当前位置:首页 >> 学科竞赛 >> 高中化学竞赛之晶体练习

高中化学竞赛之晶体练习


高中化学竞赛之晶体练习
一、选择题 1、氢气是重要而洁净的能源,要利用氢气作能源,必须安全有效地储 存氢气。有报道称某种合金材料有较大的储氢容量,其晶体结构的最小单 元如右图所示。则这种合金的化学式为 A.LaNi3 B.LaNi4 C.LaNi5 D.LaNi6 2、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 Ti

4 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 3、自然界中的 CaF2 又称萤石,是一种难溶于水的固体,属于典型的离子 晶体。下列实验一定能说明 CaF2 是离子晶体的是 A.CaF2 难溶于水,其水溶液的导电性极弱 B.CaF2 的熔、沸点较高,硬度较大 C.CaF2 固体不导电,但在熔化状态下可以导电 D.CaF2 在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小 4、下面图像是从 NaCl 或 CsCl 晶体结构图中分割出来的部分结构图,试判断属于 NaCl 晶体结构的是









A.图①和图③ B.图②和图③ C.只有图① D.图①和图④ 5、北京大学和中国科学院的化学工作者合作,已成功研制出碱金属与 C60 形成的球碳盐 K3C60。实验 测知该物质属于离子晶体,具有良好的超导性。下列关于 K3C60 的组成和结构的分析中正确的是 A.K3C60 中既有离子键,又有极性键 B.1mol K3C60 中含有的离子数目为 63×6.02×1023 C.该晶体在熔融状态下能导电 D.该物质的化学式可写为 KC20 6、非整数比化合物 Fe0.95O 具有 NaCl 型晶体结构,由于 n(Fe)∶n(O)<1∶1,所以晶体存在缺陷。 Fe0.95O 可表示为
3 2? 3? 2? 3? 2? 3? ? A.Fe 0 B.Fe 0 C.Fe 0 D.Fe 2 .45 Fe 0.5 O .85 Fe 0.10 O .15 Fe 0.8 O 2 Fe O - 7、由钾和氧组成的某种离子晶体中含钾的质量分数为 78/126,其阴离子只有过氧离子(O22 )和超 - 氧离子(O2 )两种。在此晶体中,过氧离子和超氧离子的物质的量之比为 A.2︰1 B.1︰1 C.1︰2 D.1︰3 + 8、右图是氯化钠晶体的结构示意图,其中,与每个 Na 距离最近且等距离的几个 - Cl 所围成的空间的构形为 A.正四面体形 B.正六面体形 C.正八面体形 D.三角锥形 9、下面图像是从 NaCl 或 CsCl 晶体结构图中分割出来的部分结构图,试判断属于 NaCl 晶体结构的是










A.①和③ B.②和③ C.①和④ D.只有① 10、冰晶石(化学式为 Na3AlF6)的结构单元如右图所示,已知冰晶石熔融时电离方 - 程式为:Na3AlF6=3Na++AlF63 。●位于大立方体顶点和面心,○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 + - - 3+ A.Na B.Al C.F D.AlF6

11、分析化学中常用 X 射线研究晶体结构,有一种蓝色晶体[可表示为:MxFey(CN)z],研究表明它的结 + + - 构特性是:Fe2 和 Fe3 分别占据立方体的顶点,自身互不相邻,而 CN 位于立方体的棱上。其晶体中的阴 离子晶胞结构如图示,下列说法不正确的是 A.该晶体是离子晶体 B.M 的离子位于上述晶胞面心,呈+2 价 + C.M 的离子位于上述晶胞体心,呈+1 价,且 M 空缺率为 50%(体心中没 + 有 M 占总体心的百分比) D.晶体的化学式可表示为 M1Fe2(CN)6,且 M 为+1 价 12、某离子晶体中晶体结构最小的重复单元如图:A 为阴离子,在正方体内,B 为阳离子,分别在顶点和面心,则该晶体的化学式为 A.B2A B.BA2 C.B7A4 D.B4A7 13、如图所示是氯化铯晶体的晶胞(晶体中最小的重复结构单元) ,已知晶体中 + 2 个最近的 Cs 离子核间距为 a cm,氯化铯(CsCl)的相对分子质量为 M,NA 为阿伏 加德罗常数,则氯化铯晶体的密度为 A. N a3 g/cm3 A
8M

B.

Ma3 g/cm3 8N A

C. N a3 g/cm3 A

M

D.

Ma3 g/cm3 NA

14、食盐晶体是由钠离子和氯离子组成,这两种离子在空间按 3 个垂直方向都是 等距离地交错排列。已知食盐的摩尔质量是 58.5 克/摩,密度是 2.2 克/厘米 3,则食 盐中相邻的钠离子核间距离的数值最接近于 - - A.3.0×10 8cm B.3.5×10 8cm - - C.4.0×10 8cm D.5.0×10 8cm 15、Na2O2、CaC2、CaH2、FeS2 均为离子化合物,前三种物质极易与水反应,下列 有关叙述中正确的是 + - A.CaC2 与水反应属于氧化还原反应 B.CaH2 在水中以 Ca2 和 H 离子形式存在 C.四种化合物晶体类型和化学键类型均相同 D.FeS2 阴离子电子式为[ ]2


16、为了确定 SbCl3、SbCl5、SnCl4 是否为离子化合物,可以进行下列实验。其中合理、可靠的是 A.观察常温下的状态。SbCl5 是苍黄色液体,SnCl4 为无色液体。结论:SbCl5 和 SnCl4 都是离子化合物 B.测定 SbCl3、SbCl5、SnCl4 的熔点依次为 73.5℃、2.8 ℃、-33℃。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4 都不 是离子化合物 C.将 SbCl3、SbCl5、SnCl4 溶解于水中,滴入 HNO3 酸化的 AgNO3 溶液,产生白色沉淀。结论:SbCl3、 SbCl5、SnCl4 都是离子化合物 D.测定 SbCl3、SbCl5、SnCl4 的水溶液,发现它们都可以导电。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4 都是离子化 合物 17、A、B、C、D 是短周期元素,它们原子的质子数依次增大,A、C、D 离子具有相同的电子层结构, 且半径依次减小。A 与 D 的化合物 X 既能与盐酸反应,又能与 NaOH 溶液反应;B、C 组 成典型的离子化合物 Y, 其晶体结构类似于 NaCl 晶体; B、 C、 D 可组成离子化合物 CmDBn, x+ 其晶体结构单元如右图所示。阳离子 C (○表示)位于正方体的棱的中点和正方体内 部(内部有 9 个○,1 个位于体心,另 8 个位于大正方体被等分为 8 个小正方体后的体 - 心) ;阴离子 DBnmx (●表示)位于该正方体的顶点和面心。则:x、m、n 的值分别为 A.1、2、3 B.1、3、6 C.1、3、4 D.1、2、5 18、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。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元) 。则下列说法正确的 是 + - A.超氧化钾的化学式为 KO2,每晶胞含有 4 个 K 和 4 个 O2 + - - + B.晶体中每个 K 周围有 8 个 O2 ,每个 O2 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,0 价氧原子与-2 价氧原子的数目比为 3︰1 19、在医院施行外科手术时,常用 HgCl2 稀溶液作为手术刀的消毒剂,已知 HgCl2 有如下性质:①HgCl2 晶体熔点较低;②HgCl2 在熔融状态下不能导电;③HgCl2 在水溶液中可发生微弱电离,下列关于 HgCl2 的叙 述正确的是 A.HgCl2 属于共价化合物 B.HgCl2 属于离子化合物 C.HgCl2 属于非电解质 D.HgCl2 属于强电解质 20、 已知下列晶体的熔点: NaCl: 801℃ AlF3: 1291℃ AlCl3: 190℃ BCl3: 107℃ Al2O3: 2045℃ CO2: -56.6℃ SiO2:1723℃ 据此判断下列说法错误的是 A.元素和铝组成的晶体中有的是离子晶体 B.以上给出的物质中只有 BCl3 和 CO2 是分子晶体 C.同族元素的氧化物可以形成不同类型的晶体 D.不同族元素的氧化物可以形成相同类型的晶体 21、目前,科学界拟合成一种“双重结构”的球形分子,即把足球烯 C60 的分子容纳在 Si60 分子中, 外面的硅原子与里面的碳原子以其价键结合,下列叙述错误的是 A.该晶体属分子晶体 B.该分子内原子间都以极性共价键相连接 C.该物质是一种新化合物 D.该物质的相对分子质量为 2400 22、有四种氯化物,它们的通式为 XCl2,其中最可能是第 IIA 族元素的氯化物是 A.白色固体,熔点低,完全溶于水,得到一种无色中性溶液,此溶液导电性差 B.绿色固体,熔点高,易被氧化,得到一种蓝绿色溶液,此溶液具有良好的导电性 C.白色固体,极易升华,如与水接触,可慢慢分解 D.白色固体,熔点较高,易溶于水,得无色中性溶液,此溶液具有良好的导电性 23、美国 Lawrece Lirermore 国家实验室(LINL)的 V·Lota·C·S·Yoo 和 H·cyrnn 成功地在高压 下将 CO2 转化具有类似 SiO2 结构的原子晶体,下列关于 CO2 的原子晶体说法,正确的是 A.在一定条件下,CO2 原子晶体转化为分子晶体是物理变化 B.CO2 的原子晶体和 CO2 分子晶体具有相同的物理性质和化学性质 C.在 CO2 的原子晶体中,每一个 C 原子周围结合 4 个 O 原子,每一个 O 原于跟两个 C 原子相结合 D.CO2 的原子晶体和分子晶体互为同分异构体 24、据报道国外有科学家用一束激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松,与此同时用一个射频电火 花喷射氮气,此时碳、氮原子结合成碳氮化合物的薄膜。据称,这种化合物比金刚石更坚硬,其原因可能 是 A.碳、氮原子构成网状晶体结构 B.碳氮键比金刚石中的碳碳键更短 C.碳、氮都是非金属元素,且位于同一期 D.碳、氮的单质的化学性质均不活泼 25、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,其化学键比金刚石更牢固 B.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 C.该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足 8 电子结构 D.该晶体与金刚石相似,都是原子间以非极性键形成空间网状结构 二、填空题 1、氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。工业上曾普遍采用高纯硅与 纯氮在 1300℃反应获得。 (1)氨化硅晶体属于 晶体;(填晶体类型) (2)已知氮化硅的晶体结构中,原子间都以单键相连,且 N 原子和 N 原子、Si 原子和 Si 原子不直接 相连,同时每个原子都满足 8 电子稳定结构。请写出氮化硅的化学式 ; (3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下,加强热发生反应,可得到较高纯度的氮化硅。反应的 化学方程式为 。





2、2004 年 7 月德俄两国化学家共同宣布,在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮,这种高聚氮的 N-N 键的键能为 160kJ/mol (N2 的键能为 942kJ/mol) , 晶体结构如图所示。 在这种晶体中, 每个氮原子的配位数为 ;按键型分类时,属于 晶体。这种固体 的可能潜在应用是 ,这是因为: 。 3、硼化镁在 39K 呈超导性,可能是人类对超导认识的新里程碑。在硼化镁晶 体的理想模型中,镁原子和硼原子是分层排布的,像维夫饼干,一层镁一层硼地相 间,下图是该晶体微观空间中取出的部分原子沿 C 轴方向的投影,白球是镁原子投 影,黑球是硼原子投影,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。 (1)由图可确定硼化镁的化学式为: (2)在图右边的方框里画出硼化镁的一个晶胞的透视图,标出该晶胞内面、棱、顶角上可能存在的 所有硼原子和镁原子(镁原子用大白球,硼原子用小黑球表示) 。

硼化镁的晶体结构示意图 4、研究离子晶体,常考察以一个离子为中心时,其周围不同距离的离子对它的吸引或排斥的静电作 用力。设氯化钠晶体中钠离子跟离它最近的氯离子之间的距离为 d,以钠离子为中心,则: (1)第二层离子有 个,离中心离子的距离为 d,它们是 离子。 + - (2)已知在晶体中 Na 离子的半径为 116pm,Cl 离子的半径为 167pm,它们在晶体中是紧密接触的。 求离子占据整个晶体空间的百分数。 (3)纳米材料的表面原子占总原子数的比例极大,这是它的许多特殊性质的原因,假设某氯化钠纳米 颗粒的大小和形状恰等于氯化钠晶胞的大小和形状,求这种纳米颗粒的表面原子占总原子数的百分比。 (4)假设某氯化钠颗粒形状为立方体,边长为氯化钠晶胞边长的 10 倍,试估算表面原子占总原子数 的百分比。 5、 2003 年 3 月日本筑波材料科学国家实验室一个研究小组发现首例带结晶水的晶体在 5K 下呈现超导 性。据报道,该晶体的化学式为 Na0.35CoO2·1.3H2O,具有??-CoO2-H2O-Na-H2O-CoO2-H2O-Na -H2O-??层状结构;在以“CoO2”为最简式表示的二维结构中,钴原子和氧原子呈周期性排列,钴原 子被 4 个氧原子包围,Co-O 键等长。 (1)钴原子的平均氧化态为 。 (2)以●代表氧原子,以●代表钴原子,画出 CoO2 层的结构,用粗线画出两种二维晶胞。 可资参考的范例是:石墨的二维晶胞是右图中用粗线围拢的平行四边形。

(3)据报道,该晶体是以 Na0.7CoO2 为起始物,先跟溴反应,然后用水洗涤而得到的。写出起始物和溴的 反应方程式。

1、 (1)原子 (2)Si3N4 (3)3SiCl4+2N2+6H2

Si3N4+12HCl

2、每个氮原子的配位数为 3 ;按键型分类时,属于原子晶体。这种固体的可能潜在应用是炸药(或 高能材料) ,这是因为:高聚氮分解成 N2 释放大量能量 3、 (1)MgB2 (2)

a = b ≠ c,c 轴向上(3 分)

4、 (1)第二层离子有 12 个,离中心离子的距离为 2d d,它们是钠 (各 1 分,总 3 分)离子。 (2)晶胞体积 V=[2×(116pm+167pm)]3=181×106pm3 离子体积 v=4x (4/3)π(116pm)3+4x (4/3)π(167pm)3=104×106 pm3 a=b≠c,c 轴向上 v/V=57.5% (1 分) (有效数字错误扣 1 分,V 和 v 的计算结果可取 4 位,其中最后 1 位为保留 数字,不扣分。 ) (3)表面原子为 8(顶角)+6(面心) +12(棱中心)=26 总原子数为 8(顶角)+6(面心)+12(棱中心)+1(体心)=27 表面原子占总原子数 26/27×100%=96 %(1 分) 注:26 和 27 均为整数值,比值 26/27 是循环小数 0.962, 取多少位小数需根据实际应用而定, 本题未明确 应用场合,无论应试者给出多少位数字都应按正确结果论。 (4)计算分两个步骤: 步骤一:计算表面原子数。可用 n=2、3 的晶胞聚合体建立模型,得出计算公式,用以计算 n=10。 例如,计算公式为: [8]+[(n-1)×12]+[n×12]+[(n-1)2×6]+[n2x6]+[(n-1)×n×2×6] 顶角 棱上棱交点 棱上棱心 面上棱交点 面上面心 面上棱心 n=10,表面原子总数为 2402 (2 分) 步骤二:计算晶胞聚合体总原子数:
n ×8+[8] ×7/8+[(n-1)×12]×3/4+[n×12]×3/4+[(n-1) ×6]/2+[n ×6]/2+[(n-1)×n×2×6]/2
3 2 2

=8000+7 + 81 + 90 + 243 + 300 + 540 =9261 (2 分) 表面原子占总原子数的百分数: (2402/9261)×100%=26% (1 分) (总 5 分) (注: 本题计算较复杂, 若应试者用其他方法估算得出的数值在 26% 左右 2 个百分点以内可得 3 分, 3 个百分点以内可得 2 分,其估算公式可不同于标准答案,但其运算应无误。本题要求作估算,故标准答 案仅取整数,取更多位数不扣分。 ) 5、 (1)+3.65(1 分;不写“+”给 0.5 分) (3)Na0.7CoO2+0.35/2Br2=Na0.35CoO2+0.35NaBr(2 分,未配平不给分。 ) (2)

(或 (画出 1 种晶胞给 6 分,画出 2 种晶胞给 9 分)





(画成不符合化学式者如:

,不是同一形状平行四边形的最小体积者以及不符合平移特征的

图形均不得分。 )


更多相关文档:
更多相关标签:
网站地图

文档资料共享网 nexoncn.com copyright ©right 2010-2020。
文档资料共享网内容来自网络,如有侵犯请联系客服。email:zhit325@126.com