2020《新考案》高考化学大一轮复习讲义 练习：第十一单元 第3章 晶体结构与性质 WORD版含解析.docx

1、第3章晶体结构与性质命题一晶体类型的判断及熔、沸点高低的比较1.(1)(2018年全国卷,35节选)ZnF2具有较高的熔点(872 ),其化学键类型是,ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是。 (2)(2017年全国卷,35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Cr低,原因是。【解析】(1)ZnF2的熔点较高,故为离子晶体。离子晶体难溶于乙醇等有机溶剂,分子晶体可以溶于乙醇等有机溶剂。(2)金属键的强弱与半径成反比,与所带的电荷成正比。【答案】(1)离子键ZnF2为离子化合物,ZnCl2、ZnB

2、r2、ZnI2的化学键以共价键为主,极性较小(2)K原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱2.(2016年全国卷,37节选)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因:。GeCl4GeBr4GeI4熔点/-49.526146沸点/83.1186约400【答案】GeCl4、GeBr4、GeI4熔沸点依次升高;原因是分子结构相似,相对分子质量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强3.(2016年全国卷,37节选)单质铜及镍都是由键形成的晶体。【答案】金属4.(2016年全国卷,37节选)GaF3的熔点高于1000 ,GaCl3的熔点为77.9 ,其原因是。【答案】GaF3是离子晶体,GaCl3

3、是分子晶体,离子晶体GaF3的熔沸点更高5.(2015年全国卷,37节选)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,其固体属于晶体。【答案】分子6.(2014年全国卷,37节选)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过方法区分晶体、准晶体和非晶体。【答案】X-射线衍射命题二晶胞分析及计算7.(1)(2018年全国卷,35节选)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。可知Li2O晶格能为kJmol-1。 Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665 nm,阿伏加德罗常数的

4、值为NA,则Li2O的密度为gcm-3(列出计算式)。 (2)(2018年全国卷,35节选)FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为gcm-3;晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为nm。 (3)(2018年全国卷,35节选)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gcm-3(列出计算式)。 【解析】(1)根据晶格能概念(气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量)和图中数据可得Li2O晶格能是

5、2908 kJmol-1。根据分割法可得,1个晶胞中含有Li+的个数为8,O2-的个数为818+612=4,1个晶胞中含有4个Li2O,Li2O的密度为87+416NA(0.466510-7)3 gcm-3。(2)晶胞边长为a nm=a10-7 cm,则晶胞的体积V=(a10-7 cm)3=a310-21 cm3;由晶胞结构可知,12个Fe2+处于晶胞的棱上,1个Fe2+处于晶胞体心,S22-处于晶胞的8个顶点和6个面心,则每个晶胞中含有Fe2+的个数为1214+1=4,含有S22-的个数为818+612=4。FeS2的相对分子质量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度为4MNAa310

6、-21 gcm-3=4MNAa31021 gcm-3。晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面体的体心,则该正八面体的边长为a22 nm=22a nm。(3)由晶胞图可知,Zn为六方最密堆积。1个Zn晶胞中含有的原子数为1216+212+3=6,正六边形底面积S=6正三角形面积=634a2 cm2,则Zn晶胞的体积V=634a2c cm3,1个Zn晶胞的质量为665NA g,则=mV=665NA634a2c gcm-3=656NA634a2c gcm-3。【答案】(1)290887+416NA(0.466510-7)3(2)4MNAa3102122a(3)六方最密堆积(A3型)656NA634

7、a2c8.(2017年全国卷,35节选)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a=0.446 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。【答案】0.31512体心棱心9.(2017年全国卷,35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 gcm-3,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

8、相对质量为M,则y的计算表达式为。【答案】602a3dM(或a3dNAM10-21)10.(2017年全国卷,35节选)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a=0.420 nm,则r(O2-)为nm。MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a=0.448 nm,则r(Mn2+)为nm。【答案】0.1480.07611.(2016年全国卷,37节选)Ga和As的摩尔质量分别为MGa g mol-1 和MAs g mol-1,原子半径分别为rGa pm和rAs pm,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

9、分率为。【答案】410-30NA(rGa3+rAs3)3(MGa+MAs)100%12.(2016年全国卷,37节选)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(12,0,12);C为(12,12,0)。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a=565.76 pm,其密度为gcm-3(列出计算式即可)。【解析】(1)根据各个原子的相对位置可知,D在各个方向的14处,所以其坐标是(14,14,14)。(2)根据晶胞结构可知,在晶胞中含有的Ge原子个数为818+61

10、2+4=8,所以晶胞的密度=mV=873 gmol-1NA(565.76 pm10-10cmpm-1)3=8736.021023(565.7610-10)3 gcm-3=8736.02565.763107 gcm-3。【答案】(1)(14,14,14)(2)8736.02565.763107命题角度晶体结构与性质是高考必考内容,晶体类型的判断及晶体熔、沸点高低的比较相对比较简单;晶胞的分析及计算常出现在最后一问。晶胞的分析主要考查晶胞中所含微粒的个数、配位数、原子坐标参数、原子在晶胞中的位置等;晶胞的计算主要考查原子半径、原子之间的距离、密度计算、体积百分率等备考启示重点要强化晶胞的分析与计算

11、,首先要掌握金属晶体的各种堆积方式,最好能根据实物模型图来培养学生的空间想象力,掌握如何分析配位数,如何结合数学知识进行相关的计算,把全国卷常考的几种计算类型进行归纳总结,构建解题思维模式考点一晶体常识1.晶体与非晶体晶体非晶体结构特征结构微粒排列结构微粒排列性质特征自范性熔点异同表现各向同性二者区别方法间接方法测定其是否有固定的科学方法对固体进行实验2.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:相邻晶胞之间没有任何间隙。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

12、就是1n。在线反馈周期性有序无序有无固定不固定各向异性熔点X-射线衍射基本单元 判断正误(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整的立方体块。()(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。()(8)晶体与非晶体的本质区别:是否有自范性。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8) 某物质的晶体中含有A、B、C三

13、种元素,其排列方式如图所示(其中前后两面面心中的B元素的原子未画出)。则晶体中A、B、C的原子个数之比为()。A.131B.231C.221D.133【解析】利用均摊法计算。据图知,该正方体中A原子个数为818=1,B原子个数为612=3,C原子个数为1,所以晶体中A、B、C的原子个数之比为131。【答案】A 某离子晶体的结构中最小重复单元如图所示。A为阴离子,在正方体内,B为阳离子,分别在顶点和面心,则该晶体的化学式为()。A.B2AB.BA2C.B7A4D.B4A7【解析】A在正方体内,晶胞中A离子的个数为8;B在顶点和面心,所以1个晶胞中B离子的个数为818+612=4,则该晶体的化学式

14、为BA2。【答案】B (1)图1为离子晶体空间构型示意图(为阳离子,为阴离子),以M代表阳离子,以N代表阴离子,写出各离子晶体的组成表达式。图1A,B,C。(2)某晶体的一部分如图2所示,该晶体中A、B、C三种粒子数之比是。图2A.394B.142C.294D.384(3)图3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的化合价为+2价,G的化合价为-2价,则Q的化合价为。图3【解析】(2)A粒子数为6112=12;B粒子数为614+316=2;C粒子数为1;故A、B、C粒子数之比为142。(3)R:818+1=2G:814+814+412+2=8Q:814+2=4R、G、Q的

15、个数之比为142,则其化学式为RQ2G4。由于R为+2价,G为-2价,所以Q为+3价。【答案】(1)MNMN3MN2(2)B(3)+3 某离子晶体的晶胞结构如图所示,X()位于立方体的顶点,Y()位于立方体的中心。回答下列问题:(1)晶体中每个Y同时吸引个X。(2)该晶体的化学式为。(3)设该晶体的摩尔质量为M gmol-1,晶体的密度为 gcm-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。【答案】(1)4(2)XY2或Y2X(3)2 3M2NA“均摊法”突破晶胞组成的计算1.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视具体情

16、况而定,如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)被3个六边形共有,每个六边形占13,那么1个六边形实际有613=2个碳原子。又如,在六棱柱晶胞(如图所示)中,顶点上的原子为6个晶胞(同层3个,上层或下层3个)共有,面上的原子为2个晶胞共有,因此镁原子个数为1216+212=3,硼原子个数为6。2.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为微粒的式量;又因为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a3NA g,因此有xM=a3NA。(2)计算晶体中微粒间

17、距离的方法考点二常见晶体的结构与性质1.四种晶体类型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粒子间的相互作用力(某些含氢键)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,溶于水后有的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

18、属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)2.晶格能(离子晶体)(1)定义:气态离子形成1 mol离子晶体的能量;单位:。(2)影响因素a.离子所带电荷数:离子所带电荷数越多,晶格能。b.离子的半径:离子的半径,晶格能越大。(3)对离子晶体性质的影响晶格能越大,形成的离子晶体越,且熔点,硬度。在线反馈分子原子金属阳离子和自由电子阴、阳离子范德华力共价键金属键离子键释放kJmol-1越大越小稳定越高越大 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

19、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。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6) 下列物质性质的变化规律与共价键的键能大小有关的是()。A.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高B.HF、HCl、HBr、HI的熔、沸点顺序为HFHIHBrHClC.金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅D.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低【答案】C 下列排序不正确的是()。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:COK

20、ClNaClNaBrNaI【解析】A项,金属离子的电荷越多,半径越小,其熔点越高,则熔点由高到低的顺序为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,一般情况下,晶体熔点的高低顺序为分子晶体离子晶体原子晶体,故熔点CO(分子晶体)KCl(离子晶体)NaClNaBrNaI,正确。【答案】A 现有下列物质:水晶、冰醋酸、氧化钙、白磷、晶体氩、氢氧化钠、铝、金刚石、过氧化钠、碳化钙、碳化硅、干冰、过氧化氢。(1)其中属于原子晶体的化合物是。(2)其中直接由原子构成的晶体是。(3)其中直接由原子构成的分子晶体是。(4)其中含有极性键的分子晶体是,含有

21、非极性键的离子晶体是,属于分子晶体的单质是。(5)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,受热熔化后需克服共价键的是。【答案】(1)(2)(3)(4)(5) 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,结果如表所示:熔点/硬度水溶性导电性水溶液与Ag+反应A811较大易溶水溶液或熔融导电白色沉淀B3500很大不溶不导电不反应C-114.2很小易溶液态不导电白色沉淀(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。【答案】(1)NaClCHCl(2)离

22、子晶体原子晶体分子晶体(3)离子键共价键范德华力一、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作用力判断(1)离子晶体的构成微粒是阴阳离子,微粒间作用力是离子键。(2)原子晶体的构成微粒是原子,微粒间作用力是共价键。(3)分子晶体的构成微粒是分子,微粒间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(如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

23、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,但也有少数熔点很低。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

24、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1.4210-10 m,比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.5410-10 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。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

25、。(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、沸点反常地高。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

26、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,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液态物质的沸点气态物质的沸点,如硫的沸点比溴大,溴的沸点比二氧化碳大等。考点三五类晶体模型命题一典型晶体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)最小碳环由个C组成且六原子不在同一平面内(4)每个C参与4条键的形成,C原子数与键数之比为SiO2(1)每个Si与4个O以共价键结合,形成正四面体结构

27、(2)每个正四面体占有1个Si,4个“12O”,n(Si)n(O)=12(3)最小环上有12个原子,即6个O、6个Si离子晶体NaCl型(1)每个Na+(Cl-)周围等距且紧邻的Cl-(Na+)有个。每个Na+周围等距且紧邻的Na+有个(2)每个晶胞中含4个Na+和4个Cl-CsCl型(1)每个Cs+周围等距且紧邻的Cl-有个,每个Cs+(Cl-)周围等距且紧邻的Cs+(Cl-)有(2)如图为8个晶胞,每个晶胞中含1个Cs+、1个Cl-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分子有个金属晶体简单立方堆积典型代表Po,

28、配位数为,空间利用率52%(续表)晶体晶体结构晶体详解金属晶体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,空间利用率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,空间利用率为68%六方最密堆积又称为A3型或镁型,典型代表Mg、Zn、Ti,配位数为,空间利用率74%在线反馈6126128612612812 下列说法正确的是()。A.钛和钾都采取图1的堆积方式B.图2为金属原子在二维空间里的非密置层放置,此方式在三维空间里堆积,仅得简单立方堆积C.图3是干冰晶体的晶胞,晶胞棱长为a cm,则在每个CO2周围最近且等距离的CO2有8个D.图4是一

29、种金属晶体的晶胞,它是金属原子在三维空间以密置层采取ABCABC堆积的结果【解析】图1表示的堆积方式为A3型紧密堆积,K采用A2型密堆积,A项错误;B在二维空间里的非密置层放置,在三维空间堆积形成A2型密堆积,得到体心立方堆积,B项错误;干冰晶体的晶胞属于面心立方晶胞,配位数为12,即每个CO2周围距离相等的CO2分子有12个,C项错误;该晶胞类型为面心立方,则为A1型密堆积,金属原子在三维空间里密置层采取ABCABC堆积,D项正确。【答案】D 下列有关晶体结构的叙述中错误的是()。A.金刚石的网状结构中,最小的环上有6个碳原子B.分子晶体熔化时,不破坏共价键;原子晶体熔化时,破坏共价键C.在

30、金属铜的晶体中,由于存在自由电子,因此铜能导电D.在氯化铯晶体中,每个氯离子周围最近且距离相等的氯离子有8个【解析】A项,根据金刚石的晶胞结构图可知,最小的环上有6个碳原子,正确;B项,分子晶体熔化时只是状态发生变化,没有化学键的断裂,只破坏分子间作用力,原子晶体的构成微粒是原子,熔化时化学键被破坏,正确;C项,金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的,在通电条件下,自由电子的定向移动使得金属晶体能导电,正确;D项,氯化铯晶体的晶胞结构如图所示,由图可知,每个氯离子周围最近且距离相等的氯离子有6个,错误。【答案】D 按要求填空:(1)在金刚石晶体中,每个C原子被个最小碳环共用。(2)在干冰中粒子

31、间作用力有。(3)含1 mol H2O的冰中形成氢键的数目为。(4)在NaCl晶体中,每个Na+周围有个距离最近且相等的Na+,每个Na+周围有个距离最近且相等的Cl-,其立体构型为。(5)在CaF2晶胞(如图)中,每个Ca2+周围距离最近且等距离的F-有个;每个F-周围距离最近且等距离的Ca2+有个。【答案】(1)12(2)共价键、范德华力(3)2NA(4)126正八面体形(5)84 有些食物中铁元素含量非常丰富,其中非血红素铁是其存在形式之一,主要是三价铁与蛋白质和羧酸结合成络合物。(1)Fe3+的电子排布式为。(2)金属晶体可看成金属原子在三维空间中堆积而成,单质铁中铁原子采用钾型堆积,

32、原子空间利用率为68%,铁原子的配位数为。(3)乙醛能被氧化剂氧化为乙酸,乙醛中碳原子的杂化轨道类型是;1 mol乙醛分子中含有的键的数目为。(4)FeO晶体结构如图所示,FeO晶体中Fe2+的配位数为。若该晶胞边长为b cm,则该晶体的密度为gcm-3。【解析】(1)Fe的原子序数为26,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,故Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。(2)钾型堆积为体心立方堆积,故Fe的配位数为8。(3)CH3CHO中甲基碳原子为sp3杂化,而醛基碳原子为sp2杂化。CH3CHO的结构式为,单键为键,1个双键中含1个键、

33、1个键,故1 mol CH3CHO中含有6 mol 键。(4)该晶胞中Fe2+周围最近且等距离的O2-有6个。该晶胞中含有4个Fe2+、4个O2-,则晶体密度为(56+16)4NAg(bcm)3=288b3NA gcm-3。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5(2)8(3)sp2、sp366.021023或6NA(4)6288b3NA1.关于晶体计算的一些重要关系和公式(1)空间利用率=晶胞占有的微粒体积晶胞体积。(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=2a。体对角线长=3a。体心立方堆积4r=3a(r为原子半径)。面心立方堆

34、积4r=2a(r为原子半径)。2.结构决定性质类简答题答题模板叙述结构阐述原理回扣结论。1.下列关于晶体的结构和性质的叙述正确的是()。A.分子晶体中一定含有共价键B.原子晶体中共价键越强,熔点越高C.离子晶体中含有离子键,不含有共价键D.金属阳离子只能存在于离子晶体中【解析】稀有气体晶体为分子晶体,不含共价键,A项错误;原子晶体中共价键越强,熔点越高, B项正确;离子晶体中一定含有离子键,可能含有共价键,C项错误;金属阳离子也可以存在于金属晶体中,D项错误。【答案】B2.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

35、糖熔化D.碘和干冰升华【答案】D3.下列说法中正确的是()。A.冰融化时,分子中HO键发生断裂B.一般来说,熔沸点:原子晶体离子晶体C.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔、沸点一定越高D.分子晶体中,分子间作用力越大,该物质越稳定【解析】冰为分子晶体,融化时破坏的是分子间作用力,A项错误。分子晶体熔、沸点高低取决于分子间作用力的大小,而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小,C、D两项错误。【答案】B4.下列大小关系正确的是()。A.熔点:NaINaBrB.硬度:MgOCaOC.晶格能:NaClNaCl【答案】B5.某离子晶体的晶胞结构如图所示,则该离子晶体的化学式为()。A.abcB.a

36、bc3C.ab2c3D.ab3c【答案】D6.已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度,且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法错误的是()。A.该晶体属于原子晶体,其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固B.该晶体中每个碳原子连接4个氮原子,每个氮原子连接3个碳原子C.该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子稳定结构D.该晶体的结构与金刚石相似,都是原子间以非极性键形成空间网状结构【答案】D7.下图为几种晶体或晶胞的示意图: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。(3)NaCl晶

37、胞与MgO晶胞结构相同,NaCl晶体的晶格能(填“大于”或“小于”)MgO晶体,原因是。(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。(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。【答案】(1)金刚石晶体(2)金刚石MgOCaCl2冰干冰(3)小于MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子的电荷数,且r(Mg2+)r(Na+)、r(O2-)Mg2+,离子半径Mg2+MgOCaOKCl;MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有12个。【答案】(1)2体心顶点8(2)2CuH+3Cl22CuCl2+2H

38、Cl(3)F-(4)TiNMgOCaOKCl121.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。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞,则下列说法正确的是()。A.超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞中含有4个K+和4个O2-B.晶体中每个K+周围有8个O2-,每个O2-周围有8个K+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【解析】由题中的晶胞结构可知,有8个K+位于顶点,6个K+位于面心,则晶胞中含有的K+个数为(818)+(612)=4;有12个O2-位于棱上,1个O2-处于中心,则晶胞中含有的O2-个数为1214+1=4,所

39、以超氧化钾的化学式为KO2。每个K+周围有6个O2-。每个O2-周围有6个K+,与每个K+距离最近的K+有12个。【答案】A2.四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示,下列有关说法正确的是()。A.为简单立方堆积,为六方最密堆积,为体心立方堆积,为面心立方最密堆积B.每个晶胞含有的原子数分别为1,2,2,4C.晶胞中原子的配位数分别为6,8,8,12D.空间利用率的大小关系为【答案】B3.下表是对应物质的熔点():BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO2-10720739208011291190-571723下列判断错误的是()。A.铝的化合物的晶体中有的是离子晶体B

40、.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【解析】A项,氧化铝的熔点高,属于离子晶体,正确;B项,表中BCl3、AlCl3和干冰均是分子晶体,错误;C项,同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体,如CO2是分子晶体,二氧化硅是原子晶体,正确;D项,表中Al2O3与Na2O均是离子晶体,Na与Al位于不同主族,正确。【答案】B4.已知CsCl晶体的密度为 gcm-3,NA为阿伏加德罗常数的值,相邻的两个Cs+的核间距为a cm,如图所示,则CsCl的相对分子质量可以表示为()。A.NAa3B.NAa36C.NAa34D.NAa

41、38【解析】该立方体中含1个Cl-,Cs+个数为818=1,根据V=MNA知,M=VNA=a3NA,摩尔质量在数值上等于其相对分子质量,所以其相对分子质量是a3NA。【答案】A5.电石(CaC2)发生如下反应合成尿素CO(NH2)2,可进一步合成三聚氰胺。CaC2CaCN2NH2CNCO(NH2)2三聚氰胺(结构如图1)。(1)CO(NH2)2分子中含有键的个数为。在CO(NH2)2晶体中存在(填字母)。A.非极性键B.极性键C.氢键D.范德华力(2)CO(NH2)2的熔点远远低于NaCl,其原因是。(3)CaCN2中阴离子为CN22-,与CN22-互为等电子体的分子的化学式为,可推知CN22

42、-的空间构型为。(4)三聚氰胺在动物体内可转化为三聚氰酸(结构如图2),三聚氰酸分子中N原子采取杂化。三聚氰胺与三聚氰酸的分子相互之间通过结合,在肾脏内易形成结石。(5)图3是电石的晶胞示意图,则一个晶胞中含有个Ca2+,研究表明,C22-的存在使晶胞呈长方体,该晶胞中一个Ca2+周围距离相等且最近的C22-有个。 【解析】(1)CO(NH2)2分子结构简式为,分子中有2个CN、4个NH和1个,所以CO(NH2)2分子有7个键和1个键;由结构可知,CO(NH2)2晶体中存在极性键、氢键和范德华力。(2)CO(NH2)2为分子晶体, NaCl为离子晶体, 离子键比分子间作用力大得多。(3)与CN

43、22-互为等电子体的分子有N2O和CO2;等电子体具有相同的价电子数、原子总数,结构相似,二氧化碳分子是直线形,所以CN22-的空间构型也是直线形。(4)三聚氰酸分子中N原子上价层电子对数= 键个数+12(a-xb)=3+12(5-31)=4,采取sp3杂化, 三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间能形成氢键,所以是通过分子间氢键结合,在肾脏内易形成结石。(5)Ca2+位于顶点和面心,数目为818+612=4;根据图像,晶胞沿一个方向拉长,则该晶胞中一个Ca2+周围距离相等且紧邻的C22-只有同一平面内的4个。【答案】(1)7BCD(2)CO(NH2)2为分子晶体,微粒间为分子间作用力,NaCl为离子晶体,微粒间为离子键,离子键比分子间作用力大得多(3)CO2、N2O直线形(4)sp3氢键(5)44