第3节　第1课时　金属晶体与离子晶体

第1课时金属晶体与离子晶体课后·训练提升基础巩固1.下列关于晶体的说法正确的是()。A.晶体中只要有阳离子,就一定有阴离子B.晶体中只要有阴离子,就一定有阳离子C.有金属光泽的晶体一定是金属晶体D.根据晶体能否导电能判断晶体是否属于金属晶体答案:B解析:金属晶体中,有金属阳离子而没有阴离子,A项错误。晶体中只要有阴离子,就一定有阳离子,B项正确。有金属光泽的晶体不一定是金属晶体,如晶体碘、晶体硅,C项错误。能导电的晶体不一定是金属晶体,如石墨,D项错误。2.根据下列晶体的相关性质,判断可能属于金属晶体的是()。选项晶体的相关性质A由分子间作用力结合而成,熔点低B固态或熔融态时易导电,熔点在1000℃左右C由共价键结合成三维骨架结构,熔点高D固体不导电,但溶于水或熔融后能导电答案:B解析:由分子间作用力结合而成的晶体属于分子晶体,A项不符合题意。金属晶体中有自由移动的电子,能导电,绝大多数金属在常温下为固体,熔点较高,所以固态或熔融态时易导电,熔点在1000℃左右的晶体可能属于金属晶体,B项符合题意。相邻原子之间通过共价键结合形成的三维骨架结构的晶体属于共价晶体,C项不符合题意。固体不导电,说明晶体中无自由移动的带电粒子,则不可能为金属晶体,D项不符合题意。3.根据下列实验事实,能确定某晶体一定是离子晶体的是()。A.晶体熔点达2500℃B.晶体不导电,溶于水导电C.晶体不导电,熔融态能导电D.温度越高,溶解度越大答案:C解析:熔点为2500℃的可以是金属晶体、共价晶体或离子晶体;晶体不导电,水溶液导电可以是离子晶体或分子晶体;温度升高,多数固体的溶解度增大。4.依据“电子气”的金属键模型,下列对于金属导电性随温度变化的解释,正确的是()。A.温度升高,自由电子的动能变大,以致金属导电性增强B.温度升高,自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞,以致金属导电性减弱C.温度升高,自由电子互相碰撞的次数增加,以致金属导电性减弱D.温度升高,自由电子间的吸引力变小,以致导电性增强答案:B解析:温度升高时,自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞,故温度越高,导电性越弱。5.如图所示是从NaCl或CsCl的晶体结构中分割出来的部分结构图,其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是()。(球的大小不反映离子半径的实际大小)A.图(1)和(3) B.图(2)和(3)C.图(1)和(4) D.只有图(4)答案:C解析:本题考查了离子晶体的代表物质NaCl、CsCl的晶体结构。NaCl晶体中,每个Na+周围最邻近的Cl-有6个,构成正八面体;同理,每个Cl-周围最邻近的6个Na+也构成正八面体,由此可知图(1)和(4)是从NaCl晶体中分割出来的结构图,C项正确。6.为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物,可以进行下列实验,其中合理、可靠的是()。A.观察常温下的状态,SbCl5是苍黄色液体,SnCl4为无色液体。结论:SbCl5和SnCl4都是离子化合物B.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5℃、2.8℃、-33℃。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物C.将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中,滴入HNO3酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物D.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性,发现它们都可以导电。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物答案:B解析:离子化合物与物质状态、颜色无关;离子化合物一般熔、沸点较高,熔融态可导电;分子晶体溶于水后也可以发生电离而导电,如HCl等;HCl溶于水电离产生Cl-,也能与HNO3酸化的AgNO3溶液反应,产生白色沉淀,故A、C、D项都不可靠。7.泽维尔研究发现,当激光脉冲照射NaI时,Na+和I-两核间距为1.0~1.5nm,呈现离子键;当两核靠近约相距0.28nm时,呈现共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是()。A.NaI晶体是离子晶体和分子晶体的混合物B.离子晶体可能含有共价键C.NaI晶体中既有离子键,又有共价键D.共价键和离子键没有明显的界线答案:D解析:由题中信息可知,离子的核间距较大时,呈离子键,而核间距较小时,呈共价键,当核间距改变时,键的性质会发生改变,这说明离子键和共价键并没有明显的界线。8.已知物质的熔点数据如下表,请回答问题。物质AlF3AlCl3AlBr3Al2O3MgCl2MgO熔点/℃1260181(升华)26320457072852(1)下列各组物质中,熔化时所克服的粒子间作用力类型分别与氟化铝和溴化铝相同的是(填字母)。

A.NaCl和CCl4 B.Na2O和SiO2C.金刚石和金属铝 D.碘和干冰(2)MgCl2的熔点远高于AlCl3熔点的原因是

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(3)工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁,用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。为什么不用电解MgO的方法生产镁,也不用电解AlCl3的方法生产铝?(4)MgO的熔点比BaO的熔点(填“高”或“低”)。

(5)设计可靠的实验证明MgCl2、AlCl3所属的晶体类型,实验方法是

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答案:(1)A(2)MgCl2是离子晶体,AlCl3是分子晶体,离子键的强度远大于分子间作用力(3)氧化镁晶体的熔点比氯化镁晶体的熔点高,电解时消耗电能大。AlCl3不属于离子晶体,熔融时不能导电,因而不能用电解AlCl3的方法生产铝。(4)高(5)将两晶体加热到熔化状态,MgCl2能导电,AlCl3不能导电,证明AlCl3为分子晶体,MgCl2为离子晶体解析:(1)由表中数据可知AlF3是离子化合物,熔化时需克服离子键,而AlBr3是分子晶体,熔化时需克服分子间作用力,故A项符合题目要求。(2)MgCl2是离子晶体,离子间通过离子键结合,AlCl3为共价化合物分子,分子间通过范德华力结合,离子键作用力远大于范德华力,所以MgCl2的熔点远高于AlCl3的熔点。(3)因为MgO的熔点远高于MgCl2,故电解熔融MgO将需要更高的温度,消耗更多的能量,因而不用电解MgO的方法生产镁。AlCl3不属于离子晶体,熔融时不能导电,因而不能用电解AlCl3的方法生产铝。(4)MgO和BaO都是离子化合物,Mg2+的半径比Ba2+的半径小,所以MgO的熔点比BaO的熔点高。(5)将两种晶体加热到熔化状态,MgCl2能导电,而AlCl3不能导电,即可证明MgCl2为离子晶体,AlCl3为分子晶体。能力提升1.下列关于晶体的说法中错误的是()。A.金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低B.离子晶体中只有离子键没有共价键,分子晶体中肯定没有离子键C.CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个Ti4+和12个O2-紧邻CaTiO3的晶胞结构模型D.氯化钠熔化时离子键被破坏答案:B解析:离子晶体内可能有共价键,B项错误。2.(河南洛阳一模)据报道,科学家将氢气冷却到极低温度后,在极高压下,用金刚石对氢气进行压缩,成功获得了一小块金属氢,但由于操作失误,这块金属氢最后消失了,因此无法进行进一步的性质测定,则下列关于金属氢性质的推测肯定错误的是()。A.金属氢为高能储能材料,可用于制造新式武器B.在固体金属氢的结构中H2分子紧密而有序地排列C.金属氢的密度比液态氢更大,可广泛运用于航天事业中D.金属氢具有导电性,甚至可能是超导体答案:B解析:氢气分子中含有共价键,金属氢中含有金属键,则氢气变成金属氢的过程中,共价键转变为金属键,结构发生变化,B项错误。3.有一种蓝色晶体[可表示为MxFey(CN)6],通过X射线衍射实验研究发现,它的结构特征是Fe3+和Fe2+互相占据立方体互不相邻的顶点,而CN-位于立方体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法正确的是()。A.该晶体的化学式为MFe3(CN)6B.该晶体属于离子晶体,M呈+1价C.该晶体属于离子晶体,M呈+2价D.晶体中与每个Fe3+距离最近的CN-为3个答案:B解析:由题图可推出,晶体中阴离子的最小结构单元中含Fe2+个数为4×18=12,含Fe3+个数也为12,CN-的个数为12×14=3,因此阴离子的化学式为[Fe2(CN)6]-,则该晶体的化学式只能为MFe2(CN)6,A项错误。由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体,M的化合价为+1价,B项正确,C项错误。由题图可看出与每个Fe3+距离最近的CN4.如图,直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处的位置。这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。(1)请将其中代表Cl-的圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成NaCl晶体结构示意图。(2)晶体中,在每个Na+的周围与它距离最近的Na+共有个。

(3)在NaCl晶胞中正六面体的顶角上、面上、棱上的Na+或Cl-为该晶胞与其相邻的晶胞所共有,一个晶胞中Cl-的个数等于,即(填计算式);Na+的个数等于,即(填计算式)。

答案:(1)(答案不唯一,合理即可)(2)12(3)412×14+1=448×18+6×1解析:(1)如图所示:(2)从体心Na+看,离它距离最近的Na+共有12个。(3)根据离子晶体的晶胞,求阴、阳离子个数比的方法是均摊法。由此可知,如图NaCl晶胞中,含Na+数目为8×18+6×12=4;含Cl-数目为12×15.镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时,先制备无水氯化镁,然后将其熔融电解,得到金属镁。(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时,常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物,其主要作用除了降低熔点之外还有。

(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示,请改正图中错误: 。

(3)用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成烟火。燃放时,烟火发出五颜六色的光,请用原子结构的知识解释发光的原因:

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(4)Mg是第三周期元素,该周期部分元素氟化物的熔点见下表:氟化物NaFMgF2SiF4熔点/K12661534183解释表中氟化物熔点差异的原因:

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答案:(1)增强熔融盐的导电性(2)8号白色空心球应改为黑色实心球(3)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以发光的形式释放能量(4)离子晶体粒子间的作用力随阳离子半径的减小、电荷的增大而增大,故MgF2的熔点高于NaF的熔点;SiF4是分子晶体,晶体中粒子间的作用力为范德华力,因而熔点较低解析:(1)这些物质不能实际参与反应,是为了降低熔点及增强熔融盐的导电性。(3)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以发光的形式释放能量。(4)离子晶体中粒子间的作用力随阳离子半径的减小、电荷的增大而增大,故MgF2的熔点高于NaF的熔点;SiF4是分子晶体,晶体中粒子间的作用力为范德华力,因而熔点较低。过关检测一、选择题(本题包括18个小题,每小题2分,共36分。每小题四个选项只有一项符合题目要求)1.“可燃冰”是一种新能源,其主要成分是甲烷与水分子的结晶水合物(CH4·nH2O)。埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中,厌氧性细菌把有机质分解,最后形成石油和天然气(石油气),其中许多天然气被包进水分子中,在海底的低温与高压下形成了类似冰的透明晶体,这就是“可燃冰”。这种可燃冰的晶体类型是()。A.离子晶体 B.分子晶体C.共价晶体 D.金属晶体答案:B解析:可燃冰实际上是冰晶体的空腔内容纳甲烷分子,故该晶体为分子晶体。2.(上海黄浦区一模)下列有关化学键与晶体的说法正确的是()。A.两种元素组成的分子中一定只有极性键B.熔融状态时能导电的化合物一定是离子晶体C.非金属元素组成的化合物一定是共价化合物D.分子晶体的熔、沸点随着共价键的增强而升高答案:B解析:不同种元素的原子形成的共价键是极性键,两种元素组成的分子中可能有非极性键,如H2O2,A项错误。熔融状态时能导电的化合物是离子化合物,说明该化合物中含有自由移动的离子,B项正确。由非金属元素组成的化合物可能为离子化合物,如氯化铵,所以由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物,C项错误。分子晶体的熔、沸点取决于分子间作用力,而与化学键无关,D项错误。3.下列关于共价晶体和分子晶体的说法不正确的是()。A.共价晶体的硬度通常比分子晶体的大B.共价晶体的熔、沸点较高C.部分分子晶体的水溶液能导电D.金刚石、水晶和干冰都属于共价晶体答案:D解析:由于共价晶体中粒子间以共价键结合,而分子晶体中分子间以分子间作用力结合,故共价晶体通常比分子晶体的熔、沸点高,硬度大,A项和B项正确;有些分子晶体溶于水后能电离出自由移动的离子而导电,如H2SO4、HCl,C项正确;干冰(CO2)是分子晶体,D项错误。4.共价键、金属键、离子键和分子间作用力都是构成物质粒子间的不同相互作用力,下列含有上述两种相互作用力的晶体是()。A.SiC晶体 B.Ar晶体 C.NaCl晶体 D.NaOH晶体答案:D解析:SiC晶体、Ar晶体、NaCl晶体中都只含有一种作用力,分别是共价键、范德华力、离子键。5.具有下列原子序数的各组元素,能组成化学式为AB2型化合物,并且该化合物在固态时为共价晶体的是()。A.6和8 B.20和17 C.14和6 D.14和8答案:D解析:A项,C和O形成的AB2型化合物是CO2,CO2是分子晶体;B项,Ca和Cl形成的AB2型化合物是CaCl2,CaCl2是离子晶体;C项,Si和C不能形成AB2型共价化合物;D项,Si和O形成的AB2型化合物是SiO2,SiO2是共价晶体。6.在NH4+中存在4个NA.4个共价键的键长完全相同B.4个共价键的键长完全不同C.原来的3个N—H的键长完全相同,但与通过配位键形成的N—H的键长不同D.4个N—H的键长相同,但键能不同答案:A解析:NH4+可看成NH3分子结合1个H+后形成的,在NH3中中心原子N采取sp3杂化,孤电子对占据1个杂化轨道,3个未成键电子占据另外3个杂化轨道,分别结合3个H形成3个σ键,由于孤电子对的排斥,所以分子的空间结构为三角锥形,键角减小为107°。但结合H+时,N上的孤电子对会进入H+的空轨道,以配位键形成NH4+,这样N上就不再存在孤电子对,键角恢复至109°28',故NH4+为正四面体形,4个N—7.下列化合物,按其晶体的熔点由高到低排列正确的是()。A.SiO2、CsCl、CBr4、CF4 B.SiO2、CsCl、CF4、CBr4C.CsCl、SiO2、CBr4、CF4 D.CF4、CBr4、CsCl、SiO2答案:A解析:SiO2是共价晶体,CsCl是离子晶体,一般来说,共价晶体的熔点高于离子晶体的熔点。CBr4和CF4都是分子晶体,一般来说,组成相似的分子,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高。所以熔点由高到低的顺序是:SiO2>CsCl>CBr4>CF4。8.在解释下列物质的变化规律与物质结构间的因果关系时,与化学键的强弱无关的是()。A.钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高,硬度逐渐增大B.金刚石的硬度大于晶体硅的硬度,其熔点也高于晶体硅的熔点C.KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低D.F2、Cl2、Br2、I2的熔点和沸点逐渐升高答案:D解析:钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高,硬度逐渐增大,这是因为它们晶体中的金属键逐渐增强,与化学键的强弱有关;金刚石的硬度大于晶体硅的硬度,其熔点也高于晶体硅的熔点,这是因为C—C的键长比Si—Si的键长短,C—C的键能比Si—Si的键能大,也与化学键的强弱有关;KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低,这是因为它们晶体中的离子键的强度逐渐减弱,与化学键的强弱有关。9.下表给出几种氯化物的熔点和沸点,下列叙述与表中数据相吻合的是()。氯化物NaClMgCl2AlCl3SiCl4熔点/℃801714190-70沸点/℃1413141218057.57A.AlCl3在加热条件下能升华B.SiCl4晶体属于共价晶体C.AlCl3晶体是典型的离子晶体D.MgCl2在晶体中有分子存在答案:A解析:由表中AlCl3的熔点和沸点,可知其沸点要低于熔点,可以升华,A项正确。从表中看SiCl4的熔点是-70℃,可知其熔点低,属于分子晶体的特征,B项错误。离子晶体的熔、沸点通常较高,而AlCl3的熔、沸点不高,故AlCl3肯定不属于典型的离子晶体,C项错误。MgCl2的熔、沸点均很高,不可能是分子晶体,故晶体中不存在单个分子,D项错误。10.对硫氮化合物的研究是现代无机化学最为活跃的领域之一。已经合成的最著名的硫氮化合物的分子结构如图所示。下列说法正确的是()。A.该物质的分子式为SNB.该物质的分子中既有极性键又有非极性键C.该物质具有很高的熔、沸点D.该物质与化合物S2N2互为同素异形体答案:B解析:题中图示表示的是一种分子(不是晶胞),故该化合物为分子晶体,分子式为S4N4。从分子结构图上可知,分子中存在N—S极性键和S—S非极性键。11.科学家曾合成了一系列具有独特化学特性的氢铝化合物——(AlH3)n。已知,最简单的氢铝化合物的分子式为Al2H6,它的熔点为150℃,燃烧热极高。Al2H6球棍模型如图所示。下列有关说法肯定错误的是()。A.Al2H6在固态时所形成的晶体是分子晶体B.氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料C.Al2H6在空气中完全燃烧,产物为氧化铝和水D.Al2H6中含有离子键和极性共价键答案:D解析:由“最简单的氢铝化合物的分子式为Al2H6,它的熔点为150℃”可知,该晶体为分子晶体,H—Al为共价键,而不是离子键,D项错误。12.石墨的片层结构如图所示。在片层结构中,碳原子数、C—C数、六元环数之比为()。A.1∶1∶1 B.2∶2∶3C.1∶2∶3 D.2∶3∶1答案:D解析:在石墨的片层结构中,以一个六元环为研究对象,由于一个碳原子为三个六元环共用,即属于每个六元环的碳原子数为6×13=2;一个碳碳键为两个六元环共用,即属于每个六元环的碳碳键的数目为6×1213.(山东枣庄三中高二下月考)下列数据是对应物质的熔点:物质BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO2熔点/℃-10720739208011291190-571723下列判断中错误的是()。A.铝的化合物的晶体中有的不是分子晶体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.Al2O3可能是偏向共价晶体的过渡晶体答案:B解析:由表中数据分析,氧化铝和氟化铝的熔点高,两者不是分子晶体,A项正确。表中氯化铝、氯化硼和干冰的沸点都较低,是分子晶体,B项错误。碳和硅同主族,但氧化物的晶体类型不同,分别属于分子晶体和共价晶体,C项正确。Al2O3的熔点很高,可能是偏向共价晶体的过渡晶体,D项正确。14.(四川雅安高二上期末)甲烷晶体的晶胞结构如图所示,下列说法正确的是()。A.甲烷晶胞中的球只代表1个C原子B.晶体中1个CH4分子周围有12个紧邻的CH4分子C.甲烷晶体熔化时需克服共价键D.1个CH4晶胞中含有8个CH4分子答案:B解析:甲烷晶体的构成粒子是甲烷分子,所以甲烷晶胞中的球表示甲烷分子,A项错误。晶体中1个CH4分子周围紧邻的CH4分子个数为3×8÷2=12,B项正确。甲烷晶体为分子晶体,所以甲烷晶体熔化时需要克服分子间作用力,C项错误。1个CH4晶胞中CH4分子个数为8×18+6×12=4,15.铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示(灰球代表Fe,白球代表Mg)。下列说法不正确的是()。A.铁镁合金的化学式为Mg2FeB.晶体中存在的化学键类型为金属键C.熔点:氧化钙>氧化镁D.该晶胞的质量是416NAg(设N答案:C解析:依据均摊规则,晶胞中共有4个铁原子、8个镁原子,故铁镁合金的化学式为Mg2Fe,一个晶胞的质量为4×104gNA=416NAg。在元素周期表中,镁元素在钙元素的上一周期,故16.水分子间可通过一种叫“氢键”的作用彼此结合而形成(H2O)n,在冰中n值为5。即每个水分子被其他4个水分子包围形成变形四面体,如图所示为(H2O)5单元,由无限个这样的四面体通过氢键构成一个庞大的分子晶体,即冰。下列有关叙述正确的是()。A.1mol冰中含有4mol氢键B.1mol冰中含有4×5mol氢键C.平均每个水分子只含有2个氢键D.平均每个水分子只含有54答案:C解析:由题图可知,每个水分子(处于四面体的中心)与4个水分子(处于四面体的四个顶点)形成4个氢键,因为每个氢键都是由2个水分子共同形成的,所以每个水分子形成的氢键数为4×12=217.如图所示,a为乙二胺四乙酸(EDTA),易与金属离子形成螯合物,b为EDTA与Ca2+形成的螯合物。下列叙述正确的是()。abA.a和b中氮原子均采取sp3杂化B.b中Ca2+的配位数为4C.a中配位原子是碳原子D.b中含有共价键(包含配位键)和离子键答案:A解析:a中N上有3个σ键电子对和1个孤电子对;b中N上有4个σ键电子对,没有孤电子对,则a、b中N均采取sp3杂化,A项正确。b为配离子,Ca2+的配位数为6,B项错误。a不是配合物,C项错误。Ca2+与N、O之间形成配位键,其他原子之间形成一般共价键,不含离子键,D项错误。18.(福建福州模拟)生物固氮与模拟生物固氮都是重大基础性研究课题。某科研团队设计合成了一类新型邻苯二硫酚桥联双核铁配合物,建立了双铁分子仿生化学固氮新的功能分子模型。如图是所发论文插图。下列说法错误的是()。A.催化剂不能改变反应的焓变B.催化剂不能改变反应的活化能C.图中反应中间体NxHy数值y∶x<3D.图示催化剂分子中包含配位键答案:B解析:催化剂能够改变反应途径,不能改变反应物和生成物的能量,因此不能改变反应的焓变,A项正确。催化剂能够改变化学反应速率,是因为催化剂能够改变反应途径,降低反应的活化能,B项错误。在过渡态中,氮气分子可能打开三键的全部或部分共价键,然后在催化剂表面与氢原子形成中间产物,形成的中间产物中,氮原子可能连接1个或2个氢原子,因此图中反应中间体NxHy中y∶x的数值为1或2,即y∶x<3,C项正确。根据图示可知,中间体的Fe原子含有空轨道,在S原子、N原子上有孤电子对,Fe与S、N之间以配位键连接,所以催化剂分子中包含配位键,D项正确。二、非选择题(本题包括6个小题,共64分)19.(6分)(1)判断下列晶体类型。①SiI4:熔点为120.5℃,沸点为271.5℃,易水解,为。

②硼:熔点为2300℃,沸点为2550℃,硬度大,为。

③硒:熔点为217℃,沸点为685℃,溶于氯仿,为。

④锑:熔点为630.74℃,沸点为1750℃,可导电,为。

(2)三氯化铁常温下为固体,熔点为306℃,沸点为316℃,在300℃以上易升华。易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为(填晶体类型)。

答案:(1)①分子晶体②共价晶体③分子晶体④金属晶体(2)分子晶体解析:(1)①SiI4为低熔点化合物,为分子晶体;②晶体硼熔点高,硬度大,是典型的共价晶体;③硒的熔、沸点低,易溶于CHCl3,为分子晶体;④锑可导电,为金属晶体。(2)FeCl3的熔、沸点低,易溶于水及有机溶剂,应为分子晶体。20.(14分)氮化硼(BN)晶体是一种新型无机合成材料。用硼砂(Na2B4O7)与尿素反应可以得到氮化硼:Na2B4O7+2CO(NH2)24BN+Na2O+4H2O+2CO2↑。根据要求回答下列问题。(1)组成反应物的所有元素中,第一电离能最大的是。

(2)尿素分子()中π键与σ键数目之比为;尿素分子中处于同一平面的原子最多有个。

(3)尿素分子一定条件下形成六角形“超分子”(结构如图,球的大小不反映原子的实际大小)。“超分子”中尿素分子间主要通过(填一种作用力)结合。

(4)图示“超分子”的纵轴方向有一“通道”。直链烷烃分子刚好能进入通道,并形成“超分子”的包合物;支链烷烃因含有侧链,空间体积较大而无法进入“通道”。利用这一性质可以实现直链烷烃和支链烷烃的分离。①直链烷烃分子进入通道时,通过(填作用力名称)与“超分子”结合,从而形成“超分子”包合物。

②下列物质可以通过尿素“超分子”进行分离的是。

A.乙烷和正丁烷 B.丁烷和异丁烷C.异戊烷和新戊烷 D.氯化钠和氯化钾(5)BN晶体有α、β两种类型,且α-BN结构与石墨相似、β-BN结构与金刚石相似。①α-BN晶体中N原子的杂化方式是。

②β-BN晶体中,每个硼原子形成个共价键。这些共价键中,有个配位键。

答案:(1)N(2)1∶76(3)氢键(4)①范德华力②B(5)①sp2②41解析:(2)一个尿素分子内只含一个碳氧双键,即只含一个π键,其他均为σ键,数目为7;碳氧双键及相连的原子一定共平面,即O、C、N原子一定共平面,与每个N相连的H可能共平面。(3)由于存在的粒子为分子,应从分子间作用力方面考虑,H与N相连,且分子内还含有极性较强的碳氧双键,可以想到分子间可形成氢键。(4)①直链烷烃分子与“超分子”间不具备形成分子间氢键的条件,只能考虑作用力为范德华力;②根据不含支链的分子可通过,含有支链的分子不能通过,可进行判断。A项中两种物质都不含支链,不可分离;B项中丁烷不含支链,异丁烷含有支链,可以分离;C项中异戊烷和新戊烷都含有支链,不可分离;D项中氯化钠和氯化钾均为离子化合物,不可分离。(5)①α-BN晶体结构与石墨相似,石墨中C以sp2杂化;②β-BN晶体结构与金刚石相似,金刚石中C原子形成4个共价键;β-BN晶体中B原子最外层有3个电子占据3个杂化轨道,只能形成3个共价键,还有一个空轨道,可用于形成配位键。21.(16分)(1)氯酸钾熔化,粒子间克服了;二氧化硅熔化,粒子间克服了共价键;碘的升华,粒子间克服了分子间作用力。三种晶体的熔点由高到低的顺序是。

(2)下列六种晶体:①CO2②NaCl③Na④Si⑤CS2⑥金刚石,它们的熔点从低到高的顺序为(填序号)。

(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中,能形成分子晶体的物质是,含有氢键的晶体的化学式是,属于离子晶体的是,属于共价晶体的是,五种物质的熔点由高到低的顺序是。

(4)A、B、C、D为四种晶体,性质如下:A:固态时能导电,能溶于盐酸B:能溶于CS2,不溶于水C:固态时不导电,液态时能导电,可溶于水D:固态、液态时均不导电,熔点为3500℃请推断它们的晶体类型:A;B;C;D。

(5)下图中A~D是中学化学常见的几种晶体结构模型,请填写相应物质的名称:A,B,C,D。

答案:(1)离子键SiO2>KClO3>I2(2)①⑤③②④⑥(3)H2、CO2、HFHF(NH4)2SO4SiCSiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2(4)金属晶体分子晶体离子晶体共价晶体(5)氯化铯氯化钠二氧化硅金刚石解析:(1)由于共价晶体是由共价键形成的三维骨架结构的晶体,所以共价晶体的熔点最高,其次是离子晶体;由于分子间作用力与化学键相比较要小得多,所以碘的熔点最低。(2)先把六种晶体分类。共价晶体有④⑥;离子晶体有②;金属晶体有③;分子晶体有①⑤。由于C原子半径小于Si原子半径,所以金刚石的熔点高于晶体硅;CO2和CS2同属于分子晶体,其熔点与相对分子质量成正比,故CS2的熔点高于CO2的熔点;Na在通常状况下是固态,而CS2是液态,CO2是气态,所以Na的熔点高于CS2和CO2的熔点;Na在水中即熔化成小球,说明它的熔点比NaCl的熔点低。(3)H2、CO2是非极性分子,HF是极性分子,它们均形成分子晶体;(NH4)2SO4属于离子晶体,SiC属于共价晶体。22.(8分)Ⅰ.元素X位于第四周期,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。(1)在1个晶胞中,X离子的数目为。

(2)该化合物的化学式为。

Ⅱ.(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,可通过区分晶体、准晶体和非晶体。

(2)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。

答案:Ⅰ.(1)4(2)ZnSⅡ.(1)X射线衍射实验(2)16解析:Ⅰ.元素X的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,则X是锌。元素Y的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,则Y是硫。(1)在每个晶胞中,Zn2+的数目为8×18+6×12=4。(2)每个晶胞中S2-