1、課時作業38晶體結構與性質時間：45 分鐘一、選擇題1. 下列對各組物質性質的比較中，正確的是（A ）A .硬度：LiNaKB .熔點：金剛石 晶體硅 二氧化硅碳化硅C.第一電離能：NavMgvAID .空間利用率：六方密堆積 面心立方 體心立方解析：堿金屬元素中，其硬度隨著原子序數的增大而減小，所以 硬度LiNaK，故 A 正確；原子晶體中，鍵長越長其鍵能越小，則晶 體的熔點越低，鍵能大小順序是：CC 鍵、C Si 鍵、SiSi 鍵，所 以熔點高低順序是：金剛石 碳化硅 晶體硅，故 B 錯誤；同一周期， 元素第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢，但第II A族、第VA 族元素第一電離能大

2、于相鄰元素， 第一電離能：MgAINa，故 C 錯誤；空間利用率：六方密堆積 74%、面心立方 74%、體心立方 68% , 所以空間利用率：六方密堆積=面心立方 體心立方，故 D 錯誤。2.現有四種晶體，其離子排列方式如圖所示，其中化學式正確的是（C ）A.AB2B.EF2C.XY3Z D,AB3解析：A.A 離子個數是 1, B 離子個數=1/8X8= 1,所以其化學式為 AB，故 A 錯誤；B.E 離子個數=1/8X4= 1/2, F 離子個數=1/8X4=1/2,E、F 離子個數比為 1 ： 1,所以其化學式為 EF，故 B 錯誤；C.X 離子個數是 1,丫離子個數=1/2X6= 3,

3、 Z離子個數=1/8X 8= 1, 所以其化學式為 XY3Z，故 C 正確；D.A 離子個數=1/8X8+ 1/2X6= 4, B 離子個數=12X1/4 + 1 = 4, A、B 離子個數比 1 : 1，所以其化學 式為 AB，故D 錯誤。3. 氮化硼是一種新合成的結構材料，它是一種超硬、耐磨、耐高溫的物質。下列各組物質熔化時，所克服的粒子間的作用力與氮化硅所克服的粒子間的作用力都相同的是（B ）A.石膏和金剛石 B.晶體硅和水晶C.冰和干冰D.鋁和蒽解析：氮化硼屬于原子晶體，熔化時所克服的微粒間的作用力為 共價鍵。石膏為離子晶體，金剛石為原子晶體， A 項錯誤；晶體硅和 水晶都是原子晶體，

4、熔化克服共價鍵， B 項正確；冰和干冰都是分子晶體，C 項錯誤；鋁為金屬晶體，蒽為分子晶體， D 項錯誤4. 以NA表示阿伏加德羅常數的值，下列說法錯誤的是A . 18 g 冰（圖 1）中含 0 H 鍵數目為2NAB. 28 g 晶體硅（圖 2）中含有 SiSi 鍵數目為2NAC. 44 g 干冰（圖 3）中含有NA個晶胞結構單元D. 石墨烯（圖 4） 是碳原子單層片狀新材料， 12 g 石墨烯中含 CC 鍵數目為1.5NA解析：1 個水分子中含有 2 個 O H 鍵，18 g 冰的物質的量為 1 mol,含 O H 鍵數目為2NA, A 項正確；28 g 晶體硅中含有 1 mol Si 原子

5、， 每個硅原子與其他 4 個 Si 形成 4 個 SiSi 鍵，每個硅原子形成的共價1鍵為： f 4= 2,貝 S 1 mol 單質硅含有 2 mol SiSi 鍵，B 項正確；1 個晶胞結構單元含有 4 個二氧化碳分子，44 g 干冰中含有晶胞結構單 元個數小于NA個，C 項錯誤；在石墨烯中，每個碳原子形成 3 個共價 鍵，所以每個碳原子實際占化學鍵為 1.5個， 12 g石墨烯即 1 mol所含 碳碳鍵數目為1.5NA,D 項正確。5.下列說法中，正確的是（B ）圖3圖4石睪A .冰融化時，分子中 H O 鍵發生斷裂B .原子晶體中，共價鍵越強，熔點越高C.分子晶體中，共價鍵鍵能越大，該分

6、子晶體的熔沸點一定越高D .分子晶體中，分子間作用力越大，該物質越穩定解析：A 項，冰為分子晶體，融化時破壞的是分子間作用力，錯誤。B 項，原子晶體熔點的高低取決于共價鍵的強弱，共價鍵越強， 熔點越高，正確。分子晶體熔沸點高低取決于分子間作用力和氫鍵的 大小，而共價鍵的強弱決定了分子的穩定性大小， C、D 項錯誤。6.（2019 陜西安康二模）下列說法正確的是（A ）A .區分晶體和非晶體的最可靠的科學方法是對固體進行 X -射線 衍射B .1 mol 金剛石中的 CC 鍵數是2NA,1mol SQ2晶體中的 Si O鍵數也是2NAC.水晶和干冰在熔化時，晶體中的共價鍵都會斷裂D .晶體中分子

7、間作用力越大，分子越穩定解析：A.晶體與非晶體最本質的區別是組成物質的粒子在微觀空間是否有序排列，X-射線衍射可以看到微觀結構；B.金剛石中 1 個 C 原子與另外 4 個 C 原子形成 CC 單鍵，這個 C 原子對每個單鍵的貢1 1獻只有 2，所以 1 mol C 原子形成的 CC 鍵為 4X2= 2(mol)，而二氧 化硅晶體中 1 個 Si 原子分別與 4 個 O 原子形成 4 個 SiO 單鍵，則 1 mol SiO2晶體中 Si O 鍵為 4 mol; C.水晶是原子晶體，熔化時共價鍵 斷裂，而分子晶體干冰熔化時，分子間作用力被削弱而共價鍵不斷裂； D.分子的穩定性取決于化學鍵的強弱

8、。7. 下列有關說法正確的是(D )1原子晶體中只存在非極性共價鍵2在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子3金剛石、SiC、NaF、NaCl、出 0、H2S 晶體的熔點依次降低4干冰升華時，分子內共價鍵會發生斷裂5晶格能由大到小順序：NaFNaCINaBrNal6分子晶體中，共價鍵鍵能越大，該分子晶體的熔、沸點一定越高7分子晶體中分子間作用力越大，分子越穩定A. B .C.D.解析：原子晶體中有的只含有非極性共價鍵，如金剛石、晶體硅；也有含極性鍵的，如 SQ2、BN 等，錯誤。在晶體中有陽離子不一定有陰離子，如：金屬晶體中存在金屬陽離子和自由電子， 錯誤；晶體中熔點高低一般順序是：原子晶體 離子晶

9、體 分子晶體；在原子晶 體中，原子半徑越大熔點越低；在離子晶體中，離子半徑越大，熔點 越低，電荷越多， 熔點越高； 在分子晶體中， 物質的熔點與相對分子 質量成正比 (含有氫鍵的物質除外 )，所以這幾種物質的熔點高低順序是 按金剛石、 SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S 晶體的順序依次降低， 正 確；干冰升華是物理性質中狀態的改變，變化的是分子間的距離，分 子內的共價鍵沒有斷裂，錯誤； F、Cl、Br、I的離子半徑逐漸 增大，所以晶格能由大到小順序：NaFNaCINaBrNal ,正確；分 子晶體熔、沸點的高低取決于分子間作用力和氫鍵的大小，而共價鍵 的強弱決定了分子的穩定性，共價鍵越強

10、物質越穩定，錯誤；分子穩定性與分子內共價鍵的強弱有關，與分子間作用力無關， 錯誤。8. 已知 C3N4晶體很可能具有比金剛石更大的硬度， 且原子間均 以單鍵結合。下列關于 C3N4晶體的說法中正確的是 ( C )A . C3N4是分子晶體B. C3N4晶體中，CN 鍵的鍵長比金剛石中的 CC 鍵的鍵長長C. C3N4晶體中每個碳原子連接 4 個氮原子， 而每個氮原子連接 3 個碳原子D. C3N4晶體中微粒間通過分子間作用力相結合解析：根據 C3N4的性質可知其為原子晶體，A 項錯誤；CN 鍵 為極性共價鍵， 由于原子半徑 r(N)vr(C)， 故 CN 鍵的鍵長比 CC 鍵的鍵長短，B 項錯

11、誤；碳、氮原子間以單鍵相結合，根據化學式知， 一個碳原子連接 4個氮原子，同時一個氮原子連接 3 個碳原子， C 項 正確；C3N4晶體中微粒間通過共價鍵相結合，D 項錯誤。9. 下表給出幾種氯化物的熔點和沸點:NaCIMgCl2AICI3SiCl4熔點/c80171419070沸點/c1 4131 41218057.57有關表中所列四種氯化物的性質，以下敘述正確的是（C ）1氯化鋁在加熱時能升華2四氯化硅在晶態時屬于分子晶體3氯化鈉晶體中粒子之間以范德華力結合4氯化鎂的熔沸點比氯化鈉低，主要是受堆積方式、鍵的極性、 晶格能等影響A .僅B.僅C .僅 D.解析：AICI3的熔沸點較低，則 A

12、ICI3屬于分子晶體，沸點低于 熔點，加熱時能升華， 正確； SiCl4的熔沸點較低， 是分子晶體，正確； NaCI的沸點為 1 413C,屬于離子晶體，粒子之間以離子鍵結合，錯誤；氯化鎂的熔沸點比氯化鈉低，并且都屬于離子晶體，所以主要是受堆積方式、鍵的極性、晶格能等影響，正確。10.已知 CsCI 晶體的密度為pg cm_3,NA為阿伏加德羅常數， 相鄰的兩個 Cs+的核間距為 a cm,如圖所示，則 CsCI 的相對分子質量 可以表示為（Cs+NAa3B.6A.NAa3解析：該立方體中含 1 個 Cl-,Cs+個數=8Xg=1,根據pV=NM知，M=pVAJ=p3NA,摩爾質量在數值上等于

13、其相對分子質量，所以其相對分子質量是p3NA。11. (2019貴州貴陽一中模擬)CaC2晶體的晶胞結構與 NaCI晶體 的相似(如圖所示)，但 CaC2晶體中由于啞鈴形的 C2存在，使晶胞沿 一個方向拉長。下列關于 CaC2晶體的說法中正確的是(C )A. 1 個 Ca2+周圍距離最近且等距離的 C2-數目為 6B .該晶體中的陰離子與 F2是等電子體C. 6.4 g CaC2晶體中含陰離子 0.1 molD .與每個 Ca2+距離相等且最近的 Ca2+共有 12 個解析：A 項，依據晶胞示意圖可以看出，晶胞的一個平面的長與 寬不相等，再由圖中體心可知，1 個 Ca2+周圍距離最近的 C1-

14、有 4 個, 而不是 6個，錯誤；B 項，C2-含電子數為 2X6 + 2= 14, F2的電子數 為 18,二者電子數不同，不是等電子體，錯誤； C 項，6.4 g CaC2為 0.1 mol，則含陰離子 0.1 mol，正確；D 項，與每個 Ca2+距離相等且 最近的 Ca2+為 4 個，錯誤。二、非選擇題12.鈦及其化合物被廣泛應用于飛機、火箭、衛星、艦艇、醫療以及石油化工等領域。(1) Ti 的基態原子的核外電子排布式為 _ 。(2) 已知 TiC 在碳化物中硬度最大，工業上一般在真空和高溫(11 800 C800C)條件下用 C 還原 TiO2制取 TiC : TiO2+ 3C =

15、TiC +2C0f。該反應中涉及的元素按電負性由大到小的順序排列為根據所給信息，可知 TiC 是_ 晶體。鈦的化合物 TiCl4,熔點為一 24C,沸點為 136.4C,常溫下是 無色液體，可溶于甲苯和氯化烴。1固態 TiCl4屬于_ 晶體，其空間構型為正四面體，則鈦原子的雜化方式為_。2TiCl4遇水發生劇烈的非氧化還原反應，生成兩種酸，反應的化學方程式為_ 。3用鋅還原 TiCl4的鹽酸溶液， 經后續處理可制得綠色的配合物 TiCI(H2O)5Cl2H2O。該配合物中含有化學鍵的類型有(4)鈦的一種氧化物是優良的顏料，該氧化物的晶胞結構如圖所示該氧化物的化學式為 _ ;在晶胞中 Ti 原子

16、的配位數為_,若晶胞邊長為 a nm ,NA為阿伏加德羅常數的值，列式表示氧化鈦晶體的密度:解析：(1)Ti 的核電荷數是 22,其基態原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2(或Ar3d24s2)。元素非金屬性越強，電負性越 大，則題述反應中涉及的元素按電負性由大到小的順序排列為 OCTi ;根據題給信息知 TiC 的硬度大，說明 TiC 是原子晶體。TiCl4的熔點為一 24C，沸點為 136.4C，熔沸點低是分子晶體的 性質，因此固態 TiCl4屬于分子晶體；其空間構型為正四面體，則鈦原 子的雜化方式為 sp3。TiCl4遇水發生劇烈的非氧化還原反應，生成 兩種酸

17、，根據原子守恒應該是鹽酸和鈦酸，反應的化學方程式為TiCl4+ 3H2O=H2TiO3+ 4HCI。配合物TiCI(H2O)5Cl2H2O 中含有化學鍵的類型有離子鍵和共價鍵(配位鍵屬于共價鍵)。(4)該晶胞中所含氧原1 1子個數為 4X+ 2=4,所含 Ti 原子個數為 1 + 8X2,所以該鈦的氧化物的化學式為 TiO2;在晶胞中以中心鈦原子為例，與該鈦原子最 近且等距的氧原子有 6 個，則 Ti 原子的配位數為 6。若晶胞邊長為 a nm ,M 晶胞NA為阿伏加德羅常數的數值，氧化鈦晶體的密度為p=V 晶胞NA2X803g/cm3。ax10-7 3NA解析：(1)1s22s22p63s2

18、3p63d24s2(或Ar3d24s2)0CTi 原子分子 sp3TiCl4+ 3H2O=H2TiO3+ 4HCI共價鍵、離子鍵(4)TiO26ax10-7 3xNA13. (2018 全國卷I)Li 是最輕的固體金屬，采用 Li 作為負極材料 的電池具有小而輕、能量密度大等優良性能，得到廣泛應用，回答下 列問題：(1) 下列 Li 原子電子排布圖表示的狀態中，能量最低和最高的分別（2）Li+與 H具有相同的電子構型，r（L）小于 r（H一），原因是（3）LiAlH4是有機合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離子空間構型是_ ，中心原子的雜化形式為 _，LiAlH4中，存在_填標號）。A.離

19、子鍵 B.c鍵 C.n鍵 D .氫鍵（4）Li2O 是離子晶體，其晶格能可通過圖甲的計算得到1 040 kJ mol-12甲甲g)0(g)318 kJ mol1! 249 kJ * mof12Li( (晶晶體體) )+ +|o(g)-8 kJ-mor甲可知，Li 原子的第一電離能為 _ kJ mol1, O=O 鍵鍵能為_ kJ mol1, Li2O 晶格能為_kJ mol1。（5）Li2O 具有反螢石結構，晶胞如圖乙所示。已知晶胞參數為 0.4665 nm，阿伏加德羅常數的值為NA,則 Li20 的密度為_ gcm_3（列出計算式）。解析：（1）基態多電子原子的核外電子排布應該遵循能量最低原

20、理,即一般按照能級順序填充（1s2sv2p）。因此能量最低的狀態就是先AC coCs Zs Zp /p /p排滿 1s,再排 2s,即丁 y，能量最低的（基態）原子為 D; C 選項中 2 個電子排在 2px上，1 個電子排布在 2s 上， 是1-2 908 kJ mol 1 SO2Li (g)+ O2(g)-( (晶晶體體) )703 kJ mof1乙四個選項中能量最高的狀態。（2）L與 H具有相同的電子構型，Li+核電荷數為 3, H核電荷數 為1,電子構型相同時，核電荷數越大，原子核對核外電子的吸引能力越大，離子半徑就越小。(3)根據價層電子對互斥理論(VSEPR 模型)計算，AIH4中

21、。鍵電子1 1對數為 4,中心原子的孤對電子數=2X(a-xb) = 2X(3+ 1 -4X1)= 0,所以 AIH4的空間構型是正四面體形，中心原子的雜化軌道類型是 sp3(4)第一電離能指的是氣態電中性基態原子失去一個電子轉化為氣態基態正離子所需要的能量，從圖甲可以看出 Li 原子的第一電離能為個 O 原子所需的能量，從圖甲可以看出 0=0 鍵鍵能為 249 kJ mol-1X2=498 kJ mol-1;離子晶體的晶格能定義是氣態離子形成1 mol離子晶體所釋放的能量，通常取正值，Li2O 晶格能從圖甲可以直接得 出為 2908 kJ mol-1。(5)從圖乙 Li2O 晶胞的結構可以看

22、出晶胞中 Li+的個數為 8,頂點 1 1有 8 個 O2-，面心有 6 個 O2-，晶胞中 O2-的個數為 8X石+ 6X-= 4,8 28X7+4X16所以 1 mol 晶胞中含有 4 mol Li2O，因此p=石 64665X0, g cm答案：(1)D C (2)Li +核電荷數較大正四面體 sp3AB8X7+4X16520 498 2 908 (5 廠NA0.466 5X10-7 314. 地球表面十公里厚的地層中，含鈦元素達千分之六，比銅多61 倍，金屬鈦(Ti)被譽為 21 世紀金屬，其單質和化合物具有廣泛的應 用價值。氮化鈦(Ti3N4)為金黃色晶體，由于具有令人滿意的仿金效果

23、， 越來越多地成為黃金的代替品。以 TiCl4為原料，經過一系列反應可以 制得 Ti3N41 040 kJ mol-12520 kJ mol-1O=O 鍵鍵能是指 1 mol O2斷裂成 2和納米 TiO2(如下圖)。I1I2I3I4I5電離能/(kJ mol J7381 451 7 73310 540 13 630請回答下列問題：(1) TiO2為離子晶體，已知晶體中陽離子的配位數為6,陰離子的配位數為 3,則陽離子的電子排布式為 _ 。(2) 金屬 Ti 與金屬 M 的晶體原子堆積模型相同，其堆積模型為_(填寫堆積模型名稱)，晶體中原子在二維平面里的配位數為室溫下 TiCl4為無色液體，沸

24、點為 136.4C,由此可知其晶體類 型為構成該晶體的粒子的空間構型為 _。(4)有一種氮化鈦晶體的晶胞與 NaCI 晶胞相似，如圖所示，已知 該氮化鈦的密度為pg cm-3，則該晶胞中 N、Ti 之間的最近距離為pm(NA為阿伏加德常數的數值，只列算式)。該晶體中與鈦原 子距離相等且最近的鈦原子有。oNTi(5)科學家通過 X 射線探明 KCI、 MgO、 CaO、 TiN 的晶體與 NaCI 的晶體結構相似。且知三種離子晶體的晶格能數據如下：離子晶體NaClKClCaO圖中的 M 是短周期金屬元素，M 的部分電離能如下表:晶格能/(kJ moH1)7867153 401KCI、CaO、Ti

25、N 三種離子晶體硬度由低到高的順序為 _。解析：(1)Ti 是陽離子，Ti 是 22 號元素，因此 Ti4+的電子排布式 為lS2s22p63s23p6。(2)根據金屬 M 的電離能，在第二電離能到第三電 離能發生突變，說明最外層有 2 個電子，M 是短周期金屬元素，根據 部分電離能，推出是 Mg，金屬 Ti 與 Mg 的晶體原子堆積模型相同， 因此堆積模型為六方最密堆積，二維平面里的配位數為6。(3)TiCI4為無色液體，且沸點較低，符合分子晶體的特點，因此TiCl4屬于分子晶體，空間構型為正四面體。(4)根據晶胞的結構，最近 N 和 Ti 的位置是1棱長的一半，設棱長為 a pm，晶胞中 Ti 位于棱上和體心，個數為 12X41 1+ 1= 4, N 位于面