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PAGEPAGE9晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、選擇題1.下列各組晶體物質(zhì)中,化學(xué)鍵類型相同,晶體類型也相同的是()①二氧化硅和三氧化硫②氯化鈉和氯化氫③二氧化碳和二氧化硫④晶體硅和金剛石⑤晶體氖和晶體氮⑥硫黃和碘A.①②③ B.④⑤⑥C.③④⑥ D.①③⑤答案:C解析:①二氧化硅是原子晶體,含有共價(jià)鍵,三氧化硫?qū)儆诜肿泳w,含有共價(jià)鍵,晶體類型不同,故錯(cuò)誤;②氯化鈉屬于離子晶體,含有離子鍵,氯化氫屬于分子晶體,含有共價(jià)鍵,晶體類型和化學(xué)鍵不同,故正確;③二氧化碳屬于分子晶體,含有共價(jià)鍵,二氧化硫?qū)儆诜肿泳w,含有共價(jià)鍵、晶體類型和化學(xué)鍵類型相同,故正確④晶體硅屬于原子晶體,含有共價(jià)鍵,金剛石屬于原子晶體,含有共價(jià)鍵,晶體類型和化學(xué)鍵類型相同,故正確;⑤晶體氖屬于分子晶體,氖有單原子組成的分子,不含化學(xué)鍵,晶體氮屬于分子晶體,含有共價(jià)鍵,化學(xué)鍵類型不同,故錯(cuò)誤;⑥硫磺屬于分子晶體,含有共價(jià)鍵,碘屬于分子晶體,含有共價(jià)鍵,晶體類型和化學(xué)類型相同,故正確;綜上所述,故選項(xiàng)C正確。2.某晶體的一部分如圖所示,這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是()A.3∶9∶4 B.1∶4∶2C.2∶9∶4 D.3∶8∶4答案:B解析:選B。A粒子數(shù)為6×eq\f(1,12)=eq\f(1,2);B粒子數(shù)為6×eq\f(1,4)+3×eq\f(1,6)=2;C粒子數(shù)為1;故A、B、C粒子數(shù)之比1∶4∶2。3.下列分子晶體中,關(guān)于熔、沸點(diǎn)凹凸的敘述中,正確的是()A.Cl2>I2B.SiCl4<CCl4C.NH3>PH3D.C(CH3)4>CH3CH2CH2CH2CH3答案:C解析:選C。A、B項(xiàng)屬于無氫鍵存在的分子結(jié)構(gòu)相像的狀況,相對分子質(zhì)量大的熔、沸點(diǎn)高;C項(xiàng)屬于分子結(jié)構(gòu)相像的狀況,但存在氫鍵的熔、沸點(diǎn)高;D項(xiàng)屬于相對分子質(zhì)量相同,但分子結(jié)構(gòu)不同的狀況,支鏈少的熔、沸點(diǎn)高。4.共價(jià)鍵、金屬鍵、離子鍵和分子間作用力都是構(gòu)成物質(zhì)微粒間的不同相互作用力,則不含有上述兩種相互作用力的晶體是()A.SiO2晶體 B.CCl4晶體C.Ba(OH)2晶體 D.Na2O2晶體答案:A解析:選A。A項(xiàng),SiO2中只含共價(jià)鍵。5.鋇在氧氣中燃燒時(shí)得到一種鋇的氧化物晶體,結(jié)構(gòu)如圖所示,有關(guān)說法不正確的是()A.該晶體屬于離子晶體B.晶體的化學(xué)式為Ba2O2C.該晶體晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl相像D.與每個(gè)Ba2+距離相等且最近的Ba2+共有12個(gè)答案:B解析:Ba是活潑金屬,O是活潑非金屬形成是離子化合物,A對;依據(jù)Ba和O在晶胞的位置,晶胞中共含有Ba的個(gè)數(shù)為8×1/8+6×1/2=4,O個(gè)數(shù)為12×1/4+1=4,所以Ba與O的個(gè)數(shù)比為1:1,該氧化物為BaO,B錯(cuò);NaCl晶胞結(jié)構(gòu)也是該形態(tài),C對;與每個(gè)Ba2+距離相等且最近的Ba2+為頂點(diǎn)和面心位置,每個(gè)晶胞中含有3×1/2個(gè),每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共有,則共有8×3×1/2=12個(gè),D對,選B。6.離子晶體熔點(diǎn)的凹凸取決于晶體中晶格能的大小。推斷KCl、NaCl、CaO、BaO四種晶體熔點(diǎn)的凹凸依次是()A.KCl>NaCl>BaO>CaO B.NaCl>KCl>CaO>BaOC.CaO>BaO>NaCl>KCl D.CaO>BaO>KCl>NaCl答案:C解析:選C。離子晶體中,晶格能越大,晶體熔、沸點(diǎn)越高;離子所帶電荷總數(shù)越多,半徑越小,晶格能越大。7.金屬晶體中金屬原子有三種常見的積累方式:六方積累、面心立方積累和體心立方積累。a、b、c分別代表這三種晶胞的結(jié)構(gòu),a、b、c三種晶胞內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)比為()A.3∶2∶1 B.11∶8∶4C.9∶8∶4 D.21∶14∶9答案:A解析:選A。a中:3+2×eq\f(1,2)+12×eq\f(1,6)=6b中:8×eq\f(1,8)+6×eq\f(1,2)=4c中:8×eq\f(1,8)+1=2所以三種晶胞內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)之比為3∶2∶1。8.下列有關(guān)說法正確的是()A.ZnS晶胞中,Zn2+的配位數(shù)為4,距離Zn2+最近且等距的Zn2+有12個(gè)B.在CaF2晶胞中,F(xiàn)-實(shí)行A1型最密積累,F(xiàn)-的配位數(shù)為4C.金剛石晶體中,最小的環(huán)為12元環(huán),每個(gè)碳原子被6個(gè)環(huán)所共有D.冰晶體屬于分子晶體,其遵循密積累原理答案:A解析:A、ZnS晶包如右,一個(gè)Zn2+與四個(gè)S2-形成正四面體的結(jié)構(gòu),故Zn2+的配位數(shù)是4,一個(gè)晶胞中距離Zn2+最近且相等的Zn2+有3個(gè),依據(jù)晶體的積累可知,一個(gè)Zn2+被8個(gè)晶胞共用,且一個(gè)晶胞中每一個(gè)最短的距離的連線為兩個(gè)晶胞共用,所以符合條件的Zn2+的有3x8x1/2=12.,A正確。B、CaF2為面心立方結(jié)構(gòu),Ca2+呈立方密積累,陰離子F-填充在四面體空隙中,面心立方點(diǎn)陣對角線的1/4和3/4處,陰、陽離子的配位數(shù)分別是4和8,B錯(cuò)誤。C、金剛石晶體中最小環(huán)為六元環(huán),每個(gè)碳原子被12個(gè)環(huán)共用,C錯(cuò)誤。D、冰晶體中除了范德華力外還有氫鍵作用,由于水分子間氫鍵的方向性,導(dǎo)致冰晶體不具有分子密積累特征,晶體中有相當(dāng)大的空隙,D錯(cuò)誤。正確答案為A。9.下列說法正確的是()A.二氧化硅與二氧化碳都是共價(jià)化合物,且晶體類型相同B.氧氣生成臭氧的過程中有化學(xué)鍵的斷裂和生成C.因?yàn)榈獨(dú)獾逆I能比氧氣的鍵能大,所以氮?dú)獾姆悬c(diǎn)比氧氣的高D.硫與氖晶體均是由單原子構(gòu)成的分子晶體答案:B解析:A、二氧化硅中硅原子與氧原子形成共價(jià)鍵,二氧化碳中的碳原子與氧原子形成共價(jià)鍵,所以二者都是共價(jià)化合物,但是二氧化硅形成的是原子晶體,二氧化碳形成的是分子晶體,A錯(cuò)誤;B、全部化學(xué)反應(yīng)過程都是反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂后,重新組合成產(chǎn)物,B正確。C、N2和O2的晶體都是分子晶體,二者沸點(diǎn)的凹凸取決于分子間作用力的相對大小,與分子中共價(jià)鍵的鍵能無關(guān),C錯(cuò)誤。D、硫原子最外層沒有達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以晶體中必定通過某種形式構(gòu)成穩(wěn)定的的分子,再通過分子間作用力形成晶體,D錯(cuò)誤。正確答案B。10.(寧夏石嘴山市第三中學(xué)2025屆月考)下列晶體屬于A1型最密積累的是()A.干冰、氯化鈉、金屬銅 B.硫化鋅、金屬鎂、氮化硼C.水晶、金剛石、晶體硅 D.硫化鋅、氯化鈉、金屬鎂答案:A解析:A.干冰、氯化鈉、金屬銅為,面心立方積累即A1型,A正確。B.硫化鋅為面心立方積累即A1型、金屬鎂為A3型、氮化硼為原子晶體,不符合緊密積累原則,B錯(cuò)誤。C.水晶、金剛石、晶體硅均為原子晶體,不符合緊密積累原子,C錯(cuò)誤。 D.硫化鋅、氯化鈉為面心立方積累即A1型、金屬鎂為A3型,D錯(cuò)誤。正確答案為A。11.推斷下列物質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu),將對應(yīng)序號(hào)填在線上。①干冰晶體②;②氯化鈉晶體①;③金剛石④;④碘晶體③;⑤氟化鈣⑥;⑥鈉⑤;⑦冰晶體⑧;⑧水合銅離子⑦;⑨H3BO3晶體⑩;⑩銅晶體⑨。12.氧和鈉能夠形成化合物F,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞參數(shù)a=0.566nm,F(xiàn)的化學(xué)式為________;晶胞中氧原子的配位數(shù)為__________;列式計(jì)算晶體F的密度(g·cm-3)__________。答案:Na2O8eq\f(4x62gmol-1,0.566x10-7cm3x6.02x1023mol-1)=2.27g-3解析:O和Na能夠形成化合物F為離子化合物,陰離子位于晶胞的頂點(diǎn)和面心,陽離子位于晶胞的體心,則Na的個(gè)數(shù)為8,O的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)+6×eq\f(1,2)=4,N(Na):N(O)=2:1,則形成的化合物為Na2O,晶胞中O位于頂點(diǎn),Na位于體心,每個(gè)晶胞中有1個(gè)Na與O的距離最近,每個(gè)定點(diǎn)為8個(gè)晶胞共有,則晶胞中O原子的配位數(shù)為8,晶胞的質(zhì)量為eq\f(4x62,6.02x1023)g,晶胞的體積為(0.566×10-7)cm3,則晶體F的密度為=eq\f(4x62gmol-1,0.566x10-7cm3x6.02x1023mol-1)=2.27g-313.(1)將等徑圓球在二維空間里進(jìn)行排列,可形成密置層和非密置層。在圖1所示的半徑相等的圓球的排列中,A屬于__________層,配位數(shù)是__________;B屬于__________層,配位數(shù)是__________。(2)將非密置層一層一層地在三維空間里積累,得到如圖2所示的一種金屬晶體的晶胞,它被稱為簡潔立方積累,在這種晶體中,金屬原子的配位數(shù)是__________,平均每個(gè)晶胞所占有的原子數(shù)目是__________。(3)有資料表明,只有釙的晶體中的原子具有如圖2所示的積累方式。釙位于元素周期表的第__________周期第__________族,元素符號(hào)是__________,最外層電子排布式是_________________________________________________。答案:(1)非密置4密置6(2)61(3)六ⅥAPo6s26p414.氧化鋅(ZnO)、氮化鎵(GaN)及新型多相催化劑組成的納米材料能利用可見光分解水,生成氫氣和氧氣。(1)Zn2+基態(tài)核外電子排布式為________________________________(2)與CNO-互為等電子體的分子、離子化學(xué)式分別為_________________、________________________________________________________________________(各寫一種)(3)ZnO是兩性氧化物,能跟強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成[Zn(OH)4]2-。不考慮空間構(gòu)型,[Zn(OH)4]2-的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為_____________________________,某種ZnO晶體的晶胞如圖1所示,O2-的配位數(shù)為__________________圖1ZnO晶胞圖2GaN晶胞(4)圖2是氮化鎵的晶胞模型。其中鎵原子的雜化方式為__________雜化,N、Ga原子之間存在配位鍵,該配位鍵中供應(yīng)電子對的原子是__________。氮化鎵為立方晶胞,晶胞邊長為apm,若氮化鎵的密度為ρg·cm-3,則氮化鎵晶胞邊長的表達(dá)式a=__________pm(設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。答案:(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)(2)CO2(或N2O、CS2、BeCl2等,合理均可)Neq\o\al(-,3)(3)或8(4)sp3雜化Neq\r(3,\f(168,NA.ρ))×1010解析:(1)鋅屬于第四周期第ⅠⅠB族元素,核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2,因此Zn2+的基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10);(2)等電子體:原子總數(shù)相等,價(jià)電子總是相等微?;シQ為等電子體,CNO-中含有3個(gè)原子,價(jià)電子總數(shù)式16,CO2(或N2O、CS2、BeCl2等,合理均可)(3)鋅供應(yīng)空軌道,OH-中的O供應(yīng)孤電子對,結(jié)構(gòu)示意圖為或,離子晶體配位數(shù),是四周最近的異性離子的個(gè)數(shù),即O2-最近的AN2+有8個(gè),(4)依據(jù)晶胞,鎵有4個(gè)共價(jià)鍵,因此鎵的雜化類型為sp3,形成配位鍵,金屬供應(yīng)空軌道,非金屬供應(yīng)孤電子對,因此供應(yīng)電子對的原子是N;依據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu),Ga的個(gè)數(shù)為8×1/8+1=2,晶胞的質(zhì)量為2×84/NAg,設(shè)晶胞的邊長為apm,晶胞的體積為(a×10-10)3,依據(jù)密度的定義即a=eq\r(3,\f(168,NA.ρ))×1010。15.下圖為離子晶體空間構(gòu)型示意圖:(●陽離子,○陰離子)以M代表陽離子,以N表示陰離子,寫出各離子晶體的組成表達(dá)式:A.__________、 B.__________、C.__________。答案:MNMN3MN2解析:在A中,含M、N的個(gè)數(shù)相等,故組成為MN;在B中,含M:eq\f(1,8)×4+1=eq\f(3,2)(個(gè)),含N:eq\f(1,2)×4+2+4×eq\f(1,8)=eq\f(9,2)(個(gè)),M∶N=eq\f(3,2):eq\f(9,2)=1∶3;在C中含M:eq\f(1,8)×4=eq\f(1,2)(個(gè)),含N為1個(gè)。16.用晶體的X-射線衍射法對Cu的測定得到以下結(jié)果:Cu的晶胞為面心立方最密積累(如下圖),已知該晶體的密度為9.00g·cm-3,晶胞中該原子的配位數(shù)為__________;Cu的原子半徑為__________cm(阿伏加德羅常數(shù)為NA,要求列式計(jì)算)。答案:12eq\f(\r(2),4)eq\r(3,\f(4×64,ρ·NA))≈1.27×10-8cm。解析:設(shè)晶胞的邊長為acm,則a3·ρ·NA=4×64a=eq\r(3,\f(4×64,ρ·NA))面對角線為eq\r(2)a面對角線的eq\f(1,4)為Cu原子半徑r=eq\f(\r(2),4)eq\r(3,\f(4×64,ρ·NA))≈1.27×10-8cm。17.下圖為幾種晶體或晶胞的示意圖:請回答下列問題:(1)上述晶體中,粒子之間以共價(jià)鍵結(jié)合形成的晶體是______________________________________________________________。(2)冰、金剛石、MgO、CaCl2、干冰5種晶體的熔點(diǎn)由高到低的依次為_________________________________________________________________。(3)NaCl晶胞與MgO晶胞相同,NaCl晶體的晶格能__________(填“大于”或“小于”)MgO晶體,緣由是________________________________________。(4)每個(gè)Cu晶胞中實(shí)際占有__________個(gè)Cu原子,CaCl2晶體中Ca2+的配位數(shù)為__________。(5)冰的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于干冰,除H2O是極性分子、CO2是非極性分子外,還有一個(gè)重要的緣由是____________________________________________。答案:(1)金剛石晶體(2)金剛石>MgO>CaCl2>冰>干冰(3)小于MgO晶體中離子的電荷數(shù)大于NaCl晶體中離子電荷數(shù);且r(Mg2+)<r(Na+)、r(O2-)<r(Cl-)(4)48(5)水分子之間形成氫健解析:(2)離子晶體的熔點(diǎn)與離子半徑及離子所帶電荷數(shù)有關(guān),離子半徑越小,離子所帶電荷數(shù)越大,則離子晶體熔點(diǎn)越高。金剛石是原子晶體,熔點(diǎn)最高,冰、干冰均為分子晶體,冰中存在氫鍵,冰的熔點(diǎn)高于干冰。(4)銅晶胞實(shí)際占有銅原子數(shù)用均攤法分析,8×eq\f(1,8)+6×eq\f(1,2)=4,氯化鈣類似于氟化鈣,Ca2+的配位數(shù)為8,Cl-配位數(shù)為4。18.(2025屆四川省內(nèi)江鐵路中學(xué)高三上學(xué)期入學(xué)考試)A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素,A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型;C、D為同周期元素,C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍;D元素最外層有一個(gè)未成對電子?;卮鹣铝袉栴}:(1)四種元素中電負(fù)性最大的是__________(填元素符號(hào)),其中C原子的核外電子排布式為_________________________________________________。(2)單質(zhì)A有兩種同素異形體,其中沸點(diǎn)高的是____________(填分子式),緣由是________________;A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為__________和__________。(3)C和D反應(yīng)可生成組成比為1∶3的化合物E,E的立體構(gòu)型為____________,中心原子的雜化軌道類型為__________。(4)化合物D2A的立體構(gòu)型為__________,單質(zhì)D與潮濕的Na2CO3反應(yīng)可制備D2(5)A和B能夠形成化合物F,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞參數(shù)a=0.566nm,F(xiàn)的化學(xué)式為__
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