选33晶体结构与性质文档格式.docx

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B．冰晶体具有空间网状结构，是原子晶体

C．水分子间通过H—O键形成冰晶体

D．冰晶体熔化时，水分子之间的空隙增大

冰是水分子之间通过氢键结合而成的分子晶体，B、C错误；

水结冰时体积膨胀，D错误。

A

5．氮氧化铝（AlON）属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是（　　）

A．AlON和石英的化学键类型相同

B．AlON和石英的晶体类型相同

C．AlON和Al2O3的化学键类型不同

D．AlON和Al2O3的晶体类型相同

本题考查化学键、物质结构。

意在考查考生对晶体类型和化学键等概念的掌握。

AION与石英（SiO2）均为原子晶体，所含化学键均为共价键，故A、B项正确；

Al2O3是离子晶体，晶体中含离子键，不含共价键，故C项正确，D项错误。

D

6．下图是金属晶体的A1型密堆积形成的立方面心的晶胞示意图，在密堆积中处于同一密置层上的原子组合是（　　）

A．4　5　6　10　11　12　　B．2　3　4　5　6　7

C．1　4　5　6　8D．1　2　14　8　11　5

要熟悉金属晶体的四种堆积方式，包括：

简单立方型（只有Po）、体心立方型（钾型）、六方紧密堆积（镁型）、面心立方堆积（铜型），根据题给晶胞可看出A1属于面心立方型。

面心立方最密堆积（A1）：

将第一密置层记作A，第二层记作B，B层的球对准A层中顶点向上（或向下）的三角形空隙位置；

第三层记作C，C层的球对准B层的空隙，同时应对准A层中顶点向下（或向上）的三角形空隙（即C层球不对准A层球）。

以后各层分别重复A、B、C等，这种排列方式三层为一周期，记作……ABCABC……，如下图。

由于在这种排列中可以划出面心立方晶胞，故称这种堆积方式为面心立方最密堆积。

故题中对应的六个B是2,3,4,5,6,7。

当然也可以是8,9,10,11,12,13，或者是4,5,6,9,13,14，或者是1,5,7,8,9,10等。

7．下列判断错误的是（　　）

A．熔点：

Si3N4>

NaCl>

SiI4

B．沸点：

NH3>

PH3>

AsH3

C．酸性：

HClO4>

H2SO4>

H3PO4

D．碱性：

NaOH>

Mg（OH）2>

Al（OH）3

Si3N4、NaCl、SiI4分别为原子晶体、离子晶体和分子晶体，故熔点大小顺序为：

SiI4，A项正确；

NH3、PH3、AsH3均为分子晶体，且分子的组成和结构相似，由于NH3分子间存在氢键，其沸点最高，而PH3的相对分子质量小于AsH3的，因此分子间作用力PH3小于AsH3，则沸点PH3小于AsH3，B项错误；

元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，由于非金属性：

Cl>

S>

P，故酸性：

H3PO4，C项正确；

元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，由于金属性：

Na>

Mg>

Al，故碱性：

Al（OH）3，D项正确。

8．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

联想SiO2的晶体空间结构模型，每个硅原子与4个氧原子结合形成4个共价键，每个氧原子与2个硅原子结合形成2个共价键，其空间网状结构中存在四面体结构单元，硅原子位于四面体的中心，氧原子位于四面体的4个顶角，故D项错误；

金刚石的最小环上有6个碳原子，SiO2的晶体结构可将金刚石晶体结构中的碳原子用硅原子代替，每个Si—Si键中“插入”一个氧原子，所以其最小环上有6个硅原子和6个氧原子，Si、O原子个数比为1∶1，故A、B两项错误，C项正确。

C

9．科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N（NO2）3（如图所示）。

已知该分子中N—N—N键角都是108.1°

，下列有关N（NO2）3的说法正确的是（　　）

A．分子中N、O间形成的共价键是非极性键

B．分子中四个氮原子共平面

C．该物质既有氧化性又有还原性

D．15.2g该物质含有6.02×

1022个原子

分子中N、O间形成的共价键是由不同元素的原子形成的，属于极性键，故A错误；

由夹角108.1°

可知该分子的结构类似NH3的结构，是三角锥形，因此，四个氮原子不可能共平面，故B错误：

该分子中N的化合价为＋3价，处于中间价态，因此，该物质既有氧化性又有还原性，C正确；

15.2g该物质含有的原子数约为

×

10×

6.02×

1023＝6.02×

1023，故D错误。

10．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元素的氢化物的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

本题考查元素的推断、元素化合物知识，意在考查考生的推理能力和知识面。

本题的突破口在Y上，短周期元素形成的单质中，熔点高、硬度大的半导体材料是硅，由此可推知X、Z、W、M分别是Na、S、Cl和O元素。

A项钠元素和氧元素可形成Na2O和Na2O2两种化合物，不正确；

B项因H2O分子间存在氢键，其相对分子质量最小，沸点却最高，不正确；

C项，硅单质是原于晶体，硫单质和氯气是分子晶体，不正确；

D项，氯气和臭氧都可以用作水处理中的消毒剂，正确。

11．（2013·

赤峰模拟）有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是（　　）

A．①为简单立方堆积，②为六方最密堆积，③为体心立方堆积，④为面心立方最密堆积

B．每个晶胞含有的原子数分别为：

①1个，②2个，③2个，④4个

C．晶胞中原子的配位数分别为：

①6，②8，③8，④12

D．空间利用率的大小关系为：

①<

②<

③<

④

本题考查了金属晶体的堆积方式。

准确理解并记忆金属晶体的四种常见堆积方式是解答本题的关键。

①为简单立方堆积，②为体心立方堆积，③为六方最密堆积，④为面心立方最密堆积，②与③判断有误，A项错误；

每个晶胞含有的原子数分别为：

①8×

（1/8）＝1，②8×

＋1＝2，③8×

＋1＝2，④8×

＋6×

＝4，B项正确；

晶胞③中原子的配位数应为12，其他判断正确，C项不正确；

四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%，所以D项不正确，应为④＝③>

②>

①。

12．（2013·

上海模拟）下面的排序不正确的是（　　）

A．晶体熔点由低到高：

CF4<

CCl4<

CBr4<

CI4

B．硬度由大到小：

金刚石>

碳化硅>

晶体硅

C．熔点由高到低：

Al

D．晶格能由大到小：

NaF>

NaBr>

NaI

选项A中晶体熔点与分子间作用力有关，相对分子质量大，分子间作用力大，选项A正确；

选项B中硬度与共价键的键能有关，由于Si—Si键的键长大于C—Si键的键长大于C—C键的键长，键长越长，键能越小，选项B正确；

选项C中熔点与金属键的强弱有关，金属性强，金属键弱，因此正确的顺序为Al>

Na；

选项D中晶格能的大小与离子半径和离子所带电荷有关，选项D正确。

13．（2013·

浙江模拟）钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。

钛酸钡晶体的结构示意图如下图所示，它的化学式是（　　）

A．BaTi8O12B．BaTi4O6

C．BaTi2O4D．BaTiO3

仔细观察钛酸钡晶体结构示意图可知：

Ba在立方体的中心，完全属于该晶胞；

Ti处于立方体的8个顶点，每个Ti为与之相连8个立方体所共用，即只有1/8属于该晶胞；

O处于立方体的12条棱的中点，每条棱为四个立方体共用，故每个O只有1/4属于该晶胞。

即晶体中N（Ba）:

N（Ti）：

N（O）＝1：

（8×

1/8）：

（12×

1/4）＝1：

1：

3。

14．（2013·

江苏调研）“类推”是一种重要的学习方法，但有时会产生错误的结论，下列类推结论中正确的是（　　）

A．第二周期元素氢化物的稳定性顺序是：

HF>

H2O>

NH3，则第三周期元素氢化物的稳定性顺序也是：

HCl>

H2S>

PH3

B．ⅣA族元素氢化物的沸点顺序是GeH4>

SiH4>

CH4，则ⅤA族元素氢化物的沸点顺序也是AsH3>

NH3

C．晶体中有阴离子，必有阳离子，则晶体中有阳离子，必有阴离子

D．干冰（CO2）是分子晶体，则SiO2也是分子晶体

B项VA族中的NH3分子之间有氢键，沸点高于AsH3；

C项金属晶体只有阳离子，没有阴离子；

D项SiO2为原子晶体。

15.

纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大，这是它具有许多特殊性质的原因。

假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状（如右图）相同，则这种纳米颗粒的表面粒子数占总粒子数的百分数为（　　）

A．87.5%B．92.9%

C．96.3%D．100%

在该晶胞中共含27个粒子，26个在表面，1个在体心，则表面粒子数占总粒子数的百分数为

100%＝96.3%。

二、非选择题

16．

（1）氯酸钾熔化，粒子间克服了________的作用力；

二氧化硅熔化，粒子间克服了________的作用力；

碘的升华，粒子间克服了________的作用力。

三种晶体的熔点由高到低的顺序是________。

（2）下列六种晶体：

①CO2，②NaCl，③Na，④Si，⑤CS2，⑥金刚石，它们的熔点从低到高的顺序为________（填序号）。

（3）在H2、（NH4）2SO4、SiC、CO2、HF中，由极性键形成的非极性分子是____________，由非极性键形成的非极性分子是____________，能形成分子晶体的物质是____________，含有氢键的晶体的化学式是____________，属于离子晶体的是____________，属于原子晶体的是____________，五种物质的熔点由高到低的顺序是____________。

（4）A、B、C、D为四种晶体，性质如下：

A．固态时能导电，能溶于盐酸

B．能溶于CS2，不溶于水

C．固态时不导电，液态时能导电，可溶于水

D．固态，液态时均不导电，熔点为3500℃

试推断它们的晶体类型：

A．______________；

B.______________；

C．______________；

D.______________。

（1）氯酸钾是离子晶体，熔化离子晶体时需要克服离子键的作用力；

二氧化硅是原子晶体，熔化原子晶体时需要克服共价键的作用力；

碘为分子晶体，熔化分子晶体时需克服的是分子间的作用力。

由于原子晶体是由共价键形成的空间网状结构的晶体，所以原子晶体的熔点最高；

其次是离子晶体；

由于分子间作用力与化学键相比较要小得多，所在碘的熔点最低。

（2）先把六种晶体分类。

原子晶体：

④、⑥；

离子晶体：

②；

金属晶体：

③；

分子晶体：

①、⑤。

由于C原子半径小于Si原子半径，所以金刚石的熔点高于晶体硅；

CO2和CS2同属于分子晶体，其熔点与相对分子质量成正比，故CS2熔点高于CO2；

Na在通常状况下是固态，而CS2是液态，CO2是气态，所以Na的熔点高于CS2和CO2；

Na在水中即熔化成小球，说明它的熔点较NaCl低。

（1）离子键　共价键　分子间　SiO2>

KClO3>

I2

（2）①⑤③②④⑥

（3）CO2　H2　H2、CO2、HF　HF　（NH4）2SO4　SiC　SiC>

（NH4）2SO4>

CO2>

H2

（4）金属晶体　分子晶体　离子晶体　原子晶体

17．（2013·

福建模拟）近年来，我国逐渐整合稀土产业。

为了保护稀土资源，已着手限制生产和出口。

在国际市场中我国生产的稀土铽（Tb）和镝（Dy）所占的比例超过99%。

由于这两种元素对发展绿色能源技术和军事都有着非常重要的用途，堪称世界上“最隐秘却又最宝贵”的元素。

（1）铽和镝位于周期表中的相邻位置，其价电子排布分别为4f96s2、4f106s2，请写出镝的基态电子排布式：

________________________。

（2）在镧系元素中，其4f的较稳定结构为电子充满的1/4、2/4（半充满）、3/4、1（全充满）时，由此可判断铽除表现为镧系元素的＋3价，还表现________价；

镝的化合价与铽相似，所不同的是镝还具有＋2价，请说明镝具有＋2价的原因________________________。

（3）镝灯的光效高（大于70lm/W）、显色指数高。

双石英金属卤化物管形镝灯的效率可达80～90lm/W，广泛用于体育馆、电影和电视拍摄等。

镝灯的工作物为DyI3，由于碘化物的循环，在电弧区获得较高的金属原子浓度，有利于提高效率。

写出镝灯工作时，电弧区发生反应的化学方程式：

__________________。

（已知Dy—I键的键能大于I—I键的键能）。

（4）TbMnxSny是重要的稀土磁性物质，属于金属互化物，TbMnxSny属于________晶体。

TbMnxSnyy的晶胞结构非常复杂，最小重复单元可以简化如图：

由此可以判断出TbMnxSny晶体的化学式为________。

（1）根据电子排布规律，结合Dy的价电子排布，可以写出其基态电子排布式。

（2）Tb失去4个电子后价电子的排布为4f76s0，结构较稳定，故Tb有＋4价。

（3）Dy—I的键能大于I—I的键能，结合题目所给的信息“高浓度金属原子”，可以得出DyI3分解生成Dy原子和I原子。

（4）TbMnxSny由金属构成，故具有金属的性质，属于金属晶体；

由图示可以得出，Tb的个数为1，Mn与Sn的个数相同，在图示中Mn（Sn）原子的位置有三种，其中一种与单元外的两个环共用，一种与单元外的一个环共用。

一种位于环内，故Mn（Sn）的个数为6，故化学式为TbMn6Sn6。

（1）1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p64f106s2

（2）＋4　Dy失去两个电子后电子层结构为4f106s0，f亚层接近3/4充满，较稳定

（3）DyI3

Dy＋3I

（4）金属　TbMn6Sn6

18．（2013·

福建卷·

31）

（1）依据第二周期元素第一电离能的变化规律，参照右图中B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。

（2）NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：

4NH3＋3F2

NF3＋3NH4F

①上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有________（填序号）。

a．离子晶体b．分子晶体

c．原子晶体d．金属晶体

②基态铜原子的核外电子排布式为________。

（3）BF3与一定量的水形成（H2O）2·

BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：

①晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及________（填序号）。

a．离子键　b．共价键　c．配位键　d．金属键　e．氢键　f．范德华力

②R中阳离子的空间构型为________，阴离子的中心原子轨道采用________杂化。

（4）已知苯酚（

）具有弱酸性，其Ka＝1.1×

10－10；

水杨酸第一级电离形成的离子

能形成分子内氢键。

据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2（水杨酸）________Ka（苯酚）（填“>

”或“<

”），其原因是______________________________。

运用物质结构与性质知识逐小题分析解答。

（1）第二周期从左向右元素的第一电离能呈增大趋势，但氮元素因为p层电子为半充满状态，其第一电离能大于氧。

（2）铜为金属晶体，NH3和F2及NF3都是分子晶体，NH4F是离子晶体。

基态铜原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。

（3）①由Q可知，H2O和BF3·

H2O之间有氢键，BF3·

H2O分子内有共价键和配位键，分子之间存在范德华力，故Q中不存在、离子键和金属键。

②R为离子晶体，阳离子[H3O]＋的空间构型为三角锥形，阴离子

－的空间构型为四面体形，B原子采用sp3杂化。

（4）由于

能形成分子内氢键，所以水杨酸的第二级电离更困难，故Ka2（水杨酸）<

Ka（苯酚）。

（1）

（2）①a、b、d

②1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1

（3）①a、d　②三角锥形　四面体形

（4）<

中形成分子内氢键，使其更难电离出H＋

点拨：

知识：

电离能、晶体类型、核外电子排布式、化学键、氢键、分子空间构型。

能力：

知识灵活运用能力。

试题难度：

中等。