2021-2022学年高中化学鲁科版选择性必修第二册课后巩固提升第3章不同聚集状态的物质与性质

第3章不同聚集状态的物质与性质

第1节认识晶体

课后篇素养形成

A级必备知识基础练

1.下列叙述正确的是（）

A.固态物质一定是晶体

B.冰和固态碘晶体中微粒间的相互作用力相同

C.晶体内部的微粒按一定规律做周期性排列

D.凡有规则外形的固体一定是晶体

豳固态物质分为晶体和非晶体，晶体有规则的几何外形、有各向异性、有固定的熔点，但有

规则几何外形的固体不一定是晶体。冰中微粒间作用力除范德华力外,还含有氢键,而碘晶体

中只有范德华力。所以,A、B、D错误,C正确。

2.下列关于晶体的说法正确的是（）

A.将饱和硫酸铜溶液降温,析出的固体不是晶体

B.假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品

C.石蜡和玻璃都是非晶体，但它们都有固定的熔点

D.蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同

奉B

睚责选项A,将饱和CuSC>4溶液降温可析出胆双，胆双属于晶体。选项B,宝石的硬度较大，玻

璃制品的硬度较小，可以利用划痕法根据有无划痕来鉴别。选项C,非晶体没有固定熔点。选

项D,晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度存在差异。

3.（2020安徽马鞍山二中高二月考）从我们熟悉的食盐、金属、冰到贵重的钻石等都是晶体，

而透明的玻璃却是非晶体。下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中，正确的是（）

A.是否具有规则的几何外形

B.是否具有固定的组成

C.是否具有美观对称的外形

D.内部基本构成微粒是否按一定规律做周期性重复排列

解画晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间是否按一定规律做周期性重复排列，故

A、B、C错误,D正确。

4.（双选）下列四种晶体，其晶胞中粒子排列方式如图所示，其中化学式正确的是（）

恨案pD

握利A结构中,A原子在立方体的中心,B原子在8个顶点，故化学式为AB;B结构中,E原子和

F原子分别占据立方体8个顶点中的4个，故化学式为EF;C结构中,X原子位于立方体的中

心,Y原子位于6个面的面心,Z原子位于8个顶点，故化学式为XY3Z;D结构中,A原子位于立

方体的8个顶点和6个面的面心，而B原子位于体心和12条棱的中心，故化学式为AB»

5.下图为一块密度、厚度均匀的矩形样品，长为宽的两倍,若用多用电表沿两对称轴测其电阻

均为R,则这块样品一定是（）

C

-------1------------

I

A---------[---------B

।

------------1------------

D

A.金属B.半导体C.非晶体D.晶体

11]D

解祠由于AB=2CZ）,而AB、CD的电阻却相等，说明样品横向（AB）与纵向（C£＞）的导电性不同，

具有各向异性，而晶体的特征之一是各向异性，非晶体则具有各向同性，故该样品为晶体。

6.纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大，这是它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相同，则这种纳米颗粒的表面粒子

数与总粒子数的比值为（）

A.7:8B.13：14C.l：1D.26:27

解丽由题意知，一个氯化钠纳米颗粒所含的表面粒子数=8+6+12=26,总粒子数=表面粒子数+

中心粒子数=26+1=27,故选D。

7.下列能够表示出每个晶胞中所含实际微粒个数的面心立方晶胞的是（）

解析A项和B项表示的是面心立方晶胞，其中B项是经过切割了的面心立方晶胞，它能表示

出此晶胞中所含微粒的实际数目;C项和D项表示的是体心立方晶胞。

8.元素X的某价态离子X”中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N工形成的晶体

结构如图所示。

(1)该晶体的阳离子与阴离子个数比为。

(2)该晶体中X"+中的n=,

(3)X元素的原子序数是0

(4)晶体中每个脂一被个等距离的X"+包围。

^1(1)3：।(2)1(3)29(4)6

睚画(1)X"+位于晶胞的12条棱上，其数目为12x=3,N3-位于晶胞的8个顶点，其数目为8x=l,

故二者个数比为3：1。

(2)由晶体的化学式X3N知,X"+所带的电荷数为1。

(3)因为X+的K、L、M三个电子层充满电子，故为2、8、18,所以X的原子序数是29。

(4)冲-位于晶胞顶点,故每个N3-被6个等距离的X+上、下、左、右、前、后包围。

B级关键能力提升练

9.(2020安徽安庆一中高二检测)下列有关晶胞的叙述不正确的是()

A.如图所示晶胞叫面心立方晶胞

B.面心立方晶胞的每个顶点和每个面的中心上都各有一个微粒

C.处于晶胞顶点、棱上、面上、体心的微粒对晶胞的贡献分别为、1

D.平均每个面心立方晶胞中有4个微粒

面心工■方晶胞的每个面心和顶点上各有1个微粒，图vp晶胞为面心立方晶胞，故A、B均

正确;平均每个面心立方晶胞中所拥有的微粒个数为8x+6x=4,故D正确;对于长方体形晶胞，

处于晶胞顶点、棱上、面上、体心的微粒对晶胞的贡献分别为、1,C不正确。

10.(2020山东潍坊二中高二月考)MCI晶体具有立方体结构，其晶胞结构如图所示,在该晶体中,

每个M+周围与它最接近的且距离相等的M+共有()

A.6个B.8个

C12个D.16个

量A

窿画根据MCI的晶胞结构可以看出，每个M+的上、下、左、右、前、后晶胞中各有一个M+

与之距离相等且最近，故每个M+周围与它最接近的且距离相等的M+共有6个。

11.某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是()

,A

QQOB

I©

0©c

A.3：9：4B.1：4：2

C.2：9：4D.3：8：4

ggB

睚画这不是一个立方晶胞结构，而是一个正三棱柱结构,那么依据实际情况来计算,A粒子位

于6个顶点，每个A粒子有属于该晶胞;B粒子位于9条棱上,3条侧棱上每个B粒子有属于该

晶胞，其余B粒子有属于该晶胞;C粒子位于晶胞内部，完全属于该晶胞。A、B、C三种粒子

数目之比为(6x)：(6x+3x)：1=1：4：2。

12.如图所示为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿的晶体结构，该结构是具有代表性的

基本重复单位。

(1)在该物质的晶体结构中,每个钛原子周围与它最近且距离相等的氧原子、钙原子、钛原子

各有个、个、个。

(2)该晶体结构中，元素氧、钛、钙的原子个数比是该物质的化学式可表示

为。

(3)若钙、钛、氧三元素的相对原子质量分别为〃、b、c,晶体结构图中正方体边长(钛原子之

间的距离)为dnm(lnm=10-9m),则该晶体的密度为g-cm-3o

|答案|(1)686(2)3：1：1CaTiO3

(3)

蜒(1)以其中一个钛原子为顶点，应有8个立方晶胞紧靠在一起,以该铁原子作为空间直角坐

标系的中心原子，它的前、后、左、右、上、下与之最近且距离相等的氧原子(或钛原子)各有

1个，共6个，它周围的8个立方晶胞内各含1个钙原子。

(2)该晶胞中含氧原子个数为12x=3,钙原子个数为1,钛原子个数为8x=l,故其个数比为

3：1：1,则它的化学式可表示为CaTi03o

(3)1mol该晶胞的质量等于(a+Z?+3c)g,lmol晶胞的体积为"xlOFxGSxlfPcn?,则晶体

密度为p=g-cm_3o

13.根据图示，回答下列问题：

(1)金属锲与偶(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图I所示。该合

金的化学式为。

(2)葡萄糖与新制CU(OH)2的碱性溶液反应生成砖红色Cu2O沉淀。在1个Cu2O晶胞中(结构

如图II所示)，所包含的Cu原子数目为，每个氧原子与个铜原子配位。

(3)硒化锄晶体晶胞结构如图HI所示。每个晶胞中包含个Rb2Se单元，其中Se2-周围

与它距离最近且相等的Rb+的数目为。

客虱DLaNis(2)44(3)48

解画(1)每个晶胞中含有La的数目为8x=l,Ni的数目为l+8x=5,该合金的化学式为LaNi5o

(2)图II晶胞中，含有黑球代表的微粒的数目为4,白球代表的微粒的数目为l+8x=2,所以

黑球代表铜原子，白球代表氧原子，每个氧原子(白球)周围有4个Cu原子(黑球)。

(3)每个晶胞中含有8个Rb+,含有Se2-的数目为6x+8x=4,所以每个晶胞中含有4个Rb2Se

单元;Se2-周围与它距离最近且相等的Rb+的数目为8。

C级学科素养拔高练

14.(1)KIC)3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为4=0.446

nm。晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置，如图所示。

①K与O间的最短距离为nm,与K紧邻的O个数为。

②在KIO3晶胞结构的另一种表示中,1处于各顶点位置，则K处于位置,0处于

位置。

⑵某Fe.、Ny的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu

替代型产物Fe(.v.„)Cu„Nv.Fe.、Nv转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳

图1Fe.tN.v晶胞结构示意图

能量___Cu替代b位置Fe型

工,Cu替代毗置Fe型

转化过程

图2转化过程的能量变化

噩(1)①0.31512②体心棱心

(2)Fe3cuN

解析kl)①K与O间的最短距离是面对角线的，即anm=x0.446nmu().315nm。与K紧邻的O

共有12个。

(2)由题图2可知，更稳定的Cu替代型产物为Cu替代a位置Fe型,利用切割法可得替代

后的晶胞中Cu原子个数为8x=l,Fe原子个数为6x=3,N原子个数为1,故化学式为Fe3CuNo

第3章不同聚集状态的物质与性质

第2节几种简单的晶体结构模型

第1课时金属晶体与离子晶体

课后篇素养形成

A级必备知识基础练

L下列离子晶体中阴、阳离子核间距最大的是()

A.LiCIB.NaBrC.KC1D.KBr

的离子核间距即阴、阳离子半径之和。三种阳离子Li+、Na+、K+都是碱金属离子,随核电

荷数的增加半径增大，故K+半径最大;两种阴离子C「、Br-是同主族元素形成的离子,Br电子层

数多，半径较大。综上所述，核间距最大的是KBr。

2.下列关于金属性质和原因的描述不正确的是()

A.金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与金属键没有关系

B.金属具有良好的导电性，是因为金属晶体中共享了金属原子的价电子,在外电场的作用下自

由电子定向移动便形成了电流

C.金属具有良好的导热性能，是因为自由电子通过与金属离子发生碰撞，传递了能量

D.金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键

葬A

画金属中的自由电子吸收了可见光，又把各种波长的光大部分再反射出来,因而金属一般

显银白色光泽,A项错误。

3.下列关于NaCl晶体结构的说法中正确的是()

A.NaCl晶体中，每个Na+周围吸引的C「与每个C「周围吸引的Na+数目相等

B.NaCl晶体中，每个Na+周围吸引1个C1-

C.NaCl晶胞中的质点代表一个NaCl

D.NaCl晶体中存在单个的NaCl分子

gm]A

窿责氯化钠晶体中，每个Na+周围吸引6个C1-,每个CT周围吸引6个Na+;NaCl晶体中的质点

表示Na+或Cl;NaCl晶体中不存在单个NaCl分子。

4.下列关于金属晶体的六方最密堆积的结构型式的叙述中，正确的是()

A.晶胞是六棱柱结构

B.晶胞是六面体结构

C.每个晶胞中含有6个原子

D.每个晶胞中含有17个原子

馨B

&

态\A

I金属晶体的六方最密堆积的晶胞是平行六面体结构三V)，每个晶胞中含有的原

子数为4x+4x+l=2o

5.下列各组金属熔点高低顺序正确的是()

A.Mg>Al>CaB.Al>Na>Li

C.Al>Mg>CaD.Mg>Ba>Al

解析|离子所带电荷数:AF+>Mg2+=Ca2+=Ba2+>Li+=Na+,金属阳离子半

径:HBa2+)>r(Ca2+)>XNa+)>r(Mg2+)>«A[+)>r(Li+),故C正确,A错误,B中Li>Na,D中

Al>Mg>Bao

6.(2020山东泰安第一中学高二检测)下列关于晶格能的叙述中正确的是()

A.晶格能是气态原子形成1mol离子晶体所释放的能量

B.晶格能仅与形成晶体的离子半径有关

C.晶格能是指相邻离子间的静电作用

D.晶格能越大的离子晶体,其熔点越高、硬度越大

H]D

画晶格能是将1mol离子晶体完全气化为气态阴、阳离子所吸收的能量，晶格能不仅与形

成晶体的离子半径有关，还与离子所带电荷的多少有关。晶格能越大，晶体的熔点越高,硬度也

越大，所以D项正确。

7.科学家通过X射线证明,MgO、CaO、NiO、FeO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似。

(1)某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示，请改正图中的错

误:O

(2)MgO是优良的耐高温材料,MgO的熔点比CaO的高,其原因

是o

(3)Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm,则熔点NiO(填“〈”或“>”)FeO,NiO

晶胞中Ni2+周围最近的02-有个。

噩(1)空心球应为-，实心球应为Mg2+；8号空心球应改为实心球

(2)Mg2+半径比Ca2+小,MgO的晶格能大

(3)>6

国画⑴Mg2+的半径小于0匕故空心球应为O\实心球应为Mg2+;图中黑、白球应该交替出现,

故8号球应为实心球。

(2)MgO与CaO的离子所带电荷数相同,Mg?+半径比Ca?+小,MgO晶格能大，熔点高。

(3)NiO晶胞与NaCl晶胞结构相同，所以Ni2+周围最近的02<6个，离子半径Ni2+<Fe2+,

晶格能NiO>FeO,所以熔点NiO>FeO»

B级关键能力提升练

8.下列叙述中错误的是()

A.金属单质或其合金在固态和液态时都能导电

B.晶体中存在离子的一定是离子晶体

C.金属晶体中的自由电子为整块晶体所共有

D.钠比钾的熔点高是因为钠中金属阳离子与自由电子之间的作用力强

ggB

画离子晶体中存在阴、阳离子，而在金属晶体中存在金属阳离子和自由电子，所以B错误；

自由电子在整块金属中可自由移动，为整块晶体所共有，所以C正确;金属晶体的熔点高低取

决于金属键的强弱，金属键越强，金属晶体的熔点越高，反之，越低，所以D正确。

9.(双选)已知金属钠能与两种卤族元素形成化合物Q、P,它们的晶格能分别为923kJmol1,

786kJ.moH,下列有关说法中不正确的是()

A.Q的熔点比P的高

B.若P是NaCl,则Q一定是NaF

C.Q中成键离子核间距较大

D.若P是NaCl,则Q可能是NaBr

解析。的晶格能大于P的晶格能，故Q的熔点比P高,A项正确;因F的半径比的小(其他

卤素离子的半径比C1-的大)，故NaF的晶格能大于NaCl的，故B项正确,D项错误;因Q、P中

成键离子均为一价离子,离子所带电荷数相同，故二者晶格能的差异是由成键离子核间距决定

的，晶格能越大，表明离子核间距越小,C项错误。

10.(2020山东昌邑文山中学高二检测)金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式,a、b、c

分别代表这三种堆积方式形成的晶胞结构，则晶胞a、b、c内金属原子个数比为()

ab

A.3：2：1B.ll：8：4

C.9：8：4D.21：14：9

第A

解近］a晶胞中，顶点的微粒被6个晶胞共用，所以a中原子个数为12x+2x+3=6;b中原子个数

为8x+6x=4;c中原子个数为8x+1=2o

向

11.金属钠晶体的晶胞为体心立方晶胞（匕二》）,晶胞的边长为假定金属钠原子为等径的

刚性球，且晶胞中处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径「为（）

A.B.c.D.2〃

拜B

幽如果沿着某一体对角线对晶胞进行切割，可得如图所示的结构，其中AB为晶胞的边

长,为晶胞的面对角线,AC为晶胞的体对角线。根据立方体的特点可知:BC=a,结合

得:片。

12.如图所示为NaCl和CsCl的晶胞结构，下列说法错误的是（）

A.NaCl和CsCl都属于AB型离子晶体

B.NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同

C.NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数分别为6和8

D.NaCI和CsCl都属于AB型离子晶体,所以阳离子与阴离子的半径比相同

答案D

解析|NaCl和CsCl都是由阴、阳离子通过离子键构成的晶体，阴、阳离子个数比都为1：1,

则都属于AB型离子晶体，故A正确;由晶胞的结构可知NaCl晶胞中含有4个钠离子和4个

款离子;氯化钠晶胞中含有1个免离子和1个氯离子，阴、阳离子个数比为1：1,故B正确;结

合题图可知,NaCl中钠离子的配位数为6,CsCl中免离子的配位数为8,故C正确;NaCl和CsCl

都属于AB型离子晶体，但钠离子半径小于钝离子半径，则NaCl的阳离子与阴离子的半径比小

于CsCl的阳离子与阴离子的半径比，故D错误。

13.A1的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系

的平面图如图丙所示。

若已知Al的原子半径为dem,NA代表阿伏加德罗常数的值,Al的相对原子质量为M请回答:

(1)晶胞中一个A1原子周围最近的A1原子个数为，一个晶胞中A1原子的数目

为。

(2)该晶体的密度为(用字母表示)g-cm-3»

餐宴1(1)124(2)

解析⑴该晶胞中，一个AI原子周围最近的A1原子个数为12,一个晶胞中A1原子的数目为

8x+6x=4»

(2)利用公式求金属晶体的密度，关键是找出正方体晶胞的边长。本题中面对角线的长度

为4dcm,然后根据边长的倍等于面对角线的长度可求得晶胞正方体的边长，进而根据公式2=

计算可得晶体密度。

14.ZnS、NaCl、CsCl、CaF?分别代表四种常见的离子晶体结构模型，根据图示回答下列问题:

(1)试写出图中三种结构分别对应的化学式:图甲、图乙、

图丙。在这三种晶体中，每个阳离子周围的阴离子在空间构成的空间构型分别

为。

(2)在NaCl、CsCl晶体中，每个er的周围与它等距离且最近的er分别有个、

个。

(3)下图所示是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中

分割出来的结构图是________(填字母)。

A.I和HIB.II和HI

CI和IVD.只有IV

售案|(l)CsCNaClZnS立方体、正八面体、正四面体⑵126(3)C

隆丽在ZnS晶体中，阴、阳离子的配位数都是4,故图丙可表示该晶体结构，在ZM+周围的S2-

构成正四面体结构;在NaCl晶体中，每个Na+周围有6个C「,每个C「周围有6个Na+,故图乙

可表示该晶体结构，在Na+周围的6个C1-形成正八面体，每个周围与它等距离且最近的Cl-

有12个;在CsCl晶体中，每个Cs+周围的8个er形成立方体，图中可表示该晶体结构,设定图

甲中心离子为C卜,该er周围与它等距离且最近的er位于该立方体前、后、左、右、上、下

的6个立方体的体心。

(3)根据NaCl和CsCl两种典型离子晶体的结构特点分析图示。图I中与黑球最近的白

球有6个，图IV为简单立方结构，故I和IV应表示NaCl的晶体结构。图II中与黑球最近的白

球有8个，图IH为体心立方结构，故II和HI应表示CsCl的晶体结构。

学科素养拔高练

15.回答下列问题：

(l)CaC2晶体的晶胞结构如图所示,CaC2晶体中含有哑铃形，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶

体中1个Ca2+周围距离最近的数目为。

(2)已知CaO晶体密度为ag-cm^NA表示阿伏加德罗常数的值，则CaO晶胞体积为

cm3o

(3)MgO具有NaCl型晶体结构(如图),其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实

验测得MgO的晶胞参数为。=0.420nm,则r(O3)为nm«MnO也属于NaCl型晶体

结构，晶胞参数为"=0.448nm,则r(Mn2+)为nm。

答案|(1)4⑵(3)0.1480.076

解明⑴一个Ca2+吸引6个，由于晶胞沿一个方向拉长，结合图示可知,1个Ca2+周围距离最近的

有4个。

⑵由于CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，所以CaO晶胞中也含有4个钙离子和4

个氧离子，因此CaO晶胞体积为cm3=cm3.,

(3)因为-采用面心立方最密堆积方式排列，所以晶胞面对角线长度是o?一半径的4倍，

则有[4402-)]2=242,解得r(O2)=x0.420nm=0.148nm;MnO也属于NaCl型晶体结构，根据晶胞

的结构可得24Mn2+)+2r(O2-)=a',代入数据解得，(Mn2+)=0.076nm»

第3章不同聚集状态的物质与性质

第2节几种简单的晶体结构模型

第2课时共价晶体与分子晶体

课后篇素养形成

A级必备知识基础练

1.干冰、碘易升华是由于()

A.干冰分子、碘分子是非极性分子

B.键能小

C.化学性质不活泼

D.分子间的作用力较弱

gg]D

画干冰和碘均属于分子晶体，升华时只需要克服较弱的分子间作用力。

2.下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中，正确的是（）

A.在SiO2晶体中,1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键

B.分子晶体中一定存在共价键

C.HI的相对分子质量大于HF,所以HI的沸点高于HF

D.金刚石为共价键三维骨架结构,晶体中的最小环上有6个碳原子

廨就在SiC>2晶体中,1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键,A不正确;部分分子晶体如稀有

气体中不含共价键,B不正确;虽然HI的相对分子质量大于HF,但由于HF分子之间可以形成

氢键，所以HF的沸点高于HI,C不正确;金刚石为共价键三维骨架结构，晶体中的最小碳环上有

6个碳原子,D正确。

3.金刚石具有硬度大、熔点高等特点，大量用于制造钻头、金属切割刀具等。其结构如图所示,

下列判断正确的是（）

A.金刚石中C-C键的键角均为109°28；所以金刚石和CH4的晶体类型相同

B.金刚石的熔点高与C—C键的键能无关

C.金刚石中碳原子个数与C—C键数目之比为1:2

D.金刚石的熔点高，所以在打孔过程中不需要进行浇水冷却

igc

画选项A,金刚石是共价晶体,CPU是分子晶体，二者的晶体类型不同;选项B,金刚石熔化过

程中C—C键断裂，因C—C键的键能大,断裂时需要的能量多，故金刚石的熔点很高;选项D,

金刚石的熔点高,但在打孔过程中会产生很高的温度，如不浇水冷却钻头，会导致钻头熔化。

4.SiCU的分子结构与CCL相似，对其进行下列推测，不正确的是（）

A.SiCk晶体是分子晶体

B.常温、常压下SiCL是气体

C.SiC14分子是由极性键形成的非极性分子

D.SiCh的熔点高于CCL

飙B

画由于SiCL具有分子结构，所以属于分子晶体。影响分子晶体熔、沸点的因素是分子间作

用力的大小，在SiCl4分子间、CC14分子间只有范德华力,SiCL的相对分子质量大于CC14的相

对分子质量，所以SiCL,的分子间作用力大，熔、沸点比CC14高。在常温、常压下SiCl4是液体。

CCL分子是正四面体结构,SiCL与CC14的分子结构相似，也是正四面体结构，故SiCl4是含极性

键的非极性分子。

5.（2020山东潍坊二中高二月考）二氧化硅晶体是空间立体网状结构，如图所示。

下列关于二氧化硅晶体的说法中正确的是（）

A.lmolSiO2晶体中含2moiSi—O键

B.二氧化硅晶体的分子式是SiO2

C.晶体中Si,0原子最外电子层都满足8电子结构

D.晶体中最小环上的原子数为8

gg]c

解析A选项错误,SiCh晶体中,1个硅原子与周围4个氧原子形成Si—0键，所以1molSiCh晶

体中含4molSi—0键;B选项错误,晶体中1个硅原子与周围4个氧原子形成共价键,1个氧

原子与周围2个硅原子形成共价键,SiCh表示晶体中Si、0原子个数比为1：2,并不是分子

式;C选项正确,1个硅原子分别与4个氧原子形成4对共用电子对,1个氧原子分别与2个硅

原子形成2对共用电子对，所以Si、0原子最外电子层都满足8电子结构;D选项错误,SiCh

晶体中最小环上的原子数为12,其中6个为硅原子,6个为氧原子。

6.下列物质按熔、沸点由高到低顺序排列正确的一组是（）

A.HF、HC1、HBr、HI

B.F2、02、Bf2sI2

C.H2O、H2S、H2Se>H2Te

D.CLl、CBr4>CCI4、CF4

睚相对于结构和组成相似的分子晶体，其熔、沸点随着相对分子质量的增大而升高，但HF分

子、HzO分子之间都存在氢键，熔、沸点反常。所以A中应为HF>HI>HBr>HC1;B中应为

l2>Br2>C12>F2；C中应为H2O>H2Te>H2Se>H2S;只有D正确。

7.美国LawrenceLivermore国家实验室（LLNL）的科学家成功地在高压下将CO2转化为具有

类似SiO2结构的共价晶体，下列关于CO2的共价晶体说法正确的是（）

A.CO2的共价晶体和分子晶体互为同素异形体

B.在一定条件下CO2的共价晶体转化为分子晶体是物理变化

C.CCh的共价晶体和分子晶体具有相同的物理性质

D.在CO2的共价晶体中，每个C原子周围结合4个O原子，每个O原子与2个C原子相结合

函D

函同素异形体的研究对象是单质;CO2的晶体类型发生转变，生成了新物质，为化学变

化;CO2的不同晶体具有不同的物理性质;CO2共价晶体类似于SiO2晶体，每个C原子结合4

个O原子，每个O原子结合2个C原子。

8.（1）金刚砂（SiC）的硬度为9.5,其晶胞结构如图甲所示,则金刚砂晶体类型为;在SiC

中，每个C原子周围最近的C原子数目为;若晶胞的边长为apm,则金刚砂

的密度表达式为,

(2)硅的某种单质的晶胞如图乙所示。GaN晶体与该硅晶体相似。则GaN晶体中，每个Ga原

子与个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间结构

为。若该硅晶体的密度为pg-cmV阿伏加德罗常数的值为必,则

晶体中最近的两个硅原子之间的距离为(用代数式表示即可)cm。

矗|(1)共价晶体12

(2)4正四面体

隆琳1)金刚砂(SiC)的硬度为9.5,硬度大，属于共价晶体;在SiC中，每个碳原子周围最近的碳

原子数目为12;该晶胞中C原子个数为8x+6x=4,Si原子个数为4,晶胞边长为"10」。cm,体积

V=(«xlO-10cm)\p=o

(2)类比图乙的晶体结构可知，在GaN晶体中，每个Ga原子与4个N原子相连，与同一个

Ga原子相连的N原子构成的空间结构为正四面体。一个晶体Si的晶胞中含有Si原子的数

目是8x+6x+4=8,根据晶胞的密度pg-cnr3=可知,cm3=cn?,晶胞的边长a=cm,在晶胞中最

近的两个Si原子之间的距离为晶胞体对角线长的，即cm。

B级关键能力提升练

9.如图为冰的一种骨架形式，依此为单位向空间延伸，请问该冰中的每个水分子具有的氢键个

数为()

获A

解析|每个水分子与四个方向的其他四个水分子形成氢键,因此每个水分子具有的氢键个数为

4x=21,

10.干冰晶体的晶胞是面心立方结构，如图所示，即每8个CO2分子构成立方体，且在6个面的

中心又各占据1个CCh分子,在每个CO2周围距离a(其中“为立方体棱长)的CO2有()

000代表1个CO2分子

A.4个B.8个C.12个D.6个

隆粉如图在任意一个立方体顶点的CO2分子周围距离a的C02分子为每个相邻面心上的

CO2分子，共有8x(3x)=12个。

11.在硼酸出(OH)3］分子中，每个B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。

则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是()

A.sp,范德华力B.sp2,范德华力

C.sp2,氢键D.sp3,氢键

gg］c

隆画石墨晶体中C原子为sp2杂化,层与层之间以范德华力结合，硼酸［B(0H)3］分子中,B原子

也为sp2杂化,但由于B(OH)3中每个B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子

间的主要作用力为氢键。

12.(双选)晶胞是晶体结构中可重复出现的基本的结构单元,C60晶胞结构如下图所示，下列说

法正确的是()

A.CM的摩尔质量是720

B.C60与苯互为同素异形体

C.一个C60晶胞中有4个C60分子

D.每个Ceo分子周围与它距离最近且相等的C6O分子有12个

|解析的相对分子质量是12x60=720,所以摩尔质量为720gmoH,选项A错误;由同种元素

形成的不同种单质互为同素异形体，而苯是由碳、氢元素形成的化合物，选项B错误;C60分子

构成的晶胞为面心立方晶胞，根据均推法可知，在一个C6O晶胞中含有C60分子的个数为

8x+6x=4,选项C正确;根据晶胞的结构可知，以晶胞中任意顶点上的C60分子为研究对象，与它

距离最近且相等的C60分子分布在立方体的面心上，每个顶点上的C60分子被8个立方体共用,

有12个面与之相连，所以每个Ct#分子周围与它距离最近且相等的C60分子有12个，选项D

正确。

13.(双选)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具

有层状结构，可作高温润滑剂;立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如

图所示，下列关于这两种晶体的说法正确的是()

六方相规化硼立方相氮化硼

。氮原子•硼原子

A.六方相氮化硼与石墨一样可以导电

B.立方相氮化硼只含有。键

C.两种晶体均为分子晶体

D.六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为三角形

答案|BD

解析|A项，六方相氮化硼晶体中没有可以自由移动的电子或离子，所以不导电,错误;B项，立方

相氮化硼中只含有6键,正确;C项，立方相氮化硼是共价晶体，错误;D项,由六方相氮化硼的晶

体结构可知，层内每个硼原子与相邻3个氮原子构成三角形，正确。

14.请回答下列问题：

(1)下列物质变化，只与范德华力有关的是。

a.干冰熔化

b.乙酸汽化

c.石英熔融

f产

H—C—N

d.CH3溶于水

e.碘溶于四氯化碳

(2)某石蕊分子结构如下图所示：

HOsyx^CH,CH,

①石蕊分子所含元素中，基态原子2P轨道有两个未成对电子的是(填元素符号);由其

中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子是(填化学式)。

②该石蕊易溶解于水，分析可能的原因

是_______________________________________________________________________________

(3)已知：

2H+

C8H17OHOH

MX

①C/+的核外电子排布式为____________；

②X难溶于水、易溶于有机溶剂,其晶体类型为________;

③M中所含元素的电负性由大到小顺序为____________,N原子以____________轨道与0原

子形成。键。

④上述反应中断裂和生成的化学键有_______(填序号)。

a.离子键b.配位键

C.金属键d.范德华力

e.共价键

(4)白磷(P4)是磷的一种单质，它属于分子晶体,其晶胞结构如下图。已知该晶体的密度为2

gem%晶胞的边长为〃cm,则阿伏加德罗常数为________(用含p、a的式子表示)mol'c

答案⑴ae

(2)①C、OC、H3O+②该石蕊分子中含有一OH和一NH2,均能与H2O分子间形成氢

键;由结构知，该分子为极性分子，根据相似相溶原理，易溶于极性溶剂水

⑶①Is22s22P63s23P63d9或[Ar]3d9②分子晶体③O>N>C>Hsp?杂化④be

(4)

朝⑴干冰熔化只破坏范德华力;乙酸汽化破坏范德华力和氢键;石英熔融破坏共价

CH3

H—C—NI

CH3分子间不存在氢键，溶于水破坏范德华力，但与水分子间形成氢键;碘溶于

四氯化碳只破坏范德华力,故只有a、e符合要求。

(2)①2P轨道有两个未成对电子的原子价电子排布式为2s22P2、2s22Pt故为C和0。C

+

和H形成C,H和O形成H3O,N和H形成N,其中C和为三角锥形,N为正四面体形。

②从与H2O分子间能否形成氢键及“相似相溶''两个南度解答。

(3)②由X难溶于水、易溶于有机溶剂可知，其为分子晶体。③分子中N原子形成3个◎

键和1个兀键，故N原子杂化类型为sp?杂化;同周期由左向右，元素电负性增大,电负性:0>N>C,

由H与非金属元素C形成的化合物中H表现出正价可推知,电负性:C>H。④该反应中断裂

苯环上连接的一OH中的0—H键及一OH中氢原子与氮原子之间的氢键，形成Cu—O、Cu—N

配位键，故选b、e»

(4)每个白磷晶胞中含有P4的个数为8x+6x=4,每个晶胞质量为4x,体积为a3cm3,故="

g-cm-3,NA=mol"。

15.请回答下列问题：

(l)3iGa基态原子的核外电子排布式是。某种半导体材料由Ga和As两种

元素组成，该半导体材料的化学式是，其晶体结构类型可能

为。

(2)C、N元素形成的新材料具有如下图所示结构，该晶体的化学式为«该

晶体硬度将超过目前世界上最硬的金刚石,其原因

是_________________________________。

⑶ALO3在一定条件下可制得A1N,其晶体结构如图所示，该晶体属于晶体。

(4)下图是氮化钱的晶胞结构:

氮化钱中钱原子的杂化方式为，氮原子的配位数为o

(5)立方相氮化硼结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为acm,立方相氮化硼晶胞

中含有个氮原子、个硼原子。

博案|(1)1s22s22P63s23P63d104s24P1或[Ar]3cP。4s24Pl

GaAs共价晶体

(2)C3N4C3N4与金刚石都是共价晶体,C—N键键长比C—C键键长短,键能大

⑶共价⑷sp34(5)44

暖丽(l)Ga与A1同主族，位于第4周期IIIA族，从而可得其电子排布式为

ls22s22p63s23p63dl04s24p'o由于Ga和As组成的物质是半导体材料，不是离子化合物,Ga最外

层有3个电子,As最外层有5个电子，两者以共价键形成GaAs,属于共价晶体。

(2)该晶胞中含C原子数=8x+4x=3,N原子数为4,故该晶体化学式为C3N4o由于C—N

键键长比C—C键键长短,键能大，所以金刚石硬度比C3N4硬度小。

(4)每个Ga原子与4个N原子形成共价键，这4个N原子构成正四面体结构;每个N原子

与4个Ga原子形成共价键，这4个Ga原子构成正四面体结构，所以氨化镇中镇原子的杂化方

式为sp3杂化，氮原子的配位数为4»

(5)金刚石晶胞是立方体结构，其中每个顶点各有I个碳原子,每个面心各有1个碳原子，

立方体内部还有4个碳原子，如图所示。

所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8x+6x+4=8,因此一个立方相氮化硼晶胞中

应该含有4个N原子和4个B原子。

C级学科素养拔高练

16.在我国南海300-500m海底深处沉积物中存在着大量的"可燃冰''，其主要成分为甲烷水合

物。

请回答下列问题：

(1)甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是(填字母序号)。

甲烷晶胞

A.甲烷晶胞中的小球只代表一个C原子

B.晶体中1个CH4分子有12个紧邻的CH4分子

C.CH4熔化时需克服共价键

D.1个CH4晶胞中含有8个CH4分子

E.CH4是非极性分子

(2)水在不同的温度和压强条件下可以形成多种不同结构的晶体，冰晶体结构有多利％其中冰

-VII的晶体结构如下图所示。

①水分子的空间构型是形，水分子能与H+形成配位键,其原因是在氧原子上

有，应用价电子对互斥理论推测H3O+的形状为。

②上述冰晶体中每个水分子与周围个水分子以氢键结合。

③实验测得冰中氢键的作用能为18.5kJ-moH,而冰的熔化热为5.0kTmoH,这说

明。

④冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(其晶胞结构如图，其中空心球所示原子位

于立方体的顶点或面心，实心球所示原子位于立方体内)类似。每个冰晶胞平均占有

个水分子，冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相似的原因

是。

(3)氨气极易溶于水的原因之一是与氢键有关。请判断:NH3溶于水后,形成的NH3H2O的合理

结构是(填字母)。

0

/\

H

/

\

H

ab

|答案|(1)BE

(2)①角孤电子对三角锥形②4③冰熔化为液态水时只是破坏了一部分氢键，液

态水中仍存在氢键④8水中的O原子和金刚石中的C原子都为sp3杂化，每个水分子可与

相邻的4个水分子形成氢键，且氢键和共价键都具有方向性

(3)b

颤(1)CH4是分子晶体，熔化时克服范德华力。晶胞中的小球代表的是一个甲烷分子,并不是

一个C原子。以该甲烷晶胞分析，位于顶点的任意一个甲烷分子与其距离最近的甲烷分子有

3个而这3个甲烷分子在面上，故与1个甲烷分子紧邻的甲烷分子有3x8x=12(个)。甲烷晶胞

属于面心立方晶胞,该晶胞中甲烷分子的个数为8x+6x=4oCH4分子为正四面体结构,C原子

位于正四面体的中心，结构对称,CH』是非极性分子。

（2）①水分子中O原子的价电子对数==4,孤电子对数为2,所以水分子为角形分子,FkO分

子能与H+形成配位键，其原因是H2O中0原子上有孤电子对,H+有空轨道。HQ+价电子对数

为=4,孤电子对数为1,故H3O+为三角锥形。②观察图示晶体结构可知，每个水分子与周围4

个水分子以氢键结合。③冰中氢键的作用能为18.5而冰熔化热为5.0说明冰

熔化为液态水时只是破坏了一部分氢键，并且液态水中仍存在氢键。④每个冰晶胞平均含有

的水分子数为4+6x+8x=8。H2O分子中的O原子形成2个◎键,含有的孤电子对数为2,金刚

石中每个C原子形成4个◎键且没有孤电子对，所以水中的O