2018-2019学年高中化学选修3练习：第三章 晶体结构与性质答案

第三章晶体结构与性质
第一节晶体的常识
1.B
2.D[解析]晶体的各向异性反映了晶体内部质点排列的高度有序性,主要表现在硬度、导热性、导电性、光学性质等方面。

3.A
4.D[解析]镁原子位于正方体的顶角,由“均摊法”可知其个数为8×=1,镍原子位于面心,故其个数为6×=3,碳原子位于体心,其个数为1,所以该晶体的化学式为MgCNi3。

故选D。

5.C
6.D[解析]依据均摊法,在该晶胞中阳离子个数为1,阴离子个数为8×=1,故阴、阳离子个数比为1∶1。

7.C[解析]胆矾晶体具有自范性,有自发呈现封闭的、规则的多面体外形的性质。

由于原溶液为饱和溶液,因此胆矾晶体与饱和硫酸铜溶液间存在着溶解结晶平衡,整个过程中晶体和溶液的质量都不发生变化。

8.B[解析]晶体和非晶体的本质区别就是粒子(原子、离子或分子)在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。

9.A[解析]芒硝是晶体,玻璃是非晶体。

晶体有固定的熔点,由图所示的a来分析,中间一段温度不变但一直在吸收能量,这段对应的温度就代表芒硝的熔点;由b曲线温度一直在升高,没有一个温度是停留的,所以找不出固定的熔点,为非晶体,应是玻璃的熔化曲线。

10.A[解析] 1个晶胞中有1个Ba2+,Pb4+的个数为8×=1,O2-的个数为6×=3,故化学式为BaPbO3。

11.D[解析]根据图像知,每个碳原子被3个六元环占有,利用均摊法知,7个六元环含有碳原子个数为×6×7=14。

12.(1)12(2)CuH(3)1∶5
[解析](1)铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目=3×8×=12。

(2)该晶胞中,Cu原子个数=3+12×+2×=6,H原子个数=4+6×=6,所以其化学式为CuH。

(3)利用均摊法计算可知,晶胞中N(Ca)=8×=1,N(Cu)=8×+1=5,则该合金中Ca和Cu的原子个数比为1∶5。

13.(1)3∶1(2)1(3)29(4)6
[解析](1)X n+位于晶胞的棱上,其数目为12×=3(个),N3-位于晶胞的顶角,其数目为8×=1(个),故其阳离子、阴离子个数比为3∶1。

(2)由晶体的化学式X3N知X所带电荷数为1。

(3)因为X+中K、L、M三个电子层全充满,每层电子数分别为2、8、18,所以X的原子序数是29。

(4)N3-位于晶胞顶角,故其被6个等距离且最近的X n+在上、下、左、右、前、后包围。

14.(1)1s22s22p5(2)NH3(3)b
[解析]由信息“A元素基态原子的最外层电子排布式为n s n n p n”可推知n s轨道已经填满电子,所以n=2,故A元素原子的核外电子排布式为1s22s22p2,即A为碳元素;由信息“B的气态氢化物可与其最高价氧化物对应的水化物反应生成盐”可推知B为氮元素;由“D元素位于元素
周期表中第一长周期,是维持青少年骨骼正常生长发育的重要元素之一”可推知D为钙元素;由“A、B原子的最外层电子数之和等于C、D原子的最外层电子数之和”可推知C元素最外层电子数=4+5-2=7,所以与A、B同周期的C为氟元素。

(2)A、B形成的含有10个电子的氢化物分子是CH4和NH3,CH4的沸点比NH3的沸点低。

(3)C与D形成的离子化合物的化学式是CaF2,a 图中Ca2+和F-的个数比为1∶1,b图中Ca2+和F-的个数比为1∶2,故b图表示的是CaF2的结构。

15.(1)1s22s22p63s23p63d10(2)sp杂化、sp2杂化 3
[解析](1)Cu+失去的是4s轨道上的一个电子;
(2)形成碳氮三键的碳原子为sp杂化,形成碳碳双键的碳原子为sp2杂化。

第二节分子晶体与原子晶体
第1课时分子晶体
1.A[解析]H3PO4为分子晶体,所以H3PO4表示了磷酸分子的组成,SiC与SiO2为原子晶体,只能表示晶体中原子个数比为1∶1与1∶2,C既可表示金刚石又可表示石墨等,是碳单质的实验式,不是分子式。

2.B[解析]稀有气体分子都属于单原子分子,因此稀有气体形成的晶体属于分子晶体且由原子直接构成。

3.C[解析]分子晶体熔点较低,①中物质熔点高,不是分子晶体,④是金属钠的性质。

4.B[解析]A项和B项分别是结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,B项正确,A项错误;C项,NH3分子间存在氢键,晶体的熔、沸点较高,C项错误;D项可结合实际,CO2在常温下是气体,H2O在常温下是液体,H2O的熔、沸点高一些。

5.A[解析] A项H2O中,O具有很强的得电子能力,因此与H形成的共价键很稳定,不容易被破坏,这与水中存在氢键无关,氢键影响的是物质的物理性质,则A错;大多数分子晶体中存在共价键,但稀有气体中就无共价键的存在,故D正确。

6.B[解析]含有氢键的分子晶体不具有分子密堆积的特征,如冰,A项错误;分子晶体的熔沸点高低与分子间作用力的大小有关,与化学键的强弱无关,B项正确、C项错误;分子的稳定性与化学键的强弱有关,与分子间作用力的大小无关,D项错误。

7.B[解析]由A、B元素都在第三周期,并且所有原子最外层都达到8个电子的稳定结构,可知A为Cl,B为Al,A项正确;该化合物是共价化合物,熔融状态不能导电,B项错误;因是二聚分子,故其固态时所形成的晶体是分子晶体,C项正确;该化合物中不含离子键,只含极性共价键,D 项正确。

8.D[解析]由于C60晶体为分子晶体,而N60结构与之相似,应为分子晶体,A项错误;B项中同位素是质子数相同中子数不同的核素,N60是一种分子而非核素,故B项错误;同素异形体是指同种元素形成的不同的单质,C项错误;D项可由所给信息推出,正确。

9.A[解析]每个水分子与周围4个水分子形成4个氢键,每个氢键为2个水分子共用,故每个水分子具有的氢键个数为4×=2。

10.C[解析]由图可知,每个水分子(处于四面体的中心)与4个水分子(处于四面体的四个顶点)形成氢键,因为每个氢键都是由2个水分子形成的,所以每个水分子形成氢键的数目为
4×=2。

11.(1)①<②>③>④<(2)12 4
[解析](1)①CO2的相对分子质量小,范德华力CO2小于SO2,所以熔沸点CO2<SO2。

②尽管HF相对分子质量小于HI,但HF分子间存在氢键,所以熔沸点HF>HI。

③O3的相对分子质量大,所以范德华力O3>O2,因此熔沸点O3大于O2。

④Ne、Ar均为稀有气体、单原子分子,范德华力随相对分子质量的增大而增大,所以Ar的熔沸点高于Ne。

(2)取任一顶角的CO2分子,则与之距离最近且等距的是共用该顶角的三个面面心上的CO2分子,共3个;而该顶角上的分子被8个晶胞共用,而面心上的分子被2个晶胞共用,这样符合题意的CO2分子有=12(个)。

在此结构中,8个CO2分子处于顶角,被8个相同晶胞共用,6个CO2分子处于面心,被2个相同晶胞共用,所以,该结构单元平均占有的CO2分子数为8×+6×=4(个)。

12.(1)①④②③(2)②⑤⑥④①③
(3)范德华力氢键(4)NCl3KF
13.(1)相对分子质量越大,分子间作用力越强
(2)①KI+IBr KBr+I 2②向混合液中滴加几滴淀粉溶液,若变蓝,证明能反应,否则不能反应
(3)介于Br2的熔点和IBr的熔点之间
[解析](1)卤素单质及XX'型卤素互化物都是双原子分子,组成和结构相似,其相对分子质量越大,范德华力越大,熔、沸点越高。

(2)①主要考查学生运用信息、模拟信息的能力,KI+IBr KBr+I 2。

②欲验证反应能否发生,实际上是证明是否有I2生成,检验I2生成的方法是向混合液中滴加几滴淀粉溶液,若变蓝,则反应能发生,否则,反应不能发生。

(3)依据图像给出的信息,随着相对分子质量的增大,熔点逐渐升高,计算ICl的相对分子质量,ICl的熔点介于Br2和IBr的熔点之间。

14.(1)AB
(2)H 2O+H2O H3O++OH-H2O2分子之间存在更强烈的氢键作用(3)20
15.(1)分子高N60和N2均形成分子晶体,且N60的相对分子质量大,分子间作用力大,故熔、沸点高
(2)放出13 230<(3)N60可作高能炸药
[解析](2)因每个氮原子形成三个N—N键,每个N—N键被2个N原子共用,故1 mol N60中存在N—N键:1 mol×60×3×=90 mol。

发生的反应为N6030N2ΔH,故ΔH=90×167kJ·mol-1-30×942kJ·mol-1=-13 230 kJ·mol-1<0,为放热反应,表明稳定性N2>N60。

(3)由于反应放出大量的热同时生成大量气体,因此N60可用作高能炸药。

16.(1)①sp2、sp3②三聚氰胺分子间能形成氢键,硝基苯分子间不能形成氢键
(2)高于
(3)Mg2Fe g·cm-3(或其他合理形式)
[解析](1)①三聚氰胺中环上、环外氮原子分别形成了2个σ键、3个σ键,均含有1对孤电子对,故价层电子对数分别为3、4,杂化轨道类型分别为sp2、sp3。

②三聚氰胺中存在N—H键,分子间能形成氢键,导致熔点升高,硝基苯分子间不能形成氢键,故熔点较低。

(2)因氮的原子半径小于碳的原子半径,故键能C—N>C—C,因而金刚石的熔点较低。

(3)依据均摊规则,晶胞中共有
4个铁原子,8个镁原子,故化学式为Mg2Fe,一个晶胞中含有4个“Mg2Fe”,其质量为4×= g,1 nm=10-7 cm,体积为10-21d3 cm3,由此可求出其密度。

第2课时原子晶体
1.A[解析]稀有气体形成的晶体只存在范德华力,A项错误;晶胞是描述晶体结构的基本单元,通过晶胞的组成可推知晶体的组成,B项正确;分子晶体在固态和熔融态下均不能电离出离子,不导电,C项正确;原子间通过共价键形成的空间网状结构的晶体属于原子晶体,原子晶体只存在共价键,不存在其他类型的化学键,D项正确。

2.B[解析]因N原子半径比C原子半径小,则C3N4晶体中,C—N键的键长比金刚石中C—C键的键长要短,A项错误;由信息可知,C3N4晶体很可能具有比金刚石还大的硬度,且原子间均以单键结合,所以C3N4为原子晶体,与二氧化硅的晶体类型相同,B项正确;原子间均以单键结合,则C3N4晶体中每个C原子连接4个N原子,而每个N原子连接3个C原子,C项错误;C3N4晶体是原子晶体,不存在范德华力,D项错误。

3.A[解析]由二氧化硅晶体的空间结构图可以看出,1个硅原子与周围4个氧原子形成了4个Si—O键,其中有一半Si—O键(2个Si—O键)属于该硅原子,而1个氧原子能形成2个Si—O 键,其中有一半Si—O键(1个Si—O键)属于该氧原子,1 mol SiO2含有1 mol硅原子和2 mol 氧原子,故1 mol SiO2晶体中含有的Si—O键为4 mol,A项错误;SiO2晶体中,硅原子与氧原子的个数比为1∶2,B项正确;通过上面的分析可知,在SiO2晶体中,硅原子与氧原子最外层都达到了8电子稳定结构,C项正确;由结构图可以看出,晶体中最小环上的原子数为12,其中包括6个硅原子和6个氧原子,D项正确。

4.B[解析]在一定条件下,CO2由分子晶体变为原子晶体,其成键情况发生了变化,由原来的碳氧双键变为碳氧单键,但化学键依然为极性共价键,A项正确;由于晶体类型及分子结构发生变化,物质的熔、沸点等性质也发生了变化,原子晶体CO2具有高硬度、高熔沸点等特点,C、D 项正确,B项错误。

5.C
6.D[解析] SiCl4、AlCl3的熔、沸点低,都是分子晶体,AlCl3的沸点低于其熔点,即在未熔化的温度下它就能气化,故AlCl3加热能升华,A、C项正确;晶体硼的熔、沸点高,所以晶体硼是原子晶体,B项正确;碳原子的半径比硅原子的半径小,金刚石中的C—C键键长比晶体硅中的
Si—Si 键键长短,金刚石中的C—C键键能比晶体硅中的Si—Si键键能大,金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键强,D项错误。

7.B8.D
9.B[解析]冰为分子晶体,融化时破坏的是分子间作用力,与H—O键无关,A项错误;原子晶体熔点的高低取决于共价键的强弱,共价键越强,熔点越高,B项正确;分子晶体熔沸点的高低取决于分子间作用力的大小,而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小,C、D项错误。

10.B[解析]原子晶体的熔点和硬度与构成原子晶体的原子间的共价键键能有关,而原子间的共价键键能与原子半径的大小有关。

11.C[解析]由于处于中心的A原子实际结合的B原子为×4=2个,故C的化学式为AB2(如图)。

12.(1)44(2)氮化硼
[解析](1)晶胞中N原子数目为4,B原子数目为8×+6×=4。

(2)立方砷化镓晶体与立方氮化硼晶体结构类似,均属于原子晶体,原子半径:N<As、B<Ga,故氮
化硼中共价键更强,氮化硼晶体熔点更高。

晶胞中As、Ga原子数目均为4,晶胞质量为4× g,
晶胞密度为4×g÷(a×10-10 cm)3= g·cm-3。

13.(1)原子晶体硼的熔沸点和硬度介于金刚石和晶体硅之间,熔沸点很高,硬度很大
(2)1260°
14.(1)B(2)分子30(3)2(4)2
15.(1)[:::N:::]+1s22s22p63s23p63d84s2
(2)这两种氢化物均为极性分子、相互之间能形成氢键
(3)KO2(4)①原子晶体C—N键的键长小于C—C键,键能大于C—C键②sp3
[解析]由题意知,E、Q、T、X、Z五种元素分别为C、N、O、K、Ni。

(1)CO2、N互为等电子体,
电子式相似,故N的电子式为[:::N:::]+,基态Ni原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d84s2。

(2)Q的简单氢化物NH3极易溶于T的简单氢化物H2O,其主要原因有这两种氢化物均为极性分子、分子之间能形成氢键。

(3)由化合物甲的晶胞可知,甲的化学式为KO2。

(4)①由化合物乙的晶胞可知,乙的化学式为C3N4,属于原子晶体,其硬度超过金刚石的原因是C—N键的键长小于C—C键,键能大于C—C键。

②C3N4晶体中C、N两种元素原子的杂化方式均为sp3。

第三节金属晶体
1.A
2.B[解析]金属键没有方向性和饱和性,它是金属离子与自由电子间形成的作用力,A项错误、B项正确;自由电子是自然存在于金属晶体中的,不需要外加电场,C项错误;常温下,金属单质汞为液态,D项错误。

3.D
4.B
5.B[解析]金属中含有金属阳离子和自由电子,自由电子属于整块金属,能够自由移动,在外加电场的作用下,自由电子定向移动,从而能够导电。

6.C[解析]含阳离子的晶体不一定含有阴离子,如金属晶体,A项错误;金刚石属于原子晶体,固体氖属于分子晶体,金属镁属于金属晶体,B项错误;在金属晶体中,自由电子属于整块晶体共有,而不属于某个金属阳离子,D项错误。

7.D[解析]由于金属键没有方向性、饱和性,金属离子可以从各方向吸引自由电子,使它们尽可能地相互接近,从而占有最小的空间,导致金属晶体堆积密度大,原子配位数高且能充分利用空间。

8.D[解析]据图可看出,镉的堆积方式为“…ABAB…”形式,为六方最密堆积,而铜的堆积方式为面心立方最密堆积,故A、B两项错误,D项正确;六方最密堆积的配位数为12,中间一层为6个,上下两层各有3个,C项错误。

9.C[解析]金属原子在二维空间里有两种排列方式,一种是密置层排列,一种是非密置层排列。

密置层排列的空间利用率高,原子的配位数为6,非密置层的配位数较密置层小,配位数为4。

由此可知,图(a)为密置层,图(b)为非密置层。

密置层在三维空间堆积可得到六方最密堆积和面心立方最密堆积两种堆积模型,非密置层在三维空间堆积可得简单立方堆积和体心立方堆积两种堆积模型。

所以,只有C项正确。

10.B[解析]金属晶体的体心立方堆积方式所得的晶胞是平行六面体,每个晶胞中含有
8×+1=2个原子,空间利用率为68%,配位数为8。

11.B[解析]温度越高,电阻率越大,导电性越差,A项正确;体心立方堆积的配位数为8,B项错误;镁型堆积(六方最密堆积)和铜型堆积(面心立方最密堆积)的配位数均为12,C项正确;金属键没有方向性,因此金属键在一定外力作用下,不因形变而消失,D项正确。

12.D[解析]①中Hg在常温下为液态,而I2为固态,故①错;②中SiO2为原子晶体,其熔点最高,CO是分子晶体,其熔点最低,故②正确;③中Na、K、Rb价电子数相同,其阳离子半径依次增大,金属键依次减弱,熔点逐渐降低,故③错;④中Na、Mg、Al价电子数依次增多,离子半径逐渐减小,金属键依次增强,熔点逐渐升高,故④正确。

13.D[解析]氢键是一种分子间作用力,比范德华力强,但是比化学键要弱。

氢键既可以存在
于分子间(如水、乙醇、甲醇、液氨等),又可以存在于分子内(如),D项错误。

14.D[解析]晶体一般尽量采取紧密堆积方式;金属键无饱和性和方向性;共价键有饱和性和方向性,所以原子晶体不遵循“紧密堆积”原理;Mg以ABAB……方式堆积,但Cu以ABCABC……方式堆积。

15.C[解析]δ-Fe晶体和γ-Fe晶体的配位数分别为8、12,A、B项正确;α-Fe晶胞含Fe原子数
为8×=1个,边长为a cm,密度= g·cm-3,δ-Fe晶胞含Fe原子数为1+8×=2个,边长为b cm,密度= g·cm-3,密度之比为b3∶2a3,C项错误。

16.C[解析]该晶胞中实际含钠原子2个,晶胞边长为,则ρ=,进一步化简后可得答案。

17.(1)碳氧硅钠
(2)原子金属
(3)Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
[解析](1)由题可知,四种元素在周期表中的位置为A在B左侧,C在A下方,D在C左侧,C的最外层电子数小于8,又知C的最外层电子数是D的最外层电子数的4倍,可知C为Si,再结合题意推知D为Na,A为C,B为O。

18.(1)12 4
(2)
[解析](1)Al属于面心立方最密堆积,配位数为12,一个晶胞中Al原子的数目为8×+6×=4。

(2)把数据代入公式ρV=M得ρ×(2d)3=M,解得ρ=。

利用公式求金属晶体的密度,关键是找出晶胞正方体的边长。

本题中面对角线的长度为4d,然后根据边长的倍等于面对角线的长度可求得边长,进而求出所需结果。

19.(1)b(2)①4②C③(3)B
[解析](1)由题图甲中直接相邻的原子数可以求得a、b中两类原子数之比分别为1∶2、1∶3,求出化学式分别为AX2、AX3,故答案为b。

(2)①用“切割分摊法”:8×+6×=4;②面心立方晶胞;③·64=ρ·a3,N A=。

(3)题图Ⅰ中,铜原子数为8×+2×=2,金原子数为4×=2,故化学式为CuAu。

题图Ⅱ中,铜原子数为8×=1,金原子数为6×=3,故化学式为CuAu3。

题图Ⅱ中,铜原子位于立方体的顶点,故紧邻的铜原子有6
个。

题图Ⅰ中,铜原子、金原子各为2个,晶胞的体积为a3 cm3,密度ρ==g·cm-3=g·cm-3。

第四节离子晶体
1.D
2.B[解析]氯化钠晶体中每个Na+周围距离相等且紧邻的Na+共有12个,B项错误。

3.C
4.C
5.A[解析] 1 mol气态钠离子和1 mol气态氯离子结合生成1 mol氯化钠晶体释放出的能量为氯化钠晶体的晶格能。

6.B[解析]由NaCl、CsCl、ZnS的晶胞结构可知:A为ZnS的晶体结构,C、D为CsCl的晶体结构,只有B为NaCl的晶体结构。

7.D[解析]氯化钠晶体中,距Na+最近的Cl-是6个,即钠离子的配位数是6,6个氯离子形成正八面体结构,A正确;Ca2+位于晶胞顶点和面心,数目为8×+6×=4,即每个晶胞平均占有4个Ca2+,B正确;碳碳键被两个碳原子共有,每个碳原子形成4条共价键,即平均1 mol C原子形成4×=2 mol 碳碳键,碳原子与碳碳键的个数比为1∶2,C正确;该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4,D错误。

8.C[解析]依据晶胞沿一个方向拉长的特点,再由图中体心可知,1个Ca2+周围距离最近且等距离的有4个,而不是6个,A项错误;与F2不是等电子体,B项错误;6.4 g CaC2的物质的量为0.1 mol,则含阴离子为0.1 mol,C项正确;与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+为4个,D项错误。

9.A[解析]晶胞中X n+的数目为12×=3,N3-的数目为8×=1,则晶胞所示物质的化学式为X3N,根据化学式中化合价代数和为0,知n=1。

10.D[解析]对于离子晶体来说,离子所带电荷数越多,阴、阳离子核间距离越小,晶格能越大,离子键越强,熔点越高。

阳离子半径大小顺序为Ba2+>K+>Ca2+>Na+;阴离子半径大小顺序为
Cl->O2-,比较可得只有D项是正确的。

11.C[解析] 1个氯化铯晶胞有1个Cs+和1个Cl-,1 mol氯化铯的体积为N A a3 cm3,故氯化铯
晶体的密度为 g/cm3。

12.(1)A AEH E(2)B F DE(3)CF BD
13.(1)48(2)面心立方84 6
[解析](1)Ca2+占据晶胞中8个顶点、6个面心的位置,故Ca2+的个数为8×+6×=4,F-全部在晶胞内,完全属于该晶胞,含有8个F-。

(2)由晶胞的结构可知,每个Ca2+周围有8个F-,而每个F-周围有4个Ca2+,在每个F-的前后、上下、左右有6个F-与其距离最近。

14.(1)(答案不唯一,合理即可)
(2)12
(3)412×+1=448×+6×=4[答案不唯一,只要与第(1)问对应即可]
(4)·
[解析](2)从体心Na+看,与它最接近的且距离相等的Na+共有12个。

(4)设Cl-与Na+的最近距离为a cm,则两个最近的Na+间的距离为a cm,又·N A=M r,即
a=。

所以Na+间的最近距离为· cm。

15.(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1) Al<Mg<S<N
(2)MgCl2为离子晶体而AlCl3为分子晶体
(3)极性V形(4)CuN3
[解析]A原子核外有3个未成对电子,可以推断A为N或P;A与B可形成离子化合物B3A2,可以推断A为N,B为Mg;C元素是地壳中含量最高的金属元素,即Al;D原子核外的M层中有两对成对电子,可以推断D为S;E原子核外最外层只有1个电子,其余各层电子均充满,可以推断E为Cu,Cu的核外电子数为29,比其核外电子数少5的是Cr。

16.(1)
(2)小于Fe2+的价电子排布式为3d6,Fe3+的价电子排布式为3d5,Fe3+的3d能级为半满状态较稳定
(3)[]+正四面体形sp3杂化CCl4、P(其他合理答案均可)
(4)体心立方π
(5)1∶2∶4×107
[解析](1)基态铁原子的价电子排布图为。

(2)铁元素常见的离子有Fe2+和Fe3+,稳定性Fe2+小于Fe3+,原因是Fe2+的价电子排布式为3d6,Fe3+的价电子排布式为3d5,Fe3+的3d能级为半满状态较稳定。

(3)纳米氧化铁能催化火箭推进剂NH4ClO4的分解,N的结构式为[]+,空间构型为正四面体形,其中氮原子的价层电子对数为4,杂化方式为sp 3杂化;Cl是5个原子、32个价电子的离子,与Cl互为等电子体的分子或离子有CCl 4、P。

(4)金属铁晶体中原子采用体心立方堆积。

铁晶体的晶胞中含有2个铁原子,设晶胞边长为a,金属原子半径为r,则体对角线长为a,a=4r,得r=,空间利用率==π。

(5)A含有0.5个Fe2+、4个O2-,B含有1.5个Fe2+、4个O2-、4个Fe3+,则该氧化物晶胞中含有Fe2+、Fe3+、O2-的个数分别为8、16、32,比值为1∶2∶4。

晶胞的质量是 g,根据m=ρV可得 g=d
g/cm3×a3,则a=×107 nm。

单元测评(三)A
1.B
2.D[解析]碘属于分子晶体,熔化时克服分子间作用力,氯化钾属于离子晶体,熔化时克服离子键,类型不同,故A错误;金刚石属于原子晶体,熔化时克服共价键,重晶石属于离子晶体,熔化时克服离子键,类型不同,故B错误;二氧化硅属于原子晶体,熔化时克服共价键,干冰属于分子晶体,熔化时克服分子间作用力,类型不同,故C错误;软脂酸甘油酯和冰醋酸属于分子晶体,熔化时均克服分子间作用力,类型相同,故D正确。

3.C[解析]金刚砂(SiC)、金刚石、Si、SiO2都属于原子晶体,金属于金属晶体,Na2SiO3、NaCl 和MgCl2都属于离子晶体,AlCl3、冰、干冰和冰醋酸都属于分子晶体。

4.C[解析] KO2是由K+和构成的,离子间存在离子键,内存在共价键,A项正确;K+在晶胞的顶点和面心:8×+6×=4,处于晶胞的棱上和体心:12×+1=4,B项正确;K +的上下、左右、前后的各1个,共六个与K +距离最近且相等,C项错误;与K+距离相等且最近的K+在互相垂直的三个切面上各有4个,共12个,D项正确。

5.B[解析]氮化碳为网状结构,硬度超过金刚石晶体,氮化碳晶体为原子晶体,每个碳原子和4个氮原子形成共价键,每个氮原子与三个碳原子相连,所以氮化碳的化学式为C3N4。

由于氮的非金属性比碳强,所以氮化碳中碳显+4价,氮显-3价。

6.C[解析]离子晶体在固态时不能导电,A项不正确;镁晶体中的自由电子被整个晶体所共有,不属于某个Mg2+,B项不正确;离子晶体不具有延展性,D项错误。

7.B[解析]A项,阳离子数目为8×+6×=4,阴离子数目为1,阳离子和阴离子的数目比为4∶1,化学式为M4N,错误;B项,阳离子数目为4×=,阴离子数目为1,阳离子和阴离子的数目比为∶1=1∶2,化学式为MN2,正确;C项,阳离子数目为3×=,阴离子数目为1,阳离子和阴离子的数目比为∶1=3∶8,化学式为M3N8,错误;D项,阳离子数目为8×=1,阴离子数目为1,阳离子和阴离子的数目比为1∶1,化学式为MN,错误。

8.C
9.A[解析]白磷晶体为分子晶体,分子之间通过范德华力相结合,A项错误;金刚石的网状结构中,由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子,B项正确;在NaCl晶体中每个Na+(或Cl-)周围都紧邻6个Cl-(或Na+),C项正确;离子晶体在熔化时,离子键被破坏,而分子晶体熔化时,分子间作用力被破坏,化学键不被破坏,D项正确。

10.A[解析]该立方体中含1个Cl-,Cs+数目为8×=1,根据ρV=知,M=ρVN A=ρa3N A,以g·mol-1为单位时摩尔质量在数值上等于其相对分子质量,所以其相对分子质量是ρa3N A。

11.(1)①NaCl C HCl
②离子晶体原子晶体分子晶体
③离子键共价键分子间作用力
(2)MN MN2MN2MN
12.(1)abc(2)SrTiO3
(3)①1s22s22p63s23p63d84s2
②CH3CH3
③(或其他合理答案)
[解析](2)该晶胞中Ti原子个数为1,O原子个数为6×=3,Sr原子的个数为8×=1,所以化学式为
SrTiO3。

(3)②氮原子提供一对共用电子对给硼原子形成配位键,其结构式为,等电子体具有相同的价电子数目和原子数目,与氨硼烷互为等电子体的有机小分子是CH3CH3。

③由碳酸氢根离子的结构以及氧原子的电负性大,能与氢原子形成氢键,可得HC在水溶液中可通过氢键成为二聚体(八元环结构)。

13.(1)离子键共价键范德华力SiO2>KClO3>I2
(2)①⑤③②④⑥
(3)CO2H2H2、CO2、HF HF(NH4)2SO4SiC
SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2
(4)大氧化镁晶体中阴、阳离子的电荷数的绝对值大,并且半径小
14.(1)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(2)CO分子(3)8
(4)sp2、sp36×6.02×1023或6N A
(5)6
[解析](1)Fe的原子序数为26,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,故Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。

(2)Fe(CO)5的配位体为CO,Fe(CO)5的熔沸点低,易溶于非极性溶剂,故其为分子晶体。

(3)钾型堆积为体心立方堆积,故Fe的配位数为8。

(4)CH3CHO中甲基碳
原子为sp3杂化,而醛基碳原子为sp2杂化。

CH3CHO的结构式为,单键为σ键,1个双键中含1个σ键、1个π键,故1 mol CH3CHO中含有6 mol σ键,即σ键的数目为6N A。

(5)该晶胞中Fe2+周围最近等距离的O2-有6个,则Fe2+的配位数为6。

该晶胞中含有4个Fe2+、4
个O2-,则晶体密度为= g·cm-3。

单元测评(三)B
1.B
2.B[解析]六方最密堆积和面心立方最密堆积是空间利用率最高的结构,A项错误;SiO2晶体属于原子晶体,由原子构成,不存在单个“SiO2”分子,B项正确;CO2晶体中,每个CO2周围有12。