2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分層作業(yè)17過渡晶體與混合型晶體新人教版選擇性必修2

分層作業(yè)17過渡晶體與混合型晶體A級必備知識基礎(chǔ)練題組1.晶體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性1.下列有關(guān)石墨晶體的說法正確的是()A.由于石墨晶體能導(dǎo)電,所以它是金屬晶體B.由于石墨的熔點很高,所以它是共價晶體C.由于石墨質(zhì)軟,所以它是分子晶體D.石墨晶體是一種混合型晶體2.金剛石、石墨、C60和石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖分別如圖所示,下列說法不正確的是()A.金剛石和石墨烯中碳原子的雜化方式不同B.金剛石、石墨、C60和石墨烯的關(guān)系:互為同素異形體C.這四種物質(zhì)完全燃燒后的產(chǎn)物都是CO2D.石墨與C60的晶體類型相同3.用高壓釜施加高溫高壓并加入金屬鎳等催化劑,可實現(xiàn)如圖所示的石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的過程,下列有關(guān)說法錯誤的是()A.石墨的層狀結(jié)構(gòu)比金剛石的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定B.在該條件下,石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的變化是化學(xué)變化C.金剛石的硬度比石墨的大,屬于共價晶體D.石墨和金剛石中的C均采取sp2雜化,鍵角均為120°題組2.不同晶體類型的比較與判斷4.下列性質(zhì)能說明石墨具有分子晶體的性質(zhì)的是()A.晶體能導(dǎo)電 B.熔點高C.硬度小 D.燃燒產(chǎn)物是CO25.下列各組物質(zhì)的晶體類型相同的是()A.C(金剛石)和CO2 B.CH4和H2OC.Cu和CuCl2 D.SiO2和Na2SiO36.下列物質(zhì)所屬晶體類型分類正確的是()選項ABCD共價晶體石墨生石灰碳化硅金剛石分子晶體冰固態(tài)氨氯化銫干冰離子晶體氮化鋁食鹽明礬氯化鈉金屬晶體銅汞鋁鐵7.共價鍵、離子鍵、范德華力、氫鍵等都是微觀粒子之間的不同作用力,下列物質(zhì)在熔化時破壞的作用力相同的是()A.硼和金剛石B.NaCl和AlNC.干冰和冰D.Fe和S8.金剛石、石墨、C60和石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖如下:(1)石墨晶體中存在的作用力有。

(2)金剛石質(zhì)硬但脆,金剛石能被砸碎的原因是

;金剛石、石墨、C60的熔點由高到低的順序是

。

(3)C60晶體的堆積方式為;晶體中C60的配位數(shù)為。(4)石墨烯具有神奇的特性,兩位科學(xué)家由于對石墨烯研究做出重大貢獻而獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎。石墨烯即單層石墨。石墨烯中碳原子的雜化軌道類型為;碳碳鍵的鍵角是;碳原子和碳碳鍵的個數(shù)比是;12g石墨烯中含有個六元環(huán)。

B級關(guān)鍵能力提升練9.下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律正確的是()A.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸點逐漸減弱B.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點依次增高C.HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱D.金剛石的硬度大于晶體硅,其熔、沸點低于晶體硅10.有關(guān)晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說法中不正確的是()A.在NaCl晶體中,距Na+最近的Cl-有6個B.在CaF2晶體中,每個晶胞平均占有4個Ca2+C.在金剛石晶體中,碳原子與碳碳鍵個數(shù)之比為1∶2D.該氣態(tài)團簇分子的分子式為EF或FE11.金屬K與C60形成的一種低溫超導(dǎo)材料的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞棱長都為apm,K原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部。下列說法正確的是()A.該材料的化學(xué)式為KC60B.C60周圍等距且最近的C60的個數(shù)為4C.棱上K原子處在C60構(gòu)成的八面體空隙中D.C60與C60的最短距離是32a12.判斷下列晶體類型。(1)SiI4:熔點為120.5℃,沸點為271.5℃,易水解,為。

(2)硼:熔點為2300℃,沸點為2550℃,硬度大,為。

(3)硒:熔點為217℃,沸點為685℃,溶于氯仿,為。

(4)銻:熔點為630.74℃,沸點為1750℃,可導(dǎo)電,為。

下列八種晶體:A.水晶B.冰醋酸C.氧化鎂D.白磷E.氬晶體F.硫酸銨G.鋁H.金剛石(5)屬于共價晶體的化合物是,直接由原子構(gòu)成的分子晶體是。

(6)含有共價鍵的離子晶體是,屬于分子晶體的單質(zhì)是。

(7)在一定條件下,能導(dǎo)電而不發(fā)生化學(xué)變化的是,受熱熔化后不發(fā)生化學(xué)鍵斷裂的是,受熱熔化需克服共價鍵的是。

C級學(xué)科素養(yǎng)拔高練13.碳元素不僅能形成豐富多彩的有機化合物,還能形成多種無機化合物,如B,同時自身可以形成多種單質(zhì),如D和E,碳及其化合物的用途廣泛。已知A(一種常見的調(diào)味品)為離子晶體,B為分子晶體。(1)圖中分別代表了四種晶體,分別是A,B,C,D(填名稱或化學(xué)式)。

(2)干冰和冰是兩種常見的分子晶體,關(guān)于兩種晶體的比較,正確的是(填字母)。

a.晶體的密度:干冰>冰b.晶體的熔點:干冰>冰c.晶體中的空間利用率:干冰>冰d.晶體中分子間相互作用力類型相同(3)金剛石晶胞結(jié)構(gòu)如圖,一個晶胞中的C原子數(shù)目為。

(4)金屬銅采用面心立方最密堆積,已知Cu單質(zhì)的晶胞密度為ρg·cm-3,Cu的相對原子質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則Cu的原子半徑為cm。

答案：1.D解析石墨能導(dǎo)電、熔點高、質(zhì)軟,是一種混合型晶體。2.D解析金剛石中碳原子為sp3雜化,石墨烯中碳原子為sp2雜化,A項正確;金剛石、石墨、C60和石墨烯都是碳元素形成的不同單質(zhì),它們互為同素異形體,B項正確;碳元素的同素異形體完全燃燒的產(chǎn)物都是CO2,C項正確;C60是分子晶體,石墨是混合型晶體,D項錯誤。3.D4.C解析分子晶體一般具有硬度小、熔點低的特點,因此C項能說明石墨具有分子晶體的性質(zhì)。石墨晶體能導(dǎo)電是碳原子未參與雜化的2p電子在電場作用下定向移動;熔點高是共價晶體的性質(zhì);燃燒產(chǎn)物是CO2只能說明石墨中含有碳元素,能燃燒是石墨的化學(xué)性質(zhì)。5.B解析C(金剛石)屬于共價晶體,CO2是分子晶體,晶體類型不同,故A不符合題意;CH4和H2O均是分子晶體,晶體類型相同,故B符合題意;Cu是金屬晶體,CuCl2是離子晶體,晶體類型不同,故C不符合題意;SiO2屬于共價晶體,Na2SiO3是離子晶體,晶體類型不同,故D不符合題意。6.D解析石墨為混合型晶體,氮化鋁常用作砂輪及耐高溫的材料,熔點高、硬度大,熔融時不導(dǎo)電,為共價晶體,故A錯誤;生石灰為CaO,為離子晶體,故B錯誤;氯化銫為活潑金屬的氯化物,為離子晶體,故C錯誤;金剛石為共價晶體,干冰為分子晶體,氯化鈉為離子晶體,Fe為金屬單質(zhì),是金屬晶體,故D正確。7.A解析金剛石和硼單質(zhì)都屬于共價晶體,熔化時破壞共價鍵;NaCl屬于離子晶體,熔化時破壞離子鍵,AlN屬于共價晶體,熔化時破壞共價鍵;干冰和冰都屬于分子晶體,干冰分子間存在范德華力,冰中水分子間存在范德華力和氫鍵,熔化時干冰破壞范德華力,冰破壞范德華力和氫鍵,C不符合題意;Fe是金屬晶體,熔化時破壞金屬鍵,S單質(zhì)是分子晶體,熔化時破壞分子間作用力。8.答案(1)共價鍵、范德華力(2)共價鍵具有方向性,當(dāng)受到大的外力作用時會發(fā)生原子間錯位而斷裂石墨、金剛石、C60(3)分子密堆積12(4)sp2120°2∶3(或23)3.01×10解析(1)石墨晶體中層內(nèi)C—C鍵為共價鍵,層與層之間為范德華力。(2)金剛石中只存在C—C共價鍵,共價鍵具有方向性,當(dāng)受到大的外力作用時會發(fā)生原子間錯位而斷裂。金剛石屬于共價晶體,石墨片層內(nèi)以共價鍵結(jié)合,片層之間以分子間作用力結(jié)合,為混合型晶體,C60屬于分子晶體,它們的熔點由高到低的順序是石墨、金剛石、C60。(3)C60是由60個碳原子構(gòu)成的C60分子,屬于分子晶體,堆積方式為分子密堆積。晶體中C60的配位數(shù)為12。(4)石墨烯為片層結(jié)構(gòu),雜化類型為sp2雜化,碳碳原子之間形成六元環(huán),鍵角是120°。每個碳原子被三個六元環(huán)共用,每條鍵被兩個六元環(huán)共用,所以碳原子和碳碳鍵的個數(shù)比是2∶3。每個六元環(huán)含有6×13個碳原子,所以12g石墨烯中含有3.01×10239.C解析F2、Cl2、Br2、I2均為分子晶體,隨著相對分子質(zhì)量增大,分子間作用力增大,故它們的熔、沸點逐漸升高,A錯誤;NaF、NaCl、NaBr、NaI均為離子晶體,由于離子半徑F-<Cl-<Br-<I-,其離子鍵的強度依次減弱,故它們的熔點依次降低,B錯誤;HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱與它們的共價鍵的鍵能有關(guān),鍵能逐漸減小,故熱穩(wěn)定性依次減弱,C正確;金剛石和晶體硅均為共價晶體,金剛石中的C—C共價鍵的鍵能比晶體硅中Si—Si共價鍵的鍵能大,因此金剛石的硬度大于硅,其熔、沸點也高于硅,D錯誤。10.D解析在NaCl晶體中,距Na+最近的Cl-有6個,所以鈉離子的配位數(shù)是6,故A正確;在CaF2晶體中,Ca2+位于晶胞的頂角和面心,晶胞中含有Ca2+的個數(shù)為8×18+6×12=4,故B正確;在金剛石晶體中,每個碳原子形成4個共價鍵,每兩個碳原子形成一個共價鍵,則每個碳原子形成的共價鍵平均個數(shù)為4×12=2,所以在金剛石晶體中,碳原子與碳碳鍵數(shù)之比為1∶2,故C正確;氣態(tài)團簇分子不同于晶胞,氣態(tài)團簇分子中含有4個E原子、4個F原子,則分子式為E4F4或F4E4,11.C解析由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中位于頂角和面心的C60個數(shù)為8×18+6×12=4,位于棱上、體心和體內(nèi)的鉀原子的個數(shù)為12×14+1+8=12,則該材料的化學(xué)式為K3C60,故A錯誤;由晶胞結(jié)構(gòu)可知,位于頂角的C60與位于面心的C60距離最近,則一個晶胞中有3個位于面心的C60與頂角C60等距且最近,頂角C60可以形成8個晶胞,每個面心C60為2個晶胞共有,所以C60周圍等距且最近的C60的個數(shù)為3×82=12,故B錯誤;棱上K原子處在頂角和面心的C60構(gòu)成的八面體空隙中,故C正確;由晶胞結(jié)構(gòu)可知,C60與C60的最短距離是面對角線的12,則C60與C6012.答案(1)分子晶體(2)共價晶體(3)分子晶體(4)金屬晶體(5)AE(6)FDE(7)GBDEAH解析(1)SiI4為低熔點化合物,為分子晶體。(2)晶體硼熔點高,硬度大,是典型的共價晶體。(3)硒熔、沸點低,溶于氯仿,為分子晶體。(4)銻熔、沸點較高,可導(dǎo)電,為金屬晶體。A.水晶中含有共價鍵,是由原子構(gòu)成的共價晶體,屬于共價化合物,熔化時克服共價鍵;B.冰醋酸是含有極性鍵、非極性鍵的極性分子,是分子晶體,受熱熔化化學(xué)鍵不變;C.氧化鎂由鎂離子和氧離子構(gòu)成,是含有離子鍵的離子晶體,熔化時克服離子鍵;D.白磷由P4分子組成,是含有共價鍵的分子晶體,受熱熔化化學(xué)鍵不變;E.氬晶體由氬原子組成,是由原子構(gòu)成的分子晶體,受熱熔化化學(xué)鍵不變;F.硫酸銨由銨根離子和硫酸根離子構(gòu)成,是含有離子鍵、共價鍵、配位鍵的離子晶體,熔化時克服離子鍵、共價鍵;G.鋁是金屬晶體,熔化時克服金屬鍵;H.金剛石由碳原子構(gòu)成,是原子構(gòu)成的共價晶體,屬于單質(zhì),熔化時克服共價鍵。(5)根據(jù)上述分析,屬于共價晶體的化合物是水晶,直接由原子構(gòu)成的分子晶體是氬晶體。(6)根據(jù)上述分析,含有共價鍵的離子晶體是硫酸銨,屬于分子晶體的單質(zhì)是白磷、氬晶體。(7)在一定條件下,能導(dǎo)電而不發(fā)生化學(xué)變化的是鋁,受熱熔化后不發(fā)生化學(xué)鍵斷裂的是冰醋酸、白磷、氬晶體,受熱熔化需克服共價鍵的是水晶和金剛石。13.答案(1)NaCl干冰金剛石石墨(2)ac(3)8(4)1解析(1)根據(jù)圖中晶體的結(jié)構(gòu),結(jié)合說明可知,A為氯化鈉、B為干冰、C為金剛石、D為石墨。(2)水分子間存在氫鍵,且氫鍵有方向性,導(dǎo)致水分子形成冰時存在較大的空隙,密度比水小,干冰分子之間只存在范德華力,形成的分子晶體是密堆積,密度比冰大,晶體中的空間利用率:干冰>冰,故a、c正確;冰融化時氫鍵被破壞,干冰分子之間只