人教版化学选修三重点强化教案.docx

1、1V1重点强化教案本节内容选修三重难点精析重点难点1.分子中心原子的杂化类型及分子的立体构型2.分类比较晶体的熔沸点3.常见的晶体模型的考察4.晶胞的相关结构考察与计算（配位数、密度、相关的计算等）教学内容一、 基础回顾【难点一 分子中心原子的杂化类型及分子的立体构型】1.价层电子对互斥理论电子对数成键对数孤电子对数电子对立体构型（VSEPR）分子立体构型实例键角220直线型330三角形21440正四面体形3122（1）价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立体构型（也可以叫VSEPR模型），而分子的立体构型是指成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。（2）孤电子对数的计算公式： （a-xb）/

2、2 2.常见物质的杂化类型和立体模型化学式孤电子对数键电子对数价层电子对数VSEPR模型名称分子或离子的立体模型名称中心原子的杂化类型CO2ClO-HCN乙炔 / / / /H2OH2SSO2BF3SO3CO32-NO3-HCHONH3NCl3H3O+SO32-ClO3-CH4NH4+SO42-PO43-金刚石/石墨/CH2=CH2/C6H6/CH3COOH/*等电子体原子结构相似，如CO2是直线形分子，CNS- 、NO2+、N3-与CO2是等电子体，所以分子结构均为直线形，中心原子均采用sp杂化。【难点二 分类比较晶体的熔沸点】晶体类型物质类别及举例晶体的熔、沸点比较及举例分子晶体所有的非金

3、属氢化物（如水、硫化氢）、部分非金属单质（如卤素X2）、部分非金属氧化物（如CO2、SO2）、几乎所有的酸、绝大多数的有机物（有机盐除外）（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，熔沸点异常地高（试比较H2O、H2S、H2Se和H2Te的熔沸点高低并说明原因） （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，（试比较SnH4、CH4、SiH4和GeH4的熔沸点） （3） 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 。如： （4）同分异构体的芳香烃，其熔沸点的顺序为：邻间对位化合物原子晶体部分非金属单质（如金刚石、硅、晶体硼），部

4、分非金属化合物（如SiC、SiO2）由共价键形成的原子晶体中，原子的半径小的键长短，键能大，晶体的熔沸点越高。（试比较金刚石、碳化硅、硅和石英的熔沸点高低） 离子晶体金属氧化物（如NaCl）、强碱、绝大部分盐一般来说，阴、阳离子所带的电荷数越多，离子半径越小，其离子晶体的熔沸点就越高。（试比较MgCl、NaCl、MgO和CsCl的熔沸点高低） 金属晶体金属单质与合金（如Na、Al、Fe、青铜）一般来说，金属半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属的熔沸点也就越高，如第A族的金属熔沸点高低为： 【难点三 常见的晶体模型的考察】（强化记忆！）1. 原子晶体（金刚石与二氧化硅） (1) 金刚

5、石晶体中，每个C与另外 个C形成共价键，C-C之间的夹角是 ，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与 个O成键，每个O与 个Si成键，最小的环是 元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是 Si原子。*试比较金刚石和石墨的熔沸点高低？2. 离子晶体 （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 和Na+和 个Cl-；与Na+等距且最近的Na+有 个，与Cl-等距且最近的Cl-有 个。（2）CsCl型：在晶体中，每个Cs+同时吸引 个Cl-，每个Cl-同时吸引 个Cs+,

6、配位数为 。每个晶胞含 和Cs+和 个Cl-；与Cs+等距且最近的Cs+有 个，与Cl-等距且最近的Cl-有 个。（3）CaF2型：在晶体中，每个Ca+同时吸引 个F-，配位数为 ，每个F-同时吸引 个Ca+,配位数为 。每个晶胞含 和Ca+和 个F-；与Ca+等距且最近的Ca+有 个，与F-等距且最近的F-有 个。3.金属晶体简单立方堆积-Po：配位数为 ，空间占用率 ，每个晶胞含 个原子。体心立方堆积-K型（Na、K、Fe）：配位数为 ，空间占用率 ，每个晶胞含 个原子。六方最密堆积-Mg型（Mg、Zn、Ti）：配位数为 ，空间利用率 ，每个晶胞含 个原子。面心立方堆积-Cu型（Cu、Ag

7、、Au）：配位数为 ，空间利用率 ，每个晶胞含 个原子。二、 典例分析【例题一 高考选修三基本题型】钙钛矿晶胞结构如下图所示（1）该晶体结构中氧、钛、钙的离子个数比是 ，化学式可表示为 （2）在该物质的晶体结构中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子、钙离子各有 、 个（3）若钙、钛、氧三元素的相对原子质量分别为a，b，c，晶体结构图中正方体边长(钛原子之间的距离)为dnm（1nm=10-9m），则该晶体的密度为 g/cm3（阿伏加德罗常数用NA表示）【提升训练】氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示请回答下列问题：（1

8、）由B2O3制备BN的化学方程式是 （2）基态B原子的电子排布式为 ；B和N相比，电负性较大的是 ，BN中B元素的化合价为 （3）在BF3分子中，F-B-F的键角是 ， B原子的杂化轨道类型为 ，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF- 4的立体构型为 （4）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为 ，层间作用力为 （5） 六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5 pm，立方氮化硼的一个晶胞中含有 个氮原子、 个硼原子，立方氮化硼的密度是 gcm-3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为

9、NA，上图为金刚石晶胞）【例题二 考察常见晶体的基本知识点】(2019全国卷37)化学选修3:物质结构与性质碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题:(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用形象化描述。在基态14C原子中,核外存在对自旋相反的电子。(2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是 。(3)CS2分子中,共价键的类型有,C原子的杂化轨道类型是,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子。(4)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。(5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体

10、结构如图所示:在石墨烯晶体中,每个C原子连接个六元环,每个六元环占有个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原子连接个六元环,六元环中最多有个C原子在同一平面。【例题三 陌生晶胞与元素推断】 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，平且A-和B+的电子相差为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回答下列问题：（1）D2+的价层电子排布图为 （2）四种元素中第一电离最小的是 ，电负性最大的是 （填元素符号）（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

11、式为 ；D的配位数为 列式计算该晶体的密度 gcm-3（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 【变式训练】（1）某晶体的部分结构为正三棱柱，这种晶体中A、B、C三种微粒数目之比为（ ）A.394 B.142 C.294 D.384（2）前些年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如图所示是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为（ ）A.MgB B.MgB2 C.Mg2B D.Mg3B2【例

12、题四】有关晶胞的计算题专练*【原子坐标参数类考题】1.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，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_。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）。(；)；。【晶胞密度类】1.M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同，M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。该化合物的化学式为_，已知晶胞参数a=0.542 nm，此晶体的

13、密度为_gcm3。（写出计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA）CuCl 2.A、B为前三周期原子序数依次增大的两种元素,A2-和B+具有相同的电子构型。A和B能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数a=0.566 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(gcm-3) 。【解答】根据晶胞结构可知氧原子的个数=8+6=4,Na全部在晶胞中,共计是8个,则F的化学式为Na2O。以顶点氧原子为中心,与氧原子距离最近的钠原子的个数是8个,即晶胞中A原子的配位数为8。晶体F的密度=2.27 gcm-3。3.ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方

14、ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为 gcm-3（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）【与长度相关的晶胞计算题】1.某镍白铜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_。若合金的密度为dg/cm3，晶胞参数a=_nm3:12. 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=0.420nm，则 r(O 2- )为_nm。MnO 也属于 NaCl 型结构，晶胞参数为 a =0.448 nm，则 r(Mn 2+ )为_nm。0.148 0

15、.0763.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，晶胞中、分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示，与间的最短距离为_，与紧邻的个数为_。【解析】 最近的K和O是晶胞中顶点的K和面心的O，其距离为边长的/2倍。故。从晶胞中可以看出，在一个晶胞中与顶点K紧邻的O为含有该顶点的三个面面心的O，即为个。由于一个顶点的K被八个晶胞共用，故与一个K紧邻的O有：（个）。4.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=0.420nm，则r（O2）为 nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a=0.448nm，则

16、r（Mn2+）为 nm。（只用列出计算式）【解析】因为O2是面心立方最密堆积方式，面对角线是O2半径的4倍，即4r=a，解得r=(/4) 0.420nm；MnO也属于NaCl型结构，根据晶胞的结构，Mn2+构成的是体心立方堆积，体对角线是Mn2+半径的4倍，面上相邻的两个Mn2+距离是此晶胞的一半，因此有(/4) (/2) 0.448nm。【答案】(/4) 0.420 (/4) (/2) 0.448【百分率相关计算】1.GaAs的熔点为1238，密度为gcm-3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_,Ga与As以_键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol-1 和MAs gmol-1，

17、原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏伽德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。原子晶体；共价键；。三、 针对练习（课后作业）1.在下列有关晶体的叙述中错误的是（ ）A.分子晶体中，一定存在极性共价键B.原子晶体中，只存在共价键C.金属晶体的熔沸点差别很大D.稀有气体的原子能形成分子晶体2.下列有关晶体结构的叙述中，不正确的是（ ）A.冰晶体中，每个水分子与周围最近的4个水分子通过氢键相吸引，并形成四面体B.干冰晶体中，每个晶胞平均含有8个氧原子C.金刚石晶体中，碳原子与C-C键之比为12D.二氧化硅晶体中，最小环是由6个硅原子组成的六元环3.下列有关离子晶

18、体的数据大小比较不正确的是（ ）A.熔点：NaFMgF2AlF3B.晶格能：NaFNaClNaBrC.阴离子的配位数：CsClNaClCaF2D.硬度：MgOCaOBaO4.有关物质的结构和组成如图所示，下列说法中不正确的是（ ）A.在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-形成正八面体B.该气态团簇分子的分子式为EF或FEC.在CO2 晶体中，一个CO2 分子周围有12个CO2 分子紧邻D.在碘晶体中，碘分子的排列有两种不同的方向5.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）图所示的CaF2晶体中与Ca2+最近且

19、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 （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 （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（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 （5）已知两个距离最近的Ca2+核间距离为a10-8cm，结合CaF2晶体的晶胞示意图，CaF2晶体的密度为 （列出表达式，MCaF2= 78 gmol-1）6.VIA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含VIA族元素的化合物

20、在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：（1）S单质的常见形式为S8，其环状结构如下图所示，S原子采用的轨道杂化方式是 （2）O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为 （3）Se原子序数为 ，其核外M层电子的排布式为 （4）H2Se的酸性比H2S （填“强”或“弱”）。气态SeO3分子的立体构型为 ，SO2- 3离子的立体构型为 （5）H2SeO3的K1和K2分别为2.710-3和2.510-8，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.210-2，请根据结构与性质的关系解释：H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因 H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因 （6）

21、 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晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为 gcm-3（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）7.（2019新课标三卷）37化学选修3：物质结构与性质（15分）砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：（1）写出基态As原子的核外电子排布式_。（2）根据元素周期律，原子半径Ga_As，第一电离能Ga_As。（填“大于”或“小于”）（3）AsCl3分子的立体构型为_，其中As的杂化轨道类型为_。（4）GaF3的熔点高于10

22、00，GaCl3的熔点为77.9，其原因是_。（5）GaAs的熔点为1238，密度为gcm-3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_,Ga与As以_键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol-1 和MAs gmol-1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏伽德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。【高考真题检测】（定时完成+自我评分）1.（2019全国卷）化学选修3：物质结构与性质（15分）研究发现，在CO2低压合成甲醇反应（CO2+3H2=CH3OH+H2O）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

23、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C原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】

24、（1）1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2 O Mn（2）sp sp3（3）H2OCH3OHCO2H2H2O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分子量较大、范德华力较大（4）离子键和键（或键） （5）0.148 0.0762.（2019全国卷）化学选修3：物质结构与性质（15分）钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：（1）元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_nm（填标号）。A404.4B553.5 C589.2D670.8 E766.5（2）基态K原子中，核外电子占据最高能层

25、的符号是_，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_。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_。（3）X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在离子。离子的几何构型为_，中心原子的杂化形式为_。（4）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_。（5）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。3.（2019全国卷）化学选修3：物质结构与性质（15分）我国

26、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）。回答下列问题：（1）氮原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为 。（2）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（E1）。第二周期部分元素的E1变化趋势如图（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是自左向右获得电子的能力逐渐增强，形成负一价离子越稳定放出的能量的越多；氮元素的E1呈现异常的原因是N元素的价层电子为半充满结构，结构稳定，故第一电子亲和能小（3）经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图（b）所示。从结构角度分析，R中

27、两种阳离子的相同之处为ABD，不同之处为C。（填标号）A中心原子的杂化轨道类型B 中心原子的价层电子对数C立体结构D共价键类型R中阴离子中的键总数为5NA个。分子中的大键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数（如苯分子中的大键可表示为），则中的大键应表示II56。图（b）中虚线代表氢键，其表示式为()NHCl、(H3O+)O-HN、 (NH4+)N-HN（4）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a3NAd10-21M。【解析】（1）氮原子的价层电

28、子的轨道表达式为：；（2）除氮元素外，自左向右获得电子的能力逐渐增强，形成负一价离子越稳定放出的能量的越多；N元素的价层电子为半充满结构，结构稳定，故第一电子亲和能小；（3）R中的阳离子为H3O+、NH4+，两者的相同之处为中心原子杂化类型相同，均为sp3杂化；共价键类型相同，价层电子对数相同，均为4，故相同之处为A、B、D；由于两者的孤电子对数不同，H3O+中为1对，NH4+无孤电子对，故两者的空间构型不同，故不同之处为C；由图b可知N5-中键的个数为5NA；大键表示为II56；氢键可表示为：(H3O+)O-HN、 (NH4+)N-HN（4）晶体密度为=yMNAa310-21，故y=a3NAd10-21M