第35講　晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1、.第35講晶體構(gòu)造與性質(zhì)課時(shí)集訓(xùn)測(cè)控導(dǎo)航表知識(shí)點(diǎn)根底才能挑戰(zhàn)晶體與晶胞1,27四類晶體的組成與性質(zhì)3,46,8,912綜合應(yīng)用510,11131.以下晶體分類中正確的一組是C選項(xiàng)離子晶體原子晶體分子晶體ANaOHArSO2BH2SO4石墨SCCH3COONa水晶DBaOH2金剛石玻璃解析:A項(xiàng)中固態(tài)Ar為分子晶體;B項(xiàng)中H2SO4為分子晶體、石墨是混合型晶體;D項(xiàng)中玻璃是非晶體。2.2019·山西重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體開學(xué)考試有以下離子晶體空間構(gòu)造示意圖:為陽(yáng)離子,為陰離子。以M代表陽(yáng)離子,N代表陰離子,化學(xué)式為MN2的晶體構(gòu)造為B解析:陽(yáng)離子位于頂點(diǎn)和面心,晶胞中總共含有陽(yáng)離子數(shù)目為8&#

2、215;18+6×12=4,1個(gè)陰離子位于體心,為晶胞所獨(dú)有,故晶胞中含有的陰離子數(shù)目為1,那么陽(yáng)離子和陰離子的比值為41,化學(xué)式為M4N,故A錯(cuò)誤;有4個(gè)陽(yáng)離子位于頂點(diǎn),晶胞中平均含有陽(yáng)離子數(shù)目為4×18=12,1個(gè)陰離子位于體心,為晶胞所獨(dú)有,故晶胞中含有的陰離子數(shù)目為1,那么陽(yáng)離子和陰離子的比值為121=12,化學(xué)式為MN2,故B正確;有3個(gè)陽(yáng)離子位于頂點(diǎn),晶胞中平均含有陽(yáng)離子數(shù)目為3×18=38,1個(gè)陰離子位于體心,為晶胞所獨(dú)有,故晶胞中含有的陰離子數(shù)目為1,那么陽(yáng)離子和陰離子的比值為381=38,化學(xué)式為M3N8,故C錯(cuò)誤;有8個(gè)陽(yáng)離子位于頂點(diǎn),晶胞中平

3、均含有陽(yáng)離子數(shù)目為8×18=1,1個(gè)陰離子位于體心,為晶胞所獨(dú)有,故晶胞中含有的陰離子數(shù)目為1,那么陽(yáng)離子和陰離子的比值為11,化學(xué)式為MN,故D錯(cuò)誤。3.2019·烏魯木齊模擬下面的排序不正確的選項(xiàng)是AA.熔點(diǎn)由高到低:Na>Mg>AlB.硬度由大到小:金剛石>碳化硅>晶體硅C.晶體熔點(diǎn)由低到高:CF4<CCl4<CBr4<CI4D.晶格能由大到小:NaF>NaCl>NaBr>NaI解析:金屬離子的電荷越多、半徑越小,其熔點(diǎn)越高,那么熔點(diǎn)由高到低為Al>Mg>Na,A不正確;鍵長(zhǎng)越短,共價(jià)鍵越強(qiáng),硬度

4、越大,鍵長(zhǎng)CC<CSi<SiSi,那么硬度由大到小為金剛石>碳化硅>晶體硅,B正確;組成和構(gòu)造相似的分子,相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大,晶體的熔點(diǎn)越高,那么晶體熔點(diǎn)由低到高順序?yàn)镃F4<CCl4<CBr4<CI4,C正確;電荷一樣的離子,離子半徑越小,晶格能越大,F、Cl、Br、I的離子半徑由小到大,那么晶格能:NaF>NaCl>NaBr>NaI,D正確。4.2019·廣東東莞月考關(guān)于晶體的以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是DA.只要含有金屬陽(yáng)離子的晶體就一定是離子晶體B.離子晶體中一定含金屬陽(yáng)離子C.在共價(jià)化合物分子中各原子都形成8電

5、子構(gòu)造D.分子晶體的熔點(diǎn)不一定比金屬晶體熔點(diǎn)低解析:金屬晶體由金屬陽(yáng)離子和電子構(gòu)成,所以只要含有金屬陽(yáng)離子的晶體不一定是離子晶體,故A錯(cuò)誤;離子晶體不一定由金屬元素組成,如銨鹽等,故B錯(cuò)誤;共價(jià)化合物分子中各原子最外層電子不一定為8電子構(gòu)造,如HCl等,故C錯(cuò)誤;Hg為金屬,但常溫下為液體,而S在常溫下為固體,故D正確。5.現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)數(shù)據(jù):A組B組C組D組金剛石:3 550Li:181HF:-83NaCl硅晶體:1 410Na:98HCl:-115KCl硼晶體:2 300K:64HBr:-89RbCl二氧化硅:1 732Rb:39HI:-51MgO:2 800據(jù)此答復(fù)以下問(wèn)題:1由表格

6、可知,A組熔點(diǎn)普遍偏高,據(jù)此答復(fù):A組屬于 晶體,其熔化時(shí)抑制的粒子間的作用力是; 硅的熔點(diǎn)低于二氧化硅,是由于 ; 硼晶體的硬度與硅晶體相比: 。 2B組晶體中存在的作用力是,其共同的物理性質(zhì)是填序號(hào),可以用理論解釋。 有金屬光澤導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性3C組中HF熔點(diǎn)反常是由于 。 4D組晶體可能具有的性質(zhì)是填序號(hào)。 硬度小水溶液能導(dǎo)電固體能導(dǎo)電熔融狀態(tài)能導(dǎo)電5D組晶體中NaCl、KCl、RbCl的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?MgO晶體的熔點(diǎn)高于三者,其原因解釋為 解析:1A組由非金屬元素組成,熔點(diǎn)最高,屬于原子晶體,熔化時(shí)需破壞共

7、價(jià)鍵。由共價(jià)鍵形成的原子晶體中,原子半徑小的鍵長(zhǎng)短,鍵能大,晶體的熔、沸點(diǎn)高,硬度大。2B組都是金屬,存在金屬鍵,具有金屬晶體的性質(zhì),可以用電子氣理論解釋相關(guān)物理性質(zhì)。3C組鹵化氫晶體屬于分子晶體,HF熔點(diǎn)高是由于分子之間形成氫鍵。4D組是離子化合物,熔點(diǎn)高,具有離子晶體的性質(zhì)。5晶格能與離子電荷數(shù)和離子半徑有關(guān),電荷越多,半徑越小,晶格能越大,晶體熔點(diǎn)越高。答案:1原子共價(jià)鍵SiSi鍵能小于SiO鍵能硼晶體大于硅晶體2金屬鍵電子氣3HF分子間能形成氫鍵,其熔化時(shí)需要消耗的能量更多只要答出HF分子間能形成氫鍵即可45NaCl>KCl>RbClMgO晶體為離子晶體,離子所帶電荷數(shù)較多

8、,半徑較小,晶格能較大,熔點(diǎn)較高6.根據(jù)以下構(gòu)造示意圖,判斷以下說(shuō)法中不正確的選項(xiàng)是CA.在CsCl晶體中,距Cs+最近的Cl-有8個(gè)B.在CaF2晶體中,Ca2+周圍間隔 最近的F-有8個(gè)C.在SiO2晶體中,每個(gè)晶胞中含有4個(gè)Si和8個(gè)OD.在SiO2晶體中,最小環(huán)上有12個(gè)原子解析:在CsCl晶體中,每個(gè)Cs+周圍與其間隔 最近的Cl-有8個(gè),A正確;在CaF2晶體中,每個(gè)Ca2+被8個(gè)F-所包圍,B正確;在二氧化硅晶胞中有8個(gè)Si位于立方晶胞的8個(gè)頂角,有6個(gè)Si位于晶胞的6個(gè)面心,還有4個(gè)Si與16個(gè)O在晶胞內(nèi)構(gòu)成4個(gè)硅氧四面體,所以每個(gè)晶胞含有8個(gè)Si和16個(gè)O,C不正確;在SiO

9、2晶體中,最小環(huán)上有6個(gè)Si和6個(gè)O,D正確。7.氮氧化鋁AlON屬原子晶體,是一種超強(qiáng)透明材料。以下描繪中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是DA.AlON和石英的化學(xué)鍵類型一樣B.AlON和石英晶體類型一樣C.AlON和Al2O3的化學(xué)鍵類型不同D.AlON和Al2O3晶體類型一樣解析:AlON與石英SiO2均為原子晶體,所含化學(xué)鍵均為共價(jià)鍵,A、B正確;Al2O3是離子晶體,晶體中含離子鍵,不含共價(jià)鍵,C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.下面有關(guān)晶體的表達(dá)中,錯(cuò)誤的選項(xiàng)是AA.白磷晶體中,分子之間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合B.金剛石的網(wǎng)狀構(gòu)造中,由共價(jià)鍵形成的最小碳環(huán)上有6個(gè)碳原子C.在NaCl晶體中每個(gè)Na+或Cl-周圍都緊鄰6個(gè)C

10、l-或Na+D.離子晶體在熔化時(shí),離子鍵被破壞,而分子晶體熔化時(shí),化學(xué)鍵不被破壞解析:白磷晶體為分子晶體,分子之間通過(guò)范德華力結(jié)合,A錯(cuò)誤;金剛石的網(wǎng)狀構(gòu)造中,由共價(jià)鍵形成的最小碳環(huán)上有6個(gè)碳原子,B正確;在NaCl晶體中每個(gè)Na+或Cl-周圍都緊鄰6個(gè)Cl-或Na+,C正確;離子晶體在熔化時(shí),離子鍵被破壞,而分子晶體熔化時(shí),分子間作用力被破壞,化學(xué)鍵不被破壞,D正確。9.導(dǎo)學(xué)號(hào) 96656235有一種藍(lán)色晶體可表示為 MxFeyCN6,經(jīng)X射線研究發(fā)現(xiàn),它的構(gòu)造特征是Fe3+和Fe2+互相占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn),而CN-位于立方體的棱上。其晶體中陰離子的最小構(gòu)造單元如下圖。以下說(shuō)法不正確的

11、選項(xiàng)是CA.該晶體的化學(xué)式為MFe2CN6B.該晶體屬于離子晶體,M呈+1價(jià)C.該晶體屬于離子晶體,M呈+2價(jià)D.晶體中與每個(gè)Fe3+間隔 最近且等間隔 的CN-為6個(gè)解析:由圖可推出晶體中陰離子的最小構(gòu)造單元中含F(xiàn)e2+個(gè)數(shù)為4×18=12,同樣可推出含F(xiàn)e3+個(gè)數(shù)也為12,CN-為12×14=3,因此陰離子為Fe2CN6-,那么該晶體的化學(xué)式只能為MFe2CN6,由陰、陽(yáng)離子形成的晶體為離子晶體,M的化合價(jià)為+1價(jià),故A、B項(xiàng)正確;由圖可看出與每個(gè)Fe3+間隔 最近且等間隔 的CN-為6個(gè),D正確。10.導(dǎo)學(xué)號(hào) 16972283鐵有如下、三種晶體構(gòu)造,三種晶體在不同溫度

12、下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是AA.、三種晶體互為同分異構(gòu)體B.Fe晶體中與每個(gè)鐵原子等間隔 且最近的鐵原子有6個(gè)C.將鐵加熱到1 500 分別急速冷卻和緩慢冷卻,得到的晶體類型不同,化學(xué)性質(zhì)一樣D.Fe晶體為面心立方最密堆積解析:Fe的、三種晶體構(gòu)造不同,屬于同素異形體,不是同分異構(gòu)體,故A不正確;Fe晶體中與每個(gè)鐵原子間隔 相等且最近的鐵原子是相鄰頂點(diǎn)上鐵原子,與每個(gè)鐵原子等間隔 且最近的鐵原子同層有4個(gè),上、下層各1個(gè),故共有6個(gè),故B正確;急速冷卻和緩慢冷卻,得到的晶體類型不同,構(gòu)造不同,物理性質(zhì)不同,但化學(xué)性質(zhì)一樣,故C正確;-Fe晶體中Fe原子處于頂點(diǎn)與面心,屬于面心立方最密

13、堆積,故D正確。11.2019·河北三市聯(lián)考在一定條件下,金屬互相化合形成的化合物稱為金屬互化物,如Cu9Al4、Cu5Zn8等。1某金屬互化物具有自范性,原子在三維空間里呈周期性有序排列,該金屬互化物屬于填“晶體或“非晶體。 2基態(tài)銅原子有個(gè)未成對(duì)電子;在CuSO4溶液中參加過(guò)量氨水,充分反響后參加少量乙醇,析出一種深藍(lán)色晶體,該晶體的化學(xué)式為,其所含化學(xué)鍵有,乙醇分子中C原子的雜化軌道類型為。 3銅能與類鹵素SCN2反響生成CuSCN2,1 molSCN2分子中含有鍵的數(shù)目為。SCN2對(duì)應(yīng)的酸有硫氰酸HSCN、異硫氰酸HNCS兩種。理論上前者沸點(diǎn)低于后者,其原

14、因是  4ZnS的晶胞構(gòu)造如圖1所示,在ZnS晶胞中,S2-的配位數(shù)為。 5銅與金形成的金屬互化物的晶胞構(gòu)造如圖2所示,其晶胞邊長(zhǎng)為a nm,該金屬互化物的密度為 g·cm-3用含a、NA的代數(shù)式表示。 解析:1晶體中原子呈周期性有序排列,有自范性,而非晶體中原子排列相對(duì)無(wú)序,無(wú)自范性,題述金屬互化物屬于晶體。2基態(tài)銅原子的電子排布式為Ar3d104s1,有1個(gè)未成對(duì)電子;得到的深藍(lán)色晶體為CuNH34SO4,CuNH34SO4中含有離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵。乙醇分子中C原子的雜化軌道類型為sp3。3類鹵素SCN2的構(gòu)造式為NCSSCN,1 mol SCN

15、2中含鍵的數(shù)目為5NA。異硫氰酸HNCS分子中N原子上連接有H原子,分子間能形成氫鍵,故沸點(diǎn)高。4根據(jù)題中圖1知,間隔 Zn2+最近的S2-有4個(gè),即Zn2+的配位數(shù)為4,而ZnS中Zn2+與S2-個(gè)數(shù)比為11,故S2-的配位數(shù)也為4。5根據(jù)均攤法,銅與金形成的金屬互化物晶胞中Cu的個(gè)數(shù)為6×12=3,Au的個(gè)數(shù)為8×18=1,該金屬互化物的化學(xué)式為Cu3Au,該金屬互化物的密度為1NA×3×64+1×197(a×10-7)3 g·cm-3=3.89×1023a3NA g·cm-3。答案:1晶體21CuN

16、H34SO4共價(jià)鍵、離子鍵、配位鍵sp335NA異硫氰酸分子間可形成氫鍵,而硫氰酸不能4453.89×1023a3NA或其他合理答案12.2019·河北衡水模擬CaC2晶體的晶胞構(gòu)造與NaCl晶體的相似如下圖,但CaC2晶體中由于啞鈴形的C22-存在,使晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)。以下關(guān)于CaC2晶體的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是CA.1個(gè)Ca2+周圍間隔 最近且等間隔 的C22-數(shù)目為6B.該晶體中的陰離子與F2是等電子體C.6.4 g CaC2晶體中含陰離子0.1 molD.與每個(gè)Ca2+間隔 相等且最近的Ca2+共有12個(gè)解析:根據(jù)晶胞示意圖可以看出,晶胞的一個(gè)平面的長(zhǎng)與寬不相等,再由

17、圖中體心可知,1個(gè)Ca2+周圍間隔 最近的C22-有4個(gè),而不是6個(gè),A錯(cuò)誤;C22-含電子數(shù)為2×6+2=14,F2的電子數(shù)為18,兩者電子數(shù)不同,不是等電子體,B錯(cuò)誤;6.4 g CaC2為0.1 mol,那么含陰離子0.1 mol,C正確;與每個(gè)Ca2+間隔 相等且最近的Ca2+為4個(gè),D錯(cuò)誤。13.導(dǎo)學(xué)號(hào) 96656236銅及其化合物具有廣泛的應(yīng)用。答復(fù)以下問(wèn)題:1CuSO4和CuNO32中陽(yáng)離子的基態(tài)核外電子排布式為,S、O、N三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)椤?#160;2CuNO32溶液中通入足量NH3能生成配合物 CuNH34NO32。其中NH3中心原子的雜化軌道

18、類型為 ,CuNH34NO32屬于晶體。 3CuSO4溶液中參加過(guò)量KCN能生成配離子 CuCN42-,1 mol CN-中含有的鍵數(shù)目為。與CN-互為等電子體的離子有寫出一種即可。 4CuSO4的熔點(diǎn)為560 ,CuNO32的熔點(diǎn)為115 ,CuSO4熔點(diǎn)更高的原因可能是  5Cu2O晶胞構(gòu)造如下圖:該晶胞原子坐標(biāo)參數(shù)A為0,0,0;B為1,0,0;c為12,12,12。那么D原子的坐標(biāo)參數(shù)為,它代表原子填元素符號(hào)。 6金屬銅是面心立方最密堆積方式,那么晶體中銅原子的配位數(shù)是,該晶胞中Cu原子的空間利用率是。 解析:1CuSO4、和CuNO32中陽(yáng)離子都是Cu2+,其基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9;非金屬性越強(qiáng),第一電離能越大,但是氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態(tài),穩(wěn)定性強(qiáng),那么S、O、N三種元素的第一電離能由大到小的順序是N>O>