(全國(guó)通用版)2019版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第十一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第3講 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)案.doc
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第3講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【2019備考】最新考綱:1.了解晶體的類(lèi)型,了解不同類(lèi)型晶體中結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)別。2.了解晶格能的概念,了解晶格能對(duì)離子晶體性質(zhì)的影響。3.了解分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。4.了解原子晶體的特征,能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。5.理解金屬鍵的含義,能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)。了解金屬晶體常見(jiàn)的堆積方式。6.了解晶胞的概念,能根據(jù)晶胞確定晶體的組成并進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算??键c(diǎn)一晶體的常識(shí)和常見(jiàn)四種晶體性質(zhì)(頻數(shù):難度:)1晶體(1)晶體與非晶體晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)微粒周期性有序排列結(jié)構(gòu)微粒無(wú)序排列性質(zhì)特征自范性有無(wú)熔點(diǎn)固定不固定異同表現(xiàn)各向異性各向同性二者區(qū)別方法間接方法看是否有固定的熔點(diǎn)科學(xué)方法對(duì)固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)(2)晶胞概念:描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。晶體中晶胞的排列無(wú)隙并置a無(wú)隙:相鄰晶胞之間沒(méi)有任何間隙。b并置:所有晶胞平行排列、取向相同。(3)晶格能定義:氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體釋放的能量,通常取正值,單位:kJmol1。影響因素a離子所帶電荷數(shù):離子所帶電荷數(shù)越多,晶格能越大。b離子的半徑:離子的半徑越小,晶格能越大。與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系晶格能越大,形成的離子晶體越穩(wěn)定,且熔點(diǎn)越高,硬度越大。具有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體,如玻璃。晶胞是從晶體中“截取”出來(lái)具有代表性的“平行六面體”,但不一定是最小的“平行六面體”。2四種晶體類(lèi)型的比較 比較類(lèi)型分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體構(gòu)成粒子分子原子金屬陽(yáng)離子、自由電子陰、陽(yáng)離子粒子間的相互作用力范德華力(某些含氫鍵)共價(jià)鍵金屬鍵離子鍵硬度較小很大有的很大,有的很小較大熔、沸點(diǎn)較低很高有的很高,有的很低較高溶解性相似相溶難溶于任何溶劑常見(jiàn)溶劑難溶大多易溶于水等極性溶劑導(dǎo)電、傳熱性一般不導(dǎo)電,溶于水后有的導(dǎo)電一般不具有導(dǎo)電性,個(gè)別為半導(dǎo)體電和熱的良導(dǎo)體晶體不導(dǎo)電,水溶液或熔融態(tài)導(dǎo)電物質(zhì)類(lèi)別及舉例大多數(shù)非金屬單質(zhì)、氣態(tài)氫化物、酸、非金屬氧化物(SiO2除外)、絕大多數(shù)有機(jī)物(有機(jī)鹽除外)部分非金屬單質(zhì)(如金剛石、硅、晶體硼),部分非金屬化合物(如SiC、SiO2)金屬單質(zhì)與合金(如Na、Al、Fe、青銅)金屬氧化物(如K2O、Na2O)、強(qiáng)堿(如KOH、NaOH)、絕大部分鹽(如NaCl)3.晶體熔沸點(diǎn)的比較(1)不同類(lèi)型晶體熔、沸點(diǎn)的比較不同類(lèi)型晶體的熔、沸點(diǎn)高低的一般規(guī)律:原子晶體離子晶體分子晶體。金屬晶體的熔、沸點(diǎn)差別很大,如鎢、鉑等熔、沸點(diǎn)很高,汞、銫等熔、沸點(diǎn)很低。(2)同種晶體類(lèi)型熔、沸點(diǎn)的比較原子晶體:如熔點(diǎn):金剛石碳化硅硅。離子晶體:a一般地說(shuō),陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,則離子間的作用力就越強(qiáng),其離子晶體的熔、沸點(diǎn)就越高,如熔點(diǎn):MgOMgCl2NaClCsCl。b衡量離子晶體穩(wěn)定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的離子晶體越穩(wěn)定,熔點(diǎn)越高,硬度越大。分子晶體:a分子間作用力越大,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高;具有氫鍵的分子晶體熔、沸點(diǎn)反常地高。如H2OH2TeH2SeH2S。b組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量越大,熔、沸點(diǎn)越高,如SnH4GeH4SiH4CH4。c組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量接近),分子的極性越大,其熔、沸點(diǎn)越高,如CON2,CH3OHCH3CH3。d同分異構(gòu)體,支鏈越多,熔、沸點(diǎn)越低。如CH3CH2CH2CH2CH3CHCH3CH3CH2CH3CCH3CH3CH3CH3。金屬晶體:金屬離子半徑越小,離子電荷數(shù)越多,金屬陽(yáng)離子與自由電子靜電作用越強(qiáng),其金屬鍵越強(qiáng),金屬熔、沸點(diǎn)就越高,如熔、沸點(diǎn):NaMgAl。常溫下為氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì),其晶體應(yīng)屬于分子晶體(Hg除外)。原子晶體中一定含有共價(jià)鍵,而分子晶體中不一定有共價(jià)鍵,如稀有氣體的晶體。原子晶體熔化時(shí),破壞共價(jià)鍵,分子晶體熔化時(shí)破壞的是分子間作用力,分子內(nèi)的共價(jià)鍵不被破壞。1(RJ選修3P844改編)下列各組物質(zhì)中,化學(xué)鍵類(lèi)型相同,晶體類(lèi)型也相同的是()ASi和CO2 BNaBr和O2CCH4和H2O DHCl和KCl解析A項(xiàng),晶體類(lèi)型不同;B項(xiàng),化學(xué)鍵和晶體類(lèi)型均不同;D項(xiàng),化學(xué)鍵和晶體類(lèi)型均不同。答案C2(RJ選修3P848、9、10整合)下列說(shuō)法正確的是(雙選)()ANa2O和SiO2熔化克服的作用力屬于同種類(lèi)型B氯化鈉和HCl溶于水克服的作用力均是離子鍵CHF、HCl、HBr、HI中的熔點(diǎn)HF反常高的原因是HF分子之間能形成氫鍵D某晶體的熔點(diǎn)為112.8 ,溶于CS2、CCl4等溶劑,可推導(dǎo)該晶體可能為分子晶體解析A項(xiàng),Na2O和SiO2熔化克服的作用力分別為離子鍵和共價(jià)鍵;B項(xiàng),NaCl和HCl溶于水克服的作用力分別是離子鍵和共價(jià)鍵。答案CD3(溯源題)(1)2017江蘇化學(xué),21(5)某FexNy的晶胞如圖1所示,Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(xn)CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖2所示,其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為_(kāi)。(2)2016課標(biāo)全國(guó),37(5)GaAs的熔點(diǎn)為1 238 ,密度為 gcm3,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類(lèi)型為_(kāi),Ga與As以_鍵鍵合。(3)2014課標(biāo)理綜,37(1)準(zhǔn)晶是一種無(wú)平移周期序,但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體,可通過(guò)_方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。答案(1)Fe3CuN(2)原子晶體共價(jià)(3)X射線衍射探源:本高考題組源于教材RJ選修3 P62“科學(xué)視野”、P65“2分子晶體與原子晶體”、P78“4離子晶體”及其拓展,對(duì)晶體類(lèi)型的判斷及其熔、沸點(diǎn)高低的比較進(jìn)行了考查。題組一晶體類(lèi)型的判斷1下列關(guān)于晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述正確的是()A分子晶體中一定含有共價(jià)鍵B原子晶體中共價(jià)鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高C離子晶體中含有離子鍵,不含有共價(jià)鍵D金屬陽(yáng)離子只能存在于離子晶體中答案B2現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)()數(shù)據(jù):A組B組C組D組金剛石:3 550 Li:181 HF:83 NaCl:801 硅晶體:1 410 Na:98 HCl:115 KCl:776 硼晶體:2 300 K:64 HBr:89 RbCl:718 二氧化硅:1 723 Rb:39 HI:51 CsCl:645 據(jù)此回答下列問(wèn)題:(1)A組屬于_晶體,其熔化時(shí)克服的微粒間的作用力是_。(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是_(填序號(hào))。有金屬光澤導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性(3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于_。(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是_(填序號(hào))。硬度小水溶液能導(dǎo)電固體能導(dǎo)電熔融狀態(tài)能導(dǎo)電(5)D組晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹aClKClRbClCsCl,其原因?yàn)開(kāi)。解析(1)A組熔點(diǎn)很高,為原子晶體,是由原子通過(guò)共價(jià)鍵形成的。(2)B組為金屬晶體,具有四條共性。(3)HF中含有分子間氫鍵,故其熔點(diǎn)反常。(4)D組屬于離子晶體,具有兩條性質(zhì)。(5)D組屬于離子晶體,其熔點(diǎn)與晶格能有關(guān)。答案(1)原子共價(jià)鍵(2)(3)HF分子間能形成氫鍵,其熔化時(shí)需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成氫鍵即可)(4)(5)D組晶體都為離子晶體,r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs),在離子所帶電荷數(shù)相同的情況下,半徑越小,晶格能越大,熔點(diǎn)就越高3在下列物質(zhì)中:NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶體硅、金剛石。(1)其中只含有離子鍵的離子晶體是_;(2)其中既含有離子鍵又含有極性共價(jià)鍵的離子晶體是_;(3)其中既含有離子鍵又含有極性共價(jià)鍵和配位鍵的離子晶體是_;(4)其中既含有離子鍵又含有非極性共價(jià)鍵的離子晶體是_;(5)其中含有極性共價(jià)鍵的非極性分子是_;(6)其中含有極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵的非極性分子是_;(7)其中含有極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵的極性分子是_。(8)其中含有極性共價(jià)鍵的原子晶體是_。答案(1)NaCl、Na2S(2)NaOH、(NH4)2S(3)(NH4)2S(4)Na2S2(5)CO2、CCl4、C2H2(6)C2H2(7)H2O2(8)SiO2、SiC【規(guī)律總結(jié)】晶體類(lèi)型的5種判斷方法1依據(jù)構(gòu)成晶體的微粒和微粒間的作用判斷(1)離子晶體的構(gòu)成微粒是陰、陽(yáng)離子,微粒間的作用是離子鍵。(2)原子晶體的構(gòu)成微粒是原子,微粒間的作用是共價(jià)鍵。(3)分子晶體的構(gòu)成微粒是分子,微粒間的作用為分子間作用力。(4)金屬晶體的構(gòu)成微粒是金屬陽(yáng)離子和自由電子,微粒間的作用是金屬鍵。2依據(jù)物質(zhì)的分類(lèi)判斷(1)金屬氧化物(如K2O等)、強(qiáng)堿(NaOH、KOH等)和絕大多數(shù)的鹽類(lèi)是離子晶體。(2)大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼等)、非金屬氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機(jī)物(除有機(jī)鹽外)是分子晶體。(3)常見(jiàn)的原子晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硅、晶體硼等,常見(jiàn)的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅等。(4)金屬單質(zhì)(注:汞在常溫為液體)與合金是金屬晶體。3依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷(1)離子晶體的熔點(diǎn)較高,常在數(shù)百至一千攝氏度以上。(2)原子晶體熔點(diǎn)高,常在一千攝氏度至幾千攝氏度。(3)分子晶體熔點(diǎn)低,常在數(shù)百攝氏度以下至很低溫度。(4)金屬晶體多數(shù)熔點(diǎn)高,但也有相當(dāng)?shù)偷摹?依據(jù)導(dǎo)電性判斷(1)離子晶體溶于水形成的溶液及熔融狀態(tài)時(shí)能導(dǎo)電。(2)原子晶體一般為非導(dǎo)體。(3)分子晶體為非導(dǎo)體,而分子晶體中的電解質(zhì)(主要是酸和強(qiáng)極性非金屬氫化物)溶于水,使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由移動(dòng)的離子,也能導(dǎo)電。(4)金屬晶體是電的良導(dǎo)體。5依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷離子晶體硬度較大且脆。原子晶體硬度大。分子晶體硬度小且較脆。金屬晶體多數(shù)硬度大,但也有較低的,且具有延展性。注意:(1)常溫下為氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì),其晶體應(yīng)屬于分子晶體(Hg除外)。(2)石墨屬于混合型晶體,但因?qū)觾?nèi)原子之間碳碳共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)為1.421010 m,比金剛石中碳碳共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)(鍵長(zhǎng)為1.541010 m)短,所以熔、沸點(diǎn)高于金剛石。(3)AlCl3晶體中雖含有金屬元素,但屬于分子晶體,其熔、沸點(diǎn)低(熔點(diǎn)190 )。(4)合金的硬度比成分金屬大,但熔、沸點(diǎn)比成分金屬低。題組二晶體熔、沸點(diǎn)的判斷4下列各組物質(zhì)中,按熔點(diǎn)由低到高的順序排列正確的是()O2、I2、HgCO、KCl、SiO2Na、K、RbNa、Mg、AlA B C D解析中Hg在常溫下為液態(tài),而I2為固態(tài),故錯(cuò);中SiO2為原子晶體,其熔點(diǎn)最高,CO是分子晶體,其熔點(diǎn)最低,故正確;中Na、K、Rb價(jià)電子數(shù)相同,其原子半徑依次增大,金屬鍵依次減弱,熔點(diǎn)逐漸降低,故錯(cuò);中Na、Mg、Al價(jià)電子數(shù)依次增多,原子半徑逐漸減小,金屬鍵依次增強(qiáng),熔點(diǎn)逐漸升高,故正確。答案D5(1)碳化硅(SiC)是一種晶體,具有類(lèi)似金剛石的結(jié)構(gòu),其中碳原子和硅原子的位置是交替的。下列各種晶體:晶體硅硝酸鉀金剛石碳化硅干冰冰,它們的熔點(diǎn)由高到低的順序是_(填序號(hào))。(2)繼C60后,科學(xué)家又合成了Si60、N60。請(qǐng)解釋如下現(xiàn)象:熔點(diǎn)Si60N60C60,而破壞分子所需要的能量N60C60Si60,其原因是_。解析(1)這些晶體屬于原子晶體的有、離子晶體的有、分子晶體的有。一般來(lái)說(shuō),原子晶體的熔點(diǎn)離子晶體的熔點(diǎn)分子晶體的熔點(diǎn);對(duì)于原子晶體,鍵長(zhǎng)SiSiSiCCC,相應(yīng)鍵能SiSiSiCCC,故它們的熔點(diǎn):金剛石碳化硅晶體硅。(2)熔點(diǎn)與分子間作用力大小有關(guān),而破壞分子則是破壞分子內(nèi)的共價(jià)鍵。答案(1)(2)結(jié)構(gòu)相似的分子晶體的相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力(或范德華力)越強(qiáng),熔化所需的能量越多,故熔點(diǎn):Si60N60C60;而破壞分子需斷開(kāi)化學(xué)鍵,元素電負(fù)性越強(qiáng)其形成的化學(xué)鍵越穩(wěn)定,斷鍵時(shí)所需能量越多,故破壞分子需要的能量大小順序?yàn)镹60C60Si60【方法規(guī)律】分類(lèi)比較晶體的熔、沸點(diǎn)首先看物質(zhì)的狀態(tài),一般情況下固體液體氣體;二是看物質(zhì)所屬類(lèi)型,一般是原子晶體離子晶體分子晶體(注意:不是絕對(duì)的,如氧化鋁熔點(diǎn)大于晶體硅),結(jié)構(gòu)類(lèi)型相同時(shí)再根據(jù)相應(yīng)規(guī)律進(jìn)行判斷。同類(lèi)晶體熔、沸點(diǎn)比較思路為:原子晶體共價(jià)鍵鍵能鍵長(zhǎng)原子半徑;分子晶體分子間作用力相對(duì)分子質(zhì)量;離子晶體離子鍵強(qiáng)弱離子所帶電荷數(shù)、離子半徑??键c(diǎn)二五類(lèi)常見(jiàn)晶體模型與晶胞計(jì)算(頻數(shù):難度:)1典型晶體模型(1)原子晶體(金剛石和二氧化硅)金剛石晶體中,每個(gè)C與另外4個(gè)C形成共價(jià)鍵,CC鍵之間的夾角是10928,最小的環(huán)是六元環(huán)。含有1 mol C的金剛石中,形成的共價(jià)鍵有2 mol。SiO2晶體中,每個(gè)Si原子與4個(gè)O成鍵,每個(gè)O原子與2個(gè)硅原子成鍵,最小的環(huán)是十二元環(huán),在“硅氧”四面體中,處于中心的是Si原子,1 mol SiO2中含有4 mol SiO鍵。(2)分子晶體干冰晶體中,每個(gè)CO2分子周?chē)染嗲揖o鄰的CO2分子有12個(gè)。冰的結(jié)構(gòu)模型中,每個(gè)水分子與相鄰的4個(gè)水分子以氫鍵相連接,含1 mol H2O的冰中,最多可形成2 mol“氫鍵”。(3)離子晶體NaCl型:在晶體中,每個(gè)Na同時(shí)吸引6個(gè)Cl,每個(gè)Cl同時(shí)吸引6個(gè)Na,配位數(shù)為6。每個(gè)晶胞含4個(gè)Na和4個(gè)Cl。CsCl型:在晶體中,每個(gè)Cl吸引8個(gè)Cs,每個(gè)Cs吸引8個(gè)Cl,配位數(shù)為8。(4)石墨晶體石墨層狀晶體中,層與層之間的作用是分子間作用力,平均每個(gè)正六邊形擁有的碳原子個(gè)數(shù)是2,C原子采取的雜化方式是sp2。(5)常見(jiàn)金屬晶體的原子堆積模型結(jié)構(gòu)型式常見(jiàn)金屬配位數(shù)晶胞面心立方最密堆積Cu、Ag、Au12體心立方堆積Na、K、Fe8六方最密堆積Mg、Zn、Ti122.晶胞中微粒的計(jì)算方法均攤法(1)原則:晶胞任意位置上的一個(gè)原子如果是被n個(gè)晶胞所共有,那么,每個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)原子分得的份額就是(3)圖示:在使用均攤法計(jì)算晶胞中的微粒個(gè)數(shù)時(shí),要注意晶胞的形狀,不同形狀的晶胞,應(yīng)先分析任意位置上的一個(gè)粒子被幾個(gè)晶胞所共有,如六棱柱晶胞中,頂點(diǎn)、側(cè)棱、底面上的棱、面心的微粒依次被6、3、4、2個(gè)晶胞所共有。3幾種常見(jiàn)的晶胞結(jié)構(gòu)及晶胞含有的粒子數(shù)目ANaCl(含4個(gè)Na,4個(gè)Cl)B干冰(含4個(gè)CO2)CCaF2(含4個(gè)Ca2,8個(gè)F)D金剛石(含8個(gè)C)E體心立方(含2個(gè)原子)F面心立方(含4個(gè)原子)4有關(guān)晶胞各物理量的關(guān)系對(duì)于立方晶胞,可簡(jiǎn)化成下面的公式進(jìn)行各物理量的計(jì)算:a3NAnM,a表示晶胞的棱長(zhǎng),表示密度,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,n表示1 mol晶胞中所含晶體的物質(zhì)的量,M表示摩爾質(zhì)量,a3NA表示1 mol晶胞的質(zhì)量。1基礎(chǔ)知識(shí)正誤判斷(1)晶體中只要有陽(yáng)離子就一定有陰離子。()(2)在分子晶體中一定有范德華力和化學(xué)鍵。()(3)金屬鎂形成的晶體中,每個(gè)鎂原子周?chē)c其距離最近的原子有6個(gè)。()(4)在NaCl晶體中,每個(gè)Na周?chē)c其距離最近的Na有12個(gè)。()(5)原子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高。()(6)分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低。()(7)離子晶體一定都含有金屬元素。()解析(1)金屬晶體中存在金屬陽(yáng)離子,但不存在陰離子。(2)稀有氣體為單原子分子,形成的晶體為分子晶體,晶體中不存在化學(xué)鍵。(3)金屬鎂為六方最密堆積模型,每個(gè)鎂原子周?chē)c其距離最近的原子有12個(gè)。(4)在NaCl晶體中,所有的Na呈面心立方最密堆積,因此每個(gè)Na周?chē)c其距離最近的Na有12個(gè)。(5)有些金屬晶體的熔點(diǎn)高于某些原子晶體,如鎢的熔點(diǎn)高于SiO2。(6)像硫單質(zhì)、碘單質(zhì)等常溫下為固態(tài),金屬汞常溫下為液態(tài),因此硫、碘等分子晶體的熔點(diǎn)高于金屬汞晶體。(7)銨鹽如NH4Cl形成離子晶體,不含金屬元素。答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2(RJ選修3P776改編)請(qǐng)列表比較金屬晶體的簡(jiǎn)單立方、體心立方、六方和面心立方四種堆積模型的配位數(shù),原子空間利用率、堆積方式和晶胞的區(qū)別以及列舉代表物。答案堆積模型采納這種堆積的典型代表空間利用率配位數(shù)晶胞簡(jiǎn)單立方堆積Po(釙)52%6體心立方堆積Na、K、Fe68%8六方最密堆積Mg、Zn、Ti74%12面心立方最密堆積Cu、Ag、Au74%123.(溯源題)(1)2017課標(biāo)全國(guó),35(4)R的晶體密度為d gcm3,其立方晶胞參數(shù)為a nm,晶胞中含有y個(gè)(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl單元,該單元的相對(duì)質(zhì)量為M,則y的計(jì)算表達(dá)式為_(kāi)。(2)2016課標(biāo)全國(guó),37(6)晶胞有兩個(gè)基本要素:原子坐標(biāo)參數(shù),表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置。如圖為Ge單晶的晶胞,其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0);B為(,0,);C(,0)。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為_(kāi)。晶胞參數(shù),描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a565.76 pm,其密度為_(kāi) gcm3(列出計(jì)算式即可)。答案(1)(2)(,)107探源:該高考題組源于教材RJ選修3 P76“資料卡片”及其拓展,考查的是對(duì)晶胞的分析和計(jì)算。題組一晶胞中原子個(gè)數(shù)的計(jì)算1.某晶體的一部分如圖所示,這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是()A394 B142C294 D384解析A粒子數(shù)為6;B粒子數(shù)為632,C粒子數(shù)為1;故A、B、C粒子數(shù)之比為142。答案B2已知鑭鎳合金LaNin的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖,則LaNin中n_。解析La:2123Ni:126615所以n5。答案53Cu元素與H元素可形成一種紅色化合物,其晶體結(jié)構(gòu)單元如下圖所示。則該化合物的化學(xué)式為_(kāi)。解析根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可以判斷:Cu():21236;H():6136,所以化學(xué)式為CuH。答案CuH4(1)硼化鎂晶體在39 K時(shí)呈超導(dǎo)性。在硼化鎂晶體中,鎂原子和硼原子是分層排布的,下圖是該晶體微觀結(jié)構(gòu)的透視圖,圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上,則硼化鎂的化學(xué)式為_(kāi)。(2)在硼酸鹽中,陰離子有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)形式。下圖是一種鏈狀結(jié)構(gòu)的多硼酸根,則多硼酸根離子符號(hào)為_(kāi)。解析(1)每個(gè)Mg周?chē)?個(gè)B,而每個(gè)B周?chē)?個(gè)Mg,所以其化學(xué)式為MgB2。(2)從圖可看出,每個(gè)單元中,都有一個(gè)B和一個(gè)O完全屬于這個(gè)單元,剩余的2個(gè)O分別被兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元共用,所以N(B)N(O)1(12/2)12,化學(xué)式為BO。答案(1)MgB2(2)BO題組二晶胞密度、原子半徑及空間利用率質(zhì)量的計(jì)算5用晶體的X射線衍射法對(duì)Cu的測(cè)定得到以下結(jié)果:Cu的晶胞為面心立方最密堆積(如右圖),已知該晶體的密度為9.00 gcm3,晶胞中該原子的配位數(shù)為_(kāi);Cu的原子半徑為_(kāi)cm(阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,要求列式計(jì)算)。解析設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為a cm,則a3NA464a,面對(duì)角線為a,面對(duì)角線的為Cu原子半徑,則r cm1.27108cm。答案121.271086Cu與F形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示,若晶體密度為a gcm3,則Cu與F最近距離為_(kāi) pm。(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示,列出計(jì)算表達(dá)式,不用化簡(jiǎn);圖中為Cu,為F)解析設(shè)晶胞的棱長(zhǎng)為x cm,在晶胞中,Cu:864;F:4,其化學(xué)式為CuF。ax3NA4M(CuF),x。最短距離為小立方體對(duì)角線的一半,小立方體的體對(duì)角線為x。所以最短距離為x1010 pm。答案1010【練后反思】晶體結(jié)構(gòu)的相關(guān)計(jì)算1晶胞質(zhì)量晶胞占有的微粒的質(zhì)量晶胞占有的微粒數(shù)。2空間利用率。3金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式(設(shè)棱長(zhǎng)為a)(1)面對(duì)角線長(zhǎng)a。(2)體對(duì)角線長(zhǎng)a。(3)體心立方堆積4ra(r為原子半徑)。(4)面心立方堆積4ra(r為原子半徑)。 試題分析(2015全國(guó)卷,37)碳及其化合物廣泛存在于自然界中,回答下列問(wèn)題:(1)處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用_形象化描述。在基態(tài)14C原子中,核外存在_對(duì)自旋相反的電子。(2)碳在形成化合物時(shí),其鍵型以共價(jià)鍵為主,原因是_。(3)CS2分子中,共價(jià)鍵的類(lèi)型有_,C原子的雜化軌道類(lèi)型是_,寫(xiě)出兩個(gè)與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子_。(4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5,該化合物熔點(diǎn)為253 K,沸點(diǎn)為376 K,其固體屬于_晶體。(5)碳有多種同素異形體,其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示:在石墨烯晶體中,每個(gè)C原子連接_個(gè)六元環(huán),每個(gè)六元環(huán)占有_個(gè)C原子。在金剛石晶體中,C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán),每個(gè)C原子連接_個(gè)六元環(huán),六元環(huán)中最多有_個(gè)C原子在同一平面。解題思路:我的答案:考查意圖:以典型物質(zhì)的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)為載體,考查學(xué)生對(duì)原子、分子、晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的理解應(yīng)用能力,以及空間想象能力。難度系數(shù)約為0.51,對(duì)于信息量大,考查點(diǎn)多,考查角度不同的綜合題,應(yīng)加強(qiáng)思維轉(zhuǎn)化訓(xùn)練;另外對(duì)于排布式、電離能電負(fù)性變化特點(diǎn)及原因、雜化、晶體結(jié)構(gòu)(除計(jì)算晶胞外,還要關(guān)注離子所占空間比及晶胞體積)等重點(diǎn)知識(shí)應(yīng)加強(qiáng)落實(shí)。解題思路:(1)電子云是處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布的形象化的描述;C原子的核外有6個(gè)電子,電子排布為1s22s22p2,其中1s、2s上的2對(duì)電子的自旋方向相反,而2p軌道的電子的自旋方向相同;(2)在原子結(jié)構(gòu)中,最外層電子小于4個(gè)的原子易失去電子,而C原子的最外層是4個(gè)電子,且C原子的半徑較小,則難以通過(guò)得或失電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以通過(guò)共用電子對(duì)的方式即形成共價(jià)鍵來(lái)達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu);(3)CS2分子中,C與S原子形成雙鍵,每個(gè)雙鍵都是含有1個(gè)鍵和1個(gè)鍵,分子空間構(gòu)型為直線型,則含有的共價(jià)鍵類(lèi)型為鍵和鍵;C原子的最外層形成2個(gè)鍵,無(wú)孤對(duì)電子,所以為sp雜化;O與S同主族,所以與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子為CO2;與二氧化碳互為等電子體的離子有SCN,所以SCN的空間構(gòu)型與鍵合方式與CS2相同;(4)該化合物熔點(diǎn)為253 K,沸點(diǎn)為376 K,說(shuō)明熔沸點(diǎn)較低,所以為分子晶體;(5)根據(jù)均攤法來(lái)計(jì)算。石墨烯晶體中,每個(gè)C原子被3個(gè)6元環(huán)共有,每個(gè)六元環(huán)占有的C原子數(shù)是61/32;每個(gè)C原子周?chē)纬?個(gè)共價(jià)鍵,每2個(gè)共價(jià)鍵即可形成1個(gè)六元環(huán),則可形成6個(gè)六元環(huán),每個(gè)共價(jià)鍵被2個(gè)六元環(huán)共用,所以一個(gè)C原子可連接12個(gè)六元環(huán);根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí),3個(gè)C原子可形成一個(gè)平面,而每個(gè)C原子都可構(gòu)成1個(gè)正四面體,所以六元環(huán)中最多有4個(gè)C原子共面。正確答案:(1)電子云2(2)C有4個(gè)價(jià)電子且半徑較小,難以通過(guò)得或失電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(3)鍵和鍵spCO2、SCN(或COS等)(4)分子(5)32124真題演練12016全國(guó)卷,37(4)GaF3的熔點(diǎn)高于1 000 ,GaCl3的熔點(diǎn)為77.9 ,其原因是_。解析根據(jù)晶體類(lèi)型比較熔點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō),離子晶體的熔點(diǎn)高于分子晶體的熔點(diǎn)。答案GaF3為離子晶體,GaCl3為分子晶體2(2015四川理綜)X、Z、Q、R、T、U分別代表原子序數(shù)依次增大的短周期元素。X和R屬同族元素;Z和U位于第A族;X和Z可形成化合物XZ4;Q基態(tài)原子的s軌道和p軌道的電子總數(shù)相等;T的一種單質(zhì)在空氣中能夠自燃。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:X所在周期元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中,酸性最強(qiáng)的是_(填化學(xué)式);Z和U的氫化物中沸點(diǎn)較高的是_(填化學(xué)式);Q、R、U的單質(zhì)形成的晶體,熔點(diǎn)由高到低的排列順序是_(填化學(xué)式)。解析X位于第二周期,該周期元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中,酸性最強(qiáng)的是HNO3;HF分子間存在氫鍵,所以HF的沸點(diǎn)高于HCl的;Mg為金屬單質(zhì),Si單質(zhì)為原子晶體,Cl2為分子晶體,故熔點(diǎn)SiMgCl2。答案HNO3HFSi、Mg、Cl232016全國(guó)卷,37(5)Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGa gmol1和MAs gmol1,原子半徑分別為rGa pm和rAs pm,阿伏加德羅常數(shù)值為NA,則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_(kāi)。解析根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可以看出,As原子與Ga原子形成了空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體,結(jié)合GaAs的熔點(diǎn)知GaAs是原子晶體。首先用均攤法計(jì)算出1個(gè)晶胞中含有As原子的個(gè)數(shù):81/861/24,再通過(guò)觀察可知1個(gè)晶胞中含有4個(gè)Ga原子。4個(gè)As原子和4個(gè)Ga原子的總體積V14(1030r1030r)cm3;1個(gè)晶胞的質(zhì)量為4個(gè)As原子和4個(gè)Ga原子的質(zhì)量之和,即()g,所以1個(gè)晶胞的體積V2(MAsMGa)cm3。最后由V1/V2即得結(jié)果。答案100%42015新課標(biāo)全國(guó)理綜,37(5)氧和鈉能夠形成化合物F,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞參數(shù)a0.566 nm,F(xiàn)的化學(xué)式為_(kāi);晶胞中氧原子的配位數(shù)為_(kāi);列式計(jì)算晶體F的密度(gcm3)_。解析由晶胞圖知,小黑球有8個(gè),大灰球有81/861/24,所以化學(xué)式為Na2O。小黑球?yàn)镹a,大灰球?yàn)镺。由晶胞結(jié)構(gòu)知,面心上的1個(gè)O連有4個(gè)鈉,在相鄰的另1個(gè)晶胞中,O也連有4個(gè)鈉,故O的配位數(shù)為8。1個(gè)晶胞中含有4個(gè)Na2O,根據(jù)密度公式有 gcm3 gcm32.27 gcm3。答案Na2O82.27 gcm3一、選擇題1下列排序正確的是()A酸性:H2CO3C6H5OHCH3COOHB堿性:Ba(OH)2Ca(OH)2KOHC熔點(diǎn):MgBr2SiCl4BND沸點(diǎn):PH3NH3H2O解析A項(xiàng),酸性應(yīng)為CH3COOHH2CO3C6H5OH,錯(cuò)誤。B項(xiàng),堿性應(yīng)為Ba(OH)2KOHCa(OH)2,錯(cuò)誤。C項(xiàng),熔點(diǎn):原子晶體離子晶體分子晶體,即BNMgBr2SiCl4,錯(cuò)誤。D項(xiàng),由于NH3、H2O分子間形成氫鍵,所以沸點(diǎn):H2ONH3PH3,正確。答案D2下面有關(guān)晶體的敘述中,不正確的是()A金剛石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)中,最小的環(huán)上有6個(gè)碳原子B氯化鈉晶體中,每個(gè)Na周?chē)嚯x相等且緊鄰的Na共有6個(gè)C氯化銫晶體中,每個(gè)Cs周?chē)o鄰8個(gè)ClD干冰晶體中,每個(gè)CO2分子周?chē)o鄰12個(gè)CO2分子解析氯化鈉晶體中每個(gè)Na周?chē)嚯x相等且緊鄰的Na共有12個(gè),B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B3下列關(guān)于晶體的說(shuō)法正確的組合是()分子晶體中都存在共價(jià)鍵在晶體中只要有陽(yáng)離子就一定有陰離子金剛石、SiC、H2O、H2S晶體的熔點(diǎn)依次降低離子化合物中只有離子鍵沒(méi)有共價(jià)鍵,分子晶體中肯定沒(méi)有離子鍵CaTiO3晶體中(晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示)每個(gè)Ti4和12個(gè)O2相緊鄰CaTiO3的晶體結(jié)構(gòu)模型(圖中Ca2、O2、Ti4分別位于立方體的體心、面心和頂點(diǎn))SiO2晶體中每個(gè)硅原子與兩個(gè)氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合晶體中分子間作用力越大,分子越穩(wěn)定氯化鈉溶于水時(shí)離子鍵被破壞A BC D答案D4下列說(shuō)法不正確的是()A離子晶體的晶格能越大,離子鍵越強(qiáng)B陽(yáng)離子的半徑越大則可同時(shí)吸引的陰離子越多C通常陰、陽(yáng)離子的半徑越小、電荷越多,該陰、陽(yáng)離子組成的離子化合物的晶格能越大D拆開(kāi)1 mol離子鍵所需的能量叫該離子晶體的晶格能解析A項(xiàng),在離子晶體中,離子之間的離子鍵越強(qiáng),斷裂消耗的能量就越高,離子的晶格能就越大,正確;B項(xiàng),在離子晶體中,陽(yáng)離子的半徑越大則周?chē)目臻g就越大,所以就可同時(shí)吸引更多的陰離子,正確;C項(xiàng),通常情況下,陰、陽(yáng)離子的半徑越小、電荷越多,則離子之間的作用力就越強(qiáng),該陰、陽(yáng)離子組成的離子化合物的晶格能越大,正確;D項(xiàng),氣態(tài)離子形成1 mol的離子晶體時(shí)所釋放的能量叫該離子晶體的晶格能,錯(cuò)誤。答案D5北京大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院的化學(xué)工作者成功研制出堿金屬與C60形成的球碳鹽K3C60。實(shí)驗(yàn)測(cè)知該物質(zhì)屬于離子晶體,具有良好的超導(dǎo)性。下列關(guān)于K3C60的組成和結(jié)構(gòu)的分析中正確的是()AK3C60晶體中既有離子鍵又有極性鍵BK3C60晶體的熔點(diǎn)比C60晶體的熔點(diǎn)低C該晶體熔化時(shí)能導(dǎo)電DC60分子中碳原子是采用sp3雜化的解析該晶體為離子晶體,故熔化時(shí)能導(dǎo)電,C項(xiàng)正確;C60內(nèi)部為非極性鍵,A項(xiàng)錯(cuò)誤;離子晶體K3C60比分子晶體C60的熔點(diǎn)高,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C60中每個(gè)碳形成四條鍵,其中有一個(gè)為雙鍵,故應(yīng)為sp2雜化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C6(2018大連調(diào)研)關(guān)于晶體的敘述中,正確的是()A原子晶體中,共價(jià)鍵的鍵能越大,熔、沸點(diǎn)越高B分子晶體中,分子間的作用力越大,該分子越穩(wěn)定C分子晶體中,共價(jià)鍵的鍵能越大,熔、沸點(diǎn)越高D某晶體溶于水后,可電離出自由移動(dòng)的離子,該晶體一定是離子晶體解析B項(xiàng),分子的穩(wěn)定性取決于分子內(nèi)部的共價(jià)鍵強(qiáng)弱,與分子間作用力無(wú)關(guān);C項(xiàng),分子晶體熔、沸點(diǎn)高低,取決于分子間作用力的大??;D項(xiàng),也可能是分子晶體,如HCl。答案A7高溫下,超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu),晶體中氧的化合價(jià)部分為0價(jià),部分為2價(jià)。如右圖所示為超氧化鉀晶體的一個(gè)晶胞,則下列說(shuō)法正確的是()A超氧化鉀的化學(xué)式為KO2,每個(gè)晶胞含有4個(gè)K和4個(gè)OB晶體中每個(gè)K周?chē)?個(gè)O,每個(gè)O周?chē)?個(gè)KC晶體中與每個(gè)K距離最近的K有8個(gè)D晶體中與每個(gè)K距離最近的K有6個(gè)答案A8金屬晶體中金屬原子有三種常見(jiàn)的堆積方式:六方堆積、面心立方堆積和體心立方堆積。a、b、c分別代表這三種晶胞的結(jié)構(gòu),a、b、c三種晶胞內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)比為()A321 B1184C984 D21149解析a中:32126b中:864c中:812所以三種晶胞內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)之比為321。答案A二、填空題9(2017泰安模擬)我國(guó)從國(guó)外進(jìn)口某原料經(jīng)測(cè)定主要含有A、B、C、D、E五種前四周期元素,且原子序數(shù)依次增大。元素A、B、C、D、E的原子結(jié)構(gòu)等信息如下:元素元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)A周期表中原子半徑最小的元素B原子核外有三種不同的能級(jí)且各個(gè)能級(jí)所填充的電子數(shù)相同C最外層p軌道半充滿D位于短周期,其原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的3倍E位于ds區(qū)且原子的最外層電子數(shù)與A的相同請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(用A、B、C、D、E所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)作答)(1)B、C、D第一電離能由大到小為_(kāi)。(2)E的二價(jià)離子的電子排布式為_(kāi)。(3)A2B2D4常用作除銹劑,該分子中B的雜化方式為_(kāi);1 mol A2B2D4分子中含有鍵數(shù)目為_(kāi)。(4)與化合物BD互為等電子體的陰離子化學(xué)式為_(kāi)。(5)B2A6、C2A4分子中均含有18個(gè)電子,它們的沸點(diǎn)相差較大,主要原因是_。(6)BD2在高溫高壓下所形成晶體的晶胞如圖所示,一個(gè)該晶胞中含_個(gè)D原子。解析A、B、C、D、E五種前四周期元素,且原子序數(shù)依次增大。周期表中A元素原子半徑最小,故A為氫元素;B元素原子核外有三種不同的能級(jí)且各個(gè)能級(jí)所填充的電子數(shù)相同,核外電子排布式為1s22s22p2,故B為碳元素;D位于短周期,其原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的3倍,而短周期中原子單電子處于p能級(jí)最多有3個(gè),故其成對(duì)電子總數(shù)只能為6,單電子數(shù)為2,核外電子排布式為1s22s22p4,則D為氧元素;C元素原子最外層p軌道半充滿,原子序數(shù)小于O,故其核外電子排布為1s22s22p3,則C為氮元素;E位于ds區(qū)且原子的最外層電子數(shù)與A的相同,價(jià)電子排布式為3d104s1,則E為Cu。(1)同周期隨原子序數(shù)增大,第一電離能呈增大趨勢(shì),但氮元素2p能級(jí)容納3個(gè)電子,為半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于同周期相鄰元素,故第一電離能:NOC。(2)E為銅元素,Cu2的電子排布式為1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9。(3)H2C2O4常用作除銹劑,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOOCCOOH,分子中碳原子形成3個(gè)鍵,沒(méi)有孤對(duì)電子,該分子中碳原子的雜化方式為sp2,單鍵為鍵,雙鍵含有1個(gè)鍵、1個(gè)鍵,故HOOCCOOH分子中含有7個(gè)鍵,1 mol A2B2D4分子中含有鍵數(shù)目為7NA,即76.021023。(4)原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的微?;榈入娮芋w,與化合物CO互為等電子體的陰離子化學(xué)式為CN等。(5)C2H6、N2H4分子中均含有18個(gè)電子,它們的沸點(diǎn)相差較大,主要原因是N2H4分子之間存在氫鍵。(6)CO2在高溫高壓下所形成晶體的晶胞中灰色球?yàn)檠踉?,均在晶胞?nèi)部,一個(gè)該晶胞中含氧原子數(shù)目為16。答案(1)NOC(2)1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9(3)sp276.021023(或7NA)(4)CN(5)N2H4分子之間存在氫鍵(6)1610鐵觸媒是重要的催化劑,CO易與鐵觸媒作用導(dǎo)致其失去催化活性:Fe5CO=Fe(CO)5;除去CO的化學(xué)反應(yīng)方程式為Cu(NH3)2OOCCH3CONH3=Cu(NH3)3(CO)OOCCH3。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)開(kāi),基態(tài)鐵原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)。(2)Fe(CO)5又名羰基鐵,常溫下為黃色油狀液體,則Fe(CO)5的晶體類(lèi)型是_,F(xiàn)e(CO)5在空氣中燃燒后剩余固體呈紅棕色,其化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)配合物Cu(NH3)2OOCCH3中碳原子的雜化類(lèi)型是_,配體中提供孤對(duì)電子的原子是_。(4)用Cu(NH3)2OOCCH3除去CO的反應(yīng)中,肯定有_形成。a離子鍵 b配位鍵c非極性鍵 d鍵(5)單質(zhì)鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式,晶胞分別如圖所示,面心立方晶胞和體心立方晶胞中實(shí)際含有的鐵原子個(gè)數(shù)之比為_(kāi),面心立方堆積與體心立方堆積的兩種鐵晶體的密度之比為_(kāi)(寫(xiě)出已化簡(jiǎn)的比例式即可)。解析(1)同周期由左向右元素的第一電離能呈遞增趨勢(shì),但是第A和第A族元素略大,因此C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹OC。鐵為26號(hào)元素,根據(jù)構(gòu)造原理確定,基態(tài)鐵原子的價(jià)電子排布式為3d64s2。(2)根據(jù)題意知Fe(CO)5又名羰基鐵,常溫下為黃色油狀液體,熔點(diǎn)較低,則Fe(CO)5的晶體類(lèi)型是分子晶體,F(xiàn)e(CO)5在空氣中燃燒生成氧化鐵和二氧化碳,化學(xué)方程式為4Fe(CO)513O22Fe2O320CO2。(3)配合物Cu(NH3)2OOCCH3中,羧基中碳原子的雜化類(lèi)型是sp2,甲基中碳原子的雜化類(lèi)型是sp3,配體中提供孤對(duì)電子的原子是氮原子。(4)用Cu(NH3)2OOCCH3除去CO的反應(yīng)中,肯定有配位鍵、鍵形成,選bd。(5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)利用均攤法分析,面心立方晶胞中含有的鐵原子個(gè)數(shù)為864,體心立方晶胞中含有的鐵原子數(shù)目為812,實(shí)際含有的鐵原子個(gè)數(shù)之比為21。設(shè)鐵原子半徑為r,面心立方堆積晶胞的棱長(zhǎng)為a1,則a14r,體心立方堆積晶胞的棱長(zhǎng)為a2,則a24r,設(shè)鐵原子質(zhì)量為m(Fe),則兩種鐵晶體的密度之比為43。答案(1)NOC3d64s2(2)分子晶體4Fe(CO)513O22Fe2O320CO2(3)sp2、sp3N(4)bd(5)214311磁性材料氮化鐵鎳合金可用Fe(NO3)3、Ni(NO3)2、丁二酮肟、氨氣、氮?dú)狻溲趸c、鹽酸等物質(zhì)在一定條件下反應(yīng)制得。(1)Fe3的電子排布式是_。(2)NO和NH3中氮原子的雜化方式為_(kāi)。(3)NH3的沸點(diǎn)高于PH3,其主要原因是_。(4)與N3具有相同電子數(shù)的三原子分子的空間構(gòu)型是_。(5)向Ni(NO3)2溶液中滴加氨水,剛開(kāi)始時(shí)生成綠色Ni(OH)2沉淀,當(dāng)氨水過(guò)量時(shí),沉淀會(huì)溶解,生成Ni(NH3)62藍(lán)色溶液,則1 mol Ni(NH3)62含有的鍵的物質(zhì)的量為_(kāi) mol。(6)鐵元素對(duì)應(yīng)的單質(zhì)在形成晶體時(shí),采用如圖所示的堆積方式。則這種堆積模型的配位數(shù)為_(kāi),如果Fe的原子半徑為a cm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則計(jì)算此單質(zhì)的密度表達(dá)式為_(kāi)gcm3(不必化簡(jiǎn))。解析(1)Fe為26號(hào)元素,則Fe3的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。(2)NO為平面三角形,氮原子為sp2雜化;NH3為三角錐形的分子,氮原子為sp3雜化。(4)N3電子數(shù)為10,與N3具有相同電子數(shù)的三原子分子為H2O,分子的空間構(gòu)型為V形。(5)在Ni(NH3)62中,每個(gè)氮原子與3個(gè)氫原子形成鍵,同時(shí)還與鎳原子形成配位鍵,也是鍵,因此1 mol Ni(NH3)62含有的鍵為4 mol624 mol。(6)鐵元素對(duì)應(yīng)的單質(zhì)在形成晶體時(shí),采用如圖所示的堆積方式,則這種堆積模型為體心立方堆積,即在立方體的中心有一個(gè)鐵原子,與這個(gè)鐵原子距離最近的原子位于立方體的8個(gè)頂點(diǎn),所以鐵的配位數(shù)為8,每個(gè)立方體中含有的鐵原子數(shù)為812,如果Fe的原子半徑為a cm,則立方體的邊長(zhǎng)為 cm,對(duì)應(yīng)的體積為( cm)3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,所以鐵單質(zhì)的密度表達(dá)式為 gcm3。答案(1)1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5(2)sp2、sp3(3)NH3分子間存在氫鍵(4)V形(5)24(6)812(2018貴州省普通高等學(xué)校招生適應(yīng)性考試)第四周期中的18種元素具有重要的用途,在現(xiàn)代工業(yè)中備受青睞。(1)鉻是一種硬而脆、抗腐蝕性強(qiáng)的金屬,常用于電鍍和制造特種鋼?;鶓B(tài)Cr原子中,電子占據(jù)最高能層的符號(hào)為_(kāi),該能層上具有的原子軌道數(shù)為_(kāi),電子數(shù)為_(kāi)。(2)第四周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)的增大,總趨勢(shì)是逐漸增大的,30Zn與31Ga的第一電離能是否符合這一規(guī)律?_(填“是”或“否”),原因是_(如果前一問(wèn)填“是”,此問(wèn)可以不答)。(3)鎵與第A族元素可形成多種新型人工半導(dǎo)體材料,砷化鎵(GaAs)就是其中一種,其晶體結(jié)構(gòu)如圖所示(白色球代表As原子)。在GaAs晶體中,每個(gè)Ga原子與_個(gè)As原子相連,與同一個(gè)Ga原子相連的As原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為_(kāi)。(4)與As同主族的短周期元素是N、P。AsH3中心原子雜化的類(lèi)型_;一定壓強(qiáng)下將AsH3和NH3、PH3的混合氣體降溫時(shí)首先液化的是_,理由是_。(5)鐵的多種化合物均為磁性材料,氮化鐵是其中一種,某氮化鐵的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,則氮化鐵的化學(xué)式為_(kāi);設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為a cm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,該晶體的密度為_(kāi) gcm3(用含a和NA的式子表示)。解析(5)Fe:864,N:1,所以氮化鐵的化學(xué)式是Fe4N。a3NAM(Fe4N), gcm3。答案(1)N161(2)否30Zn的4s能級(jí)處于全充滿狀態(tài),較穩(wěn)定(3)4正四面體(4)sp3NH3因?yàn)榘狈肿娱g存在氫鍵,分子間作用力更大,沸點(diǎn)更高,降溫時(shí)先液化(5)Fe4N238/(a3NA)- 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- 全國(guó)通用版2019版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第十一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第3講 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)案 全國(guó) 通用版 2019 高考 化學(xué) 一輪 復(fù)習(xí) 第十一 物質(zhì) 結(jié)構(gòu) 性質(zhì) 晶體結(jié)構(gòu)
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