1、跟踪检测(四十二) 晶体结构与性质1下列关于晶体的结构和性质的叙述正确的是( )A分子晶体中一定含有共价键B原子晶体中共价键越强,熔点越高C离子晶体中含有离子键,不含有共价键D金属阳离子只能存在于离子晶体中解析:选 B 稀有气体晶体为分子晶体,不含共价键, A 项错误;原子晶体中共价键越强,熔点越高, B 项正确;离子晶体中一定含有离子键,可能含有共价键,C 项错误;金属阳离子也可以存在于金属晶体中,D 项错误。2下列各组晶体物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是( )SiO 2 和 SO3 晶体硼和 HCl CO 2 和 SO2 晶体硅和金刚石 晶体氖和晶体氮 硫黄和碘A B C D解析
2、:选 C 属于分子晶体的有 SO3、HCl 、CO 2、SO 2、晶体氖、晶体氮、硫黄、碘,属于原子晶体的有 SiO2、晶体硼、晶体硅、金刚石,但晶体氖是由稀有气体分子构成的,分子间不存在化学键。3(2017仙桃模拟)下面有关晶体的叙述中,错误的是( )A白磷晶体中,分子之间通过共价键结合B金刚石的网状结构中,由共价键形成的最小碳环上有 6 个碳原子C在 NaCl 晶体中每个 Na (或 Cl )周围都紧邻 6 个 Cl (或 Na )D离子晶体在熔化时,离子键被破坏,而分子晶体熔化时,化学键不被破坏解析:选 A A 项,白磷晶体为分子晶体,分子之间通过范德华力结合,错误; B 项,金刚石的网
3、状结构中,由共价键形成的最小碳环上有 6 个碳原子,正确;C 项,在 NaCl晶体中每个 Na (或 Cl )周围都紧邻 6 个 Cl (或 Na ),正确;D 项,离子晶体在熔化时,离子键被破坏,而分子晶体熔化时,分子间作用力被破坏,化学键不被破坏,正确。4X 和 Y 两种元素的核电荷数之和为 22,X 的原子核外电子数比 Y 的少 6 个。下列说法中不正确的是( )AX 的单质固态时为分子晶体BY 的单质为原子晶体CX 与 Y 形成的化合物固态时为分子晶体DX 与碳形成的化合物为分子晶体解析:选 C 由题意可知,X 是 O,Y 是 Si。固态 O2 及 O 与碳形成的化合物(CO、 CO2
4、)均为分子晶体,Si 的单质为原子晶体,A 、B、D 正确;SiO 2 为原子晶体,C 错误。5(2017沈阳模拟)最近科学家成功的制成了一种新型的碳氧化合物,该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限伸展结构,下列对该晶体叙述错误的是( )A该物质的化学式为 CO2B晶体的熔沸点高、硬度大C晶体中碳原子数与 CO 化学键数之比为 14 中华.资*源%库 中/华- 资*源%库D该物质的性质与二氧化碳相似解析:选 D 晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合,每个氧原子和 2 个碳原子以共价单键相结合,所以碳氧原子个数比12,化学式为 CO2,A 正确;该化合
5、物晶体属于原子晶体,熔沸点高,硬度大,B 正确;该晶体中,每个碳原子含有 4 个 CO 共价键,C 原子与 CO 化学键数目之比为 14,C 正确;该化合物晶体属于原子晶体,二氧化碳为分子晶体,性质与二氧化碳不相似,D 错误。6(2017西安模拟)有下列离子晶体空间结构示意图:为阳离子,为阴离子。以 M 代表阳离子,N 代表阴离子,化学式为 MN2 的晶体结构为 ( )解析:选 B A 项,阳离子数目为 8 6 4,阴离子数目为 1,阳离子和阴离子18 12的比为 41,化学式为 M4N,错误;B 项,阳离子数目为 4 ,阴离子数目为 1,阳18 12离子和阴离子的比为 112,化学式为 MN
6、2,正确; C 项,阳离子数目为 3 ,12 18 38阴离子数目为 1,阳离子和阴离子的比为 138,化学式为 M3N8,错误;D 项,阳离38子数目为 8 1,阴离子数目为 1,阳离子和阴离子的比为 11,化学式为 MN,错误。187.(2017邢台模拟)某晶体的一部分如图所示,这种晶体中A、B 、 C 三种粒子数之比是 ( )A394 B142C294 D384解析:选 B A 粒子数为 6 ,B 粒子数为 6 3 2,C 粒子数为112 12 14 161,A、B、C 粒子数之比为 21142。128.(2017信阳模拟)已知 CsCl 晶体的密度为 gcm3 ,N A 为阿伏加德罗常
7、数,相邻的两个 Cs 的核间距为 a WWWZ 中/华- 资*源%库 cm,如图所示,则 CsCl 的相对分子质量可以表示为( )AN Aa3 B.NAa36C. D.NAa34 NAa38解析:选 A 该立方体中含 1 个 Cl ,Cs 个数8 1,根据 V 知,18 MNAMVN Aa 3NA,摩尔质量在数值上等于其相对分子质量,所以其相对分子质量是 a3NA。9.高温下,超氧化钾晶体呈立方体结构,晶体中氧的化合价部分为0 价,部分为2 价。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞,则下列说法正确的是( )A超氧化钾的化学式为 KO2,每个晶胞含有 4 个 K 和 4 个 O 2B晶体中每个 K
8、周围有 8 个 O ,每个 O 周围有 8 个 K 2 2C晶体中与每个 K 距离最近的 K 有 8 个D晶体中与每个 O 距离最近的 O 有 6 个 2 2解析:选 A 由晶胞的结构知,有 8 个 K 位于顶点,6 个 K 位于面心,则晶胞中含有的 K 数为 8 6 4 ;有 12 个 O 位于棱上,1 个 O 处于中心,则晶胞中含有18 12 2 2O 数为 12 14,所以超氧化钾的化学式为 KO2;晶体中每个 K 周围有 6 个 214O ,每个 O 周围有 6 个 K ,晶体中与每个 K (或 O )距离最近的 2 2 2K (或 O )有 12 个。 210.(2017衡水模拟)C
9、aC 2 晶体的晶胞结构与 NaCl 晶体的相似 (如图所示),但 CaC2 晶体中由于哑铃形的 C 存在,使晶胞沿一个方向拉长。下列关于22CaC2 晶体的说法中正确的是( )A1 个 Ca2 周围距离最近且等距离的 C 数目为 622B该晶体中的阴离子与 F2 是等 Z电子体C6.4 g CaC 2 晶体中含阴离子 0.1 molD与每个 Ca2 距离相等且最近的 Ca2 共有 12 个解析:选 C A 项,依据晶胞示意图可以看出,晶胞的一个平面的长与宽不相等,再由图中体心可知,1 个 Ca2 周围距离最近的 C 有 4 个,而不是 6 个,错误;B 项,C22含电子数为 26214,F
10、2 的电子数为 18,二者电子数不同,不是等电子体,错误;22C 项,6.4 g CaC2 为 0.1 mol,则含阴离子 0.1 mol,正确;D 项,与每个 Ca2 距离相等且最近的 Ca2 为 4 个,错误。11(2016海南高考)M 是第四周期元素,最外层只有 1 个电子,次外层的所有原子轨道均充满电子。元素 Y 的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题:(1)单质 M 的晶体类型为_,晶体中原子间通过_作用形成面心立方密堆积,其中 M 原子的配位数为_。(2)元素 Y 基态原子的核外电子排布式为_,其同周期元素中,第一电离能最大的是_(写元素符号)。元素 Y 的含氧酸中
11、,酸性最强的是_(写化学式),该酸根离子的立体构型为_。(3)M 与 Y 形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。该化合物的化学式为_,已知晶胞参数 a0.542 nm,此晶体的密度为_gcm3 。(写出计算式,不要求计算结果。阿伏加德罗常数为 NA)该化合物难溶于水但易溶于氨水,其原因是_。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色,深蓝色溶液中阳离子的化学式为_。解析:(1)根据题给信息推断 M 为铜元素,Y 为氯元素。单质铜的晶体类型为金属晶体,晶体中微粒间通过金属键作用形成面心立方密堆积,铜原子的配位数为 12。(2)氯元素为 17 号元素,位于第三周期,根据构造原理知其基态原子的核外电子
12、排布式为 1s22s22p63s23p5,同周期元素由左向右元素原子的第一电离能逐渐增大,故其同周期元素中,第一电离能最大的是 Ar。氯元素的含氧酸中,酸性最强的是 HClO4,该酸根离子中氯原子为 sp3 杂化,没有孤对电子,立体构型为正四面体形。(3)每个晶胞中含有铜原子个数为 81/861/24,氯原子个数为 4,该化合物的化学式为 CuCl,则 1 mol 晶胞中含有 4 mol CuCl,1 mol 晶胞的质量为 499.5 g,又晶胞参数 a0.542 nm,此晶体的密度为 或 499.5NA0.542310 21 4MCuClNAa310 21gcm3 。该化合物难溶于水但易溶于
13、氨水,其原因是 Cu 可与氨形成易溶于水的配位化合物。该溶液在空气中 Cu 被氧化为 Cu2 ,故深蓝色溶液中阳离子的化学式为Cu(NH 3)42 。答案:(1)金属晶体 金属键 12(2)1s22s22p63s23p5 Ar HClO 4 正四面体(3)CuCl 或499.5NA0.542310 21 4MCuClNAa310 21Cu 可与氨形成易溶于水的配位化合物( 或配离子) Cu(NH 3)4212(2016全国丙卷)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题:(1)GaF3 的熔点高于 1 000 ,GaCl 3 的熔点为 77.9
14、 ,其原因是_。(2)GaAs 的熔点为 1 238 ,密度为 gcm3 ,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_,Ga 与 As 以_键键合。Ga 和 As 的摩尔质量分别为 MGa gmol1 和 MAs gmol1 ,原子半径分别为 rGa pm 和 rAs pm,阿伏加德罗常数值为 NA,则 GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。Z解析:(1)GaF 3 的熔点高于 1 000 ,GaCl 3 的熔点为 77.9 ,其原因是 GaF3 是离子晶体,GaCl 3 是分子晶体,而离子晶体的熔点高于分子晶体。(2)GaAs 的熔点为 1 238 ,其熔点较高,据此推知 GaAs 为
15、原子晶体,Ga 与 As 原子之间以共价键键合。分析 GaAs 的晶胞结构,4 个 Ga 原子处于晶胞体内,8 个 As 原子处于晶胞的顶点、6 个 As 原子处于晶胞的面心,结合“均摊法”计算可知,每个晶胞中含有 4 个 Ga 原子,含有 As 原子个数为 81/86 1/24(个) ,Ga 和 As 的原子半径分别为rGapmr Ga1010 cm,r Aspmr As1010 cm,则原子的总体积为 V 原子4 (rGa1010cm)3(r As1010 cm)3 1030 (r r )cm3。又知 Ga 和 As 的43 163 3Ga 3As摩尔质量分别为 MGa gmol1 和 M
16、As gmol1 ,晶胞的密度为 gcm3 ,则晶胞的体积为 V 晶胞 4(M GaM As)/NA cm3,故 GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 100% 100%V原 子V晶 胞163 10 30r3Ga r3Ascm34MGa MAs NA cm3100%。410 30NAr3Ga r3As3MGa MAs答案:(1)GaF 3 为离子晶体,GaCl 3 为分子晶体(2)原子晶体 共价 100%410 30NAr3Ga r3As3MGa MAs13(2017河北三市联考)在一定条件下,金属相互化合形成的化合物称为金属互化物,如 Cu9Al4、Cu 5Zn8 等。(1)某金属
17、互化物具有自范性,原子在三维空间里呈周期性有序排列,该金属互化物属于_(填“晶体 ”或“非晶体”) 。(2)基态铜原子有_个未成对电子;Cu 2 的电子排布式为_;在 CuSO4 溶液中加入过量氨水,充分反应后加入少量乙醇,析出一种深蓝色晶体,该晶体的化学式为_,其所含化学键有_,乙醇分子中 C 原子的杂化轨道类型为 _。(3)铜能与类卤素(SCN) 2 反应生成 Cu(SCN)2,1 mol(SCN)2 分子中含有 键的数目为_。(SCN) 2 对应的酸有硫氰酸(HSCN)、异硫氰酸(HNCS) 两种。理论上前者沸点低于后者,其原因是_。(4)ZnS 的晶胞结构如图 1 所示,在 ZnS 晶
18、胞中,S 2 的配位数为_。(5)铜与金形成的金属互化物的晶胞结构如图 2 所示,其晶胞边长为 a nm,该金属互化物的密度为_gcm 3 。( 用含 a、N A 的代数式表示)解析:(1)晶体中原子呈周期性有序排列,有自范性,而非晶体中原子排列相对无序,无自范性,题述金属互化物属于晶体。(2)基态铜原子的电子排布式为 Ar3d104s1,有 1 个未成对电子;Cu 2 的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d9 或 Ar3d9;得到的深蓝色晶体为Cu(NH3)4SO4, Cu(NH3)4SO4 中含有离子键、共价键、配位键。乙醇分子中 C 原子的杂化轨道类型为 sp3。(3) 类卤
19、素(SCN) 2 的结构式为 NCSSCN,1 mol(SCN)2 中含 键的数目为5NA。异硫氰酸(HNCS)分子中 N 原子上连接有 H 原子,分子间能形成氢键,故沸点高。 (4)根据题中图 1 知,距离 Zn2 最近的 S2 有 4 个,即 Zn2 的配位数为 4,而 ZnS 中 Zn2 与S2 个数比为 11,故 S2 的配位数也为 4。(5) 根据均摊法,铜与金形成的金属互化物晶胞中 Cu 的个数为 6 3,Au 的个数为 8 1,该金属互化物的化学式为 Cu3Au,该金12 18属互化物的密度为 gcm3 gcm3 。1NA364 1197a10 73 3.891023a3NA答案:(1)晶体 (2)1 1s 22s22p63s23p63d9 或Ar3d 9 Cu(NH 3)4SO4 共价键、离子键、配位键 sp 3 (3)5NA 异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸不能 (4)4(5) (或其他合理答案 )3.891023a3NA