大单元二 专题4 第16讲 晶体结构与性质（教师用书word）-【步步高】2025年高考化学大一轮复习讲义（苏教版 江苏专用）

第16讲　晶体结构与性质 [复习目标]　1.了解常见晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。2.了解分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体结构与性质的关系。3.了解晶胞的概念，知道晶胞中微粒的位置关系，能用切割法计算晶胞的化学式。 考点一　物质的聚集状态　晶体与非晶体 1．物质的聚集状态 (1)物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有晶态、非晶态以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。 (2)等离子体和液晶 ①等离子体：由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体。具有良好的导电性和流动性。 ②液晶：介于液态和晶态之间的物质状态。既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的导热性、光学性质等。 2．晶体与非晶体 (1)晶体与非晶体的比较 晶体 非晶体 结构特征 原子在三维空间里呈周期性有序排列 原子排列相对无序 性质特征 自范性 有 无 熔点 固定 不固定 异同表现 各向异性 各向同性 (2)得到晶体的途径 ①熔融态物质凝固； ②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)； ③溶质从溶液中析出。 (3)晶体与非晶体的测定方法 ①测熔点：晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点。 ②最可靠方法：对固体进行X射线衍射实验。 1．在物质的三态相互转化过程中只是分子间距离发生了变化(　　) 2．晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列(　　) 3．晶体的熔点一定比非晶体的熔点高(　　) 4．具有规则几何外形的固体一定是晶体(　　) 5．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块(　　) 答案　1.×　2.√　3.×　4.×　5.√ 一、物质聚集状态的多样性 1．下列有关物质特殊聚集状态与结构的说法不正确的是(　　) A．液晶中分子的长轴取向一致，表现出类似晶体的各向异性 B．等离子体是一种特殊的气体，由阳离子和电子两部分构成 C．纯物质有固定的熔点，但其晶体颗粒尺寸在纳米量级时也可能发生变化 D．等离子体具有良好的导电性和流动性，与其含有带电且能自由移动的粒子有关 答案　B 解析　等离子体是由阳离子、电子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体，故B错误；纯物质有固定的熔点，但其晶体颗粒尺寸在纳米量级时也可能发生变化，熔点可能下降，故C正确。 2．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的。玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，下列有关玻璃态水的叙述正确的是(　　) A．水由液态变为玻璃态，体积缩小 B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀 C．玻璃态是水的一种特殊状态 D．在玻璃态水的X射线图谱上有分立的斑点或明锐的衍射峰 答案　C 解析　玻璃态水无固定形状，不存在晶体结构，因密度与普通液态水相同，故水由液态变为玻璃态时体积不变。 二、晶体与非晶体的区别 3．下列关于晶体和非晶体的说法正确的是(　　) A．晶体在三维空间里呈周期性有序排列，因此在各个不同的方向上具有相同的物理性质 B．晶体在熔化过程中需要不断地吸热，温度不断地升高 C．普通玻璃在各个不同的方向上力学、热学、电学、光学性质相同 D．晶体和非晶体之间不可以相互转化 答案　C 解析　晶体的许多物理性质常常会表现出各向异性，A不正确；晶体的熔点是固定的，所以在熔化过程中温度不会变化，B不正确；在一定条件下晶体和非晶体是可以相互转化的，D不正确。 4．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，下列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．光导纤维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 答案　C 解析　根据玻璃的结构示意图可知，构成玻璃的粒子排列相对无序，所以玻璃是非晶体，因此没有固定的熔点，A、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。 考点二　常见晶体类型 1．四种常见晶体类型的比较 类型 比较 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成微粒 分子 原子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子 微粒间的相互作用力 范德华力(某些含氢键) 共价键 金属键 离子键 硬度 较小 很大 有的很大，有的很小 较大 熔、沸点 较低 很高 有的很高，有的很低 较高 溶解性 相似相溶 难溶于一般溶剂 一般不溶于水，少数与水反应 大多易溶于水等极性溶剂 导电、导热性 一般不导电，溶于水后有的导电 一般不具有导电性，个别为半导体 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 2．常见晶体的结构模型 (1)典型的分子晶体——干冰和冰 ①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个。 ②冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol氢键。 (2)典型的共价晶体——金刚石、二氧化硅 ①金刚石和二氧化硅晶体结构模型比较 结构模型 晶胞 金刚石 二氧化硅 ②金刚石和二氧化硅结构特点分析比较 金刚石 a.碳原子采取sp3杂化，键角为109°28′ b.每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构 c.最小碳环由6个碳原子组成，每个碳原子被12个六元环共用 d.金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子，晶胞内部有4个C原子，内部的C在晶胞的体对角线的处，每个金刚石晶胞中含有8个C原子 二氧化硅 a.Si原子采取sp3杂化，正四面体内O—Si—O键角为109°28′ b.每个Si原子与4个O原子形成4个共价键，Si原子位于正四面体的中心，O原子位于正四面体的顶点，同时每个O原子被2个硅氧正四面体共用，晶体中Si原子与O原子个数比为1∶2 c.最小环上有12个原子，包括6个O原子和6个Si原子 d.1 mol SiO2晶体中含Si—O数目为4NA e.SiO2晶胞中有8个Si原子位于立方晶胞的顶点，有6个Si原子位于立方晶胞的面心，还有4个Si原子与16个O原子在晶胞内构成4个硅氧四面体。每个SiO2晶胞中含有8个Si原子和16个O原子 (3)典型的离子晶体——NaCl、CsCl、CaF2 ①NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引6个Cl－，每个Cl－同时吸引6个Na＋，配位数为6。每个晶胞含4个Na＋和4个Cl－。 ②CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引8个Cs＋，每个Cs＋吸引8个Cl－，配位数为8。 ③CaF2型：在晶体中，每个Ca2＋吸引8个F－，每个F－吸引4个Ca2＋，每个晶胞含4个Ca2＋，8个F－。 (4)混合型晶体 石墨层状晶体中，层与层之间的作用是范德华力，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2，C原子采取的杂化方式是sp2。 3．晶格能 (1)定义 拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴离子或气态阳离子时所吸收的能量，通常取正值，单位：kJ·mol－1。 (2)意义：晶格能越大，表示离子键越强，离子晶体越稳定，熔、沸点越高。 (3)影响因素 ①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。 ②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。 1．分子晶体不导电，溶于水后也都不导电(　　) 2．沸点：HF<HCl<HBr<HI(　　) 3．离子晶体是由阴、阳离子构成的，所以离子晶体能够导电(　　) 4．共价晶体的熔点一定比离子晶体的高(　　) 5．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子(　　) 6．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光(　　) 答案　1.×　2.×　3.×　4.×　5.×　6.× 一、常见晶体类型的判断 1．在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石、晶体氩。 (1)其中只含有离子键的离子晶体是NaCl、Na2S。 (2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是NaOH、(NH4)2S。 (3)其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是(NH4)2S。 (4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是Na2S2。 (5)其中形成的晶体是分子晶体的是H2O2、CO2、CCl4、C2H2、晶体氩。 (6)其中含有极性共价键的共价晶体是SiO2、SiC。 2．下列有关晶体类型的判断正确的是(　　) A SiI4：熔点120.5 ℃，沸点271.5 ℃ 共价晶体 B B：熔点2 300 ℃，沸点2 550 ℃，硬度大 金属晶体 C Sb：熔点630.74 ℃，沸点1 750 ℃，晶体导电 共价晶体 D FeCl3：熔点282 ℃，易溶于水，也易溶于有机溶剂 分子晶体 答案　D 二、常见晶体类型的结构特点 3．金刚石和石墨是碳元素形成的两种单质，下列说法正确的是(　　) A．金刚石和石墨晶体中最小的环均含有6个碳原子 B．金刚石中每个C原子连接4个六元环，石墨中每个C原子连接3个六元环 C．金刚石与石墨中碳原子的杂化方式均为sp2 D．金刚石中碳原子数与C—C键数之比为1∶4，而石墨中碳原子数与C—C键数之比为1∶3 答案　A 解析　金刚石中每个C原子连接12个六元环，石墨中每个C原子连接3个六元环，B项错误；金刚石中碳原子采取sp3杂化，而石墨中碳原子采取sp2杂化，C项错误；金刚石中每个碳原子与周围其他4个碳原子形成共价键，而每个共价键为2个碳原子所共有，则每个碳原子平均形成的共价键数为4×＝2，故碳原子数与C—C键数之比为1∶2；石墨晶体中每个碳原子与周围其他3个碳原子形成共价键，同样可求得每个碳原子平均形成的共价键数为3×＝1.5，故碳原子数与C—C键数之比为2∶3，D项错误。 4．有关晶体的结构如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．在NaCl晶体中，距Cl－最近的Na＋形成正八面体 B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均含有4个Ca2＋ C．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构 D．该气态团簇分子的分子式为EF 答案　D 解析　氟化钙晶胞中，Ca2＋位于顶点和面心，数目为8×＋6×＝4，故B正确；气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子、4个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，故D错误。 考点三　晶胞与晶胞计算 1．晶胞的概念及其判断 (1)概念：反映晶体结构特征的基本重复单元。 (2)晶体中晶胞的排列——无隙、并置 A．无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。 B．并置：所有晶胞平行排列、取向相同。 (3)晶胞的判断 晶胞是8个顶角相同、三套各4根平行棱分别相同、三套各两个平行面分别相同的最小平行六面体。 2．晶胞中微粒数的计算方法——切割法 (1)原则 晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。 (2)实例 ①平行六面体晶胞中不同位置的粒子数的计算 ②其他晶体结构的计算(以六棱柱晶体结构为例) 3．晶胞中粒子配位数的计算 一个粒子周围最邻近的粒子的数目称为配位数，它反映了晶体中粒子排列的紧密程度。 (1)晶体中原子(或分子)的配位数：若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。常见晶胞的配位数如下： 简单立方：配位数为6 面心立方：配位数为12 体心立方：配位数为8 (2)离子晶体的配位数：指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。 以NaCl晶体为例 ①找一个与其离子连接情况最清晰的离子，如图中心的灰球(Cl－)。 ②数一下与该离子周围距离最近的异种电性离子数，如图标数字的面心白球(Na＋)。确定Cl－的配位数为6，同样方法可确定Na＋的配位数也为6。 4．晶体密度计算的一般方法 一、切割法计算微粒数目 1．普鲁士蓝晶体属立方晶系，晶胞棱长为a pm。铁-氰骨架组成小立方体，Fe粒子在顶角，CN－在棱上，两端均与Fe相连，立方体中心空隙可容纳K＋，如图所示(CN－在图中省略)。 普鲁士蓝中Fe2＋与Fe3＋个数之比为________；该晶胞的化学式为________。 答案　1∶1　KFe2(CN)6 2．O、Cu、Ba、Hg形成的某种超导材料的晶胞如图所示。该晶胞中O、Cu、Ba、Hg原子的个数比为____________。 答案　4∶1∶2∶1 3．[2023·浙江1月选考，17(3)]Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是________，该化合物的化学式为__________。 答案　共价晶体　SiP2 解析　由图可知原子间通过共价键形成的是空间网状结构，形成共价晶体；根据切割法，一个晶胞中含有8×＋6×＝4个Si,8个P，故该化合物的化学式为SiP2。 4．(1)硼化镁晶体在39 K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，下图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为________。 (2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。如图是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为________。 答案　(1)MgB2　(2)BO 解析　(1)每个Mg周围有6个B，而每个B周围有3个Mg，所以其化学式为MgB2。(2)从图可看出，每个单元中，都有一个B和一个O完全属于这个单元，剩余的2个O分别被两个结构单元共用，所以B∶O＝1∶(1＋2×)＝1∶2，化学式为BO。 二、配位数的计算 5.已知Cu2S晶胞中S2－的位置如图所示，Cu＋位于S2－所构成的正四面体中心。S2－的配位数为_______________________________________________________。 答案　8 解析　在Cu2S晶胞中，正四面体中心共有8个，每个正四面体中心均分布着一个Cu＋，每个S2－周围有8个Cu＋，故S2－的配位数为8。 6．(2023·宿迁模拟)某种钙钛矿晶胞如图所示，则钙原子的配位数是________。 答案　12 三、晶体密度的相关计算 7.Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如图所示。Zn2＋的配位数是________，S2－填充在Zn2＋形成的正四面体空隙中。若该晶体的密度为d g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞参数a＝ ________ nm。 答案　4　×107 解析　根据晶胞结构可知晶胞中含有Zn2＋个数为8×＋6×＝4，S2－全部在晶胞内，共4个，其化学式是ZnS。根据晶胞结构可知S2－位于4个Zn2＋形成的正四面体空隙中，S2－的配位数是4，根据化学式可判断Zn2＋的配位数也是4。若该晶体的密度为d g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则d＝，因此该晶胞参数a＝ cm＝×107 nm。 8．[2023·北京，15(5)]MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体，边长分别为a nm、b nm、c nm，结构如图所示。 晶胞中的[Mg(H2O)6]2＋个数为____________。已知MgS2O3·6H2O的摩尔质量是M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为________________g·cm－3。(1 nm＝10－7 cm) 答案　4　 ×1021 解析　由晶胞结构可知，1个晶胞中含有8×＋4×＋2×＋1＝4个[Mg(H2O)6]2＋，含有4个S2O；该晶体的密度ρ＝ g·cm－3＝×1021 g·cm－3。 1．(2023·北京，1)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 答案　A 解析　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，石墨为混合型晶体，石墨炔为分子晶体，C项错误；金刚石不能导电，D项错误。 2．(2023·山东，5)石墨与F2在450 ℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是(　　) A．与石墨相比，(CF)x导电性增强 B．与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强 C．(CF)x中C—C键的键长比C—F键短 D．1 mol (CF)x中含有2x mol共价单键 答案　B 解析　石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1个2p轨道上电子在层内离域运动，故石墨晶体能导电，而(CF)x中没有未参与杂化的2p轨道上的电子，故与石墨相比，(CF)x导电性减弱，A错误；石墨层间插入F后形成的C—F键键长短，键能极大，分子结构稳定性增强，抗氧化性增强，B正确，C错误；由题干结构示意图可知，在(CF)x中每个C与周围的3个碳原子、1个F原子形成共价键，每个C—C键被2个碳原子共用，即1 mol (CF)x中含有2.5x mol共价单键，D错误。 3．[2022·广东，20(6)]化合物X是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Mr，晶体密度为ρ g·cm－3，则X中相邻K之间的最短距离为______nm(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。 答案　①K2SeBr6　②××107 解析　①根据晶胞结构得到一个晶胞中K有8个，有8×＋6×＝4个，则X的化学式为K2SeBr6。②设晶胞参数为a nm，得到ρ＝＝，解得a＝×107，X中相邻K之间的最短距离为晶胞参数的一半，即为××107 nm。 4．[2021·福建，14(5)]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图所示。 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____________________。 答案　C3N3O 解析　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原子处于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7＋×3＝8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。 5．[2022·江苏，14(2)]FeS2具有良好半导体性能。FeS2的一种晶体与NaCl晶体的结构相似，该FeS2晶体的一个晶胞中S的数目为________，在FeS2晶体中，每个S原子与三个Fe2＋紧邻，且Fe—S间距相等，如图给出了FeS2晶胞中的Fe2＋和位于晶胞体心的S(S中的S—S键位于晶胞体对角线上，晶胞中的其他S已省略)。如图中用“－”将其中一个S原子与紧邻的Fe2＋连接起来。 答案　4　 解析　因为FeS2的晶体与NaCl晶体的结构相似，由NaCl晶体结构可知，一个NaCl晶胞含有4个Na＋和4个Cl－，则该FeS2晶体的一个晶胞中S的数目也为4；FeS2晶体中，每个S原子与三个Fe2＋紧邻，且Fe—S间距相等，根据FeS2晶胞中的Fe2＋和S的位置(S中的S—S键位于晶胞体对角线上)可知，每个S原子与S—S键所在体对角线上距离最近的顶点相邻的三个面的三个面心位置的Fe2＋紧邻且间距相等，其中一个S原子与紧邻的Fe2＋连接图为。 课时精练 1．晶体具有各向异性，如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的。晶体的各向异性主要表现在(　　) ①硬度　②导热性　③导电性　④光学性质 A．①③ B．②④ C．①②③ D．①②③④ 答案　D 2．(2023·连云港高三模拟)下列关于物质的聚集状态的说法不正确的是(　　) A．X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体，也可以获得分子的键长和键角的数值 B．自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体 C．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢生长为规则的多面体，体现了晶体的自范性 D．液晶具有液体的流动性，在导热性、光学性质等物理性质方面具有类似晶体的各向异性 答案　B 解析　晶体形成后其结构是有序和可复制的，与大小无关，所以从水晶柱上切削下来的粉末也是晶体，故B错误。 3．下列说法错误的是(　　) A．只含分子的晶体一定是分子晶体 B．碘晶体升华时破坏了共价键 C．几乎所有的酸都属于分子晶体 D．稀有气体中只含原子，但稀有气体的晶体属于分子晶体 答案　B 解析　分子晶体是分子通过相邻分子间的作用力形成的，只含分子的晶体一定是分子晶体，故A正确；碘晶体属于分子晶体，升华时破坏了分子间作用力，故B错误；几乎所有的酸都是由分子构成的，故几乎所有的酸都属于分子晶体，故C正确；稀有气体是由原子直接构成的，只含原子，故稀有气体的晶体属于分子晶体，故D正确。 4．(2023·镇江高三检测)如图是金属晶体内部的电子气理论示意图。电子气理论可以用来解释金属的性质，其中正确的是(　　) 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．金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属中各原子层间会出现相对滑动，但自由电子可以起到润滑剂的作用，使金属不会断裂 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 答案　C 解析　金属能导电是因为自由电子在外加电场作用下定向移动，A错误；自由电子在热的作用下与金属阳离子发生碰撞，实现热的传导，B错误；合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，相当于填补了金属阳离子之间的空隙，所以一般情况下合金的延展性比纯金属弱，硬度比纯金属大，D错误。 5．(2022·山东，5)AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N—Al键、N—Ga键。下列说法错误的是(　　) A．GaN的熔点高于AlN B．晶体中所有化学键均为极性键 C．晶体中所有原子均采取sp3杂化 D．晶体中所有原子的配位数均相同 答案　A 解析　Al和Ga均为ⅢA族元素，N属于ⅤA族元素，AlN、GaN的成键结构与金刚石相似，则其均为共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga，N—Al键的键长小于N—Ga键的键长，则N—Al键的键能较大，故GaN的熔点低于AlN，A说法错误；不同元素的原子之间形成的共价键为极性键，B说法正确；金刚石中每个C原子形成4个共价键(即C原子的价层电子对数为4)，无孤电子对，故C原子均采取sp3杂化，C原子的配位数是4，由于AlN、GaN与金刚石结构相似，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，所有原子的配位数也均为4，C、D说法正确。 6．根据下表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是(　　) AlCl3 SiCl4 晶体硼 金刚石 晶体硅 熔点/℃ 190 －68 2 300 ＞3 550 1 415 沸点/℃ 178 57 2 550 4 827 2 355 A.SiCl4是分子晶体 B．晶体硼是共价晶体 C．AlCl3是分子晶体，加热能升华 D．金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键弱 答案　D 解析　SiCl4、AlCl3的熔、沸点低，都是分子晶体，AlCl3的沸点低于其熔点，即在低于熔化的温度下就能气化，故AlCl3加热能升华，A、C正确；晶体硼的熔、沸点很高，所以晶体硼是共价晶体，B正确；由金刚石与晶体硅的熔、沸点相对高低可知，金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键强，D错误。 7．(2023·南京模拟)观察下列模型，判断下列说法错误的是(　　) 金刚石 碳化硅 二氧化硅 石墨烯 C60 A.原子数相同的金刚石和碳化硅，共价键个数之比为1∶2 B．SiO2晶体中Si和Si—O键个数比为1∶4 C．石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1 D．C60晶体堆积属于分子密堆积 答案　A 解析　金刚石和碳化硅都是共价晶体，在晶体中每个C原子或Si原子与相邻的4个原子形成共价键，每个共价键为2个原子所共有，因此若晶体中含有1 mol原子，则物质含有共价键的数目是2NA，故原子数相同的金刚石和碳化硅共价键个数之比为1∶1，A错误；在SiO2晶体中，每个Si原子与相邻的4个O原子形成Si—O键，故Si原子与Si—O键个数比为1∶4，B正确；在石墨烯中，每个C原子为相邻的3个六元环所共有，则在六元环中含有的C原子数为6×＝2，因此石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1，C正确；C60 分子之间只有范德华力，所以晶体是分子密堆积，D正确。 8．PCl5晶体的晶胞结构如图。下列说法正确的是(　　) A．该晶体为分子晶体 B．晶胞体心上微粒为PCl4 C．晶胞顶点上微粒的空间结构为正八面体形 D．存在的化学键类型仅有极性共价键 答案　C 9．五羰基铁[Fe(CO)5]是一种具有三角双锥结构的黄色黏稠状液体，结构如图所示，已知其熔点为－20 ℃，沸点为103 ℃。下列推测不合理的是(　　) A．属于分子晶体 B．不溶于水，易溶于苯 C．隔绝空气受热分解生成Fe和CO D．每个Fe(CO)5粒子中含20个σ键 答案　D 解析　五羰基铁[Fe(CO)5]是一种具有三角双锥结构的非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中，故B正确；五羰基铁不稳定，在隔绝空气条件下受热分解，生成铁和一氧化碳，故C正确；分子中铁和碳原子形成5个σ键，每个碳氧三键中含一个σ键，则每个Fe(CO)5粒子中含10个σ键，故D错误。 10.某物质的晶体中含有A、B、C三种元素，其排列方式如图所示(其中前后两面面心中的B元素的原子未能画出)。则晶体中A、B、C的原子个数比为(　　) A．1∶3∶1 B．2∶3∶1 C．2∶2∶1 D．1∶3∶3 答案　A 解析　A：8×＝1，B：6×＝3，C：1。 11．铁有δ、γ、α三种晶体结构，以下依次是δ、γ、α三种晶体的晶胞在不同温度下转化的示意图。下列有关说法不正确的是(　　) A．每个δ-Fe晶胞中有2个铁原子 B．γ-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有12个 C．每个γ-Fe晶胞中含有14个铁原子 D．将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型不相同 答案　C 解析　根据切割法，一个δ-Fe晶胞中含有铁原子个数为×8＋1＝2，A正确；γ-Fe位于顶角的Fe原子，被晶胞的三个平面共有，每个平面上有四个铁原子与顶角处铁原子距离最短，则共有3×4＝12个，B正确；根据切割法，一个γ-Fe晶胞含有铁原子个数为×8＋×6＝4，C错误；依据得到晶体的条件可知，在急速冷却时(立即降温到912 ℃)得到α-Fe，缓慢冷却时(缓慢冷却到1 394 ℃)得到γ-Fe，两种晶体类型不同，D正确。 12．铅磷青铜具有很高的耐腐蚀性和耐磨性，常用于制作耐磨零件和滑动轴承。如图为铅磷青铜的一种晶胞结构，已知A点原子的分数坐标为(0,0,0)，B点原子的分数坐标为(1,1,0)。下列说法不正确的是(　　) A．该晶胞的化学式为PbCu3P B．C点原子的分数坐标为(0.5,0.5,1) C．晶胞中，Pb位于第六周期ⅣA族，Cu属于ⅠB族位于d区 D．晶体中基态磷原子的核外电子共有9种空间运动状态 答案　C 解析　由晶胞图可知，1个晶胞中含有1个P，含有Cu的个数为6×＝3，含有Pb的个数为8×＝1，故该晶胞的化学式为PbCu3P，A正确；已知A点原子的分数坐标为(0,0,0)，B点原子的分数坐标为(1,1,0)，结合晶胞图可知C点原子的分数坐标为(0.5,0.5,1)，B正确；Cu是29号元素，其外围层电子排布式为3d104s1，属于ⅠB族位于ds区，C错误；P是15号元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，故P原子核外占据9个不同的原子轨道，即晶体中基态磷原子的核外电子共有9种空间运动状态，D正确。 13．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)图1所示的NaCl晶胞中含14个Na＋(　　) (2)图2所示的KCl晶胞中，距离K＋最近的Cl－有6个(　　) (3)图3所示晶胞中，距离I－最近的Ag＋有4个(　　) (4)图4所示的银的晶胞中，Ag的配位数为8(　　) (5)图5所示的Na2S晶胞中，每个Na＋周围距离最近的S2－有8个(　　) (6)图6所示的BiOCl晶胞中，与O2－距离最近的Bi3＋有2个(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)× 解析　(1)Na＋的个数为8×＋6×＝4。(2)K＋、Cl－的配位数均为6。(3)Ag＋、I－的配位数均为4。(4)Ag的配位数为12。(5)白球为Na＋，每个Na＋周围距离最近且相等的S2－有4个。(6)与O2－距离最近且相等的Bi3＋有4个。 14．(1)CeO2的晶胞如图1所示，Ce原子周围距离最近且相等的O原子个数为__________。 (2)把粉碎的软锰矿粉与BaS溶液反应生成一种锰的氧化物，其晶胞结构如图2所示，该氧化物的化学式为________________。 (3)氮化铝在电子工业上有广泛应用，其晶胞如图3所示。N原子所在空隙的类型是______________(填“正四面体”“正八面体”或“立方体”)空隙。 (4)铁和氮组成一种过渡金属氮化物，其结构如图4所示。该化合物的化学式为____________。 答案　(1)8　(2)MnO　(3)正四面体　(4)Fe3N 学科网（北京）股份有限公司 $