晶体结构与性质1．下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断属于NaCl晶体结构的图象是（） ⑴ ⑵ ⑶ ⑷A.图⑴和图⑶ B.图⑵和图⑶ C.只有图⑴ D.图⑴和图⑷2．光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一，2009年诺贝尔物理学奖授予被誉为“光纤之父”的华人科学家高锟。组成光导纤维的主要成分SiO2是（）A．分子晶体B．原子晶体C．离子晶体D．金属晶体3．下列推论正确的是（）A．SiH4的沸点高于CH4，可推测PH3的沸点高于NH3B．NH为正四面体结构，可推测PH也为正四面体结构C．CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体D．C2H6是碳链为直线形的非极性分子，可推测C3H8也是碳链为直线形的非极性分子4．下表所列物质晶体的类型全部正确的一组是（）原子晶体离子晶体分子晶体A．氮化硅磷酸单质硫B．单晶硅烧碱白磷C．金刚石硅铁冰D．铁尿素冰醋酸5．下列物质中，含离子键和非极性共价键的是（）A．Cl2B．H2O2C．NaOHD．Na2O26．下列叙述正确的是()A．胶体溶液的电泳现象说明胶体带电荷B．含有非极性键的化合物一定为共价化合物C．原子晶体中共价键越强其熔点越高，如晶体硅比Si02熔点高D．含有阴离子的物质必然含有阳离子．但含有阳离子的物质不一定含有阴离子7．碳化硅（SiC）俗称金刚砂，常用作砂轮及高温炉的材料，它不导电，由此可以推知碳化硅属于（） A.离子晶体B.原子晶体C.分子晶体D.无法判断8．下列说法不正确的是（）A．水分子间形成氢键会使水的稳定性升高B．分散质粒子的直径在1nm－100nm之间的分散系叫做胶体C．用渗析法除去鸡蛋白溶液中少量的葡萄糖杂质D．石墨晶体中，每个正六边形平均分摊到2个碳原子9．下列有关金属的说法正确的是（）A．金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子\nB．已知金属钠的晶体堆积模型是体心立方堆积，则其配位数是6C．已知金属镁的晶体堆积模型是六方最密堆积，则其配位数是12D．金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动10．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是（）A．水由液态变为玻璃态，体积缩小B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀C．玻璃态是水的一种特殊状态D．玻璃态水是分子晶体11．下列物质按熔点从低到高顺序排列的是（）A.O2NaNaClSiB.O2NaClNaSiC.NaO2SiNaClD.NaNaClSiO212．下列有关晶体的叙述中，错误的是A、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B、白磷晶体中，结构粒子之间通过共价键结合C、石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体D、构成分子晶体的结构粒子中不一定存在共价键13．以下有关金属晶体的说法不正确的是（）A．金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，它们都占据在晶胞的一定位置上B．六方最密堆积和面心立方最密堆积的空间利用率相同C．金属晶体在固态或熔融态均能导电D．温度升高，金属的导电性将减弱14．氯化钠是典型的离子晶体，下列有关氯化钠晶体结构的有关叙述错误的是（）A．钠离子与氯离子之间通过静电吸引结合在一起B．与某个钠离子最接近的钠离子有12个C．某个钠离子周围的氯离子围成的空间结构为正八面体D．晶体中钠离子的半径比氯离子的半径小15．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＞CH4C．MgO＞O2＞N2＞H2OD．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠16．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．ZXY3B．ZX2Y6C．ZX4Y8D．ZX8Y1217．下列说法中正确的是（ ）A．共价键的键能越大，分子晶体的熔点越高B．失去电子难的原子获得电子的能力一定强C．在化学反应中，某元素由化合态变为游离态，则该元素一定被还原D．电子层结构相同的不同简单离子，其半径随核电荷数增多而减小18．氮化碳结构如下图，其中β-氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。\n下列有关氮化碳的说法不正确的是（）A．氮化碳属于原子晶体B．氮化碳中碳显—4价，氮显+3价C．氮化碳的化学式为：C3N4D．每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连19．随着科学技术的发展，阿佛加德罗常数的测定手段越来越多，测定的精度也越来越高。现有一种简单可行的测定方法，具体步骤为：①将NaCl固体细粒干燥后，准确称取mgNaCl固体细粒并转移到定容仪器A中②用滴定管向A仪器中加苯，不断振荡，继续加苯到A仪器的刻度，计算出NaCl固体的体积Vcm3。（1）步骤①中仪器A最好使用（填序号）A．量筒B．烧杯C．容量瓶D．试管（2）步骤②中是否用酸式滴定管还是用碱式滴定管，理由是NaCl晶体结构图。（3）能否用水代替苯，理由是。（4）已知NaCl晶体中，靠得最近的Na+、Cl—间的距离为acm（如上图），则用上述方法测得的阿佛加德常数NA的表达式为。20．如图3－28表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。图3－28(1)代表金刚石的是(填编号字母，下同)__________，其中每个碳原子与__________个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于__________晶体。(2)代表石墨的是__________，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为__________个。(3)代表NaCl的是__________，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+有__________个。(4)代表CsCl的是__________，它属于__________晶体，每个Cs+与__________个Cl-紧邻。(5)代表干冰的是__________，它属于__________晶体，每个CO2\n分子与__________个CO2分子紧邻。(6)若说“离子晶体中只有离子键，分子晶体中没有化学键”是否正确？简答理由。(7)NaCl晶体、HCl晶体、干冰、金刚石熔点由高而低的顺序是__________；其中在熔融或液态时能导电的电解质是__________，液态不导电但为电解质的是__________，在水溶液中能导电的非电解质是__________。21．如果1mol金属钠的质量为23g，密度ρ=0．97g·cm-3，则每个钠原子的半径约为多少？（设钠为紧密堆积的球体）22．下图是超导化合物----钙钛矿晶体中最小重复单元(晶胞)的结构。请回答：(1)该化合物的化学式为 。(2)在该化合物晶体中，与某个钛离子距离最近且相等的其他钛离子共有 个。(3)设该化合物的式量为M，密度为ag/cm3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中钙离子与钛离子之间的最短距离为 。23．A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为_______；（2）B元素的负一价离子的电子层结构与氩相同，C元素的正一价禽子的电子层结构与氙相同，B、C形成的化合物的化学式为________；其晶体内每个B离子周围有_____个C离子与之紧相邻。其晶体的主要物理性质有：__________________(写出两条即可)。（3）D元素的正三价离子的3d亚层为半充满，D的元素符号为______，其基态原子的电子排布式为___________________________________。（4）E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，其单质在一定条件下能与硫(S)反应，试写出该反应方程式_________________。24．图中X、Y、Z为单质，其他为化合物，它们之间存在如下转化关系（部分产物已略去）。其中，A俗称磁性氧化铁；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。回答下列问题：（1）组成单质Z的元素在周期表中的位置是 ；R的化学式是 ；（2）E、Z的晶体类型均属于 晶体。E、Z结构中最小的环上原子个数之比为 。B为一元强碱，焰色反应为紫色，则B的电子式为。（3）写出下列反应的化学方程式：①单质Z与NaOH的反应：②工业上由E制取粗Z：（4）已知A与1molAl反应转化为X时（所有物质均为固体），放出akJ热量，写出该反应的热化学方程式：。（5）向A与X的混合物中加入100mL1mol/L盐酸恰好使混合物完全溶解，放出标准状况下的气体224mL,在溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物，能得到单质的质量为。\n参考答案1．D【解析】试题分析：氯化钠晶体中配位数是6，所以属于NaCl晶体结构的图象（1）和（4），答案选D。考点：考查氯化钠晶体结构的判断点评：该题是基础性试题的考查，侧重对学生基础知识的训练与检验。该题的关键是记住氯化钠的晶胞结构特点，难度不大。2．B【解析】3．B【解析】试题分析：A不正确，氨气分子间存在氢键，沸点高，A不正确；C不正确，二氧化硅是原子晶体；丙烷不是直线型结构，也不是非极性分子，D不正确，答案选B。考点：考查物质性质推断有关判断点评：该题是高考中的常见题型和考点，属于基础性试题的考查，试题基础性强，侧重对学生能力的培养和训练，有利于培养学生的逻辑推理能力，提高学生的应试能力和学习效率。4．B【解析】A中磷酸是分子晶体；C中硅铁不是晶体；D中铁是金属晶体，尿素是分子晶体；5．D【解析】6．D【解析】【答案】B【解析】离子晶体在熔融或水溶液中是可以导电的，分子晶体的熔沸点是比较低的，所以根据金刚砂的物理性质可判断，金刚砂应属于原子晶体。答案是B。8．A【解析】氢键不是化学键，不影响物质的稳定性，一般影响物质的物理性质，分子的稳定性和化学键有关系，A不正确，其余都是正确的，答案选A。9．C【解析】试题分析：A选项，金属原子的核外电子在金属晶体中，最外层电子肯定是自由电子，内层电子受到核内质子的吸引，而不自由，故A错误。B选项，面心立方堆积如果是金属原子，则其配位数是12，因为周围的原子都与该原子形成金属键的，故B错误，D选项，金属导电的实质是金属内部有自由移动的电子形成定向移动，故D错误.所以答案选C考点：考查金属性质的相关知识点。10．C【解析】试题分析：由玻璃态的水密度与普通液态水的密度相同，质量不变，所以体积不变，所以A、B都错；由水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态，可知玻璃态是水的一种特殊状态，C正确；根据玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，所以不存在晶体状态，所以D错。答案选Ｃ。\n考点：考查水的性质和应用。11．A【解析】12．【解析】试题分析：A、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，破坏的是分子间作用力，正确；B、白磷晶体中，结构粒子之间通过分子间作用力相结合，错误；C、石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体，是原子晶体，正确；D、构成分子晶体的结构粒子中不一定存在共价键，如稀有气体元素对应的晶体中不含任何化学键，正确，答案选B。考点：考查构成晶体的微粒及粒子间作用力的判断13．A【解析】答案：AA．不正确，金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，金属阳离子占据在晶胞的一定位置上，自由电子则没有固定的位置，在晶体中自由运动。B、正确，空间利用率相同，都是74%；C、正确，均存在能自由移动的带电微粒；D、正确，自由电子的振动加剧，定向移动变得困难。14．A【解析】A错，钠离子与氯离子之间通过静电作用结合在一起；其他三个选项均正确；15．B【解析】选项A中形成的都是原子晶体，形成原子晶体的原子半径越小，共价键越强，晶体的沸点越高，正确的顺序应该是金刚石＞碳化硅＞二氧化硅＞晶体硅；选项B中形成的晶体都是分子晶体，其熔沸点与分子间作用力有关系，而分子间作用力大小与相对分子质量大小有关系，所以选项B正确；选项C不正确，氧化镁是离子晶体，而另外三种都是分子晶体，但由于水分子中存在氢键，所以水的熔沸点高于氧气和氮气的；合金的熔点一般低于其成分金属的熔点，所以选项D不正确，应该是金刚石＞纯铁＞生铁＞钠，答案选B。16．A【解析】试题分析：X元素位于晶胞的8个顶点，所以X的个数为8×1/8=1个，Y元素位于晶胞的12个棱，所以Y的个数为12×1/4=3，Z元素位于晶胞的体心，所以Z的个数为1。因此该化合物中X:Y:Z的个数为1:3:1。正确的选项是A。考点：晶体常识点评：晶胞中粒子数目的计算方法是均摊法。如果晶胞是立方体，则位于顶点的粒子数×1/8，位于棱上的粒子数×1/4，位于面心的粒子数×1/2，位于体心的粒子数×1。如果非立方体的晶胞，要具体问题具体分析。【答案】D【解析】试题分析：A．共价键的键能越大，含有该分子的物质的稳定性就越强，错误；B．失去电子难的原子获得电子的能力不一定强，错误；C．在化学反应中，某元素由化合态变为游离态，则该元素可能被还原，也可能被氧化，错误；D．电子层结构相同的不同简单离子，其半径随核电荷数增多而减小，正确。考点：考查共价键、元素的氧化性、还原性及离子半径的比较的知识。\n18．B【解析】试题分析：C和N都属于非金属元素，通过共价键形成原子晶体，A正确，N元素的非金属性强于C，N显-3价，C显+4介，B错误；由结构图可知，在一个晶胞内（虑线框）有四个N原子，有8个C原子，其中有四个位于四边形的顶点上，有四个位于四边形的边上，根据均摊法，可知C原子数目为4×+4×=3，化学式为C3N4，C正确；D、由结构图可看出，每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连，D正确；答案选B。考点：晶体类型、晶体结构、均摊法19．（1）C（2）酸式滴定管；碱式滴定管的橡皮管会溶于苯而变形（3）不能；水会溶解NaCl，不能测出NaCl固体的体积（4）NA=【解析】（1）由于容量瓶能准确量取一定体积的溶液，所以答案选C。（2）苯是有机溶剂，碱式滴定管的橡皮管会溶于苯而变形，所以应该用酸式滴定管。（3）由于水能溶解NaCl，不能测出NaCl固体的体积，所以不能用水代替苯。（4）根据晶胞可知，该晶胞中含有4和氯离子和4个钠离子，晶胞的边长是2acm，所以有，解得NA=。20．(1)D 4 原子(2)E 2 (3)A 12(4)C 离子 8(5)B 分子 12(6)不正确。原子团离子中有共价键；除稀有气体外，分子内均有共价键。(7)C>NaCl>CO2>HCl NaCl HCl 干冰【解析】根据不同物质晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是简单立方单元，每个Na+与6个Cl-紧邻，每个Cl-又与6个Na+紧邻，但观察Na+与最近距离等距离的Na+数时要抛开Cl-，从空间结构上看是12个Na+。即x轴面上、y轴面上、z轴面上各4个。CsCl晶体由Cs+、Cl-分别构成立方结构，但Cs+组成立方的中心有1个Cl-，Cl-组成的立方中心又镶入一个Cs+。可称为“体心立方”结构，Cl-紧邻8个Cs+，Cs+紧邻8个Cl-。干冰也是立方体结构，但在立方体每个正方形面的中央都有一个CO2分子，称为“面心立方”。实际上各面中央的CO2分子也组成立方结构，彼此相互套入面的中心。所以每个CO2分子在三维空间里x、y、z三个面各紧邻4个CO2分子，共12个CO2分子。金刚石的基本单元是正四面体，每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻另外3个碳原子，即每个六边形占有1个碳原子的各，所以大的结构中每个六边形占有的碳原子数是6×=2(个)。对于晶体中的化学键要分清是指晶格质点之间还是晶格质点内部。常见的离子晶体其离子间形成的是离子键。原子晶体则只有晶格质点即原子间的共价键。分子晶体在分子间只是弱作用力，即范德华力，而分子内部除单原子分子的惰性气体外都有牢固的共价键。\n晶体熔点通常由晶格质点间作用力而定。原子晶体中原子间的共价键牢固，熔点达千至数千摄氏度。离子晶体中离子间的离子键相当强大，熔点在数百至上千摄氏度。分子晶体中分子间作用力弱，熔点在数百摄氏度以下至很低的温度。如果形成分子晶体的分子比较类似，则分子的摩尔质量越大，分子间作用力也越大，熔点也就越高。题述的NaCl、HCl、CO2、金刚石在熔态时只有离子晶体熔化后能导电。在溶液中离子晶体和分子晶体中的电解质(如HCl)能导电。CO2是非电解质，其水溶液能微弱导电，这是由于CO2与水生成的H2CO3是弱电解质的缘故，所以CO2不是电解质，H2CO3才是电解质。金刚石是原子晶体，所以不溶于一般无机或有机溶剂，它没有水溶液。21．2．11×10-8cm【解析】由于钠为紧密堆积的球体，则体积V与密度的关系为V=，。钠原子半径=9．4×10-24cm3，r==2．11×10-8cm。22．(1)CaTiO3(2)6(3)【解析】(1)这个晶胞对位于顶点上的每个钛原子占有的份额为1/8，所以，它单独占有的钛原子个数为8×1/8=1个；它对位于棱上的每个氧原子占有的份额为1/4，所以，它单独占有的氧原子个数为12×1/4=3个；它全部拥有体内的那一个钙原子，所以，该晶胞中单独占有的钛原子、氧原子和钙原子的个数分别为：1、3、1；所以，该化合物的化学式为CaTiO3。(2)钛位于立方体的顶点上，与一个钛离子距离最近的钛离子是与它共棱的。从上面立方晶胞进行堆积的图2和图3可以看出，在X轴或Y轴或Z轴上，与它共棱的离子都是二个，所以，共6个。(3)这是个综合性较大的习题。设这种立方晶胞的边长是b，那么，钙离子与钛离子之间的距离是体对角线的一半，即。下面求b。因为每个立方体的体积为b3，而NA个这样的立方体堆积到一起就是1mol晶体，其质量为Mg，其体积为Mg/ag/cm3=M/acm3。所以，NA·b3=M/acm3，所以，，所以，题中所求距离为。23．（1）N（1分）\n（2）CsCl（1分）；8（1分）；熔融时能导电、较高的熔点等（1分）（3）Fe（1分）；1S22S22P63S23P63d64S2或[Ar]3d64S2（1分）（4）2Cu+SCu2S（2分，写出Cu但未写出正确方程式给1分）【解析】试题分析：（1）最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，说明2P轨道排了3个电子，A为N。（2）B元素的负一价离子的电子层结构与氩相同，说明B为Cl，C元素的正一价禽子的电子层结构与氙相同，说明C为Cs，二者形成的化合物为CsCl；其晶体结构为体心立方结构，每个Cl‾周围有8个Cs+与之紧相连；CsCl晶体为离子晶体，具有熔融时能导电、较高的熔点等性质。（3）D元素的正三价离子的3d亚层为半充满，则D原子3d排了6个电子，D元素为Fe。（4）E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，说明3d排满为10个电子，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，4S排了1个电子，M为Cu，Cu与S加热反应生成Cu2S。考点：本题考查电子排布规律、晶体类型与性质、电子排布式及化学方程式的书写。24．（1）第三周期IVA族（1分）H2SiO3(或H4SiO4)（1分）（2）原子（1分）2:1（2分）（2分）（3）Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑（2分）SiO2+2C高温Si+2CO（2分）（4）8Al(s)+3Fe3O4(s)=9Fe(s)+4Al2O3(s)△H=－8akJ/mol（2分）（5）2.8g（2分）【解析】试题分析：A俗称磁性氧化铁，则A是Fe3O4；则X是Fe，Y是O2，E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，所以E是SiO2，Z是Si，所以B是强碱溶液，R是硅酸胶体，D为硝酸，G是硝酸铁。（1）组成单质Z的Si元素在周期表中的位置是第三周期IVA族；R是硅酸胶体，化学式为H2SiO3(或H4SiO4)；（2）二氧化硅、硅都属于原子晶体；二氧化硅的最小环上有6个硅原子和6个氧原子共12个原子，硅的最小环上有6个硅原子，所以最小的环上原子个数之比为2:1；B为一元强碱，焰色反应为紫色，则B是KOH，电子式为；（3）硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气，化学方程式为Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑；工业上用二氧化硅与C高温反应生成单质硅和CO，化学方程式为SiO2+2C高温Si+2CO；（4）Fe3O4与1molAl反应转化为Fe时放出akJ热量，根据铝热反应的化学方程式判断该反应的热化学方程式为8Al(s)+3Fe3O4(s)=9Fe(s)+4Al2O3(s)△H=－8akJ/mol；（5）由题意可知，A与X的混合物与盐酸恰好反应，得到的溶液为氯化亚铁溶液，根据氯元素守恒，HCl的物质的量是0.1L×1mol/L=0.1mol，所以Fe元素的物质的量是0.05mol，则用CO还原相同质量的混合物，应得到0.05mol的单质Fe，其质量是2.8g。考点：考查物质推断，Fe、Si元素及其化合物的性质，化学式、电子式、化学方程式的书写，守恒法的应用
