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晶体的结构与性质练习题1(含答案)


晶体的结构与性质练习题 晶体的结构与性质练习题
1. (2010·原创)下列关于晶体的说法正确的是( ) A.在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子 B.在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 C.原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 D.分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 解析: 在原子晶体中构成晶体的粒子是原子; 在离子晶体中构成晶体的粒子是阳离子和阴离子; 在分子晶体中构成晶体的粒子是分子; 在金属晶体中构成晶体的粒子是金属阳离子和自由电子,故选项 B 错误。晶体的熔点一般是原子晶体>离子晶体>分子晶体,而金属 晶体的熔点相差比较大。晶体硅的熔点(1 410℃)要比金属钨的熔点(3 410℃)低,而金属汞的熔点(常温下是 液体)比蔗糖、白磷(常温下是固态,分子晶体)等低。所以选项 C、D 不正确。答案:A )

2. 下图为某晶体的一个晶胞,该晶体由 A、B、C 三种基本粒子组成。试根据图示判断,该晶体的化学式是( A.A6B8C B.A2B4C C.A3BC D.A3B4C

1 1 解析:由分割法可知:晶胞中 A 为 6× =3;B 为 8× =1;C 为 1,故其化学式为 A3BC,所以 C 正确。答案:C 2 8 3. (2010·改编)下列物质发生变化时,所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是( B.干冰和氯化铵分别受热变为气体 C.二氧化硅和铁分别受热熔化 ) A.液溴和苯分别受热变为气体

D.食盐和葡萄糖分别溶解在水中

解析:本题考查的是晶体结构。晶体类型相同的物质在发生状态变化时所克服的粒子间作用属于同种类型,否则就不属于同种类型, A 中溴和苯都是分子晶体,所克服的都是分子间作用力;B 中干冰属于分子晶体,需克服分子间作用力,而 NH4Cl 属于离子晶体,需 克服离子键和共价键;C 中 SiO2 是原子晶体,需克服共价键,铁属于金属晶体,需克服金属键;D 中食盐属于离子晶体,需克服离子 键,葡萄糖属于分子晶体,需克服分子间作用力。答案:A 4.下列性质中,可以较充分说明某晶体是离子晶体的是( A.具有较高的熔点 ) C.可溶于水 D.固态不导电,熔融状态能导电

B.固态不导电,水溶液能导电

解析:A 选项,原子晶体熔点也较高;B 选项,有些分子晶体,如 HCl 的水溶液也能导电;C 选项,有些分子晶体也溶于水;D 选项, 分子晶体在液态时不导电,离子晶体在熔融时可导电。答案:D 5. (2010·改编)有下列八种晶体:A.水晶 以上晶体中: (1)属于原子晶体的化合物是________;直接由原子构成的晶体是________;直接由原子构成的分子晶体是________。 (2)由极性分子构成的晶体是________,含有共价键的离子晶体是________,属于分子晶体的单质是________。 (3)在一定条件下能导电而不发生化学变化的是________, 受热熔化后化学键不发生变化的是________, 需克服共价键的是________。 解析:在题项中属于原子晶体的是:金刚石和水晶(由 Si 原子和 O 原子构成);属于分子晶体的是:冰醋酸、白磷和晶体氩;属于离 2+ 2- + - 子晶体的是:MgO(由 Mg 和 O 组成)、NH4Cl(由 NH4 和 Cl 组成);而 Al 属于金属晶体,金属的导电是靠自由电子的移动,并不发生 化学变化,但金属熔化时金属键则会被破坏。分子晶体的熔化只需要克服分子间力;而原子晶体、离子晶体熔化时分别需要克服共价 键、离子键。 答案:(1)A AEH E (2)B F DE (3)G BDE AH 6.(2009·广东化学,27)铜单质及其化合物在很多领域有重要用途,如金属铜用来制造电线电缆,五水硫酸铜可用作杀菌剂。 (1)Cu 位于元素周期表第ⅠB 族。Cu 的核外电子排布式为_____
2+

B.冰醋酸 C.氧化镁

D.白磷

E.晶体氩

F.氯化铵

G.铝

H.金刚石

___。

(2)右图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,可确定该晶胞中阴离子的个数为________。 (3)胆矾 CuSO4·5H2O 可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O,其结构示意图如下:下列说法正确的是( A.在上述结构示意图中,所有氧原子都采用 sp 杂化 B.在上述结构示意图中,存在配位键、共价键和离子键 C.胆矾是分子晶体,分子间存在氢键 D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去 (4)往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4] 配离子。已知 NF3 与 2+ NH3 的空间构型都是三角锥形,但 NF3 不易与 Cu 形成配离子,其原因是 ________。 (5)Cu2O 的熔点比 Cu2S 的________(填“高”或“低”),请解释原因 解析:(1)电子排布为结构化学中的重点,特别是 24 号、29 号等存在半满和全满状态的元素。应先写出 Cu 原子的电子排布,然后从 1 1 1 1 1 2- 2- 外向内失去 2 个电子。(2)对 O 个数的计算,面上的按 算,顶点上按 算,棱上按 算,体心按 1 个算,可得 O 个数为: ×8+ ×2 2 8 4 8 2 1 3 2- + ×4+1=4(个)。(3)H2O 中氧原子采用 sp 杂化,SO4 中的氧不是。CuSO4 应是离子晶体,不是分子晶体。(4)NH3 中的 N 原子的孤对 4 1
2+ 3

)

电子提供电子,Cu 提供空轨道,形成配位键,而 NF3 中 N 原子的孤对电子被 F 元素吸引。(5)离子晶体中,离子键越短,离子键越强, 2 2 6 2 6 9 9 离子化合物熔点越高。 答案:(1)1s 2s 2p 3s 3p 3d 或[Ar]3d (2)4 (3)BD(4)F 的电负性比 N 大,N—F 成键电子对向 F 偏移, 2+ 导致 NF3 中 N 原子核对其孤对电子的吸引能力增强,难以形成配位键,故 NF3 不易与 Cu 形成配离子。(5)高 Cu2O 与 Cu2S 相比,阳离 2- 2- 子相同、阴离子所带电荷也相同,但 O 的半径比 S 小,所以 Cu2O 的晶格能更大,熔点更高。 一、选择题 1.(2010·原创)下列叙述正确的是( ) A.固态物质一定是晶体 B.冰和固体碘晶体中相互作用力相同

2+

C.晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列

D.凡有规则外形的固体一定是晶体

解析:固态物质分为晶体和非晶体,二者的根本区别是晶体有三大特征:有规则的几何外形、有各向异性、有固定的熔点。B 中冰中 含有氢键,而碘中无氢键。所以,A、B、D 都错误,只有 C 正确。答案:C 2. 按下列四种有关性质的叙述,可能属于金属晶体的是( A.由分子间作用力结合而成,熔点低 C.由共价键结合成网状结构,熔点高 )

B.固体或熔融后易导电,熔点在 1 000℃左右 D.固体不导电,但溶于水或熔融后能导电

解析:A 为分子晶体;B 中固体能导电,熔点在 1 000℃左右,不是很高应为金属晶体;C 为原子晶体;D 为离子晶体。答案:B 3.下列化学式表示的物质中,形成的晶体属于离子晶体并且含有共价键的是( ) A.CaCl2 B.MgO C.N2 D.NH4Cl
+ -

解析:CaCl2、MgO 中只有离子键,没有共价键;N2 分子内有共价键,形成的晶体为分子晶体;NH4Cl 中 NH4 与 Cl 之间是离子键,形成 + 的晶体为离子晶体,并且 NH4 中存在共价键。答案:D 4.(2010·改编)下列固体熔化时必须破坏极性共价键的是( ) A.晶体硅 B.二氧化硅 C.冰 D.干冰

解析:晶体硅和二氧化硅均为原子晶体,熔、沸点较高,熔化时需破坏共价键,其中硅是破坏非极性共价键,二氧化硅是破坏极性共 价键。冰和干冰均为分子晶体,熔化时均破坏分子间作用力。答案:B 5. 下列晶体均按 A1 型方式进行最密堆积的是( A.干冰、NaCl、金属 Cu ) C.水晶、金刚石、晶体硅 D.ZnS、NaCl、镁

B.ZnS、金属镁、氮化硼

解析:本题考查晶体的堆积模型。干冰、NaCl、Cu、ZnS 均为面心立方堆积(A1),Mg 为 A3 型,水晶、金刚石、晶体硅、氮化硼为原子 晶体,不遵循紧密堆积原则,故只有 A 项正确。答案:A 6. 下列有关金属元素的特征叙述正确的是( )A.金属元素的原子具有还原性,离子只有氧化性 B.金属元素在化合物的中化合价 一定显正价 C.金属元素在不同化合物中的化合价均不相同 D.金属元素的单质在常温下均为金属晶体 解析:A 项因变价金属的低价金属离子既有氧化性又有还原性,故错。B 项中,因金属原子只能失电子, 不能得电子,所以在其化合物中一定显正价,是正确的。C 项中没有变价的金属元素在不同化合物中其 化合价均相同,不正确。D 项中 Hg 在常温下为液态,不正确。答案:B 7. 已知 X、Y、Z 三种元素组成的化合物是离子晶体,其晶胞如图所示,则下面表示该化合物的化学式正确 的是( ) A.ZXY3 B.ZX2Y6 C.ZX4Y8 D.ZX8Y12 1 1 解析: 由晶胞可知 X 占据 8 个顶点, 属于该晶胞的 X=8× =1; 占据 12 条棱的中间, Y 属于该晶胞的 Y=12× 4 8 =3;Z 占据该晶胞的体心,属于该晶胞的 Z=1。故化学式为 ZXY3。答案:A 8. (2010·试题调研,山东枣庄期末)如下图所示,在氯化钠晶体中,与每个 Na 等距离且最近的几个 Cl 所围成的 空间几何构型为( ) A.十二面体 B.正八面体 C.正六面体 D.正四面体 解析:在氯化钠晶体中,与每个 Na 等距离且最近的 Cl 有 6 个,正好位于 Na 的上下左右前后,构成正八面 体。答案:B 9. 下图是 NaCl 晶体的一个晶胞结构模型。KO2 的晶体结构与 NaCl 相似,KO2 可以看作是 Na 的位置用 K 代替,Cl 位置用 O2 代替,则关 + - + - 于 KO2 晶体结构的描述不正确的是( ) A.与 K 距离相等且最近的 O2 共有 8 个 B.与 K 距离相等且最近的 O2 构成的多面 + + + - 体是正八面体 C.与 K 距离相等且最近的 K 有 12 个 D.一个 KO2 晶胞中摊得的 K 和 O2 粒子数均为 4 个 解析:分析 NaCl 晶胞结构,并将 Na 用 K 代替,Cl 用 O2 代替,可知 B、D 正确;与 K 距离相等且最近的 O2 有 6 个,与 K 距离相等 + 且最近的 K 有 12 个。 答案:A 10.右图示意的是硼和镁形成的化合物的晶体结构单元;镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面还各有一个镁原子:6 个硼原子位于 棱柱内。则该化合物的化学式可表示为( ) A.MgB B.MgB2 C.Mg2B D.Mg3B2 解析:根据示意图进行分析,计算属于该“单元”的 Mg 与 B 原子数如下: 镁原子:位于正六棱柱顶点的镁原子,可为上下六个棱柱共有(正六边形内角为 120°),每个顶点的镁 1 1 原子属于该基本单元仅有 ;上下底面的镁原子可为两个正六棱柱共有,每个镁原子属于该单元仅为 ; 2 6 2
+ + - - + - + + + - - + - + + -

1 1 则该结构单元共有镁原子数为 2×6× +2× =3。硼原子:6 个硼原子位于棱柱内,均属于该基本单元,因此,该结构单元的镁原子 6 2 与硼原子数之比为 3∶6=1∶2,即化学式为 MgB2。若选 D,则是按一般情况 Mg 化合价为+2,B 化合价为-3 而确定其化学式为 Mg3B2, 因未观察分析示意图,所以是错误的。答案:B 二、非选择题 11.参考下表中物质的熔点,回答有关问题: 物质 熔点/℃ 物质 熔点/℃ NaF 995 SiF4 -90.4 NaCl 801 SiCl4 -70.4 NaBr 755 SiBr4 5.2 NaI 651 SiI4 120 NaCl 801 SiCl4 -70.4 KCl 776 GeCl4 -49.5 RbCl 715 SnCl4 -36.2 CsCl 646 PbCl4 -15

(1)钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点与卤素离子及碱金属离子的________有关,随着________的增大,熔点依次降低。 (2)硅的卤化物的熔点及硅、锗、锡、铅的氯化物的熔点与________有关,随着________增大,________增大,故熔点依次升高。 (3)钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多,这与________有关,因为______________,故前者的熔点远高于后者。 解析:分析表中的物质和数据:NaF、NaCl、NaBr、NaI 均为离子晶体,它们的阳离子相同,阴离子随着离子半径的增大,离子键依 次减弱,熔点依次降低。 NaCl、KCl、RbCl、CsCl 四种碱金属的氯化物均为离子晶体,它们的阴离子相同,阳离子随着离子半径的 增大,离子键逐渐减弱,熔点依次降低。 SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4 四种硅的卤化物均为分子晶体,它们的结构相似,随着相对分子质量的增加,分 子间作用力逐渐增强,熔点依次升高。 SiCl4、GeCl4、SnCl4、PbCl4 也为分子晶体。 答案:(1)半径 半径(2)相对分子质量 分子间作用力(3)晶体类型 钠的卤化物为离子晶体,而硅的卤化物为分子晶体
2+ 3+

相对分子质量

12.(2010·模拟精选,宁夏银川 3 月)有一种蓝色的晶体,它的结构特征是 Fe 和 Fe 分别占据立方体互不相邻的顶点,立方体的每个棱 - 上均有一个 CN 。 (1)根据晶体结构的特点,推出这种蓝色晶体的化学式(用简单整数表示)_____________。 (2)此化学式带何种电荷________,如用 R 或 R 与其结合成电中性粒子,此粒子的化学式为__________________________。 解析:Fe 、Fe 占据立方体互不相邻的顶点,则每个立方体上有四个 Fe 、四个 Fe ,根据晶体的空间结构特点,每个顶点上的粒子有 1/8 属于该立方体,则该立方体中有 1/2 个 Fe 、 1 3+ - - 1/2 个 Fe ,CN 位于立方体的棱上,棱上的粒子有 1/4 属于该立方体,该立方体中有 12×? ?个 CN (即 3 ?4? - - n+ 个 CN ),所以该晶体的化学式为[FeFe(CN)6] ,此化学式带负电荷,若结合 R 形成中性粒子,此粒子化 - 学式为 R[FeFe(CN)6]n。答案:(1)[FeFe(CN)6] (2)负电荷 R[FeFe(CN)6]n 13. 已知 A、B、C、D 和 E 都是元素周期表中前 36 号的元素,它们的原子序数依次增大。A 与其他 4 种元素既 不在同一周期又不在同一主族。B 和 C 属同一主族,D 和 E 属同一周期,又知 E 是周期表中 1-18 列中的 第 7 列元素。D 的原子序数比 E 小 5,D 跟 B 可形成离子化合物其晶胞结构如图。 请回答:(1)A 元素的名称是_________________________________;(2)B 的元素符号是________,C 的元素符号是________,B 与 A 形成的化合物比 C 与 A 形成的化合物沸点高,其原因是____________________;(3)E 属元素周期表中第________周期,第________族的元 素,其中元素名称是________,它的+2 价离子的电子排布式为____________________;(4)从图中可以看出,D 跟 B 形成的离子化合物的 -3 化学式为________;该离子化合物晶体的密度为 a g·cm ,则晶胞的体积是________(只要求列出算式)。 解析:依据晶胞结构可知,该晶胞中 B 与 D 的个数比为 2∶1,再结合题给条件可推出 A 为 H、B 为 F,C 为 Cl,D 为 Ca,E 为 Mn。 (4)设有 1 mol 该晶胞。 则有 1 mol 该细胞中含有 4 mol CaF2,其质量为 4×78 g,一个晶胞的体积为:V= 4×78
3+ 2+ 2+ 3+ 2+

n+

n-

a×6.02×1023

(cm )。

3

答案:(1)氢(2)F 4×78 3 (cm ) a×6.02×1023

Cl

氟化氢分子间存在氢键,氯化氢分子间没有氢键

(3)四

Ⅶ 锰 B

1s 2s 2p 3s 3p 3d (4)CaF2

2

2

6

2

6

5

3


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