选修3第三讲晶体结构与性质.pdf

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1、第三讲晶体结构与性质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。2016，卷甲 37T(3)(4)；3了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶2016，卷乙 37T(6)；体性质的影响。2016，卷丙 37T(4)(5)；4了解分子晶体结构与性质的关系。2015，卷 37T(4)(5)；5了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二2015，卷 37T(2)(5)；氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。2014，卷 37T(1)(3)(4)；6理解金属键的含义，能用金属键理论解释2014，卷 37T(4)(5)金属的一些物

2、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。晶体晶体的结构与性质学生用书 P270知识梳理一、晶体1晶体与非晶体结构特征性质特征自范性熔点晶体结构微粒周期性有序排列有固定非晶体结构微粒无序排列无不固定异同表现二者区别方法间接方法科学方法各向异性看是否有固定的熔点各向同性对固体进行 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：所有晶胞都是平行排列、取向相同。

3、4晶格能(1)定义：气态离子形成 1 摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJmol1。(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。二、四种晶体类型的比较类型分子晶体比较金属阳离子、自由构成粒子粒子间的相互作用硬度分子范德华力(某些含共价键氢键)有的很大，较小很大有的很小有的很高，熔、沸点溶解性较低相似相溶很高有的很低难溶于任难溶于常见溶剂大多易溶于水等较高较大金属键离子键原子电子阴、阳离子原子晶体金属晶体离子晶体何溶剂一般不导电，溶于导电、导热性水后有的能导电大多数非金属单属单质(如质、气态氢化物、金刚石、酸、非金属氧化物硅、晶体

4、物质类别及举例(SiO2除外)、绝大硼)、部分非多数酸、绝大多数金属化合有机物(有机盐除物(如 SiC、外)SiO2)三、晶体熔、沸点的比较1不同类型晶体熔、沸点的比较青铜)(如 Na、Al、Fe、金属单质与合金有导电性部分非金一般不具电和热的良导体极性溶剂晶体不导电，水溶液或熔融态导电金属氧化物(如 K2O、Na2O)、强碱(如 KOH、NaOH)、绝大部分盐(如 NaCl)(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体离子晶体分子晶体。(2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。2同种晶体类型熔、沸点的比较(1)原子晶体原子半径越小 键长越短 键能

5、越大 熔、沸点越高。如熔点：金刚石碳化硅硅。(2)离子晶体一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。(3)分子晶体分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高，如H2OH2TeH2SeH2S。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 SnH4GeH4SiH4CH4。组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CON2、CH3O

6、HCH3CH3。同分异构体支链越多，熔、沸点越低。如 CH3CH2CH2CH2CH3(4)金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaMgAl。自我检测1(教材改编题)下列各组物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是()ASi 和 CO2CCH4和 H2OBNaBr 和 O2DHCl 和 KCl解析：选 C。A 项，晶体类型不同；B 项，化学键和晶体类型均不同；D 项，化学键和晶体类型均不同。2(教材改编题)下列物质：水晶冰醋酸氧化钙白磷晶体氩氢氧化钠铝金刚石过氧化钠碳化钙碳化硅干冰过氧化氢。其中：(1)属于原子晶体的化合物是_。(2)直接由原

7、子构成的晶体是_。(3)直接由原子构成的分子晶体是_。(4)由极性分子构成的晶体是_，含有非极性键的离子晶体是_，属于分子晶体的单质是_。(5)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_，受热熔化后需克服共价键的是_。解析：属于原子晶体的化合物是水晶和碳化硅；属于分子晶体的有晶体氩(无化学键)、白磷(非极性分子)、干冰(极性键构成的非极性分子)、过氧化氢和冰醋酸(由极性键和非极性键构成的极性分子)；属于离子晶体的有CaO(离子键)、NaOH(既存在离子键又存在极性共价键)、Na2O2和 CaC2(既存在离子键又存在非极性共价键)。金属导电过程不发生化学变化；分子

8、晶体受热熔化时只需克服分子间作用力，不破坏化学键，而原子晶体、离子晶体、金属晶体受热熔化时均需破坏化学键。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(1)具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃。(2)晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性。(3)晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的“平行六面体”，但不一定是最小的“平行六面体”。(4)常温下为气态或液态的物质，其晶体类型一般为分子晶体(Hg 除外)。(5)石墨属于混合型晶体，但因层内原子之间碳碳共价键的键长为1.4210中碳碳共价键的键长(键长为 1.54101010m，比金刚石 m)短，所以熔、沸点高于金刚石。(6)AlCl3晶体中虽含有金属元

9、素，但属于分子晶体，熔、沸点低(熔点 190)。(1)2016高考全国卷丙，37(4)GaF3的熔点高于 1 000，GaCl3的熔点为 77.9，其原因是_。(2)2015高考全国卷，37(4)CO 能与金属 Fe 形成 Fe(CO)5，该化合物的熔点为 253 K，沸点为 376 K，其固体属于_晶体。(3)有 A、B、C 三种晶体，分别由H、C、Na、Cl 四种元素中的一种或几种组成，对这三种晶体进行实验，结果如下表：水溶液与晶体熔点/硬度水溶性导电性水溶液(或熔ABC8013 550114.2较大很大很小易溶融状态)导电不溶易溶不导电液态不导电不反应白色沉淀白色沉淀Ag 反应晶体的化学

10、式分别为A_，B_，C_。晶体的类型分别为 A_，B_，C_。晶体中微粒间作用力分别是A_，B_，C_。解析(1)根据晶体类型比较熔点。一般来说，离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点。(2)因 Fe(CO)5熔、沸点较低，常温下为液体，其固体应属于分子晶体。(3)由 A 水溶液(或熔融状态)导电，可知 A 为离子晶体，即为 NaCl，其中含离子键；B 的硬度很大，不溶于水，又不导电，则知 B 为原子晶体，即为金刚石，其中含共价键；C 的熔点很低，可知 C 为分子晶体，即为 HCl，是靠分子间作用力形成的晶体。答案(1)GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体(2)分子(3)NaClCHCl离子晶体

11、原子晶体分子晶体离子键共价键范德华力晶体类型判断方法(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。(2)依据物质的分类判断金属氧化物(如 K2O、Na2O 等)、强碱(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、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除 SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。常见的单质类原子晶体

12、有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。金属单质、合金是金属晶体。(3)根据各类晶体的特征性质判断一般来说，低熔、沸点的化合物属于分子晶体；熔、沸点较高，且在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物为离子晶体；熔、沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的物质属原子晶体；能导电、传热、具有延展性的晶体为金属晶体。晶体类型的判定1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 HClCO2和 SO2晶体硅和金刚石晶体氖和晶体氮硫黄和碘ACBD解析：选 C。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

13、子晶体的有 SiO2、晶体硼、晶体硅、金刚石；晶体氖是由稀有气体分子构成的，稀有气体分子内不存在化学键。2(教材改编题)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()Na2O920BCl3107NaCl801Al2O32 073AlF31 291CO257AlCl3190SiO21 723A.铝的化合物形成的晶体中有的是离子晶体B表中只有 BCl3和 CO2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解析：选 B。从表中各物质的熔点可以看出，Na2O、NaCl、AlF3、Al2O3是离子晶体，SiO2是原子晶体，AlCl3、BCl3、

14、CO2是分子晶体。四种晶体类型的性质比较3下列各组物质中，按熔点由低到高顺序排列正确的是()O2、I2、HgCO、KCl、SiO2Na、K、RbNa、Mg、AlACBD解析：选 D。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。4(1)碳化硅(SiC)是一种晶体，具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列各种晶体：晶

15、体硅；硝酸钾；金刚石；碳化硅；干冰；冰，它们的熔点由高到低的顺序是_(填序号)。(2)继 C60后，科学家又合成了 Si60、N60。请解释如下现象：熔点 Si60N60C60，而破坏分子所需要的能量 N60C60Si60，其原因是_。解析：(1)这些晶体属于原子晶体的有、离子晶体的有、分子晶体的有。一般来说，原子晶体的熔点离子晶体的熔点分子晶体的熔点；对于原子晶体，键长：SiSiSiCCC，相应键能：SiSiSiCCC，故它们的熔点：金刚石碳化硅晶体硅。(2)熔点与分子间作用力大小有关，而破坏分子则是破坏分子内的共价键。答案：(1)(2)结构相似的分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力(或

16、范德华力)越强，熔化所需的能量越多，故熔点：Si60N60C60；而破坏分子需断开化学键，元素原子半径越小，其形成的化学键越稳定，断键时所需能量越多，故破坏分子需要的能量大小顺序为 N60C60Si60。晶体组成与结构的 5 点误区(1)离子晶体中不一定都含有金属元素，如 NH4Cl 是离子晶体；金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如 AlCl3是分子晶体；含有金属离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属离子。(2)含阴离子的晶体中一定含有阳离子，但含阳离子的晶体中不一定含阴离子，如金属晶体。(3)易误认为原子晶体的熔点一定比离子晶体高，如石英的熔点为 1 710，MgO

17、的熔点为 2852。(4)石墨属于混合型晶体，不是原子晶体，其晶体含有范德华力和共价键，熔点比金刚石高。(5)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。典型晶体模型与晶胞计算学生用书 P272知识梳理1典型晶体模型晶体晶体结构晶体详解(1)每个碳与相邻 4 个碳以共价键结合，形成正四面体结构(2)键角均为 10928金刚石(3)最小碳环由 6 个 C 原子组成且六原子不在同一平面内原子晶体(4)每个 C 参与 4 条 CC 键的形成，C 原子数与CC 键数之比为 12(1)每个 Si 与 4 个 O 以共价键结合，形成正四面体结构SiO21(2)

18、每个正四面体占有 1 个 Si，4 个“O”，2n(Si)n(O)12(3)最小环上有 12 个原子，即 6 个 O，6 个 Si(1)8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占分子干冰晶体(2)每个 CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12 个(1)每个 Na(Cl)周围等距且紧邻的 Cl(Na)有离子NaCl 型晶体6 个，每个 Na 周围等距且紧邻的 Na 有 12 个(2)每个晶胞中含 4 个 Na 和 4 个 Cl据 1 个 CO2分子(1)每个 Cs 周围等距且紧邻的Cl 有 8 个，每个Cs(Cl)周围等距且紧邻的 Cs(Cl)有 6 个CsCl 型个 Cl(2)如图为 8 个

19、晶胞，每个晶胞中含1 个 Cs、1简单立方堆典型代表 Po，配位数为 6，空间利用率 52%积体心立方堆金属积典型代表 Na、K、Fe，配位数为 8，空间利用率 68%典型代表 Cu、Ag、Au，配位数为 12，空间利用率 74%典型代表 Mg、Zn、Ti，配位数为12，空间利用率 74%晶体面心立方最密堆积六方最密堆积2.晶胞中微粒的计算方法均摊法(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1子分得的份额就是。n(2)方法长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算图示：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，其顶角

20、(11个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占。3自我检测1如图为离子晶体立体构型示意图：(阳离子，阴离子)以 M 代表阳离子，以 N 表示阴离子，写出各离子晶体的组成表达式：A_、B_、C_。13解析：在 A 中，含 M、N 的个数相等，故组成为 MN；在 B 中，含 M：41(个)；821193911含 N：424 (个)，N(M)N(N)13；在 C 中，含 M：4(个)，2822282含 N 为 1 个。答案：MNMN3MN22(教材改编题)请列表比较金属晶体的简单立方、体心立方、六方和面心立方四种堆积模型的配位数，原子空间利用率、堆积方式和晶胞的区别以及列举代表物。答案：采纳这种堆积

21、堆积模型的典型代表简单立方Po(钋)堆积体心立方Na、K、Fe堆积六方最密Mg、Zn、Ti堆积面心立方Cu、Ag、Au最密堆积“均摊法”拓展74%1274%1268%852%6空间利用率配位数晶胞(1)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。(2)在计算晶胞中粒子个数的过程中，不是任何晶胞都可用均摊法。(1)2016高考全国卷乙，37(6)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge 单晶的晶胞，其中原子坐标

22、1111参数 A 为(0，0，0)；B 为(，0，)；C 为(，0)。则 D 原子的坐标参数为_。2222晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知 Ge 单晶的晶胞参数 a565.76 pm，其密度为_gcm3(列出计算式即可)。(2)2016高考全国卷甲，37(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。若合金的密度为 d gcm3，晶胞参数 a_nm。(3)(2016高考全国卷丙，37(5)GaAs 的熔点为 1 238，密度为gcm3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_，Ga 与 As 以_键键合。Ga 和 As 的摩尔质量分别为 MGa gmol1和 MAs

23、 gmol1，原子半径分别为 rGa pm 和 rAs pm，阿伏加德 罗 常 数 值 为NA，则GaAs晶 胞 中 原 子 的 体 积 占 晶 胞 体 积 的 百 分 率 为_。解析(1)对照晶胞图示、坐标系以及A、B、C 点坐标，选 A 点为参照点，观察 D 点在1晶胞中位置(体对角线 处)，由 B、C 点坐标可以推知 D 点坐标。1 个晶胞含有 8 个锗原子，487337310 gcm。6.02565.7611(2)Cu 原子位于面心，个数为 6 3，Ni 原子位于顶点，个数为 8 1，铜原子与镍2864359原子的数量比为 31。以该晶胞为研究对象，则gd g cm3(a107 cm)

24、3，NA解得 a3251107。236.0210 d(3)根据晶胞结构示意图可以看出，As 原子与Ga原子形成了空间网状结构的晶体，结合GaAs的熔点知 GaAs 是原子晶体。首先用均摊法计算出 1 个晶胞中含有 As 原子的个数：81/861/24，再通过观察可知 1 个晶胞中含有 4 个 Ga 原子。4 个 As 原子和 4 个 Ga 原子的443 1030r331030rAs总体积 V14Gacm；1 个晶胞的质量为 4 个 As 原子和 4334MAs4MGa4个 Ga 原子的质量之和，即g，所以 1 个晶胞的体积 V(M MGa)cm3。2NANANAAs最后由 V1/V2即得结果。

25、1118737，答案(1)1034446.02565.76251(2)316.021023d310734NA（r3GarAs）10(3)原子晶体共价3（MGaMAs）301100%金属晶体的晶胞有多种排列方式，下列排列方式中：AABCABCABCBABABABABABCABBAABBADABCCBAABCCBA，属于六方最密堆积方式的是_；属于面心立方最密堆积方式的是_。答案：BA(1)(2)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)；1 个晶胞的质量为a3 ga3为晶胞的体积(立

26、方晶胞)，则 1 mol 晶胞的质量为a3NA g，因此有 xMa3NA。常见的晶体结构的考查1(教材改编题)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 周围距离相等且紧邻的Na 共有 6 个C氯化铯晶体中，每个Cs 周围等距且紧邻 8 个 ClD干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻 12 个 CO2分子解析：选 B。氯化钠晶体中，每个 Na 周围距离相等且紧邻的 Na 共有 12 个，每个 Na 周围距离相等且紧邻的 Cl 共有 6 个。2(1)2015高考全国卷，37(5)碳有多种同素异形体，其中石

27、墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：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。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。(2)2014高考全国卷，37(3)Cu2O 为半导体材料，在其立方晶胞内部有4 个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有_个铜原子。解析：(1)由石墨烯的结构可知，每个 C 原子连接 3 个六元环，每个六元环占有的 C 原子1数为 62。3由金刚石的结构可知，每个 C 可参与形成 4 条 CC 键，其中任意两条边(共价键)可以构成 2 个六元环。根据组合知识可

28、知四条边(共价键)任选其中两条有 6 组，6212。因此每个 C 原子连接 12 个六元环。六元环中 C 原子采取 sp3杂化，为空间六边形结构，最多有 4个 C 原子位于同一平面。(2)Cu2O 立方晶胞内部有 4 个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则一个 Cu2O 晶胞含有11氧原子个数为 4 6 88，那么该晶胞中含有铜原子个数为16。28答案：(1)32124(2)16晶胞密度及微粒间距离的计算32015高考全国卷，37(5)O 和 Na 能够形成化合物 F，其晶胞结构如图所示，晶胞参 数 a 0.566 nm，F 的 化 学 式 为 _；晶 胞 中 O 原 子 的 配 位 数 为_

29、；列式计算晶体 F 的密度(gcm3)_。解析：O半径大于 Na 半径，由 F 的晶胞结构可知，大球代表 O2，小球代表 Na，每个2晶胞中含有 O2个数为 81/861/24，含有 Na 个数为 8，故 O2、Na 个数之比为 4812，从而推知 F 的化学式为 Na2O。由晶胞结构可知，每个 O 原子周围有 8 个 Na 原子，故 O 原子的配位数为8。晶胞参数 a0.566 nm0.566107 cm，则晶胞的体积为(0.566107 cm)3，从而可知晶体 F 的密度为462 gmol1cm3。712.27 g323（0.56610 cm）6.0210 mol答案：Na2O8462 g

30、mol1cm3712.27 g323（0.56610 cm）6.0210 mol4.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 gmol1，晶体的密度为gcm3，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。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。11(2)一个晶胞中，平均包含 X：4 (个)，平均包含 Y：1 个，所以在晶体中 X 和 Y 的个82数之比为 12，晶体的化学式为 XY2或 Y2X。(3

31、)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。1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，a233MM，则晶体中两个距离最近的X 之间的距离为 2cm。2NA2NA3M2NA答案：(1)4(2)XY2(或 Y2X)(3)2晶体结构的相关计算M1晶胞质量晶胞含有的微粒的质量晶胞含有的微粒数。NA晶胞含有的微粒体积2空间利用率100%。晶胞体积3金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为 a)(1)面对角线长 2a。(2)体对角线长 3a。(3)体心立方堆积 4r 3a(r 为原子半径)。(

32、4)面心立方堆积 4r 2a(r 为原子半径)。课后达标检测学生用书 P383(独立成册)一、选择题1下列说法正确的是()A由于铵盐中是由离子键构成的，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常温下为气态或液态的物质，其固态时一定会形成分子晶体答案：B2关于晶体的叙述中，正确的是()A原子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高B分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定C分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高D某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体解析：选 A。

33、B 项，分子的稳定性取决于分子内部的共价键强弱，与分子间作用力无关；C项，分子晶体熔、沸点高低取决于分子间作用力的大小；D 项，也可能是分子晶体，如 HCl。3(2017衡水中学高三调研)据某科学杂志报道，国外有一研究发现了一种新的球形分子，它的分子式为 C60Si60，其分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”，经测定其中包含C60，也有 Si60结构。下列叙述正确的是()A该物质有很高的熔点、很大的硬度B该物质形成的晶体属于分子晶体C该物质分子中 Si60被包裹在 C60里面D该物质的相对分子质量为1 200解析：选 B。由分子式及信息可知该物质为分子晶体，A 错误，B 正确；Si 的原子半径大

34、于C，所以 Si60的体积大于 C60的体积，C 错误；相对分子质量为(1228)602 400，D 错误。4高温下，超氧化钾(KO2)晶体呈立方体结构。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列有关说法正确的是()A晶体中与 K 最近且距离相等的 K 有 6 个B超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有 1 个 K 和 1 个 O2C晶体中与每个 K 距离相等且最近的 O2有 6 个D晶体中，所有原子之间都以离子键相结合解析：选 C。根据题给信息超氧化钾(KO2)晶体是离子化合物，阴、阳离子分别为O2、K，晶体中 K 与 O2之间形成离子键，O2中 OO 键为共价键。由晶胞结

35、构可知，每个晶胞中111含有 K：8 64(个)，O2：1 124(个)，晶胞中与每个 K 距离相等且最近的824O2有 6 个，最近且距离相等的 K 有 12 个。5下列四种有关性质的叙述，可能属于金属晶体的是()A由分子间作用力结合而成，熔点低B固体或熔融后易导电，熔点在1 000 左右C由共价键结合成网状结构，熔点高D固体不导电，但溶于水或熔融后能导电解析：选 B。A 项，属于分子晶体；C 项，属于原子晶体；D 项，属于离子晶体。6近年来，科学家合成一系列具有独特化学特性的氢铝化合物(AlH3)n。已知，最简单的氢铝化合物 Al2H6的球棍模型如图所示，它的熔点为150，燃烧热极高。下列

36、说法肯定错误的是()AAl2H6在固态时所形成的晶体是分子晶体BAl2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水C氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料D氢铝化合物中可能存在组成为AlnH2n2的物质(n 为正整数)解析：选 D。D 项，其通式应为 AlnH3n。7(2017赤峰模拟)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()A为简单立方堆积，为六方最密堆积，为体心立方堆积，为面心立方最密堆积B每个晶胞含有的原子数分别为1 个、2 个、2 个、4 个C晶胞中原子的配位数分别为6、8、8、12D空间利用率的大小关系为，D 项错误。8(2017盐城高三模拟)钛酸钡的热稳定性好

37、，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的晶胞结构示意图如图所示，它的化学式是()ABaTi8O12CBaTi2O4BBaTi4O5DBaTiO3解析：选 D。仔细观察钛酸钡晶体的晶胞结构示意图可知：Ba2在立方体的中心，完全属于该晶胞；Ti4处于立方体的 8 个顶角，每个 Ti4为与之相连的 8 个立方体所共用，即每个 Ti41只有 属于该晶胞；O2处于立方体的 12 条棱的中点，每条棱为 4 个立方体共用，即每个8111O2只有 属于该晶胞。则晶体中 Ba2、Ti4、O2的个数比为 1(8)(12)113。4849下列有关说法不正确的是()A水合铜离子的模型如图甲所示

38、，1 个水合铜离子中有 4 个配位键BCaF2晶体的晶胞如图乙所示，每个CaF2晶胞平均占有 4 个 Ca2CH 原子的电子云如图丙所示，H 原子核外大多数电子在原子核附近运动D金属Cu 中 Cu 原子堆积模型如图丁所示，为面心立方最密堆积，每个Cu 原子的配位数均为 12解析：选 C。电子云是用来表示电子出现的概率，但不代表有一个电子在那里，C 项错。二、非选择题10(14 分)如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)

39、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_。解析：(2)离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带电荷数越大，则离子晶体熔点越高。金刚石是原子晶体，熔点最高，冰、干冰均为分子晶体，冰中存在氢键，冰的熔点高于干冰。11(4)铜晶胞实际占有铜原子数用均摊法分析，8 6 4(个)，氯化钙类似于氟化钙，Ca282的配位数为 8，Cl

40、配位数为 4。答案：(1)金刚石晶体(2)金刚石MgOCaCl2冰干冰(3)小于MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子的电荷数；且r(Mg2)r(Na)、r(O2)r(Cl)(4)48(5)水分子之间存在氢健11(10 分)(2017烟台四校联考)碳元素在生产生活中具有非常重要的作用，在新物质的制备中也发挥了举足轻重的作用。(1)与碳同周期，且基态原子的核外未成对电子数相等的元素是_(写出元素符号)。(2)石墨烯是目前人们制造的新物质，该物质是由单层碳原子六边形平铺而成的，像一张纸一样(如图甲)，石墨烯中碳原子的杂化方式为_；常温条件下丙烯是气态，而相对分子 质 量 比 丙 烯 小 的

41、 甲 醇，常 温 条 件 下 却 呈 液 态，出 现 这 种 现 象 的 原 因 是_。(3)二氧化硅结构跟金刚石结构相似，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个 O 原子。观察图乙中金刚石的结构，分析二氧化硅的空间网状结构中，Si、O 形成的最小环上 O 原子数目是_。(4)图丙是 C60的晶胞模型(一个小黑点代表一个 C60分子)，图中显示的 C60分子数为 14 个。实际上一个 C60晶胞中含有_个 C60分子。解析：(1)C 元素和 O 元素基态原子的核外未成对电子数都是 2。(3)金刚石空间结构中数目最少的环中有 6 个原子，即六元环，共有 6 个 CC

42、键，而二氧化硅中的硅原子相当于金刚石中的碳原子，氧原子在硅硅键之间，故二氧化硅中氧原子的数目与金刚石中CC 键的数目相同。(4)C60晶胞模型中显示出的 14 个 C60分子，8 个在晶胞顶角上，6 个在面心上，故一个晶胞中含有的 C60分子数目为 81/861/24(个)。答案：(1)O(2)sp2甲醇分子间存在氢键，而丙烯分子间只有范德华力(3)6(4)412(10 分)(2017长沙联考)下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。(1)b 元素的氧化物中 b 与氧元素之间的共价键类型是_，其中 b 原子的杂化方式是_。(2)a 单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶

43、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 a 的原子半径为 d，NA代表阿伏加德罗常数，a 的相对原子质量为 Mr，则一个晶胞中a 原子的数目为_，该晶体的密度为_(用字母表示)。解析：(1)SiO2晶体中硅氧之间的共价键是由两个原子的轨道“头碰头”重叠形成的，所以是 键，也是极性共价键，其中 Si 的杂化方式是 sp3杂化。11Mr(2)由均摊法计算晶胞中粒子数：8 6 4(个)；该晶胞的质量 m4，该晶胞的体82NA积 V(4d23mMr)16 2d3，晶胞密度。2V4 2d3NA答案：(1)键(或极性共价键)sp3(2)4Mr4 2d3NA13(15 分)如图为

44、CaF2、H3BO3(层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图，请回答下列问题。(1)图所示的 CaF2晶体中与 Ca2最近且等距离的 F 的个数为_。图中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为_。(2)图所示的物质结构中最外层已达 8 电子结构的原子是_，H3BO3晶体中 B 原子个数与极性键个数比为_。(3)金属铜具有很好的延展性、导电性、传热性，对此现象最简单的解释是用 _理论。(4)三种晶体中熔点最低的是_(填化学式)，其晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为_。(5)已知两个距离最近的 Ca2核间距离为 a108cm，结合 CaF2晶体的晶

45、胞示意图，CaF2晶体的密度为_。解析：(1)CaF2晶体中 Ca2的配位数为 8，F 的配位数为 4，Ca2和 F 个数比为 12；铜晶体中未标号的铜原子周围最紧邻的铜原子为上层的1、2、3，同层的 4、5、6、7、8、9，下层的 10、11、12，共 12 个。(2)图中 B 原子最外层三个电子形成三条共价键，最外层共 6个电子，H 原子达到 2 电子稳定结构，只有氧原子形成两条共价键达到 8 电子稳定结构。H3BO3晶体是分子晶体，相互之间通过氢键相连，每个 B 原子形成三条 BO 极性键，每个O 原子形成一条 OH 极性键，共六条极性键。(3)电子气理论把金属键描述为金属原子脱落下来的

46、价电子形成遍布整块晶体的电子气，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，可以用来解释金属键的本质，金属的延展性、导电性、传热性。(4)H3BO3晶体是分子晶体，熔点最低，受热熔化时克服了分子间作用力。(5)一个 CaF2晶胞中实际拥有的离子数：阳离子数为 81/861/24，而阴离子为 8 个，从而确定晶胞顶点及六个面上的离子为 Ca2，晶胞内部的离子为 F，1 个晶胞实际拥有 4 个“CaF2”，则 CaF2晶体的密度183.2为 478 gmol1(2a108 cm)36.021023 mol13gcm3。a答案：(1)812(2)O16(3)电子气(4)H3BO3分子间作用力(或范德华力)183.2(5)3gcm3a