江蘇省2020版高考化學(xué)新增分大一輪復(fù)習(xí) 專題11 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第36講 微粒間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)講義（含解析）蘇教版.docx

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第36講　微粒間作用力與物質(zhì)的性質(zhì) 考綱要求　1.理解離子鍵的含義，能說明離子鍵的形成。2.了解NaCl型和CsCl型離子晶體的結(jié)構(gòu)特征，能用晶格能解釋典型離子化合物的某些物理性質(zhì)。3.了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。4.能用金屬鍵的自由電子理論解釋金屬的某些物理性質(zhì)。5.知道金屬晶體的基本堆積方式，了解簡單晶體的晶胞結(jié)構(gòu)特征(晶體內(nèi)部空隙的識別、與晶胞的邊長等晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)相關(guān)的計(jì)算不作要求)。6.了解分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)別。 考點(diǎn)一　晶體概念及結(jié)構(gòu)模型 1.晶體與非晶體 (1)晶體與非晶體的比較 晶體 非晶體 結(jié)構(gòu)特征 結(jié)構(gòu)微粒周期性有序排列 結(jié)構(gòu)微粒無序排列 性質(zhì)特征 自范性 有 無 熔點(diǎn) 固定 不固定 異同表現(xiàn) 各向異性 各向同性 二者區(qū)別方法 間接方法 看是否有固定的熔點(diǎn) 科學(xué)方法 對固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗(yàn) (2)得到晶體的途徑 ①熔融態(tài)物質(zhì)凝固。 ②氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。 ③溶質(zhì)從溶液中析出。 (3)晶胞 ①概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。 ②晶體中晶胞的排列——無隙并置 無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。 并置：所有晶胞平行排列、取向相同。 2.晶胞組成的計(jì)算——均攤法 (1)原則 晶胞任意位置上的一個(gè)原子如果是被n個(gè)晶胞所共有，那么，每個(gè)晶胞對這個(gè)原子分得的份額就是。 (2)方法 ①長方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算。 ②非長方體晶胞中粒子視具體情況而定，如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(diǎn)(1個(gè)碳原子)被三個(gè)六邊形共有，每個(gè)六邊形占。 3.常見晶體結(jié)構(gòu)模型 (1)原子晶體(金剛石和二氧化硅) ①金剛石晶體中，每個(gè)C與另外4個(gè)C形成共價(jià)鍵，C—C鍵之間的夾角是109.5，最小的環(huán)是六元環(huán)。含有1molC的金剛石中，形成的共價(jià)鍵有2mol。 ②SiO2晶體中，每個(gè)Si原子與4個(gè)O原子成鍵，每個(gè)O原子與2個(gè)硅原子成鍵，最小的環(huán)是十二元環(huán)，在“硅氧”四面體中，處于中心的是Si原子，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O鍵。 (2)分子晶體 ①干冰晶體中，每個(gè)CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個(gè)。 ②冰的結(jié)構(gòu)模型中，每個(gè)水分子與相鄰的4個(gè)水分子以氫鍵相連接，含1molH2O的冰中，最多可形成2mol“氫鍵”。 (3)離子晶體 ①NaCl型：在晶體中，每個(gè)Na＋同時(shí)吸引6個(gè)Cl－，每個(gè)Cl－同時(shí)吸引6個(gè)Na＋，配位數(shù)為6。每個(gè)晶胞含4個(gè)Na＋和4個(gè)Cl－。 ②CsCl型：在晶體中，每個(gè)Cl－吸引8個(gè)Cs＋，每個(gè)Cs＋吸引8個(gè)Cl－，配位數(shù)為8。 (4)石墨晶體 石墨層狀晶體中，層與層之間的作用是分子間作用力，平均每個(gè)正六邊形擁有的碳原子個(gè)數(shù)是2，C原子采取的雜化方式是sp2。 (5)常見金屬晶體的原子堆積模型 結(jié)構(gòu)型式 常見金屬 配位數(shù) 晶胞 面心立方最密堆積 Cu、Ag、Au 12 體心立 方堆積 Na、K、Fe 8 六方最 密堆積 Mg、Zn、Ti 12 (1)冰和碘晶體中相互作用力相同(　　) (2)晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律周期性的排列(　　) (3)凡有規(guī)則外形的固體一定是晶體(　　) (4)固體SiO2一定是晶體(　　) (5)缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊(　　) (6)晶胞是晶體中最小的“平行六面體”(　　) (7)區(qū)分晶體和非晶體最可靠的方法是對固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗(yàn)(　　) 答案　(1)　(2)√　(3)　(4)　(5)√　(6)　(7)√ (常見晶體結(jié)構(gòu)模型)填空。 (1)在金剛石晶體中最小碳環(huán)含有________個(gè)C原子；每個(gè)C原子被________個(gè)最小碳環(huán)共用。 (2)在干冰中粒子間作用力有_______________________________________________。 (3)含1molH2O的冰中形成氫鍵的數(shù)目為________。 (4)在NaCl晶體中，每個(gè)Na＋周圍有________個(gè)距離最近且相等的Na＋，每個(gè)Na＋周圍有________個(gè)距離最近且相等的Cl－，其空間構(gòu)型為____________。 (5)在CaF2晶體中，每個(gè)Ca2＋周圍距離最近且等距離的F－有________個(gè)；每個(gè)F－周圍距離最近且等距離的Ca2＋有________個(gè)。 答案　(1)6　12　(2)共價(jià)鍵、范德華力　(3)2NA (4)12　6　正八面體型　(5)8　4 1.如圖為甲、乙、丙三種晶體的晶胞： 試寫出： (1)甲晶體化學(xué)式(X為陽離子)為________。 (2)乙晶體中A、B、C三種微粒的個(gè)數(shù)比是________。 (3)丙晶體中每個(gè)D周圍結(jié)合E的個(gè)數(shù)是________。 (4)乙晶體中每個(gè)A周圍結(jié)合B的個(gè)數(shù)為________。 答案　(1)X2Y　(2)1∶3∶1　(3)8　(4)12 2.下圖是由Q、R、G三種元素組成的一種高溫超導(dǎo)體的晶胞結(jié)構(gòu)，其中R為＋2價(jià)，G為－2價(jià)，則Q的化合價(jià)為________。 答案?。? 解析　R：8＋1＝2 G：8＋8＋4＋2＝8 Q：8＋2＝4 R、G、Q的個(gè)數(shù)之比為1∶4∶2，則其化學(xué)式為RQ2G4。 由于R為＋2價(jià)，G為－2價(jià)，所以Q為＋3價(jià)。 3.(1)硼化鎂晶體在39K時(shí)呈超導(dǎo)性。在硼化鎂晶體中，鎂原子和硼原子是分層排布的，下圖是該晶體微觀結(jié)構(gòu)的透視圖，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。則硼化鎂的化學(xué)式為________。 (2)在硼酸鹽中，陰離子有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)形式。下圖是一種鏈狀結(jié)構(gòu)的多硼酸根，則多硼酸根離子符號為________。 答案　(1)MgB2　(2)BO 解析　(1)每個(gè)Mg周圍有6個(gè)B，而每個(gè)B周圍有3個(gè)Mg，所以其化學(xué)式為MgB2。(2)從圖可看出，每個(gè)單元中，都有一個(gè)B和一個(gè)O完全屬于這個(gè)單元，剩余的2個(gè)O分別被兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元共用，所以B∶O＝1∶(1＋2/2)＝1∶2，化學(xué)式為BO。 4.Cu元素與H元素可形成一種紅色化合物，其晶體結(jié)構(gòu)單元如圖所示。則該化合物的化學(xué)式為________。 答案　CuH 解析　根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可以判斷：Cu()：2＋12＋3＝6； H()：6＋1＋3＝6，所以化學(xué)式為CuH。 考點(diǎn)二　四種晶體的性質(zhì)與判斷 1.四種晶體類型比較 類型 比較　　 分子晶體 原子晶體 金屬晶體 離子晶體 構(gòu)成粒子 分子 原子 金屬陽離子 和自由電子 陰、陽離子 粒子間的相互作用力 分子間作用力 共價(jià)鍵 金屬鍵 離子鍵 硬度 較小 很大 有的很大， 有的很小 較大 熔、沸點(diǎn) 較低 很高 有的很高， 有的很低 較高 溶解性 相似相溶 難溶于任何溶劑 常見溶劑難溶 大多易溶于水等極性溶劑 導(dǎo)電、傳熱性 一般不導(dǎo)電，溶于水后有的導(dǎo)電 一般不具有導(dǎo)電性 電和熱的良導(dǎo)體 晶體不導(dǎo)電，水溶液或熔融態(tài)導(dǎo)電 2.離子晶體的晶格能 (1)定義 氣態(tài)離子形成1mol離子晶體釋放的能量，通常取正值，單位：kJmol－1。 (2)影響因素 ①離子所帶電荷數(shù)：離子所帶電荷數(shù)越多，晶格能越大。 ②離子的半徑：離子的半徑越小，晶格能越大。 (3)與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系 晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，且熔點(diǎn)越高，硬度越大。 (1)在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子(　　) (2)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子(　　) (3)原子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高(　　) (4)分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低(　　) (5)離子晶體一定都含有金屬元素(　　) (6)金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體(　　) (7)原子晶體的熔點(diǎn)一定比離子晶體的高(　　) 答案　(1)√　(2)　(3)　(4)　(5)　(6)√　(7) 1.在下列物質(zhì)中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶體硅、金剛石、晶體氬。 (1)其中只含有離子鍵的離子晶體是______________________________________________。 (2)其中既含有離子鍵又含有極性共價(jià)鍵的離子晶體是________________________。 (3)其中既含有離子鍵又含有極性共價(jià)鍵和配位鍵的離子晶體是__________。 (4)其中既含有離子鍵又含有非極性共價(jià)鍵的離子晶體是__________。 (5)其中含有極性共價(jià)鍵的非極性分子是_______________________________________。 (6)其中含有極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵的非極性分子是________。 (7)其中含有極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵的極性分子是________________________。 (8)其中含有極性共價(jià)鍵的原子晶體是_____________________________________。 (9)不含共價(jià)鍵的分子晶體是__________，只含非極性共價(jià)鍵的原子晶體是____________。 答案　(1)NaCl、Na2S　(2)NaOH、(NH4)2S(3)(NH4)2S　(4)Na2S2　(5)CO2、CCl4、C2H2 (6)C2H2　(7)H2O2　(8)SiO2、SiC　(9)晶體氬　晶體硅、金剛石 2.比較下列晶格能大?。? (1)NaCl________KCl； (2)CaF2________MgO； (3)Na2S________Na2O； (4)CaO________KCl。 答案　(1)＞　(2)＜　(3)＜　(4)＞ 題組一　晶體類型判斷 1.(1)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K，其固體屬于______晶體。 (2)[2015全國卷Ⅱ，37(2)節(jié)選]O和Na的氫化物所屬的晶體類型分別為________和________。 (3)NF3可由NH3和F2在Cu催化劑存在下反應(yīng)直接得到：4NH3＋3F2NF3＋3NH4F 上述化學(xué)方程式中的5種物質(zhì)所屬的晶體類型有______________________________(填序號)。 a.離子晶體 b.分子晶體 c.原子晶體 d.金屬晶體 答案　(1)分子 (2)分子晶體　離子晶體 (3)abd 2.(1)用“>”或“<”填空： 第一電離能 離子半徑 熔點(diǎn) 酸性 Si____S O2－____Na＋ NaCl____Si H2SO4____HClO4 (2)MgCl2在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，可由MgO制備。 ①M(fèi)gO的熔點(diǎn)比BaO的熔點(diǎn)________(填“高”或“低”)。 ②SiO2的晶體類型為________________。 (3)對于鈉的鹵化物(NaX)和硅的鹵化物(SiX4)，下列敘述正確的是________。 A.SiX4難水解 B.SiX4是共價(jià)化合物 C.NaX易水解 D.NaX的熔點(diǎn)一般高于SiX4 答案　(1)<　>　<　< (2)①高?、谠泳w (3)BD 解析　(1)同周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)的遞增呈增大趨勢，但s、p、d等軌道處于全空、半充滿、全充滿的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，則出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。Si、S元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布式分別為3s23p2、3s23p4，其中3p軌道均處于不穩(wěn)定狀態(tài)，因此Si的第一電離能小于S。O2－與Na＋的核外電子排布相同，其電子排布式均為1s22s22p6，離子核外電子排布相同時(shí)，原子序數(shù)越大，離子半徑越小，因此O2－的離子半徑大于Na＋。NaCl為離子晶體，Si為原子晶體，因此Si的熔點(diǎn)高于NaCl。一般來說，元素的非金屬性越強(qiáng)，該元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，Cl元素的非金屬性強(qiáng)于S元素，則HClO4的酸性強(qiáng)于H2SO4。 (2)①M(fèi)g、Ba同主族，Mg2＋的半徑小于Ba2＋，MgO的晶格能比BaO大，故MgO的熔點(diǎn)比BaO高。 ②SiO2為空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其熔、沸點(diǎn)很高，屬于原子晶體。 (3)A項(xiàng)，硅的鹵化物(SiX4)的水解比較強(qiáng)烈，如SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl、SiF4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HF，錯誤；B項(xiàng)，硅的鹵化物(SiX4)全部由非金屬元素構(gòu)成，屬于共價(jià)化合物，正確；C項(xiàng)，鈉的鹵化物(NaX)屬于強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，不發(fā)生水解，錯誤；D項(xiàng)，鈉的鹵化物(NaX)是由離子鍵構(gòu)成的，屬于離子晶體，SiX4屬于分子晶體，所以NaX的熔點(diǎn)一般高于SiX4，正確。 3.現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)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℃ HCl：－115℃ KCl：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(shí)克服的微粒間的作用力是________。 (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(dǎo)電性?、蹖?dǎo)熱性　④延展性 (3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于_________________________________________________。 (4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是__________(填序號)。 ①硬度小　②水溶液能導(dǎo)電?、酃腆w能導(dǎo)電　④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電 (5)D組晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹aCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因?yàn)開_______________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)原子　共價(jià)鍵　(2)①②③④ (3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時(shí)需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成氫鍵即可)　(4)②④ (5)D組晶體都為離子晶體，r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(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(diǎn)就越高 解析　(1)A組熔點(diǎn)很高，為原子晶體，是由原子通過共價(jià)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(diǎn)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(diǎn)與晶格能有關(guān)。 題組二　晶體性質(zhì)及應(yīng)用 4.下列性質(zhì)適合于分子晶體的是(　　) A.熔點(diǎn)為1070℃，易溶于水，水溶液導(dǎo)電 B.熔點(diǎn)為3500℃，不導(dǎo)電，質(zhì)硬，難溶于水和有機(jī)溶劑 C.能溶于CS2，熔點(diǎn)為112.8℃，沸點(diǎn)為444.6℃ D.熔點(diǎn)為97.82℃，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度為0.97gcm－3 答案　C 解析　A、B選項(xiàng)中的熔點(diǎn)高，不是分子晶體的性質(zhì)，D選項(xiàng)是金屬鈉的性質(zhì)，鈉不是分子晶體。 5.ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途?；卮鹣铝袉栴}： (1)碳的一種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)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(jià)鍵類型有________，碳原子的雜化軌道類型為________。 (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(qiáng)度很高的材料 B.石墨烯是電的良導(dǎo)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(yīng)屬于加成反應(yīng) (3)CH4、SiH4、GeH4的熔、沸點(diǎn)依次________(填“增大”或“減小”)，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)SiO2比CO2熔點(diǎn)高的原因是__________________________________________________。 (5)四鹵化硅SiX4的沸點(diǎn)和二鹵化鉛PbX2的熔點(diǎn)如圖(b)所示。 ①SiX4的沸點(diǎn)依F、Cl、Br、I次序升高的原因是_________________________________ ________________________________________________________________________。 ②結(jié)合SiX4的沸點(diǎn)和PbX2的熔點(diǎn)的變化規(guī)律，可推斷：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化學(xué)鍵的離子性________、共價(jià)性________。(填“增強(qiáng)”“不變”或“減弱”) (6)水楊酸第一級電離形成離子，相同溫度下，水楊酸的Ka2________苯酚()的Ka(填“>”“＝”或“<”)，其原因是____________________________ ________________________________________________________________________。 (7)碳的另一種單質(zhì)C60可以與鉀形成低溫超導(dǎo)化合物，晶體結(jié)構(gòu)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(xué)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__________gcm－3。(只需列出式子) 答案　(1)混合型晶體　σ鍵、π鍵　sp2　(2)C　(3)增大　三種物質(zhì)均為分子晶體，結(jié)構(gòu)與組成相似，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔、沸點(diǎn)越高　(4)SiO2為原子晶體而CO2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(qiáng)　(6)<　中形成分子內(nèi)氫鍵，使其更難電離出H＋　(7)K3C60　 解析　(2)石墨烯單層原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合，強(qiáng)度很高，A正確；石墨烯層與層之間有自由移動的電子，是電的良導(dǎo)體，而石墨烷中沒有自由移動的電子，為絕緣體，B正確；石墨烯只含一種碳元素，為碳的單質(zhì)，C錯誤；石墨烯與H2間的反應(yīng)屬于加成反應(yīng)，D項(xiàng)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(diǎn)與相對分子質(zhì)量有關(guān)，相對分子質(zhì)量越大，沸點(diǎn)越高。②PbX2的熔點(diǎn)先降低后升高，其中PbF2為離子晶體，PbBr2、PbI2為分子晶體，可知依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化學(xué)鍵的離子性減弱、共價(jià)性增強(qiáng)。 (7)用均攤法求解。1個(gè)晶胞中含K：12＋9＝12，C60：8＋6＝4，K與C60的個(gè)數(shù)比為12∶4＝3∶1，此化合物的化學(xué)式為K3C60。1個(gè)晶胞的體積為(1.4nm)3＝(1.410－7)3cm3,1個(gè)晶胞中含有4個(gè)K3C60，則ρ＝gcm－3。 (一)江蘇試題組合 1.[2017江蘇，21(A)－(5)]某FexNy的晶胞如圖1所示，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(x－n)CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖2所示，其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為________。 圖1　FexNy晶胞結(jié)構(gòu)示意圖　圖2　轉(zhuǎn)化過程的能量變化 答案　Fe3CuN 2.[2014江蘇，21(A)－(5)]Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。銅晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，銅晶體中每個(gè)銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目為________。 答案　12 3.[2013江蘇，21(A)－(1)]元素X位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2。元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個(gè)電子。元素Z的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍。X與Y所形成化合物晶體的晶胞如下圖所示。 ①在1個(gè)晶胞中，X離子的數(shù)目為________。 ②該化合物的化學(xué)式為________。 答案　①4?、赯nS (二)新課標(biāo)三卷命題研究 1.晶體類型的判斷 (1)[2015全國卷Ⅰ，37(4)]CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物的熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K，其固體屬于________晶體。 (2)[2015全國卷Ⅱ，37(2)改編]氧和鈉的氫化物所屬的晶體類型分別為____________和____________。 答案　(1)分子　(2)分子晶體　離子晶體 2.晶體微粒間作用力 (1)[2018全國卷Ⅲ，35(3)節(jié)選]ZnF2具有較高的熔點(diǎn)(872℃)，其化學(xué)鍵類型是__________。 (2)[2017全國卷Ⅲ，35(4)節(jié)選]Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了σ鍵外，還存在________________。 (3)[2016全國卷Ⅰ，37(5)改編]Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，其微粒之間存在的作用力是__________。 (4)[2016全國卷Ⅱ，37(3)節(jié)選]單質(zhì)銅及鎳都是由________鍵形成的晶體。 答案　(1)離子鍵　(2)離子鍵和π鍵(Π鍵)　(3)共價(jià)鍵　(4)金屬 3.晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較 (1)[2017全國卷Ⅰ，35(2)節(jié)選]K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低，原因是______________________________________。 (2)[2017全國卷Ⅲ，35(3)改編]在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)開___________________________________________， 原因是_________________________________________________________________________。 (3)[2016全國卷Ⅲ，37(4)]GaF3的熔點(diǎn)高于1000℃，GaCl3的熔點(diǎn)為77.9℃，其原因是_________________________________________________________________________。 (4)[2015全國卷Ⅱ，37(2)改編]單質(zhì)氧有兩種同素異形體，其中沸點(diǎn)高的是______________(填分子式)，原因是___________________________________________________________。 答案　(1)K的原子半徑較大且價(jià)電子數(shù)較少，金屬鍵較弱 (2)H2O>CH3OH>CO2>H2　H2O與CH3OH均為極性分子，水中氫鍵比甲醇中多；CO2與H2均為非極性分子，CO2相對分子質(zhì)量較大，范德華力較大　(3)GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體 (4)O3　O3相對分子質(zhì)量較大且是極性分子，范德華力較大 一、單項(xiàng)選擇題 1.下列關(guān)于晶體的說法中，不正確的是(　　) ①共價(jià)鍵可決定分子晶體的熔、沸點(diǎn) ②含有金屬陽離子的晶體一定是離子晶體 ③晶體中原子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶體中原子排列相對無序，無自范性 ④MgO的晶格能遠(yuǎn)比NaCl大，這是因?yàn)榍罢唠x子所帶的電荷數(shù)多，離子半徑小 ⑤晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元，晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律作周期性重復(fù)排列 ⑥干冰晶體中，一個(gè)CO2分子周圍有12個(gè)CO2分子緊鄰；CsCl和NaCl晶體中陰、陽離子的配位數(shù)都為6 ⑦晶體盡可能采取緊密堆積方式，以使其變得比較穩(wěn)定 A.①②⑥ B.②③④ C.④⑤⑥ D.②③⑦ 答案　A 2.(2018宿遷質(zhì)檢)下圖為碘晶體晶胞結(jié)構(gòu)。下列有關(guān)說法中正確的是(　　) A.碘分子的排列有2種不同的取向，2種取向不同的碘分子以4配位數(shù)交替配位形成層結(jié)構(gòu) B.用均攤法可知平均每個(gè)晶胞中有4個(gè)碘原子 C.碘晶體為無限延伸的空間結(jié)構(gòu)，是原子晶體 D.碘晶體中的碘原子間存在非極性鍵和范德華力 答案　A 解析　在立方體的頂面上，有5個(gè)I2，4個(gè)方向相同，結(jié)合其他面考慮可知A選項(xiàng)正確；每個(gè)晶胞中有4個(gè)碘分子，B選項(xiàng)錯誤；C項(xiàng)，此晶體是分子晶體，錯誤；D項(xiàng)，碘原子間只存在非極性共價(jià)鍵，范德華力存在于分子與分子之間，錯誤。 3.下列數(shù)據(jù)是對應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)： BCl3 Al2O3 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 干冰 SiO2 －107 2073 920 801 1291 190 －57 1723 據(jù)此做出的下列判斷中錯誤的是(　　) A.鋁的化合物的晶體中有的是離子晶體 B.表中只有BCl3和干冰是分子晶體 C.同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體 D.不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體 答案　B 解析　A項(xiàng)，氧化鋁的熔點(diǎn)高，屬于離子晶體，則鋁的化合物的晶體中有的是離子晶體，正確；B項(xiàng)，BCl3、AlCl3和干冰均是分子晶體，錯誤；C項(xiàng)，同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體，例如CO2是分子晶體，二氧化硅是原子晶體，正確。 4.下列物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)高低順序中，正確的是(　　) A.金剛石＞晶體硅＞二氧化硅＞碳化硅 B.＞ C.MgO＞H2O＞O2＞Br2 D.金剛石＞生鐵＞純鐵＞鈉 答案　B 解析　A項(xiàng)，同屬于原子晶體，熔、沸點(diǎn)高低主要看共價(jià)鍵的強(qiáng)弱，顯然對鍵能而言，晶體硅＜碳化硅＜二氧化硅，錯誤；B項(xiàng)，形成分子間氫鍵的物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)要大于形成分子內(nèi)氫鍵的物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)，正確；C項(xiàng)，對于不同類型晶體，其熔、沸點(diǎn)高低一般為原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，MgO＞H2O＞Br2＞O2，錯誤；D項(xiàng)，生鐵為鐵合金，熔點(diǎn)要低于純鐵，錯誤。 5.(2018宿遷高三上學(xué)期期初)有四種不同堆積方式的金屬晶體的晶胞如圖所示，有關(guān)說法正確的是(　　) A.①為簡單立方堆積，②為六方最密堆積，③為體心立方堆積，④為面心立方最密堆積 B.每個(gè)晶胞含有的原子數(shù)分別為①1個(gè)，②2個(gè)，③2個(gè)，④4個(gè) C.晶胞中原子的配位數(shù)分別為①6，②8，③8，④12 D.空間利用率的大小關(guān)系為①＜②＜③＜④ 答案　B 6.(2018泰州模擬)鐵有如下δ、γ、α三種晶體結(jié)構(gòu)，三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。下列說法不正確的是(　　) A.δ、γ、α三種晶體互為同分異構(gòu)體 B.α-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子等距離且最近的鐵原子有6個(gè) C.將鐵加熱到1500℃分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型不同，化學(xué)性質(zhì)相同 D.γ-Fe晶體為面心立方最密堆積 答案　A 解析　Fe的δ、γ、α三種晶體結(jié)構(gòu)不同，屬于同素異形體，不是同分異構(gòu)體，故A不正確；α-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子是相鄰頂點(diǎn)上的鐵原子，與每個(gè)鐵原子等距離且最近的鐵原子同層有4個(gè)，上、下層各1個(gè)，故共有6個(gè)，故B正確；急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型不同，結(jié)構(gòu)不同，物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)相同，故C正確；γ-Fe晶體中Fe原子處于頂點(diǎn)與面心，屬于面心立方最密堆積，故D正確。 7.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(　　) A.BaTi8O12 B.BaTi4O5 C.BaTi2O4 D.BaTiO3 答案　D 解析　本題結(jié)合識圖考查晶體的晶胞結(jié)構(gòu)知識及空間想象能力。解題關(guān)鍵：由一個(gè)晶胞想象出在整個(gè)晶體中，每個(gè)原子為幾個(gè)晶胞共用。仔細(xì)觀察鈦酸鋇晶體的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知：Ba2＋在立方體的中心，完全屬于該晶胞；Ti4＋處于立方體的8個(gè)頂點(diǎn)，每個(gè)Ti4＋為與之相連的8個(gè)立方體所共用，即每個(gè)Ti4＋只有屬于該晶胞；O2－處于立方體的12條棱的中點(diǎn)，每條棱為4個(gè)立方體共用，即每個(gè)O2－只有屬于該晶胞。則晶體中Ba2＋、Ti4＋、O2－的個(gè)數(shù)比為1∶∶＝1∶1∶3。 二、不定項(xiàng)選擇題 8.下列說法正確的是(　　) A.干冰和石英晶體中的化學(xué)鍵類型相同，熔化時(shí)需克服微粒間的作用力類型也相同 B.化學(xué)變化發(fā)生時(shí)，需要斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵，并形成生成物中的化學(xué)鍵 C.CH4和CCl4中，每個(gè)原子的最外層都具有8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu) D.NaHSO4晶體溶于水時(shí)，離子鍵被破壞，共價(jià)鍵也被破壞 答案　BD 解析　A項(xiàng)，干冰是分子晶體，而石英晶體是原子晶體，熔化時(shí)需克服微粒間的作用力分別是分子間作用力和共價(jià)鍵，錯誤；B項(xiàng)，化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是斷開舊化學(xué)鍵，形成新的化學(xué)鍵，所以化學(xué)變化發(fā)生時(shí)，需要斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵，并形成生成物中的化學(xué)鍵，正確；C項(xiàng)，CH4分子中氫原子最外層達(dá)2電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不是8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，錯誤；D項(xiàng)，NaHSO4晶體溶于水時(shí)，電離產(chǎn)生鈉離子、氫離子和硫酸根離子，離子鍵被破壞，共價(jià)鍵也被破壞，正確。 9.下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A.四水合銅離子的模型如圖1所示，1個(gè)水合銅離子中有4個(gè)配位鍵 B.CaF2晶體的晶胞如圖2所示，每個(gè)CaF2晶胞平均占有8個(gè)Ca2＋ C.H原子的電子云圖如圖3所示，H原子核外大多數(shù)電子在原子核附近運(yùn)動 D.金屬Cu中Cu原子堆積模型如圖4，為最密堆積，每個(gè)Cu原子的配位數(shù)均為12 答案　BC 解析　A項(xiàng)，四水合銅離子中銅離子的配位數(shù)為4，配體是水，水中的氧原子提供孤電子對與銅離子形成配位鍵，正確；B項(xiàng)，根據(jù)均攤法可知，在CaF2晶體的晶胞中，每個(gè)CaF2晶胞平均占有Ca2＋個(gè)數(shù)為8＋6＝4，錯誤；C項(xiàng)，電子云密度表示電子在某一區(qū)域出現(xiàn)的機(jī)會的多少，H原子最外層只有一個(gè)電子，所以不存在大多數(shù)電子，只能說H原子的一個(gè)電子在原子核附近出現(xiàn)的機(jī)會較多，錯誤；D項(xiàng)，在金屬晶體的最密堆積中，對于每個(gè)原子來說，其周圍的原子有同一層上的六個(gè)原子和上一層的三個(gè)及下一層的三個(gè)，故每個(gè)原子周圍都有12個(gè)原子與之相連，正確。 10.下圖分別代表NaCl、金剛石、干冰、石墨結(jié)構(gòu)的一部分。下列說法正確的是(　　) A.NaCl晶體只有在熔融狀態(tài)下離子鍵被完全破壞，才能形成自由移動的離子 B.金剛石中存在的化學(xué)鍵只有共價(jià)鍵，不能導(dǎo)電 C.干冰中的化學(xué)鍵只需吸收很少的熱量就可以被破壞，所以干冰容易升華 D.石墨中碳原子的最外層電子都參與了共價(jià)鍵的形成，故熔點(diǎn)很高、硬度很大 答案　B 解析　A項(xiàng)，NaCl是離子化合物，在溶于水或熔融狀態(tài)下離子鍵均能被完全破壞，錯誤；B項(xiàng)，金剛石為原子晶體，化學(xué)鍵只有共價(jià)鍵，不能導(dǎo)電，正確；C項(xiàng)，干冰屬于分子晶體，干冰升華是物理變化，破壞的是分子間作用力，化學(xué)鍵不變，錯誤；D項(xiàng)，石墨中的碳原子用sp2雜化軌道與相鄰的三個(gè)碳原子以σ鍵結(jié)合，形成正六邊形的平面層狀結(jié)構(gòu)，而每個(gè)碳原子還有一個(gè)2p軌道，其中有一個(gè)2p電子，這些p軌道又都互相平行，并垂直于碳原子sp2雜化軌道構(gòu)成的平面，形成了大π鍵，因而這些π電子可以在整個(gè)碳原子平面上活動，類似金屬鍵的性質(zhì)，石墨為層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間通過范德華力連接，所以石墨的熔點(diǎn)很高，但硬度較小，錯誤。 11.KO2的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相似，KO2可以看成是Na＋的位置由K＋代替，Cl－的位置由O代替，則下列對于KO2晶體結(jié)構(gòu)的描述正確的是(　　) A.與K＋距離相等且最近的O共有8個(gè) B.與K＋距離相等且最近的O構(gòu)成的多面體是正八面體 C.與K＋距離相等且最近的K＋有8個(gè) D.一個(gè)KO2晶胞中的K＋和O粒子數(shù)均為8個(gè) 答案　B 解析　A項(xiàng)，K＋位于晶胞棱心，與K＋距離相等且最近的O位于頂點(diǎn)和面心，共有6個(gè)，錯誤；B項(xiàng)，與K＋距離相等且最近的O共有6個(gè)，構(gòu)成正八面體，K＋位于正八面體中心，正確；C項(xiàng)，K＋位于晶胞棱心，則被橫平面、豎平面和正平面共有，且每一個(gè)平面有4個(gè)K＋距離最近，共43＝12個(gè)，錯誤；D項(xiàng)，K＋位于晶胞棱心和體心，數(shù)目為12＋1＝4，O位于頂點(diǎn)和面心，數(shù)目為8＋6＝4，即一個(gè)KO2晶胞中攤得的K＋和O粒子數(shù)均為4個(gè)，錯誤。 三、非選擇題 12.(2019常州一中高三考試)已知：硫酸銅溶液中滴入氨基乙酸鈉(H2N—CH2—COONa)即可得到配合物A。其結(jié)構(gòu)如圖所示： (1)Cu元素基態(tài)原子的外圍電子排布式為_________________________________。 (2)元素C、N、O的第一電離能由大到小排列順序?yàn)開__________________________。 (3)配合物A中碳原子的軌道雜化類型為_________________________________________。 (4)1mol氨基乙酸鈉(H2N—CH2—COONa)含有σ鍵的數(shù)目為________。 (5)氨基乙酸鈉分解產(chǎn)物之一為二氧化碳。寫出二氧化碳的一種等電子體：____________________________________________(寫化學(xué)式)。 (6)已知：硫酸銅灼燒可以生成一種紅色晶體，其結(jié)構(gòu)如圖所示，則該化合物的化學(xué)式是________________________________________________________________________。 答案　(1)3d104s1　(2)N>O>C　(3)sp2、sp3 (4)8NA　(5)N2O(或SCN－、N等)　(6)Cu2O 解析　(3)配合物A分子中一種碳有C==O，碳的雜化方式為sp2雜化，另一種碳周圍都是單鍵，碳的雜化方式為sp3雜化。 (4)共價(jià)單鍵為σ鍵，共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵一個(gè)是π鍵，1個(gè)H2N—CH2—COONa分子中含有9個(gè)σ鍵，所以1mol氨基乙酸鈉中含有σ鍵的數(shù)目為9NA。 (5)一個(gè)二氧化碳分子中原子個(gè)數(shù)為3個(gè)，價(jià)電子數(shù)為16，原子個(gè)數(shù)相等、價(jià)電子數(shù)相等的微粒為等電子體，則CO2的等電子體為：N2O或SCN－、N等。 (6)利用均攤法知，該化合物中O原子個(gè)數(shù)＝1＋8＝2，Cu原子個(gè)數(shù)＝4，銅原子和氧原子個(gè)數(shù)之比＝4∶2＝2∶1，所以其化學(xué)式為：Cu2O。 13.(2019溧水高級中學(xué)高三學(xué)情調(diào)研)氫氧化鎳在乙醇的懸濁液中可發(fā)生如下反應(yīng)生成單質(zhì)鎳的配合物： Ni(OH)2＋5CH3NC===(CH3NC)4Ni＋CH3NCO＋H2O (1)Ni2＋基態(tài)核外電子排布式為_______________________________。 (2)CH3NC(其結(jié)構(gòu)簡式為CH3—NC)分子中碳原子軌道的雜化類型是________；1molCH3NC中σ鍵的數(shù)目為________。 (3)用光氣(COCl2)與甲胺(CH3NH2)可以制取CH3NCO。 ①與COCl2互為等電子體的一種陰離子為__________________________________________。 ②甲胺極易溶于水，除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外，還因?yàn)開_____________________。 (4)Ni單質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，每個(gè)晶胞中含Ni原子數(shù)目為________。 答案　(1) [Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8)　(2) sp、sp3　5NA　(3)①CO或NO?、诩装纺芘c水形成分子間氫鍵　(4)4 解析　(2)CH3NC中甲基上的碳是sp3雜化，而碳氮三鍵中的碳是sp雜化，1molCH3NC中σ鍵為5mol。(3)①原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)都相等的微?；榈入娮芋w，與COCl2互為等電子體的陰離子的化學(xué)式為CO或NO；②因?yàn)榧装纺芘c水形成分子間氫鍵，所以甲胺極易溶于水。(4)每個(gè)晶胞中鎳原子個(gè)數(shù)＝8＋6＝4。 14.(2018江蘇省丹陽高級中學(xué)高三上學(xué)期期中)甲基呋喃與氨在高溫下反應(yīng)得到甲基吡咯： (1)Zn的基態(tài)原子核外電子排布式為_______________________________________________。 (2)配合物[Zn(NH3)3(H2O)]2＋中，與Zn2＋形成配位鍵的原子是________(填元素符號)。 (3)1mol甲基呋喃分子中含有σ鍵的數(shù)目為________。 (4)甲基吡咯分子中碳原子軌道的雜化軌道類型是____________。與NH3分子互為等電子體的陽離子為____________。 (5)甲基吡咯的熔、沸點(diǎn)高于甲基呋喃的原因是___________________________________。 (6)鋅的某種化合物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則構(gòu)成該化合物的兩種粒子個(gè)數(shù)比為________。 答案　(1)[Ar]3d104s2(或1s22s22p63s23p63d104s2) (2)N和O (3)12NA (4)sp3和sp2　H3O＋ (5)甲基吡咯分子間存在氫鍵 (6)1∶1 解析　(1)鋅是30號元素，基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d104s2或1s22s22p63s23p63d104s2。(2)配合物[Zn(NH3)3(H2O)]2＋中氨氣分子中的氮原子提供孤對電子與鋅離子形成配位鍵，水分子中的氧原子提供孤對電子與鋅離子形成配位鍵。(3)每個(gè)甲基呋喃分子中含有6個(gè)碳?xì)滏I，即為σ鍵，含有2個(gè)碳碳單鍵，2個(gè)碳氧單鍵，2個(gè)碳碳雙鍵，每個(gè)單鍵都是1個(gè)σ鍵，雙鍵中含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，所以總共有12個(gè)σ鍵。(4)甲基吡咯分子中有兩類碳原子，一類碳原子形成碳碳單鍵，采用sp3雜化，一類碳原子形成了碳碳雙鍵，采用sp2雜化，與氨氣分子互為等電子體的物質(zhì)含有4個(gè)原子且有10個(gè)電子，所以為水合氫離子。(5)甲基呋喃的氧原子沒有與氫原子形成共價(jià)鍵，所以無法形成分子間氫鍵，而甲基吡咯的氮原子和氫原子形成了共價(jià)鍵，可以形成分子間氫鍵，從而提高了熔、沸點(diǎn)。(6)X原子位于晶胞的頂點(diǎn)和面心，所以一個(gè)晶胞中X的原子個(gè)數(shù)為8＋6＝4，晶胞中含有4個(gè)鋅離子，則兩種粒子個(gè)數(shù)比為4∶4＝1∶1。