人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体第2课时课后复习题

这是一份人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体第2课时课后复习题，共19页。试卷主要包含了下列晶体分类中正确的一组是，下列有关离子晶体的说法正确的是，NaCl晶体模型如下图所示，萤石是一种难溶于水的固体等内容，欢迎下载使用。

第2课时 离子晶体、过渡晶体与混合型晶体


基础过关练





题组一 离子晶体的概念和结构


1.下列晶体分类中正确的一组是( )


2.(2019江苏南京外国语学校检测)下列有关离子晶体的说法正确的是( )


A.离子晶体中一定含有金属元素,含有金属元素的化合物一定是离子晶体


B.离子键只存在于离子晶体中,离子晶体中一定含有离子键


C.离子晶体中不可能含有共价键


D.离子晶体受热熔化破坏化学键,吸收热量,属于化学变化


3.如图所示,在氯化钠晶体中,与每个Na+等距离且最近的几个Cl-所围成的空间几何构型为( )





A.十二面体 B.正八面体


C.正六面体 D.正四面体


4.(2019山西应县一中高二期中)下列关于晶体的结构和性质的叙述正确的是( )


A.分子晶体中一定含有共价键


B.共价晶体中共价键越强,熔点越高


C.离子晶体中含有离子键,不含有共价键


D.金属阳离子只能存在于离子晶体中


5.下列各图是从某些离子晶体结构图中分割出来的部分结构图,试判断下列各图属于NaCl晶体结构的是(深度解析)





A.图(1)和图(3)B.图(2)和图(3)


C.只有图(1) D.图(1)和图(4)


6.(2019江苏高邮高一下期中)下列各组物质的晶体中,化学键类型和晶体类型均相同的是( )


A.CO2和NH3B.HCl和SiO2


C.KCl和K D.H2O和NH4Cl


7.NaCl晶体模型如下图所示:





(1)在NaCl晶体中,每个Na+周围同时吸引 个Cl-,每个Cl-周围也同时吸引着 个Na+;在NaCl晶胞中含有 个Na+、 个Cl-,晶体中每个Na+周围与它距离最近且相等的Na+共有 个。


(2)对于氯化钠晶体,下列描述正确的是 。


A.它是面心立方堆积


B.相邻的阴、阳离子核间距等于阴、阳离子半径之和


C.与氯化铯晶体结构相同


D.每个Na+与6个Cl-作为近邻


题组二 离子晶体的性质


8.AB、CD、EF均为1∶1型离子化合物,根据下列数据判断它们的熔点由高至低的顺序是( )





A.CD>AB>EFB.AB>EF>CD


C.AB>CD>EFD.EF>AB>CD


9.离子晶体熔点的高低取决于晶体中阳离子与阴离子之间的静电作用,静电作用大则熔点高,静电作用小则熔点低。试根据学过的知识,判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是( )


A.KCl>NaCl>BaO>CaO


B.NaCl>KCl>CaO>BaO


C.CaO>BaO>NaCl>KCl


D.CaO>BaO>KCl>NaCl


10.(2020辽宁凌源二中高二网测)萤石(主要成分为CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2是离子晶体的是( )


A.CaF2难溶于水,其水溶液的导电性极弱


B.CaF2的熔点较高,硬度较大


C.CaF2固体不导电,但在熔融状态下可以导电


D.CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小


11.为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物,可以进行下列实验,其中叙述正确的是( )


A.观察常温下物质的状态,SbCl5是微黄色液体,SnCl4为无色液体。结论:SbCl5和SnCl4都是离子化合物


B.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5 ℃、2.8 ℃、-33 ℃。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物


C.将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中,滴入HNO3酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物


D.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性,发现它们都可以导电。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物


12.(2020辽宁丹东第四中学高二月考)根据下表给出的几种物质的熔点、沸点数据,判断下列有关说法中错误的是( )


A.SiCl4是分子晶体


B.金属元素与非金属元素可形成共价化合物


C.AlCl3加热能升华


D.NaCl中化学键的强度比KCl中的小


13.下列说法中正确的是(深度解析)


A.形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力


B.第ⅠA族元素与第ⅦA族元素形成的化合物一定是离子化合物


C.离子化合物的熔点一定比共价化合物的熔点高


D.离子化合物中可能只含有非金属元素


题组三 过渡晶体与混合型晶体


14.(2020江苏徐州一中高二月考)石墨晶体是层状结构,在每一层内,每一个碳原子都跟其他3个碳原子相结合。据图分析,石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为( )





A.2∶3B.2∶1C.1∶3D.3∶2


15.(原创)下列关于过渡晶体的说法正确的是( )


A.石墨属于过渡晶体


B.SiO2属于过渡晶体,但当作共价晶体来处理


C.绝大多数含有离子键的晶体都是典型的离子晶体


D.Na2O晶体中离子键的百分数为100%


16.(2020河南郑州外国语学校高二月考)将石墨置于熔融的钾或气态的钾中,石墨吸收钾而形成名称为钾石墨的物质,其组成可以是C8K、C12K、C24K、C36K、C48K、C60K等。下列分析正确的是( )





A.题干中所列举的6种钾石墨属于有机高分子化合物


B.钾石墨中碳原子的杂化方式是sp3杂化


C.若某钾石墨的原子分布如图所示,则它所表示的是C12K


D.最近的两个K原子之间的距离为石墨中C—C键键长的23倍


17.金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图分别如图所示,下列说法不正确的是( )





A.金刚石和石墨烯中碳原子的杂化方式不同


B.金刚石、石墨、C60和石墨烯的关系:互为同素异形体


C.这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2


D.石墨与C60的晶体类型相同


18.(1)石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB……方式堆积而成,如图甲所示,图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。该晶胞中含有的碳原子数为 。








(2)石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,如图乙所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,1 ml石墨烯中含有的六元环个数为 。下列有关石墨烯的说法正确的是 (填字母)。


a.晶体中碳原子间全部是单键


b.石墨烯中所有碳原子可以处于同一个平面


c.从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力


(3)石墨烯可转化为C60,C60的结构如图丙所示,该分子是由五边形和六边形构成的球体,其中五边形有12个,则六边形有 个(注:简单多面体的顶点数V、面数F及棱数E间的关系为V+F-E=2)。


(4)金刚石晶胞如图丁所示,则金刚石晶胞中原子的配位数为 。深度解析





能力提升练





题组一 离子晶体的结构与性质


1.(2020山东滕州一中高二月考,)钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体,结构如图所示,下列有关说法不正确的是( )





A.该晶体属于离子晶体


B.晶体的化学式为Ba2O2


C.该晶体晶胞结构与NaCl相似


D.与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有12个


2.(双选)(2020江苏徐州一中高二期末,)在某晶体中,与某一个微粒x距离最近且等距离的另一个微粒y所围成的空间结构为如图所示的正八面体。该晶体可能是( )





A.NaCl晶体(x:Na+,y:Cl-)


B.CsCl晶体(x:Cs+,y:Cl-)


C.CaTiO3晶体(x:Ti4+,y:O2-)


D.NiAs晶体(x:Ni,y:As)


3.(2020湖北襄阳一中高二月考,)经X射线衍射实验研究证明PCl5在固态时,由空间构型分别是正四面体和正八面体的两种离子构成,下列关于PCl5的推断正确的是( )


A.PCl5晶体是分子晶体


B.PCl5晶体由[PCl3]2+和[PCl2]2-构成,且离子数目之比为1∶1


C.PCl5晶体由[PCl4]+和[PCl6]-构成,且离子数目之比为1∶1


D.PCl5晶体具有良好的导电性


4.(2020天津静海高二期中,)有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是( )





图甲 图乙





图丙 图丁


A.在NaCl晶体(图甲)中,距Na+最近的Cl-形成正八面体


B.该气态团簇分子(图乙)的分子式为EF或FE


C.在CO2晶体(图丙)中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻


D.在碘晶体(图丁)中,碘分子的排列有两种不同的方向


5.(2020山东济南外国语学校高二月考,)有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是(深度解析)





A.在NaCl晶体中,距Na+最近且相等的Cl-有6个


B.在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+


C.在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数的比为1∶2


D.CaF2晶体在熔融状态不导电


6.(2020辽宁凌源二中高二网测,)如图所示分别为氯化钠、氯化铯、氟化钙的晶胞模型,请认真观察后完成表格。











7.(2020河南六市高三调研节选,)黄铜矿是工业炼铜的原料,含有的主要元素是硫、铁、铜,请回答下列问题。


(l)基态硫原子核外电子有 种运动状态。Fe2+的电子排布式是 。


(2)CuCl熔点为426 ℃,熔化时几乎不导电;CuF的熔点为908 ℃,沸点为1 100 ℃。二者都是铜(Ⅰ)的卤化物,熔、沸点相差这么大的原因是


。


(3)乙硫醇(C2H5SH)是一种重要的合成中间体,分子中硫原子的杂化形式是 。乙硫醇的沸点比乙醇的沸点 (填“高”或“低”),原因是 。


(4)黄铜矿主要成分X的晶胞结构及晶胞参数如图所示,X的化学式是 ,其密度为 g/cm3(NA表示阿伏加德罗常数的值)。








题组二 混合型晶体的结构与性质


8.()石墨烯是从石墨材料中剥离出来,由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是( )





A.从石墨中剥离出石墨烯需要破坏化学键


B.石墨中的碳原子采取sp2杂化,每个sp2杂化轨道含23 s轨道与13 p轨道


C.石墨属于混合型晶体,层与层之间存在分子间作用力;层内碳原子间存在共价键;石墨能导电


D.石墨烯中平均每个六元环含有3个碳原子


9.(2020辽宁凌源二中高二网测,)C60、金刚石和石墨的结构模型分别如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)。





(1)C60、金刚石和石墨三者的关系是互为 。


A.同分异构体B.同素异形体


C.同系物D.同位素


(2)固态时,C60属于 晶体(填“离子”“共价”或“分子”),1个C60分子中含有双键的数目是 个。


(3)硅晶体的结构跟金刚石相似,1 ml硅晶体中含有硅硅单键的数目约是 。二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入1个氧原子,二氧化硅的空间网状结构中,硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是 。深度解析


(4)石墨的层状结构中,平均每个正六边形占有的碳原子数是 。


10.(2020江西高三教学质量监测,)黑磷是磷的一种稳定的同素异形体,黑磷具有正交晶型(图A),晶胞参数a=3.310A,b=4.380A,c=10.500A。磷烯是二维的单层黑磷(图B),磷烯与石墨烯结构相似,P的配位数为3。与石墨烯相比,磷烯具有半导体性质,更适合制作电子器件。已知黑磷结构中只有一种等效的三配位P,所有P原子的成键环境一样,图A中编号为①的P原子的晶胞内坐标为(0.500,0.090,0.598)。请回答下列问题:








(1)画出基态P原子的价电子排布图: 。


(2)P和F的电负性大小顺序是χ(P) χ(F)(填“<”“=”或“>”)。P和F形成的分子PF3和PF5,它们的空间结构分别为 、 。


(3)①黑磷中P原子杂化方式是 。黑磷中不存在 (选填字母序号)。


A.共价键 B.σ键


C.π键 D.范德华力


②白磷与黑磷熔点从高到低的顺序为 ,原因是 。


(4)图A中编号为②的P原子的晶胞内坐标为 ,黑磷的晶胞中含有 个P原子。








答案全解全析


基础过关练





1.C NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都是离子晶体;纯H2SO4中无H+,是分子晶体。Ar是稀有气体,分子间以范德华力相互结合,为分子晶体;石墨是混合型晶体;SiO2与金刚石是典型的共价晶体。硫是以范德华力结合的分子晶体;玻璃没有固定的熔点,为非晶体。


2.B 离子晶体中不一定含有金属元素,含有金属元素的化合物不一定是离子晶体,选项A错误;含有离子键的化合物一定是离子晶体,离子晶体中可能含有共价键,选项B正确、C错误;离子晶体受热熔化时,虽然离子键被破坏,但没有生成新的物质,不属于化学变化,如氯化钠晶体熔化,选项D错误。


3.B 首先要清楚离Na+最近的Cl-在什么位置,处在中心位置上的Na+被六个面上的Cl-所包围,这6个Cl-离该Na+最近,将六个面心的Cl-连线得到正八面体。


4.B 分子晶体中可能不存在共价键,如稀有气体,故A错误;共价晶体的熔点与共价键有关,共价键越强,则熔点越高,故B正确;离子晶体中也可能含有共价键,如氢氧化钠属于离子晶体,既含有离子键,又含有共价键,故C错误;金属单质是由金属阳离子和自由电子构成的,所以金属阳离子可存在于金属晶体中,故D错误。


5.D 由于在氯化钠晶体中,每个钠离子周围同时吸引着最近的等距离的6个氯离子,同样每个氯离子周围同时吸引着最近的等距离的6个钠离子,图(1)符合条件,图(4)中选取其中一个离子,然后沿x、y、z三轴切割得到6个等距离的且最近的带相反电荷的离子,所以其配位数也是6,符合条件,故选D。


知识拓展 离子晶体的配位数


离子晶体中,通常可看成阴离子呈等径圆球密堆积,阳离子有序地填在阴离子的空隙中,每个离子周围等距离地排列着异电性离子。一个离子周围最邻近的异电性离子的数目,叫做离子晶体中离子的配位数。


6.A CO2和NH3都是分子晶体,CO2和NH3都只含共价键,A正确;HCl是分子晶体,SiO2为共价晶体,B错误;KCl为离子晶体,含有离子键,K为金属晶体,含有金属键,C错误;H2O是分子晶体,H2O中只含共价键,NH4Cl是离子晶体,NH4Cl中含有离子键和共价键,D错误。


7.答案 (1)6 6 4 4 12 (2)AD


解析 (1)在NaCl晶体中,一个Na+位于晶胞的中心,12个Na+分别位于晶胞的12条棱上,则属于该晶胞的Na+为3个(14×12=3),因此一个晶胞中共含有4个Na+,8个Cl-分别位于晶胞的8个顶点上,6个Cl-分别位于晶胞的6个面心上,则属于该晶胞的Cl-有18×8+12×6=4个。可见NaCl晶体中Na+、Cl-的个数比为1∶1。图中位于晶胞中心的Na+实际上共有3个平面通过它,通过中心Na+的每个平面都有4个Na+位于平面的四角,这4个Na+与中心Na+距离最近且距离相等。所以在NaCl晶体中,每个Na+周围与它距离最近且距离相等的Na+共有12个,按相似的方法可推出每个Cl-周围与它最近且距离相等的Cl-也共有12个。


(2)氯化钠晶体是面心立方堆积,A正确;氯化铯晶体呈体心立方堆积,C错误;氯化钠晶体中以Na+为中心向三维方向伸展,有6个Cl-与Na+紧邻,D正确;相邻的阴、阳离子核间距不等于阴、阳离子半径之和,B错误。


8.D 离子所带电荷数越多,半径越小,则离子键越强,晶体的熔点越高,化合物EF中两原子核间距最小,离子所带电荷数最多,熔点最高,D项正确。


9.C 离子晶体中,离子键越强,熔、沸点越高,而离子所带电荷数越多,半径越小,离子键越强。Ca2+、O2-、Ba2+都带2个电荷,Na+、Cl-、K+都带1个电荷,r(Ca2+)BaO>NaCl>KCl。


10.C 难溶于水,其水溶液的导电性极弱,不能说明CaF2是离子晶体,故A不符合题意;熔点较高,硬度较大,也可能是共价晶体,不能说明CaF2是离子晶体,故B不符合题意;固体不导电但熔融状态下可以导电,熔融状态下一定有自由移动的离子,说明CaF2是离子晶体,故C符合题意;CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小,不能说明CaF2是离子晶体,故D不符合题意。


11.B 离子化合物一般熔点较高,熔化后可导电;某些分子晶体溶于水后也可以发生电离而导电。


12.D 根据题给数据,SiCl4熔点低,属于分子晶体,A选项正确;根据题给数据,AlCl3熔、沸点低,为分子晶体,由Al元素和Cl元素形成,B选项正确;AlCl3沸点低于熔点,加热时先达到沸点,所以AlCl3加热能升华,C选项正确;NaCl和KCl都是离子晶体,化学键均为离子键,由于半径:r(Na+)

13.D 形成离子键的阴、阳离子之间不但存在阴、阳离子之间的相互吸引,也存在着电子之间的相互排斥和原子核之间的相互排斥,A错误;氢是第ⅠA族元素,HX都是共价化合物,B错误;NaCl是离子化合物,SiO2是共价化合物,但前者的熔点较低,C错误;NH4Cl、(NH4)2SO4等都是只含有非金属元素的离子化合物,D正确。


归纳总结 (1)离子晶体中除含离子键外也可能含其他化学键,如CH3COONH4中除含离子键外,还含有共价键。


(2)由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体,如AlCl3是分子晶体。


(3)含有阳离子的晶体不一定是离子晶体,也可能是金属晶体。


(4)离子晶体中不一定不含分子,如CuSO4·5H2O晶体。


14.A 每个碳原子被3个六边形共用,每个共价键被2个六边形共用,则石墨晶体中碳原子个数与共价键个数之比为(6×13)∶(6×12)=2∶3。


15.B 石墨属于混合型晶体,A项错误;SiO2属于过渡晶体,但一般按共价晶体来处理,B项正确;大多数含有离子键的晶体不是典型的离子晶体,而是过渡晶体,C项错误;Na2O晶体中离子键的百分数为62%,D项错误。


16.D 题干中所列举的6种钾石墨不是有机高分子化合物,A项错误;钾石墨中碳原子的杂化方式是sp2杂化,B项错误;图中外围的六个钾原子连起来,如图,得到的六边形中含24个碳,而顶点每个K只有13属于这个六边形,中心的K完全属于该六边形,即含K的数目为6×13+1=3,它所表示的是C8K,C项错误;最近的两个K原子之间的距离为石墨中C—C键键长的23倍,故D正确。


17.D 金刚石中碳原子为sp3杂化,石墨烯中碳原子为sp2杂化,A项正确;金刚石、石墨、C60和石墨烯都是碳元素形成的不同单质,它们互为同素异形体,B项正确;碳元素的同素异形体完全燃烧的产物都是CO2,C项正确;C60是分子晶体,石墨是混合型晶体,D项错误。


18.答案 (1)4 (2)0.5NA abc (3)20 (4)4


解析 (1)由题图甲可知,六方晶胞中处于顶点的8个碳原子分为两种,其中4个被6个晶胞所共有,4个被12个晶胞所共有;处于棱上的4个碳原子也分为两种,其中2个被3个晶胞所共有,2个被6个晶胞所共有;处于面上的2个碳原子分别被2个晶胞所共有;晶胞内还有1个碳原子,所以每个六方晶胞中含有的碳原子数为4×16+4×112+2×13+2×16+2×12+1=4。


(2)由题图乙可知,石墨烯中6个碳原子组成1个环,每个碳原子被3个环共有,相当于2个碳原子组成1个环,1 ml碳原子组成的环的个数为0.5NA。根据碳原子成键特点可知,每个碳原子与周围三个碳原子形成3个单键,a正确;石墨烯中所有碳原子可以处于同一个平面,b正确;从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力,c正确。


(3)设C60中六边形、五边形的个数分别为x、y。


则有:2x+53y=60


60+(x+y)-(3x+52y)=2


解得x=20,y=12。


(4)由金刚石晶胞结构可知原子的配位数为4。


知识拓展 石墨中共价键的键长比金刚石中共价键的键长短的原因:


在金刚石中,碳原子采取sp3杂化,每个sp3杂化轨道含14 s轨道和34 p轨道,在石墨中,碳原子采取sp2杂化,每个sp2杂化轨道含13 s轨道和23 p轨道。金刚石中碳原子杂化轨道含s轨道成分相对较少,p轨道成分相对较多,故形成的σ键键长较长。


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1.B Ba是活泼金属元素,O是活泼非金属元素,二者形成的化合物是离子化合物,A正确;根据Ba和O在晶胞中的位置,晶胞中共含有Ba的个数为8×18+6×12=4,O的个数为12×2×14+2=8,所以Ba与O的个数比为1∶2,该氧化物为BaO2,B错误;NaCl晶胞与该结构相似,C正确;与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有8×3×12=12个,D正确。


2.AC 根据题图知,与某一个微粒x距离最近且等距离的另一个微粒y所围成的空间结构为正八面体,所以x的配位数是6,只要晶体中配位数是6的就符合该图,如果配位数不是6就不符合该图,据此分析解答。氯化钠晶体中的离子配位数是6,所以符合该图,故A正确;氯化铯晶体中的离子配位数是8,所以不符合该图,故B错误;CaTiO3晶体中存在配位数是6的离子,所以符合该图,故C正确;NiAs晶体中的原子配位数是4,所以不符合该图,故D错误。


3.C PCl5在固态时,由空间构型分别为正四面体和正八面体的两种离子构成,由杂化轨道理论可知,正四面体构型的粒子只有AB4型,正八面体构型的粒子只有AB6型。结合该固体化学式知,PCl5晶体由[PCl4]+和[PCl6]-构成,据此分析解答。由以上分析知PCl5的构成微粒是阴、阳离子,为离子晶体,A项错误;[PCl3]2+和[PCl2]2-不是正四面体或正八面体构型,B项错误;PCl5晶体由[PCl4]+和[PCl6]-构成,C项正确;根据以上分析,该物质是离子晶体,离子晶体在水溶液中或熔融状态下能导电,在固态时没有自由移动离子而不能导电,D项错误。


4.B 从NaCl的晶胞结构可以分析出,距Na+最近的Cl-形成正八面体,故A正确;该气态团簇分子是分子晶体,故分子式为E4F4或F4E4,B错误;CO2晶体中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻,C正确;从晶胞结构上可以观察到,碘分子的排列有两种不同的方向,D正确。


5.D 在NaCl晶体中,距Na+最近且相等的Cl-有6个,距Cl-最近且相等的Na+有6个,A选项正确;在CaF2晶胞中,Ca2+位于立方体的8个顶角和6个面心,所以Ca2+的数目是8×18+6×12=4,在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+,B选项正确;金刚石晶体中,每个C原子形成4个共价键,两个C原子共用一个共价键,所以在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数比为1∶2,C选项正确;CaF2是离子化合物,在水溶液或者熔融状态下能够完全电离出Ca2+和F-,能够导电,D选项不正确。


知识拓展 CaF2的晶胞结构





每个Ca2+周围最邻近的F-有8个,即Ca2+的配位数为8;每个F-周围最邻近的Ca2+有4个,即F-的配位数为4。


在CaF2晶体中,Ca2+和F-个数比是1∶2,刚好与Ca2+和F-的电荷数之比相反。Ca2+在晶胞的顶角和面心,8个F-在晶胞内构成一个小立方体。


6.答案





解析 根据均摊法进行计算,在NaCl晶胞中Na+个数为8×18+6×12=4,Cl-个数为12×14+1=4;配位数是晶体中与某一离子相距最近的异电性离子个数。每个钠离子周围有六个氯离子,每个氯离子周围也有六个钠离子,配位数均为6,阴、阳离子个数之比为4∶4=1∶1。在CsCl晶胞中Cs+个数为8×18=1,Cl-个数为1;每个Cs+周围有8个氯离子,每个氯离子周围也有8个Cs+,配位数均为8,阴、阳离子个数之比为1∶1。在CaF2晶胞中,Ca2+个数为8×18+6×12=4,F-个数为8;每个Ca2+周围有8个F-,配位数为8,每个F-周围有4个Ca2+,配位数为4,阴、阳离子个数之比为8∶4=2∶1。


7.答案 (1)16 1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6


(2)CuCl为分子晶体,CuF为离子晶体,离子晶体的熔、沸点比分子晶体高


(3)sp3 低 乙醇分子间存在氢键,而乙硫醇分子间不存在氢键


(4)CuFeS2 736a2bNA×1021


解析 (1)基态硫原子核外电子有16种运动状态;Fe是26号元素,原子核外有26个电子,铁原子失去最外层的两个电子变成Fe2+,Fe2+的电子排布式是1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6。


(2)由题意知CuCl熔点为426 ℃,熔化时几乎不导电,可以确定CuCl为分子晶体,熔、沸点比较低;CuF的熔点为908 ℃,沸点为1 100 ℃,可确定CuF为离子晶体,熔、沸点比较高。


(3)乙硫醇(C2H5SH)里的S形成两个σ键,还有两对孤电子对,所以是sp3杂化。乙醇中有电负性较大的氧原子,分子间可以形成氢键,沸点比乙硫醇的高。


(4)对晶胞结构分析可知,晶胞中的Cu原子数目=8´18+4´12+1=4,Fe原子数目=6´12+4´14=4,S原子数目为8,原子个数比为Cu∶Fe∶S=1∶1∶2,所以X的化学式为CuFeS2。由上述计算可知晶胞内共含4个“CuFeS2”,晶胞的质量=4´64+56+32×2NA g=736NA g,晶胞的体积=a nm´a nm´b nm=a2b´10-21 cm3,所以晶胞的密度=736NAga2b×10-21cm3=736a2bNA×1021 g/cm3。


8.C 石墨晶体中,层与层之间的作用力为分子间作用力,层内碳原子间存在共价键,每个C原子形成3个σ键,且每个C原子为3个六元环共有,据此分析解题。石墨晶体中,层与层之间的作用力为分子间作用力,从石墨中剥离出石墨烯需要破坏分子间作用力,故A错误。石墨中的碳原子采取sp2杂化,每个sp2杂化轨道含13 s轨道与23 p轨道,故B错误。石墨属于混合型晶体,层与层之间存在分子间作用力;层内碳原子间存在共价键;石墨能导电,故C正确。每个C原子为3个六元环共有,则石墨烯中平均每个六元环含有碳原子数为6×13=2,故D错误。


9.答案 (1)B


(2)分子 30


(3)1.204×1024 6


(4)2


解析 (1)同种元素形成的不同单质互为同素异形体,C60、金刚石和石墨三者互为同素异形体,故选B。


(2)固态时,C60中构成微粒是分子,所以属于分子晶体;分子中每一个碳原子上有一个双键、两个单键,一个碳碳双键被两个碳原子共用,1个C60分子中含有双键的数目是1×602=30。


(3)硅晶体的结构跟金刚石相似,一个硅原子形成4个硅硅单键,每2个硅原子形成一个硅硅单键,1 ml硅晶体中含有硅硅单键的数目约是1ml×42NA=1.204×1024。金刚石最小的环为六元环,二氧化硅结构跟金刚石结构相似,Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子,硅晶体结构中每个硅硅键之间插入一个O原子,则Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是6。


(4)石墨层状结构中,每个碳原子被三个正六边形共用,平均每个正六边形占有的碳原子数是6×13=2。


反思升华 解题关键:利用均摊法进行有关计算。


难点:(3)中根据金刚石中最小的环为六元环判断二氧化硅的空间网状结构,Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子,每2个Si原子之间有1个O原子,据此判断O原子的数目。


10.答案 (1)


(2)< 三角锥形 三角双锥形


(3)①sp3 C ②黑磷>白磷 黑磷与石墨相似,属于混合型晶体,白磷是分子晶体


(4)(0.500,-0.090,0.402) 8


解析 (1)基态P原子核外有15个电子,电子排布式为1s22s22p63s23p3,其价电子排布图为 。


(2)原子半径P>F,则电负性P

(3)①已知黑磷结构中只有一种等效的三配位P,所有P原子的成键环境一样,P的配位数为3,则价层电子对数=3+5-3×12=4,其杂化方式为sp3。黑磷中P原子之间的作用力为σ键,层与层之间存在着范德华力,不存在π键。


②黑磷与石墨相似,属于混合型晶体,白磷是分子晶体,所以熔点:黑磷>白磷。


(4)结合图B可知,图A中编号为②的P原子位于同一坐标轴a,关于坐标轴b对称,且位于坐标轴c的值为1-0.598=0.402,该P原子在晶胞内的坐标为(0.500,-0.090,0.402)。该晶胞中第一层含有P原子1+1=2个;第二层含有P原子1+1+1+1=4个;第三层含有P原子1+1=2个,共8个P原子。


离子晶体
共价晶体
分子晶体
A
NaOH
Ar
SO2
B
H2SO4
石墨
S
C
CH3COONa
SiO2
I2
D
Ba(OH)2
金刚石
玻璃
AB
CD
EF
离子所带电荷数
1
1
2
两原子核间距(10-10 m)
2.31
3.18
2.10
晶体
NaCl
KCl
AlCl3
SiCl4
熔点/℃
801
776
190
-68
沸点/℃
1 465
1 418
180
57
离子


晶体
晶体构


成粒子
晶胞所含粒子数
配位数
阴、阳离子


个数之比
阴离子
阳离子
阴离子
阳离子
氯化钠
氯化铯
氟化钙
1.C
2.B
3.B
4.B
5.D
6.A
8.D
9.C
10.C
11.B
12.D
13.D
14.A
15.B
16.D
17.D
1.B
2.AC
3.C
4.B
5.D
8.C
离子


晶体
晶体构


成粒子
晶胞所含粒子数
配位数
阴、阳离子


个数之比
阴离子
阳离子
阴离子
阳离子
氯化钠
Na+、Cl-
4
4
6
6
1∶1
氯化铯
Cs+、Cl-
1
1
8
8
1∶1
氟化钙
Ca2+、F-
8
4
4
8
2∶1