晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)李仕才基礎(chǔ)鞏固1．下列敘述正確的是()A．分子晶體中的每個(gè)分子內(nèi)一定含有共價(jià)鍵B．原子晶體中的相鄰原子間只存在非極性共價(jià)鍵C．離子晶體中可能含有共價(jià)鍵D．金屬晶體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很高解析：本題考查共價(jià)鍵的形成及共價(jià)鍵的主要類型；極性鍵和非極性鍵。A.稀有氣體是單原子分子，不存在化學(xué)鍵，故A錯(cuò)誤；B.共價(jià)化合物形成的原子晶體中含有極性鍵，如二氧化硅等，故B錯(cuò)誤；C.離子晶體可以含有共價(jià)鍵，如氫氧化鈉、過(guò)氧化鈉等，共價(jià)化合物一定不含離子鍵，故C正確；D.金屬晶體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)有的很高，如鎢，有的很低，如鈉等，故D錯(cuò)誤。答案：C2．下列物質(zhì)屬于離子晶體的是()A．熔點(diǎn)是1070℃，固態(tài)不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)能導(dǎo)電，易溶于水B．熔點(diǎn)是10.31℃，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電C．熔點(diǎn)3550℃，不溶于水，不導(dǎo)電D．熔點(diǎn)是97.80℃，質(zhì)軟，固態(tài)可導(dǎo)電，密度是0.97g·cm－3解析：本題考查離子晶體。A.離子晶體的性質(zhì)：一般熔點(diǎn)較高，固體不導(dǎo)電，一般易溶于水，其水溶液或熔融態(tài)能導(dǎo)電，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。答案：A3．如圖為二維平面晶體示意圖，對(duì)a、b晶體示意圖所表示的化學(xué)式說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)為A2X3，b為AX3B．a(chǎn)為AX3，b為AX2C．a(chǎn)為AX2，b為AX3D．a(chǎn)為AX3，b為A2X3解析：本題考查分子晶體；金屬晶體。a圖中每個(gè)斜線球周圍有6個(gè)白色球，而每個(gè)白色球?yàn)?個(gè)斜線球所共有，故斜線球與白色球數(shù)目之比＝1∶6×eq\f(1,3)＝1∶2，a的化學(xué)式為AX2；b圖中每個(gè)斜線球周圍有6個(gè)白色球，而每個(gè)白色球?yàn)?個(gè)斜線球所共有，故斜線球與白色球數(shù)目之比＝1∶6×eq\f(1,2)＝1∶3，b的化學(xué)式為AX3。答案：C4．下列敘述正確的是()A．固體SiO2一定是晶體B．晶體有固定的組成，非晶體沒有固定的組成C．晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律呈周期性有序排列D．冰和固體碘晶體中相互作用力相同解析：A．SiO2的存在形態(tài)有結(jié)晶形和無(wú)定形兩大類，即SiO2也有非晶體，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.純凈物都有固定的組成，純凈物包括晶體和非晶體，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律呈周期性有序排列，C項(xiàng)正確；D.冰晶體中存在氫鍵和范德華力，碘晶體中只有范德華力，相互作用力不相同，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C5．有關(guān)晶體的敘述中正確的是()A．在SiO2晶體中，由Si、O構(gòu)成的最小單元環(huán)中共有8個(gè)原子B．在60gSiO2晶體中，含Si—O共價(jià)鍵鍵數(shù)為2NAC．干冰晶體熔化只需克服分子間作用力D．金屬晶體是由金屬原子直接構(gòu)成的解析：本題考查晶體的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。A.在二氧化硅晶體中，由Si、O構(gòu)成的最小單元環(huán)是12元環(huán)，每個(gè)最小環(huán)中含有6個(gè)硅原子和6個(gè)氧原子，故A錯(cuò)誤；B.二氧化硅晶體中，每個(gè)硅原子含有四個(gè)Si—O共價(jià)鍵，所以在60g二氧化硅中，二氧化硅的物質(zhì)的量是1mol,則含Si—O共價(jià)鍵鍵數(shù)為4mol，故B錯(cuò)誤；C.干冰晶體屬于分子晶體，熔化只需克服分子間作用力，故C正確；D.金屬晶體是由金屬原子和自由電子構(gòu)成的，故D錯(cuò)誤。答案：C6．現(xiàn)有四種晶體，其離子排列方式如圖所示，其中化學(xué)式正確的是()解析：本題考查晶體晶胞的計(jì)算。根據(jù)均攤法計(jì)算，A中B原子8×1/8＝1，A原子位于晶胞的體心，化學(xué)式為AB，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B中F原子4×1/8＝0.5，E原子4×1/8＝0.5，化學(xué)式為EF，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C中Z原子位于頂點(diǎn)，8×1/8＝1，X原子位于體心，Y原子位于面心，6×1/2＝3，則化學(xué)式為XY3Z，C項(xiàng)正確；D中A原子8×1/8＋6×1/2＝4，B原子12×1/4＋1＝4，化學(xué)式為AB，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C7．下列說(shuō)法正確的是()A．分子晶體中一定存在分子間作用力，不一定存在共價(jià)鍵B．分子中含兩個(gè)氫原子的酸一定是二元酸C．正四面體構(gòu)型的分子中鍵與鍵之間的夾角均為109°28′D．元素的非金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)的活潑性一定越強(qiáng)解析：A．惰性氣體組成的分子晶體中只存在分子間作用力，不存在共價(jià)鍵，A項(xiàng)正確；B.1分子能電離出兩個(gè)H＋的酸才是二元酸，如CH3COOH分子中含有4個(gè)H，卻是一元酸，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.白磷是正四面體構(gòu)型的分子，鍵角為60°，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.氮元素的非金屬性較強(qiáng)，但N2很穩(wěn)定，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A8．下列各物質(zhì)的晶體中，晶體類型相同的是()A．CCl4與H2O B．SiO2和CO2C．NaCl與金剛石 D．MgCl2與Na解析：本題考查晶體的類型。A.CCl4與H2O均是分子晶體，A正確；B.SiO2和CO2分別是原子晶體和分子晶體，B錯(cuò)誤；C.NaCl與金剛石分別是離子晶體和原子晶體，C錯(cuò)誤；D.MgCl2與Na分別是離子晶體和金屬晶體，D錯(cuò)誤。答案：A綜合提升9．在高壓下氮?dú)鈺?huì)聚合生成高聚氮，這種高聚氮晶體中每個(gè)氮原子都通過(guò)三個(gè)單鍵與其它氮原子結(jié)合并向空間發(fā)展構(gòu)成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。已知晶體中N－N鍵鍵能為160kJ·mol－1，而N≡N的鍵能為942kJ·mol－1。則下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．鍵能越大說(shuō)明化學(xué)鍵越牢固，所構(gòu)成物質(zhì)越穩(wěn)定B．高聚氮晶體屬于原子晶體C．高聚氮晶體中n(N)∶n(N－N)＝1∶3D．用作炸藥可能是高聚氮潛在的應(yīng)用解析：A．鍵能越大，破壞化學(xué)鍵消耗的能量越多，則化學(xué)鍵越牢固，所構(gòu)成物質(zhì)越穩(wěn)定，故A正確；B.由信息可知，高聚氮的晶體中每個(gè)氮原子都通過(guò)三個(gè)單鍵與其它氮原子結(jié)合并向空間發(fā)展構(gòu)成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以高聚氮為原子晶體，故B正確；C.高聚氮的晶體中每個(gè)氮原子都通過(guò)三個(gè)單鍵與其它氮原子結(jié)合，而每個(gè)共價(jià)鍵由兩個(gè)N原子組成，所以n(N)∶n(N－N)＝2∶3，故C錯(cuò)誤；D.由高聚氮的結(jié)構(gòu)及制備條件可知高聚氮含有非常高的化學(xué)能，可能成為做炸藥或高能材料的原料，故D正確。答案：C10．下列各組物質(zhì)固態(tài)時(shí)，其晶體類型完全正確的一組是()選項(xiàng)離子晶體分子晶體原子晶體金屬晶體ANH4NO3SO3水晶KBH2SO4硫石墨FeCKOHCH3COOHArCuDBa(OH)2玻璃金剛石Mg解析：本題考查常見物質(zhì)所屬晶體類型。A.NH4NO3的構(gòu)成微粒是離子，屬于離子晶體，SO3的構(gòu)成微粒是分子，屬于分子晶體，水晶是SiO2，構(gòu)成微粒是原子，所以屬于原子晶體，K為金屬晶體，故A正確；B.H2SO4的構(gòu)成微粒是分子，所以H2SO4屬于分子晶體，石墨屬于混合晶體，故B錯(cuò)誤；C.Ar的構(gòu)成微粒是分子，所以Ar屬于分子晶體，故C錯(cuò)誤；D.玻璃沒有固定的熔沸點(diǎn)，不屬于晶體，故D錯(cuò)誤。答案：A11．下列圖象是從NaCl或CsCl晶體結(jié)構(gòu)圖中分割出來(lái)的部分結(jié)構(gòu)圖，試判斷屬于CsCl晶體結(jié)構(gòu)的圖象是()A．圖(1)和圖(3) B．圖(2)和圖(3)C．只有圖(1) D．圖(1)和圖(4)解析：本題考查晶體晶胞的判斷。由于在CsCl晶體中，第個(gè)Cs＋周圍同時(shí)吸引著最近的等距離的8個(gè)Cl－同樣每個(gè)Cl－周圍同時(shí)吸引著最近的等距離的8個(gè)Cs＋，圖(2)和圖(3)晶體中離子的配位數(shù)均為8，符合條件，而圖(1)和圖(4)晶體中微粒配位數(shù)均為6，不符合條件，故選B。答案：B12．如圖為冰的一種骨架形式，依此為單位向空間延伸，請(qǐng)問(wèn)該冰中的每個(gè)水分子有幾個(gè)氫鍵()A．2B．4C．8D．1解析：本題考查含有氫鍵的物質(zhì)。由圖可知，中心水分子與周圍四個(gè)水分子形成四個(gè)氫鍵，每個(gè)氫鍵為兩個(gè)水分子共有，平均到每個(gè)水分子含有氫鍵個(gè)數(shù)＝4×eq\f(1,2)＝2，故選A。答案：A13．氫氣是重要而潔凈的能源，要利用氫氣作能源，必須安全有效地儲(chǔ)存氫氣。有報(bào)道稱某種合金材料有較大的儲(chǔ)氫容量，其晶體結(jié)構(gòu)的最小單元如下圖所示。則這種合金的化學(xué)式為()A．LaNi3 B．LaNi4C．LaNi5 D．LaNi6解析：在晶體結(jié)構(gòu)單元中鎳原子分布在上底面和下底面上，另外在六個(gè)側(cè)面的面心上以及在六棱柱體內(nèi)也有六個(gè)鎳原子，所以鎳原子的個(gè)數(shù)為12×eq\f(1,2)＋6×eq\f(1,2)＋6＝15，鑭原子分布在六棱柱的十二個(gè)頂點(diǎn)上，以及上下底面的面心上，所以鑭原子的個(gè)數(shù)為：12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＝3，所以化學(xué)式為L(zhǎng)aNi5，故選C。答案：C14．(2018年江西師范大學(xué)附中高三模擬)根據(jù)已學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題：(1)請(qǐng)寫出第三周期元素中p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子的元素符號(hào)：__________，某元素被科學(xué)家稱之為人體微量元素中的“防癌之王”，其原子的外圍電子排布是4s24p4，該元素的名稱是__________。(2)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)下列離子或分子的空間立體構(gòu)型：H3O＋__________，BF3__________。(3)向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物，繼續(xù)加入氨水，難溶物溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液，寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式__________、__________。(4)金屬鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如上圖所示。則體心立方晶胞和面心立方晶胞中實(shí)際含有的Fe原子個(gè)數(shù)之比為__________；若兩種晶體中最鄰近的鐵原子間距離相同，則體心立方晶胞和面心立方晶胞的密度之比為__________。解析：本題考查晶胞的計(jì)算；判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型。(1)3p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，該原子是P；原子的外圍電子排布是4s24p4，說(shuō)明該原子中各個(gè)軌道都充滿電子，該原子核外電子數(shù)是34，所以是硒元素；(2)根據(jù)VSEPR模型得，H3O＋的價(jià)層電子對(duì)＝3＋(6－1－3×1)/2＝4，有1個(gè)孤電子對(duì)，所以是三角錐形；BF3的價(jià)層電子對(duì)＝3＋(3－1×3)/2＝3，無(wú)孤電子對(duì)，所以是正三角形；(3)向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物氫氧化銅，繼續(xù)加入氨水，難溶物溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液[Cu(NH3)4]2＋，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)、Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－；(4)體心立方晶胞中鐵原子個(gè)數(shù)＝1＋8×1/8＝2；面心立方晶胞中實(shí)際含有的Fe原子個(gè)數(shù)＝6×1/2＋8×1/8＝4，所以體心立方晶胞和面心立方晶胞中實(shí)際含有的Fe原子個(gè)數(shù)之比1∶2；設(shè)體心立方晶胞的棱長(zhǎng)為x，鐵原子的直徑為A，則3x2＝(2A)2，解得x＝eq\f(2\r(3)A,3)；鐵原子直徑＝A，所以其晶胞體積＝R3，面心立方晶胞的對(duì)角線為2A，則其邊長(zhǎng)＝eq\r(2)A，其晶胞體積＝2eq\r(2)A3，體心立方的密度與面心立方的密度之比＝eq\f(2,\f(2\r(3)A,3)3)∶eq\f(4,2\r(2)A3)＝3eq\r(6)∶8。答案：(1)P硒(2)三角錐形正三角形(3)Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－(4)1∶23eq\r(6)∶815．(2018年遼寧省重點(diǎn)高中協(xié)作體模擬)據(jù)媒體報(bào)道，佐治亞大學(xué)的科研人員制備了一種以氧化鐵為核，以二氧化鈦為殼的核－殼納米結(jié)構(gòu)催化劑，該催化劑可以更高效地把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，為未來(lái)清潔、可再生能源的發(fā)展提供了新的研究方向。制備金屬鈦的一種流程如下：[鈣鈦礦]eq\o(→,\s\up12(硫酸),\s\do12(過(guò)濾))[硫酸氧鈦溶液]eq\o(→,\s\up12(水/△),\s\do12(過(guò)濾))[H2TiO3]eq\o(→,\s\up12(焙燒))[TiO2]eq\o(→,\s\up12(C、Cl2),\s\do12(高溫))[TiCl4]eq\o(→,\s\up12(Mg/Ar),\s\do12(高溫))[Ti](1)基態(tài)鈦原子的價(jià)電子排布圖為__________，其原子核外共有__________種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不相同的電子，金屬鈦的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示，其堆積方式為__________堆積。(2)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，價(jià)層電子對(duì)之間的斥力大小有如下順序：l-l＞l-b＞b-b(l為孤對(duì)電子對(duì)，b為鍵合電子對(duì))，則H2O中的H—O—H鍵角__________(填字母)。A．180°B．接近120°，但小于120°C．接近120°，但大于120°D．接近109°28′，但小于109°28′(3)已知TiCl4在通常情況下是無(wú)色液體，熔點(diǎn)為－25℃，沸點(diǎn)為136℃，則TiCl4為__________晶體。(4)納米TiO2是一種應(yīng)用廣泛的催化劑，其催化的一個(gè)實(shí)例如圖2，化合物乙的沸點(diǎn)明顯高于化合物甲，主要原因是_____________．化合物乙中采取sp3雜化的原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_________。(5)鈣鈦礦晶體的結(jié)構(gòu)如圖3所示。鈦離子位于立方晶胞的頂角，被__________個(gè)氧離子包圍；鈣離子位于立方晶胞的體心，被__________個(gè)氧離子包圍成配位八面體，鈣鈦礦晶體的化學(xué)式為__________。若該晶胞的邊長(zhǎng)為apm，則鈣鈦礦晶體的密度為__________g·cm－3(只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值)。解析：鈣鈦礦(主要成分為CaTiO3，可表示為CaO·TiO2)加入硫酸溶解過(guò)濾得到濾液硫酸氧鈦溶液[TiOSO4]，加熱促進(jìn)Ti4＋水解生成H2TiO3，過(guò)濾并煅燒得到TiO2，TiO2和C、Cl2在高溫條件下生成TiCl4和CO，TiCl4在稀有氣體的環(huán)境中高溫條件