2022届高三化学一轮复习考点特训晶体结构与性质含解析

这是一份2022届高三化学一轮复习考点特训晶体结构与性质含解析，共26页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子晶体，具有良好的超导性。下列有关分析正确的是
A．K3C60中只有离子键B．K3C60中碳元素显-3价
C．该晶体在熔融状态下能导电D．C60与12C互为同素异形体
2.下列关于氯化钠晶胞（如图）的说法正确的是（ ）
A．每个晶胞含有6个Na+和6个Cl-
B．晶体中每个Na+周围有8个Cl-，每个Cl-周围有8个Na+
C．晶体中与每个Na+最近的Na+有8个
D．将晶胞沿体对角线AB作投影，CD两原子的投影将相互重合
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.元素X位于第4周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2；元素Y基态原子的3p轨道上有1对成对电子。X与Y形成的化合物的晶胞结构如图所示，下列关于该晶体的说法正确的是（ ）
A．该晶体属于原子晶体
B．X2+的配位数为8，Y2-的配位数为4
C．与每个Y2-距离最近且相等的Y2-共有12个
D．该晶体的熔点比氧化锌高
5.已知某离子晶体的晶胞示意图如图所示，其摩尔质量为Mg/ml，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为dg/cm3下列说法中正确的是
A．晶体晶胞中阴、阳离子的个数都为1
B．晶体中阴、阳离子的配位数都是4
C．该晶胞可能是NaCl的晶胞
D．该晶体中两个距离最近的阳离子的核间距为4M/(NAd)cm
6.CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示)，但CaC2晶体中含有的哑铃形C22-的存在，使晶胞沿一个方向拉长(该晶胞为长方体)。下列关于CaC2晶体的说法中正确的是（ ）
A．1个Ca2+周围距离最近且等距离的C22-数目为6
B．6.4gCaC2晶体中含阴离子0.1ml
C．该晶体中存在离子键和共价键
D．与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+共有12个
7.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Si3N4 ⑥硫黄和碘
A．①②③B．④⑤⑥C．③④⑥D．①③⑤
8.下列对一些实验事实的理论解释正确的是（ ）
9.下列各组性质的比较中正确的是（ ）
A．离子半径：Na+>Mg2+>Al3+>F-
B．酸性：HClO4PH3>H2S
D．熔点：Na−K合金H2O>NH3
C．硬度：白磷>冰>二氧化硅D．熔点：SiI4>SiBr4>SiCl4
16.萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是( )
A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱
B．CaF2的熔点较高，硬度较大
C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电
D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小
17.如图是从NaCl和CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是（ ）
A．只有cB．b和cC．a和cD．a和d
二、非选择题（共7题）
18.有下列8种晶体，用序号回答下列问题：
A．水晶 B．冰醋酸 C．白磷 D．固态氩 E.氯化铵 F.铝 G.金刚石
（1）属于原子晶体的化合物是___，直接由原子构成的分子晶体是___。
（2）由极性分子构成的晶体是___；含有共价键的离子晶体是___。
（3）分子内存在化学键，但受热熔化时，化学键不发生变化的是___，受热熔化，需克服共价键的是___。
19.（1）以四氯化钛、碳化钙、叠氮酸盐作原料，可以生成碳氮化钛化合物。其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如图Ⅰ)顶点的氮原子，这种碳氮化钛化合物的化学式为___。
（2）图Ⅱ是由Q、Cu、O三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中Cu为+2价，O为-2价，则Q的化合价为___价。
（3）一种新型阳极材料LaCrO3的晶胞如图Ⅲ所示，已知距离每个Cr原子最近的原子有6个，则图Ⅲ中___(填字母)原子代表的是Cr原子。
20.如图所示分别为氯化钠、氯化铯、氟化钙的晶胞模型，请认真观察后完成表格。___________
21.下图为几种晶体或晶胞的示意图：
请回答下列问题：
（1）冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为_____。
（2）MgO晶体中，距每个O2-最近且距离相等的O2-有_____个。
（3）每个Cu晶胞中实际占有_____个Cu原子；CaCl2晶体中Ca2＋的配位数为_____。
（4）冰的熔点远高于干冰，除 H2O 是极性分子、CO2 是非极性分子外， 还有一个重要的原因是____。
（5）金刚石晶胞含有_________个碳原子；若碳原子半径为 r，根据硬球接触模型，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率_____（计算结果为含π的分数，不要化为小数或百分数）。
22.I．金属晶体中金属原子主要有三种常见的堆积方式，体心立方堆积、面心立方堆积和六方堆积。
(1)金属铜采用下列________(填字母代号)堆积方式。
(2)洁净铁(可用于合成氨反应的催化剂)的表面上存在氮原子，如图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子)。则在图示状况下，铁颗粒表面上N/Fe原子数比值的最大值为________________。
II．已知A、B、C、D、E五种元素都是元素周期表中前20号元素，原子序数依次增大，E的外围电子排布式为4s2。A、B、C、D四种元素在元素周期表中的相对位置如下表所示。
根据以上信息，回答下列问题：
(1)A和B的离子中，半径较小的是________(填离子符号)。
(2)A、D分别与B形成的化合物中，________的晶格能大(填化学式)。
(3)A和E可组成离子化合物，其晶胞(晶胞是在晶体中具有代表性的最小重复单元)结构如图所示(阳离子用“●”表示，位于该正方体的顶点或面心；阴离子用“〇”表示，均位于小正方体中心)。该化合物的电子式是____________。A和E化合物的晶胞1/8的体积为2.0×10－23 cm3，求A和E组成的离子化合物的密度，请列式并计算(结果保留一位小数)：__________________________________________。
23.硫化锌（ZnS）晶体用作分析试剂、荧光体、光导体材，久置湿空气中易被氧化为ZnSO4。回答下列问题：
（1）写出基态Zn原子的价电子排布式__，基态S原子核外未成对电子数为__。
（2）ZnSO4中三种元素的电负性由大到小的顺序为__，SO42-的立体构型为__，其中S的杂化轨道类型为__。
（3）硫酸锌溶于氨水可生成[Zn(NH3)4]SO4溶液，[Zn(NH3)4]SO4溶液中不存在的微粒间作用力有__。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.范德华力 e.氢键
（4）根据下列锌卤化物的熔点和溶解性，分析ZnCl2、ZnBr2、ZnI2熔点依次增大的原因__。
（5）钾晶体晶胞结构如图所示，距离最近的两个钾原子距离为acm，阿伏加德罗常数为NA。
①钾原子核外运动状态不同的电子数是___。
②钾晶体的密度是___。
24.有A、B、C、D、E五种原子序数增大的元素，只有一种为金属。A、B、C均为第二周期紧邻元素，其第一电离能顺序为B>C>A；B与D同主族；E为第4周期副族元素，其价层电子为全满。
（1）E元素的名称为________，该元素基态原子的价电子排布式为_______。
（2）B与D分别与氢形成最简单氢化物沸点高低顺序为____（用化学式表示）；原因_____。
（3）A、B、C三种元素分别与氢形成化合物中的M-M（M代表A、B、C）单键的键能如下表：
上述三种氢化物中，A、B、C元素原子的杂化方式有_____种；请解释上表中三种氢化物M-M单键的键能依次下降的原因______________________。
（4）D与氯形成的化合物DC15，加压条件下148℃液化，发生完全电离得到一种能够导电的熔体，测定D-Cl键长为198pm和206pm两种，该熔体中含有一种正四面体结构的阳离子，请写出该条件下DC15电离的电离方程式__________；该熔体中阴离子的空间构型为________。
（5）E与C形成的化合物晶体结构有四种，其中一种与金刚石类似，金刚石晶体结构如图所示，该晶体的化学式为______（用元素符号表示）；该晶胞的棱长为apm 则该晶体的密度为______g/cm3。
【参考答案及解析】
一、选择题
1.
【答案】C
【解析】A．K3C60中K+与C603-之间为离子键，C603-中C-C键为共价键，故A错误；
B、K3C60中钾离子显+1价、C603-整体显-3价，故B错误；
C．K3C60为离子化合物，在熔融状态下能导电，故C正确；
D．C60为单质，12C为原子，而同素异形体为同种元素形成的不同单质，二者不属于同素异形体， 故D错误；
故选：C。
2.
【答案】D
【解析】A．每个晶胞含有8×+6×=4个Na+，12×+1=4个Cl-，故A错误；
B．晶体中每个Na+周围有上下左右前后6个Cl-，同理每个Cl-周围有6个Na+，故B错误；
C．NaCl晶体为立方面心，与每个Na+距离相等且最近的Na+可看作顶点和面心位置，个数为3××8=12，故C错误；
D．将晶胞分成8个小正方体，CD为右上方小正方体的体对角线，与AB 平行，若作投影，则相互重合，故D正确；
故选D。
【点睛】
难点D，注意理解题目的含义，沿体对角线AB作投影。
3.
【答案】A
【解析】【分析】该晶胞中Xn+个数=12×=3、N3-个数=8×=1，所以N3-、Xn+个数之比为1∶3，根据化合价的代数和为0知n=+1，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，则X原子核外电子数=2+8+18+1=29，为Cu元素，该化合物为Cu3N，据此分析解答。
【详解】A．根据上述分析，X为Cu元素，核电荷数为29，故A错误；
B．该晶胞中Xn+个数=12×=3、N3-个数=8×=1，所以该晶体中阳离子与阴离子个数比为3∶1，故B正确；
C．N3-、Xn+个数之比为1∶3，根据化合物中化合价的代数和为0判断n=1，故C正确；
D．以一个棱上的Xn+为中心，该离子被4个晶胞共用，与晶体中每个Xn+周围等距离且最近的N3-只有其相邻顶点上的离子，有2个，故D正确；
故选A。
【点睛】
正确判断Xn+为哪种离子是解本题关键。本题的易错点为D中配位数的计算，要注意每个Xn+周围等距离且最近的N3-有2个，每个N3-周围等距离且最近的Xn+有6个。
4.
【答案】C
【解析】【分析】元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，则内层电子数=2+8+18=28，且最外层电子数为2，所以该原子有30个电子，为Zn元素；元素Y基态原子的p轨道上有1对成对电子，说明3p轨道上有4个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p4，则Y是S元素，则化学式为ZnS，据此解题。
【详解】A．ZnS含有Zn2+和S2-，属离子晶体，故A错误；
B．因为化学式为ZnS，所以Y2-离子的配位数为4，则X2+离子的配位数也为4，故B错误；
C．由晶胞可知，与每个X2+距离最近的X2+在其面心，则共有=12个，故C正确，
D．离子晶体ZnO的晶格能比ZnS大，则ZnO的熔点比ZnS高，故D错误；
故答案为C。
5.
【答案】C
【解析】A. 根据均摊法可知，在这个晶胞中阴离子位于棱上和体心，数目，阳离子位于顶点、面心，数目，A项错误；
B. 晶体中，由体心的阳离子看出周围有6个阴离子，每个阴离子周围有6个阳离子，所以晶体中，阴、阳离子的配位数都为6，B项错误；
C. 根据均摊法可知，在这个晶胞中阴、阳离子的个数都为4，阴、阳离子的配位数都为6，可能是NaCl的晶胞，C项正确；
D. 设阳离子之间最短距离为a cm，则晶胞棱长为，晶胞体积，晶胞中阴、阳离子的个数都为4，，，D项错误；
答案选C。
6.
【答案】BC
【解析】A．依据晶胞示意图可以看出，晶胞的一个平面的长与宽不相等，再由图中体心可知1个Ca2+周围距离最近的C22-有4个，而不是6个，故A错误；
B．6.4克CaC2为0.1ml，CaC2晶体中含阴离子为C22-，则含阴离子0.1ml，故B正确；
C．该晶体中存在钙离子和C22-间的离子键，C22-中存在C与C的共价键，故C正确；
D．晶胞的一个平面的长与宽不相等，与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+为4个，故D错误；
故选BC。
【点睛】
解答本题要注意区分该晶胞和氯化钠晶胞的不同，该晶胞存在沿一个方向拉长的特点，为解答该题的关键和易错点。
7.
【答案】C
【解析】①固体SO3是分子晶体，二氧化硅是原子晶体，二氧化硅、三氧化硫都只含共价键，故①错误；
②晶体硼为原子晶体，而HCl为分子晶体，故②错误；
③CO2和SO2都是分子晶体，CO2和SO2都只含共价键，故③正确；
④晶体硅和金刚石都是共价键结合的原子晶体，故④正确；
⑤晶体氖是分子晶体，且氖为单原子分子，不存在共价键，而Si3N4为共价键结合的原子晶体，故⑤错误；
⑥硫黄和碘都是分子晶体，且均含共价键，故⑥正确；
③④⑥正确，故答案为C。
【点睛】
考查化学键类型和晶体类型的关系，侧重双基的考查，根据晶体的类型和所含化学键的类型分析，离子化合物含有离子键，可能含有共价键，共价化合物只含共价键，双原子分子或多原子分子含有共价键，金属单质含有金属键。
8.
【答案】A
【解析】A．氮原子2p能级半充满，所以比较稳定，氮原子的第一电离能大于氧原子，故A正确；
B．理论解释不对，SO2为V形分子，分子的价层电子对是3，根据杂化轨道理论，SO2 分子中 S 原子采用 sp2 杂化，故B错误；
C．金刚石是原子晶体，石墨是混合晶体，故C错误；
D．理论解释不对，HF分子间含有氢键，氢键影响分子间作用力，影响物质的沸点，故HF的沸点高于HCl，气态氢化物的稳定性是由非金属性的强弱决定的，非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，故D错误；
答案选A。
9.
【答案】D
【解析】【分析】A. 电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小；
B. 根据元素的非金属性强弱与形成最高价含氧酸的酸性强弱比较；
C. 根据元素的非金属性强弱与氢化物的稳定性强弱比较；
D. 根据合金熔点低于成分金属，不同晶体的熔点：原子晶体>离子晶体>金属晶体分析。
【详解】A. 对于电子层结构相同的离子，离子的核电荷数越大，离子半径越小。由于Na+、Mg2+、Al3+、F-的核外电子排布都是2、8，所以离子半径：F->Na+>Mg2+>Al3+，A错误；
B. 元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性就越强，由于元素的非金属性Cl>S>P，所以酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4，B错误；
C. 元素的非金属性越强，其相应的简单氢化物的稳定性就越强。由于元素的非金属性F>Cl>S>P，所以氢化物的稳定性：HF>HCl>H2S>PH3，C错误；
D. 合金熔点低于成分金属，所以熔点：Na−K合金A，则A、B、C分别是C、N、O元素；B与D同主族，则D为P元素；E为第4周期副族元素，其价层电子为全满，则为Zn元素；
（1）E为Zn元素，其原子核外3d、4s电子为其价电子；
（2）B与D分别与氢形成最简单氢化物分别是NH3和PH3，含有氢键的氢化物熔沸点高于不含氢键的氢化物；
（3）这几种氢化物中每个M原子价层电子对个数都是4，所以其杂化方式相同；排斥力：孤电子对与孤电子对>孤电子对与成键电子对>成键电子对与成键电子对，排斥力越大，形成的化学键越不稳定；
（4）D与氯形成的化合物DC15，加压条件下148℃液化，发生完全电离得到一种能够导电的熔体，测定D-Cl键长为198pm和206pm两种，该熔体中含有一种正四面体结构的阳离子，该阳离子应该为PCl4+，生成的阴离子为PCl6-，利用价层电子对互斥理论判断该阴离子空间构型；
（5）该晶胞中Zn原子个数=4、O原子个数，根据原子个数比确定化学式；该晶胞体积=（a×10-10 ）3cm3，晶胞密度。
【详解】有A、B、C、D、 E五种原子序数增大的元素，只有一种为金属，A、B、C均为第二周期紧邻元素，其第一电离能顺序为B>C>A，则A、B、C分别是C、N、O元素；B与D同主族，则D为P元素；E为第4周期副族元素，其价层电子为全满，则为Zn元素；
(1)E为Zn元素，其原子核外3d、4s电子为其价电子，其价电子排布式为3d104s2，
故答案为：锌；3d104s2；
(2)B与D分别与氢形成最简单氢化物分别是NH3和PH3，含有氢键的氢化物熔沸点高于不含氢键的氢化物，NH3中含有氢键、PH3中不含氢键，所以熔沸点NH3>PH3，
故答案为：NH3>PH3；均为分子晶体，NH3分子间存在氢键；
(3)这几种氢化物中每个M原子价层电子对个数都是4，所以其杂化方式相同，则杂化方式为一种；排斥力：孤电子对与孤电子对>孤电子对与成键电子对>成键电子对与成键电子对，排斥力越大，形成的化学键越不稳定，乙烷中的碳原子没有孤电子对，肼中的氮原子有1对孤对电子，过氧化氢中的氧原子有两对孤对电子，孤对电子数越多斥力越大，形成的化学键越不稳定，键能越小，
故答案为：1；乙烷中的碳原子没有孤电子对，肼中的氮原子有1对孤对电子，过氧化氢中的氧原子有两对孤对电子，孤对电子数越多斥力越大，形成的化学键越不稳定，键能越小；
(4)D与氯形成的化合物DC15，加压条件下148℃液化，发生完全电离得到一种能够导电的熔体，测定D−Cl键长为198pm和206pm两种，该熔体中含有一种正四面体结构的阳离子，该阳离子应该为PCl4+，生成的阴离子为PCl6-，其电离方程式为，
该阴离子中P原子价层电子对个数=6+=6，所以为正八面体；
故答案为：；正八面体；
(5)该晶胞中Zn原子个数=4、O原子个数=8×18+6×12=4，根据原子个数比确定化学式为ZnO；
该晶胞体积=(a×10−10)3cm3，晶胞密度。
故答案为：ZnO；。
【点睛】
排斥力：孤电子对与孤电子对>孤电子对与成键电子对>成键电子对与成键电子对，排斥力越大，形成的化学键越不稳定。
选项
实验事实
理论解释
A
氮原子的第一电离能大于氧原子
氮原子 2p 能级原子轨道半充满
B
SO2 为 V 形分子
SO2 分子中 S 原子采用 sp3 杂化
C
金刚石的熔点低于石墨
金刚石是分子晶体，石墨是原子晶体
D
HF 的稳定性大于 HCl
HF 分子间能形成氢键
离子晶体
晶体结构粒子
晶胞所含粒子数
配位数
阴阳离子个数之比
阴离子
阳离子
阴离子
阳离子
氯化钠
氯化铯
氟化钙
……
A
B
C
D
ZnF2
ZnCl2
ZnBr2
ZnI2
熔点/℃
872
275
394
446
在乙醇、乙醚中溶解性
不溶
溶解
溶解
溶解
离子晶体
晶体结构粒子
晶胞所含粒子数
配位数
阴阳离子个数之比
阴离子
阳离子
阴离子
阳离子
氯化钠
Na+、Cl-
4
4
6
6
1:1
氯化铯
Cs+、Cl-
1
1
8
8
1:1
氟化钙
Ca2+、F-
4
8
8
4
2:1
离子晶体
晶体结构粒子
晶胞所含粒子数
配位数
阴阳离子个数之比
阴离子
阳离子
阴离子
阳离子
氯化钠
Na+、Cl-
4
4
6
6
1:1
氯化铯
Cs+、Cl-
1
1
8
8
1:1
氟化钙
Ca2+、F-
4
8
8
4
2:1