高中化学鲁科版(2019)选择性必修2 第3章第2节 几种简单的晶体结构模型

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名称 高中化学鲁科版(2019)选择性必修2 第3章第2节 几种简单的晶体结构模型
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资源类型 试卷
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科目 化学
更新时间 2021-06-08 11:44:47

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高中化学鲁科版(2019)选择性必修2 第3章第2节 几种简单的晶体结构模型
一、单选题
1.(2020高二上·松江期中)关于氯化钠晶体,下列说法正确的是(  )
A.硬度大于金刚石 B.熔点高于冰
C.沸点大于石墨 D.能导电
【答案】B
【知识点】离子晶体;晶体熔沸点的比较
【解析】【解答】A.氯化钠晶体为离子晶体,而金刚石为原子晶体,离子晶体的硬度小于原子晶体,则氯化钠晶体的硬度小于于金刚石,A不符合题意;
B.氯化钠晶体为离子晶体,冰为分子晶体,离子晶体的熔点高于分子晶体,则氯化钠晶体的熔点高于冰,B符合题意;
C.氯化钠晶体为离子晶体,而石墨为混合晶体,氯化钠晶体的沸点小于石墨,C不符合题意;
D.氯化钠晶体中的阴阳离子不能自由移动,不能导电,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.一般条件下,原子晶体硬度大于离子晶体;
B.一般条件下,离子晶体熔沸点高于分子晶体;
C.注意石墨沸点较高;
D.含有自由移动离子或电子的物质能导电。
2.(2021高二下·杭州月考)下列说法错误的是(  )
A.HClO、N2和 Na2O等物质中,各原子或离子的最外层均达到了稳定结构
B.石英和金刚石都是原子间通过共价键结合形成的原子晶体
C.某化合物在熔融状态下能导电,则一定是离子化合物
D.HF 的热稳定性比 HBr 强是因为 HF 的分子间作用力强
【答案】D
【知识点】原子核外电子排布;化学键;离子化合物的结构特征与性质;原子晶体(共价晶体)
【解析】【解答】A.HClO、N2和 Na2O等物质中,除H原子最外层达2电子的稳定结构外,其他各原子或离子的最外层均达到了8电子稳定结构,选项A不符合题意;
B.石英和金刚石都是原子晶体,原子间通过共价键结合形成,选项B不符合题意;
C.熔融状态下能导电的化合物中含有自由移动的离子,则该物质由离子构成,属于离子化合物,选项C不符合题意;
D.非金属性:F>Br,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,与分子间作用力无关,选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.如果未1层的话,最外层电子达到2个电子即为稳定,多层时最外层电子数为8个电子稳定,给出的几种物质,氢达到两个电子稳定结构,其他均达到8个电子稳定发结构
B.原子晶体的键时共价键,石英是硅氧键,金刚石是碳碳键
C.离子化合物在熔融时可以导电
D.非金属元素氢化物的稳定性强弱与非金属元素的非金属性强弱有关,非金属性越强,对应的氢化物的稳定性越强
3.(2021高三下·丹东开学考)磷锡青铜合金广泛用于仪器仪表中的耐磨零件和抗磁元件等。其晶胞结构如图所示。下列说法错误的(  )
A.磷锡青铜的化学式为Cu3SnP
B.该晶胞中与Sn原子等距离且最近的铜原子有12个
C.该晶体的熔点比金刚砂(SiC)的熔点高
D.磷锡青铜具有各向异性的特点
【答案】C
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】A.磷锡青铜化学式Cu3SnP, , , ,A项不符合题意;
B.三个截面,每个截面与Sn等距的Cu有4个,故12个,B项不符合题意;
C.SiC是原子晶体熔点高,合金熔点比各成分熔点低,故磷锡青铜熔点比SiC低,C项符合题意;
D.磷锡青铜具有各向异性的特点,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据均摊法及已知晶胞的空间结构进行计算实际含有的原子个数;
B.根据构成的面心立方晶胞可以判断配位数;
C.根据合金的特点:熔点比单一金属低、硬度比单一金属大进行判断;
D.晶体具有的特点进行判断。
4.(2021高三下·辽宁开学考)下列有关金刚石晶体和二氧化硅晶体(如图所示)的叙述正确的是(  )
A.金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于原子晶体
B.金刚石晶胞中含有6个碳原子
C. 晶体中所含共价键数目为 ( 是阿伏加德罗常数的值)
D.金刚石晶体熔化时破坏共价键,二氧化硅晶体熔化时破坏分子间作用力
【答案】A
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】A.金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于原子晶体,A项符合题意;
B.金刚石的晶胞中含有碳原子数为 个,B项不符合题意;
C. 晶体的物质的量为1mol,1molSi原子与4molO原子形成4mol硅氧键,1molO原子与2molSi原子形成2mol硅氧键,故 中含4mol硅氧键,即共价键数为 ,C项不符合题意;
D二氧化硅晶体属于原子晶体,熔化时破坏共价键,D项不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.根据空间结构判断晶体类型;
B.利用金刚石晶胞及均摊法计算实际含有的原子数;
C.利用硅原子和化学键的关系比进行判断;
D.根据晶体类型判断存在的作用力,据此判断熔化时破坏的作用力;
5.(2020高二上·温州期中)下列说法正确的是(  )
A.NaHSO4晶体溶于水时,离子键被破坏,共价键不受影响
B.PCl5和CCl4中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
C.根据氮化铝(AlN)熔沸点很高、熔融状态下不导电可推测它是原子晶体
D.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
【答案】C
【知识点】化学键;原子晶体(共价晶体)
【解析】【解答】A.NaHSO4晶体溶于水时,硫酸氢根也会发生电离,共价键被破坏,A不符合题意;
B.PCl5分子中P原子最外层有10个电子,B不符合题意;
C.氮化铝在熔融状态下不导电,说明不是离子化合物,熔沸点高,符合原子晶体的性质,可以推测氮化铝属于原子晶体,C符合题意;
D.干冰和石英晶体都属于共价化合物,均含有共价键,但干冰属于分子晶体,而石英属于原子晶体,融化时,前者破坏分子间作用力,后者破坏共价键,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.NaHSO4由Na+与HSO4-构成,溶于水完全电离为Na+、H+、SO42-,离子键被破坏,部分共价键也被破坏;
B.CCl4中每个原子的最外层都具有8电子稳定结构,但PCl5中P原子最外层有10个电子;
C.熟悉原子晶体的特征,据此分析;
D.注意两者晶体类型不同。
6.(2020高二下·威海期末)下列说法错误的是(  )
A.活泼金属与活泼非金属组成的化合物形成的晶体一定为离子晶体
B.金刚石、SiC、HI、HBr晶体的熔点依次降低
C.可用X射线衍射实验区分晶体与非晶体
D.石墨晶体模型中C原子与六元环的个数比为2:1
【答案】A
【知识点】离子晶体;原子晶体(共价晶体);晶体的定义
【解析】【解答】A. 氯原子非金属性强,铝原子金属性强,氯化铝晶体是分子晶体,A符合题意;
B. 金刚石、SiC是原子晶体,熔点高,碳碳键比碳硅键牢固,故金刚石的熔点比碳化硅的高,HI、HBr是分子晶体,熔点较低,HI相对分子质量大于HBr,HI分之间的作用力大于HBr,故晶体的熔点依次降低,B不符合题意;
C. 根据X射线衍射图显示的信息,科学家能推知晶体内部的微观结构,故可用X射线衍射实验区分晶体与非晶体,C不符合题意;
D. 石墨是平面层状结构,每一个碳原子与3个碳原子通过碳碳单键形成平面正六边形,故按均摊法可知,每个六元环中拥有2个碳原子,则石墨晶体模型中C原子与六元环的个数比为2:1,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.活泼金属与活泼非金属组成的化合物形成的晶体不一定为离子晶体
B.原子晶体的熔点高于分子晶体,原子晶体中的熔点与键长有关,对于分子晶体,结构相似,相对分子质量越大,熔点越高
C.X射线可以看到内部结构,晶体具有方向性
D.根据石墨的结构进行判断
7.(2020高二下·威海期末)下列有关晶体的叙述正确且有因果关系的是(  )
  叙述Ⅰ 叙述Ⅱ
A SiO2晶体熔点高、硬度大 SiO2晶体可用于制造光导纤维
B 碘晶体中的I―I键能较小 晶体碘沸点低、易升华
C NaCl晶体中Na+与Cl-个数比为1:1, CsCl晶体中Cs+与Cl-个数比也为1:1 NaCl和CsCl的晶胞结构相同
D 在金刚石和硅晶体中,原子间通过共价键形成空间网状结构 金刚石和硅晶体类型相同
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】离子晶体;原子晶体(共价晶体);晶体的定义
【解析】【解答】A.SiO2晶体熔点高、硬度大可以用于制坩埚等耐热材料,故A不符合题意;
B.晶体碘之间的范德华力较小,导致沸点低、易升华,故B不符合题意;
C.NaCl晶体和CsCl晶体中Na+与Cl-个数比为1:1,NaCl晶体中每个钠离子周围含有6个氯离子,每个氯离子周围有6个钠离子,每个氯化钠晶胞中含有4个钠离子和氯离子;CsCl晶体中每个铯离子周围含有8个氯离子,每个氯离子周围也有8个氯离子,每个氯化铯晶体中含有1个铯离子和1个氯离子,二者的结构不同,故C不符合题意;
D.碳和硅同主族,在金刚石和硅晶体中,原子间通过共价键形成空间网状结构,金刚石和硅晶体类型相同,都是原子晶体,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.SiO2晶体具有良好的光学性能,可用于制造光导纤维
B.碘晶体中的 I-I 键能较小,导致碘的稳定性较弱
C.根据晶胞进行计算即可
D.都是原子晶体,空间结构类似
8.(2020高二下·聊城期末)下列说法正确的是(  )
A.由于铵盐是由离子键构成的,因而化学性质相当稳定
B.分子晶体中都存在分子间作用力,但可能不存在共价键
C.在常见的四种晶体类型中,都有“原子(离子)半径越大,物质熔点越低”的规律
D.水晶在不同方向上的硬度、导热性、导电性相同
【答案】B
【知识点】分子晶体;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用;铵盐
【解析】【解答】A.铵盐受热易分解,铵盐的化学性质不稳定,A不符合题意;
B.以分子间作用力结合形成的晶体为分子晶体,稀有气体为单原子分子,其分子中没有共价键,所以分子晶体中都存在分子间作用力,但可能不存在共价键,B符合题意;
C.分子晶体中,相对分子质量越大,则分子间作用力越大,熔点越高;C不符合题意;
D.晶体的硬度、导热性、导电性、光学性质等不同,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.铵盐中既有离子键又有共价键,但是一般的铵盐受热易分解
B.分子晶体存在分子间作用力,有多个原子形成的分子晶体存在共价键,由单个原子形成的分子晶体不存在共价键
C.分子晶体和离子晶体的熔沸点规律不是这样,离子晶体的熔沸点与半径和离子的电荷有关
D.晶体具有各向性主要体现在物理性质上
9.(2020高二下·聊城期末) 在一定条件下可制得硬度、熔点都很高的氮化铝晶体,其晶体结构如图所示。下列说法错误的(  )
A.1个氮化铝晶胞中含有2个铝原子
B.氮化铝可用于制造切割金属的刀具
C.氮化铝属于离子晶体
D.氮化铝晶体中 的配位数为4
【答案】C
【知识点】原子晶体(共价晶体);晶胞的计算
【解析】【解答】A.由图示可知,铝原子位于晶胞的顶点和体心,故1个氮化铝晶胞中含有 个铝原子,A不符合题意;
B.氮化铝晶体硬度、熔点都很高,故可用于制造切割金属的刀具,B不符合题意;
C.氮化铝属于原子晶体,C符合题意;
D.由图示可知,铝原子周围有4个氮原子,故 的配位数为4,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据氮化铝的晶体结构,计算出晶胞中氮原子和铝原子的个数之比,硬度大,可以制作刀具,氮原子和铝原子之间形成共价键,硬度大和熔点高确定其为原子晶体,根据成键规律,知道铝原子的配位原子数为4
10.(2020高一下·镇江期末)下列各组物质晶体类型相同的是(  )
A.SO2和SiO2 B.CCl4和KCl
C.干冰和冰 D.晶体Si和单质Na
【答案】C
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】A.SO2是分子晶体,SiO2是原子晶体,故A不同;
B.CCl4是分子晶体,CCl4中只含共价键,KCl是离子晶体,KCl中只含离子键,故B不同;
C.干冰是固态二氧化碳,干冰和冰都是分子晶体,故C相同;
D.晶体Si是原子晶体,只含共价键,单质Na是金属晶体,只含金属键,故D不同;
故答案为:C。
【分析】根据晶体的类型和所含化学键的类型分析,离子化合物含有离子键,可能含有共价键,属于离子晶体;相邻原子之间通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体,分子晶体是分子间通过分子间作用力构成的晶体。
11.(2020高二下·锦州期末)如图是从NaCl和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(  )
A.只有c B.b和c C.a和c D.a和d
【答案】C
【知识点】判断简单分子或离子的构型;离子晶体
【解析】【解答】在NaCl晶体中,每个Na+周围同时吸引着距离相等且最近的6个Cl-,每个Cl-周围同时吸引着距离相等且最近的6个Na+,这个离子吸引的带相反电荷的微粒构成的是正八面体结构,图a符合条件;图c则是选取其中一个离子,沿X、Y、Z三个方向切割可得到6个等距离且最近的带相反电荷的离子,所以其配位数为6,故符合NaCl晶体结构的图示是a和c,故合理选项是C。
【分析】在NaCl晶体中,Na+或Cl-的配位数都是6,根据NaCl晶体中Na+与Cl-的配位数判断其结构的符合题意性。
二、综合题
12.(2021高二下·长春月考)现有几组物质的熔点(℃)数据:
A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 ℃
据此回答下列问题:
(1)A组属于   晶体。
(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
(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)。
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
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl,其原因为   。
【答案】(1)原子
(2)①②③④
(3)HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多
(4)②④
(5)D组晶体都为离子晶体,r(Na+)【知识点】用晶格能的大小衡量离子晶体中离子键的强弱;离子晶体;原子晶体(共价晶体);金属晶体
【解析】【解答】(1)A组熔点很高,为原子晶体,构成微粒是原子,原子晶体是由原子通过共价键形成的,熔化时克服的是共价键;
(2)B组为金属晶体,根据金属晶体的特征可知,B组金属晶体具有①②③④四条共性;
(3)HF的分子之间除存在范德华力外,分子之间还含有分子间氢键,增加了分子之间的吸引力,使物质熔化、气化需消耗更高的能量,因此其熔点反常;
(4)D组属于离子晶体,离子晶体 构成微粒是阴、阳离子,离子之间通过离子键结合,离子键是一种比较强的相互作用,具有一定的硬度;一般能够溶于水,在水分子作用下电离产生自由移动的离子,因而能够导电;在固体时离子之间通过离子键结合,不能自由移动,因此固态时不能导电;在熔融状态时断裂离子键,产生自由移动的离子,因此在熔融状态下也可以导电,故②④两个性质符合;
(5)D组属于离子晶体,其熔点与离子键键能有关。离子半径越小,离子之间作用力越强,离子键的键能越大,晶格能越大,物质的熔沸点就越高。由于离子半径:r(Na+)【分析】(1)根据物质的组成和熔点可知A组属于原子晶体,B组属于金属晶体,C组形成分子晶体,D组是离子晶体;
(2)B组为金属晶体,金属阳离子与自由电子之间通过金属键结合;
(3)由于HF分子间存在氢键,导致HF的沸点比其它氢化物的沸点高;
(4)D组物质为离子晶体,根据离子晶体的性质判断;
(5)离子晶体的离子键越强,物质的熔沸点越高,据此分析解答。
13.(2020高二下·威海期末)氧化物种类繁多,在生产生活中有广泛应用。按要求回答下列问题。
(1)三种氧化物的熔沸点如下表所示:
物质 熔点/℃ 沸点/℃
As2O3 175 457.2(193℃时升华)
MgO 2800 3600
Na2O 1275 1950
三种物质中,MgO熔点最高的原因是   

(2)Ag2O晶体的立方晶胞如图Ⅰ所示,该晶胞中表示O2 的是   (填“A”或“B”),由B构成的空间构型为   。其晶胞的俯视图如图Ⅱ所示,其中A的坐标参数为(0,0,1),则B的坐标参数为    。
(3)某种氧化镍晶体中存在如图所示的缺陷:一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代,结果其晶体仍呈电中性,但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。该氧化镍样品的组成可表示为NixO,晶体中Ni3+与Ni2+的个数比为1:11,则x的值为   。
(4)某氧化物超导材料钙钛矿晶胞结构如图所示,该化合物的化学式为   ,已知正方体的边长为a pm,该晶体的密度为ρ g·cm-3,则阿伏加德罗常数的值可表示为   (用含a、ρ的式子表示)。
【答案】(1)As2O3是分子晶体,熔点低,MgO与Na2O都是离子晶体,Mg2+的半径小,所带电荷多,晶格能大
(2)A;正四面体;( , , )
(3)0.96或
(4)CaTiO3;
【知识点】晶体熔沸点的比较;晶胞的计算
【解析】【解答】(1)从表格提供的熔沸点数据判断,As2O3是分子晶体,熔点低,MgO与Na2O都是离子晶体,Mg2+的半径小,所带电荷多,晶格能大;
(2)从Ag2O晶体的立方晶胞示意图知,A的数目为 ,B的数目为4,A、B数目比为1:2,则该晶胞中表示O2 的是A,由B构成的空间构型为正四面体,其晶胞的俯视图如图Ⅱ所示,若A为图Ⅱ中左下角的白球,则B为图Ⅱ中右下角的黑球,其中A的坐标参数为(0,0,1),则B的坐标参数为( , , );
(3)某种氧化镍晶体仍呈电中性,该氧化镍样品的组成可表示为NixO,则Ni的化合价为 ,由于 晶体中Ni3+与Ni2+的个数比为1:11,则有 ,解得x的值为0.96或 ;
(4)某氧化物超导材料钙钛矿晶胞结构如图所示,则晶胞中钛位于体心,数目为1、氧位于面心,数目为 ,钙位于顶点,数目为 ,则该化合物的化学式为CaTiO3,已知正方体的边长为a pm= ,该晶体的密度为ρ g·cm-3,则有 ,则阿伏加德罗常数的值可表示为 。
【分析】(1)从表格提供的熔沸点数据判断3种晶体的类型,从影响晶体熔点的因素回答;
(2)按均摊法计算Ag2O晶体中A、B的数目,结合化学式,判断A、B分别代表哪种粒子即可,按晶胞中A、B的相对位置关系、结合图Ⅱ信息以及A的坐标参数,确定B的坐标参数;
(3)按某种氧化镍晶体呈电中性,该氧化镍样品的组成可表示为NixO,确定Ni的平均化合价为 ,按晶体中Ni3+与Ni2+的个数比,解得x的值;
(4)按均摊法计算钙钛矿晶胞中各粒子的数目、确定化学式,按该晶体的密度为ρ g·cm-3等于晶胞的密度列式求算即可得阿伏加德罗常数的值,据此回答;
14.(2020高二下·聊城期末)(现有几组物质的熔点(℃)数据:
A组 B组 C组
金刚石:3550 :
硅晶体:1410 :
硼晶体:2300 :
二氧化硅:1732 : :2800℃
据此回答下列问题:
(1)由表格可知,A组熔点普遍偏高,据此回答:
①A组属于   晶体,其熔化时克服的粒子间的作用力是   ;
②硼晶体的硬度   硅晶体的硬度(填“大于”“小于”)。
(2)B组中 熔点反常是由于   。
(3)C组晶体中 、 、 的熔点由高到低的顺序为   , 晶体的熔点高于三者,其原因是   。
(4)氢化铝钠 是一种新型轻质储氢材料,掺入少量 的 在150℃时释氢,在170℃、 条件下又重复吸氢。 的晶胞结构如图所示:
晶体中,与 紧邻且等距的 有   个; 晶体的密度为    (用含a的代数式表示)。若 晶胞底心处的 被 取代,得到的晶体为   (填化学式)。
【答案】(1)原子(或共价);共价键;大于
(2) 分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多
(3); 晶体为离子晶体,离子所带电荷越多,半径越小,离子键越强,熔点越高
(4)8;;
【知识点】晶体熔沸点的比较;晶胞的计算;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】(1)①A组熔点最高,属于原子晶体,原子晶体的构成微粒为原子,微粒间作用力为共价键;
②B-B键的键长比Si-Si键的键长短,B-B键的键能比Si-Si键的键能大,所以硼晶体的硬度大于晶体硅的硬度,
(2) 由于HF分子之间存在氢键,其熔化时需要消耗的能量更多,导致HF的熔点比其它氢化物的熔点高;
(3)C组物质为离子晶体, r(Na+)<r(K+)<r(Rb+),离子晶体中,在离子所带电荷相同的情况下,半径越小,晶格能越大,熔点就越高,所以 、 、 的熔点由高到低的顺序为 ; 晶体也是离子晶体,离子所带电荷越多,半径越小,离子键越强,熔点越高,则 晶体的熔点高于 、 、 ;
(4)根据图知,与Na+紧邻且等距的AlH4-有8个;该晶胞中钠离子个数=6× +4× =4,AlH4-个数=1+8× + =4,其体积=(a×a×2a)×10-21cm3,密度= = g cm-3= g cm-3;若NaAlH4晶胞底心处的Na+被Li+取代,实际上该晶胞中有一个钠离子被锂离子取代,所以其化学式为 。
【分析】(4)根据图知,与Na+紧邻且等距的AlH4-有8个;该晶胞中钠离子个数=6× +4× =4,AlH4-个数=1+8× + =4,其体积=(a×a×2a)×10-21cm3,其密度= ;若NaAlH4晶胞底心处的Na+被Li+取代,实际上该晶胞中有一个钠离子被锂离子取代;
15.(2020高二下·葫芦岛期末)下图为几种晶体或晶胞的示意图:
请回答下列问题:
(1)上述晶体中,粒子之间以共价键结合形成的晶体是   。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为   。
(3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同,NaCl晶体的晶格能   (填“大于”或“小于”)MgO晶体,原因是   。
(4)每个Cu晶胞中实际占有   个Cu原子,CaCl2晶体中Ca2+的配位数为   。
(5)冰的熔点远高于干冰,除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外,还有一个重要的原因是   。
(6)MgO晶胞密度为d g/cm3,则MgO晶胞的边长为   。
【答案】(1)金刚石晶体
(2)金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰
(3)小于;MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子电荷数;且r(Mg2+)<r(Na+)、r(O2-)<r(Cl-)
(4)4;8
(5)H2O分子之间能形成氢键
(6)
【知识点】晶体熔沸点的比较;晶胞的计算;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】(1)原子晶体中原子间以共价键结合,则粒子之间以共价键结合形成的晶体是金刚石晶体;
(2)熔点的一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体,冰和干冰属于分子晶体,但水分子键存在氢键,所以熔点较高,熔点:冰>干冰;MgO和CaCl2属于离子晶体,氧离子所带电荷数更多,且半径较小,所以熔点:MgO>CaCl2;金刚石是原子晶体,则熔点由高到低的顺序为:金刚石、MgO、CaCl2、冰、干冰;
(3)MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子电荷数;且r(Mg2+)<r(Na+)、r(O2-)<r(Cl-),所以MgO晶体的晶格能大于NaCl晶体的晶格能;
(4)Cu原子占据面心和顶点,则每个Cu晶胞中实际占有的原子数为 =4;
以顶面面心的钙离子为例,与其距离最近的氯离子有4个,该晶胞上方的晶胞中还有4个,所以钙离子的配位数为8;
(5)冰的熔点远高于干冰,除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外,水分子间含有氢键,氢键的作用力大于范德华力,所以其熔沸点较高;
(6)设晶胞的边长为a,则晶胞的体积V=a3;根据均摊法,晶胞中Mg2+的个数为 =4,O2-的个数为 =4,所以晶胞的质量m= ,则晶胞的密度为 = d g/cm3,解得a= 。
【分析】离子半径越小,离子带电荷越多,晶格能越大,离子晶体的熔沸点越高;共价键的键能越大,原子晶体的熔沸点越高。
1 / 1高中化学鲁科版(2019)选择性必修2 第3章第2节 几种简单的晶体结构模型
一、单选题
1.(2020高二上·松江期中)关于氯化钠晶体,下列说法正确的是(  )
A.硬度大于金刚石 B.熔点高于冰
C.沸点大于石墨 D.能导电
2.(2021高二下·杭州月考)下列说法错误的是(  )
A.HClO、N2和 Na2O等物质中,各原子或离子的最外层均达到了稳定结构
B.石英和金刚石都是原子间通过共价键结合形成的原子晶体
C.某化合物在熔融状态下能导电,则一定是离子化合物
D.HF 的热稳定性比 HBr 强是因为 HF 的分子间作用力强
3.(2021高三下·丹东开学考)磷锡青铜合金广泛用于仪器仪表中的耐磨零件和抗磁元件等。其晶胞结构如图所示。下列说法错误的(  )
A.磷锡青铜的化学式为Cu3SnP
B.该晶胞中与Sn原子等距离且最近的铜原子有12个
C.该晶体的熔点比金刚砂(SiC)的熔点高
D.磷锡青铜具有各向异性的特点
4.(2021高三下·辽宁开学考)下列有关金刚石晶体和二氧化硅晶体(如图所示)的叙述正确的是(  )
A.金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于原子晶体
B.金刚石晶胞中含有6个碳原子
C. 晶体中所含共价键数目为 ( 是阿伏加德罗常数的值)
D.金刚石晶体熔化时破坏共价键,二氧化硅晶体熔化时破坏分子间作用力
5.(2020高二上·温州期中)下列说法正确的是(  )
A.NaHSO4晶体溶于水时,离子键被破坏,共价键不受影响
B.PCl5和CCl4中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
C.根据氮化铝(AlN)熔沸点很高、熔融状态下不导电可推测它是原子晶体
D.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
6.(2020高二下·威海期末)下列说法错误的是(  )
A.活泼金属与活泼非金属组成的化合物形成的晶体一定为离子晶体
B.金刚石、SiC、HI、HBr晶体的熔点依次降低
C.可用X射线衍射实验区分晶体与非晶体
D.石墨晶体模型中C原子与六元环的个数比为2:1
7.(2020高二下·威海期末)下列有关晶体的叙述正确且有因果关系的是(  )
  叙述Ⅰ 叙述Ⅱ
A SiO2晶体熔点高、硬度大 SiO2晶体可用于制造光导纤维
B 碘晶体中的I―I键能较小 晶体碘沸点低、易升华
C NaCl晶体中Na+与Cl-个数比为1:1, CsCl晶体中Cs+与Cl-个数比也为1:1 NaCl和CsCl的晶胞结构相同
D 在金刚石和硅晶体中,原子间通过共价键形成空间网状结构 金刚石和硅晶体类型相同
A.A B.B C.C D.D
8.(2020高二下·聊城期末)下列说法正确的是(  )
A.由于铵盐是由离子键构成的,因而化学性质相当稳定
B.分子晶体中都存在分子间作用力,但可能不存在共价键
C.在常见的四种晶体类型中,都有“原子(离子)半径越大,物质熔点越低”的规律
D.水晶在不同方向上的硬度、导热性、导电性相同
9.(2020高二下·聊城期末) 在一定条件下可制得硬度、熔点都很高的氮化铝晶体,其晶体结构如图所示。下列说法错误的(  )
A.1个氮化铝晶胞中含有2个铝原子
B.氮化铝可用于制造切割金属的刀具
C.氮化铝属于离子晶体
D.氮化铝晶体中 的配位数为4
10.(2020高一下·镇江期末)下列各组物质晶体类型相同的是(  )
A.SO2和SiO2 B.CCl4和KCl
C.干冰和冰 D.晶体Si和单质Na
11.(2020高二下·锦州期末)如图是从NaCl和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(  )
A.只有c B.b和c C.a和c D.a和d
二、综合题
12.(2021高二下·长春月考)现有几组物质的熔点(℃)数据:
A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 ℃
据此回答下列问题:
(1)A组属于   晶体。
(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
(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)。
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
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl,其原因为   。
13.(2020高二下·威海期末)氧化物种类繁多,在生产生活中有广泛应用。按要求回答下列问题。
(1)三种氧化物的熔沸点如下表所示:
物质 熔点/℃ 沸点/℃
As2O3 175 457.2(193℃时升华)
MgO 2800 3600
Na2O 1275 1950
三种物质中,MgO熔点最高的原因是   

(2)Ag2O晶体的立方晶胞如图Ⅰ所示,该晶胞中表示O2 的是   (填“A”或“B”),由B构成的空间构型为   。其晶胞的俯视图如图Ⅱ所示,其中A的坐标参数为(0,0,1),则B的坐标参数为    。
(3)某种氧化镍晶体中存在如图所示的缺陷:一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代,结果其晶体仍呈电中性,但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。该氧化镍样品的组成可表示为NixO,晶体中Ni3+与Ni2+的个数比为1:11,则x的值为   。
(4)某氧化物超导材料钙钛矿晶胞结构如图所示,该化合物的化学式为   ,已知正方体的边长为a pm,该晶体的密度为ρ g·cm-3,则阿伏加德罗常数的值可表示为   (用含a、ρ的式子表示)。
14.(2020高二下·聊城期末)(现有几组物质的熔点(℃)数据:
A组 B组 C组
金刚石:3550 :
硅晶体:1410 :
硼晶体:2300 :
二氧化硅:1732 : :2800℃
据此回答下列问题:
(1)由表格可知,A组熔点普遍偏高,据此回答:
①A组属于   晶体,其熔化时克服的粒子间的作用力是   ;
②硼晶体的硬度   硅晶体的硬度(填“大于”“小于”)。
(2)B组中 熔点反常是由于   。
(3)C组晶体中 、 、 的熔点由高到低的顺序为   , 晶体的熔点高于三者,其原因是   。
(4)氢化铝钠 是一种新型轻质储氢材料,掺入少量 的 在150℃时释氢,在170℃、 条件下又重复吸氢。 的晶胞结构如图所示:
晶体中,与 紧邻且等距的 有   个; 晶体的密度为    (用含a的代数式表示)。若 晶胞底心处的 被 取代,得到的晶体为   (填化学式)。
15.(2020高二下·葫芦岛期末)下图为几种晶体或晶胞的示意图:
请回答下列问题:
(1)上述晶体中,粒子之间以共价键结合形成的晶体是   。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为   。
(3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同,NaCl晶体的晶格能   (填“大于”或“小于”)MgO晶体,原因是   。
(4)每个Cu晶胞中实际占有   个Cu原子,CaCl2晶体中Ca2+的配位数为   。
(5)冰的熔点远高于干冰,除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外,还有一个重要的原因是   。
(6)MgO晶胞密度为d g/cm3,则MgO晶胞的边长为   。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】离子晶体;晶体熔沸点的比较
【解析】【解答】A.氯化钠晶体为离子晶体,而金刚石为原子晶体,离子晶体的硬度小于原子晶体,则氯化钠晶体的硬度小于于金刚石,A不符合题意;
B.氯化钠晶体为离子晶体,冰为分子晶体,离子晶体的熔点高于分子晶体,则氯化钠晶体的熔点高于冰,B符合题意;
C.氯化钠晶体为离子晶体,而石墨为混合晶体,氯化钠晶体的沸点小于石墨,C不符合题意;
D.氯化钠晶体中的阴阳离子不能自由移动,不能导电,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.一般条件下,原子晶体硬度大于离子晶体;
B.一般条件下,离子晶体熔沸点高于分子晶体;
C.注意石墨沸点较高;
D.含有自由移动离子或电子的物质能导电。
2.【答案】D
【知识点】原子核外电子排布;化学键;离子化合物的结构特征与性质;原子晶体(共价晶体)
【解析】【解答】A.HClO、N2和 Na2O等物质中,除H原子最外层达2电子的稳定结构外,其他各原子或离子的最外层均达到了8电子稳定结构,选项A不符合题意;
B.石英和金刚石都是原子晶体,原子间通过共价键结合形成,选项B不符合题意;
C.熔融状态下能导电的化合物中含有自由移动的离子,则该物质由离子构成,属于离子化合物,选项C不符合题意;
D.非金属性:F>Br,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,与分子间作用力无关,选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.如果未1层的话,最外层电子达到2个电子即为稳定,多层时最外层电子数为8个电子稳定,给出的几种物质,氢达到两个电子稳定结构,其他均达到8个电子稳定发结构
B.原子晶体的键时共价键,石英是硅氧键,金刚石是碳碳键
C.离子化合物在熔融时可以导电
D.非金属元素氢化物的稳定性强弱与非金属元素的非金属性强弱有关,非金属性越强,对应的氢化物的稳定性越强
3.【答案】C
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】A.磷锡青铜化学式Cu3SnP, , , ,A项不符合题意;
B.三个截面,每个截面与Sn等距的Cu有4个,故12个,B项不符合题意;
C.SiC是原子晶体熔点高,合金熔点比各成分熔点低,故磷锡青铜熔点比SiC低,C项符合题意;
D.磷锡青铜具有各向异性的特点,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据均摊法及已知晶胞的空间结构进行计算实际含有的原子个数;
B.根据构成的面心立方晶胞可以判断配位数;
C.根据合金的特点:熔点比单一金属低、硬度比单一金属大进行判断;
D.晶体具有的特点进行判断。
4.【答案】A
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】A.金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于原子晶体,A项符合题意;
B.金刚石的晶胞中含有碳原子数为 个,B项不符合题意;
C. 晶体的物质的量为1mol,1molSi原子与4molO原子形成4mol硅氧键,1molO原子与2molSi原子形成2mol硅氧键,故 中含4mol硅氧键,即共价键数为 ,C项不符合题意;
D二氧化硅晶体属于原子晶体,熔化时破坏共价键,D项不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.根据空间结构判断晶体类型;
B.利用金刚石晶胞及均摊法计算实际含有的原子数;
C.利用硅原子和化学键的关系比进行判断;
D.根据晶体类型判断存在的作用力,据此判断熔化时破坏的作用力;
5.【答案】C
【知识点】化学键;原子晶体(共价晶体)
【解析】【解答】A.NaHSO4晶体溶于水时,硫酸氢根也会发生电离,共价键被破坏,A不符合题意;
B.PCl5分子中P原子最外层有10个电子,B不符合题意;
C.氮化铝在熔融状态下不导电,说明不是离子化合物,熔沸点高,符合原子晶体的性质,可以推测氮化铝属于原子晶体,C符合题意;
D.干冰和石英晶体都属于共价化合物,均含有共价键,但干冰属于分子晶体,而石英属于原子晶体,融化时,前者破坏分子间作用力,后者破坏共价键,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.NaHSO4由Na+与HSO4-构成,溶于水完全电离为Na+、H+、SO42-,离子键被破坏,部分共价键也被破坏;
B.CCl4中每个原子的最外层都具有8电子稳定结构,但PCl5中P原子最外层有10个电子;
C.熟悉原子晶体的特征,据此分析;
D.注意两者晶体类型不同。
6.【答案】A
【知识点】离子晶体;原子晶体(共价晶体);晶体的定义
【解析】【解答】A. 氯原子非金属性强,铝原子金属性强,氯化铝晶体是分子晶体,A符合题意;
B. 金刚石、SiC是原子晶体,熔点高,碳碳键比碳硅键牢固,故金刚石的熔点比碳化硅的高,HI、HBr是分子晶体,熔点较低,HI相对分子质量大于HBr,HI分之间的作用力大于HBr,故晶体的熔点依次降低,B不符合题意;
C. 根据X射线衍射图显示的信息,科学家能推知晶体内部的微观结构,故可用X射线衍射实验区分晶体与非晶体,C不符合题意;
D. 石墨是平面层状结构,每一个碳原子与3个碳原子通过碳碳单键形成平面正六边形,故按均摊法可知,每个六元环中拥有2个碳原子,则石墨晶体模型中C原子与六元环的个数比为2:1,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.活泼金属与活泼非金属组成的化合物形成的晶体不一定为离子晶体
B.原子晶体的熔点高于分子晶体,原子晶体中的熔点与键长有关,对于分子晶体,结构相似,相对分子质量越大,熔点越高
C.X射线可以看到内部结构,晶体具有方向性
D.根据石墨的结构进行判断
7.【答案】D
【知识点】离子晶体;原子晶体(共价晶体);晶体的定义
【解析】【解答】A.SiO2晶体熔点高、硬度大可以用于制坩埚等耐热材料,故A不符合题意;
B.晶体碘之间的范德华力较小,导致沸点低、易升华,故B不符合题意;
C.NaCl晶体和CsCl晶体中Na+与Cl-个数比为1:1,NaCl晶体中每个钠离子周围含有6个氯离子,每个氯离子周围有6个钠离子,每个氯化钠晶胞中含有4个钠离子和氯离子;CsCl晶体中每个铯离子周围含有8个氯离子,每个氯离子周围也有8个氯离子,每个氯化铯晶体中含有1个铯离子和1个氯离子,二者的结构不同,故C不符合题意;
D.碳和硅同主族,在金刚石和硅晶体中,原子间通过共价键形成空间网状结构,金刚石和硅晶体类型相同,都是原子晶体,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.SiO2晶体具有良好的光学性能,可用于制造光导纤维
B.碘晶体中的 I-I 键能较小,导致碘的稳定性较弱
C.根据晶胞进行计算即可
D.都是原子晶体,空间结构类似
8.【答案】B
【知识点】分子晶体;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用;铵盐
【解析】【解答】A.铵盐受热易分解,铵盐的化学性质不稳定,A不符合题意;
B.以分子间作用力结合形成的晶体为分子晶体,稀有气体为单原子分子,其分子中没有共价键,所以分子晶体中都存在分子间作用力,但可能不存在共价键,B符合题意;
C.分子晶体中,相对分子质量越大,则分子间作用力越大,熔点越高;C不符合题意;
D.晶体的硬度、导热性、导电性、光学性质等不同,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.铵盐中既有离子键又有共价键,但是一般的铵盐受热易分解
B.分子晶体存在分子间作用力,有多个原子形成的分子晶体存在共价键,由单个原子形成的分子晶体不存在共价键
C.分子晶体和离子晶体的熔沸点规律不是这样,离子晶体的熔沸点与半径和离子的电荷有关
D.晶体具有各向性主要体现在物理性质上
9.【答案】C
【知识点】原子晶体(共价晶体);晶胞的计算
【解析】【解答】A.由图示可知,铝原子位于晶胞的顶点和体心,故1个氮化铝晶胞中含有 个铝原子,A不符合题意;
B.氮化铝晶体硬度、熔点都很高,故可用于制造切割金属的刀具,B不符合题意;
C.氮化铝属于原子晶体,C符合题意;
D.由图示可知,铝原子周围有4个氮原子,故 的配位数为4,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据氮化铝的晶体结构,计算出晶胞中氮原子和铝原子的个数之比,硬度大,可以制作刀具,氮原子和铝原子之间形成共价键,硬度大和熔点高确定其为原子晶体,根据成键规律,知道铝原子的配位原子数为4
10.【答案】C
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】A.SO2是分子晶体,SiO2是原子晶体,故A不同;
B.CCl4是分子晶体,CCl4中只含共价键,KCl是离子晶体,KCl中只含离子键,故B不同;
C.干冰是固态二氧化碳,干冰和冰都是分子晶体,故C相同;
D.晶体Si是原子晶体,只含共价键,单质Na是金属晶体,只含金属键,故D不同;
故答案为:C。
【分析】根据晶体的类型和所含化学键的类型分析,离子化合物含有离子键,可能含有共价键,属于离子晶体;相邻原子之间通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体,分子晶体是分子间通过分子间作用力构成的晶体。
11.【答案】C
【知识点】判断简单分子或离子的构型;离子晶体
【解析】【解答】在NaCl晶体中,每个Na+周围同时吸引着距离相等且最近的6个Cl-,每个Cl-周围同时吸引着距离相等且最近的6个Na+,这个离子吸引的带相反电荷的微粒构成的是正八面体结构,图a符合条件;图c则是选取其中一个离子,沿X、Y、Z三个方向切割可得到6个等距离且最近的带相反电荷的离子,所以其配位数为6,故符合NaCl晶体结构的图示是a和c,故合理选项是C。
【分析】在NaCl晶体中,Na+或Cl-的配位数都是6,根据NaCl晶体中Na+与Cl-的配位数判断其结构的符合题意性。
12.【答案】(1)原子
(2)①②③④
(3)HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多
(4)②④
(5)D组晶体都为离子晶体,r(Na+)【知识点】用晶格能的大小衡量离子晶体中离子键的强弱;离子晶体;原子晶体(共价晶体);金属晶体
【解析】【解答】(1)A组熔点很高,为原子晶体,构成微粒是原子,原子晶体是由原子通过共价键形成的,熔化时克服的是共价键;
(2)B组为金属晶体,根据金属晶体的特征可知,B组金属晶体具有①②③④四条共性;
(3)HF的分子之间除存在范德华力外,分子之间还含有分子间氢键,增加了分子之间的吸引力,使物质熔化、气化需消耗更高的能量,因此其熔点反常;
(4)D组属于离子晶体,离子晶体 构成微粒是阴、阳离子,离子之间通过离子键结合,离子键是一种比较强的相互作用,具有一定的硬度;一般能够溶于水,在水分子作用下电离产生自由移动的离子,因而能够导电;在固体时离子之间通过离子键结合,不能自由移动,因此固态时不能导电;在熔融状态时断裂离子键,产生自由移动的离子,因此在熔融状态下也可以导电,故②④两个性质符合;
(5)D组属于离子晶体,其熔点与离子键键能有关。离子半径越小,离子之间作用力越强,离子键的键能越大,晶格能越大,物质的熔沸点就越高。由于离子半径:r(Na+)【分析】(1)根据物质的组成和熔点可知A组属于原子晶体,B组属于金属晶体,C组形成分子晶体,D组是离子晶体;
(2)B组为金属晶体,金属阳离子与自由电子之间通过金属键结合;
(3)由于HF分子间存在氢键,导致HF的沸点比其它氢化物的沸点高;
(4)D组物质为离子晶体,根据离子晶体的性质判断;
(5)离子晶体的离子键越强,物质的熔沸点越高,据此分析解答。
13.【答案】(1)As2O3是分子晶体,熔点低,MgO与Na2O都是离子晶体,Mg2+的半径小,所带电荷多,晶格能大
(2)A;正四面体;( , , )
(3)0.96或
(4)CaTiO3;
【知识点】晶体熔沸点的比较;晶胞的计算
【解析】【解答】(1)从表格提供的熔沸点数据判断,As2O3是分子晶体,熔点低,MgO与Na2O都是离子晶体,Mg2+的半径小,所带电荷多,晶格能大;
(2)从Ag2O晶体的立方晶胞示意图知,A的数目为 ,B的数目为4,A、B数目比为1:2,则该晶胞中表示O2 的是A,由B构成的空间构型为正四面体,其晶胞的俯视图如图Ⅱ所示,若A为图Ⅱ中左下角的白球,则B为图Ⅱ中右下角的黑球,其中A的坐标参数为(0,0,1),则B的坐标参数为( , , );
(3)某种氧化镍晶体仍呈电中性,该氧化镍样品的组成可表示为NixO,则Ni的化合价为 ,由于 晶体中Ni3+与Ni2+的个数比为1:11,则有 ,解得x的值为0.96或 ;
(4)某氧化物超导材料钙钛矿晶胞结构如图所示,则晶胞中钛位于体心,数目为1、氧位于面心,数目为 ,钙位于顶点,数目为 ,则该化合物的化学式为CaTiO3,已知正方体的边长为a pm= ,该晶体的密度为ρ g·cm-3,则有 ,则阿伏加德罗常数的值可表示为 。
【分析】(1)从表格提供的熔沸点数据判断3种晶体的类型,从影响晶体熔点的因素回答;
(2)按均摊法计算Ag2O晶体中A、B的数目,结合化学式,判断A、B分别代表哪种粒子即可,按晶胞中A、B的相对位置关系、结合图Ⅱ信息以及A的坐标参数,确定B的坐标参数;
(3)按某种氧化镍晶体呈电中性,该氧化镍样品的组成可表示为NixO,确定Ni的平均化合价为 ,按晶体中Ni3+与Ni2+的个数比,解得x的值;
(4)按均摊法计算钙钛矿晶胞中各粒子的数目、确定化学式,按该晶体的密度为ρ g·cm-3等于晶胞的密度列式求算即可得阿伏加德罗常数的值,据此回答;
14.【答案】(1)原子(或共价);共价键;大于
(2) 分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多
(3); 晶体为离子晶体,离子所带电荷越多,半径越小,离子键越强,熔点越高
(4)8;;
【知识点】晶体熔沸点的比较;晶胞的计算;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】(1)①A组熔点最高,属于原子晶体,原子晶体的构成微粒为原子,微粒间作用力为共价键;
②B-B键的键长比Si-Si键的键长短,B-B键的键能比Si-Si键的键能大,所以硼晶体的硬度大于晶体硅的硬度,
(2) 由于HF分子之间存在氢键,其熔化时需要消耗的能量更多,导致HF的熔点比其它氢化物的熔点高;
(3)C组物质为离子晶体, r(Na+)<r(K+)<r(Rb+),离子晶体中,在离子所带电荷相同的情况下,半径越小,晶格能越大,熔点就越高,所以 、 、 的熔点由高到低的顺序为 ; 晶体也是离子晶体,离子所带电荷越多,半径越小,离子键越强,熔点越高,则 晶体的熔点高于 、 、 ;
(4)根据图知,与Na+紧邻且等距的AlH4-有8个;该晶胞中钠离子个数=6× +4× =4,AlH4-个数=1+8× + =4,其体积=(a×a×2a)×10-21cm3,密度= = g cm-3= g cm-3;若NaAlH4晶胞底心处的Na+被Li+取代,实际上该晶胞中有一个钠离子被锂离子取代,所以其化学式为 。
【分析】(4)根据图知,与Na+紧邻且等距的AlH4-有8个;该晶胞中钠离子个数=6× +4× =4,AlH4-个数=1+8× + =4,其体积=(a×a×2a)×10-21cm3,其密度= ;若NaAlH4晶胞底心处的Na+被Li+取代,实际上该晶胞中有一个钠离子被锂离子取代;
15.【答案】(1)金刚石晶体
(2)金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰
(3)小于;MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子电荷数;且r(Mg2+)<r(Na+)、r(O2-)<r(Cl-)
(4)4;8
(5)H2O分子之间能形成氢键
(6)
【知识点】晶体熔沸点的比较;晶胞的计算;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】(1)原子晶体中原子间以共价键结合,则粒子之间以共价键结合形成的晶体是金刚石晶体;
(2)熔点的一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体,冰和干冰属于分子晶体,但水分子键存在氢键,所以熔点较高,熔点:冰>干冰;MgO和CaCl2属于离子晶体,氧离子所带电荷数更多,且半径较小,所以熔点:MgO>CaCl2;金刚石是原子晶体,则熔点由高到低的顺序为:金刚石、MgO、CaCl2、冰、干冰;
(3)MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子电荷数;且r(Mg2+)<r(Na+)、r(O2-)<r(Cl-),所以MgO晶体的晶格能大于NaCl晶体的晶格能;
(4)Cu原子占据面心和顶点,则每个Cu晶胞中实际占有的原子数为 =4;
以顶面面心的钙离子为例,与其距离最近的氯离子有4个,该晶胞上方的晶胞中还有4个,所以钙离子的配位数为8;
(5)冰的熔点远高于干冰,除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外,水分子间含有氢键,氢键的作用力大于范德华力,所以其熔沸点较高;
(6)设晶胞的边长为a,则晶胞的体积V=a3;根据均摊法,晶胞中Mg2+的个数为 =4,O2-的个数为 =4,所以晶胞的质量m= ,则晶胞的密度为 = d g/cm3,解得a= 。
【分析】离子半径越小,离子带电荷越多,晶格能越大,离子晶体的熔沸点越高;共价键的键能越大,原子晶体的熔沸点越高。
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