2019届高考化学一轮复习晶体结构与性质作业(2)
晶体结构与性质
1．现有四种晶体，其离子排列方式如图所示，其中化学式正确的是
2．下表给出几种氯化物的熔点和沸点：
NaCl
MgCl2
AlCl3
SiCl4
熔点/℃
801
714
190
−70
沸点/℃
1 413
1 412
180
57.57
有关表中所列四种氯化物的性质，以下叙述正确的是
①氯化铝在加热时能升华
②四氯化硅在晶态时属于分子晶体
③氯化钠晶体中粒子之间以范德华力结合
④氯化镁的熔沸点比氯化钠低，主要是受堆积方式、键的极性、晶格能等影响
A．仅② B．仅③④
C．仅①②④ D．①②③④
3．下列对各组物质性质的比较中，正确的是
A．硬度：Li>Na>K
B．熔点：金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅
C．第一电离能：Na
SiH4>GeH4>SnH4 B．KCl>NaCl>MgCl2>MgO
C．Rb>K>Na>Li D．金刚石>Si>钠
9．下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数)
A．124 g P4中含有P—P键的个数为4NA
B．12 g石墨中含有C—C键的个数为1.5NA
C．12 g金刚石中含有C—C键的个数为4NA
D．60 g SiO2中含有Si—O键的个数为2NA
10．根据下列结构示意图，判断下列说法中正确的是
A．在CsCl晶体中，距Cs+最近的Cl−有6个
B．在CaF2晶体中，Ca2+周围距离最近的F−有4个
C．在SiO2晶体中，每个晶胞中含有4个Si原子和8个O原子
D．在SiO2晶体中，最小环上有12个原子
11．20世纪80年代中期，科学家发现并证明碳还以新的单质形态C60存在。后来人们又相继得到了C70、C76、C84、C90、C94等另外一些球碳分子。90年代初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子(如图)。下列说法错误的是
A．金刚石和石墨的熔点肯定要比C60高
B．据估计C60熔点比金刚石和石墨要高
C．无论是球碳分子，还是管状碳分子、洋葱状碳分子，都应看作是碳的同素异形体
D．C60的熔点低于C90
12．已知A、B、C、D、E、W六种元素的原子序数依次递增，都位于前四周期。其中A、D原子的最外层电子数均等于其周期序数，且D原子的电子层数是A的3倍；B原子核外电子有6种不同的运动状态，且s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；C原子L层上有2对成对电子。E有“生物金属”之称，E4+和氩原子的核外电子排布相同；W位于周期表中第8列。请回答：
（1）BA2C分子中B原子的杂化方式为 ，BA2C分子的空间构型为 。
（2）写出与BC2分子互为等电子体的一种分子的化学式 。BC2在高温高压下所形成晶体的晶胞如图1所示。则该晶体的类型属于 晶体(选填“分子”“原子”“离子”或“金属”)。
（3）经光谱测定证实单质D与强碱溶液反应有[D(OH)4]−生成，则[D(OH)4]−中存在 。
a.共价键 b.配位键 c.σ键 d.π键
（4）“生物金属”E内部原子的堆积方式与铜相同，都是面心立方堆积方式，如图2所示。则晶胞中E原子的配位数为 ；若该晶胞的密度为ρ g·cm−3，阿伏加德罗常数为NA，E原子的摩尔质量为M g·mol−1，则该晶胞的棱长为 cm。
（5）W元素应用非常广泛，如果人体内W元素的含量偏低，则会影响O2在体内的正常运输。已知W2+与KCN溶液反应得W(CN)2沉淀，当加入过量KCN溶液时沉淀溶解，生成配合物，其配离子结构如图3所示。
①W元素基态原子价电子排布式为 。
②写出W(CN)2溶于过量KCN溶液的化学方程式： 。
13．铁和铜都是日常生活中常见的金属，有着广泛的用途。请回答下列问题：
（1）铁在元素周期表中的位置 。
（2）配合物Fe(CO)x常温下呈液态，熔点为−20.5 ℃，沸点为103 ℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)x晶体属于 (填晶体类型)。Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x= 。
（3）K3[Fe(CN)6]溶液可用于检验 (填离子符号)。CN−中碳原子杂化轨道类型为 ，C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
（4）铜晶体铜原子的堆积方式如图所示。
①基态铜原子的核外电子排布式为 。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为 。
（5）某M原子的价电子排布式为3s23p5，铜与M形成化合物的晶胞如图所示(灰色小球代表铜原子)。
晶胞
①该晶体的化学式为 。
②已知该晶体的密度为ρ g·cm−3，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为 pm(只写计算式)。
14．铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
（5）某FexNy的晶胞如题21图−1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x−n) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图−2 所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。
15．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=0.420 nm，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。
16．锗（Ge）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：
（1）基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]_______，有______个未成对电子。
（2）Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是________________。
（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因________。
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
−49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
约400
（4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______________。
（5）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为______，微粒之间存在的作用力是_______。
（6）晶胞有两个基本要素：
①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为（0，0，0）；B为（，0，）；C为（，，0）。则D原子的坐标参数为______。
②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm，其密度为______g·cm−3（列出计
算式即可）。
17．碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：
（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用 形象化描述。在基态原子中，核外存在 对自旋相反的电子。
（2）碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是 。
（3）CS2分子中，共价键的类型有 ，C原子的杂化轨道类型是 ，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 。学&科网
（4）CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253K，沸点为376K，其固体属于 晶体。
碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：
①在石墨烯晶体中，每个C原子连接 个六元环，每个六元环占有 个C原子。
②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接 个六元环，六元环中最多有 个C原子在同一平面。
18．氟在自然界中常以CaF2的形式存在。
（1）下列关于CaF2的表述正确的是_______。
a．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用
b．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaCl2
c．阴阳离子比为2：1的物质，均与CaF2晶体构型相同
d．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电
（2）CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是________(用离子方程式表示)。已知AlF63−在溶液中可稳定存在。
（3）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为________，其中氧原子的杂化方式为_________。
（4）F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)＋3F2(g)=2ClF3(g) △H=－313kJ·mol－1，F－F键的键能为159kJ·mol－1，Cl－Cl键的键能为242kJ·mol－1，则ClF3中Cl－F键的平均键能为______kJ·mol－1。ClF3的熔、沸点比BrF3的________(填“高”或“低”)。
参考答案
1．【答案】C
2．【答案】C
3．【答案】A
4．【答案】D
5．【答案】D
6．【答案】A
7．【答案】D
8．【答案】D
9．【答案】B
10．【答案】D
11．【答案】B
12．【答案】（1）sp2杂化 平面三角形
（2）N2O或CS2 原子
（3）abc
（4）12 （5）①3d64s2
②Fe(CN)2+4KCNK4[Fe(CN)6]
13．【答案】（1）第4周期第Ⅷ族
（2）分子晶体 5
（3）Fe2+ sp杂化 N>O>C
（4）①[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1 ②12
（5）①CuCl
②×1010或×1010或×1010
14．【答案】（5）Fe3CuN
15．【答案】（1）1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 O 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与H2均为非极性分子，CO2分子量较大、范德华力较大
（4）离子键和π键（或键）
（5）0.148 0.076
【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1
16．【答案】（1）3d104s24p2 2
（2）Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p−p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键
（3）GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强。
（4）O＞Ge＞Zn
（5）sp3 共价键
（6）①(，，) ②
17．【答案】（1）电子云 2
（2）C有4个价电子且半径较小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构
（3）σ键和π键 sp CO2、SCN−
（4）分子
（5）①3 2 ②12 4
18．【答案】（1）bd
（2）Al3++3CaF2= 3Ca2++AlF63−
（3）角形或V形 sp3
（4）172 低
