《2020版高考化学一轮复习全国版通用版：第11章 选修3 第3节 晶体结构与性质(含最新模拟题)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考化学一轮复习全国版通用版：第11章 选修3 第3节 晶体结构与性质(含最新模拟题)（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三节晶体结构与性质考纲定位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。4.了解晶体类型，了解不同类型晶体中结构微粒及微粒间作用力的区别。5.了解晶胞概念，能根据晶胞确定晶体组成并进行相关的计算。6.了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。7.了解分子晶体结构与性质关系。考点1| 晶体与晶胞(对应学生用书第242页)考纲知识整合1晶体与非晶体(1)晶体与非晶体比较晶体非晶体结构特征结构微粒在三维空间里呈周期性有
2、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无各向异性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)获得晶体的途径熔融态物质凝固。气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。溶质从溶液中析出。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间隙；并置：所有晶胞平行排列、取向相同。(3)一般形状为平行六面体。(4)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。长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算非长方体：如三棱柱示例
3、CaF2的晶胞如下图所示。该晶胞含Ca24个 ，F8个。高考命题点突破命题点1晶体的性质1如图是某固体的微观结构示意图，请认真观察两图，判断下列说法正确的是()A两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体B形成的固体物理性质有各向异性C形成的固体一定有固定的熔、沸点D二者的X射线图谱是相同的B会自动形成规则几何外形的晶体，具有各向异性，X射线图谱有明锐的谱线。不会形成晶体。2(2014全国卷，节选)准晶体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。【解析】晶体是内部质点(原子、分子或离子)在三维空间周期性地重复排列构成的固体物质，而非晶体
4、内部质点在三维空间无规律地排列，因此可以通过X射线衍射的方法进行区分，晶体能使X射线发生衍射，而非晶体、准晶体则不能。【答案】X射线衍射命题点2晶胞中粒子数及其晶体化学式的判断3如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：试写出：(1)甲晶体化学式(X为阳离子)为_。(2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是_。(3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是_。(4)乙晶体中每个A周围结合B的个数为_。【答案】(1)X2Y(2)131(3)8(4)124Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。(1)在1个晶胞中，Zn2的数目为_。(2)该化合物的化学式为_。【解析】(1)从晶胞图分析，含有Zn2为864。(2)
5、S为4个，所以化合物中Zn与S数目之比为11，则化学式为ZnS。【答案】(1)4(2)ZnS5Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如下图所示。则该化合物的化学式为_。【解析】Cu个数：12236，H个数：646。【答案】CuH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。命题点3晶体密度及粒子间距的计算6(2017全国卷组合)(1)(卷)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a0.446 nm，晶胞
6、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。(2)(卷)(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl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_。【解析】(1)K与O间的最短距离为a0.446 nm0.315 nm；由于K、O分别位于晶胞的顶角和面心，所以与K紧邻的O原子为12个。根据KIO3的化学式及晶胞结构可画出KIO3的另一种晶胞结构，如下图，可看出
7、K处于体心，O处于棱心。(2)晶胞的质量为d g/cm3(a107 cm)3a3d1021 g，NA个该单元的质量为M g，则，故y。【答案】(1)0.31512体心棱心(2)7(2016全国卷，节选)GaAs的熔点为1 238 ，密度为 gcm3，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MGagmol1和MAs gmol1，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分率为_。【解析】GaAs的熔点为1 238 ，其熔点较高，据此推知GaAs为原子晶体，Ga与As原子之间以共价键键合。
8、分析GaAs的晶胞结构，4个Ga原子处于晶胞体内，8个As原子处于晶胞的顶点、6个As原子处于晶胞的面心，结合“均摊法”计算可知，每个晶胞中含有4个Ga原子，含有As原子个数为81/861/24(个)，Ga和As的原子半径分别为rGa pmrGa1010 cm，rAs pmrAs1010 cm，则原子的总体积为V原子4(rGa1010cm)3(rAs1010 cm)31030(rr)cm3。又知Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol1和MAs gmol1，晶胞的密度为 gcm3，则晶胞的体积为V晶胞4(MGaMAs)/NA cm3，故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为100%10
9、0%100%。【答案】原子晶体共价100%8(2016全国卷，节选)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。(1)晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。(2)若合金的密度为d gcm3，晶胞参数a_nm。【解析】(1)由晶胞结构图可知，Ni原子处于立方晶胞的顶点，Cu原子处于立方晶胞的面心，根据均摊法，每个晶胞中含有Cu原子的个数为63，含有Ni原子的个数为81，故晶胞中Cu原子与Ni原子的数量比为31。(2)根据mV可得，1 mol晶胞的质量为(64359)ga3d gcm3NA，则acm107 nm。【答案】(1)31(2)107 或107(1)晶胞计算公式(立方晶胞)a3NAnM(a：棱长，：密
10、度，NA：阿伏加德罗常数的值，n：1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量，M：组成的摩尔质量)。(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4r)a(r为原子半径)。(3)空间利用率。考点2| 常见晶体模型的微观结构分析(对应学生用书第244页) 考纲知识整合1原子晶体金刚石与SiO2(1)金刚石晶体中，每个C与另外4个C形成共价键，碳原子采取sp3杂化，CC键之间的夹角是10928，最小的环是6元环。每个C被12个六元环共用。含有1 mol C的金刚石中形成的CC有2 mol。在金刚石
11、的晶胞中，内部的C在晶胞的体对角线的处。每个晶胞含有8个C。(2)SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与2个Si原子成键，最小的环是12元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是Si原子。1 mol SiO2晶体中含SiO键数目为4NA，在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。2分子晶体干冰和冰(1)干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个，属于分子密堆积。晶胞中含有4个CO2分子。同类晶体还有晶体I2、晶体O2等。(2)冰的结构模型中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol氢键。晶胞结构与金刚石相似
12、，含有8个H2O。3金属晶体(1)“电子气理论”要点该理论把金属键描述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”，被所有原子所共用，从而把所有金属原子维系在一起。(2)金属键的实质是金属阳离子与电子气间的静电作用。(3)金属晶体的常见堆积结构型式常见金属配位数晶胞面心立方最密堆积(铜型)Cu、Ag、Au12体心立方堆积Na、K、Fe8六方最密堆积(镁型)Mg、Zn、Ti12简单立方堆积Po6说明：六方最密堆积是按ABABAB的方式堆积，面心立方最密堆积是按ABCABCABC的方式堆积。4离子晶体(1)NaCl型：在晶体中，每个Na同时吸引6个Cl，每个Cl同时吸引6个Na，配位数为
13、6。每个晶胞含4个Na和4个Cl。(2)CsCl型：在晶体中，每个Cl吸引8个Cs，每个Cs吸引8个Cl，配位数为8。(3)CaF2型：在晶体中，F的配位数为4，Ca2的配位数为8，晶胞中含4个Ca2，含8个F。晶胞中Ca2在体对角线的处。5石墨晶体混合型晶体(1)石墨层状晶体中，层与层之间的作用是范德华力。(2)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。(3)每层中存在键和键，还有金属键。(4)CC的键长比金刚石的CC键长短，熔点比金刚石的高。(5)能导电。高考命题点突破命题点常见晶体的微观结构分析1(2017全国卷，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。【解析】O2采用面心立方最密堆积方
