新課標地區(qū)專用2020高中化學第3章第一節(jié)晶體的常識講義精練含解析新人教版選修

第一節(jié)晶體的常識學業(yè)要求素養(yǎng)對接1.能說出晶體與非晶體的區(qū)別。2.能結合實例描述晶體中微粒排列的周期性規(guī)律。3.認識簡單的晶胞。微觀探析：晶體與非晶體的區(qū)別。模型認知：晶胞的判斷與相關計算。[知識梳理]一、晶體自范性微觀結構晶體有原子在三維空間里呈周期性有序排列非晶體無原子排列相對無序(1)熔融態(tài)物質凝固。(2)氣態(tài)物質冷卻不經液態(tài)直接凝固(凝華)。(3)溶質從溶液中析出。(1)自范性：①定義：晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質。②形成條件：晶體生長的速率適當。③本質原因：晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列。(2)各向異性：某些物理性質常常會表現(xiàn)出各向異性。(3)晶體有固定的熔點。(4)外形和內部質點排列的高度有序性。【自主思考】1.區(qū)分晶體與非晶體的最可靠的方法是什么？提示最可靠的方法是對固體進行X-射線衍射實驗。二、晶胞晶胞是描述晶體結構的基本單元。習慣采用的晶胞都是平行六面體，晶體是由無數(shù)晶胞“無隙并置”而成。(1)“無隙”：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。(2)“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。(3)所有晶胞的形狀及其內部的原子種類、個數(shù)及幾何排列是完全相同的。(1)平行六面體(立方體形)晶胞中微粒數(shù)目的計算。①晶胞的頂角原子是8個晶胞共用；②晶胞棱上的原子是4個晶胞共用；③晶胞面上的原子是2個晶胞共用。如金屬銅的一個晶胞(如圖所示)均攤到的原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。(2)幾種晶胞中原子數(shù)目的確定。結合下圖，鈉、鋅、碘、金剛石晶胞中含有原子的數(shù)目分別為2、2、8、8?！咀灾魉伎肌?.晶胞是否全是平行六面體？提示不一定，如有的晶胞呈六棱柱形。3.由晶胞構成的晶體，其化學式是否表示一個分子中原子的數(shù)目？提示不表示，只表示每個晶胞中各類原子的最簡整數(shù)比。[自我檢測]1.判斷正誤，正確的打“√”；錯誤的打“×”。(1)有規(guī)則幾何外形的固體就是晶體。()(2)熔融態(tài)的晶體冷卻凝固，得到的固體不一定呈規(guī)則的幾何外形。()(3)晶胞都是平行六面體。()(4)晶胞是晶體的最小重復單元。()(5)不同的晶體中晶胞的大小和形狀都相同。()(6)晶胞中的任何一個粒子都只屬于該晶胞。()(7)已知晶胞的組成也無法推知晶體的組成。()(8)同一物質可能是晶體，也可能是無定形體。()(9)區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學方法是確定有沒有固定熔點。()(10)雪花是水蒸氣凝華得到的晶體。()(11)溶質從溶液中析出可以得到晶體。()答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×(7)×(8)√(9)×(10)√(11)√2.關于晶體的自范性，下列敘述正確的是()A.破損的晶體能夠在固態(tài)時自動變成規(guī)則的多面體C.圓形容器中結出的冰是圓形的，體現(xiàn)了晶體的自范性D.由玻璃制成規(guī)則的玻璃球，體現(xiàn)了晶體的自范性解析晶體的自范性指的是在適宜條件下，晶體能夠自發(fā)呈現(xiàn)規(guī)則的幾何外形的性質。A選項所述過程不可能實現(xiàn)；C選項中的圓形并不是晶體冰本身自發(fā)形成的，而是受容器的限制形成的；D選項中玻璃屬于非晶體；氯化鈉屬于晶體，從飽和溶液中析出是形成晶體的途徑之一，其發(fā)生的原因是晶體的自范性，故B選項正確。答案B3.整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。對這句話的理解錯誤的是()B.晶體是晶胞簡單、隨意堆積而成C.晶胞排列時，取向相同D.“并置”是指所有晶胞都是平行排列的解析晶體并不是晶胞簡單、隨意堆積而成，而是晶胞平行排列而成的，且相鄰晶胞之間沒有任何間隙。答案B學習任務一晶體與非晶體【合作交流】如圖是某固體的微觀結構示意圖1.區(qū)分晶體與非晶體的最可靠的科學方法是什么？試根據(jù)示意圖判斷固體Ⅰ、Ⅱ的類型。提示最可靠的科學方法是對固體進行X-射線衍射實驗。根據(jù)結構圖可知，Ⅰ中微粒呈周期性有序排列，為晶體；Ⅱ中微粒排列不規(guī)則為非晶體。2.將固體Ⅰ、Ⅱ分別加熱至熔化，各有什么現(xiàn)象發(fā)生？該現(xiàn)象能說明晶體、非晶體的哪種性質？提示加熱晶體Ⅰ，溫度達到熔點時晶體Ⅰ開始熔化，在全部熔化以前，繼續(xù)加熱，溫度基本保持不變，完全熔化后，溫度才開始升高，所以晶體有固定的熔點。加熱非晶體Ⅱ時，溫度升高到某一程度后非晶體Ⅱ開始軟化，流動性增強，最后變?yōu)橐后w。從軟化到完全熔化，中間經過較大的溫度范圍，所以非晶體無固定的熔點。3.有規(guī)則的幾何外形的固體一定是晶體嗎？提示有規(guī)則幾何外形或美觀、對稱外形的固體不一定是晶體。例如，玻璃制品可以塑造出規(guī)則的幾何外形，也可以具有美觀對稱的外觀。4.有固定組成的物質一定是晶體嗎？提示具有固定組成的物質也不一定是晶體，如某些無定形體也有固定的組成，如無定形SiO2。【點撥提升】晶體非晶體微觀結構特征粒子周期性有序排列粒子排列相對無序性質特征自范性有無熔點固定不固定各向異性有無鑒別方法間接方法看是否具有固定的熔點或根據(jù)某些物理性質的各向異性科學方法對固體進行X-射線衍射實驗舉例NaCl、I2、SiO2、Na晶體等玻璃、橡膠等晶體呈現(xiàn)自范性的條件之一是晶體生長的速率適當。熔融態(tài)物質冷卻凝固，有時得到晶體，但凝固速率過快時，常常只得到看不到多面體外形的粉末或沒有規(guī)則外形的塊狀物。如瑪瑙是熔融態(tài)SiO2快速冷卻形成的，而水晶是SiO2熱液緩慢冷卻形成的。【例1】下列關于晶體的性質敘述中，不正確的是()解析晶體的各向異性取決于微觀粒子的排列具有特定的方向性，而對稱性是微觀粒子按一定規(guī)律做周期性重復排列的必然結果，B項的說法錯誤。答案B晶體在不同方向上物質微粒的排列情況不同，晶體的對稱性是微觀粒子按一定規(guī)律做周期性重復排列的必然結果?！咀兪接柧殹?.下列關于晶體與非晶體的說法正確的是()有自范性但排列無序C.非晶體無自范性而且排列無序2一定是晶體解析晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，A項錯誤；晶體有自范性且排列有序，非晶體無自范性而且排列無序，故B項錯誤，C項正確；晶體形成也需要一定條件，當條件不具備時，不一定形成晶體，如熔融態(tài)SiO2快速冷卻形成的固體SiO2就不是晶體，故D項錯誤。答案C2.下列途徑不能得到晶體的是()2快速冷卻2緩慢冷卻3蒸氣冷凝4飽和溶液蒸發(fā)濃縮后冷卻解析晶體呈現(xiàn)自范性是需要一定條件的，即晶體生長的速率要適當。熔融態(tài)物質快速冷卻時不能得到晶體，如熔融態(tài)SiO2快速冷卻得到看不到晶體外形的瑪瑙，熱液緩慢冷卻則形成水晶。FeCl3、AlCl3等固體均易升華，其蒸氣凝華則得到晶體。D項析出膽礬晶體(CuSO4·5H2O)。答案A3.下列關于晶體的說法正確的是()A.將飽和硫酸銅溶液降溫，析出的固體不是晶體B.假寶石往往是玻璃仿造的，可以用劃痕的方法鑒別寶石和玻璃制品C.石蠟和玻璃都是非晶體，但它們都有固定的熔點解析選項A，將飽和CuSO4溶液降溫可析出膽礬，膽礬屬于晶體。選項B，寶石的硬度較大，玻璃制品的硬度較小，可以根據(jù)有無劃痕來鑒別。選項C，非晶體沒有固定熔點。選項D，晶體的各向異性導致藍寶石在不同方向上的硬度有些差異。答案B4.下列物質中，屬于晶體的是________(填序號)。A.橡膠 B.玻璃E.塑料F.膽礬解析固體有晶體和非晶體之分。晶體是內部微粒(原子、離子或分子)在空間按一定規(guī)律做周期性重復排列構成的固體物質，食鹽、冰、水晶、大部分礦石等都是晶體；非晶體是內部微粒的排列呈現(xiàn)雜亂無章的分布狀態(tài)的固體物質，如玻璃、橡膠等都是非晶體。答案CDF學習任務二晶胞【合作交流】現(xiàn)有甲、乙、丙(如圖所示)三種晶體的晶胞(甲中X處于晶胞的中心，乙中A處于晶胞的中心)。1.甲晶體中X與Y的個數(shù)比是多少？提示甲晶體中，體心X為1，頂角Y為6×eq\f(1,8)，所以N(X)∶N(Y)＝1∶eq\f(6,8)＝4∶3。2.乙晶體中A與B的個數(shù)比是多少？提示乙晶體中，體心A為1，頂角B為8×eq\f(1,8)＝1，所以N(A)∶N(B)＝1∶1。3.丙晶體中每個晶胞包含有C離子、D離子各為多少？提示丙晶體中，C離子個數(shù)為12×eq\f(1,4)＋1＝4，D離子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。4.若晶胞是六棱柱，那么頂點上的一個微粒被幾個六棱柱共用？提示被6個六棱柱共用?！军c撥提升】均攤法：若某個粒子為n個晶胞所共有，則該粒子的eq\f(1,n)屬于這個晶胞。(1)長方體形(正方體形)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算：(2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算：如圖所示，六方晶胞中所含微粒數(shù)目為12×eq\f(1,6)＋3＋2×eq\f(1,2)＝6。特別提醒非長方體和六方晶胞中粒子數(shù)目計算時視具體情況而定，如石墨晶胞每一層內碳原子排成六邊形，每個碳原子被三個六邊形共用，每個碳原子對六邊形的貢獻為1/3。a3×ρ×NA＝n×Ma：表示晶胞的棱長；ρ：表示晶體的密度；NA：表示阿伏加德羅常數(shù)；n：表示1mol晶胞中晶體的物質的量；M：表示晶體的摩爾質量；a3×ρ×NA表示1mol晶胞的質量。【例2】(1)元素銅的一種氯化物晶體的晶胞結構如圖所示，該氯化物的化學式是________。(2)利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷，如圖為其晶胞結構示意圖，則每個晶胞中含有B原子的個數(shù)為________，該功能陶瓷的化學式為________。(3)某晶體結構模型如圖所示。該晶體的化學式是________________，在晶體中1個Ti原子、1個Co原子周圍距離最近的O原子數(shù)目分別為________個、________個。(4)有一種鈦原子和碳原子構成的氣態(tài)團簇分子，如圖所示，頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學式為________。14C13 B.TiC14C44C3解析(1)晶胞中灰球代表的微粒4個，白球代表的微粒6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝4個，所以化學式為CuCl。(2)每個氮化硼晶胞中含有白球表示的原子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2，灰球表示的原子個數(shù)為1＋4×eq\f(1,4)＝2，所以每個晶胞中含有N原子和B原子各2個；N的電負性大于B，所以該陶瓷的化學式為BN。(3)晶胞中含有O：6×eq\f(1,2)＝3個，含Co：8×eq\f(1,8)＝1個，含Ti：1個，故化學式為CoTiO3。Ti原子位于晶胞的中心，其周圍距離最近的O原子位于6個面的中心，所以周圍距離最近的O原子數(shù)目為6個；Co原子位于晶胞的頂點，O原子位于晶胞的面心，所以Co原子周圍距離最近的O原子數(shù)目為12個。(4)由題意知該物質是氣態(tài)團簇分子，故題目中圖示應是該物質的一個完整的分子，由14個Ti原子和13個C原子構成。選項A正確。答案(1)CuCl(2)2BN(3)CoTiO3612(4)A(1)根據(jù)均攤法計算出1個晶胞中，各種原子個數(shù)的最簡整數(shù)比可確定該物質的化學式。(2)對于獨立原子構成的分子，其分子式的確定則不能用均攤法。如由金屬原子M和非金屬原子N構成的氣態(tài)團簇分子，如圖所示，頂角和面上的原子是M原子，棱中心和體心的原子是N原子，由于M、N原子并不存在共用關系，所以由氣態(tài)團簇分子結構圖可知，其分子式可由示意圖查原子個數(shù)來確定，M原子共14個，N原子13個，即分子式為M14N13?！咀兪接柧殹?.某物質的晶體內部一截面上原子的排布情況如圖所示，則該晶體的化學式可表示為()2B B.AB23B解析由該晶體一截面上原子的排布情況可知，每一個A原子周圍有2個B原子，每一個B原子周圍有2個A原子。故該晶體的化學式可表示為AB。答案B6.石墨烯可轉化為富勒烯(C60)，某金屬M與C60可制備一種低溫超導材料，晶胞如圖所示，M原子位于晶胞的棱上與內部。該晶胞中M原子的個數(shù)為________，該材料的化學式為________。解析根據(jù)均攤法，晶胞含M原子的個數(shù)為12×eq\f(1,4)＋9＝12，C60位于頂點和面心，故晶胞含C60的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，故化學式為M3C60。答案12M3C60【例3】如圖所示為高溫超導領域里的一種化合物——鈣鈦礦的晶體結構，該結構是具有代表性的最小重復單位。(1)在該物質的晶體結構中，每個鈦離子周圍與它最近且距離相等的氧離子、鈣離子、鈦離子各有______個、______個、________個。(2)該晶體結構中，元素氧、鈦、鈣的離子個數(shù)比是________________，該物質的化學式可表示為________。(3)若鈣、鈦、氧三元素的相對原子質量分別為a、b、c，晶體結構圖中正方體邊長(鈦原子之間的距離)為dnm(1nm＝10－9m)，則該晶體的密度為________g·cm－3。解析(1)以鈦離子為頂點，應有8個立方晶胞緊靠在一起，這樣鈦原子成為空間直角坐標系的中心原子，它的三維方向上前后左右上下最近且相鄰各有1個氧離子(鈦離子)，共6個，它周圍的8個立方晶胞內各含1個鈣離子。(2)該晶胞中含氧離子個數(shù)為12×eq\f(1,4)＝3，鈣離子個數(shù)為1，鈦離子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，故其個數(shù)比為3∶1∶1，則它的化學式可表示為CaTiO3。(3)1mol晶體的質量等于(a＋b＋3c)g，1mol晶體的體積為d3×10－21×6.02×1023cm3，則其密度為ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(（a＋b＋3c）g,6.02×1023×d3×10－21cm3)＝eq\f(a＋b＋3c,602d3)g·cm－3。答案(1)686(2)3∶1∶1CaTiO3(3)eq\f(a＋b＋3c,602d3)立方晶胞中各物理量的關系m＝ρV＝a3×ρ＝N×eq\f(M,NA)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m：表示一個晶胞質量（g）,ρ：表示晶胞密度（g·cm－3）,V：表示一個晶胞體積（cm3）,a：表示晶胞邊長（cm）,M：表示晶胞摩爾質量（g·mol－1）,NA：表示阿伏加德羅常數(shù)（mol－1）,N：表示一個晶胞中微粒數(shù)目))【變式訓練】aCl晶體的一個晶胞，測知氯化鈉晶體中相鄰的Na＋與Cl－的距離為acm，該晶體密度為dg·cm－3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為()A.eq\f(0.585,4a3d)mol－1 B.eq\f(58.5,8a3d)mol－1C.eq\f(58.5,2a3d)mol－1 D.eq\f(117,a3d)mol－1解析一個NaCl晶胞中含Na＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(個)；含Cl－：12×eq\f(1,4)＋1＝4(個)，一個NaCl晶胞的體積為V＝8a3cm3，由NA·dg·cm－3·V＝4×58.5g·mol－1得NA＝eq\f(4×58.5g·mol－1,dg·cm－3×8a3cm3)＝eq\f(58.5,2a3d)mol－1。解題反思解答晶胞中各量關系計算題的關鍵，是正確分析微粒在晶胞中的位置關系，找出晶胞的體積及1個晶胞的質量。答案C分層訓練基礎練1.水的狀態(tài)除了氣、液和固態(tài)外，還有玻璃態(tài)。它是由液態(tài)水急速冷卻到165K時形成的。玻璃態(tài)的水無固定形狀，不存在晶體結構，且密度與普通液態(tài)水的密度相同，有關玻璃態(tài)水的敘述中正確的是()A.水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積縮小B.水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積膨脹D.X-射線通過玻璃態(tài)水時，能產生譜線解析玻璃態(tài)水無固定形狀，不存在晶體結構，故玻璃態(tài)水不是晶體，X-射線通過玻璃態(tài)水時不能產生譜線，因密度與普通水相同，故水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)時體積不變。答案C2.下圖為一塊密度、厚度均勻的矩形樣品，長為寬的兩倍，若用多用電表沿兩對稱軸測其電阻均為R，則這塊樣品一定是()解析由于AB＝2CD，而AB、CD間的電阻卻相等，說明樣品橫向(AB)與縱向(CD)的導電性不同，具有各向異性，而晶體的特征之一是各向異性，非晶體則具有各向同性，故該樣品為晶體。答案D3.如圖是某固體的微觀結構示意圖，請認真觀察兩圖，判斷下列說法正確的是()B.Ⅰ形成的固體物理性質有各向異性C.Ⅱ形成的固體一定有固定的熔、沸點D.二者的X-射線圖譜是相同的解析觀察結構圖知，Ⅰ中微粒呈周期有序排列，Ⅱ中微粒排布不規(guī)則，故Ⅰ為晶體，Ⅱ為非晶體。晶體具有各向異性，具有固定熔點，非晶體沒有固定熔點，用X-射線檢驗兩者，圖譜明顯不同。答案B4.某晶體的晶胞為如圖所示的正三棱柱，該晶體中X、Y、Z三種粒子數(shù)之比是()A.3∶9∶4 B.1∶4∶2C.2∶9∶4 D.3∶8∶4解析解答此題的關鍵是正確分析頂角及棱上的粒子被幾個結構單元共用。題圖中不是一個平行六面體晶胞，而是一個正三棱柱結構的晶胞，它分攤到的粒子為頂角粒子的eq\f(1,12)，水平棱上粒子的eq\f(1,4)，豎直棱上粒子的eq\f(1,6)及內部的所有粒子，X都在頂角，6個Y在水平棱上，3個Y在豎直棱上，Z位于內部，所以X、Y、Z三種粒子數(shù)之比為(6×eq\f(1,12))∶(6×eq\f(1,4)＋3×eq\f(1,6))∶1＝1∶4∶2。答案B5.納米材料的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的比例極大，這是它有許多特殊性質的原因。假設某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰好與氯化鈉晶胞的大小和形狀相同，則這種納米顆粒的表面粒子數(shù)與總粒子數(shù)的比值為()A.7∶8 B.13∶14C.1∶1 D.26∶27解析由題意知一個氯化鈉晶胞即為一個氯化鈉納米顆粒，則其表面粒子數(shù)＝8＋6＋12＝26，總粒子數(shù)＝表面粒子數(shù)＋中心粒子數(shù)＝26＋1＝27。答案D6.如圖是a、b兩種不同物質的熔化曲線，下列說法正確的是()解析晶體有固定的熔點，由a的熔化曲線分析可知，中間有一段溫度不變但一直在吸收能量，該段所對應的溫度就是晶體a的熔點；由b的熔化曲線可知，溫度一直升高，所以物質b沒有固定的熔點，為非晶體。答案D7.如圖為某晶體的一個晶胞，該晶體由A、B、C三種基本粒子構成，試根據(jù)圖示判斷該晶體的化學式為()6B82B4C33B4C解析分析晶胞結構可知，A位于面心，B位于晶胞的頂點，C位于晶胞內部。由均攤法可知，一個晶胞中含有A粒子個數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，含有B粒子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，含有1個C粒子，故A、B、C粒子的個數(shù)之比為3∶1∶1，則該晶體的化學式為A3BC。答案C8.如圖是氯化銫晶體的晶胞示意圖(晶體中最小的重復結構單元)，已知晶體中2個最近的Cs＋核間距為acm，氯化銫(CsCl)的式量為M，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則氯化銫晶體的密度為()A.eq\f(8M,NAa3)g·cm－3 B.eq\f(Ma3,8NA)g·cm－3C.eq\f(M,NAa3)g·cm－3 D.eq\f(Ma3,NA)g·cm－3解析晶胞中平均含有一個Cs＋和一個Cl－，晶胞的質量為(M/NA)g，體積為a3cm3，所以晶體密度為eq\f(M,NAa3)g·cm－3。答案C9.根據(jù)下列四種晶體的晶胞示意圖回答問題：(1)根據(jù)圖Ⅰ分析，銅晶胞平均含有的銅原子數(shù)是________。(2)根據(jù)圖Ⅱ分析，干冰晶胞平均含有的CO2分子數(shù)是________。(3)根據(jù)圖Ⅲ分析，碘晶體中碘分子的排列有________種不同的方向。(4)根據(jù)圖Ⅳ分析，晶體M的化學式可能是________。解析(1)銅晶胞平均含有的銅原子數(shù)為eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4。(2)干冰晶胞平均含有的CO2分子數(shù)為eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4。(3)根據(jù)碘晶胞中碘分子的排列方向可知，碘晶體中碘分子的排列有2種不同的方向。(4)晶體M的晶胞中，N(A)∶N(B)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,8)×8))∶1＝1∶1，故M的化學式可能為AB(或BA)。答案(1)4(2)4(3)2(4)AB(或BA)10.某離子晶體晶胞結構如圖所示，(●)X位于立方體的頂點，(○)Y位于立方體的中心，試分析：(1)晶體中每個Y同時吸引著________個X，每個X同時吸引著________個Y，該晶體的化學式為________。(2)晶體中在每個X周圍與它最接近且距離相等的X共有________個。(3)晶體中距離最近的2個X與一個Y形成的夾角∠XYX＝________(填角的度數(shù))。(4)若該立方體的棱長為acm，晶體密度為ρg·cm－3，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則該離子化合物的摩爾質量為________。解析(1)由晶胞可直接看出每個Y周圍吸引著4個X，每個X被8個晶胞共用，則X周圍有8個等距離的Y，晶胞內X與Y的數(shù)目比為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4×\f(1,8)))∶1＝1∶2，故化學式為XY2或Y2X。(2)以某個X為中心，補足8個共用X的晶胞，可發(fā)現(xiàn)與中心X等距離且最近的X共有3層，每層4個，共12個。(3)四個X圍成一個正四面體，Y位于中心，類似甲烷的分子結構，故∠XYX＝109.5°。(4)每摩晶胞相當于含有0.5molXY2(或Y2X)，故摩爾質量可表示為M＝eq\f(a3×ρ×NA,0.5)g·mol－1＝2a3ρNAg·mol－1。答案(1)48XY2(或Y2X)(2)12(3)109.5°(4)2a3ρNAg·mol－1素養(yǎng)練11.回答以下問題。Ⅰ.元素X位于第四周期，其基態(tài)原子的內層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2。元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子。X與Y所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。(1)在1個晶胞中，X離子的數(shù)目為________。(2)該化合物的化學式為________。Ⅱ.(1)準晶是一種無平移周期序，但有嚴格準周期位置序的獨特晶體，可通過________方法區(qū)分晶體、準晶體和非晶體。(2)Cu2O為半導體材料，在其立方晶胞內部有4個氧原子，其余氧原子位于面心和頂點，則該晶胞中有________個銅原子。Ⅲ.已知：硫酸銅溶液中滴入氨基乙酸鈉(H2N—CH2—COONa)即可得到配合物A。其結構如圖1所示：(1)Cu元素基態(tài)原子的電子排布式為________。(2)配合物A中碳原子的軌道雜化類型為________。(3)1mol氨基乙酸鈉(H2N—CH2—COONa)含有σ鍵的數(shù)目為________。(4)氨基乙酸鈉分解產物之一為二氧化碳。寫出CO2的一種等電子體：________(要求為負一價陰離子，寫化學式)。(5)已知：灼燒硫酸銅可以生成一種紅色晶體，其結構如圖2所示，則該化合物的化學式是________。(6)CH4和NO在400～500℃和Pt作催化劑下，能轉化成無毒無害的物質，利用該反應可以控制機動車尾氣排放。該反應的化學方程式為_______________________________________________________________。解析Ⅰ.元素X的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，則X是鋅。元素Y的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，則Y是硫。(1)在1個晶胞中，Zn2＋的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。(2)1個晶胞中S2－的數(shù)目也為4，所以該化合物的化學式為ZnS。Ⅱ.(1)區(qū)分晶體、準晶體和非晶體可用X-射線衍射的方法。(2)根據(jù)“均攤法”計算，1個晶胞中含有的氧原子為4＋6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝8(個)，再結合化學式Cu2O知，1個晶胞中含有16個銅原子。Ⅲ.(1)Cu是29號元素，其原子核外有29個電子，根據(jù)構造原理知其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(2)配合物A分子中，中的C為sp2雜化，中的C為sp3雜化。(3)共價單鍵為σ鍵，共價雙鍵中一個是σ鍵和一個是π鍵，則H2N—CH2—COONa中含有8個σ鍵，所以1mol氨基乙酸鈉中含有σ鍵8mol，數(shù)目為8NA。(4)二氧化碳分子中原子個數(shù)為3，價電子數(shù)為16；原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等的微?；榈入娮芋w，則CO2的等電子體有SCN－、Neq\o\al(－,3)或OCN－等。答案Ⅰ.(1)4(2)ZnSⅡ.(1)X-射線衍射(2)16Ⅲ.(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(2)sp3、sp2(3)8NA(4)SCN－(或Neq\o\al(－,3)、OCN－等)(5)Cu2O(6)CH4＋4NOeq\o(=,\s\up7(Pt),\s\do5(400～500℃))2N2＋CO2＋2H2O12.(1)將一塊缺角的膽礬晶體懸置于飽和硫酸銅溶液中，一段時間后(溫度不變)，發(fā)現(xiàn)缺角的晶體變完整了。若溶劑不揮發(fā)，則這段時間內晶體和溶液的質量變化分別是________、________(填“變大”“變小”“不變”或“不能確定”)。該變化過程中晶體表現(xiàn)出________性。(2)一般來說