【整合】人教版高中化学选修三第三章单元复习学案2.doc

一、晶体基本类型和性质的比较类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体概念分子间靠分子间作用力结合而成的晶体原子之间以共价键结合而形成的具有空间网状结构的晶体金属阳离子和自由电子以金属键结合而形成的晶体阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体结构构成粒子粒子间的相互作用力性质硬度较小很大有的很大，有的很小较大熔、沸点较低有的很高，有的很低溶解性相似相溶导电、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良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电延展性无无良好无物质类别及举例大多数非金属单质(如P4、Cl2)、气态氢化物、酸(如HCl、H2SO4)、非金属氧化物(如SO2、CO2，SiO2除外)、绝大多数有机物(如CH4，有机盐除外)一部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)，一部分非金属化合物(如SiC、SiO2)金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)典例导悟1(2010·徐州质检)下列叙述正确的是()A分子晶体中的每个分子内一定含有共价键B原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键C离子晶体中可能含有共价键D金属晶体的熔点和沸点都很高二、晶体的有关计算1确定晶体组成的方法均摊法均摊法：指每个晶胞平均拥有的粒子数目。如：某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于一个晶胞。(1)长方体形(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献处于顶点的粒子，同时为_个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为_。处于棱上的粒子，同时为_个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为_。处于面上的粒子，同时为_个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为_。处于体心的粒子，则完全属于该晶胞，对晶胞的贡献为_。(2)非长方体形(正方体)晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内6个碳原子排成六边形，其顶点的1个碳原子对六边形的贡献为1/3。典例导悟2右图为高温超导领域里的一种化合物钙钛矿晶体结构是具有代表性的最小重复单元。(1)在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最近且等距离的钛原子共有_个。(2)该晶体中，元素氧、钛、钙的个数比是_。2晶体密度(或微粒间距离)的计算解题思路知道微粒间距离晶胞体积密度，或已知密度求微粒间距离。典例导悟3右图是氯化铯晶体的晶胞(晶体中的最小重复单元)，已知晶体中两个最近的Cs核间距离为a cm，氯化铯的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体密度是()A. g·cm3 B.g·cm3C. g·cm3 D. g·cm3题组一晶体的“分割”与计算3(2010·全国理综，13)下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是()A最小的环上，有3个Si原子和3个O原子B最小的环上，Si和O原子数之比为12C最小的环上，有6个Si原子和6个O原子D存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶点4.2010·全国课标卷，37(4)X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为XYZ_。52010·山东理综，32(4)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb4处于立方晶胞顶点，Ba2处于晶胞中心，O2处于晶胞棱边中心。该化合物化学式为_，每个Ba2与_个O2配位。题组二晶体的类型与晶体的性质6(2011·江苏21A)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。回答下列问题：(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为_，1 mol Y2X2含有键的数目为_。(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是_。(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是_。(4)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是_，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为_。7(2010·浙江理综，8)有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X与M2具有相同的电子层结构；离子半径：Z2>W；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法中，正确的是()AX、M两种元素只能形成X2M型化合物B由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低C元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体D元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂82010·海南，19()金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：(1)Ni原子的核外电子排布式为_；(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2和Fe2的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO_FeO(填“<”或“>”)；(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为_、_；(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如下图所示。该合金的化学式为_；题组一晶体的结构与性质1下列关于晶体的说法正确的是()A在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D分子晶体的熔点一定比金属晶体的低2(2011·苏州调研)下列性质适合分子晶体的是()熔点1 070 ，易溶于水，水溶液导电熔点10.31 ，液态不导电，水溶液导电能溶于CS2，熔点112.8 ，沸点444.6 熔点97.81 ，质软导电，密度为0.97 g·cm3A B C D题组二常见晶体及其结构的认识3如下图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。(1)其中代表金刚石的是(填编号字母，下同)_，其中每个碳原子与_个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于_晶体。(2)其中代表石墨的是_，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为_个。(3)其中代表NaCl的是_，每个Na周围与它最接近且距离相等的Na有_个。(4)代表CsCl的是_，它属于_晶体，每个Cs与_个Cl紧邻。(5)代表干冰的是_，它属于_晶体，每个CO2分子与_个CO2分子紧邻。题组三晶体的有关计算4(2011·沈阳质检)最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示。图中顶点和面心的原子都是钛原子，棱的中心和体心的原子都是碳原子，该分子的化学式是( )ATi13C14 BTi14C13 CTi4C5 DTiC5(2011·张家港联考)金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的8个顶点及各个面的中心各有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共用(右图)。金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。(1)金晶体每个晶胞中含有_个金原子。(2)欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定_。(3)一个晶胞的体积是_。(4)金晶体的密度是_。题组四综合探究6已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期。A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍。A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，A、B两种元素组成的原子个数之比为11的化合物N是常见的有机溶剂。E有“生物金属”之称，E4和氩原子的核外电子排布相同。请回答下列问题(答题时，A、B、C、D、E均用所对应的元素符号表示)：(1)E的基态原子的外围电子排布式为_。(2)由A、B、C形成的ABC分子中，含有_个键，_个键。(3)下列叙述正确的是_(填字母)。aM易溶于水，是因为M与水分子之间能形成氢键，且M是极性分子；N不溶于水，是因为N是非极性分子bM和二氧化碳分子中的中心原子均采用sp2杂化cN分子中含有6个键和1个键dBD2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低(4)E的一种氧化物Q，其晶胞结构如图所示，则Q的化学式为_，该晶体中氧原子的配位数为_。(5)B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为_。(6)在浓的ECl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为ECl3·6H2O的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为15，则该配离子的化学式为_。参考答案知识点五(1)4109°28六242十二Si(2)1242(3)66644888(4)分子间作用力2sp2问题思考1(1)具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃；(2)晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小部分，而不一定是最小的“平行六面体”。2不一样，金刚石中表示的是CC共价键，而干冰中的“铁棍”表示分子间作用力，分子晶体中多数含有化学键(如CO2中的C=O键)，少数则无(如稀有气体形成的晶体)。【课堂活动区】一、分子原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子分子间作用力共价键金属键离子键很高较高难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂二、1.(1)8421典例导悟1C稀有气体为单原子分子，晶体中分子内无共价键，A不正确；SiO2晶体为原子晶体，Si原子与氧原子间为极性键，B不正确；Na2O2、铵盐等离子晶体中含有共价键，C正确；不同金属晶体、金属键强弱不同，其熔、沸点差别很大，D不正确。2(1)6(2)311解析从所给模型图中可确定晶体中距离最近的钛原子的相对位置为，即每个钛原子周围与它最近且等距离的钛原子有6个。图中钙原子位于立方体体心，为该立方体单独占有；钛原子位于顶点，为8个立方体共有，故每个立方体拥有钛原子数为8×1(个)；氧原子位于棱上，为4个立方体所共有，每个立方体拥有氧原子数为12×3(个)，故N(O)N(Ti)N(Ca)311。3C该晶胞中含有1个Cs和1个Cl，则1个CsCl分子的质量为g，晶胞的体积为a3 cm3，故密度为 g·cm3。【课后练习区】高考集训144解析依据金刚石的晶胞结构及化学式BN可确定立方氮化硼晶胞中含有4个N原子，4个B原子。则一个晶胞的质量可表示为×4 g(BN的摩尔质量为25 g·mol1)，一个晶胞的体积可表示为(361.5×1010)3cm3(1 pm1012m1010cm)，晶体密度的表达式为 g·cm3。2.解析根据CaO晶胞与NaCl晶胞相同，可知CaO晶胞中含有4个Ca2和4个O2，则晶胞质量为m×4 g，则晶胞的体积Vcm3。3C4311解析每一个晶胞中实际拥有的离子数目的计算规律为：顶点：、棱上：、面心：、体心：晶胞独有，推出XYZ311。5BaPbO312解析根据共用关系，每个晶胞中含有Pb4：8×1Ba2：1O2：12×3，故化学式为BaPbO3。Ba2处于晶胞中心，只有1个，O2处于晶胞棱边中心，共12个，故每个Ba2与12个O2配位。6(1)sp杂化(2)3NA或3×6.02×1023(2)NH3分子间存在氢键(3)N2O(4)CuClCuCl2HCl(浓)=H2CuCl3(或CuCl2HCl(浓)=H2CuCl3)解析形成化合物种类最多的元素是H，基态时，最外层电子数是内层电子数2倍的元素是C,2p原子轨道上有3个未成对电子的是N元素，原子序数为29的是Cu元素。(1)C2H2是直线形分子，C原子杂化方式为sp杂化，C2H2分子中有一个碳碳三键，因此1 mol C2H2分子中有3NA 键，即3×6.02×1023个。(2)由于NH3分子间存在氢键，使其沸点较高。(3)CO2和N2O都是22个电子，二者互为等电子体。(4)晶胞中Cu的个数为8×1/86×1/24，而Cl全在晶胞中，因此该晶体的化学式为CuCl。7DX与M2具有相同的电子层结构且均属于短周期元素，可推知X为钠元素，M为氧元素，由此可知Z为硫元素；X、Y、Z、W属于同周期元素，由离子半径：Z2>W，可推知W为氯元素；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料，不难判断，Y为硅元素。Na与O两种元素可形成Na2O和Na2O2两种化合物，故A项错误；虽然HCl、H2S、H2O相对分子质量依次减小，但因H2O分子间存在氢键，沸点高于HCl和H2S，故B项错误；单质Si属于原子晶体，单质S和Cl2属于分子晶体，故C项错误；O3和Cl2都具有强氧化性，可作为水处理的消毒剂，故D项正确。8(1)Ar3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2(2)>(3)66(4)LaNi5解析(1)核外电子排布式与价电子排布式要区别开。(2)NiO、FeO都属于离子晶体，熔点高低受离子键强弱影响，离子半径越小，离子键越强，熔点越高。(3)因为NiO晶体结构类型与NaCl相同，而NaCl晶体中Na、Cl的配位数都是6，所以，NiO晶体Ni2、O2的配位数也是6。(4)根据晶胞结构可计算，一个合金晶胞中，La：8×1，Ni：18×5。所以该合金的化学式为LaNi5。考点集训1A在原子晶体中构成晶体的粒子是原子，在离子晶体中构成晶体的粒子是阳离子和阴离子；在分子晶体中构成晶体的粒子是分子，在金属晶体中构成晶体的粒子是金属阳离子和自由电子，故选项B错误；晶体的熔点一般是原子晶体>离子晶体>分子晶体，而金属晶体的熔点相差比较大，晶体硅的熔点(1 410 )要比金属钨的熔点(3 410)低，而金属汞的熔点(常温下是液体)比蔗糖、白磷(常温下是固态，分子晶体)等低，所以选项B、C、D不正确。2B熔点高，不是分子晶体，分子晶体熔点较低；选项是金属钠的性质。3(1)D4原子(2)E2(3)A12(4)C离子8(5)B分子124B因为该结构是气态团簇分子，Ti、C原子不存在与其他分子间的共用关系，故由示意图数出Ti和C原子的个数可确定其分子式为Ti14C13。5(1)4(2)金属原子间相接触，即相切(3)2d3(4)解析利用均摊法解题，8个顶角上金原子有属于该晶胞，每个面上金原子有属于该晶胞，共有6个，故每个晶胞中金原子个数8×6×4。假设金原子间相接触，则有正方形的对角线为2d。正方形边长为 d。所以V晶(d)32 d3，VmNAd3NA，所以。6(1)3d24s2(2)22(3)ad(4)TiO23(5)C<O<N(6)TiCl(H2O)52解析根据原子的构造原理可知B、D分别是碳和氧，所以C必然是氮，新装修居室中常含有的有害气体M是HCHO，故A是氢。E的原子序数是22，E是钛。 (4)钛原子在晶胞的顶点和体心，则一个晶胞中有2个钛原子，氧原子有四个位于面内，2个位于晶胞内，故每个晶胞中有4个氧原子，故Q的化学式是TiO2。(5)N原子2p轨道处于半满状态，使其第一电离能略高于C、O，碳的非金属性比氧弱，第一电离能也较小，故三者的第一电离能大小顺序为C<O<N。(6)TiCl3中钛为3价，其两个配体分别是Cl、H2O，故配离子的化学式为TiCl(H2O)52。