内容正文:
化学 选择性必修2 物质结构与性质 LK
1
2
第2节 几种简单的晶体结构模型
2
1
课时1 金属晶体与离子晶体
刷基础
3
高中必刷题
主讲老师
1.下列金属中,金属阳离子与自由电子间的作用力最强的是( )
A
A. B. C. D.
题型1 金属晶体的结构特征
5
解析 金属单质中,金属阳离子与自由电子间的作用力越强,则该金属越难失去电子,即金属活
动性越弱,已知金属活动性顺序为、、、,故 中金属阳离子与自由电子间的作用力最
强,选A。
题型1 金属晶体的结构特征
6
高中必刷题
主讲老师
2.[河北邯郸2025高二月考]下列有关性质的叙述适用于金属晶体的是( )
A
A.固体或熔融后易导电,熔点在 左右
B.由分子间作用力结合而成,熔点较低
C.由共价键结合成网状结构,熔点很高
D.固体不导电,溶于水或熔融态能导电
题型1 金属晶体的结构特征
8
解析 固体易导电,说明固体内存在能自由移动的电子,熔点在 左右,可能为金属晶体,
A正确;由分子间作用力结合而成的,熔点较低的晶体属于分子晶体,B错误;由共价键结合成网
状结构,熔点很高的晶体为共价晶体,C错误;固体不导电,溶于水或熔融态能导电,说明在水
溶液中或熔融态能电离出自由移动的离子,则该晶体为离子晶体,D错误。
题型1 金属晶体的结构特征
9
高中必刷题
主讲老师
3. [吉林通化2025开学考]如图是金属晶体内部自由电子运动示意图。自由电子可以用
来解释金属的某些性质。下列说法正确的是( )
C
A.金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动
B.金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞,从而发
生热的传导
C.金属具有良好的延展性是因为在外力的作用下,金属晶体各
原子层会发生相对滑动,但不会改变原来的排列方式,而且自
由电子可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用
D.合金与纯金属相比,由于增加了不同的金属或非金属,使电
子数目增多,所以合金的延展性比纯金属强、硬度比纯金属小
题型2 金属晶体的物理性质
11
教材变式
本题是教材P99自由电子理论的变式题,将自由电子理论应用到金属晶体中定性地解释其延展性、
导电性和导热性。
题型2 金属晶体的物理性质
12
解析 金属能导电是因为金属中自由移动的电子在外加电场作用下定向移动,A错误;金属能导
热是因为自由电子和金属阳离子在热的作用下运动加快,相互碰撞频率增加,从而发生热的传导,
B错误;金属具有延展性是因为在外力的作用下,金属晶体各原子层间会出现相对滑动,但不改
变原有的排列方式,自由电子可以起到“润滑”的作用,使金属不会断裂,C正确;合金与纯金
属相比,由于增加了不同的金属或非金属,改变了金属原子原有规则的层状排列,一般情况下,
使其层与层之间相对滑动变得困难,所以合金的延展性比纯金属差,硬度比纯金属大,D错误。
题型2 金属晶体的物理性质
13
高中必刷题
主讲老师
4.(双选)下列有关金属晶体的说法中,正确的是( )
CD
A.简单立方堆积的晶胞中原子配位数是8
B.晶胞中配位数为12的金属,一定是面心立方最密堆积
C.锌的晶胞类型与铜不同
D.铁的晶胞中空间利用率为
题型3 金属晶体的原子堆积
15
解析 金属晶体有四种堆积方式,分别是简单立方堆积、体心立方堆积、六方最密堆积、面心立
方最密堆积,对应晶体中原子的配位数分别是6、8、12、12,A、B错误;锌为六方最密堆积,
铜为面心立方最密堆积,所以锌的晶胞类型与铜不相同,C正确;铁为体心立方堆积,空间利用
率为 ,D正确。
题型3 金属晶体的原子堆积
16
高中必刷题
主讲老师
5.[河南南阳一中2024高二月考]四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示,下列有关说法
正确的是( )
B
A.①为简单立方堆积,③为面心立方最密堆积
B.每个晶胞含有的原子数分别为个、个、个、 个
C.晶胞中原子的配位数分别为、、、
D.空间利用率:
题型3 金属晶体的原子堆积
18
解析 由金属晶体的晶胞结构图可知:①为简单立方堆积,③为六方最密堆积,A错误。顶点原
子为8个晶胞共用,面上原子为2个晶胞共用,晶胞体内原子为1个晶胞单独占有,晶胞①中含有
的原子数为,晶胞②中含有的原子数为 ,晶胞③中含有的原子数为
,晶胞④中含有的原子数为 ,B正确。①为简单立方堆积,配位数
为6;②为体心立方堆积,配位数为8;③为六方最密堆积,配位数为12;④为面心立方最密堆
积,配位数为12,C错误。六方最密堆积与面心立方最密堆积的空间利用率相等,简单立方堆积、
体心立方堆积不是最密堆积,空间利用率比六方最密堆积和面心立方最密堆积的小,体心立方堆
积空间利用率比简单立方堆积的大,故空间利用率: ④,D错误。
题型3 金属晶体的原子堆积
19
高中必刷题
主讲老师
6.下列关于离子晶体的说法正确的是( )
D
A.形成离子晶体的阴、阳离子之间只存在静电引力
B.阴、阳离子的配位数只与阴、阳离子的电荷比有关
C.离子晶体中一定都存在离子键,不存在共价键
D.熔融状态下离子键被破坏,使离子自由移动从而导电
题型4 离子晶体的存在与性质
21
解析 形成离子晶体的阴、阳离子之间不仅存在静电引力,还存在静电斥力,A错误;阴、阳离
子的配位数还与阴、阳离子的半径比有关,B错误;离子晶体中可能有共价键,如氯化铵中
键属于共价键,C错误;在熔融状态下离子晶体中的离子键被破坏,使离子自由移动从而能导电,
D正确。
题型4 离子晶体的存在与性质
22
高中必刷题
主讲老师
7.[江苏宿迁2025高二调研]下列性质中,能充分说明某晶体是离子晶体的是( )
D
A.具有较高的熔点 B.固态不导电,水溶液能导电
C.可溶于水 D.固态不导电,熔融状态能导电
题型4 离子晶体的存在与性质
24
解析 具有较高熔点的晶体不一定是离子晶体,共价晶体也具有较高的熔点,A错误;固态不导
电,水溶液能导电的不一定是离子晶体,如、 等分子晶体固态不导电,水溶液能导电,B
错误;部分分子晶体也可溶于水,且有的离子晶体也不溶于水,晶体类型与溶解性无必然关系,
C错误;离子晶体固态时离子不能自由移动,所以不能导电,而熔融状态下离子键被破坏,可以
电离出自由移动的离子,可以导电,D正确。
题型4 离子晶体的存在与性质
25
归纳总结
离子晶体一般熔点较高,固态不导电,熔融状态下能导电,有些能溶于水,在水溶液中电离能导
电,如氯化钠。其中“固态不导电,熔融状态下能导电”是离子晶体独特的性质,常用来判断某
晶体是否为离子晶体。
题型4 离子晶体的存在与性质
26
高中必刷题
主讲老师
8.[江西赣州2024月考]下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是( )
B
A.稳定性: B.熔点:
C.硬度: D.阴离子配位数:
题型4 离子晶体的存在与性质
28
解析 、、 都属于离子晶体,离子键的强弱与离子半径、离子所带电荷数有关,离
子半径越小,离子所带电荷数越多,离子键越强,稳定性越强,、、 中阴、阳离子
所带电荷数都相等,阳离子半径相同,阴离子半径依次增大,则稳定性: ,A
正确。、、 都属于离子晶体,阴离子相同,阳离子半径依次减小,所带电荷依次增
多,则离子键依次增强,熔、沸点依次升高,所以熔点:,B错误。 、
、 都属于离子晶体,阴、阳离子所带电荷数均相同,阳离子半径依次增大,离子键依次
减弱,所以硬度:,C正确。晶胞中,周围距离最近且相等的 有8
个,的配位数是8;在晶胞中每个周围距离最近且相等的 有4个,所以其配位数为
4;晶胞中,周围距离最近且相等的有6个, 的配位数是6,则阴离子的配位数:
,D正确。
题型4 离子晶体的存在与性质
29
高中必刷题
主讲老师
9.[四川绵阳南山中学2025高二期中]钴的一种化合物的晶胞结构如图所示,下列说法正确的是
( )
D
A.钛在元素周期表中的位置为第4周期ⅡB族
B.基态的核外电子排布式为
C.与距离最近的 有4个
D.该化合物的化学式为
题型5 离子晶体的晶胞结构及其分析
31
解析 钛在元素周期表中的位置为第4周期ⅣB族,A错误;基态 原子失去最外层的两个电子形
成基态,故基态的核外电子排布式为 ,B错误;由题图可知,与
距离最近的有8个,C错误;该晶胞中,的个数为1,的个数为,
的个数为,则该化合物的化学式为 ,D正确。
题型5 离子晶体的晶胞结构及其分析
32
高中必刷题
主讲老师
10.如图所示,直线交点处的圆圈为晶体中或 所处的位置。这两种离子在空间三个互
相垂直的方向上都是等距离排列的。
(1)请将其中代表的圆圈涂黑(不必考虑离子体积大小),以完成 晶体的晶胞结构示意图。
[答案] 如图所示(答案不唯一,合理即可)
题型5 离子晶体的晶胞结构及其分析
34
(2)晶体中,在每个的周围与它最近且距离相等的 共有____个。
12
解析 从晶胞结构可以看出,与顶点最近且距离相等的 在面心,每个晶胞中有3个面
心与顶点最近且等距,而每个顶点为8个晶胞共有,每个面心 为2个晶胞共有,则
与顶点最近且等距的面心的个数为 。
(3)在晶胞的顶点上、面上、棱上的或 为该晶胞和与其相邻的晶胞所共有,一个晶
胞中的个数等于___,即______________(填计算式); 的个数等于___,即
_ _______________________________________________________(填计算式)。
4
4
[答案不唯一,只要与第(1)问对应即可]
解析 根据离子晶体的晶胞,求阴、阳离子个数的方法是切割法。如(1)中所得 晶胞中,
含个数为,含个数为 。
题型5 离子晶体的晶胞结构及其分析
35
(4)设的摩尔质量为,晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为 。
则晶体中两个距离最近的钠离子间的距离为_ ___________ 。
解析 设与的最近距离为,则两个最近的间的距离为 ,
,即,所以2个 间的最近距离为
。
题型5 离子晶体的晶胞结构及其分析
36
高中必刷题
主讲老师
11.下列关于晶格能的叙述中正确的是( )
D
A.晶格能仅与形成晶体中的离子所带电荷数有关
B.晶格能仅与形成晶体的离子半径有关
C.晶格能是指相邻的离子间的静电作用
D.晶格能越大的离子晶体,其熔点越高
题型6 离子晶体的晶格能与性质的关系
38
解析 晶格能与形成晶体中的离子所带电荷数和离子半径有关,离子晶体中离子半径越小,离子
所带电荷数越多,晶格能越大,A错误,B错误;离子键是相邻阴、阳离子间的静电作用,C错误;
晶格能越大,离子晶体的熔点越高,D正确。
题型6 离子晶体的晶格能与性质的关系
39
高中必刷题
主讲老师
12.[山东东营2024高二开学考]根据表格数据回答下列有关问题:
(1)已知、、 等离子晶体的离子间距和晶格能如表所示:
晶体
离子间距/ 290 276 205
晶格能/ 787 3 890
①晶体比 晶体的晶格能____(填“大”或“小”),主要原因是____________________
____。
小
比的核间距大
解析 溴离子半径比氯离子大,所以比的核间距大, 晶体的晶格能小;
题型6 离子晶体的晶格能与性质的关系
41
②晶体比 晶体的晶格能大,主要原因是__________________________________________
_________________。
氧化镁晶体中的阴、阳离子所带电荷数大,并且离子的核间距小
解析 晶体比 晶体的晶格能大,主要原因是氧化镁晶体中的阴、阳离子所带电荷数比
中大,并且和的核间距比和 的小;
③、和 晶体中,熔点最高的是______。
解析 晶格能越大,熔点越高,、和晶体中,熔点最高的是 。
题型6 离子晶体的晶格能与性质的关系
42
(2)的熔点___(填“ ”“ ”或“”) 的熔点,其原因是___________
_________________________________________________________________________________。
两者均为离子化合物,且阴、阳离子所带电荷均为1,但后者离子半径大,晶格能较小,因此熔点较低
解析 的熔点大于 的熔点,其原因是两者均为离子化合物,且阴、阳离子所带
电荷数均为1,但后者离子半径大,晶格能较小,因此熔点较低。
题型6 离子晶体的晶格能与性质的关系
43
1
课时1 金属晶体与离子晶体
刷提升
44
高中必刷题
主讲老师
1.下列叙述不正确的是( )
D
A.某物质熔融状态可导电,固态可导电,将其投入水中所形成的水溶液也可导电,则可推测该物
质可能是金属单质
B.晶体中只要有阴离子,就一定有阳离子;有阳离子不一定有阴离子
C.的熔点比高主要是因为的晶格能比 大
D.离子晶体中只可能存在阴、阳离子
46
解析 金属晶体在熔融状态下可导电,固态可导电,并且活泼金属与水反应生成的碱为电解质,
其溶液也能导电,A正确;由物质呈电中性可知,晶体中只要有阴离子,就一定有阳离子,但是
金属晶体中存在金属阳离子和电子,没有阴离子,所以有阳离子时不一定有阴离子,B正确;离
子晶体中离子所带电荷数越多,离子半径越小,晶格能越大,则的晶格能比 大,熔点
比高,C正确;离子晶体中除阴、阳离子外,还可能存在电中性分子,如 晶体
中存在 ,D错误。
47
高中必刷题
主讲老师
2.[河南洛阳新安一中2025高二月考]下表给出了几种氯化物的熔点和沸点。
物质
熔点/ 801 712 190
沸点/ 1 465 1 412 182.7 76.8
关于表中4种氯化物有下列说法:
(1) 在加热时可升华;
(2) 属于共价化合物;
(3)时的分子组成可用 表示;
(4) 是典型的离子晶体。
其中正确的是( )
C
A.只有(1)和(2) B.只有(3)
C.只有(1)(2)(3) D.全部正确
49
解析 (1)由表格中的数据可知 的熔、沸点较低,且沸点低于熔点,加热时能升华,故正
确;(2)中只存在共价键,属于共价化合物,故正确;(3)由表格中的数据可知, 的
沸点为,属于离子晶体,粒子之间以离子键结合,但时 蒸气中分子组成可用
表示,故正确;(4) 中只存在共价键,不属于离子晶体,故错误。综上,选C。
50
高中必刷题
主讲老师
3.[宁夏石嘴山平罗中学2024高二期中]某镍铜合金的立方晶胞结构如图
所示,铜和镍原子半径分别为和,设晶胞参数为 ,下列分析错误
的是( )
D
A.晶胞中铜原子与镍原子的数量比为
B.每个铜原子周围等距紧邻的镍原子数为4
C.晶胞参数
D.该晶体为离子晶体,构成晶体的微粒间作用是离子键
52
解析 原子位于立方晶胞的顶点, 原子位于立方晶胞的面心,根据“切割法”,每个晶胞中
含有原子的个数为,含有原子的个数为,故晶胞中原子与 原子的数量
比为,A不符合题意;以位于晶胞面心的原子为研究对象,它与该面四个顶点处的 原子等
距紧邻,故每个铜原子等距紧邻的镍原子数为4,B不符合题意;已知晶胞参数为 ,则面对角线
长度为 ,有,,C不符合题意;、 均属于金属,
合金也是通过金属键形成的金属晶体,D符合题意。
53
高中必刷题
主讲老师
4.萤石是制作光学玻璃的原料之一,其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
( )
C
A.氟化钙的化学式为 B.每个晶胞中含有14个
C.氟化钙中只含有离子键 D.每个周围距离最近且等距的 有4个
55
解析 由题图可知,位于晶胞的顶点和面心,数目为, 位于晶胞体内,
数目为8。数目为4,数目为8,则氟化钙的化学式为 ,A错误;每个晶胞中含有4个
,B错误;氟化钙是由钙离子和氟离子构成的化合物,只含有离子键,C正确;以面心处
为研究对象,每个周围距离最近且相等的 有8个,D错误。
56
高中必刷题
主讲老师
5.[河北沧州2025月考]具有钙钛矿结构的杂化材料 在太阳能电池领域具有重要的
应用价值,其晶胞结构如图甲所示,B代表,A的原子分数坐标为,B的为 。设
为阿伏加德罗常数的值,晶体的密度为 。下列说法中错误的是( )
C
甲
乙
A.该晶胞中含有3个
B.A与C之间的距离为
C.为
D.若沿轴向 平面投影,则其投影图如图乙所示
58
解析 B代表,晶胞中数目为1,中、的个数比为 ,所以该晶
胞含有3个 ,A正确;A位于晶胞的顶点,C位于面心,A与C之间的距离为晶胞面对角线长的一
半,为,B正确;的摩尔质量为 ,根据“切割法”,1个晶胞
中含有1个,晶胞的体积为 ,则
,为 ,C错误;若沿轴向 平面投影,则其投影
图如题图乙所示,面心、体心原子的投影重叠于投影图中心,D正确。
59
高中必刷题
主讲老师
6. [安徽合肥2024高二月考]离子液体是指由体积较大的阴、阳离子构成,并且在室温
或接近室温下呈液态的盐,也称为低温熔融盐。离子液体有许多优点,例如难挥发,有良好的导
电性,可作溶剂、电解质、催化剂等。一种离子液体结构如图,有关该物质的说法错误的是
( )
D
A.阳离子体积较大,离子之间作用力较弱,晶体的熔点较低
B.所含原子的半径从大到小的顺序为
C.存在离子键和共价键
D.阴离子的空间结构为平面四边形
61
解析 由题图所示结构可知,该结构中阳离子体积较大,使阴、阳离子之间的作用力较弱,晶体
的熔点较低,A正确;一般电子层数越多,原子半径越大,若电子层数相同,则核电荷数越大,
原子半径越小,所含原子的半径从大到小的顺序为 ,B正确;该离子液体中
阳离子与阴离子之间以离子键结合,在阳离子中非金属元素的原子之间存在共价键,C正确;阴
离子的中心原子价层电子对数键电子对数中心原子上的孤电子对数 ,因此阴
离子 的空间结构为正四面体形,D错误。
62
高中必刷题
主讲老师
7.(双选)[河南南阳一中2024高二月考]有一种蓝色晶体[可表示为],经 射线
衍射实验研究发现,其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。它的结构特征是和 互相
占据立方体互不相邻的顶点,而 位于立方体的棱上,则下列说法正确的是( )
AD
A.,
B.该晶体属于离子晶体,呈 价
C. 离子在立方体的体心位置
D.该晶体中与每个距离最近且相等的 有6个
64
解析 在立方体的顶点,每个顶点被8个立方体共有,每个立方体中个数为 ,同
理每个立方体中个数为,位于棱上,每个被4个立方体共有,故每个立方体中
个数为,晶体的化学式为,2个晶胞中含有6个,同时含有1个 和1
个,则,即晶体中的阴离子为 ,根据化合物中各元素正、负化合价代数和
为0可知,,,A正确;由A项可知,呈 价,因为有阴、阳离子,故该晶体属于离
子晶体,B错误;若离子在立方体的体心位置,则该晶体的化学式应为 ,与题意不符
合,故离子不可能在立方体的体心位置,C错误;由晶胞图可知,该晶体中与每个 距离最
近且相等的 有6个,D正确。
65
高中必刷题
主讲老师
8.和 的合金是目前使用广泛的储氢材料,具有大容量、高寿命、耐低温等特点,在我国已实
现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示。
(1)该晶体的化学式为_______。
解析 根据该合金的晶胞图可知,晶胞体心有1个镍原子,其他8个镍原子位于晶胞面上,镧原子
位于晶胞顶点,所以晶胞中含有的镍原子数为 ,晶胞中含有的镧原子数为
,晶体的化学式为 。
67
(2)已知该合金的摩尔质量为,密度为。设 为阿伏加德罗常数的值,则
该晶胞的体积为____(用含、、 的代数式表示)。
解析 一个晶胞的质量,根据,可得 。
(3)该晶体的内部具有空隙,且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已知:
,;标准状况下氢气的密度为 ;储氢能力
。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化,则该储氢材料的储氢能力为______
__(结果保留整数)。
1 236
解析 合金储氢后氢的密度
,由定义式可知储
氢能力 。
68
高中必刷题
主讲老师
9.[山东青岛2025期中]如图为几种晶体或晶胞的示意图:
回答下列问题:
(1)上述晶体或晶胞中存在金属阳离子的是___________________________。
晶胞、晶胞、铜晶体
解析 存在金属离子的晶体为离子晶体或金属晶体,则题述晶体或晶胞中存在金属阳离子的是
晶胞、 晶胞、铜晶体。
70
(2)和 晶胞中粒子的配位数之比为_____。
解析 的晶胞模型如图(一个小黑点代表一个分子): ,取晶胞顶点 分子,与其
距离最近且相等的分子位于其所在3个面面心,故晶胞中粒子的配位数为 ,由
晶胞结构图知、配位数均为4,则
和晶胞中粒子的配位数之比为 。
(3) 、金刚石、石墨三种物质的熔点由高到低的顺序为___________________。
石墨 金刚石
解析 石墨为混合型晶体,金刚石为共价晶体, 为分子晶体,分子晶体熔化只用克服分子间作
用力,则 的熔点最低,石墨由于其特殊的混合型晶体结构和片层内部牢固的共价键而具有比
金刚石更高的熔点,则熔点由高到低的顺序为石墨 金刚石 。
71
(4)若晶胞的棱长为,则与之间的最短距离为_ ____ 。
解析 若晶胞的棱长为,则晶胞体对角线长为,与 之间的最短距离为晶
胞体对角线长的四分之一,即 。
(5)晶体中每个周围紧邻的围成的空间结构为__________;若的半径为 ,
为阿伏加德罗常数的值,则晶体的密度为_ __________ (列出计算式)。
正八面体
解析 晶体中每个周围紧邻的有6个,6个围成的空间结构为正八面体;在 晶
胞中,含、的数目均为4,若的半径为,则晶胞面对角线的长度为 ,晶胞棱
长为,则 晶体的密度
。
72
高中必刷题
主讲老师
10. [重庆九校2024高二联考]在金属材料中添加 颗粒,可以增强材料的耐腐蚀性、
机械性能并增大硬度。 具有体心四方结构(如图所示)。下列说法正确的是( )
C
已知:
①空间利用率 ;
②设和原子半径分别为和 。
A.黑球( )代表 原子
B. 的电导率随温度的升高而升高
C.原子的空间利用率为
D. 具有延展性是由于电子气中的自由电子在运动时经常与金属发生碰撞,从
而引起两者的能量交换
74
解析 根据“切割法”,该晶胞中黑球的个数为,白球的个数为 ,个数
之比为,根据题给化学式,可知黑球代表,白球代表 ,A错误;温度升高,金属内
电子运动的速率加快,单位时间内与金属离子的碰撞次数增多,所以 的电导率随温度升高而下
降,B错误;由题给晶胞数据可得晶胞的体积为,一个原子的体积为 ,一
个晶胞中有4个原子,则原子的空间利用率为,C正确;
具有良好的延展性,是因为当金属晶体受到外力时,晶体中各原子层间会发生相对滑动,但不改
变原有的排列方式,自由电子可以起到润滑作用,D错误。
75
2
课时2 共价晶体与分子晶体
刷基础
76
高中必刷题
主讲老师
1.[江苏淮安2024学业水平模拟]碳化硅晶体结构与金刚石相似,俗称金刚砂。下列关于
的说法正确的是( )
B
A.晶体中硅、碳元素的质量比为 B. 晶体的熔点较高
C.晶体的硬度较小 D. 属于分子晶体
题型1 共价晶体的结构特点
78
解析 晶体中硅、碳原子的个数比为,硅、碳元素的质量比为,A错误; 晶
体结构与金刚石相似,属于共价晶体,共价晶体一般具有熔、沸点高,硬度大等特点,B正确,C、
D错误。
题型1 共价晶体的结构特点
79
高中必刷题
主讲老师
2.[四川成都2024高二月考]下表是某些共价晶体的熔点。
共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅
熔点/ 大于3 500 3 000 2 700
共价晶体 石英 晶体硅 晶体锗
熔点/ 1 710 1 410 1 211
分析表中的数据,下列叙述正确的是( )
B
A.构成共价晶体的原子种类数越多,晶体的熔点越高
B.硬度:晶体硅 金刚石
C.键能:
D.石英的分子式:
题型1 共价晶体的结构特点
81
解析 共价晶体的熔点高低取决于其共价键的键能大小,一般键能越大,共价晶体的熔点越高,
与构成晶体的原子种类数无关,A错误;一般情况下,共价晶体中共价键的键能越大,硬度越大,
熔点越高,由表中数据可知,熔点:金刚石 晶体硅,故键能: ,
则硬度:金刚石 碳化硅 硅,B正确;由上述分析与表中数据可知,键能: ,
,C错误;只有由分子构成的物质才有分子式,而石英是共价晶体,不属于分子晶
体, 为化学式,D错误。
题型1 共价晶体的结构特点
82
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3.如图是金刚石晶体结构模型,下列关于金刚石的说法正确的是( )
C
A.金刚石晶体中碳碳键之间的夹角为
B.金刚石晶胞中六元环中的碳原子在同一平面内
C.每个碳原子与其他4个碳原子相连形成正四面体结构
D.金刚石晶体中碳原子与碳碳键数目之比为
题型2 常见共价晶体的结构
84
解析 金刚石晶体中每个碳原子和周围四个碳原子形成共价键,碳碳键之间的夹角为 ,即
金刚石中的碳原子采取 杂化,形成立体网状结构,A错误;金刚石晶胞中最小的环为六元环,
每个环中最多有4个碳原子在同一平面内,B错误;每个碳原子与其他4个碳原子相连,形成正四
面体结构,C正确;金刚石晶体中每个碳原子和周围4个碳原子形成碳碳键,碳与碳碳键数目之比
为 ,D错误。
题型2 常见共价晶体的结构
85
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4.[安徽合肥2025阶段检测]科学家预言存在一种与金刚石类似的氮化碳晶体,其结构如图所示,
下列有关该氮化碳的说法不正确的是( )
B
A.氮化碳晶体属于共价晶体
B.氮化碳中碳显价,氮显 价
C.氮化碳硬度比金刚石的硬度大
D.每个氮原子与三个碳原子相连
题型2 常见共价晶体的结构
87
解析 根据氮化碳晶体类型与金刚石类似可知,氮化碳晶体属于共价晶体,A正确;氮元素的电
负性大于碳元素,所以在氮化碳中氮元素显价,碳元素显价,B错误;因为 的键长小
于 的键长,故氮化碳的键能更大,氮化碳硬度比金刚石的硬度大,C正确;根据图示可知,
每个氮原子与三个碳原子相连,D正确。
题型2 常见共价晶体的结构
88
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5.[湖南岳阳2025高二期末]观察下列模型,判断下列说法正确的是( )
金刚石 碳化硅 二氧化硅 石墨烯
_____________ ______________ ______________ _________________ _____________
D
A.原子数相同的金刚石和碳化硅,共价键个数之比为
B.晶体中和个数比为
C.石墨烯中碳原子和六元环个数比为
D. 晶体堆积属于分子密堆积
题型2 常见共价晶体的结构
90
解析 由于C与都是第ⅣA族元素,都需形成4个共价键,故把晶体结构中的 原子换为C原子
就得到金刚石晶体结构,所以金刚石和碳化硅结构相似,则原子数相同的金刚石和碳化硅共价键
个数之比为,A错误;由图知晶体中,每个原子与相邻的4个原子形成4个 共价
键,故原子与共价键个数比为 ,B错误;如图: ,在石墨烯结构中,每个C原
子为相邻的3个六元环所共有,则1个六元环中含有的C原子数为 ,因此石墨烯中碳原子
和六元环个数比为,C错误; 属于分子晶体,分子之间只有范德华力,晶体堆积方式是分
子密堆积,D正确。
题型2 常见共价晶体的结构
91
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6.[陕西西安2025月考改编]下列说法正确的是( )
A
①在水中氢、氧原子间均以离子键相结合
②分子中键能越大,键长越长,则分子越稳定
③干冰受热变为气体和碘升华所克服的粒子间作用力属于同种类型
和都是极性分子,所以易溶于
A.③ B.② C.②③ D.①④
题型3 分子晶体的结构与性质
93
解析 分子中、 原子以共价键相结合,①错误;分子中键能越大、键长越短、分子越稳定,
②错误;干冰和碘都属于分子晶体,分子晶体三态(固、液、气)变化过程中均只克服分子间作
用力,干冰受热变为气体和碘升华所克服的粒子间作用力都为范德华力,③正确; 分子的空
间结构为直线形,分子中正、负电荷重心重合, 是非极性分子,④错误;A正确。
题型3 分子晶体的结构与性质
94
归纳总结
判断分子极性的常用方法
(1)只含非极性键的分子一定是非极性分子;
(2)含极性键的分子:
①看分子中各个键的极性的向量和是否为零
若等于零,为非极性分子;若不等于零,为极性分子。
②看分子中的正电荷重心和负电荷重心是否重合
若重合:为非极性分子;若不重合:为极性分子。
分子中的正电荷重心和负电荷重心是否重合要结合分子的空间结构判断。
题型3 分子晶体的结构与性质
95
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7.下列有关分子晶体的说法正确的有( )
①分子晶体的构成微粒是分子,都具有分子密堆积的特征 ②分子晶体在水溶液中均能导电 ③分
子晶体中,分子间作用力越大,通常熔点越高 ④分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的
熔点一定越高 ⑤所有的非金属氢化物都是分子晶体 ⑥所有分子晶体中均既存在分子间作用力又
存在化学键
B
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
题型3 分子晶体的结构与性质
97
解析 分子晶体的构成微粒是分子,只含有分子间作用力的分子晶体具有分子密堆积的特征,而
含有氢键的分子晶体不具有密堆积的特征,故①错误;部分分子晶体为电解质,在水溶液中能电
离,水溶液能导电,如硫酸,而部分分子晶体为非电解质,在水溶液中不能电离,水溶液不能导
电,如蔗糖,故②错误;分子晶体的熔点与分子间作用力的大小有关,通常分子间作用力越大,
分子的熔、沸点越高,故③正确;分子晶体熔化时,只破坏分子间作用力,不破坏分子内共价键,
分子晶体的熔点高低与分子间作用力大小有关,与分子内共价键键能大小无关,故④错误;所有
的非金属氢化物都是由分子构成的分子晶体,故⑤正确;稀有气体分子是单原子分子,分子中不
存在化学键,故⑥错误。选B。
题型3 分子晶体的结构与性质
98
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8.根据下列性质判断所描述的物质可能属于分子晶体的是( )
B
A.熔点为 ,易溶于水,水溶液能导电
B.熔点为 ,液态不导电,水溶液能导电
C.熔点为,沸点为 ,硬度很大
D.熔点为,质软,可导电,密度为
题型3 分子晶体的结构与性质
100
解析 分子晶体中分子间只存在分子间作用力,熔、沸点低,硬度小,熔点为 ,熔点高,
不符合分子晶体的特点,A错误;熔点为 ,熔点低,符合分子晶体的特点,液态不导电,
说明组成微粒中不存在离子,水溶液能导电,说明溶于水后可以电离出能够自由移动的离子,如
,故B项物质可能属于分子晶体,B正确;熔点为 ,沸点为
,熔、沸点高,硬度大,不符合分子晶体的特点,C错误;可导电,不符合分子晶体的特
点,D错误。
题型3 分子晶体的结构与性质
101
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9.[安徽安庆2025月考]干冰、冰的结构模型如图所示,下列说法正确的是( )
B
A.构成干冰的微粒是碳、氧原子
B.干冰中每个分子周围紧邻12个 分子
C.冰晶胞中每个水分子周围有2个紧邻的水分子
D.冰融化时,分子中 断裂
题型4 常见分子晶体的晶胞结构
103
解析 干冰是分子晶体,构成干冰的微粒是二氧化碳分子,A错误;干冰中 分子采取面心立方
堆积方式,每个分子周围紧邻12个 分子,B正确;从题图中可以看出,冰晶胞中每个水分
子周围有4个紧邻的水分子,C错误;冰融化时,分子间氢键被破坏, 没有断裂,D错误。
题型4 常见分子晶体的晶胞结构
104
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10. [福建三明2024高二期中联考] 为白色晶体,结构如图所示。下列说法正确的
是( )
A
A. 晶体属于分子晶体
B.含的晶体中有 氢键
C.中原子间距离:小于
D. 分子间存在氢键,所以它的热稳定性较强
题型4 常见分子晶体的晶胞结构
106
解析 由晶体结构图可知分子中与、B与之间以共价键结合, 分子间通过
氢键聚合在一起,故晶体为分子晶体,A正确;由图知1个 分子形成6个氢键,每个
氢键为2个分子共用,因此含分子的晶体中有氢键,B错误; 晶体
中为氢键,为分子间作用力,为共价键,原子间距离:大于 ,C错误;热
稳定性取决于分子内共价键的强弱,与氢键无关,D错误。
题型4 常见分子晶体的晶胞结构
107
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11.甲烷晶体的晶胞结构如图,下列有关说法不正确的是( )
C
A.甲烷在常温下呈气态,说明甲烷晶体属于分子晶体
B.晶体中1个甲烷分子有12个紧邻的甲烷分子
C.甲烷晶体熔化时需克服共价键
D.可燃冰 是在低温高压环境下形成的晶体
题型4 常见分子晶体的晶胞结构
109
解析 甲烷在常温下呈气态,说明甲烷的沸点低,甲烷晶体属于分子晶体,A正确;该甲烷晶胞
中,位于顶点的甲烷分子与该顶点所在3个面面心的甲烷分子紧邻,顶点 分子为8个晶胞共用,
面心分子为2个晶胞共用,因此与1个甲烷分子紧邻且等距的甲烷分子有 个,B
正确;甲烷晶体是分子晶体,熔化时化学键不断裂,需克服范德华力,C错误;可燃冰是甲烷分
子被包进水分子中,在海底低温与高压环境下结晶形成的,D正确。
题型4 常见分子晶体的晶胞结构
110
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12.[吉林长春东北师大附中2024高二期中]纯粹的典型晶体是不多的,大多数晶体是它们之间
的过渡晶体,下列说法错误的是( )
D
A.化学键中离子键成分的百分数:
B.第Ⅲ 族元素的单质,从上到下,随原子序数增加,共价键向金属键过渡
C.第三周期主族元素的氯化物,从左到右,离子键向共价键过渡,其中 是共价化合物
D.分子晶体中,成键元素的电负性差值越大,分子的极性越大
题型5 过渡晶体与混合型晶体
112
解析 离子键成分的百分数是指在一个化学键中离子键所占的比例,成键粒子的电负性相差越大,
离子键成分的百分数越大,已知电负性:,与、、 电负性差值逐渐减小,
因此离子键成分的百分数:,A正确;第Ⅲ 族元素,从上到下,随原
子序数增加,金属性增强,非金属性减弱,其单质中的化学键由共价键向金属键过渡,B正确;
第三周期主族元素,从左往右电负性逐渐增大,与 的电负性差值逐渐减小,形成的化学键由离
子键向共价键过渡,其中 是共价化合物,C正确;分子晶体中,成键元素的电负性差值越大,
分子的极性不一定越大,如 是由极性键构成的非极性分子,D错误。
题型5 过渡晶体与混合型晶体
113
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13. [甘肃部分学校2025月考]石墨烯是从石墨材料中剥离出来,由碳原子组成的只有一
层原子厚度的晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是( )
C
A.从石墨中剥离出石墨烯需要破坏化学键
B.石墨中的碳原子采取杂化,每个杂化轨道含轨道与 轨道
C.石墨属于混合型晶体,层与层之间存在范德华力,层内碳原子间存在共价键,能导电
D.石墨烯中平均每个六元环含有3个碳原子
题型5 过渡晶体与混合型晶体
115
教材变式
本题是教材P108晶体结构的复杂性的变式题,以石墨的晶体结构为背景,考查晶体结构分析及
对混合型晶体的认识。
题型5 过渡晶体与混合型晶体
116
解析 石墨晶体中,层与层之间的作用力为范德华力,层内碳原子间存在共价键,每个C原子形
成3个 键,且每个C原子为3个六元环所共有,据此分析解题。石墨晶体中,层与层之间的作用
力为范德华力,从石墨中剥离出石墨烯需要破坏范德华力,A错误;石墨中的碳原子采取 杂化,
每个杂化轨道含轨道与 轨道,B错误;石墨属于混合型晶体,层与层之间存在范德华力,
层内碳原子间存在共价键,能导电,C正确;每个C原子为3个六元环所共有,则石墨烯中平均每
个六元环含有的碳原子数为 ,D错误。
题型5 过渡晶体与混合型晶体
117
2
课时2 共价晶体与分子晶体
刷提升
118
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1.[江西宜春2025高二月考]下列说法中正确的有( )
①金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关
②若晶体中有阳离子,必然有阴离子
③金属晶体的熔点一定比共价晶体低
④共价键的强弱决定分子晶体熔、沸点的高低
⑤共价晶体中一定含有共价键
⑥含有离子的晶体一定是离子晶体
⑦硬度:金刚石 碳化硅 晶体硅
和 晶体中,阴离子周围紧邻的阳离子数均为8
A
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
120
解析 电场中自由电子的定向移动解释了金属的导电性,由于自由电子的运动,可将热量迅速地
由一端传递到另一端,解释了金属的导热性,①正确;金属晶体由金属阳离子和自由电子构成,
金属晶体中有阳离子,没有阴离子,②错误;金属晶体的熔点不一定比共价晶体低,如金属钨的
熔点很高,达到 ,③错误;共价键的强弱主要决定了分子晶体的稳定性,而分子晶体熔、
沸点的高低是由分子间作用力决定的,④错误;相邻原子间以共价键相结合形成的具有空间立体
网状结构的晶体是共价晶体,故共价晶体一定含有共价键,⑤正确;含有离子的晶体不一定是离
子晶体,如金属晶体中含有金属阳离子,⑥错误;共价晶体中化学键键长越短、键能越大,晶体
的硬度越大,所以硬度:金刚石 碳化硅 晶体硅,⑦正确; 晶体中,阴离子周围紧邻的
阳离子数为6,⑧错误;A正确。
121
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2.[广西柳州铁一中2024高二开学考]下列说法不正确的是( )
B
A. 属于共价晶体,熔化时破坏共价键
B.、、 是含有极性键的非极性分子
C.晶体具有固定的熔、沸点,而非晶体没有固定的熔、沸点
D.冰中1个可通过氢键与4个相连,所以冰中分子与氢键的个数比为
123
解析 二氧化硅是含有共价键的共价晶体,熔化时需要破坏共价键,A正确;水分子的空间结构
为角形,正、负电荷重心不重合,所以水分子是含有极性键的极性分子,B错误;晶体具有固定
的熔、沸点,而非晶体没有固定的熔、沸点,C正确;冰中1个可通过氢键与4个 相连,
每个氢键为2个所共有,所以冰中分子与氢键的个数比为 ,D正确。
124
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3.[山东德州一中2024高二月考改编]我国科学家合成了富集 的非碳导热材料立方氮化硼晶体,
晶胞结构如图。下列说法错误的是( )
D
A.原子周围等距且最近的B原子数为4 B.该晶胞中含有4个B原子,4个 原子
C.和 的化学性质无差异 D.该晶体具有良好的导电性
126
解析 原子位于B原子形成的正四面体中心,则 原子周围等距且最近的B原子数为4,A正确;
由题图可知,B原子位于晶胞的8个顶点和6个面心, 原子在体内,故1个该晶胞中含有4个B原
子、4个原子,B正确;和互为同位素,故和 是同一种物质,其化学性质无差异,
C正确;该晶体为共价晶体,不具有导电性,D错误。
127
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4. [江苏无锡2025联考]第24届冬奥会中,国家速滑馆“冰丝带”里屡破奥运会纪录,
该冰场是冬奥会史上“最快冰面”,冰层表面结构如图所示。下列有关说法错误的是( )
B
A.第一层固态冰中,水分子间通过氢键形成三维骨架结构,密度比液态水小
B.第二层“准液体”水分子之间形成的氢键较第一层多
C.当高于一定温度时,“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂,产生“流动性水分子”,
使冰面变滑
D.冰融化成水的过程中,、
129
解析 固态冰中,水分子间通过氢键形成三维骨架结构,使体积较液态时大,则固态冰密度比液
态水小,A正确;相同条件下,从图中可以看出,“准液体”中水分子间隙比固态冰中小,即
“准液体”中水分子间形成氢键的数目比固态冰中少,B错误;“准液体”中的水分子与下层固
态冰通过氢键连接,当高于一定温度时,氢键断裂,则产生“流动性水分子”,使冰面变滑,C
正确;冰融化成水的过程中,需要吸收热量,则 ,物质由固相变成液相,熵增加,则
,D正确。
130
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5.碳有多种同素异形体,部分晶体或分子的结构如图甲所示。
甲
回答下列问题:
132
(1)下列作用力中石墨晶体中不存在的是_____(填序号)。
AD
A.离子键 B.共价键 C.范德华力 D.氢键
解析 石墨为层状结构,层内碳原子之间通过碳碳单键结合,碳碳单键属于共价键;层与层之间
靠范德华力维系;碳原子层中存在自由移动的电子,自由移动的电子使层内碳原子间存在类似金
属键的作用力,故石墨晶体中不存在离子键和氢键。
133
(2)下列有关比较或说法中正确的是_____(填序号)。
AB
A.沸点:石墨金刚石
B.熔点:石墨 金刚石
C.三者都不溶于水及有机溶剂(如苯)
D. 晶体中,与分子A等距离且最近的分子有6个
134
解析 金刚石与石墨熔化后碳原子排列发生改变,原子间作用力变得相同,汽化(达到沸点)时,
两者均转化为小分子C、 等,石墨和金刚石的原有结构都不存在,且生成的气态产物是一样
的,属于分子晶体,沸点较低,所以沸点:金刚石石墨 ,A正确;金刚石为共价晶体、
石墨为混合型晶体,金刚石中键长大于石墨中 键长,键长越短,断键所需能量越高,
所以金刚石熔点低于石墨,为分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,熔点较低,B正确; 、
苯都是非极性分子,根据“相似相溶”,能溶于苯,C错误;晶体中 的配位数为12,D
错误。
135
(3)①石墨、金刚石、中C原子以 杂化的是________。
金刚石
解析 石墨中每个C原子的价层电子对数是3、金刚石中每个C原子的价电子对数是4、 中每个
C原子的价电子对数是3,石墨、金刚石、中C原子杂化类型依次是、、 。
②金刚石中含有_____个( 表示阿伏加德罗常数的值)。
解析 金刚石中每个碳原子形成的个数为, 金刚石中
,个数为 。
136
③晶胞中A的原子分数坐标为 ,则B的原子分数坐标为_ _______。
解析 晶胞中A的原子分数坐标为,分析晶胞结构可知,B的原子分数坐标为 。
137
(4)金刚石的晶胞如图乙所示,设晶胞棱长为,则金刚石的密度为_ ____
( 表示阿伏加德罗常数的值)。
解析 金刚石晶胞体积,晶胞中C原子个数为 ,晶体密度
。
138
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6.[北京牛栏山一中2025月考节选]
(1) 元素在周期表中的位置是________________,位于元素周期表___区。
第四周期第族
解析 是26号元素,位于周期表的第四周期第族;在元素周期表中位于 区。
(2)铁镁合金是目前储氢密度最高的材料之一,其晶胞结构如图所示。储氢时, 分子位于晶
胞体心和棱的中心位置。该合金储满氢后所得晶体的化学式是__________。
解析 根据题给晶胞图可知:8个原子都在晶胞内部,原子位于顶点及面心位置,故 的个
数为,分子位于体心及棱心位置,则个数为 ,得该合金储满
氢气后所得晶体的化学式为 。
140
(3)下列二维平面晶体示意图中,所表示的化学式为 的是___(填序号)。
解析 每个黑球周围有6个白球,每个白球周围有3个黑球,黑球与白球的个数比为 ,表示的
化学式为, 错误;每个黑球周围有6个白球,每个白球周围有2个黑球,黑球与白球的个数
比为,表示的化学式为, 正确。
141
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7.磷化硼是一种典型的超硬无机材料,常以、为原料制备,氮化硼 和磷化硼相似。
六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂,立方相氮化
硼是超硬材料,有优异的耐磨性。氮化硼晶体多种相结构如图甲所示。
甲
143
(1)关于氮化硼两种相结构的说法,正确的是____(填序号)。
.立方相氮化硼含有 键和 键,所以硬度大
.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软
.两种晶体中的 键均为共价键
.两种晶体均为分子晶体
144
解析 立方相氮化硼结构类似于金刚石,只含有 键,不含有 键, 不正确;六方相氮化硼层
间作用力小,为范德华力,所以质地软,正确;两种晶体中,B原子与 原子均以共价单键相连
接, 正确;立方相氮化硼为共价晶体,六方相氮化硼层内相当于共价晶体、层间相当于分子晶
体, 不正确。
145
(2)六方相氮化硼晶体结构与石墨相似却不导电,原因是______________________________;
立方相氮化硼晶体中,硼原子的杂化轨道类型为_____。
层状结构中没有自由移动的电子
解析 石墨能导电,是因为有自由移动的电子,但六方相氮化硼层状结构中没有自由移动的电子,
所以不能导电;立方相氮化硼晶体中,硼原子的杂化轨道类似于金刚石中的碳原子,则硼原子的
杂化轨道类型为 。
146
(3)自然界中含硼元素的钠盐是一种天然矿藏,其化学式可以写作 ,实际上它的
结构单元是由两个和两个 缩合而成的双六元环,化学式应该写成
。其结构如图乙所示,它的阴离子可通过______(填作用力)相互结合形成
链状结构。
氢键
乙
解析 阴离子中含有易形成氢键的、 ,所以阴离子可通过氢键相互结合形成链状结构。
147
(4)磷化硼晶胞的示意图如图丙所示,其中黑球表示原子,白球表示B原子,晶胞中 原子空
间堆积方式为__________________;设阿伏加德罗常数的值为,晶胞参数为 ,磷化硼晶体
的密度为_____;若磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影如图丁所示(虚线圆圈表示 原
子的投影),请在图丁中用实心圆点画出B原子的投影位置。
面心立方最密堆积
[答案] 或
148
解析 磷化硼晶胞中,原子位于面心和顶点,由此可确定 原子的空间堆积方式为面心立方最密
堆积;在磷化硼晶胞中,含有原子的个数为 ,含有B原子个数为4,由此可求出
1个晶胞的质量,再由晶胞参数 ,可求出晶胞的体积,由此求出磷化硼晶体的密度
;若磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影如图丁所示
(虚线圆圈表示原子的投影),则B原子与面心中的 原子间隔重叠,则在图丁中用实心圆点画
出B原子的投影如答案所示。
149
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8.[江西上饶2025月考]物质结构决定性质。下列性质差异与结构因素匹配正确的是( )
选项 性质差异 结构因素
A 沸点:冰 干冰 水分子的键能大于干冰分子的键能
B 酸性: 的极性:
C 在水中的溶解度大于 为非极性分子, 为极性分子
D 热稳定性: 分子间存在氢键, 分子间不存在氢键
B
151
解析 冰的沸点高于干冰是因为 分子间存在氢键,氢键的能量一般高于范德华力,
A错误;酸性:,表明比 易发生电离,也就是前者羟基的极
性比后者羟基的极性大,B正确;在水中能与水反应生成,而与水不反应,使 在
水中的溶解度大于,C错误;热稳定性与分子内的化学键强弱有关,中 键的键能大于
中 键的键能,氢键一般只影响物质的熔、沸点,不影响物质的热稳定性,D错误。
152
$$