PAGE6-原子晶體A篇學問對點訓練學問點一原子晶體及其物理性質1．有關原子晶體的敘述，錯誤的是()A．原子晶體中，原子不遵循緊密積累原則B．原子晶體中不存在獨立的分子C．原子晶體的熔點和硬度較高D．原子晶體熔化時不破壞化學鍵答案D解析原子晶體中原子之間通過共價鍵相連，而共價鍵具有方向性和飽和性，所以原子晶體中，原子不遵循緊密積累原則。原子晶體在熔化時破壞共價鍵。2．下列物質中，屬于原子晶體的化合物是()A．水晶 B．晶體硅C．金剛石 D．干冰答案A解析晶體硅、金剛石屬于單質，干冰屬于分子晶體。3．下列關于金剛石的說法中，正確的是()A．晶體中存在獨立的分子B．碳原子間以共價鍵相結合C．是硬度最大的物質D．化學性質穩(wěn)定，在高溫下也不與氧氣發(fā)生反應答案B解析金剛石是碳原子間以共價鍵結合形成的空間網狀結構的原子晶體，不存在單個的分子。在自然存在的物質中，金剛石的硬度最大。在高溫下金剛石可以與氧氣反應生成二氧化碳。4．下列物質熔點的比較正確的是()A．F2>Cl2>Br2 B．金剛石>P4>O2C．S>HBr>金剛石 D．I2>CH4>冰答案B解析A項中F2、Cl2、Br2均是組成和結構相像的分子晶體，由相對分子質量可知熔點：F2<Cl2<Br2，錯誤；晶體類型不同時，一般是原子晶體的熔點大于分子晶體的熔點，在常溫時P4為固體，O2為氣體，所以B項正確；C項中金剛石的熔點最大，錯誤；D項中冰的熔點應大于CH4的熔點，錯誤。5．有下列幾種晶體：A．水晶B．冰醋酸C．白磷D．金剛石E．晶體氬F．干冰(1)屬于分子晶體的是__________(填字母，下同)，干脆由原子構成的分子晶體是______________。(2)屬于原子晶體的化合物是__________。(3)干脆由原子構成的晶體是__________。(4)受熱熔化時，化學鍵不發(fā)生改變的是__________，需克服共價鍵的是__________。(5)A、F的熔點由高到低的依次是________>________，其緣由是____________________________。答案(1)BCEFE(2)A(3)ADE(4)BCEFAD(5)AF水晶是原子晶體，干冰是分子晶體，原子晶體熔化時要破壞共價鍵，而分子晶體熔化時只需克服分子間作用力，分子間作用力比共價鍵弱得多解析屬于原子晶體的是金剛石和水晶；屬于分子晶體的有氬(無化學鍵)、白磷(非極性分子)、干冰(極性鍵構成的非極性分子)和冰醋酸(由極性鍵和非極性鍵構成的極性分子)。晶體熔化時，分子晶體只需克服分子間作用力，不破壞化學鍵，而原子晶體熔化需破壞化學鍵。學問點二典型原子晶體的結構分析6．下列關于SiO2晶體網狀結構的敘述中正確的是()A．最小的環(huán)上，有3個硅原子和3個氧原子B．最小的環(huán)上，硅原子數(shù)和氧原子數(shù)之比為1∶2C．最小的環(huán)上，有6個硅原子和6個氧原子D．存在四面體結構單元，O處于中心，Si處于4個頂點答案C解析SiO2晶體中，每個硅原子與4個氧原子成鍵，每個氧原子與2個硅原子成鍵，晶體中的硅氧四面體中Si處于中心、O處于4個頂點。最小的環(huán)是十二元環(huán)，環(huán)上有6個Si、6個O，Si、O原子數(shù)之比是1∶1。7．二氧化硅晶體是空間立體網狀結構，如圖所示。關于二氧化硅晶體的下列說法中，正確的是()A．1molSiO2晶體中Si—O鍵為2molB．二氧化硅晶體的分子式是SiO2C．晶體中Si、O原子最外電子層都滿意8電子結構D．晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)為8答案C解析ASiO2晶體中，1個硅原子與四周4個氧原子形成Si—O鍵，所以1molSiO2晶體中Si—O鍵為4mol×B晶體中1個硅原子與四周4個氧原子形成共價鍵，1個氧原子與四周2個硅原子形成共價鍵，SiO2表示晶體中Si、O原子個數(shù)比為1∶2，并不是分子式×C1個硅原子分別與4個氧原子形成4對共用電子對，1個氧原子分別與2個硅原子共形成2對共用電子對，且有2對孤電子對，所以Si、O原子最外電子層都滿意8電子結構√D晶體中最小環(huán)上硅與氧交替連接，SiO2晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)為12，其中有6個硅原子和6個氧原子×8．下列說法中正確的是()A．金剛石晶體中的最小碳原子環(huán)由6個碳原子構成B．Na2O2晶體中陰離子與陽離子數(shù)目之比為1∶1C．原子晶體中，金剛石硬度小于SiCD．水晶是由SiO2分子構成的晶體答案A解析金剛石中最小碳環(huán)為六元環(huán)；Na2O2晶體中陰離子與陽離子數(shù)之比為1∶2；原子半徑Si>C，鍵長Si—C>C—C，鍵能C—C>Si—C，硬度金剛石>碳化硅；水晶是由Si和O原子構成的原子晶體。9．下列關于SiO2晶體的敘述中，正確的是()A．通常狀況下，60gSiO2晶體中含有的分子數(shù)為NA(NA表示阿伏加德羅常數(shù))B．60gSiO2晶體中，含有2NA個Si—O鍵C．晶體中與同一硅原子相連的4個氧原子處于同一四面體的4個頂點D．SiO2晶體中含有1個硅原子，2個氧原子答案C解析SiO2晶體是原子晶體，故不存在分子；60gSiO2晶體即1molSiO2，含有Si—O鍵數(shù)目為4mol；在SiO2晶體中，每個硅原子和與其相鄰且最近的4個氧原子形成正四面體結構，硅原子處于該正四面體的中心，而4個氧原子處于該正四面體的4個頂點上。晶體中含有數(shù)目巨大的硅原子和氧原子，只是硅氧原子個數(shù)比為1∶2。10．C60、金剛石和石墨的結構模型如圖所示(石墨僅表示出其中的一層結構)。(1)C60、金剛石和石墨三者的關系互為________。A．同分異構體 B．同素異形體C．同系物 D．同位素(2)固態(tài)時，C60屬于________晶體(填“離子”“原子”或“分子”)，C60分子中含有雙鍵的數(shù)目是________個。(3)硅晶體的結構跟金剛石相像，1mol硅晶體中含有硅硅單鍵的數(shù)目是__________NA個。二氧化硅的結構相當于在硅晶體結構中每個硅硅單鍵之間插入1個氧原子，二氧化硅的空間網狀結構中，硅、氧原子形成的最小環(huán)上氧原子數(shù)目是__________。(4)石墨層狀結構中，平均每個正六邊形占有的碳原子數(shù)是__________。答案(1)B(2)分子30(3)26(4)2解析C60、金剛石、石墨都是由碳元素形成的不同單質，故屬于同素異形體，C60晶體是由C60分子構成的，屬分子晶體。在C60分子結構中，可先看作形成單鍵，若每個碳原子先形成三個單鍵，則最外層還有一個未成鍵電子，因此每兩個碳之間還可以再形成一個共價鍵，所以C60中所含的雙鍵數(shù)目為eq\f(60,2)＝30。一個Si原子可與其他四個Si原子形成4個Si—Si鍵，但形成一個Si—Si鍵須要2個硅原子，故平均一個Si可形成2個Si—Si鍵，在1mol晶體硅中含Si—Si鍵共2NA個。在晶體硅中，最小的環(huán)中含有6個硅原子，在每兩個硅之間可插入一個氧，共可插入6個氧，故SiO2晶體中最小的環(huán)上有6個O原子。在石墨晶體中，每個C為3個正六邊形共用，平均每個正六邊形占有的碳原子數(shù)為eq\f(6,3)＝2。B篇綜合提升訓練11．下列晶體性質的比較中正確的是()A．熔點：金剛石>晶體硅>碳化硅B．沸點：HF>H2O>NH3C．硬度：白磷>冰>二氧化硅D．熔點：SiI4>SiBr4>SiCl4答案D解析A項中三種物質都是原子晶體，因原子半徑r(C)<r(Si)，所以鍵長：C—C<C—Si<Si—Si，故鍵能：C—C>C—Si>Si—Si，鍵能越大，原子晶體的熔點越高，故熔點：金剛石>碳化硅>晶體硅，A項錯誤；氟化氫、水、氨都是分子晶體，其沸點凹凸與分子間作用力大小有關，因為這三種物質分子之間都存在氫鍵，且H2O在常溫下為液體，故水的沸點最高，NH3分子之間氫鍵最弱，氨的沸點最低，B項錯誤；二氧化硅是原子晶體，硬度大，白磷和冰都是分子晶體，硬度較小，C項錯誤；鹵化硅為分子晶體，它們的組成和結構相像，分子間不存在氫鍵，故相對分子質量越大，熔點越高，D項正確。12．依據(jù)下列性質推斷，屬于原子晶體的物質是()A．熔點2700℃，導電性好，延展性強B．無色晶體，熔點3550℃，不導電，質硬，難溶于水和有機溶劑C．無色晶體，能溶于水，質硬而脆，熔點為800℃，熔化時能導電D．熔點56.6℃，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時不導電答案B解析A項中延展性好，不是原子晶體的特征，因為原子晶體中原子與原子之間以共價鍵結合，而共價鍵有肯定的方向性，使原子晶體的質硬而脆，A項不正確；B項符合原子晶體的特征；C、D兩項均不符合原子晶體的特征。所以應當選擇B項。13．美國lawrencelivermore國家試驗室(LLNL)的V·Lota·C·S·Y和H·Cynn勝利地在高壓下將CO2轉化為具有類似SiO2結構的晶體，下列關于CO2的原子晶體的說法正確的是()A．CO2的原子晶體和分子晶體互為同分異構體B．在肯定的條件下，轉化為分子晶體是物理改變C．CO2的原子晶體和分子晶體具有相同的物理性質和化學性質D．在CO2的原子晶體中，每一個C原子四周結合4個O原子，每一個O原子跟兩個碳原子結合答案D解析A中，同分異構體是指分子式相同，結構不同的不同物質間的互稱，而原子晶體的CO2不存在分子。CO2的原子晶體和分子晶體結構不同，則其物理性質和化學性質都有很大差異，當CO2由原子晶體轉化為分子晶體時，必需破壞晶體中的共價鍵，所以是化學改變，B、C均錯誤。D中，結合SiO2晶體的結構，可推斷D項正確。14．金剛石是由碳原子所形成的正四面體結構向空間無限延長而得到的具有空間網狀結構的原子晶體。在立方體中，若一碳原子位于立方體體心，則與它干脆相鄰的四個碳原子位于該立方體互不相鄰的四個頂角上(如圖中的小立方體)。請問，圖中與小立方體頂角的四個碳原子干脆相鄰的碳原子數(shù)為多少，它們分別位于大立方體的什么位置()A．12，大立方體的12條棱的中點B．8，大立方體的8個頂角C．6，大立方體的6個面的中心D．14，大立方體的8個頂角和6個面的中心答案A解析與小立方體頂角的四個碳原子干脆相鄰的碳原子分別位于大立方體的12條棱的中點，共12個。如下圖所示。15．現(xiàn)有兩組物質的熔點數(shù)據(jù)如表所示：A組B組金剛石：3550℃HF：－83℃晶體硅：1410℃HCl：－115℃晶體硼：2300℃HBr：－89℃二氧化硅：1710℃HI：－51℃依據(jù)表中數(shù)據(jù)回答下列問題。(1)A組屬于__________晶體，其熔化時克服的微粒間的作用力是______________。(2)B組中HF熔點反常是由于__________________________。(3)B組晶體不行能具有的性質是__________。①硬度?、谒芤耗軐щ姠酃腆w能導電④液體狀態(tài)能導電答案(1)原子共價鍵(2)HF分子間能形成氫鍵，熔化時須要消耗的能量更多(3)③④解析A組熔點很高，是原子晶體，原子晶體熔化時破壞的是共價鍵；B組是分子晶體，且結構相像，一般是相對分子質量越大，熔點越高；HF的相對分子質量最小但熔點出現(xiàn)反常的緣由是HF分子間存在氫鍵，分子晶體在固態(tài)時和熔化狀態(tài)時都不導電。16．有E、Q、T、X、Z五種前四周期元素，原子序數(shù)E<Q<T<X<Z。E、Q、T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級，且I1(E)<I1(T)<I1(Q)，其中基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充溢狀態(tài)，且QTeq\o\al(＋,2)與ET2互為等電子體。X為周期表前四周期中電負性最小的元素，Z的原子序數(shù)為28。請回答下列問題(答題時如需表示詳細元素，請用相應的元素符號)：(1)寫出QTeq\o\al(＋,2)的電子式________________________________，基態(tài)Z原子的核外電子排布式為__________________。(2)Q的簡潔氫化物極易溶于T的簡潔氫化物，其主要緣由有__________________等兩種。(3)化合物甲由T、X兩元素組成，其晶胞如圖1，則甲的化學式為________。eq\o(\s\up7(),\s\do5(圖1))eq\o(\s\up7(),\s\do5(圖2))(4)化合物乙的晶胞如圖2，乙由E、Q兩元素組成，硬度超過金剛石。①乙的晶體類型為________，其硬度超過金剛石的緣由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。②乙的晶體中E、Q兩種元素原子的雜化方式均為________。答案(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2(2)這兩種氫化物均為極性分子、相互之間能形成氫鍵(3)KO2(