PAGE8-物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì)(建議用時：40分鐘)1．下列有關(guān)說法不正確的是()圖1圖2圖3圖4A．四水合銅離子的模型如圖1所示，1個水合銅離子中有4個配位鍵B．CaF2晶體的晶胞如圖2所示，每個CaF2晶胞平均占有4個Ca2＋C．H原子的電子云圖如圖3所示，H原子核外大多數(shù)電子在原子核旁邊運動D．金屬Cu中Cu原子積累模型如圖4所示，為最密積累，每個Cu原子的配位數(shù)均為12C[A項，四水合銅離子中銅離子的配位數(shù)為4，配體是水，水中的氧原子供應(yīng)孤對電子與銅離子形成配位鍵，正確；B項，依據(jù)均攤法可知，在CaF2晶體的晶胞中，每個CaF2晶胞平均占有Ca2＋個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，正確；C項，電子云密度表示電子在某一區(qū)域出現(xiàn)的機會的多少，H原子最外層只有一個電子，所以不存在大多數(shù)電子，只能說H原子的一個電子在原子核旁邊出現(xiàn)的機會較多，錯誤；D項，在金屬晶體的最密積累中，對于每個原子來說，其四周的原子有同一層上的六個原子和上一層的三個及下一層的三個，故每個原子四周都有12個原子與之相連，正確。]2．CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)(如圖所示)與NaCl晶體的晶胞結(jié)構(gòu)相像，但CaC2晶體中由于Ceq\o\al(2－,2)的存在，使晶胞沿一個方向拉長。下列關(guān)于CaC2晶體的描述錯誤的是()A．CaC2晶體的熔點較高、硬度也較大B．和Ca2＋距離相等且最近的Ceq\o\al(2－,2)構(gòu)成的多面體是正六面體C．和Ca2＋距離相等且最近的Ca2＋有4個D．如圖所示的結(jié)構(gòu)中共含有4個Ca2＋和4個Ceq\o\al(2－,2)B[據(jù)CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)可知其屬于離子晶體，故熔點較高、硬度較大，A項正確；由于晶胞沿一個方向拉長，故和Ca2＋距離相等且最近的Ceq\o\al(2－,2)只有4個，且在同一平面上(與拉長方向垂直的面)，構(gòu)成的是正方形，B項錯誤；和Ca2＋距離相等且最近的Ca2＋只有4個，且也在同一平面上(與拉長方向垂直的面)，C項正確；依據(jù)“均攤法”可知，該晶胞Ca2＋的個數(shù)為12×eq\f(1,4)＋1＝4，Ceq\o\al(2－,2)的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，D項正確。]3．有關(guān)晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法中錯誤的是()A．在NaCl晶胞中，距離Na＋最近且距離相等的Cl－形成正八面體B．在CaF2晶胞中有4個F－C．該氣態(tài)團簇分子的分子式為E4F4或F4ED．As4分子中成鍵電子對與孤對電子的數(shù)目之比為3∶2B[位于面心處的Na＋與其所在面上的4個Cl－、體心處的Cl－距離最近且相等，相鄰晶胞中的體心處也有1個距離Na＋最近且相等的Cl－，該6個Cl－形成正八面體，A正確；CaF2晶胞中，有8個F－位于晶胞內(nèi)部，完全屬于該晶胞，B錯誤；每個晶胞中含有4個E和4個F，所以該氣態(tài)團簇分子的分子式為E4F4或F4E4，C正確；由題圖可知，As4分子中有6個共價鍵，而每個As有1對孤對電子，則成鍵電子對與孤對電子的數(shù)目之比為6∶4＝3∶4．下表中是幾種物質(zhì)的熔點：物質(zhì)Na2ONaClAlF3AlCl3熔點/℃9208011291190物質(zhì)BCl3Al2O3SiO2CO2熔點/℃－10720731723－57據(jù)此做出的下列推斷中錯誤的是()A．鋁的化合物的晶體中有的是離子晶體B．表中只有BCl3、干冰是分子晶體C．同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體D．不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體B[AlCl3、BCl3、干冰均為分子晶體，B錯誤。]5．(2024·福州模擬)元素X的某價態(tài)離子Xn＋中全部電子正好充溢K、L、M三個電子層，它與N3－形成晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯誤的是()A．X元素的原子序數(shù)是19B．該晶體中陽離子與陰離子個數(shù)比為3∶1C．Xn＋中n＝1D．晶體中每個Xn＋四周有2個等距離且最近的N3－A[從“元素X的某價態(tài)離子Xn＋中全部電子正好充溢K、L、M三個電子層”可以看出，Xn＋共有28個電子，A項錯誤；圖中Xn＋位于每條棱的中點，一個晶胞擁有的Xn＋個數(shù)為12×eq\f(1,4)＝3，N3－位于頂點，一個晶胞擁有N3－的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，B項正確；由于該物質(zhì)的化學(xué)式為X3N，故X顯＋1價，C項正確；D項正確。]6．(1)MnO的熔點(1650℃)比MnS的熔點(1610℃)高，它們都屬于________晶體。前者熔點較高的緣由是_____________________________________________________________________________________________________________。(2)SiCl4和SnCl4通常均為液體。①Si、Sn、Cl三種元素電負性由小到大的依次為________(用元素符號表示)。②SiCl4的空間構(gòu)型為________。③SiCl4的熔點低于SnCl4的緣由為____________________________________________________________________________________________________。(3)晶格能不行以用試驗的方法干脆測得，但是可以依據(jù)“蓋斯定律”間接計算。NaCl是離子晶體，其形成過程中的能量改變?nèi)鐖D所示：由圖可知，Na原子的第一電離能為________kJ·mol－1，NaCl的晶格能為________kJ·mol－1。(4)COONa中C原子的雜化方式為________，其熔點比NaF________(填“高”或“低”)。(5)銅、銀、金的晶體結(jié)構(gòu)均為面心立方最密積累。①下列不屬于晶體的共同性質(zhì)的是________(填選項字母)，推斷晶體和非晶體最牢靠的方法是________。A．自范性 B．透亮C．固定的熔點 D．各向異性E．熱塑性②已知金的相對原子質(zhì)量為197，常溫常壓下密度為ρg·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則金原子的半徑為________cm(用含ρ、NA的代數(shù)式表示)。[解析](3)由圖可知，Na(g)失去一個電子得到Na＋(g)所需的能量為496kJ·mol－1，因此Na原子的第一電離能為496kJ·mol－1。依據(jù)蓋斯定律可知，NaCl的晶格能為411kJ·mol－1＋108kJ·mol－1＋121kJ·mol－1＋496kJ·mol－1－349kJ·mol－1＝787kJ·mol－1。(4)離子半徑越大，晶格能越小，熔點越低，COO－的半徑比F－的半徑大，因此其熔點低于NaF。(5)②金的晶胞為面心立方最密積累，一個晶胞中含有4個金原子，所以晶胞的體積為eq\f(4×197,ρNA)cm3，邊長為eq\r(3,\f(4×197,ρNA))cm；面對角線長度等于4倍的原子半徑，所以原子半徑為eq\f(\r(2),4)eq\r(3,\f(4×197,ρNA))cm。[答案](1)離子O2－半徑小于S2－半徑，MnO的晶格能較大(2)①Sn<Si<Cl②正四面體形③二者均為分子晶體，組成與結(jié)構(gòu)相像，SiCl4的相對分子質(zhì)量小于SnCl4，分子間作用力弱于SnCl4，熔點低于SnCl4(3)496787(4)sp2低(5)①BEX射線衍射試驗②eq\f(\r(2),4)eq\r(3,\f(4×197,ρNA))7．(1)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立體結(jié)構(gòu)，邊長為a＝0.446nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為________nm，與K緊鄰的O個數(shù)為________。(2)在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于________位置，O處于________位置。[解析](1)K與O間的最短距離為eq\f(\r(2),2)a＝eq\f(\r(2),2)×0.446nm≈0.315nm；由于K、O分別位于晶胞的頂角和面心，所以與K緊鄰的O原子為12個。(2)依據(jù)KIO3的化學(xué)式及晶胞結(jié)構(gòu)可畫出KIO3的另一種晶胞結(jié)構(gòu)，如右圖，可看出K處于體心，O處于棱心。[答案](1)0.31512(2)體心棱心8．(1)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為69pm和78pm，則熔點NiO________FeO(填“<”或“>”)，推斷依據(jù)是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)某氮化鐵的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：①原子坐標(biāo)參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。如圖晶胞中，原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0)；B為(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))；C為(0,1,1)。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為________。②若該晶體的密度是ρg·cm－3，則晶胞中兩個最近的Fe的核間距為________cm(用含ρ的代數(shù)式表示，不必化簡)。[解析](1)NiO、FeO都是離子晶體，氧離子半徑相同，Ni2＋半徑比Fe2＋小，半徑越小離子晶體的晶格能越大，晶格能越大熔點越高，故熔點：NiO>FeO。(2)①D位于該晶胞側(cè)面的面心，可知其坐標(biāo)參數(shù)為(1，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))。②該晶胞中Fe的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，N的個數(shù)為1。設(shè)兩個最近的Fe核間距為xcm，晶胞的邊長為acm，則eq\r(2)a＝2x，故a＝eq\r(2)x。則ρg·cm－3×(eq\r(2)xcm)3＝eq\f(56×4＋14,NA)g，x＝eq\f(\r(2),2)eq\r(3,\f(238,ρNA))。[答案](1)>NiO、FeO都是離子晶體，氧離子半徑相同，Ni2＋半徑比Fe2＋小，半徑越小離子晶體的晶格能越大，晶格能越大熔點越高(2)①(1，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))②eq\f(\r(2),2)eq\r(3,\f(238,ρNA))9．(1)(2024·全國卷Ⅱ，節(jié)選)硫及其化合物有很多用途，相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示：H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔點/℃－85.5115.2>600(分解)－75.516.810.3沸點/℃－60.3444.6－10.045.0337.0回答下列問題：①圖(a)為S8的結(jié)構(gòu)，其熔點和沸點要比二氧化硫的熔點和沸點高很多，主要緣由為________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。圖(a)圖(c)②FeS2晶體的晶胞如圖(c)所示。晶胞邊長為anm，F(xiàn)eS2相對式量為M、阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，其晶體密度的計算表達式為________g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于Seq\o\al(2－,2)所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長為________nm。(2)(2024·全國卷Ⅲ，節(jié)選)金屬Zn晶體中的原子積累方式如圖所示，這種積累方式稱為________。六棱柱底邊邊長為acm，高為ccm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，Zn的密度為_______g·cm－3(列出計算式)。[解析](1)①S8和SO2均為分子晶體，分子間存在的作用力均為范德華力，S8的相對分子質(zhì)量大，分子間范德華力強，故熔點和沸點高。②該晶胞結(jié)構(gòu)中Fe2＋位于棱上和體心，個數(shù)為12×eq\f(1,4)＋1＝4，Seq\o\al(2－,2)位于頂點和面心，個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，故晶體密度為eq\f(M,NA)×4g÷(a×10－7cm)3＝eq\f(4M,NAa3)×1021g·cm－3。依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，Seq\o\al(2－,2)所形成的正八面體的邊長為該晶胞中相鄰面的面心之間的連線之長，即為晶胞邊長的eq\f(\r(2),2)，故該正八面體的邊長為eq\f(\r(2),2)anm。(2)題圖中原子的積累方式為六方最密積累。六棱柱底部正六邊形的面積為6×eq\f(\r(3),4)a2cm2，六棱柱的體積為6×eq\f(\r(3),4)a2ccm3，該晶胞中鋅原子個數(shù)為12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＋3＝6，已知Zn的相對原子質(zhì)量為65，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Zn的密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(65×6,NA×6×\f(\r(3),4)a2c)g·cm－3。[答案](1)①二者均為分子晶體，S8相對分子質(zhì)量大，分子間范德華力強②eq\f(4M,NAa3)×1021eq\f(\r(2),2)a(2)六方最密積累(A3型)eq\f(65×6,NA×6×\f(\r(3),4)×a2c)10．NiO的立方晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，則O2－填入Ni2＋構(gòu)成的________空隙(填“正四面體”“正八面體”“立方體”或“壓扁八面體”)。NiO晶體的密度為ρg·cm－3，Ni2＋和O2－的半徑分別為r1pm和r2pm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則該晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為________。[解析]依據(jù)NiO的立方晶體結(jié)構(gòu)知，O2－四周等距離最近的Ni2＋有6個，6個Ni2＋構(gòu)成正八面體，O2－填入Ni2＋構(gòu)成的正八面體空隙。用“均攤法”，晶胞中含Ni2＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，含O2－：12×eq\f(1,4)＋1＝4；晶胞中原子的體積為4×eq\f(4,3)π(r1×10－10cm)3＋4×eq\f(4,3)π(r2×10－10cm)3＝4×eq\f(4,3)π(req\o\al(3,1)＋req\o\al(3,2))×10－30cm3；1mol晶體的質(zhì)量為75g，1mol晶體的體積為eq\f(75,ρ)cm3，晶胞的體積為4×eq\f(75,ρNA)cm3；該晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為4×eq\f(4,3)π(req\o\al(3,1)＋req\o\al(3,2))×10－30cm3÷(4×eq\f(75,ρNA)cm3)×100%＝eq\f(4ρNAπr\o\al(3,1)＋r\o\al(3,2)×10－30,225)×100%。[答案]正八面體eq\f(4ρNAπr\o\al(3,1)＋r\o\al(3,2)×10－30,225)×100%11．(1)硫氰酸鈷可用于毒品檢驗。其水合物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示(全部原子都不在晶胞的頂點或棱上)。圖1①晶體中微粒間作用力有________(填標(biāo)號)。A．金屬鍵B．氫鍵C．非極性鍵D．極性鍵E．配位鍵②晶體的化學(xué)式為________。③硫氰酸鈷晶體屬于正交晶系，晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm，α＝β＝γ＝90°。晶體的摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1。則晶體密度＝________g·cm－3(列計算式)。(2)砷化鎳激光在醫(yī)學(xué)上用于治療皮膚及粘膜創(chuàng)面的感染、潰瘍等，砷化鎳晶胞如圖2所示，該晶胞密度ρ為________g·cm－3(列式即可，不必化簡)。圖2[解析](1)①從晶胞結(jié)構(gòu)可以看出，硫氰酸鈷晶體是一種帶有結(jié)晶水的協(xié)作物，中心原子是Co2＋，SCN－和H2O是配體；H2O除了與Co2＋形成配位鍵以外，還有一部分H2O不做配體，只與作為配體的H2O之間以氫鍵結(jié)合；配體H2O、SCN－中都含有極性鍵，不含非極性鍵；金屬鍵通常只存在于金屬晶體中；②每個晶胞含有的Co2＋個數(shù)為2＋4×eq\f(1,2)＝4；SCN－全在晶胞內(nèi)，共8個，配體H2O全在晶胞內(nèi)的有8個，未做配體的H2O,2個在晶胞內(nèi)，4個在面上，平均每個晶胞含有這樣的水分子個數(shù)為4。由此得出Co2＋、SCN－、配體H2O、非配體H2O的個數(shù)比為1∶2∶2∶1，則化學(xué)式為Co(H2O)2(SCN)2·H2O或Co(SCN)2(H2O)2·H2O或Co(SCN)2·3H2O；③由上題分析可知，每個晶胞中含有4個Co(SCN)2·3H2O粒子集合體，每個粒子集合體的質(zhì)量為eq\f(M,NA)g，則晶胞的質(zhì)量為eq\f(