化学化学晶体的结构与性质专项训练的专项培优练习题(及答案.docx

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1、化学化学晶体的构造与性质专项训练的专项培优练习题(及答案一、晶体的构造与性质1. 元素X 位于第 4 周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2；元素 Y 基态原子的 3p 轨道上有 1 对成对电子。X 与 Y 形成的化合物的晶胞构造如下图，以下关于该晶体的说法正确的选项是 A. 该晶体属于原子晶体B. X2+的配位数为 8，Y2-的配位数为 4C. 与每个Y2-距离最近且相等的 Y2-共有 12 个D. 该晶体的熔点比氧化锌高2. 以下物质的构造与性质与氢键无关的是乙醚的沸点冰的密度比液态水小邻羟基苯甲酸的熔沸点比对羟基苯甲酸的低水分子在高温下很稳定氢化镁的晶格能高DNA 的

2、双螺旋构造尿素的熔沸点比醋酸高ABCDA3. GaAs 晶体的熔点很高，硬度很大，密度为 gcm3，Ga 和 As 的摩尔质量分别为MGa gmol1 和 MAsgmol1，原子半径分别为 rGa pm 和 rAs pm，阿伏加德罗常数值为 N ，其晶胞构造如下图，以下说法错误的选项是A. 该晶体为共价晶体B. 该晶体中 Ga 和 As 均无孤对电子，Ga 和 As 的配位数均为 4C. 原子的体积占晶胞体积的百分率为410-27 NA(r3Ga+r3As)D. 全部原子均满足 8 电子稳定构造3(MGa+M)As4. 以下关于氯化钠晶胞如图的说法正确的选项是A. 每个晶胞含有 6 个 Na+

3、和 6 个 Cl-B. 晶体中每个 Na+四周有 8 个 Cl-，每个 Cl-四周有 8 个 Na+C. 晶体中与每个 Na+最近的 Na+有 8 个D. 将晶胞沿体对角线 AB 作投影，CD 两原子的投影将相互重合5以下说法中正确的选项是233ANO 、BF 、PCl 这三个分子中的全部原子最外层电子均未满足8 电子稳定构造B在干冰中，每个 CO2 分子四周有 6 个紧邻的分子C在 NaCl 晶体中，Na+的配位数为 6 D金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动 6以下说法正确的选项是 A含阳离子的晶体肯定含有阴离子 B沸点由高到底的挨次：HFHIHBrHCl C含有共价键的晶体

4、肯定具有高的熔沸点及硬度 D空间利用率面心立方最密积存六方最密积存体心立方密积存7依据以下表达，推想可能属于金属晶体的是 A由分子间作用力结合而成，熔点很低 B固体或熔融状态下易导电，熔点在1000左右 C由共价键结合成空间网状构造，熔点很高 D固体不导电，熔融状态下亦不导电，但溶于水后能导电8. 在某晶体中，与某一种微粒x 距离最近且等距离的另一种微粒y 所围成的空间构型为正八面体型如图。该晶体可能为A. NaClBCsClC CO2D SiO2 9(1)以下元素或化合物的性质变化挨次正确的选项是 A第一电离能：ClSPSiB. 共价键的极性：HFHClHBrHIC. 晶格能：NaFNaCl

5、NaBrNaID. 热稳定性：MgCO CaCO SrCO BaCO3333(2) FeCl3 中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3 的构造式为 ，其中 Fe 的配位数为 4 244 244(3) NH H PO 中，电负性最高的元素是；P 的杂化轨道与 O 的2p 轨道形成键。NH H PO 和 LiFePO 属于简洁磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种简单磷酸盐， 如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如以下图所示。这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为用 n 代表 P 原子数。222(4) 高温高压下 CO 的晶体构造与 SiO 相像，该晶体熔点比 S

6、iO 晶体填“高” 或“低”。硅酸盐和 SiO2 一样，都是以硅氧四周体作为根本构造单元，图中表示一种含n个硅原子的单链式多硅酸根的构造投影如图，Si 原子的杂化类型为，其化学通式可表示为 2A2(5) 四方晶系 CuFeS 晶胞构造如下图下一页。Cu2的配位数为 ，S2-的配位数为：ab0.524 nm，c1.032 nm，N 为阿伏加德罗常数的值，CuFeS 晶体的密度是gcm-3(列出计算式)。10. 碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物，而且还能形成多种无机化合物，同时自身可以形成多种单质，碳及其化合物的用途广泛。（1） C60 分子的晶体中，在晶胞的顶点和面心均含有一个C60 分子，

7、则一个C60 晶胞的质量为。（2） 干冰和冰是两种常见的分子晶体，以下关于两种晶体的比较中正确的选项是填字母。a. 晶体的熔点：干冰冰b. 晶体中的空间利用率：干冰冰c. 晶体中分子间相互作用力类型一样（3） 金刚石和石墨是碳元素形成的两种常见单质，以下关于这两种单质的表达中正确的选项是 填字母。a.金刚石中碳原子的杂化类型为sp3 杂化，石墨中碳原子的杂化类型为sp2 杂化b.晶体中共价键的键长：金刚石中C - C 石墨d.晶体中共价键的键角：金刚石石墨e.金刚石晶体中只存在共价键，石墨晶体中则存在共价键、金属键和范德华力 f.金刚石和石墨的熔点都很高，所以金刚石和石墨都是原子晶体（4） 金

8、刚石晶胞构造如以下图，立方BN 构造与金刚石相像，在BN 晶体中， B 原子四周最近的N 原子所构成的立体图形为， B 原子与N 原子之间共价键与配位键的数目比为，一个晶胞中N 原子数目为。（5） Cu 单质的晶体密度为g cm-3 ， Cu 的相对原子质量为M ，阿伏加德罗常数为N，则Cu 的原子半径为。A11. GaN 是制造 5G 芯片的材料，氮化镓铝和氮化铝LED 可发出紫外光。答复以下问题：(1) 基态 As 原子核外电子排布式为Ar；以下状态的铝元素中，电离最外层的一个电子所需能量最小的是(填标号)。ABCD334(2) 8羟基喹啉合铝分子式 C27H18AlN O 用于发光材料及

9、电子传输材料，可由LiAlH 与48羟基喹啉)合成。LiAlH 中阴离子的空间构型为； 8羟基喹啉合铝中所含元素电负性最大的是填元素符号，下同，第一电离能最大的是填元素符号，N 原子的杂化方式为。(3) 以下化合物的熔点：化合物熔点/AlF3 1040GaF3 1000AlCl3 194表格中卤化物的熔点产生差异的缘由是 。26熔融 AlCl3 时可生成具有挥发性的二聚体 Al2Cl6 分子，分子中每个原子最外层均到达8 电子，二聚体 Al Cl 的构造式为；其中 Al 的配位数为 。12. NaCl 是重要的化工原料。答复以下问题：（1） 元素 Na 的焰色反响呈色。价电子被激发到相邻高能级

10、后形成的激发态Na 原子， 其价电子轨道表示式为。（2） KBr 具有 NaCl 型的晶体构造，但其熔点比 NaCl 低，缘由是。3（3） 在适当的条件下，电解 NaCl 水溶液可制得 NaClO 。NaCl 水溶液中，不存在的微粒间作用力有。A离子键 B极性键 C配位键 D氢键 E.范德华力3ClO -离子的几何构型为，中心原子的杂化方式为。（4） NaCl 晶体在 50300GPa 的高压下和 Cl2 反响，可以形成一种晶体，其立方晶胞如下图大球为 Cl，小球为 Na。11假设A 的原子坐标为0，0，0，B 的原子坐标为 2 ，0， 4 ，则C 的原子坐标为 。晶体中，Cl 构成的多面体包

11、含个三角形的面，与 Cl 紧邻的 Na 个数为。【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、晶体的构造与性质1C【解析】【分析】元素X 位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，则内层电子数=2+8+18=28， 且最外层电子数为 2，所以该原子有 30 个电子，为 Zn 元素；元素Y 基态原子的p 轨道上有 1 对成对电子，说明 3p 轨道上有 4 个电子，核外电子排布为 1s22s22p63s23p4，则 Y 是 S 元素，则化学式为 ZnS，据此解题。【详解】A. ZnS 含有 Zn2+和 S2-，属离子晶体，故 A 错误；B. 由于化学式为 ZnS，所以 Y2-离子的配位数为 4，

12、则X2+离子的配位数也为 4，故B 错误；3 8C. 由晶胞可知，与每个X2+距离最近的 X2+在其面心，则共有2=12 个，故C 正确，D. 离子晶体 ZnO 的晶格能比 ZnS 大，则 ZnO 的熔点比 ZnS 高，故D 错误； 故答案为C。2B【解析】分析：氢键可以影响物质的熔点、沸点和溶解度、密度等。 详解：乙醚分子之间不能形成氢键，故其沸点与氢键无关；冰中水分子间形成氢键后，水分子之间的空隙变大，故其密度比液态水小，与氢键有关；邻羟基苯甲酸可以形成分子内的氢键，而对羟基苯甲酸只能形成分子间的氢键，故邻羟基苯甲酸的分子间作用力较大，其熔沸点比对羟基苯甲酸的低，与氢键有关；水分子在高温下

13、很稳定是由于水分子内的共价键的键能很大，与氢键无关；氢化镁属于离子晶体，共中阴阳离子间的离子键较强，故其晶格能高，与氢键无关；DNA 的双螺旋构造与氢键有关，氢键的形成有肯定的方向性，也需要肯定的空间条件， 这两个条件成就了 DNA 的双螺旋构造；尿素与醋酸的相对分子质量一样，尿素的分子间形成的氢键数目高于醋酸，故其熔沸点比醋酸高，与氢键有关。综上所述，质的构造与性质与氢键无关，B 正确，此题选B。3C【解析】【分析】【详解】A. GaAs 晶体的熔点很高，硬度很大，为空间立体网状构造，属于共价晶体，故A 正确；B. 由晶胞构造可知，Ga 的配位数为 4，晶胞中 Ga 原子数目为 4，As 原

14、子数目为8 1 +6 1 =4 ，晶胞中 As、Ga 原子数目之比为 1：1，故 As 配位数也是 4，Ga 与四周 482个 As 原子形成正四周体构造，As 与四周 4 个 Ga 原子也形成正四周体构造，原子均形成4 个键，Ga 原子价电子数为 3，与 As 形成 4 个共价键，说明 As 原子供给 1 对孤电子对给 Ga 形成配位键，As 原子最外层 5 个电子全部成键，均没有孤对电子，故B 正确；C. 晶胞中原子总体积为4 43(rGa3 +rAsM+M3 ) 10-30cm3 ，晶胞质量为4GaAsNg ，晶胞的体积为(4 M+MGaAAs )cm3 ，原子的体积占晶胞体积的百分率为

15、r NA4 4 (r3 +r 3 ) 10-30cm33GaAsM+M4rN=A(r3 +rGaAs3 ) 10-30100% ；故C 错误；(4 Gra NAAs )cm33 MGa+M AsD. 每个 As、Ga 原子都形成 4 个共价键，均没有孤对电子，全部原子均满足8 电子稳定构造，故D 正确；故答案选：C。4D【解析】【分析】【详解】111A每个晶胞含有 8 8 +6 2 =4 个 Na+，12 4 +1=4 个 Cl-，故 A 错误；B. 晶体中每个 Na+四周有上下左右前后 6 个 Cl-，同理每个 Cl-四周有 6 个 Na+，故 B 错误；C. NaCl 晶体为立方面心，与每

16、个 Na+距离相等且最近的 Na+可看作顶点和面心位置，个数1为 3 2 8=12，故 C 错误；D. 将晶胞分成 8 个小正方体，CD 为右上方小正方体的体对角线，与AB 平行，假设作投影，则相互重合，故D 正确；应选 D。【点睛】难点 D，留意理解题目的含义，沿体对角线AB 作投影。5C【解析】【分析】【详解】A. 氮的化合价是4 价，而氮原子的最外层电子数是5，所以不满足 8 电子稳定构造。BF3 中 B 的化合价是3 价，原子的最外层电子数是 3 个，所以不满足 8 电子稳定构造。其它原子均满足 8 电子稳定构造，故A 错误；B. 在干冰中，每个 CO2 分子四周有 12 个紧邻的分子

17、，故B 错误；C. 在 NaCl 晶体中，Na+的配位数为 6，故C 正确；D. 金属导电的实质是自由电子在外电场作用下的定向移动，故D 错误。故答案选：C。【点睛】金属导电的实质是自由电子在外电场作用下的定向移动。6B【解析】【分析】【详解】A含有阳离子的晶体不肯定含有阴离子，如金属晶体含有的是金属阳离子和自由电子， 故 A 项错误；BHF、HI、HBr、HCl 均为分子晶体，由于 HF 分子间存在氢键，故沸点最高，又相对分子质量：HIHBrHCl，则范德华力 HIHBrHCl，沸点 HIHBrHCl，则沸点由高到底的挨次： HFHIHBrHCl，B 选项正确； C含有共价键的晶体可能是分子

18、晶体、原子晶体或局部别子晶体如NaOH 晶体，假设为分子晶体，则不肯定有高的熔沸点及硬度，故C 项错误； D空间利用率：面心立方最密积存=六方最密积存，都为 74%，故 D 项错误；答案选B。7B【解析】【分析】【详解】A. 由分子间作用力结合而成，熔点很低，为分子晶体，A 错误； B固体或熔融后易导电，不是很高，排解石墨等固体，应为金属晶体，B 正确； C由共价键结合成网状晶体，熔点很高，为原子晶体，C 错误； D固体不导电，熔融状态下亦不导电，但溶于水后能导电，应为分子晶体，D 错误； 故合理选项是B。8A【解析】【分析】【详解】依据题意，在该图形中x 微粒的配位数是 6，NaCl 晶体中

19、氯离子和钠离子的配位数均是6，CsCl 晶体中离子的配位数是 8，二氧化碳晶体中，二氧化碳分子的配位数是12，二氧化硅是原子晶体，每个 Si 原子与 4 个 O 原子相连，而每个O 原子与 2 个 Si 原子相连，不符合此图，所以答案选A。9BC4Osp3(PnO3n+1)(n+2)-高 sp3(SiO3)n 2n-444 64+4 56+8 32 (0.5242 1.032) 10-21 NA【解析】【分析】(1) A第一电离能，一般与非金属性成正比，当电子亚层处于半满、全满时消灭反常； B对于氢化物分子，非金属性越强，键的极性越强； C晶格能与离子的带电荷成正比，与离子半径的平方成反比；

20、D热稳定性与分解产物的稳定性有关。(2) 蒸汽状态下以双聚分子存在的 FeCl3 的构造式与 Al2Cl6 类似，由构造可确定 Fe 的配位数。(3) NH4H2PO4 中，电负性最高的元素也就是非金属性最强的元素；P 与四周的 4 个O 原子相连，价层电子对数为 4，从而确定与 O 的 2p 轨道形成的键型。由两个构造式查找规律，得出图中磷酸根离子的化学式通式。(4) 比较原子晶体熔点，可比较原子半径，半径越小，熔点越高。图中表示一种含n 个硅原子的单链式多硅酸根的构造，Si 原子的价层电子对数为 4，由此确定杂化类型，确定化学通式时，可承受均摊法。(5) Cu2位于面心，有 2 个S2-与

21、它相连；1 个 S2-与 2 个 Cu2+、2 个 Fe2+相连。：ab0.524 nm，c1.032 nm，可求出体积，NA 为阿伏加德罗常数的值，求 CuFeS2 晶体的密度， 只需求出 1 个晶胞中所含离子的数目。【详解】3(1) A由于 P 原子的 3p 轨道半布满，第一电离能消灭反常，所以第一电离能：ClPS Si，A 不正确； B对于氢化物分子，非金属性越强，键的极性越强，所以共价键的极性：HFHClHBr HI，B 正确； C晶格能与离子的带电荷成正比，与离子半径的平方成反比，所以晶格能：NaFNaCl NaBrNaI，C 正确； D对于同主族元素的碳酸盐，金属性越强，其氧化物越

22、稳定，碳酸盐的热稳定性越差， 所以热稳定性：MgCO3CaCO3SrCO3GaF3,4【解析】【分析】(1) As 为 33 号元素，原子核外电子数为 33，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3；能量越高越不稳定，越易失电子，所以激发态的微粒易失电子，原子轨道中处于半满状态时较稳定；(2) LiAlH4 中的阴离子中 Al 原子价层电子对个数=4+3 + 1 - 4 12=4 且不含孤电子对，依据价层电子对互斥理论推断其空间构型；元素的非金属性越强，电负性越大，而金属性越强， 通常第一电离能最小；依据分子构造中N 原子成键数和孤对电子数推断杂化方式；(3) 通常

23、离子晶体的熔点大于分子晶体，离子晶体的晶格能大熔点高；二聚体 Al2Cl6 中 Al 原子有空轨道，Cl 可以供给孤电子对形成配位键；协作物中的配位数是指直接同中心离子(或原子)配位的原子数目。【详解】(1) 基态 As 原子核外有 33 个电子，电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3，即Ar 3d104s24p3；A 为失去两个电子后的状态， B 为失去一个电子后的状态，C 为失去三个电子后的状态， D 为有一个电子的跃迁的激发态，A 电离最外层一个电子所需能量实际就是第三电离能，B 电离最外层一个电子所需能量实际就是其次电离能，C 电离最外层一个电子所需能量实际就

24、是第四电离能，D 电离最外层一个电子所需能量为处于激发态的1 个电 子，所以需要能量最大的是C，最小的是D，故答案为D；3 + 1 - 4 1(2) LiAlH4 中的阴离子中 Al 原子价层电子对个数=4+2=4 且不含孤电子对，sp3 杂化，依据价层电子对互斥理论推断其空间构型及中心原子杂化方式分别为正四周体形；8羟基喹啉合铝中所含元素分别是C、H、N、O 和 Al 元素，其中氧元素的非金属性最强，则电负性最大的是O；Al 是金属元素，易失电子，第一电离能较小，而非金属元素第一电离能同周期从左到右，呈增大趋势，由于N 原子价电子半布满，比O 原子稳定，第一电离能大于O，则N 元素的第一电离

25、能最大；分子中N 原子的成键数是 2 和孤对电子数是1，杂化轨道数目为 3，N 原子实行 sp2 杂化； (3)表格中卤化物的熔点产生差异的缘由是AlF3 和 GaF3 是离子晶体，且晶格能333333AlF3GaF ，则 AlF 的熔点比 GaF 高，而 AlCl 是分子晶体，其熔点明显比 AlF 和 GaF 的熔点低；6熔融时 AlCl3 生成可挥发的二聚体 Al2Cl ，该二聚体由 Al 供给空轨道，Cl 原子供给电子对形成配位键，其构造式为；协作物中的配位数是指直接同中心离子(或原子)配位的原子数目，二聚体 Al2Cl6 中与 Al 直接相连的原子有 4 个，故其配位数为 4。12黄K

26、+半径大于 Na+，Br-半径大于 Cl-，KBr 中离子键更弱，晶格能较低31A三角锥型 sp3 杂化 (1， 4 ， 2 )204【解析】【分析】【详解】(1) 元素 Na 的焰色反响为黄色；激发态 Na 原子，其价电子由 3s 能级激发到 3p 能级，激发态 Na 原子价电子排布式为 3s03p1，价电子轨道表示式为：；(2) KBr 具有 NaCl 型的晶体构造，均属于离子晶体，离子电荷相等，K+半径大于 Na+、Br-半径大于 Cl-，KBr 的晶格能更小，故其熔点比 NaCl 低；(3) ANaCl 在溶液中完全电离形成钠离子与氯离子，离子键被破坏，故A 选；B. 水分子中O 与H

27、 原子之间形成极性键，故B 不选；C. 氢离子有空轨道，水分子含有孤电子对，二者形成配离子，且溶液中存在H3O+，含有配位键，故C 不选；D. 水分子之间存在氢键，故D 不选； E水分子之间存在范德华力，故E 不选， 应选：A；3ClO -离子中 Cl 原子孤电子对数= 角锥形，Cl 原子实行 sp3 杂化；7+1-322=1，价层电子对数=1+3=4，所以空间构型为三1(4) C 处于晶胞右侧面，与上下平面等距离，即参数z= 2 ，参考B 到上顶面的距离为棱长333的 4 ，可知C 到前平面为晶胞棱长的 4 ，即参数 y= 4 ，到左平面距离等于晶胞棱长，即31参数 x=1，故 C 的坐标为(1， 4 ， 2 )；晶体中每个 Cl 原子参与形成 5 个三角形，而晶体中 Cl 构成的多面体含有 12 个 Cl 原子， 故晶体中 Cl 构成的多面体包含三角形面的数目为：5123=20；依据均摊法，晶胞中 Na 原11子数目=1+8 8 =2、Cl 原子数目=12 2 =6，Na、Cl 原子数目之比为 1：3，故与 Cl 紧邻的1Na 个数为 12 3 =4。