1、【 精品教育资源文库 】 课时分层训练 (四十 ) 物质的聚集状态与物质性质 (建议用时： 45 分钟 ) A 级 基础达标 1 (1)SiC 的晶体结构与晶体硅的相似，其中 C 原子的杂化方式为 _，微粒间存在的作用力是 _。 SiC 晶体和晶体 Si 的熔、沸点高低顺序是 _。 (2)氧化物 MO 的电子总数与 SiC 的相等，则 M 为 _(填元素符号 )。 MO 是优良的耐高温材料，其晶体结构与 NaCl 晶体相似。 MO 的熔点比 CaO 的高，其原因是_ _。 (3)C、 Si 为同一主族的元素， CO2和 SiO2的化学式相似，但结构和性质有很大的不同。CO2中 C 与 O 原
2、子间形成 ? 键和 键， SiO2中 Si 与 O 原子间不形成上述 键。从原子半径大小的角度分析，为何 C、 O 原子间能形成上述 键，而 Si、 O 原子间不能形成上述 键： _ _， SiO2 属于 _晶体， CO2 属于 _晶体，所以熔点 CO2_SiO2(填“ ”“ ” 或 “ ”) 。 (4)金刚石、晶体硅、二氧化硅、 MgO、 CO2、 Mg 六种晶体的构成微粒分别是_， 熔化时克服的微粒间的作用力分别是 _ _。 【解析】 (1)晶体硅中一个硅原子周围与 4 个硅原子相连，呈正四面体结构，所以 C原子杂化方式是 sp3，因为 Si C 的键长小于 Si Si，所以熔点碳化硅晶体
3、硅。 (2)SiC 电子总数是 20 个，则该氧化物为 MgO；晶格能与所构成离子所带电荷成正比，与离子半径成反比， MgO 与 CaO 的离子电荷数相同， Mg2 半径比 Ca2 小， MgO 晶格能大，熔点高。 (3)Si 的原子半径较大， Si、 O 原子间 距离较大， pp 轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的 键， SiO2为原子晶体， CO2为分子晶体，所以熔点 SiO2 CO2。 (4)金刚石、晶体硅、二氧化硅均为原子晶体，构成微粒为原子，熔化时破坏共价键；Mg 为金属晶体，由金属阳离子和自由电子构成，熔化时克服金属键； CO2为分子晶体，由分子构成， CO2分子间以分子间
4、作用力结合； MgO 为离子晶体，由 Mg2 和 O2 构成，熔化时破坏【 精品教育资源文库 】 离子键。 【答案】 (1)sp3 共价键 SiC Si (2)Mg Mg2 半径比 Ca2 小， MgO 晶格能大 (3)Si 的原子半 径较大， Si、 O 原子间距离较大， pp 轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的 键 原子 分子 (4)原子、原子、原子、阴阳离子、分子、金属阳离子与自由电子 共价键、共价键、共价键、离子键、分子间作用力、金属键 2 (1)氮化铝是一种新型无机非金属材料，具有耐高温、耐磨等特性，空间结构如图 1所示。铝的配位数为 _。氮化铝的晶体类型是 _。 图 1
5、(2)N 和 Cu 形成的化合物的晶胞结构如图 2 所示，则该化合物的化学式为 _。该化合物的相对分子质量为 M， NA为阿伏加德罗 常数。若该晶胞的边长为 a pm，则该晶体的密度是 _gcm 3。 图 2 (3)F 元素基态原子 M 层上有 5 对成对电子， F 形成的单质有 、 、 三种结构，三种晶胞 (分别如下图 3 所示 )中 F 原子的配位数之比为 _， 、 、 三种晶胞的边长之比为 _。 图 3 【解析】 (1)由氮化铝的空间结构知， 1 个铝连接 4 个氮，铝的配位数为 4；根据氮化铝具有耐高温、耐磨等特性，推知它属于原子晶体。 (2)根据均摊法，每个晶胞平均含有 Cu原子数为
6、 121/4 3， N 原子数为 81/8 1，故 其化学式为 Cu3N。根据密度的定义式： m/V Ma3NA10 30 gcm 3。 (3)三种晶胞分别为体心立方 (配位数为 8)，面心立方 (配位数【 精品教育资源文库 】 为 12)，简单立方 (配位数为 6)，则配位数之比为 463 。由半径表示边长，则体心立方4r 3a1，面心立方 4r 2a2，简单立方 2r a3，故边长之比为 2 22 3 6。 【答案】 (1)4 原子晶体 (2)Cu3N Ma3NA10 30 (3)463 2 22 3 6 3 (2018 石家庄模拟 )现有某第 4 周期过渡金属元素 A，其基态原子排布中
7、有四个未成对电子，由此元素可构成固体 X。 【导学号： 95160415】 (1)区分固体 X 为晶体或非晶体的方法为 _。若此固体结构如图甲、乙所示，则按甲虚线方向切乙得到的 A D 图中正确的是 _。 甲 乙 A B C D (2)A 可与 CO 反应生成 A(CO)5，常压下熔点为 20.3 ，沸点为 103.6 ，试推测：该晶体类型是 _。 (3)A 可与另两种元素 B、 C 构成某种化合物， B、 C 的外围电子排布分别为 3d104s1、 3s23p4，其晶胞如图所示，则其化学式为 _。该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，根据图中所示的数据列式计算该晶体的密度 d _ gcm
8、3。 (保留两位小数 ) 【解析】 (1)根据题干信息可知元素 A 为 Fe。甲中 Fe 位于顶点和体心，乙由 8 个甲组成，按甲虚线方向切乙 形成的截面是长方形，则排除 B、 D，由于甲的体心含有 1 个 Fe 原子，则 A 图符合题意。 (3)根据 B、 C 的外围电子排布式分别为 3d104s1、 3s23p4可判断 B 为 Cu、C 为 S。该晶胞中， Fe 原子有 6 个位于面上、 4 个位于棱上，个数为 4 14 6 12 4， Cu 原子有 4 个位于面上、 1 个位于体内、 8 个位于顶点，个数为 8 18 4 12 1 4， S 原子数为8。晶体中 N(Cu) N(Fe) N
9、(S) 448 112 ，故该晶体的化学式为 CuFeS2。晶胞质【 精品教育资源文库 】 量 56 146.0210 23 mol 1 ，晶胞体积 (52410 10cm)21 03010 10 cm，故该晶体的密度 d 56 146.0210 23 mol 1 10 21 03010 10 cm4.32 gcm 3。 【答案】 (1)X射线衍射 A (2)分子晶体 (3)CuFeS2 56 322 146.0210 23 mol 1 10 21 03010 10 cm4.32 4.(1) 科学家把 C60和 K 掺杂在一起制造了一种富勒烯与钾的化合物，该物质在低温时是一种超导体，其晶胞如
10、图所示，该物质中 K原子和 C60分子的个数比为 _。 【导学号： 95160415】 继 C60后，科学家又合成了 Si60、 N60。请解释如下现象：熔点 Si60N60C60，而破坏分子所需要的能量 N60C60Si60，其原因是 _ _ _。 (2)铜晶体为面心立方最密堆积，铜的原子半径为 127.8 pm，列式计算晶体铜的密度_。 (3)A 是周期表中电负性最 大的元素， A 与钙可组成离子化合物，其晶胞结构如图所示，该化合物的电子式是 _。已知该化合物晶胞 1/8 的体积为 2.010 23 cm3，求 该 离 子 化 合 物 的 密 度 ， 请 列 式 并 计 算 ( 结 果 保
11、 留 一 位 小 数 ) ：_。 【解析】 (1)K 处于晶胞表面： 12 12 6， C60处于晶胞顶点和体心： 8 18 1 2。故 K 原子和 C60分子的个数比为 62 31 。 熔点与分子间作用力大小有关，而破 坏分子则是破坏分子内的共价键。 (2)晶胞边长 2 2r(Cu)，晶胞含有 Cu 的个数 为 4， M(Cu) 64 gmol 1， 644NA 2127.810 10 3 gcm 39.0 gcm 3。 (3)A 为 F，与 Ca 形成 CaF2，电子式为 F Ca2 F ， 【 精品教育资源文库 】 19 12402.010 236.0210 23 gcm 33.2 g
12、cm 3。 【答案】 (1)31 结构相似的分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力 (或范德华力 )越强，熔化所需的能量越多，故熔点： Si60N60C60；而破坏分子需断开化学键，元素电负性越强其形成的化学键越稳定，断键时所需能量越多，故破坏分子需要的能量大小顺序为 N60C60Si60 (2) 464NA 2127.810 10 3 gcm 39.0 gcm 3 12 12.010 23 cm36.0210 23 mol 13.2 gcm 3 B 级 能力提升 5 (1) 比较下列卤化锡的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_。 SnCl4 SnBr4 SnI4 熔点 / 33 31 144
13、.5 沸点 / 114.1 202 364 (2)灰锡具有金刚石型结构，其中 Sn 原子的杂化方式为 _，微粒之间存在的作用力是 _。 (3) 原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，如图为灰锡的晶胞，其中原子坐标参数 A 为 (0,0,0)、 B 为 ? ?12， 0， 12 ，则 D 为 ? ?14， ， 。锡的配位数为_。 已知灰锡的晶胞参数 a 0.648 9 nm，其密度为 _ gcm 3(NA为 6.0210 23 mol 1，不必 算出结果，写出简化后的计算式即可 )。 【 精品教育资源文库 】 【解析】 (1)锡元素的卤化物都为分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合。对于组成类型相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高。由于相对分子质量： SnCl4SnBr4SnI4，所以它们的熔、沸点由低到高的顺序： SnCl4SnBr4SnI4。 (2)灰锡具有金刚
