复习题教案和学案内容

第3章

晶体结构与性质

练习题

1．如图是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法中正确的是

(

)

①a是晶体

②a是非晶体

③b是晶体

④b是非晶体

A．①④

答案

A 解析

晶体有固定的熔点，由图a来分析，中间有一段温度不变但一直在吸收能量，这段就代表a晶体在熔化；由b曲线可知，温度一直在升高，没有一个温度是停留的，所以找不出固定的熔点，b为非晶体。

2．最近发现一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，

顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原

子，它的化学式为 A．Ti14C13

C．Ti4C4 答案

A 解析

由题意知该物质是气态团簇分子，题图所示应是该物质的一个完整的分子，由14个钛原子和13个碳原子构成，A项正确；此题目极易因审题不严密，误认为是晶111体而视钛与碳原子的个数比为(×8＋×6)∶(×12＋1)＝1∶1，错选B项或C项。

8243.测知氯化钠晶体中相邻的Na与Cl的距离为a cm，该晶体密度为

＋－

B．②④

C．①③

D．②③

(

)

B．TiC D．Ti4C3

d

g·cm－3，则阿伏加德罗常数可表示为

(

) A.C.0.585 34ad58.53 2ad

B.58.53

8ad

117D.3

ad答案

C 解析

一个NaCl的晶胞中所包含的Na与Cl数目并不是1个而是4个，即1个NaCl晶胞的体积实际上是4个Na和4个Cl共同所占的体积。由NaCl晶胞示意图可知11＋－333个Na与1个Cl共同占有的体积为V＝×(2a

cm)＝2a

cm，由等式NA·d·V＝58.5，4＋－＋－

58.5可得NA＝3。

2ad4．下列说法中，正确的是

(

) A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂

B．原子晶体中，共价键越强，熔点越高

C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高

D．分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定

答案

B 解析

A项，冰为分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力，故A项错误；B项，原子晶体熔点的高低取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，故B项正确；C项，分子晶体熔、沸点的高低取决于分子间作用力的大小，而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小，所以C项错误，D项也错误。

5．关于SiO2晶体的叙述中，正确的是

(

) A．通常状况下，60 g SiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数) B．60 g SiO2晶体中，含有2NA个Si—O键

C．晶体中与同一硅原子相连的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点

D．SiO2晶体中含有1个硅原子，2个氧原子

答案

C 解析

60 g SiO2晶体即1 mol SiO2，晶体中含有Si—O键数目为4 mol(每个硅原子、氧原子分别含有4个、2个未成对电子，各拿出一个单电子形成Si—O共价键)，含4NA个Si—O键；SiO2晶体中含有无数的硅原子和氧原子，只是硅氧原子个数比为1∶2。在SiO2晶体中，每个硅原子和与其相邻且最近的4个氧原子形成正四面体结构，硅原子处于该正四面体的中心，而4个氧原子处于该正四面体的4个顶点上。

6．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

(

) ①SiO2和SO3

②晶体硼和HCl ③CO2和SO2

④晶体硅和金刚石

⑤晶体氖和晶体氮

⑥硫黄和碘

A．①②③

C．③④⑥

答案

C 解析

本题中属于分子晶体的有SO3、HCl、CO2、SO2、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，稀有气体分子间不存在化学键。

7．下列关于金属键的叙述中，不正确的是

(

)

B．④⑤⑥

D．①③⑤

A．金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用，其

实质与离子键类似，也是一种电性作用

B．金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，所以与共价键类似，也有方向性和饱和性

C．金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用，故金属键无饱和性和方向性

D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动

答案

B 解析

从基本构成微粒的性质看，金属键与离子键的实质类似，都属于电性作用，特征都是无方向性和饱和性，自由电子是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属的所有阳离子所共有，从这个角度看，金属键与共价键有类似之处，但两者又有明显的不同，如金属键无方向性和饱和性。

8．下列关于金属晶体和离子晶体的说法中错误的是

A．都可采取“紧密堆积”的结构

B．都含离子

C．一般具有较高的熔点和沸点

D．都能导电

答案

D 解析

金属晶体和离子晶体都可采取紧密堆积，离子晶体的熔、沸点较高，金属晶体的熔、沸点虽然有较大的差异，但是大多数的熔、沸点还是比较高的。所以，A、C两选项的叙述是正确的；金属晶体由金属阳离子和自由电子组成，离子晶体由阳离子和阴离子组成，所以二者都含有离子，因此，B选项也是正确的；金属晶体中有自由电子，可以在外加电场的作用下定向移动，而离子晶体的阴、阳离子不能自由移动，因此不具有导电性，所以应该选择D选项。

9．如下图，铁有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法正确的是

(

)

(

)

A．γ­Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个

B．α­Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个

C．将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同

D．三种同素异形体的性质相同

答案

B 解析

A项，γ­Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子为12个；C项，冷却到不同的温度，得到的晶体类型不同；D项，同素异形体的性质不同。

10．根据下列几种物质的熔点和沸点数据，判断下列有关说法中，错误的是(

) 物质

熔点/℃

沸点/℃

NaCl 810 1 465 5MgCl2

710 1 418 AlCl3

190 182.7 SiCl4

－68 57 单质B 2 300 2 500 注：AlCl3熔点在2.02×10 Pa条件下测定。

A．SiCl4是分子晶体

B．单质B是原子晶体

C．AlCl3加热能升华

D．MgCl2所含离子键的强度比NaCl大

答案

D 解析

三类不同的晶体由于形成晶体的粒子和粒子间的作用力不同，因而表现出不同的性质。原子晶体具有高的熔沸点，硬度大、不能导电。而离子晶体也具有较高的熔、沸点，较大的硬度，在溶液中或熔融状态下能导电。分子晶体熔、沸点低，硬度小，不导电，熔化时无化学键断裂，据这些性质可确定晶体类型。根据上述性质特点及表中数据进行分析，NaCl的熔、沸点均比MgCl2高，所以NaCl晶体中的离子键应比MgCl2的强，故D不正确。

11．下列7种物质：①白磷(P4) ②水晶

③氯化铵

④氢氧化钙

⑤氟化钠

⑥过氧化钠

⑦石墨，固态下都为晶体，回答下列问题(填写序号)：

(1)不含金属离子的离子晶体是______，只含离子键的离子晶体是______，既有离子键又有非极性键的离子晶体是______，既有离子键又有极性键的离子晶体是______。

(2)既含范德华力又有非极性键的晶体是________，熔化时既要克服范德华力又要破坏化学键的是______，熔化时只破坏共价键的是________。

答案

(1)③

⑤

⑥

③和④

(2)①⑦

⑦

②

解析

(1)属于离子晶体的有③④⑤⑥，其中③只含非金属元素，NaF中只含离子键，Na2O2中有离子键和非极性共价键，NH4Cl和Ca(OH)2有离子键和极性共价键。

(2)分子晶体中含范德华力，只有白磷、石墨晶体中既有范德华力又有共价键，水晶中只含共价键。

12．纯铜在工业上主要用来制造导线、电器元件等，铜能形成＋1和＋2价的化合物。回答下列问题：

(1)写出基态Cu的核外电子排布式：____________；C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是___________________________________________________。

＋

(2)如图是铜的某种氧化物的晶胞示意图，该氧化物的化学式

为__________。

(3)向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，在滴加氨水至

沉淀刚好全部溶解时可得到蓝色溶液，继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深

蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O沉淀。该深蓝色沉淀中的NH3通过________键与中心离

子Cu结合；NH3分子中N原子的杂化方式是______________________________；

与NH3分子互为等电子体的一种微粒是____________(任写一种)。

(4)CuO的熔点比CuCl的熔点________(填“高”或“低”)。

(5)CuO在高温下易转化为Cu2O，其原因是________________________________。

答案

(1)1s2s2p3s3p3d

N、O、C (2)CuO (3)配位

sp

H3O(或其他合理答案) (4)高

(5)Cu2O中Cu的d轨道为全充满状态，较稳定

解析

(1)铜等过渡金属原子失电子时，先失最外层电子，故基态Cu的核外电子排布式是1s2s2p3s3p3d或[Ar]3d；C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是N、O、C。

(2)从晶胞示意图分析，含A、B两种原子的数目之比为1∶1，故该铜的氧化物的化学式为CuO。

(3)[Cu(NH3)4]SO4·H2O中NH3通过配位键与中心离子Cu结合；NH3分子中N原子的杂化方式是sp；与NH3分子互为等电子体的微粒有H3O等。

(4)氧元素的电负性比氯元素的大，与铜形成的化学键中离子键强度较大，故CuO的熔点比CuCl的熔点高。

(5)CuO高温易转化为Cu2O的原因是Cu2O中Cu的d轨道为全充满状态，较稳定。

13．如图，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na或Cl所处的位置，

这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。

(1)请将其中代表Na的圆圈涂黑(不必考虑体积大小)，以完成

NaCl晶体结构示意图。

(2)晶体中，在每个Na的周围与它最接近的且距离相等的Na共有________个。

(3)晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的Na或Cl为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中Cl的个数等于________，即(填计算式)__________；Na的个数等于________，即(填计算式)____________。

(4)设NaCl的摩尔质量为Mr

g·mol，食盐晶体的密度为ρ

g·cm，阿伏加德罗－1－3＋＋－－＋＋＋＋－3＋2＋226261010＋3＋22626102＋

常数的值为NA。食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为______cm。

答案

(1)3(4)2·111(2)12

(3)4

12×＋1＝4

4

8×＋6×＝4 482Mr

2ρNA解析

(1)如答案所示。

(2)与Na最接近的且距离相等的Na共有12个。

(3)根据离子晶体的晶胞，求阴、阳离子个数比的方法是：

①处于顶点的离子，同时为8个晶胞共有，每个离子有1/8属于晶胞。②处于棱上的离子，同时为4个晶胞共有，每个离子有1/4属于晶胞。③处于面上的离子，同时为2个晶胞共有，每个离子有1/2属于晶胞。④处于晶胞内部(体心)的离子，则11－＋完全属于该晶胞。由此可知，在NaCl晶胞中，含Cl：12×＋1＝4个；含Na：8×481＋6×＝4个。

2(4)设Cl与Na的最近距离为a cm，则两个最近的Na间的距离为2a cm，又：－＋＋＋＋a＋a43·ρ3·NA＝Mr即：a＝3MrMr＋，所以Na间的最近距离为2·。

2ρNA2ρNA14．金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：

(1)Ni原子的核外电子排布式为______________________________________；

(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni和

Fe的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO________FeO(填“<”或“>”)；

(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为________、________；

(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如下图所示。该合金的化学式为________；

2＋2＋

(5)丁二酮肟常用于检验Ni：在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni反应可生成鲜红色沉淀，其结构如下图所示。

2＋2＋

①该结构中，碳碳之间的共价键类型是σ键，碳氮之间的共价键类型是__________，氮镍之间形成的化学键是__________；

②该结构中，氧氢之间除共价键外还可存在________；

③该结构中，碳原子的杂化轨道类型有______________。

答案

(1)[Ar]3d4s或1s2s2p3s3p3d4s

(2)> (3)6 6 (4)LaNi5

(5)①σ键、π键

配位键

②氢键

③sp杂化、sp杂化

解析

(1)Ni是28号元素，其核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s。

(2)因为两者都是离子晶体，故离子半径越小，离子键越强，物质的熔、沸点越高，故熔点NiO>FeO。

(3)由于NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同，故Ni和O的配位数均为6。

(4)由图示可以看出，La原子均在晶体的8个顶点上，而Ni原子有1个在中心，另11外的8个在面上，故La原子个数＝8×＝1，Ni原子个数＝1＋8×＝5，故化学式82为LaNi5。

(5)①由于碳氮之间是双键，故既有σ键，又有π键。氮镍之间形成的化学键是配位键。②由于氧的电负性很大，故氧氢之间除共价键外还可能存在氢键。③由结构中碳原子的成键特点可以看出，类似于乙烯分子中的碳原子，故发生的是sp杂化，同时分子中含有甲基，故这部分碳原子发生的是sp杂化。

32226268223822262682