1、第三章 晶體結構與性質第一節 物質的聚集狀態與晶體的常識一選擇題晶體是一類非常重要的材料，在很多領域都有廣泛的應用。我國現已能夠制出直徑為300毫米的硅單晶，可用于電子產業。下列對晶體硅的敘述中正確的是A. 形成晶體硅的速率越大越好B. 晶體硅沒有固定的熔、沸點C. 可用X射線衍射實驗來鑒別晶體硅和玻璃D. 晶體硅的形成與晶體的自范性有關，而與各向異性無關【答案】C【解析】略下列敘述不正確的是A. 金剛石、SiC、NaF、NaCl、晶體的熔點依次降低B. CaO晶體結構與NaCl晶體結構相似，CaO晶體中的配位數為6，且這些最鄰近的圍成正八面體C. 設NaCl的摩爾質量為，NaCl的密度為，阿

2、伏加德羅常數為，在NaCl晶體中，兩個距離最近的中心間的距離為D. X、Y可形成立方晶體結構的化合物，其晶胞中X占據所有棱的中心，Y位于頂角位置，則該晶體的化學式為【答案】D【解析】A.金剛石、SiC屬于原子晶體，鍵長，故金剛石中化學鍵更穩定，其熔點更高，NaF、NaCl都屬于離子晶體，氟離子半徑小于氯離子半徑，故NaF的晶格能大于NaCl，則NaF的熔點更高，、都屬于分子晶體，水分子之間存在氫鍵，熔點較高，熔點原子晶體離子晶體分子晶體，故金剛石、SiC、NaF、NaCl、晶體的熔點依次降低，故A正確；B.CaO晶體結構與NaCl晶體結構相似，氯化鈉的晶胞圖為，若處于體心、棱中間，位于面心、頂

3、點，晶體中體心與面心的6個距離最近，配位數為6，且這些最鄰近的圍成正八面體，故B正確；C.氯化鈉的晶胞圖為，假設面心和頂點為，處于面對角線上的之間距離最近，設二者距離為，則晶胞棱長，晶胞體積，晶胞中數目，晶胞中數目也是4，晶胞質量，解得，故C正確；D.處于棱的中心的原子為4個晶胞共用，位于頂角的原子為8個晶胞共用，晶胞中X數目，Y數目，則該晶體的組成式為，故D錯誤；故選：D。現有四種晶體，其構成粒子排列方式如圖所示，其中化學式不屬于AB型的是A. B. C. D. 【答案】B【解析】略如圖是氯化銫晶體的晶胞結構示意圖晶胞是指晶體中最小的重復單元，其中黑球表示氯離子、白球表示銫離子。已知晶體中2

4、個最近的銫離子的核間距離為，氯化銫的摩爾質量為，設為阿伏加德羅常數的值，則氯化銫晶體的密度為 A. B. C. D. 【答案】C【解析】根據均攤法計算，晶胞中含有一個和一個，則晶胞的質量為，晶胞體積為，氯化銫的密度為，故選C。下圖所示是晶體結構中具有代表性的最小重復單元晶胞的排列方式，其對應的化學式正確的是圖中：，。C選項中Y原子在面上 A. B. C. D. XYZ【答案】C【解析】A.X的數目為1，Y的數目：，A的化學式為XY，故A錯誤；B.X的數目：，Y的數目：，B的化學式為，故B錯誤；C.X的數目：，Y的數目：，Z的數目為1，C的化學式為，故C正確；D.X的數目：，Y的數目：，Z的數目

5、為1，D的化學式為，故D錯誤；故選C。有四種不同堆積方式的金屬晶體的晶胞如圖所示原子半徑為，下列敘述錯誤的是 A. 晶胞的空間利用率：B. 金屬晶體是一種“巨分子”，可能存在分子間作用力C. 晶胞中含有的原子數分別為：，D. 晶胞中原子的配位數分別為：，【答案】B【解析】A.空間利用率是指晶胞中所含原子的體積與晶胞體積的比值，在晶胞中共有個金屬原子，體積為，金屬原子是密堆積的方式，原子實際緊靠，晶胞邊長就是2r，則晶胞體積是，故A正確；B.金屬晶體是由金屬陽離子和自由電子之間通過金屬鍵形成，不存在分子間作用力，故B錯誤；C.根據晶胞計算，每個晶胞含有的原子數分別為：個，個，故C正確；D.配位數

6、是指晶胞中與原子緊鄰的原子數，所以晶胞中原子的配位數分別為：， ，故 D正確。故選B。如圖為某晶體的一個晶胞該晶體由A、B、C三種基本粒子組成。試根據圖示判斷，該晶體的化學式是A. B. C. D. 【答案】C【解析】根據晶胞圖可知，A原子分布在立方體的六個面心上，所以晶胞中含有A原子的數目為，B原子分布在立方體的八個頂點上，所以晶胞含有B原子數目為，C原子位于立方體的體心，數目為1，所以在晶胞中ABC三種原子的個數比為3：1：1，所以晶體的化學式為：。故選C。鐵有、三種同素異形體，如下圖所示，三種晶體在不同溫度下能發生轉化。下列說法不正確的是 A. 晶體中與每個鐵原子等距離且最近的鐵原子有8

7、個B. 晶體中與每個鐵原子等距離且最近的鐵原子有6個C. 若晶胞邊長為，晶胞邊長為，則兩種晶體密度比為D. 將鐵加熱到分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型相同【答案】D【解析】A、晶體晶胞類型為體心立方，與位于體心的Fe原子，距離最近的Fe原子位于頂點，共有8個，則配位數為8，故A正確；B、晶體晶胞類型為立方，位于頂點的Fe原子，與其距離相等的Fe原子數目為6，分別為同平面4個加上下各一個，故配位數為6，故B正確；C、晶體中位于頂點的Fe原子有8個，體心有一個，則一個晶胞中含有Fe原子數為個，晶體中位于頂點的Fe原子有8個，則一個晶胞中含有Fe原子數為個，由晶胞的密度晶胞的質量晶胞的體積，計

8、算兩者的密度比，故C正確；D、將鐵加熱到分別急速冷卻和緩慢冷卻，溫度不同，鐵原子的晶胞構型不同，將鐵原子加熱后驟然冷卻和緩慢冷卻時溫度降低速率不同，最后得到的晶體類型不相同，故D錯誤。故選D。有關晶體的結構如圖所示，下列說法中不正確的是A. 在NaCl晶體中，距最近的形成正八面體B. 在晶體中，每個晶胞平均占有4個C. 在金剛石晶體中，6個碳原子形成一個環且不在同一平面上D. 該氣態團簇分子的分子式為EF或FE【答案】D【解析】氯化鈉晶體中，距最近的是6個，即鈉離子的配位數是6，6個氯離子形成正八面體結構，故A正確；B.位于晶胞頂點和面心，數目為，即每個晶胞平均占有4個，故B正確；C.金剛石晶

9、胞中相連4個C形成四面體結構，則6個碳原子形成一個環且不在同一平面上，故C正確；D.該氣態團簇分子的分子含有4個E和4個F原子，則該氣態團簇分子的分子式為或，故D錯誤；故選：D。已知某晶體由X、Y、Z三種元素組成，其晶胞如圖所示，則X、Y、Z三種元素的原子個數之比正確的是A. 1：3：1B. 2：6：1C. 4：8：1D. 8：1：1【答案】A【解析】解：根據晶胞中微粒個數的分配方法計算，晶胞中含有Z原子的數目為1，含有X原子的數目為，含有Y原子的數目為，所以X、Y、Z的原子個數比是1：3：1，故選：A。現有四種晶體的晶胞，原子的排列方式如下圖所示，化學式為的是 A. B. C. D. 【答案

10、】B【解析】A.晶胞中M原子數目為、N原子數目為1，化學式為MN，故A錯誤；B.晶胞中M原子數目為、N原子數目為，化學式為，故B正確；C.晶胞中M原子數目為、N原子數目為，化學式為MN，故C錯誤；D.晶胞中M原子數目為、N原子數目為，化學式為MN，故D錯誤。故選B。下列關于晶體的說法中，不正確的是 晶體中原子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶體中原子排列相對無序，無自范性 含有金屬陽離子的晶體一定是離子晶體 共價鍵可決定分子晶體的熔、沸點 的晶格能遠比NaCl大，這是因為前者離子所帶的電荷數多，離子半徑小 晶胞是晶體結構的基本單元，晶體內部的微粒按一定規律做周期性重復排列 晶體盡可能采取緊密堆

11、積方式，以使其變得比較穩定 干冰晶體中，一個分子周圍有8個分子緊鄰A. B. C. D. 【答案】D【解析】晶體中原子呈周期性有序排列而非晶體中原子排列無序，晶體有自范性，非晶體無自范性，可以利用X射線鑒別晶體和非晶體，故正確；金屬晶體是由金屬陽離子和自由電子構成的，所以含有金屬陽離子的晶體不一定是離子晶體，可能是金屬晶體，故錯誤；共價鍵可決定分子的穩定性，分子間作用力決定分子晶體熔沸點，故錯誤；離子晶體中離子半徑越小，離子所帶電荷越多，晶格能越大，則MgO的晶格能較大，所以其熔點比較高，故正確；晶胞是晶體結構的基本單元，晶體內部的微粒按一定規律作周期性重復排列，有自范性，可以利用X射線鑒別晶

12、體和非晶體，故正確；晶體多采用緊密堆積方式，采取緊密堆積方式，可以使晶體變得比較穩定，故正確；干冰晶體中，一個分子周圍有12個分子緊鄰，故錯誤。所以不正確的有；故選D。二、填空題元素X、Y、Z為前四周期元素，X的基態原子核外電子有21種運動狀態，元素Y的原子最外層電子數是其內層的3倍，Z與X、Y不在同一周期，且Z原子核外p電子比s電子多5個。 基態原子的核外電子排布式為 。是石油化工中重要的催化劑之一，如催化異丙苯裂化生成苯和丙烯。苯分子中含有鍵的數目為 mol。異丙苯分子中碳原子軌道的雜化類型為 。與分子互為等電子體的陽離子為 。易溶于水，熔點為，熔融狀態下能夠導電，據此可判斷晶體屬于 填晶

13、體類型。元素Ce與X同族，其與Y形成的化合物晶體的晶胞結構如下圖，該化合物的化學式為 。【答案】、離子晶體【解析】根據題意，元素X、Y、Z為Sc、O、Cl元素，基態原子的核外電子排布式為：；故答案為：；苯分子中含有12個鍵，故苯分子中含有鍵的數目為12mol，故答案為：12；異丙苯分子中碳原子軌道的雜化類型為：、；故答案為：、；臭氧含有3個原子，18個價電子，與分子互為等電子體的陽離子為：；故答案為：；易溶于水，熔點為，熔融狀態下能夠導電，據此可判斷晶體屬于離子晶體，故答案為：離子晶體；根據均攤法，Ce在晶胞的頂點和面心，；O原子在晶胞的體內，有8個，故該化合物的分子式為：。故答案為：。鐵被稱

14、為“第一金屬”，鐵及其化合物在生產，生活中有廣泛用途。鐵原子核外電子發生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用_攝取鐵元素的原子光譜。的熔點為，沸點為。由此可知屬于_晶體。常作凈水劑和補鐵劑，的立體構型是_。鐵氰化鉀是檢驗的重要試劑。基態N原子的軌道表示式為_。寫出一種與鐵氰化鉀中配體互為等電子體的極性分子的化學式_。鐵氰化鉀中，所涉及的元素的第一電離能由大到小的順序為_。鐵氰化鉀中，不存在_填字母標號。A.離子鍵 鍵 鍵 氫鍵 金屬鍵有機金屬配位化合物二茂鐵是汽油中的抗震劑。分子中的大鍵可用符號表示，其中m代表參與形成大鍵的原子數，n代表參與形成大鍵的電子數如苯分子中的大鍵可表示為，則中的大鍵應

15、表示為_，其中碳原子的雜化方式為_。羰基鐵可用作催化劑、汽油抗爆劑等。分子中含_mol配位鍵。某種磁性氮化鐵的結構如圖所示，N隨機排列在Fe構成的正四面體空隙中。其中鐵原子周圍最近的鐵原子個數為_；六棱柱底邊長為，高為，阿伏加德羅常數的值為，則該磁性氮化鐵的晶體密度為_列出計算式。【答案】光譜儀；分子；正四面體； ； ；【解析】核外電子發生躍遷時會吸收或釋放不同的光，形成光譜，可以用光譜儀攝取原子光譜，故答案為：光譜儀；的熔點為，沸點為。晶體熔沸點不高，符合分子晶體特征，所以該晶體為分子晶體，中S原子的價層電子對數為，則的立體構型是正四面體，故答案為：分子；正四面體；氮原子核外電子數目為7，原

16、子的電子排布圖為，故答案為：；鐵氰化鉀中配體為，與互為等電子體的極性分子為CO，故答案為：CO；同一周期從左到右元素的第一電離能呈增大趨勢，同一主族從上到下元素的第一電離能逐漸減小，則鐵氰化鉀中，所涉及的元素的第一電離能由大到小的順序為，故答案為：鐵氰化鉀是離子化合物，存在離子鍵，含有，中存在三鍵，一個由1個鍵和2個鍵組成，化合物中不存在氫鍵和金屬鍵，故答案為：DE；由環戊二烯負離子結構圖可知，環戊二烯負離子，由兩個雙鍵和一個負電荷組成環狀共軛體系，電子數是6，即形成5個碳原子、6個電子的大鍵，符號為；由環戊二烯負離子結構圖可知，環戊二烯中有4個C原子形成有雙鍵，雜化類型為，1個C原子含有3個

17、單鍵并帶有1個負電荷，則該C原子形成3個鍵，孤電子對數為0，所以雜化類型為；所以中碳原子的雜化方式均為雜化，故答案為：；配合物羰基鐵中碳原子不存在孤對電子，Fe與5個CO形成5個配位鍵，CO分子中含有1個配位鍵，則1個Fe分子含10個配位鍵，則1mol分子中含10mol配位鍵，故答案為：10；面心鐵原子與結構單元中6個頂點Fe原子相鄰，且與內部3個Fe原子也相鄰，密置層為方式排列，其中鐵原子周圍最近的鐵原子的個數為12；圖中結構單元底面為正六邊形，邊長為，底面面積為，結構單元的體積；由結構可知，Fe為六方最密堆積；圖中結構單元中有2個N原子，Fe原子位于結構單元的內部、頂點、面心，注意1個頂點

18、為圖中6個結構單元共用，結構單元中Fe原子數目；結構單元中原子總質量，故晶體密度，故答案為：12；。如下圖所示為金屬原子的四種基本堆積模型，請回答以下問題：以下原子堆積方式中，空間利用率最低的是在圖中選擇，填字母，由非密置層互相錯位堆積而成的是。金屬銅的晶胞模型是 ，每個晶胞含有 個Cu原子，每個Cu原子周圍有 緊鄰的Cu原子。【答案】；B；4；12【解析】為簡單立方堆積，空間利用率最低；由非密置層互相錯位堆積而成的是B；故答案為：A；B；金屬銅采取面心立方最密堆積，每個晶胞內含有的銅原子個數為；取頂角上的一個銅原子觀察，離它最近的銅原子在面心上，共有12個；故答案為：C；4；12。稀土有“工

19、業維生素”的美稱，如今已成為極其重要的戰略資源。鈧的基態原子M能層中能量不同的電子有_種。鈮的混合配體離子中，配體是_填“微粒符號”。釤的單質與1，二碘乙烷可發生如下反應：。中碳原子雜化軌道類型為_，中含有的鍵數目為_。常溫下1，二碘乙烷為液體而乙烷為氣體，其主要原因是_。高溫超導材料，是具有高臨界轉變溫度，能在液氮溫度條件下工作的超導材料。高溫超導材料鑭鋇銅氧化物中含有。基態時的電子排布式為_。化合物中，稀土元素最常見的化合價是，但也有少數的稀土元素可以顯價。下面四種稀土元素的電離能單位：數據如下表，判斷最有可能顯價的稀土元素是_填元素符號。元素 鈧633123523897019銥61611

20、8119805963鑭538106718504819鈰527104719493547二氧化鐠的晶體結構與相似，則二氧化鐠的晶胞中Pr原子的配位數為_。O原子與Pr原子配位數不同，影響這一結果的是離子晶體的_填“幾何”“電荷”或“鍵性”因素。摻雜稀土的硼化鎂在時有超導性，在硼化鎂晶體的理想模型中，鎂原子和硼原子是分層排布的，一層鎂一層硼相間排列。圖1是該晶體微觀結構中取出的部分原子沿z軸方向的投影，白球是鎂原子投影，黑球是硼原子投影。則硼化鎂的化學式為_。磷化硼是一種有價值的超硬耐磨涂層材料，這種陶瓷材料可作為金屬表面的保護薄膜。磷化硼晶胞如圖2所示，在BP晶胞中B的堆積方式為_，當晶胞晶格參數

21、為時，磷化硼中硼原子和磷原子之間的最近距離為_cm。【答案】；、；二者組成結構相似，1，二碘乙烷的相對分子質量較大，分子間作用力較強，沸點相對較高；Ce；電荷；面心立方最密堆積；。【解析】鈧為21號元素，核外電子排布式為：，M能層共有3個能級，同一能量級別的電子能量是相等的，所以能量不同的電子有3種，故填：3；鈮的混合配體離子中，配體是、；故填：、；在分子中碳原子只形成了單鍵，雜化軌道類型為；1個中含有5個鍵，故中含有的鍵數目為；常溫下1，二碘乙烷為液體而乙烷為氣體，其主要原因是二者組成結構相似，1，二碘乙烷的相對分子質量較大，分子間作用力較強，沸點相對較高；故填：；二者組成結構相似，1，二碘

22、乙烷的相對分子質量較大，分子間作用力較強，沸點相對較高；基態時的電子排布式為；根據圖中數據分析判斷最有可能顯價的稀土元素是Ce；故填：；Ce；二氧化鐠的晶體結構與相似，則二氧化鐠的晶胞中Pr原子的配位數為8；O原子與Pr原子配位數不同，影響這一結果的是離子晶體的電荷因素；故填：8；電荷；由給出的微觀結構示意圖和題意可知，硼化鎂的化學式為；故填：；磷化硼晶胞如圖2所示，在BP晶胞中B的堆積方式為面心立方最密堆積；P原子與周圍的4個B原子最近且形成正四面體結構，兩者連線處于體對角線上，距離為體對角線的，立方體每邊長為478pm，則晶胞體對角線長為：，則硼原子和磷原子之間的最近距離為：；故填：面心立方最密堆積；。 離子液體是一種只由離子組成的液體，在低溫下也能以液態穩定存在，是一種很有研究價值的溶劑。對離子液體的研究顯示最常見的離子液體主要由以下的正離子和負離子組成：回答下列問題： 在周期表中的位置是_，其價電子排布式為_，圖1中負離子的空間構型為_。 氯化鋁的熔點為，氮化鋁的熔點高達，它們都是活潑金屬和非金屬的化合物，熔點相差這么大的