2019版高考化学一轮复习第十一章物质结构与性质第3节晶体结构与性质课时跟踪练

第3节晶体结构与性质课时跟踪练一、选择题1．下列说法中正确的是 ( )A．离子晶体中每个离子周围均吸引着6个带相反电荷的离子B．金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子，电子定向运动C．分子晶体的熔、沸点很低，常温下都呈液态或气态D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合解析：A项，离子晶体中每个离子周围不一定吸引6个带相反电荷的离子，如CsCl晶体中每个Cs＋吸引8个Cl－；B项，金属晶体中的自由电子不是因为外电场作用产生的；C 项，分子晶体不一定是液态或气态，可能为固态，如I2、S8等。

答案：D2．下图为碘晶体晶胞结构。

有关说法中正确的是( )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．用均摊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；此晶体是分子晶体，C错误；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，D错误。

答案：A3．下面有关晶体的叙述中，不正确的是( )A．金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离相等的Na＋共有6个C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子解析：氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离相等的Na＋共12个。

每个Na＋周围距离相等且最近的Cl－共有6个。

答案：B4．氮氧化铝(AlON)属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是( ) A．AlON和石英的化学键类型相同B．AlON和石英晶体类型相同C．AlON和Al2O3的化学键类型不同D．AlON和Al2O3晶体类型相同解析：AlON与石英(SiO2)均为原子晶体，所含化学键均为共价键，故A、B项正确；Al2O3是离子晶体，晶体中含离子键，不含共价键，故C项正确、D项错误。

答案：D5．下列晶体分类中正确的一组是( )24中玻璃是非晶体。

答案：C6．下列数据是对应物质的熔点(℃)：A．铝的化合物的晶体中有的是离子晶体B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体解析：表中只有BCl3、AlCl3和干冰是分子晶体，B错误。

答案：B7．有一种蓝色晶体[可表示为M x Fe y(CN)6]，经X射线研究发现，它的结构特征是Fe3＋和Fe 2＋互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN －位于立方体的棱上。

其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。

下列说法不正确的是( )A ．该晶体的化学式为MFe 2(CN)6B ．该晶体属于离子晶体，M 呈＋1价C ．该晶体属于离子晶体，M 呈＋2价D ．晶体中与每个Fe 3＋距离最近且等距离的CN －为6个解析：由图可推出晶体中阴离子的最小结构单元中含Fe 2＋个数：4×18＝12，同样可推出含Fe 3＋个数也为12，CN －为12×14＝3，因此阴离子为[Fe 2(CN)6]－，则该晶体的化学式只能为MFe 2(CN)6，由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体，M 的化合价为＋1价，故A 、B 两项正确；由图可看出与每个Fe 3＋距离最近且等距离的CN －为6个，D 正确。

答案：C8．下列关于CaF 2的表述不正确的是( )A ．Ca 2＋与F －之间不仅存在静电吸引作用，还存在静电排斥作用B ．F －的离子半径小于Cl －，则CaF 2的熔点高于CaCl 2C ．阴阳离子比为2∶1的物质，均与CaF 2晶体构型相同D ．CaF 2中的化学键为离子键，因此CaF 2在熔融状态下能导电解析：Ca 2＋与F －之间既有静电引力作用，也有静电排斥作用，A 正确；离子所带电荷相同，F －的离子半径小于Cl －，所以CaF 晶体的晶格能大，熔点高，B 正确；晶体构型还与离子的大小有关，所以阴阳离子比为2∶1的物质，不一定与CaF 晶体构型相同，C 错误； CaF 2中的化学键为离子键，CaF 2在熔融状态下发生电离，因此CaF 2在熔融状态下能导电，D 正确。

答案：C二、非选择题9．下图为CaF 2、H 3BO 3(层状结构，层内的H 3BO 3分子通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图，请回答下列问题：(1)图Ⅰ所示的CaF 2晶体中与Ca 2＋最近且等距离的F －数为________，图Ⅲ中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为________。

(2)图Ⅱ所示的物质结构中最外能层已达8电子结构的原子是________，H 3BO 3晶体中B 原子个数与极性键个数比为________。

(3)三种晶体中熔点最低的是________，其晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为_______________________________________________________________________________________。

(4)结合CaF 2晶体的晶胞示意图，已知，两个距离最近的Ca 2＋核间距离为a ×10－8 cm ，计算CaF 2晶体的密度为________g ·cm －3。

解析：(1)CaF 2晶体中Ca 2＋的配位数为8，F －的配位数为4，Ca 2＋和F －个数比为1∶2，铜晶体中未标号的铜原子周围最紧邻的铜原子为上层1、2、3，同层的4、5、6、7、8、9，下层的10、11、12，共12个。

(2)H 3BO 3中B 原子，最外层共6个电子，H 是2电子结构，只有氧原子形成二个键达到8电子稳定结构。

H 3BO 3晶体是分子晶体，相互之间通过氢键相连，每个B 原子形成3个B －O 极性键，每个O 原子形成3个O －H 共价键，共6个键。

(3)H 3BO 3晶体是分子晶体，熔点最低，熔化时克服了分子间作用力和氢键。

(4)一个晶胞中实际拥有的Ca 2＋为8×18＋6×12＝4，F －为8个，晶胞顶点及六个面上的离子为Ca 2＋，晶胞内部的离子为F －，1个晶胞实际拥有4个“CaF 2”。

则CaF 2晶体的密度：4×78 g·mol －1÷[(2a ×10－8cm)3×6.02×1023 mol －1]＝183.2a 3 g ·cm －3。

答案：(1)8 12 (2)O 1∶6 (3)H 3BO 3 分子间作用力和氢键 (4)183.2a 3 10．(2016·全国卷Ⅲ)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。

回答下列问题：(1)GaF 3的熔点高于1 000 ℃，GaCl 3的熔点为77.9 ℃，其原因_____________________________________________________。

(2)GaAs 的熔点为1 238 ℃，密度为ρ g ·cm －3，其晶胞结构如图所示。

该晶体的类型为________，Ga 与As 以________键键合。

Ga 和As 的摩尔质量分别为M Ga g ·mol －1和M As g ·mol －1，原子半径分别为r Ga pm 和r As pm ，阿伏加德罗常数值为N A ，则GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为__________________________。

解析：(1)GaF 3的熔点高于1 000 ℃，GaCl 3的熔点为77.9 ℃，其原因是GaF 3是离子晶体，GaCl 3是分子晶体，而离子晶体的熔点高于分子晶体。

(2)GaAs 的熔点为1 238 ℃，其熔点较高，据此推知GaAs 为原子晶体，Ga 与As 原子之间以共价键键合。

分析GaAs 的晶胞结构，4个Ga 原子处于晶胞体内，8个As 原子处于晶胞的顶点、6个As 原子处于晶胞的面心，结合“均摊法”计算可知，每个晶胞中含有4个Ga 原子，含有As 原子个数为8×1/8＋6×1/2＝4(个)，Ga 和As 的原子半径分别为r Ga pm ＝r Ga ×10－10cm ，r As pm ＝r As ×10－10 cm ，则原子的总体积为V 原子＝4×43π×[(r Ga ×1010cm)3＋(r As ×10－10cm)3]＝16π3×10－30(r 3Ga ＋r 3As )cm 3。

又知Ga 和As 的摩尔质量分别为M Ga g ·mol －1和M As g ·mol －1，晶胞的密度为ρ g ·cm －3，则晶胞的体积为V 晶胞＝4(M Ga ＋M As )/ρN A cm 3，故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为V 原子V 晶胞×100%＝16π3×10－30（r 3Ga ＋r 3As ）cm 34（M Ga ＋M As ）ρ N Acm 3×100%＝4π10－30×N A ρ（r 3Ga ＋r 3As ）3（M Ga ＋M As ）×100%。

答案：(1)GaF 3为离子晶体，GaCl 3为分子晶体(2)原子晶体 共价 4π10－30×N A ρ（r 3Ga ＋r 3As ）3（M Ga ＋M As ）×100% 11．锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。

(1)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_____________________________________________________________________________________________________________。

(2)①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。

下图为Ge 单晶的晶胞，其中原子坐标参数A 为(0，0，0)；B 为⎝ ⎛⎭⎪⎫12，0，12；C 为⎝ ⎛⎭⎪⎫12，12，0。

则D 原子的坐标参数为________。

②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。

已知Ge 单晶的晶胞参数a ＝565.76 pm ，其密度为_____________________________________g ·cm －3(列出计算式即可)。

解析：(1)由锗卤化物的熔、沸点由Cl 到I 呈增大的趋势且它们的熔、沸点较低，可判断它们均为分子晶体，而相同类型的分子晶体，其熔、沸点取决于相对分子质量的大小，因为相对分子质量越大，分子间的作用力就越大，熔、沸点就越高。