人教版高考化学一轮复习第12章物质结构与性质第3讲晶体结构与性质含答案

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课时跟踪练40一、选择题1．(2020·浙江绍兴第二次模拟)下列表示物质分子式的是(　　)A．SiO2　　　　　　 B．Na2SO4C．P(红磷) D．C60(足球烯)解析：SiO2晶体为原子晶体，Na2SO4晶体为离子晶体，P(红磷)晶体为分子晶体，由红磷分子构成，但P不表示分子式，C60(足球烯)晶体为分子晶体，由C60分子构成。答案：D2．已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。关于C3N4晶体的说法错误的是(　　)A．该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石中的更牢固B．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构C．该晶体中每个碳原子连接4个氮原子，每个氮原子连接3个碳原子D．该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性共价键形成空间网状结构解析：C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合，这说明该晶体属于原子晶体。由于碳原子半径大于氮原子半径，则其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固，A项正确；构成该晶体的微粒间只以单键结合，每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子，晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构，B、C项正确；金刚石中只存在C—C键，属于非极性共价键，C3N4晶体中C、N之间以极性共价键结合，原子间以极性键形成空间网状结构，D项错误。答案：D3．下列事实能说明刚玉(Al2O3)是一种原子晶体的是(　　)①Al2O3是两性氧化物　②硬度很大　③它的熔点为2 045 ℃　④几乎不溶于水　⑤自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石A．①②③　　B．②③④ C．④⑤　　　D．②⑤解析：①指的是Al2O3的分类，⑤指的是Al2O3的种类，这两项都无法说明Al2O3是一种原子晶体，答案选B。答案：B4．下列推论正确的是(　　)A．SiH4的沸点高于CH4，可推测PH3的沸点高于NH3B．NHeq \o\al(＋,4)为正四面体结构，可推测出PHeq \o\al(＋,4)也为正四面体结构C．CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体D．NaCl是离子化合物，可推测AlCl3也是离子化合物解析：NH3可形成分子间氢键，沸点高于PH3的沸点，A项错误；NHeq \o\al(＋,4)和PHeq \o\al(＋,4)均有四对价电子，均为正四面体结构，B项正确；CO2晶体是分子晶体，SiO2晶体是原子晶体，C项错误；NaCl是离子化合物，AlCl3是共价化合物，D项错误。答案：B5．下列各组物质熔点高低的比较正确的是(　　)A．CF4>CCl4>CBr4>CI4B．Na>Mg>AlC．SiO2>H2O>CO2D．晶体硅>SiC>金刚石解析：相对分子质量CF4σ键键能，D项正确。答案：D8．下列反应过程中，同时有离子键、极性键和非极性键的断裂和形成的反应是(　　)A．2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2OB．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2C．NH4Cleq \o(=====,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑D．NH3＋SO2＋H2O===NH4HSO3解析：A中无非极性键的形成；B中Na2O2既有离子键又有非极性键，CO2中有极性键，Na2CO3中既有离子键又有极性键，O2中有非极性键；C项中无非极性键的断裂和形成，无离子键的形成；D项中无非极性键的断裂和形成，无离子键的断裂。答案：B二、非选择题9．(2020·陕西咸阳模拟)某些过渡元素的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着极为广泛的应用。回答下列问题：(1)现有铜锌元素的4种微粒，①锌：[Ar]3d104s2；②锌：[Ar]3d104s1；③铜：[Ar]3d104s1；④铜：[Ar]3d10。失去一个电子需要的最低能量由大到小的顺序是________(填字母)。A．④②①③ B．④②③①C．①②④③ D．①④③②(2)砷化镉(Cd3As2)是一种验证三维量子霍尔效应的材料。①砷与卤素可形成多种卤化物，AsBr3、AsCl3、AsF3的熔点由低到高的顺序为________________。砷酸的酸性弱于硒酸，从分子结构的角度解释原因：_____________________________________________________________________________________________；②Cd2＋与NH3形成配离子[Cd(NH3)4]2＋中，配体的空间构型为________，画出配离子的结构式____________(不考虑立体构型)。(3)铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)位于同一副族相邻周期，且原子序数依次增大。①基态铬原子、钼原子的核外电子排布特点相同，则基态钼原子的价层电子排布图为________________；②铬的晶胞结构如图A所示，它的堆积模型为________，在该晶胞中铬原子的配位数为________；③钨和碳能形成耐高温、耐磨材料碳化钨，其晶胞结构如图B所示，则碳化钨的化学式为________，六棱柱的底边长为a cm，高为b cm，设阿伏加德罗常数的值为NA，则碳化钨晶体的密度是____________________g·cm－3(列出计算表达式)。解析：(1)锌原子的第一电离能大于铜原子第一电离能，有①＞③；铜的第二电离能大于锌的第二电离能，有④＞②，锌的第二电离能大于第一电离能，有②＞①，即失去一个电子需要的最低能量由大到小的顺序是④②①③，故答案选A。(2)①AsBr3、AsCl3、AsF3都是分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔点越高，故熔点由低到高的顺序为AsF3＜AsCl3＜AsBr3；H2SeO4的非羟基氧原子多，Se的正电性更高，羟基中的O原子的电子向Se偏移程度大，更容易电离出H＋，砷酸的酸性弱于硒酸；②NH3中N原子的价层电子对数目为3＋eq \f(5－1×3,2)＝4，其中有一个孤电子对，N原子为sp3杂化，空间构型是三角锥形；Cd2＋与NH3通过配位键结合成配合离子，N原子提供孤对电子，中心离子与四个NH3形成四个配位键，则配离子的结构式为。(3)①基态铬原子的价电子排布式为3d54s1，钼原子与铬原子的核外电子排布特点相同，则基态钼原子的价电子排布式为4d55s1，故价层电子排布图为；②由铬的晶胞结构可知，一个Cr原子位于八个Cr原子形成的立方体中心，则堆积模型为体心立方堆积，在该晶胞中铬原子的配位数为8；③晶胞中碳原子数为六个，钨原子数为1＋2×eq \f(1,2)＋6×2×eq \f(1,6)＋6×eq \f(1,3)＝6，则碳化钨的化学式为WC；晶胞的质量为eq \f(（184＋12）×6,NA)g，晶胞的体积为eq \f(3\r(3),2)a2b cm3，则晶胞密度ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(（184＋12）×6,NA×\f(3\r(3),2)a2b) g·cm－3。答案：(1)A　(2)①AsF3＜AsCl3＜AsBr3　H2SeO4的非羟基氧原子多，Se的正电性更高，羟基中O原子上的电子向Se偏移的程度大，更容易电离出H＋　②三角锥形　　(3)①　②体心立方堆积　8　③WC　eq \f(（184＋12）×6,NA×\f(3\r(3),2)a2b)10．(2020·重庆调研)铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。请回答下列问题：(1)铜元素位于元素周期表中第四周期第________族，属于元素周期表中__________区元素，基态Cu原子有__________种不同能级的电子。(2)元素铜与镍的第二电离能分别为：I(Cu)＝1 958 kJ·mol－1、I(Ni)＝1 753 kJ·mol－1，I(Cu)＞I(Ni)的原因是___________________________________________________________________________。(3)硫化亚铜和氧化亚铜均为离子晶体，二者比较，熔点较高的是氧化亚铜，原因为______________________________________________________________________________________________。(4)某含铜化合物的离子结构如图1所示。①该离子中存在的作用力有______________(填字母)。A．离子键　　　 B．共价键　　　C．配位键D．氢键 E．范德华力②该离子中碳原子的杂化类型有____________杂化。(5)CuCl2和CuCl是铜的两种氯化物。①图2中表示的是________(填“CuCl2”或“CuCl”)的晶胞；②原子坐标参数可用来表示晶胞内部各原子的相对位置。图2中各原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(0，1，1)；C为(1，1，0)；则D原子的坐标参数为________________________________；③已知图2所示晶胞中C、D两原子核间距为298 pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体密度为_________________g·cm－3(列出计算式即可)。解析：(1)铜元素在周期表中的位置是第四周期第ⅠB族，属于元素周期表中ds区元素，Cu的价电子排布式为1s22s22p63s2 3p63d104s1，具有7种不同能级的电子。(2)铜失去的是全充满的3d10电子，此时失去第二个电子不容易，镍失去的是4s1电子，故I(Cu)＞I(Ni)。(3)O2－半径比S2－半径小，阴、阳离子的核间距小，晶格能大，故氧化亚铜熔点高。(4)①根据图1可得，该物质中存在非金属原子之间的共价键、Cu2＋与其他原子(N)也形成了配位键，不存在离子键、氢键和分子间作用力；②以单键连接的碳原子杂化方式为sp3杂化，碳碳双键两端的碳原子杂化方式为sp2杂化。(5)①根据晶胞示意图可知，1个晶胞中含有4个Cu原子，Cl原子个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，Cu和Cl的原子个数比为1∶1，故该晶胞为CuCl；②D与C的连线处于晶胞体对角线上，且DC长度等于体对角线长度的eq \f(1,4)，D在底面投影D′处于面对角线AC上，且AD′长度等于D′C长度的三倍，则D到底面(即坐标系xOy面)的距离等于晶胞棱长的eq \f(1,4)，即参数z＝eq \f(1,4)，D到左侧平面(即坐标系yOz面)的距离等于晶胞棱长的eq \f(3,4)，即参数x＝eq \f(3,4)，D到前平面(即坐标系xOz面)的距离等于晶胞棱长的eq \f(3,4)，即参数y＝eq \f(3,4)，故D的坐标参数为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(3,4)，\f(1,4)))；③晶胞中C、D两原子核间距为298 pm，则晶胞体对角线长度为4×298 pm，晶胞体对角线长度等于晶胞棱长的eq \r(3)倍，晶胞质量＝4×eq \f(64＋35.5,NA) g，晶体密度＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4×\f(64＋35.5,NA)g))÷eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4×298×10－10,\r(3)) cm))eq \s\up12(3)＝eq \f(4×99.5,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4×298×10－10,\r(3))))\s\up12(3)×NA)。答案：(1)ⅠB　ds　7　(2)铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子　(3)O2－半径比S2－半径小，阴、阳离子的核间距小，晶格能大，熔点高　(4)①BC　②sp2、sp3　(5)①CuCl②eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(3,4)，\f(1,4)))　③eq \f(4×99.5,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4×298×10－10,\r(3))))\s\up12(3)×NA)11．(2020·广东肇庆第三次检测)2019年4月23日，中国人民海军成立70周年。提到海军就不得不提航空母舰，我国正在建造第三艘航空母舰。航母的龙骨要耐冲击，甲板要耐高温，外壳要耐腐蚀。(1)镍铬钢抗腐蚀性能强，基态Cr原子价层电子的电子排布式为____________________。(2)航母甲板涂有一层耐高温的材料聚硅氧烷(结构如图甲所示)。基态Si原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形；H、C、O、Si四种元素中的电负性最高的是________。图甲(3)海洋是元素的摇篮，海水中含有大量卤族元素。①钛卤化物的熔点如下表所示：解释表中卤化物之间熔点差异的原因是__________________________________________________________________________；②OF2的空间构型为________，其中O原子杂化方式为______杂化；③氯元素可以形成多种含氧酸，其酸性由弱到强的顺序为HClOMnO　CoO和MnO都属于离子晶体，离子半径：r(Mn2＋)> r(Co2＋)，CoO的晶格能大于MnO的晶格能　(4)极性　NH3能与水分子形成氢键，而PH3不能，所以PH3在水中的溶解性小　(5) eq \r(3,\f(4M,aNA))×eq \f(\r(2),2)×107化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点/℃377－2438155