[高三第一輪復(fù)習(xí)教案]高中化學(xué)選修3第3章

1、第三節(jié) 晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)最新考試說明要求今年高考目標(biāo)要求1.理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結(jié)構(gòu)特征解釋其物理性質(zhì)。2.了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。3.理解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)。4.了解分子晶體、原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)別。晶體類型的判斷、由晶胞確定化學(xué)式的計(jì)算、晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算、熔沸點(diǎn)的比較以及晶體微粒間的相互作用力等基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、晶體與非晶體1晶體與非晶體晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)微粒_排列結(jié)構(gòu)微粒_排列性質(zhì)特征自范性熔點(diǎn)異同表現(xiàn)二者區(qū)別方法間接方法看是否有固定的_科學(xué)方法對(duì)固體實(shí)行_

2、實(shí)驗(yàn)2.得到晶體的途徑(1)_。(2)_。(3)_。3晶胞(1)概念描述晶體結(jié)構(gòu)的_。(2)晶體中晶胞的排列無隙并置無隙：相鄰晶胞之間沒有_。并置：所有晶胞_排列、_相同。二、分子晶體與原子晶體1分子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)晶體中只含_。(2)分子間作用力為_，也可能有_。(3)分子密堆積：一個(gè)分子周圍通常有_個(gè)緊鄰的分子。2原子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)晶體中只含原子。(2)原子間以_結(jié)合。三、金屬晶體1金屬鍵(1)“電子氣理論”要點(diǎn)該理論把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來的_形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被_所共用，從而把所有的金屬原子維系在一起。(2)金屬晶體是由_、_通過_形成的一種“巨分子”。金屬

3、鍵的強(qiáng)度_。2金屬晶體的幾種堆積模型堆積模型采納這種堆積的典型代表空間利用率配位數(shù)晶胞簡單立方Po52%鉀型Na、K、Fe68%鎂型Mg、Zn、Ti74%12銅型Cu、Ag、Au74%四、離子晶體1離子晶體(1)概念離子鍵：_間通過_(指相互排斥和相互吸引的平衡)形成的化學(xué)鍵。離子晶體：由陽離子和陰離子通過_結(jié)合而成的晶體。(2)決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素幾何因素：即_。電荷因素，即陰、陽離子電荷不同，配位數(shù)必然不同。鍵性因素：離子鍵的純粹水準(zhǔn)。(3)一般物理性質(zhì)一般地說，離子晶體具有較高的_點(diǎn)和_點(diǎn)，較大的_、難于壓縮。這些性質(zhì)都是因?yàn)殡x子晶體中存有著較強(qiáng)的離子鍵。若要破壞這種作用需要較多的能量

4、。2晶格能(1)定義：氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體_的能量，單位kJmol1，通常取正值。(2)大小及與其他量的關(guān)系晶格能是最能反映離子晶體_的數(shù)據(jù)。在離子晶體中，離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越大，則晶格能越大。晶格能越大，陰、陽離子間的離子鍵就越強(qiáng)，形成的離子晶體就越穩(wěn)定，而且熔點(diǎn)高，硬度大。五、幾種常見的晶體模型(1)原子晶體(金剛石和二氧化硅)金剛石晶體中，每個(gè)C與另外_個(gè)C形成共價(jià)鍵，CC鍵之間的夾角是_，最小的環(huán)是_元環(huán)。含有1 mol C的金剛石中，形成的共價(jià)鍵有_ mol。SiO2晶體中，每個(gè)Si原子與_個(gè)O成鍵，每個(gè)O原子與_個(gè)硅原子成鍵，最小的環(huán)是_元環(huán)，在“硅氧”四面體中，處

5、于中心的是_原子。(2)分子晶體干冰晶體中，每個(gè)CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有_個(gè)。冰的結(jié)構(gòu)模型中，每個(gè)水分子與相鄰的_個(gè)水分子以氫鍵相連接，1 mol 冰中，有_ mol“氫鍵”。(3)離子晶體NaCl型：在晶體中，每個(gè)Na同時(shí)吸引_個(gè)Cl，每個(gè)Cl同時(shí)吸引_個(gè)Na，配位數(shù)為_。每個(gè)晶胞含_個(gè)Na和_個(gè)Cl。CsCl型：在晶體中，每個(gè)Cl吸引_個(gè)Cs，每個(gè)Cs吸引_個(gè)Cl，配位數(shù)為_。(4)石墨晶體石墨層狀晶體中，層與層之間的作用是_，平均每個(gè)正六邊形擁有的碳原子個(gè)數(shù)是_，C原子采取的雜化方式是_。基礎(chǔ)知識(shí)梳理參考答案一、1周期性有序 無序 有 無 固定 不固定 各向異性 各向同性

6、熔點(diǎn) X射線衍射2(1)熔融態(tài)物質(zhì)凝固(2)氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(3)溶質(zhì)從溶液中析出3(1)基本單元(2)任何間隙 平行 取向二、1(1)分子 (2)范德華力 氫鍵(3)122(2)共價(jià)鍵三、1(1)價(jià)電子 所有原子(2)金屬陽離子 自由電子 金屬鍵 差別很大26 8 12四、1(1)陰、陽離子 靜電作用離子鍵(2)晶體中陰、陽離子的半徑比決定晶體結(jié)構(gòu)(3)熔 沸 硬度2(1)釋放 (2)穩(wěn)定性五、(1)4 10928 六 24 2 十二 Si(2)12 4 2(3)6 6 6 4 48 8 8(4)分子間作用力 2 sp2考點(diǎn)水平突破考點(diǎn)一、晶體基本類型和性質(zhì)的比較 類型比較 分子

7、晶體原子晶體金屬晶體離子晶體概念分子間靠分子間作用力結(jié)合而成的晶體原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合而形成的具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體金屬陽離子和自由電子以金屬鍵結(jié)合而形成的晶體陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而形成的晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)成粒子粒子間的相互作用力性質(zhì)硬度較小很大有的很大，有的很小較大熔、沸點(diǎn)較低有的很高，有的很低溶解性相似相溶導(dǎo)電、傳熱性一般不導(dǎo)電、溶于水后有的導(dǎo)電一般不具有導(dǎo)電性電和熱的良導(dǎo)體晶體不導(dǎo)電，水溶液或熔融態(tài)導(dǎo)電延展性無無良好無物質(zhì)類別及舉例絕絕大部分非金屬單質(zhì)(如P4、Cl2)、氣態(tài)氫化物、酸(如HCl、H2SO4)、非金屬氧化物(如SO2、CO2，SiO2除外)、絕絕絕大部分有機(jī)物(如CH4，

8、有機(jī)鹽除外)一部分非金屬單質(zhì)(如金剛石、硅、晶體硼)，一部分非金屬化合物(如SiC、SiO2)金屬單質(zhì)與合金(如Na、Al、Fe、青銅)金屬氧化物(如K2O、Na2O)、強(qiáng)堿(如KOH、NaOH)、絕絕絕大部分鹽(如NaCl) 考點(diǎn)二、晶體的相關(guān)計(jì)算1確定晶體組成的方法均攤法均攤法：指每個(gè)晶胞平均擁有的粒子數(shù)目。如：某個(gè)粒子為n個(gè)晶胞所共有，則該粒子有1n屬于一個(gè)晶胞。(1)長方體形(正方體)晶胞中不同位置的粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)處于頂點(diǎn)的粒子，同時(shí)為_個(gè)晶胞共有，每個(gè)粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)為_。處于棱上的粒子，同時(shí)為_個(gè)晶胞共有，每個(gè)粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)為_。處于面上的粒子，同時(shí)為_個(gè)晶胞共有，每個(gè)粒子對(duì)晶

9、胞的貢獻(xiàn)為_。處于體心的粒子，則完全屬于該晶胞，對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)為_。(2)非長方體形(正方體)晶胞中粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)視具體情況而定。如石墨晶胞每一層內(nèi)6個(gè)碳原子排成六邊形，其頂點(diǎn)的1個(gè)碳原子對(duì)六邊形的貢獻(xiàn)為1/3。考點(diǎn)水平突破答案一、分子 原子 金屬陽離子、自由電子 陰、陽離子 分子間作用力 共價(jià)鍵 金屬鍵 離子鍵 很高 較高 難溶于任何溶劑 常見溶劑難溶 大多易溶于水等極性溶劑二、1.(1)8 4 2 1典例解析方法題型一 晶體的“分割”與計(jì)算12013課標(biāo)全國卷37(5)六方氮化硼在高溫高壓下，能夠轉(zhuǎn)化為立方氮化硼，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度與金剛石相當(dāng)，晶胞邊長為361.5 pm。立方氮化硼

10、晶胞中含有_個(gè)氮原子、_個(gè)硼原子、立方氮化硼的密度是_gcm3(只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值。阿伏加德羅常數(shù)為NA)。14 4 解析 依據(jù)金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)及化學(xué)式BN可確定立方氮化硼晶胞中含有4個(gè)N原子，4個(gè)B原子。則一個(gè)晶胞的質(zhì)量可表示為4 g(BN的摩爾質(zhì)量為25 gmol1)，一個(gè)晶胞的體積可表示為(361.51010)3cm3(1 pm1012m1010cm)，晶體密度的表達(dá)式為 gcm3。22013山東理綜32(4)CaO與NaCl的晶胞同為面心立方結(jié)構(gòu)，已知CaO晶體密度為a gcm3，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則CaO晶胞體積為_cm3。2.解析 根據(jù)CaO晶胞與NaCl晶胞相同，

11、可知CaO晶胞中含有4個(gè)Ca2和4個(gè)O2，則晶胞質(zhì)量為m4 g，則晶胞的體積Vcm3。3(2013全國理綜，13)下面關(guān)于SiO2晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的敘述準(zhǔn)確的是( )A最小的環(huán)上，有3個(gè)Si原子和3個(gè)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(gè)Si原子和6個(gè)O原子D存有四面體結(jié)構(gòu)單元，O處于中心，Si處于4個(gè)頂點(diǎn)3C4.2013全國課標(biāo)卷，37(4)X、Y、Z可形成立方晶體結(jié)構(gòu)的化合物，其晶胞中X占據(jù)所有棱的中心，Y位于頂角，Z處于體心位置，則該晶體的組成為XYZ_。4311解析 每一個(gè)晶胞中實(shí)際擁有的離子數(shù)目的計(jì)算規(guī)律為：頂點(diǎn)：、棱上：、面心：、體心：晶胞獨(dú)有，推出XYZ31

12、1。52013山東理綜，32(4)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(diǎn)，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(gè)Ba2與_個(gè)O2配位。5BaPbO3 12解析 根據(jù)共用關(guān)系，每個(gè)晶胞中含有Pb4：81 Ba2：1 O2：123，故化學(xué)式為BaPbO3。Ba2處于晶胞中心，只有1個(gè)，O2處于晶胞棱邊中心，共12個(gè)，故每個(gè)Ba2與12個(gè)O2配位。題型二 晶體的類型與晶體的性質(zhì)6(2013江蘇21A)原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是形成化合物種類最多的元素，Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有

13、3個(gè)未成對(duì)的電子，W的原子序數(shù)為29?；卮鹣铝袉栴}：(1)Y2X2分子中Y原子軌道的雜化類型為_，1 mol Y2X2含有鍵的數(shù)目為_。(2)化合物ZX3的沸點(diǎn)比化合物YX4的高，其主要原因是_。(3)元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體，元素Z的這種氧化物的分子式是_。(4)元素W的一種氯化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該氯化物的化學(xué)式是_，它可與濃鹽酸發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成配合物HnWCl3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。6(1)sp雜化 (2)3NA或36.021023(2)NH3分子間存有氫鍵 (3)N2O(4)CuCl CuCl2HCl(濃)=H2CuCl3(或CuCl2HCl(

14、濃)=H2CuCl3)解析 形成化合物種類最多的元素是H，基態(tài)時(shí)，最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)2倍的元素是C,2p原子軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子的是N元素，原子序數(shù)為29的是Cu元素。(1)C2H2是直線形分子，C原子雜化方式為sp雜化，C2H2分子中有一個(gè)碳碳三鍵，所以1 mol C2H2分子中有3NA 鍵，即36.021023個(gè)。(2)因?yàn)镹H3分子間存有氫鍵，使其沸點(diǎn)較高。(3)CO2和N2O都是22個(gè)電子，二者互為等電子體。(4)晶胞中Cu的個(gè)數(shù)為81/861/24，而Cl全在晶胞中，所以該晶體的化學(xué)式為CuCl。7(2013浙江理綜，8)有X、Y、Z、W、M五種短周期元素，其中X、Y、Z、W

15、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(diǎn)高、硬度大，是一種重要的半導(dǎo)體材料。下列說法中，準(zhǔn)確的是( )AX、M兩種元素只能形成X2M型化合物B因?yàn)閃、Z、M元素的氫化物相對(duì)分子質(zhì)量依次減小，所以其沸點(diǎn)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7D X與M2具有相同的電子層結(jié)構(gòu)且均屬于短周期元素，可推知X為鈉元素，M為氧元素，由此可知Z為硫元素；X、Y、Z、W屬于同周期元素，由離子半徑：Z2W，可推知W為氯元素；Y的單質(zhì)晶體熔點(diǎn)高、硬度大，是一種重要的半導(dǎo)體材料，不難判斷，Y為硅元素。Na與O兩種

16、元素可形成Na2O和Na2O2兩種化合物，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；雖然HCl、H2S、H2O相對(duì)分子質(zhì)量依次減小，但因H2O分子間存有氫鍵，沸點(diǎn)高于HCl和H2S，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；單質(zhì)Si屬于原子晶體，單質(zhì)S和Cl2屬于分子晶體，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；O3和Cl2都具有強(qiáng)氧化性，可作為水處理的消毒劑，故D項(xiàng)準(zhǔn)確。82013海南，19()金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛。請(qǐng)回答下列問題：(1)Ni原子的核外電子排布式為_；(2)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，Ni2和Fe2的離子半徑分別為69 pm和78 pm，則熔點(diǎn)NiO_FeO(填“”)；(3)NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為_、_

17、；(4)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲(chǔ)氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。該合金的化學(xué)式為_；8(1)Ar3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2(2) (3)6 6 (4)LaNi5解析 (1)核外電子排布式與價(jià)電子排布式要區(qū)別開。(2)NiO、FeO都屬于離子晶體，熔點(diǎn)高低受離子鍵強(qiáng)弱影響，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高。(3)因?yàn)镹iO晶體結(jié)構(gòu)類型與NaCl相同，而NaCl晶體中Na、Cl的配位數(shù)都是6，所以，NiO晶體Ni2、O2的配位數(shù)也是6。(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可計(jì)算，一個(gè)合金晶胞中，La：81，Ni：185。所以該合金的化學(xué)式為LaNi5。題型三 晶

18、體的相關(guān)計(jì)算加襄陽今年三月高三統(tǒng)考（李小超）那道題課時(shí)過程訓(xùn)練1下列關(guān)于晶體的說法準(zhǔn)確的是( )A在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子B在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子C原子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高D分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低2(2013蘇州調(diào)研)下列性質(zhì)適合分子晶體的是( )熔點(diǎn)1 070 ，易溶于水，水溶液導(dǎo)電熔點(diǎn)10.31 ，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液導(dǎo)電能溶于CS2，熔點(diǎn)112.8 ，沸點(diǎn)444.6 熔點(diǎn)97.81 ，質(zhì)軟導(dǎo)電，密度為0.97 gcm3A B C D3如下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

19、表金剛石的是(填編號(hào)字母，下同)_，其中每個(gè)碳原子與_個(gè)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(gè)正六邊形占有的碳原子數(shù)平均為_個(gè)。(3)其中代表NaCl的是_，每個(gè)Na周圍與它最接近且距離相等的Na有_個(gè)。(4)代表CsCl的是_，它屬于_晶體，每個(gè)Cs與_個(gè)Cl緊鄰。(5)代表干冰的是_，它屬于_晶體，每個(gè)CO2分子與_個(gè)CO2分子緊鄰。4(2013沈陽質(zhì)檢)最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如右圖所示。圖中頂點(diǎn)和面心的原子都是鈦原子，棱的中心和體心的原子都是碳原子，該分子的化學(xué)式是( )ATi13C14 BTi14C13CTi4C5

20、DTiC5(2013張家港聯(lián)考)金晶體的最小重復(fù)單元(也稱晶胞)是面心立方體，即在立方體的8個(gè)頂點(diǎn)及各個(gè)面的中心各有一個(gè)金原子，每個(gè)金原子被相鄰的晶胞所共用(右圖)。金原子的直徑為d，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，M表示金的摩爾質(zhì)量。(1)金晶體每個(gè)晶胞中含有_個(gè)金原子。(2)欲計(jì)算一個(gè)晶胞的體積，除假定金原子是剛性小球外，還應(yīng)假定_。(3)一個(gè)晶胞的體積是_。(4)金晶體的密度是_。6已知A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)依次遞增，A、B、C、D位于前三周期。A位于周期表的s區(qū)，其原子中電子層數(shù)和未成對(duì)電子數(shù)相同；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同；D原子

21、的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的3倍。A、B、D三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常含有的一種有害氣體，A、B兩種元素組成的原子個(gè)數(shù)之比為11的化合物N是常見的有機(jī)溶劑。E有“生物金屬”之稱，E4和氬原子的核外電子排布相同。請(qǐng)回答下列問題(答題時(shí)，A、B、C、D、E均用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示)：(1)E的基態(tài)原子的外圍電子排布式為_。(2)由A、B、C形成的ABC分子中，含有_個(gè)鍵，_個(gè)鍵。(3)下列敘述準(zhǔn)確的是_(填字母)。aM易溶于水，是因?yàn)镸與水分子之間能形成氫鍵，且M是極性分子；N不溶于水，是因?yàn)镹是非極性分子bM和二氧化碳分子中的中心原子均采用sp2雜化cN分子中含有6個(gè)鍵和1個(gè)

22、鍵dBD2晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都比二氧化硅晶體的低(4)E的一種氧化物Q，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則Q的化學(xué)式為_，該晶體中氧原子的配位數(shù)為_。(5)B、C、D三種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)開。(6)在濃的ECl3的鹽酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至飽和，可得到配位數(shù)為6、組成為ECl36H2O的綠色晶體，該晶體中兩種配體的物質(zhì)的量之比為15，則該配離子的化學(xué)式為_。課時(shí)過程訓(xùn)練1A 在原子晶體中構(gòu)成晶體的粒子是原子，在離子晶體中構(gòu)成晶體的粒子是陽離子和陰離子；在分子晶體中構(gòu)成晶體的粒子是分子，在金屬晶體中構(gòu)成晶體的粒子是金屬陽離子和自由電子，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；晶體的熔點(diǎn)一般是原子晶體離子晶體分子晶體，而金屬晶體的熔點(diǎn)相差比較大，晶體硅的熔點(diǎn)(1 410 )要比金屬鎢的熔點(diǎn)(3 410)低，而金屬汞的熔點(diǎn)(常溫下是液體)比蔗糖、白磷(常溫下是固態(tài)，分子晶體)等低，所以選項(xiàng)B、C、D不準(zhǔn)確。2B 熔點(diǎn)高，不是分子晶體，分子晶體熔點(diǎn)較低；選項(xiàng)是金屬鈉的性質(zhì)。3(1)