2022年2022年晶体的类型与性质 .pdf

晶体的类型与性质A.复习重点1离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体组成粒子，粒子间作用力、熔沸点、硬度、导电性；2影响晶体熔点和沸点的因素；3分子间作用力及其对物质熔点、沸点等物理性质的影响。2难点聚焦（2）晶体类型及性质比较晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体组成晶体的粒子阳离子和阴离子原子分子组成晶体粒子间的相互作用离子键共价键范德华力（有的还有氢键）典型实例NaCl 金刚石、晶体硅、SiO2、SiC 冰（ H2O） 、干冰（ CO2）晶体的物理特性熔点、沸点熔点较高、沸点高熔、沸点高熔、沸点低导热性不良不良不良导电性固态不导电，熔化或溶于水能导电差差机械加工性能不良不良不良硬度略硬而脆高硬度硬度较小（3）化学键与分子间作用力的比较化学键分子间力概念相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用物质的分子间存在的微弱的相互作用范围分子内或某些晶体内分子间能量键能一般为：120800 kJmol1约几个至数十个kJmol1性质影响主要影响分子的化学性质主要影响物质的物理性质（4）晶体性质的比较:比较晶体的硬度大小、熔沸点高低等物理性质的依据是：（5）非极性分子和极性分子分子空间构型对称，正负电荷重心重合的分子叫非极性分子。分子空间构型不对称，正负电荷重心不重合的分子叫极性分子。（6）共价键与离子键之间没有绝对的界限名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 3例题精讲例 1（98全国）下列分子所有原子都满足8 电子的结构的是（）A. 光气（2COCl）B. 六氟化硫C. 二氟化氙D. 三氟化硼分析： 从光气的结构式OClCCl|可以看出各原子最外层都满足8 电子结构， 应选 A。硫最外层有6 个电子，氟已然形成8 个电子，分别形成共价的二氟化物，六氟化物后，最外层必然超过8 个电子。3BF中 B 原子最外层只有6 个电子，可见3BF是一种“缺电子化合物” 。例 2 下图是NaCl晶体结构的示意图： （ 1）若用NaClO，请将位置表示出来；（2）每个Na周围与它最接近且距离相等的Na有个。分析： 解答此类问题常用的是“分割法”从晶体中分出最小的结构单元，或将最小的结构单元分成若干个面。答案： 12 x平面y平面z平面例 3 在金刚石结构中，碳原子与共价键数目之比。分析： 取一结构单元，1 个 C 原子连 4 条键，一条键为二个原子所共用，为每个C 原子只提供，所以 C 原子与键数目之比：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 答案：例 4 如下图，是某晶体最小的结构单元，试写出其化学式。分析： 此题采用延伸法：顶点上的原子，被8 个晶体所共用，对每一个晶体只提供81棱边上的原子，被4 个晶体所共用，对每一个晶体只提供41面心上的原子，被2 个晶体所共用，对每一个晶体只提供21体心上的原子，被1 个晶体所共用，对每一个晶体只提供1 据此：1:3:11:4112:818:zyx化学式为zxy3 例 5下图是超导化合物-钙钛矿晶体中最小重复单元(晶胞 ) 的结构。请回答：(1) 该化合物的化学式为。(2) 在该化合物晶体中，与某个钛离子距离最近且相等的其他钛离子共有个。(3) 设该化合物的式量为M ，密度为ag/cm3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中钙离子与钛离子之间的最短距离为。解析： (1) 这个晶胞对位于顶点上的每个钛原子占有的份额为1/8 ，所以，它单独占有的钛原子个数为81/8=1 个；它对位于棱上的每个氧原子占有的份额为1/4 ，所以，它单独占有的氧原子个数为121/4=3 个；它全部拥有体内的那一个钙原子，所以， 该晶胞中单独占有的钛原子、 氧原子和钙原子的个数分别为：1、3、1；所以，该化合物的化学式为CaTiO3。(2) 钛位于立方体的顶点上，与一个钛离子距离最近的钛离子是与它共棱的。从上面立方晶胞进行堆积的图2 和图 3 可以看出， 在 X轴或 Y轴或 Z 轴上，与它共棱的离子都是二个，所以，共 6 个。(3) 这是个综合性较大的习题。设这种立方晶胞的边长是b，那么，钙离子与钛离子之间的距离是体对角线的一半，即。下面求 b。因为每个立方体的体积为b3，而 NA个这样的立方体堆积到一起就是1mol 晶体，其质量为Mg ，其体积为Mg/ag/cm3=M/a cm3。所以， NAb3=M/a cm3，所以，所以，题中所求距离为。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 4实战演练一、选择题1.（ 2002 年上海高考题）在下列有关晶体的叙述中错误的是A.离子晶体中，一定存在离子键B.原子晶体中，只存在共价键C.金属晶体的熔沸点均很高D.稀有气体的原子能形成分子晶体2.（ 2003 年春季高考题）下列说法正确的是A.非金属元素R 所形成的含氧酸盐（MaROb）中的 R 元素必定呈现正价B.只有非金属能形成含氧酸或含氧酸盐C.除稀有气体外的非金属元素都能生成不同价态的含氧酸D.非金属的最高价含氧酸都具有强氧化性3.下列物质的晶体中，不存在分子的是A.二氧化碳B.二氧化硫C.二氧化硅D.二硫化碳4.下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是A.金刚石晶体硅二氧化硅碳化硅B.CI4CBr4 CCl4CH4C.MgO H2OO2NH3D.金刚石生铁纯铁钠5.离子晶体熔点高低取决于晶体中阳离子与阴离子的静电引力，静电引力大则熔点高，引力小则反之。试根据你学到的电学知识，判断KCl 、NaCl、CaO、BaO 四种晶体熔点的高低顺序是A.KCl NaClBaOCaOB.NaCl KCl CaO BaOC.CaOBaOKCl NaClD.CaOBaONaCl KCl 6.实现下列变化时，需克服相同类型作用力的是A.水晶和干冰的熔化B.食盐和冰醋酸熔化C.液溴和液汞的气化D. 纯碱和烧碱的熔化7.氮化硅是一种新合成的结构材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化时，所克服的粒子间的作用力与氮化硅所克服的粒子间的作用力都相同的是A.硝石和金刚石B.晶体硅和水晶C.冰和干冰D.萘和蒽8.1919 年朗缪尔提出等电子体原理：凡原子数与总电子数均相等的物质，其结构相同，物质性质相近。相应的物质称为“等电子体”。已知一种新型层状结构的无机材料BN 的一种同分异构体2BN 平面结构如图所示，则该物质的用途正确的是A.是一种坚硬耐磨材料B.是高温润滑材料、电器材料C.是化学纤维生产的原料D.不能确定9.石墨晶体如图所示，每一层由无数个正六边形构成，则平均每个正六边形所占有的碳原子数为名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - A.6 个B.4 个C.3 个D.2 个第 28 届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类1000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46 个水分子构建成8 个笼，每个笼可容纳1 个 CH4分子或 1 个游离 H2O 分子。根据上述信息，完成第10、11 题。10.下列关于天然气水合物中两种分子极性的描述正确的是A.两种都是极性分子C.CH4是极性分子， H2O 是非极性分子B.两种都是非极性分子D.H2O 是极性分子， CH4是非极性分子11.若晶体中每8 个笼只有6 个容纳了 CH4分子，另外2 个笼被游离H2O 分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为A.CH414H2O B.CH48H2OC.CH4732H2O D.CH46H2O 二、非选择题（共56 分）12.在金刚石的网状结构中，含有共价键形成的碳原子环，其中最小的环上有个碳原子，每个碳原子的任意两个CC 键的夹角都是(填角度 )。如果 CC 键的键能是kJ mol1， 则将 12 g 金刚石碳碳键完全破坏掉需要的能量是kJ。13.氮化钠 (Na3N）是科学家制备的一种重要化合物，它与水作用可产生NH3，请回答下列问题：(1)Na3N 的电子式是，该化合物是由键形成。(2)Na3N 与盐酸反应生成种盐，其化学式是。(3)Na3N 与水的反应属于反应。(4)比较 Na3N 中两种粒子的半径：V(Na) V（N3） 。14.根据离子晶体的晶胞(晶体中最小重复单元)，求阴、阳离子个数比的方法是：(1)处于顶点的离子，同时为8 个晶胞共有，每个离子有18 属于晶胞；(2)处于棱上的离子同时为4 个晶胞共有，每个离子有14 属于晶胞；(3)处于面上的离子，同时为2 个晶胞共有，每个离子有1/2 属于晶胞；(4)处于内部的离子，则完全属于该晶胞。现有甲、乙、丙三种晶胞，可推知甲晶体化学式为，乙晶体的化学式为，丙晶体中C 与 D 的个数比为。15.X、Y、Z 三种常见的短周期元素，可以形成XY2、Z2、3、Z22、Z2等化合物。已知Y 的离子和Z 的离子有相同的电子层结构，X 离子比 Y 离子多一个电子层。试名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 回答：(1)X 离子的结构简图。(2)写出工业上由XY2制取 XY3的化学方程式。(3)Z2对应水化物的碱性比LiOH 。(4)Z22的电子式为，其中含有键和键。Z22溶在水中的反应方程式。(5)Z2属于晶体，它与水反应的离子方程式为。16.(1)中学教材上图示了NaCl 晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO( 氧化镍)晶体的结构与NaCl 相同， Ni2与最邻近O2的核间距离为a108cm，计算 NiO 晶体的密度 (已知 NiO 的摩尔质量为74.7 gmol1)。(2)天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO 晶体中就存在如图所示的缺陷：一个Ni2空缺，另有两个Ni2被两个 Ni3所取代。其结果，晶体仍呈电中性。但化合物中Ni 和 O 的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O，试计算该晶体中Ni3与 Ni2的离子数之比。附参考答案一、 1.C 2.A 3.C4.解析：比较物质熔、沸点高低时，首先判断晶体类型。一般是，原子晶体离子晶体分子晶体；然后比较同一类型晶体中，粒子间的作用力。共价键比键长，离子键看离子半径 和 电 荷 数 ， 分 子 间 作 用 力 主 要 比 分 子 量 的 大 小 。 （ 注 意 氢 键 的 存 在 ）答案： B5.D 6.D 7.B8.解析：每一个环内电子数为353736，与石墨层中一个环内电子数66 36是相同的，故与石墨为“等电子体”，性质类似石墨。答案： B9.解析：每个碳原子为三个六元环所共有，则每个正六边形所占有的碳原子数为631=2个。答案： D10.D 11.B二、 12.6 109282 W名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 2Na2O22H2O=4NaOH O2(5)离子S2H2OHSOHHSH2OH2SOH16.（1）密度 =31231338a0.62mol1002.62molg7.74cm)cm10acm100(gcm3（2）691 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -