专题75 晶体结构与性质(教师版)十年(2013-2022)高考化学真题分项汇编(全国通用)
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专题73 晶体结构与性质
1.【2022年山东卷】AlN、GaN属于第三代半导体材料,二者成键结构与金刚石相似,晶体中只存在N-Al键、N-Ga键。
下列说法错误的是
A.GaN的熔点高于AlN B.晶体中所有化学键均为极性键
C.晶体中所有原子均采取3
sp杂化D.晶体中所有原子的配位数均相同
【答案】A
【解析】Al和Ga均为第ⅢA元素,N属于第ⅢA元素,AlN、GaN的成键结构与金刚石相似,则其为共价晶体,且其与金刚石互为等电子体,等电子体之间的结构和性质相似。
AlN、GaN晶体中,N原子与其相邻的原子形成3个普通共价键和1个配位键。
A.因为AlN、GaN为结构相似的共价晶体,由于Al原子的半径小于Ga,N—Al的键长小于N—Ga的,则N—Al的键能较大,键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高,故GaN的熔点低于AlN,A说错误;B.不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键,故两种晶体中所有化学键均为极性键,B说法正确;C.金刚石中每个C原子形成4个共价键(即C原子的价层电子对数为4),C原子无孤电子对,故C原子均采取sp3杂化;由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体,则其晶体中所有原子均采取sp3杂化,C说法正确;D.金刚石中每个C原子与其周围4个C原子形成共价键,即C原子的配位数是4,由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体,则其晶体中所有原子的配位数也均为4,D说法正确。
综上所述,本题选A。
Cu Se是一种钠离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶2.【2022年山东卷】
2-x
胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。
下列说法正确的是
A .每个2-x Cu Se 晶胞中2+Cu 个数为x
B .每个2Na Se 晶胞完全转化为2-x Cu Se 晶胞,转移电子数为8
C .每个NaCuSe 晶胞中0价Cu 原子个数为1-x
D .当2x y -Na Cu Se 转化为NaCuSe 时,每转移(1-y)mol 电子,产生(1-x)molCu 原子
【答案】BD
【解析】A .由晶胞结构可知,位于顶点和面心的硒离子个数为8×18+6×12=4,位于体内的铜离子和亚铜离子的个数之和为8,设晶胞中的铜离子和亚铜离子的个数分别为a 和b ,则a+b=8-4x ,由化合价代数和为0可得2a+b=4×2,解得a=4x ,故A 错误;B .由题意可知,Na 2Se 转化为Cu 2-x Se 的电极反应式为Na 2Se-2e -+(2-x)Cu=Cu 2-
x Se+2Na +,由晶胞结构可知,位于顶点和面心的硒离子个数为8×18+6×12=4,则每个晶胞中含有4个Na 2Se ,转移电子数为8,故B 正确;C .由题意可知,Cu 2-x Se 转化为NaCuSe 的电极反应式为Cu 2-x Se+ e -+Na +=NaCuSe+(1-x)Cu ,由晶胞结构可知,位于
顶点和面心的硒离子个数为8×18+6×12=4,则每个晶胞中含有4个NaCuSe ,晶胞中0价铜而个数为(4-4x),故C 错误;D .由题意可知,Na y Cu 2-x Se 转化为NaCuSe 的电极反应式为Na y Cu 2-x Se+(1-y) e -+ Na +=NaCuSe+(1-x)Cu ,所以每转移(1-y)电子,产生(1-x)mol 铜,故D 正确;故选BD 。
3.【2022年湖北卷】60C 在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻
璃。
下列关于该碳玻璃的说法错误的是
A .具有自范性
B .与60
C 互为同素异形体 C .含有3sp 杂化的碳原子
D .化学性质与金刚石有差异
【答案】A
【解析】A .自范性是晶体的性质,碳玻璃为非晶态,所以没有自范性,A 错误;B .碳玻
璃和60C 均是由碳元素形成的不同的单质,所以是同素异形体,B 正确;C .碳玻璃具有高硬度,与物理性质金刚石类似,因而结构具有一定的相似性,所以含有3sp 杂化的
碳原子形成化学键,C 正确;D .金刚石与碳玻璃属于同素异形体,性质差异主要表现在物理性质上,化学性质上也有着活性的差异,D 正确;故选A 。
4.【2022年湖北卷】某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。
下列说
法错误的是
A .2+Ca 的配位数为6
B .与F -距离最近的是K +
C .该物质的化学式为3KCaF
D .若F -换为-Cl ,则晶胞棱长将改变
【答案】B 【解析】A .2+Ca 配位数为与其距离最近且等距离的F -的个数,如图所示,2+Ca 位于体
心,F -位于面心,所以2+Ca 配位数为6,A 正确;B .F -与K +的最近距离为棱长的
,F -与2+Ca 的最近距离为棱长的12,所以与F -距离最近的是2+Ca ,B 错误;C .+K 位于顶点,所以+K 个数=188⨯=1,F -位于面心,F -个数=162
⨯=3,2+Ca 位于体心,所以2+Ca 个数=1,综上,该物质的化学式为3KCaF ,C 正确;D .F -与-Cl 半径不同,替换后晶胞棱长将改变,D 正确;故选B 。
5.(2021.1·浙江真题)铝硅酸盐型分子筛中有许多笼状空穴和通道(如图),其骨架的基本
结构单元是硅氧四面体和铝氧四面体,化学组成可表示为M a [(AlO 2)x ·(SiO 2)y ]·zH 2O(M 代表金属离子)。
下列推测不正确...
的是 A .常采用水玻璃、偏铝酸钠在强酸溶液中反应后结晶制得分子筛
B .若a=x/2,则M 为二价阳离子
C .调节y/x(硅铝比)的值,可以改变分子筛骨架的热稳定性
D .分子筛中的笼状空穴和通道,可用于筛分分子
【答案】A
【解析】A.偏铝酸钠在强酸性溶液中不能稳定存在容易形成Al3+,不可以利用偏铝酸钠在强酸性溶液中制备分子筛,A错误;B.设M的化合价为m,则根据正负化合价代
数和为0计算,m×x
2
+x×(-1)=0,解得m=+2,B正确;C.调节硅铝比可以改变分子
筛的空间结构,从而改变分子筛的稳定性,C正确;D.调节硅铝比可以调节分子筛的孔径,根据分子筛孔径的大小可以筛分不同大小的分子,D正确;故答案选A。
6.(2019·浙江高考真题)下列说法不正确
...的是
A.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同
B.加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏
C.CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变
D.石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏
【答案】C
【解析】A.烧碱和纯碱均属于离子化合物,熔化时须克服离子键,正确;B.加热蒸发氯化钾水溶液,液态水变为气态水,水分子之间的分子间作用力被破坏,正确;C.CO2溶于水发生反应:CO2+H2O⇌H2CO3,这里有化学键的断裂和生成,错误;D.石墨属于层状结构晶体,每层石墨原子间为共价键,层与层之间为分子间作用力,金刚石只含有共价键,因而石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏,正确。
故答案选C。
7.(2019·上海高考真题)下列过程只需要破坏共价键的是
A.晶体硅熔化B.碘升华C.熔融Al2O3D.NaCl溶于水
【答案】A
【解析】A.晶体硅是原子晶体,熔化时破坏的是共价键,正确;B.碘是分子晶体,升华时克服分子间作用力,错误;C.氧化铝是离子化合物,熔融时破坏的是离子键,错误;D.氯化钠是离子化合物,溶于水时破坏的是离子键,错误;答案选A。
8.(2018·浙江高考真题)下列说法正确的是
A.CaO与水反应过程中,有共价键的断裂和形成
B.H2O的热稳定性比H2S强,是由于H2O的分子间作用力较大
C.KCl、HCl、KOH的水溶液都能导电,所以它们都属于离子化合物
D.葡萄糖、二氧化碳和足球烯(C60)都是共价化合物,它们的晶体都属于分子晶体【答案】A
【解析】A、氧化钙与水化合过程中水中的共价键会断裂,并会形成氢氧根离子,选项A 正确;B、热稳定性与共价键即非金属性有关,氧元素的非金属性大于硫元素,选项B不正确;C、HCI属于共价化合物,选项C不正确;D、足球烯(C60)并非共价化
合物,选项D不正确。
答案选A。
9.(2017·浙江高考真题)下列说法不正确的是
A.Cl2、Br2、I2的分子间作用力依次减小
B.石英是由硅原子和氧原子构成的原子晶体,加热熔化时需破坏共价键
C.氢氧化钠在熔融状态下离子键被削弱,形成自由移动的离子,具有导电性
D.水电解生成氢气和氧气,有化学键的断裂和形成
【答案】A
【解析】A.同类型的分子,相对分子质量越大,分子间作用力越大,则Cl2、Br2、I2的分子间作用力依次增大,A错误;B.石英为共价键形成的原子晶体,由Si、O原子构成,空间为网状结构,加热熔化时需破坏共价键,B正确;C.氯化钠只含离子键,由离子构成,则熔融状态下离子键被削弱,形成自由移动的离子,具有导电性,C正确;D.化学变化中有化学键的断裂和生成,则水电解生成氢气和氧气,为化学变化,有化学键的断裂和形成,D正确;答案选A。
10.(2017·浙江高考真题)下列说法正确的是
A.干冰和石英晶体中的化学键类型相同,熔化时需客服微粒间的作用力类型也相同B.化学变化发生时,需要断开反应物中的化学键,并形成生成物中的化学键
C.CH4和CCl4中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
D.NaHSO4晶体溶于水时,离子键被破坏,共价键不受影响
【答案】B
【解析】A.干冰和石英晶体中的化学键类型相同,熔化时需客服微粒间的作用力分别是分子间作用力和共价键,A错误;B.化学变化发生时,需要断开应物中的化学键,并形成生成物中的化学键,B正确;C.CH4中H原子的最外层具有2电子稳定结构,C错误;D.NaHSO4晶体溶于水时电离出钠离子、氢离子和硫酸根离子,离子键和共价键均被破坏,D错误。
答案选B。
11.(2016·上海高考真题)下列各组物质的熔点均与所含化学键的键能有关的是A.CaO与CO2B.NaCl与HCl C.SiC与SiO2D.Cl2与I2
【答案】C
【解析】A.CaO为离子化合物,熔化断裂离子键,而CO2在固体时是分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,与化学键无关,错误;B.NaCl为离子化合物,熔化断裂离子键,而HCl在固体时是分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,与化学键无关,错误;C.SiC与SiO2都是原子晶体,熔化断裂的是共价键,与化学键有关,正确;
D.Cl2与I2在固体时是分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,与化学键无关,错误;故选C。
12.(2016·浙江高考真题)下列说法正确的是
A.MgF2晶体中的化学键是共价键
B.某物质在熔融态能导电,则该物质中一定含有离子键
C.N2和Cl2两种分子中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
D.干冰是分子晶体,其溶于水生成碳酸的过程只需克服分子间作用力
【答案】C
【解析】A.MgF2晶体中的化学键是离子键,A错误;B.某物质在熔融态能导电,则该物质中不一定含有离子键,也可能是金属单质,B错误;C.N2和Cl2两种分子中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构,C正确;D.干冰是分子晶体,其溶于水生成碳酸的过程还需要客服共价键,D错误,答案选C。
13.(2015·上海高考真题)某晶体中含有极性键,关于该晶体的说法错误的是A.不可能有很高的熔沸点B.不可能是单质
C.可能是有机物D.可能是离子晶体
【答案】A
【解析】A.在SiO2晶体中含有极性共价键Si-O键,由于该晶体的原子晶体,原子之间通过共价键结合,断裂需要吸收很高的能量,因此该物质的熔沸点很高,错误;B.同种元素的原子形成的共价键是非极性共价键,不同种元素的原子形成的共价键是极性共价键,因此含有极性键的物质不可能是单质,正确;C.若该极性键存在于含有C 元素的化合物,如CH4、CH3CH2OH等,则相应的物质是有机物,正确;D.离子化合物中一定含有离子键,可能含有极性共价键,如NaOH,,因此含有极性键的化合物可能是离子晶体,正确。
故选A。
14.(2014·上海高考真题)BeCl2熔点较低,易升华,溶于醇和醚,其化学性质与AlCl3相似。
由此可推测BeCl2
A.熔融态不导电B.水溶液呈中性
C.熔点比BeBr2高D.不与氢氧化钠溶液反应
【答案】A
【解析】A.BeCl2熔点较低,易升华,溶于醇和醚,说明该化合物形成的晶体是分子晶体,熔融态不导电,A正确;B.该化合物的化学性质与AlCl3相似,而氯化铝溶液显酸性,因此其水溶液也呈酸性,B不正确;C.BeCl2与BeBr2形成的晶体均是分子晶体,后者的相对分子质量大,熔点高于BeCl2,C不正确;D.氯化铝能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,则该化合物也与氢氧化钠溶液反应,D不正确;答案选A。
15.(2008·四川高考真题)下列说法中正确的是( )
A.离子晶体中每个离子的周围均吸引着6个带相反电荷的离子
B.金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子,电子定向运动
C.分子晶体的熔沸点低,常温下均呈液态或气态
D.原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合
【答案】D
【解析】A、离子所带电荷数和离子半径的大小不同,每个离子周围均吸引带相反电荷的离子数目不同,一个NaCl晶胞为立方体,Na+离子在立方体中心的话,离它最近的Cl-离子在立方体六个面的中央,CsCl的晶胞也是立方体,Cs+离子在立方体中心的话,离它最近的Cl-离子就在立方体的八个顶点上,错误;B、金属里本来就存在有自由电子,在金属未通电的情况下,金属中的电子是在做热运动,即无规则运动,在外加电场的作用下自由电子做定向移动,而不是产生了自由电子,错误;C、分子晶体存在常温下呈固态的物质,例如S、白磷、红磷、C60等都属于分子晶体,在常温下为固态,错误;D、原子晶体中原子间作用力为共价键,所以D选项是正确的。
答案选D。
16.(2012·上海高考真题)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
【答案】D
【解析】原子晶体中相邻的原子间形成共价键。
常见的原子晶体有金刚石、二氧化硅(石英)晶体等。
是离子晶体,Al2O3结构粒子为阴、阳离子,离子间作用力为离子键。
所以D的描述是错误的。
17.(2008·上海高考真题)下列化学式既能表示物质的组成,又能表示物质的一个分子的是()
A.NaOH B.SiO2C.Fe D.C3H8
【答案】D
【解析】化学式既能表示物质的组成,又能表示物质的一个分子的应是分子晶体物质,晶体中含有单个分子,而离子晶体、原子晶体和金属晶体无单个分子。
A.NaOH为离子晶体,化学式为晶体中阴阳离子的个数比,晶体中不含单个分子,错误;B.SiO2为原子晶体,晶体中不存在单个分子,化学式为Si原子与O原子的个数比值为1:2,错误;C.Fe为金属晶体,晶体的组成为金属阳离子和自由电子,晶体中无单个分子,错误;D.C3H8为分子晶体,晶体中含有单个分子,正确;故答案选D。
18.(2015·上海高考真题)下列有关物质性质的比较,错误的是
A.溶解度:小苏打< 苏打B.密度:溴乙烷> 水
C .硬度:晶体硅 < 金刚石
D .碳碳键键长:乙烯 > 苯
【答案】D 【解析】A .在碳酸钠饱和溶液中通入二氧化碳生成碳酸氢钠,可观察到溶液变浑浊,说
明碳酸钠溶解度大于碳酸氢钠,正确;B .卤代烃的密度比水大,则溴乙烷的密度大于水,正确;C .晶体硅与金刚石都为原子晶体C-C >Si-Si ,原子晶体中,键长越短,键能越大,则硬度越大,正确;D .苯中碳碳键介于单键和双键之间,碳碳键键长:乙烯<苯,错误;故选D 。
19.(2007·江苏高考真题)下列说法正确的是
A .原子晶体中只存在非极性共价键
B .稀有气体形成的晶体属于分子晶体
C .干冰升华时,分子内共价键会发生断裂
D .金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
【答案】B
【解析】A .原子晶体也可能含有极性键,例如二氧化硅中的Si-O 键,A 不正确;B .稀
有气体形成的晶体属于分子晶体,B 正确;C .干冰升华是物理变化,破坏的是分子间作用力,化学键不变,C 不正确;D .金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物,也可能是共价化合物,例如氯化铝是共价化合物,D 不正确;答案选B 。
20.(2015·上海高考真题)将Na 、Na 2O 、NaOH 、Na 2S 、Na 2SO 4分别加热熔化,需要克服
相同类型作用力的物质有
A .2种
B .3种
C .4种
D .5种
【答案】C
【解析】Na 是金属晶体,熔化破坏的是金属键。
Na 2O 是离子晶体,熔化时破坏的是离子
键。
NaOH 是离子化合物,熔化时断裂的是离子键。
Na 2S 是离子化合物,熔化时断裂的是离子键。
Na 2SO 4是离子化合物,熔化时断裂的是离子键。
故上述五种物质分别加热熔化,需要克服相同类型作用力的物质有4种,选项是C 。
21.(2009·上海高考真题)在通常条件下,下列各组物质的性质排列正确的是
A .熔点:22CO KCl SiO >>
B .水溶性:22HCl H S SO >>
C .沸点:乙烷>戊烷>丁烷
D .热稳定性:23HF H O NH >>
【答案】D
【解析】A .熔点一般原子晶体>离子晶体>分子晶体,所以SiO 2>KCl >CO 2,错误;
B .水溶性:HCl >SO 2>H 2S ,错误;
C .对烷烃同系物来说,其碳原子数越大,其沸点越高,即乙烷<丁烷<戊烷,错误;
D .非金属性:F >O >N ,元素的非金属性越强,氢化物的稳定性越大,则热稳定性:HF >H 2O >NH 3,正确。
答案选D 。
22.(2007·海南高考真题)NaCl 的晶胞如右图,每个NaCl 晶胞中含有的Na+离子和Cl
离子的数目分别是( )
A .14,13
B .1,1
C .4,4
D .6,6
【答案】C 【解析】由图可以看出,在每个NaCl 晶泡中,有14个Cl ―其中1个位于体心,12个位于
边上,位于体心的为这个晶泡独有,位于边上的为4个晶泡共有每个晶泡各占1/4,所以每个晶泡中Cl ―个数为1+1/4×12=4;Na +共有14个,其中6个位于面心上为2个晶泡共有,每个占1/2,8个位于角上,为8个晶泡共有,每个占1/8,所以每个晶泡中Na +个数为1/2×6+1/8×8=4。
23.(2008·宁夏高考真题)短周期元素E 的氯化物ECl n 的熔点为-78Ⅲ,沸点为59Ⅲ;若
0.2molECl n 与足量的AgNO 3溶液完全反应后可以得到57.4g 的AgCl 沉淀。
下列判断错误的是( )
A .E 是一种非金属元素
B .在ECl n 中E 与Cl 之间形成共价键
C .E 的一种氧化物为EO 2
D .
E 位于元素周期表的IV A 族
【答案】D
【解析】ECln 熔沸点较低,因而ECln 形成的晶体为分子晶体,0.2molECln 与足量的
AgNO 3溶液完全反应后可以得到57.4g 的AgCl 沉淀,根据氯原子守恒有:0.2mol×n=57.4143.5/g g mol
,即n=2,已知Al 与氯气形成的分子晶体为AlCl 3,故E 元素是一种非金属元素,即E 应为硫元素,以此来解答。
A .E 为S ,为非金属元素,正确;B .在ECl 2中S 与Cl 之间形成共价键,正确;C .E 的一种氧化物为SO 2,正确;D .E 位于元素周期表的ⅢA 族,错误。
答案选D 。
24.(2008·四川高考真题)下列说法中正确的是
A .全部由极性键构成的分子一定是极性分子
B .非极性分子中一定没有极性键
C .离子晶体中一定没有共价键
D.分子晶体中一定没有离子键
【答案】D
【解析】A.全部由极性键构成的双原子分子一定为极性分子,全部由极性键构成的多原子分子的极性则取决于分子的空间构型,若分子高度对称使正负电中心重合,则分子为非极性分子,如CO2、CH4、CCl4、BF3等,若分子不对称使正负电中心不重合,则分子为极性分子,如H2O、NH3等,错误;B.非极性分子中可能含极性键,如
CO2、CH4、CCl4等,错误;C.离子晶体中一定存在离子键,也可能含有共价键,如NaOH、Na2O2、NH4Cl、K2SO4等,错误;D.分子晶体中一定不含离子键,可能含有共价键,正确;答案选D。
25.(2008·天津高考真题)下列叙述正确的是
A.1个甘氨酸分子中存在9对共用电子对
B.PCl3和BCl3分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构
C.H2S和CS2分子都是含极性键的极性分子
D.熔点由高到低的顺序是:金刚石>碳化硅>晶体硅
【答案】D
【解析】A.甘氨酸的结构简式为H2N—CH2—COOH,其分子中含有10对共用电子对,错误;B.PCl3中P和Cl的最外层都达到8电子稳定结构,BCl3中B原子最外层为6个电子,错误;C.H2S的分子构型为V型,正负电的中心不重合,H2S是含极性键的极性分子,CS2的分子构型为直线型,正负电中心重合,CS2是含极性键的非极性分子,错误;D.金刚石、碳化硅、晶体硅都属于原子晶体,但原子半径C<Si,键长:C—C<C—Si<Si—Si,键能:C—C>C—Si>Si—Si,则熔点由高到低的顺序:金刚石>碳化硅>晶体硅,正确;故答案选D。
26.(2013·重庆高考真题)下列排序正确的是( )
A.酸性:H2CO3<C6H5OH<H3COOH
B.碱性:Ba(OH)2<Ca(OH)2<KOH
C.熔点:MgBr2<SiCl4<BN
D.沸点:PH3<NH3<H2O
【答案】D
【解析】根据物质的有关性质逐项分析。
A.由化学方程式CO2+C6H5ONa+H2O=C6H5OH +NaHCO3可知,酸性H2CO3>C6H5OH。
B.Ba和Ca同主族,元素金属性Ba>Ca,故碱性Ba(OH)2>Ca(OH)2。
C.SiCl4为分子晶体,MgBr2为离子晶体,BN为原子晶体,故SiCl4的熔点最低。
D.因为NH3分子间存在氢键使其沸点高于PH3,H2O分子间的氢键强于NH3,使H2O的沸点更高(或根据H2O常温下为液态,而NH3为气态判断)。
27.(2008·海南高考真题)已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体,其晶胞如图所示,则下面表示该化合物的化学式正确的()
A.ZXY3B.ZX2Y6C.ZX4Y8D.ZX8Y12
【答案】A
【解析】本题主要考查了晶体结构的计算及其应用,较易。
根据晶体结构的计算方法可
知,一个晶胞中含1个Z原子,X原子数为
1
8
8
⨯=1,Y原子数为
1
12
4
⨯=3。
所以化
学式为ZXY3,综上所述,本题正确答案为A。