1、高考资源网（） 您身边的高考专家课时规范练17晶体结构与性质基础巩固1.下列关于晶体的结构和性质的叙述正确的是()A.分子晶体中一定含有共价键B.共价晶体中共价键越强,熔点越高C.离子晶体中含有离子键,不含有共价键D.金属阳离子只能存在于离子晶体中2.(2020四川成都月考)下列有关晶体结构的叙述中错误的是()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;共价晶体熔化时,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3.下列性质适合分子晶体的是()A.熔点为1 070 ,易溶于水,水
2、溶液导电B.熔点为3 500 ,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂C.能溶于CS2,熔点为112.8 ,沸点为444.6 D.熔点为97.82 ,质软,导电,密度为0.97 gcm-34.(2020重庆质检)下列排序不正确的是()A.熔点由高到低:NaMgAlB.硬度由大到小:金刚石碳化硅晶体硅C.晶体熔点由低到高:COKClNaClNaBrNaI5.(2020湖南长沙模拟)下面有关晶体的叙述中,不正确的是()A.金刚石的网状结构中含有由共价键形成的碳原子环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.氯化铯晶体中,每个Cs+周围紧邻8个Cl-D.干冰晶体中,每个CO2分子周
3、围紧邻12个CO2分子6.某离子晶体的晶胞如图所示。A为阴离子,在晶胞内部,B为阳离子,分别在顶点和面心,则该晶体的化学式为()A.B2AB.BA2C.B7A4D.B4A77.(2020重庆模拟)现有几组物质的熔点()数据:A组B组C组D组金刚石:3 500 Li:181 HF:-83 NaCl:801 硅晶体:1 410 Na:98 HCl:-115 KCl:776 硼晶体:2 300 K:64 HBr:-89 RbCl:718 二氧化硅:1 713 Rb:39 HI:-51 CsCl:645 据此回答下列问题:(1)A组属于晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是。(2)B组晶体共同的物理性质
4、是(填序号)。有金属光泽导电性导热性延展性(3)C组中HF熔点反常是由于。(4)D组晶体可能具有的性质是(填序号)。硬度小水溶液能导电固体能导电熔融状态能导电能力提升8.(双选)已知干冰晶胞结构中CO2分子在正方体的顶点和面心位置,晶胞中相邻最近的两个CO2分子间距为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是()A.晶胞中一个CO2分子的配位数是12B.晶胞的密度表达式是444NA(22a310-30) gcm-3C.一个晶胞中平均含6个CO2分子D.CO2分子的空间结构是直线形,中心碳原子的杂化轨道类型是sp3杂化9.(2020山东化学,4)下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论
5、述错误的是()A.键能CC键SiSi键、CH键SiH键,因此C2H6稳定性大于Si2H6B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度C.SiH4中Si的化合价为+4,CH4中C的化合价为-4,因此SiH4还原性小于CH4D.硅原子间难形成双键而碳原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成p-p 键10.(双选)下表是物质对应的熔点():BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO2-1072 0739208011 291190-571 713下列判断错误的是()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
6、的氧化物只能形成相同类型的晶体D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体11.硅酸盐与二氧化硅一样,都以硅氧四面体作为基本结构单元。硅氧四面体可以表示成,其中表示氧原子,表示硅原子。硅氧四面体通过不同方式的连接可以组成不同的多聚硅酸根离子。如图所示为某单链无限长的多聚硅酸根离子的结构,试确定该阴离子中硅原子与氧原子的个数之比为()A.12B.13C.14D.2512.碳元素的单质有多种形式,如图所示,依次是C60、石墨和金刚石的结构图:回答下列问题:(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式,它们互为。(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化轨道类型分别为、。(3)C6
7、0属于晶体,石墨属于晶体。(4)石墨晶体中,层内CC的键长为142 pm,而金刚石中CC键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在CC键间的共价键,而石墨层内的CC间不仅存在共价键,还有键。(5)金刚石晶胞含有个碳原子。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,则r=a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率(不要求计算结果)。13.(2020山东部分学校联考)导弹有神奇的命中率,这主要与其材料息息相关,镓(Ga)、锗(Ge)、硅(Si)、硒(Se)的单质及某些化合物(如砷化镓、磷化镓等)都是常用的半导体材料。回答下列问题:(1)硒常用作光敏材料,基态硒原子的核外电子排布式为Ar。(2)根据元素
8、周期律,原子半径GaAs(填“大于”或“小于”,下同),第一电离能GaAs。(3)水晶的主要成分是二氧化硅,在水晶中硅原子的配位数是。(4)GaN、GaP、GaAs都是很好的半导体材料,晶体类型与晶体硅类似,熔点如下表所示,分析其变化原因:。晶体GaNGaPGaAs熔点/1 7001 4801 238(5)GaN晶胞的结构如图1所示。已知六棱柱底边边长为a cm,阿伏加德罗常数的值为NA。GaN晶胞中镓原子采用最密堆积方式,每个镓原子周围距离最近的镓原子数目为。从GaN晶体中“分割”出的平行六面体如图2。若该平行六面体的体积为2a3 cm3,则GaN晶体的密度为 gcm-3。(用含a、NA的代
9、数式表示)拓展深化14.(2020山东济南二中线上检测)钛被誉为“21世纪的金属”,可呈现多种化合价,其中以+4价的Ti最为稳定。回答下列问题:(1)基态钛原子的价层电子轨道表示式为。(2)已知电离能:I2(Ti)=1 310 kJmol-1,I2(K)=3 051 kJmol-1。I2(Ti)MgNa,A项错误;键长越短,共价键越强,硬度越大,键长CC键CSi键碳化硅晶体硅,B项正确;一般情况下,晶体熔点的高低顺序为分子晶体离子晶体共价晶体,故熔点CO(分子晶体)KCl(离子晶体)NaClNaBrNaI,D点正确。5.B氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等的Na+共12个,每个Na+周围距离
10、相等且最近的Cl-共有6个。6.BA在正方体内,晶胞中A的个数为8;B在顶点和面心,所以1个晶胞中B的个数为818+612=4,则该晶体的化学式为BA2。7.答案(1)共价共价键(2)(3)HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多(4)解析(1)A组熔点很高,为共价晶体,是由原子通过共价键形成的。(2)B组为金属晶体,具有四条共性。(3)HF存在分子间氢键,故其熔点反常。(4)D组属于离子晶体,具有两条性质。8.AB根据干冰的晶胞结构可知,晶胞中一个CO2分子的配位数为12,故A正确;该晶胞中相邻最近的两个CO2分子间距离为apm,即晶胞面心上的二氧化碳分子和其同一面上顶点上的二氧化碳
11、之间的距离为apm,则晶胞棱长=2apm=2a10-10cm,晶胞体积=(2a10-10cm)3,该晶胞中二氧化碳分子个数为818+612=4,则晶胞密度=MNA4V=44NA4(2a10-10)3gcm-3=444NA(22a310-30)gcm-3,故B正确,C错误;二氧化碳分子是直线形分子,碳原子价层电子对数是2,根据价层电子对互斥模型判断碳原子杂化轨道类型为sp,故D错误。9.CA项,键长CC键SiSi键、CH键SiSi键、CH键SiH键,则C2H6的稳定性Si2H6;B项,金刚石与SiC均属于共价(原子)晶体,具有很高的硬度;C项,C与Si在同一主族,非金属性CSi,故CH4的还原性
12、弱于SiH4,C项错误;D项,键是p轨道肩并肩重叠形成的,由于Si的原子半径较大,p轨道重叠程度小,所以硅原子间难以形成双键。10.BC氧化铝的熔点高,属于离子晶体,A项正确;表中BCl3、AlCl3和干冰均是分子晶体,B项错误;同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体,如CO2是分子晶体,二氧化硅是共价晶体,C项错误;表中Al2O3与Na2O均是离子晶体,Na与Al位于不同主族,D项正确。11.B由单链无限长的多聚硅酸根离子的结构图可知,重复结构单元为,表示氧原子,中心黑点表示硅原子,则结构单元中硅原子个数为1,氧原子个数为2+212=3,所以该阴离子中硅原子与氧原子的个数之比为13。12.答案
13、(1)同素异形体(2)sp3sp2(3)分子混合型(4)(或大或p-p )(5)838316解析(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管都是由同种元素形成的不同单质,故它们互为同素异形体。(2)在金刚石中,每个碳原子都形成四个共价单键,故碳原子的杂化方式为sp3;石墨烯中碳原子采用sp2杂化。(3)一个“C60”就是一个分子,故C60属于分子晶体;石墨层与层之间是范德华力,而同一层中碳原子之间是共价键,故形成的晶体为混合型晶体。(4)在金刚石晶体中,碳原子之间只形成共价单键,全部为键;在石墨层内的碳原子之间既有键又有键。(5)晶胞中顶点微粒数为818=1,面心微粒数为612=3,体内微粒数为4,共
14、含有8个碳原子;晶胞内含有4个碳原子,则晶胞体对角线长度与四个碳原子直径相同,即3a=8r,r=38a;1个碳原子的体积为843r3,晶胞体积为a3,则碳原子的空间利用率为碳原子总体积晶胞体积=843r3a3=843(38a)3a3=316。13.答案(1)3d104s24p4(2)大于小于(3)4(4)原子半径NPAs,键长GaN键GaP键GaP键GaAs键,故CaN、GaP、GaAs的熔点逐渐降低(5)12842NAa3解析(1)Se是34号元素,在元素周期表中位于第4周期A族,核外电子排布式为Ar3d104s24p4。(2)根据元素周期律,Ga与As位于同一周期,镓原子序数小于As,故原
15、子半径Ga大于As,同周期从左到右第一电离能变化趋势是增大,故第一电离能Ga小于As。(3)水晶中1个硅原子结合4个氧原子,同时每个氧原子结合2个硅原子,所以水晶是以SiO4四面体向空间延伸的立体网状结构,水晶中硅原子的配位数为4。(4)原子半径NPAs,键长GaN键GaP键GaP键GaAs键,故GaN、GaP、GaAs的熔点逐渐降低。(5)根据GaN的晶胞结构及镓原子采取最密堆积方式可知,镓原子周围距离最近的镓原子数目为12。六方晶胞中原子的数目往往采用均摊法:位于晶胞顶点的原子为6个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为16;位于晶胞面心的原子为2个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为12;位于晶胞侧棱的原
16、子为3个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为13;位于晶胞体内的原子为1个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为1。GaN晶胞中镓原子个数为1216+212+3=6,氮原子个数为613+4=6,所以该晶胞化学式为Ga6N6,质量为684NAg,该六棱柱的底面为正六边形,边长为acm,底面的面积为6个边长为acm的正三角形面积之和,根据正三角形面积的计算公式,该底面的面积为634a2cm2,根据“分割”出的平行六面体(图2)及其体积可知,六棱柱的高为263acm,所以晶胞的体积为32a3cm3,密度为684NAg32a3cm3=842NAa3gcm-3。14.答案(1)(2)K+失去的是全充满的3p6电子,所需能
17、量较高,Ti+失去的是4s1电子,相对较易失去,故I2(Ti)I2(K)(3)6sp3、sp2bd(4)三者均为分子晶体,组成与结构相似,随着相对分子质量增大,分子间作用力增大,熔、沸点升高(5)TiO2+正四面体(6)331NA1010解析(1)基态钛原子有4个价电子,根据构造原理,4s能级能量较低,电子先填满4s能级,再填入3d能级;根据泡利原理和洪特规则,2个电子先填入4s能级的1个轨道,自旋相反,3d能级有5个轨道,剩余2个电子应先占据不同的轨道,且自旋平行,故答案为。(2)基态Ti+的电子排布为Ar3d24s1,再失去1个电子,4s轨道将变为全空状态,趋势较大,所需能量I2(Ti)较
18、低;基态K+的电子排布为Ne3s23p6,再失去1个电子,将破坏3p6的全充满状态,所需能量I2(K)较高。(3)由配合物的结构可知,Ti的配位数为6,甲基碳的杂化轨道类型为sp3,双键碳的杂化轨道类型为sp2。该配合物中存在配位键和共价键,故选bd。(4)TiCl4、TiBr4、TiI4的熔、沸点逐渐升高,原因是它们均为分子晶体,组成和结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔、沸点越高。(5)可用均摊法确定硫酸氧钛晶体中阳离子的化学式,每个钛原子连接2个氧原子,每个氧原子只有一半属于它,所以钛原子与氧原子的个数比=1(122)=11,则阳离子的化学式为TiO2+;硫酸氧钛的阴离子为S
19、O42-,中心原子S的价层电子对数为4+12(8-42)=4,VSEPR理论为正四面体,没有孤电子对,所以SO42-的空间结构为正四面体。(6)根据TiN的晶胞结构可知,一个TiN晶胞中,钛原子数和氮原子数均为4,m(晶胞)=m(Ti)+m(N)=4NAmol-148gmol-1+4NAmol-114gmol-1=248NAg,V(晶胞)=m(晶胞)(晶胞)=248NAggcm-3=248NAcm3,晶胞的棱长=3248NAcm3=3248NAcm=3248NA1010pm,晶胞中钛原子与氮原子的最近距离=晶胞的棱长12=3248NA1010pm12=331NA1010pm。- 8 - 版权所有高考资源网
