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新高考化学一轮复习讲练测第31讲 晶体结构与性质（练）（解析版）
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1．下列关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的说法正确的是( )
A．配体是Cl－和H2O，配位数是9
B．中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(H2O)5]2＋
C．内界和外界中的Cl－的数目比是1∶2
D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl－均被完全沉淀
【答案】C
【解析】配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中配体是Cl－和H2O，配位数是6，A错误；中心离子是Ti3＋，B错误；加入足量AgNO3溶液，外界Cl－与Ag＋反应，内界中Cl－不与Ag＋反应，D错误。
2．下列说法错误的是( )
A．分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键
B．原子晶体中只含有共价键
C．任何晶体中，若含有阳离子就一定含有阴离子
D．单质的晶体中一定不存在离子键
【答案】C
【解析】分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键，如稀有气体是单原子分子，没有化学键，故A正确；相邻原子之间只通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫作原子晶体，原子晶体中只含有共价键，故B正确；金属晶体中，含有阳离子却不含有阴离子，故C错误；金属单质中只有金属键，非金属单质中可能存在共价键，单质的晶体中一定不存在离子键，故D正确。
3.利用反应CCl4＋4Naeq \(=====,\s\up11(973 K),\s\d4(NiC))C（金刚石）＋4NaCl可实现人工合成金刚石。下列关于该反应的说法错误的是（ ）
A.C（金刚石）属于共价晶体
B.该反应利用了Na的强还原性
C.CCl4和C（金刚石）中的C的杂化方式相同
D.NaCl晶体中每个Cl－周围有8个Na＋
【答案】D
【解析】D项，NaCl晶体中，每个Na＋同时吸引6个Cl－，每个Cl－同时吸引6个Na＋，配位数为6，错误。
4．根据下表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是( )
A.SiCl4是分子晶体
B．晶体硼是原子晶体
C．AlCl3是分子晶体，加热能升华
D．金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键弱
【答案】D
【解析】SiCl4、AlCl3的熔、沸点低，都是分子晶体，AlCl3的沸点低于其熔点，即在未熔化的温度下它就能汽化，故AlCl3加热能升华，A、C正确；晶体硼的熔、沸点高，所以晶体硼是原子晶体，B正确；由金刚石与晶体硅的熔、沸点相对高低可知：金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键强。
5.许多过渡金属离子对多种配体有很强的结合力，能形成种类繁多的配合物。下列说法不正确的是（ ）
A.向配合物[CBr（NH3）5]SO4的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成
B.配离子[Cu（H2O）6]2＋中的Cu2＋提供接受孤电子对的空轨道，H2O中的O提供孤电子对
C.配合物[Cu（NH3）4]SO4·H2O的配体为NH3和H2O
D.配合物[Ag（NH3）2]OH的配位数为2
【答案】C
【解析】Cu（NH3）4]SO4·H2O的配体只有NH3，C错误。
6.某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是（ ）
A.3∶9∶4 B.1∶4∶2 C.2∶9∶4 D.3∶8∶4
【答案】B
【解析】A粒子数为6×eq \f(1,12)＝eq \f(1,2)，B粒子数为6×eq \f(1,4)＋3×eq \f(1,6)＝2，C粒子数为1，故A、B、C粒子数之比为1∶4∶2。
7．如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：
试写出：
(1)甲晶体化学式(X为阳离子)为________。
(2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是________。
(3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是________。
(4)乙晶体中每个A周围结合B的个数是________。
【答案】(1)X2Y (2)1∶3∶1 (3)8 (4)12
【解析】(3)丙中每个D周围的E的个数与每个E周围D的个数相同，每个E周围有8个D，所以每个D周围结合有8个E。
(4)乙晶体中每个A周围结合B的个数是3×8×eq \f(1,2)＝12。
8．某晶体的晶胞结构如图所示，X()位于立方体的顶点，Y( ○)位于立方体的体心。
设该晶体的摩尔质量为M g·ml－1，晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为________cm。
【答案】eq \r(2) eq \r(3,\f(M,2ρNA))
【解析】由题意知，该晶胞中含有eq \f(1,2)个XY2(或Y2X)，设晶胞的边长为a cm，则有ρa3NA＝eq \f(1,2)M，a＝eq \r(3,\f(M,2ρNA))，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为eq \r(2) eq \r(3,\f(M,2ρNA)) cm。
9.(1)用“>”或“<”填空：
(2)MgCl2在工业上应用广泛，可由MgO制备。
①MgO的熔点比BaO的熔点________(填“高”或“低”)。
②SiO2的晶体类型为________________。
(3)对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)，下列叙述正确的是________。
A．SiX4难水解
B．SiX4是共价化合物
C．NaX易水解
D．NaX的熔点一般高于SiX4
【答案】(1)< > < <
(2)①高 ②原子晶体
(3)BD
【解析】(1)同周期元素的第一电离能随原子序数的递增呈增大趋势，但s、p、d等轨道处于全空、半充满、全充满的稳定状态时，则出现反常现象。Si、S元素基态原子的价电子排布式分别为3s23p2、3s23p4，其中3p轨道均处于不稳定状态，因此Si的第一电离能小于S。O2－与Na＋的核外电子排布相同，其电子排布式均为1s22s22p6，离子核外电子排布相同时，原子序数越大，离子半径越小，因此O2－的离子半径大于Na＋。NaCl为离子晶体，Si为原子晶体，因此Si的熔点高于NaCl。一般来说，元素的非金属性越强，该元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，Cl元素的非金属性强于S元素，则HClO4的酸性强于H2SO4。
(2)①Mg、Ba同主族，Mg2＋的半径小于Ba2＋，MgO的晶格能比BaO大，故MgO的熔点比BaO高。
②SiO2为空间立体网状结构，其熔、沸点很高，属于原子晶体。
(3)A项，硅的卤化物(SiX4)的水解比较强烈，如SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl、SiF4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HF，错误；B项，硅的卤化物(SiX4)全部由非金属元素构成，属于共价化合物，正确；C项，钠的卤化物(NaX)属于强酸强碱盐，不发生水解，错误；D项，钠的卤化物(NaX)是由离子键构成的，属于离子晶体，SiX4属于分子晶体，所以NaX的熔点一般高于SiX4，正确。
10.现有几组物质的熔点(℃)数据：
据此回答下列问题：
(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。
(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
(3)C组中HF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组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为
________________________________________________________________________。
【答案】(1)原子 共价键 (2)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)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高
【解析】(1)A组熔点很高，为原子晶体，是由原子通过共价键形成的。(2)B组为金属晶体，具有①②③④四条共性。(3)HF中含有分子间氢键，故其熔点反常。(4)D组属于离子晶体，具有②④两条性质。(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。
1.元素X的某价态离子Xn＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成晶体的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.X元素的原子序数是19
B.该晶体中阳离子与阴离子个数比为3∶1
C.Xn＋中n＝1
D.晶体中每个Xn＋周围有2个等距离且最近的N3－
【答案】A
【解析】从“元素X的某价态离子Xn＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层”可以看出，Xn＋共有28个电子；图中Xn＋位于每条棱的中点，一个晶胞拥有的Xn＋个数为12×eq \f(1,4)＝3；N3－位于顶点，一个晶胞拥有N3－的个数为8×eq \f(1,8)＝1；由于该物质的化学式为X3N，故X显＋1价，所以X的原子序数为29。
2.SiO2是合成“中国蓝”的重要原料之一。如图是SiO2晶胞中Si原子沿z轴方向在xy平面的投影图（即俯视投影图，O原子略去），Si原子旁标注的数字是Si原子位于z轴的高度，则SiA与SiB的距离是（ ）
A.eq \f(1,2)d B.eq \f(\r(2),2)d C.eq \f(\r(3),3)d D.d
【答案】B
【解析】SiO2是一种空间网状的共价晶体，共价键结合较为牢固，SiA与SiB在x轴方向上的距离为eq \f(1,2)d，在y轴方向上的距离为eq \f(1,2)d，所以SiA与SiB之间的距离为eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)d))\s\up12(2)＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)d))\s\up12(2))＝eq \f(\r(2),2)d。
3.以NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是（ ）
A.18 g冰（图1）中含O—H键数目为2NA
B.28 g晶体硅（图2）中含有Si—Si键数目为2NA
C.44 g干冰（图3）中含有NA个晶胞结构单元
D.石墨烯（图4）是碳原子单层片状新材料，12 g石墨烯中含C—C键数目为1.5NA
【答案】C
【解析】1个水分子中含有2个O—H键，18 g冰的物质的量为1 ml，含O—H键数目为2NA，A正确；28 g晶体硅中含有1 ml Si原子，每个硅原子与其他4个Si形成4个Si—Si键，每个硅原子形成的共价键为eq \f(1,2)×4＝2，则1 ml单质硅含有2 ml Si—Si键，B正确；1个晶胞结构单元含有4个二氧化碳分子，44 g干冰中含有晶胞结构单元个数小于NA个，C错误；在石墨烯中，每个碳原子形成3个共价键，每个碳原子实际占化学键为1.5个，12 g石墨烯（即1 ml）所含碳碳键数目为1.5NA，D正确。
4.干冰晶胞结构如图所示，晶胞中相邻最近的两个CO2分子间距为a pm，设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是（ ）
A.晶胞中一个CO2分子的配位数是8
B.晶胞的密度表达式是eq \f(44×4,NA（2\r(2)a3×10－30）) g·cm－3
C.一个晶胞中平均含6个CO2分子
D.CO2分子的空间结构是直线形，中心C原子的杂化类型是sp3
【答案】B
【解析】由图可知晶胞中一个CO2分子的配位数为12，故A错误；该晶胞中最近的相邻两个CO2分子间距为a pm，即晶胞面心上的二氧化碳分子和其同一面上顶点上的二氧化碳之间的距离为a pm，则晶胞棱长＝eq \r(2)a pm＝eq \r(2)a×10－10 cm，晶胞体积＝（eq \r(2)a×10－10 cm）3，该晶胞中二氧化碳分子个数＝8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，晶胞密度ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(\f(44,NA)×4,（\r(2)a×10－10）3) g·cm－3＝eq \f(44×4,NA（2\r(2)a3×10－30）) g·cm－3，故B正确，C错误；二氧化碳分子是直线形分子，C原子价层电子对数是2，根据杂化轨道理论判断C原子杂化类型为sp，故D错误。
5.已知干冰晶胞结构属于面心立方最密堆积，晶胞中最近的相邻两个CO2分子间距为a pm，阿伏加德罗常数为NA，下列说法正确的是( )
A．晶胞中一个CO2分子的配位数是8
B．晶胞的密度表达式是eq \f(44×4,NA2\r(2)a3×10－30) g·cm－3
C．一个晶胞中平均含6个CO2分子
D．CO2分子的空间构型是直线形，中心C原子的杂化类型是sp3杂化
【答案】B
【解析】晶胞中一个CO2分子的配位数＝3×8÷2＝12，故A错误；该晶胞中相邻最近的两个CO2分子间距为a pm，即晶胞面心上的二氧化碳分子和其同一面上顶点上的二氧化碳之间的距离为a pm，则晶胞棱长＝eq \r(2)a pm＝eq \r(2)a×10－10 cm，晶胞体积＝(eq \r(2)a×10－10 cm)3，该晶胞中二氧化碳分子个数＝8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，晶胞密度＝eq \f(\f(M,NA)×4,V)＝eq \f(\f(44,NA)×4,\r(2)a×10－103) g·cm－3＝eq \f(44×4,NA2\r(2)a3×10－30) g·cm－3，故B正确；该晶胞中二氧化碳分子个数＝8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，故C错误；二氧化碳分子是直线形分子，C原子价层电子对个数是2，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化类型为sp，故D错误。
6.石英晶体的平面示意图如图，它实际上是立体的网状结构(可以看作是晶体硅中的每个Si—Si键中插入一个O)，其中硅、氧原子数比是m∶n，有关叙述正确的是( )
A．m∶n＝2∶1
B．6 g该晶体中含有0.1NA个分子
C．原硅酸根(SiOeq \\al(4－,4))的结构为，则二聚硅酸根离子Si2Oeq \\al(6－,x)中的x＝7
D．石英晶体中由硅、氧原子构成的最小的环上含有的Si、O原子个数和为8
【答案】C
【解析】每个Si原子占有O原子个数＝4×eq \f(1,2)＝2；该晶体是原子晶体，不存在分子；原硅酸(H4SiO4)的结构可表示为，两个原硅酸分子可发生分子间脱水生成二聚原硅酸：，二聚原硅酸电离出6个H＋后，形成带6个负电荷的二聚原硅酸根离子；在SiO2晶体中，由Si、O构成的最小单元环中共有12个原子。
7.(1)硼化镁晶体在39 K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，如图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为________。
(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为________。
【答案】(1)MgB2 (2)BOeq \\al(－,2)
【解析】(1)每个Mg周围有6个B，而每个B周围有3个Mg，所以其化学式为MgB2。(2)从图可看出，每个单元中，都有一个B和一个O完全属于这个单元，剩余的2个O分别被两个结构单元共用，所以B∶O＝1∶(1＋2/2)＝1∶2，化学式为BOeq \\al(－,2)。
8.（1）X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和R属同族元素；Z和U位于第ⅦA族；X和Z可形成化合物XZ4；Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等；T的一种单质在空气中能够自燃。
X所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是 （填化学式）；Z和U的氢化物中沸点较高的是 （填化学式）；Q、R、U的单质形成的晶体，熔点由高到低的排列顺序是 （填化学式）。
（2）A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子层结构；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：
A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝0.566 nm，F的化学式为 ；晶胞中A原子的配位数为 ；晶体F的密度为 （列出计算式）。
【答案】（1）HNO3 HF Si、Mg、Cl2
（2）Na2O 8 eq \f(4×62,（0.566×10－7）3×6.02×1023) g·cm－3
【解析】（1）根据题目信息可推知X、Z、Q、R、T、U分别为C、F、Mg、Si、P、Cl。X位于第二周期，该周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是HNO3；HF分子间存在氢键，所以HF的沸点高于HCl的；Mg为金属晶体，Si单质为共价晶体，Cl2为分子晶体，故熔点Si>Mg>Cl2。
（2）C的核外电子总数是最外层电子数的3倍，则C可能是Li或P，但是A、B、C、D原子序数依次增大，且B存在离子形式，所以C应为P，D的最外层只有一个未成对电子，且C、D同周期，所以D为Cl。A2－和B＋的电子层结构相同，则A为O，B为Na。由晶胞图知，黑球有8个，灰球有8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4个，所以黑球为Na，灰球为O，化学式为Na2O。由晶胞结构知，面心上的1个O连有4个Na，在相邻的另一个晶胞中，O也连有4个Na，故O的配位数为8。
9.Ⅰ.镍及其化合物是重要的合金材料和催化剂。
（1）基态镍原子的价电子排布式为 ，能量最高的电子所占能级的原子轨道有 个伸展方向。
（2）镍能形成多种配合物，如正四面体形的Ni（CO）4和正方形的[Ni（CN）4]2－、正八面体形的[Ni（NH3）6]2＋等。下列说法正确的有 （填标号）。
A.CO分子内σ键和π键的数目之比为1∶2
B.NH3的空间结构为平面三角形
C.Ni2＋在形成配合物时，其配位数只能为4
D.Ni（CO）4和[Ni（CN）4]2－中，Ni均采取sp3杂化
（3）丁二酮肟常用于检验Ni2＋：在稀氨水中，丁二酮肟与Ni2＋反应生成鲜红色沉淀，其结构如图所示。该结构中，除共价键外还存在配位键和氢键，请在图中用“→”和“…”分别表示出配位键和氢键。
（4）NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同，相关离子半径如表所示。
NiO晶胞中Ni2＋的配位数为 ，NiO的熔点比NaCl高的原因是 。
Ⅱ.利用CuSO4和NaOH制备的Cu（OH）2检验醛基时，生成红色的Cu2O，其立方晶胞的结构如图所示。
（5）该晶胞原子坐标参数A为（0，0，0）；B为（1，0，0）；C为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))。则D原子的坐标参数为 ，它代表 （填元素符号）原子。
（6）若Cu2O晶体密度为d g·cm－3，晶胞参数为a pm，则阿伏加德罗常数的值NA＝ 。
【答案】（1）3d84s2 5 （2）A
（3）
（4）6 NiO中离子所带电荷数较多，离子半径较小，则离子键较强，熔点较高
（5）eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4))) Cu （6）eq \f(288×1030,da3)
【解析】（2）NH3中N原子形成3个σ键，孤电子对数为eq \f(1,2)×（5－3）＝1，则空间结构为三角锥形，B错误；[Ni（CN）4]2－和[Ni（NH3）6]2＋中Ni的化合价均为＋2，其配位数分别是4和6，C错误；Ni（CO）4为正四面体形结构，Ni原子采取sp3杂化，而[Ni（CN）4]2－是正方形结构，不是sp3杂化方式，D错误。
10.按要求回答下列问题：
(1)Fe单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，分别如图1、图2所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞的边长分别为a、b，则铁单质的面心立方晶胞和体心立方晶胞的密度之比为________，铁原子的配位数之比为________。
(2)Mg为六方最密堆积，其晶胞结构如图3所示，若在晶胞中建立如图4所示的坐标系，以A为坐标原点，把晶胞的底边边长视作单位长度1，则C点的坐标：________。
(3)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图5所示，则铁镁合金的化学式为________。若该晶胞的边长为d nm，则该合金的密度为________ g·cm－3(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)2b3∶a3 3∶2 (2)(0,0，eq \f(2\r(6),3)) (3)Mg2Fe eq \f(4×104,d3NA×10－21)
【解析】(1)面心立方晶胞边长为a，体积V＝a3，含有Fe原子数目为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，故m＝a3ρ(面心)＝4×eq \f(56,NA) g(NA为阿伏加德罗常数的值)，体心立方晶胞边长为b，体积V＝b3，含有Fe原子数目为8×eq \f(1,8)＋1＝2，故b3ρ(体心)＝2×eq \f(56,NA) g，故ρ(面心)∶ρ(体心)＝2b3∶a3。面心立方晶胞中每个Fe原子周围有12个Fe原子，体心立方晶胞中每个Fe原子周围有8个Fe原子，故Fe原子配位数之比为12∶8＝3∶2。(2)若建立如图4所示的坐标系，x轴与y轴的夹角为120°，以A为坐标原点，把晶胞的底边边长视作单位长度1，则D点与A点、B点以及F点构成一个正四面体，D点位于其顶点，其高度为晶胞高度的一半。由D点向底面作垂线，垂足到底面三角形各点的距离为eq \f(\r(3),3)，D点到垂足的距离为eq \f(\r(6),3)，则C点的坐标为(0,0，eq \f(2\r(6),3))。(3)根据均摊法可知晶胞中铁原子数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，镁原子数为8，则铁镁合金的化学式是Mg2Fe。由题给条件知，1个晶胞的体积为(d×10－7)3 cm3,1个晶胞的质量为eq \f(4×56＋24×2,NA) g，根据ρ＝eq \f(m,V)可得合金的密度是eq \f(4×104,d3NA×10－21) g·cm－3。
1.(2019·全国Ⅰ卷，35节选)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x＝________pm，Mg原子之间最短距离y＝________pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是________g·cm－3(列出计算表达式)。
【解析】观察图(a)和图(b)知，4个铜原子相切并与面对角线平行，有(4x)2＝2a2，x＝eq \f(\r(2),4)a。镁原子堆积方式类似金刚石，有y＝eq \f(\r(3),4)a。已知1 cm＝1010 pm，晶胞体积为(a×10－10)3 cm3，代入密度公式计算即可。
【答案】eq \f(\r(2),4)a eq \f(\r(3),4)a eq \f(8×24＋16×64,NAa3×10－30)
2.(2018·全国Ⅰ卷，35节选)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的Brn－Haber循环计算得到。
可知Li2O晶格能为________kJ·ml－1。 Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为________g·cm－3(列出计算式)。
【解析】1个氧化锂晶胞含O的个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，含Li的个数为8，1 cm＝107 nm，代入密度公式计算可得Li2O的密度为eq \f(8×7＋4×16,NA（0.466 5×10－7）3) g·cm－3。
【答案】2 908 eq \f(8×7＋4×16,NA（0.466 5×10－7）3)
3.(2018·全国Ⅱ卷，35节选)FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为________g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于Seq \\al(2－,2)所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为________nm。
【解析】该晶胞中Fe2＋位于棱上和体心，个数为12×eq \f(1,4)＋1＝4，Seq \\al(2－,2)位于顶点和面心，个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，故晶体密度为eq \f(M,NA)×4 g÷(a×10－7 cm)3＝eq \f(4M,NAa3)×1021 g·cm－3。根据晶胞结构，Seq \\al(2－,2)所形成的正八面体的边长为该晶胞中相邻面的面心之间的连线之长，即为晶胞边长的eq \f(\r(2),2)，故该正八面体的边长为eq \f(\r(2),2)a nm。
【答案】eq \f(4M,NAa3)×1021 eq \f(\r(2),2)a
4.(1)(2019·全国Ⅰ卷，35节选)一些氧化物的熔点如下表所示：
解释表中氧化物之间熔点差异的原因________。
(2)(2017·全国Ⅲ卷，35节选)苯胺()的晶体类型是________。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是_______________________________________。
(3)(2017·全国Ⅰ卷，35节选)K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是__________________。
【解析】(1)由于Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO＞Li2O，分子间作用力P4O6＞SO2，所以熔点大小顺序是MgO＞Li2O＞P4O6＞SO2；
(3)金属键的强弱与半径成反比，与离子所带的电荷成正比。
【答案】(1)Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO＞Li2O，分子间作用力P4O6＞SO2
(2)分子晶体 苯胺分子之间存在氢键
(3)K原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱
5.[2019·全国卷Ⅱ，35(4)]近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为FeSmAsFO组成的化合物。一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。
图中F－和O2－共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1－x代表，则该化合物的化学式表示为____________；通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：ρ＝____________________g·cm－3。
以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图1中原子1的坐标为(eq \f(1,2)，eq \f(1,2)，eq \f(1,2))，则原子2和3的坐标分别为________、________。
【解析】由晶胞结构中各原子所在位置可知，该晶胞中Sm个数为4×eq \f(1,2)＝2，Fe个数为1＋4×eq \f(1,4)＝2，As个数为4×eq \f(1,2)＝2，O或F个数为8×eq \f(1,8)＋2×eq \f(1,2)＝2，即该晶胞中O和F的个数之和为2，F－的比例为x，O2－的比例为1－x，故该化合物的化学式为SmFeAsO1－xFx。1个晶胞的质量为eq \f(2×[150＋56＋75＋16×（1－x）＋19x],NA) g＝eq \f(2[281＋16（1－x）＋19x],NA)g，1个晶胞的体积为a2c pm3＝a2c×10－30 cm3，故密度ρ＝eq \f(2[281＋16（1－x）＋19x],a2cNA×10－30) g·cm－3。原子2位于底面面心，其坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))；原子3位于棱上，其坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0，0，\f(1,2)))。
【答案】SmFeAsO1－xFx eq \f(2[281＋16（1－x）＋19x],a2cNA×10－30)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，0)) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0，0，\f(1,2)))
6.(1)[2018·高考全国卷Ⅰ，35(5)]Li2O具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为__________ g·cm－3(列出计算式)。
(2)[2018·高考全国卷Ⅱ，35(5)]FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为________g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于Seq \\al(2－,2)所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为____nm。
(3)[2017·高考全国卷Ⅱ，35(4)]我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。R的晶体密度为d g·cm－3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为_____________________________。
(4)[2017·高考全国卷Ⅲ，35(5)]MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420 nm，则r(O2－)为________nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a′＝0.448 nm，则r(Mn2＋)为____________nm。
【解析】(1)1个氧化锂晶胞含O的个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，含Li的个数为8，1 cm＝107 nm，代入密度公式计算可得Li2O的密度为eq \f(8×7＋4×16,NA（0.466 5×10－7）3) g·cm－3。
(2)该晶胞中Fe2＋位于棱上和体心，个数为12×eq \f(1,4)＋1＝4，Seq \\al(2－,2)位于顶点和面心，个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，故晶体密度为eq \f(M,NA)×4 g÷(a×10－7 cm)3＝eq \f(4M,NAa3)×1021 g·cm－3。根据晶胞结构，Seq \\al(2－,2)所形成的正八面体的边长为该晶胞中相邻面的面心之间的连线之长，即为晶胞边长的eq \f(\r(2),2)，故该正八面体的边长为eq \f(\r(2),2)a nm。
(3)该晶胞的体积为(a×10－7 cm)3，根据eq \f(y,NA)×M＝(a×10－7)3d，可求出y＝eq \f(602a3d,M)(或eq \f(a3dNA,M)×10－21)。
(4)因为O2－采用面心立方最密堆积方式，所以面对角线长度是O2－半径的4倍，则有[4r(O2－)]2＝2a2，解得r(O2－)＝eq \f(\r(2),4)×0.420 nm≈0.148 nm；MnO也属于NaCl型结构，根据晶胞的结构可得2r(Mn2＋)＋2r(O2－)＝a′，代入数据解得r(Mn2＋)＝0.076 nm。
【答案】(1)eq \f(8×7＋4×16,NA（0.466 5×10－7）3) (2)eq \f(4M,NAa3)×1021 eq \f(\r(2),2)a (3)eq \f(602a3d,M)(或eq \f(a3dNA,M)×10－21) (4)0.148 0.076
AlCl3
SiCl4
晶体硼
金刚石
晶体硅
熔点/℃
190
－68
2 300
＞3 550
1 415
沸点/℃
178
57
2 550
4 827
2 355
第一电离能
离子半径
熔点
酸性
Si____S
O2－____Na＋
NaCl____Si
H2SO4____HClO4
A组
B组
C组
D组
金刚石：3 550 ℃
Li：181 ℃
HF：－83 ℃
NaCl：801 ℃
硅晶体：1 410 ℃
Na：98 ℃
HCl：－115 ℃
KCl：776 ℃
硼晶体：2 300 ℃
K：64 ℃
HBr：－89 ℃
RbCl：718 ℃
二氧化硅：1 723 ℃
Rb：39 ℃
HI：－51 ℃
CsCl：645 ℃
Na＋
102 pm
Cl－
181 pm
Ni2＋
69 pm
O2－
140 pm
氧化物
Li2O
MgO
P4O6
SO2
熔点/ ℃
1570
2800
23.8
－75.5
1．下列关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的说法正确的是( )
A．配体是Cl－和H2O，配位数是9
B．中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(H2O)5]2＋
C．内界和外界中的Cl－的数目比是1∶2
D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl－均被完全沉淀
【答案】C
【解析】配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中配体是Cl－和H2O，配位数是6，A错误；中心离子是Ti3＋，B错误；加入足量AgNO3溶液，外界Cl－与Ag＋反应，内界中Cl－不与Ag＋反应，D错误。
2．下列说法错误的是( )
A．分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键
B．原子晶体中只含有共价键
C．任何晶体中，若含有阳离子就一定含有阴离子
D．单质的晶体中一定不存在离子键
【答案】C
【解析】分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键，如稀有气体是单原子分子，没有化学键，故A正确；相邻原子之间只通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫作原子晶体，原子晶体中只含有共价键，故B正确；金属晶体中，含有阳离子却不含有阴离子，故C错误；金属单质中只有金属键，非金属单质中可能存在共价键，单质的晶体中一定不存在离子键，故D正确。
3.利用反应CCl4＋4Naeq \(=====,\s\up11(973 K),\s\d4(NiC))C（金刚石）＋4NaCl可实现人工合成金刚石。下列关于该反应的说法错误的是（ ）
A.C（金刚石）属于共价晶体
B.该反应利用了Na的强还原性
C.CCl4和C（金刚石）中的C的杂化方式相同
D.NaCl晶体中每个Cl－周围有8个Na＋
【答案】D
【解析】D项，NaCl晶体中，每个Na＋同时吸引6个Cl－，每个Cl－同时吸引6个Na＋，配位数为6，错误。
4．根据下表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是( )
A.SiCl4是分子晶体
B．晶体硼是原子晶体
C．AlCl3是分子晶体，加热能升华
D．金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键弱
【答案】D
【解析】SiCl4、AlCl3的熔、沸点低，都是分子晶体，AlCl3的沸点低于其熔点，即在未熔化的温度下它就能汽化，故AlCl3加热能升华，A、C正确；晶体硼的熔、沸点高，所以晶体硼是原子晶体，B正确；由金刚石与晶体硅的熔、沸点相对高低可知：金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键强。
5.许多过渡金属离子对多种配体有很强的结合力，能形成种类繁多的配合物。下列说法不正确的是（ ）
A.向配合物[CBr（NH3）5]SO4的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成
B.配离子[Cu（H2O）6]2＋中的Cu2＋提供接受孤电子对的空轨道，H2O中的O提供孤电子对
C.配合物[Cu（NH3）4]SO4·H2O的配体为NH3和H2O
D.配合物[Ag（NH3）2]OH的配位数为2
【答案】C
【解析】Cu（NH3）4]SO4·H2O的配体只有NH3，C错误。
6.某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是（ ）
A.3∶9∶4 B.1∶4∶2 C.2∶9∶4 D.3∶8∶4
【答案】B
【解析】A粒子数为6×eq \f(1,12)＝eq \f(1,2)，B粒子数为6×eq \f(1,4)＋3×eq \f(1,6)＝2，C粒子数为1，故A、B、C粒子数之比为1∶4∶2。
7．如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：
试写出：
(1)甲晶体化学式(X为阳离子)为________。
(2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是________。
(3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是________。
(4)乙晶体中每个A周围结合B的个数是________。
【答案】(1)X2Y (2)1∶3∶1 (3)8 (4)12
【解析】(3)丙中每个D周围的E的个数与每个E周围D的个数相同，每个E周围有8个D，所以每个D周围结合有8个E。
(4)乙晶体中每个A周围结合B的个数是3×8×eq \f(1,2)＝12。
8．某晶体的晶胞结构如图所示，X()位于立方体的顶点，Y( ○)位于立方体的体心。
设该晶体的摩尔质量为M g·ml－1，晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为________cm。
【答案】eq \r(2) eq \r(3,\f(M,2ρNA))
【解析】由题意知，该晶胞中含有eq \f(1,2)个XY2(或Y2X)，设晶胞的边长为a cm，则有ρa3NA＝eq \f(1,2)M，a＝eq \r(3,\f(M,2ρNA))，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为eq \r(2) eq \r(3,\f(M,2ρNA)) cm。
9.(1)用“>”或“<”填空：
(2)MgCl2在工业上应用广泛，可由MgO制备。
①MgO的熔点比BaO的熔点________(填“高”或“低”)。
②SiO2的晶体类型为________________。
(3)对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)，下列叙述正确的是________。
A．SiX4难水解
B．SiX4是共价化合物
C．NaX易水解
D．NaX的熔点一般高于SiX4
【答案】(1)< > < <
(2)①高 ②原子晶体
(3)BD
【解析】(1)同周期元素的第一电离能随原子序数的递增呈增大趋势，但s、p、d等轨道处于全空、半充满、全充满的稳定状态时，则出现反常现象。Si、S元素基态原子的价电子排布式分别为3s23p2、3s23p4，其中3p轨道均处于不稳定状态，因此Si的第一电离能小于S。O2－与Na＋的核外电子排布相同，其电子排布式均为1s22s22p6，离子核外电子排布相同时，原子序数越大，离子半径越小，因此O2－的离子半径大于Na＋。NaCl为离子晶体，Si为原子晶体，因此Si的熔点高于NaCl。一般来说，元素的非金属性越强，该元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，Cl元素的非金属性强于S元素，则HClO4的酸性强于H2SO4。
(2)①Mg、Ba同主族，Mg2＋的半径小于Ba2＋，MgO的晶格能比BaO大，故MgO的熔点比BaO高。
②SiO2为空间立体网状结构，其熔、沸点很高，属于原子晶体。
(3)A项，硅的卤化物(SiX4)的水解比较强烈，如SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl、SiF4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HF，错误；B项，硅的卤化物(SiX4)全部由非金属元素构成，属于共价化合物，正确；C项，钠的卤化物(NaX)属于强酸强碱盐，不发生水解，错误；D项，钠的卤化物(NaX)是由离子键构成的，属于离子晶体，SiX4属于分子晶体，所以NaX的熔点一般高于SiX4，正确。
10.现有几组物质的熔点(℃)数据：
据此回答下列问题：
(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。
(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
(3)C组中HF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组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为
________________________________________________________________________。
【答案】(1)原子 共价键 (2)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)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高
【解析】(1)A组熔点很高，为原子晶体，是由原子通过共价键形成的。(2)B组为金属晶体，具有①②③④四条共性。(3)HF中含有分子间氢键，故其熔点反常。(4)D组属于离子晶体，具有②④两条性质。(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。
1.元素X的某价态离子Xn＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成晶体的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.X元素的原子序数是19
B.该晶体中阳离子与阴离子个数比为3∶1
C.Xn＋中n＝1
D.晶体中每个Xn＋周围有2个等距离且最近的N3－
【答案】A
【解析】从“元素X的某价态离子Xn＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层”可以看出，Xn＋共有28个电子；图中Xn＋位于每条棱的中点，一个晶胞拥有的Xn＋个数为12×eq \f(1,4)＝3；N3－位于顶点，一个晶胞拥有N3－的个数为8×eq \f(1,8)＝1；由于该物质的化学式为X3N，故X显＋1价，所以X的原子序数为29。
2.SiO2是合成“中国蓝”的重要原料之一。如图是SiO2晶胞中Si原子沿z轴方向在xy平面的投影图（即俯视投影图，O原子略去），Si原子旁标注的数字是Si原子位于z轴的高度，则SiA与SiB的距离是（ ）
A.eq \f(1,2)d B.eq \f(\r(2),2)d C.eq \f(\r(3),3)d D.d
【答案】B
【解析】SiO2是一种空间网状的共价晶体，共价键结合较为牢固，SiA与SiB在x轴方向上的距离为eq \f(1,2)d，在y轴方向上的距离为eq \f(1,2)d，所以SiA与SiB之间的距离为eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)d))\s\up12(2)＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)d))\s\up12(2))＝eq \f(\r(2),2)d。
3.以NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是（ ）
A.18 g冰（图1）中含O—H键数目为2NA
B.28 g晶体硅（图2）中含有Si—Si键数目为2NA
C.44 g干冰（图3）中含有NA个晶胞结构单元
D.石墨烯（图4）是碳原子单层片状新材料，12 g石墨烯中含C—C键数目为1.5NA
【答案】C
【解析】1个水分子中含有2个O—H键，18 g冰的物质的量为1 ml，含O—H键数目为2NA，A正确；28 g晶体硅中含有1 ml Si原子，每个硅原子与其他4个Si形成4个Si—Si键，每个硅原子形成的共价键为eq \f(1,2)×4＝2，则1 ml单质硅含有2 ml Si—Si键，B正确；1个晶胞结构单元含有4个二氧化碳分子，44 g干冰中含有晶胞结构单元个数小于NA个，C错误；在石墨烯中，每个碳原子形成3个共价键，每个碳原子实际占化学键为1.5个，12 g石墨烯（即1 ml）所含碳碳键数目为1.5NA，D正确。
4.干冰晶胞结构如图所示，晶胞中相邻最近的两个CO2分子间距为a pm，设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是（ ）
A.晶胞中一个CO2分子的配位数是8
B.晶胞的密度表达式是eq \f(44×4,NA（2\r(2)a3×10－30）) g·cm－3
C.一个晶胞中平均含6个CO2分子
D.CO2分子的空间结构是直线形，中心C原子的杂化类型是sp3
【答案】B
【解析】由图可知晶胞中一个CO2分子的配位数为12，故A错误；该晶胞中最近的相邻两个CO2分子间距为a pm，即晶胞面心上的二氧化碳分子和其同一面上顶点上的二氧化碳之间的距离为a pm，则晶胞棱长＝eq \r(2)a pm＝eq \r(2)a×10－10 cm，晶胞体积＝（eq \r(2)a×10－10 cm）3，该晶胞中二氧化碳分子个数＝8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，晶胞密度ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(\f(44,NA)×4,（\r(2)a×10－10）3) g·cm－3＝eq \f(44×4,NA（2\r(2)a3×10－30）) g·cm－3，故B正确，C错误；二氧化碳分子是直线形分子，C原子价层电子对数是2，根据杂化轨道理论判断C原子杂化类型为sp，故D错误。
5.已知干冰晶胞结构属于面心立方最密堆积，晶胞中最近的相邻两个CO2分子间距为a pm，阿伏加德罗常数为NA，下列说法正确的是( )
A．晶胞中一个CO2分子的配位数是8
B．晶胞的密度表达式是eq \f(44×4,NA2\r(2)a3×10－30) g·cm－3
C．一个晶胞中平均含6个CO2分子
D．CO2分子的空间构型是直线形，中心C原子的杂化类型是sp3杂化
【答案】B
【解析】晶胞中一个CO2分子的配位数＝3×8÷2＝12，故A错误；该晶胞中相邻最近的两个CO2分子间距为a pm，即晶胞面心上的二氧化碳分子和其同一面上顶点上的二氧化碳之间的距离为a pm，则晶胞棱长＝eq \r(2)a pm＝eq \r(2)a×10－10 cm，晶胞体积＝(eq \r(2)a×10－10 cm)3，该晶胞中二氧化碳分子个数＝8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，晶胞密度＝eq \f(\f(M,NA)×4,V)＝eq \f(\f(44,NA)×4,\r(2)a×10－103) g·cm－3＝eq \f(44×4,NA2\r(2)a3×10－30) g·cm－3，故B正确；该晶胞中二氧化碳分子个数＝8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，故C错误；二氧化碳分子是直线形分子，C原子价层电子对个数是2，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化类型为sp，故D错误。
6.石英晶体的平面示意图如图，它实际上是立体的网状结构(可以看作是晶体硅中的每个Si—Si键中插入一个O)，其中硅、氧原子数比是m∶n，有关叙述正确的是( )
A．m∶n＝2∶1
B．6 g该晶体中含有0.1NA个分子
C．原硅酸根(SiOeq \\al(4－,4))的结构为，则二聚硅酸根离子Si2Oeq \\al(6－,x)中的x＝7
D．石英晶体中由硅、氧原子构成的最小的环上含有的Si、O原子个数和为8
【答案】C
【解析】每个Si原子占有O原子个数＝4×eq \f(1,2)＝2；该晶体是原子晶体，不存在分子；原硅酸(H4SiO4)的结构可表示为，两个原硅酸分子可发生分子间脱水生成二聚原硅酸：，二聚原硅酸电离出6个H＋后，形成带6个负电荷的二聚原硅酸根离子；在SiO2晶体中，由Si、O构成的最小单元环中共有12个原子。
7.(1)硼化镁晶体在39 K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，如图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为________。
(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为________。
【答案】(1)MgB2 (2)BOeq \\al(－,2)
【解析】(1)每个Mg周围有6个B，而每个B周围有3个Mg，所以其化学式为MgB2。(2)从图可看出，每个单元中，都有一个B和一个O完全属于这个单元，剩余的2个O分别被两个结构单元共用，所以B∶O＝1∶(1＋2/2)＝1∶2，化学式为BOeq \\al(－,2)。
8.（1）X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和R属同族元素；Z和U位于第ⅦA族；X和Z可形成化合物XZ4；Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等；T的一种单质在空气中能够自燃。
X所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是 （填化学式）；Z和U的氢化物中沸点较高的是 （填化学式）；Q、R、U的单质形成的晶体，熔点由高到低的排列顺序是 （填化学式）。
（2）A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子层结构；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：
A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝0.566 nm，F的化学式为 ；晶胞中A原子的配位数为 ；晶体F的密度为 （列出计算式）。
【答案】（1）HNO3 HF Si、Mg、Cl2
（2）Na2O 8 eq \f(4×62,（0.566×10－7）3×6.02×1023) g·cm－3
【解析】（1）根据题目信息可推知X、Z、Q、R、T、U分别为C、F、Mg、Si、P、Cl。X位于第二周期，该周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是HNO3；HF分子间存在氢键，所以HF的沸点高于HCl的；Mg为金属晶体，Si单质为共价晶体，Cl2为分子晶体，故熔点Si>Mg>Cl2。
（2）C的核外电子总数是最外层电子数的3倍，则C可能是Li或P，但是A、B、C、D原子序数依次增大，且B存在离子形式，所以C应为P，D的最外层只有一个未成对电子，且C、D同周期，所以D为Cl。A2－和B＋的电子层结构相同，则A为O，B为Na。由晶胞图知，黑球有8个，灰球有8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4个，所以黑球为Na，灰球为O，化学式为Na2O。由晶胞结构知，面心上的1个O连有4个Na，在相邻的另一个晶胞中，O也连有4个Na，故O的配位数为8。
9.Ⅰ.镍及其化合物是重要的合金材料和催化剂。
（1）基态镍原子的价电子排布式为 ，能量最高的电子所占能级的原子轨道有 个伸展方向。
（2）镍能形成多种配合物，如正四面体形的Ni（CO）4和正方形的[Ni（CN）4]2－、正八面体形的[Ni（NH3）6]2＋等。下列说法正确的有 （填标号）。
A.CO分子内σ键和π键的数目之比为1∶2
B.NH3的空间结构为平面三角形
C.Ni2＋在形成配合物时，其配位数只能为4
D.Ni（CO）4和[Ni（CN）4]2－中，Ni均采取sp3杂化
（3）丁二酮肟常用于检验Ni2＋：在稀氨水中，丁二酮肟与Ni2＋反应生成鲜红色沉淀，其结构如图所示。该结构中，除共价键外还存在配位键和氢键，请在图中用“→”和“…”分别表示出配位键和氢键。
（4）NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同，相关离子半径如表所示。
NiO晶胞中Ni2＋的配位数为 ，NiO的熔点比NaCl高的原因是 。
Ⅱ.利用CuSO4和NaOH制备的Cu（OH）2检验醛基时，生成红色的Cu2O，其立方晶胞的结构如图所示。
（5）该晶胞原子坐标参数A为（0，0，0）；B为（1，0，0）；C为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))。则D原子的坐标参数为 ，它代表 （填元素符号）原子。
（6）若Cu2O晶体密度为d g·cm－3，晶胞参数为a pm，则阿伏加德罗常数的值NA＝ 。
【答案】（1）3d84s2 5 （2）A
（3）
（4）6 NiO中离子所带电荷数较多，离子半径较小，则离子键较强，熔点较高
（5）eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4))) Cu （6）eq \f(288×1030,da3)
【解析】（2）NH3中N原子形成3个σ键，孤电子对数为eq \f(1,2)×（5－3）＝1，则空间结构为三角锥形，B错误；[Ni（CN）4]2－和[Ni（NH3）6]2＋中Ni的化合价均为＋2，其配位数分别是4和6，C错误；Ni（CO）4为正四面体形结构，Ni原子采取sp3杂化，而[Ni（CN）4]2－是正方形结构，不是sp3杂化方式，D错误。
10.按要求回答下列问题：
(1)Fe单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，分别如图1、图2所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞的边长分别为a、b，则铁单质的面心立方晶胞和体心立方晶胞的密度之比为________，铁原子的配位数之比为________。
(2)Mg为六方最密堆积，其晶胞结构如图3所示，若在晶胞中建立如图4所示的坐标系，以A为坐标原点，把晶胞的底边边长视作单位长度1，则C点的坐标：________。
(3)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图5所示，则铁镁合金的化学式为________。若该晶胞的边长为d nm，则该合金的密度为________ g·cm－3(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)2b3∶a3 3∶2 (2)(0,0，eq \f(2\r(6),3)) (3)Mg2Fe eq \f(4×104,d3NA×10－21)
【解析】(1)面心立方晶胞边长为a，体积V＝a3，含有Fe原子数目为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，故m＝a3ρ(面心)＝4×eq \f(56,NA) g(NA为阿伏加德罗常数的值)，体心立方晶胞边长为b，体积V＝b3，含有Fe原子数目为8×eq \f(1,8)＋1＝2，故b3ρ(体心)＝2×eq \f(56,NA) g，故ρ(面心)∶ρ(体心)＝2b3∶a3。面心立方晶胞中每个Fe原子周围有12个Fe原子，体心立方晶胞中每个Fe原子周围有8个Fe原子，故Fe原子配位数之比为12∶8＝3∶2。(2)若建立如图4所示的坐标系，x轴与y轴的夹角为120°，以A为坐标原点，把晶胞的底边边长视作单位长度1，则D点与A点、B点以及F点构成一个正四面体，D点位于其顶点，其高度为晶胞高度的一半。由D点向底面作垂线，垂足到底面三角形各点的距离为eq \f(\r(3),3)，D点到垂足的距离为eq \f(\r(6),3)，则C点的坐标为(0,0，eq \f(2\r(6),3))。(3)根据均摊法可知晶胞中铁原子数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，镁原子数为8，则铁镁合金的化学式是Mg2Fe。由题给条件知，1个晶胞的体积为(d×10－7)3 cm3,1个晶胞的质量为eq \f(4×56＋24×2,NA) g，根据ρ＝eq \f(m,V)可得合金的密度是eq \f(4×104,d3NA×10－21) g·cm－3。
1.(2019·全国Ⅰ卷，35节选)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x＝________pm，Mg原子之间最短距离y＝________pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是________g·cm－3(列出计算表达式)。
【解析】观察图(a)和图(b)知，4个铜原子相切并与面对角线平行，有(4x)2＝2a2，x＝eq \f(\r(2),4)a。镁原子堆积方式类似金刚石，有y＝eq \f(\r(3),4)a。已知1 cm＝1010 pm，晶胞体积为(a×10－10)3 cm3，代入密度公式计算即可。
【答案】eq \f(\r(2),4)a eq \f(\r(3),4)a eq \f(8×24＋16×64,NAa3×10－30)
2.(2018·全国Ⅰ卷，35节选)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的Brn－Haber循环计算得到。
可知Li2O晶格能为________kJ·ml－1。 Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为________g·cm－3(列出计算式)。
【解析】1个氧化锂晶胞含O的个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，含Li的个数为8，1 cm＝107 nm，代入密度公式计算可得Li2O的密度为eq \f(8×7＋4×16,NA（0.466 5×10－7）3) g·cm－3。
【答案】2 908 eq \f(8×7＋4×16,NA（0.466 5×10－7）3)
3.(2018·全国Ⅱ卷，35节选)FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为________g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于Seq \\al(2－,2)所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为________nm。
【解析】该晶胞中Fe2＋位于棱上和体心，个数为12×eq \f(1,4)＋1＝4，Seq \\al(2－,2)位于顶点和面心，个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，故晶体密度为eq \f(M,NA)×4 g÷(a×10－7 cm)3＝eq \f(4M,NAa3)×1021 g·cm－3。根据晶胞结构，Seq \\al(2－,2)所形成的正八面体的边长为该晶胞中相邻面的面心之间的连线之长，即为晶胞边长的eq \f(\r(2),2)，故该正八面体的边长为eq \f(\r(2),2)a nm。
【答案】eq \f(4M,NAa3)×1021 eq \f(\r(2),2)a
4.(1)(2019·全国Ⅰ卷，35节选)一些氧化物的熔点如下表所示：
解释表中氧化物之间熔点差异的原因________。
(2)(2017·全国Ⅲ卷，35节选)苯胺()的晶体类型是________。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是_______________________________________。
(3)(2017·全国Ⅰ卷，35节选)K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是__________________。
【解析】(1)由于Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO＞Li2O，分子间作用力P4O6＞SO2，所以熔点大小顺序是MgO＞Li2O＞P4O6＞SO2；
(3)金属键的强弱与半径成反比，与离子所带的电荷成正比。
【答案】(1)Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO＞Li2O，分子间作用力P4O6＞SO2
(2)分子晶体 苯胺分子之间存在氢键
(3)K原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱
5.[2019·全国卷Ⅱ，35(4)]近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为FeSmAsFO组成的化合物。一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。
图中F－和O2－共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1－x代表，则该化合物的化学式表示为____________；通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：ρ＝____________________g·cm－3。
以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图1中原子1的坐标为(eq \f(1,2)，eq \f(1,2)，eq \f(1,2))，则原子2和3的坐标分别为________、________。
【解析】由晶胞结构中各原子所在位置可知，该晶胞中Sm个数为4×eq \f(1,2)＝2，Fe个数为1＋4×eq \f(1,4)＝2，As个数为4×eq \f(1,2)＝2，O或F个数为8×eq \f(1,8)＋2×eq \f(1,2)＝2，即该晶胞中O和F的个数之和为2，F－的比例为x，O2－的比例为1－x，故该化合物的化学式为SmFeAsO1－xFx。1个晶胞的质量为eq \f(2×[150＋56＋75＋16×（1－x）＋19x],NA) g＝eq \f(2[281＋16（1－x）＋19x],NA)g，1个晶胞的体积为a2c pm3＝a2c×10－30 cm3，故密度ρ＝eq \f(2[281＋16（1－x）＋19x],a2cNA×10－30) g·cm－3。原子2位于底面面心，其坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))；原子3位于棱上，其坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0，0，\f(1,2)))。
【答案】SmFeAsO1－xFx eq \f(2[281＋16（1－x）＋19x],a2cNA×10－30)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，0)) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0，0，\f(1,2)))
6.(1)[2018·高考全国卷Ⅰ，35(5)]Li2O具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为__________ g·cm－3(列出计算式)。
(2)[2018·高考全国卷Ⅱ，35(5)]FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为________g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于Seq \\al(2－,2)所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为____nm。
(3)[2017·高考全国卷Ⅱ，35(4)]我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。R的晶体密度为d g·cm－3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为_____________________________。
(4)[2017·高考全国卷Ⅲ，35(5)]MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420 nm，则r(O2－)为________nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a′＝0.448 nm，则r(Mn2＋)为____________nm。
【解析】(1)1个氧化锂晶胞含O的个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，含Li的个数为8，1 cm＝107 nm，代入密度公式计算可得Li2O的密度为eq \f(8×7＋4×16,NA（0.466 5×10－7）3) g·cm－3。
(2)该晶胞中Fe2＋位于棱上和体心，个数为12×eq \f(1,4)＋1＝4，Seq \\al(2－,2)位于顶点和面心，个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，故晶体密度为eq \f(M,NA)×4 g÷(a×10－7 cm)3＝eq \f(4M,NAa3)×1021 g·cm－3。根据晶胞结构，Seq \\al(2－,2)所形成的正八面体的边长为该晶胞中相邻面的面心之间的连线之长，即为晶胞边长的eq \f(\r(2),2)，故该正八面体的边长为eq \f(\r(2),2)a nm。
(3)该晶胞的体积为(a×10－7 cm)3，根据eq \f(y,NA)×M＝(a×10－7)3d，可求出y＝eq \f(602a3d,M)(或eq \f(a3dNA,M)×10－21)。
(4)因为O2－采用面心立方最密堆积方式，所以面对角线长度是O2－半径的4倍，则有[4r(O2－)]2＝2a2，解得r(O2－)＝eq \f(\r(2),4)×0.420 nm≈0.148 nm；MnO也属于NaCl型结构，根据晶胞的结构可得2r(Mn2＋)＋2r(O2－)＝a′，代入数据解得r(Mn2＋)＝0.076 nm。
【答案】(1)eq \f(8×7＋4×16,NA（0.466 5×10－7）3) (2)eq \f(4M,NAa3)×1021 eq \f(\r(2),2)a (3)eq \f(602a3d,M)(或eq \f(a3dNA,M)×10－21) (4)0.148 0.076
AlCl3
SiCl4
晶体硼
金刚石
晶体硅
熔点/℃
190
－68
2 300
＞3 550
1 415
沸点/℃
178
57
2 550
4 827
2 355
第一电离能
离子半径
熔点
酸性
Si____S
O2－____Na＋
NaCl____Si
H2SO4____HClO4
A组
B组
C组
D组
金刚石：3 550 ℃
Li：181 ℃
HF：－83 ℃
NaCl：801 ℃
硅晶体：1 410 ℃
Na：98 ℃
HCl：－115 ℃
KCl：776 ℃
硼晶体：2 300 ℃
K：64 ℃
HBr：－89 ℃
RbCl：718 ℃
二氧化硅：1 723 ℃
Rb：39 ℃
HI：－51 ℃
CsCl：645 ℃
Na＋
102 pm
Cl－
181 pm
Ni2＋
69 pm
O2－
140 pm
氧化物
Li2O
MgO
P4O6
SO2
熔点/ ℃
1570
2800
23.8
－75.5
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