关于SiO2晶体的叙述中,正确的是( )
A.通常状况下,60gSiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数)
B.60gSiO2晶体中,含有4NA个Si—O键
C.晶体中与同一硅原子相连的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点
D.因为硅和碳属于同一主族,所以SiO2晶体与CO2晶体类型相同
选BC SiO2晶体是共价晶体,不存在分子,A错误;
1molSiO2晶体存在4molSi—O键,所以60gSiO2晶体即1molSiO2晶体含有4molSi—O键,故B正确;
晶体中一个硅原子和四个氧原子,形成四面体结构,四个氧原子处于同一四面体的四个顶点,C正确;
SiO2晶体是共价晶体,CO2晶体是分子晶体,D错误。
12.如图为碘晶体晶胞结构。
下列有关说法正确的是( )
A.碘分子的排列有2种不同的取向,2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构
B.用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘分子
C.碘晶体为无限延伸的空间结构,是共价晶体
D.碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力
选AB 在立方体的顶面上,有5个I2,4个方向相同,结合其他面考虑可知A正确;
每个晶胞中有4个碘分子,B正确;
此晶体是分子晶体,C错误;
碘原子间只存在非极性共价键,范德华力存在于分子与分子之间,D错误。
13.经X射线研究证明:
PCl5在固体状态时,由空间构型分别是正四面体和正八面体的两种离子构成,下列关于PCl5的推断正确的是( )
A.PCl5固体是分子晶体
B.PCl5晶体具有良好的导电性
C.PCl5晶体由[PCl4]+和[PCl6]-构成,其离子数目之比为1∶1
D.PCl5晶体由[PCl3]2+和[PCl7]2-构成,其离子数目之比为1∶1
选C A项,根据题意PCl5固体由两种离子构成,PCl5固体属于离子晶体,错误;
B项,PCl5晶体属于离子晶体,离子晶体中阴、阳离子不能自由移动,PCl5晶体没有良好的导电性,错误;
C项,两种离子分别是正四面体和正八面体,正四面体的为AB4型,正八面体的为AB6型,根据PCl5的化学式,正四面体的为[PCl4]+,正八面体的为[PCl6]-,且两种离子数目之比为1∶1,正确;
D项,两种离子分别是正四面体和正八面体,[PCl3]2+不能形成正四面体,[PCl7]2-不能形成正八面体,错误。
14.氟在自然界中常以CaF2的形式存在。
下列关于CaF2的表述不正确的是( )
A.CaF2晶体中Ca2+与F-的配位数之比为2∶1
B.F-的离子半径小于Cl-,则CaF2的熔点低于CaCl2
C.阴阳离子比为2∶1的物质,均与CaF2晶体构型相同
D.CaF2中的化学键为离子键,因此CaF2在熔融状态下能导电
选BC 在CaF2晶胞中每个Ca2+连接4个氟离子,但在下面一个晶胞中又连接4个氟离子,所以其配位数为8,在CaF2晶胞中每个F-连接4个钙离子,所以其配位数为4,所以Ca2+与F-的配位数之比为2∶1,A正确;
F-离子半径小于Cl-,CaF2和CaCl2均为离子化合物,键长越短、熔点越高,所以CaF2的熔点高于CaCl2,B错误;
晶体构型与离子的电荷比、半径比有关,阴阳离子比为2∶1的物质与CaF2的电荷比相等但半径比不一定相等,晶体构型不一定相同,C错误;
CaF2是离子化合物,其化学键为离子键,因此CaF2在熔融状态下能导电,D正确。
15.
(2019·
福州模拟)元素X的某价态离子Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与N3-形成晶体的晶胞结构如图所示。
下列说法错误的是( )
A.X元素的原子序数是19
B.该晶体中阳离子与阴离子个数比为3∶1
C.Xn+中n=1
D.晶体中每个Xn+周围有2个等距离且最近的N3-
选A 从“元素X的某价态离子Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层”可以看出,Xn+共有28个电子,A项错误;
图中Xn+位于每条棱的中点,一个晶胞拥有的Xn+个数为12×
=3,N3-位于顶点,一个晶胞拥有N3-的个数为8×
=1,B项正确;
由于该物质的化学式为X3N,故X显+1价,C、D项正确。
16.现有几组物质的熔点(℃)数据:
A组
B组
C组
D组
金刚石:
3550℃
Li:
181℃
HF:
-83℃
NaCl:
硅晶体:
1410℃
Na:
98℃
HCl:
-115℃
KCl:
776℃
硼晶体:
2300℃
K:
64℃
HBr:
-89℃
RbCl:
718℃
二氧化硅:
Rb:
39℃
HI:
-51℃
CsCl:
645℃
据此回答下列问题:
(1)A组属于________晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是________。
(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
(3)C组中HF熔点反常是由于________________________________________________________________________。
(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>
KCl>
RbCl>
CsCl,其原因为____________________________________________________。
(1)A组熔点很高,为共价晶体,是由原子通过共价键形成的。
(2)B组为金属晶体,具有①②③④四条共同的物理性质。
(3)HF中含有分子间氢键,故其熔点反常。
(4)D组属于离子晶体,具有②④两条性质。
(5)D组属于离子晶体,其熔点与离子键键能大小有关。
答案:
(1)共价 共价键
(2)①②③④ (3)HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可) (4)②④ (5)D组晶体都为离子晶体,r(Na+)<
r(K+)<
r(Rb+)<
r(Cs+),在离子所带电荷数相同的情况下,半径越小,离子键键能越大,熔点就越高
17.
(1)(2019·
揭阳一模)某磷青铜晶胞结构如图所示。
①则其化学式为________。
②该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有________个,这些Sn原子所呈现的构型为________。
③若晶体密度为8.82g·
cm-3,最近的Cu原子核间距为________pm(用含NA的代数式表示)。
(2)(2019·
漳州调研)钴的一种化合物晶胞结构如图所示。
①已知A点的原子坐标参数为(0,0,0),B点为
,则C点的原子坐标参数为____________。
②已知晶胞参数a=0.5485nm,则该晶体的密度为________g·
cm-3(列出计算表达式即可)。
(3)(2019·
泉州质检)NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Cl2反应,可以形成一种新晶体,其立方晶胞如图所示(大球为Cl,小球为Na)。
①若A的原子坐标为(0,0,0),B的原子坐标为
,则C的原子坐标为________。
②晶体中,Cl构成的多面体包含________个三角形的面,与Cl紧邻的Na个数为________。
③已知晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为________g·
cm-3(列出计算式)。
(1)①根据晶胞结构可知,每个晶胞中含有的Sn原子个数=8×
=1,Cu原子个数=6×
=3,P位于体心,原子个数为1个,则其化学式为SnCu3P。
②该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有4个,位于面的4个顶点上,因此这些Sn原子所呈现的构型为正方形。
③根据晶胞结构可知最近的Cu原子核间距为面对角线的一半,晶胞的边长是
×
1010pm,所以最近的Cu原子核间距为
1010pm。
(2)①已知A点的原子坐标参数为(0,0,0),B是面心,B点的原子坐标参数为
;
C是体心,则C点的原子坐标参数为
。
②立方晶胞顶点粒子占
,面上粒子占
,晶胞内部粒子为整个晶胞所有,因此一个晶胞中含有Ti4+的个数为8×
=1,O2-的个数为6×
=3,Co2+的个数为1,取1mol晶胞,则1mol晶胞的质量为155g,晶胞参数a=0.5485nm=0.5485×
10-7cm,则一个晶胞的体积V=(0.5485×
10-7)3cm3,因此晶体的密度ρ=
=
g·
cm-3。
(3)①根据几何关系,C原子位于立方体的右侧面上,高度为立方体高度的一半,坐标应为
②该晶胞中,Cl构成的多面体共有12个顶点,每个顶点为5个三角形共用,每个三角形平均占用3×
个顶点,因此共包含
=20个三角形面,与Cl紧邻的Na有4个;
③晶胞中,Na分别位于顶点和体心,晶胞中Na的个数为共有8×
+1=2,12个Cl都处于面上,晶胞中Cl的个数为有12×
=6,因此晶胞密度ρ=
1030g·
(1)①SnCu3P ②4 正方形 ③
1010
(2)①
②
(3)①
②20 4 ③
1030
18.(2020·
山东模考)非线性光学晶体在信息、激光技术、医疗、国防等领域具有重要应用价值。
我国科学家利用Cs2CO3、XO2(X=Si、Ge)和H3BO3首次合成了组成为CsXB3O7的非线性光学晶体。
回答下列问题:
(1)C、O、Si三种元素电负性由大到小的顺序为__________;
第一电离能I1(Si)________I1(Ge)(填“>
”或“<
”)。
(2)基态Ge原子核外电子排布式为________;
SiO2、GeO2具有类似的晶体结构,其中熔点较高的是______,原因是________________________________________________________________________。
(3)图1为硼酸晶体的片层结构,其中硼的杂化方式为________。
H3BO3在热水中比冷水中溶解度显著增大的主要原因是________________________。
(4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。
CsSiB3O7属正交晶系(长方体形)。
晶胞参数为apm、bpm、cpm。
图2为沿y轴投影的晶胞中所有Cs原子的分布图和原子分数坐标。
据此推断该晶胞中Cs原子的数目为________。
CsSiB3O7的摩尔质量为Mg·
mol-1,设NA为阿伏加德罗常数的值,则CsSiB3O7晶体的密度为________g·
cm-3(用代数式表示)。
(1)电负性的变化规律为同周期从左向右逐渐增大,同主族由上至下逐渐减小,所以电负性O>
C>
Si;
第一电离能的变化规律为同族元素由上至下逐渐减小,因此I1(Si)>
I1(Ge)。
(2)Ge原子位于第四周期ⅣA族,因此原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2);
SiO2、GeO2均为共价晶体,Ge原子半径大于Si,Si—O键长小于Ge—O键长,SiO2键能更大,熔点更高。
(3)B原子最外层有3个电子,与3个—OH形成3个共价键,因此为sp2杂化。
热水破坏了硼酸晶体中的氢键,并且硼酸分子与水形成分子间氢键,使溶解度增大。
(4)原子分数坐标为(0.5,0.2,0.5)的Cs原子位于晶胞体内,原子分数坐标为(0,0.3,0.5)及(1.0,0.3,0.5)的Cs原子位于晶胞的yz面上,原子分数坐标为(0.5,0.8,1.0)及(0.5,0.8,0)的Cs原子位于晶胞xy面上,原子分数坐标为(0,0.7,1.0)及(1.0,0.7,1.0)(0,0.7,0)及(1.0,0.7,0)的Cs原子位于晶胞平行于y轴的棱上,利用均摊法可计算该晶胞中共含Cs原子4个;
代入晶胞密度求算公式可得:
ρ=
1030g·
(1)O>
Si >
(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2) SiO2 二者均为共价晶体,Ge原子半径大于Si,Si—O键长小于Ge—O键长,SiO2键能更大,熔点更高
(3)sp2 热水破坏了硼酸晶体中的氢键,并且硼酸分子与水形成分子间氢键,使溶解度增大
(4)4
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