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2013年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(含解析) 新人教版

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1、【高考總復(fù)習(xí)】2013高考化學(xué)專題復(fù)習(xí):第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(人教版) 1.(2010年浙江理綜) 有X、Y、Z、W、M五種短周期元素,其中X、Y、Z、W同周期, Z、M同主族;X+與M2-具有相同的電子層結(jié)構(gòu);離子半徑:Z2->W-;Y的單質(zhì)晶體 熔點高、硬度大,是一種重要的半導(dǎo)體材料。 下列說法中,正確的是(  ) A.X、M兩種元素只能形成X2M型化合物 B.由于W、Z、M元素的氫化物相對分子質(zhì)量依次減小,所以其沸點依次降低 C.元素Y、Z、W的單質(zhì)晶體屬于同種類型的晶體 D.元素W和M的某些單質(zhì)可作為水處理中的消毒劑 解析:由Y的單質(zhì)晶體熔點高、硬度大,是一種重要的

2、半導(dǎo)體材料可知Y為Si元素, 由X、Y、Z、W同周期,X+與M2-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)可知X為Na元素,M為 O元素,Z為S元素,再結(jié)合離子半徑:Z2->W(wǎng)-,W為Cl元素。Na和O可形成 Na2O和Na2O2,A不正確;B中水分子之間存在氫鍵,故水的沸點最高;Si單質(zhì)是原 子晶體,S單質(zhì)和Cl2都是分子晶體,C項不正確;O3和Cl2常用于水處理中的消毒劑。 答案:D 2.鋇在氧氣中燃燒時得到一種鋇的氧化物晶體,結(jié)構(gòu)如圖所示, 有關(guān)說法不正確的是(  ) A.該晶體屬于離子晶體 B.晶體的化學(xué)式為Ba2O2 C.該晶體晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl相似 D.與每個Ba2+距離相等且最

3、近的Ba2+共有12個 解析:由晶胞結(jié)構(gòu)及“均攤法”計算:一個晶胞中含Ba2+:8×+6×=4個,含O: 12×+1=4個,故晶體化學(xué)式是BaO2。 答案:B 3.共價鍵、離子鍵、范德華力和氫鍵是形成晶體的粒子之間的四種作用力。下列晶體: ①Na2O2 ②固體氨?、跱aCl ④SiO2 ⑤冰 ⑥干冰,其中含有三種作用力的是(  ) A.①②③         B.①②⑥ C.②⑤ D.⑤⑥ 解析:分析得到下表: Na2O2 固體氨 NaCl SiO2 冰 干冰 共價鍵 √ √ √ √ √ 離子鍵 √ √

4、 范德華力 √ √ √ 氫鍵 √ √ 答案:C 4.據(jù)某科學(xué)雜志報道,國外有一研究發(fā)現(xiàn)了一種新的球形分子,它的分子式為C60Si60,其 分子結(jié)構(gòu)好似中國傳統(tǒng)工藝品“鏤雕”,經(jīng)測定其中包含C60,也有Si60結(jié)構(gòu)。下列敘 述正確的是(  ) A.該物質(zhì)有很高的熔點、很大的硬度 B.該物質(zhì)形成的晶體屬分子晶體 C.該物質(zhì)分子中Si60被包裹在C60里面 D.該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量為1 200 解析:由分子式及信息可知該物質(zhì)為分子晶體,A錯誤,B正確;Si的原子半徑大于C, 所以Si60的體積大于C60的,C錯誤;相對分子質(zhì)量=(12+2

5、8)×60=2 400,D錯誤。 答案:B 5.(2012年黑龍江哈三中四校聯(lián)考)下列性質(zhì)中,可以較充分說明某晶體是離子晶體的是 (  ) A.具有較高的熔點 B.固態(tài)不導(dǎo)電,水溶液能導(dǎo)電 C.可溶于水 D.固態(tài)不導(dǎo)電,熔融狀態(tài)能導(dǎo)電 答案:D 6.食鹽晶體是由鈉離子(右圖中的“●”)和氯離子(右圖中的“○”)組 成的,且均為等距離的交錯排列。已知食鹽的密度是2.2 g·cm-3, 阿伏加德羅常數(shù)6.02×1023 mol-1。在食鹽晶體中兩個距離最近的鈉離子中心間的距離最接近于(  ) A.3.0×10-8 cm       B.3.5×10-8 cm C.4

6、.0×10-8 cm D.5.0×10-8 cm 解析:從NaCl晶體結(jié)構(gòu)模型中分割出一個小立方體,如右圖所示,a表示其邊長,d 表示兩個Na+中心間的距離。每個小立方體含Na+:×4=,含Cl-:×4=。即每 個小立方體含Na+-Cl-對個。 即:ρ===2.2 g·cm-3。 解得a=2.81×10-8 cm,又因為d=a,故食鹽晶體中兩個距離最近的Na+中心間的 距離為d=×2.81×10-8 cm=4.0×10-8 cm。 答案:C 7.(2012年銀川模擬)如圖為一些晶體的結(jié)構(gòu),它們分別是NaCl、CsCl、干冰、金剛石、 石墨中的某一種。 (1)

7、其中代表金剛石的是________(填字母,下同),其中每個碳原子與________個碳原子 最接近且距離相等。金剛石屬于________晶體。 (2)其中代表石墨的是________,其中每個正六邊形占有的碳原子平均數(shù)為________個。 (3)其中表示NaCl的是________,每個Na+周圍與它最近的________個Na+緊鄰。 (4)代表CsCl的是________,它屬于________晶體,每個Cs+與________個Cl-緊鄰。 (5)代表干冰的是________,它屬于________晶體,每個CO2分子與________個CO2分 子緊鄰。 解析:根據(jù)不

8、同物質(zhì)晶體的結(jié)構(gòu)特點來辨別圖形所代表的物質(zhì)。NaCl晶胞是立方單元, 每個Na+與6個Cl-緊鄰,每個Cl-又與6個Na+緊鄰,但觀察與Na+最近且等距離的 Na+數(shù)時要拋開Cl-,從空間結(jié)構(gòu)上看是12個Na+,即x軸面上、y軸面上、z軸面上 各4個。CsCl晶體由Cs+、Cl-構(gòu)成體心立方結(jié)構(gòu)。干冰也是立方體結(jié)構(gòu),但在立方體 每個正方形面的中央都有一個CO2分子,稱為“面心立方”,所以每個CO2分子在三 維空間里x、y、z三個面各緊鄰4個CO2分子,共12個CO2分子。金剛石中每個碳原 子緊鄰4個其他碳原子。石墨的片層由正六邊形結(jié)構(gòu)組成,每個碳原子緊鄰3個碳原 子,即每個六邊形

9、占有1個碳原子的1/3,所以大的結(jié)構(gòu)中每個六邊形占有的碳原子數(shù) 是6×1/3=2(個)。 答案:(1)D 4 原子 (2)E 2 (3)A 12 (4)C 離子 8 (5)B 分子 12 8.現(xiàn)有幾種物質(zhì)的熔點(℃)數(shù)據(jù): A組 B組 C組 D組 金剛石:3 550 Li:181 HF:-83 NaCl:801 硅晶體:1 410 Na:98 HCl:-115 KCl:776 硼晶體:2 300 K:64 HBr:-89 RbCl:718 二氧化硅:1 723 Rb:39 HI:-51 CsCl:645 據(jù)此回答下列問題: (1)A組屬于_

10、_______晶體,其熔化時克服的粒子間的作用力是________。 (2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是________(填序號)。 ①有金屬光澤?、趯?dǎo)電性 ③導(dǎo)熱性 ④延展性 (3)C組中HF熔點反常是由于________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是________(填序號)。 ①硬度小?、谒芤耗軐?dǎo)電?、酃腆w能導(dǎo)電 ④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電 (5)D組晶體的熔

11、點由高到低的順序為:NaCl>KCl>RbCl>CsCl,其原因解釋為: ________________________________________________________________________。 解析:(1)A組由非金屬元素組成熔點最高,屬于原子晶體、熔化時需破壞共價鍵。 (2)B組都是金屬,具有金屬晶體的性質(zhì)。 (3)HF熔點高是由于分子之間形成氫鍵。 (4)D組是離子化合物熔點高具有離子晶體的性質(zhì)。 (5)晶格能與離子電荷和離子半徑有關(guān),電荷越多半徑越小,晶格能越大、晶體熔點越 高。 答案:(1)原子 共價鍵 (2)①②③④ (3)HF分子間能形

12、成氫鍵,其熔化時需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成 氫鍵即可) (4)②④ (5)D組晶體都為離子晶體,r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+),在離子所帶電荷相同的情 況下,半徑越小,晶格能越大,熔點就越高 9.氮是地球上極為豐富的元素。 (1)Li3N晶體中氮以N3-存在,基態(tài)N3-的電子排布式為 ________________________________________________________________________。 (2)NN的鍵能為942 kJ·mol-1,N—N單鍵的鍵能為247 kJ·mol-1,計算說明N2中的 _

13、_______鍵比________鍵穩(wěn)定(填“σ”或“π”)。 (3)(CH3)3NH+和AlCl可形成離子液體。離子液體由陰、陽離子組成,熔點低于100 ℃, 其揮發(fā)性一般比有機溶劑________(填“大”或“小”),可用作________(填代號)。 a.助燃劑 b.“綠色”溶劑 c.復(fù)合材料 d.絕熱材料 (4)X+中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層,它與N3-形成的晶體 結(jié)構(gòu)如圖所示。X的元素符號是________,與同一個N3-相連的X+有 ________個。 解析:(1)N3-的電子排布式為1s22s22p6。 (2)在NN中有1個σ鍵,2個π鍵,在N—N中

14、有1個σ鍵,π鍵鍵能= =347.5 kJ/mol,所以在NN中,π鍵比σ鍵穩(wěn)定。 (3)離子液體中的作用力是離子鍵,盡管微弱,但強于氫鍵和分子間作用力,所以其揮 發(fā)性就小,不會污染環(huán)境,是“綠色”溶劑。 (4)由題給信息知X+所含電子數(shù)=2+8+18=28,所以X為29號Cu元素。 從圖上看○少●多,結(jié)合X3N知,○為N3-,以頂角上的○為中心,距離最近的X+有 3個。構(gòu)成一個完整的三維空間需8個這樣的立方體晶胞,則每個N3-周圍有X+: 8×3×=6(個)(棱上的原子為4個晶胞所共用,所以每個原子在此晶胞中為份)。 答案:(1)1s22s22p6 (2)π σ (3)小 b

15、 (4)Cu 6 10.已知A、B、C、D和E都是元素周期表中前36號的元素,它們的原子序數(shù)依次增大。 A與其他4種元素既不在同一周期又不在同一主族。B和C屬同一主族,D和E屬同 一周期,又知E是周期表中1-18列中的第7列元素。D的原子序數(shù)比E小5,D跟B 可形成離子化合物其晶胞結(jié)構(gòu)如下圖。 請回答: (1)A元素的名稱是_________________________________________________________; (2)B的元素符號是________,C的元素符號是________,B與A形成的化合物比C與 A形成的化合物沸點高,其原因是_____

16、________________________________________; (3)E屬元素周期表中第________周期,第________族的元素,其元素名稱是________, 它的+2價離子的電子排布式為__________________; (4)從圖中可以看出,D跟B形成的離子化合物的化學(xué)式為________;該離子化合物晶 體的密度為a g·cm-3,則晶胞的體積是________(只要求列出算式)。 解析:本題綜合考查了元素周期表的結(jié)構(gòu)、核外電子排布、晶體結(jié)構(gòu)、氫鍵等知識, 著重考查學(xué)生對晶體結(jié)構(gòu)的理解能力和計算能力。由E是周期表中第7列元素,可推 知E在周

17、期表中ⅦB族,又因原子序數(shù)小于36,只能為第四周期的錳元素,原子序數(shù) 為25,因D原子序數(shù)比Mn小5,則可推知D為Ca。因B、C同主族,A原子序數(shù)最 小且與B、C均不在同一周期,可推出B為第二周期,C為第三周期,A只能為第一 周期的氫元素。由題中晶胞結(jié)構(gòu)計算出晶胞中Ca2+的個數(shù):8×+6×=4,由圖可看 出晶胞中B的個數(shù)為8,則該離子晶體的化學(xué)式為CaB2,B的化合價為-1價,可知B 為F,則可推出C為Cl。設(shè)CaF2晶胞的體積為V,則1 mol晶胞的質(zhì)量為 V×6.02×1023mol-1×a g·cm-3=4 mol×78 g·mol-1,則V=。 答案:(1)氫 (2)F

18、 Cl 氟化氫分子間存在氫鍵,氯化氫分子間沒有氫鍵 (3)四?、鰾  錳 1s22s22p63s23p63d5 (4)CaF2  11.A、B、C、D為前四周期元素。A元素的原子價電子排布為ns2np2,B元素的最外層電 子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍,C元素原子的M電子層的p亞層中有3個未成對電子,D 元素原子核外的M層中只有2對成對電子。 (1)當(dāng)n=2時,AB2屬于________分子(填“極性”或“非極性”),分子中有________ 個σ鍵,________個π鍵。 (2)當(dāng)n=3時,A與B形成的晶體屬于________晶體。 (3)若A元素的原子價電子排布為3s23p2

19、,A、C、D三種元素的第一電離能由大到小的 順序是________(用元素符號表示)。 (4)已知某紅紫色絡(luò)合物的組成為CoCl3·5NH3·H2O。該絡(luò)合物中的中心離子鈷離子核外 電子排布式為________________,作為配位體之一的NH3分子的空間構(gòu)型為________。 (5)金屬鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式,晶胞分別如下圖所示。體心立方晶胞 和面心立方晶胞中實際含有Fe原子個數(shù)之比為________。 解析:本題考查原子結(jié)構(gòu)、晶體類型及有關(guān)知識。A元素的原子價電子排布為ns2np2, 可得A為第ⅣA族元素,B元素的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍,則B只能

20、是氧 元素,C的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3為磷元素,D元素的核外電子排布式為 1s22s22p63s23p4為硫元素。(1)當(dāng)n=2時,A為碳元素,AB2為CO2,為非極性分子, 共有2個σ鍵,2個π鍵;(2)當(dāng)n=3時,A與B形成的化合物為SiO2屬于原子晶體; (3)在第三周期中,磷元素最外層p亞層電子半充滿,較穩(wěn)定,電離能較大;故第一電 離能順序為P>S>Si;(4)鈷原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2,失去三個電 子后變?yōu)?s22s22p63s23p63d6,NH3分子空間構(gòu)型為三角錐形;(5)體心立方晶胞中含有 Fe原子個數(shù)為1+×8=2,在面心立方晶胞中含有Fe原子個數(shù)為×6+×8=4,可 得比值為1∶2。 答案:(1)非極性 2 2 (2)原子 (3)P>S>Si (4)1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6) 三角錐形 (5)1∶2

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