2019版衡中金榜高三一轮化学作业40第40讲 晶体结构与性质 Word版含解析

衡中作业(四十)1．(2017·大连调研)关于晶体的叙述中，正确的是()A．原子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高B．分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定C．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高D．某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体[解析]B项，分子的稳定性取决于分子内部的共价键强弱，与分子间作用力无关；C项，分子晶体熔、沸点高低，取决于分子间作用力的大小；D项，也可能是分子晶体，如HCl。

[答案] A2．下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是()A．金刚石＞晶体硅＞二氧化硅＞碳化硅C．MgO＞H2O＞O2＞Br2D．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠[解析]A项，同属于原子晶体，熔、沸点高低主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅＜碳化硅＜二氧化硅，错误；B项，形成分子间氢键的物质的熔、沸点要大于形成分子内氢键的物质的熔、沸点，正确；C选项，对于不同类型晶体，其熔、沸点高低一般为原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，MgO＞H2O ＞Br2＞O2，错误；D项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。

[答案] B3．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式：六方堆积、面心立方堆积和体心立方堆积。

a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，a、b、c三种晶胞内金属原子个数比为()A ．3∶2∶1B ．11∶8∶4C ．9∶8∶4D ．21∶14∶9[解析] a 中：3＋2×12＋12×16＝6b 中：8×18＋6×12＝4c 中：8×18＋1＝2所以三种晶胞内金属原子个数之比为3∶2∶1。

[答案] A4．下列晶体分类中正确的一组是( )[解析] 24合型晶体；D 项中玻璃是非晶体。

[答案] C5．下列数据是对应物质的熔点(℃)：A ．铝的化合物的晶体中有的是离子晶体B ．表中只有BCl 3和干冰是分子晶体C ．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D ．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体[解析] A 项，氧化铝的熔点高，属于离子晶体，则铝的化合物的晶体中有的是离子晶体，正确；B 项，表中只有BCl 3、AlCl 3和干冰是分子晶体，错误；C项，同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体，例如CO2是分子晶体，二氧化硅是原子晶体，正确。

D项，干冰是分子晶体，AlCl3也是分子晶体，正确。

[答案] B6．氮氧化铝(AlON)属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是()A．AlON和石英的化学键类型相同B．AlON和石英晶体类型相同C．AlON和Al2O3的化学键类型不同D．AlON和Al2O3晶体类型相同[解析]AlON与石英(SiO2)均为原子晶体，所含化学键均为共价键，A、B 项正确；Al2O3是离子晶体，晶体中含离子键，不含共价键，C项正确，D项错误。

[答案] D7．(2017·郑州模拟)下列有关说法不正确的是()A．水合铜离子的模型如图甲所示，1个水合铜离子中有4个配位键B．CaF2晶体的晶胞如图乙所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋C．H原子的电子云图如图丙所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动D．金属Cu中Cu原子堆积模型如图丁所示，为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为12[解析]电子云密度表示电子在某一区域出现的机会的多少，H原子最外层只有一个电子，所以不存在大多数电子一说，故C错误。

[答案] C8．下列关于晶体的说法正确的组合是()①分子晶体中都存在共价键②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子③金刚石、SiC、NaF、H2O、H2S晶体的熔点依次降低④离子化合物中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键⑤CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个Ti4＋和12个O2－相紧邻⑥SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合⑦晶体中分子间作用力越大，分子越稳定⑧氯化钠溶于水时离子键被破坏A．①②③⑥B．①②④C．③⑤⑦D．③⑤⑧[解析]①稀有气体形成的分子晶体中没有化学键，故①错；②金属晶体中只存在阳离子和自由电子，没有阴离子，故②错；③正确；④NaOH等离子晶体中也存在共价健，故④错，⑤正确；⑥SiO2中每个Si原子与4个O原子以共价键相结合，故⑥错；⑦分子的稳定性决定于共价键的强弱，与分子间作用力无关；⑧正确。

故选D。

[答案] D9．有一种蓝色晶体[可表示为M x Fe y(CN)6]，经X射线研究发现，它的结构特征是Fe3＋和Fe2＋互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN－位于立方体的棱上。

其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。

下列说法不正确的是()A．该晶体的化学式为MFe2(CN)6B．该晶体属于离子晶体，M呈＋1价C．该晶体属于离子晶体，M呈＋2价D．晶体中与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－为6个[解析]由图可推出晶体中阴离子的最小结构单元中含Fe2＋个数：4×18＝12，同样可推出含Fe3＋个数也为12，CN－为12×14＝3，因此阴离子为[Fe2(CN)6]－，则该晶体的化学式只能为MFe2(CN)6，由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体，M的化合价为＋1价，故A、B两项正确。

由图可看出与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－为6个。

[答案] C10．(2017·全国卷Ⅲ)研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。

回答下列问题：(1)Co基态原子核外电子排布式为________。

元素Mn与O中，第一电离能较大的是________，基态原子核外未成对电子数较多的是________________。

(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为________和________。

(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为________，原因是________________________。

(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在________。

(5)MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420nm，则r(O2－)为________nm。

MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a′＝0.448 nm，则r(Mn2＋)为_____nm。

[解析](1)Co是27号元素，位于元素周期表第4周期第VIII族，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。

元素Mn与O中，由于O元素是非金属而Mn是过渡元素，所以第一电离能较大的是O。

O基态原子价电子为2s22p4，所以其核外未成对电子数是2，而Mn基态原子价电子排布为3d54s2，所以其核外未成对电子数是5，因此核外未成对电子数较多的是Mn。

(2)CO2和CH3OH的中心原子C原子的价层电子对数分别为2和4，所以CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为sp和sp3。

(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为H2O>CH3OH>CO2>H2，原因是常温下水和甲醇是液体而二氧化碳和氢气是气体，液体的沸点高于气体；H2O与CH3OH均为非极性分子，H2O中氢键比甲醇多，所以水的沸点高于甲醇；二氧化碳的相对分子质量比氢气大，所以二氧化碳分子间作用力较大、沸点较高。

(4)硝酸锰是离子化合物，硝酸根和锰离子之间形成离子键，硝酸根中N原子与3个氧原子形成3个σ键，硝酸根中有一个氮氧双键，所以还存在π键。

(5)因为O2－是面心立方最密堆积方式，面对角线是O2－半径的4倍，即4r＝2a，解得r＝24×0.420 nm＝0.148 nm；MnO也属于NaCl型结构，根据晶胞的结构，Mn2＋构成的是体心立方堆积，体对角线是Mn2＋半径的4倍，面上相邻的两个Mn2＋距离是此晶胞的一半，因此有34×22×0.448 nm＝0.076 nm。

[答案](1)1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2O Mn(2)sp sp3(3)H2O>CH3OH>CO2>H2，H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多，CO2相对分子质量较大，范德华力较大(4)π键、离子键(5)0.1480.07611．(2017·全国卷Ⅰ)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。

回答下列问题：(1)元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为________nm(填标号)。

A．404.4 B．553.5C．589.2 D．670.8E．766.5(2)基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。

K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是________________。

(3)X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I＋3离子。

I＋3离子的几何构型为________，中心原子的杂化形式为________________。

(4)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a＝0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。

K与O间的最短距离为________nm，与K紧邻的O个数为________。

(5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于________位置，O处于________位置。

[解析](1)紫色波长为400 nm～435 nm，因此选项A正确；(2)K位于第四周期IA族，电子占据最高能层是第四层，即N层，占据该能层的电子填充在s 能级上，电子云轮廓图为球形；K的原子半径大于Cr的半径，且价电子数较少，金属键较弱，因此K的熔点、沸点比Cr低；(3)I＋3与OF2互为等电子体，OF2属于V型，因此I＋3几何构型为V型，其中心原子的杂化类型为sp3；(4)根据晶胞结构，K与O间的最短距离是面对角线的一半，即为22＝0.315 nm，根据晶胞的结构，距离K最近的O的个数为12个；(5)根据KIO3的化学式，以及晶胞结构，K处于体心，O处于棱心。

[答案](1)A(2)N球形K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱(3)V形sp3(4)0.31512(5)体心棱心12．(2017·石家庄质检二)X、Y、Z、M、R是原子序数依次增大的短周期主族元素，X在周期表中原子半径最小，Y与Z相邻，Z、R在地壳中的含量位列前两位，M为短周期中电负性最小的元素。