内容正文:
第三章 晶体结构与性质
考点概览
考点1 晶体与非晶体的比较
考点2 晶体的堆积模型
考点3 由晶胞结构求化学式、配位数、原子个数
考点4 晶体密度和微粒间距离的计算
考点5 晶体类型的判断
考点6 晶体熔沸点的判断
考点过关
考点1:晶体与非晶体的比较
1.下列说法正确的是
A.区分晶体和非晶体最可靠的方法是测定物质的熔点
B.原子轨道具有一定的伸展方向,所形成的共价键都具有方向性
C.杂化轨道可用于形成σ键和容纳未参与成键的电子对,不能用于形成π键
D.由玻璃制成的玻璃球体现了晶体的自范性
【答案】C
【解析】A.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行 X-射线衍射实验,而不是测定物质的熔点,有些非晶体也可能有固定的熔点,仅通过测定熔点不能完全准确地区分晶体和非晶体,A错误;
B.只有当形成共价键的原子轨道为未成对电子且以 “头碰头” 方式重叠时,共价键才具有方向性,并不是所有的共价键都具有方向性。例如,两个1s轨道形成的H2分子中的键就没有方向性,B错误;
C.原子轨道中价电子所在轨道或与价电子所在轨道能量相近的轨道,可能全部发生杂化,也可能部分发生杂化,其中杂化轨道可用于形成σ键、容纳未参与成键的孤电子对,未杂化的p轨道可用于形成π键,C正确;
D.玻璃是非晶体,非晶体没有自范性。玻璃球是人工加工而成的,不是晶体的自范性的体现,D错误;
故选C。
2.下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是
A.粉末状的固体肯定不是晶体
B.晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞
C.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验
D.晶体和非晶体的本质区别在于固体是否具有规则的几何外形
【答案】C
【解析】A.晶体是由内部粒子按一定规律作周期性有序排列的固体,具有固定的熔点和规则的几何外形,与固体是否为粉末状无关,A错误;
B.处于晶胞内部的粒子完全属于该晶胞,处于顶点、面心和棱边上的微粒与其它晶胞共用,B错误;
C.构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列,晶体的这一结构特征可以通过X−射线衍射图谱反映出来。因此,区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X−射线衍射实验,C正确;
D.晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列,D错误;
故选C。
3.下列关于物质的聚集状态的说法正确的是
A.晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形
B.气态和液态物质一定是由分子构成
C.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,但不具有各向异性
D.等离子体具有良好的导电性和流动性
【答案】D
【解析】A.晶体与非晶体的根本区别在于粒子在微观空间是否呈周期性的有序排列,有规则的几何外形的物质不一定是晶体,比如:玻璃,故A错误;
B.常温下,金属汞为液态,由汞原子构成,故B错误;
C.液晶不像普通物质直接由固态晶体熔化成液体,而是经过一个既像晶体又似液体的中间状态,同时它还具有液体和晶体的某些性质。液晶的最大特点是:既具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性,故C错误;
D.等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质,具有良好的导电性和流动性,故D正确;
故答案选D。
4.下列说法中,错误的是
A.晶体内部的粒子按一定规律周期性的排列
B.测定某一固体是否是晶体可用射线衍射仪进行实验
C.晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形
D.缺角的氯化钠晶体在饱和溶液中慢慢变为完美的立方体块,体现了晶体的自范性
【答案】C
【解析】A.晶体内部的粒子按一定规律周期性的排列,而非晶体中的粒子排列是无规则的,故A正确;
B.构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列,晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来,晶体都有尖锐的衍射峰,而非晶体没有,所以可以用X射线衍射法判断固体物质是否是晶体,故B正确;
C.非晶体也可能有规则的几何外形,如玻璃,晶体与非晶体的根本区别在于晶体晶体内部的粒子按一定规律周期性的排列,故C错误;
D.破损的晶体在溶液中可以得到修复,故缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块,体现了晶体的自范性,故D正确;
答案选C。
5.下列有关晶体的说法中一定正确的是
A.凡是具有规则外形的固体都是晶体,晶体研碎后即变为非晶体
B.进行快速蒸发明矾饱和溶液至大量晶体析出可以获得较大颗粒的明矾晶体
C.晶体的各向异性和周期性、对称性是矛盾的
D.晶体具有自范性,有固定的熔点,可以使X光发生有规律的衍射
【答案】D
【解析】A.晶体有整齐规则的几何外形,但是具有规则外形的不一定是晶体,例如玻璃,晶体研碎后并没有改变晶体的结构排列仍然是晶体,故A错误;
B.自然冷却,可使晶粒生长,培养明矾晶体时,应使饱和溶液缓慢冷却才能得到较大颗粒的晶体,急速冷却,得到细小颗粒,故B错误;
C.晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同,即为各向异性,晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列,两者没有矛盾,故C错误;
D.晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列,晶体具有自范性,有固定的熔点,可以使X光发生有规律的衍射,故D正确;
故选D。
考点2:晶体的堆积模型
6.氟化钙被广泛应用于天文观测、高分辨光学仪器中,其晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是
A.氟化钙的化学式为
B.每个晶胞中含有14个
C.每个周围距离最近且等距的有4个
D.和之间既存在静电引力,又存在静电斥力
【答案】D
【解析】A.晶胞中有8个氟离子,钙离子有:,则氟化钙的化学式为CaF2,故A错误;
B.每个晶胞中含有个Ca2+,故B错误;
C.以面心的Ca2+分析,每个Ca2+周围距离最近且等距的F-有8个,故C错误;
D.Ca2+和F-之间不只存在静电引力,还存在原子间、电子间的静电排斥力,故D正确;
故答案为D。
7.制造光导纤维的材料是一种很纯的硅氧化物,它是具有立体网状结构的晶体,如图是简化了的平面示意图。下列关于该硅氧化物的说法正确的是
A.该晶体中硅原子与氧原子的数目之比是
B.这种氧化物形成的晶体是共价晶体
C.该晶体中存在四面体结构单元,O处于中心,Si处于4个顶角
D.该晶体中最小的环上有3个硅原子和3个氧原子
【答案】B
【解析】A.由题意可知,该晶体具有立体网状结构,存在硅氧共价四面体结构,硅原子处于中心,氧原子处于4个顶角,属于共价晶体,1个Si原子与4个O原子形成4个键,1个O原子与2个Si原子形成2个键,则硅原子与氧原子的数目之比是,A错误;
B.由题意可知,该晶体具有立体网状结构,存在硅氧共价四面体结构,硅原子处于中心,氧原子处于4个顶角,属于共价晶体,B正确;
C.由题意可知,该晶体具有立体网状结构,存在硅氧共价四面体结构,硅原子处于中心,氧原子处于4个顶角,C错误;
D.在晶体中,每6个硅原子和6个氧原子形成一个十二元环(最小环),D错误;
故选B。
8.正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体,有与石墨相似的层状结构。层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法正确的是
A.正硼酸晶体属于分子晶体 B.H3BO3分子的稳定性与氢键有关
C.分子中硼原子杂化轨道的类型为sp3 D.1molH3BO3晶体中含有6mol氢键
【答案】A
【解析】A.正硼酸晶体中存在H3BO3分子,且该晶体中存在氢键,说明硼酸由分子构成,是分子晶体,原子晶体内只有共价键,A正确;
B.分子的稳定性与分子内的B-O、H-O共价键有关,熔沸点与氢键有关,B错误;
C.B只形成了3个单键,没有孤电子对,所以采取sp2杂化,C错误;
D.1个硼酸分子形成了6个氢键,但每个氢键是2个硼酸分子共用的,所以平均含3个氢键,则含有1molH3BO3的晶体中有3mol氢键,D错误;
故答案为:A。
9.有关晶体的结构如图所示,下列说法中错误的是
A.在NaCl晶体中,距最近的有6个,距最近且等距的共12个
B.在晶体中,每个晶胞平均占有4个,的配位数是4
C.在金刚石晶体中,每个碳原子被12个六元环共同占有,碳原子的配位数为4
D.该气态团簇分子的分子式为EF或FE,其晶体不导电
【答案】D
【解析】A.氯化钠晶体中,距最近且等距的是6个,即钠离子的配位数是6,距最近且相等的位于面心处,共有个,A正确;
B.位于晶胞顶点和面心,数目为,即每个晶胞平均占有4个,距离最近且等距的有4个,即的配位数为4,B正确;
C.在金刚石的晶体结构中每个碳原子与周围的4个碳原子形成四个碳碳单键,最小的环为6元环,每个单键为3个环共有,则每个C原子连接个大元环,碳原子的配位数为4,C正确;
D.该气态团簇分子的分子含有4个E和4个F原子,则该气态团簇分子的分子式为或,该晶体为分子晶体,其中不含能自由移动的电子或离子,因此不能导电,D错误;
故答案为D。
10.CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似(如图所示),但CaC2晶体中由于哑铃形的存在,使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是
A.CaC2晶体的熔点较高、硬度也较大
B.Ca2+位于的正八面体空隙处
C.与Ca2+等距且最近的Ca2+有4个
D.CaC2晶胞中共含有4个Ca2+和4个
【答案】B
【解析】A.CaC2晶体属于离子晶体,故有较高的熔点和较大的硬度,A正确;
B.因为晶胞沿一个方向拉长,故和Ca2+距离相同且最近的只有4个即与拉长方向垂直的同一个面上,4个构成的是正方形,B错误;
C.以Ca2+为中心,与之等距离且最近的是同一平面上的有4个,C正确;
D.该晶胞中含有Ca2+的个数=12,含有的个数=8,D正确;
故选B。
考点3:由晶胞结构求化学式、配位数、原子个数
11.氯化钠、金刚石、干冰、石墨四种晶体的结构模型如图所示,下列说法错误的是
A.NaCl晶体中,每个晶胞含有4个NaCl分子
B.金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数的比为1:2
C.晶胞中,1个分子周围与它距离最近且距离相等的分子有12个
D.石墨为混合型晶体,其层间是范德华力,层内碳原子之间均形成共价键
【答案】A
【解析】A.NaCl是离子晶体,故在NaCl晶体中不存在NaCl分子,只存在Na+和Cl-,A错误;
B.在金刚石晶体中,每个碳原子与周围的4个碳原子形成碳碳键,而每个碳碳键又同时被两个碳原子共用,故碳原子与碳碳键个数的比为1∶4×=1∶2,B正确;
C.CO2晶胞即干冰晶体结构为分子密堆积,二氧化碳分子处于晶胞的顶点与面心位置,以顶点二氧化碳研究,与它距离最近且相等的CO2分子处于面心位置,而每个顶点为8个晶胞共用,每个面心为2个晶胞共用,则一个CO2分子周围与它距离最近且相等的CO2分子有=12个,C正确;
D.由题干图示可知,石墨是混合型晶体,层间是范德华力,层内每个碳原子与其他3个碳原子形成共价键,D正确;
故选A。
12.磷锡青铜合金广泛用于仪器仪表中的耐磨零件和抗磁元件等。其晶胞结构如图所示,下列说法不正确的是
A.磷锡青铜的化学式为
B.该晶胞中与等距离且最近的有8个
C.三种元素、、在元素周期表中分别处于区、区、区
D.该晶胞中与距离且最近的有4个
【答案】D
【解析】A.由磷锡青铜合金晶胞图可知,Cu位于面心,个数为6×=3,Sn位于顶点,个数为8×=1,1个P位于体心,则磷锡青铜合金的化学式为Cu3SnP,故A正确;
B.由晶胞图可知,8个顶点的距离体心的P距离相等且最近,故B正确;
C.三种元素Cu、Sn、P的价电子分别为3d104s1、5s25p2、3s23p3,则三种元素在元素周期表中分别处于ds区、p区、p区,故C正确;
D.以面心的铜分析,该晶胞中与Cu等距离且最近的Cu有8个,故D错误;
答案选D。
13.如图为某晶体的一个晶胞,若晶体中Y的化合价部分为0,部分为,则下列说法中不正确的是
A.该晶体中既存在离子键也存在共价键,属于离子晶体
B.晶体中阴、阳离子配位数均为6
C.该晶体的化学式为XY2,每个晶胞含有4个X+和4个
D.晶体中0价Y的原子与-2价Y的原子的数目之比为1:1
【答案】D
【解析】A.晶体中Y的化合价部分为0,部分为−2价,该晶体中既存在离子键也存在共价键,属于离子晶体,故A项正确;
B.由晶胞结构可知,每个周围有6个紧邻的,每个周围有6个紧邻的晶体中阴、阳离子配位数均为6,故B项正确;
C.该晶体的化学式为XY2,根据晶胞的结构示意图可知,其中X-的个数为8×+6×=4,的个数为12×+1=4,每个晶胞含有4个X-和4个,故C项正确;
D.1个晶胞中含有4个X、8个Y,其中X显+1价,则根据化合物中元素正、负化合价的代数和为0可知,显-2价的Y的原子有2个,显0价的Y的原子有6个晶体中,0价Y的原子与-2价Y的原子的数目之比为3∶1,故D项错误;
故本题选D。
14.高纯、超细的锆的氧化物粉体可烧结成致密的结晶陶瓷,下图是晶胞示意图,关于该晶体说法错误的是
A.每个氧与三个锆相连 B.化学式为ZrO2
C.氧原子的杂化方式为sp3杂化 D.具有共价晶体的成分
【答案】B
【解析】A.由题干晶胞示意图可知,每个氧与三个锆相连,A正确;
B.由题干晶胞示意图可知,一个晶胞中含有Zr的个数为:=2,含有O的个数为8,故Zr和O的原子个数比为2:8=1:4,故化学式为ZrO4,B错误;
C.由题干晶胞示意图可知,每个氧原子周围形成3个σ键,还有1对孤电子对,故氧原子的杂化方式为sp3杂化,C正确;
D.由题干晶胞示意图可知,该晶体具有空间网状结构,熔点高、硬度大,故具有共价晶体的成分,D正确;
故答案为:B。
考点4:晶体密度和微粒间距离的计算
15.一种由Mn、Se组成的化合物立方晶胞结构如图所示。已知化合物的摩尔质量为Mg/mol,晶胞参数为a nm,阿伏加德罗常数的值为NA.下列说法正确的是
A.该化合物的化学式可表示为MnSe2
B.与Se原子距离最近的Mn原子有6个
C.若规定A点原子坐标为(0,0,0),则B点原子坐标为
D.晶胞密度为
【答案】C
【解析】A.根据均摊原则,晶胞中Se原子数为、Mn原子数为4,该化合物的化学式可表示为MnSe,A错误;
B.根据图示,与Se原子距离最近的Mn原子有4个,B错误;
C.B位于晶胞内部,若把晶胞分为8个相等的小立方体,则C位于左后上的小立方体的体心,根据A的原子坐标参数可知,C的原子坐标参数为,C正确;
D.每个晶胞中含有4个Se、4个Mn,晶胞质量为,晶胞体积为(a×10-7)3cm3,所以晶胞密度应为,D错误;
故选C。
16.某卤化物可用于制作光电材料,其晶胞是立方体(结构如图1所示)。当部分被铕离子或空位取代后可获得高性能激光材料,其晶胞结构如图2所示。下列说法正确的是(设阿伏加德罗常数的值为)
A.图1中每个周围紧邻且距离相等的共有6个
B.图1晶胞若以作为晶胞的顶点,则位于晶胞的棱心
C.图2表示的化学式为
D.图2晶体的密度可表示为
【答案】C
【解析】A.图1中以顶点K+为例,晶胞中与之距离最近且相等的F-位于3个面的面心,顶点在8个晶胞中,面上原子被2个晶胞共有,所以周围紧邻且距离相等的共有个,距离为面对角线的,故A项错误;
B.图1晶胞若以Mg2+作为晶胞的顶点,则K+位于晶胞的体心,故B项错误;
C.图2中根据电荷守恒分析,在垂直的棱心处的4个K+只能被2个Eu2+取代,有两个空位,K+数目为个,Eu2+数目为个,Mg2+数目为个,F-数目为个,因此图2所表示物质的化学式为K2EuMg4F12,故C项正确;
D.由晶胞可知,K+数目为个,Eu2+数目为个,Mg2+数目为个,F-数目为个,则晶胞的总质量为:,晶胞的体积为:,因此晶体的密度为:,故D项错误;
故本题选C。
17.金属铜的晶胞结构如图所示,已知铜晶胞的晶胞参数为anm,NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是
A.基态Cu原子的核外电子排布式为
B.每个铜原子周围有4个原子离它最近
C.每个晶胞中Cu原子个数为4
D.晶体铜的密度为
【答案】C
【解析】A.Cu为29号元素,基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1,A错误;
B.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的铜原子与位于面心的铜原子的距离最近,数目=,则每个铜原子周围有12个原子离它最近,B错误;
C.每个晶胞中Cu原子个数为,C正确;
D.每个晶胞中Cu原子个数是4,则晶体铜的密度,D错误;
故选C。
18.铜与金可形成两种有序的金属互化物,其中一种互化物M的结构如图所示,下列说法正确的是
A.M的化学式为
B.与同周期且基态原子核外电子只有1个未成对电子的元素有2种
C.m原子的坐标参数为
D.晶胞中和原子沿z轴的投影位置如图所示:
【答案】D
【解析】A.根据均摊法可知,图Ⅱ中含有铜原子数为,金原子数为,故图Ⅱ中物质的化学式为Cu3Au,故A项错误;
B.与 Cu 同周期且基态原子核外电子只有1个未成对电子的元素有4种,分别为钾、钪、镓、溴,故B项错误;
C.由图可知,m原子在y轴上,则m原子的坐标参数为(0,1,0),故C项错误;
D.根据晶胞中Cu和Au原子沿z轴的投影可知,Au位于正方形的中心和每条边的中心,故D项正确;
故答案选D。
考点5:晶体类型的判断
19.下列说法正确的是
A.金刚石与石墨烯中的夹角都是
B.原子基态核外电子排布式为
C.的沸点依次升高
D.与的晶体类型相同
【答案】C
【解析】A.金刚石中每个碳原子形成正四面体结构,C-C-C夹角都是109°28′,石墨烯中碳原子形成平面正六边形结构,C-C-C夹角是120°,A错误;
B.Ge为32号元素,原子基态核外电子排布式为,B错误;
C.都是分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增大,则沸点依次升高,C正确;
D.与的晶体类型分别为分子晶体、共价晶体,D错误;
故选C。
20.“金属氢”是一种高密度、高储能材料,是液态或固态氢在上百万高压下变成的导电体(过程如图所示)。下列关于“金属氢”的说法正确的是
A.过程①中存在共价键的断裂
B.过程②是物理变化
C.金属氢能导电是由于晶体中存在自由移动的电子
D.和金属氢形成的晶体都是分子晶体
【答案】C
【解析】A.过程①是在加压下氢分子间距离变短,不存在共价键的断裂,故A错误;
B.过程②是氢分子转化为金属氢,金属氢和氢气是不同的物质,在此过程中有新物质生成,是化学变化,故B错误;
C.金属氢能导电,说明内部存在自由移动的电子,故C正确;
D.是分子晶体,金属氢不是分子晶体,D错误;
答案选C。
21.下列各组物质的晶体中,化学键类型、晶体类型都相同的是
A.CO2和SiO2 B.NaCl和HCl C.H2S和H2O D.Cu和Si
【答案】C
【解析】A.CO2为分子晶体,其C和O之间由共价键结合;SiO2为共价晶体,其Si和O之间由共价键结合;二者晶体类型不同,A不符合题意;
B.NaCl为离子晶体,Na+和Cl-之间由离子键结合;HCl为分子晶体,H和Cl之间由共价键结合;二者化学键类型和晶体类型均不相同,B不符合题意;
C.H2S为分子晶体,H和S之间由共价键结合;H2O为分子晶体,H和O之间由共价键结合;二者化学键类型和晶体类型均相同,C符合题意;
D.Cu为金属晶体,金属离子和自由电子之间由金属键结合;Si为共价晶体,Si之间由共价键结合;二者化学键类型和晶体类型均不相同,D不符合题意;
故答案选C。
考点6:晶体熔沸点的判断
22.比较下列各组物质的沸点,正确的是
A. B. C. D.丙烷>乙醇
【答案】C
【解析】A.分子晶体中相对原子质量越大,沸点越高,相对分子质量HCl<HBr,所以沸点:HCl<HBr,故A错误;
B.共价晶体的沸点高于分子晶体,CO2为分子晶体,SiO2为共价晶体,所以沸点:CO2<SiO2,故B错误;
C.分子晶体中含有分子间氢键的分子熔沸点高于无分子间氢键的分子,H2O存在分子间氢键,故沸点:H2O>H2S,故C正确;
D.丙烷与乙醇相对分子质量接近,但乙醇分子间存在氢键,丙烷分子间存在范德华力,故沸点:乙醇>丙烷,故D错误;
故本题选C。
23.下列有关物质结构与性质的说法中合理的是
A.分子中键能越大,分子越稳定,熔沸点越高
B.与结构相似,则含有的键与键个数为
C.铝的电负性为,氧的电负性为,但氧化铝为共价晶体
D.根据VSEPR理论可知、、分子内键角依次减小
【答案】B
【解析】A.熔沸点的高低取决于分子间作用力,键能决定分子的稳定性,故A错误;
B.CN−与N2结构相似,原子间均以三键相连,则CN−含有的σ键与π键个数为1:2,故B正确;
C.铝的电负性为,氧的电负性为,氧化铝为离子晶体,故C错误;
D.根据VSEPR理论可知H2O、NH3、CH4分子内中心原子的孤电子对数依次减少(2、1、0),对键合电子的斥力越来越小,键角依次增大,故D错误;
答案选B。
24.下列说法正确的是
A.沸点依次降低
B.的沸点高于CO,原因是分子极性越大,范德华力越小
C.的酸性比的酸性强,因为是推电子基
D.氯的各种含氧酸的酸性由强到弱排列为
【答案】A
【解析】A.构成晶体时为分子晶体,结构类似,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高,所以沸点依次降低,A正确;
B.、CO的相对分子质量相同,但是为非极性分子,CO为极性分子,极性分子间的范德华力较大,故的沸点比CO的低,B错误;
C.F的电负性大于Cl的电负性,使得F-C的极性强于Cl-C的极性,导致分子中羧基上的羟基更易电离出H+,的酸性强于,C错误;
D.同一元素若能形成不同价态的含氧酸,其酸性随化合价递增而增强,氯的各种含氧酸的酸性由强到弱排列为,D错误;
故选A。
25.下列说法正确的是
A.、、含有的化学键相同
B.共价晶体的熔点一定高于金属晶体
C.的离子键强度低于
D.、分子中的中心原子均为杂化
【答案】D
【解析】A.、中均存在离子键和非极性共价键,而中只存在离子键,A错误;
B.共价晶体的熔点不一定比金属晶体的高,如金属钨的熔点比很多共价晶体的高,B错误;
C.构成离子晶体的离子半径越小,且阴、阳离子所带电荷数越多,离子键越强,因离子半径:、,故的离子键强度大于,C错误;
D.根据价层电子对互斥理论可知,的价层电子对数为,故中的P原子为杂化,同理中的N原子也为杂化,D正确;
故选D。
26.下列“类比”合理的是
A.原子核外电子先填满L层再填M层,则电子先填满M层再填N层
B.Br2的沸点高于Cl2,则单晶硅的沸点高于金刚石
C.SiCl4可以水解生成原硅酸和盐酸,则PCl5可以水解生成磷酸和盐酸
D.铁碳合金插入稀硫酸发生析氢腐蚀,则铜碳合金插入稀硫酸会发生析氢腐蚀
【答案】C
【解析】A.根据能级构造原理可知,1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d,故原子核外电子先填满L层再填M层,但电子不一定先填满M层再填N层,类比不合理,A错误;
B.Br2的沸点高于Cl2,是由于Br2、Cl2均形成分子晶体,Br2的相对分子质量比Cl2大,即溴晶体中的范德华力大于氯气晶体的,但单晶硅、金刚石均为共价晶体,由于C的原子半径比Si小,导致单晶硅的沸点低于金刚石,类比不合理,B错误;
C.SiCl4可以水解生成原硅酸和盐酸,反应原理为:SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl, PCl5可以水解生成磷酸和盐酸,反应原理为:PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl,类比合理,C正确;
D.铜活动性较弱,不和稀硫酸反应,故铜碳合金插入稀硫酸不会发生析氢腐蚀,类比不合理,D错误;
故选C。
27.下列说法中正确的是
①晶体中分子间作用力越大,分子越稳定
②共价晶体中共价键越强,熔点越高
③干冰是分子通过氢键和分子间作用力有规则排列成的分子晶体
④青铜(铜-锡合金)比纯铜熔点低、硬度大,古代用青铜铸剑
⑤葡萄糖、二氧化碳和足球烯()都是共价化合物,它们的晶体都属于分子晶体
⑥分子晶体中都含有化学键
⑦石墨能导电,可用作电极材料
A.①②④⑤ B.②④⑦ C.⑤⑥⑦ D.②④⑤⑦
【答案】B
【解析】①分子的稳定性取决于分子内共价键键能的大小,与分子间作用力无关,错误;
②共价晶体中共价键越强,破坏它所需的能量越大,熔点越高,正确;
③干冰是,分子间不存在氢键,错误;
④合金熔点一般低于成分金属,青铜(铜-锡合金)比纯铜熔点低、硬度大,古代用青铜铸剑,正确;
⑤足球烯()是单质,错误;
⑥稀有气体形成的分子晶体中不含有化学键,错误;
⑦石墨有良好的导电性,可用作电极材料,正确;
故选B。
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第三章 晶体结构与性质
考点概览
考点1 晶体与非晶体的比较
考点2 晶体的堆积模型
考点3 由晶胞结构求化学式、配位数、原子个数
考点4 晶体密度和微粒间距离的计算
考点5 晶体类型的判断
考点6 晶体熔沸点的判断
考点过关
考点1:晶体与非晶体的比较
1.下列说法正确的是
A.区分晶体和非晶体最可靠的方法是测定物质的熔点
B.原子轨道具有一定的伸展方向,所形成的共价键都具有方向性
C.杂化轨道可用于形成σ键和容纳未参与成键的电子对,不能用于形成π键
D.由玻璃制成的玻璃球体现了晶体的自范性
2.下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是
A.粉末状的固体肯定不是晶体
B.晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞
C.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验
D.晶体和非晶体的本质区别在于固体是否具有规则的几何外形
3.下列关于物质的聚集状态的说法正确的是
A.晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形
B.气态和液态物质一定是由分子构成
C.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,但不具有各向异性
D.等离子体具有良好的导电性和流动性
4.下列说法中,错误的是
A.晶体内部的粒子按一定规律周期性的排列
B.测定某一固体是否是晶体可用射线衍射仪进行实验
C.晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形
D.缺角的氯化钠晶体在饱和溶液中慢慢变为完美的立方体块,体现了晶体的自范性
5.下列有关晶体的说法中一定正确的是
A.凡是具有规则外形的固体都是晶体,晶体研碎后即变为非晶体
B.进行快速蒸发明矾饱和溶液至大量晶体析出可以获得较大颗粒的明矾晶体
C.晶体的各向异性和周期性、对称性是矛盾的
D.晶体具有自范性,有固定的熔点,可以使X光发生有规律的衍射
考点2:晶体的堆积模型
6.氟化钙被广泛应用于天文观测、高分辨光学仪器中,其晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是
A.氟化钙的化学式为
B.每个晶胞中含有14个
C.每个周围距离最近且等距的有4个
D.和之间既存在静电引力,又存在静电斥力
7.制造光导纤维的材料是一种很纯的硅氧化物,它是具有立体网状结构的晶体,如图是简化了的平面示意图。下列关于该硅氧化物的说法正确的是
A.该晶体中硅原子与氧原子的数目之比是
B.这种氧化物形成的晶体是共价晶体
C.该晶体中存在四面体结构单元,O处于中心,Si处于4个顶角
D.该晶体中最小的环上有3个硅原子和3个氧原子
8.正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体,有与石墨相似的层状结构。层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法正确的是
A.正硼酸晶体属于分子晶体 B.H3BO3分子的稳定性与氢键有关
C.分子中硼原子杂化轨道的类型为sp3 D.1molH3BO3晶体中含有6mol氢键
9.有关晶体的结构如图所示,下列说法中错误的是
A.在NaCl晶体中,距最近的有6个,距最近且等距的共12个
B.在晶体中,每个晶胞平均占有4个,的配位数是4
C.在金刚石晶体中,每个碳原子被12个六元环共同占有,碳原子的配位数为4
D.该气态团簇分子的分子式为EF或FE,其晶体不导电
10.CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似(如图所示),但CaC2晶体中由于哑铃形的存在,使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是
A.CaC2晶体的熔点较高、硬度也较大
B.Ca2+位于的正八面体空隙处
C.与Ca2+等距且最近的Ca2+有4个
D.CaC2晶胞中共含有4个Ca2+和4个
考点3:由晶胞结构求化学式、配位数、原子个数
11.氯化钠、金刚石、干冰、石墨四种晶体的结构模型如图所示,下列说法错误的是
A.NaCl晶体中,每个晶胞含有4个NaCl分子
B.金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数的比为1:2
C.晶胞中,1个分子周围与它距离最近且距离相等的分子有12个
D.石墨为混合型晶体,其层间是范德华力,层内碳原子之间均形成共价键
12.磷锡青铜合金广泛用于仪器仪表中的耐磨零件和抗磁元件等。其晶胞结构如图所示,下列说法不正确的是
A.磷锡青铜的化学式为
B.该晶胞中与等距离且最近的有8个
C.三种元素、、在元素周期表中分别处于区、区、区
D.该晶胞中与距离且最近的有4个
13.如图为某晶体的一个晶胞,若晶体中Y的化合价部分为0,部分为,则下列说法中不正确的是
A.该晶体中既存在离子键也存在共价键,属于离子晶体
B.晶体中阴、阳离子配位数均为6
C.该晶体的化学式为XY2,每个晶胞含有4个X+和4个
D.晶体中0价Y的原子与-2价Y的原子的数目之比为1:1
14.高纯、超细的锆的氧化物粉体可烧结成致密的结晶陶瓷,下图是晶胞示意图,关于该晶体说法错误的是
A.每个氧与三个锆相连 B.化学式为ZrO2
C.氧原子的杂化方式为sp3杂化 D.具有共价晶体的成分
考点4:晶体密度和微粒间距离的计算
15.一种由Mn、Se组成的化合物立方晶胞结构如图所示。已知化合物的摩尔质量为Mg/mol,晶胞参数为a nm,阿伏加德罗常数的值为NA.下列说法正确的是
A.该化合物的化学式可表示为MnSe2
B.与Se原子距离最近的Mn原子有6个
C.若规定A点原子坐标为(0,0,0),则B点原子坐标为
D.晶胞密度为
16.某卤化物可用于制作光电材料,其晶胞是立方体(结构如图1所示)。当部分被铕离子或空位取代后可获得高性能激光材料,其晶胞结构如图2所示。下列说法正确的是(设阿伏加德罗常数的值为)
A.图1中每个周围紧邻且距离相等的共有6个
B.图1晶胞若以作为晶胞的顶点,则位于晶胞的棱心
C.图2表示的化学式为
D.图2晶体的密度可表示为
17.金属铜的晶胞结构如图所示,已知铜晶胞的晶胞参数为anm,NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是
A.基态Cu原子的核外电子排布式为
B.每个铜原子周围有4个原子离它最近
C.每个晶胞中Cu原子个数为4
D.晶体铜的密度为
18.铜与金可形成两种有序的金属互化物,其中一种互化物M的结构如图所示,下列说法正确的是
A.M的化学式为
B.与同周期且基态原子核外电子只有1个未成对电子的元素有2种
C.m原子的坐标参数为
D.晶胞中和原子沿z轴的投影位置如图所示:
考点5:晶体类型的判断
19.下列说法正确的是
A.金刚石与石墨烯中的夹角都是
B.原子基态核外电子排布式为
C.的沸点依次升高
D.与的晶体类型相同
20.“金属氢”是一种高密度、高储能材料,是液态或固态氢在上百万高压下变成的导电体(过程如图所示)。下列关于“金属氢”的说法正确的是
A.过程①中存在共价键的断裂
B.过程②是物理变化
C.金属氢能导电是由于晶体中存在自由移动的电子
D.和金属氢形成的晶体都是分子晶体
21.下列各组物质的晶体中,化学键类型、晶体类型都相同的是
A.CO2和SiO2 B.NaCl和HCl C.H2S和H2O D.Cu和Si
考点6:晶体熔沸点的判断
22.比较下列各组物质的沸点,正确的是
A. B. C. D.丙烷>乙醇
23.下列有关物质结构与性质的说法中合理的是
A.分子中键能越大,分子越稳定,熔沸点越高
B.与结构相似,则含有的键与键个数为
C.铝的电负性为,氧的电负性为,但氧化铝为共价晶体
D.根据VSEPR理论可知、、分子内键角依次减小
24.下列说法正确的是
A.沸点依次降低
B.的沸点高于CO,原因是分子极性越大,范德华力越小
C.的酸性比的酸性强,因为是推电子基
D.氯的各种含氧酸的酸性由强到弱排列为
25.下列说法正确的是
A.、、含有的化学键相同
B.共价晶体的熔点一定高于金属晶体
C.的离子键强度低于
D.、分子中的中心原子均为杂化
26.下列“类比”合理的是
A.原子核外电子先填满L层再填M层,则电子先填满M层再填N层
B.Br2的沸点高于Cl2,则单晶硅的沸点高于金刚石
C.SiCl4可以水解生成原硅酸和盐酸,则PCl5可以水解生成磷酸和盐酸
D.铁碳合金插入稀硫酸发生析氢腐蚀,则铜碳合金插入稀硫酸会发生析氢腐蚀
27.下列说法中正确的是
①晶体中分子间作用力越大,分子越稳定
②共价晶体中共价键越强,熔点越高
③干冰是分子通过氢键和分子间作用力有规则排列成的分子晶体
④青铜(铜-锡合金)比纯铜熔点低、硬度大,古代用青铜铸剑
⑤葡萄糖、二氧化碳和足球烯()都是共价化合物,它们的晶体都属于分子晶体
⑥分子晶体中都含有化学键
⑦石墨能导电,可用作电极材料
A.①②④⑤ B.②④⑦ C.⑤⑥⑦ D.②④⑤⑦
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