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文档简介
第39讲晶体结构与性质第十二章物质结构与性质(选考)[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.了解晶体的类型,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。3.了解晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质的影响。4.了解分子晶体结构与性质的关系。5.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。6.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。了解金属晶体常见的堆积方式。7.了解晶胞的概念,能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。考点二常见晶体结构模型的微观结构分析探究高考明确考向内容索引考点一晶体和晶胞课时作业考点三四种晶体的性质与判断晶体和晶胞考点一知识梳理1.晶体与非晶体
晶体非晶体结构特征结构微粒
排列结构微粒
排列性质特征自范性______熔点____________异同表现_________________二者区别方法间接方法看是否有固定的_____科学方法对固体进行
实验周期性有序无序有无固定不固定各向异性各向同性熔点X-射线衍射2.得到晶体的途径(1)
物质凝固。(2)
物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。(3)溶质从溶液中
。3.晶胞(1)概念描述晶体结构的
。(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置①无隙:相邻晶胞之间没有
。②并置:所有晶胞
排列、
相同。熔融态气态析出基本单元任何间隙平行取向4.晶胞组成的计算——均摊法(1)原则晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有,那么,每个晶胞对这个原子分得的份额就是(2)方法①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定,如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有,每个六边形占正误判断·
辨析易错易混(1)冰和碘晶体中相互作用力相同(
)(2)晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列(
)(3)凡有规则外形的固体一定是晶体(
)(4)固体SiO2一定是晶体(
)(5)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块(
)(6)晶胞是晶体中最小的“平行六面体”(
)(7)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X-射线衍射实验(
)答案×√√×√××解题探究1.如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞:答案试写出:(1)甲晶体化学式(X为阳离子)为________。(2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是________。(3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是____。(4)乙晶体中每个A周围结合B的个数为____。X2Y1∶3∶18122.右图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构,其中R为+2价,G为-2价,则Q的化合价为_____。答案+3解析R、G、Q的个数之比为1∶4∶2,则其化学式为RQ2G4。由于R为+2价,G为-2价,所以Q为+3价。3.(1)硼化镁晶体在39K时呈超导性。在硼化镁晶体中,镁原子和硼原子是分层排布的,下图是该晶体微观结构的透视图,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为________。答案MgB2解析解析每个Mg周围有6个B,而每个B周围有3个Mg,所以其化学式为MgB2。(2)在硼酸盐中,阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一种链状结构的多硼酸根,则多硼酸根离子符号为______。答案解析解析从图可看出,每个
单元中,都有一个B和一个O完全属于这个单元,剩余的2个O分别被两个结构单元共用,所以B∶O=1∶(1+2/2)=1∶2,化学式为4.Cu元素与H元素可形成一种红色化合物,其晶体结构单元如下图所示。则该化合物的化学式为_______。答案CuH解析常见晶体结构模型的微观结构分析考点二知识梳理1.原子晶体(金刚石和二氧化硅)(2)SiO2晶体中,每个Si原子与
个O原子成键,每个O原子与
个硅原子成键,最小的环是
元环,在“硅氧”四面体中,处于中心的是
原子,1molSiO2中含有
molSi—O键。(1)金刚石晶体中,每个C与另外
个C形成共价键,C—C键之间的夹角是109°28′,最小的环是
元环。含有1molC的金刚石中,形成的共价键有
mol。4六242十二Si42.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
个。(2)冰的结构模型中,每个水分子与相邻的
个水分子以氢键相连接,含1molH2O的冰中,最多可形成
mol“氢键”。12423.离子晶体(1)NaCl型:在晶体中,每个Na+同时吸引
个Cl-,每个Cl-同时吸引__个Na+,配位数为
。每个晶胞含
个Na+和
个Cl-。(2)CsCl型:在晶体中,每个Cl-吸引
个Cs+,每个Cs+吸引
个Cl-,配位数为
。666448884.石墨晶体石墨层状晶体中,层与层之间的作用是
,平均每个正六边形拥有的碳原子个数是
,C原子采取的杂化方式是
。分子间作用力2sp25.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Cu、Ag、Au12体心立方堆积Na、K、Fe8六方最密堆积Mg、Zn、Ti12深度思考·
提升思维能力1.判断下列物质的晶胞结构,将对应序号填在线上。(1)干冰晶体
;
(2)氯化钠晶体
;(3)金刚石
;
(4)钠
;(5)冰晶体
;
(6)铜晶体
。②①③④⑤⑥答案2.下列是几种常见的晶胞结构,填写晶胞中含有的粒子数。答案A.NaCl(含____个Na+,_____个Cl-)B.干冰(含____个CO2)C.CaF2(含____个Ca2+,____个F-)D.金刚石(含____个C)E.体心立方(含____个原子)F.面心立方(含____个原子)4
444
88243.(常见晶体结构模型)填空。(1)在金刚石晶体中最小碳环含有____个C原子;每个C原子被____个最小碳环共用。(2)在干冰中粒子间作用力有_________________。(3)含1molH2O的冰中形成氢键的数目为_____。(4)在NaCl晶体中,每个Na+周围___个距离最近且相等的Na+,每个Na+周围有___个距离最近且相等的Cl-,其立体构型为____________。(5)在CaF2晶体中,每个Ca2+周围距离最近且等距离的F-有___个;每个F-周围距离最近且等距离的Ca2+有___个。答案6
12共价键、范德华力2NA126正八面体形841.Cu与F形成的化合物的晶胞结构如下图所示,若晶体密度为ag·cm-3,则Cu与F最近距离为___________________pm。(NA表示阿伏加德罗常数的值,列出计算表达式,不用化简;图中解题探究答案解析2.如图为Na2S的晶胞,该晶胞与CaF2晶胞结构相似,设晶体密度是ρg·cm-3,试计算Na+与S2-的最短距离为________________cm(NA表示阿伏加德罗常数的值,只写出计算式)。答案解析其个数之比为1∶2,所以●代表S2-,○代表Na+。设晶胞边长为acm,则a3·ρ·NA=4×783.用晶体的X-射线衍射法对Cu的测定得到以下结果:Cu的晶胞为面心立方最密堆积(如下图),已知该晶体的密度为9.00g·cm-3,晶胞中该原子的配位数为___;Cu的原子半径为__________________________________cm(阿伏加德罗常数为NA,要求列式计算)。12答案解析解析设晶胞的边长为acm,则a3·ρ·NA=4×64四种晶体的性质与判断考点三类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成粒子___________________________________________粒子间的相互作用力_________________________________硬度较小____有的很大,有的很小较大知识梳理1.四种晶体类型比较分子原子分子间作用力共价键很大金属阳离子和自由电子阴、阳离子离子键金属键熔、沸点较低_____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电和热的
导体晶体
电,水溶液或熔融态
电很高不导导良2.离子晶体的晶格能(1)定义气态离子形成1mol离子晶体释放的能量,通常取正值,单位:
。(2)影响因素①离子所带电荷数:离子所带电荷数越多,晶格能越
。②离子的半径:离子的半径越
,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
,且熔点越高,硬度越
。kJ·mol-1大小稳定大正误判断·
辨析易错易混(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(
)(5)离子晶体一定都含有金属元素(
)(6)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体(
)(7)原子晶体的熔点一定比离子晶体的高(
)答案××√√×××深度思考·
提升思维能力1.在下列物质中:NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石,晶体氩。(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_______。NaCl、Na2SNaOH、(NH4)2S答案(NH4)2SNa2S2(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___________。(9)不含共价键的分子晶体是________,只含非极性键的原子晶体是_______________。CO2、CCl4、C2H2C2H2答案H2O2SiO2、SiC晶体氩晶体硅、金刚石2.比较下列晶格能大小。(1)NaCl____KCl;(2)CaF2____MgO;(3)Na2S____Na2O;(4)CaO____KCl。><答案<>解题探究题组一晶体类型与性质综合判断1.(1)[2015·全国卷Ⅰ,37(4)]CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物熔点为253K,沸点为376K,其固体属于______晶体。(2)[2015·全国卷Ⅱ,37(2)节选]O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为__________和__________。(3)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到:4NH3+3F2答案分子分子晶体离子晶体abd上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有_____(填序号)。a.离子晶体 b.分子晶体c.原子晶体 d.金属晶体2.(1)用“>”或“<”填空:答案解析><<<第一电离能离子半径熔点酸性Si____SO2-____Na+NaCl____SiH2SO4____HClO4解析同周期元素的第一电离能随原子序数的递增呈增大趋势,但s、p、d等轨道处于全空、半满、全满的稳定状态时,则出现反常现象。Si、S元素基态原子的价电子排布式分别为3s23p2、3s23p4,其中3p轨道均处于不稳定状态,因此Si的第一电离能小于S。O2-与Na+的核外电子排布相同,其电子排布式均为1s22s22p6,离子核外电子排布相同时,原子序数越大,离子半径越小,因此O2-的离子半径大于Na+。NaCl为离子晶体,Si为原子晶体,因此Si的熔点高于NaCl。一般来说,元素的非金属性越强,该元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强,Cl元素的非金属性强于S元素,则HClO4的酸性强于H2SO4。(2)MgCl2在工业上应用广泛,可由MgO制备。①MgO的熔点比BaO的熔点____(填“高”或“低”)。高答案解析解析Mg、Ba同主族,Mg2+的半径小于Ba2+,MgO的晶格能比BaO大,故MgO的熔点比BaO高。②SiO2的晶体类型为__________。解析SiO2为空间立体网状结构,其熔、沸点很高,属于原子晶体。原子晶体(3)对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4),下列叙述正确的是____。A.SiX4难水解
B.SiX4是共价化合物C.NaX易水解
D.NaX的熔点一般高于SiX4答案解析解析A项,硅的卤化物(SiX4)的水解比较强烈,如SiCl4+3H2O===H2SiO3↓+4HCl、SiF4+3H2O===H2SiO3↓+4HF,错误;B项,硅的卤化物(SiX4)全部由非金属元素构成,属于共价化合物,正确;C项,钠的卤化物(NaX)属于强酸强碱盐,不发生水解,错误;D项,钠的卤化物(NaX)是由离子键构成的,属于离子晶体,SiX4属于分子晶体,所以NaX的熔点一般高于SiX4,正确。BDA组B组C组D组金刚石:3550℃Li:181℃HF:-83℃NaCl:801℃硅晶体:1410℃Na:98℃HCl:-115℃KCl:776℃硼晶体:2300℃K:64℃HBr:-89℃RbCl:718℃二氧化硅:1723℃Rb:39℃HI:-51℃CsCl:645℃3.(2018·新疆喀什模拟)现有几组物质的熔点(℃)数据: 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)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________。答案原子(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。①有金属光泽②导电性③导热性④延展性①②③④解析解析A组熔点很高,为原子晶体,是由原子通过共价键形成的。共价键解析B组为金属晶体,具有①②③④四条共性。(3)C组中HF熔点反常是由于________________________________________________________________________________。解析HF中含有分子间氢键,故其熔点反常。(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl,其原因为_____________________________________________________________________________________________________________________。(4)D组晶体可能具有的性质是______(填序号)。①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电②④答案解析解析D组属于离子晶体,具有②④两条性质。解析D组属于离子晶体,其熔点与晶格能有关。D组晶体都为离子晶体,r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+),在离子所带电荷数相同的情况下,半径越小,晶格能越大,熔点就越高1.判断晶体类型的方法(1)主要是根据各类晶体的特征性质判断如低熔、沸点的化合物形成分子晶体;熔、沸点较高,且在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物形成离子晶体;熔、沸点很高,不导电,不溶于一般溶剂的物质形成原子晶体;晶体能导电、传热、具有延展性的为金属晶体。练后反思(2)根据物质的分类判断金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体;大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。常见的原子晶体中单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等;常见的原子晶体中化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质(注:汞在常温为液体)与合金是金属晶体。2.比较物质的熔、沸点高低的方法(1)首先看物质的状态,一般情况下:固体>液体>气体;二是看物质所属类型,一般是:原子晶体>离子晶体>分子晶体。(2)同类晶体熔、沸点比较思路:原子晶体→共价键键能→键长→原子半径;分子晶体→分子间作用力→相对分子质量;离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径。题组二结构决定性质简答题突破4.(2017·海南中学月考)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:(1)硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能小于烷烃分子中C—C键和C—H键的键能,稳定性差,易断裂,导致长链硅烷难以形成,所以硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多答案化学键C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O键能/kJ·mol-1356413336226318452(2)SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是________________________________________________________________________________________________________________________________。 C—H键的键能大于C—O键,C—H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却小于Si—O键,所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键答案5.(2018·北京顺义检测)(1)冰的熔点远高于干冰,除因为H2O是极性分子、CO2是非极性分子外,还有一个重要的原因是____________________。(2)NaF的熔点_____(填“>”“=”或“<”)的熔点,其原因是____________________________________________________________________________________________________。答案H2O分子间形成氢键>
两者均为离子化合物,且阴、阳离子的电荷数均为1,但后者的离子半径较大,离子键较弱,因此其熔点较低(3)CO熔点___(填“>”或“<”)N2的熔点,原因是____________________________________________________。(4)CH4、SiH4、GeH4的熔、沸点依次______(填“增大”或“减小”),其原因是_____________________________________________________________________________________。(5)SiO2比CO2熔点高的原因是________________________________。答案>CO为极性分子而N2为非极性分子,CO分子间作用力较大增大
三种物质均为分子晶体,结构与组成相似,相对分子质量越
大,范德华力越大,熔、沸点越高SiO2为原子晶体而CO2为分子晶体结构决定性质类简答题答题模板叙述结构→阐述原理→回扣结论练后反思探究高考明确考向1.[2017·全国卷Ⅰ,35(4)(5)](4)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立体结构,边长为a=0.446nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,如图所示。K与O间的最短距离为_________________nm,与K紧邻的O个数为____。答案121234解析1234(5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于________位置,O处于________位置。答案体心1234解析棱心解析由(4)可知K、I的最短距离为体对角线的一半,I处于顶角,K处于体心,I、O之间的最短距离为边长的一半,I处于顶角,O处于棱心。答案1234解析12343.[2015·全国卷Ⅰ,37(5)]碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:答案1234①在石墨烯晶体中,每个C原子连接___个六元环,每个六元环占有___个C原子。3 2解析由图可知,石墨烯中每个碳被3个六元环所共有,每个六元环占有的碳原子数为6×解析②在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接___个六元环,六元环中最多有___个C原子在同一平面。答案123412
4解析金刚石晶体中每个碳原子被12个环所共有。六元环呈船式或椅式结构,最多有4个原子共平面。解析4.[2017·全国卷Ⅱ,35(3)(4)]我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题:(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图(b)所示。答案解析1234①从结构角度分析,R中两种阳离子的相同之处为______,不同之处为____。(填标号)A.中心原子的杂化轨道类型B.中心原子的价层电子对数C.立体结构D.共价键类型ABDC1234解析根据图(b),阳离子是
中心原子N含有4个σ键,孤电子对数为(5-1-4×1)/2=0,价层电子对数为4,杂化类型为sp3,立体构型为正四面体形,H3O+中心原子是O,含有3个σ键,孤电子对数为(6-1-3×1)/2=1,价层电子对数为4,杂化类型为sp3,立体构型为三角锥形,因此相同之处为ABD,不同之处为C;答案解析12345答案解析1234答案解析1234(4)R的晶体密度为dg·cm-3,其立方晶胞参数为anm,晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元,该单元的相对质量为M,则y的计算表达式为______________________。5.(2017·全国卷Ⅲ,35)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2===CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:(1)Co基态原子核外电子排布式为________________________________。元素Mn与O中,第一电离能较大的是____,基态原子核外未成对电子数较多的是____。答案解析解析Mn原子的价电子排布式为3d54s2,根据洪特规则,有5个未成对电子,而O原子的价电子排布式为2s22p4,仅有2个未成对电子,故基态原子核外未成对电子数较多的是Mn。12341s22s22p63s23p63d74s2(或[Ar]3d74s2)OMn(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为____和_____。答案解析sp
sp3解析根据价层电子对互斥理论,CO2为直线形分子,C原子为sp杂化,而CH3OH中C原子的立体构型为四面体,C原子为sp3杂化。1234(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为_____________________,原因是_________________________________________________________________________________________________________。答案解析H2O>CH3OH>CO2>H2解析影响分子晶体沸点的因素有范德华力和氢键,H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多,故H2O的沸点高于甲醇,CO2与H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大,范德华力大,沸点比H2更高。 H2O与CH3OH均为极性分子,水含氢键比甲醇中多;CO2与H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大,范德华力大1234(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在_____________。答案解析离子键、π键1234(5)MgO具有NaCl型结构(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a=0.420nm,则r(O2-)为______nm。MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a′=0.448nm,则r(Mn2+)为______nm。答案解析0.1480.07612341234课时作业1.下列关于晶体的说法中,不正确的是
①共价键可决定分子晶体的熔、沸点②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体③晶体中原子呈周期性有序排列,有自范性;而非晶体中原子排列相对无序,无自范性④MgO的晶格能远比NaCl大,这是因为前者离子所带的电荷数多,离子半径小⑤晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列⑥干冰晶体中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻;CsCl和NaCl晶体中阴、阳离子的配位数都为6⑦晶体尽可能采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定A.①②⑥ B.②③④ C.④⑤⑥ D.②③⑦123456789101112答案√2.(2017·乌鲁木齐一中质检)下图为碘晶体晶胞结构。下列有关说法中正确的是
A.碘分子的排列有2种不同的取向,2种取向不同的碘分
子以4配位数交替配位形成层结构B.用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子C.碘晶体为无限延伸的空间结构,是原子晶体D.碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力答案解析√123456789101112解析在立方体的顶面上,有5个I2,4个方向相同,结合其他面考虑可知A选项正确;每个晶胞中有4个碘分子,B选项错误;C项,此晶体是分子晶体,错误;D项,碘原子间只存在非极性共价键,范德华力存在于分子与分子之间,错误。1234567891011123.下列数据是对应物质的熔点(℃):据此做出的下列判断中错误的是
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.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体√答案解析123456789101112BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO2-10720739208011291190-571723解析
A项,氧化铝的熔点高,属于离子晶体,则铝的化合物的晶体中有的是离子晶体,正确;B项,BCl3、AlCl3和干冰均是分子晶体,错误;C项,同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体,例如CO2是分子晶体,二氧化硅是原子晶体,正确。1234567891011124.下列物质的熔、沸点高低顺序中,正确的是
A.金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅B.
>C.MgO>H2O>O2>Br2D.金刚石>生铁>纯铁>钠答案123456789101112解析√123456789101112解析
A项,同属于原子晶体,熔、沸点高低主要看共价键的强弱,显然对键能而言,晶体硅<碳化硅<二氧化硅,错误;B项,形成分子间氢键的物质的熔、沸点要大于形成分子内氢键的物质的熔、沸点,正确;C项,对于不同类型晶体,其熔、沸点高低一般为原子晶体>离子晶体>分子晶体,MgO>H2O>Br2>O2,错误;D项,生铁为铁合金,熔点要低于纯铁,错误。5.(2017·唐山校级期末)有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示,有关说法正确的是
答案123456789101112A.①为简单立方堆积,②为六方最密堆积,③为体心立方堆积,④为面心
立方最密堆积B.每个晶胞含有的原子数分别为①1个,②2个,③2个,④4个C.晶胞中原子的配位数分别为①6,②8,③8,④12D.空间利用率的大小关系为①<②<③<④√6.下列说法正确的是
A.干冰和石英晶体中的化学键类型相同,熔化时需克服微粒间的作用力类
型也相同B.化学变化发生时,需要断开反应物中的化学键,并形成生成物中的化学键C.CH4和CCl4中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构D.NaHSO4晶体溶于水时,离子键被破坏,共价键不受影响答案解析123456789101112√解析
A项,干冰是分子晶体,而石英晶体是原子晶体,熔化时需克服微粒间的作用力分别是分子间作用力和共价键,错误;B项,化学反应的实质是断开旧化学键,形成新的化学键,所以化学变化发生时,需要断开反应物中的化学键,并形成生成物中的化学键,正确;C项,CH4分子中氢原子最外层达2电子的稳定结构,不是8电子稳定结构,错误;D项,NaHSO4晶体溶于水时,电离产生钠离子、氢离子和硫酸根离子,离子键被破坏,共价键也被破坏,错误。123456789101112A.四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B.CaF2晶体的晶胞如图2所示,每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2+C.H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127.(2017·泉州期末)下列有关说法不正确的是
答案√123456789101112解析解析A项,四水合铜离子中铜离子的配位数为4,配体是水,水中的氧原子提供孤电子对与铜离子形成配位键,正确;123456789101112C项,电子云密度表示电子在某一区域出现的机会的多少,H原子最外层只有一个电子,所以不存在大多数电子,只能说H原子的一个电子在原子核附近出现的机会较多,错误;D项,在金属晶体的最密堆积中,对于每个原子来说,其周围的原子有同一层上的六个原子和上一层的三个及下一层的三个,故每个原子周围都有12个原子与之相连,正确。8.(1)SiC的晶体结构与晶体硅的相似,其中C原子的杂化方式为___,微粒间存在的作用力是________。SiC晶体和晶体Si的熔、沸点高低顺序是________。答案解析123456789101112sp3共价键SiC>Si解析晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连,呈正四面体结构,所以C原子杂化方式是sp3。因为Si—C的键长小于Si—Si,所以熔点碳化硅>晶体硅。(2)氧化物MO的电子总数与SiC的相等,则M为_____(填元素符号)。MO是优良的耐高温材料,其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高,其原因是_________________________________。答案解析123456789101112Mg解析SiC电子总数是20个,则该氧化物为MgO;晶格能与所构成离子所带电荷成正比,与离子半径成反比,MgO与CaO的离子电荷数相同,Mg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大,熔点高。Mg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大(3)C、Si为同一主族的元素,CO2和SiO2的化学式相似,但结构和性质有很大的不同。CO2中C与O原子间形成σ键和π键,SiO2中Si与O原子间不形成上述π键。从原子半径大小的角度分析,为何C、O原子间能形成上述π键,而Si、O原子间不能形成上述π键:__________________________________________________________________________________________,SiO2属于____晶体,CO2属于____晶体,所以熔点CO2___(填“<”“=”或“>”)SiO2。答案123456789101112 Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键原子分子<(4)金刚石、晶体硅、二氧化硅、MgO、CO2、Mg六种晶体的构成微粒分别是______________________________________________________,熔化时克服的微粒间的作用力分别是__________________________________________________________。答案解析123456789101112原子、原子、原子、阴阳离子、分子、金属阳离子与自由电子
共价键、共价键、共价键、离子键、分子间作用力、金属键解析金刚石、晶体硅、二氧化硅均为原子晶体,构成微粒均为原子,熔化时破坏共价键;Mg为金属晶体,由金属阳离子和自由电子构成,熔化时克服金属键;CO2为分子晶体,由分子构成,分子间以分子间作用力结合;MgO为离子晶体,由Mg2+和O2-构成,熔化时破坏离子键。9.(2018·福州一中质检)(1)钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方,则该晶胞中属于1个体心立方晶胞的金属原子数目是____。氯化铯晶体的晶胞如图1,则Cs+位于该晶胞的____,而Cl-位于该晶胞的_____,Cs+的配位数是___。答案解析1234567891011122体心
顶点8解析体心立方晶胞中,1个原子位于体心,8个原子位于立方体的顶点,故1个晶胞中金属原子数为
氯化铯晶胞中,Cs+位于体心,Cl-位于顶点,Cs+的配位数为8。123456789101112(2)铜的氢化物的晶体结构如图2所示,写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式:_______________________________。答案解析123456789101112(3)图3为F-与Mg2+、K+形成的某种离子晶体的晶胞,其中“○”表示的离子是____(填离子符号)。答案解析123456789101112F-解析由晶胞结构可知,黑球有1个,灰球有1个,白球有3个,由电荷守恒可知n(Mg2+)∶n(K+)∶n(F-)=1∶1∶3,故白球为F-。(4)实验证明:KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图4所示),已知3种离子晶体的晶格能数据如下表:答案解析123456789101112离子晶体NaClKClCaO晶格能/kJ·mol这4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是______________________。其中MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有____个。TiN>MgO>CaO>KCl12解析从3种离子晶体的晶格能数据知道,离子所带电荷越大、离子半径越小,离子晶体的晶格能越大,离子所带电荷数:Ti3+>Mg2+,离子半径:Mg2+<Ca2+,所以熔点:TiN>MgO>CaO>KCl;MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有12个。12345678910111210.氮元素可形成卤化物、叠氮化物及络合物等。(1)NF3构型为三角锥形,沸点为-129℃;可在铜催化作用下由F2和过量NH3反应得到。NF3属于_____晶体。答案123456789101112分子N2OCNO-(答案合理即可)直线②叠氮化物、氰化物能与Fe3+、Cu2+及Co3+等形成络合物,如Co[(N3)(NH3)5]SO4、[Fe(CN)6]4-。写出钴原子在基态时的价电子排布式:______。如Co[(N3)(NH3)5]SO4中钴的配位数为____,CN-中碳原子的杂化类型是________。3d74s26sp杂化答案123
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