内容正文:
逐点盘查(三)——晶体结构与性质
题点(一) 晶体的类型判断及性质比较
1.(2023·北京等级考)中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔,是碳材料科学的一大进步。
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是( )
A.三种物质中均有碳碳原子间的σ键
B.三种物质中的碳原子都是sp3杂化
C.三种物质的晶体类型相同
D.三种物质均能导电
解析:选A 原子间优先形成σ键,三种物质中均存在σ键,A项正确;金刚石中所有碳原子均采用sp3杂化,石墨中所有碳原子均采用sp2杂化,石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化,碳碳三键上的碳原子采用sp杂化,B项错误;金刚石为共价晶体,石墨炔为分子晶体,石墨为混合晶体,C项错误;金刚石中没有自由移动电子,不能导电,D项错误。
2.下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是( )
A.金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅
B.CF4>CBr4>CCl4>CH4
C.MgO>Na2O>O2>N2
D.金刚石>生铁>纯铁>钠
解析:选C 它们均是共价晶体,熔、沸点与键长成反向关系,因为键长:C—C<Si—O<C—Si<Si—Si,所以熔、沸点:金刚石>二氧化硅>碳化硅>晶体硅,A错误;组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,所以熔、沸点:CBr4>CCl4>CF4>CH4,B错误;一般离子晶体的熔、沸点高于分子晶体,氧化镁和氧化钠均是离子晶体,镁离子所带电荷数大于钠离子,且半径小于钠离子,因此氧化镁中晶格能大于氧化钠,熔、沸点:氧化镁大于氧化钠,氧气和氮气均是分子晶体,氧气的相对分子质量较大,熔、沸点较高,所以熔、沸点:MgO>Na2O>O2>N2,C正确;金刚石是共价晶体,熔、沸点最高,合金熔、沸点比成分金属低,因此纯铁熔、沸点高于生铁,钠的熔、沸点最低,所以熔、沸点:金刚石>纯铁>生铁>钠,D错误。
3.(1)(2022·福建等级考)晶体熔点:KrF2______XeF2(填“>”“<”或“=”),判断依据是________________________________________________________________________
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(2)(2021·海南等级考)MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型,如图所示。前者的熔点明显高于后者,其主要原因是__________________________________________________________
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答案:(1)< 二者为同构型的分子晶体,XeF2的相对分子质量大,范德华力大,熔点高
(2)MnS中阴、阳离子所带电荷数比NaCl中多,离子键强度更大
内存知能激活
晶体熔、沸点高低的比较
共价晶体
原子半径越小、键长越短,则键能越大,其熔、沸点就越高,如:金刚石>晶体硅
离子晶体
阴、阳离子所带电荷数越多,离子半径越小,则离子键越强,熔、沸点就越高,如:MgO>MgCl2,NaCl>CsCl
金属晶体
金属离子半径越小,所带电荷数越多,其形成的金属键越强,金属单质的熔、沸点就越高,如:Al>Mg>Na
分子晶体
存在分子间氢键
其熔、沸点较高,如:H2O>H2S
组成和结构相似
相对分子质量越大,其熔、沸点就越高,如:HI>HBr
题点(二) 晶胞中的微粒个数及化学式的推断
4.(2023·南昌市月考)钙镁矿石是一种天然矿物,具有很好的热稳定性和耐腐蚀性,因此被广泛应用于各种领域。一种钙镁矿的四方晶胞结构如图所示,下列说法错误的是( )
A.Ca的配位数为4
B.距离S最近的S原子数目为3
C.该物质的化学式为CaMgS2
D.若Ca换为Mg,则该晶胞变为立方晶胞
解析:选B 由晶胞图可知,1个Ca与4个S配位,所以配位数为4,选项A正确;以S为顶点,构成的立方晶胞结构中硫原子位于顶点和面心,所以距离S最近的S原子数目为12,选项B错误;根据晶胞结构,可知一个晶胞中,Ca的个数为6×+4×=4,Mg的个数为1+4×+8×=4,S有8个在内部,即一个晶胞S的个数为8,所以该晶胞的化学式为CaMgS2,选项