高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体优秀课件ppt

第三节      金属晶体与离子晶体

第2课时

离子晶体

一、单选题

Ⅰ.夯实基础篇

1．（2023秋·江苏苏州·高二江苏省梁丰高级中学校考期末）晶体有规则几何外形，但有些晶体存在“缺陷”，从而引起含有的离子数量比发生变化，但整体仍呈电中性。如某种氧化镍(NiO)晶体中存在：1个空缺，另有2个被取代，其组成可表示为，则其中和的离子数比为

A．3∶2 B．2∶3 C．6∶91 D．91∶6

2．（2020·全国·高三专题练习）天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如，某种NiO晶体中就存在如图所示的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代，结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O，则该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为

A．6：85 B．6：91 C．5：91 D．5：85

3．（四川省乐山市2022-2023学年高二下学期开学考试化学试题）富勒烯()具有许多优异性能，如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀等。的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是

A．晶胞中分子沿体对角线紧密排列

B．晶体中每个分子等距且最近的分子有12个

C．该晶体熔沸点高、硬度大

D．每个晶胞中含有14个分子

4．（2023秋·四川绵阳·高二统考期末）下列相关比较中，不正确的是

A．酸性：

B．熔点：金刚石>晶体硅>晶体锗

C．晶格能：

D．阴离子的配位数：

5．（2023·广东清远·清新一中校考模拟预测）几种工业上常见的晶体晶胞或结构(氟化钙，氯化铵，氯化铝)如图所示，下列说法正确的是

A．图1中正负离子的配位数分别为4和8

B．熔点：图2所示物质>图1所示物质

C．图3中与体心原子等距离且最近的顶点原子有8个

D．图3中只存在离子键

6．（2023·高二课时练习）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似(如图所示)，但CaC2晶体中由于哑铃形的存在，使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是

A．CaC2晶体的熔点较高、硬度也较大

B．与Ca2+距离相同且最近的构成的多面体是正六面体

C．与Ca2+距离相同且最近的有4个

D．CaC2晶胞中共含有4个Ca2+和4个

7．（2023春·四川内江·高二四川省内江市第六中学校考开学考试）下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是

A．金刚石>晶体硅>金刚砂 B．

C． D．金刚石>生铁>纯铁>钠

8．（2023·湖南长沙·高三浏阳一中校考阶段练习）硫和氟形成的某化合物晶胞如图所示，下列说法中错误的是

A．晶胞中含有12个F原子

B．该晶体在熔融状态下能导电

C．距离中心S原子最近的F原子共有6个

D．该化合物中，S显+6价

Ⅱ.能力提升篇

9．（2023秋·江苏苏州·高二统考期末）下列判断正确的是

A．硬度：金刚石<碳化硅<晶体硅 B．沸点：

C．键的极性： D．热稳定性：

10．（2023秋·河北沧州·高三统考期末）钴的某种氧化物广泛应用于硬质合金、超耐热合金、绝缘材料和磁性材料的生产，其晶胞结构如图所示。下列有关说法正确的是

A．该氧化物的化学式为

B．晶胞中的配位数为12

C．根据晶体类型推测，该物质熔点低于硫

D．若该氧化物的密度为，阿伏加德罗常数为，则晶胞中两个间的最短距离是

11．（2021秋·湖北黄冈·高三校考阶段练习）铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为anm，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是

A．该合金储氢后晶体的化学式为Fe2MgH2

B．该晶胞中Fe的配位数为4

C．该晶胞中，与铁原子等距离且最近的铁原子有12个

D．储氢后晶体的密度为g·cm-3

12．（2021春·辽宁锦州·高二义县高级中学校考阶段练习）铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示(黑球代表Fe，白球代表Mg)。则下列说法不正确的是

A．铁镁合金的化学式为Mg2Fe

B．晶体中存在的化学键类型为金属键

C．晶胞中Fe和Mg的配位数都是4

D．该晶胞的质量是g(NA表示阿伏加德罗常数的值

13．（2023春·江苏扬州·高三扬州中学校考开学考试）A、B、C、D、E为五种短周期主族元素，原子序数依次增大。A元素的一种核素的质子数与质量数在数值上相等；B的单质分子中成键电子对数与孤电子对数之比为3：2；C、D同主族，且核电荷数之比为1：2。下列有关说法不正确的是

A．第一电离能：B>C>D

B．D、E两种元素可形成分子，该分子为极性分子

C．A、B、C三种元素形成的化合物中有分子晶体，也有离子晶体

D．简单氢化物的沸点：B>C

14．（2023·高二课时练习）下列说法中正确的有

①金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关

②离子键是阴、阳离子间的相互吸引作用

③分子晶体的熔点一定比金属晶体低

④共价键的强弱决定分子晶体熔、沸点的高低

⑤共价晶体中一定含有共价键

⑥含有离子的晶体一定是离子晶体

⑦硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅

⑧NaCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数为8

A．2个 B．3个 C．4个 D．5个

15．（2023秋·河北邢台·高二邢台市第二中学校考期末）碳元素和硅元素为同一主族元素但他们的氧化物性质差异很大，冰晶胞中水分子的排列方式和金刚石的晶胞类似，下列这四种晶胞的说法正确的是

A．一个干冰晶胞中有4个CO2分子，一个SiO2晶胞中有8个SiO2分子

B．干冰中一个CO2分子周围有6个CO2分子紧邻

C．冰和金刚石熔沸点都很高，熔化时均破坏共价键

D．冰中水分子之间由于氢键的存在，使其结构与金刚石相似

16．（2023秋·河北邯郸·高三统考期末）氢卤酸和AgNO3溶液反应可生成卤化银，已知AgCl、AgBr、AgI的溶解度依次减小，AgI的立方晶胞如图所示。下列说法错误的是

A．推测AgF的溶解度比AgCl的大 B．1个AgI晶胞中平均含有4个I—

C．晶胞中I—的配位数是2 D．该晶体密度为g·cm-3

二、填空题

Ⅰ.夯实基础篇

17．（2023·高二课时练习）根据下图推测，若CsCl晶体中两距离最近的Cs+间距离为a，则每个Cs+周围与其距离为a的Cs+数目为_______，每个Cs+周围距离相等且次近的Cs+数目为_______，距离为_______；每个Cs+周围距离相等且第三近的Cs+数目为_______，距离为_______；每个Cs+周围紧邻且等距的Cl-数目为_______。

18．（2023·四川·高二统考学业考试）二氧化碳、二氧化硅和氧化镁的晶体结构或晶胞如下图。

回答下列问题：

(1)每个晶胞a中平均含有_______个CO2分子。

(2)晶体b中粒子间作用力是_______，其中Si原子与Si-O键的数目比是_______。

(3)晶胞c中，O2-的配位数为_______。

(4)二氧化碳与二氧化硅比较，熔点较高的是_______(填化学式)。

19．（2022秋·四川·高二统考学业考试）金刚石、干冰、氯化钠、氯化铯是几种常见晶体，它们的晶胞如图所示。

回答下列问题：

(1)金刚石的晶体类型是_____________。

(2)氯化钠、金刚石、干冰中，熔点最低的是_____________。

(3)氯化钠晶体中，粒子间主要的化学键类型为_____________，其阴、阳离子数量的最简比为_____________。

(4)氯化铯晶体中，的配位数为_____________。

20．（2022春·吉林白城·高二校考阶段练习）碳元素的单质有多种形式，如图所示，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______、______。

(3)C60属于_____晶体，石墨属于______晶体。

(4)根据CsCl的晶胞结构分析，CsCl晶体中两距离最近的Cs+间距离为a，则每个Cs+周围与其距离为a的Cs+数目为______；每个Cs+周围距离相等且次近的Cs+数目为______，距离为______；每个Cs+周围距离相等且第三近的Cs+数目为______，距离为______；每个Cs+周围紧邻且等距的Cl—数目为______。

Ⅱ.能力提升篇

21．（2022秋·上海浦东新·高三上海师大附中期中）氮化硅(Si3N4)是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃时反应获得。

(1)N的电子排布式为_______，其能量最高的电子共有_______个；氮气的结构式为_______；氮化硅属于_______晶体。

(2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，但氢氟酸能将其腐蚀，反应时的产物之一为NH3。NH3的分子构型为_______，上述反应的化学方程式为_______。有时发生上述反应过程中无NH3放出，推测可能生成了_______(填化学式)，其内部存在的化学键是_______。

(3)试比较SiF4和SiCl4的熔点高低并说明理由 _______。

(4)四氯化硅能被氢气还原为单质硅。目前，工业上常利用四氯化硅、氮气和氢气，加强热后制备较高纯度的氮化硅。该过程需通入过量氢气，分析原因 _______。

22．（2022秋·四川遂宁·高二遂宁中学校考期中）根据要求填空

(1)选择下列物质填空(填写序号)：①金刚石　②干冰  ③氩晶体  ④白磷 ⑤CaBr2 ⑥NaH ⑦ K3C60 ⑧石墨  ⑨氯化铵  ⑩铜晶体     熔化时不破坏化学键的有_______；含有非极性共价键的有_______。

(2)性质比较：(填“>”、“=”或“＜”，下同)

①第一电离能Mg_______Al，解释原因_______

②酸性强弱HClO4_______HClO3，解释原因_______

(3)下图为几种晶体或晶胞的示意图(用名称填写)

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、干冰4种晶体的熔点由高到低的顺序为_______。

23．（2022秋·上海杨浦·高三上海市控江中学校考期中）某反应体系中反应物与生成物有：K2SO4、CaSO4、MnSO4、CaC2O4、KMnO4、H2SO4、H2O和一种未知气体X。根据上述信息回答下列问题：

(1)S原子核外电子共占据_______个能级，能量最高电子排布式为_______。

(2)下列说法正确的是_______。

A．CaH2和CaO2中，阴阳离子个数比相同

B．O原子与S原子核外电子的伸展方向都是4种

C．H2SO4在该反应中的作用和实验室与亚硫酸钠反应制SO2时相同

D．原子核外电子的能级数由少到多的顺序为：H<C<O<S

(3)充填气象观测气球时，可用CaH2与H2O反应制H2，反应的化学方程式为_______。CaH2、BaH2属于_______晶体，熔点CaH2_______BaH2(填>、<、=)，从物质结构角度解释原因_______。

(4)下列事实能说明C、S两元素非金属性强弱的是_______。

A．同浓度Na2CO3和Na2SO4的pH B．浓硫酸和碳酸的氧化性

C．CH4和H2S的稳定性 D．CS2中共用电子对的偏移

(5)已知CaC2O4在反应中失去电子，则该反应的氧化剂是_______，在标准状况下生成11.2L X时，有0.5mol电子转移，共消耗0.25mol CaC2O4，X的化学式为_______。将氧化剂和还原剂的化学式及配平后的系数填入下列方框中，并标出电子转移的方向和数目：_______。

24．（2021·高二课时练习）按沸点由低到高的顺序排列下列各组物质，并说明理由。

(1)、、、_______。

(2)干冰、溴化钠、氧化镁_______。

(3)、_______。

(4)、、、_______。

25．（2021·高二课时练习）用“>”“＜”或“=”填写空格，并给出简要的说明。

(1)在水中的溶解性：_______。

(2)碳碳键的键长：_______。

(3)晶体熔点的高低：_______干冰。

(4)晶格能的大小：_______。

(5)金属键的强弱：_______K。

26．（2021·高二课时练习）试用物质结构的知识解释下列物质性质的变化规律。

(1)晶体的熔点和沸点比晶体高_______。

(2)、、、的热稳定性依次减弱_______。

(3)、、三种金属的熔点和沸点逐渐升高_______。

(4)、、、四种单质的熔点和沸点逐渐升高_______。

第三节 金属晶体与离子晶体

第2课时

离子晶体

三、单选题

Ⅰ.夯实基础篇

1．（2023秋·江苏苏州·高二江苏省梁丰高级中学校考期末）晶体有规则几何外形，但有些晶体存在“缺陷”，从而引起含有的离子数量比发生变化，但整体仍呈电中性。如某种氧化镍(NiO)晶体中存在：1个空缺，另有2个被取代，其组成可表示为，则其中和的离子数比为

A．3∶2 B．2∶3 C．6∶91 D．91∶6

【答案】C

【详解】设1mol Ni0.97O中含Ni3+xmol，Ni2+为(0.97-x)mol，根据晶体仍呈电中性，可知 3x+2×(0.97-x)=2×1，x=0.06mol ，Ni2+为(0.97-x)mol=0.91mol，即离子数之比为Ni3+：Ni2+=0.06∶0.91=6∶91，故选C。

2．（2020·全国·高三专题练习）天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如，某种NiO晶体中就存在如图所示的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代，结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O，则该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为

A．6：85 B．6：91 C．5：91 D．5：85

【答案】B

【解析】根据物质中阴阳离子电荷总数相等计算Ni3+与Ni2+离子的个数比。

【详解】设1mol Ni0.97O中含Ni3+xmol，Ni2+为(0.97-x)mol，根据晶体仍呈电中性可知3x+2×(0.97-x)=2×1，解得x=0.06mol，则Ni2+为(0.97-x)mol=0.91mol，因此Ni3+与Ni2+的离子数之比n(Ni3+)：n(Ni2+)=0.06：0.91=6：91，故合理选项是B。

【点睛】本题考查了晶胞的计算，计算时明确晶胞中阴阳离子所带电荷相等是解本题的关键。

3．（四川省乐山市2022-2023学年高二下学期开学考试化学试题）富勒烯()具有许多优异性能，如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀等。的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是

A．晶胞中分子沿体对角线紧密排列

B．晶体中每个分子等距且最近的分子有12个

C．该晶体熔沸点高、硬度大

D．每个晶胞中含有14个分子

【答案】B

【详解】A． 晶胞面心立方最密堆积，晶胞中C60分子沿面对角线紧密排列，故A错误；

B． 以顶点分子为例，晶体中每个分子等距且最近的分子有3×1/2×8=12个，配位数为12，故B正确；

C． 该晶体为分子晶体，熔沸点低，硬度小，故C错误；

D． 每个晶胞中含有8×+6×=4个分子，故D错误；

故选B。

4．（2023秋·四川绵阳·高二统考期末）下列相关比较中，不正确的是

A．酸性：

B．熔点：金刚石>晶体硅>晶体锗

C．晶格能：

D．阴离子的配位数：

【答案】C

【详解】A．硫酸为强酸，亚硫酸、次氯酸均为弱酸，酸性：，A正确；

B．一般熔点为共价晶体＞金属晶体＞分子晶体，共价晶体中，共价键键长越大，键能越小，金刚石、硅均为共价晶体，但金刚石中键长短，键能大，晶体锗为金属晶体，所以熔点：金刚石＞晶体硅＞晶体锗，B正确；

C．离子晶体中离子半径越小、所带电荷数越多晶格能越大，离子半径：Al3+＜Mg2+＜Na+，则晶格能由大到小：Al2O3＞MgO＞Na2O，C错误；

D．CsCl、NaCl、CaF2的阴离子的配位数分别是8、6、4，所以阴离子的配位数：CsCl＞NaCl＞CaF2，D正确；

故选C。

5．（2023·广东清远·清新一中校考模拟预测）几种工业上常见的晶体晶胞或结构(氟化钙，氯化铵，氯化铝)如图所示，下列说法正确的是

A．图1中正负离子的配位数分别为4和8

B．熔点：图2所示物质>图1所示物质

C．图3中与体心原子等距离且最近的顶点原子有8个

D．图3中只存在离子键

【答案】C

【详解】A．由图1可知，晶胞中黑球个数为，白球个数为8，个数比为4:8=1:2，根据化学式CaF2可知，黑球代表Ca2+，白球代表F-，白球位于相邻的4个黑球所形成的正四面体的体心，因此，所示CaF2晶体中F-配位数为4，则Ca2+配位数为8，故A错误；

B．氯化铝是共价化合物，图2代表AlCl3，图1代表CaF2，是离子晶体，一般离子晶体的熔点高于共价晶体，故CaF2的熔点高于AlCl3，故B错误；

C．图3中与体心原子小黑球等距离且最近的顶点原子大黑球有8个，故C正确；

D．图3晶胞中大黑球个数为，白球个数为4，小黑球个数为1，根据氯化铵的化学式NH4Cl可知图3代表该物质，NH4Cl中铵根和氯离子间存在离子键，铵根内N和H原子间存在共价键，故D错误；

故选：C。

6．（2023·高二课时练习）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似(如图所示)，但CaC2晶体中由于哑铃形的存在，使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是

A．CaC2晶体的熔点较高、硬度也较大

B．与Ca2+距离相同且最近的构成的多面体是正六面体

C．与Ca2+距离相同且最近的有4个

D．CaC2晶胞中共含有4个Ca2+和4个

【答案】B

【详解】A．CaC2晶体属于离子晶体，故有较高的熔点和较大的硬度，故A正确；

B．因为晶胞沿一个方向拉长，故和Ca2+距离相同且最近的Ca2+只有4个(与拉长方向垂直的同一面上)，4个Ca2+构成的是正方形，故B错误；

C．以Ca2+为中心，与之等距离且最近的是同一平面上的4个Ca2+，故C正确；

D．根据均摊原则，该晶胞中含有Ca2+的个数=12×1/4+1=4，含有的个数=8×1/8+6×1/2=4，故D正确；

选B。

7．（2023春·四川内江·高二四川省内江市第六中学校考开学考试）下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是

A．金刚石>晶体硅>金刚砂 B．

C． D．金刚石>生铁>纯铁>钠

【答案】B

【详解】A．金刚石、晶体硅、金刚砂都是共价晶体，原子半径越小，键能越大，熔沸点越高，熔沸点：金刚石>金刚砂>晶体硅，故A错误；    

B．都是分子晶体，相对分子质量越大熔沸点越高，熔沸点 ，故B正确；

C．MgO是离子晶体，熔沸点最高，H2O、Br2、O2都是分子晶体，H2O 分子间能形成氢键，熔沸点较高，Br2的相对分子质量大于O2，所以熔沸点，故C错误；

D．金刚石是共价晶体，熔沸点最高，生铁、纯铁、钠都是金属晶体，合金的熔沸点低于成分金属，所以熔沸点：金刚石>纯铁>生铁>钠，故D错误；

选B。

8．（2023·湖南长沙·高三浏阳一中校考阶段练习）硫和氟形成的某化合物晶胞如图所示，下列说法中错误的是

A．晶胞中含有12个F原子

B．该晶体在熔融状态下能导电

C．距离中心S原子最近的F原子共有6个

D．该化合物中，S显+6价

【答案】B

【详解】A．S原子半径大于F，大球代表S，小球代表F，由晶胞结构可知F原子有24个在棱上，6个在体内，个数为，故A正确；

B．该晶体中不存在带电荷的离子，因此在熔融状态下不能导电，故B错误；

C．由结构可知距离体心S原子最近的F有6个，故C正确；

D．该晶胞中含有2个S原子，则该化合物的化学式为：SF6，F显-1价，则S显+6价，故D正确；

故选：B。

Ⅱ.能力提升篇

9．（2023秋·江苏苏州·高二统考期末）下列判断正确的是

A．硬度：金刚石<碳化硅<晶体硅 B．沸点：

C．键的极性： D．热稳定性：

【答案】C

【详解】A．由于原子半径C＜Si，所以键长C-C＜C-Si＜Si-Si，键长越短，共价键越强，硬度越大，因此硬度：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，A错误；

B．相对分子质量越大，分子晶体的沸点越高，因此沸点由高到低：，B错误；

C．电负性：Cl＞Br，则共价键极性：，C正确；

D．非金属性越强，氢化物的稳定性越强，非金属性：F>Cl>Br，热稳定性：，故D错误；

故选C。

10．（2023秋·河北沧州·高三统考期末）钴的某种氧化物广泛应用于硬质合金、超耐热合金、绝缘材料和磁性材料的生产，其晶胞结构如图所示。下列有关说法正确的是

A．该氧化物的化学式为

B．晶胞中的配位数为12

C．根据晶体类型推测，该物质熔点低于硫

D．若该氧化物的密度为，阿伏加德罗常数为，则晶胞中两个间的最短距离是

【答案】D

【详解】A．据“均摊法”，晶胞中含个、个，该氧化物的化学式为，A错误；

B．以体心钴离子为例，晶胞中的配位数为6，B错误；

C．分子晶体沸点低于离子晶体，根据晶体类型推测，(分子晶体)熔点低于(离子晶体)，C错误；

D．设晶胞棱长为acm，1个晶胞中含有4个，则晶体密度为，晶胞棱长，两个间的最短距离为=，D正确；

故选D。

11．（2021秋·湖北黄冈·高三校考阶段练习）铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为anm，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是

A．该合金储氢后晶体的化学式为Fe2MgH2

B．该晶胞中Fe的配位数为4

C．该晶胞中，与铁原子等距离且最近的铁原子有12个

D．储氢后晶体的密度为g·cm-3

【答案】C

【详解】A .该合金储氢后晶体的化学式为，选项A错误；

B .该晶胞中的配位数为8，选项B错误；

C .该晶胞中与铁原子等距离且最近的铁原子有12个，选项C正确；

D .该铁镁晶体的密度为，而不是储氢后晶体的密度，选项D错误。

答案选C。

12．（2021春·辽宁锦州·高二义县高级中学校考阶段练习）铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示(黑球代表Fe，白球代表Mg)。则下列说法不正确的是

A．铁镁合金的化学式为Mg2Fe

B．晶体中存在的化学键类型为金属键

C．晶胞中Fe和Mg的配位数都是4

D．该晶胞的质量是g(NA表示阿伏加德罗常数的值

【答案】C

【详解】A．晶胞中共有8×+6×=4个铁原子，8个镁原子，故铁镁合金的化学式为Mg2Fe，故A正确；

B．构成该晶体的元素均为金属元素，所以存在的化学键类型为金属键，故B正确；

C．根据晶胞结构示意图可知，距离Mg原子最近且相等的Fe原子有4个，即Mg的配位数为4，而该晶体的化学式为Mg2Fe，所以Fe的配位数为8，故C错误；

D．一个晶胞中含有4个“Mg2Fe”，该晶胞的质量为×104g＝g，故D正确。

答案选C。

13．（2023春·江苏扬州·高三扬州中学校考开学考试）A、B、C、D、E为五种短周期主族元素，原子序数依次增大。A元素的一种核素的质子数与质量数在数值上相等；B的单质分子中成键电子对数与孤电子对数之比为3：2；C、D同主族，且核电荷数之比为1：2。下列有关说法不正确的是

A．第一电离能：B>C>D

B．D、E两种元素可形成分子，该分子为极性分子

C．A、B、C三种元素形成的化合物中有分子晶体，也有离子晶体

D．简单氢化物的沸点：B>C

【答案】D

【分析】A元素的一种核素的质子数与质量数在数值上相等，元素A为H元素；B的单质分子中成键电子对数与孤电子对数之比为3：2，B单质为，则B为N元素；C、D同主族，且核电荷数之比为1：2，则C为O元素，D为S元素；A、B、C、D、E为五种短周期主族元素，原子序数依次增大，E为元素。

【详解】A．同周期主族元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小，N的2p轨道为半充满的稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能：N>O>S，A正确；

B．为，分子空间结构类似于，为极性分子，B正确；

C．H、N、O三种元素可以形成等化合物，前两种为分子晶体，后两种为离子晶体，C正确；

D．常温下为气体，H2O为液体，简单氢化物的沸点：H2O >，D错误；

故答案为：D。

14．（2023·高二课时练习）下列说法中正确的有

①金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关

②离子键是阴、阳离子间的相互吸引作用

③分子晶体的熔点一定比金属晶体低

④共价键的强弱决定分子晶体熔、沸点的高低

⑤共价晶体中一定含有共价键

⑥含有离子的晶体一定是离子晶体

⑦硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅

⑧NaCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数为8

A．2个 B．3个 C．4个 D．5个

【答案】B

【详解】①金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关，故正确；

②离子键是阴、阳离子间的静电作用力，包括吸引力和排斥力，故错误；

③分子晶体的熔点不一定比金属晶体低，如汞在常温下为液体，碘是分子晶体，常温下为固体，故错误；

④分子晶体熔、沸点的高低由分子间作用力决定，故错误；

⑤共价晶体是原子通过共价键结合而成，所以共价晶体含有共价键，故正确；

⑥金属晶体由金属阳离子和电子构成，所以含有离子的晶体不一定是离子晶体，可能是金属晶体，故错误；

⑦金刚石、碳化硅、晶体硅均为原子晶体，键能越大，硬度越大，原子半径：C＞Si，键长：C-C＞C-Si＞Si-Si，键能：C-C＞C-Si＞Si-Si，故硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，故正确；

⑧NaCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数为6，故正确；

综上所述，共4个正确；

故选C。

15．（2023秋·河北邢台·高二邢台市第二中学校考期末）碳元素和硅元素为同一主族元素但他们的氧化物性质差异很大，冰晶胞中水分子的排列方式和金刚石的晶胞类似，下列这四种晶胞的说法正确的是

A．一个干冰晶胞中有4个CO2分子，一个SiO2晶胞中有8个SiO2分子

B．干冰中一个CO2分子周围有6个CO2分子紧邻

C．冰和金刚石熔沸点都很高，熔化时均破坏共价键

D．冰中水分子之间由于氢键的存在，使其结构与金刚石相似

【答案】D

【详解】A．CO2分子位于晶胞的面心和顶点上，所以一个干冰晶胞中有个CO2分子，SiO2晶胞是共价晶体，不存在分子，A错误；

B．干冰属于面心立方晶胞，所以一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻，B错误；

C．冰是分子晶体，熔化时破坏分子间作用力和氢键，金刚石是共价晶体，熔化时破坏共价键，C错误；

D．冰中水分子之间由于氢键的存在，使其结构与金刚石相似，D正确；

故选D。

16．（2023秋·河北邯郸·高三统考期末）氢卤酸和AgNO3溶液反应可生成卤化银，已知AgCl、AgBr、AgI的溶解度依次减小，AgI的立方晶胞如图所示。下列说法错误的是

A．推测AgF的溶解度比AgCl的大 B．1个AgI晶胞中平均含有4个I—

C．晶胞中I—的配位数是2 D．该晶体密度为g·cm-3

【答案】C

【详解】A．氢卤酸和硝酸银溶液反应可生成卤化银，由氯化银、溴化银、碘化银的溶解度依次减小可知，氟化银的溶解度比氯化银的大，故A正确；

B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的碘离子的个数为8×+6×=4，故B正确；

C．由晶胞结构可知，晶胞中与银离子距离最近的碘离子有4个，银离子的配位数为4，由碘化银的化学式为AgI可知，晶胞中碘离子的配位数为4，故C错误；

D．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的碘离子的个数为8×+6×=4，位于体内的银离子的个数为4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(a×10—7)3d，解得d=，故D正确；

故选C。

四、填空题

Ⅰ.夯实基础篇

17．（2023·高二课时练习）根据下图推测，若CsCl晶体中两距离最近的Cs+间距离为a，则每个Cs+周围与其距离为a的Cs+数目为_______，每个Cs+周围距离相等且次近的Cs+数目为_______，距离为_______；每个Cs+周围距离相等且第三近的Cs+数目为_______，距离为_______；每个Cs+周围紧邻且等距的Cl-数目为_______。

【答案】     6     12     a     8     a     8

【详解】由晶胞结构可知，位于顶点的铯离子与位于棱上的铯离子距离最近，则每个铯离子周围与其距离为a的铯离子数目为6；位于顶点的铯离子与位于面心的铯离子距离次近，则每个铯离子距离相等且次近的的铯离子数目为12，由勾股定理可知，距离为a；位于顶点的铯离子与位于体心的铯离子距离第三近，则每个铯离子距离相等且次近的的铯离子数目为8，由勾股定理可知，距离为a；由右图可知，位于顶点的铯离子与位于体心的氯离子的距离最近，则每个铯离子周围紧邻且等距的氯离子数目为8，故答案为：6；12；a；8；a；8。

18．（2023·四川·高二统考学业考试）二氧化碳、二氧化硅和氧化镁的晶体结构或晶胞如下图。

回答下列问题：

(1)每个晶胞a中平均含有_______个CO2分子。

(2)晶体b中粒子间作用力是_______，其中Si原子与Si-O键的数目比是_______。

(3)晶胞c中，O2-的配位数为_______。

(4)二氧化碳与二氧化硅比较，熔点较高的是_______(填化学式)。

【答案】(1)4

(2)     共价键     1：4

(3)6

(4)SiO2

【详解】（1）晶胞a表示的是CO2晶体，对于CO2晶体，CO2分子位于晶胞的顶点和面心上，则每个晶胞中含有的的CO2分子数目是8×+6×=4；

（2）晶胞b表示的是SiO2共价晶体，每个Si原子与4个O原子形成4个Si-O共价键，每个O原子与2个Si原子形成2个Si-O共价键，则晶胞中含有的Si原子与Si-O共价键的个数比是1：4；

（3）晶胞c是MgO晶体，在其中O2-的上、下、前、后、左、右六个方向各有1个Mg2+，故O2-的配位数为6个；

（4）二氧化碳晶体属于分子晶体，分子之间以微弱的分子间作用力结合，断裂分子间作用力消耗较少能量，因此二氧化碳晶体的熔沸点比较低；而二氧化硅属于共价晶体，原子之间以共价键结合，共价键是强烈的相互作用力，断裂需消耗较高能量，因此二氧化硅的熔沸点较高，故二氧化碳与二氧化硅比较，熔点较高的是SiO2。

19．（2022秋·四川·高二统考学业考试）金刚石、干冰、氯化钠、氯化铯是几种常见晶体，它们的晶胞如图所示。

回答下列问题：

(1)金刚石的晶体类型是_____________。

(2)氯化钠、金刚石、干冰中，熔点最低的是_____________。

(3)氯化钠晶体中，粒子间主要的化学键类型为_____________，其阴、阳离子数量的最简比为_____________。

(4)氯化铯晶体中，的配位数为_____________。

【答案】(1)原子晶体

(2)干冰

(3)     离子键     1：1

(4)8

【详解】（1）金刚石中碳原子通过共价键形成空间立体网状结构，其晶体类型是原子晶体。

（2）氯化钠是离子晶体，熔化时破坏离子键，金刚石为原子晶体，熔化时破坏共价键，干冰是分子晶体，熔化时破坏范德毕力，范德华力比化学键弱的多，故熔点最低的是干冰。

（3）氯化钠是离子晶体，粒子间主要的化学键类型为离子键，其阴、阳离子数量的最简比为。

（4）氯化铯晶体中，距离最近且相等的Cl-有8个，故的配位数为8。

20．（2022春·吉林白城·高二校考阶段练习）碳元素的单质有多种形式，如图所示，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______、______。

(3)C60属于_____晶体，石墨属于______晶体。

(4)根据CsCl的晶胞结构分析，CsCl晶体中两距离最近的Cs+间距离为a，则每个Cs+周围与其距离为a的Cs+数目为______；每个Cs+周围距离相等且次近的Cs+数目为______，距离为______；每个Cs+周围距离相等且第三近的Cs+数目为______，距离为______；每个Cs+周围紧邻且等距的Cl—数目为______。

【答案】(1)同素异形体

(2)     sp3     sp2

(3)     分子     混合

(4)     6     12     a     8     a     8

【详解】（1）金刚石、石墨、碳60、碳纳米管等都是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故答案为：同素异形体；

（2）金刚石中每个碳原子都为sp3杂化方式为饱和碳原子，石墨烯中双键碳原子都为sp2杂化，故答案为：sp3；sp2；

（3）碳60是熔沸点低、硬度小的分子晶体，石墨是性质介于分子晶体和共价晶体之间的混合晶体，故答案为：分子；混合；

（4）由晶胞结构可知，位于顶点的两个铯原子间的距离最近，则每个铯离子最近的铯离子的个数为6；每个铯离子与位于面对角线的铯离子距离相等且次近，距离为a，共有12个；每个铯离子与位于体对角线的铯离子距离相等且三近，距离为a，共有8个；顶点铯离子与位于体心的氯离子距离最近，则每个铯离子距离最近的氯离子个数为8，故答案为：6；12；a；8；a；8。

Ⅱ.能力提升篇

21．（2022秋·上海浦东新·高三上海师大附中期中）氮化硅(Si3N4)是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃时反应获得。

(1)N的电子排布式为_______，其能量最高的电子共有_______个；氮气的结构式为_______；氮化硅属于_______晶体。

(2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，但氢氟酸能将其腐蚀，反应时的产物之一为NH3。NH3的分子构型为_______，上述反应的化学方程式为_______。有时发生上述反应过程中无NH3放出，推测可能生成了_______(填化学式)，其内部存在的化学键是_______。

(3)试比较SiF4和SiCl4的熔点高低并说明理由 _______。

(4)四氯化硅能被氢气还原为单质硅。目前，工业上常利用四氯化硅、氮气和氢气，加强热后制备较高纯度的氮化硅。该过程需通入过量氢气，分析原因 _______。

【答案】(1)     1s22s22p3     3     N≡N     原子

(2)     三角锥形     Si3N4+12HF=3SiF4↑+4NH3↑     NH4F     共价键、离子键

(3)SiF4<SiCl4；分子晶体的相对分子质量越大，熔点越高

(4)提高SiCl4的转化率

【详解】（1）N为7号原子，原子核外共有7个电子，根据核外电子的排布规律可知，N的电子排布式为1s22s22p3；其能量最高的电子为3p能级电子，共有3个；氮气分子中含有氮氮三键，则结构式为N≡N；氮化硅原子之间通过共价键形成空间网状结构，属于原子晶体，故答案为：1s22s22p3；3；N≡N；原子；

（2）氨气中N原子为sp3杂化，且有一对孤对电子，空间构型为三角锥形；氮化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和氨气，反应的化学方程式为Si3N4+12HF=3SiF4↑+4NH3↑；有时发生上述反应过程中无NH3放出，可能是因为氨气与氢氟酸反应生成了NH4F；NH4F由铵根离子和氟离子构成，铵根离子中含有共价键，因此NH4F内部存在的化学键为离子键和共价键，故答案为：三角锥形；Si3N4+12HF=3SiF4↑+4NH3↑；NH4F；共价键、离子键；

（3）SiF4和SiCl4均为分子晶体，不含氢键的分子晶体的熔点随相对分子质量的增大而增大，因此熔点：SiF4<SiCl4，故答案为：SiF4<SiCl4，分子晶体的相对分子质量越大，熔点越高；

（4）通入过量氢气可使反应物尽可能转化为SiCl4，提高SiCl4的转化率，故答案为：提高SiCl4的转化率。

22．（2022秋·四川遂宁·高二遂宁中学校考期中）根据要求填空

(1)选择下列物质填空(填写序号)：①金刚石　②干冰  ③氩晶体  ④白磷 ⑤CaBr2 ⑥NaH ⑦ K3C60 ⑧石墨  ⑨氯化铵  ⑩铜晶体     熔化时不破坏化学键的有_______；含有非极性共价键的有_______。

(2)性质比较：(填“>”、“=”或“＜”，下同)

①第一电离能Mg_______Al，解释原因_______

②酸性强弱HClO4_______HClO3，解释原因_______

(3)下图为几种晶体或晶胞的示意图(用名称填写)

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、干冰4种晶体的熔点由高到低的顺序为_______。

【答案】(1)     ②③④     ①④⑦⑧

(2)     >     Mg原子的价电子排布为3s2的稳定结构，Al原子的价电子排布为3s23p1，容易失去一个电子达到3s2全满稳定结构     >     同元素不同价态含氧酸，该元素化合价越高，其含氧酸酸性越强

(3)     金刚石晶体     金刚石>MgO>冰>干冰

【详解】（1）干冰、氩晶体、白磷熔化时破坏分子间作用力，不破坏化学键，故选②③ ④；金刚石、石墨、K3C60中含碳碳非极性键，白磷中含磷磷非极性键，故含非极性共价键的是：①④⑦⑧；

（2）第一电离能Mg>Al，原因是：Mg原子的价电子排布为3s2的稳定结构，Al原子的价电子排布为3s23p1，容易失去一个电子达到3s2全满稳定结构；酸性HClO4>HClO3，原因是：同元素不同价态含氧酸，该元素化合价越高，其含氧酸酸性越强；

（3）上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是：金刚石晶体；金刚石为原子晶体，氧化镁为离子晶体，冰和干冰为分子晶体，沸点：原子晶体>离子晶体>分子晶体，冰中含氢键，沸点高一干冰，故冰、金刚石、MgO、干冰4种晶体的熔点由高到低的顺序为：金刚石>MgO>冰>干冰。

23．（2022秋·上海杨浦·高三上海市控江中学校考期中）某反应体系中反应物与生成物有：K2SO4、CaSO4、MnSO4、CaC2O4、KMnO4、H2SO4、H2O和一种未知气体X。根据上述信息回答下列问题：

(1)S原子核外电子共占据_______个能级，能量最高电子排布式为_______。

(2)下列说法正确的是_______。

A．CaH2和CaO2中，阴阳离子个数比相同

B．O原子与S原子核外电子的伸展方向都是4种

C．H2SO4在该反应中的作用和实验室与亚硫酸钠反应制SO2时相同

D．原子核外电子的能级数由少到多的顺序为：H<C<O<S

(3)充填气象观测气球时，可用CaH2与H2O反应制H2，反应的化学方程式为_______。CaH2、BaH2属于_______晶体，熔点CaH2_______BaH2(填>、<、=)，从物质结构角度解释原因_______。

(4)下列事实能说明C、S两元素非金属性强弱的是_______。

A．同浓度Na2CO3和Na2SO4的pH B．浓硫酸和碳酸的氧化性

C．CH4和H2S的稳定性 D．CS2中共用电子对的偏移

(5)已知CaC2O4在反应中失去电子，则该反应的氧化剂是_______，在标准状况下生成11.2L X时，有0.5mol电子转移，共消耗0.25mol CaC2O4，X的化学式为_______。将氧化剂和还原剂的化学式及配平后的系数填入下列方框中，并标出电子转移的方向和数目：_______。

【答案】(1)     5     3p4

(2)C

(3)     CaH2+2H2O=Ca(OH)2 +2H2↑     离子     >     CaH2、BaH2都为离子晶体，Ca2+离子半径比Ba2+小，CaH2晶体离子键比BaH2的强，CaH2的熔点比BaH2高

(4)ACD

(5)     KMnO4     CO2    

【分析】根据得失电子守恒和原子守恒，反应的化学方程式为： 5CaC2O4+2KMnO4+8H2SO4=K2SO4+5CaSO4+2MnSO4+8H2O+10CO2，故X为CO2。

【详解】（1）S原子核外电子排布为1s22s22p63s23p4，电子占据了5个能级，能量最高电子排布式为：3p4；

（2）A．CaH2中含Ca2+和H-，CaO2中含Ca2+和，阴阳离子个数比分别为2:1和1:1，A错误；

B．s轨道伸展方向为1种，p轨道伸展方向为3种。O原子核外电子排布为1s22s22p4，核外电子伸展方向有5种；S原子核外电子排布为1s22s22p63s23p4，核外电子的伸展方向有9种，B错误；

C．在该反应中硫酸其酸性作用，实验室中硫酸和亚硫酸钠反应制备二氧化硫，利用的也是硫酸酸性，C正确；

D．H原子的核外电子排布为1s1，核外电子能级数为1；C原子的核外电子排布为1s22s22p2，核外电子能级数为3；O原子的核外电子排布为1s22s22p4，核外电子能级数为3；S原子核外电子排布为1s22s22p63s23p4，核外电子能级数为5，核外电子的能级数由少到多的顺序为：H<C=O<S，D错误；

故选C。

（3）CaH2与H2O反应制H2，反应的化学方程式为：CaH2+2H2O=Ca(OH)2 +2H2↑；CaH2、BaH2属于离子晶体；CaH2的熔点比BaH2高，即熔点CaH2>BaH2，离子半径越小，离子所带电荷数越多，离子键越强，故原因是：CaH2、BaH2都为离子晶体，Ca2+离子半径比Ba2+小，CaH2晶体离子键比BaH2的强，CaH2的熔点比BaH2高；

（4）A．可通过比较最高价氧化物的水化物的酸性，比较非金属性的强弱。同浓度Na2CO3和Na2SO4的pH不同，酸性弱的其正盐溶液的碱性强，可以说明C、S非金属性，A正确；

B．浓硫酸和碳酸的氧化性不同，不能说明碳和硫两元素的非金属性不同，可通过比较两元素单质的氧化性来比较非金属性强弱，B错误；

C．可通过比较气态氢化物的稳定性，比较元素的非金属性强弱，C正确；

D．非金属性越强的非金属元素，共用电子对越偏向，可比较CS2中共用电子对的偏移比较非金属性的强弱，D正确；

故选ACD。

（5）该反应的化学方程式为：5CaC2O4+2KMnO4+8H2SO4=K2SO4+5CaSO4+2MnSO4+8H2O+10CO2，方程式只有锰元素化合价降低，故KMnO4是氧化剂，X为CO2，还原剂为CaC2O4，单线桥表示电子的转移方向和数目为：。

24．（2021·高二课时练习）按沸点由低到高的顺序排列下列各组物质，并说明理由。

(1)、、、_______。

(2)干冰、溴化钠、氧化镁_______。

(3)、_______。

(4)、、、_______。

【答案】(1)四者均为分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，故沸点<<<

(2)离子晶体沸点高于分子晶体，离子晶体沸点和晶格能成正比，晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比；干冰为分子晶体、溴化钠、氧化镁为离子晶体且氧化镁中离子半径更小、所带电荷更多，故晶格能更大，因此沸点干冰<溴化钠<氧化镁

(3)、均为分子晶体且水能形成分子氢键，故沸点<

(4)四者均为离子晶体，且离子半径镁离子小于钠离子小于钾离子，氧离子小于氯离子小于溴离子，且镁离子、氧离子均带2个电荷，故沸点<<<

【详解】（1）四者均为分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，故沸点<<<；

（2）离子晶体沸点高于分子晶体，离子晶体沸点和晶格能成正比，晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比；干冰为分子晶体、溴化钠、氧化镁为离子晶体且氧化镁中离子半径更小、所带电荷更多，故晶格能更大，因此沸点干冰<溴化钠<氧化镁；

（3）、均为分子晶体且水能形成分子氢键，故沸点<；

（4）四者均为离子晶体，且离子半径镁离子小于钠离子小于钾离子，氧离子小于氯离子小于溴离子，且镁离子、氧离子均带2个电荷，故沸点<<<。

25．（2021·高二课时练习）用“>”“＜”或“=”填写空格，并给出简要的说明。

(1)在水中的溶解性：_______。

(2)碳碳键的键长：_______。

(3)晶体熔点的高低：_______干冰。

(4)晶格能的大小：_______。

(5)金属键的强弱：_______K。

【答案】(1)＞

(2)＞

(3)＞

(4)＜

(5)＞

【详解】（1）氨气和水是极性分子，甲烷是非极性分子，根据相似相溶原理，氨气在水中的溶解度较大，且氨气与水可形成氢键，因此在水中的溶解性NH3＞CH4；

（2）C2H4中为碳碳双键，C2H2中为碳碳三键，共用电子对越多，键长越短，因此键长C2H4＞C2H2；

（3）SiO2是共价晶体，CO2是分子晶体，共价晶体的熔点高于分子晶体，因此晶体熔点SiO2＞干冰；

（4）在离子晶体中，离子的电荷数越多，半径越小，晶格能越大，Mg2+、O2-所带的电荷数大于Na+、F-，且半径Mg2+＜Na+，因此晶格能NaF＜MgO；

（5）金属阳离子半径越小，所带电荷数越多，金属键越强，半径Li+＜K+，因此金属键的强弱Li＞K。

26．（2021·高二课时练习）试用物质结构的知识解释下列物质性质的变化规律。

(1)晶体的熔点和沸点比晶体高_______。

(2)、、、的热稳定性依次减弱_______。

(3)、、三种金属的熔点和沸点逐渐升高_______。

(4)、、、四种单质的熔点和沸点逐渐升高_______。

【答案】(1)离子晶体沸点和晶格能成正比，晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比；氧化镁中离子半径更小、所带电荷更多，晶格能更大，故晶体的熔点和沸点比晶体高

(2)同主族由上而下，金属性增强，非金属性变弱；非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，则、、、的热稳定性依次减弱

(3)钠镁铝离子的半径依次减小，价电子数依次增加，使得金属键强度逐渐增强，熔沸点依次升高

(4)分子晶体中相对分子质量越大，分子间作用力越大，则熔沸点越高；四者均为分子晶体，且、、、相对分子质量依次增加，故熔沸点依次升高

【详解】（1）离子晶体沸点和晶格能成正比，晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比；氧化镁中离子半径更小、所带电荷更多，晶格能更大，故晶体的熔点和沸点比晶体高；

（2）同主族由上而下，金属性增强，非金属性变弱；非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，则、、、的热稳定性依次减弱；

（3）钠镁铝离子的半径依次减小，价电子数依次增加，使得金属键强度逐渐增强，熔沸点依次升高；

（4）分子晶体中相对分子质量越大，分子间作用力越大，则熔沸点越高；四者均为分子晶体，且、、、相对分子质量依次增加，故熔沸点依次升高。