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高三化学晶体结构复习
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晶体专项练习
　　1、晶体熔、沸点的判断：
　　①不同类型晶体熔、沸点高低的一般规律为：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。
　　②同种晶体类型的物质：晶体内粒子间的作用力越大，熔、沸点越高。
　　原子晶体：比较共价键的强弱，一般地说，原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越牢固，物质的熔、沸点越高。如熔点：金刚石(C)＞石英(SiO2＞金刚砂(SiC)＞晶体硅(Si)。
　　离子晶体：比较离子键的强弱，一般地说，阴、阳离子电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔、沸点越高。如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。
　　分子晶体：组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高(具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常地高)。如熔沸点：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。
　　2、用均摊法解析晶体，确定晶体的化学式：
　　晶胞是晶体中的最小重复单位。均摊法是指每个图形平均拥有的粒子数目。如果某个粒子为n个图形(晶胞)所共有,则该粒子有属于一个图形(晶胞)。
　　①处于顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞;
　　②处于棱上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞;
　　③处于面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞；
　　④处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞。
　　例1、下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是[]
　　A．O2、I2、HgB．CO2、HCl、SiO2
　　C．Na、K、RbD．SiC、NaCl、SO2
　　解析：对于A项，可以从常识上分析，常温下O2为气态，Hg为液态，I2为固态。所以按O2、Hg、I2的顺序由低到高。C项也可以借助课本上的一句话，&在温度稍高时，Cs即熔化为液体&记忆，碱金属的熔点应随核电荷数增加，熔点降低，所以按Rb、K、Na的顺序由低到高。D项中SiC为原子晶体，NaCl为离子晶体，SO2为分子晶体。B项中CO2为分子晶体，KCl为离子晶体，SiO2为原子晶体，而晶体熔点，原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，故B项对，D项错。
　　答案：B
　　例2、Si和C同属于第ⅣA族，为何CO2晶体熔点、沸点较低，硬度较小，而SiO2晶体熔点、沸点很高，硬度很大？
　　答案：CO2是分子晶体，要使物质熔化和汽化只需克服较弱的分子间作用力，故熔点、沸点较低，硬度较小；而SiO2晶体是原子晶体。原子间用较强的共价键结合成空间网状，要使物质熔化和汽化就要克服共价键作用，需要很多能量，故熔点、沸点很高，硬度很大。
　　训练题：
　　1、支持固态氨是分子晶体的事实是[]
　　A．氮原子不能形成阴离子B．铵离子不能单独存在
　　C．常温下氨是气态物质D．氨极易溶于水
　　2、判断下列说法是否正确。
　　(1)干冰熔化或汽化时，分子内的化学键遭到破坏。()
　　(2)熔、沸点：NaF3＞NaCl＞NaBr。()
　　(3)HCl易溶于水难溶于汽油。()
　　(4)金属的导电性、导热性、延展性均与自由电子有关。()
　　(5)C60与分别代表一种分子和一种原子()
　　(6)常温下分子晶体不可能是固体状态。()
　　(7)NaOH晶体熔化时，其中的离子键和共价键都遭到破坏。()
　　(8)在分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他的化学键。()
　　(9)原子晶体可能是单质也可能是化合物，而离子晶体则一定是化合物。()
　　(10)一般地，原子晶体的熔、沸点比离子晶体的熔沸点高。()
　　3、已知有关物质的熔、沸点数据如下表所示：
　　MgOAl2O3MgCl2AlCl3
　　熔点/℃90(2.5&105Pa)
　　沸点/℃182.7
　　请参考上述数据填空和回答问题：
　　(1)工业上常用电解熔融．MgCl2的方法生产金属镁，电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。为什么不用电解MgO的方法生产镁；也不用电解AlCl3的方法生产铝？答________________。
　　(2)氯化铝是_______________(填晶体类型)。
　　(3)在500K和1.01&105Pa时，氯化铝的蒸气密度(换算为标准状况时)为11.92g/I,试确定氯化铝在蒸气状态时的化学式为_______________。
　　(4)无水氯化铝在空气中剧烈&发烟&，其原因是_______________。
　　(5)设计可靠的实验证明MgCl2、AlCl3所属的晶体_______________类型，其实验方法是_______________。
　　1、答案：C
　　解析：A、B项说法错误。D项氨极易溶于水，不能说明一定是分子晶体，因为很多离子晶体也极易溶于水。只有C项，常温下氨是气态物质，说明固态熔点、沸点很低，从而得出固态氨是分子晶体的事实。
　　答案：(1)&(2)&(3)&(4)&(5)&(6)&(7)&(8)&(9)&(10)&
　　2、解析：
　　(1)干冰熔化时，破坏的是分子间的作用力；
　　(2)离子晶体，键长越短，键能越大，其熔沸点越高；
　　(3)相似相溶原理，HCl是极性分子；
　　(4)金属的通性；
　　(5)C60代表一种分子或一种物质；代表元素或一种原子；
　　(6)I2在常温下呈固态；
　　(7)NaOHNa++OH-(破坏的是离子键)；
　　(8)分子间作用力是分子与分子之间的作用力，分子内部，如H-H，由共价键构成；
　　(9)原子晶体。如：C属于单质，SiO2属于化合物，离子晶体由阴、阳离子构成，肯定属于化合物；
　　(10)根据晶体熔、沸点规律。
　　3、答案：见解析
　　解析：因为MgO的熔点远高于MgCl2，所以电解熔融的MgO需提供更多的能量、更高的温度，不易于操作。从表中数据可以发现，AlCl3晶体的熔点很低，且沸点比熔点低，易升华，属于分子晶体，不存在离子，熔融时不能导电，不能被电解。根据氯化铝的蒸气密度可求得其摩尔质量，进行确定化学式M=&&Vm=11.92g/L&22.4L&mol-1=267g/mol，所以化学式为Al2Cl6，无水氯化铝在空气中与水发生水解反应产生HCl气体，HCl在空气中形成酸雾而&发烟&。将两种晶体加热到熔化状态，MgCl2能导电而AlCl3不能导电，故可证明MgCl2为离子晶体，AlCl3为分子晶体。
　　例3、有下列离子晶体空间结构示意图：以M代表阳离子N表示阴离子，●阳离子，○阴离子，化学式为MN2的晶体结构为[]
　　解析：离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，有化学式而无分子式。MN2表示阳离子与阴离子个数比为1：2，结合均摊法原则，阳、阴离子个数比为1：2的只有B。
　　答案：B
　　例4、最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素。从而引起广泛关注。该新型超导晶体的一个晶胞(碳原子用小球表示，镍原子用大球○表示，镁原子用大球●表示)如图所示，则该晶体的化学式为[]
　　A．Mg2CNi3B．MgC2NiC．MgCNi2D．MgCNi3
　　解析：在上图的晶体中．正方体的一个顶点被8个正方体共用，所以一个正方体占有该处粒子的，正方体的一条棱被四个正方体共用，一个正方体占有棱上粒子的，正方体的一个面被2个正方体共用，一个正方体占有面上粒子的，根据该晶体的结构知该晶胞内Mg原子数为8&=l，C原子数为1，Ni原子数为6&=3，所以该晶体的化学式为MgCNi3。
　　答案：D
　　例5、根据石墨晶体结构示意图及提供的数据计算(保留三位有效数字)：
　　(1)12g石墨中，正六边形的数目是多少？
　　(2)求石墨的密度？
　　(3)求12g石墨的体积(cm3)？
　　已知：正六边形面积=a2sin60&&6=a2
　　解析：
　　（2）由于层与层之间可滑动，而要计算密度，需质量除以体积，该题就需从相邻的两层之间拆分出一个六棱柱。
　　答案：(1)3.01&1023个(2)2.28g/cm3(3)5.26cm3
　　训练题：
　　1、图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。
　　(1)其中代表金刚石的是(填编号字母，下同)___________，其中每个碳原子与___________个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于___________晶体。
　　(2)其中代表石墨的是___________，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为___________个。
　　(3)其中表示NaCl的是___________，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+有___________个。
　　(4)代表CsCl的是___________，它属于___________晶体，每个Cs+与___________个Cl-紧邻。
　　(5)代表干冰的是___________，它属于___________晶体，每个CO2分子与___________个CO2分子紧邻。
　　(6)已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为___________。
　　解析：根据不同物质晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是简单立方单元，每个Na+与6个Cl-紧邻，每个Cl-又与6个Na+紧邻，但观察Na+与最近距离等距离的Na+数时要抛开Cl-，从空间结构上看有12个Na+，即x、y、z轴面上各有4个Na+。CsCl晶体由Cs+、Cl-分别构成立方结构，但Cs+组成立方的中心有1个Cl-，Cl-组成的立方中心又镶入1个Cs+，可称为&体心立方&结构。Cl-邻8个Cs+，Cs+紧邻8个Cl-。干冰也是立方体结构，但在立方体每个正方形面的中央都有另一个CO2分子，称为&面心立方&。实际上各面中央的CO2分子也组成立方结构，彼此相互套入面的中心。每个CO2分子在三维空间里三个面各紧邻4个CO2分子，共12个CO2分子。金刚石的基本单元是正四面体，每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层由正六边形结构组成，每碳原子紧邻另外3个碳原子，每个碳原子为三个六边形共用，即每个六边形占有1个碳原子的，所以大的结构中每个六边形占有的碳原子数是6&=2个。
　　晶体熔点通常由晶格质点间作用力而定。原子晶体中原子问的共价键牢固，熔点达一千至数千摄氏度。离子晶体中离子间的离子键相当强，熔点在数百至一千摄氏度以上。分子晶体的分子间作用力弱，熔点在数百摄氏度以下至很低的温度。如果分子晶体的分子比较类似，则分子的相对分子质量越大，分子间作用力也越大，熔点也就越高。
　　答案：(1)D；4；原子(2)E；2(3)A；12(4)C；离子；8(5)B；分子；12(6)石墨＞金刚石＞NaCl＞CsCl＞干冰
　　2、纳米材料的表面粒子占总粒子数的比例极大，这是它有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞(图)的大小和形状相同，则这种纳米颗粒的表面粒子数与总粒子数的比值为[]
　　A．7：8B13：14C．25：26D．26：27
　　解析：NaCl晶胞中的27个粒子仅1个体心粒子不在表面，故表面粒子数与总粒子数之比为26：27。
　　答案：D70中化学中试卷_百度文库
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