核心素养测评 十八

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核心素养测评十八

晶体结构与性质

一、选择题(本题包括4小题，每题6分，共24分)

1.(2020年山东等级考模拟)利用反应CCl4+4Na C(金刚石)+4NaCl可实现人工合成金刚石。下列关于该反应的说法错误的是( )

A.C(金刚石)属于原子晶体

B.该反应利用了Na的强还原性

l4和C(金刚石)中的C的杂化方式相同

D.NaCl晶体中每个Cl-周围有8个Na+

【解析】选D。A.金刚石晶体：每个C与另外4个C形成共价键，构成正四面体，向空间发展成网状结构。形成的晶体为原子晶体，故A正确；B.该反应中Na由0价→+1价，作还原剂将CCl4还原，故B正确；l4和C(金刚石)中的C的杂化方式都是sp3杂化，故C正确；D.NaCl晶体：每个Na+同时吸引6个Cl-，每个Cl-同时吸引6个Na+，配位数为6，故D错误。

2.(双选)钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，结构如图所示，有关说法不正确的是( )

A.该晶体属于分子晶体

B.晶体的化学式为Ba2O2

C.该晶体晶胞结构与NaCl相似

D.与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有12个

【解析】选A、B。Ba是活泼金属，O是活泼非金属，形成的是离子化合物，A 错；根据Ba和O在晶胞的位置，晶胞中共含有Ba的个数为8×1/8+6×1/2=4，O个数为2×(12×1/4+1)=8，所以Ba与O的个数比为1∶2，该氧化物为BaO2，B错；NaCl晶胞结构也是该形状，C对；与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+为顶点和面心位置，每个晶胞中共有8×3×1/2=12个，D对。

【加固训练】

下列有关晶体结构或性质的描述不正确的是( )

A.冰中存在极性键、范德华力和氢键

B.因原子半径K>Na，故金属钾的熔点低于金属钠

C.1 mol金刚石与1 mol石墨晶体中所含的C—C键的数目相同

D.氧化镁的晶格能大于氯化钠，故其熔点高于氯化钠

【解析】选C。冰中存在极性键、范德华力和氢键，A项正确；因原子半径：K>Na，导致K的金属键不如Na强，故金属钾的熔点低于金属钠，B项正确；金刚石中每个C原子形成4个 C—C 键，1 mol C形成2 mol共价键，石墨中每个C原子与其他3个C原子形成3个 C—C键，1 mol C形成1.5 mol共价键，C项错误；氧化镁的晶格能大于氯化钠，故其熔点高于氯化钠，D项正确。

3.有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，下列有关说法正确的

是 ( )

A.①为简单立方堆积，②为六方最密堆积，③为体心立方堆积，④为面心立方最密堆积

B.每个晶胞含有的原子数分别为①1，②2，③2，④4

C.晶胞中原子的配位数分别为①6，②8，③8，④12

D.空间利用率的大小关系为①<②<③<④

【解析】选B。②为体心立方堆积，③为六方最密堆积，②与③判断有误，A项错误；每个晶胞含有的原子数分别为①8×=1，②8×+1=2，③1+8×=2，

④8×+6×=4，B项正确；晶胞③中原子的配位数应为12，其他判断正确，C 项错误；四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%，应为④=③>②>①，D项错误。

4.有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是( )

A.在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-形成正八面体

B.在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+

C.在金刚石晶体中，6个碳原子形成一个环且不在同一平面上

D.该气态团簇分子的分子式为EF或FE

【解析】选D。在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-有6个，距Cl-最近的Na+有6个，这6个离子构成一个正八面体，故A项正确；在CaF2晶胞中含有C数为8×+6×=4，故B项正确；金刚石晶体中碳原子杂化方式为sp3，6个碳原子形成一个环且不在同一平面上，故C项正确；气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子，4个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，故D项错误。

二、非选择题(本题包括2小题，共26分)

5.(12分)现有几组物质的熔点(℃)数据：

A组B组C组D组金刚石：3 550 ℃Li：181 ℃HF：-83 ℃NaCl：801 ℃硅晶体：1 410 ℃Na：98 ℃HCl：-115 ℃KCl：776 ℃硼晶体：2 300 ℃K：64 ℃HBr：-89 ℃RbCl：718 ℃

二氧化硅：1 723 ℃Rb：39 ℃HI：-51 ℃CsCl：645 ℃

据此回答下列问题：

(1)A组属于__________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是__________。

(2)B组晶体共同的物理性质是______(填序号)。

①有金属光泽②导电性③导热性④延展性

(3)C组中HF熔点反常是由于______________。

(4)D组晶体可能具有的性质是__________(填序号)。

①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电

(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为

______________。

【解析】(1)A组熔点很高，为原子晶体，是由原子通过共价键形成的。(2)B组为金属晶体，具有①②③④四条共性。(3)HF分子间含有氢键，故其熔点反常。

(4)D组属于离子晶体，具有②④两条性质。(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。

答案：(1)原子共价键(2)①②③④

(3)HF能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(4)②④

(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na+)

6.(14分)氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键。

(1)印度尼赫鲁先进科学研究中心的Datta和Pati等人借助ADF软件对一种新型环烯类储氢材料(C16S8)进行研究，从理论角度证明这种材料的分子呈平面结构(如图1)，每个杂环平面上下两侧最多可吸附10个H2分子。

①C16S8分子中C原子和S原子的杂化轨道类型分别为________、________。

②相关键长数据如表所示：

化学键C—S C S C 16S8中碳硫键