人教版高二化學(xué)選修(物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì))第三章晶體_第1頁
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文檔簡介

1、 1、晶體與非晶體2、獲取晶體的三條途徑3、晶體的特征 (1)自范性 (2)各向異性 (3)固定的熔點 (4)使X-射線產(chǎn)生衍射思考:晶體與非晶體的本質(zhì)差別是什么?構(gòu)成固體的粒子在三維空間里是否呈現(xiàn)周期性的有序排列一、晶體的常識知識點1、晶體與非晶體晶體與非晶體比較晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)微粒周期性有序排列結(jié)構(gòu)微粒無序排列性質(zhì)特征自范性有無熔點固定不固定異同表現(xiàn)各向異性各向同性二者區(qū)別方法間接方法看是否有固定的熔點科學(xué)方法對固體進行X射線衍射實驗知識點2、晶胞1、晶胞的定義2、晶體與晶胞的關(guān)系:無隙并置3、晶胞的結(jié)構(gòu)、類型:平行六面體4、晶胞中微粒數(shù)的求算晶胞中粒子數(shù)目的計算方法綜合應(yīng)用例一:石

2、墨晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,每一層由許多個正六邊形組成,則:(1)、平均每一個正六邊形占有的碳原子個數(shù)為:-(2)、每一層內(nèi)碳原子數(shù)目與C-C鍵數(shù)目的比是:-例二C70分子是形如橢球狀的多面體,該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮:C70分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學(xué)鍵;C70分子中只含有五邊形和六邊形;多面體遵循歐拉定理:頂點數(shù)+面數(shù)棱邊數(shù)=2根據(jù)以上敘述確定:(1)C70中的共價鍵類型;(2)C70分子中所含的單鍵數(shù)和雙鍵數(shù);(3)C70中的五邊形和六邊形各有多少個;例三已知NaCl晶體的晶胞如圖所示,它向三維空間延伸得到完美晶體。NiO晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl相同,Ni2+與最鄰近O2-的核間距離

3、為a10-8cm,計算NiO晶體的密度(已知NiO的摩爾質(zhì)量為74.7g/mol)知識點3、晶體的基本類型與性質(zhì)(一)分子晶體1、什么叫分子晶體?2、分子晶體的特點?3、哪些物質(zhì)可以形成分子晶體?有單個分子存在;化學(xué)式就是分子式。熔沸點較低,硬度較?。蝗廴趹B(tài)不導(dǎo)電。溶解性:“相似相溶原理”鹵素、氧氣、氫氣等多數(shù)非金屬單質(zhì)、稀有氣體、非金屬氫化物、多數(shù)非金屬氧化物等。分子間通過分子間作用力結(jié)合成的晶體。 氣體分子能夠凝結(jié)為液體和固體,是分子間作用力的結(jié)果。固體熔化為液體或液體變?yōu)闅怏w時,都要克服分子間作用力,所以分子間作用力越大,物質(zhì)熔沸點就越高。一般來說,對于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子質(zhì)量

4、越大,物質(zhì)的熔點、沸點也越高。 分子晶體的構(gòu)成粒子是分子,在固態(tài)及熔化狀態(tài)時仍以分子形式存在,不能導(dǎo)電;像HCl這樣的共價化合物(固態(tài)時為分子晶體)溶于水后,在水分子作用下,共價鍵破壞,可電離出自由移動的離子,因而能導(dǎo)電。50100150-100-150-50-20050100150200-250200250Cl2F2Br2I2F2Cl2Br2I2沸點熔點溫度/100200300-100-150-50-20050100150200-250400500CCl4CF4CBr4CF4CCl4CBr4CI4沸點熔點溫度/相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量分子間作用力與熔、沸點的關(guān)系鹵族單質(zhì)的熔點、沸點與相對分子

5、質(zhì)量的關(guān)系四鹵化碳的熔點、沸點與相對分子質(zhì)量的關(guān)系分子晶體的結(jié)構(gòu)干冰晶體結(jié)構(gòu)示意圖每個二氧化碳分子周圍有 個二氧化碳分子。 12下列敘述正確的是( )A、由分子構(gòu)成的物質(zhì)其熔點一定較低B、分子晶體在熔化時,共價鍵沒有被破壞C、分子晶體中分子間作用力越大,其化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定D、物質(zhì)在溶于水的過程中,化學(xué)鍵一定會被破壞或改變?!痉答伨毩?xí)】A、B2、最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團簇分子,如右圖所示:頂角和面心的原子是鈦原子,棱的中心和體心的原子是碳原子,它的化學(xué)式是_。Ti14C13(二)原子晶體1、什么叫原子晶體?2、原子晶體的特點?3、哪些物質(zhì)屬于原子晶體?原子間通過共價鍵結(jié)合成的具有空

6、間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體熔沸點很高,硬度很大,難溶于一般溶劑。金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅等。4、 原子晶體的特點、晶體中 單個分子存在;化學(xué)式只代表 。沒 有原子個數(shù)之比、熔、沸點 ;硬度 ; 溶于一般溶劑; 導(dǎo)電。很 高很 大難不5、 影響原子晶體熔沸點、硬度大小的因素:共價鍵的強弱鍵長的大小一般形成共價鍵的兩原子半徑越小鍵長越小,鍵能越 ,原子晶體的熔沸點越 ,硬度越 。大高大金剛石 的晶體結(jié)構(gòu)模型正四面體最小環(huán)為六元環(huán)在金剛石晶胞中占有的碳原子數(shù):81/8+61/2+4=81在金剛石晶體中每個碳原子周圍緊鄰的碳原子有個2在金剛石晶體中每個碳原子形成共價鍵3.在金剛石晶體中最小碳環(huán)由碳原子來

7、組成4.每個碳原子可形成個六元環(huán),每個C-C鍵可以形成個六元環(huán)。 5在金剛石晶體中碳原子個數(shù)與CC共價鍵個數(shù)之比是.在金剛石晶胞中占有的碳原子數(shù)4個1 26個48個12小結(jié):18010928SiO共價鍵二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)1. 在SiO2晶體中,每個硅原子與 個氧原子結(jié)合;每個氧原子與 個硅原子結(jié)合;在SiO2晶體中硅原子與氧原子個數(shù)之比是 。2. 在SiO2 晶體中,每個硅原子形成 個共價鍵;每個氧原子形成 個共價鍵;3. 在SiO2 晶體中,最小環(huán)為 元環(huán)。21:24421:41:2124.每個十二元環(huán)中平均含有硅原子 =61/12=1/2 硅原子個數(shù)與SiO 共價鍵個數(shù)之是 ;氧原子個數(shù)與

8、SiO 共價鍵個數(shù)之比是 。每個十二元環(huán)中平均含有SiO鍵=121/6=2 小結(jié):金剛石與二氧化硅的結(jié)構(gòu)比較氧原子碳原子二氧化硅中SiO鍵夾角為10928 在SiO2 晶體中,1個Si原子和4個O原子形成4個共價鍵,每個Si原子周圍結(jié)合4個O原子;同時,每個O原子跟2個Si原子相結(jié)合。實際上,SiO2 晶體是由Si原子和O原子按12的比例所組成的立體網(wǎng)狀的晶體石墨的晶體結(jié)構(gòu)模型石墨的晶體結(jié)構(gòu)石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu),在每一層內(nèi),碳原子排成六邊形,每個碳原子都與其他3個碳原子以共價鍵結(jié)合,形成平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在層與層之間,是以分子間作用力相結(jié)合的。由于同一層的碳原子間以較強的共價鍵結(jié)合,使石墨的熔點很

9、高。但由于層與層之間的分子間作用力較弱,容易滑動,使石墨的硬度很小。像石墨這樣的晶體一般稱為過渡型晶體或混合型晶體。 (1)層狀結(jié)構(gòu),最小碳環(huán)為平面正六邊形,即為六元環(huán)(在同一平面上)。 (2)每個碳原子為3個六元環(huán)所共有,每個C-C鍵為2個六元環(huán)所共有。 (3)每個六元環(huán)中平均含有碳原子=61/3=2 每個六元環(huán)中平均含有C-C鍵=61/2=3 即碳原子數(shù):C-C鍵鍵數(shù) =2:3 小結(jié): 晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元都是由硼原子組成的正二十面體的原子晶體。其中含有20個等邊三角形和一定數(shù)目的頂角,每個頂角各有一個原子,試觀察圖形回答。這個基本結(jié)構(gòu)單元由_個硼原子組成,共含有_個B-B鍵。1230無單

10、個分子存在;NaCl不表示分子式。熔沸點較高,硬度較大,難揮發(fā)難壓縮。水溶液或者熔融狀態(tài)下均導(dǎo)電。(三)離子晶體1、什么叫離子晶體?2、離子晶體的特點?3、哪些物質(zhì)屬于離子晶體?離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。強堿、部分金屬氧化物、絕大部分鹽類。 離子晶體由陰陽離子間通過離子鍵結(jié)合;熔化或氣化所要克服的離子間的作用力而消耗的能量較大,因此熔沸點較高。 NaCl是電解質(zhì),為什么在熔融狀態(tài)或在水溶液中能導(dǎo)電,而在固態(tài)時不能導(dǎo)電? 分析NaCl和CsCl晶體的不同與相似處在 NaCl晶體中,每個Na+周圍有 個Cl-,每個Cl-周圍有 個Na+;在每個Na+周圍與它最近的且距離相等的Na+有 個,在

11、每個Cl-周圍與它最近的且距離相等的Cl-有 個。 6688 氯化銫每個Cs+緊鄰_個Cl-,每個Cl-緊鄰_個Cs+。每個Cs+與_個最近的Cs+等距離相鄰,每個Cs+最多與_個Cs+等距離相鄰。 88612金屬的分類按密度分重金屬:銅、鉛、鋅等 輕金屬:鋁、鎂等 冶金工業(yè)黑色金屬:鐵、鉻、錳 有色金屬:除鐵、鉻、錳以外的金屬 按儲量分常見金屬:鐵、鋁等 稀有金屬:鋯、釩、鉬4.5g/cm3(四)金屬晶體 金屬的特點常溫下,單質(zhì)都是固體,汞(Hg)除外;大多數(shù)金屬呈銀白色,有金屬光澤,但金(Au)色,銅(Cu)色,鉍(Bi) 色,鉛(Pb) 色。 黃 紅 微紅 藍白分析: 通常情況下,金屬原

12、子的部分或全部外圍電子受原子核的束縛比較弱,在金屬晶體內(nèi)部,它們可以從金屬原子上“脫落”下來的價電子,形成自由流動的電子。這些電子不是專屬于某幾個特定的金屬離子,是均勻分布于整個晶體中,被所有原子共用.大多數(shù)金屬單質(zhì)都有較高的熔點,說明了什么?金屬能導(dǎo)電又說明了什么?說明金屬晶體中存在著強烈的相互作用;金屬具有導(dǎo)電性,說明金屬晶體中存在著能夠自由流動的電子。(1)定義:金屬離子和自由電子之間的強烈的相互作用。(2)形成 成鍵微粒: 金屬陽離子和自由電子 存 在: 金屬單質(zhì)和合金中(3)方向性: 無方向性1.金屬鍵【討論1】 金屬為什么易導(dǎo)電? 在金屬晶體中,存在著許多自由電子,這些自由電子的運

13、動是沒有一定方向的,但在外加電場的條件下自由電子就會發(fā)生定向運動,因而形成電流,所以金屬容易導(dǎo)電。晶體類型離子晶體金屬晶體 導(dǎo)電時的狀態(tài)導(dǎo)電粒子水溶液或熔融狀態(tài)下晶體狀態(tài)自由移動的離子自由電子比較離子晶體、金屬晶體導(dǎo)電的區(qū)別:三、金屬晶體的結(jié)構(gòu)與金屬性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系1、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬導(dǎo)電性的關(guān)系【討論2】金屬為什么易導(dǎo)熱? 自由電子在運動時經(jīng)常與金屬離子碰撞,引起兩者能量的交換。當(dāng)金屬某部分受熱時,那個區(qū)域里的自由電子能量增加,運動速度加快,通過碰撞,把能量傳給金屬離子。 金屬容易導(dǎo)熱,是由于自由電子運動時與金屬離子碰撞把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分,從而使整塊金屬達到相同的溫度。2、

14、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬導(dǎo)熱性的關(guān)系【討論3】金屬為什么具有較好的延展性? 原子晶體受外力作用時,原子間的位移必然導(dǎo)致共價鍵的斷裂,因而難以鍛壓成型,無延展性。而金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的相互作用沒有方向性,各原子層之間發(fā)生相對滑動以后,仍可保持這種相互作用,因而即使在外力作用下,發(fā)生形變也不易斷裂。3、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬延展性的關(guān)系4、金屬晶體結(jié)構(gòu)具有金屬光澤和顏色由于自由電子可吸收所有頻率的光,然后很快釋放出各種頻率的光,因此絕大多數(shù)金屬具有銀白色或鋼灰色光澤。而某些金屬(如銅、金、銫、鉛等)由于較易吸收某些頻率的光而呈現(xiàn)較為特殊的顏色。當(dāng)金屬成粉末狀時,金屬晶體的晶面取向雜亂、晶格排

15、列不規(guī)則,吸收可見光后輻射不出去,所以成黑色。四、金屬晶體熔點變化規(guī)律1、金屬晶體熔點變化較大,與金屬晶體緊密堆積方式、金屬陽離子與自由電子之間的金屬鍵的強弱有密切關(guān)系熔點最低的金屬:汞(常溫時液態(tài))熔點很高的金屬:鎢(3410) 鐵的熔點:1535 2、一般情況下,金屬晶體熔點由金屬鍵強弱決定: 金屬陽離子半徑越小,所帶電荷越多,自由電子越多,金屬鍵越強,熔點就相應(yīng)越高,硬度也越大。但金屬性越弱如:K Na Mg Al Li Na K Rb Cs同一周期金屬原子半徑越來越小,單位體積內(nèi)自由電子數(shù)增加,故熔點越來越高,硬度越來越大;同一主族金屬原子半徑越來越大,單位體積內(nèi)自由電子數(shù)減少,故熔點

16、越來越低,硬度越來越小。 二、四類晶型的典型晶體模型比較晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解原子晶體金剛石(1)每個碳與4個碳以共價鍵結(jié)合,形成正四面體結(jié)構(gòu)(2)鍵角均為109.5(3)最小碳環(huán)由6個C組成且六原子不在同一平面內(nèi)(4)每個C參與4條CC鍵的形成,C原子數(shù)與CC鍵之比為12.晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解原子晶體SiO2(1)每個Si與4個O以共價鍵結(jié)合,形成正四面體結(jié)構(gòu)(2)每個正四面體占有1個Si,4個“ O”,n(Si)n(O)12(3)最小環(huán)上有12個原子,即6個O,6個Si晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解分子晶體干冰(1)8個CO2分子構(gòu)成立方體且在6個面心又各占據(jù)1個CO2分子(2)每個CO2分子周圍等距

17、緊鄰的CO2分子有12個晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解離子晶體NaCl(型)(1)每個Na(Cl)周圍等距且緊鄰的Cl(Na)有6個每個Na周圍等距且緊鄰的Na有12個(2)每個晶胞中含4個Na和4個Cl晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解離子晶體CsCl(型)(1)每個Cs周圍等距且緊鄰的Cl有8個,每個Cs(Cl)周圍等距且緊鄰的Cs(Cl)有6個(2)如圖為8個晶胞,每個晶胞中含1個Cs、1個Cl晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解金屬晶體A1型(銅型)面心立方最密堆積典型代表Cu、Ag、Au配位數(shù)為12晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解金屬晶體A2型(鉀型)體心立方密堆積典型代表Na、K、Fe配位數(shù)為8A3型(鎂型)六方最密堆積典型代表Mg

18、、Zn、Ti配位數(shù)為12三、 四種晶體類型的判斷1晶體類型的判斷(1)依據(jù)構(gòu)成晶體的微粒和微粒間的作用判斷離子晶體的構(gòu)成微粒是陰、陽離子,微粒間的作用是離子鍵原子晶體的構(gòu)成微粒是原子,微粒間的作用是共價鍵分子晶體的構(gòu)成微粒是分子,微粒間的作用為分子間作用力金屬晶體的構(gòu)成微粒是金屬陽離子和自由電子,微粒間的作用是金屬鍵(2)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(NaOH、KOH等)和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硅等)、非金屬氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機物(有機鹽除外)是分子晶體常見的原子晶體單質(zhì)有金剛石

19、、晶體硅、晶體硼等,常見的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅等金屬單質(zhì)是金屬晶體(3)依據(jù)晶體的熔點判斷離子晶體的熔點較高,常有數(shù)百至一千攝氏度以上原子晶體熔點高,常在一千攝氏度至幾千攝氏度分子晶體熔點低,常在數(shù)百攝氏度以下至很低溫度金屬晶體多數(shù)熔點高,但也有相當(dāng)?shù)偷?4)依據(jù)導(dǎo)電性判斷離子晶體溶于水或熔融時能導(dǎo)電原子晶體一般為非導(dǎo)體分子晶體為非導(dǎo)體,而分子晶體中的電解質(zhì)(主要是酸和強極性鍵非金屬氫化物)溶于水,使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由移動的離子也能導(dǎo)電金屬晶體是電的良導(dǎo)體(5)依據(jù)硬度和機械性能判斷離子晶體硬度較大或硬而脆原子晶體硬度大分子晶體硬度小且較脆金屬晶體多數(shù)硬度大,但也有較低的,

20、且具有延展性四、晶體熔、沸點高低的比較(1)不同類型晶體的熔、沸點高低一般規(guī)律原子晶體離子晶體分子晶體。金屬晶體的熔、沸點差別很大,如鎢、鉑等沸點很高,汞、銫等沸點很低。根據(jù)物質(zhì)在同條件下的狀態(tài)不同.一般熔、沸點:固液氣.(2)原子晶體由共價鍵形成的原子晶體中,原子半徑小的鍵長短,鍵能大,晶體的熔、沸點高。如熔點:金剛石碳化硅硅。(3)離子晶體一般地說,陰陽離子的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,則離子間的作用力就越強,其離子晶體的熔、沸點就越高,如熔點:MgOMgCl2NaClCsCl。(4)分子晶體分子間的作用力越大,物質(zhì)的熔、沸點越高;具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常的高。如H2OH2TeH2Se

21、H2S。組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,熔、沸點越高,如SnH4GeH4SiH4CH4。組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近),分子的極性越大,其熔、沸點越高,如CON2,CH3OHCH3CH3。(5)金屬晶體金屬離子半徑越小,離子電荷數(shù)越多,其金屬鍵越強,金屬熔、沸點就越高,如熔、沸點:NaMgAl。例1 (2010山東高考、江蘇高考、全國新課標(biāo)卷摘編)(1)鉛、鋇、氧形成的某化合物的晶胞結(jié)構(gòu)是:Pb4處于立方晶胞頂點,Ba2處于晶胞中心,O2處于晶胞棱邊中心該化合物化學(xué)式為_,每個Ba2與_個O2配位(3)在晶胞中12條棱上有12個F,每個F被四個晶胞共用,平均分在每個晶胞

22、中的F有3個每個晶胞的8個頂角上有8個Mg2,每個Mg2被8個晶胞共用,平均分在每個晶胞中的Mg2,只有1個,K完全屬于其中的一個晶胞,故該晶體的組成FMg2K311.答案 (1)BaPbO312(2)4(3)311例2C和Si元素在化學(xué)中占有極其重要的地位(1)SiC的晶體結(jié)構(gòu)與晶體硅的相似,其中C原子的雜化方式為_,微粒間存在的作用力是_,SiC和晶體Si的熔沸點高低順序是_(2)氧化物MO的電子總數(shù)與SiC的相等,則M為_(填元素符號)MO是優(yōu)良的耐高溫材料,其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl晶體相似MO的熔點比CaO的高,其原因是_,Na、M、Ca三種晶體共同的物理性質(zhì)是_(填序號)有金屬光澤導(dǎo)電性

23、導(dǎo)熱性延展性(3)C、Si為同一主族的元素,CO2和SiO2的化學(xué)式相似,但結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有很大的不同SiO2屬于_晶體,CO2屬于_晶體,所以熔點CO2_SiO2(填“”)(4)金剛石、晶體硅、二氧化硅、MO、CO2、M六種晶體的組成微粒分別是_,熔化時克服的微粒間的作用力分別是_名師精析 (1)晶體硅中一個硅原子周圍與4個硅原子相連,呈正四面體結(jié)構(gòu),所以雜化方式是sp3,因為SiC的鍵長小于SiSi,所以熔點碳化硅晶體硅(2)SiC電子總數(shù)是20個,則該氧化物為MgO;晶格能與所組成離子所帶電荷成正比,與離子半徑成反比,MgO與CaO的離子電荷數(shù)相同,Mg2半徑比Ca2小,MgO晶格能大,熔點

24、高Na、Mg、Ca三種晶體均為金屬晶體,金屬晶體都有金屬光澤,都能導(dǎo)電、導(dǎo)熱,都具有一定的延展性. (3)SiO2為原子晶體,CO2為分子晶體,所以熔點SiO2CO2.(4)金剛石、晶體硅、二氧化硅均為原子晶體,組成微粒為原子,熔化時破壞共價鍵;Mg為金屬晶體,由金屬陽離子和自由電子構(gòu)成,熔化時克服金屬鍵,CO2為分子晶體,由分子構(gòu)成,CO2分子間以分子間作用力結(jié)合;MgO為離子晶體,由Mg2和O2構(gòu)成,熔化時破壞離子鍵答案(1)sp3共價鍵SiCSi(2)MgMg2半徑比Ca2小,MgO晶格能大(3)原子分子NaClSiI4B沸點:NH3PH3AsH3C酸性:HClO4H2SO4H3PO4D

25、堿性:NaOHMg(OH)2Al(OH)3解析:Si3N4、NaCl、SiI4分別為原子晶體、離子晶體和分子晶體,故熔點大小順序為:Si3N4NaClSiI4,A項正確;NH3、PH3、AsH3均為分子晶體,且分子的組成和結(jié)構(gòu)相似,由于NH3分子間存在氫鍵,其沸點最高,而PH3的相對分子質(zhì)量小于AsH3的,因此分子間作用力PH3小于AsH3,則沸點PH3小于AsH3,B項錯誤;元素的非金屬性越強,其最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性越強,由于非金屬性:ClSP,故酸性:HClO4H2SO4H3PO4,C項正確;元素的金屬性越強,其最高價氧化物對應(yīng)的水化物的堿性越強,由于金屬性:NaMgAl,故堿性

26、:NaOHMg(OH)2Al(OH)3 ,D項正確答案:B一、選擇題(本題包括10小題,每小題4分,共40分.)1(2010全國卷)下列判斷錯誤的是()A熔點:Si3N4NaClSiI4B沸點:NH3PH3AsH3C酸性:HClO4H2SO4H3PO4D堿性:NaOHMg(OH)2Al(OH)3解析:Si3N4、NaCl、SiI4分別為原子晶體、離子晶體和分子晶體,故熔點大小順序為:Si3N4NaClSiI4,A項正確;NH3、PH3、AsH3均為分子晶體,且分子的組成和結(jié)構(gòu)相似,由于NH3分子間存在氫鍵,其沸點最高,而PH3的相對分子質(zhì)量小于AsH3的,因此分子間作用力PH3小于AsH3,則

27、沸點PH3小于AsH3,B項錯誤;元素的非金屬性越強,其最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性越強,由于非金屬性:ClSP,故酸性:HClO4H2SO4H3PO4,C項正確;元素的金屬性越強,其最高價氧化物對應(yīng)的水化物的堿性越強,由于金屬性:NaMgAl,故堿性:NaOHMg(OH)2Al(OH)3 ,D項正確答案:B2(2010四川高考)下列說法正確的是()A原子最外層電子數(shù)為2的元素一定處于周期表A族B主族元素X、Y能形成XY2型化合物,則X與Y的原子序數(shù)之差可能為2或5C氯化氫的沸點比氟化氫的沸點高D同主族元素形成的氧化物的晶體類型均相同解析:He原子最外層電子數(shù)為2,元素周期表副族中某些元素原

28、子最外層電子數(shù)也是2,A錯;形成XY2型化合物的X、Y可以分別是A族和A族,如MgCl2,此時原子序數(shù)相差5,X、Y也可以分別是A族和A族,如CO2,此時原子序數(shù)相差2,B正確;由于HF中存在氫鍵,故氯化氫的沸點低于氟化氫的沸點,C錯;CO2晶體是分子晶體,SiO2晶體是原子晶體,D錯答案:B3(2010浙江高考)有X、Y、Z、W、M五種短周期元素,其中X、Y、Z、W同周期,Z、M同主族;X與M2具有相同的電子層結(jié)構(gòu);離子半徑:Z2W;Y的單質(zhì)晶體熔點高、硬度大,是一種重要的半導(dǎo)體材料下列說法中,正確的是()AX、M兩種元素只能形成X2M型化合物B由于W、Z、M元素的氫化物相對分子質(zhì)量依次減小

29、,所以其沸點依次降低C元素Y、Z、W的單質(zhì)晶體屬于同種類型的晶體D元素W和M的某些單質(zhì)可作為水處理中的消毒劑解析:本題的突破口在Y上,短周期元素形成的單質(zhì)中,熔點高、硬度大的半導(dǎo)體材料是硅,由此可推知X、Z、W、M分別是Na、S、Cl和O元素A項鈉元素和氧元素可形成Na2O和Na2O2兩種化合物,不正確;B項因H2O分子間存在氫鍵,其相對分子質(zhì)量最小,沸點卻最高,不正確;C項,硅單質(zhì)是原子晶體,硫單質(zhì)和氯氣是分子晶體,不正確;D項,氯氣和臭氧都可以用作水處理中的消毒劑,正確答案:D4(2011安慶模擬)下列各晶體熔沸點高低的比較,正確的是()A硅金剛石石英砂BCsClKClNaClCSiO2C

30、O2Hg DH2ONH3H2解析:SiSi鍵長比CC鍵長大,熔沸點:金剛石大于硅,A錯;離子半徑:NaKCs,熔沸點:CsClKClCO2,C錯答案:D5(2010全國卷)下面關(guān)于SiO2晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的敘述正確的是()A最小的環(huán)上,有3個Si原子和3個O原子B最小的環(huán)上,Si和O原子數(shù)之比為12C最小的環(huán)上,有6個Si原子和6個O原子D存在四面體結(jié)構(gòu)單元,O處于中心,Si處于4個頂角解析:二氧化硅晶體相當(dāng)于將金剛石晶體中的C原子換成Si原子,同時在每兩個Si原子中心連線上的中間加上一個O原子,最小的環(huán)上有12個原子(6個Si原子和6個O原子),A項錯誤,C項正確;最小的環(huán)上Si和O原子數(shù)之比為

31、11,B項錯誤;SiO2晶體為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),每個Si原子與相鄰的4個O原子以共價鍵相結(jié)合,前者位于四面體的中心,后者位于正四面體的4個頂點,D錯答案:C6已知C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度,且構(gòu)成該晶體的微粒間只以單鍵結(jié)合下列關(guān)于C3N4晶體的說法錯誤的是()A該晶體屬于原子晶體,其化學(xué)鍵比金剛石更牢固B該晶體中每個碳原子連接4個氮原子、每個氮原子連接3個碳原子C該晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)D該晶體與金剛石相似,都是原子間以非極性鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)解析:C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度,所以一定屬于原子晶體,其化學(xué)鍵為CN共價鍵,由于N原子半徑小于C原子半徑,CN鍵比C

32、C鍵鍵長短,更加牢固,A項說法正確;根據(jù)碳原子與氮原子結(jié)構(gòu)與元素化合價,碳原子形成4個共價鍵而氮原子形成3個共價鍵,每個碳原子連接4個氮原子、每個氮原子連接3個碳原子,二者均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),B、C說法均正確;該晶體中CN鍵屬于極性共價鍵,所以D項錯誤 答案:D7(2011鎮(zhèn)江模擬)納米材料的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的比例極大,這是它具有許多特殊性質(zhì)的原因假設(shè)某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰好與氯化鈉晶胞的大小和形狀(如圖所示)相同則這種納米顆粒的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的百分數(shù)為()A87.5% B92.9%C96.3% D100%解析:在該晶胞中共含27個微粒,26個在表面,1個在體心,則表面粒子

33、數(shù)占總粒子數(shù)的百分數(shù)為100%96.3%.答案:C8朱經(jīng)武(Paul Chu)教授等發(fā)現(xiàn)釔鋇銅氧化合物在90K時即具有超導(dǎo)性,該化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:該化合物以Y2O3、BaCO3和CuO為原料,經(jīng)研磨燒結(jié)而成,其原料配比(物質(zhì)的量之比)為()A111 B146C123 D223解析:晶胞中鋇原子個數(shù)為2,銅原子個數(shù)為883,釔原子個數(shù)為1,則Y2O3、BaCO3、CuO之比為(1)23146.答案:B9通常情況下,氯化鈉、氯化銫、二氧化碳和二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)分別如下圖所示:下列關(guān)于這些晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述不正確的是()A同一主族的元素與另一相同元素所形成的化學(xué)式相似的物質(zhì)不一定具有相同的

34、晶體結(jié)構(gòu)B氯化鈉、氯化銫和二氧化碳的晶體都有立方的晶胞結(jié)構(gòu),它們具有相似的物理性質(zhì)C二氧化碳晶體是分子晶體,其中不僅存在分子間作用力,而且也存在共價鍵D在二氧化硅晶體中,平均每個Si原子形成4個SiO共價單鍵解析:SiO2和CO2的化學(xué)式相似,但其晶體結(jié)構(gòu)不同,A項正確;二氧化碳為分子晶體,因此分子間存在分子間作用力,而分子內(nèi)部碳原子和氧原子間形成共價鍵,氯化鈉和氯化銫為離子晶體,所以物理性質(zhì)不同,B項錯誤,C項正確根據(jù)二氧化硅的結(jié)構(gòu)可判斷D項正確答案:B10.食鹽晶體是由鈉離子(如圖中的“”)和氯離子(右圖中的“”)組成的,且均為等距離的交錯排列已知食鹽的密度是2.2 gcm3,阿伏加德羅常

35、數(shù)的值為6.021023mol1.在食鹽晶體中兩個距離最近的鈉離子中心間的距離最接近于()A3.0108 cm B3.5108 cmC4.0108 cm D5.0108 cm解析:從NaCl晶體結(jié)構(gòu)模型中分割出一個小立方體,如下圖所示,a表示其邊長,d表示兩個Na中心間的距離,每個小立方體含Na:1/841/2,含Cl:1/841/2,即每個小立方體含NaCl離子對1/2個則有:m/v(58.5/6.02*1023)*1/2/a32.2 gcm3解得a2.81108cm.又因為d 根號2* a,故食鹽晶體中兩個距離最近的Na中心間的距離為d 根號2 2.81108cm4.0108cm.答案:C

36、二、非選擇題(本題包括4小題,共60分.)11(16分)如圖表示一些晶體中的某些結(jié)構(gòu),它們分別是NaCl、CsCl、干冰、金剛石、石墨結(jié)構(gòu)中的某一種的某一部分(1)其中代表金剛石的是(填編號字母,下同)_,其中每個碳原子與_個碳原子最接近且距離相等金剛石屬于_晶體(2)其中代表石墨的是_,其中每個正六邊形占有碳原子數(shù)平均為_個(3)其中代表NaCl的是_,每個Na周圍與它最接近且距離相等的Na有_個(4)代表CsCl的是_,它屬于_晶體,每個Cs與_個Cl緊鄰(5)代表干冰的是_,它屬于_晶體,每個CO2分子與_個CO2分子緊鄰(6)上述五種物質(zhì)熔點由高到低的排列順序為_解析:根據(jù)不同物質(zhì)晶體

37、的結(jié)構(gòu)特點來辨別圖形所代表的物質(zhì)NaCl晶體是簡單立方單元,每個Na與6個Cl緊鄰,每個Cl又與6個Na緊鄰,但觀察與Na距離最近且等距離的Na數(shù)目時要拋開Cl,從空間結(jié)構(gòu)上看是12個Na,即x、y、z軸面上各有4個Na.CsCl晶體由Cs、Cl分別構(gòu)成立方結(jié)構(gòu),但Cs組成立方的中心有1個Cl,Cl組成的立方中心又鑲?cè)?個Cs,可稱為“體心立方”結(jié)構(gòu)Cl緊鄰8個Cs,Cs緊鄰8個Cl.干冰也是立方體結(jié)構(gòu),但在立方體每個正方形面的中央都有一個CO2分子也組成立方結(jié)構(gòu),彼此相互套入面的中心每個CO2分子在三維空間里三個面各緊鄰4個CO2分子,共12個CO2分子金剛石的基本單元是正四面體每個碳原子緊

38、鄰4個其他碳原子石墨的片層由正六邊形結(jié)構(gòu)組成,每個碳原子緊鄰另外3個碳原子,每個碳原子為三個六邊形共用,即每個六邊形占有1個碳原子的1/3,所以大的結(jié)構(gòu)中每個六邊形占有的碳原子數(shù)是62個晶體熔點通常由晶格質(zhì)點間作用力而定原子晶體中原子間共價鍵牢固,熔點很高分子晶體的分子間作用力較弱,熔沸點較低答案:(1)D4原子(2)E2(3)A12(4)C離子8(5)B分子12(6)石墨金剛石NaClCsCl干冰12(14分)銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要用途,如金屬銅用來制造電線電纜,五水硫酸銅可用作殺菌劑(1)Cu位于元素周期表第B 族Cu2的核外電子排布式為_(2)如圖是銅的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)示意

39、圖,可確定該晶胞中陰離子的個數(shù)為_(3)Cu2O的熔點比Cu2S的_(填“高”或“低”),請解釋原因_(4)右圖是CaF2晶胞,B代表_元素;該離子化合物晶體的密度為a g/cm3,則晶胞的體積是_(只要求列出算式)解析:(1)電子排布為結(jié)構(gòu)化學(xué)中的重點特別是24號、29號,存在半充滿和全充滿狀態(tài)的元素Cu2應(yīng)先寫出Cu原子的電子排布,然后從外向內(nèi)失去2個電子(2)對O2個數(shù)的計算,面上的按算,頂點上按算,棱上按算,體心按1個算,可得O2個數(shù)為:82414(個)(3)離子晶體中,離子鍵越短,離子鍵越強,離子化合物熔點越高,由于O2的半徑小于S2的半徑,所以Cu與O2形成的離子鍵強于Cu與S2形成的離子鍵(4)CaF2晶胞中Ca2和F的個數(shù)比應(yīng)為12A(小球)個數(shù)864B(大球)個數(shù)8(大球都大晶胞內(nèi))故B代表F,元素符號為F.1 mol CaF2晶胞中有4 mol CaF2,質(zhì)量為478 g1 mol CaF2晶胞的體積為

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