2020届一轮复习新课改省份专版四十九）认识层面晶体结构与性质作业

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跟踪检测（四十九） 认识层面——晶体结构与性质 ‎1．下列晶体分类中正确的一组是(　　)‎ 选项 离子晶体 原子晶体 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 解析：选C　A项中固态Ar为分子晶体；B项中H2SO4为分子晶体，石墨是混合型晶体；D项中玻璃是非晶体。‎ ‎2．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和SO3　②晶体硼和HCl　③CO2和SO2　‎ ‎④晶体硅和金刚石　⑤晶体氖和晶体氮　⑥硫黄和碘 A．①②③　　　　　　　 B．④⑤⑥‎ C．③④⑥ D．①③⑤‎ 解析：选C　属于分子晶体的有SO3、HCl、CO2、SO2、晶体氖、晶体氮、硫黄、碘，属于原子晶体的有SiO2、晶体硼、晶体硅、金刚石，但晶体氖中不存在化学键。‎ ‎3．氮氧化铝(AlON)属原子晶体，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 解析：选D　AlON与石英(SiO2)均为原子晶体，所含化学键均为共价键，故A、B项正确；Al2O3是离子晶体，晶体中含离子键，不含共价键，故C项正确、D项错误。‎ ‎4．下列说法中正确的是(　　)‎ A．离子晶体中每个离子周围均吸引着6个带相反电荷的离子 B．金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子，电子定向运动 C．分子晶体的熔、沸点很低，常温下都呈液态或气态 D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合 解析：选D　A项，离子晶体中每个离子周围不一定吸引6个带相反电荷的离子，如CsCl晶体中，每个Cs＋吸引8个Cl－；B项，金属晶体中的自由电子不是因为外电场作用产生的；C项，分子晶体在常温下不一定是液态或气态，可能为固态，如I2、S8等。‎ ‎5．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 解析：选B　A项，同属于原子晶体，熔、沸点高低由共价键的强弱即键能大小决定，键能由小到大也是熔、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、沸点高低顺序为MgO＞H2O＞Br2＞O2，错误；D项，生铁为铁合金，熔点低于纯铁，错误。‎ ‎6．下列数据是对应物质的熔点(℃)：‎ BCl3‎ Al2O3‎ Na2O NaCl AlF3‎ AlCl3‎ 干冰 SiO2‎ ‎－107‎ ‎2 073‎ ‎920‎ ‎801‎ ‎1 291‎ ‎190‎ ‎－57‎ ‎1 723‎ 据此做出的下列判断中错误的是(　　)‎ A．铝的化合物的晶体中有的是离子晶体 B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体 C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体 解析：选B　A项，氧化铝的熔点高，属于离子晶体，则铝的化合物的晶体中有的是离子晶体，正确；B项，表中BCl3、AlCl3和干冰均是分子晶体，错误；C项，同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体，如CO2是分子晶体，SiO2是原子晶体，正确。‎ ‎7．下列关于CaF2的表述正确的是(　　)‎ A．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用 B．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点低于CaCl2‎ C．阴、阳离子数之比为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 解析：选D　Ca2＋与F－之间既有静电吸引作用，也有静电排斥作用，A错误；离子所带电荷相同，F－的离子半径小于Cl－，所以CaF2晶体的晶格能大，熔点高，B错误；晶体构型还与离子半径的相对大小有关，所以阴、阳离子数之比为2∶1的物质，不一定与CaF2晶体构型相同，C错误；CaF2中的化学键为离子键，在熔融状态下发生电离，因此CaF2在熔融状态下能导电，D正确。‎ ‎8.某晶体结构最小的重复单元如图。A为阴离子，在立方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为(　　)‎ A．B2A B．BA2‎ C．B7A4 D．B4A7‎ 解析：选B　根据均摊法，该结构单元中含A的个数为8，含B的个数为8×＋6×＝4，B与A的个数之比为4∶8＝1∶2，即该晶体的化学式为BA2。‎ ‎9.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∶4 B．1∶4∶2‎ C．2∶9∶4 D．3∶8∶4‎ 解析：选B　图示晶胞中，含A粒子个数为6×＝，含B粒子个数为6×＋3×＝2，含C粒子个数为1，N(A)∶N(B)∶N(C)＝∶2∶1＝1∶4∶2。‎ ‎10.石墨晶体是层状结构，在每一层内，每个碳原子都跟其他3个碳原子相结合。据图分析，石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为(　　)‎ A．2∶3 B．2∶1‎ C．1∶3 D．3∶2‎ 解析：选A　每个碳原子被3个六边形共用，每个共价键被2个六边形共用，则石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为∶＝2∶3。‎ ‎11.(2019·信阳模拟)已知CsCl晶体的密度为ρ g·cm－3，NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为(　　)‎ A．NA·a3·ρ B. C. D. 解析：选A　该立方体中含1个Cl－，Cs＋个数＝8×＝1，根据ρV＝知，M＝ρVNA＝ρa3NA，摩尔质量在数值上等于其相对分子质量，所以其相对分子质量是ρa3NA。‎ ‎12.食盐晶体的结构示意图如图所示。已知食盐的密度为ρ g·cm－3，摩尔质量为M g·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. cm B. cm C. cm D. cm 解析：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x cm，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。‎ ‎13．(1)钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方，则该晶胞中属于1个体心立方晶胞的金属原子数目是________。氯化铯晶体的晶胞如图1，则Cs＋位于该晶胞的________，而Cl－位于该晶胞的________，Cs＋的配位数是________。‎ ‎(2)铜的氢化物的晶体结构如图2所示，写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎(3)图3为F－与Mg2＋、K＋形成的某种离子晶体的晶胞，其中“○”表示的离子是________(填离子符号)。‎ ‎(4)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4所示)，已知3种离子晶体的晶格能数据如下表：‎ 离子晶体 NaCl KCl CaO 晶格能/(kJ·mol－1)‎ ‎786‎ ‎715‎ ‎3 401‎ 则这4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是_______________________。‎ 其中MgO晶体中一个Mg2＋周围和它最邻近且等距离的Mg2＋有________个。‎ 解析：(1)体心立方晶胞中，1个原子位于体心，8个原子位于立方体的顶点，故1个晶胞中金属原子数为8×＋1＝2；氯化铯晶胞中，Cs＋位于体心，Cl－位于顶点，Cs＋的配位数为8。(2)由晶胞可知，粒子个数比为1∶1，化学式为CuH，CuH与Cl2反应，产物为CuCl2和HCl，化学方程式为2CuH＋3Cl22CuCl2＋2HCl。(3)由晶胞结构可知，黑球有1个，灰球有1个，白球有3个，由电荷守恒可知n(Mg2＋)∶n(K＋)∶n(F－)＝1∶1∶3，故白球为F－。(4)从3种离子晶体的晶格能数据知道，离子所带电荷越多、离子半径越小，离子晶体的晶格能越大，离子所带电荷数：Ti3＋>Mg2＋，离子半径：Mg2＋＜Ca2＋，所以熔点：TiN>MgO>CaO>KCl；MgO晶体中一个Mg2＋周围和它最邻近且等距离的Mg2＋有12个。‎ 答案：(1)2　体心　顶点　8‎ ‎(2)2CuH＋3Cl22CuCl2＋2HCl ‎(3)F－　(4)TiN>MgO>CaO>KCl　12‎ ‎14．(2017·海南高考)ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题：‎ ‎(1)碳的一种单质的结构如图(a)所示。该单质的晶体类型为________，原子间存在的共价键类型有_____，碳原子的杂化轨道类型为_________________。‎ ‎(2)SiCl4分子的中心原子的价层电子对数为________，分子的立体构型为________，属于____(填“极性”或“非极性”)分子。‎ ‎(3)四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图(b)所示。‎ ‎①SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是_________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②结合SiX4的沸点和PbX2的熔点的变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化学键的离子性________、共价性________(填“增强”“不变”或“减弱”)。‎ 解析：(1)该单质为石墨，石墨属于混合型晶体，层内碳原子之间形成σ键和π键；石墨中碳原子有3个σ键，无孤电子对，因此杂化类型为sp2；(2)SiCl4中心原子是Si，有4个σ键，孤电子对数为＝0，价层电子对数为4，空间构型为正四面体；属于非极性分子；(3)SiX4属于分子晶体，不含分子间氢键，范德华力越大，熔沸点越高，范德华力随着相对分子质量的增大而增大，即熔沸点增高。‎ 答案：(1)混合型晶体　σ键、π键　sp2　(2)4　正四面体　非极性　(3)①均为分子晶体，范德华力随相对分子质量增大而增大　②减弱　增强 ‎15．(2016·全国卷Ⅰ)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。‎ ‎(1)原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)；B为；C为。则D原子的坐标参数为________。‎ ‎(2)晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a＝565.76 pm，其密度为________g·cm－3(列出计算式即可)。‎ 解析：(1)根据题给图示可知，D原子的坐标参数为。‎ ‎(2)每个晶胞中含有锗原子8×1/8＋6×1/2＋4＝8个，每个晶胞的质量为 g，晶胞的体积为(565.76×10－10 cm)3，所以晶胞的密度为 g·cm－3。‎ 答案：(1)　(2)×107‎ ‎16.Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、高寿命、耐低温等特点，在我国已实现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示。‎ ‎(1)该晶体的化学式为____________。‎ ‎(2)已知该合金的摩尔质量为M g·mol－1，密度为d g·cm－3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积是______cm3(用含M、d、NA的代数式表示)。‎ ‎(3)该晶体的内部具有空隙，且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子时比较稳定。已知：a＝511 pm，c＝397 pm；标准状况下氢气的密度为8.98×10－5 g·cm－3；储氢能力＝。若忽略储氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为________。‎ 解析：(1)由晶胞结构图可知，1个晶胞中La的原子个数为8×＝1，Ni的原子个数为8×＋1＝5，则该晶体的化学式为LaNi5。(2)1个晶胞的质量m＝，由V＝可知1个晶胞中的体积V＝ cm3。(3)LaNi5合金储氢后氢气的密度ρ＝＝ g·cm－3≈0.111 g·cm－3，由定义式可知，储氢能力＝≈1 236。‎ 答案：(1)LaNi5　(2)　(3)1 236‎