高考化学专题复习导练测 第十二章 第3讲 晶体结构与性质课件.ppt

第3讲晶体结构与性质 第十二章物质结构与性质 选考 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 3 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 考纲要求 4 了解分子晶体与原子晶体 离子晶体 金属晶体的构成微粒 微粒间作用力的区别 5 能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算 6 了解晶格能的概念及其离子晶体的性质 考点一晶体常识 考点二突破四类晶体的组成和性质 探究高考明确考向 练出高分 考点三突破五类晶体模型 知识梳理 递进题组 考点一晶体常识 知识梳理 1 晶体与非晶体 周期性有序 无序 熔点 x 射线衍射 2 得到晶体的途径 1 2 3 熔融态物质凝固 气态物质冷却不经液态直接凝固 凝华 溶质从溶液中析出 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 基本单元 任何间隙 平行 取向 深度思考判断正误 正确的划 错误的划 1 固态物质一定是晶体 2 冰和固体碘晶体中相互作用力相同 3 晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列 4 凡有规则外形的固体一定是晶体 5 固体sio2一定是晶体 6 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 递进题组 题组一晶胞中原子个数的计算1 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 答案2 11 144 2 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mnmn3mn2 3 已知镧镍合金lanin的晶胞结构如下图 则lanin中n 所以n 5 5 4 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 c粒子数为1 故a b c粒子数之比为1 4 2 b 5 右图是由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 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 6 cu元素与h元素可形成一种红色化合物 其晶体结构单元如图所示 则该化合物的化学式为 所以化学式为cuh cuh 7 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 其晶胞如图所示 该化合物中的k原子和c60分子的个数比为 3 1 1 晶体中每个y同时吸引 个x 解析从晶胞结构图中可直接看出 每个y同时吸引4个x 4 2 该晶体的化学式为 xy2或y2x 3 设该晶体的摩尔质量为mg mol 1 晶体的密度为 g cm 3 阿伏加德罗常数的值为na 则晶体中两个距离最近的x之间的距离为 cm 9 cu与f形成的化合物的晶胞结构如图所示 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 10 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 阿伏加德罗常数用na表示 只写出计算式 反思归纳 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 则1mol晶胞的质量为 a3nag 因此有xm a3na 考点二突破四类晶体的组成和性质 递进题组 知识梳理 1 四类晶体的比较 知识梳理 金属键 很大 很小 很高 很低 较高 2 离子晶体的晶格能 1 定义气态离子形成1摩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 深度思考1 判断正误 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 2 co2和sio2在物理性质上有较大差异 而在化学性质上却有较多相似 你知道原因吗 答案决定二者物理性质的因素 晶体类型及结构 微粒间的作用力 co2是分子晶体 其微弱的分子间作用力是其决定因素 sio2是原子晶体 其牢固的化学键是其决定因素 二者的化学性质均由其内部的化学键决定 而c o与si o键都是极性键 特别提醒 1 原子晶体的熔点不一定比离子晶体高 如石英的熔点为1710 mgo的熔点为2852 2 金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高 如na的熔点为97 尿素的熔点为132 7 3 在下列物质中 nacl naoh na2s h2o2 na2s2 nh4 2s co2 ccl4 c2h2 sio2 sic 晶体硅 金刚石 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 nacl na2s naoh nh4 2s 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 nh4 2s na2s2 co2 ccl4 c2h2 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 8 其中含有极性共价键的原子晶体是 c2h2 h2o2 sio2 sic 递进题组 题组一晶体类型的判断1 有下列八种晶体 a 水晶b 冰醋酸c 氧化镁d 白磷e 晶体氩f 铝g 氯化铵h 金刚石 用序号回答下列问题 1 直接由原子构成的晶体是 属于原子晶体的化合物是 aeh a 2 由极性分子构成的晶体是 含有共价键的离子晶体是 属于分子晶体的单质是 3 在一定条件下能导电而不发生化学变化的是 受热熔化后化学键不发生变化的是 需克服共价键的是 de b g bd f ah 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 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nacl kcl rbcl cscl 其原因为 解题指导通过读取表格中数据先判断出晶体的类型及晶体的性质 应用氢键解释hf的熔点反常 利用晶格能的大小解释离子晶体熔点高低的原因 解析 1 根据a组熔点很高 为原子晶体 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中含有分子间氢键 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 只要答出hf分子间能形成氢键即可 4 5 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 3 有a b c三种晶体 分别由h c na cl四种元素中的一种或几种组成 对这三种晶体进行实验 结果如表 1 晶体的化学式分别为a b c 2 晶体的类型分别是a b c 3 晶体中微粒间作用力分别是a b c 解析根据a b c所述晶体的性质可知 a为离子晶体 只能为nacl 微粒间的作用力为离子键 b应为原子晶体 只能为金刚石 微粒间的作用力为共价键 c应为分子晶体 且易溶于水 只能为hcl 微粒间的作用力为范德华力 答案 1 naclchcl 2 离子晶体原子晶体分子晶体 3 离子键共价键范德华力 规律方法 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 1 离子晶体的构成微粒是阴 阳离子 微粒间的作用是离子键 2 原子晶体的构成微粒是原子 微粒间的作用是共价键 3 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 4 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 1 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 2 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 3 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 4 金属单质是金属晶体 3 依据晶体的熔点判断 1 离子晶体的熔点较高 2 原子晶体熔点很高 3 分子晶体熔点低 4 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 1 离子晶体溶于水及熔融状态时能导电 2 原子晶体一般为非导体 3 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 4 金属晶体是电的良导体 5 依据硬度和机械性能判断 1 离子晶体硬度较大 硬而脆 2 原子晶体硬度大 3 分子晶体硬度小且较脆 4 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4 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 sicl4ph3d c ch3 4 ch3ch2ch2ch2ch3 解析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c 5 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 解析离子晶体中 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c 6 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 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 答案d 思维建模 分类比较晶体的熔 沸点 1 不同类型晶体的熔 沸点高低一般规律原子晶体 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 1 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 2 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 f2n2 ch3oh ch3ch3 4 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 递进题组 知识梳理 知识梳理 1 原子晶体 金刚石和二氧化硅 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 十二 si 4 2 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 12 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 3 离子晶体 4 2 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 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 深度思考 2 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 a b 递进题组 题组一重视教材习题 做好回扣练习1 选修3p82 2 下列各物质的晶体中 晶体类型相同的是 a o2和sio2b nai和i2c co2和h2od ccl4和nacl c 2 选修3p84 1 在单质的晶体中 一定不存在 a 离子键b 分子间作用力c 共价键d 金属离子与自由电子间的作用 a 3 选修3p84 7 x和y两种元素的核电荷数之和为22 x的原子核外电子数比y的少6个 下列说法中不正确的是 a x的单质固态时为分子晶体b y的单质为原子晶体c x与y形成的化合物固态时为分子晶体d x与碳形成的化合物为分子晶体 c 4 选修3p84 8 下列各组物质熔化或升华时 所克服的粒子间作用属于同种类型的是 a na2o和sio2熔化b mg和s熔化c 氯化钠和蔗糖熔化d 碘和干冰升华 d 题组二强化记忆晶胞结构5 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 题组三对晶胞结构的考查6 下面有关晶体的叙述中 不正确的是 a 金刚石网状结构中 由共价键形成的碳原子环中 最小的环上有6个碳原子b 氯化钠晶体中 每个na 周围距离相等的na 共有6个c 氯化铯晶体中 每个cs 周围紧邻8个cl d 干冰晶体中 每个co2分子周围紧邻12个co2分子 解析氯化钠晶体中 每个na 周围距离相等的na 共12个 距离相等且最近的cl 共有6个 b 7 1 将等径圆球在二维空间里进行排列 可形成密置层和非密置层 在图1所示的半径相等的圆球的排列中 a属于 层 配位数是 b属于 层 配位数是 6 非密置 4 密置 2 将非密置层一层一层地在三维空间里堆积 得到如图2所示的一种金属晶体的晶胞 它被称为简单立方堆积 在这种晶体中 金属原子的配位数是 平均每个晶胞所占有的原子数目是 6 1 3 有资料表明 只有钋的晶体中的原子具有如图2所示的堆积方式 钋位于元素周期表的第 周期第 族 元素符号是 最外层电子排布式是 六 a 6s26p4 po 题组四金属晶胞中原子半径的计算8 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 如右图 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 解析设晶胞的边长为acm 则a3 na 4 64 返回 探究高考明确考向 全国卷 高考题调研 各省市高考题调研 1 2 3 4 5 1 2014 新课标全国卷 37 3 4 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 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 16 12 1 2 3 4 5 2 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 1 2 3 4 5 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 1 2 3 4 5 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 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 3 2013 新课标全国卷 37 2 3 4 6 2 硅主要以硅酸盐 等化合物的形式存在于地壳中 二氧化硅 1 2 3 4 5 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 3 共价键 1 2 3 4 5 4 单质硅可通过甲硅烷 sih4 分解反应来制备 工业上采用mg2si和nh4cl在液氨介质中反应制得sih4 该反应的化学方程式为 mg2si 4nh4cl sih4 4nh3 2mgcl2 1 2 3 4 5 6 在硅酸盐中 sio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 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 4 2013 新课标全国卷 37 3 4 前四周期原子序数依次增大的元素a b c d中 a和b的价电子层中未成对电子均只有1个 并且a 和b 的电子数相差为8 与b位于同一周期的c和d 它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2 且原子序数相差为2 1 2 3 4 5 3 a b和d三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示 该化合物的化学式为 d的配位数为 列式计算该晶体的密度 g cm 3 解析有4个未成对电子的一定是过渡金属 前四周期元素中只有3d64s2符合 因而c为fe元素 顺推出d为ni b为k a为f 1 2 3 4 5 即该化合物的化学式为k2nif4 d的配位体是距其最近的异种原子a 分别在它的前面 后面 左边 右边 上边 下边 共6个a原子 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 4 a b 和c3 三种离子组成的化合物b3ca6 其中化学键的类型有 该化合物中存在一个复杂离子 该离子的化学式为 配位体是 解析在k3fef6中含有k 与 fef6 3 之间的离子键和 fef6 3 中fe3 与f 之间的配位键 在配离子 fef6 3 中f 是配位体 f 离子键 配位键 fef6 3 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 5 2012 新课标全国卷 37 6 zns在荧光体 光导体材料 涂料 颜料等行业中应用广泛 立方zns晶体结构如图所示 其晶胞边长为540 0pm 密度为 g cm 3 列式并计算 a位置s2 与b位置zn2 之间的距离为 pm 列式表示 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 返回 1 2 3 4 5 1 2014 江苏 21 a 5 cu2o在稀硫酸中生成cu和cuso4 铜晶胞结构如图所示 铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为 12 1 2 3 4 5 2 2014 四川理综 8 3 z基态原子的m层与k层电子数相等 它与某元素形成的化合物的晶胞如图所示 晶胞中阴离子和阳离子的个数之比是 2 1 1 2 3 4 5 3 2014 福建理综 31 2 3 4 氮化硼 bn 晶体有多种相结构 六方相氮化硼是通常存在的稳定相 与石墨相似 具有层状结构 可作高温润滑剂 立方相氮化硼是超硬材料 有优异的耐磨性 它们的晶体结构如图所示 1 2 3 4 5 2 关于这两种晶体的说法 正确的是 填序号 a 立方相氮化硼含有 键和 键 所以硬度大b 六方相氮化硼层间作用力小 所以质地软c 两种晶体中的b n键均为共价键d 两种晶体均为分子晶体 1 2 3 4 5 解析立方相氮化硼晶体的硬度大小与是否含有 键和 键无关 与晶体的结构有关 即立方相氮化硼晶体为原子晶体 硬度较大 a错误 六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似 根据石墨晶体可知其层和层之间是靠范德华力结合的 故其作用力小 质地较软 b正确 1 2 3 4 5 b和n都是非金属元素 两种晶体中的b n键都是共价键 c正确 六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似 属于混合型晶体 立方相氮化硼晶体为原子晶体 d错误 答案bc 1 2 3 4 5 3 六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为 其结构与石墨相似却不导电 原因是 解析六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似 同一层上的原子在同一平面内 根据六方相氮化硼晶体的晶胞结构可知 1个b原子与3个n原子相连 故为平面三角形结构 由于b最外层有3个电子都参与了成键 层与层之间没有自由移动的电子 故不导电 平面三角形 层状结构中没有自由移动的电子 1 2 3 4 5 4 立方相氮化硼晶体中 硼原子的杂化轨道类型为 该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300km的古地壳中被发现 根据这一矿物形成事实 推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是 解析立方相氮化硼晶体的结构与金刚石相似 故b原子为sp3杂化 该晶体存在地下约300km的古地壳中 因此制备需要的条件是高温 高压 高温 高压 sp3 1 2 3 4 5 4 2014 海南 19改编 对于钠的卤化物 nax 和硅的卤化物 six4 下列叙述正确的是 a six4难水解b six4是共价化合物c nax易水解d nax的熔点一般低于six4 解析a项 硅的卤化物 six4 的水解比较强烈 如sicl4 3h2o h2sio3 4hcl sif4 3h2o h2sio3 4hf 错误 1 2 3 4 5 b项 硅的卤化物 six4 全部由非金属元素构成 属于共价化合物 正确 c项 钠的卤化物 nax 属于强酸强碱盐 不发生水解 错误 d项 钠的卤化物 nax 是由离子键构成的 属于离子晶体 six4属于分子晶体 所以nax的熔点一般高于six4 错误 答案b 1 2 3 4 5 碳元素的单质有多种形式 下图依次是c60 石墨和金刚石的结构图 1 2 3 4 5 回答下列问题 1 金刚石 石墨 c60 碳纳米管等都是碳元素的单质形式 它们互为 解析金刚石 石墨 c60 碳纳米管等都是碳元素的单质形式 它们的组成元素相同 结构不同 性质不同 互称为同素异形体 同素异形体 1 2 3 4 5 2 金刚石 石墨烯 指单层石墨 中碳原子的杂化形式分别为 解析金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键 即c原子采取sp3杂化方式 构成正四面体 石墨中的碳原子采用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以 键结合 形成正六边形的平面层状结构 sp3sp2 1 2 3 4 5 3 c60属于 晶体 石墨属于 晶体 解析c60中构成微粒是分子 所以属于分子晶体 石墨的层内原子间以共价键结合 层与层之间以分子间作用力结合 所以石墨属于混合晶体 分子 混合 1 2 3 4 5 4 石墨晶体中 层内c c键的键长为142pm 而金刚石中c c键的键长为154pm 其原因是金刚石中只存在c c间的 共价键 而石墨层内的c c间不仅存在 共价键 还有 键 解析在金刚石中只存在c c之间的 键 石墨层内的c c之间不仅存在 键 还存在 键 或大 或p p 1 2 3 4 5 5 金刚石晶胞含有 个碳原子 若碳原子半径为r 金刚石晶胞的边长为a 根据硬球接触模型 则r a 列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率 不要求计算结果 解析由金刚石的晶胞结构可知 晶胞内部有4个c原子 面心上有6个c原子 顶点有8个c原子 所以金刚石晶胞中c原子数目为4 6 8 8 若c原子半径为r 金刚石的 1 2 3 4 5 边长为a 根据硬球接触模型 则正方体对角线长度的就是c c键的键长 即a 2r 所以r a 碳原子在晶胞中 的空间占有率 1 2 3 4 5 5 2014 山东理综 33 石墨烯 图甲 是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料 石墨烯中部分碳原子被氧化后 其平面结构会发生改变 转化为氧化石墨烯 图乙 1 2 3 4 5 1 图甲中 1号c与相邻c形成 键的个数为 解析石墨烯是层状结构 每一层上每个碳原子都可与其他3个碳原子形成共价键 3 1 2 3 4 5 2 图乙中 1号c的杂化方式是 该c与相邻c形成的键角 填 或 图甲中1号c与相邻c形成的键角 解析图乙中1号碳形成了4个共价键 故其杂化方式为sp3 图甲中的键角为120 而图乙中1号碳原子与甲烷中的碳原子类似 其键角接近109 28 sp3 1 2 3 4 5 3 若将图乙所示的氧化石墨烯分散在h2o中 则氧化石墨烯中可与h2o形成氢键的原子有 填元素符号 解析只有电负性较大的非金属元素与氢元素才可形成氢键 o h 1 2 3 4 5 4 石墨烯可转化为富勒烯 c60 某金属m与c60可制备一种低温超导材料 晶胞如图丙所示 m原子位于晶胞的棱上与内部 该晶胞中m原子的个数为 该材料的化学式为 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 答案12m3c60 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 下列对晶体类型判断正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 c 2 关于晶体的叙述中 正确的是 a 原子晶体中 共价键的键能越大 熔 沸点越高b 分子晶体中 分子间的作用力越大 该分子越稳定c 分子晶体中 共价键的键能越大 熔 沸点越高d 某晶体溶于水后 可电离出自由移动的离子 该晶体一定是离子晶体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析b项 分子的稳定性取决于分子内部的共价键强弱 与分子间作用力无关 c项 分子晶体熔 沸点高低 取决于分子间作用力的大小 d项 也可能是分子晶体 如hcl 答案a 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 如图是金刚石晶体的结构示意图 则关于金刚石的描述不正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 a c c键键角都为109 28 b 最小的环由6个c原子构成c 可溶于非极性溶剂d 1mol金刚石含有2molc c键 c 4 近年来 科学家合成一系列具有独特化学特性的氢铝化合物 alh3 n 已知 最简单的氢铝化合物al2h6的球棍模型如下图所示 它的熔点为150 燃烧热极高 下列说法肯定错误的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 a al2h6在固态时所形成的晶体是分子晶体b al2h6在空气中完全燃烧 产物为氧化铝和水c 氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料d 氢铝化合物中可能存在组成为alnh2n 2的物质 n为正整数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析d项 其通式应为alnh3n 答案d 5 有关化学键和晶体的说法中正确的是 a 离子键的本质是静电作用 阴阳离子电荷越大 离子半径越小 静电作用越强b 共价键的本质是共用电子对 因此必须由成键的两原子各提供一个电子形成c 分子晶体的基本微粒是分子 分子晶体溶沸点由分子内部共价键强弱决定d 原子晶体由于是空间网状结构 因此只能由碳 硅两元素构成 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 a 6 下列说法正确的是 a 由于铵盐中是有离子键构成的 因而化学性质相当稳定b 分子晶体中都存在分子间作用力 但可能不存在共价键c 在常见的四种晶体类型中 都有 原子 离子 半径越大 物质熔点越低 的规律d 常温下为气态或液态的物质 其固态时一定会形成分子晶体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 b 7 下列物质中一定含有离子的是 a 晶体氯b 液态氯化铝c 液态氯化氢d 次氯酸钙 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 d 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 8 下列叙述正确的是 a 离子晶体中 只存在离子键 不可能存在其他化学键b 在氧族元素 o s se te 的氢化物中 水的沸点最低c nahso4 na2o2晶体中的阴阳离子个数比均为1 2d 晶体的熔点 金刚石 碳化硅 单晶硅 解析a中离子晶体中一定含有离子键 也可能存在共价键 b中氧族元素的氢化物都是分子晶体 其熔沸点的高低取决于分子间作用力 水分子之间存在氢键使得其熔沸点特别高 d 9 高温下 超氧化钾晶体呈立方体结构 晶体中氧的化合价部分为0价 部分为 2价 如右图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞 则下列说法正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析由题中的晶胞结构知 有8个k 位于顶点 6个k 位于面心 则晶胞中含有的k 数为 8 6 4 个 有12个o位于棱上 1个o处于中心 则晶胞中含有o数为12 1 4 个 所以超氧化钾的化学式为ko2 每个k 周围有6个o 每个o周围有6个k 与每个k 距离最近的k 有12个 c 晶体中与每个k 距离最近的k 有8个d 晶体中与每个k 距离最近的k 有6个 答案a 10 下列有关说法不正确的是 a 水合铜离子的模型如图甲所示 1个水合铜离子中有4个配位键b caf2晶体的晶胞如图乙所示 每个caf2晶胞平均占有4个ca2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 c h原子的电子云图如图丙所示 h原子核外大多数电子在原子核附近运动d 金属cu中cu原子堆积模型如图丁所示 为最密堆积 每个cu原子的配位数均为12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析电子云是用来表示电子出现的概率 但不代表有一个电子在那里 c项错 答案c 11 下图为几种晶体或晶胞的示意图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 请回答下列问题 1 上述晶体中 粒子之间以共价键结合形成的晶体是 2 冰 金刚石 mgo cacl2 干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷数有关 离子半径越小 离子所带电荷数越大 则离子晶体熔点越高 金刚石是原子晶体 熔点最高 冰 干冰均为分子晶体 冰中存在氢键 冰的熔点高于干冰 金刚石晶体 金刚石 mgo cacl2 冰 干冰 3 nacl晶胞与mgo晶胞相同 nacl晶体的晶格能 填 大于 或 小于 mgo晶体 原因是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 mgo晶体中离子的电荷数大于nacl晶体中离子电荷数 且r mg2 r na r o2 r cl 小于 4 每个cu晶胞中实际占有 个cu原子 cacl2晶体中ca2 的配位数为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 4 8 5 冰的熔点远高于干冰 除h2o是极性分子 co2是非极性分子外 还有一个重要的原因是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 水分子之间形成氢健 12 下图为caf2 h3bo3 层状结构 层内的h3bo3分子通过氢键结合 金属铜三种晶体的结构示意图 请回答下列问题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 图 铜晶体中铜原子堆积模型 1 图 所示的caf2晶体中与ca2 最近且等距离的f 数为 图 中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析caf2晶体中ca2 的配位数为8 f 的配位数为4 ca2 和f 个数比为1 2 铜晶体中未标号的铜原子周围最紧邻的铜原子为上层1 2 3 同层的4 5 6 7 8 9 下层的10 11 12 共12个 8 12 2 图 所示的物质结构中最外能层已达8电子结构的原子是 h3bo3晶体中b原子个数与极性键个数比为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析图 中b原子最外层三个电子形成三条共价键 最外层共6个电子 h原子达到2电子稳定结构 只有氧原子形成两条键达到8电子稳定 h3bo3晶体是分子晶体 相互之间通过氢键相连 每个b原子形成三条b o极性键 每个o原子形成一条o h极性价键 共6条极性键 o 1 6 3 金属铜具有很好的延展性 导电性 传热性 对此现象最简单的解释是用 理论 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析金属键理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成整块晶体的电子气 被所有原子所共用 从而把所有的原子联系在一起 可以用来解释金属键的本质 金属的延展性 导电性 传热性 金属键 4 三种晶体中熔点最低的是 填化学式 其晶体受热熔化时 克服的微粒之间的相互作用为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析h3bo3晶体是分子晶体 熔点最低 熔化时克服了分子间作用力 h3bo3 分子间作用力 5 已知两个距离最近的ca2 核间距离为a 10 8cm 结合caf2晶体的晶胞示意图 caf2晶体的密度为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析一个晶胞中实际拥有的离子数 较小的离子数为8 1 8 6 1 2 4 而较大的离子为8个 从而确定晶胞顶点及六个面上的离子为ca2 晶胞内部的离子为f 1个晶胞实际拥有4个 caf2 则caf2晶体的密度为4 78g mol 1 a 10 8cm 3 6 02 1023mol 1 g cm 3 13 1 氯酸钾熔化 粒子间克服了 的作用力 二氧化硅熔化 粒子间克服了 的作用力 碘的升华 粒子间克服了 的作用力 三种晶体的熔点由高到低的顺序是 填化学式 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析氯酸钾是离子晶体 熔化离子晶体时需要克服离子键的作用力 二氧化硅是原子晶体 熔化原子晶体时需要克服共价键的作用力 碘为分子晶体 熔化分子晶体时需克服的 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 是分子间的作用力 由于原子晶体是由共价键形成的空间网状结构的晶体 所以原子晶体的熔点最高 其次是离子晶体 由于分子间作用力与化学键相比较要小得多 所以碘的熔点最低 答案离子键共价键分子间sio2 kclo3 i2 2 下列六种晶体 co2 nacl na si cs2 金刚石 它们的熔点从低到高的顺序为 填序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析先把六种晶体分类 原子晶体 离子晶体 金属晶体 分子晶体 由于c原子半径小于si原子半径 所以金刚石的熔点高于晶体硅 co2和cs2同属于分子晶体 其熔点与相对分子质量成正比 故cs2熔点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高于co2 na在通常状况下是固态 而cs2是液态 co2是气态 所以na的熔点高于cs2和co2 na在水中即熔化成小球 说明它的熔点较nacl低 答案 3 在h2 nh4 2so4 sic co2 hf中 由极性键形成的非极性分子是 由非极性键形成的非极性分子是 能形成分子晶体的物质是 含有氢键的晶体的化学式是 属于离子晶体的是 属于原子晶体的是 五种物质的熔点由高到低的顺序是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 sic nh4