Question

【題目】請(qǐng)按要求填空：

(1)Mg是第3周期元素，該周期部分元素氟化物的熔點(diǎn)見下表：

①解釋表中氟化物熔點(diǎn)差異的原因：

a．_____________________________________________________________________。

b．____________________________________________________________________。

②硅在一定條件下可以與Cl2反應(yīng)生成SiCl4，試判斷SiCl4的沸點(diǎn)比CCl4的________(填“高”或“低”)，理由________________________________。

(2)下列物質(zhì)變化，只與范德華力有關(guān)的是_________。

a．干冰熔化 b．乙酸汽化 c．石英熔融 d．HCONHCH2CH3溶于水 e．碘溶于四氯化碳

(3)C，N元素形成的新材料具有如下圖所示結(jié)構(gòu),該晶體的化學(xué)式為：_____________。

(4)FeCl3常溫下為固體，熔點(diǎn)282 ℃，沸點(diǎn)315 ℃，在300 ℃以上升華。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑。據(jù)此判斷FeCl3的晶體類型為_________________。

(5)氮化碳和氮化硅晶體結(jié)構(gòu)相似，是新型的非金屬高溫陶瓷材料，它們的硬度大，熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。

①氮化硅的硬度________(“大于”或“小于”)氮化碳的硬度，原因是________________。

②下列物質(zhì)熔化時(shí)所克服的微粒間的作用力與氮化硅熔化時(shí)所克服的微粒間的作用力相同的是_________。

a．單質(zhì)I2和晶體硅 b．冰和干冰

c．碳化硅和二氧化硅 d．石墨和氧化鎂

③已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中，原子間都以單鍵相連，且氮原子與氮原子不直接相連、硅原子與硅原子不直接相連，同時(shí)每個(gè)原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，請(qǐng)寫出氮化硅的化學(xué)式________。

(6)第ⅢA，ⅤA元素組成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半導(dǎo)體材料，其晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似。在GaN晶體中，每個(gè)Ga原子與______個(gè)N原子相連，與同一個(gè)Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為________。在四大晶體類型中，GaN屬于____晶體。

Answer 1

【答案】 NaF與MgF2為離子晶體，SiF4為分子晶體，所以NaF與MgF2遠(yuǎn)比SiF4熔點(diǎn)要高 因?yàn)?/span>Mg2＋的半徑小于Na＋的半徑，所以MgF2的離子鍵強(qiáng)度大于NaF的離子鍵強(qiáng)度，故MaF2的熔點(diǎn)大于NaF 高 SiCl4的相對(duì)分子質(zhì)量比CCl4的大，范德華力大，因此沸點(diǎn)高 ae C3N4 分子晶體 小于 硅原子半徑大于碳原子半徑，氮碳形成的共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)比氮硅鍵長(zhǎng)短，鍵能更大 c Si3N4 4 正四面體 原子

【解析】（1）①氟化物的熔點(diǎn)與晶體類型有關(guān)，離子晶體的熔點(diǎn)較高，分子晶體的熔點(diǎn)較低；

②根據(jù)影響分子晶體熔沸點(diǎn)高低的因素分析；

（2）分子晶體中分子之間存在范德華力，范德華力與分子晶體的熔沸點(diǎn)、硬度有關(guān)，注意范德華力與氫鍵、化學(xué)鍵的區(qū)別；

（3）根據(jù)均攤法判斷；

（4）根據(jù)分子晶體的熔沸點(diǎn)較低判斷；

（5）根據(jù)影響原子晶體硬度的因素分析；根據(jù)晶體類型分析，熔化時(shí)原子晶體破壞共價(jià)鍵，分子晶體破壞分子間作用力；根據(jù)最外層電子數(shù)和每個(gè)原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)判斷；

（6）單晶硅是Si正四面體向空間延伸的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為原子晶體，GaN晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似，GaN屬于原子晶體，根據(jù)單質(zhì)硅的晶體結(jié)構(gòu)判斷。

（1）①離子晶體的熔點(diǎn)較高，分子晶體的熔點(diǎn)較低，NaF與MgF2為離子晶體，SiF4為分子晶體，所以NaF與MgF2遠(yuǎn)比SiF4熔點(diǎn)要高；又因?yàn)?/span>Mg2+的半徑小于Na+的半徑，所以MgF2的離子鍵強(qiáng)度大于NaF的離子鍵強(qiáng)度，故MaF2的熔點(diǎn)大于NaF；

②由于SiCl4與CCl4形成的晶體均是分子晶體，SiCl4的相對(duì)分子質(zhì)量比CCl4的大，范德華力大，因此沸點(diǎn)高；

（2）a．干冰屬于分子晶體，熔化時(shí)克服范德華力，a正確；b．乙酸分子間含有氫鍵，乙酸汽化克服氫鍵和范德華力，b錯(cuò)誤；c．石英的主要成分為二氧化硅，屬于原子晶體，石英熔融時(shí)克服共價(jià)鍵，c錯(cuò)誤；d．HCONHCH2CH3溶于水時(shí)克服氫鍵和范德華力，d錯(cuò)誤；e．碘屬于分子晶體，溶于四氯化碳只克服范德華力，e正確；答案選ae；

（3）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知含有的碳原子個(gè)數(shù)是8×1/8+4×1/2＝3，氮原子全部在晶胞中，含有的氮原子個(gè)數(shù)是4，則該晶體的化學(xué)式為C3N4。

（4）FeCl3常溫下為固體，熔點(diǎn)282 ℃，沸點(diǎn)315 ℃，在300 ℃以上升華。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑，由此判斷FeCl3的晶體類型為分子晶體；

（5）①氮化碳和氮化硅晶體結(jié)構(gòu)相似，是新型的非金屬高溫陶瓷材料，它們的硬度大，熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，這說明二者形成的晶體是原子晶體，由于硅原子半徑大于碳原子半徑，氮碳形成的共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)比氮硅鍵長(zhǎng)短，鍵能更大，所以氮化硅的硬度小于氮化碳的硬度。

②根據(jù)晶體類型分析，熔化時(shí)原子晶體破壞共價(jià)鍵，分子晶體破壞分子間作用力，a．單質(zhì)I2屬于分子晶體，克服分子間作用力，晶體硅屬于原子晶體克服共價(jià)鍵；b．冰和干冰都是分子晶體，克服分子間作用力；c．碳化硅和二氧化硅都是原子晶體，克服共價(jià)鍵；d．石墨和氧化鎂分別是原子晶體、離子晶體，分別克服共價(jià)鍵、離子鍵，答案選c；

③N最外層電子數(shù)為5，要滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，需要形成3個(gè)共價(jià)鍵，Si最外層電子數(shù)為4，要滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，需要形成4個(gè)共價(jià)鍵，所以氮化硅的化學(xué)式為Si3N4；

（6）GaN晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似，GaN屬于原子晶體，每個(gè)Ga原子與4個(gè)N原子相連，與同一個(gè)Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為正四面體。