高考化学总复习 第三章 晶体结构与性质（含解析） 新人教版

【高考总复习】2013高考化学专题复习：第三章晶体结构与性质（人教版）1．(2010年浙江理综)有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X＋与M2－具有相同的电子层结构；离子半径：Z2－>W－；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法中，正确的是(　　)A．X、M两种元素只能形成X2M型化合物B．由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低C．元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体D．元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂解析：由Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料可知Y为Si元素，由X、Y、Z、W同周期，X＋与M2－具有相同的电子层结构可知X为Na元素，M为O元素，Z为S元素，再结合离子半径：Z2－＞W－，W为Cl元素。Na和O可形成Na2O和Na2O2，A不正确；B中水分子之间存在氢键，故水的沸点最高；Si单质是原子晶体，S单质和Cl2都是分子晶体，C项不正确；O3和Cl2常用于水处理中的消毒剂。答案：D2．钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，结构如图所示，有关说法不正确的是(　　)A．该晶体属于离子晶体B．晶体的化学式为Ba2O2C．该晶体晶胞结构与NaCl相似D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个解析：由晶胞结构及“均摊法”计算：一个晶胞中含Ba2＋：8×＋6×＝4个，含O：12×＋1＝4个，故晶体化学式是BaO2。答案：B3．共价键、离子键、范德华力和氢键是形成晶体的粒子之间的四种作用力。下列晶体：①Na2O2　②固体氨　③NaCl④SiO2　⑤冰　⑥干冰，其中含有三种作用力的是(　　)A．①②③　　　　　　　　B．①②⑥C．②⑤D．⑤⑥解析：分析得到下表：-7-\nNa2O2固体氨NaClSiO2冰干冰共价键√√√√√离子键√√范德华力√√√氢键√√答案：C4．据某科学杂志报道，国外有一研究发现了一种新的球形分子，它的分子式为C60Si60，其分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”，经测定其中包含C60，也有Si60结构。下列叙述正确的是(　　)A．该物质有很高的熔点、很大的硬度B．该物质形成的晶体属分子晶体C．该物质分子中Si60被包裹在C60里面D．该物质的相对分子质量为1200解析：由分子式及信息可知该物质为分子晶体，A错误，B正确；Si的原子半径大于C，所以Si60的体积大于C60的，C错误；相对分子质量＝(12＋28)×60＝2400，D错误。答案：B5．(2012年黑龙江哈三中四校联考)下列性质中，可以较充分说明某晶体是离子晶体的是(　　)A．具有较高的熔点B．固态不导电，水溶液能导电C．可溶于水D．固态不导电，熔融状态能导电答案：D6.食盐晶体是由钠离子(右图中的“●”)和氯离子(右图中的“○”)组成的，且均为等距离的交错排列。已知食盐的密度是2.2g·cm－3，阿伏加德罗常数6.02×1023mol－1。在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离最接近于(　　)A．3.0×10－8cm　　　　　　B．3.5×10－8cmC．4.0×10－8cmD．5.0×10－8cm解析：从NaCl晶体结构模型中分割出一个小立方体，如右图所示，a表示其边长，d表示两个Na＋中心间的距离。每个小立方体含Na＋：×4＝，含Cl－：×4＝。即每个小立方体含Na＋－Cl－对个。-7-\n即：ρ＝＝＝2.2g·cm－3。解得a＝2.81×10－8cm，又因为d＝a，故食盐晶体中两个距离最近的Na＋中心间的距离为d＝×2.81×10－8cm＝4.0×10－8cm。答案：C7．(2012年银川模拟)如图为一些晶体的结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨中的某一种。(1)其中代表金刚石的是________(填字母，下同)，其中每个碳原子与________个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于________晶体。(2)其中代表石墨的是________，其中每个正六边形占有的碳原子平均数为________个。(3)其中表示NaCl的是________，每个Na＋周围与它最近的________个Na＋紧邻。(4)代表CsCl的是________，它属于________晶体，每个Cs＋与________个Cl－紧邻。(5)代表干冰的是________，它属于________晶体，每个CO2分子与________个CO2分子紧邻。解析：根据不同物质晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶胞是立方单元，每个Na＋与6个Cl－紧邻，每个Cl－又与6个Na＋紧邻，但观察与Na＋最近且等距离的Na＋数时要抛开Cl－，从空间结构上看是12个Na＋，即x轴面上、y轴面上、z轴面上各4个。CsCl晶体由Cs＋、Cl－构成体心立方结构。干冰也是立方体结构，但在立方体每个正方形面的中央都有一个CO2分子，称为“面心立方”，所以每个CO2分子在三维空间里x、y、z三个面各紧邻4个CO2分子，共12个CO2分子。金刚石中每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻3个碳原子，即每个六边形占有1个碳原子的1/3，所以大的结构中每个六边形占有的碳原子数是6×1/3＝2(个)。答案：(1)D　4　原子(2)E　2　(3)A　12(4)C　离子　8　(5)B　分子　12-7-\n8．现有几种物质的熔点(℃)数据：A组B组C组D组金刚石：3550Li：181HF：－83NaCl：801硅晶体：1410Na：98HCl：－115KCl：776硼晶体：2300K：64HBr：－89RbCl：718二氧化硅：1723Rb：39HI：－51CsCl：645据此回答下列问题：(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的粒子间的作用力是________。(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，其原因解释为：________________________________________________________________________。解析：(1)A组由非金属元素组成熔点最高，属于原子晶体、熔化时需破坏共价键。(2)B组都是金属，具有金属晶体的性质。(3)HF熔点高是由于分子之间形成氢键。(4)D组是离子化合物熔点高具有离子晶体的性质。(5)晶格能与离子电荷和离子半径有关，电荷越多半径越小，晶格能越大、晶体熔点越高。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＋)，在离子所带电荷相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高9．氮是地球上极为丰富的元素。(1)Li3N晶体中氮以N3－存在，基态N3－的电子排布式为________________________________________________________________________。(2)NN的键能为942kJ·mol－1，N—N单键的键能为247kJ·mol－1，计算说明N2中的________键比________键稳定(填“σ”或“π”)。-7-\n(3)(CH3)3NH＋和AlCl可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于100℃，其挥发性一般比有机溶剂________(填“大”或“小”)，可用作________(填代号)。a．助燃剂　b．“绿色”溶剂　c．复合材料　d．绝热材料(4)X＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成的晶体结构如图所示。X的元素符号是________，与同一个N3－相连的X＋有________个。解析：(1)N3－的电子排布式为1s22s22p6。(2)在NN中有1个σ键，2个π键，在N—N中有1个σ键，π键键能＝＝347.5kJ/mol，所以在NN中，π键比σ键稳定。(3)离子液体中的作用力是离子键，尽管微弱，但强于氢键和分子间作用力，所以其挥发性就小，不会污染环境，是“绿色”溶剂。(4)由题给信息知X＋所含电子数＝2＋8＋18＝28，所以X为29号Cu元素。从图上看○少●多，结合X3N知，○为N3－，以顶角上的○为中心，距离最近的X＋有3个。构成一个完整的三维空间需8个这样的立方体晶胞，则每个N3－周围有X＋：8×3×＝6(个)(棱上的原子为4个晶胞所共用，所以每个原子在此晶胞中为份)。答案：(1)1s22s22p6　(2)π　σ　(3)小　b　(4)Cu　610．已知A、B、C、D和E都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族。B和C属同一主族，D和E属同一周期，又知E是周期表中1－18列中的第7列元素。D的原子序数比E小5，D跟B可形成离子化合物其晶胞结构如下图。请回答：(1)A元素的名称是_________________________________________________________；(2)B的元素符号是________，C的元素符号是________，B与A形成的化合物比C与A形成的化合物沸点高，其原因是_____________________________________________；(3)E属元素周期表中第________周期，第________族的元素，其元素名称是________，它的＋2价离子的电子排布式为__________________；(4)从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物的化学式为________；该离子化合物晶体的密度为ag·cm－3，则晶胞的体积是________(只要求列出算式)。解析：本题综合考查了元素周期表的结构、核外电子排布、晶体结构、氢键等知识，-7-\n着重考查学生对晶体结构的理解能力和计算能力。由E是周期表中第7列元素，可推知E在周期表中ⅦB族，又因原子序数小于36，只能为第四周期的锰元素，原子序数为25，因D原子序数比Mn小5，则可推知D为Ca。因B、C同主族，A原子序数最小且与B、C均不在同一周期，可推出B为第二周期，C为第三周期，A只能为第一周期的氢元素。由题中晶胞结构计算出晶胞中Ca2＋的个数：8×＋6×＝4，由图可看出晶胞中B的个数为8，则该离子晶体的化学式为CaB2，B的化合价为－1价，可知B为F，则可推出C为Cl。设CaF2晶胞的体积为V，则1mol晶胞的质量为V×6.02×1023mol－1×ag·cm－3＝4mol×78g·mol－1，则V＝。答案：(1)氢　(2)F　Cl　氟化氢分子间存在氢键，氯化氢分子间没有氢键　(3)四　ⅦB　锰1s22s22p63s23p63d5(4)CaF2　11．A、B、C、D为前四周期元素。A元素的原子价电子排布为ns2np2，B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍，C元素原子的M电子层的p亚层中有3个未成对电子，D元素原子核外的M层中只有2对成对电子。(1)当n＝2时，AB2属于________分子(填“极性”或“非极性”)，分子中有________个σ键，________个π键。(2)当n＝3时，A与B形成的晶体属于________晶体。(3)若A元素的原子价电子排布为3s23p2，A、C、D三种元素的第一电离能由大到小的顺序是________(用元素符号表示)。(4)已知某红紫色络合物的组成为CoCl3·5NH3·H2O。该络合物中的中心离子钴离子核外电子排布式为________________，作为配位体之一的NH3分子的空间构型为________。(5)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如下图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有Fe原子个数之比为________。解析：本题考查原子结构、晶体类型及有关知识。A元素的原子价电子排布为ns2np2，可得A为第ⅣA族元素，B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍，则B只能是氧元素，C的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3为磷元素，D元素的核外电子排布式为-7-\n1s22s22p63s23p4为硫元素。(1)当n＝2时，A为碳元素，AB2为CO2，为非极性分子，共有2个σ键，2个π键；(2)当n＝3时，A与B形成的化合物为SiO2属于原子晶体；(3)在第三周期中，磷元素最外层p亚层电子半充满，较稳定，电离能较大；故第一电离能顺序为P>S>Si；(4)钴原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，失去三个电子后变为1s22s22p63s23p63d6，NH3分子空间构型为三角锥形；(5)体心立方晶胞中含有Fe原子个数为1＋×8＝2，在面心立方晶胞中含有Fe原子个数为×6＋×8＝4，可得比值为1∶2。答案：(1)非极性　2　2(2)原子(3)P>S>Si(4)1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6)　三角锥形(5)1∶2-7-