2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第3章微型專題五晶體類型的判斷及晶體結(jié)構(gòu)的分析與計算教案魯科版選修3

PAGEPAGE20微型專題(五)晶體類型的推斷及晶體結(jié)構(gòu)的分析與計算[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.能辨識常見物質(zhì)的晶體類型，能從微觀角度分析各種晶體的構(gòu)成微粒及微粒間的作用力，并說明各類晶體性質(zhì)的差異。2.熟知各類晶體的結(jié)構(gòu)特點及積累模型，能利用切割法對晶胞進行結(jié)構(gòu)分析和計算。一、晶體類型的推斷例1(2024·上海楊浦區(qū)檢測)四種物質(zhì)的一些性質(zhì)如下表：物質(zhì)熔點/℃沸點/℃其他性質(zhì)單質(zhì)硫120.5271.5—單質(zhì)硼23002550硬度大氯化鋁190182.7177.8℃升華苛性鉀3001320晶體不導(dǎo)電，熔融態(tài)導(dǎo)電晶體類型：單質(zhì)硫是__________________晶體；單質(zhì)硼是__________晶體；氯化鋁是__________________晶體；苛性鉀是____________晶體?！究键c】晶體類型的推斷【題點】依據(jù)晶體性質(zhì)推斷答案分子原子分子離子解析單質(zhì)硫為非金屬單質(zhì)，其熔、沸點都較低，則晶體為分子晶體；單質(zhì)硼為非金屬單質(zhì)，其熔、沸點都很高，則晶體為原子晶體；氯化鋁為化合物，其熔、沸點都較低，并能在較低溫度下升華，則晶體為分子晶體；苛性鉀為化合物，其熔點較高，沸點很高，晶體不導(dǎo)電，熔融態(tài)導(dǎo)電，則晶體為離子晶體?！叭础薄_定晶體類型(1)看構(gòu)成微粒或作用力類型四類晶體的構(gòu)成微粒和微粒間作用力列表如下：離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體構(gòu)成微粒陰、陽離子原子分子金屬陽離子、自由電子微粒間作用力離子鍵共價鍵分子間作用力金屬鍵(2)看物質(zhì)類別①單質(zhì)類：a.金屬單質(zhì)和合金屬于金屬晶體；b.大多數(shù)非金屬單質(zhì)(金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼等除外)屬于分子晶體。②化合物類：a.離子化合物肯定為離子晶體；b.共價化合物絕大多數(shù)為分子晶體，但SiO2、SiC等為原子晶體。(3)看物理性質(zhì)四類晶體的物理性質(zhì)對比如下：晶體類型金屬晶體離子晶體分子晶體原子晶體熔、沸點一般較高、但差異大較高較低高硬度一般較大，但差異大較大較小大導(dǎo)電性固態(tài)能導(dǎo)電固態(tài)不導(dǎo)電，熔融態(tài)或溶于水時能導(dǎo)電固態(tài)不導(dǎo)電，某些溶于水后能導(dǎo)電一般不導(dǎo)電，個別為半導(dǎo)體變式1(1)推斷下列晶體類型。①SiI4：熔點為120.5℃，沸點為271.5℃，易水解，為____________________。②硒：熔點為217℃，沸點為685℃，溶于氯仿，為____________________。③銻：熔點為630.74℃，沸點為1750℃，可導(dǎo)電，為______________________。(2)三氯化鐵常溫下為固體，熔點為282℃，沸點為315℃，在300℃以上易升華。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑。據(jù)此推斷三氯化鐵晶體為__________(填晶體類型)。答案(1)①分子晶體②分子晶體③金屬晶體(2)分子晶體解析(1)①SiI4為低熔點化合物，為分子晶體；②硒熔、沸點低，易溶于CHCl3，為分子晶體；③銻可導(dǎo)電，為金屬晶體。(2)FeCl3熔、沸點低，易溶于水及有機溶劑，應(yīng)為分子晶體。二、晶體熔、沸點的比較例2下列各組物質(zhì)的沸點按由低到高的依次排列的是()A．NH3、CH4、NaCl、NaB．H2O、H2S、MgSO4、SO2C．CH4、H2O、NaCl、SiO2D．Li、Na、K、Rb、Cs【考點】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查【題點】晶體熔、沸點的比較答案C解析C項中SiO2是原子晶體，NaCl是離子晶體，CH4、H2O都是分子晶體，且常溫下水為液態(tài)，CH4是氣態(tài)。比較不同晶體熔、沸點的基本思路首先看物質(zhì)的狀態(tài)，一般狀況下是固體>液體>氣體；二看物質(zhì)所屬類型，一般是原子晶體>離子晶體>分子晶體(留意：不是肯定的，如氧化鋁的熔點大于晶體硅)，結(jié)構(gòu)類型相同時再依據(jù)相應(yīng)規(guī)律進行推斷。同類晶體熔、沸點比較思路：原子晶體→共價鍵鍵能→鍵長→原子半徑；分子晶體→分子間作用力→相對分子質(zhì)量；離子晶體→離子鍵強弱→離子所帶電荷數(shù)、離子半徑；金屬晶體→金屬鍵→金屬陽離子所帶電荷、金屬陽離子半徑。變式2在說明下列物質(zhì)的改變規(guī)律與物質(zhì)結(jié)構(gòu)間的因果關(guān)系時，與化學(xué)鍵的強弱無關(guān)的是()A．鈉、鎂、鋁的熔點和沸點漸漸上升，硬度漸漸增大B．金剛石的硬度大于晶體硅的硬度，其熔點也高于晶體硅的熔點C．KF、KCl、KBr、KI的熔點依次降低D．F2、Cl2、Br2、I2的熔點和沸點漸漸上升【考點】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查【題點】晶體的熔、沸點比較答案D解析鈉、鎂、鋁的熔點和沸點漸漸上升，硬度漸漸增大，這是因為它們中的金屬鍵漸漸增加，與化學(xué)鍵的強弱有關(guān)；金剛石的硬度大于晶體硅的硬度，其熔點也高于晶體硅的熔點，這是因為C—C鍵的鍵長比Si—Si鍵的鍵長短，C—C鍵的鍵能比Si—Si鍵的鍵能大，也與化學(xué)鍵的強弱有關(guān)；KF、KCl、KBr、KI的熔點依次降低，這是因為它們中的離子鍵的強度漸漸減弱，與化學(xué)鍵的強弱有關(guān)。三、關(guān)于晶胞結(jié)構(gòu)的分析與計算例3(1)鑭系合金是稀土系儲氫合金的典型代表，由荷蘭菲利浦試驗室首先研制出來。它的最大優(yōu)點是簡單活化。其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：則它的化學(xué)式為____________。(2)晶胞有兩個基本要素：①原子坐標(biāo)參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置，下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0)；B為(eq\f(1,2)，0，eq\f(1,2))；C為(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，0)。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為________。②晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形態(tài)，已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a＝565.76pm，其密度為________g·cm－3(列出計算式即可)。(3)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________鍵結(jié)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___________________________________________________________。【考點】晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的綜合考查【題點】晶體結(jié)構(gòu)與相關(guān)計算答案(1)LaNi5(2)①(eq\f(1,4)，eq\f(1,4)，eq\f(1,4))②eq\f(8×73,6.02×565.763)×107(3)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(1)依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，晶面上的原子為2個晶胞所共有，頂角上的原子為6個晶胞所共有，內(nèi)部的原子為整個晶胞全部，所以晶胞中La原子個數(shù)為3，Ni原子個數(shù)為15，則鑭系合金的化學(xué)式為LaNi5。(2)①比照晶胞圖示、坐標(biāo)系以及A、B、C點坐標(biāo)，選A點為參照點，視察D點在晶胞中位置(體對角線eq\f(1,4)處)，由B、C點坐標(biāo)可以推知D點坐標(biāo)。②鍺晶胞類似金剛石晶胞,1個晶胞含有8個鍺原子，ρ＝eq\f(8×73,6.02×565.763)×107g·cm－3。(3)依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖用切割法計算出1個晶胞中含有As原子的個數(shù)：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，再通過視察可知1個晶胞中含有4個Ga原子。4個As原子和4個Ga原子的總體積V1＝4×(eq\f(4,3)π×10－30×req\o\al(3,As)＋eq\f(4,3)π×10－30×req\o\al(3,Ga))cm3；1個晶胞的質(zhì)量為4個As原子和4個Ga原子的質(zhì)量之和，即(eq\f(4MAs,NA)＋eq\f(4MGa,NA))g，所以1個晶胞的體積V2＝eq\f(4,ρNA)(MAs＋MGa)cm3。最終由V1/V2即得結(jié)果。1．晶胞計算的類型(1)依據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，計算其組成微粒間的距離。(2)依據(jù)晶胞的質(zhì)量和晶體有關(guān)的摩爾質(zhì)量間的關(guān)系，計算微粒個數(shù)、微粒間距、ρ等。(3)計算晶體(晶胞)的空間利用率。2．晶胞計算的原理與步驟(1)首先確定晶胞的組成利用切割法計算一個晶胞所含微粒的數(shù)目。(2)計算晶體的密度或體積①關(guān)系式ρ＝eq\f(N×M,V×NA)(V表示晶胞體積，ρ表示晶體的密度，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，N表示一個晶胞實際含有的微粒數(shù)，M表示微粒的摩爾質(zhì)量)。②計算模式晶體的密度eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(求一個晶胞的質(zhì)量\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(一個晶胞中微粒數(shù)目,摩爾質(zhì)量,阿伏加德羅常數(shù))),求一個晶胞的體積——晶胞邊長,或微粒半徑))③晶胞空間利用率(占有率)的計算表達式晶胞的空間利用率＝eq\f(晶胞所含粒子的體積,晶胞的體積)×100%。變式3(1)Cu的一種氯化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(黑球表示銅原子，白球表示氯原子)，該氯化物的化學(xué)式是___________________________________________________。若該晶體的密度為ρg·cm－3，以NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶胞的邊長a＝________nm。(2)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積累(如圖)，已知該晶體的密度為9.00g·cm－3，Cu的原子半徑為________cm(阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，只要求列式表示)。(3)一種銅金合金晶胞如圖所示(Au原子位于頂點，Cu原子位于面心)，則該合金中Au原子與Cu原子個數(shù)之比為________，若該晶胞的邊長為apm，則合金的密度為________g·cm－3(只要求列算式，不必計算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。答案(1)CuCleq\r(3,\f(3.98×1023,NAρ))(2)eq\f(\r(2),4)×eq\r(3,\f(4×64,9.00×NA))(3)1∶3eq\f(197＋64×3×1030,a3NA)解析(1)晶胞中銅原子的個數(shù)是4，氯原子的個數(shù)是8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，所以該氯化物的化學(xué)式為CuCl。依據(jù)m＝Vρ可知(a×10－7cm)3×ρg·cm－3＝eq\f(4,NAmol－1)×99.5g·mol－1，解得a＝eq\r(3,\f(3.98×1023,NAρ))nm。(2)Cu的晶胞為面心立方最密積累，依據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)圖可知，晶胞中含有銅原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，設(shè)晶胞的邊長為acm，則a3cm3×ρg·cm－3×NAmol－1＝4×64g·mol－1，所以a＝eq\r(3,\f(4×64,ρ·NA))，晶胞面對角線為eq\r(2)acm，面對角線的eq\f(1,4)為Cu原子半徑，所以Cu原子半徑為eq\f(\r(2),4)×eq\r(3,\f(4×64,9.00×NA))cm。(3)在晶胞中，Au原子位于頂點，Cu原子位于面心，該晶胞中Au原子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，Cu－10cm)3，g·cm－3。

1．(2024·南京高二期末)下列各組物質(zhì)中都屬于原子晶體的是()A．干冰、二氧化硅、金剛石B．氧化鈉、金剛石、氯化氫C．碘、石墨、氯化鈉D．二氧化硅、金剛石、晶體硼【考點】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查【題點】晶體構(gòu)成微粒及作用力的推斷答案D解析干冰是由二氧化碳分子構(gòu)成的，不是干脆由原子構(gòu)成的，A項錯誤；Na2O是由離子構(gòu)成的，HCl是由分子構(gòu)成的，B項錯誤；I2為分子晶體，是由分子構(gòu)成的，氯化鈉是由離子構(gòu)成的，C項錯誤；二氧化硅、金剛石、晶體硼均為原子晶體，均干脆由原子構(gòu)成，D項正確。2．(2024·金華一中高二月考)下列有關(guān)晶體性質(zhì)的比較正確的是()A．熔點：金剛石＞晶體硅＞碳化硅B．沸點：NH3＞H2O＞HFC．硬度：白磷＞冰＞二氧化硅D．熔點：SiI4＞SiBr4＞SiCl4【考點】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查【題點】晶體物理性質(zhì)的綜合比較答案D解析金剛石、晶體硅、碳化硅都是原子晶體，在原子晶體中，鍵長越短，鍵能越大，熔點越高，由于鍵能：C—C鍵＞C—Si鍵＞Si—Si鍵，故三種晶體中熔點最高的是金剛石，熔點最低的是晶體硅，A項錯誤；HF、H2O、NH3都是分子晶體，其沸點凹凸與分子間作用力大小有關(guān)，因為這三種晶體分子間都存在氫鍵，且水分子間氫鍵最強，氨分子間氫鍵最弱，故水的沸點最高，氨的沸點最低，B項錯誤；二氧化硅是原子晶體，硬度大，白磷和冰都是分子晶體，硬度較小，C項錯誤；鹵化硅為分子晶體，它們的組成和結(jié)構(gòu)相像，分子間不存在氫鍵，故相對分子質(zhì)量越大，其熔點越高，D項正確。3．(2024·廈門高二期中)如圖是CaF2晶胞的結(jié)構(gòu)圖。下列說法正確的是()A．一個CaF2晶胞中含有8個Ca2＋B．一個CaF2晶胞中含有8個F－C．在CaF2晶胞中Ca2＋的配位數(shù)為4D．在CaF2晶胞中F－的配位數(shù)為8【考點】晶胞結(jié)構(gòu)分析與計算【題點】晶胞結(jié)構(gòu)的分析答案B解析依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，一個CaF2晶胞中含有的Ca2＋和F－的個數(shù)分別為4個、8個，所以A不正確、B正確；離子晶體中離子的配位數(shù)是指一個離子四周最鄰近的異電性離子的數(shù)目。依據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可推斷Ca2＋的配位數(shù)是8，F(xiàn)－的配位數(shù)是4，即選項C、D都是錯誤的。4．(2024·福州高二期末)下列有關(guān)晶體結(jié)構(gòu)的敘述正確的是()A．SiO2晶體中最小環(huán)上的原子個數(shù)為6B．在晶體中只要有陽離子就肯定有陰離子C．12g石墨烯(如圖1)中含有六元環(huán)的個數(shù)為0.5×6.02×1023D．720gC60晶體中含有0.5×6.02×1023個晶胞(如圖2)【考點】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合【題點】晶體結(jié)構(gòu)的分析與計算答案C解析A項，二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)中，每個硅原子結(jié)合4個氧原子，同時每個氧原子結(jié)合2個硅原子，最小環(huán)上有6個Si原子和6個O原子，所以共有12個原子，錯誤；B項，含有陽離子的晶體不肯定含有陰離子，錯誤；C項，12g石墨烯為1mol，石墨烯中平均每個六元環(huán)含有2個碳原子，則1mol石墨烯中含有六元環(huán)的個數(shù)為0.5×6.02×1023，正確；D項，C60為分子晶體，晶胞中含有C60的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4,720gC60晶體中含有6.02×1023個C60，所以720gC60晶體中含有0.25×6.02×1023個晶胞，錯誤。5．(2024·大連二十四中校級期中)F2和Xe在肯定條件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三種氟化氙，它們都是極強的氧化劑(其氧化性依次增加)，都極易與水反應(yīng)。已知6XeF4＋12H2O=2XeO3＋4Xe↑＋24HF＋3O2↑，下列推想正確的是()A．XeF2分子中各原子均達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B．某種氟化氙晶體的基本結(jié)構(gòu)單元如圖所示，可推知其化學(xué)式為XeF6C．XeF4與水反應(yīng)時，每生成2molXe轉(zhuǎn)移8mol電子D．XeF2加入水中，在水的作用下，將生成Xe和F2【考點】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查【題點】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查答案C解析A項，Xe原子已經(jīng)達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故XeF2分子中各原子不行能均具有8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；B項，該晶胞中Xe原子的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2，F(xiàn)原子的個數(shù)為8×eq\f(1,4)＋2＝4，故該晶體的化學(xué)式為XeF2；C項，由于F的非金屬性最強，在XeF4中Xe的化合價為＋4，故生成2molXe轉(zhuǎn)移8mol電子；D項，F(xiàn)2有強氧化性，能夠與水反應(yīng)，故XeF2與水反應(yīng)不行能生成F2。6．(2024·安陽市期中)NaCl晶胞如圖所示。在晶胞中，表示Cl－，表示Na＋。已知NaCl晶體的密度為ρg·cm－3，NaCl的摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則在NaCl晶體中每個Na＋和與之等距且最近的Na＋之間的距離為()A.eq\r(3,\f(2M,ρNA))cm B.eq\r(3,\f(\r(2)M,ρNA))cmC.eq\r(3,\f(2NA,ρM))cm D.eq\r(3,\f(M,8ρNA))cm答案B解析設(shè)該立方體晶胞的邊長為acm，依題意可知：eq\f(\f(M,NA)×4,a3)＝ρ，解得a＝eq\r(3,\f(4M,ρ·NA))，而在晶胞中每個Na＋和與之等距且最近的鈉離子之間的距離為eq\f(\r(2),2)acm，故B項正確。7．(2024·華師一附中期中)金屬鉀、銅的晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖(請先推斷對應(yīng)的圖)所示，鉀、銅兩種晶體晶胞中金屬原子的配位數(shù)之比為________________________。金屬鉀的晶胞中，若設(shè)該晶胞的密度為a，阿伏加德羅常數(shù)為NA，鉀原子的摩爾質(zhì)量為M，則表示鉀原子半徑的計算式為__________。答案2∶3eq\f(\r(3),4)eq\r(3,\f(2M,aNA))解析鉀采納體心立方密積累，銅采納面心立方最密積累，故A為鉀晶體晶胞，B為銅晶體晶胞。鉀原子的配位數(shù)是8，銅原子的配位數(shù)是12，所以鉀、銅兩種晶體晶胞中金屬原子的配位數(shù)之比為8∶12＝2∶3。金屬鉀的晶胞中，鉀原子數(shù)目＝1＋8×eq\f(1,8)＝2，鉀原子的摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則晶胞質(zhì)量＝eq\f(2M,NA)，該晶胞的密度為a，則晶胞體積eq\f(m,ρ)＝eq\f(2M,aNA)，晶胞棱長＝eq\r(3,\f(2M,aNA))，設(shè)鉀原子半徑為r，則晶胞體對角線長度＝4r，故3(eq\r(3,\f(2M,aNA)))2＝(4r)2，故r＝eq\f(\r(3),4)eq\r(3,\f(2M,aNA))。8．(2024·鄭州高二期末)氮元素可形成豐富多彩的物質(zhì)。(1)光化學(xué)煙霧易在PM2.5的催化作用下形成，其中含有NOx、O3、CH2=CHCHO、HCOOH等二次污染物。下列說法正確的是________(填字母)。A．N2O與CO2互為等電子體，其結(jié)構(gòu)式為N=N=OB．O3的沸點高于O2的沸點C．CH2=CHCHO分子中碳原子實行sp2和sp3雜化D．HCOOH在水中的溶解度大，與氫鍵有關(guān)(2)在協(xié)作物中，微粒NH3、NHeq\o\al(＋,4)、NH2OH中不能作為配體的是__________。(3)圖a為六方氮化硼晶體的結(jié)構(gòu)示意圖，該晶體中存在的作用力有______________。(4)六方氮化硼在高溫高壓下可轉(zhuǎn)化為立方氮化硼，立方氮化硼的晶胞結(jié)構(gòu)如圖b所示，晶胞邊長為dcm，該晶胞中含有________個氮原子、________個硼原子，立方氮化硼晶體的密度為________g·cm－3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)?！究键c】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查【題點】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查答案(1)ABD(2)NHeq\o\al(＋,4)(3)共價鍵、范德華力(4)44eq\f(100,d3·NA)解析(1)N2O與CO2分子中均含有3個原子，價電子數(shù)均為16，二者互為等電子體，A項正確；O3、O2均為分子晶體，O3的相對分子質(zhì)量較大，分子間作用力更強，所以O(shè)3的沸點高于O2的沸點，B項正確；CH2=CHCHO分子中每個碳原子均形成3個σ鍵，沒有孤電子對，故碳原子實行sp2雜化，C項錯誤；HCOOH在水中與水分子之間形成氫鍵，故HCOOH在水中的溶解度大，D項正確。(2)NH3、NH2OH中N均含有孤電子對，均可作為配體，而NHeq\o\al(＋,4)中N沒有孤電子對，不能作為配體。(3)層內(nèi)N原子與B原子之間形成共價鍵，層間作用力為范德華力。(4)1個晶胞中所含N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，則1個晶胞的質(zhì)量為eq\f(4×25,NA)g，晶體的密度為4×eq\f(25,NA)g÷(dcm)3＝eq\f(100,d3·NA)g·cm－3。題組1晶體類型的推斷1．依據(jù)下列試驗事實，能確定某晶體肯定是離子晶體的是()A．晶體熔點達2500℃B．晶體不導(dǎo)電，溶于水導(dǎo)電C．晶體不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)能導(dǎo)電D．溫度越高，溶解度越大【考點】離子晶體的推斷【題點】依據(jù)晶體性質(zhì)推斷答案C解析熔點為2500℃的可以是金屬晶體、原子晶體或離子晶體；晶體不導(dǎo)電，水溶液導(dǎo)電可以是離子晶體或分子晶體；多數(shù)固體溫度上升，溶解度增大。2．下列性質(zhì)符合分子晶體特點的是()①熔點1070℃，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電②熔點10.31℃，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電③能溶于CS2，熔點112.8℃，沸點444.6℃④熔點97.81℃，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度為0.97g·cm－3A．①④B．②③C．①②D．②④【考點】晶體類型的推斷【題點】分子晶體的推斷答案B解析本題考查分子晶體的性質(zhì)。分子晶體中分子之間是以分子間作用力相結(jié)合的，分子晶體具有低熔點、易升華、硬度小等性質(zhì)。①熔點高，不是分子晶體的性質(zhì)；④能導(dǎo)電，不是分子晶體的性質(zhì)，該處所述是金屬鈉的性質(zhì)，故選②③。3．(2024·四川中江龍臺中學(xué)高二月考)具有下列原子序數(shù)的各組元素，能組成化學(xué)式為AB2型化合物，并且該化合物在固態(tài)時為原子晶體的是()A．6和8B．20和17C．14和6D．14和8【考點】晶體類型的推斷【題點】依據(jù)物質(zhì)類別推斷答案D解析A項，C和O形成的AB2型化合物是CO2，CO2是分子晶體；B項，Ca和Cl形成的AB2型化合物是CaCl2，CaCl2是離子晶體；C項，Si和C不能形成AB2型共價化合物；D項，Si和O形成的AB2型化合物是SiO2，SiO2是原子晶體。題組2晶體物理性質(zhì)的比較與應(yīng)用4．下列關(guān)于原子晶體和分子晶體的說法不正確的是()A．原子晶體的硬度通常比分子晶體的大B．原子晶體的熔、沸點較高C．部分分子晶體的水溶液能導(dǎo)電D．金剛石、水晶和干冰都屬于原子晶體【考點】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查【題點】原子晶體與分子晶體的性質(zhì)比較答案D解析由于原子晶體中粒子間以共價鍵結(jié)合，而分子晶體中分子間以分子間作用力結(jié)合，故原子晶體比分子晶體的熔、沸點高，硬度大；有些分子晶體溶于水后能電離出自由移動的離子而導(dǎo)電，如H2SO4、HCl；D選項中的干冰(CO2)是分子晶體，錯誤。5．依據(jù)下列性質(zhì)推斷，屬于原子晶體的物質(zhì)是()A．熔點2700℃，導(dǎo)電性好，延展性強B．無色晶體，熔點3550℃，不導(dǎo)電，質(zhì)硬，難溶于水和有機溶劑C．無色晶體，能溶于水，質(zhì)硬而脆，熔點為800℃，熔化時能導(dǎo)電D．熔點為－56.6℃，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時不導(dǎo)電【考點】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查【題點】原子晶體的物理性質(zhì)答案B解析本題考查的是各類晶體的物理性質(zhì)。A項中延展性好，不是原子晶體的特征，因為原子晶體中原子與原子之間以共價鍵結(jié)合，而共價鍵有肯定的方向性，使原子晶體質(zhì)硬，A項不正確；B項符合原子晶體的特征；C項符合離子晶體的特征；D項符合分子晶體的特征。6．(2024·福建晉江季延中學(xué)高二月考)下面的排序不正確的是()A．晶體熔點由低到高：F2＜Cl2＜Br2＜I2B．熔點由高到低：Rb＞K＞NaC．硬度由大到?。航饎偸咎蓟瑁揪w硅D．晶格能由大到?。篘aF＞NaCl＞NaBr＞NaI【考點】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查【題點】晶體物理性質(zhì)的綜合比較答案B解析鹵素單質(zhì)的晶體都屬于分子晶體，熔化時破壞的是分子間作用力，范德華力只與相對分子質(zhì)量有關(guān)，所以熔點由低到高：F2＜Cl2＜Br2＜I2，A項正確；鈉、鉀、銣均屬于金屬晶體，熔點與金屬鍵的強弱有關(guān)，金屬原子的價電子數(shù)越多、半徑越小，金屬鍵越強，熔點越高，鈉、鉀、銣原子的價電子數(shù)相同，原子半徑由大到小的依次為Rb＞K＞Na，熔點由低到高的依次為Rb＜K＜Na，B項錯誤；原子半徑越小，共價鍵鍵長越短，鍵能越大，硬度越大，故硬度由大到?。航饎偸咎蓟瑁揪w硅，C項正確；離子晶體中離子所帶電荷越多、半徑越小，晶格能越大，晶格能由大到?。篘aF＞NaCl＞NaBr＞NaI，D項正確。題組3晶體的結(jié)構(gòu)分析與計算7．如圖所示，在氯化鈉晶胞中，與每個Na＋等距離且最近的幾個Cl－所圍成的空間構(gòu)型為()A．十二面體B．正八面體C．正六面體D．正四面體【考點】離子晶體的結(jié)構(gòu)特點【題點】離子晶體結(jié)構(gòu)的分析答案B解析處在中心位置上的Na＋被6個等距離且最近的Cl－包圍，將6個Cl－相連，得到的空間構(gòu)型為正八面體。8.已知X、Y、Z三種元素組成的化合物是離子晶體，其晶胞如圖所示，則下面表示該化合物的化學(xué)式正確的是()A．ZXY3B．ZX2Y6C．ZX4Y8D．ZX8Y12【考點】晶胞結(jié)構(gòu)分析與計算【題點】晶胞結(jié)構(gòu)的分析答案A解析由晶胞可知X占據(jù)8個頂點，屬于該晶胞的X的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＝1；Y占據(jù)12條棱的中間，屬于該晶胞的Y的數(shù)目為12×eq\f(1,4)＝3；Z占據(jù)該晶胞的體心，屬于該晶胞的Z的數(shù)目為1。故化學(xué)式為ZXY3。9．(2024·四川雅安天全中學(xué)高二下學(xué)期期中)石墨的片層結(jié)構(gòu)如圖所示。在片層結(jié)構(gòu)中，碳原子數(shù)、C—C鍵數(shù)、六元環(huán)數(shù)之比為()A．1∶1∶1B．2∶2∶3C．1∶2∶3D．2∶3∶1【考點】混合鍵型晶體——石墨【題點】石墨結(jié)構(gòu)的分析答案D解析在石墨的片層結(jié)構(gòu)中，以一個六元環(huán)為探討對象，由于一個碳原子為三個六元環(huán)共用，即屬于每個六元環(huán)的碳原子數(shù)為6×eq\f(1,3)＝2；一個碳碳鍵為兩個六元環(huán)共用，即屬于每個六元環(huán)的碳碳鍵的數(shù)目為6×eq\f(1,2)＝3。10．下列關(guān)于晶體的說法中肯定正確的是()A．分子晶體中都存在共價鍵B．CaTiO3晶體中每個Ti4＋與12個O2－相緊鄰(題圖是CaTiO3的晶體結(jié)構(gòu)模型)C．SiO2晶體中每個硅原子與2個氧原子以共價鍵相結(jié)合D．金屬晶體的熔點都比分子晶體的熔點高【考點】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查【題點】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查答案B解析稀有氣體形成的分子晶體中不存在共價鍵，A項錯誤；在CaTiO3晶胞中，Ti4＋位于立方體頂點，O2－位于面心，每個Ti4＋為8個立方體全部，每個O2－為2個立方體全部，故與每個Ti4＋相緊鄰的O2－有12個，B項正確；SiO2晶體中每個硅原子與4個氧原子以共價鍵相結(jié)合，C項錯誤；汞是金屬晶體，但在常溫常壓下呈液態(tài)，其熔點比許多分子晶體的低，D項錯誤。11．冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞(其晶胞結(jié)構(gòu)如圖，其中空心球所示原子位于立方體的頂點及面心，實心球所示原子位于立方體內(nèi))類似。下列有關(guān)冰晶胞的說法合理的是()A．冰晶胞內(nèi)水分子間以共價鍵相結(jié)合B．晶體冰與金剛石晶體硬度都很大C．冰分子間的氫鍵具有方向性和飽和性，也是一種σ鍵D．氫鍵的存在導(dǎo)致冰晶胞與金剛石晶胞微粒的排列方式類似答案D解析冰晶胞內(nèi)水分子間以氫鍵相結(jié)合，故A項錯誤；晶體冰為分子晶體，硬度很小，而金剛石晶體屬于原子晶體，硬度很大，故B項錯誤；氫鍵有飽和性和方向性，但不屬于化學(xué)鍵，不是一種σ鍵，故C項錯誤；每個冰晶胞平均占有的分子個數(shù)為4＋eq\f(1,8)×8＋6×eq\f(1,2)＝8，H2O分子中的氧原子含有2個σ鍵和2對孤電子對，金剛石中每個碳原子含有4個σ鍵且沒有孤電子對，所以水分子中的O和金剛石中的C都是sp3雜化，且水分子間的氫鍵具有方向性，每個水分子中一個氧原子可以和另外兩個水分子中的氫原子形成兩個氫鍵，兩個氫原子可以和另外兩個水分子中的氧原子形成兩個氫鍵，所以每個水分子可與相鄰的四個水分子形成四個氫鍵，導(dǎo)致冰晶胞與金剛石晶胞微粒的排列方式類似，D項正確。12．(2024·常德高二調(diào)研)由Al元素和N元素形成的某種化合物的晶胞如圖所示，已知N原子位于晶胞體對角線的eq\f(1,4)處。假設(shè)該化合物晶體的密度為ρg·cm－3，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則晶胞中相距最近的兩個N原子之間的距離為()A.eq\f(\r(2),2)eq\r(3,\f(164,ρNA))cm B.eq\f(\r(2),2)eq\r(3,\f(164ρ,NA))cmC.eq\f(\r(2),2)eq\r(3,\f(164NA,ρ))cm D.eq\f(\r(2),2)eq\r(3,\f(ρNA,164))cm答案A解析將題圖中立方體頂面上的4個頂點從左上角小球起先按逆時針方向依次標(biāo)為1、2、3、4，將立方體的體心和1、3號小球連接起來，則形成1個等腰三角形，晶胞中相距最近的兩個N原子之間的距離即為該等腰三角形的中位線的長度，故兩個相距最近的N原子之間的距離等于晶胞面對角線的一半。依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，1個晶胞中含有4個N原子、4個Al原子，設(shè)晶胞邊長為acm，則晶體的密度ρg·cm－3＝eq\f(1,a3)×eq\f(27＋14×4,NA)g·cm－3，即a＝eq\r(3,\f(164,ρNA))，由此可知相距最近的兩個N原子之間的距離為eq\f(\r(2),2)eq\r(3,\f(164,ρNA))cm。13．有A、B、C三種晶體，分別由H、C、Na、Cl4種元素的一種或幾種組成，對這三種晶體進行試驗，結(jié)果如下表：熔點/℃硬度水溶性導(dǎo)電性水溶液與Ag＋反應(yīng)A811較大易溶水溶液或熔融態(tài)導(dǎo)電白色沉淀B3550很大不溶不導(dǎo)電不反應(yīng)C－114.2很小易溶液態(tài)不導(dǎo)電白色沉淀(1)晶體的化學(xué)式分別為：A__________、B__________、C________。(2)晶體的類型分別是：A____________、B__________、C____________。(3)晶體中微粒間的作用力分別是：A______、B______、C________?！究键c】晶體類型的推斷【題點】依據(jù)晶體性質(zhì)推斷答案(1)NaClCHCl(2)離子晶體原子晶體分子晶體(3)離子鍵共價鍵范德華力解析依據(jù)題表中A、B、C晶體的性質(zhì)知，A為離子晶體，為NaCl，微粒間的作用力為離子鍵；B為原子晶體，為金剛石，微粒間的作用力為共價鍵；C為分子晶體，為HCl，微粒間的作用力為范德華力。14．CaF2晶胞結(jié)構(gòu)如圖Ⅰ所示，Cu晶體中銅原子積累方式如圖Ⅲ所示，圖Ⅱ為H3BO3晶體結(jié)構(gòu)圖(層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的H3BO3分子通過氫鍵結(jié)合)。(1)圖Ⅰ所示的晶胞中離Ca2＋最近且等距離的Ca2＋數(shù)為________，圖Ⅲ中未標(biāo)號的Cu原子形成晶體后四周最緊鄰的Cu原子數(shù)為________。(2)H3BO3晶體中B原子的雜化方式為________；CNO－的空間構(gòu)型為________。(3)三種晶體熔點由高到低的依次為_______________________________________(填化學(xué)式)，H3BO3晶體受熱熔化時克服的微粒之間的相互作用為_______________?！究键c】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查【題點】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查答案(1)1212(2)sp2直線形(3)CaF2＞Cu＞H3BO3分子間作用力(或氫鍵和范德華力)解析(1)題圖Ⅰ所示晶胞結(jié)構(gòu)中，離Ca2＋最近且等距離的Ca2＋數(shù)為12；題圖Ⅲ中未標(biāo)號的銅原子形成晶體后四周最緊鄰的銅原子數(shù)為3＋6＋3＝12。(2)H3BO3中B的價電子對數(shù)為3，故硼原子實行sp2雜化；CNO－與CO2互為等電子體，CO2為直線形結(jié)構(gòu)，故CNO－也為直線形結(jié)構(gòu)。(3)CaF2為離子晶體，Cu為金屬晶體，H3BO3為分子晶體，三種晶體熔點由高到低的依次為：CaF2＞Cu＞H3BO3；