第1节 第2课时　晶胞　晶体结构的测定

第2课时晶胞晶体结构的测定课后·训练提升基础巩固1.测定晶体结构最常用的方法是进行X射线衍射实验,关于其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是()。A.X射线透过晶体时会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰B.同一种物质的X射线图谱相同C.能够通过X射线图谱计算晶胞形状和大小、原子在晶胞中的数目和位置D.通过X射线衍射实验分析物质微观结构是测定原子空间排布的重要途径答案:B解析:同一种物质的晶体状态和非晶体状态的X射线图谱不同。2.某离子化合物的晶胞如图所示。阳离子位于晶胞的中心,阴离子位于晶胞的8个顶角上,则该离子化合物中阴、阳离子的个数比为()。A.1∶8 B.1∶4C.1∶2 D.1∶1答案:D解析:阴离子位于晶胞的8个顶角,晶胞中阴离子的个数为8×18=1,阳离子位于晶胞的中心,晶胞中阳离子的个数为13.已知X、Y、Z三种元素组成的化合物的晶胞如图所示,则下面表示该化合物的化学式正确的是()。A.ZXY3 B.ZX2Y6C.ZX4Y8 D.ZX8Y12答案:A解析:由晶胞可知X占据8个顶角,属于该晶胞的X的数目为8×18=1;Y占据12条棱的中间,属于该晶胞的Y的数目为12×14=3;Z占据该晶胞的体心,属于该晶胞的Z的数目为1。故该化合物的化学式为ZXY4.磁光存储的研究是Williams等在1957年使Mn和Bi形成的晶体薄膜磁化并用光读取之后开始的。如图是Mn和Bi形成的某种晶体的结构示意图,则该晶体物质的化学式可表示为()。A.Mn2Bi B.MnBiC.MnBi3 D.Mn4Bi3答案:B解析:该晶胞中含有Mn的个数为12×16+6×13+2×12+1=6,含有Bi的个数为6,5.已知某晶体的晶胞如图所示,则该晶体的化学式为()。A.XYZB.X2Y4ZC.XY4ZD.X4Y2Z答案:C解析:X原子位于晶胞顶角,该晶胞含有的X原子数目为8×18=1;Y原子位于该晶胞内,共有4个,因此该晶胞中含有的Y原子数目为4;Z只有1个,位于晶胞的体心上,故该晶体的化学式为XY4Z6.冰晶石(化学式为Na3AlF6)的晶体结构单元如图所示(“”位于大立方体的顶角和面心,“”位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心)。已知冰晶石熔融时的电离方程式为Na3AlF63Na++AlF63-,则大立方体的体心处所代表的粒子为()。A.Na+ B.Al3+C.F- D.AlF答案:A解析:该晶胞中“”个数=8×18+6×12=4,“”个数=12×14+8=11,根据冰晶石的化学式可知,冰晶石中Na+和AlF63-的个数之比为3∶1,据此可判断出大立方体的体心“”所代表的粒子与“”代表的粒子相同,为Na7.石墨能与熔融金属钾作用,形成石墨间隙化合物,钾原子填充在石墨各层原子中。比较常见的石墨间隙化合物是青铜色的化合物,其化学式可写为CxK,其平面图形如图所示。x的值为()。A.8 B.12 C.24 D.60答案:A解析:可选取题图中6个钾原子围成的正六边形为结构单元,每个钾原子被3个正六边形共用,则该结构单元中实际含有的钾原子数为6×13+1=3,该六边形内实际含有的碳原子数为24,故钾原子数与碳原子数之比为1∶88.某物质的晶体内部一截面上原子的排布情况如图所示,则该晶体的化学式可表示为()。A.A2BB.ABC.AB2D.A3B答案:B解析:由该晶体一截面上原子的排布情况可知,每一个A原子周围有4个B原子,每一个B原子周围有4个A原子。故该晶体的化学式可表示为AB。9.(吉林吉化一中高二上期末)如图为氯化钠的晶胞结构示意图(氯化钠晶体是由钠离子和氯离子交替排列而构成的)。已知氯化钠的M=58.5g·mol-1,氯化钠的密度是2.2g·cm-3,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1,则氯化钠的晶胞体积约为()。A.1.77×10-22cm3 B.3.52×10-21cm3C.1.06×10-24cm3 D.5.03×10-23cm3答案:A解析:该晶胞中钠离子个数为1+12×14=4,氯离子个数为8×18+6×12=4,晶胞密度ρ=MNA×4V,则V=4MρNA=10.右图所示为热敏电阻PTC元件的主要成分的晶体结构,该结构是具有代表性的最小重复单位。该晶体经X射线实验分析测定,重复单位为正方体,棱长为403.1pm,顶角位置为B原子所占,体心位置为C原子所占,所有棱的中点位置为A所占。据图回答下列问题。(1)若将B置于晶胞的体心,C置于晶胞的顶点,则A处于立方体的什么位置?(2)在该物质的晶体中,每个B周围与它距离相等且最近的B有个,它们在空间呈形状分布。

答案:(1)面心(2)6正八面体解析:(1)由原图可以看出它的化学式为BCA3。当B位于晶胞的体心,C位于晶胞的顶角时,要求化学式不变,则A的位置有两种可能,即在面心或棱的中点。由题中晶胞结构图可以看出,在每个B的周围和它等距离且最近的A有6个(距离为棱长的一半);如果在棱的中点,则和它等距离且最近的A有12个(距离为面对角线的一半),故只有A处于立方体的面心时才与题中晶胞结构图相符。(2)由题中晶胞结构图可以看出,在每个B的周围和它等距离且最近的B有6个,这6个B在空间构成了正八面体。11.某晶体的晶胞结构如图所示,X位于立方体顶角,Y位于立方体中心。请回答下列问题。(1)晶体中每一个Y同时吸引着个X,每个X同时吸引着个Y,该晶体的化学式是。

(2)晶体中在每个X周围与它距离相等且最接近的X共有个。

(3)晶体中距离最近的2个X分别与1个Y形成的两条线的夹角为。

答案:(1)48XY2(或Y2X)(2)12(3)109°28'解析:(1)同时吸引的粒子个数即指在某粒子周围距离最近的其他种类的粒子个数,观察晶胞结构图可知,Y位于立方体的体心,X位于立方体的顶角,每个Y同时吸引着4个X,而每个X同时被8个立方体共用,每个立方体的体心都有1个Y,所以每个X同时吸引着8个Y,所以该晶体的化学式为XY2或Y2X。(2)晶体中每个X周围与它最接近的X之间的距离应为如图所示立方体的面对角线。故晶体中在每个X周围与它距离相等且最接近的X共有12个。(3)若将4个X连接,构成1个正四面体,Y位于正四面体的中心,可联系CH4的键角,知晶体中距离最近的2个X分别与1个Y形成的两条线的夹角为109°28'。能力提升1.(河南林州一中高二下月考)据报道,首例带结晶水的晶体在5K下呈现超导性,该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。该晶体具有CoO2的层状结构(如图所示)。下列用粗线画出的层状结构重复结构单元示意图(小球表示Co原子,大球表示O原子),其中不能描述其化学组成的是()。答案:D解析:CoO2的重复结构单元示意图中Co、O原子数目之比应为1∶2,结合均摊法计算判断。A项,粗线画出的重复结构单元中含有Co原子的个数为1,含有O原子的个数为4×12=2,Co原子与O原子的个数比是1∶2,正确;B项,粗线画出的重复结构单元中含有Co原子数为1+4×14=2,含有O原子数为4,Co原子与O原子数之比为1∶2,正确;C项,粗线画出的重复结构单元中含有Co原子数为4×14=1,含有O原子数为4×12=2,Co原子与O原子数之比为1∶2,正确;D项,粗线画出的重复结构单元中含有Co原子数为1,含有O原子数为4×14=1,所以Co原子与O2.纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大,这是它有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同(如图所示),则这种纳米颗粒的表面粒子数与总粒子数之比为()。A.7∶8 B.13∶14C.1∶1 D.26∶27答案:D解析:由题意知一个氯化钠晶胞即为一个氯化钠纳米颗粒,则其表面粒子数=8+6+12=26,总粒子数=表面粒子数+中心粒子数=26+1=27。3.(山西省实验中学高二下月考)如图是氯化铯晶体的晶胞结构示意图。已知晶体中2个最近的铯离子的核间距离为acm,氯化铯的摩尔质量为Wg·mol-1,则氯化铯晶体的密度为()。(设NA为阿伏加德罗常数的值)A.2WNAa3g·cm-3 B.C.WNAa3g·cm-3 D.W答案:C解析:晶体中2个最近的铯离子的核间距离为acm,相邻顶点上铯离子的核间距离最近,为acm,即晶胞的棱长为acm,则晶胞的体积V=a3cm3,该晶胞中含有Cs+的个数=8×18=1,Cl-个数为1,晶胞密度ρ=WNA×1a3g·cm-3=4.氯化钠晶体是由钠离子(图中的“”)和氯离子(图中的“”)构成的,且均为等距离的交错排列。已知氯化钠的密度是2.2g·cm-3,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1。在氯化钠晶体中两个距离最近的钠离子的核间距离最接近于()。NaCl晶体结构模型A.3.0×10-8cm B.3.5×10-8cmC.4.0×10-8cm D.5.0×10-8cm答案:C解析:从NaCl晶体结构模型中分割出一个小立方体,如图所示,a表示其棱长,d表示两个Na+的核间距离。每个小立方体含Na+个数为18×4=12,含Cl-个数为18×4=12,即每个小立方体含Na+—Cl-离子对为12个。则a3cm3×2.2g·cm-3=12×58.5g·mol-16.02×1023mol-1,解得a≈2.81×10-8cm,又因为d=2a,5.(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示,该氯化物的化学式是。

(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)某晶体的晶胞结构如图所示。该晶体的化学式是,在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为、。

答案:(1)CuCl(2)2BN(3)CoTiO3612解析:(1)晶胞中灰球代表的粒子有4个,白球代表的粒子有6×12+8×18=4个,所以该氯化物的化学式为(2)每个氮化硼晶胞中含有白球表示的原子个数为8×18+1=2,灰球表示的原子个数为1+4×14=2,所以每个晶胞中含有N原子和B原子各2个;N的电负性大于B,所以该陶瓷的化学式为(3)每个晶胞中含有O的数目为6×12=3,含Co的数目为8×18=1,含Ti的数目为1,故该晶体的化学式为CoTiO3。Ti原子位于晶胞的中心,其周围距离最近的O原子位于6个面的中心,所以周围距离最近的O原子数目为6;Co原子位于晶胞的顶角,O原子位于晶胞的面心,所以Co原子周围距离最近的O原子数目为6.通过X射线衍射实验对Cu的测定结果如下:Cu的晶胞为面心立方最密堆积(如图),已知该晶体的密度为9.00g·cm-3,Cu的原子半径为cm(阿伏加德罗常数的值为NA,只要求列式表示)。

答案:2解析:根据晶胞的结构图可知,晶胞中含有铜原子个数为8×18+6×12=4,设晶胞的棱长为acm,则a3cm3×ρg·cm-3×NAmol-1=4×64g·mol-1,所以a=34×64ρ·NA,晶胞的面对角线为2acm,面对角线的14为过关检测一、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