高考化学专题复习 跟踪检测（六十四） 晶体结构与性质（含解析）

跟踪检测（六十四） 晶体结构与性质

1．下列晶体分类中正确的一组是(　　)

解析：选C　A项中固态Ar为分子晶体；B项中H2SO4为分子晶体，石墨为混合型晶体；D项中玻璃为非晶体。

2．三氯化铁常温下为固体，熔点282 ℃，沸点315 ℃，在300 ℃以上易升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体是(　　)

A．金属晶体　　　　　 B．离子晶体

C．分子晶体  D．原子晶体

解析：选C　根据三氯化铁常温下为固体，熔点282 ℃，沸点315 ℃，在300 ℃以上易升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂等性质推知三氯化铁晶体为分子晶体。

3．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。

4．氮氧化铝(AlON)属于原子晶体，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为离子晶体，晶体中含离子键，不含共价键，故C项正确、D项错误。

5．某些物质的熔点数据如下表，据此做出的下列判断中错误的是(　　)

A．表中BCl3和CO2均是分子晶体

B．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体

C．只要由金属元素和非金属元素形成的晶体就一定是离子晶体

D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体

解体：选C　表中CO2、BCl3和干冰是分子晶体，熔点都较低，A正确；C和Si同主族，但CO2和SiO2的晶体类型不同，分别属于分子晶体和原子晶体，B正确；从表中看出，AlCl3熔点较低，为分子晶体，C错误；Na和Al不同主族，但对应的氧化物都为离子晶体，说明不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体，D正确。

6．具有下列性质的物质可能属于离子晶体的是(　　)

A．熔点801 ℃，易溶于水

B．熔点10.31 ℃，液态不导电

C．熔点112.8  ℃，能溶于CS2

D．熔点97.81 ℃，固态能导电

解析：选A　A项，熔点801 ℃，易溶于水，符合离子晶体的特点，正确；B项，熔点10.31 ℃，熔点较低，液态不导电，不可能是离子晶体，错误；C项，熔点112.8 ℃，熔点较低，能溶于CS2，为分子晶体，错误；D项，离子晶体一般熔点较高、固态不导电，错误。

7.在一定条件下，可得到一种原子晶体CO2(如图所示)，下列对该物质的推断一定不正确的是(　　)

A．该晶体中含有极性键

B．该晶体易汽化，可用作制冷材料

C．该晶体有很高的熔、沸点

D．该晶体硬度大，可用作耐磨材料

解析：选B　原子晶体CO2具有空间网状结构，其成键情况也发生了变化，由原来的碳氧双键变为碳氧单键，但化学键依然为极性共价键，故A正确；原子晶体具有硬度大，熔、沸点高等特点，故C、D正确，B错误。

8．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

解析：选A　由于Na＋、Mg2＋、Al3＋的离子半径依次减小，所带电荷数依次增加，所以NaF、MgF2、AlF3的晶格能依次增大，即熔点依次升高，A错误；F－、Cl－、Br－的半径依次增大，NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小，B正确；CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为8、6、4，C正确；Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋的半径依次增大，MgO、CaO、BaO的晶格能依次减小，即硬度依次减小，D正确。

9．下列有关晶体的叙述中，正确的是(　　)

A．原子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高

B．分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定

C．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高

D．离子晶体不一定能溶于水，但一定不含非极性共价键

解析：选A　A项，原子晶体中，原子之间通过共价键结合，共价键的键能越大，断裂共价键消耗的能量就越高，所以物质的熔、沸点就越高，正确；B项，分子晶体中，分子之间通过分子间作用力结合，分子间的作用力越大，则物质的熔、沸点就越高，与物质的稳定性无关，错误；C项，分子晶体中，共价键的键能越大，含有该化学键的物质稳定性就越强，错误；D项，离子晶体不一定能溶于水(如BaSO4)，其中可能含非极性共价键(如Na2O2)，也可能不含有非极性共价键，错误。

10．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，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、沸点由高到低顺序为MgO＞H2O＞Br2＞O2，错误；D项，生铁为铁合金，熔点低于纯铁，错误。

11．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。

12．制造光导纤维的材料是一种很纯的硅氧化物，它是具有立体网状结构的晶体，如图是简化了的平面示意图，关于这种制造光纤的材料，下列说法正确的是(　　)

A．它的晶体中硅原子与氧原子数目比是1∶4

B．它的晶体中硅原子与氧原子数目比是1∶6

C．这种氧化物是原子晶体

D．这种氧化物是分子晶体

解析：选C　由题意可知，该晶体具有立体网状结构，是原子晶体，一个Si原子与4个O原子形成4个Si—O键，一个O原子与2个Si原子形成2个Si—O键，所以在晶体中硅原子与氧原子数目比是1∶2，答案选C。

13．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和正八面体的两种离子构成，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

解析：选C　A项，根据题意PCl5固体由两种离子构成，PCl5固体属于离子晶体，错误；B项，PCl5晶体属于离子晶体，离子晶体中阴、阳离子不能自由移动，PCl5晶体没有良好的导电性，错误；C项，两种离子分别是正四面体和正八面体，正四面体的为AB4型，正八面体的为AB6型，根据PCl5的化学式，正四面体的为[PCl4]＋，正八面体的为[PCl6]－，且两种离子数目之比为1∶1，正确；D项，两种离子分别是正四面体和正八面体，[PCl3]2＋不能形成正四面体，[PCl7]2－不能形成正八面体，错误。

14．氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示，关于这两种晶体的说法，正确的是(　　)

A．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大

B．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软

C．两种晶体中硼原子和氮原子之间的作用力不同

D．两种晶体均为分子晶体

解析：选B　立方相氮化硼中都是单键，即都是σ键，A项错误；六方相氮化硼与石墨晶体结构相似，层间存在范德华力，比化学键弱得多，所以质地软，B项正确；两种晶体中硼原子和氮原子之间的作用力都是共价键，C项错误；六方相氮化硼与石墨晶体结构相似，是混合型晶体，立方相氮化硼是原子晶体，D项错误。

15．有下列8种晶体，用序号回答下列问题：

A．水晶   B．白磷　C．冰醋酸 D．固体氩　E．氯化铵　F．铝　G．金刚石

(1)含有非极性键的原子晶体是________，属于原子晶体的化合物是________，不含化学键的分子晶体是________，属于分子晶体的单质是________。

(2)含有离子键、共价键、配位键的化合物是________，受热熔化，需克服共价键的是________。

(3)金刚砂(SiC)的结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，则金刚砂的晶胞中含有________个硅原子，________个碳原子；金刚石熔点高于金刚砂的原因为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)水晶、金刚石都是原子晶体，水晶化学成分为二氧化硅，含有硅氧极性键，属于原子晶体的化合物，金刚石是单质，含有非极性共价键；稀有气体分子不存在化学键；属于分子晶体的单质是白磷和固态氩。(2)离子化合物中一定含有离子键，因此上述物质中只有氯化铵为离子化合物，除了含有离子键外，氮氢之间有共价键和配位键；分子晶体受热熔化破坏分子间作用力，离子晶体破坏离子键，原子晶体受热熔化破坏共价键，金属晶体受热熔化破坏金属键；因此晶体受热熔化，需克服共价键的是水晶和金刚石。(3)金刚砂(SiC)的结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，则金刚砂的晶胞中含有硅原子个数＝8×＋6×＝4，金刚砂中碳原子和硅原子个数之比为1∶1，所以该晶胞中碳原子个数是4，硅原子数为4；金刚石熔点高于金刚砂的原因：金刚石和金刚砂均为原子晶体，因为键长Si—C>C—C，所以键能C—C>Si—C，熔点金刚石高于碳化硅。

答案：(1)G　A　D　BD　(2)E　AG　(3)4　4　金刚石和金刚砂均为原子晶体，因为键长Si—C>C—C，所以键能C—C>Si—C，熔点金刚石高于碳化硅

16．现有几组物质的熔点(℃)数据：

据此回答下列问题：

(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。

(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。

①有金属光泽　②导电性　③导热性　④延展性　

(3)C组中HF熔点反常是由于______________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。

①硬度小　②水溶液能导电　③固体能导电　④熔融状态能导电

(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)A组熔点很高，为原子晶体，是由原子通过共价键形成的。(2)B组为金属晶体，具有①②③④四条共同的物理性质。(3)HF中含有分子间氢键，故其熔点反常。(4)D组属于离子晶体，具有②④两条性质。(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。

答案：(1)原子　共价键　(2)①②③④　(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)　(4)②④　(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高

17．X、Y、Z、Q、R五种元素的原子序数依次增大，其中：X的最外层电子排布式为nsnnp2n；Y是元素周期表中电负性最大的元素；Y、Z位于同一主族；Q基态原子核外的M能层中有两个未成对电子和三个空轨道；R位于第四周期ⅥB族。

请回答下列问题：

(1)R元素基态原子的电子排布式为____________，它的最高价氧化物的水化物的化学式为____________。

(2)XY2分子的立体构型是________，中心原子的杂化方式是________。

(3)Q与氮元素形成的一种化合物晶胞如图所示，该化合物的化学式为________。该晶体中与氮原子距离相等且最近的氮原子有________个。

(4)化合物QZ4熔点为37 ℃，沸点为136 ℃，熔融态不导电，可知QZ4的晶体类型是________。QZ4与热水反应的化学方程式为________________。

解析：X、Y、Z、Q、R五种元素的原子序数依次增大，X的最外层电子排布式为nsnnp2n，由于n＝2，故X为O元素；R位于第四周期ⅥB族，则R为Cr元素；Q基态原子核外的M能层中有两个未成对电子和三个空轨道，故核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，Q为Ti元素；Y是周期表中电负性最大的元素，Y为F元素；Y、Z位于同一主族，Z的原子序数小于Cr，Z为Cl元素。(1)R为Cr元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)，外围电子排布式为3d54s1，最高正化合价为＋6，最高价氧化物的水化物为H2Cr2O7。(2)OF2分子中O原子价层电子对数＝2＋(6－2×1)＝4，为V形结构，杂化轨道数目为4，O原子采取sp3杂化。(3)晶胞中N原子数目为8×＋6×＝4，Ti原子数目＝1＋12×＝4，故化学式为TiN；以顶点N原子为研究对象，与之距离最近的N原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，即晶体中与氮原子距离相等且最近的氮原子有＝12个；(4)由化合物QZ4的性质可知，QZ4的晶体类型是分子晶体，TiCl4与热水反应生成TiO2·xH2O与HCl，反应的化学方程式为TiCl4＋(x＋2)H2O===TiO2·xH2O↓＋4HCl。

答案：(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)　H2Cr2O7　(2)V形　sp3　(3)TiN　12　(4)分子晶体　TiCl4＋(x＋2)H2O===TiO2·xH2O↓＋4HCl

18．(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：

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