課時作業(yè)38　晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1、課時作業(yè)38晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、選擇題1下列對各組物質(zhì)性質(zhì)的比較中，正確的是()A硬度：Li>Na>KB熔點：金剛石>晶體硅>二氧化硅>碳化硅C第一電離能：Na<Mg<AlD空間利用率：六方密堆積<面心立方<體心立方解析：堿金屬元素中，其硬度隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以硬度Li>Na>K，故A正確；原子晶體中，鍵長越長其鍵能越小，則晶體的熔點越低，鍵能大小順序是：CC鍵、CSi鍵、SiSi鍵，所以熔點高低順序是：金剛石>碳化硅>晶體硅，故B錯誤；同一周期，元素第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第A族、第A族

2、元素第一電離能大于相鄰元素，第一電離能：Mg>Al>Na，故C錯誤；空間利用率：六方密堆積74%、面心立方74%、體心立方68%，所以空間利用率：六方密堆積面心立方>體心立方，故D錯誤。答案：A2現(xiàn)有四種晶體，其離子排列方式如圖所示，其中化學(xué)式正確的是()解析：A.A離子個數(shù)是1，B離子個數(shù)1/8×81，所以其化學(xué)式為AB，故A錯誤；B.E離子個數(shù)1/8×41/2，F(xiàn)離子個數(shù)1/8×41/2，E、F離子個數(shù)比為11，所以其化學(xué)式為EF，故B錯誤；C.X離子個數(shù)是1，Y離子個數(shù)1/2×63，Z離子個數(shù)1/8×81，所以其化學(xué)式為

3、XY3Z，故C正確；D.A離子個數(shù)1/8×81/2×64，B離子個數(shù)12×1/414，A、B離子個數(shù)比11，所以其化學(xué)式為AB，故D錯誤。答案：C3氮化硼是一種新合成的結(jié)構(gòu)材料，它是一種超硬、耐磨、耐高溫的物質(zhì)。下列各組物質(zhì)熔化時，所克服的粒子間的作用力與氮化硅所克服的粒子間的作用力都相同的是()A石膏和金剛石 B晶體硅和水晶C冰和干冰 D鋁和蒽解析：氮化硼屬于原子晶體，熔化時所克服的微粒間的作用力為共價鍵。石膏為離子晶體，金剛石為原子晶體，A項錯誤；晶體硅和水晶都是原子晶體，熔化克服共價鍵，B項正確；冰和干冰都是分子晶體，C項錯誤；鋁為金屬晶體，蒽為分子晶體，D

4、項錯誤。答案：B4以NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法錯誤的是()A18 g冰(圖1)中含OH鍵數(shù)目為2NAB28 g晶體硅(圖2)中含有SiSi鍵數(shù)目為2NAC44 g干冰(圖3)中含有NA個晶胞結(jié)構(gòu)單元D石墨烯(圖4)是碳原子單層片狀新材料，12 g石墨烯中含CC鍵數(shù)目為1.5NA解析：1個水分子中含有2個OH鍵，18 g冰的物質(zhì)的量為1 mol，含OH鍵數(shù)目為2NA，A項正確；28 g晶體硅中含有1 mol Si原子，每個硅原子與其他4個Si形成4個SiSi鍵，每個硅原子形成的共價鍵為：×42，則1 mol單質(zhì)硅含有2 mol SiSi鍵，B項正確；1個晶胞結(jié)構(gòu)單元含有4個二

5、氧化碳分子，44 g干冰中含有晶胞結(jié)構(gòu)單元個數(shù)小于NA個，C項錯誤；在石墨烯中，每個碳原子形成3個共價鍵，所以每個碳原子實際占化學(xué)鍵為1.5個，12 g石墨烯即1 mol所含碳碳鍵數(shù)目為1.5NA，D項正確。答案：C5下列說法中，正確的是()A冰融化時，分子中HO鍵發(fā)生斷裂B原子晶體中，共價鍵越強(qiáng)，熔點越高C分子晶體中，共價鍵鍵能越大，該分子晶體的熔沸點一定越高D分子晶體中，分子間作用力越大，該物質(zhì)越穩(wěn)定解析：A項，冰為分子晶體，融化時破壞的是分子間作用力，錯誤。B項，原子晶體熔點的高低取決于共價鍵的強(qiáng)弱，共價鍵越強(qiáng)，熔點越高，正確。分子晶體熔沸點高低取決于分子間作用力和氫鍵的大小，而共價鍵的

6、強(qiáng)弱決定了分子的穩(wěn)定性大小，C、D項錯誤。答案：B6下列說法正確的是()A區(qū)分晶體和非晶體的最可靠的科學(xué)方法是對固體進(jìn)行X射線衍射B1 mol金剛石中的CC鍵數(shù)是2NA,1 mol SiO2晶體中的SiO鍵數(shù)也是2NAC水晶和干冰在熔化時，晶體中的共價鍵都會斷裂D晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定解析：A.晶體與非晶體最本質(zhì)的區(qū)別是組成物質(zhì)的粒子在微觀空間是否有序排列，X射線衍射可以看到微觀結(jié)構(gòu)；B.金剛石中1個C原子與另外4個C原子形成CC單鍵，這個C原子對每個單鍵的貢獻(xiàn)只有，所以1 mol C原子形成的CC鍵為4×2(mol)，而二氧化硅晶體中1個Si原子分別與4個O原子形成4個

7、SiO單鍵，則1 mol SiO2晶體中SiO鍵為4 mol；C.水晶是原子晶體，熔化時共價鍵斷裂，而分子晶體干冰熔化時，分子間作用力被削弱而共價鍵不斷裂；D.分子的穩(wěn)定性取決于化學(xué)鍵的強(qiáng)弱。答案：A7下列有關(guān)說法正確的是()原子晶體中只存在非極性共價鍵在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子金剛石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶體的熔點依次降低干冰升華時，分子內(nèi)共價鍵會發(fā)生斷裂晶格能由大到小順序：NaF>NaCl>NaBr>NaI分子晶體中，共價鍵鍵能越大，該分子晶體的熔、沸點一定越高分子晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定A BC D解析：原子晶體中有的只含有非極性共

8、價鍵，如金剛石、晶體硅；也有含極性鍵的，如SiO2、BN等，錯誤。在晶體中有陽離子不一定有陰離子，如：金屬晶體中存在金屬陽離子和自由電子，錯誤；晶體中熔點高低一般順序是：原子晶體>離子晶體>分子晶體；在原子晶體中，原子半徑越大熔點越低；在離子晶體中，離子半徑越大，熔點越低，電荷越多，熔點越高；在分子晶體中，物質(zhì)的熔點與相對分子質(zhì)量成正比(含有氫鍵的物質(zhì)除外)，所以這幾種物質(zhì)的熔點高低順序是按金剛石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶體的順序依次降低，正確；干冰升華是物理性質(zhì)中狀態(tài)的改變，變化的是分子間的距離，分子內(nèi)的共價鍵沒有斷裂，錯誤；F、Cl、Br、I的離子半徑逐漸增大

9、，所以晶格能由大到小順序：NaF>NaCl>NaBr>NaI，正確；分子晶體熔、沸點的高低取決于分子間作用力和氫鍵的大小，而共價鍵的強(qiáng)弱決定了分子的穩(wěn)定性，共價鍵越強(qiáng)物質(zhì)越穩(wěn)定，錯誤；分子穩(wěn)定性與分子內(nèi)共價鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，與分子間作用力無關(guān)，錯誤。答案：D8已知C3N4晶體很可能具有比金剛石更大的硬度，且原子間均以單鍵結(jié)合。下列關(guān)于C3N4晶體的說法中正確的是()AC3N4是分子晶體BC3N4晶體中，CN鍵的鍵長比金剛石中的CC鍵的鍵長長CC3N4晶體中每個碳原子連接4個氮原子，而每個氮原子連接3個碳原子DC3N4晶體中微粒間通過分子間作用力相結(jié)合解析：根據(jù)C3N4的性質(zhì)可知其

10、為原子晶體，A項錯誤；CN鍵為極性共價鍵，由于原子半徑r(N)<r(C)，故CN鍵的鍵長比CC鍵的鍵長短，B項錯誤；碳、氮原子間以單鍵相結(jié)合，根據(jù)化學(xué)式知，一個碳原子連接4個氮原子，同時一個氮原子連接3個碳原子，C項正確；C3N4晶體中微粒間通過共價鍵相結(jié)合，D項錯誤。答案：C9下表給出幾種氯化物的熔點和沸點：NaClMgCl2AlCl3SiCl4熔點/80171419070沸點/1 4131 41218057.57有關(guān)表中所列四種氯化物的性質(zhì)，以下敘述正確的是()氯化鋁在加熱時能升華四氯化硅在晶態(tài)時屬于分子晶體氯化鈉晶體中粒子之間以范德華力結(jié)合氯化鎂的熔沸點比氯化鈉低，主要是受堆積方式

11、、鍵的極性、晶格能等影響A僅B僅C僅D解析：AlCl3的熔沸點較低，則AlCl3屬于分子晶體，沸點低于熔點，加熱時能升華，正確；SiCl4的熔沸點較低，是分子晶體，正確；NaCl的沸點為1 413 ，屬于離子晶體，粒子之間以離子鍵結(jié)合，錯誤；氯化鎂的熔沸點比氯化鈉低，并且都屬于離子晶體，所以主要是受堆積方式、鍵的極性、晶格能等影響，正確。答案：C10已知CsCl晶體的密度為 g·cm3，NA為阿伏加德羅常數(shù)，相鄰的兩個Cs的核間距為a cm，如圖所示，則CsCl的相對分子質(zhì)量可以表示為()ANA·a3· B.C. D.解析：該立方體中含1個Cl，Cs個數(shù)8

12、5;1，根據(jù)V知，MVNAa3NA，摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于其相對分子質(zhì)量，所以其相對分子質(zhì)量是a3NA。答案：A11CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似(如圖所示)，但CaC2晶體中由于啞鈴形的C存在，使晶胞沿一個方向拉長。下列關(guān)于CaC2晶體的說法中正確的是()A1個Ca2周圍距離最近且等距離的C數(shù)目為6B該晶體中的陰離子與F2是等電子體C6.4 g CaC2晶體中含陰離子0.1 molD與每個Ca2距離相等且最近的Ca2共有12個解析：A項，依據(jù)晶胞示意圖可以看出，晶胞的一個平面的長與寬不相等，再由圖中體心可知，1個Ca2周圍距離最近的C有4個，而不是6個，錯誤；B項，C含電子數(shù)為2&

13、#215;6214，F(xiàn)2的電子數(shù)為18，二者電子數(shù)不同，不是等電子體，錯誤；C項，6.4 g CaC2為0.1 mol，則含陰離子0.1 mol，正確；D項，與每個Ca2距離相等且最近的Ca2為4個，錯誤。答案：C二、非選擇題12鈦及其化合物被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星、艦艇、醫(yī)療以及石油化工等領(lǐng)域。(1)Ti的基態(tài)原子的核外電子排布式為_。(2)已知TiC在碳化物中硬度最大，工業(yè)上一般在真空和高溫(>1 800 )條件下用C還原TiO2制取TiC：TiO23CTiC2CO。該反應(yīng)中涉及的元素按電負(fù)性由大到小的順序排列為_；根據(jù)所給信息，可知TiC是_晶體。(3)鈦的化合物TiCl4，熔

14、點為24 ，沸點為136.4 ，常溫下是無色液體，可溶于甲苯和氯化烴。固態(tài)TiCl4屬于_晶體，其空間構(gòu)型為正四面體，則鈦原子的雜化方式為_。TiCl4遇水發(fā)生劇烈的非氧化還原反應(yīng)，生成兩種酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。用鋅還原TiCl4的鹽酸溶液，經(jīng)后續(xù)處理可制得綠色的配合物TiCl(H2O)5Cl2·H2O。該配合物中含有化學(xué)鍵的類型有_。(4)鈦的一種氧化物是優(yōu)良的顏料，該氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該氧化物的化學(xué)式為_；在晶胞中Ti原子的配位數(shù)為_，若晶胞邊長為a nm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，列式表示氧化鈦晶體的密度：_g/cm3。解析：(1)Ti的核電荷數(shù)是22，其基態(tài)原子的

15、核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2(或Ar3d24s2)。(2)元素非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則題述反應(yīng)中涉及的元素按電負(fù)性由大到小的順序排列為O>C>Ti；根據(jù)題給信息知TiC的硬度大，說明TiC是原子晶體。(3)TiCl4的熔點為24 ，沸點為136.4 ，熔沸點低是分子晶體的性質(zhì)，因此固態(tài)TiCl4屬于分子晶體；其空間構(gòu)型為正四面體，則鈦原子的雜化方式為sp3。TiCl4遇水發(fā)生劇烈的非氧化還原反應(yīng)，生成兩種酸，根據(jù)原子守恒應(yīng)該是鹽酸和鈦酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiCl43H2O=H2TiO34HCl。配合物TiCl(H2O)5Cl2·H2O中

16、含有化學(xué)鍵的類型有離子鍵和共價鍵(配位鍵屬于共價鍵)。(4)該晶胞中所含氧原子個數(shù)為4×24，所含Ti原子個數(shù)為18×2，所以該鈦的氧化物的化學(xué)式為TiO2；在晶胞中以中心鈦原子為例，與該鈦原子最近且等距的氧原子有6個，則Ti原子的配位數(shù)為6。若晶胞邊長為a nm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，氧化鈦晶體的密度為 g/cm3。答案：(1)1s22s22p63s23p63d24s2(或Ar3d24s2)(2)O>C>Ti原子(3)分子sp3TiCl43H2O=H2TiO34HCl共價鍵、離子鍵(4)TiO2613原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至

17、第四周期，自然界中存在多種A的化合物，B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動狀態(tài)，B與C可形成正四面體形分子，D的基態(tài)原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子。請回答下列問題：(1)這四種元素中電負(fù)性最大的元素，其基態(tài)原子的價電子排布圖為_，第一電離能最小的元素是_(填元素符號)。(2)C所在主族的前四種元素分別與A形成的化合物，沸點由高到低的順序是_(填化學(xué)式)，呈現(xiàn)如此遞變規(guī)律的原因是_。(3)B元素可形成多種單質(zhì)，一種晶體結(jié)構(gòu)如圖一所示，其原子的雜化類型為_，另一種的晶胞如圖二所示，若此晶胞的棱長為356.6 pm，則此晶胞的密度為_g·cm3(保留兩位有效數(shù)字)。(4)D元素

18、形成的單質(zhì)，其晶體的堆積模型為_，D的醋酸鹽晶體局部結(jié)構(gòu)如圖三，該晶體中含有的化學(xué)鍵是_(填選項序號)。極性鍵非極性鍵配位鍵金屬鍵(5)向D的硫酸鹽溶液中滴加過量氨水，觀察到的現(xiàn)象是_。請寫出上述過程的離子方程式：_。解析：原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，A為氫元素；B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動狀態(tài)，B為碳元素；D的基態(tài)原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子，D原子外圍電子排布為3d104s1，D為銅元素；結(jié)合原子序數(shù)知C處于第三周期，B與C可形成正四面體形分子，C為氯元素。(1)四種元素中電負(fù)性最大的是Cl，其基態(tài)原子的

19、價電子排布式為3s23p5，基態(tài)原子的價電子排布圖為；四元素中Cu的金屬性最強(qiáng)，故Cu的第一電離能最小。(2)HF分子之間形成氫鍵使其熔沸點較高，HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，沸點越高，即沸點由高到低的順序是HF>HI>HBr>HCl。(3)圖一為平面結(jié)構(gòu)，在其層狀結(jié)構(gòu)中碳碳鍵鍵角為120°，碳原子采取sp2雜化；一個晶胞中含碳原子數(shù)為8×6×48，晶胞質(zhì)量8× g，晶胞的棱長為356.6 pm，則晶胞密度÷(356.6×1010cm)33.5 g·cm3。(4)

20、晶體Cu為面心立方最密堆積，結(jié)合圖三醋酸銅晶體的局部結(jié)構(gòu)可確定其晶體中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵。(5)硫酸銅溶液中加入氨水會產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為Cu22NH3·H2O=Cu(OH)22NH、Cu(OH)24NH3=Cu(NH3)422OH。答案：(1) Cu(2)HF>HI>HBr>HClHF分子之間形成氫鍵使其熔沸點較高，HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大(3)sp23.5(4)面心立方最密堆積(5)先形成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液C

21、u22NH3·H2O=Cu(OH)22NH、Cu(OH)24NH3=Cu(NH3)422OH14在元素周期表中，除稀有氣體外幾乎所有元素都能與氫形成氫化物。(1)氨氣屬于共價型氫化物，工業(yè)上常用氨氣和醋酸二氨合銅Cu(NH3)2Ac(CH3COO簡寫為Ac)的混合液來吸收一氧化碳。反應(yīng)方程式為Cu(NH3)2AcCONH3=Cu(NH3)3COAc。請寫出基態(tài)Cu的價電子排布式：_。氨水中各元素原子的第一電離能從大到小排列順序為_，理由是_；其中NH3應(yīng)為_(填“極性”或“非極性”)分子。醋酸分子(CH3COOH)中的兩個碳原子的雜化方式分別_。生成物Cu(NH3)3COAc中所含化

22、學(xué)鍵類型有_(填序號)。a離子鍵 b金屬鍵c共價鍵 d配位鍵(2)某離子型氫化物化學(xué)式為XY2，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其中6個Y原子()用阿拉伯?dāng)?shù)字16標(biāo)注。已知1、2、3、4號Y原子在晶胞上、下面上，則5、6號Y原子均在晶胞_(填“側(cè)面”或“內(nèi)部”)。根據(jù)以上信息可以推知，XY2晶體的熔沸點_(填“>”“”或“<”)固態(tài)氨的熔沸點。若該晶胞的邊長為a nm，密度為 g/cm3，XY2的摩爾質(zhì)量為M g/mol，則阿伏加德羅常數(shù)的值為_。解析：(1)Cu元素為29號元素，原子核外有29個電子，所以外圍電子排布式為3d104s1，故基態(tài)Cu的價電子排布式為3d10；氨水中含N、O、H三種

23、元素，氮原子的2p3軌道為半充滿結(jié)構(gòu)，相對穩(wěn)定，氧與氫比較，氧原子核電荷數(shù)大，非金屬性強(qiáng)，難失電子，故第一電離能由大到小的排列順序為N>O>H；甲基(CH3)中碳原子形成4個單鍵，雜化軌道數(shù)目為4，采用sp3雜化，羧基(COOH)中碳原子形成3個鍵，雜化軌道數(shù)目為3，采用sp2雜化；Cu2與NH3、CO間存在配位鍵，NH3中N與H形成共價鍵，Cu(NH3)3CO與Ac之間是離子鍵，故選acd；(2)X為8個頂點加一個體心，晶胞中一共含有2個X，由化學(xué)式為XY2可知，該晶胞中含4個Y，又1、2、3、4號Y原子在晶胞上、下面上，則實際為2個Y原子，則5、6號Y原子均在晶胞內(nèi)部；XY2晶

24、體為離子晶體、固態(tài)氨為分子晶體，所以XY2晶體的熔沸點比固態(tài)氨高；該晶胞中含有2個XY2，晶胞的體積為(a×107 cm)3a3×1021 cm3，則每個XY2的體積為a3×1021 cm3/20.5a3×1021 cm3，XY2的摩爾質(zhì)量為M g/mol，故0.5a3×1021 cm3× g/cm3×NAM g，解得NA2M×1021/a3。答案：(1)3d10N>O>H氮原子的2p軌道為半充滿結(jié)構(gòu)，相對穩(wěn)定，氧與氫比較，氧原子核電荷數(shù)大，非金屬性強(qiáng)，難失電子極性sp3、sp2acd(2)內(nèi)部>2M×1021/a315硼元素在化學(xué)中有很重要的地位，硼及其化合物廣泛應(yīng)用于永磁材料、超導(dǎo)材料、富燃料材料、復(fù)合材料等高新材料領(lǐng)域。(1)三氟化硼在常溫常壓下是具有刺鼻惡臭和強(qiáng)刺激性氣味的無色有毒腐蝕性氣體，其分子的立體構(gòu)型為_，硼原子的雜化類型為_。(2)磷化硼是一種受到高度關(guān)注的耐磨涂料，它可用作金屬的表面保護(hù)層。如圖是磷化硼晶體的晶胞示意圖，則磷化硼的化學(xué)式為_，該晶體的晶體類型是_。(3)硼酸(H3BO3)是一種片層狀結(jié)構(gòu)的白色晶體，層內(nèi)的H3BO3分子間通過氫鍵相連(如上圖)。硼酸分子中B最外層有_個電子，1 mol H3BO3的晶體中有