2019版高考化学大一轮复习 第47讲 晶体结构与性质优选学案

1、第47讲晶体结构与性质考纲要求考情分析命题趋势1.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。2.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。3.了解分子晶体结构与性质的关系。4.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。5.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。6.了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关计算。2017，全国卷，35T2017，全国卷，35T2017，全国卷，35T2016，全国卷甲，37T2016，全国卷乙，37T2016，全国卷丙，37T高考对本部分的考查主要从

2、两个方面切入：(1)关于晶胞的计算；(2)晶体微粒间的相互作用力以及物理性质的比较。预计2019年高考将主要考查晶体类型、四种晶体的区别、晶体的结构特点以及晶胞的相关计算。题型以非选择题为主，分值约为4分。分值：46分考点一晶体和晶胞1晶体与非晶体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_实例冰、NaCl、Fe玻璃、石蜡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

3、间隙_。并置：所有晶胞_平行_排列、_取向_相同。(3)晶胞中粒子数目的计算均摊法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。“均摊法”原理及其注意事项(1)基本原理(适用长方体晶胞)(2)注意事项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。1判断正误，正确的划“”，错误的划“”。(1)具有规则几何外形的固体一定是晶体。()(2)晶体内部的微粒按一定规

4、律周期性的排列。()(3)晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性。 ()(4)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。 ()2区别晶体与非晶体的最科学的方法是(D)A观察自范性B观察各向异性C测定固定熔点D进行X射线衍射实验3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_21_，乙中a与b的个数比是_11_，丙中一个晶胞中有_4_个c离子和_4_个d离子。晶体中常见的四种计算1计算1个晶胞中的粒子数目例如：NaCl晶胞(如图)非平行六面体形晶胞中粒子数目的计算同样可用均摊法，其关键仍然是确定一个粒子为几个晶胞所共有。例如，石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其

5、顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为，那么每一个六边形实际有62个碳原子。2计算原子晶体中共价键的数目例如：在金刚石晶体中，每个C参与了4个CC键的形成，而在每条键中的贡献只有一半。因此，平均每一个碳原子形成共价键的数目为42。则1 mol金刚石中碳碳键的数目为2NA。3化学式计算运用均摊法计算出一个晶胞中的粒子数目，然后再求其比值，得出化学式。例如：元素Cu的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，晶胞中有4个铜原子，4个氯原子，化学式为CuCl。4计算晶体密度和晶体中微粒间距离(1)计算晶体密度的方法若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对“

6、分子”质量)；又1个晶胞的质量为 a3 g(a3为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为 a3 NA g，因此有xM a3NA。(2)计算晶体中微粒间距离的方法例1(1)立方ZnS晶体结构如图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为_4.1_gcm3(列式并计算)，a位置S2离子与b位置Zn2离子之间的距离为_pm(列式表示)。(2)(2017江苏卷节选)某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物FexnCunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为_Fe3CuN_。(3)(20

7、17全国卷节选)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。R的晶体密度为d gcm3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为(或1021)。解析 (1)用均摊法算出每个晶胞中含4个Zn2和4个S2。其质量为4 g，其体积是(540.01010 cm)3，所以其密度为4.1 gcm3。每个黑色小球连接4个白色小球，构成正四面体结构，白球和黑色之间的夹角为10928，两个白球之间的距离为270 pm，设S2离子与Zn2离子之间的距离为x，则2x22x2cos

8、 10928(270)2，x pm。(2)由图2可知更稳定的Cu替代型产物为Cu替代a位置Fe型，利用均摊法可得晶胞中各原子个数Cu：81，Fe：63，N：1，故化学式为Fe3CuN。(3)该晶胞的体积为(a107cm)3，根据M(a107)3d，可求出y(或1021)。例1(2017全国卷)研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO23H2=CH3OHH2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：(1)Co基态原子核外电子排布式为_。元素Mn与O中，第一电离能较大的是_，基态原子核外未成对电子数较多的是_。(2)CO2和CH3OH分子中碳原

9、子的杂化形式分别为_和_。(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_。原因是_。(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了键外，还存在_。(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。答题送检来自阅卷名师报告错误致错原因扣分(3)没弄清H2O、CH3OH沸点存在差异的主要原因3(5)MgO晶胞中，边长与离子半径间的定量关系(4ra)记忆不牢导致计算错

10、误4解析 (1)Co为第四周期第族的27号元素，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2。Mn是金属元素，而O元素是非金属元素，难失去电子，所以O元素的第一电离能较大。O基态原子价电子为2s22p4，未成对电子是p轨道的2个电子，而Mn基态原子价电子排布为3d54s2，未成对电子是d轨道的5个电子，因此核外未成对电子数较多的是Mn。(2)CO2为直线形结构，碳原子为sp杂化，CH3OH分子中碳原子的价层电子对数为4，所以碳原子为sp3杂化。(3)常温下水和甲醇是液体，二氧化碳和氢气是气体，液体的沸点高于气体；水分子中有两个氢原子都可以参与形成分子间氢

11、键，而甲醇分子中只有一个羟基上的氢原子可以形成分子间氢键，所以水的沸点高于甲醇；CO2的相对分子质量比H2大，分子间作用力较大，熔、沸点较高。(4)硝酸锰中硝酸根和锰离子之间形成离子键，硝酸根中N原子得到1个电子后共6个价电子，3个电子与3个O原子形成3个键，N原子剩余3个电子，与3个O原子形成键()。(5)根据晶胞结构，面对角线是O2半径的4倍，即4r(O2)a，解得r(O2)0.420 nm0.148 nm；根据MgO晶胞的结构，a2r(O2)2r(Mn2)，则r(Mn2) nm0.076 nm。答案 (1)Ar3d74s2OMn(2)sp杂化sp3杂化(3)H2OCH3OHCO2H2H2

12、O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2的分子量较大，范德华力较大(4)离子键和键(键)(5)0.1480.0761(2017全国卷节选)(1)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，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_0.315_nm，与K紧邻的O个数为_12_。(2)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_体心_位置，O处于_棱心_位置。解析 (1)二者间的最短距离为晶胞面对角线长的一半，即0.446 nm0.315 nm。与钾紧

13、邻的氧原子有12个。(2)想象4个晶胞紧密堆积，则I处于顶角，O处于棱心，K处于体心。1(2017海南卷节选)碳的另一种单质C60可以与钾形成低温超导化合物，晶体结构如图所示。K位于立方体的棱上和立方体的内部，此化合物的化学式为_K3C60_；其晶胞参数为1.4 nm，晶体密度为_2.03_gcm3。解析 每个晶胞中含有K的个数为129112，含C60的个数为864，所以化合物的化学式为K3C60；每个晶胞中含有4个“K3C60”，则晶胞质量为 g，晶胞的体积为(1.4107)3 cm3，所以晶体密度为 g(1.4107)3 cm32.03 g/cm3。2(1)(2016全国卷甲节选)某镍白铜

14、合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_31_。若合金的密度为d gcm3，晶胞参数a107nm(Ni的相对原子质量取59)。(2)(2016全国卷乙节选)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。如图为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_(，)_。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_107_gcm3(列出计算式即可)。考点二四类晶体的组成和性质1金属键、金属晶体(1)金属键：_金属阳离子_与_自由电子_之间的作用。(2)本质电子气理论

15、该理论认为金属原子脱落下来的_价电子_形成遍布整块晶体的“_电子气_”，被所有原子共用，从而把所有的金属原子维系在一起。(3)金属晶体的物理性质及解释在金属晶体中，金属离子和自由电子以_金属键_相互作用。金属都具有优良的导电性、导热性和延展性。2四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粒子_分子_原子_金属阳离子、自由电子_阴、阳离子_粒子间的相互作用力分子间作用力(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溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂导电

16、、传热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性，个别为半导体电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融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)3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_，单位为_kJmol1_。(2)影响因素离子所带电荷数：离子所带电荷数_越多_，晶格能

17、越_大_。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_。1判断正误，正确的划“”，错误的划“”。(1)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。()(2)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高。()(3)石墨的硬度比金刚石小，所以其熔点比金刚石低。()(4)干冰(CO2)晶体中包含的作用力为分子间力和共价键。()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_NaCl、Na2

18、S_。(2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是_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_(NH4)2S_。(4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是_Na2S2_。(5)其中含有极性共价键的非极性分子是_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_C2H2_。(7)其中含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是_H2O2_。(8)其中含有极性共价键的原子晶体是_SiO2、SiC_。(9)不含共价键的分子晶体是_晶体氩_，只含非极性键的原子晶体是_晶体硅、金刚石_。(1)原子晶体的熔点不一定

19、比离子晶体高，如石英的熔点为1 710 ，MgO的熔点为2 852 。(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 。一晶体类型的五种判断方法1依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断(1)离子晶体的构成微粒是阴阳离子，微粒间的作用力是离子键。(2)原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用力是共价键。(3)分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用力为分子间作用力或氢键。(4)金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用力是金属键。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

20、。(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)原子晶体的熔点很高。(3)分子晶体的熔点低。(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

21、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。另外，还需注意：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)；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1.421010m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.541010 m)短，所以熔、沸点高于金刚石；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 )；合金的硬度比其成分金属大，熔、沸点比其成分金属低。例1现有几组物质

22、的熔点( )数据：A组B组C组D组金刚石：3 550Li：181HF：83NaCl硅晶体：1 410Na：98HCl：115KCl硼晶体：2 300K：64HBr：89RbCl二氧化硅：1 723Rb：39HI：51MgO：2 800 据此回答下列问题：(1)由表格可知，A组熔点普遍偏高，据此回答：A组属于_原子_晶体，其熔化时克服的粒子间的作用力是_共价键_。二氧化硅的熔点高于硅，是由于_O的原子半径小于Si的原子半径，SiO的键长小于SiSi的键长，SiO的键能大于SiSi的键能_。硼晶体的硬度与硅晶体相对比：_硼晶体大于硅晶体_。(2)B组晶体中存在的作用力是_金属键_，其共同的物理性质

23、是_(填序号)，可以用_电子气_理论解释。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_HF分子间能形成氢键_。(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组晶体中NaCl、KCl、RbCl的熔点由高到低的顺序为_NaClKClRbCl_，MgO晶体的熔点高于三者，其原因解释为_MgO晶体为离子晶体，离子所带电荷数越多，半径越小，晶格能越大，熔点越高_。二晶体熔、沸点高低的比较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，

24、汞、铯等熔、沸点很低。2同种类型晶体熔、沸点的比较(1)原子晶体如熔点：金刚石碳化硅硅。(2)离子晶体一般地说，离子所带的电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高，如熔点：MgONaClCsCl。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)分子晶体具有氢键的分子晶体熔、沸点反常得高。如熔、沸点：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，如熔、沸点：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，如熔、沸点：CON2。对于烷烃的同分异构体，

25、支链越多，熔、沸点越低。(4)金属晶体金属离子半径越小，价电子数越多，其金属键越强，金属熔、沸点越高，如熔、沸点：NaMg晶体硅二氧化硅碳化硅BCI4CBr4CCl4CH4CCl2MgON2CH4D金刚石生铁纯铁钠三五类晶体结构模型晶体晶体结构晶体详解原子晶体金刚石(1)每个碳原子与相邻4个碳原子以共价键结合，形成正四面体结构；(2)键角均为10928；(3)最小碳环由6个碳原子组成且碳环上的原子不在同一平面内；(4)每个碳原子参与4条CC键的形成，碳原子个数与CC键数之比为12SiO2(1)每个Si原子与4个O原子以共价键结合，形成正四面体结构；(2)晶体中，n(Si)n(O)12；(3)最

26、小环上有12个原子，即6个O,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分子周围等距离紧邻的CO2分子有12个混合晶体石墨石墨层状晶体中，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%面心立方最密堆积又称为A1型或铜型，典型代表：Cu、Ag、Au，配位数为12，空间利用率为74%体心立方堆积又称为A2型或钾型，典型代表：Na、K、Fe，配位数为8，空间利用率为68%立方最密堆积又称为A3型或镁型，典型代表：Mg、Zn、

27、Ti，配位数为12，空间利用率为74%离子晶体NaCl型(1)每个Na(Cl)周围等距离且紧邻的Cl(Na)有6个，每个Na周围等距离且紧邻的Na有12个；(2)每个晶胞中含4个Na和4个ClCsCl型(1)每个Cs周围等距离且紧邻的Cl有8个，每个Cs(Cl)周围等距离且紧邻的Cs(Cl)有8个；(2)如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs、1个Cl例3下面有关晶体的叙述不正确的是(B)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ClD干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子

28、例1A、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_。(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_。(3)C和D反应可生成组成比为13的化合物E，E的立体构型为_，中心原子的杂化轨道类型为_。(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_。(5)A和B能够

29、形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a0.566 nm，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(gcm3)_。答题送检来自阅卷名师报告错误致错原因扣分(3)价层电子对数计算公式弄错了2(5)求算密度忽略了单位间的换算2解析 C的核外电子总数是最外层电子数的3倍，则C可能是Li或P元素，但是A、B、C、D原子序数依次增大，所以C应为P元素，D的最外层只有一个未成对电子，所以D为Cl元素。A2和B的电子层结构相同，则A为O元素，B为Na元素。(1)电负性最大，也即非金属性最强的为O。P为15号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p3。(2)氧的两种同素异形

30、体分别为O2和O3，均为分子晶体，分子晶体中相对分子质量越大，沸点越高。H2O为分子晶体，NaH为离子晶体。(3)PCl3中P有一对孤电子对，价层电子对数为134，所以P为sp3杂化，PCl3的空间构型为三角锥形。(4)Cl2O中O有两对孤电子对，价层电子对数为224，所以O为sp3杂化，Cl2O的空间构型为V形。Cl2O中Cl为1价，Cl2发生歧化反应生成Cl2O和NaCl。(5)由晶胞图知，小球有8个，大球有81/861/24个，所以化学式为Na2O。小球为Na，大球为O，面心上的1个O连有4个钠，在相邻的另一个晶胞中，O也连有4个钠，故O的配位数为8。1个晶胞中含有4个Na2O，根据密度

31、公式有：2.27 gcm3。答案 (1)O1s22s22p63s23p3或Ne3s23p3(2)O3O3的相对分子质量较大，范德华力大分子晶体离子晶体(3)三角锥形sp3(4)V形42Cl22Na2CO3H2O=Cl2O2NaHCO32NaCl(或2Cl2Na2CO3=Cl2OCO22NaCl)(5)Na2O82.27 gcm31(2018河南百校联盟3月联考)磷、硫、氯、砷等是农药中的重要组成元素。回答下列问题：(1)基态砷原子的核外价电子排布式为_4s24p3_。(2)生产农药的原料PSCl3中P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为_ClPS_，电负性由大到小的顺序为_ClSP_。(3)

32、COS(羰基硫)可用作粮食的熏蒸剂，其中碳原子的杂化轨道类型为_sp_，所含共价键的类型为_键和键(写“极性键”也可)_，写出一种与COS键合方式相同且空间构型也相同的微粒：_CO2(或CS2、BeF2等)_。(4)H2O与H2S为同族元素的氢化物，H2O可以形成H9O或H3O，而H2S几乎不能形成类似的H9S或H3S，其原因是_氧的电负性大且原子半径小，H2O分子间及与H可形成氢键，而硫的电负性较小且原子半径大，几乎不能形成氢键_。(5)已知AlP的熔点为2 000 ，其晶胞结构如图所示。磷化铝的晶体类型为_原子晶体_。A、B点的原子坐标如图所示，则C点的原子坐标为_。磷化铝的晶胞参数a54

33、6.35 pm，其密度为gcm3(列出计算式即可，NA表示阿伏加德罗常数的数值)。解析 (3)COS中C原子的孤电子对数是0，价层电子对数是1102，所以碳原子的杂化轨道类型是sp，COS的空间结构是直线形，结构式是O=C=S，含有2个键和2个键；与COS键合方式相同且空间构型也相同的微粒应与COS是等电子体，如CO2和CS2。(4)H3O是由H2O和H通过配位键形成的，H9O是由(H2O)4和H通过配位键形成的，其中(H2O)4是H2O分子间通过氢键形成的缔合分子，因此应从氢键的形成条件去考虑H2S不能形成H9S或H3S的原因。(5)磷化铝的晶胞结构类似金刚石，且其熔点很高，因此磷化铝属于原

34、子晶体。由磷化铝的晶胞结构可以看出，Al原子位于立方体的体对角线的处，因此C点的原子坐标为。1个AlP晶胞中含有的P原子数是864，Al原子数也是4，因此一个晶胞的质量m g，而晶胞的体积V(a1010)3 cm3(5.463 5108)3 cm3，所以磷化铝的密度 gcm3。关于晶体计算的一些重要关系和公式(1)空间利用率。(2)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)。面对角线长a。体对角线长a。体心立方堆积4ra(r为原子半径)。面心立方堆积4ra(r为原子半径)。1(2017全国卷节选)K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属

35、Cr低，原因是_K原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱_。解析 K和Cr都是金属晶体，其熔点、沸点与金属键的强弱有关，K和Cr处于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但K的原子半径比Cr大，且K的价电子数比Cr少，则K的金属键比Cr弱，因此K的熔点、沸点比Cr低。2(2017海南卷节选)(1)碳的一种单质的结构如图1所示。该单质的晶体类型为_混合晶体_，原子间存在的共价键类型有_键、键_，碳原子的杂化轨道类型为_sp2_。(2)四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图2所示。SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是_均为分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高_。结合SiX4

36、的沸点和PbX2的熔点的变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中化学键的离子性_减弱_、共价性_增强_(填“增强”“减弱”或“不变”)。3(1)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于_分子_晶体。(2)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：在石墨烯晶体中，每个C原子连接_3_个六元环，每个六元环占有_2_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_12_个六元环，六元环中最多有_4_个C原子在同一平面。课时达标第43讲1(2018石家庄调研)铜及其化合物在生产生活中有着广泛的用

37、途。(1)基态铜原子的核外电子排布式为_1s22s22p63s23p63d104s1_，其晶体的堆积方式为_面心立方最密堆积_，其中铜原子的配位数为_12_。(2)向硫酸铜溶液中滴加氨水，首先形成蓝色沉淀；继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液；继续向溶液中加入乙醇，会析出深蓝色晶体Cu(NH3)4SO4H2O。氨水中各元素原子的电负性由大到小的顺序为_ONH_(用元素符号表示)。NH3中N原子的杂化轨道类型为_sp3_，与其互为等电子体的阳离子为_H3O_。向蓝色沉淀中继续滴加氨水，沉淀溶解是因为生成了四氨合铜配离子，四氨合铜配离子的结构式为_ 降低溶剂极性，使Cu(NH3)4SO4H

38、2O析出(答案合理即可)_。(3)CuCl2和CuCl是铜的两种常见的氯化物。如图表示的是_CuCl_(填“CuCl2”或“CuCl”)的晶胞。原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置，图中各原子坐标参数：A为(0,0,0)，B为(0,1,1)，C为(1,1,0)，则D原子的坐标参数为_。晶胞中C、D两原子核间距为298 pm，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体密度为gcm3(列出计算式即可)。解析 (1)在铜氨配离子中，NH3中的N提供孤电子对、Cu2提供空轨道形成配位键，故铜氨配离子的结构式为；加入乙醇后析出晶体是因为降低溶剂极性，使Cu(NH3)4SO4H2O析出。(3)利用“均摊法”知，每

39、个晶胞中含有Cu、Cl的数目均为4，因此图示晶胞为CuCl；晶胞可认为由8个等体积小晶胞组成，D原子恰好处于小晶胞的体心，因此D原子的坐标为；连接晶胞中A、C两原子，过D原子作AC的垂线，交AC于E点，设晶胞的边长为x cm，则依据CD的长度和D原子的坐标和直角三角形CDE可得22(2981010)2，解得x1010，则可求出晶胞的体积为31030 cm3，故该晶胞的密度为 gcm3。22016年诺贝尔化学奖授予在“分子机器设计和合成”领域有突出成就的三位科学家，其研究对象之一“分子开关”即与大环主体分子苯芳烃、硫或氮杂环杯芳烃等有关。回答下列问题：(1)对叔丁基杯4芳烃(如图所示)可用于B族

40、元素对应的离子萃取，如La2、Sc2。写出基态二价钪离子(Sc2)的核外电子排布式：_1s22s22p63s23p63d1或Ar3d1_，其中电子占据的轨道数为_10_个。(2)对叔丁基杯 4 芳烃由4个羟基构成杯底，其中羟基氧原子的杂化方式为_sp3_。羟基间的相互作用力为_氢键_。(3)不同大小的杯芳烃能识别某些离子，如N、SCN等。根据等电子体原理判断N的空间构型为_直线形_；一定条件下，SCN与MnO2反应可得到(SCN)2。试写出(SCN)2的结构式：_NCSSCN_。(4)已知C60分子结构和C60晶胞示意图如下所示：则一个C60分子中含有的键个数为_90_，与每个C60分子距离最

41、近且相等的C60分子有_12_个，C60晶体的密度为_1.67_g/cm3(计算结果保留两位小数)。解析 (2)羟基氧原子有2个键，2对孤电子对，价层电子对数是4，因此杂化方式是sp3杂化；4个羟基之间无共价键相连，但符合形成氢键的条件，因此羟基间的相互作用力是氢键。(3)N与CO2互为等电子体，因此N的空间构型为直线形；SCN与MnO2反应可得到(SCN)2，说明SCN的性质与Cl类似，则(SCN)2也应具有类似Cl2的结构，结合(SCN)2中N是3价，C是4价，S是1价可知(SCN)2的结构式是NCSSCN。(4)从图可以看出，C60分子中每个C原子与其他3个C原子形成2个碳碳单键和1个碳

42、碳双键，共3个键，根据均摊法，一个C原子实际含有的键个数为，所以一个C60分子中含有的键个数为6090；C60的晶胞是面心立方结构，所以与每个C60分子距离最近且相等的C60分子有12个；1个C60晶胞中含有的C60分子个数是864，晶胞的质量m g，而晶胞的体积V(1.42107)3 cm3，所以C60晶体的密度1.67 g/cm3。3有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子；C的基态原子2p能级有1个单电子；E原子最外层有1个单电子，其次外层有3个能级且均排满电子；D与E同周期，价电子数为2。则：(1)B元素的氢化物的沸点是同族

43、元素氢化物中最高的，原因是_H2O分子间存在氢键_。(2)A、B、C三种元素的氢化物稳定性由强到弱的顺序为_HFH2ONH3_(用化学式表示)。(3)A的最简单氢化物分子的空间构型为_三角锥形_，其中A原子的杂化类型是_sp3_杂化。(4)A的单质中键的个数为_1_，键的个数为_2_。(5)写出基态E原子的价电子排布式：_3d104s1_。(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图所示，已知晶体的密度为 gcm3，阿伏加德罗常数为NA，则晶胞边长acm(用含、NA的计算式表示)。解析 由题干信息可推出A、B、C、D、E五种元素分别是N、O、F、Ca、Cu。(6)C和D形成的化合物是CaF2，一个晶

44、胞中有4个“CaF2”，所以一个晶胞的质量是 g，一个晶胞的体积是a3 cm3，根据 gcm3，则a cm。4(2018湖南三湘名校第三次联考)已知A、B、C、D都是周期表中的短周期元素，它们的核电荷数依次增大。A原子、C原子的L能层中都有两个未成对的电子，C、D同主族。E、F都是第四周期元素，E原子核外有4个未成对电子，F原子除最外能层只有1个电子外，其余各能层均为全充满。根据以上信息填空：(1)基态D原子中，电子占据的最高能层符号为_M_，该能层具有的原子轨道数为_9_。(2)E2的价层电子排布图是_，F原子的电子排布式是_1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1_

45、。(3)A的最高价氧化物对应的水化物分子结构式为_，其中心原子采取的轨道杂化方式为_sp2杂化_，B的气态氢化物的VSEPR模型为_四面体_。(4)化合物AC2、B2C和阴离子DAB互为等电子体，它们结构相似，DAB的电子式为_。(5)配合物甲的焰色反应呈紫色，其内界由中心离子E3与配位体AB构成，配位数为6。甲的水溶液可以用于实验室中E2的定性检验，检验E2的离子方程式为_3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62_。(6)某种化合物由D、E、F三种元素组成，其晶胞如图所示，则其化学式为_CuFeS2_。该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，根据图中所示的数据列式计算该晶体的密度：

46、_4.32_g/cm3。解析 由题中信息可推出A是C元素，B是N元素，C是O元素，D是S元素，E是Fe元素，F是Cu元素。(4)CO2的结构式是O=C=O，SCN与CO2是等电子体，结构相似。(6)晶胞中F(Cu)原子的数目是8414，E(Fe)原子的数目是464，D(S)原子全部位于晶胞内部，数目是8，所以Cu、Fe、S原子的数目之比是4：4：81：1：2，故其化学式为CuFeS2；一个晶胞中有4个“CuFeS2”，晶胞质量m g，晶胞体积V(5241010)21 0301010 cm3，所以晶体的密度4.32 g/cm3。5已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷

47、数依次增大。其中基态A原子价电子排布式为nsnnpn1；化合物B2E为离子化合物，E原子核外的M层中只有两对成对电子；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D单质常用于制作太阳能电池和集成电路芯片；F原子最外层电子数与B的相同，其余各内层轨道均充满电子。请根据以上信息，回答下列问题：(1)A、B、E的第一电离能由小到大的顺序为_NaSN_。(2)B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点_高_(填“高”或“低”)。(3)氢化物A2H4分子中A原子采取_sp3_杂化。(4)按原子的外围电子排布分区，元素F在_ds_区，二价阳离子F2与过量的A的简单氢化物的水溶液反应的离子方程式为_Cu24NH3H2O=Cu(NH3)424H2O_。(5)元素A和C可形成一种新型化合物，其晶体具有很高的硬度和熔点，其化合物中所含的化学键