1、第三讲 晶体结构与性质一、选择题1有关晶体的下列说法中正确的是()A晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B原子晶体中共价键越强，熔点越高C冰熔化时水分子中共价键发生断裂D氯化钠熔化时离子键未被破坏解析晶体中分子间作用力越大，其熔、沸点越高；分子内化学键的键能越大，分子越稳定，A错；原子晶体中共价键越强，其熔点越高，B正确；冰熔化时分子间作用力受到破坏，水分子中共价键未发生断裂，C错；氯化钠晶体熔化时离子键被破坏，D错。答案B2碳化硅SiC是一种晶体，具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列各种晶体：晶体硅硝酸钾金刚石碳化硅干冰冰，它们的来源:学科网ZXXK熔点由高到低的顺序
2、是 ()A BC D解析这些晶体属于原子晶体的有、离子晶体的有、分子晶体的有。一般来说，原子晶体的熔点离子晶体的熔点分子晶体的熔点；对于原子晶体，键长SiSiSiCCC，相应键能SiSiSiC碳化硅晶体硅。答案C3下列有关晶体的叙述中，错误的是 ()A金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子B氯化钠晶体中，每个Na周围距离相等且最近的Na共有6个C金属晶体中，以“ABCABCABC”形式的堆积称为面心立方堆积D干冰晶体中，每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子共有12个解析NaCl晶体中，Na周围最近的Na在小立方体的面对角线上，故有12个Na最近且等距离。答案
3、B4下列关于晶体的说法，一定正确的是 ()CaTiO3的晶体结构模型(图中Ca2、O2、Ti4分别位于立方体的体心、面心和顶点)A分子晶体中都存在共价键B如上图，CaTiO3晶体中每个Ti4和12个O2相紧邻CSiO2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解析稀有气体为单原子分子，晶体中不存在共价键。据图可知CaTiO3晶体中，Ti4位于晶胞的顶点，O2位于晶胞的面心，故Ti4的O2配位数为12。SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子相连。汞常温下为液态，其熔点比一般分子晶体还低。答案B5据某科学杂志报道，国外一研究所发现了一种新的球形分子，它的分子式为C
4、60Si60，其分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”，经测定其中包含C60，也有Si60结构。下列叙述正确的是 ()A该物质有很高的熔点、很大的硬度B该物质形成的晶体属分子晶体C该物质分子中Si60被包裹在C60里面D该物质的相对分子质量为1200解析由分子式及信息可知该物质为分子晶体，A错误，B正确；Si的原子半径大于C，所以Si60的体积大于C60的，C错误；相对分子质量(1228)602400，D错误。答案B6下列各项所述的数字不是6的是 ()A在NaCl晶体中，与一个Na最近的且距离相等的Cl的个数B在金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数C在二氧化硅晶体中，最小的环上的原子个数D在石墨晶
5、体的片层结构中，最小的环上的碳原子个数解析在二氧化硅晶体中，最小的环上有6个硅原子、6个氧原子。答案C7现有四种晶体的晶胞，其离子排列方式如下图所示，其中化学式不属MN型的是 ()来源:学科网解析由均摊法分析各物质的化学式分别为MN、MN3、M0.5N0.5、M4N4。答案B8. 钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的晶胞结构示意图如图所示，它的化学式是()ABaTi8O12 BBaTi4O6CBaTi2O4 DBaTiO3解析由晶胞结构示意图可知，Ba在立方体的中心，完全属于该晶胞；Ti处于立方体的8个顶点，每个Ti有属于该晶胞；O处于立方体的12
6、条棱的中点，每个O有属于该晶胞。即晶体中N(Ba)N(Ti)N(O)1(8)(12)113。答案D二、非选择题9原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。回答下列问题：(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为_，1 mol Y2X2含有键的数目为_。(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是_。(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是_。(4)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如右图所示，
7、该氯化物的化学式是_，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为_。解析该题考查物质结构中原子轨道的杂化类型、键、等电子体、氢键及晶胞等知识点。由X是形成化合物种类最多的元素知X是H；Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，可推知Y是C；根据信息可写出Z的价电子排布式，知Z是N；29号元素W是Cu。(1)Y2X2是C2H2，其结构式为CHCH，C原子采取sp杂化，1 mol C2H2中有3NA个键。(2)ZX3、YX4分别是NH3、CH4，因NH3存在分子间氢键，故NH3的沸点高。(3)Y是C，Z是N，C的氧化物CO2与N的氧化物N2O是等电子体。(4)
8、由图中晶胞知白球个数为864个，黑球个数也为4个，故Cu的氯化物中Cu与Cl原子个数比为11，其化学式是CuCl。CuCl与浓盐酸的反应为非氧化还原反应，故其生成物中Cu为1价，可由化合价代数和为零知生成物的化学式应为H2CuCl3，即可写出反应CuCl2HCl(浓)=H2CuCl3。答案(1)sp杂化3NA或36.021023个(2)NH3分子间存在氢键(3)N2O(4)CuClCuCl2HCl(浓)=H2CuCl3(或CuCl2HCl(浓)=H2CuCl3)10纯铜在工业上主要用来制造导线、电器元件等，铜能形成1和2价的化合物。回答下列问题：(1)写出基态Cu的核外电子排布式：_；C、N、
9、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是_。(2)如图是铜的某种氧化物的晶胞示意图，该氧化物的化学式为_。(3)向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，在滴加氨水至沉淀刚好全部溶解时可得到蓝色溶液，继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的Cu(NH3)4SO4H2O沉淀。该深蓝色沉淀中的NH3通过_键与中心离子Cu2结合；NH3分子中N原子的杂化方式是_；与NH3分子互为等电子体的一种微粒是_(任写一种)。(4)CuO的熔点比CuCl的熔点_(填“高”或“低”)。(5)CuO高温易转化为Cu2O，其原因是_。解析(1)铜等过渡金属原子失电子时，先失最外层电子，故基态Cu的核外电子排布式是1s2
10、2s22p63s23p63d10；N原子2p能级有3个电子处于半充满的稳定结构，失去其中一来源:学科网ZXXK个电子需要的能量大于O原子2p能级失去一个电子的能量，故第一电离能N大于O，来源:学&科&网Z&X&X&K而对于O与C，O的原子半径小于C的原子半径，故第一电离能O大于C，因此C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是N、O、C。(2)从晶胞示意图分析，含A、B两种原子的数目之比为11，故该铜的氧化物的化学式为CuO。来源:Zxxk.Com(3)Cu(NH3)4SO4H2O中NH3通过配位键与中心离子Cu2结合；NH3分子中N原子的杂化方式是sp3；与NH3分子互为等电子体的微粒有
11、H3O等。(4)氧元素的电负性比氯元素的大，与铜形成的化学键中离子键强度较大，故CuO的熔点比CuCl的熔点高。(5)CuO高温易转化为Cu2O的原因是Cu2O中Cu的d轨道为全充满状态，较稳定。答案(1)1s22s22p63s23p63d10N、O、C(2)CuO(3)配位sp3杂化H3O(4)高(5)Cu2O中Cu的d轨道为全充满状态，较稳定11主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。请回答下
12、列问题：(1)W元素原子的L层电子排布式为_，W3分子的空间构型为_。(2)X单质与水发生主要反应的化学方程式为_。(3)化合物M的化学式为_，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl。M熔点较高的原因是_。将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂，用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯。在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式有_，OCO的键角约为_。(4)X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为XYZ_。(5)含有元素Z的盐的焰色反应为_色。许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是_。解析(1)根据
13、核外电子排布规律，W为氧元素，其核外电子排布式为1s22s22p4。(2)X、Y、Z的原子序数之和为40，由原子序数依次增大，所以X的原子序数大于8，第五周期的元素原子序数大于36，所以Z只能是第四周期的元素，即X、Y、Z分别位于第二、三、四周期，X只能为F，所以Y、Z的原子序数之和为31，因为两者都为主族元素，所以Z只能为第A族或第A族中的元素，因为第四周期A族中的元素原子序数为31，Y、Z可能为Na、Ca，也可能为Mg、K，又M的熔点高，及(3)可知M为MgO，所以Y为Mg，Z为K。(3)MgO与NaCl晶体结构相同，是离子晶体，离子晶体熔点与晶格能有关；由碳酸的结构可知碳酸二甲酯的结构为
14、，CH3中的C为sp3杂化，中C采用sp2杂化，键角为120。(4)晶胞中X的个数为123，Y的个数为81，Z的个数为1，所以XYZ311。答案(1)2s22p4V形(2)2F22H2O=4HFO2(3)MgO晶格能大sp3和sp2120(4)311(5)紫激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量12下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。(1)请写出元素d的基态原子电子排布式_。(2)b元素的氧化物中b与氧元素之间的共价键类型是_。其中b原子的杂化方式是_。(3)a单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图
15、乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。若已知a的原子半径为d，NA代表阿伏加德罗常数，a的相对原子质量为M，则一个晶胞中a原子的数目为_，该晶体的密度为_(用字母表示)。解析(1)根据洪特规则的特例，d轨道半充满时更稳定，其电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2。(2)SiO2硅氧之间的共价键是“头对头”的方式，所以是键，其中Si的杂化方式是sp3杂化。(3)由分摊法计算：864；该晶胞的质量m4，该晶胞的体积V(4d)316d3，晶胞密度。 答案(1)1s22s22p63s23p63d54s1(2)键或极性共价键sp3杂化(3)4