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-1-晶体结构与性质1.(2019·成都模拟)几组物质的熔点(℃)数据如表所示:A组熔点/℃B组熔点/℃C组熔点/℃D组熔点/℃金刚石3350Li:181HF:-83NaCl硅晶体:1410Na:98HCl:-115KCl硼晶体:2300K:64HBr:-89RbCl二氧化硅:1732Rb:39HI:-511MgO:2800据此回答下列问题:(1)①由表格中数据可知,A组中物质的熔点普遍偏高,A组物质属于________晶体,其熔化时克服的粒子间作用力是______________________;②二氧化硅的熔点高于硅晶体,原因是____________________。(2)B组晶体中存在的作用力是____________________,其共同的物理性质是________(填序号)。①有金属光泽②导电③导热④具有延展性(3)C组中HF的熔点反常是由于__________________。(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组晶体中NaCl、KCl、RbCl的熔点由高到低的顺序为____________,MgO晶体的熔点高于其他三者,其原因是__________________________。【解析】(1)A组物质熔点很高,属于原子晶体,晶体熔化时克服原子间的共价键;硅原子半径大于氧原子,二氧化硅中Si—O键的键长小于晶体硅中Si—Si键的键长,故二氧化硅晶体的熔点高于硅晶体。(2)B组是金属晶体,晶体中存在的作用力是金属键,金属通性有:有金属光泽、能导电、导热,具有延展性等。(3)C组是分子晶体,但是HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多,使其熔点更高。(4)D组晶体为离子晶体,微粒间作用力是离子键,溶于水或可以电离生成离子,故水溶液或熔融状态时能导电。-2-(5)晶格能与离子所带电荷数和离子半径有关,所带电荷数越多,半径越小,晶格能越大,晶体熔点越高。答案:(1)①原子共价键②Si—O键的键长小于Si—Si键的键长,SiO2的键能大(2)金属键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)NaClKClRbClMgO为离子晶体,离子所带电荷数越多,半径越小,晶格能越大,熔点越高2.(1)(2016·全国卷Ⅲ节选)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:①GaF3的熔点高于1000℃,GaCl3的熔点为77.9℃,其原因是________。②GaAs的熔点为1238℃,密度为ρg·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。(2)(2015·全国卷Ⅰ节选)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253K,沸点为376K,其固体属于________晶体。(3)(2014·全国卷Ⅰ节选)准晶体是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过________方法区分晶体、准晶体和非晶体。(4)(2014·重庆高考节选)MgO的熔点比BaO的________(填“高”或“低”)。【解析】(1)①二者熔点的差异是因为GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体。②GaAs的熔点很高,则其晶体为原子晶体,Ga和As以共价键键合。(2)Fe(CO)5的熔点为253K,较低,沸点也不高,所以其固体属于分子晶体。(3)通过X-射线衍射方法区分晶体、准晶体和非晶体。(4)Mg2+的半径小于Ba2+的半径,MgO的晶格能大于BaO,MgO的熔点比BaO的高。答案:(1)①GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体②原子晶体共价(2)分子(3)X-射线衍射(4)高【加固训练】1.(2015·全国卷Ⅰ节选)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:-3-(1)在石墨烯晶体中,每个碳原子连接________个六元环,每个六元环占有________个碳原子。(2)在金刚石晶体中,碳原子所连接的最小环也为六元环,每个碳原子连接________个六元环,六元环中最多有________个碳原子在同一平面。【解析】(1)由石墨烯晶体结构图可知,每个碳原子连接3个六元环,每个六元环占有的碳原子数为×6=2。(2)观察金刚石晶体的空间构型,以1个碳原子为标准计算,1个碳原子和4个碳原子相连,则它必然在4个六元环上,这4个碳原子中每个碳原子又和另外3个碳原子相连,必然又在另外3个六元环上,3×4=12,所以每个碳原子连接12个六元环;六元环中最多有4个碳原子在同一平面。答案:(1)32(2)1242.(2019·郑州模拟)(1)如图甲所示为二维平面晶体示意图,化学式表示为AX3的是________。(2)图乙为一个金属铜的晶胞,请完成以下各题:①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是________个;②该晶胞称为________(填序号);A.六方晶胞B.体心立方晶胞C.面心立方晶胞③此晶胞立方体的边长为acm,Cu的相对原子质量为64,金属铜的密度为ρg·cm-3,则阿伏加德罗常数为________(用a、ρ表示)。-4-(3)《X射线金相学》中记载关于铜与金可形成两种有序的金属互化物,其结构如图所示。下列有关说法正确的是________。A.图Ⅰ、Ⅱ中物质的化学式相同B.图Ⅱ中物质的化学式为CuAu3C.图Ⅱ中与每个铜原子紧邻的铜原子有3个D.设图Ⅰ中晶胞的边长为acm,则图Ⅰ中合金的密度为g·cm-3【解析】(1)由题图甲中直接相邻的原子数可以求得a、b中两类原子数之比分别为1∶2、1∶3,求出化学式分别为AX2、AX3,故答案为b。(2)①用“均摊法”计算晶胞中含铜原子的个数:8×+6×=4;②该晶胞为面心立方晶胞;③·64=ρ·a3,NA=。(3)题图Ⅰ中,铜原子数为8×+2×=2,金原子数为4×=2,故化学式为CuAu。题图Ⅱ中,铜原子数为8×=1,金原子数为6×=3,故化学式为CuAu3。题图Ⅱ中,铜原子位于立方体的顶点,故紧邻的铜原子有6个。题图Ⅰ中,铜原子、金原子各为2个,晶胞的体积为a3cm3,密度ρ==×(64+197)÷a3=g·cm-3。答案:(1)b(2)①4②C③(3)B