第四講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(時間：45分鐘滿分：100分)考點(diǎn)題號晶體的類型和性質(zhì)2、3、6、8晶體的微觀結(jié)構(gòu)分析和計算1、4、5、7、9、10、11一、選擇題(本題共7個小題，每題6分，共42分。每個小題只有一個選項(xiàng)符合題意)1下列有關(guān)晶體的敘述中，錯誤的是()。A金剛石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由共價鍵形成的碳原子環(huán)中，最小的環(huán)上有6個碳原子B氯化鈉晶體中，每個Na周圍距離相等且最近的Na共有6個C金屬晶體中，以“ABCABCABC”形式的堆積稱為面心立方堆積D干冰晶體中，每個CO2分子周圍距離相等且最近的CO2分子共有12個解析NaCl晶體中，Na周圍最近的Na在小立方體的面對角線上，故有12個Na最近且等距離。答案B2下列關(guān)于晶體的說法，一定正確的是()。CaTiO3的晶體結(jié)構(gòu)模型(圖中Ca2、O2、Ti4分別位于立方體的體心、面心和頂角)A分子晶體中都存在共價鍵B如上圖，CaTiO3晶體中每個Ti4和12個O2相緊鄰CSiO2晶體中每個硅原子與兩個氧原子以共價鍵相結(jié)合D金屬晶體的熔點(diǎn)都比分子晶體的熔點(diǎn)高解析稀有氣體為單原子分子，晶體中不存在共價鍵。據(jù)圖可知CaTiO3晶體中，Ti4位于晶胞的頂角，O2位于晶胞的面心，故Ti4的O2配位數(shù)為12。SiO2晶體中每個硅原子與四個氧原子相連。汞常溫下為液態(tài)，其熔點(diǎn)比一般分子晶體還低。答案B3(2013·廣安質(zhì)檢)下面的排序不正確的是()。A晶體熔點(diǎn)的高低：>B硬度由大到?。航饎偸?gt;碳化硅>晶體硅C熔點(diǎn)由高到低：Na>Mg>AlD晶格能由大到?。篘aF>NaCl>NaBr>NaI解析A項(xiàng)形成分子間氫鍵的熔、沸點(diǎn)要大于形成分子內(nèi)氫鍵的物質(zhì)，正確；B項(xiàng)均為原子晶體，原子半徑越小，鍵長越短共價鍵越牢固，硬度越大，鍵長有：CC<CSi<SiSi，故硬度相反，正確；C項(xiàng)均為金屬晶體，熔點(diǎn)大小取決于原子半徑大小以及陽離子所帶電荷數(shù)，其規(guī)律是離子半徑越小，所帶電荷數(shù)越多，熔點(diǎn)越高，則熔點(diǎn)Al>Mg>Na，C不正確；晶格能越大，則離子鍵越強(qiáng)，離子所帶電荷相同時離子鍵的強(qiáng)弱與離子半徑有關(guān)，半徑越小，則離子鍵越強(qiáng)，D項(xiàng)正確。答案C4現(xiàn)有四種晶體的晶胞，其離子排列方式如下圖所示，其中化學(xué)式不屬M(fèi)N型的是()。解析由均攤法可得A、C、D晶胞的M與N的個數(shù)比為11，而B晶胞中M與N的個數(shù)比為13，故B項(xiàng)不屬于MN型。答案B5鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好，介電常數(shù)高，在小型變壓器、話筒和擴(kuò)音器中都有應(yīng)用。鈦酸鋇晶體的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，它的化學(xué)式是 ()。ABaTi8O12 BBaTi4O6 CBaTi2O4 DBaTiO3解析由晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，Ba在立方體的中心，完全屬于該晶胞；Ti處于立方體的8個頂點(diǎn)，每個Ti有屬于該晶胞；O處于立方體的12條棱的中點(diǎn)，每個O有屬于該晶胞。即晶體中N(Ba)N(Ti)N(O)1113。答案D6(2013·南充調(diào)研)某無機(jī)化合物的二聚分子結(jié)構(gòu)如圖，該分子中A、B兩種元素都是第三周期的元素，分子中所有原子最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。下列關(guān)于該化合物的說法不正確的是()。A化學(xué)式是Al2Cl6B不存在離子鍵和非極性共價鍵C在固態(tài)時所形成的晶體是分子晶體D是離子化合物，在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電解析由題意知該化合物為分子晶體，A為Cl，B為Al，分子的結(jié)構(gòu)式為，存在極性鍵和配位鍵。答案D7已知NaCl的摩爾質(zhì)量為58.5 g·mol1，其晶體密度為d g·cm3，若圖中鈉離子與最接近的氯離子的核間距離為a cm，那么阿伏加德羅常數(shù)的值可表示為 ()。A117a3d B58.5/(2a3d)C234/(a3d) D58.5/(4a3d)解析a3·dNA×58.5，NA。答案B二、非選擇題(本題共4個小題，共58分)8(14分)銅及其合金是人類最早使用的金屬材料。(1)銅原子的核外電子排布式是_。(2)銅的熔點(diǎn)比鈣的高，其原因是_；如圖是金屬Ca和Cu所形成的某種合金的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，則該合金中Ca和Cu的原子個數(shù)之比為_。(3)Cu2能與NH3、H2O、Cl等形成配位數(shù)為4的配合物。Cu(NH3)42中存在的化學(xué)鍵類型有_(填序號)。A配位鍵 B金屬鍵C極性共價鍵 D非極性共價鍵E離子鍵Cu(NH3)42具有對稱的空間構(gòu)型，Cu(NH3)42中的兩個NH3被兩個Cl取代，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則Cu(NH3)42的空間構(gòu)型為_。解析(1)銅元素原子的核外電子排布滿足“全空、半滿、全滿穩(wěn)定”的原理。(2)金屬的物理性質(zhì)主要取決于金屬鍵的強(qiáng)弱，一般金屬鍵越強(qiáng)，金屬的硬度越大、熔點(diǎn)越高；該晶胞中頂點(diǎn)的原子按計，面上的原子按計。(3)Cu(NH3)42中Cu2和NH3之間形成配位鍵，NH3內(nèi)形成極性共價鍵。Cu(NH3)42的立體構(gòu)型可以參照甲烷的立體構(gòu)型考慮，若為正四面體形，則Cu(NH3)42中的兩個NH3被兩個Cl取代后所得配合物只有一種，若為平面正方形則Cu(NH3)42中的兩個NH3被兩個Cl取代后所得配合物有兩種。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(2)晶體中銅的金屬鍵強(qiáng)度大于鈣的15(3)AC平面正方形9(14分) (2013·資陽聯(lián)考)下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素。(1)請寫出元素d的基態(tài)原子電子排布式_。(2)b元素的氧化物中b與氧元素之間的共價鍵類型是_。其中b原子的雜化方式是_。(3)a單質(zhì)晶體中原子的堆積方式如下圖甲所示，其晶胞特征如下圖乙所示，原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如下圖丙所示。若已知a的原子半徑為d，NA代表阿伏加德羅常數(shù)，a的相對原子質(zhì)量為Mr，則一個晶胞中a原子的數(shù)目為_，該晶體的密度為_(用字母表示)。解析(1)根據(jù)洪特規(guī)則的特例，d軌道半充滿時更穩(wěn)定，其Cr原子電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2。(2)SiO2硅氧之間的共價鍵是“頭對頭”的方式，所以是鍵，其中Si的雜化方式是sp3雜化。(3)由分?jǐn)偡ㄓ嬎悖?×6×4；該晶胞的質(zhì)量m4×，該晶胞的體積V316d3，晶胞密度。答案(1)1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1(2)鍵或極性共價鍵sp3雜化(3)410(15分)金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛。請回答下列問題：(1)Ni原子的核外電子排布式為_；(2)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，Ni2和Fe2的離子半徑分別為69 pm和78 pm，則熔點(diǎn)NiO_FeO(填“<”或“>”)；(3)NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為_、_；(4)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。該合金的化學(xué)式為_。解析(1)核外電子排布式與價電子排布式要區(qū)別開。(2)NiO、FeO都屬于離子晶體，熔點(diǎn)高低受離子鍵強(qiáng)弱影響，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高。(3)因?yàn)镹iO晶體結(jié)構(gòu)類型與NaCl相同，而NaCl晶體中Na、Cl的配位數(shù)都是6，所以，NiO晶體Ni2、O2的配位數(shù)也是6。(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可計算，一個合金晶胞中，La：8×1，Ni：18×5。所以該合金的化學(xué)式為LaNi5。答案(1)Ar3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2(2)>(3)66(4)LaNi511(15分) (2013·攀枝花模擬)可以由下列反應(yīng)合成三聚氰胺：CaO3CCaC2CO，CaC2N2CaCN2C，CaCN22H2O=NH2CNCa(OH)2，NH2CN與水反應(yīng)生成尿素CO(NH2)2，尿素合成三聚氰胺。(1)寫出與Ca在同一周期且最外層電子數(shù)相同、內(nèi)層排滿電子的基態(tài)原子的電子排布式：_。CaCN2中陰離子為CN，與CN互為等電子體的分子有N2O和_(填化學(xué)式)，由此可以推知CN的空間構(gòu)型為_。(2)尿素分子中C原子采取_雜化。尿素分子的結(jié)構(gòu)簡式是_。(3)三聚氰胺()俗稱“蛋白精”。動物攝入三聚氰胺和三聚氰酸()后，三聚氰酸與三聚氰胺分子相互之間通過_結(jié)合，在腎臟內(nèi)易形成結(jié)石。(4)CaO晶胞如圖所示，CaO晶體中Ca2的配位數(shù)為_。CaO晶體和NaCl晶體的晶格能分別為：CaO 3 401 kJ·mol1、NaCl 786 kJ·mol1。導(dǎo)致兩者晶格能差異的主要原因是_。解析(1)Ca的最外層是2個電子，與它同一周期的元素在第四周期，內(nèi)層排滿電子則K到M層分別為2、8、18個電子，則它的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2；與CN互為等電子體，必須符合原子數(shù)相等，價電子總數(shù)相等，故可以是CO2，因?yàn)镃O2是直線形分子，則CN的空間構(gòu)型是直線形。(2)尿素分子的結(jié)構(gòu)簡式為，分子中的C原子采用sp2雜化方式，碳氧之間的共價鍵有1個鍵、1個鍵。(3)三聚氰酸與三聚氰胺分子之間通過分子間氫鍵相互結(jié)合而形成結(jié)石。(4)由晶胞圖可看出，1個Ca2周圍有6個O2，則晶體中Ca2的配位數(shù)為6；CaO晶體的晶格能遠(yuǎn)大于NaCl晶體的晶格能的原因是CaO晶體中Ca2、O2的帶電量大于NaCl晶體中Na、Cl的帶電量。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2CO2直線形(2)sp2(3)分子間氫鍵(4)6CaO晶體中Ca2、O2的帶電量大于NaCl晶體中Na、Cl的帶電量- 7 -