2025步步高高考大一輪復(fù)習(xí)講義人教版化學(xué)大單元三　第九章　第36講　物質(zhì)的聚集狀態(tài)　常見(jiàn)晶體類型含答案

2025步步高高考大一輪復(fù)習(xí)講義人教版化學(xué)第36講物質(zhì)的聚集狀態(tài)常見(jiàn)晶體類型[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.了解晶體和非晶體的區(qū)別。2.了解常見(jiàn)晶體的類型，了解不同類型晶體中結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)別。3.了解分子晶體、共價(jià)晶體、離子晶體、金屬晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。4.了解四種晶體類型熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性等性質(zhì)的不同。考點(diǎn)一物質(zhì)的聚集狀態(tài)晶體與非晶體1．物質(zhì)的聚集狀態(tài)(1)物質(zhì)的聚集狀態(tài)除了固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)，還有晶態(tài)、非晶態(tài)以及介乎晶態(tài)和非晶態(tài)之間的塑晶態(tài)、液晶態(tài)等。(2)等離子體和液晶①等離子體：由電子、陽(yáng)離子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的物質(zhì)聚集體。具有良好的導(dǎo)電性和流動(dòng)性。②液晶：介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質(zhì)狀態(tài)。既具有液體的流動(dòng)性、黏度、形變性等，又具有晶體的導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等。2．晶體與非晶體(1)晶體與非晶體的比較晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征原子在三維空間里呈周期性有序排列原子排列相對(duì)無(wú)序性質(zhì)特征自范性有無(wú)熔點(diǎn)固定不固定異同表現(xiàn)各向異性各向同性(2)得到晶體的途徑①熔融態(tài)物質(zhì)凝固；②氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)；③溶質(zhì)從溶液中析出。(3)晶體與非晶體的測(cè)定方法①測(cè)熔點(diǎn)：晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)。②最可靠方法：對(duì)固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)。1．在物質(zhì)的三態(tài)相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中只是分子間距離發(fā)生了變化()2．晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別是晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列()3．晶體的熔點(diǎn)一定比非晶體的熔點(diǎn)高()4．具有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體()5．缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會(huì)慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊()答案1.×2.√3.×4.×5.√一、物質(zhì)聚集狀態(tài)的多樣性1．下列有關(guān)物質(zhì)特殊聚集狀態(tài)與結(jié)構(gòu)的說(shuō)法不正確的是()A．液晶中分子的長(zhǎng)軸取向一致，表現(xiàn)出類似晶體的各向異性B．等離子體是一種特殊的氣體，由陽(yáng)離子和電子兩部分構(gòu)成C．純物質(zhì)有固定的熔點(diǎn)，但其晶體顆粒尺寸在納米量級(jí)時(shí)也可能發(fā)生變化D．超分子內(nèi)部的分子間一般通過(guò)非共價(jià)鍵或分子間作用力結(jié)合成聚集體答案B解析等離子體是由陽(yáng)離子、電子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的物質(zhì)聚集體，故B錯(cuò)誤；純物質(zhì)有固定的熔點(diǎn)，但其晶體顆粒尺寸在納米量級(jí)時(shí)也可能發(fā)生變化，熔點(diǎn)可能下降，故C正確。2．水的狀態(tài)除了氣、液和固態(tài)外，還有玻璃態(tài)。它是由液態(tài)水急速冷卻到165K時(shí)形成的。玻璃態(tài)的水無(wú)固定形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)，且密度與普通液態(tài)水的密度相同，下列有關(guān)玻璃態(tài)水的敘述正確的是()A．水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積縮小B．水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積膨脹C．玻璃態(tài)是水的一種特殊狀態(tài)D．在玻璃態(tài)水的X射線圖譜上有分立的斑點(diǎn)或明銳的衍射峰答案C解析玻璃態(tài)水無(wú)固定形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)，因密度與普通液態(tài)水相同，故水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)時(shí)體積不變。二、晶體與非晶體的區(qū)別3．下列關(guān)于晶體和非晶體的說(shuō)法正確的是()A．晶體在三維空間里呈周期性有序排列，因此在各個(gè)不同的方向上具有相同的物理性質(zhì)B．晶體在熔化過(guò)程中需要不斷地吸熱，溫度不斷地升高C．普通玻璃在各個(gè)不同的方向上力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)性質(zhì)相同D．晶體和非晶體之間不可以相互轉(zhuǎn)化答案C解析晶體的許多物理性質(zhì)常常會(huì)表現(xiàn)出各向異性，A不正確；晶體的熔點(diǎn)是固定的，所以在熔化過(guò)程中溫度不會(huì)變化，B不正確；在一定條件下晶體和非晶體是可以相互轉(zhuǎn)化的，D不正確。4．玻璃是常見(jiàn)的非晶體，在生產(chǎn)生活中有著廣泛的用途，如圖是玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖，下列有關(guān)玻璃的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．玻璃內(nèi)部微粒排列是無(wú)序的B．玻璃熔化時(shí)吸熱，溫度不斷上升C．光導(dǎo)纖維和玻璃的主要成分都可看成是SiO2，二者都是非晶體D．利用X射線衍射實(shí)驗(yàn)可以鑒別石英玻璃和水晶答案C解析根據(jù)玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖可知，構(gòu)成玻璃的粒子排列相對(duì)無(wú)序，所以玻璃是非晶體，因此沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，A、B對(duì)；玻璃屬于非晶體，但光導(dǎo)纖維屬于晶體，C錯(cuò)；區(qū)分晶體與非晶體最科學(xué)的方法是對(duì)固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)，D對(duì)?？键c(diǎn)二常見(jiàn)晶體類型1．四種常見(jiàn)晶體類型的比較類型比較分子晶體共價(jià)晶體金屬晶體離子晶體構(gòu)成微粒分子原子金屬陽(yáng)離子、自由電子陰、陽(yáng)離子微粒間的相互作用力范德華力(某些含氫鍵)共價(jià)鍵金屬鍵離子鍵硬度較小很大有的很大，有的很小較大熔、沸點(diǎn)較低很高有的很高，有的很低較高溶解性相似相溶難溶于一般溶劑一般不溶于水，少數(shù)與水反應(yīng)大多易溶于水等極性溶劑導(dǎo)電、導(dǎo)熱性一般不導(dǎo)電，溶于水后有的導(dǎo)電一般不具有導(dǎo)電性，個(gè)別為半導(dǎo)體電和熱的良導(dǎo)體晶體不導(dǎo)電，水溶液或熔融態(tài)導(dǎo)電2．常見(jiàn)晶體的結(jié)構(gòu)模型(1)典型的分子晶體——干冰和冰①干冰晶體中，每個(gè)CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個(gè)。②冰晶體中，每個(gè)水分子與相鄰的4個(gè)水分子以氫鍵相連接，含1molH2O的冰中，最多可形成2mol氫鍵。(2)典型的共價(jià)晶體——金剛石、二氧化硅①金剛石和二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)模型比較結(jié)構(gòu)模型晶胞金剛石二氧化硅②金剛石和二氧化硅結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析比較金剛石a.碳原子采取sp3雜化，鍵角為109°28′b.每個(gè)碳原子與周圍緊鄰的4個(gè)碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合成正四面體結(jié)構(gòu)，向空間伸展形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)c.最小碳環(huán)由6個(gè)碳原子組成，每個(gè)碳原子被12個(gè)六元環(huán)共用d.金剛石晶胞的每個(gè)頂點(diǎn)和面心均有1個(gè)C原子，晶胞內(nèi)部有4個(gè)C原子，內(nèi)部的C在晶胞的體對(duì)角線的eq\f(1,4)處，每個(gè)金剛石晶胞中含有8個(gè)C原子二氧化硅a.Si原子采取sp3雜化，正四面體內(nèi)O—Si—O鍵角為109°28′b.每個(gè)Si原子與4個(gè)O原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，Si原子位于正四面體的中心，O原子位于正四面體的頂點(diǎn)，同時(shí)每個(gè)O原子被2個(gè)硅氧正四面體共用，晶體中Si原子與O原子個(gè)數(shù)比為1∶2c.最小環(huán)上有12個(gè)原子，包括6個(gè)O原子和6個(gè)Si原子d.1molSiO2晶體中含Si—O數(shù)目為4NAe.SiO2晶胞中有8個(gè)Si原子位于立方晶胞的頂點(diǎn)，有6個(gè)Si原子位于立方晶胞的面心，還有4個(gè)Si原子與16個(gè)O原子在晶胞內(nèi)構(gòu)成4個(gè)硅氧四面體。每個(gè)SiO2晶胞中含有8個(gè)Si原子和16個(gè)O原子(3)典型的離子晶體——NaCl、CsCl、CaF2①NaCl型：在晶體中，每個(gè)Na＋同時(shí)吸引6個(gè)Cl－，每個(gè)Cl－同時(shí)吸引6個(gè)Na＋，配位數(shù)為6。每個(gè)晶胞含4個(gè)Na＋和4個(gè)Cl－。②CsCl型：在晶體中，每個(gè)Cl－吸引8個(gè)Cs＋，每個(gè)Cs＋吸引8個(gè)Cl－，配位數(shù)為8。③CaF2型：在晶體中，每個(gè)Ca2＋吸引8個(gè)F－，每個(gè)F－吸引4個(gè)Ca2＋，每個(gè)晶胞含4個(gè)Ca2＋，8個(gè)F－。知識(shí)拓展晶格能(1)定義氣態(tài)離子形成1mol離子晶體釋放的能量，通常取正值，單位：kJ·mol－1。(2)意義：晶格能越大，表示離子鍵越強(qiáng)，離子晶體越穩(wěn)定，熔、沸點(diǎn)越高。(3)影響因素①離子所帶電荷數(shù)：離子所帶電荷數(shù)越多，晶格能越大。②離子的半徑：離子的半徑越小，晶格能越大。(4)過(guò)渡晶體與混合型晶體①過(guò)渡晶體：純粹的分子晶體、共價(jià)晶體、離子晶體和金屬晶體四種典型晶體是不多的，大多數(shù)晶體是它們之間的過(guò)渡晶體。人們通常把偏向離子晶體的過(guò)渡晶體當(dāng)作離子晶體來(lái)處理，把偏向共價(jià)晶體的過(guò)渡晶體當(dāng)作共價(jià)晶體來(lái)處理。②混合型晶體石墨層狀晶體中，層與層之間的作用是范德華力，平均每個(gè)正六邊形擁有的碳原子個(gè)數(shù)是2，C原子采取的雜化方式是sp2。1．分子晶體不導(dǎo)電，溶于水后也都不導(dǎo)電()2．沸點(diǎn)：HF<HCl<HBr<HI()3．離子晶體是由陰、陽(yáng)離子構(gòu)成的，所以離子晶體能夠?qū)щ?)4．共價(jià)晶體的熔點(diǎn)一定比離子晶體的高()5．金屬導(dǎo)電是因?yàn)樵谕饧与妶?chǎng)作用下產(chǎn)生自由電子()6．金屬具有光澤是因?yàn)榻饘訇?yáng)離子吸收并放出可見(jiàn)光()答案1.×2.×3.×4.×5.×6.×一、常見(jiàn)晶體類型的判斷1．在下列物質(zhì)中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶體硅、金剛石、晶體氬。(1)其中只含有離子鍵的離子晶體是NaCl、Na2S。(2)其中既含有離子鍵又含有極性共價(jià)鍵的離子晶體是NaOH、(NH4)2S。(3)其中既含有離子鍵又含有極性共價(jià)鍵和配位鍵的離子晶體是(NH4)2S。(4)其中既含有離子鍵又含有非極性共價(jià)鍵的離子晶體是Na2S2。(5)其中形成的晶體是分子晶體的是H2O2、CO2、CCl4、C2H2、晶體氬。(6)其中含有極性共價(jià)鍵的共價(jià)晶體是SiO2、SiC。2．下列有關(guān)晶體類型的判斷正確的是()ASiI4：熔點(diǎn)120.5℃，沸點(diǎn)271.5℃共價(jià)晶體BB：熔點(diǎn)2300℃，沸點(diǎn)2550℃，硬度大金屬晶體CSb：熔點(diǎn)630.74℃，沸點(diǎn)1750℃，晶體導(dǎo)電共價(jià)晶體DFeCl3：熔點(diǎn)282℃，易溶于水，也易溶于有機(jī)溶劑分子晶體答案D二、常見(jiàn)晶體類型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3．金剛石和石墨是碳元素形成的兩種單質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是()A．金剛石和石墨晶體中最小的環(huán)均含有6個(gè)碳原子B．金剛石中每個(gè)C原子連接4個(gè)六元環(huán)，石墨中每個(gè)C原子連接3個(gè)六元環(huán)C．金剛石與石墨中碳原子的雜化方式均為sp2D．金剛石中碳原子數(shù)與C—C數(shù)之比為1∶4，而石墨中碳原子數(shù)與C—C數(shù)之比為1∶3答案A解析金剛石中每個(gè)C原子連接12個(gè)六元環(huán)，石墨中每個(gè)C原子連接3個(gè)六元環(huán)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；金剛石中碳原子采取sp3雜化，而石墨中碳原子采取sp2雜化，C項(xiàng)錯(cuò)誤；金剛石中每個(gè)碳原子與周圍其他4個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵，而每個(gè)共價(jià)鍵為2個(gè)碳原子所共有，則每個(gè)碳原子平均形成的共價(jià)鍵數(shù)為4×eq\f(1,2)＝2，故碳原子數(shù)與C—C數(shù)之比為1∶2；石墨晶體中每個(gè)碳原子與周圍其他3個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵，同樣可求得每個(gè)碳原子平均形成的共價(jià)鍵數(shù)為3×eq\f(1,2)＝1.5，故碳原子數(shù)與C—C數(shù)之比為2∶3，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．有關(guān)晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是()A．在NaCl晶體中，距Cl－最近的Na＋形成正八面體B．在CaF2晶體中，每個(gè)晶胞平均含有4個(gè)Ca2＋C．冰晶體中每個(gè)水分子與另外四個(gè)水分子形成四面體結(jié)構(gòu)D．該氣態(tài)團(tuán)簇分子的分子式為EF答案D解析氟化鈣晶胞中，Ca2＋位于頂點(diǎn)和面心，數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，故B正確；氣態(tài)團(tuán)簇分子不同于晶胞，氣態(tài)團(tuán)簇分子中含有4個(gè)E原子、4個(gè)F原子，則分子式為E4F4或F4E4，故D錯(cuò)誤。1．(2021·天津，2)下列各組物質(zhì)的晶體類型相同的是()A．SiO2和SO3 B．I2和NaClC．Cu和Ag D．SiC和MgO答案C解析SiO2為共價(jià)晶體，SO3為分子晶體，A錯(cuò)誤；I2為分子晶體，NaCl為離子晶體，B錯(cuò)誤；Cu和Ag都為金屬晶體，C正確；SiC為共價(jià)晶體，MgO為離子晶體，D錯(cuò)誤。2．(2023·北京，1)中國(guó)科學(xué)家首次成功制得大面積單晶石墨炔，是碳材料科學(xué)的一大進(jìn)步。下列關(guān)于金剛石、石墨、石墨炔的說(shuō)法正確的是()A．三種物質(zhì)中均有碳碳原子間的σ鍵B．三種物質(zhì)中的碳原子都是sp3雜化C．三種物質(zhì)的晶體類型相同D．三種物質(zhì)均能導(dǎo)電答案A解析金剛石中所有碳原子均采用sp3雜化，石墨中所有碳原子均采用sp2雜化，石墨炔中苯環(huán)上的碳原子采用sp2雜化，碳碳三鍵上的碳原子采用sp雜化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；金剛石為共價(jià)晶體，石墨為混合型晶體，石墨炔為分子晶體，C項(xiàng)錯(cuò)誤；金剛石不能導(dǎo)電，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．(2022·湖北，7)C60在高溫高壓下可轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢▽?dǎo)電性、高硬度的非晶態(tài)碳玻璃。下列關(guān)于該碳玻璃的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．具有自范性B．與C60互為同素異形體C．含有sp3雜化的碳原子D．化學(xué)性質(zhì)與金剛石有差異答案A解析自范性是晶體的性質(zhì)，碳玻璃為非晶態(tài)，所以沒(méi)有自范性，A錯(cuò)誤；碳玻璃和C60均是由碳元素形成的不同的單質(zhì)，所以互為同素異形體，B正確；金剛石與碳玻璃互為同素異形體，性質(zhì)差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)上，化學(xué)性質(zhì)上也有差異，D正確。4．(2023·山東，5)石墨與F2在450℃反應(yīng)，石墨層間插入F得到層狀結(jié)構(gòu)化合物(CF)x，該物質(zhì)仍具潤(rùn)滑性，其單層局部結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于該化合物的說(shuō)法正確的是()A．與石墨相比，(CF)x導(dǎo)電性增強(qiáng)B．與石墨相比，(CF)x抗氧化性增強(qiáng)C．(CF)x中C—C的鍵長(zhǎng)比C—F短D．1mol(CF)x中含有2xmol共價(jià)單鍵答案B解析石墨晶體中每個(gè)碳原子上未參與雜化的1個(gè)2p軌道上電子在層內(nèi)離域運(yùn)動(dòng)，故石墨晶體能導(dǎo)電，而(CF)x中沒(méi)有未參與雜化的2p軌道上的電子，故與石墨相比，(CF)x導(dǎo)電性減弱，A錯(cuò)誤；石墨層間插入F后形成的C—F鍵長(zhǎng)短，鍵能極大，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增強(qiáng)，抗氧化性增強(qiáng)，B正確，C錯(cuò)誤；由題干結(jié)構(gòu)示意圖可知，在(CF)x中每個(gè)C與周圍的3個(gè)碳原子、1個(gè)F原子形成共價(jià)鍵，每個(gè)C—C被2個(gè)碳原子共用，即1mol(CF)x中含有2.5xmol共價(jià)單鍵，D錯(cuò)誤。5．[2021·浙江6月選考，26(1)]已知3種共價(jià)晶體的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表：金剛石碳化硅晶體硅熔點(diǎn)/℃>355026001415金剛石熔點(diǎn)比晶體硅熔點(diǎn)高的原因是_______________________________________________________________________________________________________________。答案共價(jià)晶體中，原子半徑越小，共價(jià)鍵鍵能越大，熔點(diǎn)越高，原子半徑：C＜Si(或鍵長(zhǎng)：C—C＜Si—Si)，鍵能：C—C＞Si—Si

課時(shí)精練1．(2023·天津模擬)晶體具有各向異性，如藍(lán)晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨在與層垂直的方向上的電導(dǎo)率是與層平行的方向上的電導(dǎo)率的eq\f(1,104)。晶體的各向異性主要表現(xiàn)在()①硬度②導(dǎo)熱性③導(dǎo)電性④光學(xué)性質(zhì)A．①③ B．②④C．①②③ D．①②③④答案D2．(2023·杭州高三模擬)下列關(guān)于物質(zhì)的聚集狀態(tài)的說(shuō)法不正確的是()A．X射線衍射實(shí)驗(yàn)可以區(qū)分晶體和非晶體，也可以獲得分子的鍵長(zhǎng)和鍵角的數(shù)值B．自然形成的水晶柱是晶體，從水晶柱上切削下來(lái)的粉末不是晶體C．缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中慢慢生長(zhǎng)為規(guī)則的多面體，體現(xiàn)了晶體的自范性D．液晶具有液體的流動(dòng)性，在導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等物理性質(zhì)方面具有類似晶體的各向異性答案B解析晶體形成后其結(jié)構(gòu)是有序和可復(fù)制的，與大小無(wú)關(guān)，所以從水晶柱上切削下來(lái)的粉末也是晶體，故B錯(cuò)誤。3．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．只含分子的晶體一定是分子晶體B．碘晶體升華時(shí)破壞了共價(jià)鍵C．幾乎所有的酸都屬于分子晶體D．稀有氣體中只含原子，但稀有氣體的晶體屬于分子晶體答案B解析分子晶體是分子通過(guò)相鄰分子間的作用力形成的，只含分子的晶體一定是分子晶體，故A正確；碘晶體屬于分子晶體，升華時(shí)破壞了分子間作用力，故B錯(cuò)誤；幾乎所有的酸都是由分子構(gòu)成的，故幾乎所有的酸都屬于分子晶體，故C正確；稀有氣體是由原子直接構(gòu)成的，只含原子，故稀有氣體的晶體屬于分子晶體，故D正確。4．如圖是金屬晶體內(nèi)部的電子氣理論示意圖。電子氣理論可以用來(lái)解釋金屬的性質(zhì)，其中正確的是()A．金屬能導(dǎo)電是因?yàn)榻饘訇?yáng)離子在外加電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)B．金屬能導(dǎo)熱是因?yàn)樽杂呻娮釉跓岬淖饔孟孪嗷ヅ鲎?，從而發(fā)生熱的傳導(dǎo)C．金屬具有延展性是因?yàn)樵谕饬Φ淖饔孟?，金屬中各原子層間會(huì)出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，但自由電子可以起到潤(rùn)滑劑的作用，使金屬不會(huì)斷裂D．合金與純金屬相比，由于增加了不同的金屬或非金屬，使電子數(shù)目增多，所以合金的延展性比純金屬?gòu)?qiáng)，硬度比純金屬小答案C解析金屬能導(dǎo)電是因?yàn)樽杂呻娮釉谕饧与妶?chǎng)作用下定向移動(dòng)，A錯(cuò)誤；自由電子在熱的作用下與金屬陽(yáng)離子發(fā)生碰撞，實(shí)現(xiàn)熱的傳導(dǎo)，B錯(cuò)誤；合金與純金屬相比，由于增加了不同的金屬或非金屬，相當(dāng)于填補(bǔ)了金屬陽(yáng)離子之間的空隙，所以一般情況下合金的延展性比純金屬弱，硬度比純金屬大，D錯(cuò)誤。5．根據(jù)下表中給出的有關(guān)數(shù)據(jù)，判斷下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()AlCl3SiCl4晶體硼金剛石晶體硅熔點(diǎn)/℃190－682300＞35501415沸點(diǎn)/℃17857255048272355A.SiCl4是分子晶體B．晶體硼是共價(jià)晶體C．AlCl3是分子晶體，加熱能升華D．金剛石中的C—C比晶體硅中的Si—Si弱答案D解析SiCl4、AlCl3的熔、沸點(diǎn)低，都是分子晶體，AlCl3的沸點(diǎn)低于其熔點(diǎn)，即在低于熔化的溫度下就能氣化，故AlCl3加熱能升華，A、C正確；晶體硼的熔、沸點(diǎn)很高，所以晶體硼是共價(jià)晶體，B正確；由金剛石與晶體硅的熔、沸點(diǎn)相對(duì)高低可知，金剛石中的C—C比晶體硅中的Si—Si強(qiáng)，D錯(cuò)誤。6．(2023·廣州模擬)觀察下列模型，判斷下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()金剛石碳化硅二氧化硅石墨烯C60A.原子數(shù)相同的金剛石和碳化硅，共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比為1∶2B．SiO2晶體中Si和Si—O個(gè)數(shù)比為1∶4C．石墨烯中碳原子和六元環(huán)個(gè)數(shù)比為2∶1D．C60晶體堆積屬于分子密堆積答案A解析金剛石和碳化硅都是共價(jià)晶體，在晶體中每個(gè)C原子或Si原子與相鄰的4個(gè)原子形成共價(jià)鍵，每個(gè)共價(jià)鍵為2個(gè)原子所共有，因此若晶體中含有1mol原子，則物質(zhì)含有共價(jià)鍵的數(shù)目是2NA，故原子數(shù)相同的金剛石和碳化硅共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比為1∶1，A錯(cuò)誤；在SiO2晶體中，每個(gè)Si原子與相鄰的4個(gè)O原子形成Si—O，故Si原子與Si—O個(gè)數(shù)比為1∶4，B正確；在石墨烯中，每個(gè)C原子為相鄰的3個(gè)六元環(huán)所共有，則在六元環(huán)中含有的C原子數(shù)為6×eq\f(1,3)＝2，因此石墨烯中碳原子和六元環(huán)個(gè)數(shù)比為2∶1，C正確；C60分子之間只有范德華力，所以晶體是分子密堆積，D正確。7．(2024·長(zhǎng)春模擬)PCl5晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖。下列說(shuō)法正確的是()A．該晶體為分子晶體B．晶胞體心上微粒為PCl4C．晶胞頂點(diǎn)上微粒的空間結(jié)構(gòu)為正八面體形D．存在的化學(xué)鍵類型僅有極性共價(jià)鍵答案C8．(2023·武漢模擬)五羰基鐵[Fe(CO)5]是一種具有三角雙錐結(jié)構(gòu)的黃色黏稠狀液體，結(jié)構(gòu)如圖所示，已知其熔點(diǎn)為－20℃，沸點(diǎn)為103℃。下列推測(cè)不合理的是()A．屬于分子晶體B．不溶于水，易溶于苯C．隔絕空氣受熱分解生成Fe和COD．每個(gè)Fe(CO)5粒子中含20個(gè)σ鍵答案D解析五羰基鐵[Fe(CO)5]是一種具有三角雙錐結(jié)構(gòu)的非極性分子，易溶于非極性溶劑苯中，故B正確；五羰基鐵不穩(wěn)定，在隔絕空氣條件下受熱分解，生成鐵和一氧化碳，故C正確；分子中鐵和碳原子形成5個(gè)σ鍵，每個(gè)碳氧三鍵中含一個(gè)σ鍵，則每個(gè)Fe(CO)5粒子中含10個(gè)σ鍵，故D錯(cuò)誤。9．(2023·山東淄博模擬)鋁的鹵化物AlX3(X＝Cl、Br、I)氣態(tài)時(shí)以Al2X6雙聚形態(tài)存在，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()性質(zhì)AlF3AlCl3AlBr3AlI3熔點(diǎn)/℃1290192.497.8189.4沸點(diǎn)/℃1272180256382A.AlF3晶體類型與其他三種不同B．1molAl2Cl6中所含配位鍵數(shù)目為4NAC．Al2X6中Al、X原子價(jià)電子層均滿足8e－結(jié)構(gòu)D．AlCl3熔點(diǎn)高于AlBr3的原因是Cl的電負(fù)性大于Br，具有一定離子晶體特征答案B解析AlF3為離子晶體，其他三種為分子晶體，A正確；每個(gè)Al與周圍的三個(gè)Cl共用一對(duì)電子，與另一個(gè)Cl形成配位鍵，故1molAl2Cl6中所含配位鍵數(shù)目為2NA，B錯(cuò)誤；每個(gè)Al與周圍的三個(gè)Cl共用一對(duì)電子，與另一個(gè)Cl形成配位鍵，均滿足8電子結(jié)構(gòu)，C正確。10．(2022·山東，5)AlN、GaN屬于第三代半導(dǎo)體材料，二者成鍵結(jié)構(gòu)與金剛石相似，晶體中只存在N—Al、N—Ga。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．GaN的熔點(diǎn)高于AlNB．晶體中所有化學(xué)鍵均為極性鍵C．晶體中所有原子均采取sp3雜化D．晶體中所有原子的配位數(shù)均相同答案A解析Al和Ga均為第ⅢA族元素，N屬于第ⅤA族元素，AlN、GaN的成鍵結(jié)構(gòu)與金剛石相似，則其均為共價(jià)晶體，由于Al原子的半徑小于Ga，N—Al的鍵長(zhǎng)小于N—Ga的鍵長(zhǎng)，則N—Al的鍵能較大，故GaN的熔點(diǎn)低于AlN，A說(shuō)法錯(cuò)誤；不同元素的原子之間形成的共價(jià)鍵為極性鍵，B說(shuō)法正確；金剛石中每個(gè)C原子形成4個(gè)共價(jià)鍵(即C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4)，無(wú)孤電子對(duì)，故C原子均采取sp3雜化，C原子的配位數(shù)是4，由于AlN、GaN與金剛石結(jié)構(gòu)相似，則其晶體中所有原子均采取sp3雜化，所有原子的配位數(shù)也均為4，C、D說(shuō)法正確。11．X是核外電子數(shù)最少的元素，Y是地殼中含量最豐富的元素，Z在地殼中的含量?jī)H次于Y，W可以形成自然界中硬度最大的共價(jià)晶體。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．X2Y晶體的熔點(diǎn)高于WX4晶體的熔點(diǎn)B．固態(tài)X2Y2是分子晶體C．ZW是共價(jià)晶體，其硬度比Z晶體的大D．Z、W是同一主族的元素，Z、W與元素Y形成的晶體都是共價(jià)晶體答案D解析X為H元素，Y為O元素，Z為Si元素，W為C元素。X2Y晶體是冰，分子間存在氫鍵，熔點(diǎn)高于CH4，A正確；固態(tài)X2Y2是H2O2，屬于分子晶體，B正確；SiC、晶體硅為共價(jià)晶體，碳的原子半徑小于硅，SiC的硬度比晶體硅的大，C正確；CO2、CO均是分子晶體，D錯(cuò)誤。12．下表給出了三組物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)數(shù)據(jù)：A組(熔點(diǎn)/℃)B組(沸點(diǎn)/℃)C組(晶格能/kJ·mol－1)金剛石：3550CH3OH：T2NaCl：a石墨：3850CH3CH2CH2CH2OH：117.6NaBr：b碳化硅：T1CH3CH2OCH2CH3：34.5MgO：c回答下列問(wèn)題：(1)A組中的碳化硅屬于________晶體，碳化硅的沸點(diǎn)T1________(填“大于”“小于”或“等于”)3350，石墨沸點(diǎn)高于金剛石的原因是___________________________________________________________________________________________________________。(2)判斷B組中甲醇沸點(diǎn)T2的范圍________(填字母)。a．>117.6b．34.5～117.6c．<34.5(3)在水中的溶解度，CH3CH2CH2CH2OH遠(yuǎn)大于CH3CH2OCH2CH3，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)C組物質(zhì)，其晶體中微粒之間的作用力名稱是________。該組物質(zhì)可能具有的性質(zhì)是________(填序號(hào))。①硬度?、谌廴跔顟B(tài)能導(dǎo)電③固體能導(dǎo)電④熔點(diǎn)較低答案(1)共價(jià)小于石墨中碳碳之間除σ鍵，還存在大π鍵，石墨中碳碳鍵的鍵長(zhǎng)短于金剛石，鍵能大于金剛石，沸點(diǎn)更高(2)b(3)CH3CH2CH2CH2OH能與水形成分子間氫鍵，乙醚不能(4)離子鍵②13．(1)[2020·全國(guó)卷Ⅱ，35(2)]Ti的四鹵化合物熔點(diǎn)如下表所示，TiF4熔點(diǎn)高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點(diǎn)依次升高，原因是__________________________________________________________________________________________________________?；衔颰iF4TiCl4TiBr4TiI4熔點(diǎn)/℃377－24.1238.3155(2)[2020·天津，13(2)節(jié)選]Fe、Co、Ni是三種重要的金屬元素，三種元素二價(jià)氧化物的晶胞類型相同，其熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)開(kāi)_________________________。(3)[2020·山東，17(1)(2)節(jié)選]CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料，回答下列問(wèn)題：①Sn為ⅣA族元素，單質(zhì)Sn與干燥Cl2反應(yīng)生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4為無(wú)色液體，SnCl4空間構(gòu)型為_(kāi)___________，其固體的晶體類型為_(kāi)___________。②NH3、PH3、AsH3的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)開(kāi)___________(填化學(xué)式)。答案(1)TiF4為離子晶體，熔點(diǎn)高，其他三種均為分子晶體，隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大分子間作用力增大，熔點(diǎn)逐漸升高(2)NiO＞CoO＞FeO(3)①正四面體形分子晶體②NH3、AsH3、PH3解析(2)三種元素二價(jià)氧化物均為離子晶體，由于離子半徑Fe2＋>Co2＋>Ni2＋，則離子鍵強(qiáng)度由大到小的順序?yàn)镹iO＞CoO＞FeO，三種晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹iO＞CoO＞FeO。(3)①Sn最外層有4個(gè)電子，與4個(gè)Cl形成4個(gè)σ鍵，因此SnCl4的空間構(gòu)型為正四面體形；由題給信息知SnCl4常溫常壓下為液體，說(shuō)明SnCl4的熔點(diǎn)較低，所以其固體的晶體類型為分子晶體。②NH3、PH3、AsH3均為分子晶體，NH3分子間存在氫鍵，因此沸點(diǎn)高于PH3、AsH3；AsH3的相對(duì)分子質(zhì)量大于PH3，因此AsH3的沸點(diǎn)高于PH3，即三者沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹H3、AsH3、PH3。14．下表數(shù)據(jù)是8種物質(zhì)的熔點(diǎn)：編號(hào)①②③④⑤⑥⑦⑧物質(zhì)Na2ONaClAlF3AlCl3BCl3Al2O3CO2SiO2熔點(diǎn)/℃9208011291160－1072072－571723請(qǐng)根據(jù)上表中的信息回答下列問(wèn)題：(1)上述涉及的元素中最活潑非金屬元素原子核外電子排布式是________，其核外有________種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，能量最高且相同的電子有________個(gè)。上述元素能形成簡(jiǎn)單離子的半徑由大到小的順序：________(用離子符號(hào)表示)。(2)物質(zhì)①的電子式：______________，⑤的分子空間結(jié)構(gòu)：____________，⑧的晶體類型：______________。(3)不能用于比較Na與Al金屬性相對(duì)強(qiáng)弱的事實(shí)是________(填字母)。A．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性B．Na最外層1個(gè)電子，Al最外層3個(gè)電子C．單質(zhì)與H2O反應(yīng)的難易程度D．比較同濃度NaCl和AlCl3溶液的pH(4)③比④熔點(diǎn)高出很多，其原因是_________________________________________________________________________________________________________________。①和②都屬于離子晶體，但①比②的熔點(diǎn)高，請(qǐng)解釋原因：___________________________________________________________________________________________。答案(1)1s22s22p595Cl－>O2－>F－>Na＋>Al3＋(2)平面正三角形共價(jià)晶體(3)B(4)AlF3是離子晶體，AlCl3是分子晶體氧離子半徑比氯離子半徑小且氧離子帶2個(gè)電荷，故Na2O的離子鍵比NaCl強(qiáng)，熔點(diǎn)比NaCl高解析(1)題述涉及元素中最活潑非金屬元素是F元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p5，有9種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，能量最高且相同的電子為2p電子，有5個(gè)；電子層數(shù)越多，離子半徑越大，電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越小，離子半徑越大，則能形成簡(jiǎn)單離子的半徑由大到小的順序?yàn)镃l－>O2－>F－>Na＋>Al3＋。(2)物質(zhì)①Na2O為離子化合物，其電子式為；⑤BCl3中B原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋0＝3，空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形；⑧SiO2熔點(diǎn)高達(dá)1723℃，為共價(jià)晶體。(3)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，該元素的金屬性越強(qiáng)，故A正確；元素金屬性強(qiáng)弱與最外層電子數(shù)無(wú)關(guān)，與得失電子難易程度有關(guān)，故B錯(cuò)誤；單質(zhì)與H2O反應(yīng)的難易程度能判斷其單質(zhì)的還原性強(qiáng)弱，從而確定元素金屬性強(qiáng)弱，故C正確；比較同濃度NaCl和AlCl3溶液的pH來(lái)判斷其金屬元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱，從而確定其金屬性強(qiáng)弱，故D正確。

答題規(guī)范(6)晶體熔、沸點(diǎn)高低原因解釋1．不同類型晶體熔、沸點(diǎn)比較答題模板：×××為×××晶體，而×××為×××晶體。例1(1)金剛石的熔點(diǎn)比NaCl高，原因是金剛石是共價(jià)晶體，而NaCl是離子晶體。(2)SiO2的熔點(diǎn)比CO2高，原因是SiO2是共價(jià)晶體，而CO2是分子晶體。2．同類型晶體熔、沸點(diǎn)比較(1)分子晶體答題模板：①同為分子晶體，×××存在氫鍵，而×××僅存在較弱的范德華力。②同為分子晶體，×××的相對(duì)分子質(zhì)量大，范德華力強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)高。③同為分子晶體，兩者的相對(duì)分子質(zhì)量相同(或相近)，×××的極性大，熔、沸點(diǎn)高。④同為分子晶體，×××形成分子間氫鍵，而×××形成的則是分子內(nèi)氫鍵，分子間氫鍵會(huì)使熔、沸點(diǎn)升高。例2(1)NH3的沸點(diǎn)比PH3高，原因是同為分子晶體，NH3分子間存在較強(qiáng)的氫鍵，而PH3分子間僅有較弱的范德華力。(2)CO2比CS2的熔、沸點(diǎn)低，原因是同為分子晶體，CS2的相對(duì)分子質(zhì)量大，范德華力強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)高。(3)CO比N2的熔、沸點(diǎn)高，原因是同為分子晶體，兩者相對(duì)分子質(zhì)量相同，CO的極性大，熔、沸點(diǎn)高。(4)的沸點(diǎn)比高，原因是形成分子內(nèi)氫鍵，而形成分子間氫鍵，分子間氫鍵會(huì)使沸點(diǎn)升高。(2)共價(jià)晶體答題模板：同為共價(jià)晶體，×××晶體的鍵長(zhǎng)短，鍵能大，熔、沸點(diǎn)高。例3Si單質(zhì)比化合物SiC的熔點(diǎn)低，理由是晶體硅與SiC均屬于共價(jià)晶體，晶體硅中的Si—Si比SiC中Si—C的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)，鍵能低，所以熔點(diǎn)低。(3)離子晶體答題模板：①陰、陽(yáng)離子電荷數(shù)相等，則看陰、陽(yáng)離子半徑：同為離子晶體，Rn－(或Mn＋)半徑小于Xn－(或Nn＋)，故×××晶體離子鍵強(qiáng)(或晶格能大)，熔、沸點(diǎn)高。②陰離子(或陽(yáng)離子)電荷數(shù)不相等，陰離子(或陽(yáng)離子)半徑不相同：同為離子晶體，Rn－(或Mn＋)半徑小于Xm－(或Nm＋)，Rn－(或Mn＋)電荷數(shù)大于Xm－(或Nm＋)，故×××晶體離子鍵強(qiáng)(或晶格能大)，熔、沸點(diǎn)高。例4(1)ZnO和ZnS的晶體結(jié)構(gòu)相似，熔點(diǎn)較高的是ZnO，理由是ZnO和ZnS同屬于離子晶體，O2－半徑小于S2－，故ZnO離子鍵強(qiáng)(或晶格能大)，熔點(diǎn)高。(2)FeO的熔點(diǎn)小于Fe2O3的熔點(diǎn)，原因是同為離子晶體，F(xiàn)e2＋半徑比Fe3＋大，所帶電荷數(shù)也小于Fe3＋，F(xiàn)eO的離子鍵(或晶格能)比Fe2O3弱(或小)。1．FeF3具有較高的熔點(diǎn)(高于1000℃)，其化學(xué)鍵類型是________，F(xiàn)eBr3的相對(duì)分子質(zhì)量大于FeF3，但其熔點(diǎn)只有200℃，原因是__________________________________。答案離子鍵FeF3為離子晶體，F(xiàn)eBr3屬于分子晶體2．已知：K2O的熔點(diǎn)為770℃，Na2O的熔點(diǎn)為1275℃，二者的晶體類型均為_(kāi)___________，K2O的熔點(diǎn)低于Na2O的原因是________________________________________。答案離子晶體K＋的半徑大于Na＋，K2O的離子鍵弱于Na2O3．已知氨(NH3，熔點(diǎn)：－77.8℃、沸點(diǎn)：－33.5℃)，聯(lián)氨(N2H4，熔點(diǎn)：2℃、沸點(diǎn)：113.5℃)，解釋其熔、沸點(diǎn)高低的主要原因：_________________________________________________________________________________________________________________。答案聯(lián)氨分子間形成氫鍵的數(shù)目多于氨分子形成的氫鍵4．已知氮化硼與砷化鎵屬于同種晶體類型。則兩種晶體熔點(diǎn)較高的是__________(填化學(xué)式)，其理由是________________。答案BN兩種晶體均為共價(jià)晶體，N和B原子半徑較小，鍵能較大，熔點(diǎn)較高5．(1)[2022·海南，19(3)節(jié)選]鄰苯二甲酸酐()和鄰苯二甲酰亞胺()都是合成酞菁的原料，后者熔點(diǎn)高于前者，主要原因是___________________________________________________________________________________________________。(2)[2021·海南，19(6)]MnS晶胞與NaCl晶胞屬于同種類型。前者的熔點(diǎn)明顯高于后者，其主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)兩者均為分子晶體，后者能形成分子間氫鍵，使分子間作用力增大，熔點(diǎn)更高(2)MnS中陰陽(yáng)離子所帶電荷數(shù)比NaCl的多，離子鍵強(qiáng)度更大第37講晶胞結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.了解晶胞的概念及其判斷方法。2.掌握均攤法計(jì)算的一般方法，能根據(jù)晶胞中微粒的位置計(jì)算晶胞的化學(xué)式。3.掌握晶體密度與晶胞參數(shù)計(jì)算的一般步驟?？键c(diǎn)一晶胞模型與均攤法計(jì)算1．晶胞的概念及其判斷(1)概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。(2)晶體中晶胞的排列——無(wú)隙、并置A．無(wú)隙：相鄰晶胞之間沒(méi)有任何間隙。B．并置：所有晶胞平行排列、取向相同。(3)晶胞的判斷晶胞是8個(gè)頂角相同、三套各4根平行棱分別相同、三套各兩個(gè)平行面分別相同的最小平行六面體。2．晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算方法——均攤法(1)原則晶胞任意位置上的一個(gè)原子如果是被n個(gè)晶胞所共有，那么，每個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)原子分得的份額就是eq\f(1,n)。(2)實(shí)例①平行六面體晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算②其他晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算(以六棱柱晶體結(jié)構(gòu)為例)3．晶胞中粒子配位數(shù)的計(jì)算一個(gè)粒子周圍最鄰近的粒子的數(shù)目稱為配位數(shù)，它反映了晶體中粒子排列的緊密程度。(1)晶體中原子(或分子)的配位數(shù)：若晶體中的微粒為同種原子或同種分子，則某原子(或分子)的配位數(shù)指的是該原子(或分子)最接近且等距離的原子(或分子)的數(shù)目。常見(jiàn)晶胞的配位數(shù)如下：簡(jiǎn)單立方：配位數(shù)為6面心立方：配位數(shù)為12體心立方：配位數(shù)為8(2)離子晶體的配位數(shù)：指一個(gè)離子周圍最接近且等距離的異種電性離子的數(shù)目。以NaCl晶體為例①找一個(gè)與其離子連接情況最清晰的離子，如圖中心的灰球(Cl－)。②數(shù)一下與該離子周圍距離最近的異種電性離子數(shù)，如圖標(biāo)數(shù)字的面心白球(Na＋)。確定Cl－的配位數(shù)為6，同樣方法可確定Na＋的配位數(shù)也為6。一、均攤法計(jì)算微粒數(shù)目1．(2023·臨沂一模)普魯士藍(lán)晶體屬立方晶系，晶胞棱長(zhǎng)為apm。鐵-氰骨架組成小立方體，F(xiàn)e粒子在頂角，CN－在棱上，兩端均與Fe相連，立方體中心空隙可容納K＋，如圖所示(CN－在圖中省略)。普魯士藍(lán)中Fe2＋與Fe3＋個(gè)數(shù)之比為_(kāi)_______；該晶胞的化學(xué)式為_(kāi)_______。答案1∶1KFe2(CN)62．(2023·陜西榆林模擬)O、Cu、Ba、Hg形成的某種超導(dǎo)材料的晶胞如圖所示。該晶胞中O、Cu、Ba、Hg原子的個(gè)數(shù)比為_(kāi)___________。答案4∶1∶2∶13.[2023·浙江1月選考，17(3)]Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖。該晶體類型是________，該化合物的化學(xué)式為_(kāi)_________。答案共價(jià)晶體SiP2解析由圖可知原子間通過(guò)共價(jià)鍵形成的是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成共價(jià)晶體；根據(jù)均攤法，一個(gè)晶胞中含有8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個(gè)Si,8個(gè)P，故該化合物的化學(xué)式為SiP2。4．在硼酸鹽中，陰離子有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)形式。如圖是一種鏈狀結(jié)構(gòu)的多硼酸根，則多硼酸根離子符號(hào)為_(kāi)_______。答案BOeq\o\al(－,2)[或(BO2)eq\o\al(n－,n)]解析從圖可看出，每個(gè)單元中，都有一個(gè)B和一個(gè)O完全屬于這個(gè)單元，剩余的2個(gè)O分別被兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元共用，所以B∶O＝1∶(1＋2×eq\f(1,2))＝1∶2，化學(xué)式為BOeq\o\al(－,2)或(BO2)eq\o\al(n－,n)。二、配位數(shù)的計(jì)算5．已知Cu2S晶胞中S2－的位置如圖所示，Cu＋位于S2－所構(gòu)成的正四面體中心。S2－的配位數(shù)為_(kāi)_______。答案8解析在Cu2S晶胞中，正四面體中心共有8個(gè)，每個(gè)正四面體中心均分布著一個(gè)Cu＋，每個(gè)S2－周圍有8個(gè)Cu＋，故S2－的配位數(shù)為8。6．(2023·河南統(tǒng)考模擬)某種鈣鈦礦晶胞如圖所示，則鈣原子的配位數(shù)是________。答案12考點(diǎn)二晶胞參數(shù)計(jì)算1．晶胞參數(shù)晶胞的形狀和大小可以用6個(gè)參數(shù)來(lái)表示，包括晶胞的3組棱長(zhǎng)a、b、c和3組棱相互間的夾角α、β、γ，即晶格特征參數(shù)，簡(jiǎn)稱晶胞參數(shù)。2．宏觀晶體密度與微觀晶胞參數(shù)的關(guān)系3．空間利用率空間利用率＝eq\f(晶胞中微粒的體積,晶胞體積)×100%。1．(2023·南昌一模)某種金屬鹵化物無(wú)機(jī)鈣鈦礦的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞的邊長(zhǎng)為apm，則該物質(zhì)的化學(xué)式為_(kāi)_______；晶體中Pb2＋與Cs＋最短距離為_(kāi)_______pm；晶體的密度ρ＝________g·cm－3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，用含a、NA的代數(shù)式表示；可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量：Cs—133Pb—207I—127)答案CsPbI3eq\f(\r(3)a,2)eq\f(721,a×10－103·NA)解析Cs＋位于頂角，個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1；I－位于面心，個(gè)數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，Pb2＋有1個(gè)位于體心，則該晶胞的化學(xué)式為CsPbI3，晶體中Pb2＋與Cs＋最短距離為體對(duì)角線長(zhǎng)的一半，即為eq\f(\r(3)a,2)pm；晶胞質(zhì)量為eq\f(721,NA)g，晶胞體積為(a×10－10)3cm3，則晶體密度為eq\f(721,a×10－103·NA)g·cm－3。2．[2023·北京，15(5)]MgS2O3·6H2O的晶胞形狀為長(zhǎng)方體，邊長(zhǎng)分別為anm、bnm、cnm，結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞中的[Mg(H2O)6]2＋個(gè)數(shù)為_(kāi)___________。已知MgS2O3·6H2O的摩爾質(zhì)量是Mg·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，該晶體的密度為_(kāi)___________g·cm－3。(1nm＝10－7cm)答案4eq\f(4M,NAabc)×1021解析由晶胞結(jié)構(gòu)可知，1個(gè)晶胞中含有8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,4)＋2×eq\f(1,2)＋1＝4個(gè)[Mg(H2O)6]2＋，含有4個(gè)S2Oeq\o\al(2－,3)；該晶體的密度ρ＝eq\f(4M,NAabc×10－21)g·cm－3＝eq\f(4M,NAabc)×1021g·cm－3。3．[2022·廣東，20(6)]化合物X是篩選出的潛在熱電材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1，沿x、y、z軸方向的投影均為圖2。①X的化學(xué)式為_(kāi)_______。②設(shè)X的最簡(jiǎn)式的式量為Mr，晶體密度為ρg·cm－3，則X中相鄰K之間的最短距離為_(kāi)_______________nm(列出計(jì)算式，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。答案①K2SeBr6②eq\f(1,2)×eq\r(3,\f(4Mr,NAρ))×107解析①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)得到一個(gè)晶胞中K有8個(gè)，有8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個(gè)，則X的化學(xué)式為K2SeBr6。②設(shè)晶胞參數(shù)為anm，得到ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(Mr,NA)×4,a×10－73)，解得a＝eq\r(3,\f(4Mr,NAρ))×107，X中相鄰K之間的最短距離為晶胞參數(shù)的一半，即為eq\f(1,2)×eq\r(3,\f(4Mr,NAρ))×107nm。4．[2021·湖南，18(3)]下圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。①已知化合物中Ge和O的原子個(gè)數(shù)比為1∶4，圖中Z表示________原子(填元素符號(hào))，該化合物的化學(xué)式為_(kāi)___________。②已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm，α＝β＝γ＝90°，則該晶體的密度ρ＝____________g·cm－3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，用含a、b、c、NA的代數(shù)式表示)。答案①OMg2GeO4②eq\f(740,abcNA)×1021解析①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中位于頂點(diǎn)、面上、棱上和體內(nèi)的X原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4×eq\f(1,4)＋3＝8，位于體內(nèi)的Y原子數(shù)和Z原子數(shù)分別為4和16，由Ge和O原子的個(gè)數(shù)比為1∶4可知，X為Mg原子、Y為Ge原子、Z為O原子，則該化合物的化學(xué)式為Mg2GeO4。②由晶胞的質(zhì)量公式可得eq\f(4×185,NA)g＝abc×10－21cm3×ρ，解得ρ＝eq\f(740,abcNA)×1021g·cm－3。課時(shí)精練1.某物質(zhì)的晶體中含有A、B、C三種元素，其排列方式如圖所示(其中前后兩面面心中的B元素的原子未能畫(huà)出)。則晶體中A、B、C的原子個(gè)數(shù)比為()A．1∶3∶1 B．2∶3∶1C．2∶2∶1 D．1∶3∶3答案A解析A：8×eq\f(1,8)＝1，B：6×eq\f(1,2)＝3，C：1。2．鐵有δ、γ、α三種晶體結(jié)構(gòu)，以下依次是δ、γ、α三種晶體的晶胞在不同溫度下轉(zhuǎn)化的示意圖。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．每個(gè)δ-Fe晶胞中有2個(gè)鐵原子B．γ-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子有12個(gè)C．每個(gè)γ-Fe晶胞中含有14個(gè)鐵原子D．將鐵加熱到1500℃分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型不相同答案C解析根據(jù)均攤法，一個(gè)δ-Fe晶胞中含有鐵原子個(gè)數(shù)為eq\f(1,8)×8＋1＝2，A正確；γ-Fe位于頂角的Fe原子，被晶胞的三個(gè)平面共有，每個(gè)平面上有四個(gè)鐵原子與頂角處鐵原子距離最短，則共有3×4＝12個(gè)，B正確；根據(jù)均攤法，一個(gè)γ-Fe晶胞含有鐵原子個(gè)數(shù)為eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4，C錯(cuò)誤；依據(jù)得到晶體的條件可知，在急速冷卻時(shí)(立即降溫到912℃)得到α-Fe，緩慢冷卻時(shí)(緩慢冷卻到1394℃)得到γ-Fe，兩種晶體類型不同，D正確。3.我國(guó)科學(xué)家合成了富集11B的非碳導(dǎo)熱材料立方氮化硼晶體，晶胞結(jié)構(gòu)如圖。下列說(shuō)法正確的是()A．11BN和10BN的性質(zhì)無(wú)差異B．該晶體具有良好的導(dǎo)電性C．該晶胞中含有14個(gè)B原子，4個(gè)N原子D．N原子周圍等距且最近的N原子數(shù)為12答案D解析11B和10B互為同位素，形成的化合物在化學(xué)性質(zhì)上無(wú)差異，但其物理性質(zhì)不同，A錯(cuò)誤；該晶體結(jié)構(gòu)中無(wú)自由移動(dòng)的電子，不具有導(dǎo)電性，B錯(cuò)誤；由圖可知，該晶胞含4個(gè)N原子，B原子位于晶胞的頂角和面心，故B原子的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，C錯(cuò)誤；由晶胞示意圖，1個(gè)N原子與4個(gè)B原子成鍵，1個(gè)B原子可以和4個(gè)N原子成鍵，除去該N原子本身，則每個(gè)B原子周圍有3個(gè)N原子與該N原子等距且最近，這些N原子距中心N原子等距離且最近，總數(shù)為12，D正確。4.如圖為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域里的一種化合物(鈣鈦礦)結(jié)構(gòu)中的最小重復(fù)單元。該化合物中，每個(gè)鈦離子周圍與它最接近且距離相等的鈦離子有a個(gè)，元素氧、鈦、鈣的原子個(gè)數(shù)比為b。則a、b是()A．6,3∶1∶1 B．24,10∶8∶1C．12,5∶4∶1 D．3,3∶2∶1答案A解析由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞頂角上相鄰的鈦離子相距最近，則鈦離子周圍與它最接近且距離相等的鈦離子有6個(gè)，a＝6；晶胞中鈦原子個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，氧原子個(gè)數(shù)為12×eq\f(1,4)＝3，鈣原子個(gè)數(shù)為1，則氧、鈦、鈣的原子個(gè)數(shù)比為3∶1∶1，故選A。5．螢石是制作光學(xué)玻璃的原料之一，其主要成分氟化鈣的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．Ca位于元素周期表s區(qū)B．每個(gè)Ca2＋周圍距離最近且等距的F－有4個(gè)C．F－位于Ca2＋構(gòu)成的四面體空隙D．基態(tài)氟原子核外電子的原子軌道有4種伸展方向答案B解析Ca位于第四周期第ⅡA族，為元素周期表s區(qū)，A正確；由面心的Ca2＋可知，每個(gè)Ca2＋周圍距離最近且等距的F－有8個(gè)，B錯(cuò)誤；由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，F(xiàn)－距離最近且等距的Ca2＋為4個(gè)，所以F－位于Ca2＋構(gòu)成的四面體空隙，C正確；基態(tài)氟原子核外電子排布式為1s22s22p5，其中s能級(jí)原子軌道有1種伸展方向，p能級(jí)原子軌道有3種伸展方向，共4種，D正確。6．鉛磷青銅具有很高的耐腐蝕性和耐磨性，常用于制作耐磨零件和滑動(dòng)軸承。如圖為鉛磷青銅的一種晶胞結(jié)構(gòu)，已知A點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0)，B點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(1,1,0)。下列說(shuō)法不正確的是()A．該晶胞的化學(xué)式為PbCu3PB．C點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0.5,0.5,1)C．晶胞中，Pb位于第六周期第ⅣA族，Cu屬于第ⅠB族位于d區(qū)D．晶體中基態(tài)磷原子的核外電子共有9種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)答案C解析由晶胞圖可知，1個(gè)晶胞中含有1個(gè)P，含有Cu的個(gè)數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，含有Pb的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，故該晶胞的化學(xué)式為PbCu3P，A正確；已知A點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0)，B點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(1,1,0)，結(jié)合晶胞圖可知C點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0.5,0.5,1)，B正確；Cu是29號(hào)元素，其價(jià)層電子排布式為3d104s1，屬于第ⅠB族位于ds區(qū)，C錯(cuò)誤；P是15號(hào)元素，其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3，故P原子核外占據(jù)9個(gè)不同的原子軌道，即晶體中基態(tài)磷原子的核外電子共有9種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，D正確。7．(2023·重慶模擬)氮化鈦晶體的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該晶胞中N、N之間的最近距離為apm，以晶胞邊長(zhǎng)為單位長(zhǎng)度建立坐標(biāo)系，原子A的坐標(biāo)參數(shù)為(0,0,0)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．原子B的坐標(biāo)參數(shù)為(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，0)B．晶胞邊長(zhǎng)是eq\r(2)apmC．該物質(zhì)的化學(xué)式為T(mén)iND．Ti的配位數(shù)為6答案A解析原子B在x、y、z軸上坐標(biāo)分別為1、1、eq\f(1,2)，則坐標(biāo)參數(shù)為(1,1，eq\f(1,2))，A錯(cuò)誤；晶胞中N、N之間的最近距離為面對(duì)角線長(zhǎng)的eq\f(1,2)，為apm，則晶胞邊長(zhǎng)為eq\r(2)apm，B正確；該晶胞中，Ti的個(gè)數(shù)為1＋12×eq\f(1,4)＝4，N的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，則該物質(zhì)的化學(xué)式為T(mén)iN，C正確；以體心Ti為例，與Ti距離相等且最近的N有6個(gè)，則Ti的配位數(shù)為6，D正確。8．(2023·湖北模擬)銅金合金可作為CO2轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔锏拇呋瘎?，如圖是一種銅金合金的晶胞結(jié)構(gòu)圖。下列說(shuō)法正確的是()A．該晶胞的體積為a3×10－36cm3B．Au和Cu原子數(shù)之比為3∶1C．與Au最鄰近的Cu原子數(shù)為12D．Au和Cu之間的最短距離為eq\f(1,2)apm答案C解析晶胞參數(shù)為apm，即a×10－10cm，則晶胞體積為a3×10－30cm3，A錯(cuò)誤；晶胞中，Au的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，Cu的個(gè)數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，則Au和Cu原子數(shù)之比為1∶3，B錯(cuò)誤；由圖可知，Au和Cu之間的最短距離是面對(duì)角線長(zhǎng)的一半，即eq\f(\r(2),2)apm，D錯(cuò)誤。9．四氫鋁鈉(NaAlH4)是有機(jī)合成中重要的還原劑，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．基態(tài)Al原子核外電子云輪廓圖呈球形、啞鈴形的能級(jí)上電子數(shù)之比為6∶7B．AlHeq\o\al(－,4)的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形C．AlHeq\o\al(－,4)的配位數(shù)為4D．該晶體的密度為eq\f(108×1021,NA×a3)g·cm－3答案C解析基態(tài)Al原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p1，則基態(tài)Al原子中s能級(jí)與p能級(jí)上的電子數(shù)之比為6∶7，A正確；AlHeq\o\al(－,4)中鋁原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，孤電子對(duì)數(shù)為0，則AlHeq\o\al(－,4)的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，B正確；由晶胞結(jié)構(gòu)可知，位于體心的AlHeq\o\al(－,4)與位于棱上和左、右、前、后面上的Na＋距離最近且相等，則AlHeq\o\al(－,4)的配位數(shù)為8，C錯(cuò)誤；根據(jù)均攤法，位于體心、頂點(diǎn)和面上的AlHeq\o\al(－,4)的個(gè)數(shù)為1＋8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,2)＝4，位于棱上、面上的Na＋個(gè)數(shù)為4×eq\f(1,4)＋6×eq\f(1,2)＝4，一個(gè)晶胞的質(zhì)量為eq\f(4×23＋27＋4,NA)g，晶胞的體積為(a×10－7)2×2a×10－7cm3，密度為eq\f(108×1021,NA×a3)g·cm－3，D正確。10．(2023·河北保定模擬)我國(guó)科學(xué)家研究出一種磷化硼納米顆粒作為高選擇性CO2電化學(xué)還原為甲醇的非金屬電催化劑，磷化硼晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞的棱邊邊長(zhǎng)為anm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．磷化硼晶體中共價(jià)鍵與配位鍵的數(shù)目之比為4∶1B．若氮化硼與磷化硼具有相似的結(jié)構(gòu)，則BN的熔點(diǎn)比BP高C．磷化硼晶體中，每個(gè)硼原子周圍緊鄰且距離相等的硼原子共有4個(gè)D．磷化硼晶體密度為eq\f(1.68×1023,NA×a3)g·cm－3答案C解析B原子的價(jià)層電子數(shù)為3，且雜化類型為sp3雜化，其中與3個(gè)P原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，另外一條雜化軌道無(wú)電子，為空軌道，與P原子形成配位鍵，配位鍵也屬于共價(jià)鍵，磷化硼晶體中共價(jià)鍵與配位鍵的數(shù)目之比為4∶1，A正確；氮化硼與磷化硼都是共價(jià)晶體，原子半徑：N<P，則鍵長(zhǎng)：B—N<B—P，B—N的鍵能較B—P的鍵能大，所以BN晶體的熔點(diǎn)高于BP晶體，B正確；由磷化硼晶胞結(jié)構(gòu)可知，與磷原子距離最近且相等的磷原子有12個(gè)，且每個(gè)晶胞中磷原子個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，硼原子位于體內(nèi)，因此一個(gè)晶胞中硼原子和磷原子的個(gè)數(shù)之比為1∶1，因此磷化硼晶體中與硼原子距離最近且相等的硼原子個(gè)數(shù)為12，C錯(cuò)誤；磷化硼晶體密度為eq\f(4×31＋4×11,NA×a×10－73)g·cm－3＝eq\f(1.68×1023,NA×a3)g·cm－3，故D正確。11．(2023·遼寧阜新實(shí)驗(yàn)中學(xué)校考模擬)砷化鎵是一種立方晶系如圖甲所示，將Mn摻雜到晶體中得到稀磁性半導(dǎo)體材料如圖乙所示，砷化鎵的晶體密度為ρg·cm－3。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．1mol砷化鎵中配位鍵的數(shù)目是NAB．摻入Mn的晶體中Mn、Ga、As的原子個(gè)數(shù)比為5∶26∶32C．沿體對(duì)角線a→b方向投影圖如丙，若c在11處，則As的位置為7、9、11、13D．該晶體中距離最近的兩個(gè)鎵原子之間的距離為eq\f(\r(2),2)×eq\r(3,\f(580,ρNA))×1010pm答案B解析由圖甲知，砷化鎵的化學(xué)式為GaAs，砷化鎵中砷提供孤電子對(duì)，鎵提供空軌道形成配位鍵，則1mol砷化鎵中配位鍵的數(shù)目是NA，A正確；摻入Mn的晶體中Ga個(gè)數(shù)為7×eq\f(1,8)＋5×eq\f(1,2)＝eq\f(27,8)，As有4個(gè)位于體內(nèi)，Mn個(gè)數(shù)為1×eq\f(1,8)＋1×eq\f(1,2)＝eq\f(5,8)，Mn、Ga、As的