高中化学晶体的结构与性质专项训练知识点总结及答案
高中化学晶体的结构与性质专项训练知识点总结及答案
一、晶体的结构与性质
1．下列物质的结构与性质与氢键无关的是
①乙醚的沸点②冰的密度比液态水小③邻羟基苯甲酸的熔沸点比对羟基苯甲酸的低④水分子在高温下很稳定⑤氢化镁的晶格能高⑥DNA的双螺旋结构⑦尿素的熔沸点比醋酸高A．④⑥②B．①④⑤C．②⑤⑥D．③⑤⑦
2．实验室常用氟化钙固体和浓硫酸混合加热制HF：CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑。下列关于该反应的说法错误的是
A．该反应利用了浓硫酸的酸性和难挥发性
B．CaF2晶体中Ca2+和F－的配位数之比为1：2
C．影响H2SO4和CaSO4熔点的作用力不同
D．HF是极性分子且分子极性强于HC1
3．铁有δ、γ、α三种晶体结构，以下依次是δ、γ、α三种晶体在不同温度下转化的图示。下列有关说法中正确的是
δ－Feγ－Feα－Fe
A．δ、γ、α三种晶体互为同分异构体
B．γ－Fe晶体为面心立方体紧密堆积
C．α－Fe晶体与每个Fe原子距离相等且最近的Fe原子有8个
D．将Fe加热到1 500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同
4．下列大小关系正确的是
A．熔点：NaI＞NaBr B．硬度：MgO＞CaO
C．晶格能：NaCl＜NaBr D．熔沸点：CO2＞NaCl
5．下列性质中，能充分说明某晶体一定是离子晶体的是
A．具有较高的熔点，硬度大B．固态不导电，水溶液能导电
C．晶体中存在金属阳离子，熔点较高D．固态不导电，熔融状态能导电
6．下列说法正确的是（）
A．含阳离子的晶体一定含有阴离子
B．沸点由高到底的顺序：HF>HI>HBr>HCl
C．含有共价键的晶体一定具有高的熔沸点及硬度
D．空间利用率面心立方最密堆积>六方最密堆积>体心立方密堆积
7．在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是()
A．熔点：CO2＞SiO2>KCl
B．酸性：H2CO3 C．沸点：丙烷＞戊烷＞丁烷 D．稳定性：HF＞H2O＞NH3 8．下列各组物质发生的变化中，所克服的粒子间的作用（力）属同种类型的是（）A．酒精和食盐溶于水 B．石英（SiO2）和生石灰的熔化 C．氯化钠固体和冰的融化 D．碘和干冰的升华 9．已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法错误的是 A．该晶体属于原子晶体，其熔、沸点很高 B．该晶体中每个碳原子上连有4个氮原子，每个氮原子连接3个碳原子 C．该晶体中碳原子和氮原子都满足最外层8电子结构 D．该晶体的结构与金刚石类似，都是原子间以非极性键形成的空间网状结构 10．离子晶体熔点的高低取决于晶格能的大小，下列关于物质熔点的比较不正确的是（） A．NaF>NaCl>NaBr>NaI B．Na2O>Na2S>NaCl>NaI C．NaCl>CaC12>MgCl2>AlCl3 D．MgCO3>CaCO3>SrCO3>BaCO3 11．下列对一些实验事实的理论解释正确的是（） A．A B．B C．C D．D 12．有下列八种物质：①氯化钙、②金刚石、③硫、④氢氧化钠、⑤二氧化硅、⑥干冰，回答有关这六种物质的问题。(用编号回答) (1)将这八种物质按不同晶体类型分成四组，并填写下表： (2)属于共价化合物的是 __________；含有共价键的离子化合物是_______； (3)其中硬度最大的物质是_______；熔点最低的物质是 ___________。 【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除 一、晶体的结构与性质 1．B 【解析】 分析：氢键可以影响物质的熔点、沸点和溶解度、密度等。 详解：①乙醚分子之间不能形成氢键，故其沸点与氢键无关； ②冰中水分子间形成氢键后，水分子之间的空隙变大，故其密度比液态水小，与氢键有关； ③邻羟基苯甲酸可以形成分子内的氢键，而对羟基苯甲酸只能形成分子间的氢键，故邻羟基苯甲酸的分子间作用力较大，其熔沸点比对羟基苯甲酸的低，与氢键有关； ④水分子在高温下很稳定是因为水分子内的共价键的键能很大，与氢键无关； ⑤氢化镁属于离子晶体，共中阴阳离子间的离子键较强，故其晶格能高，与氢键无关； ⑥DNA的双螺旋结构与氢键有关，氢键的形成有一定的方向性，也需要一定的空间条件，这两个条件成就了DNA的双螺旋结构； ⑦尿素与醋酸的相对分子质量相同，尿素的分子间形成的氢键数目高于醋酸，故其熔沸点比醋酸高，与氢键有关。 综上所述，质的结构与性质与氢键无关①④⑤，B正确，本题选B。 2．B 【解析】 【分析】 【详解】 A.硫酸与CaF2的反应体现了浓硫酸的酸性，且该反应属于难挥发酸制易挥发酸，也体现了浓硫酸的难挥发性，故A正确； B. CaF2晶体中Ca2+和F－的配位数分别是8和4，配位数之比为2:1，故B错误； C. H2SO4是分子晶体，影响熔点的是分子间作用力，CaSO4是离子晶体，影响CaSO4熔点的是离子键的强度，故C正确； D. HF和HC1均为极性分子，H和F的电负性之差较大，则HF分子极性强于HC1，故D正确； 故选B。 【点睛】 CaF2晶胞中拥有4个Ca2+和8个F－，Ca2+和F－的个数比为1：2，CaF2晶体中Ca2+和F－的配位数分别是8和4，配位数之比为2:1是解答关键。 3．B 【解析】 【分析】 【详解】 A．Fe是单质，δ、γ、α三种晶体结构不同，属于同素异形体，不是同分异构体，故A 错误； B．γ-Fe晶体中Fe原子处于顶点与面心，属于面心立方密堆积，故B正确； C．α－Fe晶体中Fe原子处于顶点，属于简单立方堆积，晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子是相邻顶点上铁原子，与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个，故C错误； D．由题给信息可知，将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，温度不同，得到的晶体类型不相同，故D错误； 故选B。 4．B 【解析】 【分析】 【详解】 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 B．由于离子半径Mg2+ 故选B。 5．D 【解析】 【分析】 【详解】 A．具有较高的熔点，硬度大，该晶体可能是原子晶体，A不合题意； B．固态不导电，水溶液能导电，该晶体可能是分子晶体，B不合题意； C．晶体中存在金属阳离子，熔点较高，该晶体可能是金属晶体，C不合题意； D．固态不导电，熔融状态能导电，该晶体只能为离子晶体，D符合题意； 故选D。 6．B 【解析】 【分析】 【详解】 A．含有阳离子的晶体不一定含有阴离子，如金属晶体含有的是金属阳离子和自由电子，故A项错误； B．HF、HI、HBr、HCl均为分子晶体，由于HF分子间存在氢键，故沸点最高，又相对分子质量：HI>HBr>HCl，则范德华力HI>HBr>HCl，沸点HI>HBr>HCl，则沸点由高到底的顺序：HF>HI>HBr>HCl，B选项正确； C．含有共价键的晶体可能是分子晶体、原子晶体或部分离子晶体（如NaOH晶体），若为分子晶体，则不一定有高的熔沸点及硬度，故C项错误； D．空间利用率：面心立方最密堆积=六方最密堆积，都为74%，故D项错误； 答案选B。 7．D 【解析】 【分析】 【详解】 A．对于不同类型的晶体来说，原子晶体熔点大于离子晶体，离子晶体熔点大于分子晶体，CO2是分子晶体，KCl是离子晶体，SiO2是原子晶体，因此熔点：CO2 B．非金属性越强，最高价氧化物水化物酸性越强，因此酸性：H2SO4＞H2CO3，又H2CO3的酸性强于HClO，则酸性：HClO C．对于分子晶体来说，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，相对分子质量：戊烷>丁烷>丙烷，则沸点：戊烷>丁烷>丙烷，C选项错误； D．非金属性越强，气态氢化物越稳定，因此热稳定性：HF＞H2O＞NH3，D选项正确； 答案选D。 8．D 【解析】 【分析】 【详解】 A．酒精和食盐溶于水，前者克服的是分子间的作用力(包括氢键)，后者克服的是离子键，A不合题意； B．石英（SiO2）熔化时，需克服共价键，生石灰熔化时，需克服离子键，B不合题意；C．氯化钠固体熔化时，需克服离子键，冰融化时，需克服分子间的作用力(含氢键)，C不合题意； D．碘和干冰都属于分子晶体，升华时都需克服分子间的作用力，D符合题意； 故选D。 9．D 【解析】 【分析】 明确晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合是解答本题的关键，C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合，则C3N4晶体为原子晶体，碳最外层有4个电子，氮最外层有5个电子，则每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子，以此来解答。 【详解】 A．晶体具有比金刚石还大的硬度，则该晶体属于原子晶体，具有很高的熔、沸点，故A 正确； B．碳最外层有4个电子，氮最外层有5个电子，则该晶体中每个碳原子连接4个氮原 子、每个氮原子连接3个碳原子，故B正确； C．构成该晶体的微粒间只以单键结合，每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3 个碳原子，则晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构，故C正确； D．金刚石结构中C、C原子间以非极性共价键结合，但C3N4晶体中C、N之间以极性共价键结合，原子间以极性键形成空间网状结构，故D错误； 故选D。 10．C 【解析】 【分析】 在离子晶体中，离子半径越小，离子所带电荷数越多，晶格能越大，则晶体的熔点越高。【详解】 A.离子半径F- B.O2-和S2-所带电荷相同离子半径O2- C.Ca2+的半径大于Mg2+，则熔点CaC12 D．离子半径Mg2+ 故答案选：C。 11．A 【解析】 【分析】 【详解】 A. CCl4和I2都是非极性分子，H2O是极性分子，根据相似相溶原理，碘单质在CCl4中溶解度比在水中大，A选项正确； B. CO2为直线形分子，是因为C采取sp杂化，使得2个C=O之间的键角为180°，与键的极性无关，B选项错误； C. 金刚石是共价晶体 (原子晶体)，不是分子晶体，石墨是混合型晶体，C选项错误； D. HF的沸点高于HCl，是因为HF分子间能形成氢键，D选项错误； 答案选A。 【点睛】 1. 石墨晶体是片层结构，层内相邻的C以共价键相连，有共价晶体的特点；层与层之间的作用力是分子间作用力，有分子晶体的特点；所以石墨是混合型晶体。金刚石是典型的共价晶体(原子晶体)。金刚石的熔点低于石墨，主要是因为：金刚石和石墨熔融时都要破坏共价键，但石墨的碳碳键(与苯环的碳碳键相似，介于单键和双键之间)比金刚石的碳碳键(单键)键长短、键能大。 2. 由分子组成的物质，如果结构相似，一般相对分子质量越大，沸点越高；如果分子间能形成氢键，沸点会偏高，因为氢键大于一般的分子间作用力。 12．①④②⑤③⑥⑤⑥④②⑥ 【解析】 【分析】 根据给出的各种物质的构成微粒判断所属晶体类型，并结合物质的构成微粒之间作用力越强，物质的硬度越大，熔沸点越高分析解答。 【详解】 ①构成氯化钙晶体的微粒是氯离子和钙离子，晶体为离子晶体； ②构成金刚石的微粒是碳原子，属于原子晶体； ③构成硫单质的微粒是硫分子，属于是分子晶体； ④氢氧化钠是钠离子和氢氧根离子形成的离子晶体； ⑤构成二氧化硅的微粒是硅原子和氧原子，晶体类型为原子晶体； ⑥构成干冰的微粒是二氧化碳分子，二氧化碳分子通过分子间作用力结合形成分子晶体； (1)综上所述可知：属于离子晶体的是①④；属于原子晶体的是②⑤；属于分子晶体的是： ③⑥； (2)属于共价化合物的是二氧化硅和二氧化碳，序号为⑤⑥；含有共价键的离子化合物是氢氧化钠，序号是④； (3)原子晶体的特性是：高硬度、高熔点，原子晶体中共价键越短，共价键就越强，断裂消耗能量就越大，物质的硬度就越大，由于键长Si-O>C-C，所以硬度最大的是金刚石，合理选项是②；分子晶体的特性是：低熔点、升华，所以熔点最低的是干冰，故合理选项是⑥。 【点睛】 本题考查晶体晶体类型的判断方法，注意晶体类型与物质性质的关系，学生要学会用依据物质的分类判断：①金属氧化物(如K2O等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体；②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物（除有机盐外）都是分子晶体；③常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等；④金属单质(除汞外)与合金是金属晶体；同时也应该学会依据晶体的物理性质不同进行判断：①离子晶体一般熔沸点较高，硬度较大，其水溶液或熔化时能导电；②原子晶体一般熔沸点更高，硬度更大，一般不导电，但也有例外，如晶体硅；③分子晶体一般熔沸点低，硬度小，一般不导电，但也有部分(如酸和部分气态氢化物)溶于水导电；④金属晶体一般熔沸点较高(Hg除外)，硬度较大，能导电。