2022高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)講義第12章第55講　晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第55講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)復(fù)習(xí)目標(biāo)1.理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結(jié)構(gòu)特征解釋其物理性質(zhì)。2.了解晶體的類型，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.了解晶格能的概念，了解晶格能對離子晶體性質(zhì)的影響。4.了解分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。5.了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。6.理解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)。了解金屬晶體常見的堆積方式。7.了解晶胞的概念，能根據(jù)晶胞確定晶體的組成并進(jìn)行相關(guān)的計算?？键c一晶體常識1．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)特征結(jié)構(gòu)微粒周期性有序排列結(jié)構(gòu)微粒無序排列性質(zhì)特征自范性有無熔點固定不固定異同表現(xiàn)各向異性各向同性二者區(qū)別方法間接方法看是否有固定的熔點科學(xué)方法對固體進(jìn)行X-射線衍射實驗(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)晶胞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——無隙并置無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。并置：所有晶胞平行排列、取向相同。2．晶胞組成的計算——均攤法(1)原則晶胞任意位置上的一個原子如果是被n個晶胞所共有，那么，每個晶胞對這個原子分得的份額就是eq\f(1,n)。(2)方法①長方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算。②非長方體晶胞中粒子視具體情況而定，如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(1個碳原子)被三個六邊形共有，每個六邊形占eq\f(1,3)。(1)冰和碘晶體中相互作用力相同(×)錯因：冰中除了有范德華力還有氫鍵。(2)缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊(√)(3)晶胞是晶體中最小的“平行六面體”(×)錯因：有的晶胞不是平行六面體。(4)區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學(xué)方法是對固體進(jìn)行X-射線衍射實驗(√)(1)如圖是甲、乙、丙三種晶體的晶胞，則甲晶體中x與y的個數(shù)比是________，乙中a與b的個數(shù)比是________，丙中一個晶胞中有________個c離子和________個d離子。答案2∶11∶144解析甲中N(x)∶N(y)＝1∶(4×eq\f(1,8))＝2∶1；乙中N(a)∶N(b)＝1∶(8×eq\f(1,8))＝1∶1；丙中N(c)＝12×eq\f(1,4)＋1＝4，N(d)＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。(2)下圖為離子晶體立體構(gòu)型示意圖：(●陽離子，○陰離子)以M代表陽離子，N表示陰離子，寫出各離子晶體的組成表達(dá)式：A________、B________、C________。答案MNMN3MN2解析在A中，含M、N的個數(shù)相等，故組成為MN；在B中，含M：eq\f(1,8)×4＋1＝eq\f(3,2)(個)，含N：eq\f(1,2)×4＋2＋4×eq\f(1,8)＝eq\f(9,2)(個)，M∶N＝eq\f(3,2)∶eq\f(9,2)＝1∶3；在C中含M：eq\f(1,8)×4＝eq\f(1,2)(個)，含N為1個。題組一“平行六面體”晶胞的分析應(yīng)用1．(2020·漳州模擬)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元素的原子未能畫出)。則晶體中A、B、C的原子個數(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．(2020·贛州模擬)某離子晶體的晶體結(jié)構(gòu)中最小重復(fù)單元如圖所示。A為陰離子，在正方體內(nèi)，B為陽離子，分別在頂點和面心，則該晶體的化學(xué)式為()A．B2AB．BA2C．B7A4D．B4A7答案B解析A：8，B：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。3．下圖是由Q、R、G三種元素組成的一種高溫超導(dǎo)體的晶胞結(jié)構(gòu)，其中R為＋2價，G為－2價，則Q的化合價為________。答案＋3解析R：8×eq\f(1,8)＋1＝2G：8×eq\f(1,4)＋8×eq\f(1,4)＋4×eq\f(1,2)＋2＝8Q：8×eq\f(1,4)＋2＝4R、G、Q的個數(shù)之比為1∶4∶2，則其化學(xué)式為RQ2G4。由于R為＋2價，G為－2價，所以Q為＋3價。題組二“非立方系”晶體結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用4.某晶體的一部分如圖所示，這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是()A．3∶9∶4 B．1∶4∶2C．2∶9∶4 D．3∶8∶4答案B解析A粒子數(shù)為6×eq\f(1,12)＝eq\f(1,2)；B粒子數(shù)為6×eq\f(1,4)＋3×eq\f(1,6)＝2；C粒子數(shù)為1；故A、B、C粒子數(shù)之比為1∶4∶2。5．(2019·蘇州高三月考)已知鑭鎳合金LaNin的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，則LaNin中n＝________。答案5解析La：2×eq\f(1,2)＋12×eq\f(1,6)＝3Ni：12×eq\f(1,2)＋6×eq\f(1,2)＋6＝15所以n＝5。6．Cu元素與H元素可形成一種紅色化合物，其晶體結(jié)構(gòu)單元如圖所示。則該化合物的化學(xué)式為________。答案CuH解析根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可以判斷：Cu(eq\a\vs4\al\co1(●))：2×eq\f(1,2)＋12×eq\f(1,6)＋3＝6；H(eq\a\vs4\al\co1())：6×eq\f(1,3)＋1＋3＝6，所以化學(xué)式為CuH。7．(1)硼化鎂晶體在39K時呈超導(dǎo)性。在硼化鎂晶體中，鎂原子和硼原子是分層排布的，下圖是該晶體微觀結(jié)構(gòu)的透視圖，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。則硼化鎂的化學(xué)式為________。(2)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為________。答案(1)MgB2(2)BOeq\o\al(－,2)解析(1)每個Mg周圍有6個B，而每個B周圍有3個Mg，所以其化學(xué)式為MgB2。(2)從圖可看出，每個單元中，都有一個B和一個O完全屬于這個單元，剩余的2個O分別被兩個結(jié)構(gòu)單元共用，所以B∶O＝1∶(1＋2/2)＝1∶2，化學(xué)式為BOeq\o\al(－,2)。8．已知如圖所示晶體的硬度很可能比金剛石大，且原子間以單鍵結(jié)合，則根據(jù)圖確定該晶體的化學(xué)式為__________________________________________________。答案B3A49．天然硅酸鹽組成復(fù)雜，陰離子的基本結(jié)構(gòu)單元是SiOeq\o\al(4－,4)四面體，如圖(a)，通過共用頂角氧離子可形成鏈狀、網(wǎng)狀等結(jié)構(gòu)，圖(b)為一種無限長雙鏈的多硅酸根，其中Si與O的原子數(shù)之比為________，化學(xué)式為________(用n代表聚合度)。答案2∶5.5[Si4O11]eq\o\al(6n－,n)解析n個SiO2通過共用頂點氧離子可形成雙鏈結(jié)構(gòu)，找出重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元，如圖：，由于是雙鏈，其中頂點氧占eq\f(1,2)，Si原子數(shù)為4，O原子數(shù)為4×eq\f(1,2)＋6×eq\f(1,2)＋4＋2＝11，其中Si與O的原子數(shù)之比為2∶5.5，化學(xué)式為[Si4O11]eq\o\al(6n－,n)。考點二晶體類型與微粒間作用力1．不同晶體的特點比較離子晶體金屬晶體分子晶體原子晶體概念陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而形成的晶體通過金屬離子與自由電子之間的較強(qiáng)作用形成的晶體分子間以分子間作用力相結(jié)合的晶體相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體晶體微粒陰、陽離子金屬陽離子、自由電子分子原子微粒之間作用力離子鍵金屬鍵分子間作用力共價鍵物理性質(zhì)熔、沸點較高有的高(如鐵)、有的低(如汞)低很高硬度硬而脆有的大、有的小小很大溶解性一般情況下，易溶于極性溶劑(如水)，難溶于有機(jī)溶劑鈉等可與水、醇類、酸類反應(yīng)極性分子易溶于極性溶劑；非極性分子易溶于非極性溶劑不溶于任何溶劑2.晶體類別的判斷方法(1)依據(jù)構(gòu)成晶體的微粒和微粒間作用力判斷由陰、陽離子形成的離子鍵構(gòu)成的晶體為離子晶體；由原子形成的共價鍵構(gòu)成的晶體為原子晶體；由分子依靠分子間作用力形成的晶體為分子晶體；由金屬陽離子、自由電子以金屬鍵構(gòu)成的晶體為金屬晶體。(2)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷①活潑金屬氧化物和過氧化物(如K2O、Na2O2等)、強(qiáng)堿(如NaOH、KOH等)、絕大多數(shù)的鹽是離子晶體。②部分非金屬單質(zhì)、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體是分子晶體。③常見的單質(zhì)類原子晶體有金剛石、晶體硅、晶體硼等，常見的化合物類原子晶體有SiC、SiO2、AlN、BP、CaAs等。④金屬單質(zhì)、合金是金屬晶體。(3)依據(jù)晶體的熔點判斷不同類型晶體熔點大小的一般規(guī)律：原子晶體>離子晶體>分子晶體。金屬晶體的熔點差別很大，如鎢、鉑等熔點很高，銫等熔點很低。(4)依據(jù)導(dǎo)電性判斷①離子晶體溶于水和熔融狀態(tài)時均能導(dǎo)電。②原子晶體一般為非導(dǎo)體。③分子晶體為非導(dǎo)體，但分子晶體中的電解質(zhì)(主要是酸和強(qiáng)極性非金屬氫化物)溶于水時，分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由移動的離子，也能導(dǎo)電。④金屬晶體是電的良導(dǎo)體。(5)依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷一般情況下，硬度：原子晶體>離子晶體>分子晶體。金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有較小的，且具有較好的延展性。3．晶體熔、沸點的比較(1)原子晶體eq\x(原子半徑越小)→eq\x(鍵長越短)→eq\x(鍵能越大)→eq\x(熔、沸點越高)如熔點：金剛石>碳化硅>晶體硅。(2)離子晶體①衡量離子晶體穩(wěn)定性的物理量是晶格能。晶格能是指氣態(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，晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，熔點越高，硬度越大。②一般地說，陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，晶格能越大，離子間的作用力就越強(qiáng)，離子晶體的熔、沸點就越高，如熔點：MgO>NaCl>CsCl。(3)分子晶體①分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高；具有分子間氫鍵的分子晶體熔、沸點反常得高，如H2O>H2Te>H2Se>H2S。②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。③組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，其熔、沸點越高，如CO>N2。④在同分異構(gòu)體中，一般支鏈越多，熔、沸點越低，如正戊烷>異戊烷。(4)金屬晶體金屬離子半徑越小，所帶電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強(qiáng)，熔、沸點就越高，如熔、沸點：Na<Mg<Al。(1)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子(×)錯因：在金屬晶體中只有陽離子和自由電子，沒有陰離子。(2)原子晶體的熔點一定比金屬晶體的高(×)錯因：有的金屬晶體的熔點很高，如鎢。(3)分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低(×)錯因：金屬汞晶體的熔點比部分分子晶體的熔點低。(4)金屬元素和非金屬元素組成的晶體一定是離子晶體(×)錯因：如AlCl3屬于分子晶體。(5)原子晶體的熔點一定比離子晶體的高(×)錯因：如MgO(2_800_℃)，SiO2(1_600_℃)。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)只含有離子鍵的離子晶體是_____________________________________________。(2)既含有離子鍵又含有極性共價鍵的離子晶體是________________________。(3)既含有離子鍵又含有極性共價鍵和配位鍵的離子晶體是__________。(4)既含有離子鍵又含有非極性共價鍵的離子晶體是__________。(5)含有極性共價鍵的非極性分子是_____________________________________________。(6)含有極性共價鍵和非極性共價鍵的非極性分子是________。(7)含有極性共價鍵和非極性共價鍵的極性分子是________________________。(8)含有極性共價鍵的原子晶體是________________________________________________。(9)不含共價鍵的分子晶體是__________，只含非極性鍵的原子晶體是____________。答案(1)NaCl、Na2S(2)NaOH、(NH4)2S(3)(NH4)2S(4)Na2S2(5)CO2、CCl4、C2H2(6)C2H2(7)H2O2(8)SiO2、SiC(9)晶體氬晶體硅、金剛石題組一晶體類型的判斷1．分析下列物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其晶體類型。(1)碳化鋁，黃色晶體，熔點2200℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電：________。(2)溴化鋁，無色晶體，熔點98℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電：________________________。(3)五氟化礬，無色晶體，熔點19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：________。(4)溴化鉀，無色晶體，熔融狀態(tài)或溶于水中都能導(dǎo)電：________。(5)SiI4：熔點120.5℃，沸點287.4℃，易水解：______________________________。(6)硼：熔點2300℃，沸點2550℃，硬度大：________。(7)硒：熔點217℃，沸點685℃，溶于氯仿：________。(8)銻：熔點630.74℃，沸點1750℃，導(dǎo)電：________。答案(1)原子晶體(2)分子晶體(3)分子晶體(4)離子晶體(5)分子晶體(6)原子晶體(7)分子晶體(8)金屬晶體解析晶體的熔點高低、熔融態(tài)能否導(dǎo)電及溶解性等性質(zhì)相結(jié)合是判斷晶體類型的重要依據(jù)。原子晶體和離子晶體的熔點都很高或較高，兩者最大的差異是熔融態(tài)的導(dǎo)電性不同。原子晶體熔融態(tài)不導(dǎo)電，離子晶體熔融時或其水溶液能導(dǎo)電。原子晶體和分子晶體的區(qū)別則主要在于熔、沸點有很大差異。一般原子晶體和分子晶體熔融態(tài)時都不能導(dǎo)電。另外易溶于一些有機(jī)溶劑往往也是分子晶體的特征之一。金屬晶體都能導(dǎo)電。2．現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(℃)數(shù)據(jù)：A組B組C組D組金剛石：3550℃Li：181℃HF：－83℃NaCl：801℃硅晶體：1410℃Na：98℃HCl：－115℃KCl：776℃硼晶體：2300℃K：64℃HBr：－89℃RbCl：718℃二氧化硅：1723℃Rb：39℃HI：－51℃CsCl：645℃據(jù)此回答下列問題：(1)A組屬于________晶體，其熔化時克服的微粒間的作用力是________。(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是________(填序號)。①有金屬光澤②導(dǎo)電性③導(dǎo)熱性④延展性(3)C組中HF熔點反常是由于___________________________________________________。(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是__________(填序號)。①硬度?、谒芤耗軐?dǎo)電③固體能導(dǎo)電④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電(5)D組晶體的熔點由高到低的順序為NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因為________________。答案(1)原子共價鍵(2)①②③④(3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成氫鍵即可)(4)②④(5)D組晶體都為離子晶體，r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在離子所帶電荷數(shù)相同的情況下，半徑越小，晶格能越大，熔點就越高解析(1)A組熔點很高，為原子晶體，是由原子通過共價鍵形成的。(2)B組為金屬晶體，具有①②③④四條共性。(3)HF分子間含有氫鍵，故其熔點反常。(4)D組屬于離子晶體，具有②④兩條性質(zhì)。(5)D組屬于離子晶體，其熔點與晶格能有關(guān)。題組二晶體熔、沸點的比較3．下列分子晶體中，關(guān)于熔、沸點高低的敘述正確的是()A．Cl2>I2B．SiCl4＜CCl4C．NH3>PH3D．C(CH3)4>CH3CH2CH2CH2CH3答案C解析A、B項屬于無氫鍵存在的分子結(jié)構(gòu)相似的情況，相對分子質(zhì)量大的熔、沸點高；C項屬于分子結(jié)構(gòu)相似的情況，但分子間存在氫鍵的熔、沸點高；D項屬于分子式相同，但分子結(jié)構(gòu)不同的情況，支鏈少的熔、沸點高。4．(2020·宿遷高三模擬)離子晶體熔點的高低取決于晶體中晶格能的大小。判斷KCl、NaCl、CaO、BaO四種晶體熔點的高低順序是()A．KCl＞NaCl＞BaO＞CaOB．NaCl＞KCl＞CaO＞BaOC．CaO＞BaO＞NaCl＞KClD．CaO＞BaO＞KCl＞NaCl答案C解析離子晶體中，離子所帶電荷數(shù)越多，半徑越小，晶格能越大，晶體熔、沸點越高。5．下列各組物質(zhì)中，按熔點由低到高的順序排列正確的是()A．O2、I2、Hg B．CO、KCl、SiO2C．Na、K、Rb D．Na、Al、Mg答案B解析A中Hg在常溫下為液態(tài)，而I2為固態(tài)，故A錯；B中SiO2為原子晶體，其熔點最高，CO是分子晶體，其熔點最低，故B正確；C中Na、K、Rb價電子數(shù)相同，其原子半徑依次增大，金屬鍵依次減弱，熔點逐漸降低，故C錯；D中Na、Mg、Al價電子數(shù)依次增多，原子半徑逐漸減小，金屬鍵依次增強(qiáng)，熔點逐漸升高，故D錯誤。題組三和晶體類型有關(guān)的熔、沸點比較簡答集訓(xùn)6．氯化鋁的熔點為190℃，而氟化鋁的熔點為1290℃，導(dǎo)致這種差異的原因為__________________________________________________________________________。答案AlCl3是分子晶體，而AlF3是離子晶體7．CuO的熔點比CuS的高，原因是_________________________________________________。答案氧離子半徑小于硫離子半徑，所以CuO的離子鍵強(qiáng)，晶格能較大，熔點較高8．鄰羥基苯甲醛的沸點比對羥基苯甲醛的沸點低，原因是__________________________。答案鄰羥基苯甲醛形成分子內(nèi)氫鍵，而對羥基苯甲醛形成分子間氫鍵，分子間氫鍵使分子間作用力更大9．硅烷(SinH2n＋2)的沸點與其相對分子質(zhì)量的變化關(guān)系如圖所示，呈現(xiàn)這種變化關(guān)系的原因是___________________________________________________________________________。答案同是分子晶體，硅烷的相對分子質(zhì)量越大，分子間范德華力越強(qiáng)(或其他合理答案)10．C2H6和N2H4分子中均含有18個電子，它們的沸點相差較大，主要原因是______________________________________________________________________________________________。答案N2H4分子之間存在氫鍵11．一些氧化物的熔點如下表所示：氧化物L(fēng)i2OMgOP4O6SO2熔點/℃1570280023.8－75.5解釋表中氧化物之間熔點差異的原因：_____________________________________。答案Li2O、MgO為離子晶體，P4O6、SO2為分子晶體。晶格能：MgO>Li2O，分子間作用力：P4O6>SO2考點三常見晶體的結(jié)構(gòu)1．原子晶體(1)金剛石晶體中，每個C與相鄰4個C形成共價鍵，C—C鍵之間的夾角是109°28′，最小的環(huán)是六元環(huán)。含有1molC的金剛石中，形成的共價鍵是2mol。(2)SiO2晶體中，每個Si原子與4個O原子成鍵，每個O原子與2個硅原子形成共價鍵，最小的環(huán)是十二元環(huán)，在“硅氧”四面體中，處于中心的是Si原子，1molSiO2中含有4molSi—O鍵。2．分子晶體(1)干冰晶體中，每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個。(2)冰晶體中，每個水分子與相鄰的4個水分子以氫鍵相連接，含1molH2O的冰中，最多可形成2mol“氫鍵”。3．離子晶體(1)NaCl型：在晶體中，每個Na＋同時吸引6個Cl－，每個Cl－同時吸引6個Na＋，配位數(shù)為6。每個晶胞含4個Na＋和4個Cl－。(2)CsCl型：在晶體中，每個Cl－吸引8個Cs＋，每個Cs＋吸引8個Cl－，配位數(shù)為8。4．石墨晶體石墨層狀晶體中，層與層之間的作用是分子間作用力，平均每個正六邊形擁有的碳原子個數(shù)是2，C原子采取的雜化方式是sp2。5．金屬晶體的四種堆積模型分析堆積模型簡單立方堆積體心立方堆積六方最密堆積面心立方最密堆積晶胞配位數(shù)681212原子半徑(r)和晶胞邊長(a)的關(guān)系2r＝a2r＝eq\f(\r(3)a,2)2r＝eq\f(\r(2)a,2)一個晶胞內(nèi)原子數(shù)目1224常見金屬Po()Na、K、FeMg、Zn、TiCu、Ag、Au1．按要求回答問題：(1)在金剛石晶體中最小碳環(huán)含有________個C原子；每個C原子被________個最小碳環(huán)共用。(2)在干冰中粒子間作用力有____________________________________________________。(3)含1molH2O的冰中形成氫鍵的數(shù)目為________。(4)在NaCl晶體中，每個Na＋周圍有________個距離最近且相等的Na＋，每個Na＋周圍有________個距離最近且相等的Cl－，其立體構(gòu)型為____________。(5)在CaF2晶體中，每個Ca2＋周圍距離最近且等距離的F－有________個；每個F－周圍距離最近且等距離的Ca2＋有________個。答案(1)612(2)共價鍵、范德華力(3)2NA(4)126正八面體形(5)842．金屬晶胞中原子空間利用率的計算：空間利用率＝eq\f(球體積,晶胞體積)×100%，球體積為金屬原子的總體積。(1)簡單立方堆積如圖所示，設(shè)原子半徑為r，則立方體的棱長為________，V球＝________，V晶胞＝________，空間利用率為_____________________________________________。答案2req\f(4,3)πr38r352%(2)體心立方堆積如圖所示，設(shè)原子半徑為r，則體對角線c為________，面對角線b為________(用a表示)，a＝________(用r表示)，空間利用率為________。答案4req\r(2)aeq\f(4,\r(3))r68%解析由(4r)2＝a2＋b2，得a＝eq\f(4,\r(3))r,1個晶胞中有2個原子，故空間利用率＝eq\f(V球,V晶胞)×100%＝eq\f(2×\f(4,3)πr3,a3)×100%＝eq\f(2×\f(4,3)πr3,\f(4,\r(3))r3)×100%≈68%。(3)六方最密堆積如圖所示，設(shè)原子半徑為r，則棱長為________(用r表示，下同)，底面面積S＝________，h＝________，V晶胞＝________，空間利用率為________。答案2r2eq\r(3)r2eq\f(2\r(6)r,3)8eq\r(2)r374%解析底面為菱形(棱長為2r，其中一個角為60°)，則底面面積S＝2r×eq\r(3)r＝2eq\r(3)r2，h＝eq\f(2\r(6),3)r，V晶胞＝S×2h＝2eq\r(3)r2×2×eq\f(2\r(6),3)r＝8eq\r(2)r3，1個晶胞中有2個原子，則空間利用率＝eq\f(V球,V晶胞)×100%＝eq\f(2×\f(4,3)πr3,8\r(2)r3)×100%≈74%。(4)面心立方最密堆積如圖所示，設(shè)原子半徑為r，則面對角線為________(用r表示)，a＝________(用r表示)，V晶胞＝________(用r表示)，空間利用率為__________。答案4r2eq\r(2)r16eq\r(2)r374%解析原子半徑為r，面對角線為4r，a＝2eq\r(2)r，V晶胞＝a3＝(2eq\r(2)r)3＝16eq\r(2)r3，1個晶胞中有4個原子，則空間利用率＝eq\f(V球,V晶胞)×100%＝eq\f(4×\f(4,3)πr3,16\r(2)r3)×100%≈74%。題組一晶胞中原子半徑及空間利用率的計算1．用晶體的X-射線衍射法對Cu的測定得到以下結(jié)果：Cu的晶胞為面心立方最密堆積(如下圖)，已知該晶體的密度為9.00g·cm－3，晶胞中該原子的配位數(shù)為________；Cu的原子半徑為________________________________________________________________________cm(阿伏加德羅常數(shù)為NA，要求列式計算)。答案12eq\f(\r(2),4)×eq\r(3,\f(4×64,9.00×6.02×1023))cm≈1.28×10－8解析設(shè)晶胞的邊長為acm，則a3·ρ·NA＝4×64，a＝eq\r(3,\f(4×64,ρ·NA))，面對角線為eq\r(2)a，面對角線的eq\f(1,4)為Cu原子半徑，r＝eq\f(\r(2),4)×eq\r(3,\f(4×64,9.00×6.02×1023))cm≈1.28×10－8cm。2．[2016·全國卷Ⅲ，37(5)]GaAs的熔點為1238℃，密度為ρg·cm－3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為_____，Ga與As以_____鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半徑分別為rGapm和rAspm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_____________________________。答案原子晶體共價eq\f(4π×10－30NAρr\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As),3MGa＋MAs)×100%解析GaAs的熔點很高，則其晶體類型為原子晶體，Ga和As以共價鍵鍵合。由晶胞結(jié)構(gòu)可知一個晶胞中含有As、Ga原子的個數(shù)均為4，則晶胞的體積為eq\f(MGa＋MAs,NA)×4÷ρ，又知二者的原子半徑分別為rGapm和rAspm，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為eq\f(4×\f(4,3)πr\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As)×10－30,\f(\f(4,NA)×MGa＋MAs,ρ))×100%＝eq\f(4π×10－30NAρr\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As),3MGa＋MAs)×100%。題組二和俯視圖有關(guān)的晶體結(jié)構(gòu)分析3．碳的第三種同素異形體——金剛石，其晶胞如圖丁所示。已知金屬鈉的晶胞(體心立方堆積)沿其體對角線垂直在紙平面上的投影圖如圖A所示，則金剛石晶胞沿其體對角線垂直在紙平面上的投影圖應(yīng)該是圖________(從A～D圖中選填)。答案D4．Fe的一種晶體如甲、乙所示，若按甲虛線方向切乙得到的A～D圖中正確的是______(填字母)。鐵原子的配位數(shù)是______，假設(shè)鐵原子的半徑是rcm，該晶體的密度是ρg·cm－3，則鐵的相對原子質(zhì)量為______(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。答案A8eq\f(32\r(3)ρ·NA·r3,9)解析圖甲為該鐵的一個晶胞，沿虛線的切面為長方形，長是寬的eq\r(2)倍，四個頂角和中心有鐵原子。圖乙為8個晶胞疊成的立方體，沿虛線的切面為A圖。設(shè)圖甲中晶胞邊長為acm，×(acm)3＝eq\f(2,NA)×M(Fe)，解得M(Fe)＝eq\f(32\r(3)ρNAr3,9)g·mol－1。5．LiFeAs可組成一種新型材料，其立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。若晶胞參數(shù)為anm，A、B處的兩個As原子之間距離為______nm，請在z軸方向投影圖中畫出鐵原子的位置，用“·”表示________。答案eq\f(\r(2)a,2)6．砷化硼是近期受到廣泛關(guān)注的一種Ⅲ—Ⅴ半導(dǎo)體材料。砷化硼為立方晶系晶體，該晶胞中原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為B：(0,0,0)；(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，0)；(eq\f(1,2)，0，eq\f(1,2))；(0，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))……As：(eq\f(1,4)，eq\f(1,4)，eq\f(1,4))；(eq\f(1,4)，eq\f(3,4)，eq\f(3,4))；(eq\f(3,4)，eq\f(1,4)，eq\f(3,4))；(eq\f(3,4)，eq\f(3,4)，eq\f(1,4))請在圖中畫出砷化硼晶胞的俯視圖，已知晶體密度為dg·cm－3，As半徑為apm，假設(shè)As、B原子相切，則B原子的半徑為_____________________________pm(寫計算表達(dá)式)。答案eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(344,d·NA))×1010－a解析由各原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)可知，晶胞中B原子處于晶胞的頂點、面心位置，而As原子處于晶胞內(nèi)部，處于B原子形成的正四面體體心位置，晶胞三維結(jié)構(gòu)如圖所示：(注：小球大小不代表原子大小)，投影時頂點原子形成正方形的頂點，左、右側(cè)面及前、后面的面心原子投影處于正方形棱心，而上、下底面面心原子投影重合處于正方形的中心，As原子投影處于正方形內(nèi)部且處于正方形對角線上(As原子投影、上下底面面心B原子投影將對角線4等分)，故砷化硼晶胞俯視圖為；根據(jù)晶胞三維結(jié)構(gòu)示意圖可知，位于體對角線上的原子相切，即As原子和B原子的半徑之和的四倍即體對角線的長度；根據(jù)均攤法，一個晶胞中As原子個數(shù)為4，B原子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，所以晶胞的質(zhì)量為eq\f(75×4＋11×4,NA)g＝eq\f(344,NA)g，晶胞密度為dg·cm－3，則晶胞的體積為eq\f(344,dNA)cm3，則晶胞的邊長為eq\r(3,\f(344,dNA))cm＝eq\r(3,\f(344,dNA))×1010pm，則晶胞的體對角線長度為eq\r(3)×eq\r(3,\f(344,dNA))×1010pm，所以B原子的半徑為(eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(344,d·NA))×1010－a)pm。1．[2017·全國卷Ⅰ，35(2)節(jié)選]K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬K的熔點、沸點等都比金屬Cr低，原因是____________________________________。答案K原子半徑較大且價電子數(shù)較少，金屬鍵較弱2．[2017·全國卷Ⅲ，35(3)改編]在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2＋3H2=CH3OH＋H2O)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點從高到低的順序為________________，原因是___________________。答案H2O>CH3OH>CO2>H2H2O與CH3OH均為極性分子，H2O分子間形成的氫鍵數(shù)目比甲醇多；CO2與H2均為非極性分子，CO2相對分子質(zhì)量較大，范德華力較大3．[2016·全國卷Ⅲ，37(4)]GaF3的熔點高于1000℃，GaCl3的熔點為77.9℃，其原因是________________________________________________________________________。答案GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體解析二者熔點的差異是因為GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體。4．[2020·全國卷Ⅲ，35(4)]研究發(fā)現(xiàn)，氨硼烷(NH3BH3)在低溫高壓條件下為正交晶系結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)分別為apm、bpm、cpm，α＝β＝γ＝90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。氨硼烷晶體的密度ρ＝________g·cm－3(列出計算式，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。答案eq\f(62,NAabc×10－30)解析氨硼烷的2×2×2超晶胞結(jié)構(gòu)的晶胞參數(shù)分別為2apm＝2a×10－10cm、2bpm＝2b×10－10cm、2cpm＝2c×10－10cm，α＝β＝γ＝90°，則晶胞的體積V(晶胞)＝8abc×10－30cm3。由晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個晶胞含有16個NH3BH3分子，則每個晶胞的質(zhì)量m(晶胞)＝eq\f(16×31,NA)g，氨硼烷晶體的密度ρ＝eq\f(m晶胞,V晶胞)＝eq\f(\f(16×31,NA)g,8abc×10－30cm3)＝eq\f(62,NAabc×10－30)g·cm－3。5．[2020·全國卷Ⅱ，35(3)(4)](3)CaTiO3的晶胞如圖(a)所示，其組成元素的電負(fù)性大小順序是__________；金屬離子與氧離子間的作用力為________________，Ca2＋的配位數(shù)是________。(4)一種立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物光電材料的組成為Pb2＋、I－和有機(jī)堿離子CH3NHeq\o\al(＋,3)，其晶胞如圖(b)所示。其中Pb2＋與圖(a)中________的空間位置相同，有機(jī)堿CH3NHeq\o\al(＋,3)中，N原子的雜化軌道類型是_______；若晶胞參數(shù)為anm，則晶體密度為_______g·cm－3(列出計算式)。答案(3)O＞Ti＞Ca離子鍵12(4)Ti4＋sp3eq\f(620,a×10－73×NA)解析(3)三種元素中O的電負(fù)性最大，Ca的電負(fù)性最小，因此三種元素電負(fù)性的大小順序為O＞Ti＞Ca。氧離子與金屬離子之間形成的是離子鍵。由圖(a)可知，每個Ca2＋周圍與之等距離且最近的O2－的個數(shù)為12，即配位數(shù)為12。(4)由圖(b)可知，該晶胞中I－位于面心上，每個Pb2＋周圍有6個I－，圖(a)中每個Ti4＋周圍有6個O2－，由此可知，Pb2＋與圖(a)中的Ti4＋位置相同。N原子形成4個σ鍵，價電子層上無孤電子對，因此雜化軌道類型是sp3。每個晶胞中含有1個Pb(CH3NH3)I3，晶胞的體積為(a×10－7)3cm3，Pb(CH3NH3)I3的相對分子質(zhì)量為620，因此1個晶胞的質(zhì)量為eq\f(620,NA)g，晶體密度為eq\f(620,a×10－73×NA)g·cm－3。6．[2020·新高考全國卷Ⅰ(山東)，17(4)]以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。四方晶系CdSnAs2的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞中部分原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)如下表所示。坐標(biāo)原子xyzCd000Sn000.5As0.250.250.125一個晶胞中有________個Sn，找出距離Cd(0,0,0)最近的Sn________(用分?jǐn)?shù)坐標(biāo)表示)。CdSnAs2晶體中與單個Sn鍵合的As有__________個。答案4(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0)4解析由題給原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)和晶胞圖示可知，小白球表示的是Sn原子，Sn原子位于面心和棱上，因此一個晶胞中含Sn原子的個數(shù)為6×eq\f(1,2)＋4×eq\f(1,4)＝4。小黑球表示的是Cd原子，與Cd(0,0,0)最近的Sn有兩個，其分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為(0.5,0,0.25)和(0.5,0.5,0)?；仪虮硎镜氖茿s原子，每個Sn周圍與Sn等距離的As原子有4個，即與單個Sn鍵合的As有4個。7．[2020·全國卷Ⅰ，35(4)]LiFePO4的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如(a)所示。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體，它們通過共頂點、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。每個晶胞中含有LiFePO4的單元數(shù)有________個。電池充電時，LiFeO4脫出部分Li＋，形成Li1－xFePO4，結(jié)構(gòu)示意圖如(b)所示，則x＝________，n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝________。答案4eq\f(3,16)或0.187513∶3解析根據(jù)(a)圖，小圓點為Li＋，位于頂點的Li＋有8個，位于棱上的Li＋有4個，位于面心的Li＋有4個，晶胞中共含有Li＋的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,4)＋4×eq\f(1,2)＝4，所以每個晶胞中含有LiFePO4的單元數(shù)為4。由(b)圖與(a)圖相比知，(b)圖中少了2個Li＋，一個是棱上的，一個是面心上的，所以(b)圖中物質(zhì)含Li＋的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋3×eq\f(1,4)＋3×eq\f(1,2)＝eq\f(13,4)，eq\f(1－x,1)＝eq\f(13,4×4)，x＝eq\f(3,16)。設(shè)化合物中Fe2＋為y，F(xiàn)e3＋為1－y，由化合物呈電中性，(1－eq\f(3,16))×1＋2y＋3(1－y)＝3，解得y＝eq\f(13,16)，1－y＝eq\f(3,16)，n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝13∶3。8．[2020·天津，13(2)]CoO的面心立方晶胞如圖所示。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則CoO晶體的密度為____________g·cm－3；Fe、Co、Ni三種元素二價氧化物的晶胞類型相同，其熔點由高到低的順序為__________________________。答案eq\f(3×1023,NA·a3)NiO＞CoO＞FeO解析由題給圖示可知，O2－位于頂點和面心，因此一個晶胞中含有O2－的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4；Co2＋位于棱上和體心，因此一個晶胞中含有Co2＋的個數(shù)為12×eq\f(1,4)＋1＝4，即一個晶胞Fe、Co、Ni的原子序數(shù)逐漸增大，原子半徑逐漸減小，因此FeO、CoO、NiO微粒間的作用力由大到小的順序為NiO＞CoO＞FeO，三種晶體的熔點由高到低的順序為NiO＞CoO＞FeO。9．[2019·全國卷Ⅰ，35(4)]圖(a)是MgCu2的拉維斯結(jié)構(gòu)，Mg以金剛石方式堆積，八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。圖(b)是沿立方格子對角面取得的截圖?？梢?，Cu原子之間最短距離x＝________pm，Mg原子之間最短距離y＝________pm。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則MgCu2的密度是________g·cm－3(列出計算表達(dá)式)。答案eq\f(\r(2),4)aeq\f(\r(3),4)aeq\f(8×24＋16×64,NAa3×10－30)解析觀察圖(a)和圖(b)知，4個銅原子相切并與面對角線平行，則(4x)2＝2a2，x＝eq\f(\r(2),4)a。鎂原子堆積方式類似金剛石，則y＝eq\f(\r(3),4)a。已知1cm＝1010pm，晶胞體積為(a×10－10)3cm3，代入密度公式計算即可。10．[2019·全國卷Ⅱ，35(4)]一種四方結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)化合物的晶胞如圖1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。圖中F－和O2－共同占據(jù)晶胞的上下底面位置，若兩者的比例依次用x和1－x代表，則該化合物的化學(xué)式表示為________；通過測定密度ρ和晶胞參數(shù)，可以計算該物質(zhì)的x值，完成它們關(guān)系表達(dá)式：ρ＝________g·cm－3。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，例如圖1中原子1的坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))，則原子2和3的坐標(biāo)分別為________、________。答案SmFeAsO1－xFxeq\f(2[281＋161－x＋19x],a2cNA×10－30)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，0，\f(1,2)))解析由晶胞結(jié)構(gòu)中各原子所在位置可知，該晶胞中Sm的原子個數(shù)為4×eq\f(1,2)＝2，F(xiàn)e的原子個數(shù)為1＋4×eq\f(1,4)＝2，As的原子個數(shù)為4×eq\f(1,2)＝2，O2－或F－的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋2×eq\f(1,2)＝2，即該晶胞中O2－和F－的個數(shù)之和為2，F(xiàn)－的比例為x，O2－的比例為1－x，故該化合物的化學(xué)式為SmFeAsO1－xFx。1個晶胞的質(zhì)量為eq\f(2×[150＋56＋75＋16×1－x＋19x],NA)g＝eq\f(2[281＋161－x＋19x],NA)g，1個晶胞的體積為a2cpm3＝a2c×10－30cm3，故密度ρ＝eq\f(2[281＋161－x＋19x],a2cNA×10－30)g·cm－3。原子2位于底面面心，其坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))；原子3位于棱上，其坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，0，\f(1,2)))。1．下列關(guān)于晶體的說法不正確的是()①晶體中原子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶體中原子排列相對無序，無自范性②含有金屬陽離子的晶體一定是離子晶體③共價鍵可決定分子晶體的熔、沸點④MgO的晶格能遠(yuǎn)比NaCl大，這是因為前者離子所帶的電荷數(shù)多，離子半徑?、菥О蔷w結(jié)構(gòu)的基本單元，晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律作周期性重復(fù)排列⑥晶體盡可能采取緊密堆積方式，以使其變得比較穩(wěn)定⑦干冰晶體中，一個CO2分子周圍有12個CO2分子緊鄰；CsCl和NaCl晶體中陰、陽離子的配位數(shù)都為6A．①②③ B．②③④C．④⑤⑥ D．②③⑦答案D解析①晶體中原子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶體中原子排列相對無序，無自范性，故①正確；②含有金屬陽離子的晶體不一定是離子晶體，可能是金屬晶體，故②錯誤；③分子間作用力決定分子晶體的熔、沸點，共價鍵決定穩(wěn)定性，故③錯誤；④MgO的晶格能遠(yuǎn)比NaCl大，這是因為前者離子所帶的電荷數(shù)多，離子半徑小，故④正確；⑤晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元，晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律作周期性重復(fù)排列，故⑤正確；⑥晶體盡可能采取緊密堆積方式，以使其變得比較穩(wěn)定，故⑥正確；⑦干冰晶體中，一個CO2分子周圍有12個CO2分子緊鄰；CsCl晶體中陰、陽離子的配位數(shù)都為8，NaCl晶體中陰、陽離子的配位數(shù)都為6，故⑦錯誤。2．(2020·天津耀華中學(xué)高三模擬)下列說法錯誤的是()A．分子晶體中一定存在分子間作用力，不一定存在共價鍵B．原子晶體中只含有共價鍵C．任何晶體中，若含有陽離子就一定含有陰離子D．單質(zhì)的晶體中一定不存在離子鍵答案C解析分子晶體中一定存在分子間作用力，不一定存在共價鍵，如稀有氣體是單原子分子，沒有化學(xué)鍵，故A正確；相鄰原子之間只通過強(qiáng)烈的共價鍵結(jié)合而成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體叫作原子晶體，原子晶體中只含有共價鍵，故B正確；金屬晶體中，含有陽離子卻不含有陰離子，故C錯誤；金屬單質(zhì)中只有金屬鍵，非金屬單質(zhì)中可能存在共價鍵，單質(zhì)的晶體中一定不存在離子鍵，故D正確。3．(2020·安徽省高三月考)解釋下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律與物質(zhì)結(jié)構(gòu)間的因果關(guān)系時，與化學(xué)鍵強(qiáng)弱無關(guān)的變化規(guī)律是()A．HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱B．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點依次降低C．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸點逐漸升高D．Li、Na、K、Rb的熔點逐漸降低答案C解析HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱，這是因為氫原子和鹵素原子間共價鍵的鍵能依次減小的緣故，與共價鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，不選A；NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點依次降低，是因為鈉離子和鹵素離子間的晶格能依次減弱，與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，不選B；F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸點逐漸升高，是因為鹵素單質(zhì)分子間作用力依次增大，與化學(xué)鍵的強(qiáng)弱無關(guān)，選C；堿金屬元素從上到下，原子半徑逐漸增大，金屬鍵逐漸減弱，金屬單質(zhì)的熔點逐漸降低，則熔點：Li＞Na＞K＞Rb，與金屬鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，不選D。4．(2020·上海高三模擬)某晶體中含有非極性共價鍵，關(guān)于該晶體的說法錯誤的是()A．可能是化合物 B．不可能是離子晶體C．可能是分子晶體 D．可能有很高的熔、沸點答案B5．(2019·浙江省臺州一中調(diào)研)根據(jù)下表中給出的有關(guān)數(shù)據(jù)，判斷下列說法錯誤的是()AlCl3SiCl4晶體硼金剛石晶體硅熔點/℃190－682300＞35501415沸點/℃17857255048272355A.SiCl4是分子晶體B．晶體硼是原子晶體C．AlCl3是分子晶體，加熱能升華D．金剛石中的C—C鍵比晶體硅中的Si—Si鍵弱答案D解析SiCl4、AlCl3的熔、沸點低，都是分子晶體，AlCl3的沸點低于其熔點，即在未熔化的溫度下它就能汽化，故AlCl3加熱能升華，A、C正確；晶體硼的熔、沸點高，所以晶體硼是原子晶體，B正確；由金剛石與晶體硅的熔、沸點相對高低可知：金剛石中的C—C鍵比晶體硅中的Si—Si鍵強(qiáng)。6．高溫下，超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu)，晶體中氧的化合價部分為0價，部分為－2價。如圖所示為超氧化鉀晶體的一個晶胞，則下列說法正確的是()A．超氧化鉀的化學(xué)式為KO2，每個晶胞含有4個K＋和4個Oeq\o\al(－,2)B．晶體中每個K＋周圍有8個Oeq\o\al(－,2)，每個Oeq\o\al(－,2)周圍有8個K＋C．晶體中與每個K＋距離最近的K＋有8個D．晶體中與每個K＋距離最近的K＋有6個答案A解析由題中的晶胞結(jié)構(gòu)知：有8個K＋位于頂點，6個K＋位于面心，則晶胞中含有的K＋的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4；有12個Oeq\o\al(－,2)位于棱上，1個Oeq\o\al(－,2)處于體心，則晶胞中含有Oeq\o\al(－,2)的個數(shù)為12×eq\f(1,4)＋1＝4，所以超氧化鉀的化學(xué)式為KO2；晶體中每個K＋周圍有6個Oeq\o\al(－,2)，每個Oeq\o\al(－,2)周圍有6個K＋，晶體中與每個K＋距離最近的K＋有12個。7．已知在晶體中仍保持一定幾何形狀的最小單位稱為晶胞。干冰晶胞是一個面心立方體，在該晶體中每個頂角各有1個二氧化碳分子，每個面心各有一個二氧化碳分子。實驗測得25℃A.eq\f(M,a3)B.eq\f(M,a3NA)C.eq\f(4M,a3)D.eq\f(4M,a3NA)答案D解析每個頂點上的二氧化碳分子被8個晶胞共用，每個面心上的二氧化碳分子被兩個晶胞故D正確。8．非整比化合物Fe0.95O具有NaCl型晶體結(jié)構(gòu)，由于n(Fe)∶n(O)<1，所以晶體存在缺陷，F(xiàn)e0.95O可以表示為()A．Feeq\o\al(2＋,0.45)Feeq\o\al(3＋,0.5)O B．Feeq\o\al(2＋,2)Fe3＋O2C．Feeq\o\al(2＋,0.15)Feeq\o\al(3＋,0.80)O D．Feeq\o\al(2＋,0.85)Feeq\o\al(3＋,0.10)O答案D解析在Fe0.95O中，設(shè)Fe3＋為x個，F(xiàn)e2＋為y個，則根據(jù)化合價代數(shù)和為零及原子守恒可得x＋y＝0.95,3x＋2y＝2，解得x＝0.10，y＝0.85，所以該物質(zhì)的化學(xué)式為Feeq\o\al(2＋,0.85)Feeq\o\al(3＋,0.10)O，選項D符合題意。9．下圖為甲烷晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，下列有關(guān)說法正確的是()A．甲烷晶胞中的球體只代表一個碳原子B．晶體中1個CH4分子有12個緊鄰的甲烷分子C．CH4晶體熔化時需克服共價鍵D．一個甲烷晶胞中含有8個CH4分子答案B解析晶胞中的球體代表的是1個甲烷分子，并不是1個碳原子，A選項錯誤；以該甲烷晶胞為單元，位于頂點的某1個甲烷分子與其距離最近的甲烷分子有3個，而這3個甲烷分子在面心上，因此每個都被共用2次，故與1個甲烷分子緊鄰的甲烷分子有3×8×eq\f(1,2)＝12個，B選項正確；甲烷構(gòu)成的晶體是分子晶體，熔化時需克服范德華力，C選項錯誤；甲烷晶胞屬于面心立方晶胞，甲烷晶胞中的球體代表1個甲烷分子，該晶胞含有甲烷的分子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，D選項錯誤。10．金晶體是面心立方最密堆積，已知立方體的每個面上5個金原子緊密堆積，金原子半徑為rcm，則金晶體的空間利用率為()A.eq\f(\f(4,3)π,2\r(2)3)×100% B.eq\f(4×\f(4,3)π,2\r(2)3)×100%C.eq\f(4×\f(4,3)π,\r(2)3)×100% D.eq\f(4×\f(4,3)r,2\r(2)3)×100%答案B解析面心立方最密堆積原子在晶胞中的位置關(guān)系如圖。金晶體為面心立方最密堆積，則晶胞面對角線為金原子半徑的4倍，金原子半徑為rcm，則晶胞的邊長為4r×eq\f(\r(2),2)cm＝2eq\r(2)rcm，每個金晶胞中含有4個原子，則金原子總體積為4×eq\f(4,3)πr3cm3，金晶胞體積為(2eq\r(2)rcm)3，故空間利用率為eq\f(4×\f(4,3)πr3,2\r(2)r3)×100%＝eq\f(4×\f(4,3)π,2\r(2)3)×100%。11．以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。氧化鎳原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0)，B為(1,1,1)，則C的坐標(biāo)參數(shù)為()A．(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，eq\f(1,2)) B．(1,1，eq\f(1,2))C．(eq\f(1,2)，1，eq\f(1,2)) D．(1，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))答案D解析由氧化鎳原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0)和B為(1,1,1)可知，晶胞的邊長為1，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，C點位于右側(cè)正方形的面心，則C的坐標(biāo)參數(shù)為(1，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))。12．黑磷是磷的一種穩(wěn)定的同素異形體，黑磷具有正交晶系的晶體結(jié)構(gòu)(圖A)，晶胞參數(shù)a＝3.310A，b＝4.380A，c＝10.500A。黑磷烯是二維的單層黑磷(圖B)，黑磷烯與石墨烯結(jié)構(gòu)相似，P的配位數(shù)為3。與石墨烯相比，黑磷烯具有半導(dǎo)體性質(zhì)，更適合于制作電子器件。已知黑磷結(jié)構(gòu)中只有一種等效的三配位P，所有P原子的成鍵環(huán)境一樣，圖A中編號為①的P原子的晶胞內(nèi)坐標(biāo)為(0.500,0.090,0.598)。請回答下列問題：(1)P和F形成的分子PF3和PF5，它們的立體構(gòu)型分別為________、________。(2)圖A中編號為②的P原子的晶胞內(nèi)坐標(biāo)為________，黑磷的晶胞中含有________個P原子。答案(1)三角錐形三角雙錐形(2)(0.500，－0.090，0.402)8解析(1)PF3的價層電子對數(shù)3＋eq\f(5－3×1,2)＝4，有一對孤電子對，所以立體構(gòu)型為三角錐形，PF5的價層電子對數(shù)5＋eq\f(5－5×1,2)＝5，無孤電子對，所以立體構(gòu)型為三角雙錐形。(2)結(jié)合圖B可知，圖A中編號為②的P原子位于同一坐標(biāo)軸a，關(guān)于坐標(biāo)軸b對稱，且位于坐標(biāo)軸c的值為1－0.598＝0.402，該P原子在晶胞內(nèi)的坐標(biāo)為(0.500，－0.090,0.402)；該晶胞中第一層含有P原子1＋1＝2個，第二層含有P原子1＋1＋1＋1＝4個，第三層含有P原子1＋1＝2個，共8個P原子。13．鈦晶體有兩種晶胞，如圖所示。(1)如圖1所示，晶胞的空間利用率為________(用含π的式子表示)。(2)已知圖2中六棱柱邊長為xcm，高為ycm。該鈦晶胞密度為dg·cm－3，NA為_____mol－1(用含x、y和d的式子表示)。答案(1)eq\f(\r(3),8)π×100%(2)eq\f(64\r(3),dx2y)解析(1)由圖1可知，晶胞中鈦原子的數(shù)目為1＋8×eq\f(1,8)＝2，設(shè)原子半徑為r，則晶胞的對角線為4r，晶胞的棱長為eq\f(4r,\r(3))，則空間利用率為eq\f(2×\f(4,3)πr3,\f(4r,\r(3))3)×100%＝eq\f(\r(3),8)π×100%。高為ycm，則晶胞的體積為eq\f(3\r(3),2)x2ycm3，則eq\f(3\r(3),2)x2yd＝eq\f(6×48,NA)，由此計算得NA＝eq\f(64\r(3),dx2y)mol－1。14．如圖是元素周期表的一部分：(1)寫出元素①的元素符號________，與①同周期的主族元素中，第一電離能比①大的有________種。(2)基態(tài)銻(Sb)原子的價電子排布式為__________。[H2F]＋[SbF6]－(氟酸銻)是一種超強(qiáng)酸，則[H2F]＋的立體構(gòu)型為________，寫出一種與[H2F]＋互為等電子體的分子__________。(3)下列說法正確的是________(填字母)。a．N2H4分子中含5個σ鍵和1個