2020高考化学一轮复习-晶体结构与性质

大一轮复习讲义第十二章物质结构与性质(选考)考纲要求KAOGANGYAOQIU1.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。内容索引NEIRONGSUOYIN考点一晶体概念及结构模型考点二四种晶体的性质与判断课时作业探究高考明确考向01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知识梳理ZHISHISHULI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____________________二者区别方法间接方法看是否有固定的_____科学方法对固体进行实验周期性有序无序有固定各向异性无不固定各向同性熔点X-射线衍射(2)得到晶体的途径①物质凝固。②物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。③溶质从溶液中。(3)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。并置：所有晶胞排列、相同。熔融态气态析出基本单元任何间隙平行取向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①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。1n②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(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占13。3.常见晶体结构模型(1)原子晶体(金刚石和二氧化硅)①金刚石晶体中，每个C与另外__个C形成共价键，C—C键之间的夹角是109°28′，最小的环是__元环。含有1molC的金刚石中，形成的共价键有__mol。②SiO2晶体中，每个Si原子与__个O原子成键，每个O原子与__个硅原子成键，最小的环是_____元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是___原子，1molSiO2中含有___molSi—O键。4六42十二Si42(2)分子晶体①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有个。②冰的结构模型中，每个水分子与相邻的个水分子以氢键相连接，含1molH2O的冰中，最多可形成___mol“氢键”。1242(3)离子晶体①NaCl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。每个晶胞含个Na＋和个Cl－。②CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引个Cs＋，每个Cs＋吸引个Cl－，配位数为。66644888(4)石墨晶体石墨层状晶体中，层与层之间的作用是，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是，C原子采取的杂化方式是。分子间作用力2sp2(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)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()×√√×××辨析易错易混·正误判断√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______。X2Y8121∶3∶1提升思维能力·深度思考2.右图是由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为＋2价，G为－2价，则Q的化合价为______。＋3R、G、Q的个数之比为1∶4∶2，则其化学式为RQ2G4。由于R为＋2价，G为－2价，所以Q为＋3价。解析R：8×18＋1＝2G：8×14＋8×14＋4×12＋2＝8Q：8×14＋2＝43.(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1molH2O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。612共价键、范德华力2NA126正八面体形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apm，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C.一个晶胞中平均含6个CO2分子D.CO2分子的空间构型是直线形，中心C原子的杂化类型是sp3杂化解题探究JIETITANJIU44×4NA22a3×10－30g·cm－3√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Si—Si键中插入一个O)，其中硅、氧原子数比是m∶n，有关叙述正确的是A.m∶n＝2∶1B.6g该晶体中含有0.1NA个分子C.原硅酸根()的结构为，则二聚硅酸根离子中的x＝7D.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8√SiO4－4Si2O6－x3.(1)硼化镁晶体在39K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________。MgB2解析每个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)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______。解析从图可看出，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B∶O＝1∶(1＋2/2)＝1∶2，化学式为。BO－2BO－2题组二晶体密度及粒子间距的计算4.Cu与F形成的化合物的晶胞结构如下图所示，若晶体密度为ag·cm－3，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)3434×83a·NA×1010○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9.00g·cm－3，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)。24×34×649.00×6.02×1023cm≈1.28×10－8126.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________。2b3∶a33∶2(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：____________。(0，0，263)(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dnm，则该合金的密度为____________g·cm－3(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。4×104d3NA×10－21Mg2Fe02考点二四种晶体的性质与判断1.四种晶体类型比较知识梳理ZHISHISHULI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__________________________________硬度较小_____有的很大，有的很小较大熔、沸点较低_____有的很高，有的很低较高分子原子分子间作用力共价键金属阳离子和自由电子阴、阳离子金属键离子键很大很高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂导电、传热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性电和热的导体晶体电，水溶液或熔融态电不导导良2.离子晶体的晶格能(1)定义气态离子形成1mol离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：。(2)影响因素①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越。②离子的半径：离子的半径越，晶格能越大。(3)与离子晶体性质的关系晶格能越大，形成的离子晶体越，且熔点越高，硬度越。大kJ·mol－1小稳定大(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()(7)原子晶体的熔点一定比离子晶体的高()√××××√辨析易错易混·正误判断×提升思维能力·深度思考1.在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石、晶体氩。(1)其中只含有离子键的离子晶体是_____________。(2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是________________。(3)其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是_________。(4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是_______。(5)其中含有极性共价键的非极性分子是__________________。(6)其中含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是______。NaCl、Na2SNaOH、(NH4)2S(NH4)2SNa2S2CO2、CCl4、C2H2C2H2(7)其中含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是_______。(8)其中含有极性共价键的原子晶体是__________。(9)不含共价键的分子晶体是_______，只含非极性共价键的原子晶体是_______________。金刚石H2O2SiO2、SiC晶体氩晶体硅、2.比较下列晶格能大小：(1)NaCl_____KCl；(2)CaF2_____MgO；(3)Na2S_____Na2O；(4)CaO_____KCl。＞＜＜＞题组一晶体类型判断1.(1)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253K，沸点为376K，其固体属于______晶体。(2)[2015·全国卷Ⅱ，37(2)节选]O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为_________和__________。(3)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3＋3F2NF3＋3NH4F上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有______(填序号)。a.离子晶体b.分子晶体c.原子晶体d.金属晶体解题探究JIETITANJIUabd分子=====Cu分子晶体离子晶体解析同周期元素的第一电离能随原子序数的递增呈增大趋势，但s、p、d等轨道处于全空、半充满、全充满的稳定状态时，则出