高考化学大一轮复习 晶体结构与性质 18页

第3讲　晶体结构与性质 ‎[考纲解读]　1.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。3.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。4.了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的构成微粒、微粒间作用力的区别。‎ 考点一　晶体的常识 ‎1．晶体与非晶体 晶体 非晶体 结构特征 结构微粒________排列 结构微粒____排列 性质特征 自范性 熔点 异同表现 二者区 别方法 间接方法 看是否有固定的________‎ 科学方法 对固体进行________实验 ‎2. 得到晶体的途径 ‎(1)______________。‎ ‎(2)________________。‎ ‎(3)______________。‎ ‎3．晶胞 ‎(1)概念 描述晶体结构的________。‎ ‎(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置 ‎①无隙：相邻晶胞之间没有________。‎ ‎②并置：所有晶胞________排列、________相同。‎ ‎4．晶格能 ‎(1)定义 气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：______________。‎ ‎(2)影响因素 ‎①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越____。‎ ‎②离子的半径：离子的半径越____，晶格能越大。‎ ‎(3)与离子晶体性质的关系 晶格能越大，形成的离子晶体越________，且熔点越____，硬度越____。‎ ‎1．判断下列叙述是否正确：‎ ‎(1)固态物质一定是晶体 (　　)‎ ‎(2)冰和固体碘晶体中相互作用力相同 (　　)‎ ‎(3)晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列 (　　)‎ ‎(4)凡有规则外形的固体一定是晶体 (　　)‎ ‎2．(1)立方晶胞中，顶点、棱边、面心依次被多少个晶胞共用？‎ ‎ (2)六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被多少个晶胞共用？‎ ‎3．有关晶格能的叙述正确的是 (　　)‎ A．晶格能是气态离子形成1摩离子晶体释放的能量 B．晶格能通常取负值 C．晶格能越大，形成的离子晶体越不稳定 D．晶格能越大，物质的硬度反而越小 ‎4．下列物质均属于离子化合物，你认为可能作为耐火材料的是 (　　)‎ A．K2O2 B．Na2O C．NaCl D．Al2O3‎ 特别提醒　(1)具有规则几何外形的固体物质不一定是晶体，如玻璃。‎ ‎(2)晶胞是从晶体中“截取”出来的具有代表性的最小部分，而不一定是最小的“平行六面体”。‎ ‎(3)在计算晶胞中微粒个数的过程中，不要形成思维定势，任何形状的晶胞均可使用分割法。不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共用，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞所共用。考点二　四种晶体性质比较 ‎ 类型 比较 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体 构成粒子 ‎、‎ 粒子间的 相互作用力 硬度 有的____，有的____‎ 熔、沸点 有的____，有的____‎ 溶解性 相似相溶 难溶于任何溶剂 常见溶剂难溶 大多数易溶于水等极性 溶剂 导电、‎ 传热性 一般不导电，溶于水后有的导电 一般不具有导电性，个别为半导体 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 物质类别 及举例 所有非金属氢化物(如水、硫化氢)、部分非金属单质(如卤素X2)、部分非金属氧化物(如CO2、SO2)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(有机盐除外)‎ 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)，部分非金属化合物(如SiC、SiO2)‎ 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)‎ 金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)‎ ‎5．判断下列说法是否正确：‎ ‎(1)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子 (　　)‎ ‎(2)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 (　　)‎ ‎(3)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 (　　)‎ ‎(4)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 (　　)‎ ‎6．CO2和SiO2在物理性质上有较大差异，而在化学性质上却有较多相似，你知道原因吗？‎ 特别提醒　(1)原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔点为1 ‎710 ℃‎，MgO的熔点为2 ‎852 ℃‎。‎ ‎(2)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如Na的熔点为‎97 ℃‎，尿素的熔点为‎132.7 ℃‎。‎ ‎7．在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石。‎ ‎(1)其中只含有离子键的离子晶体是____________________________________________；‎ ‎(2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是____________________________；‎ ‎(3)其中既含有离子键，又含有极性共价键和配位键的离子晶体是____________；‎ ‎(4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是____________；‎ ‎(5)其中含有极性共价键的非极性分子是____________；‎ ‎(6)其中含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是____________；‎ ‎(7)其中含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是___________________________。‎ ‎(8)其中含有极性共价键的原子晶体是_________________________________________。‎ 考点三　几种常见的晶体模型 ‎1．原子晶体(金刚石和二氧化硅)‎ ‎(1)金刚石晶体中，每个C与另外____个C形成共价键，C—C键之间的夹角是________，最小的环是____元环。含有1 mol C的金刚石中，形成的共价键有____ mol。‎ ‎(2)SiO2晶体中，每个Si原子与____个O成键，每个O原子与____个硅原子成键，最小的环是________元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是______原子。‎ ‎2．分子晶体 ‎(1)干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有________个。‎ ‎(2)冰的结构模型中，每个水分子与相邻的　　个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成　　 mol“氢键”。‎ ‎3．离子晶体 ‎(1)NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引____个Cl－，每个Cl－同时吸引____个Na＋，配位数为____。每个晶胞含____个Na＋和____个Cl－。‎ ‎(2)CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引____个Cs＋，每个Cs＋吸引____个Cl－，配位数为____。‎ ‎4．石墨晶体 石墨层状晶体中，层与层之间的作用是____________，平均每个 正六边形拥有的碳原子个数是____，C原子采取的杂化方式是 ‎ ‎________。‎ ‎5．常见金属晶体的原子堆积模型 结构型式 常见金属 配位数 晶胞 面心立方 最密堆积A1‎ Cu、Ag、Au ‎12‎ 体心立方堆积A2‎ Na、K、Fe ‎8‎ 六方最密堆积A3‎ Mg、Zn、Ti ‎12‎ ‎8．在晶体模型中，金刚石中的“铁棍”和干冰中的“铁棍”表示的意义一样吗？分子晶体中有化学键吗？‎ ‎9．下列排列方式中，A.ABCABCABC　B．ABABABABAB　C．ABBAABBA　D．ABCCBAABCCBA，属于镁型堆积方式的是____________；属于铜型堆积方式的是__________。‎ ‎10．下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞示意图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是__________(请用相应的编号填写)。‎ 晶体类型的判断 ‎1．依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断 ‎(1)离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。‎ ‎(2)原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。‎ ‎(3)分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。‎ ‎(4)金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。‎ ‎2．依据物质的分类判断 ‎ ‎(1)金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。‎ ‎(2)大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。‎ ‎(3)常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。‎ ‎(4)金属单质是金属晶体。‎ ‎3．依据晶体的熔点判断 ‎(1)离子晶体的熔点较高。‎ ‎(2)原子晶体熔点高。‎ ‎(3)分子晶体熔点低。‎ ‎(4)金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。‎ ‎4．依据导电性判断 ‎(1)离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。‎ ‎(2)原子晶体一般为非导体。‎ ‎(3)分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。‎ ‎(4)金属晶体是电的良导体。‎ ‎5．依据硬度和机械性能判断 离子晶体硬度较大或硬而脆。‎ 原子晶体硬度大。‎ 分子晶体硬度小且较脆。‎ 金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。‎ ‎【例1】　有下列八种晶体：A.水晶　B．冰醋酸　C．氧化镁　D．白磷　E．晶体氩　F．铝　G．氯化铵　H．金刚石。用序号回答下列问题：‎ ‎(1)直接由原子构成的晶体是________，属于原子晶体的化合物是__________。‎ ‎(2)由极性分子构成的晶体是__________，含有共价键的离子晶体是__________，属于分子晶体的单质是________。‎ ‎(3)在一定条件下能导电而不发生化学变化的是__________________________________，‎ 受热熔化后化学键不发生变化的是__________，需克服共价键的是__________。‎ ‎【例2】　现有几组物质的熔点(℃)数据：‎ A组 B组 C组 D组 金刚石：3 ‎‎550 ℃‎ Li：‎‎181 ℃‎ HF：－‎‎83 ℃‎ NaCl：‎‎801 ℃‎ 硅晶体：1 ‎‎410 ℃‎ Na：‎‎98 ℃‎ HCl：－‎‎115 ℃‎ KCl：‎‎776 ℃‎ 硼晶体：2 ‎‎300 ℃‎ K：‎‎64 ℃‎ HBr：－‎‎89 ℃‎ RbCl：‎‎718 ℃‎ 二氧化硅：1 ‎‎723 ℃‎ Rb：‎‎39 ℃‎ HI：－‎‎51 ℃‎ CsCl：‎‎645 ℃‎ 据此回答下列问题：‎ ‎(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。‎ ‎(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。‎ ‎①有金属光泽　②导电性　③导热性　④延展性 ‎(3)C组中HF熔点反常是由于__________________________________________________。‎ ‎(4)D组晶体可能具有的性质是__________(填序号)。‎ ‎①硬度小　②水溶液能导电　③固体能导电　④熔融状态能导电 ‎(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为：NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为 ‎________________________________________________________________________。‎ 晶体熔、沸点高低的比较 ‎1．不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律 原子晶体>离子晶体>分子晶体。‎ 金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等沸点很高，如汞、镓、铯等沸点很低，金属晶体一般不参与比较。‎ ‎2．原子晶体 由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石>石英>碳化硅>硅。‎ ‎3．离子晶体 一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。‎ ‎4．分子晶体 ‎(1)分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常的高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。‎ ‎(2)组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4，F2N2，CH3OH>CH3CH3。‎ ‎(4)同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。‎ 例如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>‎ ‎ (5)同分异构体的芳香烃，其熔、沸点高低顺序是邻>间>对位化合物。‎ ‎5．金属晶体 金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaNa>K>Rb>Cs。‎ 特别提醒　(1)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔点很高，如汞、镓、铯等熔点很低。‎ ‎(2)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如金属晶体Na晶体的熔点(‎98 ℃‎)小于分子晶体AlCl3晶体的熔点(‎190 ℃‎)。‎ ‎(3)并非存在氢键的分子晶体的熔、沸点就高，分子内形成氢键，一般会使分子晶体的熔、沸点降低。例如邻羟基苯甲醛()由于形成分子内氢键，比对羟基苯甲醛( )的熔、沸点低。‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎【例3】　下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是 (　　)‎ A．金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅 B．CI4>CBr4>CCl4>CH4‎ C．MgO>H2O>O2>Br2‎ D．金刚石>生铁>纯铁>钠 ‎【例4】　下表给出几种氯化物的熔、沸点，对此有下列说法：①CaCl2属于离子晶体， ②SiCl4是分子晶体，③1 ‎500 ℃‎时，NaCl可形成气态分子，④MgCl2水溶液不能导电。与表中数据一致的说法有 (　　)‎ NaCl MgCl2‎ CaCl2‎ SiCl4‎ 熔点/℃‎ ‎801‎ ‎712‎ ‎782‎ ‎－168‎ 沸点/℃‎ ‎1 465‎ ‎1 418‎ ‎1 600‎ ‎57‎ A.仅① B．仅② C．①和② D．①②③‎ 晶胞中原子个数的计算方法——‎ 均摊法 长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算：‎ ‎(1)处于顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞；‎ ‎(2)处于棱上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞；‎ ‎(3)处于面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞；‎ ‎(4)处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞；‎ 如图：‎ 特别提醒　在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞所共有。‎ ‎【例5】　如图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞，则甲晶体中x与y的个数比是________，乙中a与b的个数比是________，丙中一个晶胞中有________个c离子和________个d离子。‎ 晶体的密度及微粒间的距离的计算 若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对“分子”质量)；又1个晶胞的质量为ρa‎3 g(a3为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为ρa3NA g，因此有xM＝ρa3NA。‎ ‎【例6】　某离子晶体的晶胞结构如图所示，X()位于立方体的顶点，Y(○)位于立方体的中心。试分析：‎ ‎(1)晶体中每个Y同时吸引　　　　个X。‎ ‎(2)该晶体的化学式为　　　　　。‎ ‎(3)设该晶体的摩尔质量为M g·mol-1，晶体的密度为ρ ‎ g·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为　　　　‎ cm。‎ 高考题组一　晶体的结构与性质及其类型的 判断 ‎1．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”‎ ‎(1)CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体 (　　)‎ ‎(2011·四川理综，‎7C)‎ ‎(2)原子晶体中原子以共价键结合，具有键能大，熔点高、硬度大的特性 (　　)‎ ‎(2009·海南，19－3D)‎ ‎(3)熔点：Si3N4>NaCl>SiI4 (　　)‎ ‎(2010·大纲全国卷Ⅰ，‎6A)‎ ‎(4)熔点：CO2>KCl>SiO2 (　　)‎ ‎(2009·上海，‎8A)‎ ‎(5)沸点：乙烷>戊烷>丁烷 (　　)‎ ‎(2009·上海，8B)‎ ‎(6)同主族元素形成的氧化物的晶体类型相同 (　　)‎ ‎(2010·四川理综，8D)‎ ‎2．(2011·浙江理综，9)X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素，且最外层电子数之和为15；X与Z可形成XZ2分子；Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为‎0.76 g·L－1；W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的 。下列说法正确的是 (　　)‎ A．原子半径：W＞Z＞Y＞X＞M B．XZ2、X‎2M2‎、W2Z2均为直线形的共价化合物 C．由X元素形成的单质不一定是原子晶体 D．由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物一定既有离子键，又有共价键 ‎3．(2011·四川理综，8)下列说法正确的是 (　　)‎ A．分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键 B．分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸 C．含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 D．元素的非金属性越强，其单质的活泼性一定越强 ‎4．(2010·大纲全国卷Ⅰ，13)下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是 (　　)‎ A．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子 B．最小的环上，Si和O原子数之比为1∶2‎ C．最小的环上，有6个Si原子和6个O原子 D．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角 ‎5．(2010·浙江理综，8)有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X＋与M2－具有相同的电子层结构；离子半径：Z2－>W－；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法中，正确的是 (　　)‎ A．X、M两种元素只能形成X‎2M型化合物 B．由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低 C．元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体 D．元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂 ‎6．(2008·全国理综Ⅰ，7)下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是 (　　)‎ A．SiO2　CsCl　CBr4　CF4‎ B．SiO2　CsCl　CF4　CBr4‎ C．CsCl　SiO2　CBr4　CF4‎ D．CF4　CBr4　CsCl　SiO2‎ ‎7．(2008·四川理综，10)下列说法中正确的是 (　　)‎ A．离子晶体中每个离子的周围均吸引着6个带相反电荷的离子 B．金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动 C．分子晶体的熔、沸点低，常温下均呈液态或气态 D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合 ‎8．(1)[2009·山东理综，32(3)]氧化物MO的电子总数与SiC的相等，则M为______(填元素符号)。MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高，其原因是__________________。‎ ‎(2)[2010·海南，19(Ⅱ)(2)]NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO______FeO(填“<”或“>”)。‎ 高考题组二　晶体的“分割”与计算 ‎9． (2008·海南，24)已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶 体，其晶胞如图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的是 (　　)‎ A．ZXY3 B．ZX2Y6‎ C．ZX4Y8 D．ZX8Y12‎ ‎10．[2011·新课标全国卷，37(5)]六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5 pm。立方氮化硼晶胞中含有______个氮原子、______个硼原子、立方氮化硼的密度是______g·cm－3(只要求列算式，不必计算出数值。阿伏加德罗常数为NA)。‎ ‎11．[2011·山东理综，32(4)]CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为a g·cm－3，NA表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为________cm3。‎ ‎12．[2010·山东理综，32(4)]铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb4＋处于立方晶胞顶点，Ba2＋处于晶胞中心，O2－处于晶胞棱边中心。‎ ‎①该化合物化学式为__________。‎ ‎②每个Ba2＋与______个O2－配位。‎ ‎13．[2011·海南，19Ⅱ(4)(5)]铜(Cu)是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答下列问题：‎ ‎(4)元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子价电子排布式为________；一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心、Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为________；该晶体中，原子之间的作用力是________；‎ ‎(5)上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为________。‎ ‎14．[2010·江苏，21(4)] CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如右图所示)，但CaC2晶体中哑铃形C `的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2+周围距离最近的C 数目为　　　　。‎ ‎15．[2010·海南，19Ⅱ(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________________________________________________________________________；‎ 课时规范训练 教材习题回扣 ‎1．(选修3P82－2)下列各物质的晶体中，晶体类型相同的是 (　　)‎ A．O2和SiO2 B．NaI和I2‎ C．CO2和H2O D．CCl4和NaCl ‎2．(选修3P84－1)在单质的晶体中，一定不存在 (　　)‎ A．离子键 B．分子间作用力 C．共价键 D．金属离子与自由电子间的作用 ‎3．(选修3P84－7)X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 (　　)‎ A．X的单质固态时为分子晶体 B．Y的单质为原子晶体 C．X与Y形成的化合物固态时为分子晶体 D．X与碳形成的化合物为分子晶体 ‎4．(选修3P84－8)下列各组物质熔化或升华时，所克服的粒子间作用属于同种类型的是(　　)‎ A．Na2O和SiO2熔化 B．Mg和S熔化 C．氯化钠和蔗糖熔化 D．碘和干冰升华 ‎5．(选修3P85－13改编)下表列出了钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)的熔点：‎ NaX NaF NaCl NaBr NaI 熔点/℃‎ ‎995‎ ‎801‎ ‎775‎ ‎651‎ SiX4‎ SiF4‎ SiCl4‎ SiBr4‎ SiI4‎ 熔点/℃‎ ‎－90.2‎ ‎－70.4‎ ‎5.2‎ ‎120.5‎ ‎(1)从表中可以看出，钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高很多，原因是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)钠的卤化物熔点按F、Cl、Br、I的顺序依次降低，而硅的卤化物的熔点依次升高的原因是______________________________________________________________________。‎ 能力提升训练 ‎1．下列有关金属晶体的判断正确的是 (　　)‎ A．简单立方、配位数6、空间利用率68%‎ B．钾型、配位数6、空间利用率68%‎ C．镁型、配位数8、空间利用率74%‎ D．铜型、配位数12、空间利用率74%‎ ‎2．下列关于晶体的说法一定正确的是 (　　)‎ A．第ⅠA碱金属元素与ⅦA元素所形成 的化合物在固态时为离子晶体，晶体中阴、阳离子排列方式相 ‎ 同 B．晶体中存在阴离子就必定存在阳离子，存在阳离子就必定存在阴 ‎ 离子 C．离子晶体中只含有离子键，分子晶体、原子晶体中必定含有共价键 D．C60晶体(其结构模型如图)中每个C60分子周围与它距离最近且等距离的C60分子有12个 ‎3．下列说法正确的是 (　　)‎ A．‎124 g P4含有的P—P键的个数为6NA B．‎12 g石墨中含有的C—C键的个数为2NA C．‎12 g金刚石中含有的C—C键的个数为1.5NA D．‎60 g SiO2中含Si—O键的个数为2NA ‎4．已知NaCl的摩尔质量为‎58.5 g·mol－1，其晶体密度为d g·cm－3，若图 中钠离子与最接近的氯离子的核间距离为a cm，那么阿伏加德罗常数 的值可表示为 (　　)‎ A．‎117a3d B．58.5/(‎2a3d)‎ C．234/(a3d)‎ D．58.5/(‎4a3d)‎ ‎5．某无机化合物的二聚分子结构如图，该分子中A、B两种元素都是 第三周期的元素，分子中所有原子最外层都达到8电子稳定结构。‎ 下列关于该化合物的说法不正确的是 (　　)‎ A．化学式是Al2Cl6‎ B．不存在离子键和非极性共价键 C．在固态时所形成的晶体是分子晶体 D．是离子化合物，在熔融状态下能导电 ‎6．下面二维平面晶体所表示的化学式为AX2的是 (　　)‎ ‎7．下列有关说法不正确的是 (　　)‎ A．水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键 B．CaF2晶体的晶胞如图2所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋‎ C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动 D．金属Cu中Cu原子堆积模型如图4，为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为12‎ ‎8．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，粒子之间通过共价键结合，键角为60°‎ 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 ‎9．NaF、NaI、MgO均为离子化合物，根据下列数据，这三种化合物的熔点高低顺序是(　　)‎ 物质 ‎①NaF ‎②NaI ‎③MgO 离子电荷数 ‎1‎ ‎1‎ ‎2‎ 键长(10－‎10m)‎ ‎2.31‎ ‎3.18‎ ‎2.10‎ A.①>②>③ B．③>①>②‎ C．③>②>① D．②>①>③‎ ‎10．可以由下列反应合成三聚氰胺：CaO＋‎3CCaC2＋CO↑，CaC2＋N2CaCN2＋C，CaCN2＋2H2O===NH2CN＋Ca(OH)2，NH2CN与水反应生成尿素[CO(NH2)2]，尿素合成三聚氰胺。‎ ‎(1)写出与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布式：______________________________________________________________________。‎ CaCN2中阴离子为CN，与CN互为等电子体的分子有N2O和________(填化学式)，由此可以推知CN的空间构型为________。‎ ‎(2)尿素分子中C原子采取________杂化。尿素分子的结构简式是________________。‎ ‎(3)三聚氰胺()俗称“蛋白精”。动物摄入三聚氰胺和三聚氰酸()后，三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间通过________结合，在肾脏内易形成结石。‎ ‎(4)CaO晶胞如图所示，CaO晶体中Ca2+的配位数为____________________________________________________。‎ CaO晶体和NaCl晶体的晶格能分别为：CaO 3 401 kJ·mol-1、‎ NaCl 786 kJ·mol-1。导致两者晶格能差异的主要原因是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎11. 空气质量高低直接影响着人类的生产和生活，它越来越受到人们的关注。被污染的空气中杂质的成分有多种，其中计入《空气质量日报》空气污染指数的项目有SO2、CO、NO2、O3和可吸入颗粒物等。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)S、N、O的第一电离能由大到小的顺序为___________________________________。‎ ‎(2)血红蛋白中含有Fe2＋，CO易与血红蛋白结合成稳定的配合物而使人中毒。‎ ‎①写出亚铁离子的基态电子排布式____________________________________________。‎ ‎②CO有多种等电子体，其中常见的两种为_____________________________________。‎ ‎(3)随着人们生活质量的提高，不仅室外的环境安全为人们所重视，室内的环境安全和食品安全也越来越为人们所关注。甲醛是室内主要空气污染物之一(其沸点是－‎19.5 ℃‎)，甲醇是“假酒”中的主要有害物质(其沸点是‎64.65 ℃‎)，甲醇的沸点明显高于甲醛的主要原因是______________________________________________________________。‎ ‎12．镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。‎ ‎(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有________________________________________。‎ ‎(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示，请改正图中错误： _________________________________________________________。‎ ‎(3)用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成烟火。燃放时，烟火发出五颜六色的光，请用原子结构的知识解释发光的原因：____________________________________。‎ ‎(4)Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下表：‎ 氟化物 NaF MgF2‎ SiF4‎ 熔点/K ‎1 266‎ ‎1 534‎ ‎183‎ 解释表中氟化物熔点差异的原因：___________________________________________。‎ ‎(5)人工模拟酶是当前研究的热点。有研究表明，化合物X可用于研究模拟酶，当其结合NNR′OHO或Cu(Ⅰ)(Ⅰ表示化合价为＋1)时，分别形成a和b：‎ ‎①a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转，说明该碳碳键具有　　　　　键的特性。‎ ‎②微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用，比较a和b中微粒间相互作用力的差异________________________________________________________________________。‎ 答案 基础再现·深度思考 考点一 ‎1．(从左至右，从上至下)周期性有序　无序　有　无　固定　不固定　各向异性　各向同性　熔点　X射线衍射 ‎2．(1)熔融态物质凝固　(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)　(3)溶质从溶液中析出 ‎3．(1)基本单元 ‎(2)①任何间隙　②平行　取向 ‎4．(1)kJ·mol－1　(2)①大　②小 ‎(3)稳定　高　大 考点二 ‎　(从左至右，从上至下)分子　原子　金属阳离子、自由电子　阴、阳离子　分子间作用力　共价键　金属键　离子键　较小　很大　很大　很小　较大　较低　很高　很高　很低　较高 考点三 ‎1．(1)4　109°28′　六　2‎ ‎(2)4　2　十二　Si ‎2．(1)12　(2)4　2‎ ‎3．(1)6　6　6　4　4　(2)8　8　8‎ ‎4．分子间作用力　2　sp2‎ 深度思考 ‎1．(1)×　(2)×　(3)√　(4)×‎ ‎2．(1)立方晶胞中，顶点、棱边、面心依次被8、4、2个晶胞共用。‎ ‎(2)六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞共用。‎ ‎3．A　‎ ‎4．D　‎ ‎5．(1)√　(2)×　(3)×　(4)×‎ ‎6．决定二者物理性质的因素：晶体类型及结构微粒间的作用力，CO2是分子晶体，其微弱的分子间作用力是其决定因素，SiO2是原子晶体，其牢固的化学键是其决定因素。二者的化学性质均由其内部的化学键决定，而C—O与Si—O键都是极性键。‎ ‎7．(1)NaCl、Na2S　(2)NaOH、(NH4)2S ‎(3)(NH4)2S　(4)Na2S2　(5)CO2、CCl4、C2H2　(6)C2H2　(7)H2O2　(8)SiO2、SiC ‎8．不一样，金刚石中表示的是C－C共价键，而干冰中的“铁棍”表示分子间作用力，分子晶体中多数含有化学键(如CO2中的C===O键)，少数则无(如稀有气体形成的晶体)。‎ ‎9．B　A ‎10．BC　‎ 规律方法·解题指导 ‎【例1】　(1)AEH　A　(2)B　G　DE ‎(3)F　F　AH ‎【例2】　(1)原子　共价键　(2)①②③④‎ ‎(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)　(4)②④　(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)‎ ‎9．A ‎10．4　4　 ‎11. ‎12．①BaPbO3　②12‎ ‎13．(4)5d106s1　3∶1　金属键　(5)Cu3AuH8‎ ‎14．4‎ ‎15．LaNi5‎ 课时规范训练 教材习题回扣 ‎1．C　2.A　3.C　4.D ‎5．(1)钠的卤化物均为离子晶体，具有较高的熔点，而硅的卤化物均为分子晶体，熔点较低 ‎(2)钠的卤化物均为离子晶体，F－、Cl－、Br－、I－的半径依次增大，NaF、NaCl、NaBr、NaI的晶格能依次减小，因而熔点依次降低。硅的卤化物都是分子晶体，且结构相似，由于SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，因而熔点依次升高 能力提升训练 ‎1．D ‎2．D　‎ ‎3．A　[A项：×6NA＝6NA；‎ B项：×NA＝1.5NA；‎ C项：×4×NA＝2NA；‎ D项：×4NA＝4NA。]‎ ‎4．B　‎ ‎5．D　‎ ‎6．A　‎ ‎7．C　8.C ‎9．B　‎ ‎10．(1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2　CO2　直线形 ‎(2)sp2　COH2NNH2‎ ‎(3)分子间氢键 ‎(4)6　CaO晶体中Ca2＋、O2－的带电量大于NaCl晶体中Na＋、Cl－的带电量 ‎11．(1)N>O>S ‎(2)①1s22s22p63s23p63d6　②N2、CN－‎ ‎(3)甲醇分子间存在氢键，而甲醛没有 ‎12．(1)增强熔融盐的导电性 ‎(2)空心球应为O2－，实心球应为Mg2＋；8号空心球改为实心球 ‎(3)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以发光的形式释放能量 ‎(4)离子晶体微粒间的作用力随阳离子半径的减小、电荷的增大而增大，故MgF2的熔点高于NaF；SiF4是分子晶体，晶体微粒间的作用力为范德华力，因而熔点较低 ‎(5)①σ　②a中存在分子间氢键和范德华力，b中存在配位键