2025年高考晶體專項(xiàng)練習(xí)

晶體專項(xiàng)練習(xí)

　　1、晶體熔、沸點(diǎn)的判斷：

　　①不同類型晶體熔、沸點(diǎn)高低的一般規(guī)律為：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體。

　　②同種晶體類型的物質(zhì)：晶體內(nèi)粒子間的作用力越大，熔、沸點(diǎn)越高。

　　原子晶體：比較共價(jià)鍵的強(qiáng)弱，一般地說(shuō)，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高。如熔點(diǎn)：金剛石(C)＞石英(SiO2＞金剛砂(SiC)＞晶體硅(Si)。

　　離子晶體：比較離子鍵的強(qiáng)弱，一般地說(shuō)，陰、陽(yáng)離子電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。如熔點(diǎn)：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。

　　分子晶體：組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點(diǎn)越高(具有氫鍵的分子晶體，熔、沸點(diǎn)反常地高)。如熔沸點(diǎn)：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。

　　2、用均攤法解析晶體，確定晶體的化學(xué)式：

　　晶胞是晶體中的最小重復(fù)單位。均攤法是指每個(gè)圖形平均擁有的粒子數(shù)目。如果某個(gè)粒子為n個(gè)圖形(晶胞)所共有,則該粒子有屬于一個(gè)圖形(晶胞)。

　　①處于頂點(diǎn)的粒子，同時(shí)為8個(gè)晶胞所共有，每個(gè)粒子有屬于該晶胞;

　　②處于棱上的粒子，同時(shí)為4個(gè)晶胞所共有，每個(gè)粒子有屬于該晶胞;

　　③處于面上的粒子，同時(shí)為2個(gè)晶胞所共有，每個(gè)粒子有屬于該晶胞；

　　④處于晶胞內(nèi)部的粒子，則完全屬于該晶胞。

　　例1、下列各組物質(zhì)中，按熔點(diǎn)由低到高排列正確的是[]

　　A．O2、I2、HgB．CO2、HCl、SiO2

　　C．Na、K、RbD．SiC、NaCl、SO2

　　解析：對(duì)于A項(xiàng)，可以從常識(shí)上分析，常溫下O2為氣態(tài)，Hg為液態(tài)，I2為固態(tài)。所以按O2、Hg、I2的順序由低到高。C項(xiàng)也可以借助課本上的一句話，"在溫度稍高時(shí)，Cs即熔化為液體"記憶，堿金屬的熔點(diǎn)應(yīng)隨核電荷數(shù)增加，熔點(diǎn)降低，所以按Rb、K、Na的順序由低到高。D項(xiàng)中SiC為原子晶體，NaCl為離子晶體，SO2為分子晶體。B項(xiàng)中CO2為分子晶體，KCl為離子晶體，SiO2為原子晶體，而晶體熔點(diǎn)，原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，故B項(xiàng)對(duì)，D項(xiàng)錯(cuò)。

　　答案：B

　　例2、Si和C同屬于第ⅣA族，為何CO2晶體熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較低，硬度較小，而SiO2晶體熔點(diǎn)、沸點(diǎn)很高，硬度很大？

　　答案：CO2是分子晶體，要使物質(zhì)熔化和汽化只需克服較弱的分子間作用力，故熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較低，硬度較小；而SiO2晶體是原子晶體。原子間用較強(qiáng)的共價(jià)鍵結(jié)合成空間網(wǎng)狀，要使物質(zhì)熔化和汽化就要克服共價(jià)鍵作用，需要很多能量，故熔點(diǎn)、沸點(diǎn)很高，硬度很大。

　　訓(xùn)練題：

　　1、支持固態(tài)氨是分子晶體的事實(shí)是[]

　　A．氮原子不能形成陰離子B．銨離子不能單獨(dú)存在

　　C．常溫下氨是氣態(tài)物質(zhì)D．氨極易溶于水

　　2、判斷下列說(shuō)法是否正確。

　　(1)干冰熔化或汽化時(shí)，分子內(nèi)的化學(xué)鍵遭到破壞。()

　　(2)熔、沸點(diǎn)：NaF3＞NaCl＞NaBr。()

　　(3)HCl易溶于水難溶于汽油。()

　　(4)金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性均與自由電子有關(guān)。()

　　(5)C60與分別代表一種分子和一種原子()

　　(6)常溫下分子晶體不可能是固體狀態(tài)。()

　　(7)NaOH晶體熔化時(shí)，其中的離子鍵和共價(jià)鍵都遭到破壞。()

　　(8)在分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其他的化學(xué)鍵。()

　　(9)原子晶體可能是單質(zhì)也可能是化合物，而離子晶體則一定是化合物。()

　　(10)一般地，原子晶體的熔、沸點(diǎn)比離子晶體的熔沸點(diǎn)高。()

　　3、已知有關(guān)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表所示：

　　MgOAl2O3MgCl2AlCl3

　　熔點(diǎn)/℃28522072714190(2.5×105Pa)

　　沸點(diǎn)/℃360029801412182.7

　　請(qǐng)參考上述數(shù)據(jù)填空和回答問(wèn)題：

　　(1)工業(yè)上常用電解熔融．MgCl2的方法生產(chǎn)金屬鎂，電解Al2O3與冰晶石熔融混合物的方法生產(chǎn)鋁。為什么不用電解MgO的方法生產(chǎn)鎂；也不用電解AlCl3的方法生產(chǎn)鋁？答________________。

　　(2)氯化鋁是_______________(填晶體類型)。

　　(3)在500K和1.01×105Pa時(shí)，氯化鋁的蒸氣密度(換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí))為11.92g/I,試確定氯化鋁在蒸氣狀態(tài)時(shí)的化學(xué)式為_(kāi)______________。

　　(4)無(wú)水氯化鋁在空氣中劇烈"發(fā)煙"，其原因是_______________。

　　(5)設(shè)計(jì)可靠的實(shí)驗(yàn)證明MgCl2、AlCl3所屬的晶體_______________類型，其實(shí)驗(yàn)方法是_______________。

　　1、答案：C

　　解析：A、B項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤。D項(xiàng)氨極易溶于水，不能說(shuō)明一定是分子晶體，因?yàn)楹芏嚯x子晶體也極易溶于水。只有C項(xiàng)，常溫下氨是氣態(tài)物質(zhì)，說(shuō)明固態(tài)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)很低，從而得出固態(tài)氨是分子晶體的事實(shí)。

　　答案：(1)×(2)√(3)√(4)√(5)√(6)×(7)×(8)×(9)√(10)√

　　2、解析：

　　(1)干冰熔化時(shí)，破壞的是分子間的作用力；

　　(2)離子晶體，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，其熔沸點(diǎn)越高；

　　(3)相似相溶原理，HCl是極性分子；

　　(4)金屬的通性；

　　(5)C60代表一種分子或一種物質(zhì)；代表元素或一種原子；

　　(6)I2在常溫下呈固態(tài)；

　　(7)NaOHNa++OH-(破壞的是離子鍵)；

　　(8)分子間作用力是分子與分子之間的作用力，分子內(nèi)部，如H-H，由共價(jià)鍵構(gòu)成；

　　(9)原子晶體。如：C屬于單質(zhì)，SiO2屬于化合物，離子晶體由陰、陽(yáng)離子構(gòu)成，肯定屬于化合物；

　　(10)根據(jù)晶體熔、沸點(diǎn)規(guī)律。

　　3、答案：見(jiàn)解析

　　解析：因?yàn)镸gO的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于MgCl2，所以電解熔融的MgO需提供更多的能量、更高的溫度，不易于操作。從表中數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，AlCl3晶體的熔點(diǎn)很低，且沸點(diǎn)比熔點(diǎn)低，易升華，屬于分子晶體，不存在離子，熔融時(shí)不能導(dǎo)電，不能被電解。根據(jù)氯化鋁的蒸氣密度可求得其摩爾質(zhì)量，進(jìn)行確定化學(xué)式M=ρ·Vm=11.92g/L×22.4L·mol-1=267g/mol，所以化學(xué)式為Al2Cl6，無(wú)水氯化鋁在空氣中與水發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生HCl氣體，HCl在空氣中形成酸霧而"發(fā)煙"。將兩種晶體加熱到熔化狀態(tài)，MgCl2能導(dǎo)電而AlCl3不能導(dǎo)電，故可證明MgCl2為離子晶體，AlCl3為分子晶體。

　　例3、有下列離子晶體空間結(jié)構(gòu)示意圖：以M代表陽(yáng)離子N表示陰離子，●陽(yáng)離子，○陰離子，化學(xué)式為MN2的晶體結(jié)構(gòu)為[]

　　解析：離子晶體的構(gòu)成粒子是陰、陽(yáng)離子，有化學(xué)式而無(wú)分子式。MN2表示陽(yáng)離子與陰離子個(gè)數(shù)比為1：2，結(jié)合均攤法原則，陽(yáng)、陰離子個(gè)數(shù)比為1：2的只有B。

　　答案：B

　　例4、最近發(fā)現(xiàn)，只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然也具有超導(dǎo)性。鑒于這三種元素都是常見(jiàn)元素。從而引起廣泛關(guān)注。該新型超導(dǎo)晶體的一個(gè)晶胞(碳原子用小球表示，鎳原子用大球○表示，鎂原子用大球●表示)如圖所示，則該晶體的化學(xué)式為[]

　　A．Mg2CNi3B．MgC2NiC．MgCNi2D．MgCNi3

　　解析：在上圖的晶體中．正方體的一個(gè)頂點(diǎn)被8個(gè)正方體共用，所以一個(gè)正方體占有該處粒子的，正方體的一條棱被四個(gè)正方體共用，一個(gè)正方體占有棱上粒子的，正方體的一個(gè)面被2個(gè)正方體共用，一個(gè)正方體占有面上粒子的，根據(jù)該晶體的結(jié)構(gòu)知該晶胞內(nèi)Mg原子數(shù)為8×=l，C原子數(shù)為1，Ni原子數(shù)為6×=3，所以該晶體的化學(xué)式為MgCNi3。

　　答案：D

　　例5、根據(jù)石墨晶體結(jié)構(gòu)示意圖及提供的數(shù)據(jù)計(jì)算(保留三位有效數(shù)字)：

　　(1)12g石墨中，正六邊形的數(shù)目是多少？

　　(2)求石墨的密度？

　　(3)求12g石墨的體積(cm3)？

　　已知：正六邊形面積=a2sin60°×6=a2

　　解析：

　　（2）由于層與層之間可滑動(dòng)，而要計(jì)算密度，需質(zhì)量除以體積，該題就需從相鄰的兩層之間拆分出一個(gè)六棱柱。

　　答案：(1)3.01×1023個(gè)(2)2.28g/cm3(3)5.26cm3

　　訓(xùn)練題：

　　1、圖表示一些晶體中的某些結(jié)構(gòu)，它們分別是NaCl、CsCl、干冰、金剛石、石墨結(jié)構(gòu)中的某一種的某一部分。

　　(1)其中代表金剛石的是(填編號(hào)字母，下同)___________，其中每個(gè)碳原子與___________個(gè)碳原子最接近且距離相等。金剛石屬于___________晶體。

　　(2)其中代表石墨的是___________，其中每個(gè)正六邊形占有的碳原子數(shù)平均為_(kāi)__________個(gè)。

　　(3)其中表示NaCl的是___________，每個(gè)Na+周?chē)�與它最接近且距離相等的Na+有___________個(gè)。

　　(4)代表CsCl的是___________，它屬于___________晶體，每個(gè)Cs+與___________個(gè)Cl-緊鄰。

　　(5)代表干冰的是___________，它屬于___________晶體，每個(gè)CO2分子與___________個(gè)CO2分子緊鄰。

　　(6)已知石墨中碳碳鍵的鍵長(zhǎng)比金剛石中碳碳鍵的鍵長(zhǎng)短，則上述五種物質(zhì)熔點(diǎn)由高到低的排列順序?yàn)開(kāi)__________。

　　解析：根據(jù)不同物質(zhì)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)辨別圖形所代表的物質(zhì)。NaCl晶體是簡(jiǎn)單立方單元，每個(gè)Na+與6個(gè)Cl-緊鄰，每個(gè)Cl-又與6個(gè)Na+緊鄰，但觀察Na+與最近距離等距離的Na+數(shù)時(shí)要拋開(kāi)Cl-，從空間結(jié)構(gòu)上看有12個(gè)Na+，即x、y、z軸面上各有4個(gè)Na+。CsCl晶體由Cs+、Cl-分別構(gòu)成立方結(jié)構(gòu)，但Cs+組成立方的中心有1個(gè)Cl-，Cl-組成的立方中心又鑲?cè)?個(gè)Cs+，可稱為"體心立方"結(jié)構(gòu)。Cl-鄰8個(gè)Cs+，Cs+緊鄰8個(gè)Cl-。干冰也是立方體結(jié)構(gòu)，但在立方體每個(gè)正方形面的中央都有另一個(gè)CO2分子，稱為"面心立方"。實(shí)際上各面中央的CO2分子也組成立方結(jié)構(gòu)，彼此相互套入面的中心。每個(gè)CO2分子在三維空間里三個(gè)面各緊鄰4個(gè)CO2分子，共12個(gè)CO2分子。金剛石的基本單元是正四面體，每個(gè)碳原子緊鄰4個(gè)其他碳原子。石墨的片層由正六邊形結(jié)構(gòu)組成，每碳原子緊鄰另外3個(gè)碳原子，每個(gè)碳原子為三個(gè)六邊形共用，即每個(gè)六邊形占有1個(gè)碳原子的，所以大的結(jié)構(gòu)中每個(gè)六邊形占有的碳原子數(shù)是6×=2個(gè)。

　　晶體熔點(diǎn)通常由晶格質(zhì)點(diǎn)間作用力而定。原子晶體中原子問(wèn)的共價(jià)鍵牢固，熔點(diǎn)達(dá)一千至數(shù)千攝氏度。離子晶體中離子間的離子鍵相當(dāng)強(qiáng)，熔點(diǎn)在數(shù)百至一千攝氏度以上。分子晶體的分子間作用力弱，熔點(diǎn)在數(shù)百攝氏度以下至很低的溫度。如果分子晶體的分子比較類似，則分子的相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力也越大，熔點(diǎn)也就越高。

　　答案：(1)D；4；原子(2)E；2(3)A；12(4)C；離子；8(5)B；分子；12(6)石墨＞金剛石＞NaCl＞CsCl＞干冰

　　2、納米材料的表面粒子占總粒子數(shù)的比例極大，這是它有許多特殊性質(zhì)的原因。假設(shè)某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰好與氯化鈉晶胞(圖)的大小和形狀相同，則這種納米顆粒的表面粒子數(shù)與總粒子數(shù)的比值為[]

　　A．7：8B13：14C．25：26D．26：27

　　解析：NaCl晶胞中的27個(gè)粒子僅1個(gè)體心粒子不在表面，故表面粒子數(shù)與總粒子數(shù)之比為26：27。

　　答案：D

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