高考化学晶体的结构与性质专项训练知识点及练习题及解析Word文档格式.docx

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A．氯化氢气体溶于水破坏离子键，产生H+和Cl-

B．硅晶体熔化与碘化氢分解需克服的化学键类型相同

C．NH3和HCl都极易溶于水，是因为都可以和H2O形成氢键

D．CO2和SiO2的熔沸点和硬度相差很大，是由于它们所含的化学键类型不同

6．纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大，这是它具有许多特殊性质的原因。

假设某纳米颗粒的大小和形状恰好与某晶体晶胞的大小和形状（如图）相同，则这种纳米颗粒的表面粒子数占总粒子数的百分数为（）

A．87.5%B．88.9%C．96.3%D．100%

7．下列说法正确的是（）

锂＜钠＜钾＜铷＜铯

B．由于HCl的分子间作用力比HI的强，故HC1比HI稳定

C．等质量的金刚石和石墨晶体所含碳碳键的数目相等

D．已知离子晶体AB的晶胞如图所示，则每个A+周围距离最近且等距的B-有8个

8．根据下表给出的几种物质的熔点、沸点数据，判断下列有关说法中错误的是（）

晶体

NaCl

KCl

AlCl3

SiCl4

单质B

熔点/℃

810

776

190

﹣68

2300

沸点/℃

1465

1418

180

57

2500

A．SiCl4是分子晶体B．单质B可能是共价晶体

C．AlCl3加热能升华D．NaCl中化学键的强度比KCl中的小

9．海水是资源宝库，蕴藏着丰富的化学元素，如氯、溴、碘等。

完成下列填空：

（1）氯离子原子核外有_____种不同运动状态的电子、有____种不同能量的电子。

（2）溴在周期表中的位置_________。

（3）卤素单质及其化合物在许多性质上都存在递变规律，请说明下列递变规律的原因。

①熔点按F2、Cl2、Br2、I2的顺序依次升高，原因是______________。

②还原性按Cl—、Br—、I—的顺序依次增大，原因是____________。

（4）已知X2（g）+H2（g）

2HX（g）+Q（X2表示Cl2、Br2），如图表示上述反应的平衡常数K与温度T的关系。

①Q表示X2（g）与H2（g）反应的反应热，Q_____0（填“>

”、“<

”或“=”）。

②写出曲线b表示的平衡常数K的表达式，K=______（表达式中写物质的化学式）。

（5）（CN）2是一种与Cl2性质相似的气体，在（CN）2中C显+3价，N显-3价，氮元素显负价的原因_________，该分子中每个原子都达到了8电子稳定结构，写出（CN）2的电子式_____。

10．2019年诺贝尔化学奖授予三位开发锂离子电池的科学家。

TiS2、LiCoO2和LiMnO2等都是他们研究锂离子电池的载体。

回答下列问题：

（1）基态Co原子价层电子排布式为_______________________________。

（2）已知第三电离能数据:

I3（Mn）=3246kJ·

mol-1，I3（Fe）=2957kJ·

mol-1。

锰的第三电离能大于铁的第三电离能,其主要原因是_______________________________。

（3）据报道，在MnO2的催化下，甲醛可被氧化成CO2，在处理含HCHO的废水或空气方面有广泛应用。

HCHO中键角_________CO2中键角（填“大于”“小于”或“等于"

）。

（4）Co3+、Co2+能与NH3、H2O、SCN-等配体组成配合物。

①1mol[Co（NH3）6]3+含______molσ键。

②配位原子提供孤电子对与电负性有关，电负性越大，对孤电子对吸引力越大。

SCN-的结构式为[S=C=N]-,SCN-与金属离子形成的配离子中配位原子是______（填元素符号）。

③配离子在水中颜色与分裂能有关，某些水合离子的分裂能如表所示：

由此推知，a______b（填“>

”“<

”或“="

），主要原因是_______________________。

（5）工业上，采用电解熔融氯化锂制备锂，钠还原TiCl4（g）制备钛。

已知：

LiCl、TiCl4的熔点分别为605°

C、-24°

C，它们的熔点相差很大，其主要原因是_______________。

（6）钛的化合物有2种不同结构的晶体，其晶胞如图所示。

二氧化钛晶胞（如图1）中钛原子配位数为__________。

氮化钛的晶胞如图2所示,图3是氮化钛的晶胞截面图。

已知:

NA是阿伏加德常数的值，氮化钛晶体密度为dg·

cm-3。

氮化钛晶胞中N原子半径为__________pm

11．C60、金刚石和石墨的结构模型如图所示（石墨仅表示出其中的一层结构）。

（1）C60、金刚石和石墨三者的关系互为________。

A．同分异构体B．同素异形体

C．同系物D．同位素

（2）固态时，C60属于________晶体（填“离子”、“原子”或“分子”），C60分子中含有双键的数目是________个。

（3）硅晶体的结构跟金刚石相似，1mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是________NA个。

二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入1个氧原子，二氧化硅的空间网状结构中，硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是________个。

（4）石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是________个。

12．合成氨工艺的一个重要工序是铜洗，其目的是用铜液[醋酸二氨合铜（I）、氨水]吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体。

铜液吸收CO的反应是放热反应，其反应方程式为：

Cu（NH3）2Ac＋CO＋NH3

[Cu（NH3）3CO]Ac

（1）如果要提高上述反应的反应速率，可以采取的措施是_________。

（选填编号）

a.减压b.增加NH3的浓度c.升温d.及时移走产物

（2）铜液中的氨可吸收二氧化碳，写出该反应的化学方程式_______________

（3）简述铜液吸收CO及铜液再生的操作步骤（注明吸收和再生的条件）。

__________________________________________

（4）铜液的组成元素中，短周期元素原子半径从大到小的排列顺序为_______________。

其中氮元素原子最外层电子排布的轨道表达式是_________________________。

通过比较_____________可判断氮、磷两种非金属元素的非金属性强弱。

（5）已知CS2与CO2分子结构相似，CS2的电子式是____________。

CS2熔点高于CO2，其原因是__________。

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

1．B

【解析】

【分析】

【详解】

A.该物质中硫的化合价为-2，磷元素的平均化合价为+1.5价（1个+3价、3个+1价），选项A不正确；

B.22gP4S3的物质的量为0.1mol，其中含0.3molS，故含硫原子数目约为1.806×

1023，选项B正确；

C.该物质分子结构中S、P最外层电子数均为8，选项C不正确；

D.该物质分子中有3个P—P键是非极性共价键，选项D不正确。

答案选B。

2．D

A.晶体金红石的晶胞如图1所示，Ti为8×

+1=2，O为4×

+2=4，推知化学式为TiO2

氧原子分别位于晶胞的上下底面和内部），故A正确；

B.配合物（如图2）分子中含有分子内氢键

，故B正确；

C.某手性分子可通过酯化反应让其失去手性，由

变成

，故C正确；

D.

不可以表示氯化钠晶体，是氯化钠的晶胞的

，故D错误；

故选D。

3．B

A．NaI、NaBr都形成离子晶体，由于离子半径I->

Br-，所以NaBr的晶格能大，熔点：

NaI<

NaBr，A不正确；

B．由于离子半径Mg2+<

Ca2+，所以晶格能MgO＞CaO，硬度MgO＞CaO，B正确；

C．NaCl和NaBr都形成离子晶体，离子半径Cl-<

Br-，所以晶格能：

NaCl>

NaBr，C不正确；

D．CO2形成分子晶体，NaCl形成离子晶体，所以熔沸点：

CO2<

NaCl，D不正确；

故选B。

4．A

A．白磷晶体为分子晶体，分子之间通过范德华力结合，A错误；

B．在NaCl晶体中，与Na＋（或Cl－）距离最近且相等的Cl－（或6个Na＋）有6个，B正确；

C．金刚石的网状结构中，最小环上有6个碳原子，且碳原子间都以共价单键相连，C正确；

而分子晶体熔化时，分子不改变，改变的是分子间的距离，所以化学键不被破坏，D正确；

故选A。

5．B

A.HCl是共价化合物，氯化氢气体溶于水时破坏共价键，产生H+和Cl-，A错误；

B.硅晶体属于原子晶体，熔化断裂共价键；

碘化氢属于分子晶体，碘化氢分解破坏共价键，因此需克服的化学键类型相同，B正确；

C.NH3和HCl都极易溶于水，NH3是因为可以和H2O形成氢键，但HCl分子与H2O分子之间不存在氢键，C错误；

D.CO2和SiO2的熔沸点和硬度相差很大，是由于CO2属于分子晶体，分子之间以微弱的分子间作用力结合，而SiO2属于原子晶体，原子之间以强的共价键结合，熔化时破坏的作用力性质不同，D错误；

故合理选项是B。

6．C

由NaCl的晶胞图可知，NaCl的晶胞为正立方体结构，立方体的体心只有一个Na+，而其它的离子都处在立方体的面上，晶胞中的总原子数为27个，而表面上就有26个，故这种纳米颗粒的表面粒子占总粒子数的百分比为

×

100%=96.3%，故选C。

【点睛】

解答本题要注意该纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同，但不是晶胞。

7．D

A.金属键越强其单质的熔点越高，金属键：

锂＞钠＞钾＞铷＞铯，则物质的熔点：

锂＞钠＞钾＞铷＞铯，A错误；

B.HCl比HI稳定是因为分子内的化学键H-Cl键比H-I键强，断裂消耗的能量高，与分子之间的作用力大小无关，B错误；

C.金刚石是立体网状结构，每个C原子与相邻的四个C原子形成四个共价键，每个共价键为2个C原子形成，所以属于1个C原子的C-C键数目为4×

=2，12g金刚石中含C原子的物质的量是1mol，则其中含有2molC-C键，石墨是层状结构，每个C原子与相邻的3个C原子形成3个共价键，每个共价键为2个C原子形成，所以属于1个C原子的C-C键数目为3×

=1.5，12g石墨中含有1.5molC-C键，可见等质量的金刚石和石墨晶体所含碳碳键的数目不相等，C错误；

D.A+位于晶胞的顶点上，B-位于晶胞内，通过一个顶点可形成8个晶胞，所以每个A+被8个B-所形成的立方体包围，B-亦被8个A+所形成的立方体包围，每个A+周围距离最近且等距的B-有8个,每个B-周围距离最近且等距的A+有8个，D正确；

故合理选项是D。

8．D

可根据题给的几种物质的熔点、沸点数据，判断这些物质的晶体类型：

共价晶体熔沸点很高，离子晶体熔沸点也较高，分子晶体熔沸点低。

在此基础上进一步判断各选项是否正确。

A.根据题给数据，SiCl4熔点低，属于分子晶体，A选项正确；

B.根据题给数据，单质B熔沸点很高，可能是共价晶体，B选项正确；

C.AlCl3沸点低于熔点，加热时先达到沸点，所以，AlCl3加热能升华，C选项正确；

D.NaCl和KCl都是离子晶体，化学键均为离子键，由于半径：

r（Na+）＜r（K+），所以NaCl中离子键的强度比KCl中的大，D选项错误；

答案选D。

离子键强弱比较：

离子半径越小、所带电荷越高，离子键越强。

9．5第四周期、ⅦA（都对得1分）F2、Cl2、Br2、I2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强。

从Cl-、Br-、I-半径依次增大，失电子的能力依次增强，还原性依次增大>

K=

氮原子半径小于碳原子，氮原子吸引电子的能力比碳原子强，氮和碳之间共用电子对偏向氮原子，氮显负价

氯离子原子核外有18个电子，为不同的运动状态，处于5种不同的轨道，故答案为：

18；

5；

溴与氯在同一主族，核电荷数为35，在周期表中第四周期、ⅦA，故答案为：

第四周期、ⅦA；

、

的相对分子质量逐渐增大，且都属于分子晶体，单质的相对分子质量越大，则熔点越高，故答案为：

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强；

元素的非金属性越强，对应的阴离子的还原性越强，非金属性

，

半径依次增大，失电子的能力依次增强，还原性依次增大，故答案为：

从

半径依次增大，失电子的能力依次增强，还原性依次增大；

由图象可知，升高温度平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，

，故答案为：

；

同一温度时，a曲线的K值最大，说明卤素单质与氢气化合的能力最强，Cl2、Br2中Cl2的氧化性最强，所以最易与氢气化合的是氯气，所以b曲线表示Br2与H2反应时K与t的关系．平衡常数等于生成物与反应物的浓度幂之积，K=

的非金属性较C强，氮原子吸引电子的能力比碳原子强，氮和碳之间共用电子对偏向氮原子，氮显负价，电子式为

氮原子半径小于碳原子，氮原子吸引电子的能力比碳原子强，氮和碳之间共用电子对偏向氮原子，氮显负价；

。

10．3d74s2Mn2+价层电子排布式为3d5，达到稳定结构，不易失电子形成Mn3+，Fe2+价层电子排布式为3d6，要失去1个电子才达到稳定结构，较易形成Fe3+，故锰的第三电离能大于铁小于24S<

[Co（H2O）6]3+所带正电荷较多LiCl是离子晶体，TiCl4是分子晶体，离子键比分子间作用力强6

同一原子的电离能，通常第一电离能<

第二电离能<

第三电离能，但若电离能突然增大，则此离子应达到稳定结构；

不同原子的电离能不同，但若相同类别电离能的差距突然增大，则离子可能处于稳定结构。

形成共价键的两原子间只能形成一个σ键，所以，计算微粒中所含σ键的数目时，只需确定有多少个原子间形成共价键。

确定配位原子时，需要比较配体中含有孤对电子的元素的吸电子能力，吸电子能力强的非金属原子，难以提供孤电子对与中心离子形成配位键。

计算晶胞中原子半径时，需先算出晶胞中所含原子的数目，以便确定质量；

然后利用数学公式，建立质量、密度、体积的等量关系式，由此算出原子半径。

（1）基态Co原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，价层电子排布式为3d74s2。

答案为：

3d74s2；

（2）根据离子价层电子排布和洪特规则的特例分析电离能，离子越稳定，越容易生成，生成此离子的电离能越小，此离子再失电子的电离能越大。

锰的第三电离能大于铁的第三电离能,其主要原因是Mn2+价层电子排布式为3d5，达到稳定结构，不易失电子形成Mn3+，Fe2+价层电子排布式为3d6，要失去1个电子才达到稳定结构，较易形成Fe3+，故锰的第三电离能大于铁。

Mn价层电子排布式为3d5，达到稳定结构，不易失电子形成Mn3+，Fe2+价层电子排布式为3d6，要失去1个电子才达到稳定结构，较易形成Fe3+，故锰的第三电离能大于铁；

（3）HCHO分子呈平面结构，键角接近120°

，而CO2的键角是180°

，碳原子的杂化类型不同，键角不同。

HCHO中键角小于CO2中键角。

小于；

（4）①1个NH3含有3个共价键，N原子还能形成1个配位键，配位键也属于σ键，所以1mol[Co（NH3）6]3+含24molσ键。

24；

②SCN-中，C没有孤电子对，N吸引电子对的能力比S强，所以S提供孤电子对形成配位键。

从而得出SCN-与金属离子形成的配离子中配位原子是S。

S；

③依题意，配体相同，配位数相等的配离子，分裂能与中心离子的电荷数有关，正电荷数越多，吸引电子能力越强，分裂能越大。

a<

b，主要原因是[Co（H2O）6]3+所带正电荷较多。

<

[Co（H2O）6]3+所带正电荷较多；

（5）氯化锂为离子化合物，形成离子晶体，氯化钛是共价化合物，形成分子晶体，它们的熔点相差很大，其主要原因是LiCl是离子晶体，TiCl4是分子晶体，离子键比分子间作用力强。

LiCl是离子晶体，TiCl4是分子晶体，离子键比分子间作用力强；

（6）图1中，由均摊法可知，1个晶胞含有2个黑球、4个白球（2个白球在体内，4个白球在面心），所以黑球为钛，白球为氧。

1个钛与6个氧相连，钛的配位数为6。

则二氧化钛晶胞（如图1）中钛原子配位数为6。

6；

由图2知，1个晶胞含4个TiN（类似氯化钠晶胞），图3棱上三个粒子相切，则有[4r（Ti）]2=[2r（Ti）+2r（N）]2+[2r（Ti）+2r（N）]2，r（Ti）=

r（N）①，d=

，从而得出r（Ti）+r（N）=

②，将①代入②中，即得r（N）=

cm=

pm。

在书写价层电子排布式时，我们若不注意审题，可能会把价层电子排布式写成核外电子排布式，从而导致出错。

11．B分子30262

（1）同种元素的不同单质互称同素异形体；

（2）根据晶体构成微粒判断晶体类型；

分子中每一碳上有一个双键，一个碳碳双键两个碳原子共用，均摊法计算；

（3）一个硅原子形成4个硅硅单键，每个键2个硅原子共用；

金刚石最小的环为六元环，二氧化硅结构跟金刚石结构相似，Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子，6个O原子；

（4）利用均摊法计算。

（1）同种元素的不同单质互称同素异形体，C60、金刚石和石墨三者的关系互为同素异形体，故选B。

（2）固态时，C60中构成微粒是分子，所以属于分子晶体；

分子中每一碳上有一个双键，一个碳碳双键两个碳原子共用，C60分子中含有双键的数目是

=30个。

（3）硅晶体的结构跟金刚石相似，一个硅原子形成4个硅硅单键，每个键2个硅原子共用，1mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是

=2NA个。

金刚石最小的环为六元环，二氧化硅结构跟金刚石结构相似，Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子，硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子，则Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是6；

（4）石墨层状结构中，每个碳原子被三个正六边形共用，平均每个正六边形占有的碳原子数是6×

=2个。

本题考查了物质结构、基本概念，解题关键：

利用均摊法进行有关计算，难点（3）根据金刚石最小的环为六元环判断二氧化硅的空间网状结构中，Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子，每2个Si原子之间有1个O原子判断O原子的数目。

12．bc2NH3＋CO2＋H2O=（NH4）2CO3（NH4）2CO3＋CO2＋H2O=2NH4HCO3①低温加压下吸收CO②然后将铜液洗涤转移至另一容器中③高温低压下释放CO，然后将铜洗液循环利用C＞N＞O＞H

NH3和PH3的稳定性

CS2和CO2都是分子晶体，CS2的相对分子质量大，分子间作用力大

（1）增大浓度、升高温度等，可增大反应速率；

（2）氨气、水、二氧化碳可反应生成碳酸铵或碳酸氢铵；

（3）铜液的组成元素中，短周期元素有H、C、N、O等元素，H原子半径最小，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，比较非金属性强弱，可根据氢化物的稳定性强弱判断；

（4）CS2的电子式类似于CO2，二者都为分子晶体，相对分子质量越大，熔点越高。

（1）降低压强，反应速率减小，a不正确；

增加NH3的浓度或升高温度，反应速率均增大bc正确；

及时移走产物，即降低生成物浓度，反应速率也减小，d不正确，答案选bc。

（2）氨气是碱性气体，CO2是酸性气体，二者反应的化学方程式为2NH3＋CO2＋H2O=（NH4）2CO3、（NH4）2CO3＋CO2＋H2O=2NH4HCO3。

（3）根据Cu（NH3）2Ac＋CO＋NH3

[Cu（NH3）3CO]Ac可知，该反应是体积减小的放热的可逆反应，因此吸收CO的适宜条件是低温加压下吸收CO。

若要再生，则只需要将铜液洗涤转移至另一容器中；

然后高温低压下释放CO，最后将铜洗液循环利用即可。

（4）铜液的组成元素中属于短周期元素的是H、C、N、O，同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，则四种元素的原子半径大小顺序是C＞N＞O＞H；

氮元素原子最外层有4个电子，根据核外电子排布规律可知，最外层电子排布的轨道表达式是

非金属性越强，氢化物的稳定性越强，因此可通过比较NH3和PH3的稳定性判断氮、磷两种非金属元素的非金属性强弱。

（5）已知CS2与CO2分子结构相似，则根据CO2的电子式可得CS2的电子式是

CS2和CO2都是分子晶体，CS2的相对分子质量大，分子间作用力大，因此CS2熔点高于CO2。