2019年高考化学一轮综合复习第十二章有机化学基础第39讲晶体结构与性质练习

第39讲晶体结构与性质
考纲要求1.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。

2.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。

3.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。

4.了解分子晶体结构与性质的关系。

5.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。

6.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。

了解金属晶体常见的堆积方式。

7.了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。

考点一晶体和晶胞
1．晶体与非晶体
2.得到晶体的途径
(1)熔融态物质凝固。

(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。

(3)溶质从溶液中析出。

3．晶胞
(1)概念
描述晶体结构的基本单元。

(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置
①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。

②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。

4．晶胞组成的计算——均摊法
(1)原则
晶胞任意位置上的一个原子如果是被n 个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1n 。

(2)方法
①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。

②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占1
3。

(1)冰和碘晶体中相互作用力相同()
(2)晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列() (3)凡有规则外形的固体一定是晶体() (4)固体SiO 2一定是晶体()
(5)缺角的NaCl 晶体在饱和NaCl 溶液中会慢慢变为完美的立方体块() (6)晶胞是晶体中最小的“平行六面体”()
(7)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X­射线衍射实验() 答案 (1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)×(7)√
1．如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：
试写出：
(1)甲晶体化学式(X 为阳离子)为________。

(2)乙晶体中A 、B 、C 三种微粒的个数比是________。

(3)丙晶体中每个D 周围结合E 的个数是________。

(4)乙晶体中每个A 周围结合B 的个数为________。

答案 (1)X 2Y(2)1∶3∶1(3)8(4)12
2.下图是由Q 、R 、G 三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R 为＋2价，G 为－2价，则Q 的化合价为________。

答案 ＋3
解析 R ：8×1
8＋1＝2
G ：8×14＋8×14＋4×1
2＋2＝8
Q ：8×1
4
＋2＝4
R 、G 、Q 的个数之比为1∶4∶2，则其化学式为RQ 2G 4。

由于R 为＋2价，G 为－2价，所以Q 为＋3价。

3．(1)硼化镁晶体在39K 时呈超导性。

在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，下图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。

则硼化镁的化学式为________。

(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。

下图是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为________。

答案 (1)MgB 2(2)BO －2
解析 (1)每个Mg 周围有6个B ，而每个B 周围有3个Mg ，所以其化学式为MgB 2。

(2)从图可看
出，每个单元中，都有一个B 和一个O 完全属于这个单元，剩余的2个O 分别
被两个结构单元共用，所以B ∶O ＝1∶(1＋2/2)＝1∶2，化学式为BO －2。

4．Cu 元素与H 元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如下图所示。

则该化合物的化学式为________。

答案 CuH
解析 根据晶胞结构可以判断：Cu(●)：2×12＋12×16＋3＝6；H()：6×1
3＋1＋3＝6，所以化学
式为CuH 。

考点二 常见晶体结构模型的微观结构分析
1．原子晶体(金刚石和二氧化硅)
(1)金刚石晶体中，每个C 与另外4个C 形成共价键，C —C 键之间的夹角是109°28′，最小的环是六元环。

含有1molC 的金刚石中，形成的共价键有2mol 。

(2)SiO 2晶体中，每个Si 原子与4个O 原子成键，每个O 原子与2个硅原子成键，最小的环是十二元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是Si 原子，1molSiO 2中含有4molSi —O 键。

2．分子晶体
(1)干冰晶体中，每个CO 2分子周围等距且紧邻的CO 2分子有12个。

(2)冰的结构模型中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1molH 2O 的冰中，最多可形成2mol “氢键”。

3．离子晶体
(1)NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引6个Cl－，每个Cl－同时吸引6个Na＋，配位数为6。

每个晶胞含4个Na＋和4个Cl－。

(2)CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引8个Cs＋，每个Cs＋吸引8个Cl－，配位数为8。

4．石墨晶体
石墨层状晶体中，层与层之间的作用是分子间作用力，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2，C原子采取的杂化方式是sp2。

5．常见金属晶体的原子堆积模型
1．判断下列物质的晶胞结构，将对应序号填在线上。

(1)干冰晶体②；
(2)氯化钠晶体①；
(3)金刚石③；
(4)钠④；
(5)冰晶体⑤；
(6)铜晶体⑥。

2．下列是几种常见的晶胞结构，填写晶胞中含有的粒子数。

A．NaCl(含________个Na＋，________个Cl－)
B．干冰(含________个CO2)
C．CaF2(含________个Ca2＋，________个F－)
D．金刚石(含________个C)
E．体心立方(含________个原子)
F．面心立方(含________个原子)
答案A．44B．4C．48D．8E．2F．4
3．(常见晶体结构模型)填空。

(1)在金刚石晶体中最小碳环含有________个C 原子；每个C 原子被________个最小碳环共用。

(2)在干冰中粒子间作用力有_____________________________________________________。

(3)含1molH 2O 的冰中形成氢键的数目为________。

(4)在NaCl 晶体中，每个Na ＋
周围有________个距离最近且相等的Na ＋
，每个Na ＋
周围有________个距离最近且相等的Cl －
，其立体构型为____________。

(5)在CaF 2晶体中，每个Ca 2＋
周围距离最近且等距离的F －
有________个；每个F －
周围距离最近且等距离的Ca 2＋
有________个。

答案 (1)612(2)共价键、范德华力 (3)2N A (4)126 正八面体形 (5)84
1．Cu 与F 形成的化合物的晶胞结构如下图所示，若晶体密度为a g·cm －3
，则Cu 与F 最近距离为________________________________________________________________________
________________pm 。

(N A 表示阿伏加德罗常数的值，列出计算表达式，不用化简；图中○为Cu ，为F)
答案 3434×83a·NA
×1010
解析 设晶胞的棱长为x cm ，在晶胞中，Cu ：8×18＋6×12＝4；F ：4，其化学式为CuF 。

a ·x 3
·N A
＝4M (CuF)，
x ＝错误!。

最短距离为小立方体体对角线的一半，小立方体的体对角线为错误!＝错误!x 。

所以
最短距离为32x ·12＝34·34×83a·NA
×1010
pm 。

2．如图为Na 2S 的晶胞，该晶胞与CaF 2晶胞结构相似，设晶体密度是ρg·cm －3
，试计算Na ＋
与S 2－
的最短距离为________________cm(N A 表示阿伏加德罗常数的值，只写出计算式)。

答案 3434×78
ρ·NA
解析 晶胞中，●个数为8×18＋6×1
2＝4，○个数为8，
其个数之比为1∶2，所以●代表S 2－
，○代表Na ＋。

设晶胞边长为a cm ，则a 3
·ρ·N A ＝4×78 a ＝34×78
ρ·NA
面对角线为2×34×78
ρ·NA cm
面对角线的14为24×34×78
ρ·NA cm
边长的14为14×34×78
ρ·NA cm
所以其最短距离为 错误! cm
＝3434×78ρ·NA
cm 。

3．用晶体的X­射线衍射法对Cu 的测定得到以下结果：Cu 的晶胞为面心立方最密堆积(如下图)，已知该晶体的密度为9.00g·cm
－3
，晶胞中该原子的配位数为________；Cu 的原子半径为
_____________________________________cm(阿伏加德罗常数为N A ，要求列式计算)。

答案 1224×34×649.00×6.02×1023≈1.28×10－8
解析 设晶胞的边长为a cm ，则a 3
·ρ·N A ＝4×64 a ＝34×64
ρ·NA
面对角线为2a
面对角线的1
4
为Cu 原子半径
r ＝24× 34×649.00×6.02×1023 cm≈1.28×10－8
cm 。

考点三 四种晶体的性质与判断
1．四种晶体类型比较
2.离子晶体的晶格能 (1)定义
气态离子形成1mol 离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJ·mol －1。

(2)影响因素
①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。

②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。

(3)与离子晶体性质的关系
晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。

(1)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子() (2)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子() (3)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高() (4)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低() (5)离子晶体一定都含有金属元素()
(6)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体() (7)原子晶体的熔点一定比离子晶体的高()
答案 (1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×
1．在下列物质中：NaCl 、NaOH 、Na 2S 、H 2O 2、Na 2S 2、(NH 4)2S 、CO 2、CCl 4、C 2H 2、SiO 2、SiC 、晶体硅、金刚石，晶体氩。

(1)其中只含有离子键的离子晶体是________________________________________________。

(2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是________________________。

(3)其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是__________。

(4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是__________。

(5)其中含有极性共价键的非极性分子是___________________________________________。

(6)其中含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是________。

(7)其中含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是________________________。

(8)其中含有极性共价键的原子晶体是_____________________________________________。

(9)不含共价键的分子晶体是__________，只含非极性键的原子晶体是____________。

答案 (1)NaCl 、Na 2S(2)NaOH 、(NH 4)2S(3)(NH 4)2S(4)Na 2S 2(5)CO 2、CCl 4、C 2H 2 (6)C 2H 2(7)H 2O 2(8)SiO 2、SiC(9)晶体氩 晶体硅、金刚石 2．比较下列晶格能大小。

(1)NaCl________KCl ； (2)CaF 2________MgO ； (3)Na 2S________Na 2O ； (4)CaO________KCl 。

答案 (1)＞ (2)＜ (3)＜ (4)＞
题组一 晶体类型与性质综合判断
1．(1)[2015·全国卷Ⅰ，37(4)]CO 能与金属Fe 形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253K ，沸点为376K ，其固体属于______晶体。

(2)[2015·全国卷Ⅱ，37(2)节选]O 和Na 的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。

(3)NF 3可由NH 3和F 2在Cu 催化剂存在下反应直接得到：4NH 3＋3F 2=====Cu
NF 3＋3NH 4F
上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有____________________________(填序号)。

a ．离子晶体 b ．分子晶体 c ．原子晶体 d ．金属晶体 答案 (1)分子 (2)分子晶体 离子晶体 (3)abd
2．(1)用“>”或“<”填空：
(2)MgCl2在工业上应用广泛，可由MgO制备。

①MgO的熔点比BaO的熔点________(填“高”或“低”)。

②SiO2的晶体类型为________________。

(3)对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)，下列叙述正确的是________。

A．SiX4难水解
B．SiX4是共价化合物
C．NaX易水解
D．NaX的熔点一般高于SiX4
答案(1)<><<
(2)①高②原子晶体
(3)BD
解析(1)同周期元素的第一电离能随原子序数的递增呈增大趋势，但s、p、d等轨道处于全空、半满、全满的稳定状态时，则出现反常现象。

Si、S元素基态原子的价电子排布式分别为3s23p2、3s23p4，其中3p轨道均处于不稳定状态，因此Si的第一电离能小于S。

O2－与Na＋的核外电子排布相同，其电子排布式均为1s22s22p6，离子核外电子排布相同时，原子序数越大，离子半径越小，因此O2－的离子半径大于Na＋。

NaCl为离子晶体，Si为原子晶体，因此Si的熔点高于NaCl。

一般来说，元素的非金属性越强，该元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，Cl元素的非金属性强于S元素，则HClO4的酸性强于H2SO4。

(2)①Mg、Ba同主族，Mg2＋的半径小于Ba2＋，MgO的晶格能比BaO大，故MgO的熔点比BaO高。

②SiO2为空间立体网状结构，其熔、沸点很高，属于原子晶体。

(3)A项，硅的卤化物(SiX4)的水解比较强烈，如SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl、SiF4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HF，错误；B项，硅的卤化物(SiX4)全部由非金属元素构成，属于共价化合物，正确；C项，钠的卤化物(NaX)属于强酸强碱盐，不发生水解，错误；D项，钠的卤化物(NaX)是由离子键构成的，属于离子晶体，SiX4属于分子晶体，所以NaX的熔点一般高于SiX4，正确。

3．(2018·新疆喀什模拟)现有几组物质的熔点(℃)数据：
据此回答下列问题：
(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。

(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。

①有金属光泽②导电性③导热性④延展性
(3)C组中HF熔点反常是由于_______________________________________________。

(4)D组晶体可能具有的性质是__________(填序号)。

①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

答案(1)原子共价键(2)①②③④(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)(4)②④(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb ＋)＜r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高
解析(1)A组熔点很高，为原子晶体，是由原子通过共价键形成的。

(2)B组为金属晶体，具有①②③④四条共性。

(3)HF中含有分子间氢键，故其熔点反常。

(4)D组属于离子晶体，具有②④两条性质。

(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。

1．判断晶体类型的方法
(1)主要是根据各类晶体的特征性质判断
如低熔、沸点的化合物形成分子晶体；熔、沸点较高，且在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物形成离子晶体；熔、沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的物质形成原子晶体；晶体能导电、传热、具有延展性的为金属晶体。

(2)根据物质的分类判断
金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体；大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。

常见的原子晶体中单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体中化合物有碳化硅、二氧化硅等。

金属单质(注：汞在常温为液体)与合金是金属晶体。

2．比较物质的熔、沸点高低的方法
(1)首先看物质的状态，一般情况下：固体＞液体＞气体；二是看物质所属类型，一般是：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。

(2)同类晶体熔、沸点比较思路：原子晶体→共价键键能→键长→原子半径；分子晶体→分子间作用力→相对分子质量；离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径。

题组二结构决定性质简答题突破
4．(2017·海南中学月考)碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：
(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是________________________________
________________________________________________________________________。

答案(1)硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能小于烷烃分子中C—C键和C—H键的键能，稳定性差，易断裂，导致长链硅烷难以形成，所以硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多
(2)C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定。

而Si—H键的键能却小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键
5．(2018·北京顺义检测)(1)冰的熔点远高于干冰，除因为H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是____________________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)NaF的熔点________(填“＞”“＝”或“＜”)BF－4的熔点，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)CO熔点________(填“＞”或“＜”)N2的熔点，原因是______________________________
________________________________________________________________________。

(4)CH4、SiH4、GeH4的熔、沸点依次________(填“增大”或“减小”)，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(5)SiO2比CO2熔点高的原因是_________________________________________________
________________________________________________________________________。

答案 (1)H 2O 分子间形成氢键
(2)＞ 两者均为离子化合物，且阴、阳离子的电荷数均为1，但后者的离子半径较大，离子键较弱，因此其熔点较低
(3)＞ CO 为极性分子而N 2为非极性分子，CO 分子间作用力较大
(4)增大 三种物质均为分子晶体，结构与组成相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高
(5)SiO 2为原子晶体而CO 2为分子晶体
结构决定性质类简答题答题模板
叙述结构→阐述原理→回扣结论
1．[2017·全国卷Ⅰ，35(4)(5)](4)KIO 3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a ＝0.446nm ，晶胞中K 、I 、O 分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。

K 与O 间的最短距离为________nm ，与K 紧邻的O 个数为________。

(5)在KIO 3晶胞结构的另一种表示中，I 处于各顶角位置，则K 处于________位置，O 处于________位置。

答案 (4)0.315(或
22
×0.446)12 (5)体心 棱心
解析 (4)根据晶胞结构可知，K 与O 间的最短距离为面对角线的一半，即
2×0.4462nm ≈0.315 nm 。

K 、O 构成面心立方，配位数为12(同层4个，上、下层各4 个)。

(5)由(4)可知K 、I 的最短距离为体对角线的一半，I 处于顶角，K 处于体心，I 、O 之间的最短距离为边长的一半，I 处于顶角，O 处于棱心。

2．[2016·全国卷Ⅰ，37(6)①]原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge 单
晶的晶胞，其中原子坐标参数A 为(0,0,0)；B 为⎝ ⎛⎭⎪⎫12，0，12；C 为⎝ ⎛⎭⎪⎫12，12，0。

则D 原子的坐标参数为________。

答案 ⎝ ⎛⎭
⎪⎫14，14，14 解析 由Ge 单晶晶胞结构示意图，可知D 原子与A 原子及位于3个相邻面面心的3个原子构成了正四面体结构，D 原子位于正四面体的中心，再根据A 、B 、C 三个原子的坐标参数可知D 原子
的坐标参数为(14，14，14
)。

3．[2015·全国卷Ⅰ，37(5)]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。

答案 ①32②124
解析 ①由图可知，石墨烯中每个碳被3个六元环所共有，每个六元环占有的碳原子数为6×13
＝2。

②金刚石晶体中每个碳原子被12个环所共有。

六元环呈船式或椅式结构，最多有4个原子共平面。

4．[2017·全国卷Ⅱ，35(3)(4)]我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N 5)6(H 3O)3(NH 4)4Cl(用R 代表)。

回答下列问题：
(3)经X 射线衍射测得化合物R 的晶体结构，其局部结构如图(b)所示。

①从结构角度分析，R 中两种阳离子的相同之处为________，不同之处为________。

(填标号)
A ．中心原子的杂化轨道类型
B ．中心原子的价层电子对数
C ．立体结构
D ．共价键类型
②R 中阴离子N －5中的σ键总数为________个。

分子中的大π键可用符号Πn m 表示，其中m 代表参与形成的大π键原子数，n 代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π6)，则N －5中的大π键应表示为________。

③图(b)中虚线代表氢键，其表示式为(NH ＋4)N —H …Cl 、________、________。

(4)R 的晶体密度为d g·cm －3，其立方晶胞参数为a nm ，晶胞中含有y 个[(N 5)6(H 3O)3(NH 4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M ，则y 的计算表达式为________________________________。

答案 (3)①ABDC ②5Π65③(H 3O ＋)O —H …N(N －5)(NH ＋4)N —H …N(N －5)
(4)602a3d M (或a3dNA M
×10－21) 解析 (3)①根据图(b)，阳离子是NH ＋4和H 3O ＋，NH ＋4中心原子N 含有4个σ键，孤电子对数为(5－1－4×1)/2＝0，价层电子对数为4，杂化类型为sp 3，立体构型为正四面体形，H 3O ＋中心原子是O ，含有3个σ键，孤电子对数为(6－1－3×1)/2＝1，价层电子对数为4，杂化类型为sp 3，立体构型为三角锥形，因此相同之处为ABD ，不同之处为C ；②根据图(b)N －5中σ键总数为5个；根据信息，N －5的大π键应表示为Π65；③根据图(b)还有氢键：(H 3O ＋)O —H …N(N －5)、(NH ＋4)N —H …N(N －5)。

(4)根据密度的定义：d ＝错误! g·cm －3，解得y ＝错误!＝错误!(或错误!×10－21)。

5．(2017·全国卷Ⅲ，35)研究发现，在CO 2低压合成甲醇反应(CO 2＋3H 2===CH 3OH ＋H 2O)中，Co 氧化物负载的Mn 氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。

回答下列问题：
(1)Co 基态原子核外电子排布式为_________________________________________________。

元素Mn 与O 中，第一电离能较大的是________，基态原子核外未成对电子数较多的是________。

(2)CO 2和CH 3OH 分子中C 原子的杂化形式分别为________和________。

(3)在CO 2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为________________________________________________________________________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO 3)2中的化学键除了σ键外，还存在________。

(5)MgO 具有NaCl 型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X 射线衍射实验测得MgO 的晶胞参数为a ＝0.420nm ，则r (O 2－
)为__________nm 。

MnO 也属于NaCl 型结构，晶胞参数为a ′＝0.448nm ，则r (Mn 2＋)为________nm 。

答案 (1)1s 22s 22p 63s 23p 63d 74s 2(或[Ar]3d 74s 2
)OMn
(2)spsp 3
(3)H2O>CH3OH>CO2>H2H2O与CH3OH均为极性分子，水含氢键比甲醇中多；CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大，范德华力大
(4)离子键、π键
(5)0.1480.076
解析(1)Mn原子的价电子排布式为3d54s2，根据洪特规则，有5个未成对电子，而O原子的价电子排布式为2s22p4，仅有2个未成对电子，故基态原子核外未成对电子数较多的是Mn。

(2)根据价层电子对互斥理论，CO2为直线形分子，C原子为sp杂化，而CH3OH中C原子的立体构型为四面体，C原子为sp3杂化。

(3)影响分子晶体沸点的因素有范德华力和氢键，H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多，故H2O的沸点高于甲醇，CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大，范德华力大，沸点比H2更高。

(4)Mn(NO3)2为离子化合物，Mn2＋与NO－3之间是离子键，根据NO－
3的结构式，N与O之间存在双键，故除了σ键还存在π键。

(5)由题意知在MgO中，阴离子作面心立方堆积，氧离子沿晶胞的面对角线方向接触，所以
2 2 a
＝2r(O2－)，r(O2－)≈0.148nm；MnO的晶胞参数比MgO更大，说明阴离子之间不再接触，阴、阳离子沿坐标轴方向接触，故2[r(Mn2＋)＋r(O2－)]＝a'，r(Mn2＋)＝0.076nm。

1．下列关于晶体的说法中，不正确的是()
①共价键可决定分子晶体的熔、沸点
②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体
③晶体中原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
④MgO的晶格能远比NaCl大，这是因为前者离子所带的电荷数多，离子半径小
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干冰晶体中，一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻；CsCl和NaCl晶体中阴、阳离子的配位数都为6
⑦晶体尽可能采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定
A．①②⑥B．②③④C．④⑤⑥D．②③⑦
答案 A
2．(2017·乌鲁木齐一中质检)下图为碘晶体晶胞结构。

下列有关说法中正确的是()
A．碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子
C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是原子晶体
D．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力
答案 A
解析在立方体的顶面上，有5个I2,4个方向相同，结合其他面考虑可知A选项正确；每个晶胞中有4个碘分子，B选项错误；C项，此晶体是分子晶体，错误；D项，碘原子间只存在非极性共价键，范德华力存在于分子与分子之间，错误。

3．下列数据是对应物质的熔点(℃)：
据此做出的下列判断中错误的是()
A．铝的化合物的晶体中有的是离子晶体
B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体
C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
答案 B
解析A项，氧化铝的熔点高，属于离子晶体，则铝的化合物的晶体中有的是离子晶体，正确；B 项，BCl3、AlCl3和干冰均是分子晶体，错误；C项，同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体，例如CO2是分子晶体，二氧化硅是原子晶体，正确。

4．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．＞
C．MgO＞H2O＞O2＞Br2
D．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠
答案 B
解析A项，同属于原子晶体，熔、沸点高低主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅＜
碳化硅＜二氧化硅，错误；B项，形成分子间氢键的物质的熔、沸点要大于形成分子内氢键的物质的熔、沸点，正确；C项，对于不同类型晶体，其熔、沸点高低一般为原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，MgO＞H2O＞Br2＞O2，错误；D项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。

5．(2017·唐山校级期末)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为六方最密堆积，③为体心立方堆积，④为面心立方最密堆积
B．每个晶胞含有的原子数分别为①1个，②2个，③2个，④4个
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
答案 B
6．下列说法正确的是()
A．干冰和石英晶体中的化学键类型相同，熔化时需克服微粒间的作用力类型也相同
B．化学变化发生时，需要断开反应物中的化学键，并形成生成物中的化学键
C．CH4和CCl4中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
D．NaHSO4晶体溶于水时，离子键被破坏，共价键不受影响
答案 B
解析A项，干冰是分子晶体，而石英晶体是原子晶体，熔化时需克服微粒间的作用力分别是分子间作用力和共价键，错误；B项，化学反应的实质是断开旧化学键，形成新的化学键，所以化学变化发生时，需要断开反应物中的化学键，并形成生成物中的化学键，正确；C项，CH4分子中氢原子最外层达2电子的稳定结构，不是8电子稳定结构，错误；D项，NaHSO4晶体溶于水时，电离产生钠离子、氢离子和硫酸根离子，离子键被破坏，共价键也被破坏，错误。

7．(2017·泉州期末)下列有关说法不正确的是()
A．四水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键
B．CaF2晶体的晶胞如图2所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋
C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动
D．金属Cu中Cu原子堆积模型如图4，为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为12
答案 C
解析A项，四水合铜离子中铜离子的配位数为4，配体是水，水中的氧原子提供孤电子对与铜
离子形成配位键，正确；B 项，根据均摊法可知，在CaF 2晶体的晶胞中，每个CaF 2晶胞平均占有
Ca 2＋个数为8×18＋6×12
＝4，正确；C 项，电子云密度表示电子在某一区域出现的机会的多少，H 原子最外层只有一个电子，所以不存在大多数电子，只能说H 原子的一个电子在原子核附近出现的机会较多，错误；D 项，在金属晶体的最密堆积中，对于每个原子来说，其周围的原子有同一层上的六个原子和上一层的三个及下一层的三个，故每个原子周围都有12个原子与之相连，正确。

8．(1)SiC 的晶体结构与晶体硅的相似，其中C 原子的杂化方式为________，微粒间存在的作用力是________。

SiC 晶体和晶体Si 的熔、沸点高低顺序是________。

(2)氧化物MO 的电子总数与SiC 的相等，则M 为________(填元素符号)。

MO 是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl 晶体相似。

MO 的熔点比CaO 的高，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)C 、Si 为同一主族的元素，CO 2和SiO 2的化学式相似，但结构和性质有很大的不同。

CO 2中C 与O 原子间形成σ键和π键，SiO 2中Si 与O 原子间不形成上述π键。

从原子半径大小的角度分析，为何C 、O 原子间能形成上述π键，而Si 、O 原子间不能形成上述π键：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________， SiO 2属于________晶体，CO 2属于________晶体，所以熔点CO 2________(填“＜”“＝”或“＞”)SiO 2。

(4)金刚石、晶体硅、二氧化硅、MgO 、CO 2、Mg 六种晶体的构成微粒分别是________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________，熔化时克服的微粒间的作用力分别是_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案 (1)sp 3 共价键 SiC ＞Si
(2)MgMg 2＋半径比Ca 2＋小，MgO 晶格能大
(3)Si 的原子半径较大，Si 、O 原子间距离较大，p­p 轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的π键 原子 分子 ＜
(4)原子、原子、原子、阴阳离子、分子、金属阳离子与自由电子 共价键、共价键、共价键、离子键、分子间作用力、金属键
解析 (1)晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连，呈正四面体结构，所以C 原子杂化方式是sp 3。

因为Si —C 的键长小于Si —Si ，所以熔点碳化硅＞晶体硅。

(2)SiC 电子总数是20个，则该氧化物为MgO ；晶格能与所构成离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，MgO 与CaO 的离子电荷数相同，Mg 2＋半径比Ca 2＋小，MgO 晶格能大，熔点高。