晶體專項練習

　　1、晶體熔、沸點的判斷：

　　①不同類型晶體熔、沸點高低的一般規律為：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體。

　　②同種晶體類型的物質：晶體內粒子間的作用力越大，熔、沸點越高。

　　原子晶體：比較共價鍵的強弱，一般地說，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越牢固，物質的熔、沸點越高。如熔點：金剛石(C)＞石英(SiO2＞金剛砂(SiC)＞晶體硅(Si)。

　　離子晶體：比較離子鍵的強弱，一般地說，陰、陽離子電荷數越多，離子半徑越小，則離子鍵越強，熔、沸點越高。如熔點：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。

　　分子晶體：組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，分子間作用力越大，熔、沸點越高(具有氫鍵的分子晶體，熔、沸點反常地高)。如熔沸點：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。

　　2、用均攤法解析晶體，確定晶體的化學式：

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

　　①處于頂點的粒子，同時為8個晶胞所共有，每個粒子有屬于該晶胞;

　　②處于棱上的粒子，同時為4個晶胞所共有，每個粒子有屬于該晶胞;

　　③處于面上的粒子，同時為2個晶胞所共有，每個粒子有屬于該晶胞；

　　④處于晶胞內部的粒子，則完全屬于該晶胞。

　　例1、下列各組物質中，按熔點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：對于A項，可以從常識上分析，常溫下O2為氣態，Hg為液態，I2為固態。所以按O2、Hg、I2的順序由低到高。C項也可以借助課本上的一句話，"在溫度稍高時，Cs即熔化為液體"記憶，堿金屬的熔點應隨核電荷數增加，熔點降低，所以按Rb、K、Na的順序由低到高。D項中SiC為原子晶體，NaCl為離子晶體，SO2為分子晶體。B項中CO2為分子晶體，KCl為離子晶體，SiO2為原子晶體，而晶體熔點，原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，故B項對，D項錯。

　　答案：B

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

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

　　訓練題：

　　1、支持固態氨是分子晶體的事實是[]

　　A．氮原子不能形成陰離子B．銨離子不能單獨存在

　　C．常溫下氨是氣態物質D．氨極易溶于水

　　2、判斷下列說法是否正確。

　　(1)干冰熔化或汽化時，分子內的化學鍵遭到破壞。()

　　(2)熔、沸點：NaF3＞NaCl＞NaBr。()

　　(3)HCl易溶于水難溶于汽油。()

　　(4)金屬的導電性、導熱性、延展性均與自由電子有關。()

　　(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。()

　　(7)NaOH晶體熔化時，其中的離子鍵和共價鍵都遭到破壞。()

　　(8)在分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其他的化學鍵。()

　　(9)原子晶體可能是單質也可能是化合物，而離子晶體則一定是化合物。()

　　(10)一般地，原子晶體的熔、沸點比離子晶體的熔沸點高。()

　　3、已知有關物質的熔、沸點數據如下表所示：

　　MgOAl2O3MgCl2AlCl3

　　熔點/℃28522072714190(2.5×105Pa)

　　沸點/℃360029801412182.7

　　請參考上述數據填空和回答問題：

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

　　(2)氯化鋁是_______________(填晶體類型)。

　　(3)在500K和1.01×105Pa時，氯化鋁的蒸氣密度(換算為標準狀況時)為11.92g/I,試確定氯化鋁在蒸氣狀態時的化學式為_______________。

　　(4)無水氯化鋁在空氣中劇烈"發煙"，其原因是_______________。

　　(5)設計可靠的實驗證明MgCl2、AlCl3所屬的晶體_______________類型，其實驗方法是_______________。

　　1、答案：C

　　解析：A、B項說法錯誤。D項氨極易溶于水，不能說明一定是分子晶體，因為很多離子晶體也極易溶于水。只有C項，常溫下氨是氣態物質，說明固態熔點、沸點很低，從而得出固態氨是分子晶體的事實。

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

　　2、解析：

　　(1)干冰熔化時，破壞的是分子間的作用力；

　　(2)離子晶體，鍵長越短，鍵能越大，其熔沸點越高；

　　(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；代表元素或一種原子；

　　(6)I2在常溫下呈固態；

　　(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，分子內部，如H-H，由共價鍵構成；

　　(9)原子晶體。如：C屬于單質，SiO2屬于化合物，離子晶體由陰、陽離子構成，肯定屬于化合物；

　　(10)根據晶體熔、沸點規律。

　　3、答案：見解析

　　解析：因為MgO的熔點遠高于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。從表中數據可以發現，AlCl3晶體的熔點很低，且沸點比熔點低，易升華，屬于分子晶體，不存在離子，熔融時不能導電，不能被電解。根據氯化鋁的蒸氣密度可求得其摩爾質量，進行確定化學式M=ρ·Vm=11.92g/L×22.4L·mol-1=267g/mol，所以化學式為Al2Cl6，無水氯化鋁在空氣中與水發生水解反應產生HCl氣體，HCl在空氣中形成酸霧而"發煙"。將兩種晶體加熱到熔化狀態，MgCl2能導電而AlCl3不能導電，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構示意圖：以M代表陽離子N表示陰離子，●陽離子，○陰離子，化學式為MN2的晶體結構為[]

　　解析：離子晶體的構成粒子是陰、陽離子，有化學式而無分子式。MN2表示陽離子與陰離子個數比為1：2，結合均攤法原則，陽、陰離子個數比為1：2的只有B。

　　答案：B

　　例4、最近發現，只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然也具有超導性。鑒于這三種元素都是常見元素。從而引起廣泛關注。該新型超導晶體的一個晶胞(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，則該晶體的化學式為[]

　　A．Mg2CNi3B．MgC2NiC．MgCNi2D．MgCNi3

　　解析：在上圖的晶體中．正方體的一個頂點被8個正方體共用，所以一個正方體占有該處粒子的，正方體的一條棱被四個正方體共用，一個正方體占有棱上粒子的，正方體的一個面被2個正方體共用，一個正方體占有面上粒子的，根據該晶體的結構知該晶胞內Mg原子數為8×=l，C原子數為1，Ni原子數為6×=3，所以該晶體的化學式為MgCNi3。

　　答案：D

　　例5、根據石墨晶體結構示意圖及提供的數據計算(保留三位有效數字)：

　　(1)12g石墨中，正六邊形的數目是多少？

　　(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，而要計算密度，需質量除以體積，該題就需從相鄰的兩層之間拆分出一個六棱柱。

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

　　訓練題：

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

　　(1)其中代表金剛石的是(填編號字母，下同)___________，其中每個碳原子與___________個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___________，其中每個正六邊形占有的碳原子數平均為___________個。

　　(3)其中表示NaCl的是___________，每個Na+周圍與它最接近且距離相等的Na+有___________個。

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

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

　　(6)已知石墨中碳碳鍵的鍵長比金剛石中碳碳鍵的鍵長短，則上述五種物質熔點由高到低的排列順序為___________。

　　解析：根據不同物質晶體的結構特點來辨別圖形所代表的物質。NaCl晶體是簡單立方單元，每個Na+與6個Cl-緊鄰，每個Cl-又與6個Na+緊鄰，但觀察Na+與最近距離等距離的Na+數時要拋開Cl-，從空間結構上看有12個Na+，即x、y、z軸面上各有4個Na+。CsCl晶體由Cs+、Cl-分別構成立方結構，但Cs+組成立方的中心有1個Cl-，Cl-組成的立方中心又鑲入1個Cs+，可稱為"體心立方"結構。Cl-鄰8個Cs+，Cs+緊鄰8個Cl-。干冰也是立方體結構，但在立方體每個正方形面的中央都有另一個CO2分子，稱為"面心立方"。實際上各面中央的CO2分子也組成立方結構，彼此相互套入面的中心。每個CO2分子在三維空間里三個面各緊鄰4個CO2分子，共12個CO2分子。金剛石的基本單元是正四面體，每個碳原子緊鄰4個其他碳原子。石墨的片層由正六邊形結構組成，每碳原子緊鄰另外3個碳原子，每個碳原子為三個六邊形共用，即每個六邊形占有1個碳原子的，所以大的結構中每個六邊形占有的碳原子數是6×=2個。

　　晶體熔點通常由晶格質點間作用力而定。原子晶體中原子問的共價鍵牢固，熔點達一千至數千攝氏度。離子晶體中離子間的離子鍵相當強，熔點在數百至一千攝氏度以上。分子晶體的分子間作用力弱，熔點在數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，則分子的相對分子質量越大，分子間作用力也越大，熔點也就越高。

　　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的比例極大，這是它有許多特殊性質的原因。假設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與總粒子數的比值為[]

　　A．7：8B13：14C．25：26D．26：27

　　解析：NaCl晶胞中的27個粒子僅1個體心粒子不在表面，故表面粒子數與總粒子數之比為26：27。

　　答案：D

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