《2020版高考化学新增分大一轮人教版（全国）讲义：第十二章物质结构与性质（选考）第39讲含解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考化学新增分大一轮人教版（全国）讲义：第十二章物质结构与性质（选考）第39讲含解析（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第39讲晶体结构与性质考纲要求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。3.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。4.了解分子晶体结构与性质的关系。5.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。6.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。7.了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。考点一晶体概念及结构模型1晶体与非晶体(1)晶体与非晶体的比较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
2、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)得到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。(3)晶胞概念：描述晶体结构的基本单元。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。2晶胞组成的计算均摊法(1)原则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。(2)方法长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(
3、1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占。3常见晶体结构模型(1)原子晶体(金刚石和二氧化硅)金刚石晶体中，每个C与另外4个C形成共价键，CC 键之间的夹角是10928，最小的环是六元环。含有1 mol C的金刚石中，形成的共价键有2 mol。SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与2个硅原子成键，最小的环是十二元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是Si原子，1 mol SiO2中含有4 mol SiO键。(2)分子晶体干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个。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
4、成2 mol“氢键”。(3)离子晶体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6。每个晶胞含4个Na和4个Cl。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。(4)石墨晶体石墨层状晶体中，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。(5)常见金属晶体的原子堆积模型堆积模型常见金属配位数晶胞面心立方最密堆积Cu、Ag、Au12体心立方堆积Na、K、Fe8六方最密堆积Mg、Zn、Ti12(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)
5、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美的立方体块()(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()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)1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)122.下图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞
6、结构，其中R为2价，G为2价，则Q的化合价为_。答案3解析R：812G：88428Q：824R、G、Q的个数之比为142，则其化学式为RQ2G4。由于R为2价，G为2价，所以Q为3价。3(常见晶体结构模型)填空。(1)在金刚石晶体中最小碳环含有_个C原子；每个C原子被_个最小碳环共用。(2)在干冰中粒子间作用力有_。(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晶体中，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
7、案(1)612(2)共价键、范德华力(3)2NA(4)126正八面体形(5)84题组一晶胞粒子数与晶体化学式判断1已知干冰晶胞结构属于面心立方最密堆积，晶胞中最近的相邻两个CO2分子间距为a pm，阿伏加德罗常数为NA，下列说法正确的是()A晶胞中一个CO2分子的配位数是8B晶胞的密度表达式是 gcm3C一个晶胞中平均含6个CO2分子DCO2分子的空间构型是直线形，中心C原子的杂化类型是sp3杂化答案B解析晶胞中一个CO2分子的配位数38212，故A错误；该晶胞中相邻最近的两个CO2分子间距为a pm，即晶胞面心上的二氧化碳分子和其同一面上顶点上的二氧化碳之间的距离为a pm，则晶胞棱长a p
8、ma1010 cm，晶胞体积(a1010 cm)3，该晶胞中二氧化碳分子个数864，晶胞密度 gcm3 gcm3，故B正确；该晶胞中二氧化碳分子个数864，故C错误；二氧化碳分子是直线形分子，C原子价层电子对个数是2，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化类型为sp，故D错误。2石英晶体的平面示意图如图，它实际上是立体的网状结构(可以看作是晶体硅中的每个SiSi键中插入一个O)，其中硅、氧原子数比是mn，有关叙述正确的是()Amn21B6 g该晶体中含有0.1NA个分子C原硅酸根(SiO)的结构为，则二聚硅酸根离子Si2O中的x7D石英晶体中由硅、氧原子构成的最小的环上含有的Si、O原子个数和为
9、8答案C解析每个Si原子占有O原子个数42；该晶体是原子晶体，不存在分子；原硅酸(H4SiO4)的结构可表示为，两个原硅酸分子可发生分子间脱水生成二聚原硅酸：，二聚原硅酸电离出6个H后，形成带6个负电荷的二聚原硅酸根离子；在SiO2晶体中，由Si、O构成的最小单元环中共有12个原子。3(1)硼化镁晶体在39 K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，如图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为_。(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为_。答案(1)MgB2(2)BO解析(1
10、)每个Mg周围有6个B，而每个B周围有3个Mg，所以其化学式为MgB2。(2)从图可看出，每个单元中，都有一个B和一个O完全属于这个单元，剩余的2个O分别被两个结构单元共用，所以BO1(12/2)12，化学式为BO。题组二晶体密度及粒子间距的计算4Cu与F形成的化合物的晶胞结构如下图所示，若晶体密度为a gcm3，则Cu与F最近距离为_pm。(NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算表达式，不用化简；图中为Cu，为F)答案 1010解析设晶胞的棱长为x cm，在晶胞中，Cu：864；F：4，其化学式为CuF。ax3NA4M(CuF)，x。最短距离为小立方体体对角线的一半，小立方体的体对角线为 x。
11、所以最短距离为x1010 pm。5用晶体的X射线衍射法对Cu的测定得到以下结果：Cu的晶胞为面心立方最密堆积(如下图)，已知该晶体的密度为9.00 gcm3，晶胞中该原子的配位数为_；Cu的原子半径为_cm(阿伏加德罗常数为NA，要求列式计算)。答案12 cm1.28108解析设晶胞的边长为a cm，则a3NA464a 面对角线为a面对角线的为Cu原子半径r cm1.28108cm。6按要求回答下列问题：(1)Fe单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，分别如图1、图2所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞的边长分别为a、b，则铁单质的面心立方晶胞和体心立方晶胞的密度之比为_，铁原子的配位数之比为_。
12、(2)Mg为六方最密堆积，其晶胞结构如图3所示，若在晶胞中建立如图4所示的坐标系，以A为坐标原点，把晶胞的底边边长视作单位长度1，则C点的坐标：_。(3)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图5所示，则铁镁合金的化学式为_。若该晶胞的边长为d nm，则该合金的密度为_ gcm3(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。答案(1)2b3a332(2)(0,0，)(3)Mg2Fe解析(1)面心立方晶胞边长为a，体积Va3，含有Fe原子数目为864，故ma3(面心)4 g(NA为阿伏加德罗常数的值)，体心立方晶胞边长为b，体积Vb3，含有Fe原子数目为812，故b3
13、(体心)2 g，故(面心)(体心)2b3a3。面心立方晶胞中每个Fe原子周围有12个Fe原子，体心立方晶胞中每个Fe原子周围有8个Fe原子，故Fe原子配位数之比为12832。(2)若建立如图4所示的坐标系，x轴与y轴的夹角为120，以A为坐标原点，把晶胞的底边边长视作单位长度1，则D点与A点、B点以及F点构成一个正四面体，D点位于其顶点，其高度为晶胞高度的一半。由D点向底面作垂线，垂足到底面三角形各点的距离为，D点到垂足的距离为，则C点的坐标为(0,0，)。(3)根据均摊法可知晶胞中铁原子数为864，镁原子数为8，则铁镁合金的化学式是Mg2Fe。由题给条件知，1个晶胞的体积为(d107)3 cm3,1个晶胞的质量为 g，根据可得合金的密度是 gcm3。考点二四种晶体的性质与判断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分子原子金属阳离子和自由电子阴、阳离子粒子间的相互作用力分子间作用力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
