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文檔簡介

1、專題十二 晶體結構 編號:201012(09年安徽理綜·7)石墨烯是由碳原子構成的單層片狀結構的新材料(結構示意圖如下),可由石墨剝離而成,具有極好的應用前景。下列說法正確的是A石墨烯與石墨互為同位素B0.12g石墨烯中含有6.02×1022個碳原子C石墨烯是一種有機物D石墨烯中的碳原子間以共價鍵結合2、(08山東卷)氮是地球上極為豐富的元素。(1)Li3N晶體中氮以N3-存在,基態(tài)N3-的電子排布式為 高考資源網(2)NN的鍵能為942 kJ·mol-1,N-N單鍵的鍵能為247 kJ·mol-3,計算說明N2中的 鍵比 鍵穩(wěn)定(填“”“”)。(3)(

2、CH3)3NH+和AlCl-4可形成離子液體。離子液體由陰、陽離子組成,熔點低于100,其揮發(fā)性一般比有機溶劑 (填“大”或“小”),可用作 (填代號)。a.助燃劑 b.“綠色”溶劑c.復合材料 d.絕熱材料(4)X*中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層,它與N3-形成 的晶體結構如圖所示。X的元素符號是 ,與同一個N3-相連的X*有 個。3. (09年江蘇化學·21A)在1個Cu2O晶胞中(結構如圖所示),所包含的Cu原子數目為 ??荚囌f明1. 了解NaCI型和CsCI型離子晶體的結構特征,能用晶格能解釋典型離子化合物的物理性質。2、了解原子晶體的特征,能描述金剛石、二氧化硅等原

3、子晶體的結構與性質的關系。3、知道金屬晶體的基本堆積方式,了解常見金屬晶體的晶胞結構特征(晶體內部空隙的識別、與晶胞的邊長等晶體結構參數相關的計算不作要求)。命題趨向: 晶體結構在知識構成上主要含有晶體類型的判斷,晶體結構的特點;考查點也主要落在晶體類型的判斷上高考資源網高考預測: 從08、09兩年高考試題看,判斷晶體類型是最主要的點,通常在選做題中會出現一個空,約2分高考資源網一、晶體與非晶體1. 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物質。非晶體:是內部的原子或分子的排列呈雜亂無章的分布狀態(tài)的物質。思考晶體規(guī)則的幾何外型與組成晶體的微粒在空間的存在什么關

4、系?表3-1晶體與非晶體的本質差異自范性微觀結構晶體有(能自發(fā)呈現多面體外型)原子在三維空間里呈周期性的有序排列非晶體沒有(不能自發(fā)呈現多面體外型)原子排列相對無序2. 晶體的基本性質(1)自范性:即晶體能自發(fā)地呈現幾何多面體外形的性質 (2)均一性 (3)各向異性 (4)對稱性 (5)有確定的熔點3. 晶體和非晶體的本質區(qū)別:構成固體的粒子在三維空間里是否呈現周期性的有序排列4. 得到晶體三條途徑:(1)熔融態(tài)物質凝固;冷卻速率恰當,得到規(guī)則晶體。冷卻速率過快,會得到不規(guī)則塊狀物質看不到幾何外形的粉末(2)氣態(tài)物質冷卻不經液態(tài)直接凝固(凝華);分組實驗1晶體碘的升華和凝華:在一個小燒杯里加入

5、少量碘,用一個表面皿蓋在小燒杯上,并在表面皿上加少量冷水。把小燒杯放在石棉網上加熱,觀察實驗現象。投影實驗現象:固體直接變成紫色蒸氣,蒸氣遇冷,又重新凝聚成固體高考資源網實驗結論:晶體碘可產生凝華現象 (3)溶質從溶液中析出。二、常見的晶體 1. 離子晶體氯化鈉型氯化銫型 2. 分子晶體 干冰的晶體結構 3. 金屬晶體 晶體的堆積方式: 4. 原子晶體 金剛石 石英【例題1】分析化學中常用X射線研究晶體結構,有一種藍色晶體可表示為:MxFey(CN)z,研究表明它的結構特性是:Fe2+和Fe3+分別占據立方體的頂點,自身互不相鄰,而CN位于立方體的棱上。晶體的晶胞結構如圖所示,下列說法不正確的

6、是( )A該晶體中含有共價鍵,是共價晶體 BM離子位于晶胞面心,呈+2價CM離子位于晶胞體心,呈+1價,且M+空缺率為50%(體心中沒 有M+占總體心的百分比)D晶體的化學式可表示為MFe2(CN)6,且M為+1價答案:B【變式訓練1】右圖表示一個晶胞,該晶胞為正方體型,原子(或分子、離子)位于正方體的頂點和面心。試回答下列問題(只需回答一種代表物即可):(1)若這是一個分子晶體的晶胞,其代表物質是 ;(2)若這是一個金屬晶體的晶胞,其代表物質是 ;(3)若這是一個不完整的金剛石晶胞,則晶胞中其他碳原子的數目和位置是 ;(4)若這是一個不完整的NaCl晶胞,且頂點和面心的實心球表示Na,則晶胞

7、中Cl位置是 ;(5)若這是一個不完整的CaF2晶胞,且已知CaF2中Ca2+的F配位數為8,則圖中實心球表示Ca2還是F?答: 高考資源網例2. 下面我們一起來認識一些硼的化合物:(1)2008 年北京奧運會主體育場的外形好似“鳥巢” (The Bird Nest )。有一類硼烷也好似鳥巢,故稱為巢式硼烷。巢式硼烷除 B10H14不與水反應外,其余均易與水反應生成氫氣和硼酸,硼烷易被氧化。下圖是三種最簡單的巢式硼烷, 這類硼烷的通式可表示為_。(2)硼酸是一元酸,它在水中的電離方程式可表示為H3BO3H2OHB(OH)4-,H3BO3分子和B(OH)4-離子中硼原子的雜化類型分別是_、_。(

8、3)一種硼鎂超導物質的晶體結構單元如右圖所示: 試寫出這種超導材料的化學式 。完成并配平下列化學反應方程式。 HCl B4H10 B H2 寫出B4H10在空氣中燃燒的化學方程式 。答案:(1) CnHn + 4(n5) (2)sp2 sp3 (3) MgB2 6MgB212HClB4H108BH26MgCl2 2B4H1011O24B2O310H2O【變式訓練2】由氧化物經氯化作用過生成氯化物是工業(yè)生產氯化物的常用方法,Cl2、CCl4是常用的氯化劑。如:CaO晶胞CaONa2OCl2=2NaClO2,CaOCl2=CaCl2O2,SiO22CCl4=SiCl42COCl2,Cr2O33CC

9、l4=2CrCl33COCl2,請回答下列問題:(1)Cr2O3、CrCl3中Cr均為3價,寫出Cr3的基態(tài)電子排布式_ ;(2)CCl4分子的價層電子對互斥模型和立體結構_(填“相同”、“不相同”),理由是_;(3)COCl2俗稱光氣,分子中C原子采取sp2雜化成鍵。光氣分子的結構式是_,其中碳氧原子之間共價鍵是_(填序號):a2個鍵 b2個鍵 c1個鍵、1個鍵(4)CaO晶胞如右上圖所示,CaO晶體中Ca2的配位數為_。CaO晶體和NaCl晶體中離子排列方式相同,其晶格能分別為:CaO3 401kJ/mol、NaCl786kJ/mol。導致兩者晶格能差異的主要原因是_高考資源網1

10、下列各組物質氣化或熔化時,所克服的微粒間的作用(力),屬同種類型的是 ( )A碘的升華和NH4Cl的“升華” B二氧化硅和生石灰的熔化C氯化鈉和鐵的熔化 D苯和己烷的蒸發(fā) 2下列物質的分子中,既有“s-p 鍵”又有“p-p 鍵”的是AH2O2 BBr2 CHClO DPCl33下列化合物分子中不含鍵的是A乙醇 B二氧化碳 C甲酸 D葡萄糖4下面的排序不正確的是A晶體熔點由低到高:CF4<CCl4<CBr4<CI4 B硬度由大到?。航饎偸?gt;碳化硅>晶體硅C熔點由高到低:Na>Mg>Al D晶格能由大到?。篘aF> NaCl> NaBr>

11、NaI5X、Y都是IIA(Be除外)的元素,已知它們的碳酸鹽的熱分解溫度:T(XCO3)>T(YCO3),則下列判斷不正確的是A晶格能:XCO3>YCO3 B陽離子半徑:X2+>Y2+C金屬性: X>Y D氧化物的熔點: XO>YO6同一物質在不同溫度壓強下,會呈現不同的狀態(tài)。碘的三種狀態(tài)與溫度、壓強的關系如右圖所示。根據圖中信息得出的結論不正確的是A對碘固體加熱,碘將從固態(tài)直接變成氣態(tài)B在P0 kPa、T0 K時,碘的三種狀態(tài)可以同時存在C在P1 kPa、T1 K時,碘以氣態(tài)形式存在D在P1 kPa時,將碘蒸氣降溫,可以看到碘蒸氣變成液態(tài)7下列說法正確的是( )

12、A第二周期元素的第一電離能隨原子序數遞增依次增大B鹵族元素中氟的電負性最大CCO2、SO2都是直線型的非極性分子DCH2=CH2分子中共有四個鍵和一個鍵8下列敘述正確的是( )A原子晶體中可能存在極性共價鍵B干冰升華時分子內共價鍵發(fā)生斷裂C原子晶體的熔點比分子晶體的熔點高D離子晶體中只含離子鍵,不含共價鍵9近年來科學家發(fā)現一種由100個碳原子構成的具有完美對稱性的C100原子團,其最內層是由20個碳原子構成的正十二面體(每個碳原子與其它3個碳原子相連),外層由60個碳原子 形成12個獨立的正五邊形,處于中間層的20個碳原子將內、外兩層碳原子連接在一起,有關C100的說法正確的是AC100跟石墨

13、性質相似,都是原子晶體B外層60個碳原子形成的正五邊形中含有鍵,可發(fā)生加成反應C當與足量氫氣完全反應時,生成物分子式為C100H60D當與足量氟氣完全反應時,生成物分子式為C100F2010有A、B、C、D、E、F六種元素,已知:它們位于三個不同短周期,核電荷數依次增大。E元素的電離能數據見下表(kJ·mol-1):I1I2I3I4496456269129540B與F同主族。A、E分別都能與D按原子個數比11或2l形成化合物。B、C分別都能與D按原子個數比11或12形成化合物。(1)寫出只含有A、B、D、E四種元素的兩種無水鹽的化學式 、 。(2)B2A2分子中存在_個鍵,_個鍵高考

14、資源網(3)下表列出了上述部分元素形成的化學鍵的鍵能:化學鍵FDFFBBFBCDDD能/kJ·mol1460176347.7347745497.3下列四種物質形成的晶體,熔點由高到低的順序(用a、b、c、d表示): 。aF與B形成的化合物 bB與D形成的穩(wěn)定化合物 cF的單質 dE與D形成的化合試計算1molF單質晶體燃燒時的反應熱:_。11(1)在元素周期表中,同一主族元素化學性質相似,目前也發(fā)現有些元素的化學性質和它在元素周期表中左上方或右下方的另一主族元素性質相似,這稱為對角線規(guī)則。(2)有些物質如B(OH)3(硼酸)、Al(OH)3中心原子是缺電子的,即他們的中心原子最外層電

15、子數都不滿8個電子。為了使其中心原子達到8電子穩(wěn)定結構,中心原子可以接受來自具有孤對電子對原子的一對電子形成特殊的共價鍵即配位鍵,配位鍵可以用“”表示,如(供出電子對)AB(接受電子對)。正因為如此B(OH)3(硼酸)在水中也有一定的酸性,但不是本身電離出H+,而是靠奪取水中的OH使水電離出H+從而使溶液呈現酸性。即:B(OH)3+H2OB(OH)4+H+,根據上述信息,請回答問題:(1)鋰在空氣中燃燒除生成 _外,也生成微量的 _(用化學式填寫)。(2)鈹的最高價氧化物對應的水化物的化學式是 ;屬于_(填酸性、堿性或兩性)化合物,并能證明其性質的離子方程式是 。(3)若已知反應Be2C+4H

16、2O=2Be(OH)2+CH4,則將Al4C3投入過量強堿溶液反應的離子方程式: 高考資源網 (4)科學家證實,氯化鋁屬于共價化合物,分子式為Al2Cl6,其結構式為下列四種中的一種,你認為正確的結構是_高考資源網由原子間的成鍵特點,可以預測中心原子Al的雜化類型可能為_;若這種雜化類型成立,則處在同一平面內的原子最多有_個高考資源網12A、B、C、D、E、F、G七種元素,它們的原子序數依次增大,除G外均為前20號元素。A原子基態(tài)時p能級原子軌道上電子數等于次外能層電子數,C元素的原子基態(tài)時s能級與p能級上的電子數相等,C、D處于相同的能級,且D是同期中電負性最大的元素,E原子的第一至第四電離

17、能(kJ·mol1)分別為:578、1817、2745、11575,F元素原子中4s能級有2個電子。G元素的原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1。(1)B形成的單質中有_個鍵,_個鍵,上述元素形成的化合物中和B是等電子的是_(填化學式)(2) E單質投入到B的最高價氧化物對應的水化物的濃溶液中的現象是_。(3)D、F組成的晶體FD2結構如圖所示,G形成晶體的結構如所示,為H3BO3晶體結構圖(層狀結構,層內的H3BO3分子通過氫鍵結合) 高考資源網 圖 圖 圖圖I所示的FD2晶體中與F離子最近且等距離的F離子數為 ,圖III中未標號的G原子形成晶體后周圍

18、最緊鄰的G原子數為 ;圖II所示的物質結構中最外能層已達8電子結構的原子是 ,H3BO3晶體中B原子個數與極性鍵個數比為 ;三種晶體中熔點高低的順序為 (填空化學式),H3BO3晶體受熱熔化時,克服的微粒之間的相互作用為 。13右圖所示為PTC元件(熱敏電阻)的主要成分鋇鈦礦晶 體結構,該結構是具有代表性的最小重復單位。該晶體經X射線分析鑒定,重復單位為正方體,邊長a=403.1pm,頂點位置為Ti4+所占,體心位置為Ba2+所占,所有棱心位置為O2所占高考資源網(1)寫出晶體的化學式 ,(2)若將Ti4+置于晶胞的體心,Ba2+置于晶胞的頂點,則O2處于立方體的什么位置? ,(3)在該物質的晶體中,每個Ti4+周圍與它最鄰近的且距離相等的Ti4+有幾個?它們在空間呈什么形狀分布?(4)已知O2半徑為140pm,計算Ti4+半徑和Ba2+半徑 高考資源網¤課前小練:1、答案:D2、答案:(1)1s22s22p6(2) (3)小 b

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