1、第35讲晶体结构与性质课时集训测控导航表知识点基础能力挑战晶体与晶胞1,29,10四类晶体的组成与性质3,46,7,812综合应用511131.(2018湖南长郡中学高三模拟)下列数据是对应物质的熔点():BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO2-1072 0739208011 291190-571 723据此做出的下列判断中错误的是(B)A.铝的化合物的晶体中有的是离子晶体B.表中只有BCl3和干冰是分子晶体C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体解析:氧化铝的熔点高,属于离子晶体,A正确;BCl3、AlCl3和干冰均是分子晶
2、体,B错误;同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体,例如CO2是分子晶体,二氧化硅是原子晶体,C正确;不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体,如Al2O3和Na2O都是离子晶体。2.(2018河北唐山校级期末)有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示,有关说法正确的是(B)A.为简单立方堆积,为六方最密堆积,为体心立方堆积,为面心立方最密堆积B.每个晶胞含有的原子数分别为1个,2个,2个,4个C.晶胞中原子的配位数分别为6,8,8,12D.空间利用率的大小关系为MgF2AlF3B.晶格能:NaFNaClNaBrC.阴离子的配位数:CsClNaClCaF2D.硬度:MgOCaOBaO解析:由于r
3、(Na+)r(Mg2+)r(A),且Na+、Mg2+、A所带电荷依次增大,所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强,晶格能依次增大,故熔点依次升高。r(F-)r(Cl-)r(Br-),故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小。在CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为8、6、4。r(Mg2+)r(Ca2+)Mg2+,离子半径:Mg2+MgOCaOKCl;MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有12个。答案:(1)2体心顶点8(2)2CuH+3Cl22CuCl2+2HCl(3)F-(4)TiNMgOCaOKCl126.(2018江苏启东中学高三模拟)下列各组
4、晶体物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是(B)SiO2与SO3C3N4(硬度大,熔点高)与SiCCO2与SO2晶体氖与晶体氮NaCl与AlCl3NH4Cl与NaOHMgCl2与SiCl4A.B.C.D.解析:SiO2为原子晶体,SO3为分子晶体,错误;C3N4与SiC均是含有共价键的原子晶体,正确;CO2与SO2分子中都只含极性共价键,都属于分子晶体,正确;晶体氖与晶体氮都是分子晶体,但晶体氖中不含化学键,晶体氮的分子中含有共价键,错误;NaCl为离子晶体,AlCl3为分子晶体,错误;NH4Cl与NaOH均为离子晶体,均含有离子键和共价键,正确;MgCl2属于离子晶体,SiCl4属于分子
5、晶体,错误。7.(2018浙江杭州十四中高三模拟)下列有关说法不正确的是(C)A.水合铜离子的模型如图1所示,1个水合铜离子中有4个配位键B.CaF2晶体的晶胞如图2所示,每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2+C.H原子的电子云图如图3所示,H原子核外大多数电子在原子核附近运动D.金属铜中Cu原子堆积模型如图4,为最密堆积,每个Cu原子的配位数均为12解析:从图1可以看出水合铜离子中1个铜离子中有4个配位键,A正确;按均摊法,每个晶胞中有Ca2+:8+6=4,B正确;H原子只有1个电子,电子云中点的疏密程度表示电子出现的概率密度,C不正确;从图4中可以看出中心的铜原子的配位数为12,D正确。8.
6、(2018山西大同一中高三模拟)下列有关晶体结构的叙述中,错误的是(D)A.金刚石的网状结构中,最小的环上有6个碳原子B.分子晶体熔化时,不破坏共价键;原子晶体熔化时,破坏共价键C.在金属铜的晶体中,由于存在自由电子,因此铜能导电D.在氯化铯晶体中,每个氯离子周围最近且距离相等的氯离子有8个解析:A项,根据金刚石的晶胞结构图,可以看出最小的环上有6个碳原子,正确;B项,分子晶体熔化时只是状态发生变化,没有化学键的断裂,所以只破坏分子间作用力,原子晶体的构成微粒是原子,熔化时化学键被破坏,正确;C项,金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的,在通电条件下,电子能定向移动,所以铜能导电,正确;D项,
7、氯化铯晶胞如图所示,由图知,每个氯离子周围最近且距离相等的氯离子有6个,错误。9.(2018江西南昌二中高三模拟)有下列离子晶体空间结构示意图:为阳离子,为阴离子。以M代表阳离子,N代表阴离子,化学式为MN2的晶体结构为(B)解析:A项,阳离子数目为8+6=4,阴离子数目为1,阳离子和阴离子的数目比为41,化学式为M4N;B项,阳离子数目为4=,阴离子数目为1,阳离子和阴离子的数目比为1=12,化学式为MN2;C项,阳离子数目为3=,阴离子数目为1,阳离子和阴离子的数目比为1=38,化学式为M3N8;D项,阳离子数目为8=1,阴离子数目为1,阳离子和阴离子的数目比为11,化学式为MN。10.
8、(2018河南信阳模拟)已知CsCl晶体的密度为 g cm-3,NA为阿伏加德罗常数,相邻的两个Cs+的核间距为a cm,如图所示,则CsCl的相对分子质量可以表示为(A)A.NAa3 B.C. D.解析:该立方体中含1个Cl-,Cs+个数=8=1,根据V=知,M=VNA=a3NA,摩尔质量在数值上等于其相对分子质量,所以其相对分子质量是a3NA。11.(2018湖南株洲联考)如图为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)图所示的CaF2晶体中与Ca2+最近且等距离的F-数为,图中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻
9、的铜原子数为。(2)图所示的物质结构中最外能层已达8电子结构的原子是 ,H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为。(3)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 。(4)结合CaF2晶体的晶胞示意图,已知,两个距离最近的Ca2+核间距离为a10-8 cm,计算CaF2晶体的密度为。解析:(1)CaF2晶体中Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4,Ca2+和F-个数比为12,铜晶体中未标号的铜原子周围最紧邻的铜原子为上层1、2、3,同层的4、5、6、7、8、9,下层的10、11、12,共12个。(2)H3BO3中B原子,最外层共6个电子,H是2电子结构,只有氧原子达
10、到 8电子稳定结构。H3BO3晶体是分子晶体,相互之间通过氢键相连,每个B原子形成3个 BO 极性键,每个 O原子形成1个 OH 共价键,共6个键。(3)H3BO3晶体是分子晶体,熔点最低,熔化时克服了分子间作用力和氢键。(4)一个晶胞中实际拥有的Ca2+为8+6=4,F-为8个,晶胞顶点及六个面上的离子为Ca2+,晶胞内部的离子为F-,1个晶胞实际拥有4个“CaF2”。则CaF2晶体的密度:478 gmol-1(a10-8 cm)36.021023mol-1 g cm-3。答案:(1)812(2)O16(3)H3BO3分子间作用力和氢键(4) g cm-312.(2018华师大附中高三模拟)
11、以NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(C)A.18 g冰(图1)中含OH键数目为2NAB.28 g晶体硅(图2)中含有SiSi键数目为2NAC.44 g干冰(图3)中含有NA个晶胞结构单元D.石墨烯(图4)是碳原子单层片状新材料,12 g石墨烯中含 CC 键数目为1.5NA解析:1个水分子中含有2个OH 键,18 g冰的物质的量为1 mol,含OH 键数目为2NA,A项正确;28 g晶体硅中含有1 mol Si原子,每个硅原子与其他4个Si形成4个SiSi 键,每个硅原子形成的共价键为4=2,则1 mol单质硅含有2 mol SiSi键,B项正确;1个晶胞结构单元含有4个二氧化碳分子
12、,44 g干冰中含有晶胞结构单元个数小于NA个,C项错误;在石墨烯中,每个碳原子形成3个共价键,所以每个碳原子实际占化学键为1.5个,12 g石墨烯即1 mol所含碳碳键数目为 1.5NA,D项正确。13.(2018河北衡水中学高三模拟)第四周期的元素,如:钛(22Ti)、铁(26Fe)、砷、硒、锌等及其相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:(1)基态Ti原子中,最高能层电子的电子云轮廓形状为,与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钛不同的元素有种。(2)琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物,临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收,避免生
13、成Fe3+,从结构角度来看,Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是 。(3)SCN-可用于Fe3+的检验,其对应的酸有两种,分别为硫氰酸(HSCN)和异硫氰酸(HNCS)。写出与SCN-互为等电子体的一种微粒(分子或离子);硫氰酸分子中键和键的个数之比为 ;异硫氰酸的沸点比硫氰酸沸点高的原因是。(4) 成语“信口雌黄”中的雌黄分子式为As2S3,分子结构如图,As原子的杂化方式为,雌黄和SnCl2在盐酸中反应转化为雄黄(As4S4)和SnCl4并放出H2S气体,写出该反应方程式:。SnCl4分子的立体构型为。 (5)离子化合物CaC2的一种晶体结构如图所示。该物质的电子式: 。一个晶胞含有的键平均
14、有个。(6) 硒化锌的晶胞结构如图所示,图中x和y点所堆积的原子均 为(填元素符号);若该晶胞密度为 g cm-3,硒化锌的摩尔质量为M gmol-1。用NA代表阿伏加德罗常数的值,则晶胞参数a为nm。解析:(1)基态Ti原子的价层电子排布式为3d24s2,最高能层为第四能层,s电子云轮廓形状为球形;与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钛不同的元素有Cr 3d54s1,Cu 3d104s1,共两种。(2)从结构角度来看,Fe2+的价电子排布式是3d6,再失一个电子形成3d5半充满稳定结构,故易被氧化成Fe3+。(3)与SCN-互为等电子体的微粒有N2O、CO2、CS2、OCN
15、-等;硫氰酸(HSCN)中键和键的个数之比为23;异硫氰酸分子间可以形成氢键,故其沸点比硫氰酸沸点高。(4)雌黄分子式为As2S3,As有四对价层电子对,As原子的杂化方式为sp3;雌黄和SnCl2在盐酸中反应转化为雄黄(As4S4)和SnCl4并放出H2S气体,故其反应方程式为2As2S3+2SnCl2+4HClAs4S4+2SnCl4+2H2S;SnCl4分子的立体构型为正四面体形。(5)CaC2为离子化合物,电子式为Ca2+C2-;一个晶胞含有4个Ca2+,4个,一个中有两个键,一个晶胞含有的键平均有8个。(6)硒化锌的晶胞结构中x和y点所堆积的原子均为Zn,若该晶胞密度为 g cm-3,硒化锌的摩尔质量为M gmol-1。用NA代表阿伏加德罗常数的值,则晶胞参数a为107 nm。答案:(1)球形2(2)Fe3+的3d5半满状态更稳定(3)N2O(或CO2、CS2、OCN-)23异硫氰酸分子间含有氢键(4)sp32As2S3+2SnCl2+4HClAs4S4+2SnCl4+2H2S正四面体形(5)Ca2+C2-8(6)Zn107
