【步步高】2014届高三化学一轮总复习 第十二章 第3讲 晶体结构与性质 新人教版

1 第第 3 3 讲讲 晶体结构与性质晶体结构与性质 考纲要求 1 理解离子键的形成 能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质 2 了解原子晶体的特征 能描述金刚石 二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系 3 理 解金属键的含义 能用金属键理论解释金属的一些物理性质 4 了解分子晶体与原子晶 体 离子晶体 金属晶体的构成微粒 微粒间作用力的区别 考点一 晶体常识 1 晶体与非晶体 晶体非晶体 结构特征结构微粒周期性有序排列结构微粒无序排列 自范性 有 无 熔点固定不固定 性质特 征 异同表现各向异性各向同性 间接方法看是否有固定的熔点二者区 别方法科学方法对固体进行 X 射线衍射实验 2 得到晶体的途径 1 熔融态物质凝固 2 气态物质冷却不经液态直接凝固 凝华 3 溶质从溶液中析出 3 晶胞 1 概念 描述晶体结构的基本单元 2 晶体中晶胞的排列 无隙并置 无隙 相邻晶胞之间没有任何间隙 并置 所有晶胞平行排列 取向相同 4 晶格能 1 定义 2 气态离子形成 1 摩离子晶体释放的能量 通常取正值 单位 kJ mol 1 2 影响因素 离子所带电荷数 离子所带电荷数越多 晶格能越大 离子的半径 离子的半径越小 晶格能越大 3 与离子晶体性质的关系 晶格能越大 形成的离子晶体越稳定 且熔点越高 硬度越大 深度思考 1 判断下列叙述是否正确 1 固态物质一定是晶体 2 冰和固体碘晶体中相互作用力相同 3 晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列 4 凡有规则外形的固体一定是晶体 答案 1 2 3 4 2 1 立方晶胞中 顶点 棱边 面心依次被多少个晶胞共用 答案 立方晶胞中 顶点 棱边 面心依次被 8 4 2 个晶胞共用 2 六棱柱晶胞中 顶点 侧棱 底面上的棱 面心依次被多少个晶胞共用 答案 六棱柱晶胞中 顶点 侧棱 底面上的棱 面心依次被 6 3 4 2 个晶胞共 用 题组一 晶胞中原子个数的计算 1 如图是甲 乙 丙三种晶体的晶胞 则甲晶体中x与y的个数比是 乙中 a与b的个数比是 丙中一个晶胞中有 个c离子和 个d 离子 答案 2 1 1 1 4 4 解析 甲中N x N y 1 4 2 1 乙中N a N b 1 8 1 1 1 8 1 8 丙中N c 12 1 4 N d 8 6 4 1 4 1 8 1 2 2 下图为离子晶体空间构型示意图 阳离子 阴离子 以 M 代表阳离子 以 N 表 3 示阴离子 写出各离子晶体的组成表达式 A B C 答案 MN MN3 MN2 解析 在 A 中 含 M N 的个数相等 故组成为 MN 在 B 中 含 M 4 1 个 1 8 3 2 含 N 4 2 4 个 M N 1 3 在 C 中含 M 4 个 含 1 2 1 8 9 2 3 2 9 2 1 8 1 2 N 为 1 个 题组二 晶体的密度及微粒间距离的计算 3 某离子晶体的晶胞结构如图所示 X 位于立方体的顶点 Y 位于立方体的中 心 试分析 1 晶体中每个 Y 同时吸引 个 X 2 该晶体的化学式为 3 设该晶体的摩尔质量为M g mol 1 晶体的密度为 g cm 3 阿伏 加德罗常数的值为NA 则晶体中两个距离最近的 X 之间的距离为 cm 答案 1 4 2 XY2或 Y2X 3 2 3 M 2 NA 解析 1 从晶胞结构图中可直接看出 每个 Y 同时吸引 4 个 X 2 在晶胞中 平均包含 X 4 平均包含 Y 1 所以在晶体中 X 和 Y 的个数 1 8 1 2 之比为 1 2 晶体的化学式为 XY2或 Y2X 3 摩尔质量是指单位物质的量的物质的质量 数值上等于该物质的相对分子 或原 子 质量 由题意知 该晶胞中含有 1 2 个 XY2或 Y2X 设晶胞的边长为a cm 则有 a3NA M a 则晶体中两个距离最近的 X 之间的距离为 cm 1 2 3 M 2 NA2 3 M 2 NA 4 镧镍合金 铜钙合金及铈钴合金都具有相同类型的晶胞结构 XYn 它 们有很强的储氢能力 其中铜钙合金的晶胞结构如右图 试回答 下 列问题 1 在周期表中 Ca 处于周期表 区 2 铜原子的基态原子核外电子排布式为 4 3 已知镧镍合金 LaNin晶胞体积为 9 0 10 23 cm3 储氢后形成 LaNinH4 5的合金 氢进入晶胞空隙 体积不变 则 LaNin中 n 填数值 氢在合金中 的密度为 答案 1 s 2 Ar 3d104s1 3 5 0 083 g cm 3 解析 1 Ca 位于第四周期第 A 族 处于 s 区 2 Cu 的外围电子构型是 3d104s1 而不是 3d94s2 3 铜 钙合金中 n Cu 12 6 6 15 n Ca 12 2 3 1 2 1 2 1 6 1 2 所以n 5 即 LaNi5H4 5 9 0 10 23 cm3 NA M 其中氢在 n Ca n Cu 3 15 1 5 合金中的密度为 0 083 g cm 3 4 5 g 9 0 10 23 cm3 6 02 1023 晶胞计算的思维方法 1 晶胞计算是晶体考查的重要知识点之一 也是考查学生分析问题 解决问题能力 的较好素材 晶体结构的计算常常涉及如下数据 晶体密度 NA M 晶体体积 微 粒间距离 微粒半径 夹角等 密度的表达式往往是列等式的依据 解决这类题 一是要掌握晶体 均摊法 的原理 二是要有扎实的立体几何知识 三是要熟悉常 见晶体的结构特征 并能融会贯通 举一反三 2 均摊法 原理 特别提醒 在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时 要注意晶胞的形状 不同形状的 晶胞 应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有 如六棱柱晶胞中 顶点 侧棱 底面上的棱 面心依次被 6 3 4 2 个晶胞所共有 3 晶体微粒与M 之间的关系 若 1 个晶胞中含有x个微粒 则 1 mol 晶胞中含有x mol 微粒 其质量为xM g M为 微粒的相对 分子 质量 又 1 个晶胞的质量为 a3 g a3为晶胞的体积 则 1 mol 晶胞的质量为 a3NA g 因此有xM a3NA 5 考点二 四种晶体性质比较 类型 比较 分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体 构成粒子分子原子 金属阳离子 自由电子 阴 阳离子 粒子间的相 互作用力 分子间作用力共价键金属键离子键 硬度较小很大 有的很大 有 的很小 较大 熔 沸点较低很高 有的很高 有 的很低 较高 溶解性相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶 大多数易溶于水 等极性溶剂 导电 传热 性 一般不导电 溶于水后 有的导电 一般不具有导电 性 个别为半导 体 电和热的良导 体 晶体不导电 水 溶液或熔融态导 电 物质类别及 举例 所有非金属氢化物 如 水 硫化氢 部分非 金属单质 如卤素 X2 部分非金属氧化物 如 CO2 SO2 几乎所有 的酸 绝大多数有机物 有机盐除外 部分非金属单质 如金刚石 硅 晶体硼 部分非 金属化合物 如 SiC SiO2 金属单质与合 金 如 Na Al Fe 青铜 金属氧化物 如 K2O Na2O 强 碱 如 KOH NaOH 绝 大部分盐 如 NaCl 深度思考 1 判断下列说法是否正确 1 在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子 2 在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 3 原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 4 分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 答案 1 2 3 4 2 CO2和 SiO2在物理性质上有较大差异 而在化学性质上却有较多相似 你知道原因 吗 6 答案 决定二者物理性质的因素 晶体类型及结构 微粒间的作用力 CO2是分子晶 体 其微弱的分子间作用力是其决定因素 SiO2是原子晶体 其牢固的化学键是其 决定因素 二者的化学性质均由其内部的化学键决定 而 C O 与 Si O 键都是极性 键 特别提醒 1 原子晶体的熔点不一定比离子晶体高 如石英的熔点为 1 710 MgO 的熔点为 2 852 2 金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高 如 Na 的熔点为 97 尿素的熔 点为 132 7 3 在下列物质中 NaCl NaOH Na2S H2O2 Na2S2 NH4 2S CO2 CCl4 C2H2 SiO2 SiC 晶体硅 金刚石 1 其中只含有离子键的离子晶体是 2 其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是 3 其中既含有离子键 又含有极性共价键和配位键的离子晶体是 4 其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是 5 其中含有极性共价键的非极性分子是 6 其中含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是 7 其中含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是 8 其中含有极性共价键的原子晶体是 答案 1 NaCl Na2S 2 NaOH NH4 2S 3 NH4 2S 4 Na2S2 5 CO2 CCl4 C2H2 6 C2H2 7 H2O2 8 SiO2 SiC 题组一 晶体类型的判断 1 有下列八种晶体 A 水晶 B 冰醋酸 C 氧化镁 D 白磷 E 晶体氩 F 铝 G 氯化铵 H 金刚石 用序号回答下列问题 1 直接由原子构成的晶体是 属于原子晶体的化合物是 2 由极性分子构成的晶体是 含有共价键的离子晶体是 属 于分子晶体的单质是 3 在一定条件下能导电而不发生化学变化的是 受热熔化后化学键不发生变化的是 需克服共价键的是 答案 1 AEH A 2 B G DE 3 F F AH 2 现有几组物质的熔点 数据 A 组B 组C 组D 组 7 金刚石 3 550 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 1 723 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 5 D 组晶体的熔点由高到低的顺序为 NaCl KCl RbCl CsCl 其原因为 解题指导 通过读取表格中数据先判断出晶体的类型及晶体的性质 应用氢键解释 HF 的熔点反常 利用晶格能的大小解释离子晶体熔点高低的原因 答案 1 原子 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 只要答出 HF 分子间能形 成氢键即可 4 5 D 组晶体都为离子晶体 r Na r K r Rb I2 B SiCl4PH3 D C CH3 4 CH3CH2CH2CH2CH3 答案 C 解析 A B 项属于无氢键存在的分子结构相似的情况 相对分子质量大的熔 沸点 高 C 选项属于分子结构相似的情况 但存在氢键的熔沸点高 D 项属于相对分子质 量相同 但分子结构不同的情况 支链少的熔 沸点高 5 NaF NaI 和 MgO 均为离子晶体 有关数据如下表 物质 NaF NaI MgO 离子电荷数 112 键长 10 10 m 2 313 182 10 试判断 这三种化合物熔点由高到低的顺序是 A B C D 答案 B 10 解析 NaF NaI MgO 均为离子晶体 它们熔点高低由离子键强弱决定 而离子键 的强弱与离子半径和离子电荷数有关 MgO 中键长最短 离子电荷数最高 故离子 键最强 熔点最高 6 下列各组物质中 按熔点由低到高的顺序排列正确的是 O2 I2 Hg CO KCl SiO2 Na K Rb Na Mg Al A B C D 答案 D 解析 中 Hg 在常温下为液态 而 I2为固态 故 错 中 SiO2为原子晶体 其 熔点最高 CO 是分子晶体 其熔点最低 故 正确 中 Na K Rb 价电子数相同 其原子半径依次增大 金属键依次减弱 熔点逐渐降低 故 错 中 Na Mg Al 价电子数依次增多 原子半径逐渐减小 金属键依次增强 熔点逐渐升高 故 正 确 分类比较晶体的熔 沸点 1 不同类型晶体的熔 沸点高低一般规律 原子晶体 离子晶体 分子晶体 金属晶体的熔 沸点差别很大 如钨 铂等沸点很高 如汞 镓 铯等沸点很低 金属晶体一般不参与比较 2 原子晶体 由共价键形成的原子晶体中 原子半径小的键长短 键能大 晶体的熔 沸点高 如熔点 金刚石 石英 碳化硅 硅 3 离子晶体 一般地说 阴 阳离子所带电荷数越多 离子半径越小 则离子间的作用就越强 其离子晶体的熔 沸点就越高 如熔点 MgO MgCl2 NaCl CsCl 4 分子晶体 1 分子间作用力越大 物质的熔 沸点越高 具有氢键的分子晶体 熔 沸点反常 的高 如 H2O H2Te H2Se H2S 2 组成和结构相似的分子晶体 相对分子质量越大 熔 沸点越高 如 SnH4 GeH4 SiH4 CH4 F2 Cl2 Br2N2 CH3OH CH3CH3 4 同分异构体 支链越多 熔 沸点越低 例如 CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 11 12 5 同分异构体的芳香烃 其熔 沸点高低顺序是邻 间 对位化合物 5 金属晶体 金属离子半径越小 离子所带电荷数越多 其金属键越强 金属熔 沸点就越高 如熔 沸点 Na MgNa K Rb Cs 特别提醒 1 金属晶体的熔 沸点差别很大 如钨 铂等熔点很高 如汞 镓 铯 等熔点很低 2 金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高 如金属晶体 Na 晶体的熔点 98 小于分子晶体 AlCl3晶体的熔点 190 3 并非存在氢键的分子晶体的熔 沸点就高 分子内形成氢键 一般会使分子晶 体的熔 沸点降低 例如邻羟基苯甲醛 由于形成分子内氢键 比对羟 基苯甲醛 的熔 沸点低 考点三 几种常见的晶体模型 1 原子晶体 金刚石和二氧化硅 1 金刚石晶体中 每个 C 与另外 4 个 C 形成共价键 C C 键之间的夹角是 109 28 最小的环是六元环 含有 1 mol C 的金刚石中 形成的共价键有 2 mol 2 SiO2晶体中 每个 Si 原子与 4 个 O 成键 每个 O 原子与 2 个硅原子成键 最小 的环是十二元环 在 硅氧 四面体中 处于中心的是 Si 原子 2 分子晶体 1 干冰晶体中 每个 CO2分子周围等距且紧邻的 CO2分子有 12 个 13 2 冰的结构模型中 每个水分子与相邻的 4 个水分子以氢键相连接 含 1 mol H2O 的冰中 最多可形成 2 mol 氢键 3 离子晶体 1 NaCl 型 在晶体中 每个 Na 同时吸引 6 个 Cl 每个 Cl 同时吸引 6 个 Na 配位数为 6 每个晶胞含 4 个 Na 和 4 个 Cl 2 CsCl 型 在晶体中 每个 Cl 吸引 8 个 Cs 每个 Cs 吸引 8 个 Cl 配位数为 8 4 石墨晶体 石墨层状晶体中 层与层之间的作用是分子间作用力 平均每个正六边形拥有的碳 原子个数是 2 C 原子采取的杂化方式是 sp2 5 常见金属晶体的原子堆积模型 结构型式常见金属配位数晶胞 面心立方最 密堆积 A1 Cu Ag Au 12 体心立方堆 积 A2 Na K Fe 8 六方最密堆 积 A3 Mg Zn Ti 12 特别提醒 1 判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时 要注意运用三维想象法 如 NaCl 晶体中 Na 周围的 Na 数目 Na 用 表示 14 每个面上有 4 个 共计 12 个 2 常考的几种晶体主要有干冰 冰 金刚石 SiO2 石墨 CsCl NaCl K Cu 等 要熟悉以上代表物的空间结构 当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时 可以 直接套用某种结构 深度思考 1 在晶体模型中 金刚石中的 棍 和干冰中的 棍 表示的意义一样吗 分子晶体 中有化学键吗 答案 不一样 金刚石中表示的是 C C 共价键 而干冰中的 棍 表示分子间作用 力 分子晶体中多数含有化学键 如 CO2中的 C O 键 少数则无 如稀有气体形成 的晶体 2 下列排列方式中 A ABCABCABC B ABABABABAB C ABBAABBA D ABCCBAABCCBA 属于镁型堆积方式的是 属于铜型堆积方式的是 答案 B A 题组一 依据晶胞判断晶体类型 1 下列是钠 碘 金刚石 干冰 氯化钠晶体的晶胞示意图 未按顺序排序 与冰的 晶体类型相同的是 请用相应的编号填写 答案 BC 解析 冰属于分子晶体 干冰 碘也属于分子晶体 B 为干冰晶胞 C 为碘晶胞 题组二 对晶胞结构的考查 15 2 下面有关晶体的叙述中 不正确的是 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分子周围紧邻 12 个 CO2分子 答案 B 解析 氯化钠晶体中 每个 Na 周围距离相等的 Na 共 12 个 每个 Na 周围距离相 等且最近的 Cl 共有 6 个 3 1 将等径圆球在二维空间里进行排列 可形成密置层和非密置层 在图 1 所示的半 径相等的圆球的排列中 A 属于 层 配位数是 B 属于 层 配位数是 2 将非密置层一层一层地在三维空间里堆积 得到如图 2 所示的一种金属晶体的晶 胞 它被称为简单立方堆积 在这种晶体中 金属原子的配位数是 平均每 个晶胞所占有的原子数目是 3 有资料表明 只有钋的晶体中的原子具有如图 2 所示的堆积方式 钋位于元素周 期表的第 周期第 族 元素符号是 最外电子层的电子排 布式是 答案 1 非密置 4 密置 6 2 6 1 3 六 A Po 6s26p4 题组三 教材习题回扣 4 选修 3P82 2 下列各物质的晶体中 晶体类型相同的是 A O2和 SiO2 B NaI 和 I2 C CO2和 H2O D CCl4和 NaCl 答案 C 5 选修 3P84 1 在单质的晶体中 一定不存在 A 离子键 B 分子间作用力 C 共价键 D 金属离子与自由电子间的作用 答案 A 16 6 选修 3P84 7 X 和 Y 两种元素的核电荷数之和为 22 X 的原子核外电子数比 Y 的少 6 个 下列说法中不正确的是 A X 的单质固态时为分子晶体 B Y 的单质为原子晶体 C X 与 Y 形成的化合物固态时为分子晶体 D X 与碳形成的化合物为分子晶体 答案 C 7 选修 3P84 8 下列各组物质熔化或升华时 所克服的粒子间作用属于同种类型的是 A Na2O 和 SiO2熔化 B Mg 和 S 熔化 C 氯化钠和蔗糖熔化 D 碘和干冰升华 答案 D 8 选修 3P85 13 改编 下表列出了钠的卤化物 NaX 和硅的卤化物 SiX4 的熔点 NaXNaFNaClNaBrNaI 熔点 995801775651 SiX4SiF4SiCl4SiBr4SiI4 熔点 90 2 70 4 5 2120 5 1 从表中可以看出 钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高很多 原因是 2 钠的卤化物熔点按 F Cl Br I 的顺序依次降低 而硅的卤化物的熔点依次升 高的原因是 答案 1 钠的卤化物均为离子晶体 具有较高的熔点 而硅的卤化物均为分子晶体 熔点较低 2 钠的卤化物均为离子晶体 F Cl Br I 的半径依次增大 NaF NaCl NaBr NaI 的晶格能依次减小 因而熔点依次降低 硅的卤化物都是分 子晶体 且结构相似 由于 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4的相对分子质量依次增大 分子间作用力依次增大 因而熔点依次升高 规范答题 审要求 按规范 正确解答物质结构题 考场原题 15 分 五种元素 A B C D E 其中 A 元素形成的原子核内只有一个质子 B 的 17 基态原子 s 能级的总电子数比 p 能级的总电子数多 1 C 元素的原子最外层电子数是 次外层的 3 倍 D 在 B 的下一周期 在同周期元素中 D 形成的简单离子半径最小 E 是形成化合物种类最多的元素 1 A E 形成的化合物 E2A2分子中 键和 键数目之比为 B C D 三 元素的第一电离能由大到小的顺序为 填元素符号 下同 A B C 电负 性由大到小的顺序为 2 与 PH3相比 BA3易液化的主要原因是 BA3分子中键角 填 O Al 2 分 O N H 2 分 2 NH3存在分子间氢键 熔 沸点高 所以易液化 2 分 键和 键的排斥力 2 分 3 平面三角形 1 分 sp2 1 分 4 2 分 4b NAa3 得失点评 1 判断第一电离能大小顺序时 要注意第 A 族 第 A 族的特殊性 2 必须严格区分分子内氢键和分子间氢键 不要说分子中氢键 3 注意符号的规范书写 4 审清题意 看准要求 规范解答 1 2012 山东理综 32 1 下列关于金属及金属键的说法正确的是 a 金属键具有方向性与饱和性 b 金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用 c 金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子 d 金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光 答案 b 解析 金属键没有方向性和饱和性 a 错 b 对 金属内部本 身就存在自由电子 金属导电是由于在外加电场的作用下电 子发生了定向移动 c 错 金属具有光泽是因为电子吸收并 放出可见光 d 错 2 2012 新课标全国卷 37 6 ZnS 在荧光体 光导体材料 涂料 颜料等行业中应用广泛 立方 ZnS 晶体结构如右图所示 其晶胞边长为 540 0 pm 密度为 g cm 3 列式并计算 a 位置 S2 与 b 位置 Zn2 之间的距离为 pm 列式表示 答案 6 4 1 或 4 65 32 g mol 1 6 02 1023 mol 1 540 10 10 cm 3 270 1 cos 109 28 19 或 135 135 2 sin 109 28 23 解析 ZnS 晶胞的体积为 540 0 10 10 cm 3 S2 位于晶胞的顶点和面心 Zn2 位 于晶胞的内部 一个 ZnS 晶胞中含有 S2 8 6 4 个 含有 4 个 Zn2 即 1 8 1 2 一个 ZnS 晶胞含有 4 个 S2 和 4 个 Zn2 则晶胞的密度为 4 1 g cm 3 ZnS 晶胞中 面对角线上两个相邻 S2 4 65 32 g mol 1 6 02 1023 mol 1 540 0 10 10 cm 3 的距离为 540 pm 270 pm 每个 2 1 22 Zn2 与周围 4 个 S2 形成正四面体结构 两个 S2 与 Zn2 之间连线的夹角为 109 28 两个相邻 S2 与 Zn2 形成等腰三角形 如图所示 则 ab 之间的距离为 pm 135 2 sin 109 28 2 1 如图是 a b 两种不同物质的熔化曲线 下列说法中正确的是 a 是晶体 a 是非晶体 b 是晶体 b 是非晶体 A B C D 答案 A 解析 晶体有固定的熔点 由图 a 来分析 中间有一段温度不变但一直在吸收能量 这段就代表 a 晶体在熔化 由 b 曲线可知 温度一直在升高 没有一个温度是停留 的 所以找不出固定的熔点 b 为非晶体 2 最近发现一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子 如图所 示 顶角和面心的原子是钛原子 棱的中心和体心的原子是碳原 子 它的化学式为 A Ti14C13 B TiC 20 C Ti4C4 D Ti4C3 答案 A 解析 由题意知该物质是气态团簇分子 题图所示应是该物质的一个完整的分子 由 14 个钛原子和 13 个碳原子构成 A 项正确 此题目极易因审题不严密 误认为 是晶体而视钛与碳原子的个数比为 8 6 12 1 1 1 错选 B 项或 1 8 1 2 1 4 C 项 3 测知氯化钠晶体中相邻的 Na 与 Cl 的距离为a cm 该晶体密度为 d g cm 3 则阿伏加德罗常数可表示为 A B 0 585 4a3d 58 5 8a3d C D 58 5 2a3d 117 a3d 答案 C 解析 一个 NaCl 的晶胞中所包含的 Na 与 Cl 数目并不是 1 个而是 4 个 即 1 个 NaCl 晶胞的体积实际上是 4 个 Na 和 4 个 Cl 共同所占的体积 由 NaCl 晶胞示意 图可知 1 个 Na 与 1 个 Cl 共同占有的体积为V 2a cm 3 2a3 cm3 由等式 1 4 NA d V 58 5 可得NA 58 5 2a3d 4 下列说法中 正确的是 A 冰融化时 分子中 H O 键发生断裂 B 原子晶体中 共价键越强 熔点越高 C 分子晶体中 共价键键能越大 该分子晶体的熔 沸点一定越高 D 分子晶体中 分子间作用力越大 该物质越稳定 答案 B 解析 A 项 冰为分子晶体 熔化时破坏的是分子间作用力 故 A 项错误 B 项 原 子晶体熔点的高低取决于共价键的强弱 共价键越强 熔点越高 故 B 项正确 C 项 分子晶体熔 沸点的高低取决于分子间作用力的大小 而共价键的强弱决定了 分子的稳定性大小 所以 C 项错误 D 项也错误 5 关于 SiO2晶体的叙述中 正确的是 A 通常状况下 60 g SiO2晶体中含有的分子数为NA NA表示阿伏加德罗常数 B 60 g SiO2晶体中 含有 2NA个 Si O 键 C 晶体中与同一硅原子相连的 4 个氧原子处于同一四面体的 4 个顶点 D SiO2晶体中含有 1 个硅原子 2 个氧原子 答案 C 21 解析 60 g SiO2晶体即 1 mol SiO2 晶体中含有 Si O 键数目为 4 mol 每个硅原 子 氧原子分别含有 4 个 2 个未成对电子 各拿出一个单电子形成 Si O 共价键 含 4NA个 Si O 键 SiO2晶体中含有无数的硅原子和氧原子 只是硅氧原子个数比 为 1 2 在 SiO2晶体中 每个硅原子和与其相邻且最近的 4 个氧原子形成正四面体 结构 硅原子处于该正四面体的中心 而 4 个氧原子处于该正四面体的 4 个顶点上 6 下列各组晶体物质中 化学键类型相同 晶体类型也相同的是 SiO2和 SO3 晶体硼和 HCl CO2和 SO2 晶体硅和金刚石 晶体氖和晶体 氮 硫黄和碘 A B C D 答案 C 解析 本题中属于分子晶体的有 SO3 HCl CO2 SO2 晶体氖 晶体氮 硫黄 碘 属于原子晶体的有 SiO2 晶体硼 晶体硅 金刚石 但晶体氖是由稀有气体分子构 成的 稀有气体分子间不存在化学键 7 下列关于金属键的叙述中 不正确的是 A 金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用 其 实质与离子键类似 也是一种电性作用 B 金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用 所以与共价 键类似 也有方向性和饱和性 C 金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用 故金属键无饱和 性和方向性 D 构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动 答案 B 解析 从基本构成微粒的性质看 金属键与离子键的实质类似 都属于电性作用 特征都是无方向性和饱和性 自由电子是由金属原子提供的 并且在整个金属内部 的三维空间内运动 为整个金属的所有阳离子所共有 从这个角度看 金属键与共 价键有类似之处 但两者又有明显的不同 如金属键无方向性和饱和性 8 下列关于金属晶体和离子晶体的说法中错误的是 A 都可采取 紧密堆积 的结构 B 都含离子 C 一般具有较高的熔点和沸点 D 都能导电 答案 D 22 解析 金属晶体和离子晶体都可采取紧密堆积 离子晶体的熔 沸点较高 金属晶 体的熔 沸点虽然有较大的差异 但是大多数的熔 沸点还是比较高的 所以 A C 两选项的叙述是正确的 金属晶体由金属阳离子和自由电子组成 离子晶体由 阳离子和阴离子组成 所以二者都含有离子 因此 B 选项也是正确的 金属晶体 中有自由电子 可以在外加电场的作用下定向移动 而离子晶体的阴 阳离子不能 自由移动 因此不具有导电性 所以应该选择 D 选项 9 如下图 铁有 三种同素异形体 三种晶体在不同温度下能发生转化 下 列说法正确的是 A Fe 晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有 6 个 B Fe 晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有 6 个 C 将铁加热到 1 500 分别急速冷却和缓慢冷却 得到的晶体类型相同 D 三种同素异形体的性质相同 答案 B 解析 A 项 Fe 晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子为 12 个 C 项 冷却到不同的温度 得到的晶体类型不同 D 项 同素异形体的性质不同 10 根据下列几种物质的熔点和沸点数据 判断下列有关说法中 错误的是 物质 NaClMgCl2AlCl3SiCl4 单质 B 熔点 810710190 68 2 300 沸点 1 4651 418182 7572 500 注 AlCl3熔点在 2 02 105 Pa 条件下测定 A SiCl4是分子晶体 B 单质 B 是原子晶体 C AlCl3加热能升华 D MgCl2所含离子键的强度比 NaCl 大 答案 D 解析 三类不同的晶体由于形成晶体的粒子和粒子间的作用力不同 因而表现出不 同的性质 原子晶体具有高的熔沸点 硬度大 不能导电 而离子晶体也具有较高 的熔 沸点 较大的硬度 在溶液中或熔融状态下能导电 分子晶体熔 沸点低 硬度小 不导电 熔化时无化学键断裂 据这些性质可确定晶体类型 根据上述性 质特点及表中数据进行分析 NaCl 的熔 沸点均比 MgCl2高 所以 NaCl 晶体中的 23 离子键应比 MgCl2的强 故 D 不正确 11 下列 7 种物质 白磷 P4 水晶 氯化铵 氢氧化钙 氟化钠 过氧 化钠 石墨 固态下都为晶体 回答下列问题 填写序号 1 不含金属离子的离子晶体是 只含离子键的离子晶体是 既有离 子键又有非极性键的离子晶体是 既有离子键又有极性键的离子晶体是 2 既含范德华力又有非极性键的晶体是 熔化时既要克服范德华力又要 破坏化学键的是 熔化时只破坏共价键的是 答案 1 和 2 解析 1 属于离子晶体的有 其中 只含非金属元素 NaF 中只含离子 键 Na2O2中有离子键和非极性共价键 NH4Cl 和 Ca OH 2有离子键和极性共价键 2 分子晶体中含范德华力 只有白磷 石墨晶体中既有范德华力又有共价键 水 晶中只含共价键 12 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 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 4 SO4 H2O 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 在高温下易转化为 Cu2O 其原因是 答案 1 1s22s22p63s23p63d10 N O C 2 CuO 3 配位 sp3 H3O 或其他合理答案 4 高 5 Cu2O 中 Cu 的 d 轨道为全充满状态 较稳定 24 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 1s22s22p63s23p63d10或 Ar 3d10 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 1 1 故该铜的氧化物的 化学式为 CuO 3 Cu NH3 4 SO4 H2O 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 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 13 如图 直线交点处的圆圈为 NaCl 晶体中 Na 或 Cl 所处的位置 这两种离子在空间三个互