2022年高考化学晶体结构与性质考点全归纳.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 晶体结构与性质 考纲要求 1. 懂得离子键的形成,能依据离子化合物的结构特点说明其物理性质；2. 明白原子晶体的特点, 能描述金刚石、 二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系；3. 懂得金属键 的含义, 能用金属键理论说明金属的一些物理性质；4. 明白分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的构成微粒、微粒间作用力的区分；考点一 晶体常识1晶体与非晶体结构特点自范性晶体非晶体结构微粒周期性有序排列结构微粒无序排列性 质 特有无熔点固定不固定征异同表现各向异性各向同性二 者 区间接方法看是否有固定的熔点别方法科学方法对固体进行X-射线衍射试验2. 得

2、到晶体的途径 1 熔融态物质凝固；2 气态物质冷却不经液态直接凝固 凝华 ；3 溶质从溶液中析出；3晶胞 1 概念 描述晶体结构的基本单元；2 晶体中晶胞的排列无隙并置 无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙；并置：全部晶胞平行排列、取向相同；4晶格能 1 定义气态离子形成1 摩离子晶体释放的能量,通常取正值,单位：kJ mol1；2 影响因素 离子所带电荷数：离子所带电荷数越多,晶格能越大；离子的半径：离子的半径越小,晶格能越大；3 与离子晶体性质的关系晶格能越大,形成的离子晶体越稳固,且熔点越高,硬度越大；深度摸索 1判定以下表达是否正确：名师归纳总结 1 固态物质肯定是晶体 第 1 页,共 15

3、 页2 冰和固体碘晶体中相互作用力相同 3 晶体内部的微粒按肯定规律周期性的排列 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 4 凡有规章外形的固体肯定是晶体 答案1 2 3 4 21 立方晶胞中,顶点、棱边、面心依次被多少个晶胞共用？答案立方晶胞中,顶点、棱边、面心依次被8、4、2 个晶胞共用；2 六棱柱晶胞中,顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被多少个晶胞共用？答案六棱柱晶胞中,顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2 个晶胞共用；题组一晶胞中原子个数的运算1如图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞,就甲晶体中x 与 y 的个数比是 _,乙中 a 与b 的个数比

4、是 _,丙中一个晶胞中有 _个 c 离子和 _个 d 离子；答案 21 11 4 4 1 1解析 甲中 Nx Ny 14 8 2 1；乙中 Na Nb 18 8 11；丙中 Nc1 1 112414,Nd 88624；2下图为离子晶体空间构型示意图： 阳离子, 阴离子 以 M代表阳离子,以 N表示阴离子,写出各离子晶体的组成表达式：A_、 B_、C_；答案 MN MN3 MN2 解析 在 A中,含 M、N的个数相等,故组成为 MN；在 B 中,含 M：1 8 413 2个 ,含 N：1 1 9 3 9 1 12 4 2482 个 ,MN2213；在 C中含 M：8 42 个 ,含 N为 1 个

5、；题组二 晶体的密度及微粒间距离的运算3某离子晶体的晶胞结构如下列图,分析：X 位于立方体的顶点, Y 位于立方体的中心；试名师归纳总结 1 晶体中每个Y 同时吸引 _个 X；第 2 页,共 15 页2 该晶体的化学式为_；3 设该晶体的摩尔质量为M g mol 1,晶体的密度为 g cm 3,阿伏加德罗常数的值为NA,就晶体中两个距离最近的X之间的距离为 _cm；答案14 2XY2 或 Y2X 323M2 NA- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 解析1 从晶胞结构图中可直接看出,每个Y同时吸引4 个 X；1 12 在晶胞中,平均包含 X：482,平均包

6、含 Y：1,所以在晶体中 X和 Y 的个数之比为 12,晶体的化学式为 XY2或 Y2X；3 摩尔质量是指单位物质的量的物质的质量,数值上等于该物质的相对分子 或原子 质量；1由题意知,该晶胞中含有 1/2 个 XY2或 Y2X,设晶胞的边长为 a cm,就有 a3NA2M,a3 M 3 M2 NA,就晶体中两个距离最近的 X之间的距离为 2 2 NA cm；4. 镧镍合金、铜钙合金及铈钴合金都具有相同类型的晶胞结构 XYn,它们有很强的储氢才能,其中铜钙合金的晶胞结构如右图；试回答下列问题：1 在周期表中Ca 处于周期表 _区；电子排布式为2铜原子的基态原子核外_ ；3 已知镧镍合金 LaN

7、in 晶胞体积为 9.0 10 23 cm3,储氢后形成 LaNinH4.5 的合金 氢进入晶胞间隙,体积不变 ,就 LaNin 中, n_ 填数值 ；氢在合金中的密度为_；答案1s 2Ar3d104s1 35 0.083 g cm 3 1 621 2 3,3 15解析1Ca 位于第四周期第A族,处于 s 区；2Cu 的外围电子构型是3d104s1,而不是 3d94s2；3 铜、钙合金中, n Cu121 261 2615；nCa 121 5,所以n5,即LaNi5H4.5 ； 9.0 1023 cm3 NAM,其中氢在合金中的密度为4.5 g9.0 1023 cm3 6.02 10230.0

8、83 g cm 3 晶胞运算的思维方法1 晶胞运算是晶体考查的重要学问点之一,也是考查同学分析问题、解决问题才能的较好素材；晶体结构的运算经常涉及如下数据：晶体密度、NA、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等,密度的表达式往往是列等式的依据；解决这类题,一是要把握晶体“ 均摊法” 的原理, 二是要有扎实的立体几何学问,三是要熟识常见晶体的结构特点,并能融会贯通,举一反三；2 “ 均摊法” 原理名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 特殊提示在使用均摊法运算晶胞中微粒个数时,要留意晶胞的外形,不同外形的晶胞,应先分析

9、任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有,如六棱柱晶胞中,顶点、侧棱、 底面上的棱、面心依次被 6、3、4、2 个晶胞所共有；3 晶体微粒与 M、 之间的关系如 1 个晶胞中含有 x 个微粒,就 1 mol 晶胞中含有 x mol 微粒,其质量为 xM gM 为微粒的相对“ 分子” 质量 ；又 1 个晶胞的质量为 a3 ga3 为晶胞的体积 ,就 1 mol 晶胞的质量为 a3NA g,因此有 xM a3NA；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 考点二 四种晶体性质比较比较类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成粒子分子

10、原子金属阳离子、阴、阳离子自由电子粒 子 间 的 相分子间作用力共价键金属键离子键互作用力硬度较小很大有的很大,有较大的很小熔、沸点较低很高有的很高,有较高的很低溶解性相像相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多数易溶于水等极性溶剂导电、 传热性一般不导电,溶于水后一般不具有导电电和热的良导晶体不导电, 水溶有的导电性,个别为半导体体液或熔融态导电物 质 类 别 及全部非金属氢化物 如部分非金属单质金属单质与合金 属 氧 化 物 如水、硫化氢 、部分非金属单质 如卤素 X2 、部 如金刚石、硅、K2O、Na2O、强碱分 非 金 属 氧 化 物 如晶体硼 ,部分非金 如 Na、Al 、 如 KOH、N

11、aOH、举例CO2、SO2、几乎全部的金 属 化 合 物 如Fe、青铜 绝 大 部 分 盐 如酸、绝大多数有机物有SiC、SiO2 NaCl 机盐除外 深度摸索1判定以下说法是否正确：1 在晶体中只要有阴离子就肯定有阳离子 2 在晶体中只要有阳离子就肯定有阴离子 3 原子晶体的熔点肯定比金属晶体的高 4 分子晶体的熔点肯定比金属晶体的低 答案 1 2 3 4 2 CO2和 SiO2 在物理性质上有较大差异,而在化学性质上却有较多相像,你知道缘由吗？答案 打算二者物理性质的因素：晶体类型及结构、微粒间的作用力,CO2是分子晶体,其柔弱的分子间作用力是其打算因素,SiO2 是原子晶体,其坚固的化学

12、键是其打算因素；二者的化学性质均由其内部的化学键打算,而 CO与 Si O键都是极性键；特殊提示1 原子晶体的熔点不肯定比离子晶体高,如石英的熔点为1 710 , MgO的熔点为 2 852 ；2 金属晶体的熔点不肯定比分子晶体的熔点高,如Na 的熔点为97 ,尿素的熔点为132.7 ；3在以下物质中：NaCl、 NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、NH42S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石；1 其中只含有离子键的离子晶体是_ ；名师归纳总结 2 其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是_；第 5 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料

13、- - - - - - - - - 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 _；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 _ ；答案 1NaCl 、Na2S 2NaOH、NH42S 3NH42S 4Na2S2 5CO2、CCl4、C2H2 6C2H2 7H2O2 8SiO2 、SiC 题组一 晶体类型的判定1有以下八种晶体：A.水晶 B冰醋酸 C氧化镁 D白磷 E晶体氩 F铝

14、G氯化铵 H金刚石；用序号回答以下问题：1 直接由原子构成的晶体是 _,属于原子晶体的化合物是 _；2 由极性分子构成的晶体是 _,含有共价键的离子晶体是 _,属于分子晶体的单质是 _；3 在肯定条件下能导电而不发生化学变化的是_ ,受热熔化后化学键不发生变化的是 _,需克服共价键的是 _；答案 1AEH A 2B G DE 3F F AH 2现有几组物质的熔点 数据：A 组B组C组D组金刚石： 3 550 Li ：181 HF：83 NaCl：801 硅晶体： 1 410 Na：98 HCl：115 KCl：776 硼晶体： 2 300 K：64 HBr：89 RbCl：718 二氧化硅：

15、1 723 Rb：39 HI：51 CsCl：645 据此回答以下问题：1A 组属于 _晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是 _；2B 组晶体共同的物理性质是 _ 填序号 ；有金属光泽 导电性 导热性 延展性3C 组中 HF熔点反常是由于_ ；4D 组晶体可能具有的性质是 _ 填序号 ；硬度小 水溶液能导电 固体能导电 熔融状态能导电5D 组 晶 体 的 熔 点 由 高 到 低 的 顺 序 为 NaClKClRbClCsCl , 其 原 因 为_ ；解题指导通过读取表格中数据先判定出晶体的类型及晶体的性质,应用氢键说明HF的熔点反常,利用晶格能的大小说明离子晶体熔点高低的缘由；答案1 原子共价

16、键2 3HF 分子间能形成氢键, 其熔化 时需要消耗的能量更多只要答出 HF分子间能形成氢键即可 4 5D组晶体都为离子晶体,rNa rK rRb I2 BSiCl4PH3 DCCH34CH3CH2CH2CH2CH3 答案C C解析A、 B 项属于无氢键存在的分子结构相像的情形,相对分子质量大的熔、沸点高；选项属于分子结构相像的情形,但存在氢键的熔沸点高；子结构不同的情形,支链少的熔、沸点高；5NaF、NaI 和 MgO均为离子晶体,有关数据如下表：D项属于相对分子质量相同,但分物质 NaF NaI MgO离子电荷数 1 1 2 键长 10 10 m 2.31 3.18 2.10 试判定,这三

17、种化合物熔点由高到低的次序是 A BC D答案 B 解析 NaF、 NaI、MgO均为离子晶体,它们熔点高低由离子键强弱打算,而离子键的强弱与离子半径和离子电荷数有关,MgO中键长最短, 离子电荷数最高, 故离子键最强, 熔点最高；6以下各组物质中,按熔点由低到高的次序排列正确选项 O2、 I2 、Hg CO、 KCl、SiO2 Na、 K、Rb Na、 Mg、Al ABCDSiO2 为原子晶体,其熔点最答案D I2 为固态,故错；中解析中 Hg在常温下为液态,而高, CO是分子晶体,其熔点最低,故正确；中Na、 K、Rb 价电子数相同,其原子半径依次增大,金属键依次减弱,熔点逐步降低,故错；

18、中 Na、Mg、Al 价电子数依次增多,原子半径逐步减小,金属键依次增强,熔点逐步上升,故正确；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 分类比较晶体的熔、沸点 1不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律 原子晶体 离子晶体 分子晶体；金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等沸点很高,如汞、镓、铯等沸点很低,金属晶体 一般不参加比较；2原子晶体由共价键形成的原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体的熔、沸点高；如熔点：金刚石 石英 碳化硅 硅；3离子晶体 一般地说,阴、阳离子所带电荷数越多,离子半径越小,就离子间的作用就越强,

19、其离子晶 体的熔、沸点就越高,如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl；4分子晶体 1 分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体,熔、沸点反常的高；如 H2OH2TeH2SeH2S2 组成和结构相像的分子晶体,F2Cl2Br2GeH4SiH4CH43 组成和结构不相像的物质 相对分子质量接近 ,分子的极性越大,其熔、沸点越高,如CON2,CH3OHCH3CH3 4 同分异构体,支链越多,熔、沸点越低；例如： CH3 CH2 CH2CH2CH3 ；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5 同分异构体的芳香

20、烃,其熔、沸点高低次序是邻 间对位化合物；5金属晶体 金属离子半径越小,离子所带电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点就越高,如熔、沸 点： NaMgNaKRbCs；特殊提示 1 金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔点很高,如汞、镓、铯等熔点 很低；2 金属晶体的熔点不肯定比分子晶体的熔点高,如金属晶体 子晶体 AlCl3 晶体的熔点 190 ；Na 晶体的熔点 98 小于分3 并非存在氢键的分子晶体的熔、沸点就高,分子内形成氢键,一般会使分子晶体的熔、沸点降低；例如邻羟基苯甲醛 由于形成分子内氢键,比对羟基苯甲醛 的熔、沸点低；考点三 几种常见的晶体模型1原子晶体 金刚石和二氧化硅 1

21、金刚石晶体中,每个C与另外 4 个 C形成共价键, CC 键之间的夹角是109 28 ,最小的环是六元环；含有 1 mol C 的金刚石中,形成的共价键有 2 mol ；2SiO2 晶体中,每个 Si 原子与 4 个 O成键,每个 O 原子与 2 个硅原子成键,最小的环是十二元环,在“ 硅氧” 四周体中,处于中心的是 Si 原子；2分子晶体1 干冰晶体中,每个 CO2分子四周等距且紧邻的 CO2分子有 12 个；2 冰的结构模型中,每个水分子与相邻的 4 个水分子以氢键相连接,含 1 mol H2O的冰中,最多可形成 2 mol “ 氢键” ；3离子晶体名师归纳总结 - - - - - - -

22、第 10 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1NaCl型：在晶体中,每个Na同时吸引6 个 Cl ,每个 Cl 同时吸引6 个 Na,配位数为 6；每个晶胞含 4 个 Na和 4 个 Cl；2CsCl 型：在晶体中,每个 Cl吸引 8 个 Cs,每个 Cs吸引 8 个 Cl ,配位数为 8；4石墨晶体石墨层状晶体中, 层与层之间的作用是分子间作用力,是 2, C原子实行的杂化方式是 sp2；5常见金属晶体的原子积累模型平均每个正六边形拥有的碳原子个数结构型式 常见金属 配位数 晶胞面 心 立 方 最Cu、Ag、 Au 12 密积累 A1 体 心 立 方 堆Na、

23、K、Fe 8 积 A2 六 方 最 密 堆Mg、Zn、Ti 12 积 A3 特殊提示 1 判定某种微粒四周等距且紧邻的微粒数目时,要留意运用三维想象法；如NaCl 晶体中, Na四周的 Na数目 Na用“ ” 表示 ：每个面上有 4 个,共计 12 个；2 常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、 CsCl、NaCl、K、Cu 等,要熟悉以上代表物的空间结构；当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时,可以直接套用某种结构；深度摸索1在晶体模型中,金刚石中的“ 棍” 和干冰中的“ 棍” 表示的意义一样吗？分子晶体中有化学键吗？名师归纳总结 答案不一样,金刚石中表示的是C C共价键,而

24、干冰中的“ 棍” 表示分子间作用力,分第 11 页,共 15 页子晶体中多数含有化学键 如 CO2中的 C=O键 ,少数就无 如稀有气体形成的晶体 ；2以下排列方式中,A.ABCABCABC BABABABABAB CABBAABBA D ABCCBAABCCBA,属于镁型积累方式的是_；属于铜型积累方式的是_；答案B A - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 题组一 依据晶胞判定晶体类型1以下是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞示意图 类型相同的是 _ 请用相应的编号填写 ；答案 BC 未按次序排序 ；与冰的晶体解析 冰属于分子晶体,干冰、碘也属于分

25、子晶体；B 为干冰晶胞, C为碘晶胞；题组二 对晶胞结构的考查2下面有关晶体的表达中,不正确选项 A金刚石网状结构中,由共价键形成的碳原子环中,最小的环上有 6 个碳原子B氯化钠晶体中,每个 Na四周距离相等的 Na共有 6 个C氯化铯晶体中,每个 Cs四周紧邻 8 个 Cl D干冰晶体中,每个 CO2分子四周紧邻 12 个 CO2分子答案 B 解析 氯化钠晶体中,每个 Na四周距离相等的 Na共 12 个；每个 Na四周距离相等且最近的 Cl共有 6 个；31 将等径圆球在二维空间里进行排列,可形成密置层和非密置层；在图 1 所示的半径相等的圆球的排列中,A 属于 _层,配位数是 _；B 属

26、于 _层,配位数是_；2 将非密置层一层一层地在三维空间里积累,得到如图2 所示的一种金属晶体的晶胞,它被称为简洁立方积累,在这种晶体中, 金属原子的配位数是_,平均每个晶胞所占有的原子数目是 _；3 有资料说明,只有钋的晶体中的原子具有如图2 所示的积累方式；钋位于元素周期表的名师归纳总结 第_周期第 _族,元素符号是 _,最外电子层的电子排布式是_；第 12 页,共 15 页答案1 非密置4 密置6 26 1 3 六APo 6s26p4 题组三教材习题回扣- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 4 选修 3P82 2 以下各物质的晶体中,晶体类型相同的是

27、 AO2和 SiO2 BNaI 和 I2 CCO2和 H2O DCCl4 和 NaCl 答案C 5 选修 3P84 1 在单质的晶体中,肯定不存在A离子键 B分子间作用力 C共价键 D金属离子与自由电子间的作用答案A 22,X 的原子核外电子数比Y 的少 66 选修 3P847X 和 Y 两种元素的核电荷数之和为个；以下说法中不正确选项 AX 的单质固态时为分子晶体 BY 的单质为原子晶体 CX 与 Y形成的化合物固态时为分子晶体 DX 与碳形成的化合物为分子晶体答案 C 7 选修 3P84 8 以下各组物质熔化或升华时,所克服的粒子间作用属于同种类型的是 ANa2O和 SiO2 熔化 BMg

28、和 S熔化 C氯化钠和蔗糖熔化 D碘和干冰升华答案 D 8 选修 3P85 13 改编 下表列出了钠的卤化物NaX 和硅的卤化物 SiX4 的熔点：NaX NaF NaCl NaBr NaI 熔点/ 995 801 775 651 SiX4 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 熔点/ 90.2 70.4 5.2 120.5 1 从表中可以看出,钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高许多,缘由是_ ；2 钠的卤化物熔点按 F、Cl 、Br、I 的次序依次降低,而硅的卤化物的熔点依次上升的缘由是_ _ ；答案1 钠的卤化物均为离子晶体,具有较高的熔点,而硅的卤化物均为分子晶体,熔点较低

29、2 钠的卤化物均为离子晶体,F、 Cl、 Br、 I 的半径依次增大,NaF、NaCl、NaBr、NaI 的晶格能依次减小,因而熔点依次降低；硅的卤化物都是分子晶体,且结构相像,由于SiF4 、SiCl4 、SiBr4 、SiI4 依次上升的相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增大,因而熔点规范答题 审要求、按规范、正确解答物质结构题考场原题15 分 五种元素 A、B、C、D、E,其中 A 元素形成的原子核内只有一个质子； B 的基态原子名师归纳总结 s 能级的总电子数比p 能级的总电子数多1；C元素的原子最外层电子数是次外层的3 倍；D第 13 页,共 15 页- - - - - - -精

30、选学习资料 - - - - - - - - - 在 B 的下一周期,在同周期元素中,D形成的简洁离子半径最小；E 是形成化合物种类最多的元素；1A 、E形成的化合物 E2A2分子中 键和 键数目之比为 _；B、C、D三元素的第一电离能由大到小的次序为 _ 填元素符号,下同 ；A、B、C电负性由大到小的次序为_；2 与 PH3相比, BA3易液化的主要缘由是_ ；BA3分子中键角 _ 填“ ” 、“” 或“ ”109 28 ,缘由是 _；3BC 3 的立体构型为 _；BC3 中 B 原子轨道的杂化类型为 _；4 化合物 DB是人工合成的半导体材料,它的晶胞结构与金刚石 右图为金刚石晶胞的结构模型 相像, DB晶胞的边长为 a cm；该晶体的密度为 _g cm 3NA 表示阿伏加德罗常数,DB的摩尔质量为 b g mol 1 ；同学答案失分缘由1 没有看准 键与 键的数目之比,忽视了第A 族第一电离能的特殊性,均扣 2 分2 必需强调 NH3分子间存在氢键方可得分,扣 2 分,没按要求书写扣