2020第二学期人教版化学选修3章节突破3.1晶体的常识答案解析

1、人教版化学选修3： 晶体的常识章节突破一、晶胞(1)晶胞是晶体中最小的结构重复单元。(2)晶胞一定是一个平行六面体，其三条边的长度不一定相等，也不一定互相垂直。晶胞的形状和大小由具体晶体的结构所决定，晶胞不能是八面体或六方柱体等其他形状。(3)整个晶体就是晶胞按其周期性在三维空间重复排列而成的。这种排列必须是晶胞的并置堆砌。所谓并置堆砌是指平行六面体之间没有任何空隙，同时，相邻的八个平行六面体均能共顶点相连接。注意：晶胞必须为平行六面体。晶胞是晶体结构的基本重复单位。它不一定是最小重复单位。同一晶体所划出来的同类晶胞大小和形状完全相同。二、用均摊法解析晶体的计算(1)晶体：通过结晶得到的有规则

2、几何外形的固体。其外形的规则是由其内在的粒子有序排列所决定的。(2)晶胞：从晶体中“截取”出来具有代表性的最小部分。(3)均摊法：是指每个图形平均拥有的粒子数目。如某个粒子为n个图形(晶胞)所共有，则该粒子有属于一个图形(晶胞)。长方体形(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献。a处于顶点的离子，同时为8个晶胞共有，每个离子对晶胞的贡献为。b处于棱上的离子，同时为4个晶胞共有，每个离子对晶胞的贡献为。c处于面上的离子，同时为2个晶胞共有，每个离子对晶胞的贡献为。d处于体内的离子，则完全属于该晶胞，对晶胞的贡献为1。非长方体形(正方体)晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内碳

3、原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为1/3。题型1晶体的特征【例1】下列关于晶体的说法中，不正确的是()a凡有规则外形的固体一定是晶体b晶胞是晶体结构的基本单元c晶体内部的粒子按一定规律做周期性重复排列d晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定【解析】晶体的特征之一是有自范性，即自发呈现多面体外形。切划整齐、规格相同的玻璃、石蜡、橡皮等都可以说具有规则的外形，但在它们的内部，原子无序排列，它们也没有固定的熔点，不是晶体，故a错误。由晶体的特征和晶胞的概念可知b、c项正确。x射线衍射实验测定的结果表明，组成晶体的原子、离子或分子在没有其他因素影响时，在空间的排列大都服从紧密堆

4、积原理，晶体采取紧密堆积方式能降低体系的能量而使晶体变得稳定，d项正确。【答案】a【点悟】一要熟悉常见的晶体和非晶体，二要准确把握晶体的特征。题型2晶体的化学式的确定【例2】某晶体的一部分如下图所示，这种晶体中a、b、c三种粒子数之比是()a394b142c294d384【解析】该晶体中含a原子个数为6×，b原子个数为6×3×2，c原子个数为1；则a、b、c的个数比为21142。【答案】b题型3气态分子的化学式(分子式)的确定【例3】最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示。顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的化学

5、式是()aticbti6c7cti14c13 dti13c14【解析】如果依“均摊法”来计算，就会得出：钛原子数为8(顶角)×6(面心)×4；碳原子数为12(棱)×1(体心)4，从而选a。但是错了！为何？若该图是一个晶胞，再向空间延伸，则这种计算正确，但它是一个分子，不再延伸(正如白磷由一个个独立的正四面体组成)，应直接数出原子数。【答案】c【点悟】本题的关键词是“气态团簇分子”，不注重审题便会因思维定势而出错。题型4晶体的立体结构问题【例4】某离子晶体的晶胞结构如图所示，x()位于立方体顶点，y()位于立方体中心。试分析：(1)晶体中每一个y同时吸引着_个x，每

6、个x同时吸引着_个y，该晶体的化学式是_。(2)晶体中在每个x周围与它最接近且距离相等的x共有_个。(3)晶体中距离最近的2个x与1个y形成的夹角xyx为_。【解析】(1)同时吸引的原子个数即指在某原子周围距离最近的其他种类的原子个数，观察右图可知，y位于立方体的体心，x位于立方体的顶点，每个y同时吸引着4个x，而每个x同时被8个立方体共用，每个立方体的体心都有1个y，所以每个x同时吸引着8个y。晶体的化学式中阴、阳离子的个数比等于x、y的个数比为48，所以化学式为xy2或y2x。(2)晶体中每个x跟周围与它最接近的x之间的距离应为上图所示立方体的面对角线。位置关系分为在此x的上层、下层和同一

7、层，每层均有4个，共有12个。(3)若将4个x连接，构成1个正四面体，y位于正四面体的中心(如上图)，可联想到ch4的键角，知xyx109°28。【答案】(1)48xy2或y2x(2)12(3)109°28【点悟】对于晶体结构，要善于用宏观的立体构型来分析晶体的微观结构。利用立体几何的知识，分清各原子、离子、分子在空间的相对位置，熟悉一些常见晶体的空间构型，是解答此类题目的关键。【例5】(2016年高考·课标全国卷)晶胞有两个基本要素：(1)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_。(2)晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知ge单晶的晶胞参数a565.76 pm，其密度为_ g·cm3(列出计算式即可)。【解析】(1)根据晶体结构中各个原子的相对位置可知，d在各个方向的处，所以d原子的坐标参数为：( ，)。(2)根据晶胞结构可