2021版高考化学一轮复习第12章物质结构与性质（选修3）第38讲晶体结构与性质学案新人教版.docx

第38讲晶体结构与性质考点一晶体概念与结构模型知识梳理一、晶体与非晶体1晶体与非晶体的比较晶体非晶体结构特征结构微粒周期性有序排列结构微粒无序排列性质特征自范性有无熔点固定不固定异同表现各向异性各向同性二者区别方法间接方法看是否有固定的熔点科学方法对固体进行X射线衍射实验2.得到晶体的途径(1)熔融态物质凝固。(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。(3)溶质从溶液中析出。3晶胞(1)概念：描述晶体结构的基本单元。(2)晶体中晶胞的排列无隙并置无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。并置：所有晶胞都是平行排列、取向相同。二、晶胞组成的计算均摊法1原则晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。2方法(1)长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算(2)非长方体晶胞中粒子数的计算视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶角(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占。三、常见晶体的结构模型晶体晶体结构晶体详解原子晶体金刚石(1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构；(2)键角均为10928；(3)最小碳环由6个C原子组成且六个C原子不在同一平面内；(4)每个C参与4条CC键的形成，含有1 mol C的金刚石中，形成的共价键有2NA个SiO2(1)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构；(2)每个正四面体占有1个Si，4个“O”，n(Si)n(O)12，即1 mol SiO2中含有4NA个SiO键；(3)最小环上有12个原子，即6个O和6个Si分子晶体干冰(1)8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子；(2)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个冰每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol氢键离子晶体NaCl型(1)每个Na(Cl)周围等距且紧邻的Cl(Na)有6个，每个Na周围等距且紧邻的Na有12个；(2)每个晶胞中含4个Na和4个ClCsCl型(1)每个Cs周围等距且紧邻的Cl有8个，每个Cs(Cl)周围等距且紧邻的Cs(Cl)有6个；(2)如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs、1个Cl石墨晶体石墨层状晶体中，层与层之间的作用是分子间作用力，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2，C原子采取的杂化方式是sp2金属晶体简单立方堆积典型代表Po，配位数为6，空间利用率为52%体心立方堆积 典型代表Na、K、Fe，配位数为8，空间利用率为68%面心立方最密堆积典型代表Cu、Ag、Au，配位数为12，空间利用率为74%六方最密堆积典型代表Mg、Zn、Ti，配位数为12，空间利用率为74%自主检测1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)冰和碘晶体中相互作用力完全相同。()(2)晶体内部的微粒按一定规律周期性地排列。()(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。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：试写出：(1)甲晶体化学式(X为阳离子)为_。(2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是_。(3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是_。(4)乙晶体中每个A周围结合B的个数是_。答案：(1)X2Y(2)131(3)8(4)123下列是几种常见的晶胞结构，请填写晶胞中含有的粒子数。ANaCl(含_个Na，_个Cl)B干冰(含_个CO2)CCaF2(含_个Ca2，_个F)D金刚石(含_个C)E体心立方(含_个原子)F面心立方(含_个原子)答案：A.44B4C48D8E2F4演练一晶胞粒子数及晶体化学式的判断1Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如图所示。(1)在1个晶胞中，Zn2的数目为_。(2)该化合物的化学式为_。解析：由晶胞图分析，含有Zn2的数目为864。含有S2的数目为4，所以化合物中Zn2与S2数目之比为11，则化学式为ZnS。答案：(1)4(2)ZnS2.利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为_，该功能陶瓷的化学式为_。解析：利用晶胞结构可计算出每个晶胞中含有2个B和2个N，故化学式为BN。答案：2BN3(1)硼化镁晶体在39 K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_。(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_。解析：(1)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。(2)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N(B)N(O)1(12/2)12，化学式为BO。答案：(1)MgB2(2)BO演练二晶体密度及粒子间距的计算4.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(如图)，已知该晶体的密度为9.00 gcm3，晶胞中该原子的配位数为_；Cu的原子半径为_cm(设阿伏加德罗常数的值为NA，要求列式计算)。解析：设晶胞的边长为a cm，则a3NA464，a，面对角线为a，面对角线的为Cu原子半径，则Cu原子半径r cm1.28108cm。答案：12 cm1.281085按要求回答下列问题：(1)Fe单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，分别如图1、图2所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞的边长分别为a、b，则铁单质的面心立方晶胞和体心立方晶胞的密度之比为_，铁原子的配位数之比为_。(2)Mg为六方最密堆积，其晶胞结构如图3所示，若在晶胞中建立如图4所示的坐标系，以A为坐标原点，把晶胞的底边边长视作单位长度1，则C点的坐标为_。(3)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图5所示，则铁镁合金的化学式为_。若该晶胞的边长为d nm，则该合金的密度为_gcm3(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。解析：(1)面心立方晶胞边长为a，体积Va3，含有Fe原子数目为864，故a3(面心)4 g(NA为阿伏加德罗常数的值)；体心立方晶胞边长为b，体积Vb3，含有Fe原子数目为812，故b3(体心)2 g，故(面心)(体心)2b3a3。面心立方晶胞中每个Fe原子周围有12个Fe原子，体心立方晶胞中每个Fe原子周围有8个Fe原子，故Fe原子配位数之比为12832。(2)若建立如图4所示的坐标系，x轴与y轴的夹角为120，以A为坐标原点，把晶胞的底边边长视作单位长度1，则D点与A点、B点以及F点构成一个正四面体，D点位于其顶点，其高度为晶胞高度的一半。由D点向底面作垂线，垂足到底面三角形各点的距离为，D点到垂足的距离为，则C点的坐标为(0，0，)。(3)根据均摊法可知晶胞中铁原子数为864，镁原子数为8，则铁镁合金的化学式是Mg2Fe。由题给条件，1个晶胞的体积为(d107)3cm3，1个晶胞的质量为 g，根据可得合金的密度是 gcm3。答案：(1)2b3a332(2)(0，0，)(3)Mg2Fe晶体结构的相关计算 (2)晶体密度的计算公式：，其中N为1个晶胞中所含微粒数目，M为摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数的值，V为1个晶胞的体积。(3)晶胞质量晶胞含有的微粒的质量晶胞含有的微粒数。(4)空间利用率100%。考点二四种晶体的性质与判断 知识梳理一、四种类型晶体的比较类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成微粒分子原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子微粒间的相互作用力范德华力(某些含氢键)共价键金属键离子键硬度较小很大有的很大，有的很小较大熔、沸点较低很高有的很高，有的很低较高溶解性相似相溶难溶于任何常见溶剂难溶于常见溶剂大多易溶于水等极性溶剂导电、导热性一般不导电，有的溶于水后导电一般不具有导电性电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融状态导电物质类别及举例大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)、部分非金属化合物(如SiC、SiO2)金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)二、离子晶体的晶格能1定义气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJmol1。2影响因素(1)离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。(2)离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。3与离子晶体性质的关系晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。三、晶体熔、沸点的比较1不同类型晶体熔、沸点的比较(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。(2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。2同种类型晶体熔、沸点的比较(1)原子晶体原子半径越小，键长越短，键能越大，熔、沸点越高，如金刚石碳化硅硅。(2)离子晶体一般来说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如MgOMgCl2NaClCsCl。衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。(3)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、沸点反常得高，如H2OH2TeH2SeH2S。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SnH4GeH4SiH4CH4。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CON2，CH3OHCH3CH3。同分异构体支链越多，熔、沸点越低，如CH3CH2CH2CH2CH3(4)金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点越高，如NaMg(2)(3)演练一晶体类型与性质的综合判断1(2020乌鲁木齐模拟)下面的排序不正确的是()A熔点由高到低：NaMgAlB硬度由大到小：金刚石碳化硅晶体硅C晶体熔点由低到高：CF4CCl4CBr4NaClNaBrNaI解析：选A。A项，金属离子的电荷数越多、半径越小，金属熔点越高，则熔点由高到低为AlMgNa，错误；B项，键长越短，共价键越强，硬度越大，键长CCCSi碳化硅晶体硅，正确；C项，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，晶体的熔点越高，则晶体熔点由低到高为CF4CCl4CBr4NaClNaBrNaI，正确。2(2020喀什模拟)现有几组物质的熔点()数据：A组B组C组D组金刚石：3 550Li：181HF：83NaCl：801硅晶体：1 410Na：98HCl：115KCl：776硼晶体：2 300K：64HBr：89RbCl：718二氧化硅：1 723Rb：39HI：51CsCl：645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_。(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(3)C组中HF熔点反常是由于_。(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(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaClKClRbClCsCl，其原因为_。解析：(1)根据表中数据可看出A组熔点很高，属于原子晶体，是由原子通过共价键形成的；(2)B组为金属晶体，具有四条共性；(3)HF分子间能形成氢键，故其熔点反常；(4)D组属于离子晶体，具有两条性质；(5)D组属于离子晶体，其熔点高低与晶格能有关。答案：(1)原子共价键(2)(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(4)(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na)r(K)r(Rb)”“”或“”或“两者均为离子化合物，且阴、阳离子的电荷数均为1，但后者的离子半径较大，离子键较弱，熔点较低(3)CO为极性分子而N2为非极性分子，CO分子间范德华力较大(4)增大三种物质均为分子晶体，结构与组成相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高(5)SiO2为原子晶体而CO2为分子晶体4.A族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题：(1)碳的一种单质的结构如图(a)所示。该单质的晶体类型为_，依据电子云的重叠方式，原子间存在的共价键类型有_，碳原子的杂化轨道类型为_。(2)石墨烯是从石墨材料中剥离出来的、由单层碳原子组成的二维晶体。将氢气加入石墨烯中可制得一种新材料石墨烷。下列判断错误的是_(填字母)。A石墨烯是一种强度很高的材料B石墨烯是电的良导体而石墨烷则为绝缘体C石墨烯与石墨烷均为高分子化合物D石墨烯与H2制得石墨烷的反应属于加成反应(3)四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图(b)所示。SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是_。结合SiX4的沸点和PbX2的熔点的变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化学键的离子性_、共价性_。(填“增强”“不变”或“减弱”)(4)水杨酸第一级电离形成离子，相同温度下，水杨酸的Ka2_(填“”“”或“”)苯酚()的Ka，其原因是_。答案：(1)混合型晶体键、键sp2(2)C(3)均为分子晶体，结构与组成相似，范德华力随相对分子质量增大而增大减弱增强(4)Li2O。分子间作用力(相对分子质量)：P4O6SO2(2)K原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱(3)GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体3(晶胞中微粒数及密度的计算)(1)(2019高考江苏卷)一个Cu2O晶胞(如图所示)中，Cu原子的数目为_。(2)2018高考全国卷，35(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为_。六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为_ gcm3(列出计算式)。(3)2017高考全国卷，35(4)(5)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为_nm，与K紧邻的O个数为_。在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于_位置，O处于_位置。(4)2017高考全国卷，35(5)MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a0.420 nm，则r(O2)为_nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a0.448 nm，则r(Mn2) 为_nm。解析：(3)根据晶胞结构可知，K与O间的最短距离为面对角线的一半，即nm0.315 nm。K、O构成面心立方最密堆积，配位数为12(同层4个，上、下层各4个)。(4)由题意知在MgO中，阴离子采用面心立方最密堆积方式，氧离子沿晶胞的面对角线方向接触，所以a2r(O2)，r(O2)0.148 nm；MnO也属于NaCl型结构，根据晶胞的结构可得2r(Mn2)r(O2)a，r(Mn2)0.076 nm。答案：(1)4(2)六方最密堆积(3)0.315(或0.446)12体心棱心(4)0.1480.0761(1)SiC的晶体结构与晶体硅的相似，其中C原子的杂化方式为_，微粒间存在的作用力是_，SiC和晶体Si的熔、沸点高低顺序是_。(2)氧化物MO的电子总数与SiC的相等，则M为_(填元素符号)。MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高，其原因是_。(3)C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2的化学式相似，但结构和性质有很大的不同。CO2中C与O原子间形成键和键，SiO2中Si与O原子间不形成键。从原子半径大小的角度分析，C、O原子间能形成键，而Si、O原子间不能形成键的原因是_。SiO2属于_晶体，CO2属于_晶体，所以熔点：CO2_(填“”)SiO2。(4)金刚石、晶体硅、二氧化硅、CO2 4种晶体的构成微粒种类分别是_，熔化时克服的微粒间的作用力分别是_。解析：(1)SiC与晶体硅结构相似，晶体硅中一个硅原子与周围四个硅原子相连，呈正四面体结构，所以杂化方式是sp3，则SiC晶体中C原子杂化方式为sp3；因为SiC的键长小于SiSi，所以熔、沸点高低顺序为SiCSi。(2)SiC电子总数是20，则该氧化物为MgO；晶格能与离子晶体中离子所带电荷数成正比，与离子半径成反比，MgO与CaO的离子所带电荷数相同，Mg2半径比Ca2小，故MgO的晶格能大，熔点高。(3)Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，pp轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成稳定的键。SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体，所以熔点：SiO2CO2。(4)金刚石、晶体硅、二氧化硅均为原子晶体，构成微粒为原子，熔化时破坏共价键；CO2为分子晶体，由分子构成，以分子间作用力结合。答案：(1)sp3共价键SiCSi(2)MgMg2半径比Ca2小，MgO的晶格能大(3)Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，pp轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成稳定的键原子分子Mg2，离子半径：Mg2Ca2，所以熔点：TiNMgOCaOKCl；MgO晶体中一个Mg2周围与它最邻近且等距离的Mg2有12个。答案：(1)28(2)2CuH3Cl22CuCl22HCl(3)F(4)TiNMgOCaOKCl123铬的同位素有 Cr、Cr、Cr、Cr。铬及其化合物在生活、生产中有广泛应用。回答下列问题：(1)基态 Cr的价层电子排布图为_。(2)交警用“酒精仪”查酒驾，其化学反应原理为2K2Cr2O73CH3CH2OH8H2SO43CH3COOH2Cr2(SO4)32K2SO411H2O。CH3CH2OH、CH3COOH的沸点高于对应的CH3OCH3(二甲醚)、HCOOCH3(甲酸甲酯)，主要原因是_。CH3COOH分子中碳原子的杂化类型是_；CH3COOH分子中键和键的数目之比为_。K2SO4晶体中阴离子的立体构型是_。该反应中，只含极性键的极性分子有_(填分子式)。(3)CrF3晶体、CrBr3晶体的熔点分别为1 100 以上、79 ，其可能的原因是_。(4)晶体铬的晶胞结构如图甲所示，其堆积模型为_；铬原子的配位数为_。(5)铬的一种氧化物晶胞如图乙所示。六棱柱边长为a nm，高为b nm，NA代表阿伏加德罗常数的值。该晶体的化学式为_；该晶体的密度_ gcm3(列出计算式即可)。解析：(1)基态铬原子的价层电子排布式为3d54s1。(2)乙醇、乙酸分子间存在氢键，氢键比范德华力强，所以，乙醇的沸点高于二甲醚，乙酸的沸点高于甲酸甲酯。CH3COOH分子中CH3中碳原子采用sp3杂化，COOH中碳原子采用sp2杂化。单键都是键，1个碳氧双键含1个键和1个键，故CH3COOH分子中键和键的数目之比为71。K2SO4的阴离子是SO，SO的立体构型是正四面体形，乙醇、乙酸分子中存在碳碳非极性键，H2O、H2SO4分子中只含极性键。(3)三氟化铬、三溴化铬的晶体类型不同，故熔点相差较大。(4)图甲为体心立方堆积，铬原子的配位数为8。(5)根据均摊法，1个晶胞含4个铬离子，含氧离子数目为121/621/236，则该晶体的化学式为Cr2O3。六棱柱的底由6个正三角形组成，每个正三角形的面积为a2。答案：(1)(2)CH3CH2OH、CH3COOH分子间存在氢键sp2、sp371正四面体形H2O、H2SO4(3)CrF3是离子晶体，CrBr3是分子晶体，离子键比分子间作用力强(4)体心立方堆积8(5)Cr2O34尿素是含氮量极高的氮肥，在适当条件下NH3与CO2作用可转化为尿素：2NH3CO2CO(NH2)2H2O。(1)写出基态氮原子的价电子排布图：_，上述反应涉及元素中，电负性最大的是_，C、N、O属于同一周期，其中_两种元素第一电离能之差最大。(2)上述反应中，碳原子的杂化轨道类型变化为_；NH3、CO2、H2O三种分子中共价键的键角由大到小的顺序为_；CO2分子中存在极性键，但它是非极性分子，其原因是_。(3)已知尿素的熔点为132.7 ，则其晶体类型为_，研究表明，尿素晶体存在分子间氢键，请表示出尿素晶体中的两类氢键：_。(4)碳元素能形成多种同素异形体，其中金刚石的晶胞结构如图所示。则一个晶胞的质量是_，该晶胞的空间利用率为_(用含的式子表示)。解析：(1)非金属性越强，电负性越大，故电负性最大的元素是氧元素，C、N、O三种元素的第一电离能大小顺序为NOC，故氮、碳元素的第一电离能之差最大。(2)CO2中碳原子为sp杂化，尿素中碳原子为sp2杂化。NH3、CO2、H2O三种分子中，CO2属于直线形分子，键角为180，另外两种分子的中心原子均为sp3杂化，但水分子中有2对孤电子对，故键角小于NH3分子中的键角。CO2分子是直线形分子，其正负电荷中心重合，故为非极性分子。(3)由尿素的熔点知其是分子晶体。尿素分子中的两个氮原子、一个氧原子上均有孤电子对，且尿素分子中有4个氢原子，所以氢键类型为NHN、NHO。(4)每个晶胞中，8个顶点、6个面上各有一个原子，晶胞内有4个原子，故一个金刚石晶胞中共有8个碳原子，物质的量为 mol，质量为 g。设晶胞参数为a，则晶胞面对角线长度为a，设碳原子半径为r，则晶胞体对角线长度为8r，a2(a)2(8r)2，ra，8个碳原子的总体积为8r3，晶胞的体积为a3，由此求出空间利用率为。答案：(1)氧(或O)氮与碳(或N与C)(2)由sp杂化转化为sp2杂化CO2NH3H2OCO2分子是直线形分子，其正负电荷中心重合(3)分子晶体NHN、NHO(4) g5(2020东营质检)石墨、石墨烯及金刚石是碳的同素异形体。(1)以NiCrFe为催化剂，一定条件下可将石墨转化为金刚石。基态Fe原子未成对电子数为_。设石墨晶体中碳碳键的键长为a m，金刚石晶体中碳碳键的键长为b m，则a_(填“”“”或“”)b，原因是_。(2)比较表中碳卤化物的熔点，并分析其熔点变化的原因：_。CCl4CBr4(型)CI4熔点/22.9248.4168(分解)(3)金刚石的晶胞如图1所示。已知ZnS晶胞与金刚石晶胞排列方式相同，若图1中a与ZnS晶胞中Zn2位置相同，则S2在ZnS晶胞中的位置为_。(4)石墨烯中部分碳原子被氧化后，转化为氧化石墨烯。在图3所示的氧化石墨烯中，采取sp3杂化形式的原子有_(填元素符号)。石墨烯转化为氧化石墨烯时，1号C与相邻C原子间键能的变化是_(填“变大”“变小”或“不变”)。(5)石墨烯具有很大的比表面积，有望用于制超级电容器。若石墨烯中碳碳键的键长为a m，12 g单层石墨烯单面的理论面积约为_m2(列出计算式即可)。解析：(1)基态Fe原子的核外电子排布式为Ar3d64s2，未成对电子数为4。在金刚石晶体中，C原子采用sp3杂化，碳原子之间只存在键，而石墨晶体中的C原子采用sp2杂化，碳原子之间除了键外还有大键，使得石墨晶体中的碳碳键的键长比金刚石晶体中碳碳键的键长短。(2)碳卤化物都是分子晶体，分子间通过范德华力相结合，对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，其分子间范德华力越强，熔点越高，由于相对分子质量：CCl4CBr4CI4，则熔点：CCl4CBr4CI4。(3)若图1中a与ZnS晶胞中Zn2位置相同，则ZnS晶胞中所含Zn2的个数为4，根据ZnS的化学式可知，S2处于顶点和面心，ZnS晶胞中S2的个数为864。(4)氧化石墨烯中所标的1号碳原子形成3个碳碳单键和一个碳氧单键，C原子为sp3杂化，氧化石墨烯中羟基上的氧原子形成一个碳氧单键和一个氧氢单键，还有2对孤电子对，所以羟基上的氧原子也为sp3杂化。石墨烯转化为氧化石墨烯时，1号C与相邻C原子间的大键被氧化，变成了单键，键能减小。(5)已知石墨烯中碳碳键的键长为a m，则其所在正六边形的面积为 m2，根据均摊法可以计算出每个正六边形所占有的碳原子数为62，所以12 g(1 mol)单层石墨烯实际占有的正六边形个数为NA，则单层石墨烯单面的理论面积约为NAa2 m2。答案：(1)4石墨晶体中的碳碳键除键外还有大键，金刚石晶体中的碳碳键只有键(2)CCl4、CBr4、CI4熔点依次升高；分子组成和结构相似，随相对分子质量依次增大，范德华力依次增强(3)顶点、面心(4)C、O变小(5)NAa26(2020山东四校联考)(1)火箭使用的推进剂燃料由N、H两种元素组成，且原子个数N(N)N(H)12，其水溶液显碱性，则该物质中N原子的杂化方式为_。(2)笑气(N2O)曾被用作麻醉剂，但过度吸食会导致身体机能紊乱。预测N2O的结构式为_。(3)在电解冶炼铝过程中加入冰晶石(用“A”代替)，可起到降低Al2O3熔点的作用。冰晶石的生产原理为2Al(OH)312HF3Na2CO3=2A3CO29H