【3年高考2年模拟】·课标版 化学 2017年高考一轮总复习 考点28：晶体结构与性质 32训练.doc

第43课时 晶体结构与性质

A组 基础题组

1.(2016湖北襄阳期中)下表给出了几种氯化物的熔、沸点:

熔点(℃) 沸点(℃) NaCl 801 1 465 MgCl2 712 1 412 CaCl2 782 1 600 SiCl4 -68 57.6 则下列各项表述与表中数据一致的有( ) ①CaCl2属于离子晶体 ②SiCl4属于分子晶体 ③1 500 ℃时,NaCl可汽化 ④MgCl2水溶液不能导电 A.仅①

B.仅②

C.①②④

D.①②③

2.(2015华山中学模拟)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:NaF>NaCl>NaBr

C.阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2 D.硬度:MgO>CaO>BaO

3.(2015浙江宁波月考)氮化硅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。下列各组物质熔化时,所克服的粒子间作用力与氮化硅所克服的粒子间作用力都相同的是( )

A.石膏和金刚石 C.冰和干冰

B.晶体硅和二氧化硅 D.铝和蒽

4.(2016安徽淮北期中)下列有关物质结构的说法正确的是( ) A.含有离子键的化合物一定是离子化合物 B.分子晶体中一定存在共价键 C.H2O2分子中既存在σ键又存在π键 D.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定

5.(2015湖北师大附中期中)下表给出几种氯化物的熔点和沸点:

熔点/℃ 沸点/℃ NaCl 801 1 413 MgCl2 714 1 412 AlCl3 190 180 SiCl4 -70 57.57

有关表中所列四种氯化物的性质,以下叙述正确的是( ) ①氯化铝在加热时能升华 ②四氯化硅晶体属于分子晶体

③氯化钠晶体中粒子之间以范德华力结合

④氯化镁的熔沸点比氯化钠低,主要是受堆积方式、键的极性、晶格能等影响 A.②

B.③④

C.①②④

D.①②③④

6.(2015上海杨浦二模)一定条件下,CO2分子晶体可转化为具有类似SiO2结构的原子晶体。从理论上分析,下列说法正确的是( ) A.该转化过程是物理变化

B.1 mol CO2原子晶体中含2 mol C—O键 C.CO2原子晶体的熔点高于SiO2

D.CO2的原子晶体和分子晶体互为同分异构体

7.(2015湖南长沙模拟)(1)过渡金属元素铁能形成多种配合物,如[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3[三六尿素合铁(Ⅲ)]和Fe(CO)x等。

①基态Fe3+的M层电子排布式为 。

②配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x= 。Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5 ℃,沸点为103 ℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于 (填晶体类型)。

(2)O和Na形成的一种只含有离子键的化合物的晶胞结构如图,已知该晶胞的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,求晶胞边长a= cm。(用含ρ、NA的计算式表示)

(3)下列有关说法正确的是 。 A.第一电离能大小:S>P>Si B.电负性顺序:CC.因为晶格能CaO比KCl高,所以KCl比CaO熔点低

D.SO2与CO2的化学性质类似,分子结构也都呈直线形,相同条件下SO2的溶解度更大 E.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔、沸点越高

(4)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是原子半径最小的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,Z原子基态时2p轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29。回答下列问题:

①Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为 ,1 mol Y2X2含有σ键的数目为 。 ②化合物ZX3的沸点比化合物YX4高,其主要原因是 。 ③元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是 。

B组 提升题组

8. (201川成都联考)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法是对固体进行X射线衍射

B.1 mol金刚石中的C—C键数是2NA,1 mol SiO2晶体中的Si—O键数也是2NA C.二氧化硅和干冰在熔化时,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

9.(2016江苏泰州中学月考)氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体,由于其具有令人满意的仿金效果,越来越多地成为黄金的替代品。以TiCl4为原料,经过一系列反应(如下图所示)可以制得Ti3N4和纳米TiO2。

上图中的M是短周期金属元素,M的部分电离能(单位为kJ·mol-1)如下表:

I1 738 I2 1 451 I3 7 733 I4 10 0 I5 13 630 (1)M是 (填元素符号),该金属晶体的堆积模型为 (填“六方最密堆积”或“面心立方最密堆积”),配位数为 。

(2)基态Ti3+中未成对电子数有 个,Ti的基态原子外围电子排布式为 。 (3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如下图所示。化合物甲的分子式中采取sp2杂化的碳原子数为 ,化合物乙中采取sp3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为 。

(4)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl相似,如下图所示。该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有 个,该晶体的化学式为 。

10.(2015黑龙江哈尔滨一模)A、B、C、D、E代表五种常见元素,它们的核电荷数依次增大。其中元素E的基态原子3d轨道上有2个电子,A的基态原子中有2个未成对电子,B是地壳中含量最多的元素,C是短周期中最活泼的金属元素,D与C可形成CD型离子化合物。请回答下列问题:

(1)E的基态原子价层电子排布式为 。

(2)AB2分子中,A的杂化类型为 ;在元素周期表中A、B及与两者紧邻的元素的第一电离能由大到小的顺序为(用元素符号表示) ;1个AB2分子中,含有 个π键和 个σ键。

(3)AB2形成的晶体的熔点 (填“高于”“低于”或“无法判断”)CD形成的晶体的熔点,原因是 。

(4)E与B形成的一种橙红色晶体晶胞结构如图1所示,其化学式为 (用元素符号表示)。ED4是制取航天航空工业材料的重要原料。取上述橙红色晶体,放在电炉中,通入D2和A的单质后高温加热,可制得ED4,同时产生一种能造成温室效应的气体,写出反应的化学方程式: 。

(5)由C、D两元素形成的化合物组成的晶体中,阴、阳离子都具有或近似具有球形对称结构,它们都可以看作刚性圆球,并彼此“相切”。 如图2、3所示为C、D形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的剖面图,若a=5.6×10-8cm,则该晶体的密度为 g·cm-3(精确到小数点后1位)。 11.(2015辽宁朝阳模拟)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 。另一种的晶胞结构如图二所示,若此晶胞中的棱长为356.6 pm,则此晶胞的密度为 g·cm-3(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)。 ①极性键 ②非极性键 ③配位键 ④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 。请

写

出

上

述

过

程

的

离

子

方

程

式: 。

答案全解全析 A组 基础题组

1.D MgCl2属于离子晶体,所以MgCl2水溶液能导电,故④错误。

2.A 离子半径Na+>Mg2+>Al3+,离子半径越小,所带电荷数越多,晶格能越大,则熔点越高,故A错误。

3.B 氮化硅属于原子晶体,熔化时所克服的粒子间作用力为共价键,判断选项中的晶体为原子晶体即可。石膏为离子晶体,金刚石为原子晶体,不符合题意,A项错误;晶体硅和二氧化硅都是原子晶体,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。

4.A B项,单原子分子形成的晶体中没有共价键,错误;C项,H2O2分子中只存在σ键,没有π键,错误;D项,分子的稳定性与分子间作用力的大小无关,错误。 5.C NaCl属于离子晶体,粒子之间以离子键结合,故③错误。

6.C CO2分子晶体转化为CO2原子晶体,结构已发生改变,且二者的性质也有较大差异,故二者的转变是化学变化,故A项错误;CO2原子晶体与SiO2结构类似,每个碳原子与4个氧原子成键,故1 mol CO2原子晶体中含4 mol C—O键,故B项错误;原子晶体CO2中化学键键长比SiO2中的键长短,所以原子晶体CO2比SiO2熔点高,故C项正确;二氧化碳的原子晶体和分子晶体结构不同,故D项错误。

7.答案 (1)①3s23p63d5 ②5 分子晶体 (2) (3)B、C

(4)①sp杂化 3NA或3×6.02×1023个 ②NH3分子间存在氢键 ③N2O

解析 (1)①铁原子核外有26个电子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63ds2,铁原子失去3

个电子形成Fe3+,Fe3+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,则其M层电子排布式为3s23p63d5。②配合物Fe(CO)x的中心原子是铁原子,其价电子数是8,每个配体提供的电子数是2,8+2x=18,x=5;根据题给信息知,该物质的熔、沸点较低,为分子晶体。(2)该晶胞中钠离子个数是8,氧离子个数=8×1/8+6×1/2=4,a3=V===,则a=。(3)同一周期,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素,所以第一电离能大小:P>S>Si;同一周期,元素的电负性随着原子序数的增大而增大,所以电负性顺序:CB组 提升题组

8.A 1 mol SiO2晶体中Si—O键为4 mol;二氧化硅是原子晶体,在熔化时,共价键断裂形成自由移动的Si、O原子,而分子晶体干冰熔化时,破坏的是分子间作用力;分子间作用力的大小决定分子的物理性质,而分子的稳定性则取决于化学键的强弱。 9.答案 (1)Mg 六方最密堆积 12 (2)1 3d24s2 (3)7 O>N>C (4)12 TiN

解析 (1)M是短周期金属元素,M的第三电离能剧增,则其处于ⅡA族,因其能与TiCl4反应置换出Ti,则M为Mg。Mg晶体属于六方最密堆积,配位数为12。(2)Ti为22号元素,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Ti3+,基态Ti3+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d1,3d能级有1个未成对电子。(3)化合物甲的分子中采取sp2杂化的碳原子为:苯环上的6个C、羰基中的1个C,共7个;采取sp3杂化的原子价电子对数是4,乙中采取sp3杂化的原子有C、N、O,它们对应的元素的电负性大小关系为:O>N>C。(4)根据均摊法,可知该晶胞中N原子个数为:6×+8×=4,该晶胞中Ti原子个数为:1+12×=4,晶体的化学式为TiN,晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有12个。

10.答案 (1)3d24s2 (2)sp N>O>C 2 2

(3)低于 CO2形成的晶体属于分子晶体,NaCl属于离子晶体 (4)TiO2 TiO2+C+2Cl2(5)2.2

解析 元素E的基态原子3d轨道上有2个电子,原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2,则E为Ti;B是地壳中含量最多的元素,则B为O;C是短周期中最活泼的金属元素,则C为Na;A的基态原子中有2个未成对电子,原子序数小于8,则原子核外电子排布为1s22s22p2,A为C;D与C可形成CD型离子化合物,则D为Cl。(1)E为Ti,基态原子价层电子排布式为3d24s2。(2)CO2的结构式为OCO,碳原子采取sp杂化;一个CO2分子中含有 2个π键和2个σ键。(3)CO2形成的晶体属于分子晶体,NaCl属于离子晶体,通常情况下,离子键键能高于分子间作用力,故CO2形成的晶体的熔点低于NaCl。(4)该晶胞中钛离子个数=1+8×=2、氧离子个数=2+4×=4,则钛、氧离子个数之比=2∶4=1∶2,则化学式为TiO2;制取TiCl4反应的化学方程式为TiO2+C+2Cl2

TiCl4+CO2。(5)由Na、Cl两元素形成的化合物为NaCl,以黑色球为Na+研

TiCl4+CO2

究,晶胞中Na+数目=1+12×=4,Cl-数目=8×+6×=4,故晶胞质量= g,晶胞体积=(5.6×10-8cm)3,则该晶体的密度为 g÷(5.6×10-8cm)3≈2.2 g·cm-3。

11.答案

(2)HF>HI>HBr>HCl HF分子之间形成氢键使其沸点较高,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 ①②③

(5)先生成蓝色沉淀,继续滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色的透明溶液 Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2N、Cu(OH)2+4NH3

[Cu(NH3)4]2++2OH-

解析 由题中信息可知,A为H,B为C,C为Cl,D为Cu。(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图为四种元素中Cu的金属性最强,故Cu的

第一电离能最小。(3)图一为平面结构,在其层状结构中碳碳键键角为120°,每个碳原子都结合着3个碳原子,碳原子采取sp2杂化;图二中一个晶胞中含碳原子数为8×+6×+4=8,晶胞质量=8×

g,晶胞中的棱长为356.6 pm,则晶胞密度=(8× g)÷(356.6×10-10cm)3≈3.5 g·cm-3。(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++2NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-。

Cu(OH)2↓+2N、Cu(OH)2+4NH3