江苏高考化学复习选考物质结构与性质3第三单元晶体的结构与性质教案.docx

第三单元晶体的结构与性质1理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。3.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。4.了解分子晶体结构与性质的关系。5.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。6.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。7.了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。晶体的组成与性质 知识梳理一、晶体1晶体与非晶体晶体非晶体结构特征结构微粒周期性有序排列结构微粒无序排列性质特征自范性有无熔点固定不固定异同表现各向异性各向同性区别方法间接方法看是否有固定的熔点科学方法对固体进行X射线衍射实验2.得到晶体的途径(1)熔融态物质凝固。(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。(3)溶质从溶液中析出。3晶胞(1)概念：描述晶体结构特征的基本重复单位。(2)晶体中晶胞的排列无隙并置无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。并置：所有晶胞平行排列、取向相同。4晶格能(1)定义：拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子所吸收的能量，通常取正值，单位：kJmol1。(2)影响因素离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。离子的半径：离子半径越小，晶格能越大。二、四种类型晶体的比较类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成微粒分子原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子微粒间的相互作用力分子间作用力共价键金属键离子键硬度较小很大有的很大，有的很小较大熔、沸点较低很高有的很高，有的很低较高溶解性相似相溶难溶于任何常见溶剂难溶(有的能发生反应)大多易溶于水等极性溶剂导电、导热性固态、熔融态一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融状态导电物质类别及举例大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)、部分非金属化合物(如SiC、SiO2)金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)三、晶体熔、沸点的比较1不同类型晶体熔、沸点的比较(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体离子晶体分子晶体。(2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。2同种类型晶体熔、沸点的比较(1)原子晶体如熔点：金刚石碳化硅硅。(2)离子晶体一般来说，阴、阳离子所带的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。(3)分子晶体分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高，如H2OH2TeH2SeH2S。组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4GeH4SiH4CH4。组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CON2、CH3OHCH3CH3。同分异构体物质中支链越多，熔、沸点越低。例如：CH3CH2CH2CH2CH3(4)金属晶体金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaMgAl。自我检测判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过X射线衍射方法区分晶体、准晶体和非晶体。()(2)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子。()(3)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。()(4)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高。()(5)离子晶体一定都含有金属元素。()(6)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体。()(7)固态物质一定是晶体。()(8)冰和固体碘晶体中相互作用力相同。()(9)晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(1)离子晶体中不一定都含有金属元素，如NH4Cl是离子晶体；金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体；含有金属离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属离子。(2)含阴离子的晶体中一定含有阳离子，但含阳离子的晶体中不一定含有阴离子，如金属晶体。(3)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如Na的熔点为98 ，尿素的熔点为132.7 。(1) 2015高考全国卷，37(2)O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为_和_。(2)2015高考全国卷，37(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于_晶体。(3)(2015高考四川卷)Mg、Si、Cl的单质形成的晶体，熔点由高到低的排列顺序是_(填化学式)。解析(1)H2O、H2O2均属于分子晶体而NaH属于离子晶体。(2)Fe(CO)5的熔、沸点低，为分子晶体。(3)硅属于原子晶体、Mg属于金属晶体、Cl2为分子晶体，因此熔点由高到低的排列顺序是Si、Mg、Cl2。答案(1)分子晶体离子晶体(2)分子(3)Si、Mg、Cl2下列物质：水晶冰醋酸氧化钙白磷晶体氩氢氧化钠铝金刚石过氧化钠碳化钙碳化硅干冰过氧化氢(1)属于原子晶体的化合物：_。(2)直接由原子构成的晶体：_。(3)直接由原子构成的分子晶体：_。(4)由极性分子构成的晶体是_，含有非极性键的离子晶体是_，属于分子晶体的单质是_。答案：(1)(2)(3)(4)对于物质熔、沸点的判断，首先看物质的状态，一般情况下固体液体气体；二是看物质所属类型，一般是原子晶体离子晶体分子晶体(注意不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体硅)，结构类型相同再根据相应规律进行判断。同类型晶体熔、沸点比较思路为原子晶体：共价键键能键长原子半径；分子晶体：分子间作用力相对分子质量；离子晶体：离子键强弱离子所带电荷数、离子半径。 晶体类型的判断1下列数据是对应物质的熔点()，据此作出的下列判断中错误的是()Na2ONaClAlF3AlCl39208011 291190BCl3Al2O3CO2SiO21072 073571 723A铝的化合物形成的晶体中有的是离子晶体B表中只有BCl3和干冰是分子晶体C同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体解析：选B。从表中各物质的熔点可以看出，AlCl3、BCl3、CO2形成的晶体均是分子晶体。2现有几组物质的熔点()数据：A组B组C组D组金刚石：3 550Li：181 HF：83 NaCl：801 硅晶体：1 410Na：98 HCl：115 KCl：776 硼晶体：2 300K：64 HBr：89 RbCl：718 二氧化硅：1 723Rb：39HI：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)。有金属光泽导电性导热性 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)。硬度小 水溶液能导电固体能导电 熔融状态能导电(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaClKClRbClCsCl，其原因为_。解析：(1)根据表中数据知A组熔点很高，属原子晶体，是由原子通过共价键形成的；(2)B组为金属晶体，具有四条共性；(3)HF中存在分子间氢键，故其熔点反常；(4)D组属于离子晶体，具有两条性质；(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。答案：(1)原子共价键(2)(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗更多能量(只要答出HF分子间能形成氢键即可)(4)(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na)r(K)r(Rb)SiH4GeH4SnH4BKClNaClMgCl2MgOCMgBr2SiCl4BND金刚石晶体硅钠解析：选D。A项物质均为结构相似的分子晶体，其熔点取决于分子间作用力的大小，一般来说，结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力也越大，故A项各物质熔点应为逐渐升高的顺序；B项物质均为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于离子键键能的大小，一般来说，离子的半径越小，电荷越多，离子键的键能就越大，故B项各物质熔点也应为升高顺序；C项SiCl4为分子晶体，MgBr2为离子晶体，BN为原子晶体，故SiCl4的熔点最低；D项，原子晶体的熔点取决于共价键的键能，键能与键长成反比，金刚石CC键的键长更短些，所以金刚石的熔点比晶体硅高，原子晶体的熔点一般比金属晶体的熔点高，则金刚石和晶体硅的熔点比钠的高。4(1)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2和Fe2的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO_FeO(填“”或“”)。(2)硅烷(SinH2n2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是_。解析：(1)NiO、FeO都为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于晶格能，离子半径越大，晶格能越小，熔点越低。(2)硅烷是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高。答案：(1)(2)硅烷的相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高(1)判断晶体类型的五个依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力。物质的类别。晶体的熔点。物质的导电性。硬度和机械性能。(2)判断晶体类型的注意事项常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。石墨属于混合型晶体，但因每层内原子之间碳碳共价键的键长为1.421010 m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.541010 m)短，所以熔、沸点高于金刚石。AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，其熔、沸点低(熔点190 )。合金的硬度比各成分金属大，但熔、沸点比各成分金属低。 典型晶体模型及晶胞计算 知识梳理1典型晶体模型晶体晶体结构晶体详解原子晶体金刚石(1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构(2)键角均为109.5(3)最小碳环由6个C原子组成且6个原子不在同一平面内(4)每个C参与4个CC键的形成，C原子数与CC键数之比为12SiO2(1)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构(2)每个正四面体占有1个Si，4个“O”，n(Si)n(O)12(3)最小环上有12个原子，即6个O，6个Si分子晶体干冰(1)每8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子(2)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个离子晶体NaCl型(1)每个Na(Cl)周围等距且紧邻的Cl(Na)有6个，每个Na周围等距且紧邻的Na有12个(2)每个晶胞中含4个Na和4个ClCsCl型(1)每个Cs周围等距且紧邻的Cl有8个，每个Cs(Cl)周围等距且紧邻的Cs(Cl)有6个(2)如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs、1个Cl金属晶体简单立方堆积典型代表Po，配位数为6，空间利用率52%面心立方最密堆积典型代表Cu、Ag、Au，配位数为12，空间利用率74%体心立方堆积 典型代表Na、K、Fe，配位数为8，空间利用率68%六方最密堆积典型代表Mg、Zn、Ti，配位数为12，空间利用率74%2.晶胞中微粒的计算方法均摊法自我检测下图为三种离子晶体晶胞示意图(阳离子，阴离子)，以M代表阳离子，以N表示阴离子，写出各离子晶体的组成表达式：A_、B_、C_。解析：在A中，含M、N的个数相等，故组成表达式为MN；在B中，含M：41(个)，含N：424(个)，N(M)N(N)13，故组成表达式为MN3；在C中，含M：4(个)，含N为1个，故组成表达式为MN2。答案：MNMN3MN2(1)在晶胞中微粒个数的计算过程中，不要形成思维定势，不能对任何形状的晶胞都使用上述计算方法。不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子是被几个晶胞共用，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞共用。(2)判断某种粒子周围等距且紧邻的粒子数目时，要注意运用三维想象法。例如：NaCl晶体中，Na周围等距且紧邻的Na数目(Na用“。”表示)：每个面上都有4个，共计12个。(1)2017高考全国卷，35(4)(5)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为_nm，与K紧邻的O个数为_。在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于_位置，O处于_位置。(2)2016高考全国卷，37(6)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(，0，)；C为(，0)。则D原子的坐标参数为_。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a565.76 pm，其密度为_gcm3(列出计算式即可)。(3)2015高考全国卷，37(5)O和Na能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a0.566 nm, F 的化学式为_；晶胞中O原子的配位数为_；列式计算晶体F的密度(gcm3)_ _。(4)2015高考全国卷，37(5)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：石墨烯晶体金刚石晶体在石墨烯晶体中，每个C原子连接_个六元环，每个六元环占有_个C原子。在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接_个六元环，六元环中最多有_个C原子在同一平面。解析(1)二者间的最短距离为晶胞面对角线长的一半，即0.446 nm0.315 nm。与钾紧邻的氧原子有12个。想象4个晶胞紧密堆积，则I处于顶角，O处于棱心，K处于体心。(2)对照晶胞图示、坐标系以及A、B、C点坐标，选A点为参照点，观察D点在晶胞中位置(体对角线处)，由B、C点坐标可以推知D点坐标。类似金刚石晶胞，1个晶胞含有8个锗原子，107 gcm3。(3)该晶胞中含有8个Na、4个O2，故化学式为Na2O，O原子的配位数为8；一个晶胞的质量为62 g，故密度为 gcm32.27 gcm3。(4)由图中石墨烯的结构可知，每个碳被3个六元环所共有，每个六元环占有的碳原子数为62。金刚石晶体中每个碳原子被12个六元环所共有。六元环中C原子采取sp3杂化，为空间六边形结构，最多有4个C原子共平面。答案(1)0.31512体心棱心(2)107(3)Na2O8 gcm32.27 gcm3(4)32124金刚石晶胞(如图)含有_个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r_a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率：_(不要求计算结果)。答案：8晶体的密度及微粒间的距离的计算若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对“分子”质量)；又1个晶胞的质量为a3 g(a3为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为a3NA g，因此有xMa3NA，即。 晶胞的结构1(1) 石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为_，该材料的化学式为_。(2)Mg与某元素形成的化合物的晶胞如图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是_。(3)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为_。解析：(1)一个晶胞中M原子的个数为12912；一个晶胞中C60的个数为864，M与C60的个数比为31，故该材料的化学式为M3C60。(3)根据晶胞可知，铜晶体是面心立方结构，顶点离面心的铜原子距离最近，一个晶胞中，一个顶点离它最近的面心铜原子有3个，经过一个顶点的晶胞有8个，共24个面心铜原子，1个面心铜原子由2个晶胞共有，故每个铜原子周围距离最近的铜原子有12个。答案：(1)12M3C60(2)21(3)122(1)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以_相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献_个原子。(2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为_，该功能陶瓷的化学式为_。(3) 元素X位于第4周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。在1个晶胞中，X离子的数目为_。该化合物的化学式为_。解析：(1)单质硅与金刚石都属于原子晶体，其中原子与原子之间以共价键结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献63个原子。(2)B原子半径大于N原子半径，所以白球是B原子，黑球是N原子。其中B原子的个数是182，N原子的个数是142。所以该物质的化学式是BN。(3)X的核外电子排布式为Ar3d104s2，则X为锌，Y的核外电子排布式为Ne3s23p4，则Y为硫。1个晶胞中X离子数目为864，Y的离子数目为4，X与Y的离子数目比为11，则该化合物的化学式为ZnS。答案：(1)共价键3(2)2BN(3)4ZnS晶胞的计算3(1)Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有_个铜原子。Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a0.405 nm，晶胞中铝原子的配位数为_。列式表示Al单质的密度_gcm3(不必计算出结果)。(2) 前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A和B的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。该化合物的化学式为_；D的配位数为_；列式计算该晶体的密度：_gcm3。(3) 立方ZnS晶体结构如图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为_gcm3(列式并计算)，a位置S2与b位置Zn2之间的距离为_pm(列式表示)。解析：(1)面心立方晶体中，铝原子的配位数为12；该晶胞中含有Al原子数目为864，根据(0.405107)327，解得 (gcm3)。(2)由题意可知：A为F元素，B为K元素，C为Fe元素，D为Ni元素。根据晶胞结构可知：F原子个数为16428，K原子个数为824，Ni原子个数为812，则化学式为K2NiF4。由图示可看出在每个Ni原子的周围有6个F原子，故Ni的配位数为6。该晶体的密度为3.4 (gcm3)。(3)用均摊法算出每个晶胞中含4个Zn2和4个S2，其质量为4 g，其体积是(540.01010 cm)3，所以其密度为4.1 (gcm3)。若把该晶胞均分为8个小立方，则b(Zn2)处于小立方体的正中心，它与顶点a(S2)的距离为晶胞体对角线的，即(540.0 pm)/4135 pm。答案：(1)1612(2)K2NiF463.4(3)4.1135晶体结构的相关计算(1)晶胞质量晶胞含有的微粒的质量晶胞含有的微粒数。(2)空间利用率100%。(3)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a)面对角线长a；体对角线长a；体心立方堆积4ra(r为原子半径)；面心立方堆积4ra(r为原子半径)。 课后达标检测一、选择题1(2015高考上海卷)某晶体中含有极性键，关于该晶体的说法错误的是()A不可能有很高的熔沸点B不可能是单质C可能是有机物D可能是离子晶体解析：选A。A.在SiO2晶体中含有极性共价键SiO键，由于该晶体是原子晶体，原子之间通过共价键结合，断裂需要吸收很高的能量，因此该物质的熔沸点很高，错误。B.同种元素的原子形成的共价键是非极性共价键，不同种元素的原子形成的共价键是极性共价键，因此含有极性键的物质不可能是单质，正确。C.若该极性键存在于含有C元素的化合物中，如CH4、CH3CH2OH等，则相应的物质是有机物，正确。D.离子化合物中一定含有离子键，可能含有极性共价键，如NaOH，也可能含有非极性共价键，如Na2O2，因此含有极性键的化合物可能是离子晶体，正确。2下列性质适合于某种原子晶体的是()A熔点1 070 ，易溶于水，水溶液导电B熔点10.32 ，液态不导电，水溶液导电C能溶于CS2，熔点112 ，沸点444.6 D熔点3 550 ，很硬，不溶于水，不导电解析：选D。由原子晶体所具有的一般特点：熔、沸点高，硬度大，不溶于水等性质，可以推断D项描述的晶体是原子晶体。3下面有关晶体的叙述中，不正确的是()A金刚石网状结构中，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周围距离相等且紧邻的Na共有6个C氯化铯晶体中，每个Cs周围等距且紧邻8个ClD干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻12个CO2分子解析：选B。氯化钠晶体中，每个Na周围距离相等且紧邻的Na共有12个，距离相等且紧邻的Cl共有6个。4下列说法正确的是()A原子晶体中只存在非极性共价键B因为HCl的相对分子质量大于HF，所以HCl的沸点高于HFC液氮汽化时，分子内共价键不会发生断裂D凡有规则外形的固体一定是晶体解析：选C。A项SiO2中存在极性键；B项HF分子间存在氢键，故HF的沸点高。5下列有关化学键与晶体结构的说法正确的是()A两种元素组成的分子中一定只有极性键B离子化合物的熔点一定比共价化合物的高C非金属元素组成的化合物一定是共价化合物D只要含有离子键就是离子晶体解析：选D。本题可用举例法判断，选项A中如H2O2和C2H6分子中既含有极性键又含有非极性键，A错。有的共价化合物在固态时形成分子晶体，熔点较低，有的共价化合物在固态时形成原子晶体，熔点很高，B错。对于选项C可考虑铵盐，常见的铵盐如NH4NO3只有非金属元素组成，但属于离子化合物，C错。6下面的排序不正确的是()A晶体熔点由低到高：CF4CCl4CBr4碳化硅晶体硅C熔点由高到低：NaMgAlD晶格能由大到小：NaFNaClNaBrNaI解析：选C。选项A中晶体熔点与分子间作用力有关，相对分子质量越大，分子间作用力越大，选项A正确；选项B中硬度与共价键的键能有关，由于SiSi 键的键长CSi 键的键长CC键的键长，键长越长，键能越小，选项B正确；选项C中熔点与金属键的强弱有关，金属性越强，金属键越弱，因此正确的顺序为AlMgNa，选项C错误；选项D中晶格能的大小与离子半径和离子所带电荷数有关，选项D正确。7如图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列有关说法正确的是()A冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体B冰晶体具有空间网状结构，是原子晶体C水分子间通过HO键形成冰晶体D冰晶体熔化时，水分子之间的空隙增大解析：选A。冰是水分子之间通过氢键结合而成的分子晶体，B、C错误；水结冰时体积膨胀，D错误。8下列关于晶体的说法一定正确的是()A分子晶体中都存在共价键BCaTiO3晶体中每个Ti4与12个O2相邻CSiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合D金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高解析：选B。有些单原子的分子晶体中不存在共价键，如稀有气体构成的晶体，A错；因在晶体中Ti4位于顶点而O2位于面心，所以CaTiO3晶体中每个Ti4与12个O2相邻，B正确；SiO2晶体中每个Si原子与4个O原子以共价键结合，C错；有些金属晶体比分子晶体的熔点低，如汞在常温下为液体，D错。9高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为2价。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是()A超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K和4个OB晶体中每个K周围有8个O，每个O周围有8个KC晶体中与每个K距离最近的K有8个D晶体中与每个K距离最近的K有6个解析：选A。由题中的晶胞结构知：有8个K位于顶点，6个K位于面心，则晶胞中含有的K数为864个；有12个O位于棱上，1个O处于中心，则晶胞中含有O数为1214个，所以超氧化钾的化学式为KO2；每个K周围有6个O，每个O周围有6个K，与每个K距离最近的K有12个。二、非选择题10下图为几种晶体或晶胞的示意图： 请回答下列问题：(1)上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是_。(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为_。(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，原因是_。(4)每个Cu晶胞中实际占有_个Cu原子，CaCl2晶体中Ca2的配位数为_。(5)冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是_。答案：(1)金刚石晶体(2)金刚石、MgO、CaCl2、冰、干冰(3)小于MgO晶体中离子所带的电荷数大于NaCl晶体中离子所带的电荷数；且r(Mg2)r(Na)、r(O2)r(Cl)(4)48(5)H2O分子之间能形成氢键11氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。(1)基态硼原子的电子排布式为_。(2)关于这两种晶体的说法，正确的是_(填序号)。a立方相氮化硼含有键和键，所以硬度大b六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软c两种晶体中的BN键均为共价键d两种晶体均为分子晶体(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为_，其结构与石墨相似却不导电，原因是_。(4)立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为_。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300 km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是_。(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有_mol配位键。解析：(1)B的原子序数为5，故其基态原子的电子排布式为1s22s22p1。(2)立方相氮化硼晶体的硬度大小与是否含有键和键无关，与晶体的结构有关，即立方相氮化硼晶体为原子晶体，硬度较大，a错误；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，根据石墨晶体可知其层和层之间是靠范德华力结合的，故其作用力小，质地较软，b正确；B和N都是非金属元素，两种晶体中的BN键都是共价键，c正确；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，属于混合型晶体，立方相氮化硼晶体为原子晶体，d错误。(3)六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，同一层上的原子在同一平面内，根据六方相氮化硼晶体的晶胞结构可知，1个B原子与3个N原子相连，故为平面三角形结构；由于B最外层有3个电子都参与了成键，层与层之间没有自由移动的电子，故不导电。(4)立方相氮化硼晶体的结构与金刚石相似，故B原子为sp3杂化；该晶体存在地下约300 km的古地壳中，因此制备需要的条件是高温、高压。(5)NH中有1个配位键，BF中有1个配位键，故1 mol NH4BF4含有2 mol配位键。答案：(1)1s22s22p1(2)bc(3)平面三角形层状结构中没有自由移动的电子(4)sp3高温、高压(5)212(2016高考四川卷)M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：(1)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是_。(2)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是_(填离子符号)。 (3)在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种氢化物，Z被还原为3价，该反应的化学方程式是_。解析：由M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，可知M为氧元素；R是同周期元素中最活泼的短周期金属元素，且原子序数大于氧元素，故R为钠元素；X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，故X为硫元素，Y为氯元素；Z的基态原子4s和3d轨道半充满，故其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，故Z为铬