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  • 2021-07-07 发布

备战2021 高考化学 加餐练35 晶体结构与性质

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加餐练 35 晶体结构与性质 基础题 1.根据下列几种物质的熔点和沸点数据,判断下列有关说法中,错误的是( ) 物质 NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 单质 B 熔点/℃ 810 710 190 -68 2 300 沸点/℃ 1 465 1 418 182.7 57 2 500 注:AlCl3 熔点在 2.5×105 Pa 条件下测定。 A.SiCl4 是分子晶体 B.单质 B 是原子晶体 C.AlCl3 加热能升华 D.MgCl2 所含离子键的强度比 NaCl 大 2.离子晶体熔点的高低取决于晶体中晶格能的大小。判断 KCl、NaCl、CaO、BaO 四 种晶体熔点的高低顺序是( ) A.KCl>NaCl>BaO>CaO B.NaCl>KCl>CaO>BaO C.CaO>BaO>NaCl>KCl D.CaO>BaO>KCl>NaCl 3.下面有关晶体的叙述中,不正确的是( ) A.金刚石网状结构中,由共价键形成的碳原子环中,最小的环上有 6 个碳原子 B.氯化钠晶体中,每个 Na+周围距离相等且紧邻的 Na+共有 6 个 C.氯化铯晶体中,每个 Cs+周围紧邻 8 个 Cl- D.干冰晶体中,每个 CO2 分子周围紧邻 12 个 CO2 分子 4.现有四种晶体,其离子排列方式如图所示,其中化学式正确的是( ) 5.磁光存储的研究是 Williams 等在 1957 年使 Mn 和 Bi 形成的晶体薄膜磁化并用光读取 之后开始的。如图是 Mn 和 Bi 形成的某种晶体的结构示意图(白球均在六棱柱内),则该晶体 物质的化学式可表示为( ) A.Mn2Bi B.MnBi C.MnBi3 D.Mn4Bi3 6.下列有关说法不正确的是( ) A.水合铜离子的模型如图甲所示,1 个水合铜离子中有 4 个配位键 B.CaF2 晶体的晶胞如图乙所示,每个 CaF2 晶胞平均占有 4 个 Ca2+ C.H 原子的电子云图如图丙所示,H 原子核外大多数电子在原子核附近运动 D.金属 Cu 中 Cu 原子堆积模型如图丁所示,为最密堆积,每个 Cu 原子的配位数为 12 7.某晶体的一部分如图所示,这种晶体中 A、B、C 三种粒子数之比为( ) A.3:9:4 B.1:4:2 C.2:9v4 D.3:8:4 能力题 8.镧镍合金、铜钙合金及铈钴合金都具有相同类型的晶胞结构 XYn 及很强的储氢能力, 其中铜钙合金的晶胞结构如图所示。试回答下列问题: (1)在元素周期表中 Ca 位于________区。 (2)铜原子的基态原子核外电子排布式为 ________________________________________________________________________。 (3)已知镧镍合金 LaNin 晶胞体积为 9.0×10-23 cm3,储氢后形成 LaNinH4.5 的合金(氢进入 晶胞空隙,体积不变),则 LaNin 中,n=________(填数值);氢在合金中的密度为 ________________。 9.(1)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题: ①NiO、FeO 的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和 Fe2+的离子半径分别为 69 pm 和 78 pm,则熔点 FeO________NiO(填“<”或“>”); ②铁有δ、γ、α三种同素异形体,各晶胞如下图,则δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之 比为________。 (2)某钙钛型复合氧化物如图 1 所示,以 A 原子为晶胞的顶点,A 位可以是 Ca、Sr、Ba 或 Pb,当 B 位是 V、Cr、Mn、Fe 等时,这种化合物具有 CMR 效应。 ①用 A、B、O 表示这类特殊晶体的化学式: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②已知 La 为+3 价,当被钙等二价元素 A 替代时,可形成复合钙钛矿化合物 La1- xAxMnO3(x<0.1),此时一部分锰转变为+4 价。导致材料在某一温度附近有反铁磁—铁磁、 铁磁—顺磁及金属—半导体的转变,则 La1-xAxMnO3 中三价锰与四价锰的物质的量之比为 ________。 ③下列有关说法正确的是________。 A.镧、锰、氧分别位于周期表 f、d、p 区 B.氧的第一电离能比氮的第一电离能大 C.锰的电负性为 1.59,Cr 的电负性为 1.66,说明锰的金属性比铬强 D.铬的堆积方式与钾相同,则其堆积方式如图 2 所示 10.元素周期表中第三周期包括 Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar 8 种元素。请回答下 列问题: (1)基态磷原子核外有________种运动状态不同的电子。 (2)第三周期 8 种元素按单质熔点(℃)大小顺序绘制的柱形图(已知柱形“1”代表 Ar)如下 所示,则其中“2”原子的结构示意图为________,“8”原子的电子排布式为________。 (3)氢化镁储氢材料的晶胞结构如图所示,已知该晶体的密度为ρ g·cm-3,则该晶体的化 学式为________,晶胞的体积为________cm3(用ρ、NA 表示,其中 NA 表示阿伏加德罗常数 的值)。 (4)实验证明:KCl、MgO、CaO 三种晶体的结构与 NaCl 晶体的结构相似,已知 NaCl、 KCl、CaO 晶体的晶格能数据如下表: 晶体 NaCl KCl CaO 晶格能/(kJ·mol-1) 786 715 3401 则 KCl、MgO、CaO 三种晶体的熔点从高到低的顺序是________。其中 MgO 晶体中一 个 Mg2+周围和它最近且等距离的 Mg2+有________个。 11.(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: 离子晶体 NaCl KCl CaO 晶格能/kJ·mol-1 786 715 3 401 则这 4 种离子晶体(不包括 NaCl)熔点从高到低的顺序是________________________。 加餐练 35 晶体结构与性质 1.解析:三类不同的晶体由于形成晶体的粒子和粒子间的作用力不同,因而表现出不 同的性质。原子晶体具有高的熔、沸点,硬度大、不能导电;而离子晶体也具有较高的熔、 沸点、较大的硬度,在溶液中或熔化状态下能导电;分子晶体熔、沸点低,硬度小、不导电, 熔化时无化学键断裂,据这些性质可确定晶体类型。根据上述性质特点及表中数据进行分析, NaCl 的熔、沸点均比 MgCl2 高,所以 NaCl 晶体中的离子键应比 MgCl2 强,故 D 不正确。 答案:D 2.解析:离子晶体中,晶格能越大,晶体熔、沸点越高;离子所带电荷总数越多,半 径越小,晶格能越大。 答案:C 3.解析:氯化钠晶体中每个 Na+周围距离相等且紧邻的 Na+共有 12 个,B 项错误。 答案:B 4.解析:A.A 离子个数是 1,B 离子个数=1/8×8=1,所以其化学式为 AB,故 A 错误; B.E 离子个数=1/8×4=1/2,F 离子个数=1/8×4=1/2,E、F 离子个数比为 1:1,所以其化学 式为 EF,故 B 错误;C.X 离子个数是 1,Y 离子个数=1/2×6=3,Z 离子个数=1/8×8=1, 所以其化学式为 XY3Z,故 C 正确;D.A 离子个数=1/8×8+1/2×6=4,B 离子个数=12×1/4 +1=4,A、B 离子个数比 1:1,所以其化学式为 AB,故 D 错误。 答案:C 5.解析:由晶体的结构示意图可知:白球代表 Bi 原子,且均在六棱柱内,所以 Bi 为 6 个。黑球代表 Mn 原子,个数为:12×1 6 +2×1 2 +1+6×1 3 =6(个),则二者的原子个数比为 6:6 =1:1。 答案:B 6.解析:电子云是用来表示电子出现的概率,但不代表有一个电子在那里,C 项错。 答案:C 7.解析:A 粒子数为 6× 1 12 =1 2 ;B 粒子数为 6×1 4 +3×1 6 =2;C 粒子数为 1;故 A、B、C 粒子数之比为1 2:2:1=1:4:2。 答案:B 8.解析:(3)由铜钙合金的晶胞结构图知,铜、钙合金中,N(Cu)=12×1 2 +6×1 2 +6=15, N(Ca)=12×1 6 +2×1 2 =3,N Ca N Cu = 3 15 =1 5 ,因镧镍合金与铜钙合金的晶胞结构相同,则在 LaNin 中1 n =1 5 ,n=5。1 mol 合金中含有 NA 个该合金的晶胞,则ρ·9.0×10-23 cm3·NA=M,ρ = 4.5 g 9.0×10-23 cm3×6.02×1023≈0.083 g·cm-3。 答案:(1)s (2)1s22s22p63s23p63d104s1 或[Ar]3d104s1 (3)5 0.083 g·cm-3 9.解析:(1)①NiO、FeO 的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明二者都是离子晶体, 离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子键越强, 熔点越高。由于 Ni2+的离子半径小于 Fe2+的离子半径,则熔点 NiO>FeO。②δ、α两种晶胞 中铁原子的配位数分别是 8 个和 6 个,所以δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比是 4:3。 (2)①由图 1 可知,晶胞中 A 位于顶点,晶胞中含有 A 为 8×1 8 =1 个,B 位于晶胞的体 心,含有 1 个,O 位于面心,晶胞中含有 O 的个数为 6×1 2 =3,则化学式为 ABO3。 ②设 La1-xAxMnO3 中三价锰与四价锰的物质的量分别为 m 和 n,则有 3(1-x)+2x+3m +4n=6、m+n=1,解之得 m=1-x,n=x,则 La1-xAxMnO3 中三价锰与四价锰的物质的 量之比为(1-x) :x。 ③A.由金属在周期表中的位置可知镧、锰、氧分别位于周期表 f、d、p 区,故 A 正确; B.氮元素的 2p 轨道电子处于半充满状态,稳定性强,因此氮元素的第一电离能大于氧元素 的第一电离能,故 B 错误;C.元素的电负性越强,金属性越弱,故 C 正确;D.图中堆积方 式为镁型,故 D 错误。 答案: (1)①< ②4:3 (2)①ABO3 ②(1-x) :x ③A、C 10.解析:(1)P 的核外有 15 个电子,每个电子的运动状态均不同。 (2)第三周期元素的单质,除 Ar 外,只有 Cl2 为气体,熔点较低,单质硅为原子晶体, 熔点最高。 (3)该晶体的晶胞中含有 2 个“MgH2”,则晶胞的体积为2×26 NA ÷ρ= 52 ρ·NA (cm3)。 (4)晶格能越大,离子晶体的熔点越高,而晶格能与离子的电荷和半径有关,可以判断 晶格能:MgO>CaO>KCl,则熔点:MgO>CaO>KCl。 答案:(1)15 (2) 1s22s22p63s23p2 或[Ne]3s23p2 (3)MgH2 52 ρ·NA (4)MgO>CaO>KCl 12 11.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 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(铜为 8×1 8 +6×1 2 =4,H 为 4),化学式为 CuH, +1 价的铜与-1 价的氢均具有较强的还原性,氯气具有强氧化性,产物为 CuCl2 和 HCl。 (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可知,离子所带电荷越大、 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+MgO>CaO>KCl。 答案: (1)2 体心 顶点 8 (2)2CuH+3Cl2===== 点燃 2CuCl2+2HCl (3)F- (4)TiN>MgO>CaO>KCl