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文檔簡介
考點43晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
(核心考點精講精練)
考情探究■
一、3年真題考點分布
考點內(nèi)容考題統(tǒng)計
2023山東卷5題,2分;2023北京卷1題,3分;2023全國新課標卷
晶體的性質(zhì)
9題,6分;2022山東卷5題,2分;2022湖北卷7題,3分;
2023湖北卷15題,3分;2023湖南卷11題,4分;2023遼寧卷14
題,3分;2023全國乙卷35(3)題,15分;2023全國甲卷35題,15
分;2023浙江1月選考17⑶題,12分;2023浙江6月選考17⑶題,
12分;2023山東卷16⑴(3)題,12分;2023北京卷15(5)(6)題,15分;
2022湖北卷9題,3分;2022山東卷15題,4分;2022全國甲卷3(5)5
題,15分;2022全國乙卷35⑶⑷題,15分;2022重慶卷18⑶⑷題,
晶體的結(jié)構(gòu)及計算
15分;2022北京卷15(4)(5)題,15分;2022湖南卷18(4)(5)(6)題,14
分;2022廣東卷20(6)題,14分;2022江蘇卷17⑵題,17分;2021
湖北卷10題,3分;2023海南卷5題,2分;2021全國乙卷35(4)題,
15分;2021全國甲卷35(4)題,15分;2021湖南卷18⑶題,14分;
2021河北卷17⑺題,15分;2021廣東卷19(6)題,14分;2021山東
卷16(4)題,12分;2021海南卷19(6)題,14分;
二、命題規(guī)律及備考策略
【命題規(guī)律】
從近三年高考試題來看,本知識點在全國卷中為選考題考查內(nèi)容,近年來已有較多省市已列入高考必
考題,三年考查題型均為敘述型試題,無需推斷元素,直接問答,主要從兩個方面切入:(1)認識不同晶體
類型的特點,能從多角度、動態(tài)的分析不同晶體的組成及相應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì);(2)關(guān)于晶胞的計算,其中密度、
邊長、半徑、參數(shù)、晶格能、百分率等相關(guān)計算。最后一問關(guān)于晶胞的分析及計算難度較大,其它設(shè)問相
對簡單,注重基礎(chǔ)。
【備考策略】
1.認識晶胞及晶體的類型,能從不同角度分析晶體的組成微粒、結(jié)構(gòu)特點,能從宏觀和微觀相結(jié)合的
視角分析與解決實際問題。
2.了解分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系,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.了解晶胞的概念,能運用典型晶體模型判斷晶體的結(jié)構(gòu)特點及組成并進行相關(guān)計算。
【命題預(yù)測】
預(yù)測2024年高考將主要考查晶體類型、四種晶體的區(qū)別、晶體的結(jié)構(gòu)特點以及晶胞的相關(guān)計算。重點
強化晶胞的分析與計算,對??嫉膸追N計算類型進行歸納總結(jié),解題思維模式。
考點梳理
考法1晶體、晶胞
1.晶體與非晶體
(1)晶體與非晶體的比較
晶體非晶體
結(jié)構(gòu)微粒周期性有序
結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)微粒無序排列
排列
自范性有無
性質(zhì)特征熔點固定不固定
異同表現(xiàn)各向異性各向同性
二者區(qū)別間接方法看是否有固定的熔點
方法科學(xué)方法對固體進行X-射線衍射實驗
⑵得到晶體的途徑
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。
(3)晶胞
①概念:描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。
②晶體中晶胞的排列——無隙并置
無隙:相鄰晶胞之間沒有任何間隙。
并置:所有晶胞平行排列、取向相同。
2.晶胞組成的計算——均攤法
⑴原則
晶胞任意位置上的一個原子如果是被"個晶胞所共有,那么,每個晶胞對這個原子分得的份額就是1
⑵方法
①長方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算。
-I位于頂點同為8個晶胞所共有,專粒子屬于該晶胞
廂位于棱上同為4個晶胞所共有,小粒子屬于該晶胞
,-------------------.--------------
一1位于面上一同為2個晶胞所共有,--粒子屬于該晶胞
------12
-I位于內(nèi)部|T|整個粒子都屬于該鬲國
②非長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(1個碳原子)
被三個六邊形共有,每個六邊形占去
1.晶胞中粒子數(shù)目的計算(均攤法)
同為2個晶胞所共有,
位于面上該粒子的專屬于該晶胞
同為8個晶胞所共有,
位于頂直
該粒子的專屬于該晶胞
、位于內(nèi)就1整個粒子都屬于該晶胞
祈醺i同為4個晶胞所共有,該粒子的常屬于該晶胞
2.晶體結(jié)構(gòu)的相關(guān)計算
(1)晶胞質(zhì)量=晶胞含有的微粒的質(zhì)量=晶胞含有的微粒數(shù)x^-。
晶胞含有的微粒體積
(2)空間利用率=xlOO%?
晶胞體積
(3)金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式(設(shè)棱長為a)
①面對角線長=陋(7;
②體對角線長=小/
③體心立方堆積4r=/a(r為原子半徑);
④面心立方堆積4r=也°(升為原子半徑)。
即時檢■
請判斷下列說法的正誤(正確的打“小,錯誤的打“x”)
(1)固態(tài)物質(zhì)一定是晶體()
(2)凡有規(guī)則外形的固體一定是晶體()
(3)晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律周期性排列()
(4)晶胞是晶體中最小的“平行六面體”()
(5)區(qū)分晶體和非晶體最可靠的方法是對固體進行X-射線衍射實驗()
(6)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X射線衍射方法區(qū)分晶體、
準晶體和非晶體()
答案:(l)x(2)x(3)4(4)x(5)Y(6)4
例i京春*藕中正確的是()
選項離子晶體共價晶體分子晶體金屬晶體
ANH4C1ArC6Hl2。6生鐵
BH2SO4SiSHg
CCH3COONaSiO212Fe
石墨普通玻璃
DBa(OH)2Cu
【答案】c
【解析】A項中,Ar是分子晶體而不是共價晶體;B項中,H2s04屬于分子晶體而不是離子晶體;D
項中,石墨屬于混合型晶體而不是共價晶體,普通玻璃不是晶體。
例2己知硒化銘的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞參數(shù)為anm和bnm(晶胞棱邊夾角均為90。),密度為pg-cm-3,
設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說法正確的是()
?c
O0
A.硒化銘的化學(xué)式為CnSe
B.每個Cr原子周圍有6個等距離的Cr原子
C.每個Se原子都位于由4個Cr原子組成的正四面體的中心
D.用a、p和NA表示b的表達式為b=頭等;
【答案】D
【解析】A項,由題干晶胞示意圖可知,一個晶胞中含有Cr個數(shù)為:8xl-4xl=2,含有Se個數(shù)為:
o4
2,故硒化銘的化學(xué)式為CrSe,A錯誤;B項,由題干晶胞示意圖可知,b>2a,故每個Cr原子周圍有4個
等距離的Cr原子即某一個Cr的前后、左右四個原子,B錯誤;C項,如圖所示,
四面體ABCD不是正四面體,即每個Se原子都位于由4個Cr原子組成的四面體的中心,C錯誤;D項,
由A項分析可知,一個晶胞中含有Cr個數(shù)為:8xl-4xl=2,含有Se個數(shù)為:2,則一個晶胞的質(zhì)量為:
o4
2<79)
^.~g,一個晶胞的體積為:V=a2bxl0⑵cnA則密度為:m,解得b="翼善,
、、P=—=—i-----Si-ra2pN
Va2b?的&A
D正確;故選D。
☆時點提升
對點1下列有關(guān)晶體的說法正確的是()
A.任何晶體中都存在化學(xué)鍵B.晶體內(nèi)部的微粒在空間的排列均服從緊密堆積原理
C.任何晶體中,若有陰離子必定含有陽離子D.金屬晶體的熔點都比分子晶體的熔點高
【答案】C
【解析】A項,惰性氣體屬于單原子分子,該晶體中不存在化學(xué)鍵,錯誤;B項,晶體內(nèi)部的微粒在空
間的排列是否服從緊密堆積原理,主要看微粒間的相互作用有無方向性和飽和性,金屬晶體中的金屬鍵沒
有飽和性和方向性,所以服從緊密堆積原理,原子晶體中的共價鍵有方向性和飽和性,不服從緊密堆積原
理,錯誤;C項,任何晶體中,若有陰離子(一定是離子化合物)必定含有陽離子,正確;D項,有的金屬晶
體的熔點(例如水銀)的熔點比分子晶體(例如碘單質(zhì))的熔點低,錯誤。
對點2鈕領(lǐng)銅復(fù)合氧化型超導(dǎo)材料YBCO(YBa2Cu3Ox)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說法錯誤的是
()
A.x=7B.晶胞的體積為3a3xlO-3Ocm3
C.該晶胞中Cu的配位數(shù)為4或5D.相鄰Y之間的最短距離為3apm
【答案】D
【解析】A項,Y在體心,數(shù)目為1,氧原子在棱心,數(shù)目為12XJ+8X1=7,A正確;B項,晶胞的
42
體積為3ax02x10-3。=3a3xi0—3o,B正確;C項,銅原子位于晶胞的頂點和棱上,位于頂點的銅原子,
距離銅最近的氧原子個數(shù)為4個,位于棱上的銅原子,與之最近的氧原子為5個,故其配位數(shù)為4或者5,
C正確;D項,Y位于體心,在此晶胞上面還有一個晶胞,兩個晶胞中相鄰的Y之間最短距離為apm,D
錯誤;故選D。
考法2常見晶體結(jié)構(gòu)模型
1.常見共價晶體結(jié)構(gòu)分析
晶體晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析
(1)每個碳與相鄰4個碳以共價鍵結(jié)合,形成正四面體結(jié)構(gòu),鍵角均為109。28,
H(2)每個金剛石晶胞中含有8個碳原子,最小的碳環(huán)為6元環(huán),并且不在同一平
面(實際為椅式結(jié)構(gòu)),碳原子為sp3雜化
(3)每個碳原子被12個六元環(huán)共用,每個共價鍵被6個六元環(huán)共用,一個六元
金剛石
環(huán)實際擁有工個碳原子
原子半徑(r)與邊2
長(a)的關(guān)系:73(4)C原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為1:2,12g金剛石中有2mol共價鍵
〃=8r(5)密度一?(a為晶胞邊長,必為阿伏加德羅常數(shù))
(l)SiO2晶體中最小的環(huán)為12元環(huán),即:每個12元環(huán)上有6個O,6個Si
(2)每個Si與4個0以共價鍵結(jié)合,形成正四面體結(jié)構(gòu),每個正四面體占有1
0\A門個Si,4個%”,n(Si):M(O)=1:2
s
(3)每個Si原子被12個十二元環(huán)共用,每個O原子被6個十二元環(huán)共用
SiO2
(4)每個SiO2晶胞中含有8個Si原子,含有16個。原子
0Si?0
(5)硅原子與Si—O共價鍵之比為1:4,ImolSiO2晶體中有4mol共價鍵
(6)密度―86;吸1(a為晶胞邊長,NA為阿伏加德羅常數(shù))
A人a
(1)每個原子與另外4個不同種類的原子形成正四面體結(jié)構(gòu)
2
a11
0⑵密…度…:p(SiC)-4x4N0,g-mol;"(BP)—4x4N2黑g-mol;
SiC、BP、
AIN4x41g-mol1
P(AIN)-N=(a為晶胞邊長,NA為阿伏加德羅常數(shù))
⑶若Si與C最近距離為d,則邊長(a)與最近距離(d)的關(guān)系:73a=4d
2.常見分子晶體結(jié)構(gòu)分析
晶體晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析
(1)面心立方最密堆積:立方體的每個頂點有一個CC)2分子,每個面上也有一
d個CO2分子,每個晶胞中有4個CO2分子
干冰侵
濟1:⑵每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個
O(3)密度一44:既fm為晶胞邊長,NA為阿伏加德羅常數(shù))
1
(1)面心立方最密堆積
白磷
(2)密度一4%嶗~(。為晶胞邊長,NA為阿伏加德羅常數(shù))
0P41
a尋反筍冷(1)每個水分子與相鄰的4個水分子以氫鍵相連接
力v'耕VV耕r“f1(2)每個水分子實際擁有兩個“氫鍵”
冰
(3)冰晶體和金剛石晶胞相似的原因:每個水分子與周圍四
丫餐多X
個水分子形成氫鍵
冰的結(jié)構(gòu)模型
3.常見離子晶體結(jié)構(gòu)分析
晶體晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析
⑴一個NaCl晶胞中,有4個Na+,有4個C廠
(2)在NaCl晶體中,每個Na+同時強烈吸引6個C「,形成正八面體形;每
個CF同時強烈吸引6個Na+
(3)在NaCl晶體中,Na+和C「的配位數(shù)分別為6、6
NaCl
(4)在NaCl晶體中,每個Na+周圍與它最接近且距離相等的Na+共有12個,
?Na*OC1-每個C「周圍與它最接近且距離相等的CP共有12個
(5)密度=生臉要」(。為晶胞邊長,NA為阿伏加德羅常數(shù))
⑴一個CsCl晶胞中,有1個Cs+,有1個C廠
⑵在CsCl晶體中,每個Cs+同時強烈吸引8個cr,即:Cs+的配位數(shù)為8,
每個C廠同時強烈吸引8個Cs+,即:C「的配位數(shù)為8
(3)在CsCl晶體中,每個Cs+周圍與它最接近且距離相等的Cs+共有6個,形
CsCl
成正八面體形,在CsCl晶體中,每個C1一周圍與它最接近且距離相等的
C「共有6個
(4)密度="吟字」①為晶胞邊長,NA為阿伏加德羅常數(shù))
INA人a
(1)1個ZnS晶胞中,有4個S2,有4個Z/+
OS2-(2)Zi?+的配位數(shù)為4,S2—的配位數(shù)為4
ZnS?Zn2+
(1)1個CaF2的晶胞中,有4個Ca2+,有8個廣
.F-(2)CaF?晶體中,Ca?+和F的配位數(shù)不同,Ca?+配位數(shù)是8,『的配位數(shù)是4
5OCa2+
CaF2
八、宓府4x78g-mo「
1⑸H度—NAX/
離子晶體的配位數(shù)離子晶體中與某離子距離最近的異性離子的數(shù)目叫該離子的配位數(shù)
(1)正、負離子半徑比:AB型離子晶體中,陰、陽離子的配位數(shù)相等,但正、
影響離子晶體配位數(shù)的因素負離子半徑比越大,離子的配位數(shù)越大。如:ZnS、NaCl、CsCl
(2)正、負離子的電荷比。如:CaF2晶體中,Ca2+和F-的配位數(shù)不同
4.常見金屬晶體結(jié)構(gòu)分析
體心立方堆積(鉀面心立方最密堆積(銅
堆積模型簡單立方堆積六方最密堆積(鎂型)
型)型)
(
晶胞蹲國
(p
代表金屬PoNaKFeCuAgAuMgZnTi
配位數(shù)681212
晶胞占有的原
1246或2
子數(shù)
原子半徑(r)與
立方體邊長為V3a=4rV24=4/—
(a)的關(guān)系
NaCh金剛石、足球烯、干冰、石英中微粒的空間排列方式及相互作用力
足球烯《60)干冰(COJ石英(SiOJ
(離子鍵)(共價鍵)(分子間作用力)(分子間作用力)(共價鍵)
即時檢溺
請判斷下列說法的正誤(正確的打y",錯誤的打“X”)
⑴冰和碘晶體中相互作用力相同()
(2)固體SiCh一定是晶體()
(3)在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子()
(4)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子()
⑸共價晶體的熔點一定比金屬晶體的高()
(6)離子晶體一定都含有金屬元素()
(7)金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體()
(8)冰和固體碘晶體中相互作用力相同()
(9)缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊()
答案:(l)x(2)x(3)4(4)x(5)x(6)x(7)4⑻*(9)4
一倒到裝
例1(2023?遼寧省選擇性考試,14)晶體結(jié)構(gòu)的缺陷美與對稱美同樣受關(guān)注。某富鋰超離子導(dǎo)體的晶
胞是立方體(圖1),進行鎂離子取代及鹵素共摻雜后,可獲得高性能固體電解質(zhì)材料(圖2)o下列說法錯誤的
是()
A.圖1晶體密度為N義a3xIO。。gpm。B.圖1中。原子的配位數(shù)為6
C.圖2表示的化學(xué)式為LiMg2OClxBri-xD.Mg2+取代產(chǎn)生的空位有利于Li+傳導(dǎo)
【答案】C
【解析】A項,根據(jù)均攤法,圖1的晶胞中含Li:—1-1=3,O:2x;=l,Cl:4x—=1,1個晶胞的
424
3x7+16+35.572.572.5
質(zhì)量為--------------g=g,晶胞的體積為(axlO-iOcm)3=a3xlO-3Ocm3,則晶體的密度為
AAA
72.5
84(a3xlO-3Ocm3)=330g/cm3,A項正確;B項,圖1晶胞中,O位于面心,與O等距離最近的Li
-NAxaxlO-
有6個,。原子的配位數(shù)為6,B項正確;C項,根據(jù)均攤法,圖2中Li:1,Mg或空位為8x^=2。O:2x
4
1=1,Cl或Br:4x^=1,Mg的個數(shù)小于2,根據(jù)正負化合價的代數(shù)和為0,圖2的化學(xué)式為LiMgOCkBr-,
24
C項錯誤;D項,進行鎂離子取代及鹵素共摻雜后,可獲得高性能固體電解質(zhì)材料,說明Mg2+取代產(chǎn)生的
空位有利于Li+的傳導(dǎo),D項正確;故選C。
例2(2023?湖南卷,11)科學(xué)家合成了一種高溫超導(dǎo)材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該立方晶胞參數(shù)為
apmo阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說法錯誤的是()
B
C
Ca
A.晶體最簡化學(xué)式為KCaB6c6
B.晶體中與K+最近且距離相等的Ca?+有8個
C.晶胞中B和C原子構(gòu)成的多面體有12個面
口山由1』生2.17x1()32_3
D.晶體的他度為一FT;—g-cm、
a-NA
【答案】C
【解析】A項,根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,其中K個數(shù):8xg=1,其中Ca個數(shù):1,其中B個數(shù):12x96,
其中C個數(shù):12x《=6,故其最簡化學(xué)式為KCaB6c6,A正確;B項,根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,K+位于晶胞體心,
Ca位于定點,則晶體中與K+最近且距離相等的Ca?+有8個,B正確;C項,根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中B
和C原子構(gòu)成的多面體有14個面,C錯誤;D項,根據(jù)選項A分析可知,該晶胞最簡化學(xué)式為KCaB6c6,
217217x1032
則1個晶胞質(zhì)量為:—晶胞體積為a3xl0-3<)cm3,則其密度為,?2gvm-,D正確;故選C。
NAa-NA
☆時點提牙
對點1GaAs的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示,將Mn摻雜到GaAs的晶體中得到稀磁性半導(dǎo)體材料,其結(jié)構(gòu)
如圖乙所示。a、b點的原子分數(shù)坐標分別為(0,0,0)和(1,1,0)o下列說法錯誤的是()
A.c點Mn的原子分數(shù)坐標為(0,;)
B.晶體乙中Mn、Ga、As的原子個數(shù)比為5:27:32
C.基態(tài)Ga原子未成對電子數(shù)為3
D.若GaAs晶胞參數(shù)為Inm,則Ga和As之間的最短距離為^^Inm
4
【答案】C
【解析】A項,圖乙中,a、b點的原子分數(shù)坐標分別為(0,0,0)和(1,1,0),c點Mn原子位于左側(cè)
面的面心上,其原子分數(shù)坐標為(。,;,£|,A正確;B項,摻雜Mn之后,一個晶胞中含有的Mn原子個數(shù):
1151127527
lx-+lx—=—,Ga原子個數(shù):7x-+5x—=—,As原子個數(shù)為4,故Mn,Ga,As原子個數(shù)比為—:一:4=5:27:32,
82882888
B正確;C項,基態(tài)Ga原子的價電子排布式為4s24PL未成對電子數(shù)為1,C錯誤;D項,Ga與As之間
的最短距離為體對角線嗎,D正確;故選C。
對點2CU2。晶體結(jié)構(gòu)與CsCl相似,只是用CuQ占據(jù)CsCl晶體(圖I)中的C1的位置,而Cs所占位
置由o原子占據(jù),如圖n所示,下列說法不正確的是
Cu,O四面體
晶胞中四面體的坐標為則①的坐標可能為寸,3a
A.CU2OCiuOO(3,-),Cu7
222
B.Cu2O晶胞中有2個Cu2。
2M
C.CsCl的晶胞參數(shù)為〃cm,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,相對分子質(zhì)量為“,則密度為滔歹g/cn?
D.CuzO晶胞中Cu的配位數(shù)是2
【答案】C
!,根據(jù)圖中所給坐標系,和已知的0坐標為(^,
【解析】A項,根據(jù)題意可知Cu2O晶胞為
--q)可知,①的Cu坐標可能為(即,—),故A正確;B項,根據(jù)均攤法可知,CU2O晶胞中有2
22444
M
個0,4個Cu,即2個CU20,故B正確;C項,CsCl的晶胞中有1個CsCL則其密度為右一g/cnP,故
a"A
C錯誤;D項,CU2。晶胞為故D正確;故選C。
考法3四種晶體的比較
類型
分子晶體共價晶體金屬晶體離子晶體
比
構(gòu)成粒子分子原子金屬陽離子和自由電子陰、陽離子
粒子間的相
分子間作用力共價鍵金屬鍵離子鍵
互作用力
硬度較小很大有的很大,有的很小較大
熔、沸點較低很高有的很高,有的很低較高
難溶于任何大多易溶于水
溶解性相似相溶常見溶劑難溶
溶劑等極性溶劑
一般不導(dǎo)電,晶體不導(dǎo)電,水
導(dǎo)電、傳熱一般不具有
溶于水后有的電和熱的良導(dǎo)體溶液或熔融態(tài)
性導(dǎo)電性
導(dǎo)電導(dǎo)電
物質(zhì)熔、沸點高低比較規(guī)律
一般情況下,原子晶體〉離子晶體〉分子晶體,如:金剛石>NaCl>Cb;金屬晶體,分子晶體,如:
Na>Cl2o(金屬晶體熔、沸點有的很高,如鴇、伯等,有的則很低,如汞等)
原子晶體半徑越小鍵長越短}T鍵能越大T熔、沸點越高,如:金剛石〉石英〉晶體硅
一般地說,陰陽離子的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,離子鍵越強,晶格能越大,熔、
離子晶體
沸點就越高。如:MgO>MgCb,NaCl>CsCl
金屬離子半徑越小,離子所帶電荷數(shù)越多,其形成的金屬鍵越強,金屬單質(zhì)的熔、
金屬晶體
沸點就越高,如Al>Mg>Na
①分子間作用力越大,物質(zhì)的熔、沸點越高;具有分子間氫鍵的分子晶體熔、沸點
反常的高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S
②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,熔、沸點越高,如SnH4>GeH4
分子晶體>SiH4>CH4
③組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近),分子的極性越大,其熔沸點越高,
如CO>N2
在同分異構(gòu)體中,一般支鏈越多,熔、沸點越低,如正戊烷〉異戊烷>新戊烷
即時蛇溺
請判斷下列說法的正誤(正確的打y",錯誤的打入”)
(1)在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子()
(2)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子()
(3)共價晶體的熔點一定比金屬晶體的高()
(4)分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低()
(5)離子晶體一定都含有金屬元素()
(6)金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體()
⑺共價晶體的熔點一定比離子晶體的高()
答案:(1)4(2)x(3)x(4)x(5)x(6)4(7)x
一倒■裝
例1(2023?北京卷,1)中國科學(xué)家首次成功制得大面積單晶石墨煥,是碳材料科學(xué)的一大進步。
下列關(guān)于金剛石、石墨、石墨煥的說法正確的是()
A.三種物質(zhì)中均有碳碳原子間的◎鍵B.三種物質(zhì)中的碳原子都是sp3雜化
C.三種物質(zhì)的晶體類型相同D.三種物質(zhì)均能導(dǎo)電
【答案】A
【解析】A項,原子間優(yōu)先形成◎鍵,三種物質(zhì)中均存在。鍵,A項正確;B項,金剛石中所有碳原子
均采用Sp3雜化,石墨中所有碳原子均采用Sp2雜化,石墨快中苯環(huán)上的碳原子采用Sp2雜化,碳碳三鍵上的
碳原子采用sp雜化,B項錯誤;C項,金剛石為共價晶體,石墨煥為分子晶體,石墨為混合晶體,C項錯
誤;D項,金剛石中沒有自由移動電子,不能導(dǎo)電,D項錯誤;故選A。
例2下面的敘述不正確的是()
A.晶胞空間利用率:金屬銅〉金屬鎂〉金屬鉀〉金屬缽
B.硬度由大到?。航饎偸?gt;碳化硅〉晶體硅
C.晶體熔點由低到高:CH4<SiH4<GeH4<SnH4
D.晶格能由大到?。篘aF>NaCl>NaBr>NaI
【答案】A
【解析】A項,金屬鉀的空間利用率是68%,P。的空間利用率是52%,金屬銅和金屬鎂的空間利用率
都是74%,因此不同金屬的空間利用率大小關(guān)系為金屬銅=金屬鎂>金屬鉀〉金屬車卜,A項符合題意;B項,
三種晶體都是共價晶體,由于共價鍵的鍵長Si-Si>Si-C>C-C,共價鍵的鍵長越短,原子間形成的共價鍵結(jié)合
的就越牢固,晶體的硬度就越大,所以晶體硬度由大到?。航饎偸?gt;碳化硅,晶體硅,B項不符合題意;C
項,這幾種物質(zhì)都是分子晶體,分子間通過分子間作用力結(jié)合,由于分子間作用力隨物質(zhì)相對分子質(zhì)量的
增大而增大,分子間作用力越大,克服分子間作用力使物質(zhì)熔化需要的能量就越高,所以物質(zhì)的熔點由低
到高:CH4<SiH4<GeH4<SnH4,C項不符合題意;D項,離子晶體的晶格能與離子電荷成正比,與離子半
徑成反比,從F至打其簡單陰離子的半徑隨原子序數(shù)增大而增大,所以其晶格能隨原子序數(shù)的增大而減小,
故晶格能由大到小為NaF>NaCl>NaBr>NaLD項不符合題意;故選A。
濟點提升
對點1下列說法不正確的是()
A.NazO中離子鍵的百分數(shù)為62%,則NazO不是純粹的離子晶體,是離子晶體與共價晶體之間的過
渡晶體
B.NazO通常當作離子晶體來處理,因為NazO是偏向離子晶體的過渡晶體,在許多性質(zhì)上與純粹的離
子晶體接近
C.AbCh是偏向離子晶體的過渡晶體,當作離子晶體來處理;SiCh是偏向共價晶體的過渡晶體,當作
共價晶體來處理
D.分子晶體、共價晶體、金屬晶體和離子晶體都有過渡型
【答案】C
【解析】A項,NazO中離子鍵的百分數(shù)為62%,說明還存在共價鍵,則NazO不是純粹的離子晶體,
是離子晶體與共價晶體之間的過渡晶體,故A項正確;B項,離子鍵與共價鍵的區(qū)別在于形成化學(xué)鍵的兩
元素電負性差值,差值大為離子鍵,差值小為共價鍵,NazO通常當作離子晶體來處理,項因為NazO是偏
向離子晶體的過渡晶體,在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近,故B正確;C項,AhO3>SiCh均是偏向共
價晶體的過渡晶體,當作共價晶體來處理,故C項錯誤;D項,根據(jù)微粒間存在的作用力分析,分子晶體、
共價晶體、金屬晶體和離子晶體都有過渡型,故D項正確;故選C。
對點2下列物質(zhì)的熔、沸點高低順序中,正確的是()
COOH
11()~\—C()()H>11()―\
A.金剛石>晶體硅〉二氧化硅〉碳化硅B.
C.MgO>Br2>H2O>O2D.金剛石〉生鐵〉純鐵〉鈉
【答案】B
【解析】A項,同屬于共價晶體,熔、沸點高低主要看共價鍵的強弱,顯然對鍵能而言,晶體硅(碳
化硅〈二氧化硅〈金剛石,錯誤;B項,形成分子間氫鍵的物質(zhì)的熔、沸點要大于形成分子內(nèi)氫鍵的物質(zhì)的
熔、沸點,正確;C項,對于不同類型的晶體,其熔、沸點高低一般為共價晶體〉離子晶體〉分子晶體,
MgO>H2O>Br2>O2,錯誤;D項,生鐵為鐵合金,熔點要低于純鐵,錯誤。
真題感知
1.(2023?山東卷,5)石墨與F2在450℃反應(yīng),石墨層間插入F得到層狀結(jié)構(gòu)化合物(CF%,該物質(zhì)仍具
潤滑性,其單層局部結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于該化合物的說法正確的是()
?C
°F
A.與石墨相比,(CF)x導(dǎo)電性增強B.與石墨相比,(CF)x抗氧化性增強
C.(CF)x中C-C的鍵長比C-F短D.lmol(CF)x中含有2xmol共價單鍵
【答案】B
【解析】A項,石墨晶體中每個碳原子上未參與雜化的1個2P軌道上電子在層內(nèi)離域運動,故石墨晶
體能導(dǎo)電,而(CF)x中沒有未參與雜化的2P軌道上的電子,故與石墨相比,(CF)x導(dǎo)電性減弱,A錯誤;B
項,(CF)x中C原子的所有價鍵均參與成鍵,未有未參與成鍵的孤電子或者不飽和鍵,故與石墨相比,(CF)X
抗氧化性增強,B正確;C項,已知C的原子半徑比F的大,故可知(CF)x中C-C的鍵長比C-F長,C錯誤;
D項,由題干結(jié)構(gòu)示意圖可知,在(CF)x中C與周圍的3個碳原子形成共價鍵,每個C-C鍵被2個碳原子
共用,和1個F原子形成共價鍵,即lmol(CF)x中含有2.5xmol共價單鍵,D錯誤;故選B。
2.(2023?湖北省選擇性考試,15)錮La和H可以形成一系列晶體材料LaHn,在儲氫和超導(dǎo)等領(lǐng)域具有
重要應(yīng)用。LaHn屬于立方晶系,晶胞結(jié)構(gòu)和參數(shù)如圖所示。高壓下,Lath中的每個H結(jié)合4個H形成類
似CH4的結(jié)構(gòu),即得到晶體LaHx。下列說法錯誤的是()
OH
Otui
484.0pm107.9pm
IJIH:沿c軸投影
A.Lalh晶體中La的配位數(shù)為8
B.晶體中H和H的最短距離:LaH2>LaHx
C.在LaHx晶胞中,H形成一個頂點數(shù)為40的閉合多面體籠
40_3
D.LaH、單位體積中含氫質(zhì)量的計算式為"mof6必]023g―
【答案】C
【解析】A項,由Lalfe的晶胞結(jié)構(gòu)可知,La位于頂點和面心,晶胞內(nèi)8個小立方體的中心各有1個H
原子,若以頂點La研究,與之最近的H原子有8個,則La的配位數(shù)為8,故A正確;B項,由LaHx晶胞
結(jié)構(gòu)可知,每個H結(jié)合4個H形成類似CH4的結(jié)構(gòu),H和H之間的最短距離變小,則晶體中H和H的最
短距離:LaH2>LaHx,故B正確;C項,由題干信息可知,在LaHx晶胞中,每個H結(jié)合4個H形成類似
CH4的結(jié)構(gòu),這樣的結(jié)構(gòu)有8個,頂點數(shù)為4義8=32,且不是閉合的結(jié)構(gòu),故
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