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