第3章 晶体结构与性质 复习题 2024-2025学年高二下学期化学沪科版（2020）选择性必修2

第3章《晶体结构与性质》复习题 一、单选题 1．黄金按质量分数分级，纯金为。合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是 A．I为金 B．Ⅱ中的配位数是12 C．Ⅲ中最小核间距 D．I、Ⅱ、Ⅲ中，与原子个数比依次为、、 2．离子液体M的结构如图所示，下列说法错误的是    A．电负性由大到小的顺序是F＞N＞B B．阴离子的空间结构为正四面体形 C．M因含有机基团而使其熔点较低 D．M分子中C-C键的键能大于C-N键的键能 3．呈现超导性的晶体具有层状结构，如下图所示，小球表示Co原子，大球表示O原子，下图中用粗线画出的重复结构单元示意图不能描述的化学组成的是 A． B． C． D． 4．表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．金刚石中含有键的数目为 B．含钠元素的和混合物中阴离子的数目为 C．的浓硝酸与足量铜反应，转移电子数目为 D．时，的溶液中水电离出的的数目为 5．下列叙述正确的是 A．在N2、CO2和SiO2物质中，都存在共价键，它们都是由分子构成 B．金刚石、石墨、足球烯均是碳元素的同素异形体，性质都相似 C．HBr受热分解的过程中，只需克服分子间的作用力 D．仅由非金属元素组成的物质也可能含有离子键 6．解释下列现象的原因中，不正确的是 选项 现象 原因 A． HF的稳定性强于HCl HF分子之间除了范德华力以外还存在氢键 B． 熔点：NaCl>NaBr NaCl、NaBr随着离子间距的增大，晶格能减小，晶体的熔点降低 C． 对羟基苯甲醛的熔沸点比邻羟基苯甲醛的高 对羟基苯甲醛形成分子间氢键，而邻羟基 苯甲醛形成分子内氢键 D． 乙烯易发生加成反应 碳碳双键中的π键键能比σ键的小，易断裂 A．A B．B C．C D．D 7．下列叙述中正确的是 A．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形 B．晶体中只要有阳离子，就一定有阴离子 C．共价晶体的原子间只存在共价键，而分子晶体内只存在范德华力 D．区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射 8．一种由构成的晶体结构如图所示。下列说法正确的是 A．晶体的化学式为 B．与Fe原子配位的S的个数为6个 C．根据晶胞的结构特点可以判断晶胞的高是底边的2倍 D．该晶体应该具有较高的熔沸点和硬度 9．下列说法错误的有几项 ①电负性的大小可以作为判断元素非金属性强弱的依据 ②第四周期元素中，未成对电子数最多的元素位于钾元素后面第五位 ③键长等于成键两原子的半径之和 ④只要分子的空间结构为平面三角形，中心原子均为杂化 ⑤价层电子对互斥模型中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数 ⑥比稳定是因为水分子间存在氢键 ⑦卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物()的熔、沸点均随着相对分子质量增大而升高 ⑧邻羟基苯甲醛分子间容易形成氢键 ⑨晶胞是晶体中最小的平行六面体 ⑩测定某一固体是否是晶体可用射线衍射仪进行实验 A．5项 B．4项 C．3项 D．2项 10．晶格能是反映离子晶体稳定性的物理量，其定义为气态离子形成离子晶体释放的能量。生成的Born-Haber循环如图所示。 下列说法错误的是 A．离子晶体稳定性： B．的第三电离能为 C．断裂键消耗的能量 D． 11．下面内容描述存在因果关系不正确的是 A．SOCl2遇水反应，需要在制备装置前后加装干燥装置 B．Fe3+易水解，需要将FeCl3固体溶解在浓盐酸中在加水稀释 C．P2O5具有吸水性，可用干燥管盛装P2O5用于干燥氨气 D．雪花六边形的形成，体现了晶体的自范性 12．一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中，A点、B点原子的分数坐标分别为、，下列说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．C点原子的分数坐标为 C．晶胞中四面体空隙的占有率为50% D．晶胞中C、D间距离 13．磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，其晶胞结构如图所示，其中的每个原子均满足8电子稳定结构，原子坐标A为，B为，D为。下列有关说法正确的是 A．磷化硼晶体的化学式为BP，可用质谱仪测定其晶体结构 B．磷化硼晶体的熔点很低 C．C原子的坐标参数为 D．磷化硼晶体结构中微粒的空间堆积方式与氯化钠晶体相同 14．CuCl可用作有机合成的催化剂。工业上用黄铜矿(主要成分是CuFeS2，还含有少量SiO2)制备CuCl的工艺流程如图1： 下列说法不正确的是 A．“浸取”时的离子方程式为 B．“滤渣①”的成分是Fe(OH)3 C．“还原”时加入NaCl和浓盐酸主要是为了提供，跟铜元素形成可溶于水的物质 D．CuCl的晶胞如图2，每个氯离子周围与之距离最近的氯离子数目是12 15．以下是四种物质的晶体结构示意图。其中属于离子晶体的是 A C D A．A B．B C．C D．D 二、填空题 16．(2021·福建卷)类石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种新型光催化材料，在光解水产氢等领域具有广阔的应用前景，研究表明，非金属掺杂(O、S等)能提高其光催化活性。g-C3N4具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如下图所示 (1)g-C3N4晶体中存在的微粒间作用力有 (填标号)。 a．非极性键　　　b．金属键　　　c．π键　　　d．范德华力 (2)g-C3N4中，C原子的杂化轨道类型 ，N原子的配位数为 。 (3)每个基本结构单元(图中实线圈部分)中两个N原子(图中虚线圈所示)被O原子代替，形成O掺杂的g-C3N4(OPCN)。OPCN的化学式为 。 17．碳化钨是耐高温耐磨材料。下图为碳化钨晶体的部分结构，碳原子嵌入金属的晶格间隙，并不破坏原有金属的晶格，形成填隙化合物。 (1)在该结构中，每个钨原子周围距离钨原子最近且等距离的碳原子有 个。 (2)假设该部分晶体的体积为，碳化钨的摩尔质量为，密度为，则阿伏加德罗常数用上述数据表示为 。 18．石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为 ，该材料的化学式为 。 19．有A、B、C三种晶体，分别由C、H、Na、Cl四种元素中的一种或几种形成，对这三种晶体进行实验，结果见下表。 项目 熔点/℃ 硬度 水溶性 导电性 水溶液与Ag＋反应 A 811 较大 易溶 水溶液(或熔融)导电 白色沉淀 B 3 500 很大 不溶 不导电 不反应 C －114.2 很小 极易溶 液态不导电 白色沉淀 (1)晶体的化学式分别为： A ；B ；C 。 (2)晶体的类型分别为： A ；B ；C 。 (3)晶体中粒子间的作用分别为： A ；B ；C 。 20．某立方磷青铜晶胞结构如图所示。 (1)该晶胞的化学式为 。 (2)该晶体中距离Sn原子最近的Cu原子有 个，在晶胞中由Cu原子构成的八面体与由Cu和Sn原子构成的八面体的个数之比为 。 (3)若晶体密度为ρ g/cm3，最近的Cu原子核间距为 pm(用含ρ、NA的代数式表示)。 21．我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题： (1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排布式为 。SiCl4可发生水解反应，机理如下： 含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体中Si采取的杂化类型为 (填标号)。 (2)CO2分子中σ键和π键的比值 。 (3)甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6℃)之间，其原因是 。 (4)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均为图2. ①X的化学式为 。 ②设X的最简式的式量为，晶体密度为，则X中相邻K之间的最短距离为 nm(列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。 22．非金属元素及其化合物应用广泛，回答下列问题： (1)元素的第一电离能：Al Si(填“＞”或“＜”)。 (2)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为 ，该能层具有的原子轨道数为 。 (3)硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是 。 (4)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱上与内部，该晶胞中M原子的个数为 ，该材料的化学式为 。 (5)如图EMIM+离子中，碳原子的杂化轨道类型为 。分子中的大π键可用符号π表示，其中n代表参与形成大π键的原子数，m代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π)，则EMIM+离子中的大π键应表示为 。 23．已知，金属镓(Ga)应用广泛，在半导体和光电材料、合金等领域都有重要应用。Ga和A1同主族，性质相似。在室温下，氮化镓(GaN)不溶于水、硬度高、熔点高。 (1)写出镓与盐酸反应的化学方程式 。 (2)已知有关物质的熔、沸点如下： Al2O3 AlCl3 熔点(℃) 2072 190 沸点(℃) 2980 177.8(升华) 工业上常用电解Al2O3的方法生产铝，而不用AlCl3的原因 。 (3)氮化镓的晶体类型为 ，氮化铝和氮化镓晶体类型相同，且结构相似，熔点AlN>GaN的原因是 。GaAs是共价化合物，是一种重要的半导体材料，As与Ga同周期，As与N同主族。 (4)GaAs中，存在的化学键类型是 。 (5)GaAs中As元素的化合价为 ，用原子结构理论解释As元素显该价态的原因： 。 24．碳和硅的有关化学键键能如表所示，回答下列问题： 化学键 键能 356 413 336 226 318 452 (1)为 (填“分子晶体”或“共价晶体”)。 (2)熔点：金刚砂 (填“>”或“<”)晶体硅，原因为 。 (3)的空间结构为 ，键角为 。 (4)的稳定性小于，更易生成氧化物，原因为 。 (5)将少量通入溶液中，发生反应的离子方程式为 。 (6)是硬度很大的物质，却很容易经锤击而破碎，原因为 。 25．已知钛酸钡的晶胞结构如图所示，晶胞的边长为acm，NA为阿伏加德罗常数的值。方程式BaCO3+XBaTiO3+CO2↑中X的化学式为 ，晶体中Ti4+周围距离最小且相等的Ba2+有 个，钛酸钡的密度为 g·cm−3。    试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．C 【详解】A．由24K金的质量分数为100%，则18K金的质量分数为：   ，I中Au和Cu原子个数比值为1:1，则Au的质量分数为：   ，A正确； B．Ⅱ中Au处于立方体的八个顶点，Au的配位数指距离最近的Cu，Cu处于面心处，类似于二氧化碳晶胞结构，二氧化碳分子周围距离最近的二氧化碳有12个，则Au的配位数为12，B正确； C． 设Ⅲ的晶胞参数为a，的核间距为，的最小核间距也为 ，最小核间距，C错误； D． I中，处于内部，处于晶胞的八个顶点，其原子个数比为1:1；Ⅱ中，处于立方体的八个顶点， 处于面心，其原子个数比为：；Ⅲ中，处于立方体的面心，处于顶点，其原子个数比为；D正确； 故选C。 2．D 【详解】A．F、N、B为同周期元素，非金属性F＞N＞B，则电负性由大到小的顺序是F＞N＞B，A正确； B．阴离子中，B原子发生sp3杂化，则其空间结构为正四面体形，B正确； C．M中含有机基团，从而使阴、阳离子间的距离较大，离子键能较弱，从而使其熔点较低，C正确； D．C与N为同周期元素，C的非金属性比N弱，原子半径比N大，则M分子中C-C键的键能小于C-N键的键能，D错误； 故选D。 3．B 【详解】A. Co、O原子数目之比为1：＝1:2，能描述的化学组成，故A不符合题意； B. Co、O原子数目之比为1：＝1:1，不能描述的化学组成，故B符合题意； C. Co、O原子数目之比为：4＝1:2，能描述的化学组成，故C不符合题意； D. Co、O原子数目之比为：＝1:2，能描述的化学组成，故D不符合题意。 综上所述，答案为B。 4．B 【详解】A．金刚石是空间网状正四面体结构，一个碳与周围四个碳原子连接，则1mol金刚石中C-C键的数目为2NA，24g金刚石为2mol，则C-C键的数目为4NA，A错误； B．已知Na2O和Na2O2中阴阳离子个数比均为1：2，故含4.6g钠元素，即为Na+的物质的量为0.2mol的Na2O和Na2O2混合物中的阴离子数目为0.1NA，B正确； C．浓硝酸与足量铜反应，先生成NO2，随着浓度变稀，生成NO，若浓硝酸全部转化为NO2，转移电子数目为0.5NA，C错误； D．常温下，1LpH = 9 的CH3COONa的溶液中c(H＋)＝1×10−9mol∙L−1，醋酸根水解显碱性，c(OH－)水＝1×10−5mol∙L−1，则水电离出的OH-的数目为10-5NA，D错误； 故选B。 5．D 【详解】A．在N2、CO2和SiO2物质中，都存在共价键，N2和CO2是由分子构成，SiO2构成微粒是原子，属原子晶体，故A错误； B．金刚石、石墨、足球烯均是碳元素形成的不同单质，属于同素异形体，物理性质不同，化学性质相似，故B错误； C．HBr受热分解的过程中，除需克服分子间的作用力，还需要破坏H—Br之间的共价键，故C错误； D．仅由非金属元素组成的化合物中可能含有离子键，如铵盐，故D正确； 答案选D。 6．A 【详解】A．氢化物的稳定性与化学键有关，与分子间作用力和氢键无关，HF的稳定性强于HCl不能用分子间作用力和氢键解释，故A错误； B．离子晶体中离子的半径越大，离子键强度越小，熔点越低，溴离子的半径比氯离子大，所以NaBr晶体的晶格能比NaCl小，熔点低，故B正确； C．对羟基苯甲醛形成分子间氢键，其熔沸点较高，邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，其熔沸点较低，所以对羟基苯甲醛的熔沸点比邻羟基苯甲醛的高，故C正确； D．碳碳双键中的σ键是头碰头重叠，而π键是肩并肩重叠，由于头碰头重叠程度大，因此σ键键能大，难断裂；而π键的肩并肩重叠程度小，给其键能比σ键的小，易断裂，故乙烯易发生加成反应，故D正确； 故答案选A。 7．D 【详解】A．晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列，故A错误； B．金属晶体中有阳离子，没有阴离子，所以晶体中有阳离子，不一定有阴离子，故B错误； C．共价晶体的原子间只存在共价键，分子晶体内存在共价键和分子间作用力，故C错误； D．区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射，故D正确； 选D。 8．D 【详解】A．晶体中Fe原子个数为=4，Cu原子个数为=4，S原子个数为8，故化学式为，故A错误； B．与Fe原子配位的S的个数为4个，故B错误； C．若设Fe-Cu之间的距离为a，则晶胞的高为2a，底面边长为a，不是2倍关系，故C错误； D．该晶体为离子晶体，故具有较高的熔沸点和硬度，故D正确； 故选D。 9．A 【详解】①电负性越大，吸引电子能力越强，非金属性越强，故电负性的大小可以作为判断非金属性强弱的依据，故①说法正确； ②第四周期元素中未成对电子数最多的价电子排布式为3d54s1，即为Cr元素，位于钾元素后面第五位，故②说法正确； ③简单说，键长是构成化学键的两个原子的核间距，不是成键两原子的半径之和，故③说法错误； ④分子的空间构型为平面三角形，则其价层电子对数为3且无孤电子对，故其中心原子一定为sp2杂化，故④说法正确； ⑤价层电子对数包括σ键和孤电子对数，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数，故⑤说法正确； ⑥比稳定是因为H-O键键能比H-S键键能大，与氢键无关，故⑥说法错误； ⑦卤素氢化物中的HF分子间存在氢键，其熔沸点大于其他HCl、HBr、HI，故⑦说法错误； ⑧邻羟基苯甲醛容易形成分子内氢键，不易形成分子间氢键，故⑧说法错误； ⑨晶胞是晶体最小重复单位，晶胞一般为平行六面体，但不一定都是平行六面体，故⑨说法错误； ⑩晶体会对x射线发生衍射，非晶体不会对x射线发生衍射，故测定某一固体是否是晶体可用X射线衍射进行判断，故⑩说法正确； 综上所述，有5项正确，符合题意的是A； 答案为A。 10．B 【详解】A．晶格能是反映离子晶体稳定性的物理量，其定义为气态离子形成离子晶体释放的能量，由图可知，形成离子释放845kJ能量，形成离子释放5493kJ能量，则离子晶体稳定性：，故A正确； B．Tl原子的第三电离能是由气态Ti2+离子失去1个电子形成气态Tl3+离子所需要的能量，根据Tl＋(g)+F-(g)+F2(g)→Tl3+(g)+F－(g)+F2(g)∆H=-，可判断的第三电离能不是，故B错误； C．由图可知，F2(g)→2F(g)吸收158kJ能量，则断裂键消耗的能量，故C正确； D．根据盖斯定律，，故D正确； 故选B。 11．C 【详解】A．SOCl2遇水反应，需要在制备装置前后加装干燥装置除去水分，防止SOCl2水解，A正确； B．Fe3+易水解，需要将FeCl3固体溶解在浓盐酸中在加水稀释，浓盐酸可以抑制铁离子水解防止生成氢氧化铁，B正确； C．P2O5具有吸水性且会和氨气反应，则不可用干燥管盛装P2O5用于干燥氨气，C错误；   D．雪花六边形的形成，形成规则的几何外形，体现了晶体的自范性，D正确； 故选C。 12．D 【详解】A．晶胞中位于顶点、面上、和体内的Cu原子个数=，位于面上、棱上的In原子个数=，位于体内的Te原子个数=8×1=8，则Cu、In、Te的原子个数比为4:4:8=1:1:2，晶体的化学式为CuInTe2，A正确； B．由位于顶点A点和体心B点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、可知，晶胞边长为1，则位于体对角线处，面对角线处的C原子的分数坐标分别为，B正确； C．由晶胞结构可知，In原子形成的四面体空隙有8个，形成的八面体空隙也有8个，则四面体空隙的占有率为，C正确； D．由晶胞中C、D形成的直角三角形的边长为pm、pm可知，C、D间距离d=，D错误； 答案选D。 13．C 【详解】A．晶胞中P位于顶点和面心，，B位于晶胞内，数目为4，则磷化硼晶体的化学式为BP，测定晶体结构用X射线衍射仪，质谱仪是测相对分子质量，A错误； B．磷化硼晶体一种超硬耐磨涂层材料，属于共价晶体，熔点很高， B错误； C．根据A、B、D的坐标参数可知C坐标参数为，C正确； D．磷化硼晶胞配位数为4，而NaCl晶胞结构中阴阳离子的配位数均为6，所以磷化硼晶体结构微粒的空间堆积方式与氯化钠不相同，D错误； 故选C。 14．B 【详解】A．“浸取”时，CuFeS2在酸性条件下与氧气发生氧化还原反应，反应的离子方程式为4CuFeS2+17O2+4H+=4Cu2++4Fe3++8SO+2H2O，A正确； B．加入过量氧化铜调节pH的目的是将铁离子转化为氢氧化铁除去，因此“滤渣①"的成分是Fe(OH)3和过量的CuO，B不正确； C．"还原"时加入NaCl和浓盐酸主要是为了提供Cl-，跟铜元素形成可溶于水的物质，然后经过一系列操作得到CuCl，C正确； D．由CuCl的晶胞图可知，每个氯离子周围与之距离最近的氯离子数目是12，D正确， 故选B。 15．C 【详解】A．SiO2由硅和氧原子形成空间网状结构，属于共价晶体，A错误； B．二氧化碳中C和O原子通过共用电子对形成共价键，属于分子晶体，B错误； C．NaCl中化学键为离子键，其属于离子晶体，C正确； D．金属Cu是由金属铜离子和自由电子所形成化学键为金属键，其属于金属晶体，D错误； 故选C。 16．(1)cd (2) sp2杂化 2,3 (3)C3N3O 【详解】（1）结合二维平面结构图分析，其存在极性键、π键和范德华力。故选cd。 （2）结合二维平面结构图可知，碳原子和氮原子形成三个键，层内存在大π键，不存在孤电子对，故碳原子的杂化轨道类型为sp2，氮原子的成键有两种方式，故配位数为2、3种。 （3）从基本结构单元分析得知，N原子的成键有连两个C原子和连三个C原子的两种情况，连两个C原子的N原子完全属于该基本结构单元，连三个C原子的N原子处在中心的完全属于该基本结构单元，处在“顶点”上的属于三个基本结构单元，故一个基本结构单元含有6个C原子和个N原子；将图中虚线圈所示的N原子用O原子代替，则O原子完全属于该基本结构单元，故该基本结构单元含有6个C原子、6个N原子、2个O原子，则形成O掺杂的g-C3N4 (OPCN )的化学式为C3N3O。 17．(1)6 (2) 【详解】（1）每个钨原子周围距离钨原子最近且等距离的碳原子有6个； （2）结构中钨原子数目是，碳原子个数为6；化学式为WC，晶胞质量为，根据密度的定义可知，。 18． 12 M3C60 【详解】由晶胞结构图可知，位于棱上的M原子数为12，内部M原子数为9，晶胞中M原子数共12×+9＝12；C60位于顶点8个，面心6个，晶胞中含C60数共8×+6×＝4。M原子与C60微粒数之比为3∶1，因而化学式为M3C60。 19． NaCl C(金刚石) HCl 离子晶体 原子晶体 分子晶体 离子键 共价键 分子间作用力 【分析】根据A的水溶液与Ag+反应有白色沉淀，说明A的水溶液中有Cl-，再根据其可以导电得A为NaCl或HCl，又因为其硬度较大，所以判断其为NaCl；由于B的熔点很高、硬度很大、不导电、不溶于水，可判断其应该为原子晶体，所以B为金刚石；C的熔点为负、硬度很小，判断其为气体，易溶于水，水溶液与Ag+反应有白色沉淀，所以C为HCl 【详解】（1）由以上分析可知A为NaCl，B为C，C为HCl； （2）A熔点较高，熔融状态下能导电，为离子晶体；B熔点很高、硬度很大、不导电、不溶于水，为原子晶体；C熔点为低、硬度很小，为分子晶体； （3）NaCl为离子化合物，离子键；C为原子晶体，原子间以共价键结合；HCl为分子晶体，分子间存在分子间作用力。 20．(1)SnCu3P (2) 12 1∶3 (3) 【详解】（1）由晶胞结构可知，P原子位于体心，Cu原子位于面心，Sn原子位于顶点，根据均摊法可知，1个晶胞中P原子有1个，Cu原子有6×＝3(个)，Sn原子有8×＝1(个)，故其化学式为SnCu3P。 （2）该晶体中距离Sn原子最近的Cu原子有12个，根据题图可知，在晶胞中由Cu原子构成的八面体为1个，由Cu和Sn原子构成的八面体可由2个面心上的Cu原子与4个顶点上的Sn原子构成，共6个，但与另一个晶胞共用，占，故个数为6×＝3，故二者之比为1∶3。 （3）若晶体密度为ρ g/cm3，晶胞的体积为V＝＝cm3，最近的Cu原子核间距为面对角线的一半，即晶胞边长的，则最近的Cu原子核间距为×cm＝×1010 pm。 21．(1) ② (2)1：1 (3)甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氢键多 (4) 【详解】（1）①Si的价电子层的电子排布式为； ②根据的结构式可知Si的价层电子对数为5,采取sp3d杂化，故选②； （2）CO2 分子结构式为O=C=O，双键一个σ键，一个是π键，所以分子中含有2个σ键、2个π键，则σ键与π键数目比为1：1； （3）甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6℃)之间，其原因是：甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氢键多； （4）①根据晶胞结构知，K有8个，SeBr6有8*18+6*12=4，则x的 化学式为 Ke2SeBr6； (2) X的最简式的式量为，晶体密度为，设晶胞参数为anm，得到，解得，X中相邻K之间的最短距离为晶胞参数的一半，即。 22．(1)＜ (2) M 9 (3)硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强 (4) 12 M3C60 (5) sp2、sp3 【详解】（1）同一周期主族元素第一电离能从左向右呈增大趋势，第IIA族和第VA族第一电离能比同周期相邻元素大，因此第一电离能：Al<Si。 （2）Si的原子序数为14，基态硅原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p2，电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道数有1+3+5=9。 （3）硅烷是分子晶体，结构相似，相对分子质量越大，分子间的范德华力越强，沸点越高。 （4）M原子位于晶胞的棱上与内部，内部有9个M原子，棱上有12=3个，M原子的个数为9+3=12，C60位于顶点和面心，其个数为8+6=4，M和C60的个数比为3:1，该材料的化学式为M3C60。 （5）由EMIM+离子的结构可知，环外的3个碳原子都是形成4个σ键，采取sp3杂化，环上的3个碳原子都是形成3个σ键和1个大π键，采取sp2杂化，依据EMIM+离子的结构，可知形成大π键的原子数为5，电子数为6，因此大π键可表示为：。 23．(1)2Ga＋6HCl＝2GaCl3＋3H2↑ (2)AlCl3为共价化合物，熔融状态下不导电。 (3) 共价晶体 原子半径r(Al)＜r(Ga)，AlN比GaN中共价键键长更短，键能更大。 (4)共价键 (5) －3 As与N同主族，最外层电子数为5，得到3个电子后形成8电子稳定结构，因而可显－3价。 【详解】（1）Ga与Al同主族，性质相似，参考Al与盐酸反应即可得出Ga与盐酸反应的方程式为：2Ga＋6HCl＝2GaCl3＋3H2↑ （2）虽然Al2O3的熔点比AlCl3的熔点要高很多，但由于AlCl3为共价化合物，其在熔融状态下不能解离而导电，因而工业上不采用电解熔融AlCl3来生产铝。 （3）Ga与Al同主族，在周期表中位于Al下方，故其电负性与N相差不大，结合GaN的硬度高、熔点高，可判定GaN为共价晶体。AlN也为共价晶体，结构与GaN相似，由于原子半径r(Al)＜r(Ga)，故Al－N键的键长小于Ga－N键的键长，因此Al－N键的键能大于Ga－N键的键能，所以AlN的熔点高于GaN的熔点。 （4）Ga与As同周期，原子序数仅相差2，其电负性差值小（＜1.7），故GaAs中的化学键类型为共价键。 （5）Ga为第四周期IIIA族，As为第四周期VA族，电负性As＞Ga，且Ga金属性强于Al，因而在GaAs中Ga显+3价，As显－3价。As与N同主族，最外层电子数为5，得到3个电子后形成8电子稳定结构，因而可显－3价。 24．(1)共价晶体 (2) > 金刚砂和晶体硅都是共价晶体，金刚砂中的碳硅键键能大于硅晶体中的硅单键的键能，熔点更高 (3) 正四面体 109°28' (4)键能越大，含有该键的物质越稳定，该物质越易形成，硅氧键键能比碳氧键大，更易生成二氧化硅，同时碳氢键键能比硅单键键能大，甲烷更稳定 (5) (6)碳化硅的结晶形态与制造过程都会导致显微裂纹的存在，这些裂纹可能在锤击中扩展，并最终导致碳化硅的破碎。 【详解】（1）SiO2熔点高，硬度大，为共价晶体； （2）金刚砂和晶体硅都是共价晶体，共价晶体熔化需要克服共价键，原子半径越小，对应共价键键长越短，键能越大，共价晶体的熔点越高，根据表中数据，可以推得金刚砂中的碳硅键键能大于硅晶体中的硅单键键能，故熔点：金刚砂>晶体硅； （3）SiH4的中心原子硅原子为sp3杂化，分子的空间结构为正四面体形，键角为； （4）键能越大，含有该键的物质越稳定，该物质越易形成，由表格知硅氧键键能比碳氧键大，更易生成二氧化硅，同时碳氢键键能比硅单键键能大，故甲烷更稳定； （5）将少量CO2通入Na2SiO3溶液中，由于碳酸酸性强于硅酸，会生成硅酸沉淀，故发生的反应离子方程式为； （6）SiC是硬度很大的物质，却很容易经锤击而破碎，原因为碳化硅的结晶形态与制造过程都会导致显微裂纹的存在，这些裂纹可能在锤击中扩展，并最终导致碳化硅的破碎。 25． TiO2 8 【详解】由钛酸钡的晶胞结构图可知，O位于棱心，个数为12×=3，Ti位于顶点，个数为8×=1，1个Ba位于体心，其化学式为BaTiO3，根据原子守恒可知，X的化学式为TiO2；晶体中Ti4+周围距离最小且相等的Ba2+位于体心，顶点的Ti4+为8个晶胞共有，故晶体中Ti4+周围距离最小且相等的Ba2+有8个；晶胞质量为g，晶胞体积为a3cm3，晶体密度ρ==g•cm−3=g•cm−3，故答案为：TiO2；8；。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 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