新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)學(xué)案11.3晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（含解析）-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

1．了解晶體的類型，了解不同類型晶體中結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)別。
2.了解晶格能的概念，了解晶格能對(duì)離子晶體性質(zhì)的影響。
3.了解分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。
4.了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。
5.理解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)。了解金屬晶體常見的堆積方式。
6.了解晶胞的概念，能根據(jù)晶胞確定晶體的組成并進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。
考點(diǎn)一晶體和晶體類型
1知識(shí)梳理
1.晶體
(1)晶體與非晶體
(2)得到晶體的三條途徑
①熔融態(tài)物質(zhì)凝固。
②氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接__________。
③溶質(zhì)從溶液中析出。
2．晶胞
(1)概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的________。
(2)晶體中晶胞的排列——無隙并置
①無隙：相鄰晶胞之間沒有________。
②并置：所有晶胞____排列、____相同。
3．晶格能
(1)定義：氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體釋放的能量，通常取正值，單位：________。
(2)影響因素
①離子所帶電荷數(shù)：離子所帶電荷數(shù)越多，晶格能越____。
②離子的半徑：離子的半徑越____，晶格能越大。
(3)與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系
晶格能越大，形成的離子晶體越____，且熔點(diǎn)越____，硬度越____。
4．四種常見晶體類型
[判斷] (正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)晶體的熔點(diǎn)一定比非晶體的熔點(diǎn)高( )
(2)具有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體( )
(3)缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會(huì)慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊( )
(4)通過X-射線衍射實(shí)驗(yàn)的方法可以區(qū)分晶體和非晶體( )
(5)晶胞是晶體中的最小的“平行六面體”( )
(6)晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別是晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列( )
(7)在分子晶體中一定有范德華力和化學(xué)鍵( )
(8)原子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高( )
(9)分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低( )
[提醒]
(1)晶胞是從晶體中“截取”出來具有代表性的“平行六面體”，但不一定是最小的“平行六面體”。
(2)常溫下為氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì)，其晶體應(yīng)屬于分子晶體(Hg除外)。
(3)原子晶體中一定含有共價(jià)鍵，而分子晶體中不一定有共價(jià)鍵，如稀有氣體的晶體。
(4)原子晶體熔化時(shí)，破壞共價(jià)鍵，分子晶體熔化時(shí)破壞的是分子間作用力，分子內(nèi)的共價(jià)鍵不被破壞。
2對(duì)點(diǎn)速練
練點(diǎn)一晶胞與晶體類型判斷
1．下圖為碘晶體晶胞結(jié)構(gòu)。有關(guān)說法中正確的是( )
A.碘分子的排列有2種不同的取向，2種取向不同的碘分子以4配位數(shù)交替配位形成層結(jié)構(gòu)
B．用切割法可知平均每個(gè)晶胞中有4個(gè)碘原子
C．碘晶體為無限延伸的空間結(jié)構(gòu)，是原子晶體
D．碘晶體中的碘原子間存在非極性鍵和范德華力
2．下列數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)：
據(jù)此做出的下列判斷中錯(cuò)誤的是( )
A．鋁的化合物的晶體中有的是離子晶體
B．表中只有BCl3和干冰是分子晶體
C．同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體
D．不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體
3．GaF3的熔點(diǎn)高于1 000 ℃，GaCl3的熔點(diǎn)為77.9 ℃，其原因是______________________________。GaAs的熔點(diǎn)為1 238 ℃，密度為ρ g·cm－3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為________，Ga與As以________鍵鍵合。
練后歸納
晶體類型與物質(zhì)類別
練點(diǎn)二晶體的類型與性質(zhì)
4．北京大學(xué)和中國科學(xué)院的化學(xué)工作者成功研制出堿金屬與C60形成的球碳鹽K3C60。實(shí)驗(yàn)測(cè)知該物質(zhì)屬于離子晶體，具有良好的超導(dǎo)性。下列關(guān)于K3C60的組成和結(jié)構(gòu)的分析中正確的是( )
A．K3C60晶體中既有離子鍵又有極性鍵
B．K3C60晶體的熔點(diǎn)比C60晶體的熔點(diǎn)低
C．該晶體熔化時(shí)能導(dǎo)電
D．C60分子中碳原子是采用sp3雜化的
5．現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)數(shù)據(jù)：
據(jù)此回答下列問題：
(1)A組屬于________晶體，其熔化時(shí)克服的微粒間的作用力是________。
(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是________(填序號(hào))。
①有金屬光澤 ②導(dǎo)電性 ③導(dǎo)熱性 ④延展性
(3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于________________________________________________________________________。
(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是________(填序號(hào))。
①硬度小 ②水溶液能導(dǎo)電 ③固體能導(dǎo)電 ④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電
(5)D組晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹aCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其原因?yàn)開_______________________________________________________________________。
6．(1)碳化硅(SiC)是一種晶體，具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列各種晶體：①晶體硅；②硝酸鉀；③金剛石；④碳化硅；⑤干冰；⑥冰，它們的熔點(diǎn)由高到低的順序是________________________(填序號(hào))。
(2)繼C60后，科學(xué)家又合成了Si60、N60。請(qǐng)解釋如下現(xiàn)象：熔點(diǎn)Si60>N60>C60，而破壞分子所需要的能量N60>C60>Si60，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方法總結(jié)
晶體熔沸點(diǎn)高低的比較方法
1．首先看物質(zhì)的狀態(tài)，一般情況下固體>液體>氣體；二是看物質(zhì)所屬類型，一般是原子晶體>離子晶體>分子晶體。
2．同類晶體熔沸點(diǎn)比較思路為：原子晶體→共價(jià)鍵鍵能→鍵長(zhǎng)→原子半徑；分子晶體→分子間作用力→相對(duì)分子質(zhì)量；離子晶體→離子鍵強(qiáng)弱→離子所帶電荷數(shù)、離子半徑。
考點(diǎn)二晶體結(jié)構(gòu)的分析與計(jì)算
1知識(shí)梳理
1.典型晶體結(jié)構(gòu)模型分析
2.金屬晶胞中原子空間利用率的計(jì)算
空間利用率＝球體積晶胞體積×100%，球體積為金屬原子的總體積。
(1)簡(jiǎn)單立方堆積
如圖所示，設(shè)原子半徑為r，則立方體的棱長(zhǎng)為________，V球＝________，V晶胞＝________，空間利用率＝________。
(2)體心立方堆積
如圖所示，設(shè)原子半徑為r，則體對(duì)角線c為________，面對(duì)角線b為________(用a表示)，a＝________(用r表示)，空間利用率為________。
(3)六方最密堆積
如圖所示，設(shè)原子半徑為r，則棱長(zhǎng)為________(用r表示，下同)，底面面積S＝________，h＝________，V晶胞＝________，空間利用率＝________。
(4)面心立方最密堆積
如圖所示，設(shè)原子半徑為r，則面對(duì)角線為________(用r表示)，a＝________(用r表示)，V晶胞＝________(用r表示)，空間利用率＝________。
3．晶胞中微粒的計(jì)算方法——均攤法
(1)原則：晶胞任意位置上的一個(gè)原子如果是被n個(gè)晶胞所共有，那么，每個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)原子分得的份額就是1n

(3)圖示
[判斷] (正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)金屬鈉形成的晶體中，每個(gè)鈉原子周圍與其距離最近的鈉原子有8個(gè)( )
(2)金屬鎂形成的晶體中，每個(gè)鎂原子周圍與其距離最近的原子有6個(gè)( )
(3)在NaCl晶體中，每個(gè)Na＋周圍與其距離最近的Na＋有12個(gè)( )
(4)在CsCl晶體中，每個(gè)Cs＋周圍與其距離最近的Cl－有8個(gè)( )
(5)立方晶胞中，頂點(diǎn)上的原子被4個(gè)晶胞共用( )
(6)石墨晶體中每個(gè)正六邊形結(jié)構(gòu)中平均占有碳原子數(shù)為2( )
2對(duì)點(diǎn)速練
練點(diǎn)一晶體結(jié)構(gòu)中微粒數(shù)分析
1．下列是幾種常見的晶胞結(jié)構(gòu)，填寫晶胞中含有的粒子數(shù)。
A.NaCl(含________個(gè)Na＋，________個(gè)Cl－)
B．干冰(含________個(gè)CO2)
C．CaF2(含________個(gè)Ca2＋，________個(gè)F－)
D．金剛石(含________個(gè)C)
E．體心立方(含________個(gè)原子)
F．面心立方(含________個(gè)原子)
2．下圖為離子晶體空間構(gòu)型示意圖：(●陽離子，○陰離子)以M代表陽離子，以N表示陰離子，寫出各離子晶體的組成表達(dá)式：
A________、B________、C________。
3．(1)硼化鎂晶體在39 K時(shí)呈超導(dǎo)性。在硼化鎂晶體中，鎂原子和硼原子是分層排布時(shí)，下圖是該晶體微觀結(jié)構(gòu)的透視圖，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。則硼化鎂的化學(xué)式為________。
(2)在硼酸鹽中，陰離子有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)形式。下圖是一種鏈狀結(jié)構(gòu)的多硼酸根，則多硼酸根離子符號(hào)為________。
4．某FexNy的晶胞如圖1所示，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(x－n)CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖2所示，其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為________。

練點(diǎn)二晶胞結(jié)構(gòu)中原子坐標(biāo)參數(shù)的分析
5．鈣鈦礦晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該晶體的化學(xué)式為____________________。晶胞中的原子可用x、y、z組成的三數(shù)組來表示它在晶胞中的位置，稱為原子坐標(biāo)。已知原子坐標(biāo)為A(0，0，0)，B (0, 12,0)；則Ca的原子坐標(biāo)為__________。
6．晶胞有兩個(gè)基本要素：
(1)原子坐標(biāo)參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置。如圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0，0，0)；B為 (12，0，12，)；C（12，12，0）。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為________。
(2)晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a＝565.76 pm，其密度為__________________g·cm－3(列出計(jì)算式即可)。
練點(diǎn)三晶胞結(jié)構(gòu)中常見物理量的計(jì)算
7．(1)金剛石晶胞含有________個(gè)碳原子。若碳原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長(zhǎng)為a，根據(jù)硬球接觸模型，則r＝________a，列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率________(不要求計(jì)算結(jié)果)。
(2)Cu與F形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，若晶體密度為a g·cm－3，則Cu與F最近距離為________ pm。(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，列出計(jì)算表達(dá)式，不用化簡(jiǎn)；其中○為Cu，為F)
(3)O和Na能夠形成化合物F，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)a＝0.566 nm，F(xiàn)的化學(xué)式為________________________________________________________________________；
晶胞中O原子的配位數(shù)為________________________________________________________________________；
列式計(jì)算晶體F的密度(g·cm－3)________。
8．(1)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為________。
②若合金的密度為d g·cm－3，晶胞參數(shù)a＝______nm。
(2)一種Fe、Si金屬間化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示：
晶胞中含鐵原子為________個(gè)，已知晶胞參數(shù)為0.564 nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Fe、Si金屬間化合物的密度為________g·cm－3(列出計(jì)算式)。
(3)銅與氧元素形成的晶胞如下圖所示：
晶胞中Cu均勻地分散在立方體內(nèi)部，a、b的坐標(biāo)參數(shù)依次為(0，0，0)、（12，12，12，），則d的坐標(biāo)參數(shù)為________，已知該晶體的密度為ρ g·cm－3，NA是阿伏加德羅常數(shù)值，則晶胞參數(shù)為________cm(列出計(jì)算式即可)。
方法總結(jié)
立方晶胞各物理量的關(guān)系
對(duì)于立方晶胞，可簡(jiǎn)化成下面的公式進(jìn)行各物理量的計(jì)算：a3×ρ×NA＝n×M，a表示晶胞的棱長(zhǎng)，ρ表示密度，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，n表示1 ml晶胞中所含晶體的物質(zhì)的量，M表示摩爾質(zhì)量，a3×ρ×NA表示1 ml晶胞的質(zhì)量。
本講真題研練
1．[2020·全國卷Ⅰ，35]Gdenugh等人因在鋰離子電池及鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻(xiàn)而獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?；卮鹣铝袉栴}：
(1)基態(tài)Fe2＋與Fe3＋離子中未成對(duì)的電子數(shù)之比為________。
(2)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na), 原因是____________________________。I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是____________________________。
(3)磷酸根離子的空間構(gòu)型為________，其中P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為________、雜化軌道類型為________。
(4)LiFePO4的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如(a)所示。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體，它們通過共頂點(diǎn)、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。每個(gè)晶胞中含有LiFePO4的單元數(shù)有________個(gè)。
電池充電時(shí)，LiFePO4脫出部分Li＋，形成Li1－xFePO4，結(jié)構(gòu)示意圖如(b)所示，則x＝________，n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝________。
2．[2020·全國卷Ⅲ，35]氨硼烷(NH3BH3)含氫量高、熱穩(wěn)定性好，是一種具有潛力的固體儲(chǔ)氫材料?；卮鹣铝袉栴}：
(1)H、B、N中，原子半徑最大的是______。根據(jù)對(duì)角線規(guī)則，B的一些化學(xué)性質(zhì)與元素________的相似。
(2)NH3BH3分子中，N—B化學(xué)鍵稱為________鍵，其電子對(duì)由________提供。氨硼烷在催化劑作用下水解釋放氫氣：
在該反應(yīng)中，B原子的雜化軌道類型由________變?yōu)開_______。
(3)NH3BH3分子中，與N原子相連的H呈正電性(Hδ＋)，與B原子相連的H呈負(fù)電性(Hδ－)，電負(fù)性大小順序是________。與NH3BH3原子總數(shù)相等的等電子體是________(寫分子式)，其熔點(diǎn)比NH3BH3________(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之間，存在________，也稱“雙氫鍵”。
(4)研究發(fā)現(xiàn)，氨硼烷在低溫高壓條件下為正交晶系結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)分別為a pm、b pm、c pm，α＝β＝γ＝90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
氨硼烷晶體的密度ρ＝________________ g·cm－3(列出計(jì)算式，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。
3．[2020·山東卷，17]CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料，回答下列問題：
(1)Sn為ⅣA族元素，單質(zhì)Sn與干燥Cl2反應(yīng)生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4為無色液體，SnCl4空間構(gòu)型為________，其固體的晶體類型為________。
(2)NH3、PH3、AsH3的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)開_______(填化學(xué)式，下同)，還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開_____，鍵角由大到小的順序?yàn)開_______。
(3)含有多個(gè)配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物。一種Cd2＋配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示，1 ml該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有________ ml，該螯合物中N的雜化方式有________種。
(4)以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。四方晶系CdSnAs2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞中部分原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)如表所示。
一個(gè)晶胞中有________個(gè)Sn，找出距離Cd(0，0，0)最近的Sn________(用分?jǐn)?shù)坐標(biāo)表示)。CdSnAs2晶體中與單個(gè)Sn鍵合的As有________個(gè)。
4．[2019·全國卷組合，35]
(全國卷Ⅰ)：
(4)圖(a)是MgCu2的拉維斯結(jié)構(gòu)，Mg以金剛石方式堆積，八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。圖(b)是沿立方格子對(duì)角面取得的截圖?？梢?，Cu原子之間最短距離x＝__________pm，Mg原子之間最短距離y＝__________pm。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則MgCu2的密度是__________g·cm－3(列出計(jì)算表達(dá)式)。
(全國卷Ⅱ)：
(4)一種四方結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)化合物的晶胞如圖1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。
圖中F－和O2－共同占據(jù)晶胞的上下底面位置，若兩者的比例依次用x和1－x代表，則該化合物的化學(xué)式表示為________；通過測(cè)定密度ρ和晶胞參數(shù)，可以計(jì)算該物質(zhì)的x值，完成它們關(guān)系表達(dá)式：ρ＝________g·cm－3。
以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，例如圖1中原子1的坐標(biāo)為(12，12，12)，則原子2和3的坐標(biāo)分別為________、________。
(全國卷Ⅲ)：
(3)苯胺(NH2)的晶體類型是________。苯胺與甲苯(CH3)的相對(duì)分子質(zhì)量相近，但苯胺的熔點(diǎn)(－5.9 ℃)、沸點(diǎn)(184.4 ℃)分別高于甲苯的熔點(diǎn)(－95.0 ℃)、沸點(diǎn)(110.6 ℃)，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)NH4H2PO4和LiFePO4屬于簡(jiǎn)單磷酸鹽，而直鏈的多磷酸鹽則是一種復(fù)雜磷酸鹽，如：焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如下圖所示：
這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為________(用n代表P原子數(shù))。
5．[2018·全國卷組合，35]
(全國卷Ⅰ)：
(4)Li2O是離子晶體，其晶格能可通過圖(a)的Brn-Haber循環(huán)計(jì)算得到。
可知，Li原子的第一電離能為______kJ·ml－1，O＝O鍵鍵能為________kJ·ml－1，Li2O晶格能為________________________________________________________________________
kJ·ml－1。
(5)Li2O具有反螢石結(jié)構(gòu)，晶胞如圖(b)所示。已知晶胞參數(shù)為0.466 5 nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Li2O的密度為________________ g·cm－3(列出計(jì)算式)。
(全國卷Ⅱ)：
(5)FeS2晶體的晶胞如圖(c)所示。晶胞邊長(zhǎng)為a nm，F(xiàn)eS2相對(duì)式量為M，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA ，其晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為________g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于S22?所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長(zhǎng)為______ nm。
(全國卷Ⅲ)：
(5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示，這種堆積方式稱為______________________。六棱柱底邊邊長(zhǎng)為a cm，高為c cm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，Zn的密度為________________ g·cm－3(列出計(jì)算式)。
6．[2017·全國卷組合，35]
(全國卷Ⅰ)：
鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：
(4)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立體結(jié)構(gòu)，邊長(zhǎng)為a＝0.446 nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為__________nm，與K緊鄰的O個(gè)數(shù)為__________。
(5)在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于________位置，O處于________位置。
(全國卷Ⅱ)：
(4)R的晶體密度為d g·cm－3，其立方晶胞參數(shù)為a nm，晶胞中含有y個(gè)[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]單元，該單元的相對(duì)質(zhì)量為M，則y的計(jì)算表達(dá)式為________________________________________________________________________。
(全國卷Ⅲ)：
(5)MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)(如圖)，其中陰離子采用面心立方最密堆積方式，X－射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)得MgO的晶胞參數(shù)為a＝0.420 nm，則r(O2－)為________nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為a′＝0.448 nm，則r(Mn2＋)為________nm。
7．[2019·江蘇卷，21]Cu2O廣泛應(yīng)用于太陽能電池領(lǐng)域。以CuSO4、NaOH和抗壞血酸為原料，可制備Cu2O。
(1)Cu2＋基態(tài)核外電子排布式為________。
(2)SO42?的空間構(gòu)型為________(用文字描述)；Cu2＋與OH－反應(yīng)能生成[Cu(OH)4]2－，[Cu(OH)4]2－中的配位原子為________(填元素符號(hào))。
(3)抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)如圖1所示，分子中碳原子的軌道雜化類型為________；推測(cè)抗壞血酸在水中的溶解性：________(填“難溶于水”或“易溶于水”)。
(4)一個(gè)Cu2O晶胞(如圖2)中，Cu原子的數(shù)目為________。
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高考選考大題專練(一)
第3講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
考點(diǎn)一
1知識(shí)梳理
1．(1)周期性有序無序有無固定不固定各向異性各向同性熔點(diǎn) X-射線衍射 (2)凝固(凝華)
2．(1)基本單元 (2)任何間隙平行取向
3．(1)kJ·ml－1 (2)大小 (3)穩(wěn)定高大
4．分子原子陰、陽離子范德華力共價(jià)鍵金屬鍵離子鍵較小很大很大很小較大較低很高很高很低較高
判斷答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)× (9)×
2對(duì)點(diǎn)速練
1．解析：碘分子的排列有2種不同的取向，在頂點(diǎn)和面心不同，2種取向不同的碘分子以4配位數(shù)交替配位形成層結(jié)構(gòu)，A選項(xiàng)正確；每個(gè)晶胞中有4個(gè)碘分子，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，此晶體是分子晶體，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，碘原子間只存在非極性共價(jià)鍵，范德華力存在于分子與分子之間，錯(cuò)誤。
答案：A
2．解析：A項(xiàng)，氧化鋁的熔點(diǎn)高，屬于離子晶體，則鋁的化合物的晶體中有的是離子晶體，正確；B項(xiàng)，BCl3、AlCl3和干冰均是分子晶體，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體，例如CO2是分子晶體，二氧化硅是原子晶體，正確。
答案：B
3．解析：GaF3、CaCl3的熔點(diǎn)相差較大，是因?yàn)榫w類型不同，GaF3熔點(diǎn)高，為離子晶體，而GaCl3的熔點(diǎn)低，為分子晶體。GaAs的熔點(diǎn)高，晶胞為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，則為原子晶體，Ga與As以共價(jià)鍵結(jié)合。
答案：GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體原子晶體共價(jià)
4．解析：該晶體為離子晶體，故熔化時(shí)能導(dǎo)電，C項(xiàng)正確；C60內(nèi)部為非極性鍵，A項(xiàng)錯(cuò)誤；離子晶體K3C60比分子晶體C60的熔點(diǎn)高，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C60中每個(gè)碳形成四條鍵，其中有一個(gè)為雙鍵，故應(yīng)為sp2雜化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案：C
5．解析：(1)A組熔點(diǎn)很高，為原子晶體，是由原子通過共價(jià)鍵形成的。
(2)B組為金屬晶體，具有①②③④四條共性。
(3)HF中含有分子間氫鍵，故其熔點(diǎn)反常。
(4)D組屬于離子晶體，具有②④兩條性質(zhì)。
(5)D組屬于離子晶體，其熔點(diǎn)與晶格能有關(guān)，離子半徑越小晶格能越大熔點(diǎn)越高。
答案：(1)原子共價(jià)鍵 (2)①②③④
(3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時(shí)需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成氫鍵即可)
(4)②④
(5)D組晶體都為離子晶體，r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在離子所帶電荷數(shù)相同的情況下，半徑越小，晶格能越大，熔點(diǎn)就越高
6．解析：(1)這些晶體屬于原子晶體的有①③④、離子晶體的有②、分子晶體的有⑤⑥。一般來說，原子晶體的熔點(diǎn)>離子晶體的熔點(diǎn)>分子晶體的熔點(diǎn)；對(duì)于原子晶體，鍵長(zhǎng)Si—Si>Si—C>C—C，相應(yīng)鍵能Si—Si晶體硅。(2)熔點(diǎn)與分子間作用力大小有關(guān)，而破壞分子則是破壞分子內(nèi)的共價(jià)鍵。
答案：(1)③④①②⑥⑤
(2)結(jié)構(gòu)相似的分子晶體的相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力(或范德華力)越強(qiáng)，熔化所需的能量越多，故熔點(diǎn)：Si60>N60>C60；而破壞分子需斷開化學(xué)鍵，元素電負(fù)性越強(qiáng)其形成的化學(xué)鍵越穩(wěn)定，斷裂時(shí)所需能量越多，故破壞分子需要的能量大小順序?yàn)镹60>C60>Si60。
考點(diǎn)二
1知識(shí)梳理
1．4 109°28′ 6 1∶2 4 1∶2 12 12 12 4 4 8 6 6 12 8 12
2．(1)2r 43πr3 8r3 52%
(2)4r 2a 43r 68%
(3)2r 23r2 26r3 82r3 74%
(4)4r 22r 162r3 74%
判斷答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√
2對(duì)點(diǎn)速練
1．答案：A.4 4 B．4 C．4 8 D．8 E．2 F．4
2．解析：在A中，含M、N的個(gè)數(shù)相等，故組成為MN；在B中，含M： 18×4＋1＝32 (個(gè))，含N：12×4＋2＋4×18＝92 (個(gè))，M∶N＝32∶92＝1∶3；在C中含M：18×4＝12 (個(gè))，含N為1個(gè)。
答案：MN MN3 MN2
3．解析：(1)每個(gè)Mg周圍有6個(gè)B，而每個(gè)B周圍有3個(gè)Mg，所以其化學(xué)式為MgB2。
(2)從圖可看出，每個(gè)單元中，都有一個(gè)B和一個(gè)O完全屬于這個(gè)單元，剩余的2個(gè)O分別被兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元共用，所以B∶O＝1∶(1＋2/2)＝1∶2，化學(xué)式為BO2?。
答案：(1)MgB2 (2)BO2?
4．解析：能量低的晶胞穩(wěn)定性強(qiáng)，即Cu替代a位置Fe型晶胞更穩(wěn)定。每個(gè)晶胞均攤Fe原子數(shù)：6×12＝3，Cu原子數(shù)：8×18＝1，N原子數(shù)是1，則Cu替代a位置Fe型產(chǎn)物的化學(xué)式為Fe3CuN。
答案：Fe3CuN
5．答案：CaTiO3 12，12，12
6．答案：(1) 14，14，14 (2) 8×736.02×565.763×107
7．解析：(1)由金剛石形成的晶胞可知結(jié)構(gòu)，C原子位于8個(gè)頂點(diǎn)、6個(gè)面心、體內(nèi)還有4個(gè)碳原子，所以晶胞中平均含有的碳原子數(shù)為8×18＋6×12＋4＝8個(gè)，由晶胞示意圖可知：8r＝3a，即r＝ eq \f(\r(3),8) a；晶胞中碳原子的占有率為 eq \f(8×\f(4,3)πr3,a3) ＝ eq \f(\r(3)π,16) 。
(2)設(shè)晶胞的棱長(zhǎng)為x cm，在晶胞中，Cu：8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4；F：4，其化學(xué)式為CuF。a·x3·NA＝4M(CuF)，x＝ eq \r(3,\f(4M（CuF）,a·NA)) 。最短距離為小立方體對(duì)角線的一半，小立方體的對(duì)角線為 eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)))\s\up12(2)＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)))\s\up12(2)＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)))\s\up12(2)) ＝ eq \f(\r(3),2) x。所以最短距離為 eq \f(\r(3),2) x· eq \f(1,2) ＝ eq \f(\r(3),4) · eq \r(3,\f(4×83,a·NA)) ×1010pm。
(3)由晶胞結(jié)構(gòu)可知，一個(gè)晶胞中小球個(gè)數(shù)為8，大球個(gè)數(shù)為4，小球代表離子半徑較小的Na＋，大球代表離子半徑較大的O2－，故F的化學(xué)式為Na2O；晶胞中與每個(gè)氧原子距離最近且相等的鈉原子有8個(gè)；晶胞的質(zhì)量為 eq \f(62 g·ml－1,6.02×1023ml－1) ×4，晶胞的體積為(0.566×10－7)3cm3，晶體密度為 eq \f(62 g·ml－1×4,6.02×1023ml－1×0.5663×10－21cm3)
＝2.27 g·cm－3。
答案：(1)8 38 3 π16 (2) 34·34×83a·NA×1010pm
(3)Na2O 8 2.27 g·cm－3
8．解析：(1)①根據(jù)均攤法計(jì)算，晶胞中銅原子個(gè)數(shù)為6×12＝3，鎳原子的個(gè)數(shù)為8×18＝1，則銅原子和鎳原子的數(shù)量比為3∶1；②根據(jù)上述分析，該晶胞的組成為Cu3Ni，若合金的密度為d g·cm－3，根據(jù)ρ＝mV，則晶胞參數(shù)a＝ eq \r(3,\f(251,dNA)) ×107 nm。
(2)由晶胞的結(jié)構(gòu)可知，F(xiàn)e原子的個(gè)數(shù)為8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＋12× eq \f(1,4) ＋5＝12，Si原子個(gè)數(shù)為4，則晶胞的化學(xué)式為Fe3Si，由晶胞的質(zhì)量可得： eq \f(4,NA) ml×196 g·ml－1＝(0.564×10－7 cm)3×d，則d＝ eq \f(4×196,NA×（0.564×10－7）3) g·cm－3。
(3)由晶胞示意圖可知，位于頂點(diǎn)的a和體心的b的坐標(biāo)參數(shù)依次為(0，0，0)、 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2))) ，d位于體對(duì)角線的 eq \f(1,4) 處，則d的坐標(biāo)參數(shù)為 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)，\f(3,4)，\f(1,4))) ；晶胞中Cu原子的個(gè)數(shù)為4，O原子的個(gè)數(shù)為8× eq \f(1,8) ＋1＝2，則化學(xué)式為Cu2O，Cu2O的摩爾質(zhì)量為144 g·ml－1，設(shè)晶胞的參數(shù)為a，晶胞的質(zhì)量為a3ρ＝ eq \f(2,NA) ×144，則a＝ eq \r(3,\f(288,ρNA)) cm。
答案：(1)①3∶1 ②2516.02×1023d13×107
(2)12 4×196NA×(0.564×10－7)3
(3) 34,34,14 3288ρNA
本講真題研練
1．解析：(1)根據(jù)構(gòu)造原理可知基態(tài)Fe2＋和Fe3＋的價(jià)層電子排布式分別為3d6和3d5，其未成對(duì)電子數(shù)分別為4和5，即未成對(duì)電子數(shù)之比為45。(2)Li和Na均為第ⅠA族元素，由于Na電子層數(shù)多，原子半徑大，故Na比Li容易失去最外層電子，即I1(Li)>I1(Na)。Li、Be、B均為第二周期元素，隨原子序數(shù)遞增，第一電離能有增大的趨勢(shì)，而Be的2s能級(jí)處于全充滿狀態(tài)，較難失去電子，故第一電離能Be比B大。(3)PO43?的中心原子P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，孤電子對(duì)數(shù)為0，中心原子P為sp3雜化，故PO43?的空間構(gòu)型為正四面體。(4)由題圖可知，小白球表示鋰原子，由圖(a)知，每個(gè)晶胞中的鋰原子數(shù)為8×1/8＋4×1/4＋4×1/2＝4，故一個(gè)晶胞中有4個(gè)LiFePO4單元。由圖(b)知，Li1－xFePO4結(jié)構(gòu)中，一個(gè)晶胞含有13/4個(gè)鋰原子，此時(shí)鋰原子、鐵原子的個(gè)數(shù)比為13∶16，進(jìn)而推出x＝3/16。設(shè)Li13Fe16(PO4)16中二價(jià)鐵離子的個(gè)數(shù)為a，三價(jià)鐵離子的個(gè)數(shù)為b，由2a＋3b＋13＝48，a＋b＝16，得到a∶b＝13∶3，即n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝13∶3。
答案：(1) 45
(2)Na與Li同族，Na電子層數(shù)多，原子半徑大，易失電子
Li、Be、B同周期，核電荷數(shù)依次增加。Be為1s22s2全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能最大。與Li相比，B核電荷數(shù)大，原子半徑小，較難失去電子，第一電離能較大
(3)正四面體 4 sp3
(4)4 316 13∶3
2．解析：(1)根據(jù)同一周期從左到右主族元素的原子半徑依次減小，可知H、B、N中原子半徑最大的是B。元素周期表中B與Si(硅)處于對(duì)角線上，二者化學(xué)性質(zhì)相似。(2)NH3BH3中N有孤對(duì)電子，B有空軌道，N和B形成配位鍵，電子對(duì)由N提供。NH3BH3中B形成四個(gè)σ鍵，為sp3雜化，B3O63?中B形成3個(gè)σ鍵，為sp2雜化。(3)電負(fù)性用來描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小。與N原子相連的H呈正電性，與B原子相連的H呈負(fù)電性，故電負(fù)性N>H>B。原子數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的微?；シQ為等電子體，與NH3BH3互為等電子體的分子為CH3CH3。帶相反電荷的微粒能形成靜電引力，NH3BH3分子間存在Hδ＋與Hδ－的靜電引力，也稱為“雙氫鍵”，“雙氫鍵”能改變物質(zhì)的熔沸點(diǎn)，而CH3CH3分子間不存在“雙氫鍵”，熔沸點(diǎn)較低。(4)氨硼烷的相對(duì)分子質(zhì)量為31，一個(gè)氨硼烷的2×2×2超晶胞中含有16個(gè)氨硼烷，該超晶胞的質(zhì)量為(31×16/NA) g，體積為2a×10－10 cm×2b×10－10 cm×2c×10－10 cm＝8abc×10－30 cm3，則氨硼烷晶體的密度為[62/(NAabc×10－30)]g·cm－3。
答案：(1)B Si(硅) (2)配位 N sp3 sp2
(3)N>H>B CH3CH3 低 Hδ＋與Hδ－的靜電引力
(4) 62NAabc×10－30
3．解析：(1)Sn為元素周期表中ⅣA族元素，最外層有4個(gè)電子，故SnCl4的中心原子Sn的價(jià)電子對(duì)數(shù)為4＋4?4×12＝4，且均為成鍵電子對(duì)，故SnCl4的空間構(gòu)型為正四面體形。由SnCl4常溫常壓下為液體的物理性質(zhì)可知SnCl4符合分子晶體的特點(diǎn)，故其為分子晶體。
(2)NH3中存在分子間氫鍵，導(dǎo)致其沸點(diǎn)比與N元素同主族的P、As元素的氫化物PH3、AsH3的沸點(diǎn)要高，而PH3、AsH3中均不存在分子間氫鍵，故影響PH3、AsH3沸點(diǎn)的因素為范德華力，相對(duì)分子質(zhì)量越大，沸點(diǎn)越高，則沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹H3、AsH3、PH3。通常同主族元素隨著原子序數(shù)的遞增，氣態(tài)氫化物的還原性逐漸增強(qiáng)，則還原性由強(qiáng)到弱的順序是AsH3、PH3、NH3。同主族元素，隨著原子序數(shù)的遞增，電負(fù)性逐漸減弱，則其氣態(tài)氫化物中的成鍵電子對(duì)逐漸遠(yuǎn)離中心原子，致使成鍵電子對(duì)的排斥力降低，鍵角逐漸減小，故鍵角由大到小的順序是NH3、PH3、AsH3。
(3)該螯合物中Cd2＋與5個(gè)N原子、2個(gè)O原子形成化學(xué)鍵，其中與1個(gè)O原子形成的為共價(jià)鍵，另外的均為配位鍵，故1 ml該配合物中通過螯合作用形成6 ml配位鍵。該螯合物中無論是硝基中的N原子，還是NO3?中的N原子，還是六元環(huán)中的N原子，N均為sp2雜化，即N只有1種雜化方式。
(4)由四方晶系CdSnAs2晶胞及原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)可知，有4個(gè)Sn位于棱上，6個(gè)Sn位于面上，則屬于一個(gè)晶胞的Sn的個(gè)數(shù)為4×1/4＋6×1/2＝4。與Cd(0，0，0)最近的Sn原子為如圖所示的a、b兩個(gè)Sn原子，a位置的Sn的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0.5，0，0.25)，b位置的Sn的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0.5，0.5，0)。CdSnAs2晶體中Sn除與該晶胞中的2個(gè)As鍵合外，還與相鄰晶胞中的2個(gè)As鍵合，故晶體中單個(gè)Sn與4個(gè)As鍵合。
答案：(1)正四面體形分子晶體
(2)NH3、AsH3、PH3 AsH3、PH3、NH3 NH3、PH3、AsH3
(3)6 1
(4)4 (0.5，0，0.25)、(0.5，0.5，0) 4
4．解析：(全國卷Ⅰ)：(4)由圖(b)可知，x等于立方體面對(duì)角線長(zhǎng)度的 eq \f(1,4) ，即4x＝ eq \r(2) a，則x＝ eq \f(\r(2),4) a；根圖(a)、(b)分析可知，y等于立方體體對(duì)角線長(zhǎng)度的 eq \f(1,4) ，即4y＝ eq \r(3) a，則y＝ eq \f(\r(3),4) a；據(jù)圖(a)可知，該晶胞占用Cu原子數(shù)目為4×4＝16，據(jù)MgCu2可知，Mg原子數(shù)目為8，一個(gè)晶胞的體積為(a×10－10)3 cm3，質(zhì)量為 eq \f(64×16＋24×8,NA) g，則MgCu2的密度為 eq \f(8×24＋16×64,NA·a3×10－30) g·cm－3。
(全國卷Ⅱ)：
(4)根據(jù)原子在長(zhǎng)方體晶胞中位置可知，晶胞中As、Fe、Sm各有兩個(gè)原子，F(xiàn)和O的原子數(shù)之和為2，則該化合物的化學(xué)式為SmFeAsO1－xFx。每個(gè)晶胞中有“兩個(gè)分子”，每個(gè)晶胞質(zhì)量為 eq \f(2[281＋16（1－x）＋19x],NA) g；該晶胞為長(zhǎng)方體，其體積為a2·c×10－30 cm3，則ρ＝ eq \f(2[281＋16（1－x）＋19x],a2cNA×10－30) g·cm－3。根據(jù)坐標(biāo)系和原子1的坐標(biāo)可知，底面左后方的O或F原子為坐標(biāo)系原點(diǎn)，其坐標(biāo)是(0，0，0)，則原子2的坐標(biāo)為 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，0)) ，原子3的坐標(biāo)為 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0，0，\f(1,2))) 。
(全國卷Ⅲ)：(3) 中只含有共價(jià)鍵，根據(jù)其熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，苯胺的晶體類型為分子晶體。苯胺分子間存在氫鍵，導(dǎo)致其熔、沸點(diǎn)高于甲苯。
(5)磷酸根離子為PO43?，焦磷酸根離子為P2O eq \\al(\s\up1(4－),\s\d1(7)) ，三磷酸根離子為P3O eq \\al(\s\up1(5－),\s\d1(10)) 。結(jié)合圖示可知，每增加1個(gè)P原子，O原子數(shù)增加3，離子所帶負(fù)電荷數(shù)增加1，故可推出離子通式為(PnO3n＋1)(n＋2)－。
答案：(全國卷Ⅰ)：(4) eq \f(\r(2),4) a eq \f(\r(3),4) a eq \f(8×24＋16×64,NAa3×10－30)
(全國卷Ⅱ)：(4)SmFeAsO1－xFx
eq \f(2[281＋16（1－x）＋19x],a2cNA×10－30)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，0)) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0，0，\f(1,2)))
(全國卷Ⅲ)：(3)分子晶體苯胺分子之間存在氫鍵
(5)(PnO3n＋1)(n＋2)－
5．解析：(全國卷Ⅰ)：(4)鋰原子的第一電離能是指1 ml氣態(tài)鋰原子失去1 ml電子變成1 ml氣態(tài)鋰離子所吸收的能量，即為 eq \f(1 040 kJ·ml－1,2) ＝520 kJ·ml－1。O===O鍵鍵能是指1 ml氧氣分子斷裂生成氣態(tài)氧原子所吸收的能量，即為249 kJ·ml－1×2＝498 kJ·ml－1。晶格能是指氣態(tài)離子結(jié)合生成1 ml晶體所釋放的能量或1 ml晶體斷裂離子鍵形成氣態(tài)離子所吸收的能量，則Li2O的晶格能為2 908 kJ·ml－1。
(5)1個(gè)氧化鋰晶胞含O的個(gè)數(shù)為8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4，含Li的個(gè)數(shù)為8，1 cm＝107 nm，代入密度公式計(jì)算可得Li2O的密度為 eq \f(8×7＋4×16,NA（0.466 5×10－7）3) g·cm－3。
(全國卷Ⅱ)：(5)該晶胞中Fe2＋位于棱上和體心，個(gè)數(shù)為12× eq \f(1,4) ＋1＝4，S eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(2)) 位于頂點(diǎn)和面心，個(gè)數(shù)為8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4，故晶體密度為 eq \f(M,NA) ×4 g÷(a×10－7 cm)3＝ eq \f(4M,NAa3) ×1021 g·cm－3。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，S eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(2)) 所形成的正八面體的邊長(zhǎng)為該晶胞中相鄰面的面心之間的連線之長(zhǎng)，即為晶胞邊長(zhǎng)的 eq \f(\r(2),2) ，故該正八面體的邊長(zhǎng)為 eq \f(\r(2),2) a nm。
(全國卷Ⅲ)：(5)題圖中原子的堆積方式為六方最密堆積。六棱柱底部正六邊形的面積＝6× eq \f(\r(3),4) a2 cm2，六棱柱的體積＝6× eq \f(\r(3),4) a2c cm3，該晶胞中Zn原子個(gè)數(shù)為12× eq \f(1,6) ＋2× eq \f(1,2) ＋3＝6，已知Zn的相對(duì)原子質(zhì)量為65，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Zn的密度ρ＝ eq \f(m,V) ＝ eq \f(65×6,NA×6×\f(\r(3),4)a2c) g·cm－3。
答案：(全國卷Ⅰ)：(4)520 498 2 908
(5) eq \f(8×7＋4×16,NA（0.466 5×10－7）3)
(全國卷Ⅱ)：(5) eq \f(4M,NAa3) ×1021 eq \f(\r(2),2) a
(全國卷Ⅲ)：(5)六方最密堆積(A3型) eq \f(65×6,NA×6×\f(\r(3),4)×a2c)
6．解析：(全國卷Ⅰ)：(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，K與O間的最短距離為面對(duì)角線的一半，即 eq \f(\r(2)×0.446,2) nm＝0.315 nm。K、O構(gòu)成面心立方，配位數(shù)為12(同層4個(gè)，上、下層各4個(gè))。
(5)由(4)可知K、I的最短距離為體對(duì)角線的一半，I處于頂角，K處于體心。由(4)可知I、O之間的最短距離為邊長(zhǎng)的一半，I處于頂角，O處于棱心。
解析：(全國卷Ⅱ)：(4)根據(jù)密度的定義有：d＝ eq \f(\f(y,NA)×M,（a×10－7）3) g/cm3，解得y＝ eq \f(d×（a×10－7）3×NA,M) 。
解析：(全國卷Ⅲ)：(5)由題意知在MgO中，陰離子作面心立方堆積，氧離子沿晶胞的面對(duì)角線方向接觸，所以 eq \f(\r(2),2) a＝2r(O2－)，r(O2－)＝0.148 nm；MnO的晶胞參數(shù)比MgO更大，說明陰離子之間不再接觸，陰陽離子沿坐標(biāo)軸方向接觸，故2[r(Mn2＋)＋r(O2－)]＝a，r(Mn2＋)＝0.076 nm。
答案：(全國卷Ⅰ)：(4)0.315或 eq \f(\r(2),2) ×0.446 12
(5)體心棱心
(全國卷Ⅱ)：(4) eq \f(d×（a×10－7）3×NA,M)
(全國卷Ⅲ)：(5)0.148 0.076
7．解析：(1)銅為29號(hào)元素，Cu2＋基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d9；
(2)SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的中心原子為S，σ鍵數(shù)為4，孤電子對(duì)數(shù)＝ eq \f(1,2) (6＋2－2×4)＝0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4＋0＝4，依據(jù)VSEPR理論知，SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的空間構(gòu)型為正四面體形；在[Cu(OH)4]2－中，OH－為配體，配位原子為O；
(3)觀察抗壞血酸分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式知，抗壞血酸分子中碳原子的雜化類型為sp3和sp2雜化；1個(gè)抗壞血酸分子中含有多個(gè)羥基，羥基是親水基團(tuán)，故抗壞血酸易溶于水；
(4)觀察Cu2O晶胞結(jié)構(gòu)圖，依據(jù)均攤法知，1個(gè)晶胞中“○”的數(shù)目為8× eq \f(1,8) ＋1＝2，“”的數(shù)目為4，結(jié)合Cu2O的化學(xué)式知，“”為Cu原子，則1個(gè)Cu2O晶胞中，Cu原子數(shù)目為4。
答案：(1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9
(2)正四面體 O (3)sp3、sp2 易溶于水 (4)4
晶體
非晶體
結(jié)構(gòu)特征
結(jié)構(gòu)微粒______排列
結(jié)構(gòu)微粒______排列
性質(zhì)
特征
自范性
________
________
熔點(diǎn)
________
________
異同表現(xiàn)
________
________
二者區(qū)
別方法
間接方法
看是否有固定的________
科學(xué)方法
對(duì)固體進(jìn)行__________實(shí)驗(yàn)
類型
比較
分子晶體
原子晶體
金屬晶體
離子晶體
構(gòu)成粒子
____
____
金屬陽離子、自由電子
________
粒子間的相
互作用力
________(某些含氫鍵)
______
______
______
硬度
____
____
有的____，有的____
____
熔、沸點(diǎn)
____
____
有的____，有的____
____
溶解性
相似相溶
難溶于任何溶劑
常見溶劑難溶
大多易溶于水等極性溶劑
導(dǎo)電、傳熱
性
一般不導(dǎo)電，溶于水后有的導(dǎo)電
一般不具有導(dǎo)電性，個(gè)別為半導(dǎo)體
電和熱的良導(dǎo)體
晶體不導(dǎo)電，水溶液或熔融態(tài)導(dǎo)電
BCl3
Al2O3
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
干冰
SiO2
－107
2 073
920
801
1 291
190
－57
1 723
原子晶體
金屬晶體
離子晶體
分子晶體
物質(zhì)
類別
及舉
例
部分非金屬單質(zhì)(如金剛石、硅、晶體硼)，部分非金屬化合物(如SiC、SiO2)
金屬單質(zhì)與合金(如Na、Al、Fe、青銅)
金屬氧化物(如K2O、Na2O)、強(qiáng)堿(如KOH、NaOH)、絕大部分鹽(如NaCl)
大多數(shù)非金屬單質(zhì)、氣態(tài)氫化物、酸、非金屬氧化物(SiO2除外)、絕大多數(shù)有機(jī)物(有機(jī)鹽除外)
A組
B組
C組
D組
金剛石：3 550 ℃
Li：181 ℃
HF：－83 ℃
NaCl：801 ℃
硅晶體：1 410 ℃
Na：98 ℃
HCl：－115 ℃
KCl：776 ℃
硼晶體：2 300 ℃
K：64 ℃
HBr：－89 ℃
RbCl：718 ℃
二氧化硅：1 723 ℃
Rb：39 ℃
HI：－51 ℃
CsCl：645 ℃
晶體
晶體結(jié)構(gòu)
晶體詳解
原
子
晶
體
金
剛
石
(1)每個(gè)碳與相鄰____個(gè)碳以共價(jià)鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)
(2)鍵角均為______
(3)最小碳環(huán)由____個(gè)C組成且六原子不在同一平面內(nèi)
(4)每個(gè)C參與4條C—C鍵的形成，C原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為______
SiO2
(1)每個(gè)Si與____個(gè)O以共價(jià)鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)
(2)每個(gè)正四面體占有1個(gè)Si，4個(gè)“12O”，n(Si)∶n(O)＝______
(3)最小環(huán)上有____個(gè)原子，即6個(gè)O，6個(gè)Si
分
子
晶
體
干冰
(1)8個(gè)CO2分子構(gòu)成立方體且在6個(gè)面心又各占據(jù)1個(gè)CO2分子
(2)每個(gè)CO2分子周圍等距緊鄰的CO2分子有____個(gè)
離
子
晶
體
NaCl
(型)
(1)每個(gè)Na＋(Cl－)周圍等距且緊鄰的Cl－(Na＋)有6個(gè)。每個(gè)Na＋周圍等距且緊鄰的Na＋有____個(gè)
(2)每個(gè)晶胞中含____個(gè)Na＋和____個(gè)Cl－
CsCl
(型)
(1)每個(gè)Cs＋周圍等距且緊鄰的Cl－有____個(gè)，每個(gè)Cs＋(Cl－)周圍等距且緊鄰的Cs＋(Cl－)有____個(gè)
(2)如圖為8個(gè)晶胞，每個(gè)晶胞中含1個(gè)Cs＋、1個(gè)Cl－
金
屬
晶
體
簡(jiǎn)單立
方堆積
典型代表P，配位數(shù)為____，空間利用率52%
面心立
方最密
堆積
又稱為A1型或銅型，典型代表Cu、Ag、Au，配位數(shù)為____，空間利用率74%
體心立
方堆積
又稱為A2型或鉀型，典型代表Na、K、Fe，配位數(shù)為____，空間利用率68%
六方最
密堆積
又稱為A3型或鎂型，典型代表Mg、Zn、Ti，配位數(shù)為____，空間利用率74%
I1/(kJ·ml－1)
Li
520
Be
900
B
801
Na
496
Mg
738
Al
578
坐標(biāo)
原子
x
y
z
Cd
0
0
0
Sn
0
0
0.5
As
0.25
0.25
0.125

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