课时作业(四十)1.关于晶体的下列说法正确的是()A.溶质从溶液中析出是得到晶体的三个途径之一B.区别晶体和非晶体最好的方法是观察是否有规则的几何外形C.水晶在不同方向上的硬度、导热性、导电性相同D.只有无色透明的固体才是晶体解析:A.获得晶体的方法有熔融态物质凝固、气态物质凝华、溶质从溶液中结晶析出,因此溶质从溶液中析出是得到晶体的三个途径之一,正确;B.区别晶体和非晶体最好的方法是对固体进行X-射线衍射实验,而不是通过观察是否有规则的几何外形,错误;C.水晶是晶体SiO2,其性质的各向异性表现在物理性质如在不同方向上的硬度、导热性、导电性不相同,错误;D.晶体不一定是无色透明的,如CuSO4·5H2O,无色透明的也不一定是晶体,如玻璃属于玻璃态物质,错误。
答案:A2.如图为碘晶体晶胞结构。
有关说法正确的是()A.碘分子的排列有2种不同的取向,2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构B.用切割法可知平均每个晶胞中有4个碘原子C.碘晶体为无限延伸的空间结构,是原子晶体D.碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力解析:在立方体的顶面上,有5个I2,4个方向相同,结合其他面考虑可知A选项正确;每个晶胞中有4个碘分子,B选项错误;C项,此晶体是分子晶体,错误;D项,碘原子间只存在非极性共价键,范德华力存在于分子与分子之间,错误。
答案:A3.下列各物质中,按熔点由高到低的顺序排列正确的是()A.CH4>SiH4>GeH4>SnH4B.KCl>NaCl>MgCl2>MgOC.Rb>K>Na>LiD.金刚石>Si>钠解析:A项物质均为结构相似的分子晶体,其熔点取决于分子间作用力的大小,一般来说,结构相似的分子晶体,相对分子质量越大分子间作用力也越大,故A项各物质熔点应为逐渐升高的顺序;B项物质均为离子晶体,离子晶体熔点高低取决于离子键键能的大小,一般来说,离子的半径越小,电荷越多,离子键的键能就越强,故B项各物质熔点也应为升高顺序;C项物质均为同主族的金属晶体,其熔点高低取决于金属键的强弱,而金属键能与金属原子半径成反比,碱金属从上到下原子半径逐渐增大,金属键能逐渐减小,金属晶体熔点逐渐降低,则有Rb<K<Na<Li,故C错;D项,原子晶体的熔点取决于共价键的键能,后者则与键长成反比,金刚石C—C键的键长更短些,所以金刚石的熔点比硅高。
原子晶体的熔点一般比金属晶体的熔点高。
答案:D4.根据下表给出的几种物质的熔点、沸点数据,判断下列有关说法错误的是() 晶体NaCl KCl AlCl3SiCl4单质B熔点/℃810 776 190 -68 2 300沸点/℃ 1 465 1 418 180 57 2 500A.SiCl4B.单质B可能是原子晶体C.AlCl3加热能升华D.NaCl的键的强度比KCl的小解析:由表中所给熔、沸点数据可知,SiCl4应为分子晶体,A项正确;单质B可能为原子晶体,B项正确;AlCl3的沸点低于熔点,它可升华,C项也正确;NaCl的熔、沸点高于KCl的,表明Na+与Cl-键断裂较K+与Cl-键断裂难,即NaCl的键的强度大于KCl的,D项错误。
答案:D5.有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示,有关说法正确的是()A .①为简单立方堆积,②为六方最密堆积,③为体心立方堆积,④为面心立方最密堆积B .每个晶胞含有的原子数分别为①1个,②2个,③2个,④4个C .晶胞中原子的配位数分别为①6,②8,③8,④12D .空间利用率的大小关系为①<②<③<④解析:①为简单立方堆积,②为体心立方堆积,③为六方最密堆积,④为面心立方最密堆积,A 项错误;每个晶胞含有的原子数分别为①8×18=1,②8×18+1=2,③8×18+1=2,④8×18+6×12=4,B 项正确;晶胞③中原子的配位数应为12,其他判断正确,C 项错误;四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%,D 项错误。
答案:B6.(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________。
(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,CO 2和SiO 2的化学式相似,但结构和性质有很大的不同。
CO 2中C 与O 原子间形成σ键和π键,SiO 2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:________________________________________________________________________,SiO 2属于________晶体,CO 2属于________晶体,所以熔点CO 2________(填“<”“=”或“>”)SiO 2。
(4)金刚石、晶体硅、二氧化硅、MgO 、CO 2、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sp 3。
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。
(4)金刚石、晶体硅、二氧化硅均为原子晶体,构成微粒均为原子,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,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7.铁触媒是重要的催化剂,CO易与铁触媒作用导致其失去催化活性:Fe+5CO===Fe(CO)5;除去CO的化学反应方程式为[Cu(NH3)2]OOCCH3+CO+NH3===[Cu(NH3)3(CO)]OOCCH3。
请回答下列问题:(1)Fe(CO)5又名羰基铁,常温下为黄色油状液体,则Fe(CO)5的晶体类型是________。
(2)用[Cu(NH3)2]OOCCH3除去CO的反应中,肯定有________形成。
(填字母序号)a.离子键b.配位键c.非极性键d.σ键(3)单质铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如图所示,面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为________,面心立方堆积与体心立方堆积的两种铁晶体的密度之比为________(写出已化简的比例式即可)。
答案:(1)分子晶体(2)bd(3)2∶142∶3 38.下面是一些晶体的结构示意图。
(1)下列关于晶体的说法正确的是________(填字母)。
A.晶体的形成与晶体的自范性有关B.可以用X-射线衍射仪区分晶体和非晶体C.石蜡是非晶体,但有固定的熔点D.晶胞就是晶体(2)图甲表示的是晶体的二维平面示意图,a、b中可表示化学式为AX3,的化合物的是________(填“a”或“b”)。
(3)图乙表示的是金属铜的晶胞。
①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是________,铜原子的配位数为________。
②该晶胞称为________(填字母)。
A.六方晶胞B.体心立方晶胞C.面心立方晶胞(4)图丙为钛酸钡晶体的晶胞结构,该晶体经X-射线衍射仪分析得出,重复单元为立方体,顶点位置被Ti4+所占据,体心位置被Ba2+所占据,棱心位置被O2-所占据。
①写出该晶体的化学式____________________________________。
②若将Ti4+置于晶胞的体心,Ba2+置于晶胞顶点,则O2-处于立方体的________位置。
③Ti4+的氧配位数和Ba2+的氧配位数分别为________________。
解析:(1)在一定条件下,物质能形成具有几何形状的晶体,这个过程与晶体的自范性有关,A项正确;区别晶体与非晶体最可靠的方法是对固体进行X-射线衍射实验,B项正确;非晶体没有固定的组成,没有固定的熔点,C项错误;晶体是由数量庞大的晶胞无隙并置而成的,D项错误。
(2)a中每个黑球周围有6个白球,而每个白球周围有3个黑球,故黑球与白球数目之比为1∶2,b中每个黑球周围有6个白球,而每个白球周围有2个黑球,故黑球与白球数目之比为1∶3,a所示物质的化学式为AX2、b所示物质的化学式为AX3。
(3)①根据晶胞结构和均摊法知,该晶胞中Cu原子个数=8×18+6×12=4;在铜的晶胞中,顶点上的铜原子被8个晶胞共有,每个晶胞中与1个顶点上铜原子距离最近的铜原子数是3,每个面上的铜原子被2个晶胞共有,所以铜原子的配位数是3×8×12=12。
②晶胞中铜原子位于顶点和面心,即该晶胞称为面心立方晶胞,C项正确。