《2021年高三化学一轮复习易错题：晶胞的结构与性质》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021年高三化学一轮复习易错题：晶胞的结构与性质（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、晶胞的结构与性质【易错分析】1.金属氧化物(K2O、Na2O2等)、强碱(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，常见的化合物类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。4.金属单质是金属晶体。5.一般来说，低熔、沸点的化合物属于分子晶体；熔、沸点较高，且在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物为离子晶体；熔、沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的物质属于原子晶体；能导电、传热、具有延展性的晶体为金属晶体。【
2、错题纠正】例题1、(1)硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔点/85.5115.260(分解)010.016.810.3沸点/60.3444.645.0337.0图(a)为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为_。FeS2晶体的晶胞如图(b)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_gcm3；晶胞中Fe2位于S所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为_nm。(2)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
3、为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为_gcm3(列出计算式)。【解析】(1)S8和SO2均为分子晶体，S8的相对分子质量大于SO2，因此S8的分子间作用力大，熔沸点比SO2的高。分析晶胞结构可知，Fe2位于棱边和体心，S位于顶点和面心，因此每个晶胞中含有的Fe2个数1214，每个晶胞中含有的S个数684，即每个晶胞中含有4个FeS2。一个晶胞的质量 g，晶胞的体积(a107)3 cm3，该晶体密度 gcm31021 gcm3。正八面体的边长即为两个面心点的距离，因此正八面体的边长为a nm。(2)金属Zn晶体为六方最密堆积方式(A3型)。六棱柱底边边长为a cm，则六棱柱上下面的
4、面积均为6a2 cm2，则六棱柱的体积为6a2c cm3，锌原子在六棱柱的顶点、上下面心和晶胞内，一个晶胞含锌原子个数12236，因此一个晶胞中Zn的质量 g，由此可知，Zn的密度 gcm3。【答案】(1)S8相对分子质量大，分子间范德华力强1021a(2)六方最密堆积(A3型)例题2、（1）利用新制的Cu(OH)2检验醛基时，生成红色的Cu2O，其晶胞结构如图所示。该晶胞原子坐标参数A为(0,0,0)；B为(1,0,0)；C为。则D原子的坐标参数为_，它代表_原子。若Cu2O晶体的密度为d gcm3，Cu和O的原子半径分别为rCupm和rO pm，阿伏加德罗常数值为NA，列式表示Cu2O晶胞
5、中原子的空间利用率为_。（2）铁原子有两种堆积方式，相应地形成两种晶胞(如图甲、乙所示)，其中晶胞乙的堆积方式是_，晶胞甲中原子的空间利用率为_(用含的代数式表示)。(3)Li2O具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为_gcm3(列出计算式)。【解析】(1)根据晶胞的结构，D在A和C中间，因此D的坐标是，白色的原子位于顶点和体心，个数为812，D原子位于晶胞内，全部属于晶胞，个数为4，根据化学式，推出D为Cu；空间利用率是晶胞中球的体积与晶胞体积的比值，晶胞中球的体积为1030 cm3，晶胞的体积可以采用晶胞的密度进行计算
6、，即晶胞的体积为 cm3，因此空间利用率为100%。（2）晶胞乙中原子位于晶胞的顶点和面心，所以属于面心立方最密堆积；晶胞甲中含有铁原子个数为812，假设铁原子半径为r，晶胞的边长为a，则有(4r)2(a)2a2，解ra，原子的空间利用率为。(3)1个氧化锂晶胞含O的个数为864，含Li的个数为8，1 cm107 nm，代入密度公式计算可得Li2O的密度为gcm3。【答案】(1)；Cu；100%(答案合理即可)（2）面心立方最密堆积；（3）【知识清单】1. 晶胞化学式的计算晶体中微粒的排列具有周期性，晶体中最小的结构重复单元称为晶胞，利用“均摊法”可以计算一个晶胞中的粒子数，从而确定晶体的化学
7、式。“均摊法”的基本思想是晶胞中任意位置上的一个粒子被n个晶胞共用，那么每个晶胞对这个原子分得份额就是。常见考题里涉及的晶胞有立方晶胞、六方晶胞、三棱晶胞，以立方晶胞最为常见。（1）立方晶胞：每个顶点上的粒子被8个晶胞共用，每个粒子只有属于该晶胞；每条棱上的粒子被4个晶胞共用，每个粒子只有属于该晶胞；每个面心上的粒子被2个晶胞共用，每个粒子只有属于该晶胞；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。（2）六方晶胞：每个顶点上的粒子被6个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被3个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。（3）三棱晶胞：每个顶点上的粒子被12个晶
8、胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被6个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。2.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为：原子晶体离子晶体金属晶体分子晶体。（2）同种类型晶体，晶体内粒子间的作用力越大，熔、沸点越高。离子晶体：一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子晶格能越大，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgCl2，NaClCsCl。原子晶体：原子半径越小、键长越短、键能越大，晶体的熔、沸点越高，如熔点：金刚石碳化硅晶体硅。分子晶体：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，
9、熔、沸点反常地高，如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CON2，CH3OHCH3CH3；同分异构体，支链越多，熔、沸点越低，如正戊烷异戊烷新戊烷。金属晶体：一般来说，金属阳离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaMgAl。3. 晶体密度及微粒间距离的计算(1)晶体微粒与M、之间的关系：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“分子
10、”质量)；1个晶胞的质量为a3 g(a3为晶胞的体积，为晶胞的密度)，则1 mol晶胞的质量为a3NA g，因此有xMa3NA。（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)。（3）空间利用率的计算：空间利用率。【变式练习】1. （1）甲烷是重要的清洁能源，其晶胞结构如图所示，晶胞参数为a nm。常温常压下不存在甲烷晶体。从微粒间相互作用的角度解释，其理由是_。甲烷分子的配位数为_。A分子中碳原子的坐标参数为(0,0,0)，则B分子中碳原子的坐标参数为_。甲烷晶体的密度为_
11、gcm3。（2）S与Zn所形成化合物晶体的晶胞如图所示。在该晶胞中，Zn的配位数为_。原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。如图晶胞中，原子坐标参数a为(0,0,0)；b为；c为。则d的坐标参数为_。已知该晶胞的密度为 gcm3，则其中两个S原子之间的距离为_pm。(列出计算式即可)2. (1)碳的某种晶体为层状结构，可与熔融金属钾作用。钾原子填充在各层之间，形成间隙化合物，其常见结构的平面投影如图所示，则其化学式可表示为_。(2)图为碳的一种同素异形体C60分子，每个C60分子中含有键的数目为_。(3)图为碳的另一种同素异形体金刚石的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)，B为(12
12、,0,12)，C为(12,12,0)；则D原子的坐标参数为_。(4)立方氮化硼晶体的结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5 pm。立方氮化硼晶胞的密度是_gcm3(列出计算式即可，阿伏加德罗常数的值为NA)。【易错通关】1钯(Pd)、锌及其化合物在合成酮类物质中有极其重要的作用，如图为合成的反应过程：回答下列问题：(1)I原子价电子排布式为_，其能量最高的能层是_(填能层符号)。(2)H、C、O三种元素的电负性由大到小的顺序为_。(3) 中碳原子的杂化方式为_。(4)ZnCl2溶液中加入足量氨水，发生的反应为ZnCl2+4NH3H2O=Zn(NH3)4Cl2+4H2O上述反应
13、涉及的物质中，固态时属于分子晶体的是_。NH3的空间构型为_。1 molZn(NH3)4Cl2中含有_mol 键。(5)金属钯的堆积方式如图所示：该晶胞中原子的空间利用率为_(用含的式子表示)。若该晶胞参数a=658 pm，则该晶胞密度为_(列出计算表达式)g/cm3。2最新发现用聚乙二醇双丙烯酸酯纯化钙钛矿薄膜表面缺陷，能改善钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。（1）已知乙二醇的结构简式为。乙二醇中三种元素电负性由强到弱的顺序为_。乙二醇能以任意比溶于水的微观原因为_。乙二醇中碳原子和氧原子的杂化类型分别为_、_。（2）基态钛原子核外电子排布式为_；同周期与其未成对电子数相等的基态原子还有_种。
14、（3）立方钙钛矿的晶胞结构如图：该晶胞的化学式为_；晶胞中Ca的配位数为_。晶胞中部分原子坐标为W（0，0，0），M（1/2，1/2，1/2），N（1/2，0，0），则X点的坐标为_。若晶胞参数为，则该晶胞的密度为_（表示阿伏加德罗常数的值，列出代数式）。3近年来，KCoF3、KFeF3等因具有独特的电性、磁性和光致发光性而引起人们极大的研究兴趣。回答下列问题：(1)基态F原子的价层电子排布图为_。(2)K、Fe、Co三种基态原子的未成对电子数之比为_；Co与Fe中第四电离能更大的是_ (填元素符号)，原因为_。(3)Fe、Co可形成多种配合物，如Fe(SCN)3、Fe(CN)64、Co(NH3)62等。SCN的立体构型为_，其中C原子的杂化形式为_
