题目内容
【题目】下列各图为几种晶体或晶胞的构型示意图。
请回答下列问题:
(1)这些晶体中,粒子之间以共价键结合形成的晶体是_______________。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为_________。
(3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同,NaCl晶体的晶格能________(填“大于”或“小于”)MgO晶体的晶格能,原因是__________________________。
(4)每个Cu晶胞中实际占有________个Cu原子,CaCl2晶体中Ca2+的配位数为________。
(5)冰的熔点远高于干冰的重要原因是__________________。
【答案】金刚石晶体 金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰 小于 在MgO、NaCl晶体中,离子半径:r(Mg2+)<r(Na+)、r(O2-)<r(Cl-),且MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子电荷数 4 8 H2O分子之间存在氢键
【解析】
(1)先判断各种晶体类型,然后判断微粒之间的作用力是否属于共价键;
(2)结合各类晶体的构成微粒的作用力大小判断物质的熔点高低顺序;
(3)离子电荷越多、半径越小,晶格能越大;
(4)Cu原子位于晶胞的顶点和面心上,Ca2+位于晶胞的面心与顶点,利用均摊法计算;CaCl2晶体中Cl-的配位数为4,由化学式可知CaCl2晶体中Ca2+的配位数为Cl-的配位数的2倍;
(5)冰中水分子间形成氢键,冰的熔点远高于干冰。
(1)冰、干冰晶体属于分子晶体,构成微粒属于分子,分子之间以分子间作用力结合,不符合题意;金刚石属于原子晶体,原子之间以共价键结合,符合题意;Cu属于金属晶体,金属阳离子与自由电子之间以金属键结合,不符合题意;MgO、CaCl2属于离子晶体,离子之间以离子键结合,不符合题意;故这些晶体中,粒子之间以共价键结合形成的晶体是金刚石晶体;
(2)一般情况下,微粒的作用力:原子晶体>离子晶体>分子晶体。在上述物质中,金刚石属于原子晶体,熔沸点最高;MgO、CaCl2属于离子晶体,熔沸点比金刚石的低,由于离子半径Mg2+比Ca2+的小,O2-比Cl-的小,离子半径越小,离子键越强,断裂消耗的能量就越大,物质的熔点就越高,所以熔点:MgO>CaCl2;冰、干冰都属于分子晶体,分子之间以分子间作用力结合,由于H2O分子之间存在氢键,CO2分子之间只存在分子间作用力,所以熔点冰>干冰,故上述五种物质中熔点由高到低的顺序为:金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰;
(3) 在MgO、NaCl晶体中,离子半径:r(Mg2+)<r(Na+)、r(O2-)<r(Cl-),且MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子电荷数,所以晶格能MgO比NaCl的大;
(4)Cu晶胞属于面心立方结构,每个晶胞中含有的Cu原子个数为8×+6×=4;
Ca2+位于晶胞的面心与顶点,每个CaCl2晶胞中实际占有Ca2+ 离子数目为8×+6×=4,CaCl2晶体中Cl-周围有4个距离相等且最近的Ca2+,所以Cl-的配位数为4,由化学式可知CaCl2晶体中Ca2+的配位数为Cl-的配位数的2倍,则Ca2+的配位数为8;
(5)冰、干冰都是分子晶体,分子之间以分子间作用力结合,由于冰中水分子间形成了氢键,使冰的熔点远高于干冰的熔点。