届高考化学鲁科版大一轮复习 选修3 物质结构与.docx

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届高考化学鲁科版大一轮复习选修3物质结构与

1．有关晶体的下列说法中正确的是（　　）

A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定

B．原子晶体中共价键越强，熔点越高

C．冰熔化时水分子中共价键发生断裂

D．氯化钠熔化时离子键未被破坏

解析：

晶体中分子间作用力越大，其熔、沸点越高；分子内化学键的键能越大，分子越稳定，A错；原子晶体中共价键越强，其熔点越高，B正确；冰熔化时分子间作用力受到破坏，水分子中共价键未发生断裂，C错；氯化钠晶体熔化时离子键被破坏，D错。

答案：

B

2．下列各项所述的数字不是6的是（　　）

A．在NaCl晶体中，与一个Na＋最近的且距离相等的Cl－的个数

B．在金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数

C．在二氧化硅晶体中，最小的环上的原子个数

D．在石墨晶体的片层结构中，最小的环上的碳原子个数

解析：

在二氧化硅晶体中，最小的环上有6个硅原子、6个氧原子。

答案：

C

3．下列有关晶胞的说法正确的是（　　）

A．晶胞中所含粒子数即为晶体的化学式

B．若晶胞为平行六面体，则侧棱上的粒子为2个晶胞共用

C．若晶胞为六棱柱，顶点上的粒子为6个晶胞共用

D．晶胞中不可能存在多个粒子

解析：

晶胞中的粒子数不一定为晶体的化学式，如金属铜的晶胞中，铜原子个数为4，A错；平行六面体即立方体，侧棱上的粒子为4个晶胞共用，B错；C项正确；1个晶胞中一般都有多个粒子，D错。

答案：

C

4．下列有关性质的叙述，可能属于金属晶体的是（　　）

A．由分子间作用力结合而成，熔点低

B．固体或熔融状态易导电，熔点在1000℃左右

C．由共价键结合成网状结构，熔点高

D．固体不导电，但溶于水或熔融后能导电

解析：

固体易导电的可能是金属晶体或石墨晶体。

答案：

B

5．下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是（　　）

A．SiO2　CsCl　CBr4　CF4

B．SiO2　CsCl　CF4　CBr4

C．CsCl　SiO2　CBr4　CF4

D．CF4　CBr4　CsCl　SiO2

解析：

SiO2为原子晶体，CsCl为离子晶体，CBr4和CF4都是分子晶体。

一般来说，原子晶体的熔、沸点高于离子晶体的，离子晶体的熔、沸点高于分子晶体的，而分于晶体的熔、沸点高低主要由分子间作用力决定，一般来说，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高，同时分子晶体的熔、沸点又受氢键、分子的极性等影响。

答案：

A

6．下列关于晶体的说法一定正确的是（　　）

A．分子晶体中都存在共价键

B．CaTiO3晶体中每个Ti4＋与12个O2－相紧邻

C．SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合

D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高

解析：

由于稀有气体所形成的晶体是单原子分子所形成的，故不存在共价键，A项错；从题图中CaTiO3晶体结构模型知，立方体的每一面上，每个Ti4＋与4个O2－紧邻，即

。

从三维空间的立体结构想象，有三个这样的正方形环绕Ti4＋，即Ti4＋在晶体中与O2－紧邻的个数共有3×4＝12个，故B项正确；C项，在SiO2晶体中，每个Si与4个O以共价键相连，C项错；D项，金属Hg为金属晶体，其常温呈液态，而蔗糖为分子晶体，常温为固态，则D项错。

答案：

B

7．下列说法中正确的是（　　）

A．离子晶体中每个离子周围均吸引着6个带相反电荷的离子

B．金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子，电子定向运动

C．分子晶体的熔沸点很低，常温下都呈液态或气态

D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合

解析：

离子晶体，如CsCl，每个Cs＋周围吸引8个Cl－，故A项错误。

金属内部在不通电时也存在自由移动的电子，只不过其运动是无规则的，通电时才定向移动，B项错误；分子晶体常温下也有呈固态的，如I2、S、AlCl3等，C项错误；原子晶体是原子间通过共价键形成的空间网状结构，故D项正确。

答案：

D

8．四种元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为51；Y原子的L层p轨道中有2个电子；Z与Y原子的价层电子数相同；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4∶1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5∶1。

（1）Y、Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物a、b，它们的分子式分别是________、________；杂化轨道分别是________、________；a分子的立体结构是________。

（2）Y的最高价氧化物和Z的最高价氧化物的晶体类型分别是________晶体、________晶体。

（3）X的氧化物与Y的氧化物中，分子极性较小的是（填分子式）________。

（4）Y与Z比较，电负性较大的是________（填元素符号）。

（5）W的元素符号是________，其＋2价离子的核外电子排布式是__________________________。

解析：

由题意可以推得四种元素X、Y、Z、W分别是氢、碳、硅、锌。

（1）碳、硅分别与氢形成只含一个中心原子的共价化合物a、b的分子式分别是CH4、SiH4；杂化轨道分别是sp3、sp3；CH4分子的立体结构是正四面体。

（2）CO2和SiO2的晶体类型分别是分子晶体和原子晶体。

（3）在H2O、H2O2、CO、CO2中，只有CO2是非极性分子。

（4）C与Si比较，电负性较大的是C。

（5）Zn2＋的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d10。

答案：

（1）CH4　SiH4　sp3　sp3　正四面体

（2）分子　原子　（3）CO2

（4）C　（5）Zn　1s22s22p63s23p63d10

9．下图为CaF2、H3BO3（层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合）、金属铜三种晶体的结构示意图，请回答下列问题：

（1）图Ⅰ所示的CaF2晶体中与Ca2＋最近且等距离的F－数为________，图Ⅲ中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为________；

（2）图Ⅱ所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是________，H3BO3晶体中硼原子个数与极性键个数比为________；

（3）金属铜具有很好的延展性、导电传热性，对此现象最简单的解释是用“________”理论；

（4）三种晶体中熔点最低的是________，其晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为_______________________________________________。

解析：

本题考查了离子晶体、分子晶体和金属晶体三种不同的晶体类型，涉及配位数、化学键等知识点。

（1）从图Ⅰ面心上的一个Ca2＋可看出连接四个F－，若将旁边的晶胞画出，也应连四个F－，则一个Ca2＋连有8个F－。

铜属于面心立方最密堆积，配位数为12。

（2）H是两电子，B从图Ⅱ看，只形成三个键，应为6个电子，只有氧为8电子。

H3BO3属于分子晶体，一个B连有三个O，三个O又连有三个H，所以一个B对应6个化学键。

（3）“电子气”理论可以很好地解释金属的导电、导热和延展性等物理性质。

（4）熔点大小一般规律：

原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，金属晶体看具体情况，此题H3BO3为分子晶体，应最小，熔化时破坏分子间作用力和氢键。

答案：

（1）8　12　

（2）O　1∶6　（3）电子气　（4）H3BO3　分子间作用力、氢键

10．如图，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na＋或Cl－所处的位置。

这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。

（1）请将其中代表Na＋的圆圈涂黑（不必考虑体积大小），以完成NaCl晶体结构示意图。

（2）晶体中，在每个Na＋的周围与它最接近的且距离相等的Na＋共有________个。

（3）在NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的Na＋或Cl－为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中Cl－的个数等于________，即________（填计算式）；Na＋的个数等于________，即________（填计算式）。

（4）设NaCl的摩尔质量为Mrg·mol－1，食盐晶体的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA。

食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为________cm。

（5）晶体中在每个Na＋周围与它最近且等距离的Cl－共有________个。

解析：

（1）如图所示。

（2）从体心Na＋看，与它最接近的且距离相等的Na＋共有12个。

（3）根据离子晶体的晶胞，求阴、阳离子个数比的方法是均摊法。

由此可知，如图NaCl晶胞中，含Na＋：

8×

＋6×

＝4个；含Cl－：

12×

＋1＝4个。

（4）设Cl－与Na＋的最近距离为acm，则两个最近的Na＋间的距离为

acm，又：

·NA＝Mr。

即a＝

。

所以Na＋间的最近距离为：

·

。

（5）由图可知若Na＋在体心位置，则与它等距离且最近的Cl－在六个面的面心位置。

答案：

（1）

（2）12　（3）4　12×

＋1＝4　4　8×

＋6×

＝4（答案不惟一，只要与第1问对应即可）

（4）

·

（5）6

11．已知X、Y和Z三种元素

的原子序数之和等于48。

X的一种1∶1型氢化物分子中既有σ键又有π键。

Z是金属元素，Z的单质和化合物有广泛的用途。

已知Z的核电荷数小于28，且次外层有2个未成对电子。

工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M（M可看做一种含氧酸盐）。

M有显著的“压电性能”，应用于超声波的发生装置。

经X射线分析，M晶体的最小重复单位为正方体（如图），边长为4.03×10－10m，顶点位置为Z4＋所占，体心位置为Ba2＋所占，所有棱心位置为O2－所占。

（1）Y在周期表中位于________________；Z4＋的核外电子排布式为________________。

（2）X的该种氢化物分子构型为________________，X在该氢化物中以________________方式杂化。

X和Y形成的化合物的熔点应该________（填“高于”或“低于”）X的氢化物的熔点。

（3）①制备M的化学方程式是_________________________；

②在M晶体中，若将Z4＋置于立方体的体心，Ba2＋置于立方体的顶点，则O2－处于立方体的________________；

③在M晶体中，Z4＋的氧配位数为________；

④已知O2－半径为1.40×10－10m，则Z4＋半径为________m。

解析：

由X的一种1∶1型氢化物分子中既有σ键又有π键，可得氢化物中除含有单键外还有其他键，X应是碳，氢化物是乙炔，分子中碳原子采用sp杂化。

次外层有2个未成对电子的价电子排布式为3d24s2或3d84s2，又由于Z的核电荷数小于28，则只有3d24s2符合题意，是钛，根据X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48，可得Y的原子序数等于20，为钙。

（1）钙元素位于第4周期ⅡA族，Ti4＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6。

（2）符合条件的碳的氢化物分子为乙炔，分子中碳原子采用sp杂化。

碳和钙形成的化合物为碳化钙，其为离子化合物，熔点高于分子晶体碳的氢化物的熔点。

（3）在BaTiO3晶体中，氧位于Ti4＋的前、后、左、右、上、下，故配位数为6。

根据均摊法晶胞中Ba2＋含有8×

＝1（个），则阳离子所带电荷为4＋1×2＝6，则需要有3个O2－，O2－应处于正方体的面心，因为6×

＝3。

晶胞边长为4.03×10－10m，则2×1.40×10－10m＋2r（Ti4＋）＝4.03×10－10m，r（Ti4＋）＝6.15×10－11m。

答案：

（1）第4周期第ⅡA族　1s22s22p63s23p6

（2）直线形　sp　高于

（3）①TiO2＋BaCO3===BaTiO3＋CO2↑　②面心

③6　④6.15×10－11

12．现有四种短周期元素X、Y、Z、W，其原子序数依次增大。

又已知：

①X元素原子的价电子排布式为ns2np2，且原子半径是同族元素中最小的。

②Y元素是地壳中含量最多的元素；W元素的电负性略小于Y元素，在W原子的电子排布中，p轨道上只有1个未成对电子。

③Z元素的电离能数据见下表（kJ·mol－1）：

I1

I2

I3

I4

…

496

4562

6912

9540

…

请回答下列问题：

（1）碳原子的最外电子层的各轨道中，基态时电子通常的排布方式是________。

（2）Z2Y2的电子式为________，含有的化学键类型为________，Z2Y2为________晶体。

（3）X、Y、Z三种元素所形成的常见化合物的名称为________；XY2的结构式为________，分子的空间构型为________。

（4）X、Y、Z、W四种元素所形成的单质中，熔点最高、硬度最大的是________（填名称）；ZW晶体的熔点比XW4晶体明显高的原因是______________________________________________________________。

（5）ZW晶体的结构示意图如图所示。

已知ρ（ZW）＝2.2g·cm－3，NA＝6.02×1023mol－1，则ZW晶体中两个最近的Z离子中心间的距离约为________。

解析：

由题意可知X为C，Y为O，W为Cl，Z为Na。

答案：

（1）C　

（2）Na＋[

]2－Na＋　离子键、非极性共价键　离子　（3）碳酸钠　O===C===O　直线形　（4）金刚石　NaCl为离子晶体而CCl4为分子晶体　（5）4.0×10－8cm

13．纯铜在工业上主要用来制造导线、电器元件等，铜能形成＋1和＋2价的化合物。

（1）写出基态Cu＋的核外电子排布式：

______________________________。

（2）如图是铜的某种氧化物的晶胞示意图，该氧化物的化学式为________。

（3）向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，再滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液，继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的[Cu（NH3）4]SO4·H2O

沉淀，该物质中的NH3通过________键与中心离子Cu2＋结合，NH3分子中N原子的杂化方式是________。

与NH3分子互为等电子体的一种微粒是________。

（4）CuO的熔点比CuCl的熔点________（填“高”或“低”）。

解析：

（2）A：

4　B：

8×

＋4×

＋2×

＋1＝4，故化学式为CuO。

（4）CuO和CuCl均为离子晶体，r（O2－）

答案：

（1）1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10　

（2）CuO　（3）配位　sp3杂化　H3O＋　（4）高

14．有A、B、C、D、E、F六种元素，A是周期表中原子半径最小的元素，B是电负性最大的元素，C的2p轨道中有三个未成对的单电子，F原子核外电子数是B与C核外电子数之和，D是主族元素且与E周期，E能形成红色（或砖红色）的E2O和黑色的EO两种氧化物，D与B可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。

请回答下列问题。

（1）E元素原子基态时的电子排布式为________。

（2）A2F分子中F原子的杂化类型是________，F的氧化物FO3分子空间构型为________。

（3）CA3极易溶于水，其原因主要是_____________________________，

试判断CA3溶于水后，形成CA3·H2O的合理结构：

__________________________________________________________________________________

（填字母代号），推理依据是________________________________________。

（4）从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物的化学式为________；该离子化合物晶体的密度为ag·cm－3，则晶胞的体积是________（写出表达式即可）。

解析：

由题意可知A、B、C分别为H、F、N，故推出F是S，由题意推出E是Cu，由晶胞的结构用均摊法计算出一个晶胞中含有8个F－，同时含有4个D离子，故可判断D是第四周期＋2价的金属元素，故D是钙元素。

NH3极易溶于水的原因是能与水分子间形成氢键，根据氢键的表示方法可知b是合理的；根据密度＝m/V进行计算，应注意一个晶胞中含有4个CaF2

答案：

（1）1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1

（2）sp3　平面正三角形

（3）与水分子间形成氢键　b　一水合氨电离产生铵根离子和氢氧根

（4）CaF2