专题2 晶体类型的判断与晶胞结构的有关计算-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修2同步课件（人教版2019）

化学 选择性必修2 物质结构与性质 RJ 1 2 专题2 晶体类型的判断与晶胞结构的有关计算 刷难关 2 1.[江西景德镇一中2023高二期中] 下列物质所属晶体类型分类正确的是( ) 选项 A B C D 共价晶体 石墨 生石灰 碳化硅 金刚石 分子晶体 冰 固态氨 氯化铯 干冰 离子晶体 氮化硼 食盐 明矾 石膏 金属晶体 铜 汞 铝 铁 D 题型1 晶体类型和晶体性质的判断 3 解析 石墨为混合晶体，氮化硼为共价晶体，故A错误；生石灰是离子晶体，故B错误；氯化铯是 离子晶体，故C错误。 题型1 晶体类型和晶体性质的判断 4 2.晶体的熔点高低与微粒间的作用力大小有关，下列各组物质中，熔点按从高到低的顺序排列正 确的是( ) D A. B. C. D.金刚石 碳化硅 晶体硅 题型1 晶体类型和晶体性质的判断 5 解析 在金属晶体中，同周期主族金属元素原子的价电子数越多，原子半径越小，自由电子与金 属阳离子间的作用力越大，金属的熔点越高，价电子数：，半径： ， 所以金属的熔点：，A错误；、和 均属于离子晶体，同主族元素离子所 带电荷数相同，从上到下离子半径增大，即离子半径：，则、和 的 离子键能依次增大，熔点： ，B错误；分子晶体的基本微粒是分子，分子晶体 熔、沸点由分子间作用力决定，、、 分子结构相似，相对分子质量越小，分子间作 用力越小、熔点越低，则熔点： ，C错误；金刚石、碳化硅和晶体硅均属于共 价晶体，键长：，共价键键能： ，则熔点：金刚石 碳化硅 晶体硅，D正确。 题型1 晶体类型和晶体性质的判断 6 【方法技巧】离子晶体中离子半径越小，离子所带的电荷越多，离子键越强，所以离子晶体的 熔、沸点越高，硬度越大。 题型1 晶体类型和晶体性质的判断 7 3.[四川泸州2024开学考] 下列为几种晶体或晶胞的示意图： 题型1 晶体类型和晶体性质的判断 8 请回答下列问题： （1）上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成晶体的是____________。 金刚石晶体 解析 共价晶体中原子间以共价键结合，则粒子之间以共价键结合形成晶体的是金刚石晶体。 （2）金刚石、、 、干冰4种晶体的熔点由高到低的顺序为_________________________ ____。 金刚石 干冰 解析 熔点高低的一般规律：共价晶体 离子晶体 分子晶体，和 均属于离子晶体， 、所带电荷数相同，所带电荷数小于，半径小于,半径小于 ，则 熔点： ；金刚石是共价晶体，熔点最高;干冰晶体是分子晶体，熔点最低，则熔点由 高到低的顺序为金刚石 干冰。 题型1 晶体类型和晶体性质的判断 9 （3）每个晶胞中实际占有___个原子；晶体中 的配位数为___。 4 8 解析 原子占据晶胞的面心和顶角，则每个晶胞中实际占有的原子数为 ； 根据氯化钙的晶胞结构可知，每个位于周围距离最近且相等的4个 构成的正四面体的体心， 则每个周围距离最近且相等的有8个，所以晶体中 的配位数为8。 （4）冰的熔点远高于干冰，除是极性分子、 是非极性分子外，还有一个重要的原因是 ________________________。 分子之间能形成氢键 解析 冰的熔点远高于干冰，除是极性分子、 是非极性分子外，还因为水分子间存在氢键。 题型1 晶体类型和晶体性质的判断 10 【方法技巧】离子晶体中离子的配位数之比与离子的个数比互为倒数。如晶体， 和 个数比为，则的配位数与的配位数之比为 。 题型1 晶体类型和晶体性质的判断 11 4.[广东广州2023高二期中] 下列说法正确的是( ) B A.和 晶体类型相同 B.晶胞结构如图甲所示，每个分子周围与它最近且等距离的 分子有12个 C. 晶体熔、沸点高，硬度大 D.晶胞结构如图乙所示，与每个 距离相等且最近的阴离子共有5个 题型2 晶胞结构的有关计算 12 解析 是共价晶体，是分子晶体，晶体类型不同，A错误； 分子之间仅存在范德华力， 采用分子密堆积，则每个分子周围与它最近且等距离的分子个数为12，B正确； 属于分 子晶体，熔、沸点低，硬度小，C错误；以某1个顶角的为例，与其等距且最近的 位于周 围6条棱的棱心上，即与每个 距离相等且最近的阴离子个数为6，D错误。 题型2 晶胞结构的有关计算 13 5.[湖南长沙长郡中学2023月考] 单晶锗是重要的半导体。原子分数坐标 表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为单晶锗的晶胞，其中原子分数 坐标、、，，。已知锗晶胞参数为，设 为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( ) C A.D的原子分数坐标为，， B.锗晶胞含有8个锗原子 C.与锗原子等距离且最近的锗原子数为6 D.单晶锗的密度 题型2 晶胞结构的有关计算 14 解析 根据A、B、C的原子分数坐标，可知D原子分数坐标为，， ，A正确；观察题图可知8 个锗原子位于顶角，6个锗原子位于面心，4个锗原子位于体内，则1个锗晶胞中含 个锗原子，B正确；与锗原子最近且等距离的锗原子有4个（体对角线上锗原 子和与其相连的4个锗原子之间距离最近），C错误； ，单晶锗的密度 ，D正确。 题型2 晶胞结构的有关计算 15 6.[重庆八中2023高二月考] 铜与金可形成两种有序的金属互化物，其晶胞结构如图甲、乙所示。 下列有关说法错误的是( ) D A.图乙中物质的化学式为 B.原子和原子的分数坐标均可表示为 C.图乙沿轴投影所得图形中， 位于正方形的中心和每条边的中心 D.设图甲中晶胞边长为，则图甲中合金的密度为（设 为阿伏加德罗常数的值） 题型2 晶胞结构的有关计算 16 解析 根据“均摊法”可知，图乙所示晶胞中的铜原子位于8个顶角，个数为 ，金原子 位于6个面心，个数为，故图乙中物质的化学式为 ，A正确；若两晶胞均以左下前 的铜原子为原点，原子和原子的分数坐标均可表示为，B正确；图乙沿 轴投影所得图形 中， 位于正方形的中心和每条边的中心，C正确；图甲所示晶胞中铜原子位于8个顶角和2个面 心，金原子位于4个面心，含有铜原子数为，金原子数为 ，所以晶体的 密度 ，D错误。 题型2 晶胞结构的有关计算 17 7.[北京十一学校2023高二期末] 非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题： （1）基态 原子核外电子的运动状态有___种。 9 解析 基态原子核外有9个电子，每个电子的运动状态均不同，所以基态 原子核外电子的运动 状态有9种。 题型2 晶胞结构的有关计算 18 （2）、、中电负性最小的是___；的电子式为_ ________；的沸点低于 ，原因 是__________________________________________________________________________________ _____。 、均为分子晶体，的相对分子质量比小，范德华力小，所以的沸点低于 解析 同周期主族元素，从左到右电负性逐渐增大，则电负性:,由中显价、显 价知，电负性：,、、中电负性最小的为； 为共价化合物，电子式为 ； 、均时为分子晶体，的相对分子质量比小，范德华力小，所以 的沸点低于 。 题型2 晶胞结构的有关计算 19 （3）是第五周期的稀有气体元素，与形成的室温下易升华。 中心原子的价层电子对 数为___。 与水反应时放出氧气和氙气，氟以化合态留在溶液中，该反应的化学方程式为 ________________________________。 5 解析 的中心原子价层电子对数为；由题意可知，与 反应的产物为 、和 。 题型2 晶胞结构的有关计算 20 （4） 晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为 。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相 对位置，称为原子的分数坐标。已知键长为 （， 为阿伏加德罗常数的值）,则B点原子的分数坐 标为________；晶胞中A、B间距离_ _______________； 的 晶体密度为_ ________ 。 题型2 晶胞结构的有关计算 21 解析 由图可知，左下前原子为坐标原点，则B点原子在轴上，分数坐标为。 间距离可 用距离 。 由均摊法可知，位于晶胞中8个顶角和体内，1个晶胞中含有个, 位于棱上和体 内，1个晶胞中含有个，则1个晶胞中含有2个 ，则晶体密度为 。 题型2 晶胞结构的有关计算 22 甲 8.（1）与 形成的一种合金可用于铸造飞机发动机叶片，其晶胞结构如图甲 所示，该合金的化学式为_______。 解析 根据“均摊法”，该晶胞中原子位于8个顶角，个数为， 原 子位于6个面心，个数为，所以该合金的化学式为 。 题型2 晶胞结构的有关计算 23 乙 （2）的熔点为，密度为 ，其晶胞结构如图乙所示。 该晶体的类型为__________，与以______键结合。设和 的摩尔质 量分别为和，原子半径分别为和 ，阿伏 加德罗常数的值为，则 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分比为 _ ________________________（列出含、、、、 和 的计算式）。 共价晶体 共价 题型2 晶胞结构的有关计算 24 解析 根据晶体的熔点和晶胞结构可以判断 晶体为共价晶体，所以原子之间应该以共价键结 合。位于晶胞体内，位于8个顶角和6个面心，则每个晶胞中含有4个和 个，所以晶胞质量为，进而得到晶胞体积为 ，所 以晶胞中原子占有的总体积为，故 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百 分比为 。 题型2 晶胞结构的有关计算 25 丙 （3）自然界中有丰富的钛矿资源，如图丙表示的是钡钛矿晶体的晶胞结构， 经射线衍射分析，该晶胞为正方体，晶胞参数为 。写出钡钛矿晶体的 化学式：________，其密度是_ ________ （设阿伏加德罗常数的值 为 ）。 解析 由晶胞结构可知，位于体心，个数为1， 位于顶角，个数为 ，位于棱心，个数为，故其化学式为；该晶胞质量为 ，故晶体 密度 。 题型2 晶胞结构的有关计算 26 $$