1、2-3-3晶体结构与性质一、选择题1下列有关化学键与晶体结构说法正确的是()A两种元素组成的分子中一定只有极性键B离子化合物的熔点一定比共价化合物的高C非金属元素组成的化合物一定是共价化合物D含有阴离子的化合物一定含有阳离子答案：D2下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是()ACH4SiH4GeH4SnH4BKClNaClMgCl2MgOCRbKNaLiD石墨金刚石SiO2钠答案：D3共价键、离子键和范德华力都是粒子之间的不同作用力，下列物质同时含有上述两种作用力的组合是()Na2O2SiO2石墨金刚石NaCl白磷A BC D解析：Na2O2中Na与O之间以离子键结合，O中OO以共价键
2、结合，符合条件；石墨中每一层内以碳碳键结合，层与层之间以分子间作用力结合，符合条件；白磷(P4)分子内PP以共价键结合，而P4分子之间以分子间作用力结合，也符合题意；SiO2、金刚石只有共价键，为原子晶体，NaCl中只有离子键。答案：B4(2011南京模拟)下列说法正确的是()A原子晶体中只存在非极性共价键B因为HCl的相对分子质量大于HF，所以HCl的沸点高于HFC干冰升华时，分子内共价键不会发生断裂D金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物解析：A项SiO2中存在极性键；B项HF分子间存在氢键，故HF沸点高；D项AlCl3为共价化合物。答案：C5下列判断错误的是()A熔点：Si3N
3、4NaClSiI4B沸点：NH3PH3AsH3C酸性：HClO4H2SO4H3PO4D碱性：NaOHMg(OH)2Al(OH)3解析：Si3N4、NaCl、SiI4分别为原子晶体、离子晶体和分子晶体，故熔点大小顺序为：Si3N4NaClSiI4，A项正确；NH3、PH3、AsH3均为分子晶体，且分子的组成和结构相似，由于NH3分子间存在氢键，其沸点最高，而PH3的相对分子质量小于AsH3的，因此分子间作用力PH3小于AsH3，则沸点PH3小于AsH3，B项错误；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化 物的酸性越强，由于非金属性：ClSP，故酸性：HClO4H2SO4H3PO4，C项正确；
4、元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，由于金属性：NaMgAl，故碱性：NaOHMg(OH)2Al(OH)3，D项正确。答案：B6据美国科学杂志报道，在40GPa高压下，用激光器加热到1800K，制得了具有高熔点、高硬度的二氧化碳晶体。下列关于该晶体的说法中错误的是()A该晶体属于原子晶体B该晶体易汽化，可用作制冷材料C一定条件下，该晶体可跟氢氧化钠反应D每摩尔该晶体中含4mol CO键解析：高熔点、高硬度是原子晶体的特点，故该二氧化碳晶体是原子晶体。在这种晶体内，已经不存在CO2分子，也就不存在“C=O”双键，已转化成类似SiO2的晶体结构。故该晶体中所含的只有共价单键，因
5、此1 mol该晶体中含有4mol CO键。答案：B7在NaF、NaCl、KBr、MgF2中熔点最高的是()ANaF BNaClCKBr DMgF2解析：在NaF、NaCl、KBr、MgF2中阳离子半径最小的是Mg2，电荷数最大的是Mg2，阴离子的电荷数相等，阴离子半径最小的是F，所以熔点最高的是MgF2。答案：D8下列说法正确的是()A原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表A族B主族元素X、Y能形成XY2型化合物，则X与Y的原子序数之差可能为2或5C氯化氢的沸点比氟比氢的沸点高D同主族元素形成的氧化物的晶体类型均相同解析：He原子最外层电子数为2，元素周期表副族中某些元素原子最外层电子数也是
6、2，A错；形成XY2型化合物的X、Y可以分别是A族和A族，如MgCl2，此时原子序数相差5，X、Y也可以分别是A族和A族，如CO2，此时原子序数相差2，B正确；由于HF中存在氢键，故氯化氢的沸点低于氟比氢的沸点，C错；CO2晶体是分子晶体，SiO2晶体是原子晶体，D错。答案：B9.下列关于晶体的说法一定正确的是()A分子晶体中都存在共价键BCaTiO3晶体中每个Ti4与12个O2相邻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：有些单原子的分子晶体中不存在共价键，如稀有气体构成的晶体，A错；因在晶体中Ti4位于顶点而O2位于面心，所以CaTiO3
7、晶体中每个Ti4与12个O2相邻，B正确；SiO2晶体中每个Si原子与4个O原子以共价键结合，C错；有些金属晶体比分子晶体的熔点低，如汞在常温下为液体，D错。答案：B10下图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列有关说法正确的是()A冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体B冰晶体具有空间网状结构，是原子晶体C水分子间通过HO键形成冰晶体D冰晶体熔化时，水分子之间的空隙增大解析：冰是水分子之间通过氢键结合而成的分子晶体，B、C错误；水结冰时体积膨胀，D错误。答案：A11下列有关说法不正确的是()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BCaF2晶体的晶胞
8、如图2所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2CH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Cu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：电子云是用来表示电子出现的概率，但不代表真正有一个电子在那里，C项错。答案：C12有下列离子晶体立体结构示意图：若以M代表阳离子，以N代表阴离子，则各离子晶体的组成表达式完全正确的组合是()AMNMN2MN2MNBMNMN2MN3MN4CMN2MN2MN2MNDMNMNMN2MN2解析：中M的个数为4(个)，N的个数为4(个)；中M的个数为812(个)，N的个数为424(个)；中M的个数为4(个)，N有
9、1个；中M的个数为81(个)，N有1个。答案：A13(2010浙江高考)有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X与M2具有相同的电子层结构；离子半径：Z2W；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法中，正确的是()AX、M两种元素只能形成X2M型化合物B由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低C元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体D元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂解析：本题的突破口在Y上，短周期元素形成的单质中，熔点高、硬度大的半导体材料是硅，由此可推知X、Z、W、M分别是Na、S、Cl和O元素
10、。A项钠元素和氧元素可形成Na2O和Na2O2两种化合物，不正确；B项因H2O分子间存在氢键，其相对分子质量最小，沸点却最高，不正确；C项，硅单质是原子晶体，硫单质和氯气是分子晶体，不正确；D项，氯气和臭氧都可以用作水处理中的消毒剂，正确。答案：D14(2010西南师大附中月考)通常情况下，氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构分别如下图所示：下列关于这些晶体结构和性质的叙述不正确的是()A同一主族的元素与另一相同元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构B氯化钠、氯化铯和二氧化碳的晶体都有立方的晶胞结构，它们具有相似的物理性质C二氧化碳晶体是分子晶体，其中不仅存在分子间作用力
11、，而且也存在共价键D在二氧化硅晶体中，平均每个Si原子形成4个SiO共价单键解析：SiO2和CO2的化学式相似，SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体，晶体结构不同，A项正确；二氧化碳为分子晶体，因此分子间存在分子间作用力，而分子内部碳原子和氧原子间形成共价键，氯化钠和氯化铯为离子晶体，所以物理性质不同，根据二氧化硅的结构可判断D项正确。答案：B15.纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大，这是它具有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状(如下图)相同，则这种纳米颗粒的表面粒子数占总粒子数的百分数为() A87.5% B92.9%C96.3% D100
12、%解析：在该晶胞中共含27个粒子，26个表面，1个在体心，则表面粒子数占总粒子数的百分数为100%96.3%。答案：C二、非选择题16(2012江西盟校二联，37)纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热，可用作燃料。已知A和B为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：电离能(kJ/mol)I1I2I3I4A9321 82115 39021 771B7381 4517 73310 540(1)某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图所示，该同学所画的电子排布图违背了_。(2)ACl2分子中A的杂化类型为_。(
13、3)氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C60可用作储氢材料。已知金刚石中的CC的键长为154.45 pm，C60中CC的键长为145140 pm，有同学据此认为C60的熔点高于金刚石，你认为是否正确_，并阐述理由_。(4)科学家把C60和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体。写出基态钾原子的价电子排布式_，该物质的K原子和C60分子的个数比为_。(5)继C60后，科学家又合成了Si60、N60，C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是_，NCl3分子的VSEPR模型为_。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层
14、都满足8电子稳定结构，则Si60分子中键的数目为_。解析：本题主要考查原子结构、分子结构、晶体结构的相关知识。(1)E(3s)CSi；NCl3中心原子价层电子对数为4，VSEPR模型为正四面体；Si的价电子数为4，每个硅原子只跟相邻的3个硅原子成键，且最外层满足8电子稳定结构，所以每个Si原子周围只有1个键，且2个Si原子共用1个键，所以Si60分子中键的数目为(601)30。答案：(1)能量最低原理(2)sp杂化(3)否C60为分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力，无需破坏共价键(4)4s131(5)NCSi正四面体3017(2012湖北武汉5月)有A、B、C、D、E、F六种前四周期元素，原
15、子序数依次增大且它们原子序数之和为77。A的一种核素没有中子，B、C、D三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且I1(C)I1(D)D，原子序数C小于D，则D为O，BCD与BD2互为等电子体，则B为C(碳)，E为Cr，F为Ga。(1)六种元素中电负性最大是非金属性最强的O。(2)Cr位于第四周期第B族。(3)Ga原子的电子排布式为1s22s22p63s23d104s24p1。(4)单晶硅中1个Si原子与4个Si原子相连，形成正四面体结构，GaN晶体结构与单晶硅相似。(5)N2H4与HNO2反应生成HN3和H2O(N2H4中氮元素显2价，HNO2中氮元素显3价，HN3中氮元素显价，氮元素价态向
16、中间靠拢，HN3既是氧化产物又是还原产物)。(6)H3O(H2O)3团簇粒子中H3O空间构型为三角锥形，O原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，3个H2O分子所处的位置相同，所以3个H2O分子分别与3个H原子以氢键结合。答案：(1)O(2)第四周期第B族(3)1s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p1(4)4正四面体(5)N2H4HNO2=HN32H2O(6) 18(2011山东高考)氧是地壳中含量最多的元素。(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为_个。(2)H2O分子内的OH键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为_。原因是_。(3)H可与H2O形成H3O，H3
17、O中O原子采用_杂化。H3O中HOH键角比H2O中HOH键角大，原因为_。(4)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为a gcm3，NA表示阿伏加德常数，则CaO晶胞体积为_cm3。解析：(1)氧元素基态原子的核外电子轨道表示式为：答案：(1)2 (3)sp3H2O中O原子上有2对孤电子对，H3O中O原子上只有1对孤电子对，排斥力较小(4)19(2012乌鲁木齐地区高三第二次诊断)人们在生产、生活和科研中离不开材料，下面是与材料有关的题目，请解答：(1)金属钛(22Ti)被称为航空材料，是目前继铜、铁、铝之后人类广泛使用的第四种金属。钛元素基态原子未成对电子数为_。(2)
18、不锈钢在日常生活中得以广泛应用，不锈钢中往往添加铬元素(24Cr)。写出基态铬原子的核外电子排布式：_。(3)居室装饰材料中往往含有甲醛，甲醛中碳氧原子之间含有_个键，_个键，甲醛中碳元素杂化方式为_，甲醛分子空间构型为_。(4)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如下图所示，其中是电脑芯片核心材料的序号为_，元素符号为_。(5)由C原子跟Si原子以1:1相互交替结构而形成的晶体，其晶型与晶体Si相同。两者相比熔点更高的是_(填化学式)；试从结构角度加以解释：_。解析：本题考查物质结构与性质。难度中等。Ti的4p能级上有两个电子，根据洪特规则这两个电子占据两个不同的轨道，形成两个未成对电子；书写铬的基态原子电子排布式要注意半充满状态比较稳定；甲醛的结构式为，碳氧原子间分别形成一个键一个键，故碳原子采用sp2杂化，其空间构型为平面三角形；电脑芯片的核心材料为第三周期硅元素形成的晶体硅，晶体硅为原子晶体，熔点在第三周期元素形成的单质中最高。答案：(1)2(2)1s22s22p63s23p63d54s1(或Ar3d54s1)(3)11sp2平面三角形(4)8Si(5)SiCSiC中CSi键键长比晶体SiSi键键长短，键能大
