2027届高考化学一轮复习考点过关：课时规范练28 物质的聚集状态 常见晶体类型（含解析）

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1.液晶显示器广泛应用,下列说法错误的是( )
A.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,既具有液体的流动性,又具有晶体的某些物理性质,表现出类似晶体的各向异性,说明它属于晶态
B.晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列是否具有特定的方向性
C.晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间呈周期性有序排列的宏观表现
D.铍的最高价氧化物的水化物可能具有两性
2.(2026·广东潮州质检)以下关于物质结构与性质的描述,正确的是( )
A.NH3分子呈三角锥形结构,其中的N原子采用sp3杂化
B.NaCl晶体中,Na+和Cl-以分子形式存在于晶胞中
C.金刚石和石墨的不同性质源于它们有相同的原子排列方式
D.H2O分子呈V形,分子间有氢键,沸点比H2S的低
3.纳米SiO2为无定形非晶态,白色粉末,具有颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、对紫外线反射能力强等特点。下列关于纳米SiO2的说法正确的是( )
A.对光有各向异性
B.熔点与晶体SiO2相同
C.纳米SiO2具有自范性
D.可用X射线衍射实验区分纳米SiO2与晶体SiO2
4.(2025·重庆卷)化合物X的晶胞如图所示,有关叙述正确的是( )
A.X中存在π键
B.X属于混合型晶体
C.X的化学式可表示为C3N4
D.X中C原子上有1个孤电子对
5.(10分)自然界中许多固态物质都是晶体,它们有规则的几何外形,如晶莹的雪花、玲珑剔透的石英、棱角分明的食盐固体和许多矿石。
(1)区分晶体和非晶体最科学的方法是 (填字母,下同)。
A.比较硬度
B.对固体进行X射线衍射
C.看是否有规则的几何外形
(2)下列各组物质的晶体中,化学键类型、晶体类型都相同的是 。
A.CO2和SO2
B.NaCl和HCl
C.H2S和H2O
D.CF2Cl2和CH3COONa
(3)已知一些物质的熔点数据如下表:
①Na与Si均为第三周期元素,NaCl熔点明显高于SiCl4,原因是 。
②分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因: 。
(4)下图所示的几种碳单质,它们互为 ,其中属于共价晶体的是 。
(5)红宝石是刚玉的一种,主要成分为氧化铝(Al2O3),因含微量杂质元素铬(Cr)而呈红色。基态铬原子的简化电子排布式为 。
(6)钻石是经过琢磨的金刚石,金刚石晶胞结构如图所示,晶体中与晶胞面心处碳原子距离最近且等距离的碳原子数为 。
层次2综合性
6.(2024·安徽卷)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3),其立方晶胞和导电时Li+迁移过程如下图所示。已知该氧化物中Ti为+4价、La为+3价。下列说法错误的是( )
A.导电时,Ti和La的价态不变
B.若x=13,Li+与空位的数目相等
C.与体心最邻近的O原子数为12
D.导电时,空位移动方向与电流方向相反
7.我国力争于2060年前实现“碳中和”。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。下列关于CH4和CO2(晶胞结构如图)的说法正确的是( )
干冰晶胞
A.固态CO2属于共价晶体
B.CH4键角小于CO2键角
C.CH4分子中含有极性共价键,是极性分子
D.干冰中每个CO2分子周围紧邻6个CO2分子
8.(2025·广东调研)Ni(CO)4(四羰合镍,沸点为43 ℃,其结构如右图所示)是有机化合物羰基化反应的催化剂,也可用于制备高纯镍(镍的晶胞结构类型与铜的相同,为面心立方晶胞,其体积为a3)。下列说法错误的是( )
A.图中Ni(CO)4中含有σ键的数目为8
B.Ni(CO)4晶体的类型为分子晶体
C.镍的晶胞中镍原子配位数为8
D.镍的晶胞中镍原子半径为24a
9.NaCl广泛应用于食品、氯碱工业等领域,NaCl、CsCl的晶胞如图所示,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.若NaCl晶胞中Na+与最近Cl-的核间距为a cm,则其晶体密度为2348a3NA g·cm-3
B.熔点:NaCl>CsCl
C.NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数相同
D.NaCl和CsCl晶体均为离子晶体
层次3创新性
10.(6分)铁、钴、镍三种元素位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族,通常将铁、钴、镍三种元素称为铁系元素,回答下列问题:
(1)基态镍原子的价层电子排布式为 。
(2)已知无水三氯化铁熔点为307.6 ℃,沸点约为306 ℃,可以升华,400 ℃以下的气态氯化铁主要通过配位键以二聚体形式存在,据此判断氯化铁的晶体类型为 ,氯化铁二聚体的结构式是 。
(3)图示为一种常见锂离子电池电极材料的六棱柱结构单元及其沿垂直底面方向的投影图,其底面是正六边形。
该电极材料物质的化学式为 。
②该晶体中Li原子周围距离最近且相等的O原子有 个。
参考答案
1.A 解析:液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,既具有液体的流动性,又具有晶体的某些物理性质,表现出类似晶体的各向异性,但它不属于晶态,A错误;晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列是否具有特定的方向性,B正确;晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间呈周期性有序排列的宏观表现,C正确;铍位于金属与非金属的分界处,其最高价氧化物的水化物可能具有两性,D正确。
2.A 解析:NH3中心原子价层电子对数为3+12(5-3×1)=4,且含有1个孤电子对,呈三角锥形结构,其中的N原子采用sp3杂化,A正确;NaCl晶体中Na+和Cl-以离子形式存在于晶胞中,B错误;金刚石和石墨的性质不同,是因为它们的原子排列方式不同,C错误;H2O分子呈V形,分子间有氢键,氢键会使沸点升高,则H2O的沸点比H2S的高,D错误。
3.D 解析:纳米SiO2为无定形非晶态,没有各向异性,晶体才有各向异性,A错误;纳米SiO2为无定形非晶态,因此没有固定的熔点,晶体二氧化硅有固定熔点,B错误;纳米SiO2不具有自范性,晶体才有自范性,C错误;纳米SiO2是非晶体,晶体SiO2是晶体,因此可用X射线衍射实验区分纳米SiO2与晶体SiO2,D正确。
4.C 解析:由图可知,晶胞中C原子的个数为6×12=3,N位于晶胞内部,个数为4,则X的化学式可表示为C3N4,C正确;C、N均以单键连接,晶胞中不存在π键,A错误;晶胞内只存在共价键,不是混合型晶体,B错误;C原子价层电子数为4,在X的晶胞中每个C原子与其相邻的4个N原子分别形成4个σ键,C原子中所有的价电子均已参与成键,不存在孤电子对,D错误。
5.答案:(1)B (2)AC
(3)①NaCl为离子晶体,而SiCl4为分子晶体
②SiCl4、GeCl4、SnCl4的熔点依次升高。SiCl4、GeCl4、SnCl4均为分子晶体,随着相对分子质量增大,分子间作用力增大,物质的熔点升高
(4)同素异形体 金刚石
(5)[Ar]3d54s1 (6)4
解析:(1)晶胞是构成晶体的最基本的几何单元,可以前后、左右、上下平移得到相同结构并能与其无隙并置;区分晶体与非晶体的最科学的方法是X射线衍射法;故选B。
(2)A.CO2和SO2分子中均只有共价键,其晶体均为分子晶体;B.NaCl和HCl中分别存在离子键、共价键,分别为离子晶体、分子晶体;C.H2S和H2O分子中均只有共价键,其晶体均为分子晶体;D.CF2Cl2只存在共价键,CH3COONa中存在共价键、离子键,分别为分子晶体、离子晶体;故选AC。
(4)四种物质都是由碳元素形成的不同单质,互为同素异形体,金刚石属于共价晶体,石墨是混合型晶体,C60、碳纳米管都是分子晶体。
(5)铬是24号元素,基态铬原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s1。
(6)由金刚石晶胞结构可知,晶体中与晶胞面心处碳原子距离最近且等距离的碳原子数为4。
6.B 解析:该晶体导电的基本原理是Li+的定向迁移,Ti和La的化合价不发生变化,A正确;根据LixLayTiO3的化学式,结合其立方晶胞中La或Li或空位位于体心,可知若x=13,则Li+带的正电荷为+13,由电荷守恒可知La3+带的正电荷应为(+2)-(+13)=+53,La3+的个数为533=59,则空位的个数应为1-13−59=19,所以Li+与空位的数目不相等,B错误;与体心最邻近的O原子为棱上的O原子,共12个,C正确;导电时,空位移动方向与Li+移动方向相反,Li+带正电,其移动方向与电流方向相同,故空位移动方向与电流方向相反,D正确。
7.B 解析:固态CO2即干冰属于分子晶体,A错误;CH4是正四面体形结构,键角为109°28',CO2是直线形结构,键角为180°,B正确;CH4是正四面体形结构,分子中含有极性共价键,但分子结构对称,正、负电荷中心重合,是非极性分子,C错误;由干冰的晶胞可知,每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个,D错误。
8.C 解析:已知单键为σ键,三键有1个σ键和2个π键,由题图可知,Ni(CO)4中含有σ键的数目为8,A正确;由题干信息可知,Ni(CO)4的沸点为43 ℃,沸点较低,故Ni(CO)4晶体的类型为分子晶体,B正确;由题干信息可知,镍的晶胞结构类型与铜的相同,为面心立方晶胞,故镍的晶胞中镍原子配位数为3×82=12,C错误;由题干信息可知,镍的晶胞结构类型与铜的相同,为面心立方晶胞,其体积为a3,则晶胞的边长为a,则面对角线为镍原子半径的4倍,故镍的晶胞中镍原子半径为24a,D正确。
9.C 解析:若NaCl晶胞中Na+与最近Cl-的核间距为a cm,则晶胞参数为2a cm,根据均摊法可知,1个晶胞中含有4个钠离子和4个氯离子,氯化钠的化学式为NaCl,则其晶体密度为4×58.5(2a)3×NA g·cm-3=2348a3NA g·cm-3,A正确;Cs+的半径大于Na+,离子键强度NaCl>CsCl,则熔点:NaCl>CsCl,B正确;NaCl晶体中阳离子的配位数为6,CsCl晶体中阳离子的配位数为8,二者配位数不同,C错误;NaCl和CsCl均为离子化合物,则NaCl和CsCl晶体均为离子晶体,D正确。
10.答案:(1)3d84s2
(2)分子晶体
(3)①Li2CO3 ②6
解析:(3)①该晶胞中Li原子个数为6,C原子个数为6×13+1=3,O原子个数为12×16+2×12+6=9,三种原子的个数比为2∶1∶3,则该物质的化学式为Li2CO3。
②沿垂直底面方向的投影是正六边形,可知该晶体中Li原子周围距离最近且相等的O原子位于面上顶角的2个O原子和面心的1个O原子,还有体内的3个O原子共有6个。
物质
熔点/℃
NaCl
800.7
SiCl4
-68.8
GeCl4
-51.5
SnCl4
-34.1