高考化学大一轮学考复习考点突破 第十二章 第39讲 晶体结构与性质课件 新人教版.ppt

第39讲晶体结构与性质 第十二章物质结构与性质 选考 考纲要求1 理解离子键的形成 能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质 2 了解晶体的类型 了解不同类型晶体中结构微粒 微粒间作用力的区别 3 了解晶格能的概念 了解晶格能对离子晶体性质的影响 4 了解分子晶体结构与性质的关系 5 了解原子晶体的特征 能描述金刚石 二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系 6 理解金属键的含义 能用金属键理论解释金属的一些物理性质 了解金属晶体常见的堆积方式 7 了解晶胞的概念 能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算 考点一晶体常识 考点三突破五类晶体模型 考点二晶体的组成和性质 内容索引 考能提升探究高考明确考向 课时作业 考点一晶体常识 1 晶体与非晶体 知识梳理 周期性有序 无序 有 无 固定 不固定 各向异性 各向同性 x 射线衍射 熔点 2 得到晶体的途径 1 物质凝固 2 物质冷却不经液态直接凝固 凝华 3 溶质从溶液中 3 晶胞 1 概念描述晶体结构的 2 晶体中晶胞的排列 无隙并置 无隙 相邻晶胞之间没有 并置 所有晶胞排列 相同 熔融态 气态 析出 基本单元 任何间隙 平行 取向 1 正误判断 正确的打 错误的打 1 冰和碘晶体中相互作用力相同 2 晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列 3 凡有规则外形的固体一定是晶体 4 固体sio2一定是晶体 5 缺角的nacl晶体在饱和nacl溶液中会慢慢变为完美的立方体块 6 晶胞是晶体中最小的 平行六面体 7 区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行x 射线衍射实验 2 如图是甲 乙 丙三种晶体的晶胞 则甲晶体中x与y的个数比是 乙中a与b的个数比是 丙中一个晶胞中有 个c离子和 个d离子 4 答案 解析 2 1 1 1 4 3 下图为离子晶体空间构型示意图 阳离子 阴离子 以m代表阳离子 以n表示阴离子 写出各离子晶体的组成表达式 a b c 答案 解析 mn mn3 mn2 解题探究 题组一认识各类晶胞1 下图是由q r g三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构 其中r为 2价 g为 2价 则q的化合价为 答案 解析 r g q的个数之比为1 4 2 则其化学式为rq2g4 由于r为 2价 g为 2价 所以q为 3价 3价 2 某晶体的一部分如图所示 这种晶体中a b c三种粒子数之比是a 3 9 4b 1 4 2c 2 9 4d 3 8 4 答案 解析 a粒子数为 b粒子数为 c粒子数为1 故a b c粒子数之比为1 4 2 3 已知镧镍合金lanin的晶胞结构如下图 则lanin中n 答案 解析 所以n 5 5 4 cu元素与h元素可形成一种红色化合物 其晶体结构单元如下图所示 则该化合物的化学式为 答案 解析 cuh 根据晶胞结构可以判断 cu 3 6 h 6 1 3 6 所以化学式为cuh 5 1 硼化镁晶体在39k时呈超导性 在硼化镁晶体中 镁原子和硼原子是分层排布的 下图是该晶体微观结构的透视图 图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上 则硼化镁的化学式为 答案 解析 每个mg周围有6个b 而每个b周围有3个mg 所以其化学式为mgb2 mgb2 2 在硼酸盐中 阴离子有链状 环状等多种结构形式 下图是一种链状结构的多硼酸根 则多硼酸根离子符号为 答案 解析 从图可看出 每个单元中 都有一个b和一个o完全属于这个单元 剩余的2个o分别被两个结构单元共用 所以b o 1 1 2 2 1 2 化学式为 6 已知下图所示晶体的硬度很可能比金刚石大 且原子间以单键结合 试根据下图确定该晶体的化学式为 答案 b3a4 题组二晶胞的密度及微粒间距离的计算7 cu与f形成的化合物的晶胞结构如下图所示 若晶体密度为ag cm 3 则cu与f最近距离为 pm 阿伏加德罗常数用na表示 列出计算表达式 不用化简 图中 为cu 为f 答案 解析 设晶胞的棱长为xcm f 4 其化学式为cuf a x3 na 4m cuf 最短距离为小立方体体对角线的一半 8 如图为na2s的晶胞 该晶胞与caf2晶胞结构相似 设晶体密度是 g cm 3 试计算na 与s2 的最短距离为 cm 阿伏加德罗常数用na表示 只写出计算式 答案 解析 其个数之比为1 2 所以 代表s2 代表na 设晶胞边长为acm 则a3 na 4 78 晶胞计算的思维方法 1 晶胞计算是晶体考查的重要知识点之一 也是考查学生分析问题 解决问题能力的较好素材 晶体结构的计算常常涉及如下数据 晶体密度 na m 晶体体积 微粒间距离 微粒半径 夹角等 密度的表达式往往是列等式的依据 解决这类题 一是要掌握晶体 均摊法 的原理 二是要有扎实的立体几何知识 三是要熟悉常见晶体的结构特征 并能融会贯通 举一反三 2 均摊法 原理 特别提醒 在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时 要注意晶胞的形状 不同形状的晶胞 应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有 如六棱柱晶胞中 顶点 侧棱 底面上的棱 面心依次被6 3 4 2个晶胞所共有 在计算晶胞中粒子个数的过程中 不是任何晶胞都可用均摊法 3 晶体微粒与m 之间的关系若1个晶胞中含有x个微粒 则1mol晶胞中含有xmol微粒 其质量为xmg m为微粒的相对 分子 质量 1个晶胞的质量为 a3g a3为晶胞的体积 为晶胞的密度 则1mol晶胞的质量为 a3nag 因此有xm a3na 考点二晶体的组成和性质 1 四类晶体的比较 知识梳理 分子 原子 金属阳离子 自由 电子 阴 阳离子 分子间作用力 共价键 金属键 离子键 较小 很大 很大 很小 较大 较低 很高 很高 很低 较高 2 离子晶体的晶格能 1 定义气态离子形成1mol离子晶体释放的能量 通常取正值 单位 2 影响因素 离子所带电荷数 离子所带电荷数越多 晶格能越 离子的半径 离子的半径越 晶格能越大 3 与离子晶体性质的关系晶格能越大 形成的离子晶体越 且熔点越高 硬度越 kj mol 1 大 小 稳定 大 1 正误判断 正确的打 错误的打 1 在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子 2 在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 3 原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 4 分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 5 离子晶体一定都含有金属元素 6 金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体 7 原子晶体的熔点一定比离子晶体的高 8 金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高 2 在下列物质中 nacl naoh na2s h2o2 na2s2 nh4 2s co2 ccl4 c2h2 sio2 sic 晶体硅 金刚石 晶体氩 1 其中只含有离子键的离子晶体是 2 其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是 3 其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是 4 其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是 5 其中含有极性共价键的非极性分子是 6 其中含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是 7 其中含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是 nacl na2s naoh nh4 2s nh4 2s na2s2 co2 ccl4 c2h2 c2h2 h2o2 答案 答案 答案 答案 答案 答案 答案 8 其中含有极性共价键的原子晶体是 9 不含共价键的分子晶体是 只含非极性键的原子晶体是 sio2 sic 晶体氩 晶体硅 金刚石 答案 答案 1 分析下列物质的物理性质 判断其晶体类型 1 碳化铝 黄色晶体 熔点2200 熔融态不导电 2 溴化铝 无色晶体 熔点98 熔融态不导电 3 五氟化矾 无色晶体 熔点19 5 易溶于乙醇 氯仿 丙酮等 4 溴化钾 无色晶体 熔融时或溶于水中都能导电 5 sii4 熔点120 5 沸点287 4 易水解 6 硼 熔点2300 沸点2550 硬度大 7 硒 熔点217 沸点685 溶于氯仿 8 锑 熔点630 74 沸点1750 导电 原子晶体 分子晶体 分子晶体 离子晶体 分子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体 答案 解析 解题探究 题组一晶体类型的判断 晶体的熔点高低 熔融态能否导电及溶解性等性质相结合是判断晶体类型的重要依据 原子晶体和离子晶体的熔点都很高或较高 两者最大的差异是熔融态的导电性不同 原子晶体熔融态不导电 离子晶体熔融时或其水溶液都能导电 原子晶体和分子晶体的区别则主要在于熔 沸点有很大差异 一般原子晶体和分子晶体熔融态时都不能导电 另外易溶于一些有机溶剂往往也是分子晶体的特征之一 金属晶体能导电 2 现有几组物质的熔点 数据 据此回答下列问题 1 a组属于 晶体 其熔化时克服的微粒间的作用力是 a组熔点很高 为原子晶体 是由原子通过共价键形成的 答案 解析 原子 共价键 2 b组晶体共同的物理性质是 填序号 有金属光泽 导电性 导热性 延展性 b组为金属晶体 具有 四条共性 答案 解析 3 c组中hf熔点反常是由于 hf中含有分子间氢键 故其熔点反常 hf分子间能形成氢键 其熔化时需要消耗的能量更多 只要答出hf分子间能形成氢键即可 答案 解析 4 d组晶体可能具有的性质是 填序号 硬度小 水溶液能导电 固体能导电 熔融状态能导电 d组属于离子晶体 具有 两条性质 答案 解析 5 d组晶体的熔点由高到低的顺序为nacl kcl rbcl cscl 其原因为 d组属于离子晶体 其熔点与晶格能有关 答案 解析 d组晶体都为离子晶体 r na r k r rb r cs 在离子所带电荷数相同的情况下 半径越小 晶格能越大 熔点就越高 晶体类型的5种判断方法 1 依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断 离子晶体的构成微粒是阴 阳离子 微粒间的作用是离子键 原子晶体的构成微粒是原子 微粒间的作用是共价键 分子晶体的构成微粒是分子 微粒间的作用为分子间作用力 金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子 微粒间的作用是金属键 2 依据物质的分类判断 金属氧化物 如k2o na2o2等 强碱 naoh koh等 和绝大多数的盐类是离子晶体 大多数非金属单质 除金刚石 石墨 晶体硅等 非金属氢化物 非金属氧化物 除sio2外 几乎所有的酸 绝大多数有机物 除有机盐外 是分子晶体 常见的单质类原子晶体有金刚石 晶体硅 晶体硼等 常见的化合类原子晶体有碳化硅 二氧化硅等 金属单质是金属晶体 3 依据晶体的熔点判断 离子晶体的熔点较高 原子晶体的熔点很高 分子晶体的熔点低 金属晶体多数熔点高 但也有少数熔点相当低 4 依据导电性判断 离子晶体溶于水及熔融状态时能导电 原子晶体一般为非导体 分子晶体为非导体 而分子晶体中的电解质 主要是酸和强极性非金属氢化物 溶于水 使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子 也能导电 金属晶体是电的良导体 5 依据硬度和机械性能判断 离子晶体硬度较大 硬而脆 原子晶体硬度大 分子晶体硬度小且较脆 金属晶体多数硬度大 但也有较低的 且具有延展性 注意 1 常温下为气态或液态的物质 其晶体应属于分子晶体 hg除外 2 石墨属于混合型晶体 但因层内原子之间碳碳共价键的键长为1 42 10 10m 比金刚石中碳碳共价键的键长 键长为1 54 10 10m 短 所以熔 沸点高于金刚石 3 alcl3晶体中虽含有金属元素 但属于分子晶体 熔 沸点低 熔点190 4 合金的硬度比其成分金属大 熔 沸点比其成分金属低 题组二晶体熔 沸点的比较3 下列分子晶体中 关于熔 沸点高低的叙述中 正确的是a cl2 i2b sicl4 ccl4c nh3 ph3d c ch3 4 ch3ch2ch2ch2ch3 a b项属于无氢键存在的分子结构相似的情况 相对分子质量大的熔 沸点高 c项属于分子结构相似的情况 但存在氢键的熔 沸点高 d项属于相对分子质量相同 但分子结构不同的情况 支链少的熔 沸点高 答案 解析 4 离子晶体熔点的高低取决于晶体中晶格能的大小 判断kcl nacl cao bao四种晶体熔点的高低顺序是a kcl nacl bao caob nacl kcl cao baoc cao bao nacl kcld cao bao kcl nacl 离子晶体中 晶格能越大 晶体熔 沸点越高 离子所带电荷总数越多 半径越小 晶格能越大 答案 解析 5 下列各组物质中 按熔点由低到高的顺序排列正确的是 o2 i2 hg co kcl sio2 na k rb na mg ala b c d 答案 解析 中hg在常温下为液态 而i2为固态 故 错 中sio2为原子晶体 其熔点最高 co是分子晶体 其熔点最低 故 正确 中na k rb价电子数相同 其原子半径依次增大 金属键依次减弱 熔点逐渐降低 故 错 中na mg al价电子数依次增多 原子半径逐渐减小 金属键依次增强 熔点逐渐升高 故 正确 分类比较晶体的熔 沸点 1 不同类型晶体的熔 沸点高低的一般规律原子晶体 离子晶体 分子晶体 金属晶体的熔 沸点差别很大 如钨 铂等熔 沸点很高 如汞 镓 铯等熔 沸点很低 金属晶体一般不参与比较 2 原子晶体由共价键形成的原子晶体中 原子半径小的键长短 键能大 晶体的熔 沸点高 如熔点 金刚石 石英 碳化硅 硅 3 离子晶体一般地说 阴 阳离子所带电荷数越多 离子半径越小 则离子间的作用就越强 其离子晶体的熔 沸点就越高 如熔点 mgo mgcl2 nacl cscl 4 分子晶体 分子间作用力越大 物质的熔 沸点越高 具有氢键的分子晶体 熔 沸点反常的高 如h2o h2te h2se h2s 组成和结构相似的分子晶体 相对分子质量越大 熔 沸点越高 如snh4 geh4 sih4 ch4 f2 cl2 br2 i2 组成和结构不相似的物质 相对分子质量接近 分子的极性越大 其熔 沸点越高 如co n2 ch3oh ch3ch3 同分异构体 支链越多 熔 沸点越低 如 ch3 ch2 ch2 ch2 ch3 考点三突破五类晶体模型 1 原子晶体 金刚石和二氧化硅 知识梳理 1 金刚石晶体中 每个c与另外个c形成共价键 c c键之间的夹角是109 28 最小的环是元环 含有1molc的金刚石中 形成的共价键有mol 2 sio2晶体中 每个si原子与个o成键 每个o原子与个硅原子成键 最小的环是元环 在 硅氧 四面体中 处于中心的是原子 1molsio2中含有molsi o键 4 六 2 4 2 十二 si 4 2 分子晶体 1 干冰晶体中 每个co2分子周围等距且紧邻的co2分子有个 2 冰的结构模型中 每个水分子与相邻的个水分子以氢键相连接 含1molh2o的冰中 最多可形成mol 氢键 12 4 2 3 离子晶体 1 nacl型 在晶体中 每个na 同时吸引个cl 每个cl 同时吸引个na 配位数为 每个晶胞含个na 和个cl 2 cscl型 在晶体中 每个cl 吸引个cs 每个cs 吸引个cl 配位数为 6 6 6 4 4 8 8 8 4 石墨晶体 石墨层状晶体中 层与层之间的作用是 平均每个正六边形拥有的碳原子个数是 c原子采取的杂化方式是 分子间作用力 2 sp2 5 常见金属晶体的原子堆积模型 特别提醒 1 判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时 要注意运用三维想象法 如nacl晶体中 na 周围的na 数目 na 用 表示 每个面上有4个 共计12个 2 常考的几种晶体主要有干冰 冰 金刚石 sio2 石墨 cscl nacl k cu等 要熟悉以上代表物的空间结构 当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时 可以直接套用某种结构 1 正误判断 正确的打 错误的打 1 在金属钠形成的晶体中 每个钠原子周围与其距离最近的钠原子有8个 2 在nacl晶体中 每个na 周围与其距离最近的na 有12个 3 在cscl晶体中 每个cs 周围与其距离最近的cl 有8个 4 金属镁形成的晶体中 每个镁原子周围与其最近的镁原子有6个 2 在晶体模型中 金刚石中的 棍 和干冰中的 棍 表示的意义一样吗 分子晶体中有化学键吗 答案 不一样 金刚石中表示的是c c共价键 而干冰中的 棍 表示分子间作用力 分子晶体中多数含有化学键 如co2中的c o键 少数则无 如稀有气体形成的晶体 3 下列排列方式中 a abcabcabcb abababababc abbaabbad abccbaabccba 属于镁型堆积方式的是 属于铜型堆积方式的是 答案 b a 解题探究 题组一强化记忆晶体结构1 判断下列物质的晶胞结构 将对应序号填在线上 1 干冰晶体 2 氯化钠晶体 3 金刚石 4 碘晶体 5 氟化钙 6 钠 7 冰晶体 8 水合铜离子 9 h3bo3晶体 10 铜晶体 答案 答案 答案 答案 答案 答案 答案 答案 答案 答案 2 碳的第三种同素异形体 金刚石 其晶胞如图丁所示 已知金属钠的晶胞 体心立方堆积 沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图如图a所示 则金刚石晶胞沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图应该是图 从a d图中选填 答案 题组二晶胞中原子半径及空间利用率的计算3 用晶体的x 射线衍射法对cu的测定得到以下结果 cu的晶胞为面心立方最密堆积 如下图 已知该晶体的密度为9 00g cm 3 晶胞中该原子的配位数为 cu的原子半径为 cm 阿伏加德罗常数为na 要求列式计算 12 答案 解析 设晶胞的边长为acm 则a3 na 4 64 4 2016 全国卷 37 5 gaas的熔点为1238 密度为 g cm 3 其晶胞结构如图所示 该晶体的类型为 ga与as以 键键合 ga和as的摩尔质量分别为mgag mol 1和masg mol 1 原子半径分别为rgapm和raspm 阿伏加德罗常数值为na 则gaas晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 原子晶体 答案 解析 共价 gaas的熔点很高 则其晶体类型为原子晶体 ga和as以共价键键合 由晶胞结构可知一个晶胞中含有as ga原子的个数均为4个 则晶胞的体积为 4 又知二者的原子半径分别为rgapm和raspm 则gaas晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 晶体结构的相关计算 1 晶胞质量 晶胞占有的微粒的质量 晶胞占有的微粒数 3 金属晶体中体心立方堆积 面心立方堆积中的几组公式 设棱长为a 原子半径为r 面对角线长 a 体对角线长 a 体心立方堆积4r a 面心立方堆积4r a 考能提升 探究高考明确考向 1 2016 全国卷 37 6 晶胞有两个基本要素 原子坐标参数 表示晶胞内部各原子的相对位置 下图为ge单晶的晶胞 其中原子坐标参数a为 0 0 0 b为 0 c为 0 则d原子的坐标参数为 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 由ge单晶晶胞结构示意图 可知d原子与a原子及位于3个相邻面面心的3个原子构成了正四面体结构 d原子位于正四面体的中心 再根据a b c三个原子的坐标参数可知d原子的坐标参数为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 晶胞参数 描述晶胞的大小和形状 已知ge单晶的晶胞参数a 565 76pm 其密度为 g cm 3 列出计算式即可 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 由锗单晶的晶胞结构示意图 可知该晶胞中位于顶点的有8个原子 位于面心的有6个原子 位于内部的有4个原子 则一个晶胞中所含有的锗原子个数为8 6 4 8 再由晶胞参数可知该晶胞的边长为565 76pm的正方体 则其密度为g cm 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 2016 全国卷 37 4 某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示 答案 解析 晶胞中铜原子与镍原子的数量比为 3 1 根据均摊法计算 晶胞中铜原子个数为6 3 镍原子的个数为8 1 则铜和镍的数量比为3 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 若合金的密度为dg cm 3 晶胞参数a nm 答案 解析 根据上述分析 该晶胞的组成为cu3ni 若合金的密度为dg cm 3 根据 则晶胞参数a 107nm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3 2016 全国卷 37 4 gaf3的熔点高于1000 gacl3的熔点为77 9 其原因是 gaf3为离子晶体 gacl3为分子晶体 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4 2016 四川理综 8 m r x y为原子序数依次增大的短周期主族元素 z是一种过渡元素 m基态原子l层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍 r是同周期元素中最活泼的金属元素 x和m形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物 z的基态原子4s和3d轨道半充满 请回答下列问题 1 r基态原子的电子排布式是 x和y中电负性较大的是 填元素符号 答案 解析 1s22s22p63s1 或 ne 3s1 cl 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 m基态原子的核外电子排布式为1s22s22p4 为氧元素 r为钠元素 x的原子序数大于r 为硫元素 则y为氯元素 z基态原子的核外电子排布式为 ar 3d54s1 为24号元素铬 11号元素钠的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s1 同一周期元素 随原子序数递增 电负性增大 cl的电负性强于s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 x的氢化物的沸点低于与其组成相似的m的氢化物 其原因是 答案 解析 h2s分子间不存在氢键 h2o分子间存在氢键 所以h2o的沸点高于h2s h2s分子间不存在氢键 h2o分子间存在氢键 3 x与m形成的xm3分子的空间构型是 so3的价层电子对数为3 无孤电子对 为平面三角形 平面三角形 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4 m和r所形成的一种离子化合物r2m晶体的晶胞如图所示 则图中黑球代表的离子是 填离子符号 答案 解析 na2s晶胞中黑球个数为8 白球个数为8 6 4 所以黑球表示na na 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5 在稀硫酸中 z的最高价含氧酸的钾盐 橙色 氧化m的一种氢化物 z被还原为 3价 该反应的化学方程式是 答案 解析 6价铬中k2cr2o7呈橙色 将h2o2氧化为o2 自身被还原为cr2 so4 3 注意溶液呈酸性 配平 3h2o2 k2cr2o7 4h2so4 3o2 k2so4 cr2 so4 3 7h2o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5 2016 海南 19 m是第四周期元素 最外层只有1个电子 次外层的所有原子轨道均充满电子 元素y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同 回答下列问题 1 单质m的晶体类型为 晶体中原子间通过 作用形成面心立方密堆积 其中m原子的配位数为 答案 金属晶体 金属键 12 2 元素y基态原子的核外电子排布式为 其同周期元素中 第一电离能最大的是 写元素符号 元素y的含氧酸中 酸性最强的是 写化学式 该酸根离子的立体构型为 答案 1s22s22p63s23p5 hclo4 ar 正四面体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3 m与y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示 该化合物的化学式为 已知晶胞参数a 0 542nm 此晶体的密度为 g cm 3 写出计算式 不要求计算结果 阿伏加德罗常数为na 该化合物难溶于水但易溶于氨水 其原因是 此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色 深蓝色溶液中阳离子的化学式为 cucl cu nh3 4 2 cu 可与氨形成易溶于水 的配位化合物 或配离子 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6 2015 全国卷 37 4 5 碳及其化合物广泛存在于自然界中 回答下列问题 4 co能与金属fe形成fe co 5 该化合物熔点为253k 沸点为376k 其固体属于 晶体 答案 分子 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5 碳有多种同素异形体 其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示 答案 3 在石墨烯晶体中 每个c原子连接 个六元环 每个六元环占有 个c原子 在金刚石晶体中 c原子所连接的最小环也为六元环 每个c原子连接 个六元环 六元环中最多有 个c原子在同一平面 2 12 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 7 2015 海南 19 2 3 4 2 钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示 晶胞中实际拥有的阴 阳离子个数分别为 2 4 分析钒的某种氧化物的晶胞结构可利用切割法计算 晶胞中实际拥有的阴离子数目为4 2 4 阳离子个数为8 1 2 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3 v2o5常用作so2转化为so3的催化剂 so2分子中s原子价层电子对数是 对 分子的立体构型为 so3气态为单分子 该分子中s原子的杂化轨道类型为 so3的三聚体环状结构如图2所示 该结构中s原子的杂化轨道类型为 该结构中s o键长有两类 一类键长约140pm 另一类键长约160pm 较短的键为 填图2中字母 该分子中含有 个 键 3 v形 sp2杂化 sp3杂化 a 12 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 so2分子中s原子价电子排布式为3s23p4 价层电子对数是3对 分子的立体构型为v形 so3气态为单分子 该分子中s原子的杂化轨道类型为sp2杂化 根据题中so3的三聚体环状结构图 可知该结构中s原子形成了四个共价键 则杂化轨道类型为sp3杂化 该结构中s o键长有两类 一类键长约140pm 另一类键长约160pm a键除了 键外还有 键的成分 b键为 键 故较短的键为a 由图可知该分子中含有12个 键 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4 v2o5溶解在naoh溶液中 可得到钒酸钠 na3vo4 该盐阴离子的立体构型为 也可以得到偏钒酸钠 其阴离子呈如图3所示的无限链状结构 则偏钒酸钠的化学式为 正四面体形 navo3 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 钒酸钠 na3vo4 中的阴离子的中心原子 v 有4对价层电子对 且与4个o原子形成了4个共价键 故其立体构型为正四面体形 由偏钒酸钠的阴离子呈如题中图3所示的无限链状结构 可知偏钒酸钠的阴离子为 则偏钒酸钠的化学式为navo3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8 2014 新课标全国卷 37 3 4 节选 3 cu2o为半导体材料 在其立方晶胞内部有4个氧原子 其余氧原子位于面心和顶点 则该晶胞中有 个铜原子 4 al单质为面心立方晶体 其晶胞参数a 0 405nm 晶胞中铝原子的配位数为 列式表示al单质的密度 g cm 3 不必计算出结果 12 16 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 9 2014 新课标全国卷 37 4 5 周期表前四周期的元素a b c d e 原子序数依次增大 a的核外电子总数与其周期数相同 b的价电子层中的未成对电子有3个 c的最外层电子数为其内层电子数的3倍 d与c同族 e的最外层只有1个电子 但次外层有18个电子 回答下列问题 4 e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1 则e离子的电荷为 1 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 e为cu c为o 由图1可知 晶胞中含cu原子数为4个 含o原子为8 1 2个 故化学式为cu2o o为 2价 则cu为 1价 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5 这5种元素形成的一种1 1型离子化合物中 阴离子呈四面体结构 阳离子呈轴向狭长的八面体结构 如图2所示 该化合物中 阴离子为 阳离子中存在的化学键类型有 该化合物加热时首先失去的组分是 判断理由是 答案 解析 h2o与cu2 的配位键比nh3与cu2 的弱 共价键和配位键 h2o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 含有h n o s cu5种元素的化合物 结合课本选修3配合物有关知识和题目所给信息 观察中心为1个cu2 周围为4个nh3分子和2个h2o分子 得到该化合物化学式为 cu nh3 4 so4 2h2o 加热时 由于h2o和cu2 作用力较弱会先失去 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 10 2013 新课标全国卷 37 3 6 3 单质硅存在与金刚石结构类似的晶体 其中原子与原子之间以 相结合 其晶胞中共有8个原子 其中在面心位置贡献 个原子 答案 解析 共价键 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 金刚石晶胞的面心上各有一个原子 面上的原子对晶胞的贡献是 6 在硅酸盐中 四面体 如下图 a 通过共用顶角氧离子可形成岛状 链状 层状 骨架网状四大类结构型式 图 b 为一种无限长单链结构的多硅酸根 其中si原子的杂化形式为 si与o的原子数之比为 化学式为 答案 解析 1 3 sp3杂化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 在多硅酸根中每个硅原子都与4个o形成4个si o单键 因而si原子都是sp3杂化 观察图 b 可知 每个四面体通过两个氧原子与其他四面体连接形成链状结构 因而每个四面体中硅原子数是1 氧原子数 2 2 3 即si与o的原子个数比为1 3 化学式为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11 2015 全国卷 37 a b c d为原子序数依次增大的四种元素 a2 和b 具有相同的电子构型 c d为同周期元素 c核外电子总数是最外层电子数的3倍 d元素最外层有一个未成对电子 回答下列问题 1 四种元素中电负性最大的是 填元素符号 其中c原子的核外电子排布式为 答案 解析 o 1s22s22p63s23p3 或 ne 3s23p3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 由c元素原子核外电子总数是最外层电子数的3倍可知 c是磷元素 由a2 和b 具有相同的电子构型 且a b原子序数小于15可知 a是氧元素 b是钠元素 a b c d四种元素的原子序数依次增大 c d为同周期元素 且d元素最外层有一个未成对电子 因此d是氯元素 元素的非金属性o cl p 则电负性o cl p na是金属元素 其电负性最小 p的电子数是15 根据构造原理可写出其核外电子排布式 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 单质a有两种同素异形体 其中沸点高的是 填分子式 原因是 a和b的氢化物所属的晶体类型分别为 和 答案 解析 o3 离子晶体 o3相对分子质量较大 范德华力较大 分子晶体 氧元素有o2和o3两种同素异形体 相对分子质量o3 o2 范德华力o3 o2 则沸点o3 o2 a和b的氢化物分别是h2o和nah 所属晶体类型分别为分子晶体和离子晶体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3 c和d反应可生成组成比为1 3的化合物e e的立体构型为 中心原子的杂化轨道类型为 答案 解析 三角锥形 sp3杂化 pcl3分子中p含有一对孤电子对 其价层电子对数为4 因此其立体构型为三角锥形 中心原子p的杂化轨道类型为sp3杂化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4 化合物d2a的立体构型为 中心原子的价层电子对数为 单质d与湿润的na2co3反应可制备d2a 其化学方程式为 答案 解析 4 v形 cl2o分子的中心原子o原子含有2对孤电子对 其价层电子对数为4 因此其立体构型为v形 根据电子守恒和质量守恒可写出cl2与湿润的na2co3反应的化学方程式 2cl2 2na2co3 h2o cl2o 2nahco3 2nacl 或2cl2 na2co3 cl2o co2 2nacl 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5 a和b能够形成化合物f 其晶胞结构如图所示 晶胞参数a 0 566nm f的化学式为 晶胞中a原子的配位数为 列式计算晶体f的密度 g cm 3 na2o 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 解析 根据化合物f的晶胞结构 利用均摊法可计算出氧原子个数 n o 8 6 4 钠原子全部在晶胞内 n na 8 因此f的化学式为na2o 以顶角氧原子为中心 与氧原子距离最近且等距离的钠原子有8个 即晶胞中a原子的配位数为8 晶胞参数即晶胞的棱长a 0 566nm 晶体f的密度 2 27g cm 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2016 太原模拟 分子晶体中如果只有范德华力 它的晶体一般采取密堆积结构 原因是分子晶体中a 范德华力无方向性和饱和性b 占据晶格结点的粒子是原子c 化学键是共价键d 三者都是 答案 解析 由于范德华力没有方向性和饱和性 所以分子在堆积成晶体时如果只有范德华力将采取分子密堆积 因此a选项正确 分子晶体的晶格结点是分子而非原子 所以b选项不对 分子晶体的堆积受分子间作用力的影响 与分子内的共价键无关 因此c选项是错误的 2 下列物质的熔 沸点高低顺序中 正确的是a 金刚石 晶体硅 二氧化硅 碳化硅b c mgo h2o o2 br2d 金刚石 生铁 纯铁 钠 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 a项 同属于原子晶体 熔 沸点高低主要看共价键的强弱 显然对键能而言 晶体硅 碳化硅 二氧化硅 错误 b项 形成分子间氢键的物质的熔 沸点要大于形成分子内氢键的物质的熔 沸点 正确 c选项 对于不同类型晶体 其熔 沸点高低一般为原子晶体 离子晶体 分子晶体 mgo h2o br2 o2 错误 d项 生铁为铁合金 熔点要低于纯铁 错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 下图为碘晶体晶胞结构 有关说法中正确的是a 碘分子的排列有2种不同的取向 2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构b 用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子c 碘晶体为无限延伸的空间结构 是原子晶体d 碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 在立方体的顶面上 有5个i2 4个方向相同 结合其他面考虑可知a选项正确 每个晶胞中有4个碘分子 b选项错误 c项 此晶体是分子晶体 错误 d项 碘原子间只存在非极性共价键 范德华力存在于分子与分子之间 错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4 下列晶体分类中正确的一组是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 a项中固态ar为分子晶体 b项中h2so4为分子晶体 石墨是混合型晶体 d项中玻璃是非晶体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5 下列数据是对应物质的熔点 答案 解析 据此做出的下列判断中错误的是a 铝的化合物的晶体中有的是离子晶体b 表中只有bcl3和干冰是分子晶体c 同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体d 不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 a项 氧化铝的熔点高 属于离子晶体 则铝的化合物的晶体中有的是离子晶体 正确 b项 表中只有bcl3 alcl3和干冰是分子晶体 错误 c项 同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 例如co2是分子晶体 二氧化硅是原子晶体 正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6 北京大学和中国科学院的化学工作者成功研制出碱金属与c60形成的球碳盐k3c60 实验测知该物质属于离子晶体 具有良好的超导性 下列关于k3c60的组成和结构的分析中正确的是a k3c60晶体中既有离子键又有极性键b k3c60晶体的熔点比c60晶体的熔点低c 该晶体熔化时能导电d c60分子中碳原子是采用sp3杂化的 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 该晶体为离子晶体 故熔化时能导电 c项正确 c60内部为非极性键 a项错误 离子晶体k3c60比分子晶体c60的熔点高 b项错误 c60中每个碳形成四条键 其中有一个为双键 故应为sp2杂化 d项错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7 下列说法不正确的是a 离子晶体的晶格能越大 离子键越强b 阳离子的半径越大则可同时吸引的阴离子越多c 通常阴 阳离子的半径越小 电荷越多 该阴阳离子组成的离子化合物的晶格能越大d 拆开1mol离子键所需的能量叫该离子晶体的晶格能 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 a项 在离子晶体中 离子之间的离子键越强 断裂消耗的能量就越高 离子的晶格能就越大 正确 b项 在离子晶体中 阳离子的半径越大则周围的空间就越大 所以就可同时吸引更多的阴离子 正确 c项 通常情况下 阴 阳离子的半径越小 电荷越多 则离子之间的作用力就越强 该阴 阳离子组成的离子化合物的晶格能越大 正确 d项 气态离子形成1mol的离子晶体时所释放的能量叫该离子晶体的晶格能 错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8 下列关于晶体的说法正确的组合是 分子晶体中都存在共价键 在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 金刚石 sic h2o h2s晶体的熔点依次降低 离子化合物中只有离子键没有共价键 分子晶体中肯定没有离子键 catio3晶体中 晶胞结构如图所示 每个ti4 和12个o2 相紧邻 sio2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合 晶体中分子间作用力越大 分子越稳定 氯化钠溶于水时离子键被破坏a b c d 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9 有一种蓝色晶体 可表示为mxfey cn 6 经x射线研究发现 它的结构特征是fe3 和fe2 互相占据立方体互不相邻的顶点 而cn 位于立方体的棱上 其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示 下列说法不正确的是a 该晶体的化学式为mfe2 cn 6b 该晶体属于离子晶体 m呈 1价c 该晶体属于离子晶体 m呈 2价d 晶体中与每个fe3 距离最近且等距离的cn 为6个 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 由图可推出晶体中阴离子的最小结构单元中含fe2 个数 同样可推出含fe3 个数也为 cn 为12 3 因此阴离子为 fe2 cn 6 则该晶体的化学式只能为mfe2 cn 6 由阴 阳离子形成的晶体为离子晶体 m的化合价为 1价 故a b两项正确 由图可看出与每个fe3 距离最近且等距离的cn 为6个 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 晶体具有规则的几何外形 晶体中最基本的重复单元称之为晶胞 nacl晶体的晶胞如下图所示 随着科学技术的发展 测定阿伏加德罗常数的手段越来越多 测定精确度也越来越高 现有一简单可行的测定方法 具体步骤如下 将固体食盐研细 干燥后 准确称取mgnacl固体并转移到定容仪器a中 用滴定管向仪器a中加苯 并不断振荡 继续加苯至a仪器的刻度线 计算出nacl固体的体积为vml 回答下列问题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 步骤 中a仪器最好用 填仪器名称 2 能否用胶头滴管代替步骤 中的滴定管 其原因是 3 能否用水代替苯 其原因是 4 经x射线衍射测得nacl晶胞中最邻近的na 和cl 平均距离为acm 则利用上述方法测得的阿伏加德罗常数的表达式为na 答案 容量瓶 否 不能测出滴加 苯的体积 否 氯化钠会溶于水 答案 答案 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11 1 一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构 在晶胞中cu原子处于面心 au原子处于顶点 则该合金中cu原子与au原子数量之比为 该晶体中原子之间的作用力是 答案 解析 由于是面心立方最密堆积 晶胞内n cu 6 3 n au 8 1 3 1 金属键 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 上述晶体具有储氢功能 氢原子可进入到由cu原子与au原子构成的四面体空隙中 若将cu原子与au原子等同看待 该晶体储氢后的晶胞结构与caf2 见下图 的结构相似 该晶体储氢后的化学式应为 答案 解析 h8aucu3 根据caf2结构图可以知道 氢原子在晶胞内 白球 数目是8个 储氢后的化学式为h8aucu3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 立方bp 磷化硼 的晶胞结构如图1所示 晶胞中含b原子数目为 答案 解析 4 晶胞中b原子位于顶点和面心 数目为8 6 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 科学家把c60和k掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能 其晶胞如图2所示 该化合物中的k原子和c60分子的个数比为 答案 解析 晶胞中k原子数目 2 6 6 c60分子数目 1 8 2 故晶胞中k原子 c60分子数目之比为3 1 3 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 铁有 三种同素异形体 晶体晶胞中所含有的铁原子数为 两种晶胞中铁原子的配位数之比为 答案 解析 4 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 利用均摊