课时分层训练(三十六) 晶体结构与性质
A组 专项基础达标 (建议用时：30分钟)
1．(1)SiC的晶体结构与晶体硅的相似，其中C原子的杂化方式为________，微粒间存在的作用力是________。SiC晶体和晶体Si的熔、沸点高低顺序是________。
【导学号：98】
(2)氧化物MO的电子总数与SiC的相等，则M为________(填元素符号)。MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高，其原因是_____________________。
(3)C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2的化学式相似，但结构和性质有很大的不同。CO2中C与O原子间形成σ键和π键，SiO2中Si与O原子间不形成上述π键。从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成上述π键，而Si、O原子间不能形成上述π键：_____________________，
SiO2属于________晶体，CO2属于________晶体，所以熔点CO2________SiO2(填“＜”“＝”或“＞”)。
(4)金刚石、晶体硅、二氧化硅、MgO、CO2、Mg六种晶体的构成微粒分别是____________________，熔化时克服的微粒间的作用力分别是__________。
[解析] (1)晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连，呈正四面体结构，所以C原子杂化方式是sp3，因为Si—C的键长小于Si—Si，所以熔点碳化硅＞晶体硅。
(2)SiC电子总数是20个，则该氧化物为MgO；晶格能与所构成离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，MgO与CaO的离子电荷数相同，Mg2半径比Ca2小，MgO晶格能大，熔点高。
(3)Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p-p轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的π键，SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体，所以熔点SiO2＞CO2。
(4)金刚石、晶体硅、二氧化硅均为原子晶体，构成微粒为原子，熔化时破坏共价键；Mg为金属晶体，由金属阳离子和自由电子构成，熔化时克服金属键，CO2为分子晶体，由分子构成，CO2分子间以分子间作用力结合；MgO为离子晶体，由Mg2和O2构成，熔化时破坏离子键。
[答案] (1)sp3 共价键 SiC＞Si
(2)Mg Mg2半径比Ca2小，MgO晶格能大
(3)Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p-p轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的π键 原子 分子 ＜
(4)原子、原子、原子、阴阳离子、分子、金属阳离子与自由电子 共价键、共价键、共价键、离子键、分子间作用力、金属键
2．(1)①科学家把C60和掺杂在一起制造了一种富勒烯与钾的化合物，该物质在低温时是一种超导体，其晶胞如图所示，该物质中原子和C60分子的个数比为________。
【导学号：99】
＋
＋
＋
－＋
＋
②继C60后，科学家又合成了Si60、N60。请解释如下现象：熔点Si60>N60>C60，而破坏分子所需要的能量N60>C60>Si60，其原因是__________________________。
(2)铜晶体为面心立方最密堆积，铜的原子半径为127.8 pm，列式计算晶体铜的密度__________________________________________________________。
(3)A是周期表中电负性最大的元素，A与钙可组成离子化合物，其晶胞结构如图所示，该化合物的电子式是__________________。已知该化合物晶胞1/8的体积为2.0×10
－23
cm3，求该离子化合物的密度，
请列式并计算(结果保留一位小数)：__________________________________。
11
[解析] (1)①处于晶胞表面：12×＝6，C60处于晶胞顶点和体心：8×＋1＝2。故原子和C60分子
28的个数比为：6∶2＝3∶1。
②熔点与分子间作用力大小有关，而破坏分子则是破坏分子内的共价键。 (2)晶胞边长22r(Cu)，晶胞含有Cu为4，M(Cu)＝64， 64×4－
ρ＝cm3)。 －103＝9.0 (g·
NA?22×127.8×10?
(3)A为F，与Ca形成CaF2，电子式为，
1
19＋×40
2－
ρ＝cm3)。 －2323＝3.2(g·2.0×10×6.02×10[答案] (1)①3∶1
②结构相似的分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力(或范德华力)越强，熔化所需的能量越多，故熔点：Si60>N60>C60；而破坏分子需断开化学键，元素电负性越强其形成的化学键越稳定，断键时所需能量越多，故破坏分子需要的能量大小顺序为N60>C60>Si60
4×64－(2)cm3) －103＝9.0(g·NA×?22×127.8×10?
(3)
1－
?19＋×40? g·mol1
2－
cm3 －23－1＝3.2 g·323
2.0×10 cm×6.02×10 mol
3．(2020·甘肃重点中学联考)(1)三聚氰胺()中六元环结
构与苯环类似，它与硝基苯的相对分子质量之差为3，三聚氰胺的熔点为354 ℃，硝基苯的熔点是5.7 ℃。
【导学号：00】
①三聚氰胺中，环上与环外的氮原子杂化轨道类型分别为________。 ②导致三聚氰胺与硝基苯熔点相差很大的根本原因是__________。
(2)一定条件下，碳、氮两种元素可形成一种化合物，该化合物可作耐磨材料，其熔点________(填“高于”、“低于”或“无法判断”)金刚石的熔点。
(3)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。则铁镁合金的化学式为________，若该晶胞的参数为d nm，则该合金的密度为______________(不必化简，用NA表示阿伏加德罗常数)。
[解析] (1)①三聚氰胺中环上、环外氮原子分别形成了2个σ键、3个σ键，均还有一个孤电子对，故价层电子对数分别为3、4，杂化轨道类型分别为sp2、sp3。②三聚氰胺中存在N—H键，分子间能形成氢键，导致熔点升高，硝基苯分子间不能形成氢键，故熔点较低。(2)因氮的原子半径小于碳的原子半径，故键能C—N>C—C，因而金刚石的熔点较低。(3)依据均摊规则，晶胞中共有4个铁原子，8个镁原子，故化学式为Mg2Fe，一个晶胞中含有4个“Mg2Fe”，其质量为10
－21
4416－
×104 g＝ g,1 nm＝107 cm，体积为NANA
d3 cm3，由此可求出其密度。
[答案] (1)①sp2、sp3 ②三聚氰胺分子间能形成氢键，但硝基苯分子间不能形成氢键 (2)高于 (3)Mg2Fe
416－
g·cm3(或其他合理答案) 3
10d NA
－21
4．现有几组物质的熔点(℃)数据：
A组 金刚石：3 550 ℃ 硅晶体：1 410 ℃ 硼晶体：2 300 ℃ 二氧化硅：1 723 ℃ 据此回答下列问题： (1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。 (2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。 ①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
(3)C组中HF熔点反常是由于_____________________________________。
(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电 (5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>Cl>RbCl>CsCl，其原因为 ___________________________________________
[解析] (1)A组熔点很高，为原子晶体，是由原子通过共价键形成的。(2)B组为金属晶体，具有①②③④四条共性。(3)HF中含有分子间氢键，故其熔点反常。(4)D组属于离子晶体，具有②④两条性质。
B组 Li：181 ℃ Na：98 ℃ ：64 ℃ Rb：39 ℃ C组 HF：－83 ℃ HCl：－115 ℃ HBr：－89 ℃ HI：－51 ℃ D组 NaCl：801 ℃ Cl：776 ℃ RbCl：718 ℃ CsCl：645 ℃ (5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。
[答案] (1)原子 共价键 (2)①②③④
(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可) (4)②④
(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na) B组 专项能力提升 (建议用时：15分钟) 5．(2020·陕西西北九校联考)现有a、bY、c、dW、eM、gN六种短周期非金属元素，a＋b＝c，a＋c＝d，a＋d＝e，d＋e＝g，、M、N的单质均有两种或多种同素异形体，请回答下列问题： 【导学号：01】 Ⅰ.(1)N元素位于元素周期表的________区，价层电子排布式为________。 (2)、W、M元素的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。 (3)24、W24两种化合物的沸点高低关系为________(用化学式表示)。 Ⅱ.YN是一种耐磨材料，其结构与金刚石相似，如图为其晶体结构单元，它可由Y的三溴化物和N的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。 ＋ ＋ ＋ ＋ (1)Y的三溴化物中Y原子的杂化方式为________，N的三溴化物分子的立体构型为________。 (2)写出合成YN的化学方程式________________________。 (3)已知晶体中Y与N原子的最近距离为a pm，则该晶体的密度的表达式为________________ g·cm 3(不需化简)。 － [解析] 将短周期元素中的非金属元素列举出来，然后结合质子数之间的关系及、M、N单质均有两种或多种同素异形体，可确定出、Y、、W、M、N六种元素分别为H、B、C、N、O、P。 Ⅰ.(1)磷元素处于周期表的p区，其价层电子排布式为3s23p3。 (2)氮元素2p轨道处于半充满状态，第一电离能反常，比氧元素的高。 (3)N2H4分子间存在氢键，沸点比C2H4的高。 Ⅱ.(1)BBr3分子中成键电子对数为3，孤电子对数为0，B原子采用sp2杂化。PBr3分子中成键电子
【附20套精选模拟试卷】【课堂新坐标】2020版高考化学(人教版)一轮复习文档：选修3 物质结构与性质 第3节
