1、课时作业33晶体结构与性质时间：45分钟一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1下列说法正确的是(B)A分子晶体都具有分子密堆积的特征B分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高C分子晶体中，共价键键能越大，分子的熔、沸点越高D分子晶体中，分子间作用力越大，分子越稳定解析：含有氢键的分子晶体不具有分子密堆积的特征，如冰，A错误；分子晶体的熔、沸点高低与分子间作用力的大小有关，分子间作用力越大，熔、沸点越高，B正确，C错误；分子的稳定性与化学键的强弱有关，与分子间作用力的大小无关，D错误。2下表给出了几种物质的熔、沸点：NaClMgCl2SiCl4单质B熔点/801710682 300沸点/1
2、 4651 418572 500下列有关说法中错误的是(D)ASiCl4可能是分子晶体B单质B可能是原子晶体C1 500 时，NaCl可形成气态分子DMgCl2水溶液不能导电解析：由表中所给熔、沸点数据可知，SiCl4的熔、沸点最低，可能为分子晶体；单质B的熔、沸点最高，可能为原子晶体；NaCl的沸点是1 465 ，则1 500 时，NaCl可形成气态分子；MgCl2属于离子晶体，水溶液能导电。3下列有关金属晶体的堆积模型的说法正确的是(C)A金属晶体中的原子在二维平面有三种放置方式B金属晶体中非密置层在三维空间可形成两种堆积方式，其配位数都是6C镁型堆积和铜型堆积是密置层在三维空间形成的两种
3、堆积方式D金属晶体中的原子在三维空间的堆积有多种方式，其空间的利用率相同解析：金属晶体中的原子在二维平面只有密置层和非密置层两种放置方式，A错误；非密置层在三维空间可形成简单立方堆积和体心立方堆积两种堆积方式，其配位数分别是6和8，B错误；金属晶体中的原子在三维空间有四种堆积方式，其中镁型堆积和铜型堆积是密置层在三维空间形成的两种堆积方式，其空间利用率较高，C正确，D错误。4锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断正确的是(D)A该晶体属于分子晶体B该晶胞中Zn2和S2数目不相等C阳离子的配位数为6D氧化锌的晶格能大于硫化锌解析：选项A，该晶体属于离子晶体；选项B，从晶胞图分析，含有Zn
4、2的数目为864，S2位于立方体内，S2的数目为4，所以该晶胞中Zn2与S2的数目相等；选项C，在ZnS晶胞中，1个S2周围距离最近的Zn2有4个，1个Zn2周围距离最近的S2有4个，则S2的配位数为4，Zn2的配位数也为4；选项D，ZnO和ZnS中，O2的半径小于S2的半径，离子所带的电荷数相等，所以ZnO的晶格能大于ZnS。5下列有关晶胞的说法正确的是(C)A晶胞中所含粒子数即为晶体的化学式B若晶胞为六棱柱，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：A项，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，Cu原子个数为4；B
5、项，六棱柱侧棱上的粒子为3个晶胞共用；C项，如图所示顶点为6个晶胞共用；D项，晶胞内可能存在多个粒子，如NaCl晶胞。6下列有关说法正确的是(A)A物质熔、沸点的高低顺序是晶体硅氯化钠冰氖气B粒子半径由大到小的顺序是HLiHC金刚石的硬度、熔点、沸点都低于晶体硅DCO2、HCl、CF4、PCl3四种物质分子中的所有原子都满足最外层为8电子的稳定结构解析：B项中粒子半径由大到小顺序是HLiH；C项中由于金刚石的键长小于晶体硅的，所以硬度、熔点、沸点较大；D项中HCl中的H最外层不能满足8电子稳定结构。7.如图所示是CsCl晶体的晶胞(晶体中最小的重复单元)已知晶体中2个最近的Cs核间距离为a c
6、m，氯化铯的式量为M，NA为阿伏加德罗常数，则CsCl晶体的密度为(单位：g/cm3)(C)A. B.C. D.解析：因为一个晶胞的边长为a cm，则其体积为a3 cm3，故1 mol氯化铯的体积为a3 NA cm3，而1 mol氯化铯的质量为M g，故CsCl晶体的密度为 gcm3。二、非选择题8(2020江西上饶重点中学联考)已知号元素在周期表中的位置如图。试回答下列问题：(1)上述元素中属于d区的有(填编号)。(2)请根据等电子原理，写出由、两种元素组成的带有一个单位负电荷离子的电子式：CN。(3)号元素在元素周期表中的位置是第四周期第族；号原子处于基态时核外电子排布式为1s22s22p
7、63s23p63d104s1；已知元素和的电负性分别为1.9和2.5，则与形成的化合物属于共价(填“离子”或“共价”)化合物。(4)号元素原子与号元素原子形成的原子个数比为13的分子X的空间构型为三角锥形；X在与形成的化合物Y中的溶解度很大，其主要原因是水分子和氨分子间能形成氢键，且水分子和氨分子都是极性分子；X分子中中心原子为sp3杂化；X分子与号元素对应的二价阳离子形成的配离子的化学式为Cu(NH3)42。(5)号元素原子与Tl元素形成的晶体的晶胞如图所示，该物质的化学式为NaTl；若忽略原子，则此晶体中Tl的空间结构跟哪种常见物质的晶体结构一样？金刚石。已知该晶体的密度为 gcm3，阿伏
8、加德罗常数的值为NA，则该晶体中晶胞边长为1010 pm(只写计算式)。解析：本题考查元素周期表结构、电负性、分子性质和晶胞计算等。(1)d区包括第BB以及第族元素，根据题中所给元素在周期表的位置可知，位于d区的元素是。(2)C、N元素形成带一个单位负电荷的微粒是CN，和N2互为等电子体，N2的电子式为NN，则CN的电子式为CN。(3)号元素为Fe，位于第四周期第族；号元素为Cu，基态Cu原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；号元素为S，两种元素电负性差值为2.51.90.61.7，两原子间构成共价键，即该化合物为共价化合物。(4)号元素为N，号元素为H，二者形成的
9、原子个数比为13的化合物为NH3，空间构型为三角锥形；形成的化合物为H2O，NH3在水中溶解度大的原因是NH3和H2O都是极性分子，且NH3与H2O形成分子间氢键，增加NH3的溶解度；NH3中中心原子N有3个键，孤电子对数为1，价层电子对数为4，杂化类型为sp3；NH3与Cu2形成配离子，Cu2为中心离子，NH3为配体，配位数为4，则配离子的化学式为Cu(NH3)42。(5)号元素为Na，根据晶胞结构，Na位于晶胞的棱上、晶胞内部，个数为1258，Tl位于晶胞的顶点、面心和内部，个数为8648，则该物质的化学式为NaTl；Tl原子，空间构型与金刚石的结构一样；设晶胞参数为a pm，晶胞的质量为
10、 g，晶胞的体积为(a1010)3 cm3，根据密度的定义，晶胞的边长为1010 pm。9(2020福建泉州质量检测)NaCl是重要的化工原料。回答下列问题：(1)元素Na的焰色反应呈黄色。价电子被激发到相邻高能级后形成的激发态Na原子，其价电子轨道表示式为。(2)KBr具有NaCl型的晶体结构，但其熔点比NaCl低，原因是K的半径大于Na，Br的半径大于Cl，KBr中离子键更弱，晶格能较低。(3)在适当的条件下，电解NaCl水溶液可制得NaClO3。NaCl水溶液中，不存在的微粒间作用力有A(填序号)。A.离子键B极性键C配位键D氢键E范德华力ClO的几何构型为三角锥形，中心原子的杂化方式为
11、sp3。(4)NaCl晶体在50300 GPa的高压下和Cl2反应，可以形成一种新晶体，其立方晶胞如图所示(大球为Cl，小球为Na)。若A的原子坐标为(0,0,0)，B的原子坐标为(，0，)，则C的原子坐标为(1，)。晶体中，Cl构成的多面体包含20个三角形的面，与Cl紧邻的Na个数为4。已知晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为1030 gcm3(列出计算式)。解析：本题考查原子核外电子排布、焰色反应的原理、微粒间的相互作用、离子晶体的性质、原子坐标、晶胞的计算。(1)Na的焰色反应为黄色，基态Na原子的价电子排布式为3s1，当价电子被激发到相邻高能级时，价电子排布式
12、为3s03p1，其价电子轨道表示式为。(2)KBr和NaCl都是离子晶体，离子晶体的熔、沸点取决于离子键的强弱，由于钾离子的半径大于钠离子，溴离子的半径大于氯离子，因此溴化钾中离子键更弱，晶格能较低，熔、沸点比氯化钠低。(3)氯化钠溶于水后，离子键会被破坏，但水分子内的极性键、水合氢离子中的配位键、水分子间的氢键和范德华力都依然存在，因此不存在的作用力只有离子键，A项符合；在ClO中，中心原子的孤电子对数为1，成键电子对数为3，因此中心原子的杂化方式为sp3杂化，该离子的空间构型为三角锥形。(4)根据几何关系，C原子位于立方体的右侧面上，高度为立方体高度的一半，坐标应为；该晶胞中，Cl构成的多
13、面体共有12个顶点，每个顶点为5个三角形共用，每个三角形平均占用3个顶点，因此共包含20个三角形面，与Cl紧邻的Na有4个；晶胞中，Na分别位于顶点和体心，晶胞中共有812个Na,12个Cl都处于面上，晶胞中有126个Cl，因此晶胞密度1030 gcm3。10.(2020湖北荆、荆、襄、宜四地七校联考)卤素及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题：(1)光气(COCl2)是一种重要的有机中间体，在农药、医药、工程塑料、聚氨酯材料以及军事上都有许多用途。光气分子的立体构型为平面三角形，其三种元素的电负性由小到大的顺序为CClO。写出与COCl2互为等电子体的分子和离子：N2Cl2(或BF3、S
14、O3等合理答案)、CO(或NO等合理答案)(各写一种)。(2)日常生活中，看到的许多可见光，如霓虹灯，试从原子结构角度解释这一现象：原子核外电子发生跃迁，从激发态变为基态时以光的形式释放能量。(3)区分晶态二氧化硅和非晶态二氧化硅最可靠的科学方法是X射线衍射实验。(4)一种铜的溴化物晶胞结构如图所示，若将图中的Cu去掉，再把所有的Br换成Cu，得到晶体铜的晶胞结构，则晶体铜的堆积方式为面心立方最密堆积，某同学将基态铜原子的价电子错误地写为3d94s2，违背了核外电子排布规律中的洪特规则(特例)。(5)下列关于上述铜的溴化物晶胞结构说法正确的是CD(填序号)。A.该化合物的化学式为CuBr2B.
15、铜的配位数为8C.与Br紧邻的Br有12个D.由图中P点和Q点的原子坐标参数，确定R点的原子坐标参数为(，)(6)若图中P点和R点的原子核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞密度为或 gcm3(列出计算式即可)。解析：本题考查分子的空间构型、电负性、等电子体、原子光谱法、X射线衍射实验、金属原子的堆积方式、晶胞的计算。(1)光气的分子式为COCl2，结构式为，碳原子的孤电子对数为0，价层电子对数为3，则其空间结构为平面三角形；同一周期从左到右元素的电负性逐渐增大，非金属性越强，电负性越大，所以C、O、Cl三种元素的电负性由小到大的顺序为CClSiAlNa，四种元素中第一电离能最小
16、的元素是Na，故NaAlSi2O6所含元素中，第一电离能最小的元素和电负性最大的元素组成的含有两种化学键的化合物是Na2O2，其中含有共价键和离子键。(2)Cr为24号元素，基态Cr3的核外电子数为24321，核外电子排布式为Ar3d3或1s22s22p63s23p63d3。(3)KCr(C2O4)2(H2O)2中的配体为C2O和H2O；草酸根离子中每个C原子形成CO、CC和CO键，则C原子形成的键数目为3，无孤电子对，即价层电子对数为3，所以为sp2杂化；原子数相同、价电子数相同的微粒互为等电子体，则与H2O互为等电子体的离子应含有3个原子且价电子总数为8，有NH、PH等。(4)由图可知铝镍
17、合金的晶胞结构中，含Ni原子数目为1，Al原子数目为81，化学式为AlNi，每个Ni原子周围有8个Al原子，每个Al原子周围有8个Ni原子，属于体心立方堆积。a项，氟化钙中每个钙离子周围有8个氟离子，每个氟离子周围有4个钙离子；b项，金刚石为空间立体网状结构，每个C原子周围有4个C原子；c项，金属钠是体心立方堆积，钠的配位数为8，即每个钠原子周围与其距离最近的原子有8个，但钠是单质，并不是化合物；d项，氯化铯晶体中，每个铯离子周围有8个氯离子，每个氯离子周围有8个铯离子，故选d项。(5)根据晶胞结构图和均摊法可知，晶胞中含O原子数为63，Ca原子数为81，Cr原子数为1，则化学式为CaCrO3
18、；已知钙离子、氧离子半径分别为100 pm、140 pm，则晶胞的面对角线长是2(100140) pm480 pm，所以该晶胞的参数(边长)为240 pm；阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体密度的计算表达式为 gcm3；晶胞中Cr4位于O2所形成的正八面体的体心，则该正八面体的边长为240 pm240 pm。12.(2020河北衡水联考)硼及其化合物的用途非常广泛，回答下列问题。(1)下列B原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为A、D(填序号)。 (2)H3BO3是一元弱酸，可用作医用消毒剂，其水溶液呈酸性的原理为则1 mol硼酸分子中含有的共用电子对数为3.6121024(或6NA
19、)。(3)BF3可用于制造火箭的高能燃料，其分子的空间构型是平面三角形，硼原子杂化方式是sp2；BF3能与乙醚发生反应：(C2H5)2OBF3BF3O(C2H5)2，该反应能发生的原因是BF3中B原子有空轨道，O(C2H5)2中氧原子上有孤对电子，能形成配位键。(4)硼的一种化合物结构简式为OBCHCCH2，该分子中含7个键。(5)图甲为类似石墨的六方BN，图乙为立方BN。六方BN具有良好的润滑性，是因为六方BN晶体中层与层之间的作用力是较弱的范德华力，故层与层之间相对易滑动；六方BN不能像石墨一样具有导电性，其原因是六方BN的结构中没有自由移动的电子。已知立方BN的晶胞参数为0.361 5
20、nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则立方BN的密度为 gcm3(列出计算式)。解析：本题考查原子核外电子排布、电离能、杂化轨道理论、分子构型、微粒间的相互作用、晶胞的计算。(1)基态B原子具有的能量最低，激发态B原子具有的能量较高，且较高能级轨道排布的电子越多，原子具有的能量越高，故B原子能量：ABCD。(2)硼酸中B原子与三个羟基通过三对共用电子对结合，每个羟基中含有一对共用电子对，所以1 mol硼酸中含共用电子对数为6NA。(3)BF3中B原子价层电子对数3(331)3，且不含孤电子对，所以BF3为平面三角形结构；B的杂化类型为sp2；BF3能与乙醚发生反应的原因是BF3中B原子有空轨道，O(C2H5)2中氧原子上有孤对电子，能形成配位键。(4)单键属于键，双键中含有1个键，从题述结构简式中可以看出该分子中一共有7个键。(5)六方BN结构与石墨类似，六方BN晶体中层与层之间的作用力是较弱的范德华力，所以层与层之间相对易滑动，六方BN具有良好的润滑性；石墨中含有可以自由移动的电子，而六方BN的结构中没有自由移动的电子，所以六方BN不能像石墨一样具有导电性；已知立方BN的晶胞参数为0.361 5 nm，则晶胞体积为(0.361 5107)3 cm3，晶胞中B原子数目为864，N原子数目为4，则立方BN的密度为 gcm3。