（全国通用）2019版高考化学一轮复习 课时分层训练39 晶体结构与性质.doc

课时分层训练(三十九)晶体结构与性质(建议用时：45分钟)a级基础达标1(1)sic的晶体结构与晶体硅的相似，其中c原子的杂化方式为_，微粒间存在的作用力是_。sic晶体和晶体si的熔、沸点高低顺序是_。(2)氧化物mo的电子总数与sic的相等，则m为_(填元素符号)。mo是优良的耐高温材料，其晶体结构与nacl晶体相似。mo的熔点比cao的高，其原因是_。(3)c、si为同一主族的元素，co2和sio2的化学式相似，但结构和性质有很大的不同。co2中c与o原子间形成键和键，sio2中si与o原子间不形成上述键。从原子半径大小的角度分析，为何c、o原子间能形成上述键，而si、o原子间不能形成上述键：_，sio2属于_晶体，co2属于_晶体，所以熔点co2_sio2(填“”“”或“”)。(4)金刚石、晶体硅、二氧化硅、mgo、co2、mg六种晶体的构成微粒分别是_，熔化时克服的微粒间的作用力分别是_。【解析】(1)晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连，呈正四面体结构，所以c原子杂化方式是sp3，因为sic的键长小于sisi，所以熔点碳化硅晶体硅。(2)sic电子总数是20个，则该氧化物为mgo；晶格能与所构成离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，mgo与cao的离子电荷数相同，mg2半径比ca2小，mgo晶格能大，熔点高。(3)si的原子半径较大，si、o原子间距离较大，pp轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的键，sio2为原子晶体，co2为分子晶体，所以熔点sio2co2。(4)金刚石、晶体硅、二氧化硅均为原子晶体，构成微粒为原子，熔化时破坏共价键；mg为金属晶体，由金属阳离子和自由电子构成，熔化时克服金属键；co2为分子晶体，由分子构成，co2分子间以分子间作用力结合；mgo为离子晶体，由mg2和o2构成，熔化时破坏离子键。【答案】(1)sp3共价键sicsi(2)mgmg2半径比ca2小，mgo晶格能大(3)si的原子半径较大，si、o原子间距离较大，pp轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的键原子分子(4)原子、原子、原子、阴阳离子、分子、金属阳离子与自由电子共价键、共价键、共价键、离子键、分子间作用力、金属键2(1)氮化铝是一种新型无机非金属材料，具有耐高温、耐磨等特性，空间结构如图1所示。铝的配位数为_。氮化铝的晶体类型是_。图1(2)n和cu形成的化合物的晶胞结构如图2所示，则该化合物的化学式为_。该化合物的相对分子质量为m，na为阿伏加德罗常数。若该晶胞的边长为a pm，则该晶体的密度是_gcm3。图2(3)f元素基态原子m层上有5对成对电子，f形成的单质有、三种结构，三种晶胞(分别如下图3所示)中f原子的配位数之比为_，、三种晶胞的边长之比为_。图3【解析】(1)由氮化铝的空间结构知，1个铝连接4个氮，铝的配位数为4；根据氮化铝具有耐高温、耐磨等特性，推知它属于原子晶体。(2)根据均摊法，每个晶胞平均含有cu原子数为121/43，n原子数为81/81，故其化学式为cu3n。根据密度的定义式：m/v1030 gcm3。(3)三种晶胞分别为体心立方(配位数为8)，面心立方(配位数为12)，简单立方(配位数为6)，则配位数之比为463。由半径表示边长，则体心立方4ra1，面心立方4ra2，简单立方2ra3，故边长之比为22。【答案】(1)4原子晶体(2)cu3n1030(3)463223(2018石家庄模拟)现有某第四周期过渡金属元素a，其基态原子排布中有四个未成对电子，由此元素可构成固体x。 【导学号：97500222】(1)区分固体x为晶体或非晶体的方法为_。若此固体结构如图甲、乙所示，则按甲虚线方向切乙得到的ad图中正确的是_。甲乙a bc d(2)a可与co反应生成a(co)5，常压下熔点为20.3 ，沸点为103.6 ，试推测：该晶体类型是_。(3)a可与另两种元素b、c构成某种化合物，b、c的外围电子排布分别为3d104s1、3s23p4，其晶胞如图所示，则其化学式为_。该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，根据图中所示的数据列式计算该晶体的密度d_ gcm3。(保留两位小数)【解析】(1)根据题干信息可知元素a为fe。甲中fe位于顶点和体心，乙由8个甲组成，按甲虚线方向切乙形成的截面是长方形，则排除b、d，由于甲的体心含有1个fe原子，则a图符合题意。(3)根据b、c的外围电子排布式分别为3d104s1、3s23p4可判断b为cu、c为s。该晶胞中，fe原子有6个位于面上、4个位于棱上，个数为464，cu原子有4个位于面上、1个位于体内、8个位于顶点，个数为8414，s原子数为8。晶体中n(cu)n(fe)n(s)448112，故该晶体的化学式为cufes2。晶胞质量，晶胞体积(5241010cm)21 0301010 cm，故该晶体的密度d4.32 gcm3。【答案】(1)x射线衍射a(2)分子晶体(3)cufes24.324. (1)科学家把c60和k掺杂在一起制造了一种富勒烯与钾的化合物，该物质在低温时是一种超导体，其晶胞如图所示，该物质中k原子和c60分子的个数比为_。继c60后，科学家又合成了si60、n60。请解释如下现象：熔点si60n60c60，而破坏分子所需要的能量n60c60si60，其原因是_。(2)铜晶体为面心立方最密堆积，铜的原子半径为127.8 pm，列式计算晶体铜的密度_。(3)a是周期表中电负性最大的元素，a与钙可组成离子化合物，其晶胞结构如图所示，该化合物的电子式是_。已知该化合物晶胞1/8的体积为2.01023 cm3，求该离子化合物的密度，请列式并计算(结果保留一位小数)：_。【解析】(1)k处于晶胞表面：126，c60处于晶胞顶点和体心：812。故k原子和c60分子的个数比为6231。熔点与分子间作用力大小有关，而破坏分子则是破坏分子内的共价键。(2)晶胞边长2r(cu)，晶胞含有cu为4，m(cu)64 gmol1， gcm39.0 gcm3。(3)a为f，与ca形成caf2，电子式为， gcm33.2 gcm3。【答案】(1)31结构相似的分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力(或范德华力)越强，熔化所需的能量越多，故熔点：si60n60c60；而破坏分子需断开化学键，元素电负性越强其形成的化学键越稳定，断键时所需能量越多，故破坏分子需要的能量大小顺序为n60c60si60(2) gcm39.0 gcm3(3) 3.2 gcm3b级能力提升5(1)比较下列卤化锡的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_。sncl4snbr4sni4熔点/3331144.5沸点/114.1202364(2)灰锡具有金刚石型结构，其中sn原子的杂化方式为_，微粒之间存在的作用力是_。(3)原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，如图为灰锡的晶胞，其中原子坐标参数a为(0,0,0)、b为，则d为。锡的配位数为_。已知灰锡的晶胞参数a0.648 9 nm，其密度为_ gcm3(na为6.021023 mol1，不必算出结果，写出简化后的计算式即可)。【解析】(1)锡元素的卤化物都为分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合。对于组成类型相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高。由于相对分子质量：sncl4snbr4sni4，所以它们的熔、沸点由低到高的顺序：sncl4snbr4sni4。(2)灰锡具有金刚石型结构，其中sn原子的杂化方式为sp3杂化。灰锡是同一元素的原子通过共用电子对形成的单质，所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键(或共价键)。(3)根据各个原子的相对位置可知，d在体对角线的1/4处，所以其坐标参数是。根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的sn原子个数是81/861/248，所以晶胞的密度为 gcm3107 gcm3。【答案】(1)sncl4、snbr4、sni4熔、沸点依次升高；原因是它们分子结构相似，随相对分子质量增大，分子间相互作用力逐渐增强(2)sp3杂化非极性共价键(或共价键)(3)4107(1)(2016全国卷，节选)下图为ge单晶的晶胞。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)。(2)(2014全国卷，节选)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)。(3)(2013全国卷，节选)a、b和d三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示(已知a、b、d分别为f、k、ni元素)。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。【解析】(1)每个晶胞中含有锗原子81/861/248(个)，每个晶胞的质量为，晶胞的体积为(565.761010cm)3，所以晶胞的密度为。(2)cu2o立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则一个cu2o晶胞含有氧原子个数为4688，那么该晶胞中含有铜原子个数为16。al单质为面心立方晶体，则晶胞中al原子的配位数为12。每个晶胞中含有al原子个数为864个，晶胞参数a0.405 nm0.405107 cm，晶胞的体积为(0.405107 cm)3，因此晶胞的密度可表示为 gcm3。(3)