内容正文:
15.解析:(1)①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是范
德华力和氢键.②根据表格数据可知,笼状空腔的直
径是0.586nm,而 CO2 分子的直径是0.512nm,笼状
空腔直径大于 CO2 分子的直径,而且 CO2 与水分子之
间的结合能大于 CH4,因此可以实现用 CO2 置换 CH4
的设 想.(2)水 可 以 与 乙 醇 互 溶,是 因 为 H2O 与
CH3CH2OH 之间可以形成分子间氢键.
答案:(1)①氢键、范德华力
②CO2 的分子直径小于笼状空腔直径,且与 H2O 的结
合能大于CH4
(2)H2O与CH3CH2OH 之间可以形成氢键
第三章 晶体结构与性质
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
1.C [根据玻璃的结构示意图,构成玻璃的粒子无周期性
排列,是无序的,所以玻璃是非晶体,因此没有固定的熔
点,A对、B对;玻璃属于非晶体但光导纤维属于晶体,C
错;区分晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行 X射
线衍射实验,D对.]
2.D [等离子显示器里,紫外光可以使气体转变为等离子
体,A对;日光灯和霓虹灯的灯管里,放电时可以将空气
转变为等离子体,B对;将水温升高到几千摄氏度,高温
时能够将水分子转变为等离子体,C对;而液晶显示器是
液晶的重要用途,D错.]
3.C [根据提供的信息,形成纳米材料前后性质必然发生较
大的变化,可以推断纳米氧化锌、纳米碳和纳米铁的奇特性
质;但金粉其粉碎程度没有达到纳米级,不是纳米材料,即
使是纳米材料,根据提供信息,其颜色应该变为黑色.]
4.D [云母属于晶体,具有各向异性,在不同的方向导热
性不同,导致熔化了的石蜡呈现椭圆形.]
5.D [高温下存在等离子体,日光灯、霓虹灯、蜡烛、流星
都能形成高温环境.]
6.B [晶体与非晶体的本质区别就是粒子(原子、离子或
分子)在微观空间里是否呈现周期性的有序排列.]
7.B [由均摊法分析 A 项中 M、N 个数均为1,化学式为
MN,B项中 M、N个数分别为1、3,化学式为 MN3,C项
中 M、N个数均为0.5,化学式为 MN,D项中 M、N 个数
均为4,化学式为 MN.]
8.B [在 A原子的周围有4个B原子,同样在B原子的周
围有4个 A原子,故 A、B原子的个数比为1∶1.]
9.D [由均摊法求得 CsCl晶胞含有1个 CsCl粒子,其质
量 M/NA,再由相邻的两个 Cs+ 的核间距为acm,求出
该晶胞的体积是a3,所以晶胞的密度是 M
NAa3
,晶体的密
度和晶胞的密度是一样的.]
10.C [胆矾晶体具有自范性,在适当条件下有自发呈现封闭
的、规划的多面体外形的性质.由于原溶液为饱和溶液,
因此胆矾晶体与饱和硫酸铜溶液间存在着溶解结晶平衡,
整个过程中晶体和溶液的质量都不发生变化.]
11.B [棱柱内硼原子数为6,均属于这个晶胞;镁原子位
于上、下面心(2个)及12个顶角,共有镁原子数为2×
1
2+12×
1
6=3
,则镁、硼原子个数之比为1∶2.]
12.C [根据均摊法可知,该晶胞中 K的个数为2×6×12
=6,C60的个数为1+8×
1
8=2
,所以该物质中 K和C60
的个数之比为6∶2=3∶1.]
13.AD [由图可知,白球代表的 Y 原子位于长方体的八
个顶点上,大黑球代表的 Ba原子位于长方体的四条棱
上,灰球代表的 Cu原子位于长方体的内部,小黑球代
表的 O原子有的位于长方体的内部、有的位于长方体
的面上,运用均摊法可计算出 Y 原子个数为8× 18 =
1,Ba原子个数为8× 14 =2
,Cu原子个数为3,O 原子
个数 为 10× 12 +2=7
,故 该 化 合 物 的 化 学 式
为 YBa2Cu3O7.]
14.解析:本题的疑难之处一是不会计算晶胞中氧原子的
个数;二是在求 Cu2+ 与 Cu3+ 的个数比时不能灵活运用
化合物中 各 元 素 的 正 负 化 合 价 的 代 数 和 为 零 这 一 规
律.(1)由图可知,该晶胞中 N(Cu)=8× 18 +8×
1
4
=3,N(Ba)=2,N(Y)=1,N(O)=12×14+8×
1
2=7
.
即该物质的化学式为 YBa2Cu3O7.(2)根据题中各元素的
化合价,再结合化合物中各元素的正负化合价的代数和为
零可 知,+2 价 铜 与 +3 价 铜 的 化 合 价 之 和 为 7,即
N(Cu2+)∶N(Cu2+)=2∶1.
答案:(1)YBa2Cu3O7 (2)2∶1
15.解 析:Ⅰ.元 素 X 的 核 外 电 子 排 布 式 为
1s22s22p63s23p63d104s2,则 X是锌.元素 Y 的核外电
子排布式为1s22s22p63s23p4,则 Y是硫.(1)在1个晶胞
中,Zn2+ 的数目为8× 18 +6×
1
2 =4
.(2)1个晶胞中
S2- 的数目也为4,所以该化合物的化学式为ZnS.
Ⅱ.(1)区分晶体、准晶体和非晶体可用 X射线衍射的
方法.(2)根据“均摊法”计算,1个晶胞中含有的氧原
子为4+6×12+8×
1
8=8
(个),再结合化学式 Cu2O
知,1个晶胞中含有16个铜原子.
答案:Ⅰ.(1)4 (2)ZnS Ⅱ.(1)X射线衍射 (2)16
55
参考答案
16.解析:(1)H、B、N 中,H 的电子层数最少,原子半径最
小(H 是所有元素中原子半径最小的元素);而 B、N 同
周期,电子层数相同,但是 N 的核电荷数大,所以原子
半径小,所以三种元素中原子半径最大的是 B.由于周
期表中 B的对角线元素为 Si,所以根据对角线规则,B
的一些化学性质与元素Si的相似.
(2)NH3BH3 分子是由 NH3 与 BH3 结合而成的,其中
NH3 分子中 N原子具有孤电子对,而BH3 分子中B原
子具有空轨道,所以二者通过 N 与 B原子之间形成配
位键而结合生成 NH3BH3.NH3BH3 中B原子的价层
电子对数为4,发生sp3 杂化,而
中B的价层电子对数为3,发生sp2 杂化.
(3)NH2BH3 分 子 中,与 N 原 子 相 连 的 H 呈 正 电 性
(Hδ+ ),故电负性 N>H,而与 B原子相连的 H 呈负电
性(Hδ- ),故电负性 H>B,所以电负性大小顺序是 N>
H>B;与 NH3BH3 原子总数相等的等电子体是CH3-
CH3,由于 NH3BH3 分子中,存在 Hδ+ 与 Hδ- ,二者之
间存在静电作用力,而 CH3-CH3 只存在 Hδ+ ,不存在
Hδ- ,所以熔点 NH3BH3>CH3-CH3.
(4)由图可知 晶 胞 体 积 为2a×2b×2c=8abc(pm3)=
8abc×10-30(cm3);而每个晶胞中氨硼烷质量为496NA g
,
所以晶体的密度ρ=
62
NAabc×10-30
gcm-3.
答案:(1)B 硅(或Si) (2)配位 N sp3 sp2
(3)N>H>B CH3-CH3 低 Hδ+ 与 Hδ- 的静电作
用力
(4) 62
NAabc×10-30
第二节 分子晶体与共价晶体
第1课时 分子晶体
1.B [稀有气体元素组成的分子晶体中,不存在由多个原
子组成的分子,而是原子间通过范德华力结合成晶体,
所以不存在任何化学键,A 错误;分子间作用力包括范
德华力和氢键,范德华力存在于所有的分子晶体中,而
氢键只存在于含有与电负性较强的 N、O、F原子结合的
氢原子的分子之间或者分子之内,B正确,C错误;只存
在范德华 力 的 分 子 晶 体 才 采 取 分 子 密 堆 积 的 方 式,D
错误.]
2.B [根据 HF分子晶体与冰结构相似可知,每个 HF分
子周围有4个 HF分子与之最近,构成四面体,故 B项
正确.]
3.D [对结构和组成相似的分子晶体,其熔、沸点随着相
对分子质量的增大而升高,但 HF、H2O分子之间都存在
氢键,熔、沸点反常.所以 A选项应为 HF>HI>HBr>
HCl;B选项应为I2>Br2>Cl2>F2;C选项应为 H2O>
H2Te>H2Se>H2S;只有 D选项正确.]
4.B [石蜡属于分子晶体,石蜡→石蜡油→石蜡蒸气为物
质状态的变化,破坏的是分子间的范德华力,而石蜡蒸
气→裂化气发生化学变化,破坏的是化学键,B项正确.]
5.A [B项,冰晶体属于分子晶体;C项,水分子间通过分
子间作用力形成晶体;D项,冰融化,氢键部分断裂,空隙
减小.]
6.B [分子晶体的主要性质有熔、沸点低,硬度小;极性分
子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂;晶
体不导电,熔化时也不导电.]
7.AC [由“相似相溶”规律可推知 AlCl3 为非极性分子,
故 C项错误.]
8.A [分子晶体中分子间以范德华力结合在一起,由于范德
华力没有方向性和饱和性,所以分子在堆积成晶体时将采
取分子密堆积,A项正确.]
9.C [①、④、⑤、⑥构成的晶体为一维、二维或三维空间
结构,且在空间中粒子通过化学键连接,故它们不可能
是分子晶体;而②、③都不能再以化学键与其他原子结
合,故可能为分子晶体.]
10.D [我们熟悉的 CCl4 在常温下是液体,形成的晶体是
分子晶体,而SiCl4 的结构与 CCl4 相似,都是由极性键
形成的非极 性 分 子,故 SiCl4 形 成 的 晶 体 也 是 分 子 晶
体,由于相对分子质量 SiCl4>CCl4,故 SiCl4 的熔点高
于 CCl4.]
11.C [如图在每个 CO2 周围距离
2
2a
的 CO2 即为每个
面心上的 CO2 分子,共有8× 3×
1
2( ) =12个.]
12.BD [冰晶胞内水分子间主要以氢键结合,
A项错误;由冰晶胞的结构可知,每个冰晶胞平均占有
的分子个数为4+18×8+6×
1
2=8
,B项正确;水分子
间的氢键具有方向性和饱和性,但氢键不属于化学键,
C项错误;冰中氢键的作用力为18.5kJmol-1,1mol
冰中含有2mol氢键,而常见的冰的熔化热为336Jg-1,
也可写为6.05kJmol-1,说明冰变为液态水时只是破坏
了一部分氢键,液态水中仍存在氢键,D项正确.]
65
选择性必修二
第三章 晶体结构与性质
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
1.玻璃是常见的非晶体,在生产生活中有
着广泛的用途,如图是玻璃的结构示意
图,有关玻璃的说法错误的是 ( )
A.玻璃内部微粒排列是无序的
B.玻璃熔化时吸热,温度不断上升
C.光纤和玻璃的主要成分都可看成是
SiO2,二者都是非晶体
D.利用X射线衍射实验可以鉴别石英
玻璃和水晶
2.等离子体在工业、农业、环保、军事、宇
航、能源、天体等方面有着非常重要的
应用价值.下列与等离子体无关的是
( )
A.等离子体显示器
B.日光灯和霓虹灯
C.把水温度升高到几千摄氏度
D.液晶显示器
3.纳米材料被誉为21世纪最有前途的新
型材料,许多材料达到纳米(1纳米=
10-9米)级的大小时,就会产生许多让
你料想不到的、奇特的光、电、磁、热、力
和化学等方面的性质.如将金属制成
纳米粉末后就变成了黑色,且不导电,
机械强度也大幅度提高.下列说法错
误的是 ( )
A.纳米氧化锌能吸收电磁波
B.纳米碳虽然质地柔软,但强度很大
C.金黄色的金粉应该属于纳米材料
D.在空气中能自燃的铁粉应该属于纳
米材料
4.云母属于晶体,用烧热的钢条去接触涂有
薄薄一层石蜡的云母片的反面时,熔化了
的石蜡呈现椭圆形,这是因为 ( )
A.云母是热的不良导体,传热不均匀
B.石蜡是热的不良导体,传热不均匀
C.石蜡具有各向异性,不同的方向导热
性相同
D.云母具有各向异性,不同的方向导热
性不同
5.高温、紫外线、X 射线和γ射线等都可
以使气体转化为等离子体.下列叙述
中不涉及等离子体的是 ( )
A.日光灯和霓虹灯的灯管中
B.蜡烛的火焰中
C.流星的尾部
D.南极的冰山中
6.普通玻璃和水晶的根本区别在于 ( )
A.外形不一样
B.普通玻璃的基本构成粒子无规则的
排列,水晶的基本构成粒子按一定规
律呈周期性重复排列
C.水晶有固定的熔点,普通玻璃无固定
的熔点
D.水晶可用于能量转换,普通玻璃不能
用于能量转换
52
第三章 晶体结构与性质
7.现有四种晶体的晶胞,其离子排列方式如图
所示,其中化学式不属MN型的是 ( )
8.某物质的晶体内部一个截面上原子的
排布情况如图所示,则该晶体的化学式
可表示为 ( )
A.A2B B.AB C.AB2 D.A3B
9.如图是 CsCl晶体的一
个 晶 胞,相 邻 的 两 个
Cs+ 的核间距为acm,
NA 为阿伏加德罗常数,CsCl的相对分
子质量用 M 表示,则 CsCl晶体的密度
为 ( )
A.8M
NAa3
B.6M
NAa3
C.4M
NAa3
D. M
NAa3
10.将一块缺角的胆矾晶体置于饱和的硫
酸铜溶液中,一段时间后(浓度不变),
发现缺角晶体变完整了.若溶剂不挥
发,则这段时间内晶体和溶液的质量
变化分别是 ( )
A.晶体的质量变小,溶液的质量变大
B.晶体的质量变大,溶液的质量变小
C.晶体和溶液的质量都不变
D.无法确定
11.硼和镁形成的化合物刷新了金属化合
物超导的最高纪录.如图所示的是该
化合物的晶体结构:镁原子间形成正
六棱柱,且棱柱的上下底面还各有一
个镁原子;6个硼原子位于棱柱内.则
该化合物的化学式为 ( )
A.MgB B.MgB2
C.Mg2B D.Mg3B2
12.科学家把 C60和 K 掺杂在一起制造出
的物质具有超导性能,其晶胞结构如
图所示.该物质中 K 和 C60的个数之
比为 ( )
A.1∶1 B.2∶1
C.3∶1 D.4∶1
13.(双选)已知某化合物的晶体是由如图
所示的最小结构单元密置堆积而成,
下列关于该化合物的叙述错误的是
( )
A.1mol该化合物中含有2molY
B.1mol该化合物中含有3molCu
C.1mol该化合物中含有2molBa
D.该化合物的化学式是 YBa2Cu3O6
14.钇钡铜氧是一种新型节能高温超导
体,其晶胞结构如图所示.研究发现,
此高温超导体中的 Cu元素有两种价
态,分别为+2价和+3价,Y 元素的
化合价为+3价,Ba元素的化合价为
+2价.
62
选择性必修二
(1)该物质的化学式为 .
(2)该物质中Cu2+ 与Cu3+ 的个数比为
.
15.Ⅰ.元素X位于第四周期,其基态原子
的内层轨道全部排满电子,且最外层
电子数为2.元素Y基态原子的3p轨
道上有4个电子.X与 Y所形成化合
物晶体的晶胞如图所示.
(1)在1个晶胞中,X离子的数目为 .
(2)该化合物的化学式为 .
Ⅱ.(1)准晶是一种无平移周期序,但
有严格准周期位置序的独特晶体,可
通过 方法区分晶体、准晶体
和非晶体.
(2)Cu2O 为半导体材料,在其立方晶
胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于
面心和顶点,则该晶胞中有 个
铜原子.
16.氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定
性好,是一种具有潜力的固体储氢材
料.回答下列问题:
(1)H、B、N 中,原子半径最大的是
.根据对角线规则,B 的一些
化学性质与元素 的相似.
(2)NH3BH3 分子中,N-B化学键称
为 键,其电子对由
提供.氨硼烷在催化剂作用下水解释
放氢气:3NH3BH3+6H2O3NH+4
+B3O3-6 +9H2B3O3-6 的结构为
.在该反应中,B 原
子的杂化轨道类型由 变为
.
(3)NH3BH3 分子中,与N原子相连的
H 呈正电性(Hδ+ ),与 B原子相连的
H 呈负电性(Hδ- ),电负性大小顺序
是 .与NH3BH3 原子总数相
等的等电子体是 (写 分 子
式),其熔点比 NH3BH3
(填“高”或“低”),原因是在 NH3BH3
分子之间,存在 ,
也称“双氢键”.
(4)研究发现,氨硼烷在低温高压条件
下为正交晶系结构,晶胞参数分别为
apm、bpm、cpm,α=β=γ=90°.氨
硼烷 的 2×2×2 超 晶 胞 结 构 如 图
所示.
氨硼烷晶体的密度ρ= g
cm-3(列出计算式,设 NA 为阿伏加德
罗常数的值).
[思维建模] 解答有关晶体密度计算问
题的思维流程如下:
计算晶胞质量 由粒子数计算晶胞质量
计算晶胞体积
↓
由晶胞棱长计算晶胞体积
计算晶体密度
↓
由晶胞质量、体积计算密度
72
第三章 晶体结构与性质