2022年晶体结构及性质知识点和练习题 .pdf

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1、学习必备欢迎下载晶体结构与性质一、知识回顾1、晶体类型判别：分子晶体：大部分有机物、几乎所有酸、大多数非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物。原子晶体：仅有几种，晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石、金刚砂（SiC） 、氮化硅（ Si3N4） 、氮化硼（ BN） 、二氧化硅（ SiO2） 、氧化铝（ Al2O3） 、石英等；金属晶体：金属单质、合金；离子晶体：含离子键的物质，多数碱、大部分盐、多数金属氧化物；分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体对比表晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体定义分子通过分子间作用力形成的晶体相邻原子间通过共价键形成的立体网状结构的晶体金属原子通过金属键形成的

2、晶体阴、阳离子通过离子键形成的晶体组成晶体的粒子分子原子金属阳离子和自由电子阳离子和阴离子组成晶体粒子间的相互作用范德华力或氢键共价键金属键（没有饱和性方向性）离子键（没有饱和性方向性）典型实例冰（ H2O） 、P4、I2、干冰（ CO2） 、S8金刚石、晶体硅、SiO2、SiC Na、Mg 、Al 、Fe NaOH、 NaCl、 K2SO4特征熔点、沸点熔、沸点较低熔、沸点高一般较高、部分较低熔、沸点较高导热性不良不良良好不良导电性差，有些溶于水可导电多数差良好固态不导电，熔化或溶于水能导电机械加工性能不良不良良好不良硬 度硬度较小高硬度一般较高、部分较低略硬而脆溶解性相似相溶不溶不溶，但有

3、的反应多数溶于水，难溶于有机溶剂3、不同晶体的熔沸点由不同因素决定：离子晶体的熔沸点主要由离子半径和离子所带电荷数（离子键强弱）决定，分子晶体的熔沸点主要由相对分子质量的大小决定，原子晶体的熔沸点主要由晶体中共价键的强弱决定，且共价键越强，熔点越高。4、金属熔沸点高低的比较：（1）同周期金属单质，从左到右（如Na、Mg、Al ）熔沸点升高。（2）同主族金属单质，从上到下（如碱金属）熔沸点降低。（3）合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低。（4）金属晶体熔点差别很大，如汞常温为液体，熔点很低（-38.9） ，而铁等金属熔点很高（1535） 。5、原子晶体的熔点不一定都比金属晶体的高，如金属钨的熔点

4、就高于一般的原子晶体。6、分子晶体的熔点不一定就比金属晶体的低，如汞常温下是液体，熔点很低。7、判断晶体类型的主要依据？一看构成晶体的粒子（分子、原子、离子）；二看粒子间的相互作用；另外，分子晶体熔化时，化学键并未发生改变，如冰 水。8、化学变化过程一定发生就化学键的断裂和新化学键的形成，但破坏化学键或形成化学键的过程却不一定发生化精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 11 页学习必备欢迎下载学变化，如食盐的熔化会破坏离子键，食盐结晶过程会形成离子键，但均不是化学变化过程。9、判断晶体类型的方法？（1）依据组成晶体的微粒和微粒

5、间的相互作用判断 离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用力是离子键。 原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用力是共价键。 分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力。 金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用力是金属键。（2）依据物质的分类判断 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。 常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体化合物有碳化硅、二

6、氧化硅等。 金属单质（除汞外）与合金是金属晶体。（3）依据晶体的熔点判断 离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度。 原子晶体的熔点高，常在一千至几千摄氏度。 分子晶体的熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。 金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。（4）依据导电性判断 离子晶体的水溶液及熔化时能导电。 原子晶体一般为非导体。 分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。 金属晶体是电的良导体。（5）依据硬度和机械性能判断 离子晶体硬度较大或较硬、脆。 原子晶体硬度大。 分子晶体硬度小且较脆。 金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有延展性。（6）判断晶

7、体的类型也可以根据物质的物理性质： 在常温下呈气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体（Hg 除外） ，如 H2O、H2等。对于稀有气体，虽然构成物质的微粒为原子，但应看作单原子分子，因为微粒间的相互作用力是范德华力，而非共价键。 固态不导电，在熔融状态下能导电的晶体（化合物）是离子晶体。如：NaCl 熔融后电离出Na+和 Cl，能自由移动，所以能导电。 有较高的熔、沸点，硬度大，并且难溶于水的物质大多为原子晶体，如晶体硅、二氧化硅、金刚石等。 易升华的物质大多为分子晶体。 熔点在一千摄氏度以下无原子晶体。 熔点低，能溶于有机溶剂的晶体是分子晶体。10、晶体熔沸点高低的判断？（1）不同类型晶体的

8、熔沸点：原子晶体离子晶体分子晶体；金属晶体（除少数外）分子晶体；金属晶体熔沸点有的很高，如钨，有的很低，如汞（常温下是液体）。（2）同类型晶体的熔沸点： 原子晶体：结构相似，半径越小，键长越短，键能越大，熔沸点越高。如金刚石氮化硅晶体硅。 分子晶体：组成和结构相似的分子，相对分子质量越大， 分子间作用力越强，晶体熔沸点越高。 如 CI4CBr4CCl4CF4。若相对分子质量相同，如互为同分异构体，一般支链数越多，熔沸点越低，特殊情况下分子越对称，则熔沸点越高。若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体强，故熔沸点特别高。 金属晶体：所带电荷数越大，原子半径越小，则金属键越强，熔沸点越高

9、。如Al Mg NaK。 离子晶体：离子所带电荷越多，半径越小，离子键越强，熔沸点越高。如KFKCl KBr KI。11、Na2O2的阴离子为O22-，阳离子为Na+，故晶体中阴、阳离子的个数比为1： 2。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 11 页学习必备欢迎下载12、离子晶体中，阴、阳离子采用不等径密圆球的堆积方式。13、分子的稳定性是由分子中原子间化学键的强弱决定。14、冰是分子晶体，冰融化时破坏了分子间作用力和部分氢键，化学键并未被破坏。15、离子晶体熔化时，离子键被破坏而电离产生自由移动的阴阳离子而导电，这是离子晶

10、体的特征。16、离子晶体不一定都含有金属元素，如NH4Cl 离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键，如 NaOH、Na2O2 金属元素与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体。17、溶于水能导电的不一定是离子晶体，如HCl 等 熔化后能导电的晶体不一定是离子晶体，如Si、石墨、金属等。典型题例2 食盐晶体如右图所示。在晶体中，表示 Na+，表示 Cl 。 已知食盐的密度为 g / cm3， NaCl 摩尔质量M g / mol ，阿伏加德罗常数为N，则在食盐晶体里Na+和 Cl 的间距大约是A32NMcm B32NMcm C32MNcm D38 NMcm 3. 下列

11、各项所述的数字不是6 的是A在 NaCl 晶体中，与一个Na+最近的且距离相等的Cl-的个数B在金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数C在二氧化硅晶体中，最小的环上的原子个数D在石墨晶体的片层结构中，最小的环上的碳原子个数5.现有四种晶体，其离子排列方式如图所示，其中化学式不属AB 型的是精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 11 页学习必备欢迎下载A B C D 1. 钡在氧气中燃烧时的得到一种钡的氧化物晶体，起结构如下图所示，有关说法正确的是A.该晶体属于离子晶体B.晶体的化学式为Ba2O2C.该晶体晶胞结构与CsCl 相似

12、D.与每个 Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有 12 个2. 据报道 ，某种合金材料有较大的储氢容量，其晶体结构的最小单元如右图所示。则这种合金的化学式为ALaNi6BLaNi3CLaNi4DLaNi5 4、某离子晶体中晶体结构最小的重复单元如图：A 为阴离子，在正方体内，B 为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为A B2A B BA2CB7A4DB4A75、高温下，超氧化钾（KO2）晶体结构与NaCl 相似，其晶体结构的一个基本重复单元如右图所示，已知晶体中氧的化合价可看作部分为0 价，部分为 2 价。则下列说法正确的是A晶体中， 0 价氧原子与 -2 价氧原子的数目比为1:1 B

13、晶体中每个K+周围有 8个 O2，每个 O2周围有 8 个 K+C超氧化钾晶体中阳离子与阴离子的个数比为1：2 D晶体中与每个K+距离最近的K+有 12 个6、石墨是层状晶体，每一层内，碳原子排列成正六边形，许多个正六边形排列成平面网状结构。如果每两个相邻碳原子间可以形成一个碳碳单键，则石墨晶体中每一层碳原子数与碳碳单键数的比是（）A11 B12 C13 D23 7、 某离子化合物的晶体中，最小重复单元及其八分之一结构单元如图所示，具有该晶体结构的化合物可能是（）ACaF2B CO2CNaClDCsCl Ba2+ Ni原子La原子精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结

14、- - - - - - -第 4 页，共 11 页学习必备欢迎下载8、下列各组物质中，按熔沸点由高到低的顺序排列正确的是（）AO2、I2、Hg BCl2、KCl 、SiO2CRb、K、Na DSiC、NaCl、SO2 二、晶体中距离最近的微粒数的计算：例 1：在氯化钠晶体 (图 1)中，与氯离子距离最近的钠离子有个；与氯离子距离最近的氯离子有个。例 2：二氧化碳晶体中，与二氧化碳分子距离最近的二氧化碳分子有个。从上题的解答方法可以看出，要计算出晶胞中微粒的实际数目，同样要有以晶胞为核心向空间扩展形成晶体的意识， 要分析晶胞中不同位置的微粒被晶胞共用的情况，若一个微粒被n 个晶胞所共用，则该微粒

15、对晶胞的贡献为n1。用n1乘以对应的微粒数，再加和即得晶体中的实际微粒数。根据上述方法还能确定晶体的化学式。例 4： 写出下列离子晶体的化学式三晶体中化学键数目的计算例 5：金刚石结构中， 一个碳原子与个碳原子成键， 则每个碳原子实际形成的化学键为根； a mol金刚石中，碳碳键数为mol。例 7：C60分子是形如球状的多面体，如图6，该结构的建立是基于如下考虑：C60分子中每个碳原子只跟相邻的3 个碳原子形成化学键 C60分子只含有五边形和六边形。C70分子也可制得，它的分子模型可以与C60同样考虑而推知。通过计算确定C70分子中五边形和六边形数。四综合计算qqqeee精选学习资料 - -

16、- - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 11 页学习必备欢迎下载例 8： （99 年全国高考题）中学教材图示了氯化钠的晶体结构，它向三维空间伸得到完美的晶体。NiO （氧化镍）晶体的结构与氯化钠相同， Ni2+与最近距离的 O2-为 a 10-8cm，计算晶体的密度。例 9：二氧化硅晶体的结构计算：书本上介绍了二氧化硅晶体平面示意图（图1） ，图 2表示空间网状示意图，图3 表示二氧化硅的晶胞。试回答：（1）30g 二氧化硅中含有molSi-O 键。（2）最小的环上共有个原子，其中个氧原子，硅原子。（3）已知二氧化硅晶体的密度为g/cm3，试求出二氧

17、化硅晶体中硅氧键的键长。2.B 3.C 5.B 1.AD 2.D 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 11 页学习必备欢迎下载晶体及其性质过关检测题一、选择题（本题包括6 小题，每小题 3 分，共 18 分。每小题只有一个选项符合题意。）1科学家最近又发现了一种新能源“ 可燃冰 ” 它的主要成分是甲烷与水分子的结晶水合物(CH4 nH20)。其形成：埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中，厌氧性细菌把有机质分解，最后形成石油和天然气(石油气 )，其中许多天然气被包进水分子中，在海底的低温与高压下形成了类似冰的透明晶体，这就

18、是“ 可燃冰 ” 。又知甲烷同C02一样也是温室气体。这种可燃冰的晶体类型是（）A离子晶体B分子晶体C原子晶体D金属晶体2下列化学式能真实表示物质分子组成的是（）ANaOH BSi02CCsCl DS033下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是（）ASO2与 Si02BC02与 H20 CNaCl 与 HCl DCCl4与 KCl 4金刚石和石墨两种晶体中，每个最小的碳环里实际所包含的碳原子数（）A前者多B后者多C相等D无法确定5石墨能与熔融金属钾作用，形成石墨间隙化合物，钾原子填充在石墨各层谈原子中。比较常见的石墨间隙化合物是青铜色的化合物，其化学式可写作CxK, 其平面图形见下图

19、，则x 值为（）A8 B12 C24 D60 6关于晶体的下列说法正确的是（）A只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体B离子晶体中一定含金属阳离子C在共价化合物分子中各原子都形成8 电子结构D分子晶体的熔点不一定比金属晶体熔点低精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 11 页学习必备欢迎下载二、选择题（本题包括10 小题，每小题3 分，共 30 分。每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项，多选时，该题为0 分；若正确答案包括两个选项，只选一个且正确的给1分，选两个且都正确的给3 分，但只要选错一个，该小题就为

20、0 分。 ）7下面有关离子晶体的叙述中，不正确的是（）A1mol 氯化钠中有NA个 NaCl 分子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平均每个NaCl 晶胞中有4 个 Na+、4 个 Cl-8水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K 时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是( ) A水由液态变为玻璃态，体积缩小B水由液态变为玻璃态，体积膨胀C玻璃态是水的一种特殊状态D玻璃态水是分子晶体9下列说法中，正确的是（）A冰融化时，分子中

21、HO 键发生断裂B原子晶体中，共价键的键长越短，通常熔点就越高C分子晶体中，共价键键能越大，该分子的熔沸点就越高D分子晶体中，分子间作用力越大，则分子越稳定10组成晶体的质点(分子、原子、离子)以确定的位置在空间作有规则排列，具有一定几何形状的空间格子，称为晶格，晶格中能代表晶体结构特征的最小重复单位称为晶胞。在冰晶石(Na3AlF6)晶胞中， AlF63-占据的位置相当于NaCl 晶胞中 C1-占据的位置，则冰晶石晶胞中含有的原子数与食盐晶胞中含有的原子数之比为（）A2:1 B 3:2 C5:2 D5:1 11下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是（）A金刚石，晶体硅，二氧化硅，碳化硅BCI4C

22、Br4CCl4CH4CMgOH2002N2D金刚石 生铁 纯铁 钠1220 世纪 80 年代中期，科学家发现并证明碳还以新的单质形态C60存在。后来人们又相继得到了C70、C76、C84、C90、C94等另外一些球碳分子。90 年代初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子。(如图 1-5)：下列说法错误的是() A金刚石和石墨的熔点肯定要比C60高B据估计C60熔点比金刚石和石墨要高C无论是球碳分子，还是管状碳分子、洋葱状碳分子，都应看作是碳的同素异形体D球碳分子是碳的同素异形体，而管状碳分子、洋葱状碳分子则不一定13据报道，科研人员应用电子计算机模拟出类似C60的物质 N60，试推测出该物

23、质不可能具有的性质是（）AN60易溶于水B稳定性： N60N2 D熔点：N60N214科学家最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图 1 所示：图中顶角和面心的原子都是钛原子，棱的中心和体心的原子都是碳原子该分子的化学式是（）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 11 页学习必备欢迎下载ATil3C14BTi14C13CTi4C5DTiC 15下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数) ( ) A124 g P4含有 PP键的个数为4NAB12 g 石墨中含有CC 键的个数为15NAC12 g 金刚石中含有CC 键的

24、个数为2NAD60gSi02中含 SiO 键的个数为2NA16下列数据是对应物质的熔点Na2O NaCl AlF3AlCl39208011291190BCl3Al2O3CO2SiO2-1072073-571723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二、填空题（每空2 分，共 16分）17、二氧化硅晶体是立体的网状结构，其晶体模型如右图所示。认真观察晶体模型并回答下列问题：(1)二氧化硅晶体中最小的环为元环。(2)每个硅原子为个最小环共有。(3)每个最小环

25、平均拥有个氧原子。18、某离子晶体晶胞结构如下图所示，x 位于立方体的顶点，Y 位于立方体中心。试分析：(1)晶体中每个Y 同时吸引着 _个 X，每个 x 同时吸引着 _个 Y，该晶体的化学式为_ 。(2)晶体中在每个X 周围与它最接近且距离相等的X 共有_个。(3)晶体中距离最近的2 个 X 与 1 个 Y 形成的夹 XYX 的度数为 _。(4)设该晶体的摩尔质量为M g mol-1，晶体密度为cm-3，阿伏加德罗常数为NA则晶体中两个距离最近的X 中心间的距离为 _ 。四、推断题（ (1)到(4)题每空 1 分，其中 (5)题每空 2 分，共 15 分）19、有 A、B、C、D 四种元素，

26、 A 元素的气态氢化物分子式为RH4，其中 R 的质量分数为75%，该元素核内有6个中子，能与B 形成 AB2型化合物， B 在它的氢化物中含量为88.9，核内质子数和中子数相等，C、D 为同周期元素， D 的最高价氧化物的水化物为酸性最强的酸，C 的氧化物为两性氧化物。(1)A 元素的一种无色透明的单质，名称叫_，其晶体类型是_。(2)B 的氢化物的电子式为_，属 _分子。 (极性或非极性 ) (3)A 和 B 形成化合物的分子空间构型为_，属_分子 (极性或非极性)， 其晶体类型是_。俗名 _。(4)C 元素位于周期表中第_周期 _族， A、C、 D 三元素的最高价氧化物的水化物按酸性由强

27、到弱的顺序排列 (用分子式表示)_ 。(5)C和D的 化 合 物 溶 于 水 后 滴 入 过 量KOH ， 现 象 是 _ ， 离 子 方 程 式_ 。五、计算题（每空3 分，共 21 分）Si O 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 11 页学习必备欢迎下载20、晶胞是晶体中最小重复单位，并在空间不断伸展构成晶体。NaCl 晶体是一个正六面体(如图 )。我们把阴、阳离子看成不等径的圆球，并彼此相切，离子键的键长是相邻阴阳离子的半径之和(如图 )。已知 a 为常数，请计算下列问题：(1)每个晶胞中平均分摊_个 Na+，_个

28、C1-。（2）NaCl 晶体离子键的键长为_，Na+离子半径与Cl-离子半径之比为=_。(3)NaCl 晶体不存在分子，但在高温下( 1413 时 )晶体转变成气体NaCl 的分形式存在，现有1mol NaCl 晶体，加强热使其气化，测得气体体积为11.2 升(已折为标况 )。则此时氯化钠气体的分子式为。21、(1)中学教材上图示了NaCl 晶体结构，它向三维空间延伸到完美晶体。NiO( 氧化镍 )晶体的结构与NaCl 相同，Ni2+与最邻近的O2核间距离为a 108cm，计算NiO晶体的密度(已知NiO的摩尔质量为74.7g mol) 。(2)天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例

29、如在某种NiO 晶体中就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。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni 和 O 的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O，试计算晶体中Ni3+与 Ni2+的离子数之比。答案及分析一、选择题（每小题只有一个选项符合题意。 ）1 2 3 4 5 6 B D B D A D 二、选择题（每小题有一个或两个选项符合题意。）7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 AB C B D BC BD AD B BC D 二、填空题精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第

30、 10 页，共 11 页学习必备欢迎下载17、12、12、1 18、(1)4 8 XY2(或 Y2X) (2)12 (3)109 28 (4) 32AmN19、(1)金刚石；原子晶体(3)直线型分子；非极性；分子晶体；干冰(4)3； A；HClO4H2CO3Al(OH)3(5)先有白色沉淀，滴入过量KOH 时白色沉淀消失。Al3+3OH-=Al(OH)3 Al(OH)3+OH-=AlO2+2H2O 20、 4； 4 0.025 a/2 0.414 Na2Cl221 、(1)； (2)Ni3+：Ni2+ 6：9l 解析：，质量 =74.7g/mol 1mol=74.7g 。（1）观察所给氯化钠晶

31、体结构来参考分析氧化NiO 晶体：氯化钠在 NiO 晶体中，每4 个 Ni 离子与 4 个 O2离子组成一个正方体，其体积为（a 108cm）3，每个 Ni 离子又属于8 个 小 正 方 体 所 有 ， 1molNiO晶 体 有个 这 种 小 正 方 体 ， 所 以1molNiO的 总 体 积 为(a 108cm)3 12.04 1023cm3=1.204 a3cm3。密度 =注： 其他解法参见知识讲解的离子晶体处的例题。（2）1molNi0.97O 中含 Ni3+ xmol ，Ni2+(0.97x)mol ，O21mol；根据电中性原则，3x+2 (0.97x)=2。X=0.06 ，Ni2+：0.970.06=0.91。Ni3+： Ni2+=0.06：0.91=6：91。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 11 页