备考2025届高考化学一轮复习分层练习第五章物质结构与性质元素周期律第6讲晶体结构与性质

第6讲晶体结构与性质1.下列物质所属晶体类型分类正确的是（D）选项ABCD共价晶体石墨生石灰碳化硅金刚石分子晶体冰固态氨氯化铯干冰离子晶体氮化铝食盐明矾胆矾金属晶体铜汞铝铁解析石墨为混合型晶体，氮化铝为共价晶体，A项错误；生石灰的主要成分为CaO，CaO为离子晶体，B项错误；氯化铯为离子晶体，C项错误；金刚石为共价晶体，干冰为分子晶体，胆矾为离子晶体，铁为金属晶体，D项正确。2.[2024湖北十一校联考]纳米SiO2为无定形（非晶态）白色粉末，颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、对紫外线反射实力强。下列关于纳米SiO2的说法正确的是（D）A.对光有各向异性B.熔点与晶体SiO2相同C.与晶体SiO2互为同分异构体D.可用X－射线衍射试验区分纳米SiO2与晶体SiO2解析纳米SiO2为无定形态，不属于晶体，不具有对光的各向异性，A项错误；晶体二氧化硅为共价晶体，纳米二氧化硅不属于晶体，二者熔点不同，B项错误；同分异构体是指分子式相同、结构不同的化合物，晶体二氧化硅（SiO2）中没有分子，C项错误；纳米SiO2不是晶体，晶体SiO2是共价晶体，可用X－射线衍射试验区分纳米SiO2与晶体SiO2，D项正确。3.[2024天津五校联考]萤石是制作光学玻璃的原料之一，其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是（D）A.F位于元素周期表p区B.该晶体属于离子晶体C.F－位于Ca2＋构成的四面体空隙中D.每个Ca2＋四周距离最近且相等的F－有4个解析F元素是9号元素，位于元素周期表p区，A项正确。氟化钙中只存在Ca2＋、F－之间的离子键，该晶体属于离子晶体，B项正确。由题图可知，Ca2＋位于晶胞顶点和面心，构成面心立方积累，F－位于晶胞体内，填充在以顶点和3个面心的Ca2＋构成的四面体空隙中心，C项正确。以面心处Ca2＋为探讨对象，每个Ca2＋四周距离最近且相等的F－有8个，D项错误。4.[2024武汉调研]立方氮化硼可作研磨剂，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是（C）A.立方氮化硼的硬度大B.硼原子的配位数是4C.该物质的化学式是B3N2D.N和B之间存在配位键解析由立方氮化硼可作研磨剂知，其硬度大，A项正确；由晶胞结构可知，硼原子位于顶点和面心，以面心处硼原子为探讨对象，距其最近的氮原子有4个，故硼原子的配位数为4，B项正确；依据均摊法，晶胞中B原子数目为8×18＋6×12＝4，N原子处于晶胞内部，数目为4，故该物质的化学式为BN，C项错误；立方氮化硼中每个B原子形成4个B—N共价键，B和N原子之间存在配位键，5.[2024河南部分重点中学模拟等组合]（1）羰基镍粉熔点为－25℃，沸点为43℃。羰基镍在固态时的晶体类型是分子晶体，推断依据是熔、沸点低。（2）SeO2可用于去头皮屑，常温下为白色晶体，熔点为340℃～350℃，则SeO2的晶体类型为分子晶体。（3）如图所示为Zn的四种卤化物的熔点，据此推断ZnF2的晶体类型为离子晶体，ZnCl2微粒之间的作用力为范德华力（或分子间作用力）。（4）立方氮化硼硬度大，熔点为3000℃，其晶体类型为共价晶体。（5）SiCl4是生产高纯硅的前驱体，沸点为57.6℃，可混溶于苯、氯仿等有机溶剂，则SiCl4的晶体类型为分子晶体，熔化时克服的作用力是范德华力（或分子间作用力）。解析（2）SeO2的熔点较低，为分子晶体。（3）由题图可以看出，ZnF2的熔点远高于其他三种物质的熔点，且ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的熔点随相对分子质量的增大渐渐上升，据此推断ZnF2为离子晶体，ZnCl2为分子晶体，分子晶体微粒间的作用力为范德华力。（5）SiCl4的沸点低，可混溶于苯、氯仿等有机溶剂，则其为分子晶体，熔化时克服分子间作用力。6.（1）[2024陕西渭南模拟]三卤化硼的性质如表所示：化合物BF3BCl3BBr3BI3熔点/℃－127－107－4649.9沸点/℃－9912.591.3210BF3、BCl3、BBr3、BI3的沸点渐渐上升的缘由是BF3、BCl3、BBr3、BI3四种物质均为分子晶体且结构相像，随着相对分子质量的增大，分子间作用力渐渐增加，沸点渐渐上升。（2）[2024浙江宁波模拟]第三周期部分主族元素的氟化物的熔点如表所示：化合物NaFAlF3SiF4SF6熔点/℃9931040－90－50.5由表中数值可以推断AlF3晶体类型为离子晶体，SiF4比SF6熔点低的缘由是SiF4与SF6的熔点较低，二者均为分子晶体，SiF4的相对分子质量小于SF6的，熔化时克服的分子间作用力小。（3）金属镓的卤化物的熔点如表所示：化合物GaF3GaCl3GaBr3熔点/℃＞100077.75122.3GaF3熔点比GaCl3熔点高许多，缘由是GaF3的熔点相对较高，为离子晶体，GaCl3是分子晶体，离子键强度大于分子间作用力，故离子晶体（GaF3）的熔点高于分子晶体（GaCl3）的熔点。7.[2024浙江名校联考]钙钛矿并不是专指一种含钙和钛的某种化合物，而是一类具有相像结构的晶体材料的总称，如图所示晶胞可表示立方钙钛矿，其中A是较大的阳离子，B是较小的阳离子，X是阴离子，该立方钙钛矿通式可表示为ABX3（用A、B、X表示）。一种金属卤化物光电材料的组成为Pb2＋、I－和有机碱离子CH3NH3＋（结构与立方钙钛矿相同）。若晶胞参数为anm，则晶体密度为620a3×NA×1021解析由晶胞图示可知，A位于体心，个数为1，B位于顶点，个数为8×18＝1，X位于棱上，个数为12×14＝3，则其通式可表示为ABX3。该金属卤化物光电材料的结构与立方钙钛矿相同，则晶胞中含有1个Pb2＋、1个CH3NH3＋、3个I－，晶体密度为207+32+127×3NAg÷（a×10－7cm）3＝620a8.[2024湖南]钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz、和xy平面投影分别如图所示：（1）该超导材料的最简化学式为KFe2Se2；（2）Fe原子的配位数为4；（3）该晶胞参数a＝b＝0.4nm、c＝1.4nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为2×（39+56×2+79×2）NA×0.4解析（1）分析晶胞在xz、yz、xy平面的投影图可知，占据顶点和体心位置的为K原子，故K原子个数为8×18＋1＝2，每个竖直棱上有2个Se原子，体内有2个Se原子，故Se原子个数为8×14＋2＝4，每个竖直面上有2个Fe原子，故Fe原子个数为8×12该物质的晶胞结构如图所示，其最简化学式为KFe2Se2。（2）以1号Fe原子为探讨对象，2号和3号铁原子及其对称位置的2个Fe原子距离1号Fe原子最近，故Fe的配位数为4。（3）该晶胞的质量为2×（39+56×2+79×2）NAg，体积为0.4×0.4×1.4×10－21cm3，故该晶体的密度为2×（39+56×2+79×29.[2024山东]XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A点原子的分数坐标为（12，12，12）。已知Xe—F键长为rpm，则B点原子的分数坐标为（0，0，rc）；晶胞中A、B间距离d＝解析以晶胞参数为单位长度建立坐标系时，由B点在棱上rc处，知B点原子的分数坐标为（0，0，rc）。如图所示从点A向底面作垂线到点D，则ED＝22apm，AB＝CE＝d，CD＝（12c－r）pm，依据CD2＋ED2＝CE2，代入数据可得d2＝0.5a2pm2＋（0.5c－r）2pm2，d10.[2024海南中学模拟]CdSe的一种晶体为闪锌矿型结构，晶胞结构如图所示。已知Cd和Se的原子半径分别为rCdnm和rSenm，则该晶胞中原子的空间利用率为（43πrC解析由题图可知，Se原子位于晶胞内部，Cd原子位于晶胞顶点和面心，依据“均摊法”可知，1个晶胞中Se原子数目为4，Cd原子数目为8×18＋6×12＝4，则原子总体积为[（43πrCd3＋43πrSe3）×4]nm3，该晶胞体积为11.[跨学科/数学][2024宁夏石嘴山模拟]GaN（相对分子质量为M）是新型半导体材料，该晶体的一种晶胞结构与金刚石晶胞（如图1所示）相像，其晶胞可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子替代，顶点和面心的碳原子被Ga原子替代，晶胞参数为acm。沿z轴从上往下俯视的晶胞投影图如图2所示。图1图2（1）若图2中原子1的分数坐标是（14，34，14），则原子5的分数坐标是（1，12，（2）晶胞结构中原子1、5之间的距离为114acm（3）设阿伏加德罗常数的值为NA，则GaN晶体的密度为4MNAa解析（1）依据数学立体几何关系可知，若图2中原子1的分数