鲁科版 2023高考化学 一轮复习 二十九 晶体和聚集状态 课时练习

二十九 晶体和聚集状态

题组一：物质的聚集状态与晶体常识

(建议用时：15分钟)

1．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12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

2．磁光存储的研究是Williams等在1957年使Mn和Bi形成的晶体薄膜磁化并用光读取之后开始的。如图是Mn和Bi形成的某种晶体的结构示意图(白球均在六棱柱内)，则该晶体物质的化学式可表示为(　　)

A.Mn2Bi    B．MnBi    C．MnBi3    D．Mn4Bi3

3．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－

4．下列是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，其对应的化学式正确的是(图中：－X，－Y，－Z)(　　)

A．X2Y    　　 B．XY3

C．XY3Z    　　D．XYZ

5．石墨晶体是层状结构，在每一层内，每一个碳原子都跟其他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

6．(2022·海口模拟)金属Ni可以与Mg、C形成一种化合物M，M是一种新型超导体，它的临界温度为8K。回答下列问题：

(1)在基态Mg原子中，核外存在______________对自旋相反的电子。

(2)碳在矿物中，通常以碳酸盐形式存在。根据价层电子对互斥理论，可推知CO的空间构型为__________，其中碳原子的杂化轨道类型为______________。NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小，其原因是HCO在水溶液中易形成多聚离子，请解释HCO形成多聚离子的原因是

_______________________________________。

(3)Ni的基态原子的价层电子排布式为________________。区分晶体Ni和非晶体Ni的最可靠的科学方法为________________________________________________________________________。

向绿色的NiSO4溶液中滴加过量的氨水，溶液会变成深蓝色，其原因是溶液中生成了一种六配体的配离子，该配离子的化学式为_________________________________________。

(4)已知M的晶胞(α ＝ β ＝ γ ＝ 90°)结构如图所示，则M的化学式为_______________________________________。

其晶胞参数为a＝b＝c＝d pm，该晶体的密度为__________g·cm－3。(列出计算式)

题组二：几种简单的晶体结构

(建议用时：15分钟)

1．下列数据是对应物质的熔点(℃)：

据此作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

2．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形和正八面体形的两种离子构成，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

3．(2022·济南模拟)下列各组物质性质的比较，结论正确的是(　　)

A．物质的硬度：NaCl<NaBr<NaI

B．物质的沸点：AsH3>PH3>NH3

C．氢化物水溶液的酸性：HCl>HBr>HI

D．稳定性：BaCO3>SrCO3>CaCO3

4．(2022·泰安模拟)高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价部分为0，部分为－2。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞。下列说法正确的是(　　)

A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞中含有4个K＋和8个O

B．晶体中每个K＋周围有8个O，每个O周围有8个K＋

C．晶体中与每个K＋距离最近且相等的K＋有8个

D．晶体中0价氧与－2价氧的个数之比为3∶1

5．(2022·济宁模拟)氨硼烷(H3NBH3)分子中与N相连的H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，它们之间存在静电相互吸引作用，称为双氢键，用“N—H…H—B”表示。以下物质之间可能形成双氢键的是(　　)

A．苯和三氯甲烷　　　　　 B．LiH和HCN

C．C2H4和C2H2        D．B2H6和NH3

6．(1)Si和C同主族，但SiO2与CO2的熔沸点差异很大，这是因为SiO2是__________晶体，而CO2是__________晶体。

(2)BaO的熔沸点______________MgO(填“＞”“＜”或“＝”)，原因是__________________________________________。

7．H、C、N、Na、Si、Cu等元素单质的熔点高低的顺序如图所示，其中c、d均是热和电的良导体。

(1)准晶体是一种介于晶体和非晶体之间的独特晶体。d能与Al等元素形成准晶体或非晶体合金，用途广泛。区分晶体、准晶体和非晶体，可通过______________方法。

(2)无水氯化铝在178 ℃升华，它的蒸气是缔合的双分子(Al2Cl6)，更高温度下Al2Cl6则离解生成AlCl3单分子。试判断固体氯化铝的晶体类型是______________；缔合双分子Al2Cl6中Al原子的轨道杂化类型是______________。

8．(2022·天津三模)请回答以下问题：

(1)第三周期的某主族元素，其第一至第五电离能数据如图1所示，则该元素对应的原子有__________种不同运动状态的电子。

(2)如图2所示，每条折线表示周期表ⅣA族—ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是__________。

(3)CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图3所示。则该晶体的类型属于__________晶体。

(4)第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素有__________种。GaCl3中心原子的杂化方式为__________________。

(5)冰、干冰、碘都是分子晶体，冰的结构具有特殊性，而干冰、碘的晶体具有相似的结构特征，干冰分子中一个分子周围有__________个紧邻分子。

题组三：过渡晶体与混合型晶体液晶　纳米材料

(建议用时：15分钟)

1．2022年2月4日，北京冬奥会开幕式带给人们极度震撼，例如开幕式上流光溢彩的舞台与演员表演交相辉映，离不开42 000块LED模块组成的全球最大液晶地屏。关于液晶，下列说法中正确的有(　　)

A.液晶是一种晶体

B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性

C．液晶的性质与温度变化无关

D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化

2.我国科学家制得了SiO2超分子纳米管，微观结构如图所示。下列叙述不正确的是(　　)

A．SiO2与干冰的晶体结构相似

B．SiO2耐腐蚀，但可与氢氟酸反应

C．工业上用SiO2制备粗硅

D．光纤主要成分是SiO2

3．下列说法错误的是(　　)

A．离子液体有难挥发的特点，常被用于有机合成的溶剂

B．冠醚与碱金属离子通过离子键形成超分子

C．等离子体是一种特殊的气体，由带电的阳离子、电子及电中性粒子组成

D．液晶既具有液体的流动性，又具有类似晶体的各向异性

4．(2022·咸阳模拟)磷及其化合物在电池、催化等领域有重要应用。黑磷与石墨类似，也具有层状结构(如图1)。为大幅度提高锂电池的充电速率，科学家最近研发了黑磷——石墨复合负极材料，其单层结构俯视图如图2所示。

回答下列问题：

(1)Li、C、P三种元素中，电负性最小的是__________(用元素符号作答)。

(2)基态磷原子的电子排布式为_____________________________________。

(3)图2中，黑磷区P原子的杂化方式为________________，石墨区C原子的杂化方式为______________。

(4)氢化物PH3、CH4、NH3的沸点最高的是__________，原因是_______________________________________。

(5)根据图1和图2的信息，下列说法正确的有__________(填字母)。

A．黑磷区P—P键的键能不完全相同

B．黑磷与石墨都属于混合型晶体

C．由石墨与黑磷制备该复合材料的过程，发生了化学反应

D．复合材料单层中，P原子与C原子之间的作用力属范德华力

(6)贵金属磷化物Rh2P(化学式量为237)可用作电解水的高效催化剂，其立方晶胞如图3所示。已知晶胞参数为a nm，晶体中与P距离最近的Rh的数目为__________，晶体的密度为_________________________________g·cm－3(列出计算式)。

5．(2022·厦门模拟)新型超高能含能材料是国家核心军事能力和军事技术制高点的重要标志。

(1)高性能炸药BNCP的结构如图1，其中基态Co2＋的核外电子排布式为 ______________；第四电离能：I4(Co)＜I4(Fe)，其原因是________________。

(2)BNCP中H、N、O的电负性大小顺序为____________(填元素符号)；ClO中Cl原子的杂化类型为 ______________，该阴离子的空间构型为______________。

(3)AgN5是已知的分子结构最简单的N离子的过渡金属配合物，其立方晶体结构如图2所示。

以晶胞参数为单位建立的坐标系表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。图2中，原子1的坐标是(1，0，)，则原子2的坐标为 ______________。

题组四：配合物与超分子

(建议用时：15分钟)

1．下列有关叙述不正确的是(　　)

A．利用超分子的分子识别特征，可以分离C60和C70

B．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性

C．可通过X射线衍射实验区分晶体、准晶体和非晶体

D．“硅­石墨烯­锗晶体管”为我国首创，单晶硅、锗、石墨烯均为共价晶体

2．(2022·日照模拟)下列有关Cu及其化合物的叙述正确的是(　　)

A．1 mol [Cu(NH3)4]Cl2中含有σ键16 mol

B．如图所示的Cu2O晶胞中Cu原子的配位数为4

C．FeCl3刻蚀铜制印刷电路板，说明还原性Cu大于Fe

D．除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥

3．利用超分子可以对一些物质进行分离，例如利用杯酚(杯酚用“”表示)分离C60和C70的过程如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．晶体熔点：杯酚>C70>C60

B．操作①用到的玻璃仪器有分液漏斗和烧杯

C．杯酚与C60分子之间形成分子间氢键

D．杯酚难溶于氯仿，易溶于甲苯

4．元素周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：

(1)a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为______________；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是__________________________(填化学式，写出两种)。

(2)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是__________________；酸根呈三角锥结构的酸是____________(填化学式)。

(3)这五种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图所示)。

该化合物中，阴离子为____________________，阳离子中存在的化学键类型有____________；该化合物加热时首先失去的组分是______________，判断理由是____________________________________________。

5．(2022·日照模拟)碳、氮、氧、氟、硫是中学常见的非金属元素，铁离子可与由它们组成的SCN－，CN－，F－等形成很多的配合物。

(1)基态Fe原子中，电子占据的最高能层符号为__________，该能层具有的原子轨道数为_____________________________________________________，

电子数为________。

(2)已知(CN)2是直线形分子，并有对称性，则(CN)2中π键和σ键的个数比为____________，在配合物Fe(SCN)2＋中，提供空轨道接受孤对电子的微粒是__________。

(3)配合物K4[Fe(CN)6]中不存在的作用力________(填序号)。

A．共价键       B．离子键

C．非极性键      D．配位键

(4)肼(N2H4)可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4＋2N2H4===3N2＋4H2O，若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的π键有________mol。

(5)图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2)，分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。

下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是________(填标号)。

a. CF4　　b. CH4　　c. NH　　d. H2O

题组五：以陌生物质为载体

考查元素周期律

(建议用时：15分钟)

1．(2022·唐山模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X与Z可以形成两种常见液态化合物，W的原子半径在短周期主族元素中最大，由Y、Z、W三种元素形成的化合物A的结构如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A．Y的氢化物沸点一定低于Z的氢化物

B．X与Z可能形成由极性键与非极性键构成的极性分子

C．化合物X2Y2O4可以与乙二醇在一定条件下发生缩聚反应

D．0.1 mol化合物A与足量酸性高锰酸钾溶液完全反应转移电子数是0.2NA

2．(2022·银川模拟)已知W、X、Y、Z、L为原子序数依次递增的短周期主族元素，其中W和Y，X和Z分别位于同主族，化合物M结构如图所示，则下列叙述正确的是(　　)

A．W和X形成的化合物只含共价键

B．简单离子半径：Z>L>Y>X>W

C．根据结构可推测化合物M可用作漂白剂

D．X、Z、L形成的简单氢化物中L的沸点最高

3．(2022·鹰潭模拟)分属周期表前三周期的四种元素W、X、Y、Z可形成结构如图的物质，该物质中所有原子均满足稳定结构，W的原子序数最大，Y、Z处于同一周期。下列说法错误的是(　　)

A．X、Z可形成具有强氧化性的高效消毒剂

B．X、Y、Z的原子半径从大到小为： Y>Z>X

C．由Z和W形成的化合物中可以存在共价键

D．Y的最高价氧化物对应的水化物中，除了氢原子外所有原子满足8电子稳定结构

4．(2021·辽宁选择考)某多孔储氢材料前驱体结构如图，M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子。下列说法正确的是(　　)

A．氢化物沸点：X>Y

B．原子半径：M<X<Y<Z

C．第一电离能：W<X<Y<Z

D．阴、阳离子中均有配位键

5．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中Z、W的单质是常见的消毒剂。由这四种元素组成的化合物A是一种重要的脱氢剂，A与氢气反应可以生成B，其过程如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．W的最高价氧化物对应的水化物是一种强酸

B．Y、Z与氢组成的化合物一定是共价化合物

C．A分子中所有原子可能共平面

D．B的同分异构体中与B官能团的种类和数目完全相同的还有10种

6．(2022·日照模拟)已知A、B、C、D、E是五种短周期主族元素，其原子半径与原子序数的关系如图1，且A、B、C、D可形成化合物X如图2，C与E同主族。下列说法错误的是(　　)

A．化合物X高温下有较强稳定性

B．A、B、E均可与C形成常见的两种二元化合物

C．简单离子的半径：E>C>D>A

D．简单氢化物的沸点：C>E