化學(xué)選修3第3章復(fù)習(xí)

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考綱一覽考查角度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．了解分子晶體與原子晶體、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。1.根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)確定物質(zhì)的化學(xué)式以及判斷特定微粒周圍粒子的個(gè)數(shù)。2．晶體的空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)之間的關(guān)系。3．晶體中微粒間的作用力以及物理性質(zhì)的比較。一、晶體的常識(shí)1．晶體與非晶體 (1)晶體與非晶體的區(qū)別晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)微粒周期性

序排列結(jié)構(gòu)微粒

序排列性質(zhì)特征自范性熔點(diǎn)是否固定異同表現(xiàn)各向異性各向同性二者區(qū)別方法間接方法看是否有固定的熔點(diǎn)科學(xué)方法對(duì)固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗(yàn)有無(wú)有無(wú)較固定不固定(2)獲得晶體的三條途徑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(凝華)。③溶質(zhì)從溶液中析出。2．晶胞(1)概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的

。(2)晶體中的晶胞的排列——無(wú)隙并置所謂“無(wú)隙”，是指相鄰晶胞之間沒(méi)有

；所謂“并置”，是指所有晶胞都是

排列的，

相同?；締卧魏伍g隙平行取向二、幾種典型的晶體模型晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解原子晶體金剛石(1)每個(gè)碳與4個(gè)碳以共價(jià)鍵結(jié)合，形成

結(jié)構(gòu)(2)鍵角均為109°28′(3)最小碳環(huán)由

個(gè)C組成且六原子不在同一平面內(nèi)(4)每個(gè)C參與4條C—C鍵的形成，C原子數(shù)與C—C鍵之比為正四面體61∶2晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解原子晶體SiO2(1)每個(gè)Si與4個(gè)O以共價(jià)鍵結(jié)合，形成結(jié)構(gòu)(2)每個(gè)正四面體占有1個(gè)Si,4個(gè)“

”，n(Si)∶n(O)＝(3)最小環(huán)上有

個(gè)原子，即

個(gè)O,

個(gè)Si正四面體1∶21266晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解分子晶體干冰(1)8個(gè)CO2分子構(gòu)成立方體且在6個(gè)面心又各占據(jù)1個(gè)CO2分子(2)每個(gè)CO2分子周圍等距緊鄰的CO2分子有

個(gè)12晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解離子晶體NaCl(型)(1)每個(gè)Na＋(Cl－)周圍等距且緊鄰的Cl－(Na＋)有

個(gè)。每個(gè)Na＋周圍等距且緊鄰的Na＋有

個(gè)(2)每個(gè)晶胞中含

個(gè)Na＋和

個(gè)Cl－CsCl(型)(1)每個(gè)Cs＋周圍等距且緊鄰的Cl－有

個(gè)，每個(gè)Cs＋(Cl－)周圍等距且緊鄰的Cs＋(Cl－)有

個(gè)(2)如圖為8個(gè)晶胞，每個(gè)晶胞中含

個(gè)Cs＋、

個(gè)Cl－612448611晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解金屬晶體簡(jiǎn)單立方典型代表Po，空間利用率52%，配位數(shù)為鉀型典型代表Na、K、Fe，空間利用率68%，配位數(shù)為68晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解金屬晶體鎂型典型代表Mg、Zn、Ti，空間利用率74%，配位數(shù)為銅型典型代表Cu、Ag、Au，空間利用率74%，配位數(shù)1212 判斷某種粒子周圍等距且緊鄰的粒子數(shù)目時(shí)，要注意運(yùn)用三維想象法。如NaCl晶體中，Na＋周圍的Na＋數(shù)目(Na＋用“°”表示)：每個(gè)面上有4個(gè)，共計(jì)12個(gè)。1.下列說(shuō)法中正確的是()A．離子晶體中每個(gè)離子周圍均吸引著6個(gè)帶相反電荷的離子B．金屬導(dǎo)電的原因是在外電場(chǎng)作用下金屬產(chǎn)生自由電子，電子定向運(yùn)動(dòng)C．分子晶體的熔沸點(diǎn)很低，常溫下都呈液態(tài)或氣態(tài)D．原子晶體中的各相鄰原子都以共價(jià)鍵相結(jié)合解析：A項(xiàng)中CsCl晶體中每個(gè)離子都吸引8個(gè)帶相反電荷的離子；B項(xiàng)中金屬晶體內(nèi)部本身就存在自由電子，外加電場(chǎng)僅能導(dǎo)致其產(chǎn)生定向移動(dòng)；C項(xiàng)中如P、S等分子晶體常溫下呈固態(tài)。答案：D2．(2011·合肥模擬)下列各組物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，所克服的粒子間作用力完全相同的是()A．碘的升華和干冰氣化B．二氧化硅和干冰熔化C．苯和硝酸鉀熔化D．食鹽的熔化和冰的融化解析：A項(xiàng)兩變化均破壞分子間作用力。B項(xiàng)SiO2為原子晶體，熔化時(shí)破壞共價(jià)鍵，而干冰為分子晶體，熔化時(shí)破壞分子間作用力。C項(xiàng)苯為分子晶體，變化時(shí)破壞分子間作用力，而KNO3屬離子晶體，熔化時(shí)破壞離子鍵。D項(xiàng)食鹽熔化時(shí)破壞的是離子鍵，而冰融化破壞分子間作用力。答案：A3．(2012·信陽(yáng)高三二調(diào))共價(jià)鍵、離子鍵、范德華力和氫鍵是形成晶體的粒子之間的四種作用力。下列晶體：①Na2O2②固體氨③NaCl④SiO2⑤冰⑥干冰，其中含有三種作用力的是()A．①②③B．①②⑥C．②⑤ D．⑤⑥解析：分析得到下表：Na2O2固化氨NaClSiO2冰干冰共價(jià)鍵√√√√√離子鍵√√范德華力√√√氫鍵√√答案：C4．(2012·西南師大附中月考)通常情況下，氯化鈉、氯化銫、二氧化碳和二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)分別如下圖所示：下列關(guān)于這些晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述不正確的是()A．同一主族的元素與另一相同元素所形成的化學(xué)式相似的物質(zhì)不一定具有相同的晶體結(jié)構(gòu)B．氯化鈉、氯化銫和二氧化碳的晶體都有立方的晶胞結(jié)構(gòu)，它們具有相似的物理性質(zhì)C．二氧化碳晶體是分子晶體，其中不僅存在分子間作用力，而且也存在共價(jià)鍵D．在二氧化硅晶體中，平均每個(gè)Si原子形成4個(gè)Si—O共價(jià)單鍵解析：SiO2和CO2的化學(xué)式相似，SiO2為原子晶體，CO2為分子晶體，晶體結(jié)構(gòu)不同，A項(xiàng)正確；二氧化碳為分子晶體，因此分子間存在分子間作用力，而分子內(nèi)部碳原子和氧原子間形成共價(jià)鍵，氯化鈉和氯化銫為離子晶體，所以物理性質(zhì)不同。根據(jù)二氧化硅的結(jié)構(gòu)可判斷D項(xiàng)正確。答案：B5．有下列離子晶體立體結(jié)構(gòu)示意圖：若以M代表陽(yáng)離子，以N代表陰離子，則各離子晶體的組成表達(dá)式完全正確的組合是()A．①M(fèi)N②MN2③MN2④MNB．①M(fèi)N②MN2③MN3④MN4C．①M(fèi)N2②MN2③MN2④MND．①M(fèi)N②MN③MN2④MN2答案：A(1)長(zhǎng)方體(正方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算(2)非長(zhǎng)方體(正方體)晶胞中粒子視具體情況而定，如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(diǎn)(1個(gè)碳原子)被三個(gè)六邊形共有，每個(gè)六邊形占1/3。在晶胞中粒子個(gè)數(shù)的計(jì)算過(guò)程中，不要形成思維定勢(shì)，任何形狀的晶胞均使用上述計(jì)算方法。不同形狀的晶胞，應(yīng)先分析任意位置上的一個(gè)粒子被幾個(gè)晶胞共用，如六棱柱晶胞中，頂點(diǎn)、側(cè)棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2個(gè)晶胞共用。2．有關(guān)晶胞各物理量的關(guān)系對(duì)于立方晶胞，可簡(jiǎn)化成下面的公式進(jìn)行各物理量的計(jì)算：a3×ρ×NA＝n×M，a表示晶胞的棱長(zhǎng)，ρ表示密度，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，n表示1mol晶胞中所含晶體的物質(zhì)的量，M表示相對(duì)分子質(zhì)量，a3×ρ×NA表示1mol晶胞的質(zhì)量。 如圖，直線交點(diǎn)處的圓圈為NaCl晶體中Na＋或Cl－所處的位置。這兩種離子在空間三個(gè)互相垂直的方向上都是等距離排列的。(1)請(qǐng)將其中代表Na＋的圓圈涂黑(不必考慮體積大小)，以完成NaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖。(2)晶體中，在每個(gè)Na＋的周圍與它最接近的且距離相等的Na＋共有________個(gè)。(3)在NaCl晶胞中正六面體的頂點(diǎn)上、面上、棱上的Na＋或Cl－為該晶胞與其相鄰的晶胞所共有，一個(gè)晶胞中Cl－的個(gè)數(shù)等于________，即________(填計(jì)算式)；Na＋的個(gè)數(shù)等于________，即________(填計(jì)算式)。(4)設(shè)NaCl的摩爾質(zhì)量為Mrg·mol－1，食鹽晶體的密度為ρg·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。食鹽晶體中兩個(gè)距離最近的鈉離子中心間的距離為_(kāi)_______cm?！窘馕觥?/p>

(1)如圖所示。 已知X、Y、Z三種元素組成的化合物是離子晶體，其晶胞如圖所示，則下面表示該化合物的化學(xué)式正確的是()A．ZXY3 B．ZX2Y6C．ZX4Y8 D．ZX8Y12答案：A1.四種晶體的比較類型比較分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體構(gòu)成粒子分子原子金屬陽(yáng)離子、自由電子陰、陽(yáng)離子粒子間的相互作用力分子間作用力共價(jià)鍵金屬鍵離子鍵硬度較小很大有的很大，有的很小較大類型比較分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體熔、沸點(diǎn)較低很高有的很高，有的很低較高溶解性相似相溶難溶于任何溶劑常見(jiàn)溶劑難溶大多易溶于水等極性溶劑中導(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)電類型比較分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體物質(zhì)類別及舉例大多數(shù)非金屬單質(zhì)、氣態(tài)氫化物、酸、非金屬氧化物(SiO2除外)、絕大多數(shù)有機(jī)物(有機(jī)鹽除外)部分非金屬單質(zhì)(如金剛石、硅、晶體硼)，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)、絕大部分鹽(如NaCl)2.晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較(1)不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)高低一般規(guī)律原子晶體＞離子晶體＞分子晶體。金屬晶體的熔、沸點(diǎn)差別很大，如鎢、鉑等沸點(diǎn)很高，如汞、鎵、銫等沸點(diǎn)很低。(2)原子晶體由共價(jià)鍵形成的原子晶體中，原子半徑小的鍵長(zhǎng)短，鍵能大，晶體的熔、沸點(diǎn)高。如熔點(diǎn)：金剛石＞石英＞碳化硅＞硅。(3)離子晶體一般來(lái)說(shuō)，陰陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子間的作用力就越強(qiáng)，其離子晶體的熔、沸點(diǎn)就越高，如熔點(diǎn)：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。(4)分子晶體①分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高；具有氫鍵的分子晶體熔、沸點(diǎn)反常的高。如H2O＞H2Te>H2Se>H2S。②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔、沸點(diǎn)越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。③組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，其熔、沸點(diǎn)越高，如CO＞N2，CH3OH＞CH3CH3。④同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。例如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞(5)金屬晶體金屬離子半徑越小，離子電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強(qiáng)，金屬熔、沸點(diǎn)就越高，如熔、沸點(diǎn)：Na<Mg<Al。上述總結(jié)的規(guī)律都是一般規(guī)律，不能絕對(duì)化。在具體比較晶體的熔、沸點(diǎn)高低時(shí)，應(yīng)先弄清晶體的類型，然后根據(jù)不同類型晶體進(jìn)行判斷，但應(yīng)注意具體問(wèn)題具體分析，如MgO為離子晶體，其熔點(diǎn)(2852℃)要高于原子晶體SiO2(1710℃)。 現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)數(shù)據(jù)：據(jù)此回答下列問(wèn)題：(1)A組屬于________晶體，其熔化時(shí)克服的微粒間的作用力是________。A組B組C組D組金剛石：＞3550Li：181HF：－84NaCl：801硅晶體：1410Na：98HCl：－114KCl：776硼晶體：2300K：64HBr：－87RbCl：718二氧化硅：1723Rb：39HI：－51CsCl：645(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是________(填序號(hào))。①有金屬光澤②導(dǎo)電性③導(dǎo)熱性④延展性(3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于______________________________________。(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是________(填序號(hào))。①硬度?、谒芤耗軐?dǎo)電③固體能導(dǎo)電④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電(5)D組晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)椋篘aCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因解釋為_(kāi)____________。【解析】

根據(jù)題給各組物質(zhì)的熔點(diǎn)差異，可判斷出A組物質(zhì)為原子晶體，B組為金屬晶體，C組為分子晶體，D組為離子晶體。(1)原子晶體熔化時(shí)需破壞共價(jià)鍵。(2)所列各項(xiàng)為金屬晶體的通性。(3)HF熔點(diǎn)高于HCl的原因在于HF分子間有氫鍵，HCl分子間只有范德華力，氫鍵強(qiáng)于范德華力。(4)離子晶體硬度較大，呈晶體狀態(tài)時(shí)由于離子不能自由移動(dòng)，故不可導(dǎo)電。(5)從Na、K、Rb、Cs的離子半徑大小思考。【答案】

(1)原子共價(jià)鍵(2)①②③④(3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時(shí)需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成氫鍵即可)(4)②④(5)D組晶體都為離子晶體，r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)，在離子所帶電荷相同的情況下，半徑越小，晶格能越大，熔點(diǎn)就越高 下列化合物，按其晶體的熔點(diǎn)由高到低排列正確的是()A．SiO2CsClCBr4CF4B．SiO2CsClCF4CBr4C．CsClSiO2CBr4CF4D．CF4CBr4CsClSiO2解析：SiO2為原子晶體，CsCl為離子晶體，CBr4和CF4都是分子晶體。一般來(lái)說(shuō)，原子晶體的熔、沸點(diǎn)高于離子晶體的，離子晶體的熔、沸點(diǎn)高于分子晶體的，而分子晶體的熔、沸點(diǎn)高低主要由分子間作用力決定，一般來(lái)說(shuō)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高，同時(shí)分子晶體的熔沸點(diǎn)又受氫鍵、分子的極性等影響。答案：A1.(2010·全國(guó)理綜Ⅰ)下列判斷錯(cuò)誤的是()A．熔點(diǎn)：Si3N4>NaCl>SiI4B．沸點(diǎn)：NH3>PH3>AsH3C．酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4D．堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3解析：Si3N4、NaCl、SiI4分別為原子分子晶體、離子晶體和分子晶體，故熔點(diǎn)大小順序?yàn)椋篠i3N4>NaCl>SiI4，A項(xiàng)正確；NH3、PH3、AsH3均為分子晶體，且分子的組成和結(jié)構(gòu)相似，由于NH3分子間存在氫鍵，其沸點(diǎn)最高，而PH3的相對(duì)分子質(zhì)量小于AsH3的，因此分子間作用力PH3小于AsH3，則沸點(diǎn)PH3小于AsH3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性越強(qiáng)，由于非金屬性：Cl>S>P，故酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4，C項(xiàng)正確；元素的金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性越強(qiáng)，由于金屬性：Na>Mg>Al，故堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，D項(xiàng)正確。答案：B2．下列敘述正確的是()A．分子晶體中的每個(gè)分子內(nèi)一定含有共價(jià)鍵B．原子晶體中的相鄰原子間只存在非極性共價(jià)鍵C．離子晶體中可能含有共價(jià)鍵D．金屬晶體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很高解析：?jiǎn)卧臃肿觾?nèi)不存在共價(jià)鍵，如He、Ar等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；某些原子晶體，如二氧化硅晶體中原子間存在極性共價(jià)鍵，B項(xiàng)錯(cuò)誤；離子晶體中一定含有離子鍵，可能含共價(jià)鍵，如NaOH是由Na＋和OH－結(jié)合而成的離子晶體，OH－中含O—H共價(jià)鍵，C項(xiàng)正確；金屬晶體的熔、沸點(diǎn)一般較高，但也有部分金屬的熔、沸點(diǎn)較低，如常溫下汞為液態(tài)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C3．(2011·安慶質(zhì)檢)下列各晶體熔沸點(diǎn)高低的比較，正確的是()A．硅＞金剛石＞石英砂 B．CsCl>KCl>NaClC．SiO2>CO2>Hg D．H2O>NH3>H2解析：Si—Si鍵長(zhǎng)比C—C鍵長(zhǎng)大，熔沸點(diǎn)：金剛石大于硅，A錯(cuò)誤；離子半徑：Na＋<K＋<Cs＋，熔沸點(diǎn)：CsCl<KCl<NaCl，B錯(cuò)誤；熔沸點(diǎn)：Hg>CO2，C錯(cuò)誤。答案：D4．(2010·四川高考)下列說(shuō)法正確的是()A．原子最外層電子數(shù)為2的元素一定處于周期表ⅡA族B．主族元素X、Y能形成XY2型化合物，則X與Y的原子序數(shù)之差可能為2或5C．氯化氫的沸點(diǎn)比氟化氫的沸點(diǎn)高D．同主族元素形成的氧化物的晶體類型均相同解析：He原子最外層電子數(shù)為2，元素周期表副族中某些元素原子最外層電子數(shù)也是2，A錯(cuò)；形成XY2型化合物的X、Y可以分別是ⅡA族和ⅦA族，如MgCl2，此時(shí)原子序數(shù)相差5，X、Y也可以分別是ⅣA族和ⅥA族，如CO2，此時(shí)原子序數(shù)相差2，B正確；由于HF中存在氫鍵，故氯化氫的沸點(diǎn)低于氟化氫的沸點(diǎn)，C錯(cuò)；CO2晶體是分子晶體，SiO2晶體是原子晶體，D錯(cuò)。答案：B5．如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、石墨晶體結(jié)構(gòu)中的某一種的某一部分。(1)其中代表金剛石的是(填編號(hào)字母，下同)________，其中每個(gè)碳原子與_______