第五章 第19讲 晶体结构与性质（word练习）-【勤径学升】2025年高考化学一轮总复习课时检测训练（人教版）

课时检测训练19　晶体结构与性质 ➢ 对应学生用书P308 1.根据下列晶体的相关性质，判断可能属于金属晶体的是 （　　） 选项 晶体的相关性质 A 由分子间作用力结合而成，熔点低 B 固态或熔融态时易导电，熔点在1000℃左右 C 由共价键结合成空间网状结构，熔点高 D 固体不导电，但溶于水或熔融后能导电 解析　A项，由分子间作用力结合而成的晶体属于分子晶体，A错误；B项，金属晶体中有自由移动的电子，能导电，绝大多数金属在常温下为固体，熔点较高，所以固态或熔融态时易导电，熔点在1000℃左右的晶体可能属于金属晶体，B正确；C项，相邻原子之间通过共价键结合形成的空间网状结构的晶体属于共价晶体，C错误；D项，固体不导电，说明晶体中无自由移动的带电微粒，则不可能为金属晶体，D错误。故选B。 答案　B 2.有关晶体的结构如图所示，下列说法不正确的是(　　) A.在NaCl晶体中，距Cl－最近的Na＋形成正八面体 B.在CaF2晶体中，每个晶胞平均含有4个Ca2＋ C.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构 D.该气态团簇分子的分子式为EF 解析　氟化钙晶胞中，Ca2＋位于顶点和面心，数目为8×＋6×＝4，故B正确；气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子、4个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，故D错误。故 选D。 答案　D 3.(2023·山东济南一模)冠醚是由多个二元醇分子之间脱水形成的环状化合物。18－冠－6可用作相转移催化剂，其与K＋形成的螯合离子结构如图所示。下列说法错误的是(　　) A.该螯合离子中碳与氧原子具有相同的杂化类型 B.该螯合离子中所有非氢原子可以位于同一平面 C.该螯合离子中极性键与非极性键的个数比为7∶1 D.该冠醚除K＋外，不可以与其他碱金属阳离子作用 解析　该螯合离子中碳与氧原子都为sp3杂化，具有相同的杂化类型，A正确；该螯合离子中任一O原子、与该O原子相连的两个C原子及K＋所形成的空间结构为三角锥形，故所有非氢原子不能位于同一平面，B错误；该螯合离子中极性键有24个C—H键、12个O—C键以及6个O原子与K＋形成的配位键，有6个C—C非极性键，极性键与非极性键个数比为7∶1，C正确；该冠醚属于超分子，具有分子识别的特征，除K＋外，不能与其他碱金属阳离子作用，D正确。故选B。 答案　B 4.将SiCl4与过量的液氨反应可生成化合物Si（NH2）4。将该化合物在无氧条件下高温灼烧，可得到氮化硅（Si3N4）固体，氮化硅是一种新型耐高温、耐磨材料，在工业上有广泛的应用。下列推断正确的是 （　　） A.SiCl4、Si3N4的晶体类型相同 B.Si3N4晶体是共价键三维骨架结构 C.共价晶体C3N4的熔点比Si3N4的低 D.SiCl4晶体在熔化过程中化学键断裂 解析　SiCl4是分子晶体，在熔化过程中克服的是分子间作用力，化学键不断裂，A、D错误。Si3N4是共价晶体，其晶体为共价键三维骨架结构，B正确；根据C、Si的原子半径推知C—N的键能比Si—N的键能大，故C3N4的熔点比Si3N4的高，C错误。故选B。 答案　B 5.(2023·辽宁协作校一模)冰晶石Na3AlF6晶胞结构如图甲所示，Al单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶胞特征如图丙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丁所示。下列说法错误的是(　　) A.图甲中大立方体的体心处小三角“”所代表的应该是“小白球” B.Al晶胞中Al原子的配位数为12 C.若已知Al的原子半径为d cm，NA代表阿伏加德罗常数的值，Al的相对原子质量为M，则Al晶体的密度为[M÷(4d3×NA)] g·cm－3 D.Na3AlF6中含有离子键、配位键 解析　根据图甲，小白球个数为12×＋8＝11，小黑球个数为8×＋6×＝4，小白球表示Na＋，小黑球表示AlF，其个数之比应为3∶1，则图甲体心处的小三角应是“小白球”，A正确；Al为面心立方堆积，配位数为12，B正确；1个Al晶胞中含有4个Al原子，设Al晶胞棱长为a cm，由图丁可知晶胞棱长与Al原子半径的关系为a＝4d，则a＝2d，晶胞质量为 g，晶胞体积为a3 cm3＝16d3 cm3，则晶胞密度为 g·cm－3，C错误；Na3AlF6中Na＋与[AlF6]3－形成离子键、Al3＋与F－形成配位键，D正确。故选C。 答案　C 6.(2023·河北唐山一模)锂电池负极材料为Li嵌入两层石墨层中，形成如图所示的晶胞结构。下列说法中正确的是(　　) A.该负极材料的摩尔质量为79 B.碳原子的杂化方式为sp3 C.Li原子的配位数为8 D.晶胞中Li与C原子个数比为1∶6 解析　摩尔质量的单位是g/mol，A错误；1个碳原子和其他3个碳原子形成3个单键，故其杂化方式为sp2，B错误；根据图示，1、2、3这3个C原子与4号Li原子之间的距离是相等的，因此4号Li原子在下方C平面上有6个C原子距离最近，在上方C平面上也有6个C原子距离最近，Li原子的配位数为12，C错误；由题图知，中心2个C原子处于体内，其他8个C原子都在面上，所以1个该晶胞中的C原子数为2＋8×＝6，而Li原子处于8个顶点，所以1个晶胞中的Li原子数为4×＋4×＝1，因此晶胞中Li与C原子的个数之比为1∶6，D正确。故选D。 答案　D 7.（2021·湖北省选考模考）在碱性溶液中，Cu2＋可以与缩二脲形成紫色配离子，其结构如下图所示。 下列说法错误的是 （　　） A.该配离子与水分子形成氢键的原子只有N和O B.该配离子中铜离子的配位数是4 C.基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1 D.该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O＞N＞C＞H 解析　A.根据其结构可知，该配离子中的N和O可与水分子中的H形成氢键，而水分子中的O也可与配离子中的H形成氢键，A错误；B.根据配离子的结构可知，铜离子的配位数为4，B正确；C.根据铜原子的核外电子排布式可知，基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1，C正确；D.同一周期，从左到右，主族元素的电负性逐渐增大，同一主族，从上到下，元素的电负性逐渐减小，该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O＞N＞C＞H，D正确。故选A。 答案　A 8.碳化钼负载的层状金团簇催化剂可用于低温水煤气变换反应。下列有关说法正确的是 （　　） A.H2O、CO2均属于非极性分子 B.CO2分子中，中心原子碳的价层电子对数为4 C.若碳化钼晶胞体积为V mL，则其晶体密度为g·cm－3 D.碳化钼晶胞中，离Mo最近的Mo原子为6个 解析　A.CO2属于非极性分子，H2O属于极性分子，A项错误；B.CO2分子中，C的价层电子对数为2＋＝2，B项错误；C.1个碳化钼晶胞中含有1＋12×＝4个C原子、8×＋6×＝4个Mo原子，故MoC晶体密度为g·cm－3，C项正确；D.由碳化钼晶胞可知，离Mo最近的Mo原子为12个，D项错误。故选C。 答案　C 9.(2023·山东淄博一模)LiCoO2、LiC6是重要的电极材料，回答下列问题： (1)基态Co原子的价层电子中，两种自旋状态的电子数之比为________。 (2)Li、Co、O、C的电负性由大到小的顺序是________________________。 (3)Co(Ⅲ)可形成多种配合物。 ①已知Co(NH3)5BrSO4中Co(Ⅲ)的配位数为6，向该配合物的溶液中滴加BaCl2溶液，无明显现象，则该配合物可表示为________________。 ②[Co(NH3)6]3＋结构如图1所示，Co3＋位于正八面体中心，若其中两个NH3被Cl－取代，则[Co(NH3)4Cl2]－的空间结构有________种。 图1 (4)LiCH3、LiC(CH3)3在合成化学上应用广泛。(CH3)3C－的空间结构为________；(CH3)3C－、H3C－、 F3C－的稳定性随中心C原子上电子云密度增大而减小，其中稳定性最强的是________。 (5)负极材料LiC6晶胞结构如图2(a)，投影如图2(b)，Li插入石墨层中间，若该晶胞中碳碳键键长为m pm，石墨层间距为n pm，该晶体的密度为________g·cm－3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 图2 解析　(1)Co为27号元素，基态Co的价层电子排布式是3d74s2，轨道表示式是，价层电子中两种自旋状态的电子数之比为2∶1或1∶2。(2)锂为碱金属元素，金属性较强、电负性较小，Li、Co、O、C的电负性由大到小的顺序是O>C>Co>Li。(3)①已知Co(NH3)5BrSO4中Co(Ⅲ)的配位数为6，向该配合物的溶液中滴加BaCl2溶液，无明显现象，说明SO位于内界,该配合物可表示为[Co(NH3)5SO4]Br。②Co3＋位于正八面体中心，正八面体六个顶点的位置是对称等同的,其中两个NH3被Cl－取代,若第一个Cl－处于题图1号位，则第二个Cl－处于2、3、5、6等效位或4号位共2种情况。(4)(CH3)3C－的中心碳原子形成3个共价键且还有一对孤电子对,则空间结构为三角锥形;(CH3)3C－、 H3C－、F3C－的稳定性随中心C原子上电子云密度增大而减小，F吸引电子能力最强，导致F3C－中碳原子上电子云密度减小，故其中稳定性最强的是F3C－。(5)负极材料LiC6晶胞结构如图2(a)，根据“均摊法”，晶胞中含4×＋4×＝1个Li、8×＋2＝6个C；该晶胞中碳碳键键长为m pm，则底面边长为3m pm，底面积为 m2 pm2，石墨层间距为n pm，则晶胞高度为n pm，故晶体密度为×1030 g·cm－3＝×1030 g·cm－3。 答案　(1)2∶1(或1∶2)　(2)O>C>Co>Li (3)①[Co(NH3)5SO4]Br　　②2 (4)三角锥形　F3C－　(5)×1030 10.（2022·山东青岛一模）钙钛矿类杂化材料（CH3NH3）PbI3在太阳能电池领域具有重要的应用价值。（CH3NH3）PbI3的晶胞结构如图所示，其中B代表Pb2＋。 （1）代表I－的为　　　　。  （2）原子分数坐标可用于表示晶胞内部各原子的相对位置。其中，原子分数坐标A为（0，0，0），B为，则C的原子分数坐标为　　　　。  （3）已知（CH3NH3）PbI3的摩尔质量为M g·mol－1，则该晶体的密度为ρ＝　　　　g·cm－3（设NA为阿伏加德罗常数的值）。  （4）该晶胞沿体对角线方向的投影图为　　　　（填标号）。  解析　（1）B代表Pb2＋；晶胞中A原子位于顶点，一个晶胞中A原子数目为8×＝1，C原子位于晶胞面心，一个晶胞中A原子数目为6×＝3，结合化学式（CH3NH3）PbI3可知，代表I－的为C。 （2）原子分数坐标A为（0，0，0），B为，与图可知，C原子为右侧面心，则C的原子分数坐标为。 （3）（CH3NH3）PbI3的摩尔质量为M g·mol－1，由①分析可知，晶胞质量为g；晶胞边长为a pm，则晶胞体积为（apm）3＝a3×10－30 cm3，所以密度为＝＝ g·cm－3。 （4）该晶胞沿体对角线方向的投影，体对角线方向的2个顶点A原子和体心B原子投影到同1个点上，两外6个顶点A原子在平面上投影出1个六边形，面心6个C原子在A投影出的六边形内部组成1个小六边形，故选a。 答案　（1）C　（2）　（3） （4）a 11.(2023·山东潍坊一模)“点击化学”研究获得2022年诺贝尔化学奖表彰，利用该原理可制得如图所示含∏大π键的产物。已知杂化轨道中s成分越多，所形成的化学键的键能越大。下列说法错误的是(　　) A.铜离子降低了反应的活化能 B.反应物中灰球所代表元素的电负性强于N C.产物中α、β两位置的N原子中，α位置的N原子更容易形成配位键 D.反应物中氮氮键比产物中氮氮键的键长短 解析　铜离子作为催化剂降低反应的活化能，加快反应速率，A正确；由可知灰球具有一定的正电性，即其所代表元素的电负性弱于N，B错误；α位置的N原子中含有1对孤电子对，更容易形成配位键，C正确；已知杂化轨道中s成分越多，所形成的化学键的键能越大，键长越短，反应物中α­N为sp杂化，其他N为sp2杂化，而产物中所有的N都为sp2杂化，故反应物中氮氮键更短，D正确。故选B。 答案　B 12.冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z是常见的三种冠醚，其结构如图所示。它们能与碱金属离子作用，并随着环的大小不同而与不同金属离子作用。 （1）Li＋的体积与X的空腔大小相近，恰好能进入X的环内，且Li＋与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W（如图）。 ①基态锂离子核外能量最高的电子所处电子层符号为　　　　。  ②W中Li＋与孤电子对之间的作用属于　　　　（填字母）。  A.离子键 B.共价键 C.配位键 D.氢键 E.以上都不是 （2）冠醚Y能与K＋形成稳定结构，但不能与Li＋形成稳定结构。理由是　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  （3）烯烃难溶于水，被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚Z，氧化效果明显提升。 ①水分子中键角　　　　（填“＞”“＜”或“＝”）109°28'。  ②已知：冠醚Z与KMnO4可以发生如图所示的变化。加入冠醚Z后，烯烃的氧化效果明显提升的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析　（1）①基态锂离子核外只有1s能级上有电子，为K层上的电子，所以其电子层符号为K；②Li＋提供空轨道、O原子提供孤电子对，二者形成配位键。 （2）冠醚Y空腔较大，Li＋半径较小，导致该离子不易与氧原子的孤电子对形成配位键，所以得不到稳定结构。 （3）①水分子中氧原子的价电子对数是4，根据价层电子对互斥模型判断水分子价电子对空间结构为四面体，由于水分子中O原子含有2对孤电子对，孤电子对之间的排斥力较强，导致水分子中键角小于109°28'；②根据相似相溶原理知，冠醚Z可溶于烯烃，加入冠醚Z中的K＋因静电作用将Mn带入烯烃中，增大反应物的接触面积，提高了氧化效果。 答案　（1）①K　②C （2）Li＋半径比Y的空腔小很多，不易与空腔内O原子的孤电子对作用形成稳定结构 （3）①＜　②冠醚Z可溶于烯烃，加入冠醚之中的K＋因静电作用将Mn带入烯烃中，增大反应物的接触面积，提高了氧化效果 学科网（北京）股份有限公司 $$