(3)
4．(1)碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成，其结构类型似于石墨晶体，每个碳原子通过________杂化与周围碳原子成键。多层碳纳米管的层与层之间靠________结合在一起。
(2)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn—Br键的键角________120°(填“>”“<”或“＝”)。
2
【解析】 (1)石墨晶体中碳原子采取sp杂化。石墨为层状结构，层与层之间靠范德华力相结合。 (2)SnBr2中Sn原子有一对孤电子对，孤电子对排斥两个Sn—Br键，使键角小于120°。
2
【答案】 sp 范德华力 <
晶体结构和性质
1．晶体结构：主要考查构成粒子间的作用；利用晶胞考查粒子的配位数，晶体的化学式及晶胞的相关计算。 2．晶体的性质：比较晶体的熔、沸点。
今后的高考试题中，将继续考查构成晶体的粒子间作用力、晶体熔、沸点比较及晶胞的有关计算这些高考热点，同时要对晶体所属晶胞的类型及晶胞的空间结构(如粒子的配位数)引起足够重视。
(1)(2012·浙江高考节选)熔点的高低：KCl________MgO(填“>”、“<”或“＝”) (2)(2012·福建高考节选)
①硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如右图所示，呈现这种变化关系的原因是________。
m－
②硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子X(含B、O、H三种元素)的球棍模型如右下图所示：
a．在X中，硼原子轨道的杂化类型有________；配位键存在于________原子之间(填原子的数字标号)；m＝________(填数字)。
＋m－
b．硼砂晶体由Na、X和H2O构成，它们之间存在的作用力有________(填序号)。 A．离子键 B．共价键 C．金属键 D．范德华力 E．氢键
－3
(3)(2011·山东高考节选)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为a g·cm，NA表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体
3
积为________cm。
＋2＋－2－
【解析】 (1)KCl和MgO均为离子晶体，离子晶体中晶格能越大，熔点越高。由于r(K)>r(Mg)、r(Cl)>r(O)，且MgO中阴、阳离子所带电荷分别比KCl中阴、阳离子所带电荷数多，故晶格能：MgO>KCl，熔点：MgO>KCl。
(2)①硅烷形成的晶体是分子晶体，相对分子质量越大，分子间范德华力越强，沸点越高。
2
②a.由球棍模型可以看出，大黑球为B原子，灰球为O原子，小黑球为H原子。2号B原子形成3个键，采取sp杂化，4号B原子形成4
33
个键，采取sp杂化；4号B原子三个sp杂化轨道与除5号O原子外的三个O原子形成σ键后还有一个空轨道，而5号O原子能提供孤电子对
m－
而形成配位键，由图示可以看出该结构可以表示为[B4H4O9]，其中B为＋3价，O为－2价，H为＋1价，可知m＝2。
＋m－
b．在晶体中Na与X之间为离子键，H2O分子间存在范德华力，而该阴离子能与水分子形成氢键。
m－
11
(3)一个NaCl晶胞中含有4个Na和4个Cl，可知一个CaO晶胞中含有4个Ca和4个O，所以1 mol CaO晶胞的质量为56×4 g，体
33
积为224/a cm，所以1个晶胞的体积为224/a÷NA cm。
【答案】 (1)<
(2)①硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强(或其他合理答案)
23
②sp、sp 4,5(或5,4) 2 ADE (3)224/aNA
＋－2＋2－
5．铜及其合金是人类最早使用的金属材料。 (1)金属铜采取下列哪种方式堆积？________。
(2)
赤铜矿的晶胞结构如图所示，则1个晶胞中含有________个O，铜的配位数为________。
1
【解析】 (1)晶体铜为面心立方堆积。(2)赤铜矿中O的个数为1＋8×＝2，铜的配位数为2。
8
【答案】 (1)C (2)2 2
6．(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________。
(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
【解析】 (1)在SiC晶体结构中，每个C原子与Si原子形成四个等同的C—Si键，故C原子采用sp杂化，微粒间作用力为共价键。
2＋2＋
(2)SiC电子总数为20，故从电子数为(20－8)＝12，即M为Mg；MgO、CaO均为离子晶体，r(Mg)
32＋2＋
【答案】 (1)sp 共价键 (2)Mg r(Mg) 7．(2013·南通高二质检)氮元素可形成卤化物、氮化物、叠氮化物及配合物等许多化合物。 (1)NF3的沸点为－129 ℃，则其分子为________分子(填“极性”或“非极性”)，其晶体类型为________。 ＋－ (2)叠氮酸(HN3)是一种弱酸，可部分电离出H和N3。 － ①与N3互为等电子体的分子、离子有______________(各举1例)。 2＋2＋3＋4－ ②叠氮化物、氰化物都能与Fe、Cu及Co等形成配合物，如：[Fe(CN)6]、[Co(N3)(NH3)5]SO4。铁的基态原子核外电子排布式为______________； － CN中C原子的杂化类型是________； 3＋ [Co(N3)(NH3)5]SO4中Co的配位数为________。 ③NaN3与KN3的结构类似，则NaN3的晶格能________(填“>”或“<”)KN3的晶格能。 － 【解析】 (1)NF3分子中N原子有1对孤电子对，分子构型为三角锥型，因此为极性分子，其沸点较低，为分子晶体。(2)与N3互为等电 －－－－ 子体的分子有N2O、CO2、CS2、BeCl2等，离子有SCN、OCN、CNO等。CN中C与N形成叁键，C原子为sp杂化。[Co(N3)(NH3)5]SO4中配位体为－＋＋ N3、NH3，配位数为6。Na的半径比K的半径小，因此NaN3的晶格能大于KN3的晶格能。 －－－ 【答案】 (1)极性 分子晶体 (2)①N2O、SCN(或CO2、CS2、BeCl2、OCN、CNO等) 226266262 ②1s2s2p3s3p3d4s或[Ar]3d4s sp杂化 6 ③> 12 选修 物质结构与性质 模块学习评价 (时间：90分钟 分值：100分) 一、选择题(本题包括18小题，每小题2分，共计36分) 1．以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是( ) 模块学习评价 【答案】 D 2．下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是( ) 【解析】 最低能量状态是指符合核外电子排布的轨道能量顺序且满足洪特规则的状态，因此，只有A项符合题意。 【答案】 A 3．元素周期表中能稳定存在且电负性相差最大的两种元素形成的化合物的化学式是( ) A．HI B．LiI C．CsF D．KI 【解析】 元素周期表中能稳定存在的电负性最大的元素是F，能稳定存在的电负性最小的元素是Cs，它们形成的化合物的化学式是CsF。 13 【答案】 C 4．下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是( ) A．金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅 B．HI>HBr>HCl>HF C．MgO>H2O>O2>N2 D．金刚石>生铁>纯铁>钠 【解析】 对于A选项，同属于原子晶体，而熔、沸点越高，共价键越强。显然对键能而言，晶体硅<碳化硅。B选项，同为组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔沸点越高。但HF分子间可形成氢键，所以HF最高。C选项，对于不同晶体，熔、沸点一般为原子晶体>离子晶体>分子晶体；水分子之间存在氢键。D选项，生铁为合金，熔点低于纯铁。 【答案】 C 5．下列说法中一定正确的是( ) A．固态时能导电的物质一定是金属晶体 B．熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体 C．水溶液能导电的晶体一定是离子晶体 D．固态不导电而熔融态导电的晶体一定是离子晶体 【解析】 四种晶体在不同状态下的导电性区别如下： 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体 不导电(Si固态 不导电 可导电 不导电 为半导体) 熔融状态 不导电 不导电 可导电 可导电 有的可导水溶液 — — 可导电 电 固态时能导电的物质除金属晶体外，石墨也导电，故A错；金属晶体、离子晶体在熔融状态下均导电，B错；有些分子晶体的水溶液和离子晶体的水溶液均导电，C错。 【答案】 D 6．(2013·绍兴高二质检)下列表达式错误的是( ) C．硫离子的核外电子排布式：1s2s2p3s3p 12 D．碳—12原子： 6C 2－ 【解析】 S的3p轨道上应有6个电子。 【答案】 C 7．根据元素周期律和物质结构的有关知识，以下有关排序正确的是( ) 2＋－2－ A．离子半径：Ca>Cl>S B．第一电离能：Si>C>N C．电负性：F>S>Mg D．热稳定性：CH4>NH3>H2O 2－－2＋ 【解析】 A项，核外电子排布相同的离子核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：S>Cl>Ca；B项中第一电离能N>C>Si；D项，非金属性越强的元素形成的氢化物越稳定，所以热稳定性：H2O>NH3>CH4。 【答案】 C 8．(2013·湖南长沙质检)下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是 ( ) 14 22624 A．3p能级有1个空轨道的基态原子和核外电子排布为1s2s2p3s3p的原子 22262662 B．M层全充满而N层为4s的原子和核外电子排布为1s2s2p3s3p3d4s的原子 125 C．最外层电子数是核外电子总数的的原子和价电子排布为4s4p的原子 5 25 D．2p能级有1个未成对电子的基态原子和原子的价电子排布为2s2p的原子 【解析】 A项，3p能级有1个空轨道，说明3p能级上填充2个电子，因填充1个电子时有2个空轨道，填充3个电子或3个以上电子时 222 无空轨道，3p能级上有2个电子，3s能级上肯定已填满，价电子排布为3s3p，因此A中两个微粒相同。B项，M层全充满而N层为4s，即：1026225 3d4s，显然是锌元素，价电子排布为3d4s的元素是铁元素，B符合题意。C项，价电子排布为4s4p，则3d能级上已排满10个电子，核外 1226261025 电子排布为1s2s2p3s3p3d4s4p；最外层电子数是核外电子总数的的原子，可按下述方法讨论：若最外层电子数为1，核外电子总数为5， 5 不可能，最外层电子数为2，核外电子总数为10，不可能，同理可知，只有最外层电子数为7，核外电子总数为35时合理，其核外电子排布式 22626102515 为1s2s2p3s3p3d4s4p，二者是同种元素原子。D项，2p能级有1个未成对电子，可以是2p，也可以是2p，因此二者不一定属于同种元素的原子，不符合题意。 【答案】 B 9．下列有关物质结构和性质的说法中，正确的是( ) A．元素非金属性Cl>S的实验依据是酸性HCl>H2S B．碳元素的电负性小于氧元素，每个CO2分子中有4个σ键 C．同周期主族元素的原子形成的简单离子的电子层结构一定相同 D．Na、Mg、Al三种元素，其第一电离能由大到小的顺序为Mg>Al>Na 【解析】 选项A的实验依据应是元素最高价氧化物的水化物的酸性HClO4>H2SO4。选项B，每个CO2分子中有2个σ键。选项C，同周期 ＋－ 主族元素的原子形成的简单离子的电子层结构不一定相同，如Na和Cl。 【答案】 D 10．下列叙述错误的是( ) ①离子键没有方向性和饱和性，而共价键有方向性和饱和性 ②配位键在形成时，是由成键双方各提供一个电子形成共用电子对 ③金属键的实质是金属中的“自由电子”与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用 ④在冰晶体中，既有极性键、非极性键，又有氢键 ⑤化合物NH4Cl和CuSO4·5H2O都存在配位键 ⑥NaCl、HF、CH3CH2OH、SO2都易溶于水，但原因不完全相同 A．①③ B．②④ C．②⑤ D．④⑥ 【解析】 配位键在形成时，成键的一方提供孤电子对，另一方接受孤电子对(即提供空轨道)。冰晶体中，水分子内存在极性键，水分子间存在氢键但无非极性键。 【答案】 B 11．下列叙述正确的是 ( ) 3 A．分子的中心原子通过sp杂化轨道成键时，该分子一定为正四面体结构 22622 B．1,2-二氯丙烷()分子中含有两个手性碳原子 C．熔、沸点：Na 3 【解析】 A中sp杂化轨道形成的分子不一定是正四面体，如CHCl3、H2O、NH3等；B中1,2-二氯丙烷仅含一个手性碳原子；D中配合物的稳定性还与配位体性质有关。 【答案】 C 12．下列说法中正确的是 ( ) 2 A．除最外层外，原子各电子层上电子数均已达到2n个电子 B．最外层只有一个电子的原子失去1个电子后，都变成稀有气体元素原子的电子层结构 C．金属元素与非金属元素结合形成的化合物都是离子化合物 D．同一主族元素中(稀有气体元素除外)，一般原子半径越大，金属性越强 【解析】 本题考查了元素的性质、原子的结构以及元素周期表的对应关系，做题时一定要注意过渡元素的电子排布的一些特殊情况。 【答案】 D 13．下列性质适合于分子晶体的是( ) 15