课时作业1：晶体结构与性质专项训练

晶体结构与性质专项训练
题组一晶体的结构和性质
1．下列关于晶体的说法正确的组合是()
①组成金属的微粒是原子
②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
③金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
④离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键
⑤CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个Ti4＋和12个O2－相紧邻
⑥SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
⑦晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
⑧氯化钠熔化时离子键被破坏
A．①②③⑥B．①②④
C．③⑤⑦D．③⑤⑧
2．下列关于金属晶体和离子晶体的说法中错误的是()
A．都可采取“紧密堆积”的结构
B．都含离子
C．一般具有较高的熔点和沸点
D．都能导电
3．下面有关晶体的叙述中，不正确的是()
A．金刚石为立体网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子
B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围紧邻且距离相等的Na＋共有6个
C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－
D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子
4．分子晶体中如果只有范德华力，它的晶体一般采取密堆积结构，原因是分子晶体中() A．范德华力无方向性和饱和性
B．占据晶格结点的粒子是原子
C．化学键是共价键
D．三者都是
题组二晶体熔、沸点的比较规律
5．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
C．MgO＞H2O＞O2＞Br2
D．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠
6．下列各组物质的沸点，按由低到高顺序排列的是()
A．NH3、CH4、NaCl、Na
B．H2O、H2S、MgSO4、SO2
C．CH4、H2O、NaCl、SiO2
D．Li、Na、K、Rb、Cs
7．下列物质的熔点均按由高到低的次序排列，其原因是由于键能由大到小排列的是() A．铝、钠、干冰
B．金刚石、碳化硅、晶体硅
C．碘化氢、溴化氢、氯化氢
D．二氧化硅、二氧化碳、一氧化碳
8．水的沸点是100 ℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是－60.7 ℃，引起这种差异的主要原因是()
A．范德华力B．共价键
C．氢键D．相对分子质量
题组三晶体类型的判断方法
9．下列说法不正确的是()
①熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体
②水溶液能导电的晶体一定是离子晶体
③熔融状态不能导电的晶体一定是原子晶体
④固态能导电的晶体一定是金属晶体
A．①②③B．②③④
C．①②④D．①②③④
10．下列各组物质中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是()
A．CaCl2和NaOH B．碘、氖
C．CO2和H2O D．CCl4和KCl
11．萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。

下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是() 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
12.下列给出的几种氯化物的熔点和沸点：
据表中所列数据判断下列叙述与表中相吻合的是()
A．AlCl3在加热条件下能升华
B．SiCl4晶体属于原子晶体
C．AlCl3晶体是典型的离子晶体
D．NaCl的晶格能比MgCl2小
四、晶体知识的综合应用
13．(1)氯酸钾熔化，粒子间克服了________的作用力；二氧化硅熔化，粒子间克服了________的作用力；碘的升华，粒子间克服了________的作用力。

三种晶体的熔点由高到低的顺序是______________________(填化学式)。

(2)下列六种晶体：①CO2，②NaCl，③Na，④Si，⑤CS2，⑥金刚石，它们的熔点从低到高的顺序为______________(填序号)。

(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中，由极性键形成的非极性分子有________，由非极性键形成的非极性分子有________，能形成分子晶体的物质是____________，含有氢键的晶体的化学式是________，属于离子晶体的是____________，属于原子晶体的是________________，五种物质的熔点由高到低的顺序是______________________________。

14．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熔点反常高是由于__________________________________________
______________________________________________________________________。

(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，其原因解释为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

15．碳族元素包括C、Si、Ge、Sn、Pb。

(1)碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成，其结构类似于石墨晶体，每个碳原子采取________杂化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠____________结合在一起。

(2)CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为________________________________________________________________________。

(3)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn—Br键的键角________(填“>”“<”或“＝”)120°。

(4)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是Pb4＋处于立方晶胞顶点，Ba2＋处于晶胞中心，O2－处于晶胞棱边中心。

该化合物化学式为____________，每个Ba2＋与________个O2－配位。

16．上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。

目前市售LED铝片，材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、InGaN(氮化铟镓)为主。

已知镓是铝同族下一周期的元素。

砷化镓的晶胞结构如图。

试回答：
(1)镓的基态原子的电子排布式是_________________________________________。

(2)砷化镓晶胞中所包含的砷原子(白色球)个数为________，与同一个镓原子相连的砷原子构成的立体构型为____________。

(3)N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是____________________(用氢化物分子式表示)。

(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700 ℃时制得。

(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为__________。

(5)比较二者的第一电离能：As________Ga(填“<”“>”或“＝”)。

(6)下列说法正确的是________(填字母)。

A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同
B．GaP与GaAs互为等电子体
C．电负性：As>Ga
D．砷化镓晶体中含有配位键
17．(1)钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方，则该晶胞中属于1个体心立方晶胞的金属原子数目是____________。

氯化铯晶体的晶胞如图1，则Cs＋位于该晶胞的__________，而Cl－位于该晶胞的________，Cs＋的配位数是____________。

(2)铜的氢化物的晶体结构如图2所示，写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)图3为F－与Mg2＋、K＋形成的某种离子晶体的晶胞，其中“○”表示的离子是________(填离子符号)。

(4)实验证明：KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图4所示)，已知3种离子晶体的晶格能数据如下表：
离子晶体NaCl KCl CaO
晶格能/kJ·mol－1786 715 3 401
则这4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是_______________________。

其中MgO晶体中一个Mg2＋周围和它最邻近且等距离的Mg2＋有________个。

答案精析
1．D[组成金属晶体的微粒是金属阳离子和自由电子，无阴离子；离子晶体内可能有共价键；SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合；分子的稳定性由共价键的键能决定，与分子间作用力无关。

]
2．D[金属晶体和离子晶体都可采取紧密堆积，离子晶体的熔、沸点较高，金属晶体的熔、沸点虽然有较大的差异，但是大多数的熔、沸点还是比较高的，A、C项正确；金属晶体由金属阳离子和自由电子组成，离子晶体由阳离子和阴离子组成，所以二者都含有离子，B项正确；金属晶体中有自由电子，可以在外加电场的作用下定向移动，而离子晶体的阴、阳离子不能自由移动，因此不具有导电性，D项错误。

]
3．B[金刚石中由共价键构成的最小环状结构中有6个碳原子；NaCl晶体中，每个Na＋周围紧邻6个Cl－，每个Na＋周围紧邻12个Na＋；氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－，每个Cs＋周围紧邻6个Cs＋；干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子。

]
4．A 5.B
6．C[C项中SiO2是原子晶体，NaCl是离子晶体，CH4、H2O都是分子晶体，且常温下水为液态，CH4是气态；选项D中的五种碱金属晶体，由于其金属键渐弱(金属阳离子电荷数相等，但半径增大)等原因，熔点逐渐降低。

]
7．B8.C9.D
10．C[A项都是离子晶体，CaCl2只有极性离子键，NaOH既有离子键又有共价键；B项都是分子晶体，碘分子中有共价键，氖分子中无化学键；C项都是分子晶体，只有极性共价键；D项CCl4是分子晶体，含有共价键，KCl是离子晶体，含有离子键。

]
11．C[化合物中存在离子键则必为离子晶体，而离子晶体区别于其他晶体的突出特点是固体不导电，熔融状态下能导电，故选C。

]
12．A
13．(1)离子键共价键分子间
SiO2>KClO3>I2
(2)①<⑤<③<②<④<⑥
(3)CO2H2H2、CO2、HF HF(NH4)2SO4SiC
SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2
14．(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 通过读取表格中数据，先判断出晶体的类型及晶体的性质，应用氢键解释HF 的熔点反常高的原因，利用晶格能的大小解释离子晶体熔点高低的原因。

15．(1)sp 2 分子间作用力 (2)C>H>Si (3)< (4)BaPbO 3 12
解析 (1)石墨晶体中，碳原子采取sp 2杂化与周围碳原子成键，键角120°，层与层之间靠分子间作用力结合。

(2)由于元素电负性越大，吸引电子能力越强，根据电子对偏向得C 、Si 、H 的电负性大小为C>H>Si 。

(3)SnBr 2中的成键电子形成的两个Sn —Br 键与孤电子对相互排斥，尽可能远离，孤电子对对成键电子对的排斥作用大，故Sn —Br 键的键角小于120°。

(4)立方晶胞顶点的粒子被八个晶胞共有，每个晶胞只占8×1
8＝1个，中心粒子被单独占有，
棱边粒子被四个晶胞共有，每个晶胞只占12×1
4＝3个，所以化学式为BaPbO 3，离中心粒子
Ba 2＋
最近的O 2－
共有12个。

16．(1)1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 1(或[Ar]3d 104s 24p 1) (2)4 正四面体 (3)NH 3>AsH 3>PH 3 (4)sp 2 (5)> (6)BCD
解析 (1)镓位于元素周期表中第四周期第ⅢA 族，故其核外电子排布式为[Ar]3d 104s 24p 1。

(2)根据“均摊法”，白色球个数为6×12＋8×1
8＝4。

由晶胞图可知与同一个镓原子相连的砷原
子构成的立体构型为正四面体。

(3)由于NH 3分子间存在氢键，所以NH 3的沸点最高，由于AsH 3的相对分子质量大于PH 3，故AsH 3的沸点高于PH 3。

(4)由于Ga 原子周围只有3对成键电子对，故其杂化方式为sp 2。

(5)As 和Ga 处于同一周期，而处于ⅤA 族的As 外围电子处于半满的较稳定结构，故As 的第一电离能大于Ga 。

(6)由题中晶胞图可知A 显然是错误的。

根据等电子体的概念可知选项B 正确。

根据电负性的概念可知选项C 正确。

由于Ga 原子最外层只有3个电子，而每个Ga 原子与4个As 原子成键，因此其中一个共价键必为配位键，D 正确。

17．(1)2 体心 顶点 8 (2)2CuH ＋3Cl 2=====点燃
2CuCl 2＋2HCl (3)F －
(4)TiN>MgO>CaO>KCl 12
解析 (1)体心立方晶胞中，1个原子位于体心，8个原子位于立方体的顶点，故1个晶胞中
金属原子数为8×18＋1＝2；氯化铯晶胞中，Cs ＋位于体心，Cl －位于顶点，Cs ＋
的配位数为8。

(2)由晶胞可知，粒子个数比为1∶1(铜为8×18＋6×1
2＝4，H 为4)，化学式为CuH ，＋1价的
铜与－1价的氢均具有较强的还原性，氯气具有强氧化性，产物为CuCl 2和HCl 。

(3)由晶胞结构可知，黑球有1个，灰球有1个，白球有3个，由电荷守恒可知n (Mg 2＋
)∶n (K ＋
)∶n (F －
)＝1∶1∶3，故白球为F －。

(4)从3种离子晶体的晶格能数据知道，离子所带电荷越大、离子半径越小，离子晶体的晶格能越大，离子所带电荷数：Ti 3＋
>Mg 2＋
，离子半径：Mg 2＋
＜Ca 2＋
，所以熔点：TiN>MgO>CaO>KCl ；MgO 晶体中一个Mg 2＋
周围和它最邻近且等距离的Mg 2＋
有12个。