2020届高考化学一轮复习_晶体结构与性质晶体结构与性质作业

核心素养提升练三十七

晶体结构与性质

(25分钟50分)

一、选择题(本题包括4小题,每题5分,共20分)

1.下列分子晶体中,关于熔、沸点高低的叙述中,正确的是 ( )

A.Cl2>I2

B.SiCl4

C.NH3>PH3

D.C(CH3)4>CH3CH2CH2CH2CH3

【解析】选C。A、B项属于无氢键存在的分子结构相似的情况,相对分子质量大的熔、沸点高;C项属于分子结构相似的情况,但存在氢键的熔、沸点高;D项属于相对分子质量相同,但分子结构不同的情况,支链少的熔、沸点高。

2.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.氢原子的电子云如图丙所示,氢原子核外大多数电子在原子核附近运动

D.金属Cu中铜原子堆积模型如图丁所示,为面心立方最密堆积,每个铜原子的配位数均为12

【解析】选C。电子云是用来表示电子出现的概率,但不代表有一个电子在那里,C 项错误。

3.高温下,超氧化钾晶体呈立方体结构,晶体中氧的化合价部分为0价,部分为-2价。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞,则下列说法正确的是( )

A.超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有4个K+和4个

B.晶体中每个K+周围有8个,每个周围有8个K+

C.晶体中与每个K+距离最近的K+有8个

D.晶体中与每个K+距离最近的K+有6个

【解析】选A。由题中的晶胞结构知:有8个K+位于顶点,6个K+位于面心,则晶胞中含有的K+数为(8×)+(6×)=4(个);有12个位于棱上,1个处于

体心,则晶胞中含有数为12×+1=4(个),所以超氧化钾的化学式为KO2;每个K+周围有6个,每个周围有6个K+,与每个K+距离最近的K+有12个。【加固训练】

测知氯化钠晶体中相邻的Na+与Cl-的距离为a cm,该晶体密度为d g·cm-3,则阿伏加德罗常数可表示为 ( )

A. B.

C. D.

【解析】选C。一个NaCl的晶胞中所包含的Na+与Cl-数目并不是1个而是4个,即1个NaCl晶胞的体积实际上是4个Na+和4个Cl-共同所占的体积。由NaCl

晶胞示意图可知,1个Na+与1个Cl-共同占有的体积为V=×(2a cm)3=2a3 cm3,

由等式N A·d·V=58.5,可得N A=。

4.如图,铁有δ、γ、α三种同素异形体,三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法正确的是( )

A.γ-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个

B.α-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个

C.将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型相同

D.三种同素异形体的性质相同

【解析】选B。A项,γ-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子为12个;C项,从相同温度急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型不同;D项,同素异形体的性质不同。

二、非选择题(本题包括2小题,共30分)

5.(15分)(1)晶体硼有多种变体,但其基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体(如图),每个顶点为一个硼原子,每个三角形均为等边三角形。若此结构单

元为1个分子,则其分子式为________。

(2)冰晶石(Na 3AlF6)由两种微粒构成,冰晶石的晶胞结构如图甲所示,位于大立方体的顶点和面心,位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心,那么大立方体的体心处所代表的微粒是________ (填微粒符号)。

(3)Al单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示,其晶胞特征如图丙所示,原子

之间相互位置关系的平面图如图丁所示:

若已知Al的原子半径为d nm,N A代表阿伏加德罗常数,Al的相对原子质量为M,则一个晶胞中铝原子的数目为________个;Al晶体的密度为________g·cm-3(用字母表示)。

【解析】(1) 根据晶胞的结构图可知,每个硼原子被5个正三角形共用,每个正

三角形上有三个硼原子,所以这个基本结构单元含有硼原子的个数为=12;若此结构单元为1个分子,则其分子式为B12。

(2)该晶胞中的个数=8×+6×=4,的个数=12×+8=11,根据化学式知,冰晶石中阳离子和阴离子个数之比为3∶1,要使阳离子、阴离子个数之比为3∶1,则大立方体的体心处▽所代表的微粒是Na+。

(3)该晶胞中铝原子个数=8×+6×=4,该晶胞棱长:4d×=2d,所以晶胞

体积=(2d)3×10-21 cm3,ρ===(g·cm-3)。

答案:(1)B12(2)Na+(3)4

6.(15分)(1)金刚石的晶胞结构如图1所示,已知ZnS晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相同,若图中a为Zn2+,则S2-处于ZnS晶胞中的位置为________。

(2)石墨烯中部分碳原子被氧化后,转化为氧化石墨烯(如图2所示)。

①石墨烯转化为氧化石墨烯时,1号C与相邻碳原子间键能的变化是________(填“变大”“变小”或“不变”)。

②石墨烯具有很大的比表面积,可用于制超级电容器。若石墨烯中碳碳键的键长为a m,12 g单层石墨烯的单面理论面积约为________m2(列出计算式即可)。

【解析】(1)已知ZnS晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相同,若图中a为Zn2+,这说明锌全部位于晶胞中,共计是4个,根据化学式ZnS可知,S2-处于ZnS晶胞中的位置为顶点、面心。

(2)①石墨烯转化为氧化石墨烯时,1号C 连接的氧原子吸引电子能力较强,导致与1号碳原子相邻碳原子对电子的吸引力减小,所以1号C 与相邻碳原子间键能的变化是变小;

②单层石墨烯中含有碳原子个数=6×=2,每个六边形面积=6×(×a×a×

m2)=a2m2。12 g单层石墨烯中原子个数为N A,因此12 g单层石墨烯的单

面理论面积为×a2 m2=a2N A m2。

答案:(1)顶点、面心(2)①变小②a2N A

(30分钟50分)

一、选择题(本题包括1小题,共6分)

1.根据表中给出的几种物质的熔、沸点数据,判断下列有关说法中错误的是

( )

(注:AlCl3的熔点在2.02×105Pa条件下测定)

A.SiCl4和AlCl3都是分子晶体

B.单质B可能是原子晶体