第3節晶體結構與性質板塊三限時規范特訓時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每題6分，共54分)1．關于晶體的敘述中，正確的是()A．原子晶體中，共價鍵的鍵能越大，熔、沸點越高B．分子晶體中，分子間的作用力越大，該分子越穩定C．分子晶體中，共價鍵的鍵能越大，熔、沸點越高D．某晶體溶于水后，可電離出自由移動的離子，該晶體一定是離子晶體答案A解析B項，分子的穩定性取決于分子內部共價鍵的強弱，與分子間作用力無關；C項，分子晶體熔、沸點的高低，取決于分子間作用力的大??；D項，也可能是分子晶體，如HCl。2．[2017·宜昌模擬]下列說法正確的是()A．鈦和鉀都采取圖1的堆積方式B．圖2為金屬原子在二維空間里的非密置層放置，此方式在三維空間里堆積，僅得簡單立方堆積C．圖3是干冰晶體的晶胞，晶胞棱長為acm，則在每個CO2周圍最近且等距離的CO2有8個D．圖4是一種金屬晶體的晶胞，它是金屬原子在三維空間以密置層采取ABCABC…堆積的結果答案D解析圖1表示的堆積方式為六方最密堆積，K采用體心立方堆積，A錯誤；B在二維空間里的非密置層放置，在三維空間得到體心立方堆積，B錯誤；干冰晶體的晶胞屬于面心立方晶胞，配位數為12，即每個CO2周圍距離相等的CO2分子有12個，C錯誤；該晶胞類型為面心立方，金屬原子在三維空間里密置層采取ABCABC堆積，D正確。3．下列有關離子晶體的數據大小比較不正確的是()A．熔點：NaF>MgF2>AlF3B．晶格能：NaF>NaCl>NaBrC．陰離子的配位數：CsCl>NaCl>CaF2D．硬度：MgO>CaO>BaO答案A解析由于r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)，且Na＋、Mg2＋、Al3＋所帶電荷依次增大，所以NaF、MgF2、AlF3的離子鍵依次增強，晶格能依次增大，故熔點依次升高。r(F－)<r(Cl－)<r(Br－)，故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次減小。在CsCl、NaCl、CaF2中陰離子的配位數分別為8、6、4。r(Mg2＋)<r(Ca2＋)<r(Ba2＋)，故MgO、CaO、BaO的晶格能依次減小，硬度依次減小。4．某離子晶體的晶體結構中最小重復單元如圖所示。A為陰離子，在正方體內，B為陽離子，分別在頂點和面心，則該晶體的化學式為()A．B2A B．BA2C．B7A4 D．B4答案B解析A在正方體內，晶胞中的8個A離子完全被這1個晶胞占有，B分別在頂點和面心，頂點上的離子被1個晶胞占有eq\f(1,8)，面心上的離子被1個晶胞占有eq\f(1,2)，所以1個晶胞實際占有的B離子為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，則該晶體的化學式為BA2。5．高溫下，超氧化鉀晶體(KO2)呈立方體結構。如圖為超氧化鉀晶體的一個晶胞(晶體中最小的重復單元)。則下列有關說法正確的是()A．與K＋最近且距離相等的K＋有6個B．超氧化鉀的化學式為KO2，每個晶胞含有1個K＋和1個Oeq\o\al(－,2)C．晶體中與每個K＋距離最近的Oeq\o\al(－,2)有6個D．晶體中，所有原子之間都以離子鍵相結合答案C解析根據題給信息，超氧化鉀晶體是面心立方晶體，超氧化鉀晶體(KO2)是離子化合物，陰、陽離子分別為Oeq\o\al(－,2)、K＋，晶體中K＋與Oeq\o\al(－,2)間形成離子鍵，Oeq\o\al(－,2)中O—O鍵為共價鍵。作為面心立方晶體，每個晶胞中含有K＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(個)，Oeq\o\al(－,2)：1＋12×eq\f(1,4)＝4(個)，晶胞中與每個K＋最近且距離相等的Oeq\o\al(－,2)有6個，最近且距離相等的K＋有12個。6．某晶體的一部分如圖所示，這種晶體中A、B、C三種粒子數之比是()A．3∶9∶4 B．1∶4∶2C．2∶9∶4 D．3∶8∶4答案B解析A粒子數為6×eq\f(1,12)＝eq\f(1,2)；B粒子數為6×eq\f(1,4)＋3×eq\f(1,6)＝2；C粒子數為1；故A、B、C粒子數之比為1∶4∶2。7．下列各組晶體物質中，化學鍵類型相同，晶體類型也相同的是()①SiO2與SO3②C3N4(硬度大，熔點高)與SiC③CO2與SO2④晶體氖與晶體氮⑤NaCl與AlCl3⑥NH4Cl與NaOH⑦MgCl2與SiCl4A．①③⑥ B．②③⑥C．②④⑥ D．⑤⑥⑦答案B解析①SiO2為原子晶體，SO3為分子晶體，錯誤；②C3N4與SiC均是含有共價鍵的原子晶體，正確；③CO2與SO2分子中都只含極性共價鍵，都屬于分子晶體，正確；④晶體氖與晶體氮都是分子晶體，但晶體氖中不含化學鍵，晶體氮的分子中含有共價鍵，錯誤；⑤NaCl為離子晶體，AlCl3為分子晶體，錯誤；⑥NH4Cl與NaOH均為離子晶體，均含有離子鍵和共價鍵，正確；⑦MgCl2屬于離子晶體，SiCl4屬于分子晶體，錯誤。8．下列有關說法不正確的是()A．水合銅離子的模型如圖1所示，1個水合銅離子中有4個配位鍵B．CaF2晶體的晶胞如圖2所示，每個CaF2晶胞平均占有4個Ca2＋C．H原子的電子云圖如圖3所示，H原子核外大多數電子在原子核附近運動D．金屬銅中Cu原子堆積模型如圖4，為最密堆積，每個Cu原子的配位數均為12答案C解析從圖1可以看出水合銅離子中有1個銅離子和4個配位鍵，A正確；按均攤法，每個晶胞中有Ca2＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，B正確；H原子只有1個電子，電子云中點的疏密程度表示電子出現的機率密度，C錯誤；從圖4中可以看出中心的銅原子的配位數為12，D正確。9．以NA表示阿伏加德羅常數的值，下列說法錯誤的是()A．18g冰(圖1)中含O—H鍵數目為2NAB．28g晶體硅(圖2)中含有Si—Si鍵數目為2NAC．44g干冰(圖3)中含有NA個晶胞結構單元D．石墨烯(圖4)是碳原子單層片狀新材料，12g石墨烯中含C—C鍵數目為1.5NA答案C解析1個水分子中含有2個O—H鍵，18g冰的物質的量為1mol，含O—H鍵數目為2NA，A項正確；28g晶體硅中含有1molSi原子，每個硅原子與其他4個Si形成4個Si—Si鍵，每個硅原子形成的共價鍵為eq\f(1,2)×4＝2，則1mol單質硅含有2molSi—Si鍵，B項正確；1個晶胞結構單元含有4個二氧化碳分子，44g干冰中含有晶胞結構單元個數小于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鍵為1.5個，12g石墨烯即1mol所含碳碳鍵數目為1.5NA，D項正確。二、非選擇題(共46分)10．(16分)砷化鎵(GaAs)是優良的半導體材料，可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態Ga原子的核外電子排布式為[Ar]________。(2)根據元素周期律，元素的電負性Ga________(填“大于”或“小于”，下同)As，第一電離能B________Ga；BF3和NH3的分子能夠通過配位鍵相結合的原因是________。(3)殺蟲劑Na3AsO4中陰離子的空間構型為________，As原子采取________雜化。(4)組成相似的GaF3和GaCl3晶體，前者屬于離子晶體，后者屬于分子晶體，從F－和Cl－結構的不同分析其原因是_____________。(5)原子晶體GaAs的晶胞參數a＝xpm，它的晶胞結構如圖所示。該晶胞內部存在的共價鍵數為________；A原子距離B原子所在六面體的側面的最短距離為________(用x表示)pm；該晶體的密度為________g·cm－3。(阿伏加德羅常數的值用NA表示)答案(1)3d104s24p1(2)小于大于NH3中的N具有孤對電子，BF3中的B核外具有空軌道(3)正四面體sp3(4)Cl－的電子層數比F－的多，離子半徑比F－的大(5)160.25xeq\f(5.8×1032,x3·NA)解析(3)AsOeq\o\al(3－,4)中As原子的雜化軌道數為eq\f(5＋3,2)＝4，所以AsOeq\o\al(3－,4)的空間構型為正四面體。As原子采取sp3雜化。(5)由晶胞結構圖可知每個Ga原子與4個As原子形成4個共價鍵，4個Ga原子共形成16個共價鍵；Ga原子距離As原子所在六面體的側面的最短距離為0.25xpm。1個晶胞中含有4個GaAs，故該晶體的密度為eq\f(70＋75×4,NA)g÷(x×10－10cm)3＝eq\f(5.8×1032,x3·NA)g·cm－3。11．(15分)確定物質性質的重要因素是物質結構。請回答下列問題。(1)A、B、C、D為四種晶體，性質如下：A．固態時能導電，能溶于鹽酸B．能溶于CS2，不溶于水C．固態時不導電，液態時能導電，可溶于水D．固態、液態時均不導電，熔點為3500℃試推斷它們的晶體類型：A．________；B.________；C.________；D.________。(2)實驗證明：KCl、MgO、CaO、TiN這4種晶體的結構與NaCl晶體結構相似(如圖1所示，其中TiN中N呈－3價)，已知3種離子晶體的晶格能數據如下表：離子晶體KClMgOCaO晶格能/kJ·mol－171537913401則該4種離子晶體的熔點從高到低的順序是_______________。(3)某離子X＋中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層，它與N3－形成晶體的結構如圖2所示。X的元素符號是________，與同一個N3－相連的X＋有________個。(4)鐵有δ、γ、α三種同素異形體(如圖3)，則δ晶胞原子堆積名稱為______________。若α－Fe晶胞邊長為a，γ－Fe晶胞邊長為b，則兩種晶體密度比為________。答案(1)金屬晶體分子晶體離子晶體原子晶體(2)TiN>MgO>CaO>KCl(3)Cu6(4)體心立方堆積b3∶4a解析(2)離子晶體中，離子半徑越小，離子所帶電荷越多，晶格能越大，熔點越高。(3)某離子X＋中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層，該離子含有28個電子，則X＋為Cu＋；采用X、Y、Z三軸切割的方法知與N3－相連的Cu＋個數是6。(4)δ晶胞原子堆積名稱為體心立方堆積。根據晶胞結構可知，α－Fe晶胞、γ－Fe晶胞中含有的鐵原子分別為1個和4個，所以有：ρ(α－Fe)＝eq\f(56,NA·a3)，ρ(γ－Fe)＝eq\f(4×56,NA·b3)，α－Fe和γ－Fe兩種晶體的密度比為b3：4a3。12．(15分)鈦對酸、堿具有較強的耐腐蝕性，密度小，比強度高，已成為化工生產中重要的材料?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態鈦原子的價電子排布式為________，其原子核外未成對電子有________個。金屬鈦晶胞如圖所示，晶胞參數為a＝b＝295.08pm，c＝468.55pm，α＝β＝90°，γ＝120°，則金屬鈦為________堆積(填堆積方式)，其中鈦原子的配位數為________。(2)用熔融的鎂在氬氣中還原TiCl4可得到多孔的海綿鈦。已知TiCl4在通常情況下是無色液體，熔點為－25℃，沸點為136℃，由此可知TiCl4為________晶體。(3)通過X-射線探明KCl、CaO、TiN晶體與NaCl晶體結構相似，且知兩種離子晶體的晶格能數據如下：離子晶體KClCaO晶格能/(kJ·mol－1)7153401解釋KCl晶格能小于CaO的原因：___________________________________________________________________________________。(4)鈦可與C、N、O等元素形成二元化合物，C、N、O元素的電負性由大到小的順序是________。(5)鈣鈦礦晶體的晶胞結構如圖所示，則該晶體的化學式為____________。答案(1)3d24s22六方最密12(2)分子(3)KCl、CaO均是離子晶體，而K＋的半徑大于Ca2＋、K＋的電荷數小于Ca2＋，Cl－的半徑大于O2－、Cl－電荷數小于O2－，故KCl的晶格能小于CaO的晶格能(4)O>N>C(5)CaTiO3解析(1)鈦原子的核電荷數為22，其電子排布式為[Ar]3d24s2，則價電子排布式為3