2013年高考化学总复习 第三章 晶体结构与性质（含解析） 新人教版

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1、【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

2、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：D 2．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Ba2O2 C．该晶体晶胞结构与NaCl相似 D．与每个Ba2＋距离相等且最

3、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：B 3．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　③NaCl ④SiO2　⑤冰　⑥干冰，其中含有三种作用力的是(　　) A．①②③　　　　　　　　 B．①②⑥ C．②⑤ D．⑤⑥ 解析：分析得到下表： Na2O2 固体氨 NaCl SiO2 冰 干冰 共价键 √ √ √ √ √ 离子键 √ √

4、 范德华力 √ √ √ 氢键 √ √ 答案：C 4．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1 200 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＋2

5、8)×60＝2 400，D错误。 答案：B 5．(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：D 6.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2.2 g·cm－3， 阿伏加德罗常数6.02×1023 mol－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．3.0×10－8 cm　　　　　　 B．3.5×10－8 cm C．4

6、.0×10－8 cm D．5.0×10－8 cm 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。 即：ρ＝＝＝2.2 g·cm－3。 解得a＝2.81×10－8 cm，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＝×2.81×10－8 cm＝4.0×10－8 cm。 答案：C 7．(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)

7、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

8、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

9、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 8．现有几种物质的熔点(℃)数据： A组 B组 C组 D组 金刚石：3 550 Li：181 HF：－83 NaCl：801 硅晶体：1 410 Na：98 HCl：－115 KCl：776 硼晶体：2 300 K：64 HBr：－89 RbCl：718 二氧化硅：1 723 Rb：39 HI：－51 CsCl：645 据此回答下列问题： (1)A组属于_

10、_______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

11、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

12、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942 kJ·mol－1，N—N单键的键能为247 kJ·mol－1，计算说明N2中的 _

13、_______键比________键稳定(填“σ”或“π”)。 (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

14、有1个σ键，π键键能＝ ＝347.5 kJ/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

15、　(4)Cu　6 10．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_____

16、________________________________________； (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a g·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， 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

17、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1 mol晶胞的质量为 V×6.02×1023mol－1×a g·cm－3＝4 mol×78 g·mol－1，则V＝。 答案：(1)氢　(2)F

18、　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

19、，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

20、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 1s22s22p63s23p4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