第30讲晶体结构与性质.docx

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第30讲晶体结构与性质

第30讲：

晶体结构与性质

一、单选题（共10题；共20分）

1.下列说法中正确的是（  ）

A. 晶体中分子间作用力越大分子越稳定                  

B. 原子晶体中共价键越强熔点越高

C. 冰融化时水分子中共价键发生断裂                      

D. 氢氧化钠熔化时离子键、共价键均被破坏

2.下列说法正确的是（  ）

A. H2O分子之间的作用力大于H2S，故前者比后者稳定         B. NaHSO4属于含有共价键的离子化合物，加热融化时破坏了该物质中的离子键和共价键

C. 某晶体固态不导电，熔化时能导电，该晶体一定是离子晶体         D. CO2、N2都是所有原子最外层都满足8电子结构的共价化合物

3.下列有关晶体的说法中一定正确的有（   ）

①依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体；

②由原子直接构成的晶体就是原子晶体；

③分子晶体的堆积均采取分子密堆积；

④SiF4、NaF、MgF2三种晶体的熔点依次升高；

⑤金属键只存在于金属晶体中；

⑥离子键只存在于离子晶体中；

⑦H2O的性质非常稳定，原因在于分子之间存在氢键；

⑧SO2和SiO2晶体在熔化时破坏的作用力不相同．

A. 3种                                       B. 4种                                       C. 5种                                       D. 6种

4.具有下列性质的物质可能属于离子晶体的是（  ）

A. 熔点113℃，能溶于CS2                                    

B. 熔点44℃，液态不导电

C. 熔点1124℃，易溶于水                                      

D. 熔点180℃，固态能导电

5.下列各组物质各自形成的晶体，均属于分子晶体的化合物是（  ）

A. NH3，H2，CH4                                             

B. PCl5，CO2，H2SO4

C. SO2，SiO2，P2O5                                         

D. CCl4，Na2S，H2O2

6.如图所示，在较高温度时，钾、氧两种元素形成的一种晶体结构与NaCl晶体结构相似，则该化合物的化学式为（    ）

A. K2O                                    

B. K2O2                                    

C. K2O3                                    

D. KO2

7.现有四种晶体的晶胞，其离子排列方式如图所示，其中化学式不属AB型的是（   ）

A. 

B. 

C. 

D. 

8.如图是氯化铵晶体的晶胞，已知晶体中2个最近的NH4+核间距离为acm，氯化铵的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铵晶体的密度（单位g•cm﹣3）为（　　）

A. 

B. 

C. 

D. 

9.下列有关叙述中正确的是（  ）

A. 液态氟化氢中存在氢键，所以其分子比氯化氢更稳定

B. 由碳、氮原子形成的化合物比金刚石硬，其主要原因是碳氮键比碳碳键更短

C. S8和NO2都是共价化合物，NH4Cl和CaC2都是离子化合物

D. 若ⅡA某元素的原子序数为m，则同周期ⅢA元素的原子序数有可能为m+10

10.下列说法正确的是：

（  ）

①NaCl晶体中与每个Na+距离相等且最近的Na+共有12个

②含有共价键的晶体一定具有高的熔、沸点及硬度

③s－sσ键与s－pσ键的电子云形状相同

④含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同

⑤中心原子采取sp3杂化的分子，其立体构形不一定是正四面体

⑥配位键在形成时，是由成键双方各提供一个电子形成共用电子对

A. ①②⑤                                

B. ①④⑤                                

C. ②③⑤                                

D. ②③⑥

二、填空题（共5题；共27分）

11.只含有________的晶体称为分子晶体，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越________，分子间作用力越________，物质的熔点也越________．

12.有下列晶体，回答下列问题

①C60   ②NaOH   ③H2O2   ④Na2O2   ⑤NH4Cl⑥CO2  ⑦C2H2  ⑧SiO2⑨晶体氖     ⑩铁

（1）属于分子晶体的是　 ________　

（2）属于原子晶体的是　 ________　

（3）属于离子晶体的是　 ________　

（4）固体可以导电的晶体是　 ________　

（5）含有极性共价键的非极性分子是  ________

13.在H2、（NH4）2SO4、SiC、CO2、HF中，由极性键形成的非极性分子有________（填化学式，下同），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________，晶体中含有氢键的是________，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.Ⅰ①MgCl2 ②干冰③冰 ④NaCl⑤白磷（P4）⑥SiO2 ⑦Na2CO3 ⑧金刚石 ⑨NaOH

（1）以上物质中属于离子晶体的是　 ________　；

（2）属于分子晶体的是　 ________　．（3）属于原子晶体的是　 ________　（填序号）

Ⅱ科学家发现：

具有2、8、20、28、50、82、114、126、164、184等数目的质子或中子的原子核具有特别的稳定性，并将这些偶数称为“幻数”，而具有双幻数的

、

、

、

等尤为稳定．根据此信息回答下列问题：

（4）写出前三种质子数为“幻数”时的元素原子的结构示意图，并标明元素符号：

________　．

（5）已知氧有三种同位素

、

、

，根据上述“幻数”规律，氧的同位素中原子核最稳定的是　 ________　．

（6）根据现有元素周期律推算，

位于元素周期表的第 ________周期　 ________族，核稳定性

 ________

（填“＞”、“＜”或“=”）．

15.

（1）已知KCl、MgO、CaO、TiN这四种晶体的结构与NaCl晶体结构相似．下表给出了三种晶体的晶格能数据：

晶体

NaCl

KCl

CaO

晶格能（kJ•mol﹣1）

786

715

3401

则该四种晶体（不包括NaCl）的熔点从高到低的顺序为　 ________（以化学式表示）．

（2）钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体，其结构与NaCl相同（如图所示）．据此可判断该钙的氧化物的化学式为　 ________　．已知该氧化物的密度是pg•cm﹣3，则晶胞内最近的两个钙离子间的距离为　 ________　cm（只要求列出算式，不必计算出数值结果，阿伏加德罗常数的值为NA）．

三、综合题（共3题；共26分）

16.现有几组物质的熔点（℃）数据：

A组

B组

C组

D组

金刚石：

＞3550

Li：

181

HF：

﹣84

NaCl：

801

硅晶体：

1410

Na：

98

HCl：

﹣114

KCl：

770

硼晶体：

2300

K：

63

HBr：

﹣87

RbCl：

715

二氧化硅：

1710

Rb：

39

HI：

﹣51

CsCl：

645

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，其原因解释为：

________ 

17.下列各图为几种晶体或晶胞的构型示意图．

（1）这些晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是________．

（2）MgO晶胞中实际占有Mg2+________个，每个Cu晶胞中实际占有________个Cu原子．

（3）NaCl晶胞与MgO晶胞相同，NaCl晶体的晶格能________（填“大于”或“小于”）MgO晶体的晶格能，原因是________

（4）每个CaCl2晶胞中实际占有Ca2+________个，CaCl2晶体中Ca2+的配位数为________．

（5）冰的熔点远高于干冰的重要原因是________．

18.现有九种物质：

①干冰；②金刚石；③晶体硫；④晶体硅；⑤过氧化钠；⑥二氧化硅晶体；⑦溴化铵；⑧氖；⑨金属铜请用编号填写下列空白：

（1）通过非极性键形成原子晶体的是　________ ；熔点最高的晶体是　________ ；属于分子晶体，且分子为直线型的是　________ ；由单原子分子构成的分子晶体的是　________ ；含有非极性键的离子化合物的是　________ ；能导电且为金属晶体的是________ 

（2）有下列分子：

①CCl4②NO2③SO3④BF3⑤NH3其中属于非极性分子的是　________ ，分子的VSEPR模型为平面三角形的是　________ ，属于分子的立体构型为三角锥形的是________ 

（3）在相同条件下，SO2在水中的溶解度和CO2在水中的溶解度相比，SO2的溶解度大，请从分子性质的角度阐述理由________ 

（4）有下列四种无机含氧酸：

①H3PO4  ②HClO  ③H3BO3 ④HNO2根据无机含氧酸的酸性规律，将四种无机含氧酸按酸性相近两两组成一组，它们是________ ​________ 

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】B

【解析】【解答】A.分子晶体的分子间作用力影响分子晶体的物理性质,而分子的稳定性与共价键的强弱有关,A不符合题意；

B.原子晶体中微粒间的作用力为共价键,原子晶体融化时共价键要断裂,所以原子晶体中共价键越强,晶体的熔点越高,B符合题意；

C.分子晶体融化时破坏分子间作用力或氢键,冰属于分子晶体融化时水分子间的氢键断裂,而

键未发生断裂,C不符合题意；

D.氢氧化钠属于离子晶体,离子晶体熔化时破坏离子键,共价键不被破坏,D不符合题意；

故答案为：

B。

【分析】本题考查分子晶体、原子晶体、离子晶体,的知识，在选修三原子的结构和性质中有介绍。

2.【答案】C

【解析】【解答】A.氢化物的稳定性与非金属性强弱有关，非金属性O>S，所以稳定性：

H2O>H2S，而与分子间作用力无关，故A不符合题意；

B.NaHSO4加热融化时只破坏该物质中的离子键，故B不符合题意；

C.固态不导电说明不含自由移动的离子，熔化时能导电说明含有自由移动的离子，则该晶体一定是离子晶体，故C符合题意；

D.氮气属于单质，故D不符合题意。

故答案为：

C。

【分析】A.根据氢化物的稳定进行分析；

B.硫酸氢钠融化时生成钠离子和硫酸氢根离子；

C.离子晶体在固态时离子不能自由移动，而融化时可自由移动；

D.根据单质和化合物的定义进行判断。

3.【答案】A

【解析】【解答】解：

①依据构成微粒与微粒间的作用可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体，不是依据粒子的堆积方式分类，故①错误；

②由原子直接构成的晶体就是原子晶体，也有可能是分子晶体，如：

稀有气体，故②错误；

③分子晶体的堆积不一定是分子密堆积，如冰晶体中存在氢键，不是分子密堆积，故③错误；

④NaF和MgF2为离子晶体，镁离子带2个单位正电荷，离子晶体中离子所带电荷越多熔点越高，SiF4为分子晶体熔点较低，故晶体的熔点的大小关系为：

MgF2＞NaF＞SiF4，故④正确；

⑤金属键主要在于金属晶体中，在配合物（多聚型）中，为达到18e﹣，金属与金属间以共价键相连，亦称金属键，故⑤错误；

⑥离子间通过离子键结合形成的晶体为离子晶体，所以离子键只存在于离子晶体中，故⑥正确；

⑦H2O的性质非常稳定，原因在于H﹣O键的键能较大，与氢键无关，故⑦错误；

⑧SO2是分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力；SiO2是原子晶体，熔化时破坏的是共价键，故⑧正确，

故选A．

【分析】①依据构成微粒与微粒间的作用可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体；

②由原子直接构成的晶体就是原子晶体，也有可能是分子晶体，如：

稀有气体；

③分子晶体的堆积不一定是分子密堆积，如冰晶体中存在氢键，不是分子密堆积；

④NaF和MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体；

⑤在配合物（多聚型）中，为达到18e﹣，金属与金属间以共价键相连，亦称金属键；

⑥离子键只存在于离子晶体中；

⑦H2O的性质非常稳定，原因在于H﹣O键的键能较大；

⑧SO2是分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力；SiO2是原子晶体，熔化时破坏的是共价键．

4.【答案】C

【解析】【解答】A、熔点113℃，能溶于CS2，这是分子晶体的性质，故A不符合题意；

B、熔点低，液态不导电，这是分子晶体的性质，故B不符合题意；

C、熔点较高，多数离子晶体溶于水，此性质为离子晶体性质，故C符合题意；

D、离子晶体在固态时不导电，故D不符合题意。

故答案为：

C

【分析】离子晶体是阴阳离子通过离子键结合，在空间呈现有规律的排列所形成的晶体。

例如：

氯化钠、氯化铯、氧化镁等晶体都属于离子晶体。

（1）离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。

离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，因此离子晶体不导电。

当升高温度时，阴、阳离子获得足够能量，克服了离子间的相互作用，成了自由移动的离子，在外界电场作用下，离子定向移动而导电。

离子化合物溶于水时，阴、阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子（或水合离子），在外界电场作用下，阴、阳离子定向移动而导电。

（2）大多数离子晶体易溶于极性溶剂（如水）中，难溶于非极性溶剂（如汽油、煤油）中。

当把离子晶体放在水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引作用，使晶体中的离子克服了离子间的作用而电离，变成在水中自由移动的离子

5.【答案】B

【解析】【解答】解：

A、NH3、CH4属于分子晶体的化合物，H2是单质，不是化合物，故A错误；

B、PCl3，CO2，H2SO4属于分子晶体的化合物，故B正确；

C、SO2、P2O5属于分子晶体的化合物，SiO2为原子晶体，不是分子晶体，故C错误；

D、CCl4、H2O2属于分子晶体的化合物，Na2S是离子晶体，不是分子晶体，故D错误．

故选：

B．

【分析】化合物由两种或两种以上的元素组成的纯净物．分子间通过分子间作用力（包括范德华力和氢键）构成的晶体．常见的分子晶体有：

所有非金属氢化物、部分非金属单质（金刚石、晶体硅等除外）、部分非金属氧化物（二氧化硅等除外）、几乎所有的酸、绝大多数的有机物晶体、所有常温下呈气态的物质、常温下呈液态的物质（除汞外）、易挥发的固态物质等．

6.【答案】D

【解析】【解答】根据晶包的知识可知：

K+分别占据立方体的8个定点和6个面心，一个晶胞中含有K+个数为8×1/8+6×1/2=4，O2－分别占据棱边和体心，一个晶胞中含有O2－个数为12×1/4+1=4，共8个氧原子，所以K和O原子个数比为1：

2，化学式为KO2，B符合题意。

符合题意答案为D【分析】该题考查晶胞参数的计算，掌握晶胞参数的计算，面心占1/2 体心1  棱边1/4 棱角1/8计算晶胞中原子数目。

7.【答案】B

【解析】【解答】A、晶胞中的A有1个，B也是1个，是AB型，不符合题意；

B、A有8×1/8=1,B有12×1/4=3,不是AB型，符合题意；

C、该晶胞中A、B各1个，是AB型，不符合题意；

D、晶胞中A的个数=8×1/8+6×1/2=4，B的个数=12×1/4+1=4,是AB型，不符合题意，

故答案为：

B。

【分析】注意晶胞中原子个数计算方法均摊法，棱心是以棱为轴旋转360度进行判断，如果不是晶胞需注意不能用均摊法。

8.【答案】A

【解析】【解答】因为2个最近的NH4+核间距离为acm，即晶胞的边长为acm，利用均摊法可知，在一个晶胞中含有铵根的个数为

=1，氯离子数为1，所以氯化铵晶体的密度为

=

，故选A．

【分析】因为2个最近的NH4+核间距离为acm，即晶胞的边长为acm，利用均摊法可知，在一个晶胞中含有铵根的个数为

=1，氯离子数为1，根据密度=

​，可以答题．

9.【答案】B

【解析】【解答】解：

A．氢键属于分子间作用力，决定晶体的物理性质，与稳定性无关，故A错误；

B．原子晶体中，键长越短，键能越大，则晶体的硬度越大，故B正确；

C．S8为同种元素形成的纯净物，为单质，故C错误；

D．在第四周期和第五周期中，同周期ⅢA元素的原子序数比ⅡA原子序数多11，故D错误．

故选B．

【分析】A．氢键与分子的稳定性无关；

B．键长越短，键能越大；

C．S8为单质；

D．在第四周期和第五周期中，同周期ⅢA元素的原子序数比ⅡA原子序数多11．

10.【答案】D

【解析】【解答】①采用沿X、Y、Z三轴切割的方法知，氯化钠的晶胞中每个Na+距离相等且最近的Na+个数是12，故正确；②含有共价键的晶体不一定具有高的熔、沸点及硬度，如分子晶体的熔、沸点及硬度较低，故错误；③s能级电子云是球形，p能级电子云是哑铃型，所以s-sσ键与s-pσ键的电子云形状不同，故错误；④π键和σ键的活泼性不同导致物质的化学性质不同，含有π键的物质性质较活泼，所以含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同，故正确；⑤中心原子采取sp3杂化的分子，VSEPR模型是正四面体，但其立体构形不一定是正四面体，如：

水和氨气分子中中心原子采取sp3杂化，但H2O是V型，NH3是三角锥型，故正确；⑥配位键形成时，一方提供空轨道，另一方提供孤对电子，成键双方各提供一个电子形成共用电子对形成共价键，故错误；

故答案为：

D

【分析】根据离子晶体中氯化钠晶体的结构、共价键的类型、杂化轨道、不同晶体的熔沸点的比较等进行分析即可。

二、填空题

11.【答案】分子；大；大；高

【解析】【解答】解：

分子晶体的构成微粒是分子，一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点越高，故答案为：

分子；大；大；高．

【分析】分子晶体的构成微粒是分子，一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点越大．

12.【答案】①③⑥⑦⑨；⑧；②④⑤；⑩；⑥⑦

【解析】【解答】

（1）①C60、③H2O2、⑥CO2、⑦C2H2、⑨晶体氖都是由分子构成的晶体，属于分子晶体，

故答案为：

①③⑥⑦⑨；

（2）⑧SiO2是由Si和O构成的原子晶体，

故答案为：

⑧；

（3）②NaOH、④Na2O2、⑤NH4Cl都是由阴阳离子构成的离子晶体，

故答案为：

②④⑤；

（4）⑩铁是金属，由金属阳离子和自由电子构成，能够导电，

故答案为：

⑩；

（5）⑥CO2中C=O为极性键，二氧化碳为直线型，所以是非极性分子，⑦C2H2中C﹣H是极性键，空间构型为直线形，是非极性分子，

故答案为：

⑥⑦．

【分析】

（1）由分子构成的晶体属于分子晶体；

（2）由原子构成的空间网状结构晶体属于原子晶体；

（3）由阴阳离子构成的晶体属于离子晶体；

（4）固体可以导电说明固体中含有自由移动的离子或电子；

（5）由不同种元素的原子组成的共价键为极性键，空间构型为对称型的是非极性分子

13.【答案】CO2；H2；H2、CO2、HF；HF；（NH4）2SO4；SiC；SiC＞（NH4）2SO4＞HF＞CO2＞H2

【解析】【解答】解：

由极性键形成的非极性分子有CO2，

由非极性键形成的非极性分子有H2，

能形成分子晶体的物质是H2、CO2、HF，

含有氢键的晶体的化学式是HF，

属于离子晶体的是（NH4）2SO4，

属于原子晶体的是SiC，

一般地，熔点高低顺序为：

原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，原子晶体中共价键键长越短，将能越大，熔沸点越高；离子晶体中离子的半径越小、所带电荷数越多，离子键越强，熔沸点越高；分子晶体中，形成分子间氢键会使物质的熔沸点反常的升高，组成和结构相似的相对分子质量越大，熔沸点越高，故五种物质的熔点由高到低的顺序是SiC＞（NH4）2SO4＞HF＞CO2＞H2，

故答案为：

CO2；H2；H2、CO2、HF；HF；（NH4）2SO4；SiC；SiC＞（NH4）2SO4＞HF＞CO2＞H2．

【分析】同种元素原子间形成非极性键、不同元素原子间形成极性键，分子中正负电荷中心是否重合决定了分子的极性；根据常见晶体类型判断各种物质所属的晶体类型；一般规律，熔点高低顺序为：

原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，结合同种晶体类型中熔沸点的变化规律判断熔沸点高低.

14.【答案】①④⑦⑨

；②③⑤

；⑥⑧

；

​

；168O

；七

；ⅣA

；>

【解析】【解答】I．①MgCl2④NaCl⑦Na2CO3⑨NaOH这四种物质是由阴阳离子构成的，属离子晶体；

②干冰③冰⑤白磷（P4）这三种物质是由分子构成的，属分子晶体，

⑥SiO2⑧金刚石这两种物质是由原子构成的，属原子晶体；

故答案为：

①④⑦⑨；②③⑤；⑥⑧；

II．（4）质子数为2、8、20的元素原子结构示意图分别为：

，

故答案为：

；

（5）168O的质子数为8，中子数为8，具有双幻数的原子尤为稳定，所以氧的同位素中原子核最稳定的是168O，故答案为：

168O；

（6）原子序数为2、10、18、36、54、86、118，分别对应元素为第一、二、三、四、五、六、七周期的0族元素，114号可看成在118号元素的位置（第七周期的0族）再往前数四个位置，即为114号元素所在的位置，它为第七周期ⅣA族；

的质子数为114，中子数为184，具有双幻数，

的质子数为114，中子数为175，不具有双幻数，所以稳定性：

＞

，故答案为：

七；ⅣA；＞．

【分析】I．微粒间以分子间作用力结合形成的晶体为分子晶体，大多数共价化合物和非金属单质为分子晶体；微粒间以共价键结合形成空间网状结构的晶体为原子晶体，硅、二氧化硅、碳化硅、金刚石等属于原子晶体；阴阳离子之间通过离子键形成的晶体为离子晶体，活泼金属和活泼非金属