2022高考化学大一轮复习讲义第12章第55讲 晶体结构与性质.docx
《2022高考化学大一轮复习讲义第12章第55讲 晶体结构与性质.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022高考化学大一轮复习讲义第12章第55讲 晶体结构与性质.docx(35页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第55讲晶体结构与性质复习目标1.理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2.了解晶体的类型,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。3.了解晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质的影响。4.了解分子晶体结构与性质的关系。5.了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。6.理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。7.了解晶胞的概念,能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。考点一晶体常识1晶体与非晶体(1)晶体与非晶体的比较晶体非晶体结构特征结构微粒周期性有序排列结构微粒无序排列性质特征自范性有
2、无熔点固定不固定异同表现各向异性各向同性二者区别方法间接方法看是否有固定的熔点科学方法对固体进行X-射线衍射实验(2)得到晶体的途径熔融态物质凝固。气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。溶质从溶液中析出。(3)晶胞概念:描述晶体结构的基本单元。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:所有晶胞平行排列、取向相同。2晶胞组成的计算均摊法(1)原则晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有,那么,每个晶胞对这个原子分得的份额就是。(2)方法长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。非长方体晶胞中粒子视具体情况而定,如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原
3、子)被三个六边形共有,每个六边形占。(1)冰和碘晶体中相互作用力相同()错因:冰中除了有范德华力还有氢键。(2)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块()(3)晶胞是晶体中最小的“平行六面体”()错因:有的晶胞不是平行六面体。(4)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验()(1)如图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞,则甲晶体中x与y的个数比是_,乙中a与b的个数比是_,丙中一个晶胞中有_个c离子和_个d离子。答案211144解析甲中N(x)N(y)1(4)21;乙中N(a)N(b)1(8)11;丙中N(c)1214,N(d)864。(2)下图为离子晶体立
4、体构型示意图:(阳离子,阴离子)以M代表阳离子,N表示阴离子,写出各离子晶体的组成表达式:A_、B_、C_。答案MNMN3MN2解析在A中,含M、N的个数相等,故组成为MN;在B中,含M:41(个),含N:424(个),MN13;在C中含M:4(个),含N为1个。题组一“平行六面体”晶胞的分析应用1(2020漳州模拟)某物质的晶体中含有A、B、C三种元素,其排列方式如图所示(其中前后两面面心中的B元素的原子未能画出)。则晶体中A、B、C的原子个数比为()A131 B231C221 D133答案A解析A:81,B:63,C:1。2(2020赣州模拟)某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。A
5、为阴离子,在正方体内,B为阳离子,分别在顶点和面心,则该晶体的化学式为()AB2A BBA2 CB7A4 DB4A7答案B解析A:8,B:864。3下图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构,其中R为2价,G为2价,则Q的化合价为_。答案3解析R:812G:88428Q:824R、G、Q的个数之比为142,则其化学式为RQ2G4。由于R为2价,G为2价,所以Q为3价。题组二“非立方系”晶体结构分析应用4.某晶体的一部分如图所示,这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是 ()A394 B142C294 D384答案B解析A粒子数为6;B粒子数为632;C粒子数为1;故A、B、C粒子数之
6、比为142。5(2019苏州高三月考)已知镧镍合金LaNin的晶胞结构如图,则LaNin中n_。答案5解析La:2123Ni:126615所以n5。6Cu元素与H元素可形成一种红色化合物,其晶体结构单元如图所示。则该化合物的化学式为_。答案CuH解析根据晶胞结构可以判断:Cu():21236;H():6136,所以化学式为CuH。7(1)硼化镁晶体在39 K时呈超导性。在硼化镁晶体中,镁原子和硼原子是分层排布的,下图是该晶体微观结构的透视图,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为_。(2)在硼酸盐中,阴离子有链状、环状等多种结构形式。如图是一种链状结构的多硼酸根,则多硼酸根离
7、子符号为_。答案(1)MgB2(2)BO解析(1)每个Mg周围有6个B,而每个B周围有3个Mg,所以其化学式为MgB2。(2)从图可看出,每个单元中,都有一个B和一个O完全属于这个单元,剩余的2个O分别被两个结构单元共用,所以BO1(12/2)12,化学式为BO。8已知如图所示晶体的硬度很可能比金刚石大,且原子间以单键结合,则根据图确定该晶体的化学式为_。答案B3A49天然硅酸盐组成复杂,阴离子的基本结构单元是SiO四面体,如图(a),通过共用顶角氧离子可形成链状、网状等结构,图(b)为一种无限长双链的多硅酸根,其中Si与O的原子数之比为_,化学式为_(用n代表聚合度)。答案25.5Si4O1
8、1解析n个SiO2通过共用顶点氧离子可形成双链结构,找出重复的结构单元,如图:,由于是双链,其中顶点氧占,Si原子数为4,O原子数为464211,其中Si与O的原子数之比为25.5,化学式为Si4O11。考点二晶体类型与微粒间作用力1不同晶体的特点比较离子晶体金属晶体分子晶体原子晶体概念阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体分子间以分子间作用力相结合的晶体相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体晶体微粒阴、阳离子金属阳离子、自由电子分子原子微粒之间作用力离子键金属键分子间作用力共价键物理性质熔、沸点较高有的高(如铁)、有的低(如汞)低很高
9、硬度硬而脆有的大、有的小小很大溶解性一般情况下,易溶于极性溶剂(如水),难溶于有机溶剂钠等可与水、醇类、酸类反应极性分子易溶于极性溶剂;非极性分子易溶于非极性溶剂不溶于任何溶剂2.晶体类别的判断方法(1)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断由阴、阳离子形成的离子键构成的晶体为离子晶体;由原子形成的共价键构成的晶体为原子晶体;由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体;由金属阳离子、自由电子以金属键构成的晶体为金属晶体。(2)依据物质的分类判断活泼金属氧化物和过氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)、绝大多数的盐是离子晶体。部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化
10、物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体。常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的化合物类原子晶体有SiC、SiO2、AlN、BP、CaAs等。金属单质、合金是金属晶体。(3)依据晶体的熔点判断不同类型晶体熔点大小的一般规律:原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔点差别很大,如钨、铂等熔点很高,铯等熔点很低。(4)依据导电性判断离子晶体溶于水和熔融状态时均能导电。原子晶体一般为非导体。分子晶体为非导体,但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时,分子内的化学键断裂形成自由移动的离子,也能导电。金属晶体是电的良导体。(5)依据硬度和机械性能判断一般情况下,
11、硬度:原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体多数硬度大,但也有较小的,且具有较好的延展性。3晶体熔、沸点的比较(1)原子晶体如熔点:金刚石碳化硅晶体硅。(2)离子晶体衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能是指气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量,通常取正值,单位:kJmol1,晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,晶格能越大,离子间的作用力就越强,离子晶体的熔、沸点就越高,如熔点:MgONaClCsCl。(3)分子晶体分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常得高,如H2OH2TeH2SeH2S
12、。组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,如SnH4GeH4SiH4CH4。组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高,如CON2。在同分异构体中,一般支链越多,熔、沸点越低,如正戊烷异戊烷。(4)金属晶体金属离子半径越小,所带电荷数越多,其金属键越强,熔、沸点就越高,如熔、沸点:NaMgKClRbClCsCl,其原因为_。答案(1)原子共价键(2) (3)HF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)(5)D组晶体都为离子晶体,r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs),在离子所带电荷数相同的情况下,半
13、径越小,晶格能越大,熔点就越高解析(1)A组熔点很高,为原子晶体,是由原子通过共价键形成的。(2)B组为金属晶体,具有四条共性。(3)HF分子间含有氢键,故其熔点反常。(4)D组属于离子晶体,具有两条性质。(5)D组属于离子晶体,其熔点与晶格能有关。题组二晶体熔、沸点的比较3下列分子晶体中,关于熔、沸点高低的叙述正确的是()ACl2I2BSiCl4CCl4CNH3PH3DC(CH3)4CH3CH2CH2CH2CH3答案C解析A、B项属于无氢键存在的分子结构相似的情况,相对分子质量大的熔、沸点高;C项属于分子结构相似的情况,但分子间存在氢键的熔、沸点高;D项属于分子式相同,但分子结构不同的情况,
14、支链少的熔、沸点高。4(2020宿迁高三模拟)离子晶体熔点的高低取决于晶体中晶格能的大小。判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是 ()AKClNaClBaOCaOBNaClKClCaOBaOCCaOBaONaClKClDCaOBaOKClNaCl答案C解析离子晶体中,离子所带电荷数越多,半径越小,晶格能越大,晶体熔、沸点越高。5下列各组物质中,按熔点由低到高的顺序排列正确的是()AO2、I2、Hg BCO、KCl、SiO2CNa、K、Rb DNa、Al、Mg答案B解析A中Hg在常温下为液态,而I2为固态,故A错;B中SiO2为原子晶体,其熔点最高,CO是分子晶体,其熔点最
15、低,故B正确;C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,熔点逐渐降低,故C错;D中Na、Mg、Al价电子数依次增多,原子半径逐渐减小,金属键依次增强,熔点逐渐升高,故D错误。题组三和晶体类型有关的熔、沸点比较简答集训6氯化铝的熔点为190 ,而氟化铝的熔点为1 290 ,导致这种差异的原因为_。答案AlCl3是分子晶体,而AlF3是离子晶体7CuO的熔点比CuS的高,原因是_。答案氧离子半径小于硫离子半径,所以CuO的离子键强,晶格能较大,熔点较高8邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点低,原因是_。答案邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛形成分子间氢键,分子间
16、氢键使分子间作用力更大9硅烷(SinH2n2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示,呈现这种变化关系的原因是_。答案同是分子晶体,硅烷的相对分子质量越大,分子间范德华力越强(或其他合理答案)10C2H6和N2H4分子中均含有18个电子,它们的沸点相差较大,主要原因是_。答案N2H4分子之间存在氢键11一些氧化物的熔点如下表所示:氧化物Li2OMgOP4O6SO2熔点/1 5702 80023.875.5解释表中氧化物之间熔点差异的原因:_。答案Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能:MgOLi2O,分子间作用力:P4O6SO2考点三常见晶体的结构1原子晶体(1)金刚
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022 高考 化学 一轮 复习 讲义 12 55 晶体结构 性质
限制150内