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1、中学化学竞赛试题资源库原子晶体A组 B下列各项中是以共价键结合而成的晶体是A 分子晶体 B 原子晶体 C 离子晶体 D 金属晶体 A氮化铝（AlN）是一种熔点很高、硬度大、不导电、难溶于水和其他溶剂的晶体，将下列各组物质加热熔化或气化，所克服微粒间作用力与AlN克服微粒间的作用都相同的是A 水晶，金刚石 B 食盐，硫酸钾 C 碘，硫 D 石墨，硅 B元素A和B的原子序数都小于18。已知A元素原子最外层电子数为a，次外层电子数为b；B元素原子的M层电子数是ab，L层电子数是ab，则A、B两元素所形成的化合物的晶体类型为A 分子晶体 B 原子晶体 C 离子晶体 D 金属晶体 A石墨是层状晶体，每一
2、层内，碳原子排成正六边形，许多个正六边形排列成平面状结构，假如将每对相邻原子间的化学键当作一个化学键，则石墨晶体每一层内碳原子数与CC化学键数的比是A 23 B 13 C 11 D 12 D石墨晶体结构如右图所示：每一层由无数个正六边形构成，则平均每一个正六边形所占有的碳原子数是A 6个 B 4个 C 3个 D 2个 A、D科学家在40GPa高压下，用激光把CO2加热到1800K，成功制得了CO2原子晶体。对该晶体的推断错误的是A 该晶体与干冰同样可用作制冷材料B 该晶体中每个碳原子与4个氧原子直接相连C 该晶体内不存在范德瓦耳斯力D 晶体中的碳原子没有达成8电子稳定结构 AC1999年美国科
3、学杂志报道：在40GPa高压下，用激光器加热到1800K，人们成功制得了原子晶体干冰，下列推断对的的是 A 原子晶体干冰有很高的熔点、沸点，有很大的硬度B 原子晶体干冰易气化，可用作制冷材料C 原子晶体干冰硬度大，可用作耐磨材料D 每摩尔原子晶体干冰中含2mol CO键 C最近，美国Lawrece Lirermore国家实验室（LINL）的VLotaCSYoo和Hcyrnn成功地在高压下将CO2转化具有类似SiO2结构的原子晶体，下列关于CO2的原子晶体说法，对的的是A 在一定条件下，CO2原子晶体转化为分子晶体是物理变化B CO2的原子晶体和CO2分子晶体具有相同的物理性质和化学性质C 在C
4、O2的原子晶体中，每一个C原子周边结合4个O原子，每一个O原于跟两个C原子相结合D CO2的原子晶体和分子晶体互为同分异构体 A、B据报道国外有科学家用一束激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与此同时用一个射频电火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成碳氮化合物的薄膜。据称，这种化合物比金刚石更坚硬，其因素也许是A 碳、氮原子构成网状晶体结构B 碳氮键比金刚石中的碳碳键更短C 碳、氮都是非金属元素，且位于同一期D 碳、氮的单质的化学性质均不活泼 12 60 30如图：晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体的原子晶体，其中具有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有一个原子，试观测
5、右边图形，回答：这个基本结构单元由 个硼原子组成，键角是 ，共具有 个BB键。 （1）原子 （2）Si3N4 （3）3SiCl42N26H2Si3N412HCl氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300反映获得。（1）氨化硅晶体属于 晶体；（填晶体类型）（2）已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子、Si原子和Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构。请写出氮化硅的化学式 ；（3）现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反映，可得到较高纯度的氮化硅。反映的化学方程式为 。B组 C下列各项所述的数字不是
6、6的是A 在NaCl晶体中，与一个Na最近的且距离相等的Cl的个数B 在金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数C 在二氧化硅晶体中，最小的环上的原子个数D 在石墨晶体的片层结构中，最小的环上碳原子个数 D已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法错误的是A 该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石更牢固B 该晶体中每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子C 该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构D 该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构 它们熔点之间的巨大差异表白了它们的结晶成键类型不同。固体CO2即干冰中
7、的分子间力非常小，干冰事实上是靠二氧化碳分子之间薄弱的van der Waals力结合在一起的分子晶体，这分子间力很弱，在很低的升华温度下就可被克服。而石英则是靠共价键结合的，每个硅原子分别和4个氧原子互相作用成键，呈四周体状；每个氧原子与两个硅原子作用成键。石英是二氧化硅的晶体形态之一，其熔点为1610。而二氧化碳固体即干冰在79就升华。那么，这两种物质的晶体结构有何相似之处呢？ （1）4 4（2）a(KCl)a(NaCl)1.14 (KCl)(NaCl)0.853（3）8（4）3.54(g.cm3)（5）8 16 2 4（6）4 共价键 范德华力晶体的最小反复单位是晶胞，晶胞一般为平行六面
8、体（立方晶格为立方体）。NaCl属立方面心晶格，在NaCl晶胞中8个顶点各有一个Na（顶点处的微粒为8个晶胞共有），6个面心处各有一个Na（面心处的微粒为两个晶胞共有），故我们说Na形成立方面心晶格，而在该晶胞的12条棱的中点处各有一个Cl（棱心处的微粒为4个晶胞共有），在该立方晶胞的体心处尚有一个Cl（立方体内的微粒为一个晶胞独有），故Cl也形成立方面心晶格。（1）按上述微粒数的计算规则，则一个NaCl晶胞中有_个Na，_个Cl。（2）KCl和NaCl的晶格型式相同。已知Na离子的半径是Cl离子的0.5倍，而又是K离子的0.7倍，计算：KCl晶胞和NaCl晶胞的边长之比；KCl和NaCl晶体
9、的密度之比。（3）将NaCl晶胞中的所有Cl去掉，并将Na所有换成C原子，再在每两个不共面的“小立方体”中心处各放置一个C原子便构成了金刚石的一个晶胞，则一个金刚石的晶胞中有_个C原子。（4）计算金刚石的密度。（已知C原子的半径为7.71011m）（5）白硅石SiO2属AB2型共价键晶体。若将金刚石晶胞中的所有C原子换成Si原子，同时在每两个相邻的Si原子（距离最近的两个Si原子)中心联线的中点处增添一个O原子，则构成SiO2晶胞，故SiO2晶胞中有_个Si原子，_个O原子，离O原子最近的Si原子有_个，离Si原子最近的O原子有_个。（6）干冰（固态CO2）属于分子晶体。若把每个CO2分子抽象
10、为一个质点（微粒)，则其晶胞也属于立方面心晶格，故一个干冰晶胞中有_个CO2，在干冰分子中，原子之间靠_结合，CO2分子之间靠_结合。 （1）CaF2（萤石）（2）面心立方 AB2 CaC2 第一问中的MX2是离子型晶体，Ca和CC2之间是离子键，但CC2中是以共价键结合，属于混合型晶体。（3）范德华力（层与层之间的距离大，结合力（范德华力）小，各层可以滑动）；离域键（离域键的电子能自由流动） (BN)n 大于 由于氮的电负性较大，键上的电子在很大限度上被定域在氮的周边，不能自由流动，故(BN)n不导电，是抱负的电绝缘体。下面是有关晶体的系列题目（1）设想从CsCl晶格中除去一半Cs离子，使C
11、l周边成为四周体配位，这样得到的MX2是 （化学式）结构。（2）根据右图晶体结构，回答：写出该物质的晶胞类型 写出该物质的化学简式 （大球用A表达，小球用B表达）中学化学学过这样类型的物质，请举一例写出其化学式，并说明其中键型和1中MX2相同吗？（3）石墨是层状结构，在石墨中具有三种不同的作用力，除了共价键，其中 可以解释始末的滑腻感， 可以解释导电、传热的性质；石墨的化学式可以写成(C2)n，看右图，根据石墨化学式形式写出它的等电子体白石墨的化学式 ； 正象石墨在高温高压下可转化成金刚石结构同样，白石墨在51069106kPa和15001800K下能转变为和ZnS相似的结构，称金刚硼，据测试
12、其硬度 金刚石（大于，小于，等于）为什么石墨导电而白石墨不导电呢？ 2 2 231 2.24石墨的片层与层状结构如右图：其中CC键长为142pm，层间距离为340pm（1pm1012米）。试回答：（1）片层中平均每个六圆环含碳原子数为 个；在层状结构中，平均每个六棱柱（如ABCDEFA1B2C3D4E5F6）含碳原子数 个。（2）在片层结构中，碳原子数、CC键数、六元环数之比为 。（3）有规则晶体密度的求算方法：取一部分晶体中的反复单位（如六棱柱ABCDEFA1B2C3D4E5F6），计算它们的质量和体积，其比值即为所求晶体的密度，用此法可求出石墨晶体的密度为 g/cm3（保存三位有效数字）。
13、 （碳原子在小正方体不相邻的四个顶点上，硅原子在大正方体的十二条棱的中点上） 21 arcos (1/3) 4a/3 15/2NAa3SiC是原子晶体，其结构类似金刚石，为C、Si两原子依次相间排列的正四周体型空间网状结构。如右图所示为两个中心重合，各面分别平行的大小两个正方体，其中心为一Si原子，试在小正方体的顶点上画出与该Si最近的C的位置，在大正方体的棱上画出与该Si最近的Si的位置。两大小正方体的边长之比为_；SiCSi的键角为_（用反三角函数表达）；若SiC键长为a cm，则大正方体边长为_cm；SiC晶体的密度为_g/cm3。 3.54g/cm3已知金刚石中CC键长为1.54101
14、0m，那么金刚石的密度为 。 （1）BBr3PBr33H2BP6HBr（2）BBr3：平面正三角形，PBr3：三角锥形（3）每个晶胞中有4个BP（4）晶胞体积V1.0921022cm3 4M/NAV2.554g/cm3（5）207pm磷化硼（BP）是一种有价值的耐磨硬涂层材料，这种陶瓷材料可作为金属表面的保护薄膜。它是通过在高温氢气氛围下（750）三溴化硼和三溴化磷反映制得。BP按四周围绕的形式立方紧密堆积结构结晶，如右图所示。（1）写出生成磷化棚的反映方程式（2）画出三溴化硼和三溴化磷的空间结构式（3）给出基于磷化硼化学式的晶胞总组成（4）计算当晶胞晶格参数为478pm（即图中立方体的每条边长为478pm）时的磷化硼密度。（5）计算磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离 （1）（2）B原子：（
