訓練（五十三）晶體結構與性質(zhì)

4綜合性醫(yī)制。鞭

1.（2021?山東臨沂檢測）下面有關晶體的敘述中，不正確的是（）

A.金剛石網(wǎng)狀結構中，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卡周圍距離相等的Na卡共有6個

C.氯化艷晶體中，每個Cs+周圍緊鄰8個C「

D.干冰晶體中，每個CO2分子周圍緊鄰12個CO2分子

B［氯化鈉晶體中，每個Na卡周圍距離相等的Na+共12個，每個Na卡周圍距離相等且

最近的C「共有6個。］

2.（2021?全國百校聯(lián)盟聯(lián)考）氮化硼具有抗化學侵蝕性質(zhì)，不易被無機酸和水侵蝕，硬

度很高，與金剛石接近。下圖是一種納米立方氮化硼的晶胞結構。以下說法錯誤的是（）

O—N

?—B

A.納米立方氮化硼熔點較低

B.N原子的配位數(shù)為4

C.硼原子的2s和2P原子軌道發(fā)生sp3雜化

D.納米立方氮化硼屬于共價晶體，可加工制成超硬材料

A［氮化硼的硬度與金剛石相近，則屬于共價（或原子）晶體，其熔點很高，A錯誤；

由氮化硼的晶胞結構可知，N和B原子的配位數(shù)均為4,B正確；B原子的核外電子排布式

為Is22s22pL該晶體中B原子的2s軌道和2P軌道發(fā)生sp3雜化，形成4個sp?雜化軌道，

形成4個共價鍵，C正確；納米立方氮化硼屬于共價晶體，其硬度很高，可加工制成超硬材

料，D正確。］

3.（2021?山東日照檢測）現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點（℃）數(shù)據(jù):

A組B組C組D組

金剛石：3550℃Li：181℃HF：-83℃NaCl：801℃

硅晶體：1410℃Na：98℃HC1：-115℃KC1：776℃

硼晶體：2300℃K：64℃HBr：-89℃RbCl：718℃

二氧化硅：1723℃Rb：39℃HI：-51℃CsCl：645℃

據(jù)此回答下列問題：

(1)A組屬于晶體，其熔化時克服的微粒間的作用力是0

(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是(填序號)。

①有金屬光澤②導電性③導熱性④延展性

(3)C組中HF熔點反常是由于o

(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是(填序號)。

①硬度?、谒芤耗軐щ姠酃腆w能導電④熔融狀態(tài)能導電

(5)D組晶體的熔點由高到低的順序為NaCl>KCl>RbCl>CsCl,其原因為

解析(1)A組熔點很高，為原子晶體，是由原子通過共價鍵形成的。(2)B組為金屬晶

體，具有①②③④四條共性。(3)HF中含有分子間氫鍵，故其熔點反常。(4)D組屬于離子晶

體，具有②④兩條性質(zhì)。(5)D組屬于離子晶體，其熔點與晶格能有關。

答案(1)原子共價鍵(2)①②③④

(3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成氫

鍵即可)⑷②④

(5)D組晶體都為離子晶體，/(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<?Cs+),在離子所帶電荷數(shù)相同的

情況下，半徑越小，晶格能越大，熔點就越高

4.(202L河南六市聯(lián)考)(1)鈉、鉀、銘、車目、鴇等金屬晶體的晶胞屬于體心立方，則該

晶胞中屬于1個體心立方晶胞的金屬原子數(shù)目是=氯化鈉晶體的晶胞如圖1,則

Cs+位于該晶胞的,而位于該晶胞的,

Cs+的配位數(shù)是0

(2)銅的氫化物的晶胞結構如圖2所示，寫出此氫化物在氯氣中燃燒的化學方程式：

(3)圖3為廣與Mg2+、K+形成的某種離子晶體的晶胞，其中“O”表示的離子是

(填離子符號)。

(4)實驗證明：KC1、MgO、CaO、TiN這4種晶體的結構與NaCl晶體結構相似(如圖4

所示)，已知3種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下表：

離子晶體NaClKC1CaO

晶格能/kJ?mo「7867153401

則這4種離子晶體(不包括NaCl)熔點從高到低的順序是，其中

MgO晶體中一個Mg2+周圍和它最鄰近且等距離的Mg2+有

個。

解析(1)體心立方晶胞中，1個原子位于體心，8個原子位于立方體的頂點，故1個晶

胞中金屬原子數(shù)為8x1+1=2；氯化鈉晶胞中，Cs+位于體心，C「位于頂點，Cs+的配位

數(shù)為8。(2)由晶胞可知，粒子個數(shù)比為1：1(銅為+6x1=4,H為4),化學式為CuH,

+1價的銅與一1價的氫均具有較強的還原性，氯氣具有強氧化性，產(chǎn)物為CuCL和HCL

(3)由晶胞結構可知，黑球有1個，灰球有1個，白球有3個，由電荷守恒可知〃(Mg2+)：”(K

+)：w(F-)=1：1：3,故白球為F?(4)從3種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)知道，離子所帶電荷

越大、離子半徑越小，離子晶體的晶格能越大，離子所帶電荷數(shù)：Ti3+>Mg2+,離子半徑：

Mg2+<Ca2+,所以熔點：TiN>MgO>CaO>KCl；MgO晶體中一個Mg?+周圍和它最鄰近且等

距離的Mg2+有12個。

占燃

答案(1)2體心頂點8(2)2CuH+3C12三42CUC12+2HC1(3)F-

(4)TiN>MgO>CaO>KCl12

5.(202「湖南名校聯(lián)考)IVA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途?；卮鹣铝袉?/p>

圖(a)

(1)碳的一種單質(zhì)的結構如圖(a)所示。該單質(zhì)的晶體類型為,依據(jù)電子云的重

疊方式，原子間存在的共價鍵類型有,碳原子的雜化軌道類型為o

(2)石墨烯是從石墨材料中剝離出來的、由單質(zhì)碳原子組成的二維晶體。將氫氣加入石

墨烯中可制得一種新材料石墨烷。下列判斷錯誤的是(填字母)。

A.石墨烯是一種強度很高的材料

B.石墨烯是電的良導體而石墨烷則為絕緣體

C.石墨烯與石墨烷均為高分子化合物

D.石墨烯與H2制得石墨烷的反應屬于加成反應

(3)CH4、SiH4,GeH4的熔、沸點依次(填“增大”或“減小”)，其原因是

(4)SiO2比CO2熔點高的原因是.

(5)四鹵化硅SiX4的沸點和二鹵化鉛PbX2的熔點如圖(b)所示。

圖(b)

①SiX4的沸點依F、Cl、Br、I次序升高的原因是=

②結合SiX4的沸點和PbX2的熔點的變化規(guī)律，可推斷：依F、Cl、Br、I次序，PbX2

中的化學鍵的離子性、共價性(填“增強”“不變”或“減弱”)。

(6)碳的另一種單質(zhì)C60可以與鉀形成低溫超導化合物，晶體結構如圖(c)所示，K位于立

方體的棱上和立方體的內(nèi)部，此化合物的化學式為；其晶胞參數(shù)為1.4nm,阿伏加

德羅常數(shù)用NA表示，則晶體的密度為g-cnT3。(只需列出式子)

圖(c)

解析(2)石墨烯單層原子間以共價鍵相結合，強度很高，A項正確；石墨烯層與層之

間有自由移動的電子，是電的良導體，而石墨烷中沒有自由移動的電子，為絕緣體，B項正

確；石墨烯只含一種碳元素，為碳的單質(zhì)，C項錯誤；石墨烯與H2間的反應屬于加成反應,

D項正確。

(5)①四鹵化硅為分子晶體，F(xiàn)、Cl、Br、I的相對分子質(zhì)量逐漸增大，沸點與相對分子

質(zhì)量有關，相對分子質(zhì)量越大，沸點越高。②PbX2的熔點先降低后升高，其中PbF2為離子

晶體，PbBaPbL為分子晶體，可知依F、ChBr、I次序，PbX2中的化學鍵的離子性減弱、

共價性增強。

(6)用均攤法求解。1個晶胞中含K：12X；+9=12,C60：8x1+6x1=4,K與Ceo

4oZ

的個數(shù)比為12：4=3：1,此化合物的化學式為K3c60。1個晶胞的體積為(L4nm)3=(1.4X10

/|x837

-7)3cm3,1個晶胞中含有4個K3c60,則0=(］4X］0-7)3.NAg*cm-3?

答案(1)混合晶體◎鍵、兀鍵sp?(2)C(3)增大三種物質(zhì)均為分子晶體，結構與

組成相似，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔、沸點越高(4)SiCh為原子晶體，而CCh

為分子晶體(5)①均為分子晶體，范德華力隨相對分子質(zhì)量增大而增大②減弱增強

4X837

伯禹3c60a”：［。］)3…

-應用性田若脾

6.(2021?湖北武漢部分校聯(lián)考)鐵被稱為“第一金屬”，鐵及其化合物在生產(chǎn)、生活中

有廣泛用途。

(1)鐵原子核外電子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用攝取鐵

元素的原子光譜。

(2)FeCb的熔點為360℃,沸點為315℃。由此可知FeCb屬于晶體。FeSO4

常作凈水劑和補鐵劑，SOf的立體構型是。

(3)鐵氧化鉀K3［Fe(CN)6］是檢驗Fe?+的重要試劑。

①基態(tài)N原子的軌道表示式為o

②寫出一種與鐵氧化鉀中配體互為等電子體的極性分子的化學式。

③鐵氧化鉀中，所涉及的元素的第一電離能由大到小的順序為o

④鐵氧化鉀中，不存在__________(填字母標號)。

A.離子鍵B.◎鍵C.兀鍵D.氫鍵E.金屬鍵

(4)有機金屬配位化合物二茂鐵［(C5H5)2Fe］是汽油中的抗震劑。分子中的大7T鍵可用符號

黨表示，其中代表參與形成大兀鍵的原子數(shù)，”代表參與形成大兀鍵的電子數(shù)(如苯分子

中的大兀鍵可表示為成)，則中的大n鍵應表示為,其中碳原子的

雜化方式為O

(5)段基鐵［Fe(CO)5］可用作催化劑、汽油抗爆劑等。1molFe(CO)5分子中含

mol配位鍵。

解析(1)鐵原子核外電子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取鐵元

素的原子光譜。

(2)FeCb的熔點、沸點較低，故FeCb屬于分子晶體。SOf中S原子價層電子對數(shù)為4

+1(6+2-2X4)=4,不含孤電子對，貝［VSEPR模型和SO廠的立體構型均為正四面體形。

Is2s2P

(3)①基態(tài)N原子核外電子排布式為Is22s22P3,軌道表示式為五33HHHL

②鐵氧化鉀中配體是CN,與其互為等電子體的極性分子必須含有2個原子，且價電

子總數(shù)為4+5+1=10,符合條件的分子有CO等。

③鐵氧化鉀中涉及的元素有K、Fe、C、N,K、Fe是活潑金屬，K更活潑；C、N是非

金屬元素，N原子的2P軌道處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，其第一電離能大于C,故第一電離能:

N>C>Fe>Ko

④鐵氧化鉀由K+和［Fe(CN)6p一離子構成，故存在離子鍵、。鍵、n鍵，不存在氫鍵和

金屬鍵。

(4)0H-中的大兀鍵由5個碳原子參與形成，每個碳原子提供1個電子，并得到1個電

子形成大兀鍵，故大兀鍵表示為成O雙鍵碳原子采取sp2雜化。

(5)Fe(CO)5中配位體是CO,CO分子中含有配位鍵，則1個Fe(CO)5分子含有10個配

位鍵，1molFe(CO)5分子中含有10mol配位鍵。

答案(1)光譜儀(2)分子正四面體形

1s2s2p

⑶①ESOI。I?、贑O?N>C>Fe>K@DE

2

(4)口6Sp(5)10

7.(2021?天津濱海新區(qū)四校聯(lián)考)鈦有“生物金屬”和“未來金屬”之稱，鈦及其化合

物的應用正越來越受到人們的關注。

(l)Ti(BH4)3是一種儲氫材料，可由TiCL和LiBH4反應制得。

①TiCL熔點為一24°C,沸點為136.4℃,室溫下為無色液體，可溶于甲苯和氯代煌,

固態(tài)TiCL屬于晶體。

②LiBH4中BH1的空間構型是,B原子的雜化軌道類型是。

(2)硫酸氧鈦晶體中陽離子為鏈狀聚合形式的離子，部分結構如圖所示。該陽離子Ti與

O的原子個數(shù)之比為,其化學式為

(3)鈦與鹵素形成的化合物的熔、沸點如表所示，分析TiCL、TiBr4>TiL的熔點和沸點

呈現(xiàn)一定規(guī)律的原因：.

熔點/℃沸點/℃

TiCU-25136.5

TiBr439230

Til4150377

(4)TiO2晶胞是典型的四方系結構，其晶胞結構如圖所示，晶胞參數(shù)為anm和cnm,設

NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，該晶體的密度為(寫出表達式)g-cm-3。

解析(1)①TiCL熔點、沸點較低，室溫下為無色液體，則固態(tài)TiCU屬于分子晶體。

②LiBH4中BH1的B原子價層電子對數(shù)為4,不含孤電子對，B原子采取sp^雜化，則

VSEPR模型和離子空間構型都是正四面體形。

(2)每個Ti原子與2個。原子成鍵，每個0原子與2個Ti原子成鍵，則該陽離子Ti與

O的原子個數(shù)之比為1：1。該陽離子中Ti顯+4價,O顯一2價，故該陽離子的化學式為(TiO)2

+或(TiO)3卡。

(3)鈦與鹵素形成的化合物的熔、沸點都很低，故TiCL、TiBr4,TiL都屬于分子晶體，

相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，其熔點、沸點越高。

(4)晶胞參數(shù)為arnn和cnm,EPaX107cmcX107cm,則晶胞的體積為。?cX1(F

21cm3；

每個晶胞中含有Ti原子個數(shù)為8X：+1=2個，含有。原子個數(shù)為2+4X1=4個，

oZ

則晶胞的質(zhì)量為爺2g,故該晶體的密度為(失地g)/(a2cxi0-21cm3)=警

TVA'/VANA，4cx1021

3

g/cmo

答案⑴①分子②正四面體Sp3

(2)1：1TiC)2+{或[TiO]—}

(3)TiCk、TiB"、TiL都是分子晶體，而且組成和結構相似，其相對分子質(zhì)量依次增大,

分子間作用力逐漸增大，因而三者的熔點和沸點依次升高

(48+32)X2

⑷“2cx(IO-)3必

8.(2021?寧夏石嘴山三中檢測)Fe、Co、Ni均為第0!族元素，它們的化合物在生產(chǎn)生活

中有著廣泛的應用。

(1)基態(tài)Co原子的價電子排布式為=

(2)已知HN3是一種弱酸，其在水溶液中的電離方程式為HN3H++N；,與N；互

為等電子體的一種分子為;N；離子雜化類型為o

(3)C03+的一種配離子[Co(N3)(NH3)5]2+中，C03+的配位數(shù)是,1mol該配離

子中所含0鍵的數(shù)目為一，配位體NH3的空間構型為=

(4)某藍色晶體中，F(xiàn)e2\Fe3+分別占據(jù)立方體互不相鄰的頂點，而立方體的每條棱上均

有一個CN—,K+位于立方體的某恰當位置上。據(jù)此可知該晶體的化學式為；

立方體中Fe2+間連接起來形成的空間構型是o

(5)NiO的晶體結構如下圖所示，其中離子坐標參數(shù)A為(0,0,0),B為(1,1,0),則

C離子坐標參數(shù)為。

(6)一定溫度下，NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”,可以認為-作密置單

層排列，Ni2+填充其中(如下圖)，已知一的半徑為apm,每平方米面積上分散的該晶體的

質(zhì)量為g(用含a、NA的代數(shù)式表示)。

解析(2)與N1互為等電子體的一種分子為：CO2oN；中心氮原子孤電子對數(shù)為0,

。鍵的數(shù)目為2,則雜化軌道數(shù)為2,故N；離子雜化類型為sp。

(3)C03+的一種配離子[Co(N3)(NH3)5]2+中，氨氣分子和N；中氮原子中有孤電子對，能

夠與Co3+形成配位鍵，共有5個氨分子和1個N3離子，C03+的配位數(shù)是6。5moi氨氣分

子提供。鍵為15mo1,