(2)①3∶1 ②?
251??1×107
23??6.02×10×d?3
-30
3
3
4π×10NAρ?rGa+rAs?
(3)原子晶体 共价 ×100%
3?MGa+MAs?
8×737-3
解析 (1)1个晶胞含有8个锗原子,ρ=3×10 g·cm。
6.02×565.76
11
(2)①Cu原子位于面心,个数为6×=3,Ni原子位于顶点,个数为8×=1,铜原子
2864×3+59-3-
与镍原子的数量比为3∶1。②以该晶胞为研究对象,则 g=d g·cm×(a×10
NA
7
cm),解得a=
3
3
2517
×10。 236.02×10×d(3)根据晶胞结构示意图可以看出,As原子与Ga原子形成了空间网状结构的晶体,结1
合GaAs的熔点知GaAs是原子晶体。首先用均摊法计算出1个晶胞中含有As原子的个数:8×
81
+6×=4,再通过观察可知1个晶胞中含有4个Ga原子。4个As原子和4个Ga原子的总
244-303-3033
体积V1=4×( π×10×rAs+π×10×rGa ) cm;1个晶胞的质量为4个As原子和4个
33Ga原子的质量之和,即?
?4MAs+4MGa? g,所以1个晶胞的体积V=4(M+M) cm3。最后由
2AsGa
NA?ρNA?NA?
2-
V1/V2即得结果。
3.[2015·高考题组](1)[全国卷Ⅱ]A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A
+
和B具有相同的电子构型;C、D为同周期元素,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
A和B能够形成化合物F,其晶胞结构如下图所示,晶胞参数a=0.566 nm,F的化学式为________;晶胞中A原子的配位数为________;列式计算晶体F的密度______________________________
__________________________________________________________。
(2)[四川高考]X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和R属同族元素;Z和U位于第ⅦA族;X和Z可形成化合物XZ4;Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等;T的一种单质在空气中能够自燃。
X所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是____________(填化学
21
式);Z和U的氢化物中沸点较高的是____________(填化学式);Q、R、U的单质形成的晶体,熔点由高到低的排列顺序是____________(填化学式)。
答案 (1)Na2O 8
4×62 g·mol-3
-7323-1≈2.27 g·cm
?0.566×10 cm?×6.02×10 mol(2)HNO3 HF Si、Mg、Cl2
解析 (1)C的核外电子总数是最外层电子数的3倍,则C可能是Li或P,但是A、B、C、D原子序数依次增大,且B存在离子形式,所以C应为P,D的最外层只有一个未成对电子,且C、D同周期,所以D为Cl。A和B的电子层结构相同,则A为O,B为Na。由晶11
胞图知,小球有8个,大球有8×+6×=4,所以化学式为Na2O。小球为Na,大球为O。
82A为O,由晶胞结构知,面心上的1个O连有4个Na,在相邻的另一个晶胞中,O也连有4
2-
+
-1
m4×62 g·mol-1
个Na,故O的配位数为8。1个晶胞中含有4个Na2O,根据密度公式有:ρ==
VNA·a3
=
4×62 g·mol-3
23-1-73≈2.27 g·cm。
6.02×10 mol×?0.566×10 cm?
(2)根据题目信息可推知X、Z、Q、R、T、U分别为C、F、Mg、Si、P、Cl。X位于第二周期,该周期元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是HNO3;HF分子间存在氢键,所以HF的沸点高于HCl的;Mg为金属晶体,Si单质为原子晶体,Cl2为分子晶体,故熔点Si>Mg>Cl2。
时间:45分钟
一、选择题(每题6分,共54分) 1.关于晶体的叙述中,正确的是( )
A.原子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高 B.分子晶体中,分子间的作用力越大,该分子越稳定 C.分子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高
D.某晶体溶于水后,可电离出自由移动的离子,该晶体一定是离子晶体 答案 A
解析 B项,分子的稳定性取决于分子内部共价键的强弱,与分子间作用力无关;C项,分子晶体熔、沸点的高低,取决于分子间作用力的大小;D项,也可能是分子晶体,如HCl。
2.[2017·宜昌模拟]下列说法正确的是( )
满分:100分
-1
22
A.钛和钾都采取图1的堆积方式
B.图2为金属原子在二维空间里的非密置层放置,此方式在三维空间里堆积,仅得简单立方堆积
C.图3是干冰晶体的晶胞,晶胞棱长为a cm,则在每个CO2周围最近且等距离的CO2
有8个
D.图4是一种金属晶体的晶胞,它是金属原子在三维空间以密置层采取ABCABC…堆积的结果
答案 D
解析 图1表示的堆积方式为六方最密堆积,K采用体心立方堆积,A错误;B在二维空间里的非密置层放置,在三维空间得到体心立方堆积,B错误;干冰晶体的晶胞属于面心立方晶胞,配位数为12,即每个CO2周围距离相等的CO2分子有12个,C错误;该晶胞类型为面心立方,金属原子在三维空间里密置层采取ABCABC堆积,D正确。
3.下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是( ) A.熔点:NaF>MgF2>AlF3 B.晶格能:NaF>NaCl>NaBr
C.阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2 D.硬度:MgO>CaO>BaO 答案 A
解析 由于r(Na)>r(Mg)>r(Al),且Na、Mg、Al所带电荷依次增大,所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强,晶格能依次增大,故熔点依次升高。r(F) 4.某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。A为阴离子,在正方体内,B为阳离子,分别在顶点和面心,则该晶体的化学式为( ) 2+ 2+ 2+ - - - + 2+ 3+ + 2+ 3+ A.B2A C.B7A4 答案 B 解析 A在正方体内,晶胞中的8个A离子完全被这1个晶胞占有,B分别在顶点和面11 心,顶点上的离子被1个晶胞占有,面心上的离子被1个晶胞占有,所以1个晶胞实际占 82 B.BA2 D.B4A7 23 11 有的B离子为8×+6×=4,则该晶体的化学式为BA2。 82 5.高温下,超氧化钾晶体(KO2)呈立方体结构。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列有关说法正确的是( ) A.与K最近且距离相等的K有6个 B.超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有1个K和1个O2 C.晶体中与每个K距离最近的O2有6个 D.晶体中,所有原子之间都以离子键相结合 答案 C 解析 根据题给信息,超氧化钾晶体是面心立方晶体,超氧化钾晶体(KO2)是离子化合物,阴、阳离子分别为O2、K,晶体中K与O2间形成离子键,O2中O—O键为共价键。作111+- 为面心立方晶体,每个晶胞中含有K:8×+6×=4(个),O2:1+12×=4(个),晶胞 824中与每个K最近且距离相等的O2有6个,最近且距离相等的K有12个。 6.某晶体的一部分如图所示,这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是( ) + - + - + + - - + - + - + + A.3∶9∶4 C.2∶9∶4 答案 B B.1∶4∶2 D.3∶8∶4 1111 解析 A粒子数为6×=;B粒子数为6×+3×=2;C粒子数为1;故A、B、C 12246粒子数之比为1∶4∶2。 7.下列各组晶体物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是( ) ①SiO2与SO3 ②C3N4(硬度大,熔点高)与SiC ③CO2与SO2 ④晶体氖与晶体氮 24
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