晶体1.docx

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晶体1

14．二氧化硅晶体是立体的网状结构，其晶体结构模型如图。

请认真观察该模型后回答下列问题：

（1）二氧化硅晶体中最小环上有______个原子，晶体结构中存在以__________原子为中心、________原子为顶点的正四面体结构。

（2）晶体中存在的作用力有________。

A．共价键　B．离子键　C．配位键　D．范德华力　E．氢键

（3）美国LawreceLiremore国家实验室（LLNL）的V.Lota.C.S.Yoo和Cynn成功地在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体，下列关于CO2的原子晶体说法正确的是________。

A．CO2的原子晶体和分子晶体互为同素异形体

B．在一定条件下，CO2原子晶体转化为分子晶体是物理变化

C．CO2的原子晶体和CO2的分子晶体具有相同的物理性质

D．在CO2的原子晶体中，每个C原子结合4个O原子，每个O原子结合两个C原子

5．晶体中最小的重复单元为晶胞。

已知铜为面心立方晶体，其结构如图（Ⅰ）所示，面心立方的结构特征如图（Ⅱ）所示。

若铜原子的半径为1.27×10－10m，试求铜金属晶体的晶胞长度，即图（Ⅲ）中AB的长度。

AB的长度为______________m。

7．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为镁型，③为钾型，④为铜型

B．图①至④每个晶胞含有的原子数分别为1、2、2、4

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

9．石墨的片层结构如下图所示，试回答下列问题：

（1）碳原子的杂化方式________。

（2）平均________个碳原子构成一个正六边形。

（3）石墨晶体每一层内碳原子数与C—C键键数之比是________。

（4）ng碳原子可构成________个正六边形。

11．

（1）在下图中选择：

①金属钠的晶胞模型是________，每个晶胞含有______个Na原子，每个Na原子周围有________个紧邻的Na原子。

②金属铜的晶胞模型是________，每个晶胞含有______个Cu原子，每个Cu原子周围有______个紧邻的Cu原子。

12．金属晶体的原子堆积方式常有以下四种方式，请认真观察模型回答下列问题：

（1）四种堆积模型的堆积名称依次是____________、______________、______________、______________。

（2）图1方式的堆积，空间利用率为__________，只有金属________采用这种堆积方式。

（3）图2与图3两种堆积方式中金属原子的配位数__________（填“相同”或“不相同”），图2的空间利用率为__________，图3的表示符号为________________。

（4）采取图4堆积方式的金属通常有________________（任写三种金属元素的符号），每个晶胞中所含有的原子数为________。

11.如图是氯化铯晶体的晶胞（晶体中的最小重复单元），已知晶体中两个最近的Cs＋离子核间距离为acm，氯化铯的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度是（　　）

A.

g·cm－3B.

g·cm－3

C.

g·cm－3D.

g·cm－3

12．

（1）水分子的立体结构是________，水分子能与很多金属离子形成配合物，其原因是在氧原子上有________。

（2）冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞（其晶胞结构如图，其中空心球所示原子位于立方体的顶点或面心，实心球所示原子位于立方体内）类似。

每个冰晶胞平均占有________个水分子。

冰晶胞与金刚石晶胞中微粒排列方式相同的原因是_________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

（3）实验测得冰中氢键的作用能为18.5kJ·mol－1，而冰的熔化热为5.0kJ·mol－1，这说明________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

3．现有甲、乙、丙（如下图）三种晶体的晶胞（甲中x处于晶胞的中心，乙中a处于晶胞的中心），可推知：

甲晶胞中x与y的个数比是__________，乙晶胞中a与b的个数比是__________，丙晶胞中有________个c离子，有________个d离子。

4．钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器都有应用。

如图所示为钛酸钡晶体的结构示意图，它的化学式是（　　）

A．BaTi8O12B．BaTi4O5C．BaTi2O4D．BaTiO3

5.某晶体的晶胞结构如右图所示。

X（•）位于立方体顶点，

Y（○）位于立方体中心。

试分析：

（1）晶体中每一个Y同时吸引着______个X，每个X同时吸引着________个Y，该晶体的化学式是__________。

（2）晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有______个。

（3）晶体中距离最近的2个X分别与1个Y形成的两条线的夹角为____________。

14．上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管（LED）。

目前市售LED铝片，材质基本以GaAs（砷化镓）、AlGaInP（磷化铝镓铟）、InGaN（氮化铟镓）为主。

已知镓是铝同族下一周期的元素。

砷化镓的晶胞结构如图。

试回答：

（1）镓的基态原子的电子排布式是

______________________________________________________________

（2）砷化镓晶胞中所包含的砷原子（白色球）个数为________，与同一个镓原子相连的砷原子构成的立体构型为____________。

（3）N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是____________________（用氢化物分子式表示）。

（4）砷化镓可由（CH3）3Ga和AsH3在700℃时制得。

（CH3）3Ga中镓原子的杂化方式为__________。

（5）比较二者的第一电离能：

As________Ga（填“<”、“>”或“＝”）。

（6）下列说法正确的是________（填序号）。

A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同B．GaP与GaAs互为等电子体

C．电负性：

As>GaD．砷化镓晶体中含有配位键

14．通常情况下，氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构分别如图所示，下列关于这些晶体结构和性质的叙述不正确的是（　　）

A．同一主族的元素与另一相同元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构

B．氯化钠、氯化铯和二氧化碳的晶体都有立方的晶胞结构，它们具有相似的物理性质

C．二氧化碳晶体是分子晶体，其中不仅存在分子间作用力，而且也存在共价键

D．在二氧化硅晶体中，平均每个Si原子形成4个Si—O共价单键

16．（5分）Al和Si、Ge和As在元素周期表的金属和非金属过渡位置上，其单质和化合物在建筑业、电子工业和石油化工等方面应用广泛。

请回答下列问题：

（1）As的价层电子构型为__________。

（2）AlCl3是化工生产中的常用催化剂，熔点为192.6℃，熔融状态以二聚体Al2Cl6形式存在，其中铝原子与氯原子的成键类型是____________。

（3）超高导热绝缘耐高温纳米材料氮化铝（AlN）在绝缘材料中的应用广泛，AlN晶体与金刚石类似。

在四大晶体类型中，AlN属于__________晶体。

（4）SiCl4常用作烟雾剂，因为Si存在3d空轨道，能同H2O发生反应而剧烈水解，在潮湿的空气中产生烟雾，试用化学方程式表示其反应原理___________________________________

_________________________________________________________。

17．（8分）金属钾的冶炼可采用如下3种方法，方法一：

KCl＋Na===NaCl＋K↑，方法二：

2KF＋CaC2===CaF2＋2K↑＋2C，方法三：

K2CO3＋2C===2K↑＋3CO↑。

试回答相关问题：

（1）将方法一中四种物质的熔点按由高到低的顺序排列：

_______________________________

（2）方法二以KF和电石的主要成分（CaC2）为原料来制备K。

CaC2中阴离子内部共价键的类型是_________________________

产物之一CaF2的一个不完整的晶胞如右图所示，则图中实心球表示Ca2＋还是F－？

____________。

（3）方法三中原料K2CO3中阴离子的空间立体构型为________________，与产物CO互为等电子体的离子为__________（填化学式），CO在配合物中常作为配体，如近年来开始使用的一种新型汽油防震剂Fe（CO）5，该化合物中铁元素的化合价为__________。

18．（12分）下图为CaF2、H3BO3（层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合）、金属铜三种晶体的结构示意图，请回答下列问题。

（1）图1所示的CaF2晶体中与Ca2＋最近且等距离的F－数为________个，图3中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为________个。

（2）图2所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是__________。

H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为______________。

（3）金属铜具有很好的延展性、导电性传热性，对此现象最简单的解释是用“________”理论。

（4）三种晶体中熔点最低的是________，其晶体受热熔化

19．（9分）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）SO2是一种大气污染物，为减轻SO2污染，火力发电厂生产中常在燃煤中加入CaO以“固硫”。

CaO晶胞如下图所示，其中Ca2＋的配位数为________，CaO晶体和NaCl晶体中离子排列方式相同。

CaO晶体的熔点____________（填“高于”、“等于”或“低于”）NaCl晶体的熔点。

（4）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_____________________________________________

20．（11分）已知A、B、C、D、E、F为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素，A与B，C、D与E分别位于同一周期。

A原子L层上有2对成对电子，B、C、D的核外电子排布相同的简单离子可形成一种C3DB6型离子晶体X，CE、FA为电子数相同的离子晶体。

（1）写出A元素的基态原子价电子排布式：

__________。

F离子电子排布式：

______________。

（2）写出X的化学式：

______________。

X的化学名称为______________。

（3）写出X涉及化工生产中的一个化学方程式：

____________________________________。

（4）试解释工业冶炼D不以DE3而是以D2A3为原料的原因：

____________________________

____________________________________________。

（5）CE、FA的晶格能分别为786kJ·mol－1、3401kJ·mol－1，试分析导致两者晶格能差异的主要原因是___________________________________________________________________。

（6）F与B可形成离子化合物，其晶胞结构如下图所示。

F与B形成的离子化合物的化学式为__________；该离子化合物晶体的密度为ag·cm－3，则晶胞的体积是__________________（只要求列出算式）。

21．（10分）

（1）碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：

回答下列问题：

①金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为____________。

②金刚石、石墨烯（指单层石墨）中碳原子的杂化形式分别为________、________。

③C60属于________晶体，石墨属于________晶体。

④石墨晶体中，层内C—C键的键长为142pm，而金刚石中C—C键的键长为154pm。

其原因是金刚石中只存在C—C间的________共价键；而石墨层内的C—C间不仅存在________共价键，还有________键。

（2）碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：

①在石墨烯晶体中，每个C原子连接________个六元环，每个六元环占有________个C原子。

②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接________个六元环，六元环中最多有________个C原子在同一平面。

（3）①单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以____________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献____________个原子。

②在硅酸盐中，SiO

四面体（如下图（a））通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。

图（b）为一种无限长单链结构的多硅酸根：

其中Si原子的杂化形式为______________，Si与O的原子数之比为______________化学式为________________。

14.已知CsCl晶体的密度为ρg·cm－3，NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个Cs＋的核间距为acm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为（　　）

A．NA·a3·ρB.

C.

D.

16.元素X的某价态离子Xn＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成晶体的晶胞结构如图所示。

（1）该晶体的阳离子与阴离子个数比为________。

（2）该晶体中Xn＋中n＝_____________________________________________________。

（3）X元素的原子序数是________。

（4）晶体中每个N3－被________个等距离的Xn＋包围。

答案　

（1）3∶1　

（2）1　（3）29　（4）6

17．有一种蓝色的晶体，它的结构特征是Fe2＋和Fe3＋分别占据晶胞立方体互不相邻的顶点，立方体的每条棱上均有一个CN－。

（1）根据晶体结构的特点，推出这种蓝色晶体的化学式（用简单整数表示）______________。

（2）此化学式带何种电荷__________，如果Rn＋或Rn－与其结合成电中性粒子，此粒子的化学式为________________。

18．有下列离子晶体立体构型示意图如下图所示。

（1）以M代表阳离子，以N代表阴离子，写出各离子晶体的组成表达式。

A．__________、B：

________、C：

________、D：

__________________________。

（2）已知FeS2晶体（黄铁矿的主要成分）具有A的立体结构。

①FeS2晶体中具有的化学键类型是__________________________________________。

②若晶体结构A中相邻的阴、阳离子间的距离为acm，且用NA代表阿伏加德罗常数，则FeS2晶体的密度是________g·cm－3。

1.下图为几种晶体或晶胞的示意图：

（436页）

请回答下列问题：

（1）上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是________________。

（2）冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为________________________。

（3）NaCl晶胞与MgO晶胞相同，NaCl晶体的晶格能________（填“大于”或“小于”）MgO晶体，原因是________________________。

（4）每个Cu晶胞中实际占有________个Cu原子，CaCl2晶体中Ca2＋的配位数为________。

（5）冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是________________________________。

A、B、C、D是元素周期表中前36号元素,它们的核电荷数依次增大。

A原子L层的成对电子数和未成对电子数相等,B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构,C是地壳中含量最多的元素。

D是第四周期元素,其原子核外最外层电子数与氢原子相同,其余各层电子均充满。

请回答下列问题:

（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序是        （用对应的元素符号表示）;基态D原子的电子排布式为                。

（2）A的最高价氧化物对应的水化物分子中,其中心原子采取        杂化;B的空间构型为        （用文字描述）。

（3）1molAB-中含有的π键个数为        。

（4）如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图,则该合金中Ca和D的原子个数比是        。

（5）镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构XYn,它们有很强的储氢能力。

已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10-23 cm3,储氢后形成LaNinH4.5合金（氢进入晶胞空隙,体积不变）,则LaNin中n=        （填数值）;氢在合金中的密度为        。

第四周期中的18种元素具有重要的用途，在现代工业中备受青睐．

（1）铬是一种硬而脆，抗腐蚀性强的金属，常用于电镀和制造特种钢．基态Cr原子中，电子占据最高能层的符号为     ，该能层上具有的原子轨道数为     ，电子数为     ．

（2）第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的，30Zn与31Ga的第一电离能是否符合这一规律？

     （填“是”或“否”），原因是     （如果前一问填“是”，此问可以不答）．

（3）镓与第VA族元素可形成多种新型人工半导体材料，砷化镓（GaAs）就是其中一种，其晶体结构如图1所示（白色球代表As原子）．在GaAs晶体中，每个Ga原子与     个As原子相连，与同一个Ga原子相连的As原子构成的空间构型为     ．

（4）与As同主族的短周期元素是N、P．AsH3中心原子杂化的类型     ，一定压强下将AsH3和NH3、PH3的混合气体降温是首先液化的是    

（5）铁的多种化合物均为磁性材料，氮化铁是其中一种，某氮化铁的晶胞结构如图2所示，则氮化铁的化学式为     ；设晶胞边长为acm，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为    g．cm﹣3（用含a和NA的式子表示）

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，Ni2+和Fe2＋的离子半径分别为69pm和78pm，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左下图所示。

该合金的化学式为_______________；

（5）丁二酮肟常用于检验Ni2+：

在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2+反应可生成鲜红色沉淀，其结构如右上图所示。

①该结构中，碳碳之间的共价键类型是键，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_______________。