2023高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第3課時(shí)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)復(fù)習(xí)練案新人教版選修3

PAGEPAGE4晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、選擇題1．(2022·山東青島模塊測(cè)試)以下晶體中，其中任何一個(gè)原子都被相鄰四個(gè)原子包圍，以共價(jià)鍵形成正四面體，并向空間伸展成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)25471678)(C)A．C60 B．冰C．金剛石 D．水晶[解析]C60和冰都是分子晶體，A、B項(xiàng)均不符合題意，金剛石和水晶都是原子晶體，在金剛石中，每個(gè)碳原子周圍都有四個(gè)等距離的碳原子與之形成正四面體結(jié)構(gòu)，C項(xiàng)符合題意；在水晶中，每個(gè)硅原子與四個(gè)氧原子以共價(jià)鍵相連形成正四面體結(jié)構(gòu)，但是每個(gè)氧原子只與兩個(gè)硅原子直接相連，D項(xiàng)不符合題意。2．(2022·江蘇鎮(zhèn)江模塊質(zhì)檢)根據(jù)以下性質(zhì)判斷，屬于原子晶體的物質(zhì)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)25471679)(B)A．熔點(diǎn)為2700℃，導(dǎo)電性好，延展性強(qiáng)B．無(wú)色晶體，熔點(diǎn)為3550℃，不導(dǎo)電，質(zhì)硬，難溶于水和無(wú)機(jī)溶劑C．無(wú)色晶體，能溶于水，質(zhì)硬而脆，熔點(diǎn)為800℃，熔化時(shí)能導(dǎo)電D．熔點(diǎn)為－56.6℃，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電[解析]A項(xiàng)中，延展性好不是原子晶體的特征，因?yàn)樵泳w中原子與原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合，而共價(jià)鍵有一定的方向性，使原子晶體質(zhì)硬而脆；B項(xiàng)符合原子晶體的特征；C項(xiàng)符合離子晶體的特征；D項(xiàng)符合分子晶體的特征。3．(2022·山東膠州一中模擬改編)石墨烯是從石墨材料中剝離出來(lái)、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體(結(jié)構(gòu)如圖)。有關(guān)說(shuō)法正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)25471680)(D)A．固態(tài)時(shí)，碳的各種單質(zhì)的晶體類型相同B．石墨烯中含有極性共價(jià)鍵C．從石墨中剝離石墨烯需要破壞化學(xué)鍵D．石墨烯具有導(dǎo)電性[解析]碳形成的晶體有多種，如石墨、金剛石、C60等，其中金剛石為原子晶體，C60為分子晶體，A錯(cuò)誤；石墨烯中只含有C—C鍵，為非極性鍵，B錯(cuò)誤；石墨晶體中，層與層之間的作用力為分子間作用力，從石墨中剝離出石墨烯需要破壞分子間作用力，C錯(cuò)誤；石墨烯具有石墨的性質(zhì)，具有導(dǎo)電性，D正確。4．(2022·四川雅安期末)金屬晶體的以下性質(zhì)中，不能用金屬晶體結(jié)構(gòu)加以解釋的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)25471681)(D)A．易導(dǎo)電 B．易導(dǎo)熱C．有延展性 D．易銹蝕[解析]金屬晶體的構(gòu)成微粒為自由電子和金屬陽(yáng)離子。金屬晶體中的自由電子在外加電場(chǎng)的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，故金屬晶體易導(dǎo)電與金屬晶體的結(jié)構(gòu)有關(guān)，A不符合題意；升高溫度，金屬陽(yáng)離子和自由電子之間通過(guò)碰撞傳遞能量，故金屬晶體易導(dǎo)熱與金屬晶體的結(jié)構(gòu)有關(guān)，B不符合題意；金屬晶體中金屬陽(yáng)離子和自由電子之間存在較強(qiáng)的金屬鍵，金屬鍵沒(méi)有方向性，導(dǎo)致金屬晶體有延展性，與結(jié)構(gòu)有關(guān)，C不符合題意；金屬易銹蝕說(shuō)明金屬原子易失電子，金屬活潑性強(qiáng)，與金屬晶體結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，D符合題意。5．(2022·江西贛中南五校期末)以下物質(zhì)中，屬于含有極性鍵的離子晶體的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)25471682)(C)A．CH3COOH B．Na2O2C．NaOH D．MgCl2[解析]一般來(lái)說(shuō)，含有離子鍵的晶體為離子晶體；活潑金屬與活潑非金屬形成離子鍵，不同的非金屬元素間形成極性共價(jià)鍵。CH3COOH中不含離子鍵，不屬于離子晶體，A錯(cuò)誤；Na2O2中含有離子鍵、非極性共價(jià)鍵，B錯(cuò)誤；NaOH中含有離子鍵、極性共價(jià)鍵，C正確；MgCl2只含離子健，D錯(cuò)誤。6．(2022·福建泉州期末)以下大小關(guān)系正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)25471683)(B)A．熔點(diǎn)：NaI>NaBr B．硬度：MgO>CaOC．晶格能：NaCl<NaBr D．熔、沸點(diǎn)：CO2>NaCl[解析]二者均為離子晶體，離子半徑：I－>Br－，離子半徑越小，晶格能越大，離子晶體的熔點(diǎn)越高，A錯(cuò)誤；二者均為離子晶體，離子半徑：Mg2＋<Ca2＋，離子半徑越小，晶格能越大，硬度越大，B正確；二者均為離子晶體，離子半徑：Cl－<Br－，離子半徑越小，晶格能越大，C錯(cuò)誤；CO2為分子晶體，NaCl為離子晶體，離子晶體的熔、沸點(diǎn)大于分子晶體的熔、沸點(diǎn)，D錯(cuò)誤。7．(2022·四川雅安中學(xué)期末診斷)以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)25471684)(B)A．金屬晶體的熔點(diǎn)都比分子晶體的熔點(diǎn)高B．在金屬晶體中，自由電子與金屬離子的碰撞有能量傳遞，可以用此來(lái)解釋的金屬的物理性質(zhì)是導(dǎo)熱性C．金屬鍵可以看作是許多原子共用許多電子所形成的強(qiáng)烈相互作用，所以和共價(jià)鍵類似，也有飽和性和方向性D．NaCl和SiC晶體熔化時(shí)，克服粒子間作用力類型相同[解析]金屬Hg的熔點(diǎn)比分子晶體I2的熔點(diǎn)低，A錯(cuò)誤；金屬中自由電子受熱后運(yùn)動(dòng)速率增大，與金屬離子碰撞頻率增大，傳遞了能量，故金屬有良好的導(dǎo)熱性，B正確；金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子之間的強(qiáng)烈相互作用，自由電子為整個(gè)金屬的所有陽(yáng)離子所共有，所以金屬鍵沒(méi)有方向性和飽和性，而共價(jià)鍵有方向性和飽和性，C錯(cuò)誤；NaCl晶體屬于離子晶體，熔化需要克服離子鍵，SiC晶體屬于原子晶體，熔化需要克服共價(jià)鍵，D錯(cuò)誤。8．(2022·安徽六安一中期末)磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料。如圖為其晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，其中的每個(gè)原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。以下有關(guān)說(shuō)法正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)25471685)(C)A．磷化硼晶體的化學(xué)式為BP，屬于離子晶體B．磷化硼晶體的熔點(diǎn)高，且熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電C．磷化硼晶體中每個(gè)原子均形成4個(gè)共價(jià)鍵D．磷化硼晶體結(jié)構(gòu)微粒的空間堆積方式與氯化鈉相同[解析]晶胞中，P原子位于頂點(diǎn)和面心，數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，B原子位于晶胞內(nèi)，數(shù)目為4，那么磷化硼晶體的化學(xué)式為BP，由于磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料，屬于原子晶體，A錯(cuò)誤；磷化硼晶體屬于原子晶體，熔點(diǎn)高，但熔融狀態(tài)下沒(méi)有自由移動(dòng)的離子，所以不能導(dǎo)電，B錯(cuò)誤；該晶胞中B原子和P原子的配位數(shù)為4，即每個(gè)原子均形成4個(gè)共價(jià)鍵，C正確；磷化硼晶胞結(jié)構(gòu)中微粒的空間堆積方式與氯化鈉不相同，磷化硼晶胞中原子的堆積方式與硫化銅晶胞類型相同，D錯(cuò)誤。9．(2022·四川省雅安中學(xué))以下有關(guān)晶體的表達(dá)中，不正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)25471686)(A)A．氯化鈉和氯化銫晶體中，陽(yáng)離子的配位數(shù)均為6B．金剛石為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由碳原子以sp3雜化軌道形成共價(jià)鍵C．金屬鈉的晶體采用體心立方堆積，每個(gè)晶胞含2個(gè)原子，配位數(shù)為8D．干冰晶體中，每個(gè)CO2分子周圍緊鄰12個(gè)CO2分子[解析]A．CsCl晶體中每個(gè)Cs＋周圍等距離緊鄰的Cl－離子數(shù)為8個(gè)，那么銫離子的配位數(shù)為8。NaCl晶體是立方體結(jié)構(gòu)，每個(gè)Na＋周圍等距離緊鄰的Cl－離子數(shù)為6個(gè)，那么Na＋的配位數(shù)為6，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.金剛石是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，C原子與周圍的4個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)單鍵，C原子的雜化方式為sp3雜化，B項(xiàng)正確；C.金屬鈉的晶體采用體心立方堆積，含有的鈉原子數(shù)為8×1/8＋1＝2，體心的Na原子與頂點(diǎn)的8個(gè)Na原子等距離相鄰，配位數(shù)為8，C項(xiàng)正確；D.對(duì)于干冰晶體，x，y，z三個(gè)軸上有三個(gè)平面，每個(gè)平面均有1個(gè)CO2與4個(gè)CO2分子緊鄰，所以1個(gè)CO2與12個(gè)CO2分子等距離緊鄰，D項(xiàng)正確。答案選A。10．(2022·鄭州實(shí)驗(yàn)中學(xué)模塊過(guò)關(guān)測(cè)試)如下圖，鐵有δ、γ、α三種同素異形體，三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)25471687)(B)δ－Feeq\o(,\s\up7(1394℃))γ－Feeq\o(,\s\up7(912℃))α－FeA．γ-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6個(gè)B．α-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6個(gè)C．將鐵加熱到1500℃分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型相同D．假設(shè)α-Fe晶胞邊長(zhǎng)為acm，γ-Fe晶胞邊長(zhǎng)為bcm，那么兩種晶體的密度比為b3∶a3[解析]γ-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子為12個(gè)，A錯(cuò)誤；α-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6個(gè)，B正確；冷卻到不同的溫度，得到的晶體類型不同，C錯(cuò)誤；一個(gè)α-Fe晶胞中含有鐵原子的個(gè)數(shù)為1，體積為a3cm3，密度為eq\f(56,NA·a3)g·cm－3，一個(gè)γ-Fe晶胞中含有鐵原子的個(gè)數(shù)為4，體積為b3cm3，密度為eq\f(56×4,NA·b3)g·cm－3，那么二者的密度之比為b3∶4a3，D錯(cuò)誤。二、非選擇題11．(2022·上海市理工大學(xué)附屬中學(xué)高三摸底)填空題有以下八種晶體：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)25471688)①水晶②干冰③氟化鈉④固態(tài)氬⑤金屬鋁⑥碳化硅⑦氫氧化鈉⑧白磷試答復(fù)：(1)直接由原子構(gòu)成的晶體是__①④⑥__。(2)含有共價(jià)鍵的晶體是__①②⑥⑦⑧__。(3)含有陽(yáng)離子的晶體是__③⑤⑦_(dá)_，含有陰離子的晶體是__③⑦_(dá)_。(4)熔化需克服共價(jià)鍵的晶體是__①⑥__，熔化能導(dǎo)電的晶體是__③⑤⑦_(dá)_。[解析]考查化學(xué)鍵、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。(1)直接由原子構(gòu)成的晶體是水晶、碳化硅和固態(tài)氬(單原子分子)，選①④⑥。(2)含有共價(jià)鍵的晶體有水晶、干冰、碳化硅、氫氧化鈉和白磷，選①②⑥⑦⑧。(3)含有陽(yáng)離子的晶體包括離子晶體和金屬晶體，有氟化鈉、氫氧化鈉和金屬鋁，選③⑤⑦；含有陰離子的晶體是離子晶體，有氟化鈉、氫氧化鈉，選③⑦。(4)熔化需克服共價(jià)鍵的晶體是原子晶體，有水晶、碳化硅，選①⑥；熔化能導(dǎo)電的晶體包括離子晶體和金屬晶體，有氟化鈉、氫氧化鈉和金屬鋁，選③⑤⑦。12．(1)氯酸鉀熔化，粒子間克服了__離子鍵__的作用力；二氧化硅熔化，粒子間克服了__共價(jià)鍵__的作用力；碘的升華，粒子間克服了__分子間__作用力。三種晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序是__SiO2>KClO3>I2__。(2)以下六種晶體：①CO2，②NaCl，③Na，④Si，⑤CS2，⑥金剛石，它們的熔點(diǎn)從低到高的順序?yàn)開(kāi)_①⑤③②④⑥__(填序號(hào))。(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中，由極性鍵形成的非極性分子是__CO2__，由非極性鍵形成的非極性分子是__H2__，能形成分子晶體的物質(zhì)是__H2、CO2、HF__，含有氫鍵的晶體的化學(xué)式是__HF__，屬于離子晶體的是__(NH4)2SO4__，屬于原子晶體的是__SiC__，五種物質(zhì)的熔點(diǎn)由高到低的順序是__SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2__。(4)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．__金屬晶體__；B.__分子晶體__；C.__離子晶體__；D.__原子晶體__。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)25471689)[解析](1)氯酸鉀是離子晶體，熔化離子晶體時(shí)需要克服離子鍵的作用力；二氧化硅是原子晶體，熔化原子晶體時(shí)需要克服共價(jià)鍵的作用力；碘為分子晶體，熔化分子晶體時(shí)需克服的是分子間作用力。由于原子晶體是由共價(jià)鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，所以原子晶體的熔點(diǎn)最高；其次是離子晶體；由于分子間作用力比化學(xué)鍵要小得多，所以碘的熔點(diǎn)最低。(2)先把六種晶體分類。原子晶體：④、⑥；離子晶體：②；金屬晶體：③；分子晶體：①、⑤。由于碳原子半徑小于硅原子半徑，所以金剛石的熔點(diǎn)高于晶體硅；CO2和CS2同屬于分子晶體，其熔點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量成正比，故CS2的熔點(diǎn)高于CO2；Na在通常狀況下是固態(tài)，而CS2是液態(tài)，CO2是氣態(tài)，所以Na的熔點(diǎn)高于CS2和CO2；Na在水中即熔化成小球，說(shuō)明它的熔點(diǎn)較NaCl低。13．(2022·安徽皖南八校聯(lián)考)(1)KCl、MgO、CaO、TiN這四種晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似。下表給出了三種晶體的晶格能數(shù)據(jù)：晶體NaClKClCaO晶格能/(kJ·mol－1)7867153401那么該四種晶體(不包括NaCl)的熔點(diǎn)從高到低的順序?yàn)開(kāi)_TiN>MgO>CaO>KCl__。(2)鈣在氧氣中燃燒時(shí)得到一種鈣的氧化物晶體，其結(jié)構(gòu)與NaCl相同(如下圖)。據(jù)此可判斷該鈣的氧化物的化學(xué)式為_(kāi)_CaO2__。該氧化物的密度是ρg·cm－3，那么晶胞內(nèi)最近的兩個(gè)鈣離子間的距離為eq\f(\r(2),2)×eq\r(3,\f(72×4,ρNA))cm(只要求列出算式，不必計(jì)算出數(shù)值結(jié)果，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)25471690)[解析](1)鎂離子和鈣離子都帶兩個(gè)單位正電荷，但鎂離子的半徑比鈣離子小，故MgO的晶格能應(yīng)大于CaO，再分析表中數(shù)據(jù)可知離子半徑對(duì)晶格能的影響比擬小，離子所帶的電荷數(shù)對(duì)離子晶體的晶格能影響較大，故TiN的晶格能應(yīng)比MgO和CaO的大得多，離子晶體的晶格能越大，熔點(diǎn)越高，故四種晶體的熔點(diǎn)從高到低的順序?yàn)門(mén)iN>MgO>CaO>KCl。(2)由圖可知一個(gè)晶胞中含有Ca2＋的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，含有Oeq\o\al(2－,2)的個(gè)數(shù)為12×eq\f(1,4)＋1＝4，據(jù)此可知該鈣的氧化物的化學(xué)式為CaO2。設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為acm，一個(gè)晶胞的質(zhì)量為eq\f(72×4,NA)g，那么有a3cm3×ρg·cm－3＝eq\f(72×4,NA)g，由此可計(jì)算出a＝eq\r(3,\f(72×4,ρNA))cm，晶胞的面對(duì)角線的一半就是最近的兩個(gè)鈣離子間的距離，即為eq\f(\r(2),2)×eq\r(3,\f(72×4,ρNA))cm。14．(2022·湖北黃岡質(zhì)檢)eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)25471691)(1)碳的一種同素異形體——C60，又名足球烯，是一種高度對(duì)稱的球碳分子。立方烷(分子式：C8H8，結(jié)構(gòu)是立方體：)是比C60約早20年合成出的一種對(duì)稱型烴類分子，而現(xiàn)如今已合成出一種立方烷與C60的復(fù)合型分子晶體，該晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙所示，立方烷分子填充在原C60晶體的分子間空隙中。那么該復(fù)合型分子晶體的組成用二者的分子式可表示為_(kāi)_C8H8·C60(或C60·C8H8)__。(2)碳的另一種同素異形體——石墨，其晶體結(jié)構(gòu)如圖丙所示，虛線勾勒出的是其晶胞。那么石墨晶胞含碳原子個(gè)數(shù)為_(kāi)_