江苏专版2023_2024学年新教材高中化学专题3微粒间作用力与物质性质微专题3不同晶体比较与计算分层作业苏教版选择性必修2

微专题3 不同晶体比较与计算

1. [2023湖北武汉阶段练习]下列关于晶体的说法，不正确的是(  )

①晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性，而非晶体中粒子排列相对无序，无自范性

②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体

③共价键可决定分子晶体的熔、沸点

④和两种晶体中，的离子键键能较小，所以其熔点比较低

⑤晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列

⑥受热分解生成、和，既破坏了离子键，也破坏了共价键

⑦干冰晶体中，一个分子周围有12个分子紧邻

A. ①②③ B. ②③⑦ C. ④⑤⑥ D. ②③④

2. 下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是(  )

A.  B.

C.  D. 金刚石  晶体硅  钠

3. [2023河北保定阶段练习]磷化铟是微电子和光电子的基础材料，其晶胞结构如图1所示，图2为晶胞沿轴的平面投影图，已知图中A球的原子坐标参数为，B球为，下列说法错误的是(  )

图1

图2

A. 的配位数是4

B. 晶胞边长为

C. 晶胞中离B球距离最远的黑球的坐标参数为 ， ，

D. 晶胞中与 原子距离最近且相等的 原子有8个

4. [2023苏州梁丰高级中学期末]晶体有规则的几何外形，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.  B.  C.  D.

5. 按要求回答下列问题。

（1） 的沸点比的高，这是因为。

（2） 的熔点为，的熔点为，二者熔点差异较大的原因是。

（3） 形成的多种化合物中常见的有和金红石，两种晶体熔融状态下都能够导电，则它们属于（填晶体类型），两种晶体比较，熔点较高，其原因是。

（4） 和都是离子晶体，熔点较高的是。其原因是。

（5） 工业上均采用碳酸盐分解法制取氧化镁与生石灰，的分解温度（填“高于”或“低于”），原因是。

（6） 已知：为、为。在隔绝空气条件下分别加热和，实验测得的分解温度低于，原因是。

（7） 和的部分性质对比如表：

二者虽然都是金属元素和氯元素形成的化合物，但前者熔点比后者高很多，其原因为。

（8） 、、熔融状态均不导电，据此判断它们是（填“共价”或“离子”）化合物。它们的晶体结构与金刚石相似，其熔点如下表所示，试分析、、的熔点依次降低的原因：。

6. [2022江苏苏州统考期中]化学反应过程中既有物质变化，又有能量变化。释放或吸收热量是化学反应中能量变化的主要形式之一。

（1） 甲烷具有较大的燃烧热，是常见燃料。请写出甲烷燃烧反应的热化学方程式：。

（2）① 工业上高纯硅可通过下列反应制取：，晶体硅中含有键。该反应的反应热。

已知：

② 硅晶体结构与金刚石类似。如图所示立方体体心的“●”表示晶体中的一个原子，请在立方体的顶点用“●”表示出与之紧邻的所有硅原子。

（3） 自发热材料在生活中的应用日益广泛。某实验小组为探究“”体系的发热原理，在隔热装置中进行了下表中的五组实验，测得相应实验体系的温度升高值随时间的变化曲线，如图所示。

已知：Ⅰ.

Ⅱ.

Ⅲ.

① 实验中，的变化说明粉与在该条件下（填“反应”或“不反应”）。

② 实验中，前的有变化，其原因是；后基本不变，其原因是。

③ 实验在内温度持续升高的原因是。

④ 实验中发生的总反应可表示为，其。

五组实验对比，放热效果最好。

7. [2022福建福州阶段练习]锗是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:

（1） 基态原子的核外电子排布式为，最高能级电子的电子云轮廓形状为。

（2） 比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化的原因:。

（3） 光催化还原制备反应中，带状纳米是该反应的良好催化剂。、、电负性由大至小的顺序是。

（4） 单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的作用力是。

（5） 晶胞有两个基本要素:

① 原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为；B为；C为，，0)，则D原子的坐标参数为。

图1

图2

② 晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知单晶的晶胞参数，其密度为（列出计算式即可）。

8. [2023南通如皋中学阶段练习]是一种常见的还原剂，可以制取纳米级。由尿素制取并进一步制取纳米级的反应如下:

（1） 的基态外围电子排布式为。

（2） 分子中电负性最大的元素是。

（3） 易溶于水的原因是。

（4） 晶体的晶胞如图a所示，白球B代表。如图b中“”是晶胞中微粒B在平面投影，请在图b中用“”表示微粒A在平面投影的位置。

图a

图b

微专题3 不同晶体比较与计算

1. D

[解析]①晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶体中原子排列相对无序，无自范性，故①正确；②含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属阳离子，故②错误；③共价键可决定共价晶体的熔、沸点，分子间作用力决定分子晶体的熔、沸点，故③错误；④和两种晶体中，中离子半径小、离子所带电荷多，晶格能较大，所以其熔点比较高，故④错误；⑤晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列，故⑤正确；⑥受热分解生成、和，破坏了和之间的离子键，也破坏了中的共价键，故⑥正确；⑦干冰晶体中，一个分子周围有12个分子紧邻，故⑦正确；错误的是②③④，选。

2. D

[解析]该组物质均为结构相似的分子晶体，其熔点取决于分子间作用力的大小，一般来说，结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力也越大，故该组各物质熔点应为逐渐升高的顺序，，错误；该组物质均为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于离子键键能的大小，一般来说，离子的半径越小，电荷越多，离子键的键能就越大，故该组各物质熔点应为升高顺序，，错误；为分子晶体，为离子晶体，为共价晶体，故熔点：，错误；金刚石和晶体硅属于共价晶体，钠属于金属晶体；共价晶体的熔点取决于共价键的键能，键能与键长成反比；金刚石键的键长更短些，所以金刚石的熔点比晶体硅高，共价晶体的熔点一般比金属晶体的熔点高，则金刚石和晶体硅的熔点比钠的高，正确。

3. D

[解析]根据图示可知：距离原子距离相等且最近的原子个数是4个，故的配位数是4，正确；根据图2可知、最小距离为，二者在晶胞结构中的距离为晶胞体对角线的。则晶胞的边长，正确；晶胞中离球距离最远的黑球为左下角的黑球，所以离球距离最远的黑球的坐标参数为，，，正确；晶胞中离原子距离相等且最近的原子分别位于通过该原子的三个面的面心上，通过该原子可以形成8个晶胞，每个面上的原子被重复计算了2次，则离原子距离相等且最近的原子数目为，错误。

4. C

[解析]设中的物质的量为，的物质的量为，根据晶体仍呈电中性，可知，，的物质的量为，即离子数之比为，故选。

5. （1） 两者都是分子晶体，的相对分子质量比的大，且分子的极性较强，分子间作用力较强

[解析]的沸点比的高，这是因为两者都是分子晶体，的相对分子质量比的大，且分子的极性较强，分子间作用力较强。

（2） 为分子晶体，为共价晶体

[解析]的熔点为，的熔点为，二者熔点差异较大的原因是为分子晶体，为共价晶体，前者熔化时克服分子间作用力，后者熔化时克服共价键，共价键比分子间作用力强烈得多。

（3） 离子晶体;所带电荷数多于，的离子键较强

[解析]熔融状态下能导电的化合物为离子晶体，和金红石这两种晶体熔融状态下都能够导电，则它们属于离子晶体，离子键的强弱决定了离子晶体的熔点高低，则熔点较高的原因是所带电荷数多于，的离子键较强。

（4） ; 氧化亚铜和硫化亚铜都是离子晶体，氧离子的离子半径小于硫离子，氧化亚铜的离子键强度大于硫化亚铜

[解析]和都是离子晶体，熔点较高的是，其原因是氧化亚铜和硫化亚铜都是离子晶体，氧离子的离子半径小于硫离子，氧化亚铜的离子键强度大于硫化亚铜。

（5） 低于; 离子半径小于，二者所带电荷数相同，吸引形成的能力强

[解析]和分解均生成金属氧化物和二氧化碳，金属氧化物越容易形成，分解温度越低，则的分解温度低于，原因是离子半径小于，二者所带电荷数相同，吸引形成的能力强。

（6） 更容易结合碳酸根离子中的氧离子（或的半径小于，的离子键强度大）

[解析]已知：为、为，结合（5）可知：在隔绝空气条件下的分解温度低于的原因是更容易结合碳酸根离子中的氧离子或的半径小于，的离子键强度大。

（7） 属于分子晶体，属于离子晶体，离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点

[解析]由表格可知，前者为离子晶体，后者为分子晶体，离子键比分子间的作用力强烈得多。故前者熔点比后者高很多的原因为属于分子晶体，属于离子晶体，离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点。

（8） 共价; 它们均为共价晶体，由于、、的原子半径依次增大，故键、键、键的键长依次增大，共价键越长，键能越小，熔点越低

[解析]、、熔融状态均不导电，则晶体内不存在离子，据此判断它们是共价化合物。它们的晶体结构与金刚石相似，则它们构成共价晶体，共价键的强弱程度决定了共价晶体的熔点高低，则、、的熔点依次降低的原因：它们均为共价晶体，由于、、的原子半径依次增大，故键、键、键的键长依次增大，共价键越长，键能越小，熔点越低。

6. （1）

[解析]甲烷具有较大的燃烧热，甲烷燃烧热的热化学方程式为；

 （2）① 236

[解析]根据反应物的键能之和-生成物的键能之和，可知反应的；

[解析]硅晶体结构与金刚石类似。每一个硅原子与四个紧邻硅原子相连形成正四面体结构，在立方体的顶点用“●”表示出与之紧邻的所有硅原子如图所示；

（3） ① 不反应

[解析]实验中没有变化，说明粉与在该条件下不反应；

② 和溶液中的发生了反应; 饱和石灰水中的浓度较低，的量比较少

[解析]实验中，前的有变化，是因为和溶液中的发生了反应，后基本不变，是因为饱和石灰水中的浓度较低，的量比较少；

③ 实验中，发生反应Ⅱ和Ⅲ，反应Ⅲ中有气体生成，气体的逸出促使反应Ⅲ向右进行，反应Ⅲ的发生使得溶液中的浓度减小，促使反应Ⅱ平衡右移，这两步反应都是放热反应，温度升高导致反应速率加快

[解析]实验中，发生反应Ⅱ和Ⅲ，反应Ⅲ中有气体生成，气体的逸出促使反应Ⅲ向右进行，反应Ⅲ的发生使得溶液中的浓度减 小，促使反应Ⅱ平衡右移，这两步反应都是放热反应，温度升高导致反应速率加快；

④

[解析]根据盖斯定律ⅠⅡⅢ可得，故。

7. （1） ; 纺锤形

[解析]在元素周期表中，锗和硅属于同主族，锗位于硅的下一周期，即锗的原子序数为，基态原子核外电子排布式为；最高能级为能级，该电子云轮廓形状为纺锤形；

（2） 三种锗卤化物都是分子晶体，不含分子间氢键，因此随着相对分子质量的增大，范德华力增大，熔、沸点升高

[解析]根据表格数据得出，三种锗卤化物都是分子晶体，不含分子间氢键，因此随着相对分子质量的增大，范德华力增大，熔、沸点升高；

（3）

[解析]锌、锗位于同一周期，同一周期从左向右元素的电负性逐渐增大，而氧位于元素周期表右上角，电负性仅次于，得出三种元素的电负性大小顺序是；

（4） 共价键

[解析]类比金刚石，晶体锗属于共价晶体，每个锗与其周围的4个锗原子形成4个单键，微粒间的作用力是共价键；

（5） ① ，，

[解析]对照晶胞图示，坐标系以及、、点坐标，选点为参照点，观察点在晶胞中位置，可知的坐标参数为，，；

②

[解析]类似金刚石晶胞，1个晶胞含有8个锗原子，即晶胞的密度为。

8. （1）

（2）

（3） 与水分子间存在氢键

（4） ;