复习题教案1

晶体结构与性质

(计时：45分钟

满分：100分) 一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分) 1．下列变化需克服相同类型作用力的是(

) A．碘和干冰的升华

B．硅和C60的熔化

C．氯化氢和氯化钠的溶解

D．溴和汞的气化

解析

A项均属于分子晶体，克服范德华力，正确；B项，硅属于原子晶体，破坏的是共价键，C60属于分子晶体，克服范德华力；C项，HCl溶解破坏的是共价键，NaCl溶解破坏的是离子键；D项，溴、汞的气化分别克服范德华力、破坏金属键。

答案

A 2．下列说法正确的是(

) A．原子晶体中只存在非极性共价键

B．稀有气体形成的晶体属于分子晶体

C．干冰升华时，分子内共价键会发生断裂

D．金属元素和非金属元素形成的晶体一定是离子晶体

解析

如Si3N4为原子晶体，但存在极性共价键，A项错误；稀有气体分子间只存在范德华力，形成的晶体属于分子晶体，B项正确；干冰升华时，只破坏分子间作用力，分子内共价键不会发生断裂，C项错误；如氯化铝为分子晶体，D项错误。

答案

B 3．下列物质形成的晶体中，其中任何一个原子都被相邻的四个原子包围，以共价键形成正四面体，并向空间伸展成网状结构的是(

) A．四氯化碳

C．金刚石

B．石墨

D．二氧化硅

解析

这种晶体应是原子晶体，二氧化硅中一个氧原子与两个硅原子直接相连，不符合题意。

答案

C 4．有关晶体的下列说法中正确的是(

) A．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定

B．原子晶体中共价键越强，熔点越高

C．金属晶体发生形变时，金属键发生断裂

D．氯化钠熔化时离子键未被破坏

解析

分子稳定性取决于分子内化学键的强弱，而与分子间作用力无关，A项错；金属晶

体发生形变时，金属键未断裂，C项错；氯化钠熔化时离子键被破坏，D项错。

答案

B 5．下面有关晶体的叙述中，错误的是(

) A．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

B．在NaCl晶体中每个Na(或Cl)周围都紧邻6个Cl(或6个Na) C．白磷晶体中，分子之间通过共价键结合

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

金刚石的网状结构中，每个最小的碳环上有6个碳原子，碳原子之间以共价键连接成环； NaCl晶体的配位数为6；白磷的化学式为P4，结构为正四面体形，键角为60°，分子内以P—P共价键结合，而P4分子间以分子间作用力结合，而非共价键；离子晶体熔化时，离子键被断开，而分子晶体熔化时，分子并未发生改变。

答案

C 6．下表所列物质晶体的类型全部正确的一组是(

) 选项

A. B. C. D. 原子晶体

氮化硅

单晶硅

金刚石

铁

离子晶体

磷酸

氯化铝

烧碱

尿素

分子晶体

单质硫

白磷

冰

冰醋酸

＋－－＋解析

根据构成晶体的微粒确定晶体类型，原子晶体的构成微粒是原子，分子晶体的构成微粒是分子，离子晶体的构成微粒是阴、阳离子。磷酸的构成微粒是分子，所以磷酸属于分子晶体，A项错误；单晶硅的构成微粒是原子，所以属于原子晶体，白磷的构成微粒是分子，属于分子晶体，但是氯化铝属于共价化合物，构成微粒是氯化铝分子，所以属于分子晶体，B项错误；金刚石的构成微粒是原子，所以属于原子晶体，烧碱的构成微粒是阴、阳离子，所以属于离子晶体，冰的构成微粒是分子，所以属于分子晶体，C项正确；铁的构成微粒是金属阳离子和自由电子，所以属于金属晶体，尿素的构成微粒是分子，属于分子晶体，D项错误。

答案

C 7．元素X的某价态离子X中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N形成晶体的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(

) n＋3－

A．X元素的原子序数是19 B．该晶体中阳离子与阴离子个数比为3∶1

C．X中n＝1 D．晶体中每个X周围有2个等距离且最近的N

解析

从“元素X的某价态离子X中所有电子正好充满K、L、M三个电子层”可以看出，1n＋n＋n＋X共有28个电子，A项错误；图中X位于每条棱的中点，一个晶胞拥有的X个数为12×＝413－3－3，N位于顶点，一个晶胞拥有N的个数为8×＝1，B项正确；由于该物质的化学式为X3N，8故X显＋1价，C项正确；D项正确。

答案

A 8．关于下列几种离子晶体，说法不正确的是(

) A．由于NaCl晶体和CsCl晶体中阳阴离子半径比不相等，所以两晶体中离子的配位数不相等

B．CaF2晶体中，Ca配位数为8，F配位数为4，配位数不相等主要是由于F、Ca电荷(绝对值)不相同

C．MgO的熔点比MgCl2高，主要是因为MgO的晶格能比MgCl2大

D．MCO3中M半径越大，MCO3热分解温度越低

解析

离子晶体中的离子配位数由晶体中阳离子和阴离子的半径比决定，阳离子和阴离子半径比越大，配位数越多，NaCl晶体小于CsCl晶体中阳离子和阴离子半径比，所以NaCl晶体中离子配位数为6，而CsCl晶体中离子配位数为8，A项正确；在CaF2晶体中，Ca和F－2＋2＋2＋－－2＋n＋n＋3－n＋的电荷绝对值之比是2∶1，Ca的配位数为8，F的配位数为4，B项正确；晶格能越大，物2＋－质越稳定，熔点越高，MgO的晶格能比MgCl2大，所以MgO的熔点比MgCl2高，C项正确；MCO3中M半径越大，极化力越弱，它对CO3的反极化作用越弱，碳酸盐也就越稳定，分解温度越高，D项错误。

答案

D 9．最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导晶体的一个晶胞如图所示，则该晶体的化学式为(

) 2＋2－

A．Mg2CNi3

B．MgC2Ni

C．MgCNi2

D．MgCNi3

解析

根据晶胞的结构模型可知，碳原子位于晶胞的体心上，所以晶胞中含有一个碳原11子；镁原子位于顶点，则其个数为8×＝1；镍原子位于面心处，其个数为6×＝3，所以该82晶体的化学式为MgCNi3。

答案

D 10．下列说法正确的是(

) A．Al2O3硬度高，熔点为2 054 ℃，沸点为2 980 ℃，属于原子晶体

B．在晶体中，只要有阴离子一定有阳离子

C．某固态单质能导电，该单质一定属于金属晶体

D．SiO2分子中每个Si原子周围有4个O原子，每个O原子周围有2个Si原子

解析

Al2O3熔沸点较高，熔融状态下可导电，工业上用于电解制备铝，属于离子晶体，A项错误；晶体中有阴离子，就一定有带正电荷的粒子，即阳离子，B项正确；石墨固体能导电，但石墨不是金属晶体，C项错误；二氧化硅是原子晶体，其结构中不存在二氧化硅分子，D项错误。

答案

B 二、非选择题(本大题共4小题，共50分) 11．(12分)氟在自然界中常以CaF2的形式存在。

(1)下列有关CaF2的表述正确的是________。

a．Ca与F间仅存在静电吸引作用

b．F的离子半径小于Cl，则CaF2的熔点高于CaCl2

c．阴阳离子比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同

d．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电

(2)CaF2难溶于水，但可溶于含Al的溶液中，原因是________________________(用离子方程式表示)。已知AlF6在溶液中可稳定存在。

(3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为________，其中氧原子的杂化方式为________。

(4)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)＋3F2(g)===2ClF3(g) ΔH＝－313 kJ·mol，F—F键的键能为159 kJ·mol，Cl—Cl键的键能为242 kJ·mol，则ClF3中Cl—F键的平均键能为________ kJ·mol。ClF3的熔、沸点比BrF3的________(填“高”或“低”)。

解析

(1)CaF2为离子化合物，熔融状态下能导电，Ca与F间既有静电吸引作用，又有静电排斥作用，a项错，d项对；离子半径越小，离子键越强，故CaF2的熔点高于CaCl2熔点，b项对；阴阳离子比为2∶1的物质，其晶体构型与阴阳离子的半径的相对大小有关，c项错。

2＋－－1－1－1－13－3＋－－2＋－

(2)由题中信息可知Al与F结合生成较稳定的AlF6，导致溶解平衡CaF2－3＋2＋3＋－3－2＋(aq)＋2F(aq)右移而使CaF2溶解，故反应的离子方程式可表示为3CaF2＋Al===3Ca＋AlF6。

13(3)中心原子O原子的孤电子对数为×(6－1×2)＝2，形成了2个σ键，采取sp杂化，2分子构型为V形。

(4)设Cl—F键的平均键能为a kJ·mol，则159 kJ·mol×3＋242 kJ·mol－6a＝－313 kJ·mol，解得a＝172 kJ·mol。ClF3与BrF3分子结构相似，前者相对分子质量较小，分子间作用力较小，熔、沸点较低。

答案

(1)bd (2)3CaF2＋Al===3Ca＋AlF6

(3)V形

sp

(4)172 低

12．(12分)早期发现的一种天然二十四面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题：

(1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过________方法区分晶体、准晶体和非晶体。

(2)基态Fe原子有________个未成对电子，Fe的电子排布式为________________。可用硫氰化钾检验Fe，形成的配合物的颜色为________。

(3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化为乙酸，而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为________，1 mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是__________________________。Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有________个铜原子。

(4)Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405 nm，晶胞中铝原子的配位数为__________，列式表示Al单质的密度为________________g·cm(不必计算出结果)。

解析

(2)Fe为26号元素，从第四周期第ⅠA族的K开始数，数到第8个即为Fe，所以Fe的核外电子排布式为[Ar]3d4s，3d轨道上有4个未成对电子。

626－33＋3＋33＋2＋3－－1－1－1－1－13－(3)乙醛的结构式为，①号碳原子形成4个σ键，为sp杂化，②号碳原312子形成3个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp；利用均摊法得氧原子的个数为：4＋6×＋218×＝8，依据化学式Cu2O可知Cu原子为16。

8

(4)面心立方晶体结构如图，选择顶点上一个Al原子为中心原子，在此晶胞中与其最近的Al原子为三个面心上的Al原子，中心原子周围共有8个晶胞，且面心1上的Al原子被2个晶胞共用，所以配位数＝3×8×＝12；一个晶胞中含有4个Al原子，所24×27一个晶胞的质量3以一个晶胞的质量为 g，一个晶胞的体积为a，依据密度＝代入即可。

NA一个晶胞的体积答案

(1)X­射线衍射

(2)4 1s2s2p3s3p3d

血红色

(3)sp、sp

6NA

CH3COOH存在分子间氢键

16 (4)12 4×276.02×1023－7332226265

13．(13分)硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。请回答下列问题：

(1)Ga与B同主族，Ga的基态原子核外电子排布式为________；B、C、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是________。

(2)硼酸(H3BO3)是白色片状晶体(层状结构如图)，有滑腻感，在冷水中溶解度很小，加热时溶解度增大。

①硼酸中B原子的杂化轨道类型为________。

②硼酸晶体中存在的作用力有范德华力和________。

③加热时，硼酸的溶解度增大，主要原因是______________。

④硼酸是一元弱酸，在水中电离时，硼酸结合水电离出的OH而呈酸性。写出硼酸的电离方程式_______________。

(3)硼氢化钠(NaBH4)是有机化学中的一种常用还原剂，在热水中水解生成硼酸钠和氢气，用化学方程式表示其反应原理_________。

[BH4]的空间构型是________。

(4)B3N3H6可用来制造具有耐油、耐高温性能的特殊材料。写出它的一种等电子体物质的分子式________。

(5)硼化镁晶体在39 K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，如图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为________。

－－

(6)金刚石的晶胞如图所示。立方氮化硼的结构与金刚石相似，已知晶胞边长为361.5 pm，则立方氮化硼的密度是________g·cm(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数用NA表示)。

答案

(1)1s2s2p3s3p3d4s4p或[Ar]3d4s4p

O>C>B (2)①sp

②氢键、共价键

③加热破坏了硼酸分子之间的氢键

④H3BO3＋H2－22262610211021－3

＋[B(OH)4]＋H

△△(3)NaBH4＋4H2O=====Na[B(OH)4]＋4H2↑或NaBH4＋2H2O=====NaBO2＋4H2↑

正四面体

(4)C6H6

(5)MgB2

(6)4×25－103

×NA14．(13分)金属钛性能优越，被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。

(1)Ti基态原子的电子排布式为______________。

(2)钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物。电负性：C________(填“>”或“<”，下同)B；第一电离能：N________O，原因是_______________________________。

(3)月球岩石——玄武岩的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)。FeTiO3与80%的硫酸反应可生成TiOSO4。SO4的空间构型为________形，其中硫原子采用________杂化，写出SO4的一种等电子体的化学式：________。

(4)Ti的氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐CaTiO3，CaTiO3的晶体结构如图所示(Ti位于立方体的顶点)。该晶体中，Ti和周围________个O相紧邻。

(5)Fe能形成多种氧化物，其中FeO晶胞结构为NaCl型。晶体中实际上存在空位、错位、杂质原子等缺陷，晶体缺陷对晶体的性质会产生重大影响。由于晶体缺陷，在晶体中Fe和O的个数比发生了变化，变为FexO(x<1)，若测得某FexO晶体密度为5．71 g·cm，晶胞边长为4.28×10代数式表示，不要求算出具体结果)。

答案

(1)1s2s2p3s3p3d4s或[Ar]3d4s

(2)> > N原子中2p轨道处于半充满状态，比较稳定

(3)正四面体

sp

ClO4(或其他合理答案) (4)12 NA(5)－833－226262222－3－102－4＋4＋2－2－

m，则FexO中x＝________(用4×5616－

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