高中化學(xué)58個(gè)精講16晶體的類型與性質(zhì).doc

(高中化學(xué)58個(gè)精講)16_晶體的類型與性質(zhì) 高中化學(xué)58個(gè)考點(diǎn)精講16、晶體的類型與性質(zhì)復(fù)習(xí)重點(diǎn) 1.離子晶體、分子晶體、原子晶體和金屬晶體組成粒子,粒子間作用力、熔沸點(diǎn)、硬度、導(dǎo)電性; 2.影響晶體熔點(diǎn)和沸點(diǎn)的因素; 3.分子間作用力及其對(duì)物質(zhì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等物理性質(zhì)的影響。2.難點(diǎn)聚焦 (2)晶體類型及性質(zhì)比較晶體類型離子晶體原子晶體分子晶體組成晶體的粒子陽(yáng)離子和陰離子原子分子組成晶體粒子間的相互作用離子鍵共價(jià)鍵范德華力(有的還有氫鍵)典型實(shí)例NaCl金剛石、晶體硅、SiO2、SiC冰(H2O)、干冰(CO2)晶體的物理特性熔點(diǎn)、沸點(diǎn)熔點(diǎn)較高、沸點(diǎn)高熔、沸點(diǎn)高熔、沸點(diǎn)低導(dǎo)熱性不良不良不良導(dǎo)電性固態(tài)不導(dǎo)電,熔化或溶于水能導(dǎo)電差差機(jī)械加工性能不良不良不良硬度略硬而脆高硬度硬度較小 (3)化學(xué)鍵與分子間作用力的比較化學(xué)鍵分子間力概念相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原子間強(qiáng)烈的相互作用物質(zhì)的分子間存在的微弱的相互作用范圍分子內(nèi)或某些晶體內(nèi)分子間能量鍵能一般為:120800 kJ?mol-1約幾個(gè)至數(shù)十個(gè)kJ?mol-1性質(zhì)影響主要影響分子的化學(xué)性質(zhì)主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)(4)晶體性質(zhì)的比較:比較晶體的硬度大小、熔沸點(diǎn)高低等物理性質(zhì)的依據(jù)是: (5)非極性分子和極性分子 分子空間構(gòu)型對(duì)稱,正負(fù)電荷重心重合的分子叫非極性分子。 分子空間構(gòu)型不對(duì)稱,正負(fù)電荷重心不重合的分子叫極性分子。 (6)共價(jià)鍵與離子鍵之間沒(méi)有絕對(duì)的界限 3.例題精講例1(98全國(guó))下列分子所有原子都滿足8電子的結(jié)構(gòu)的是( ) A. 光氣()B. 六氟化硫C. 二氟化氙D. 三氟化硼 分析:從光氣的結(jié)構(gòu)式可以看出各原子最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu),應(yīng)選A。 硫最外層有6個(gè)電子,氟已然形成8個(gè)電子,分別形成共價(jià)的二氟化物,六氟化物后,最外層必然超過(guò)8個(gè)電子。 中B原子最外層只有6個(gè)電子,可見(jiàn)是一種“缺電子化合物”。例2 下圖是晶體結(jié)構(gòu)的示意圖:(1)若用 ,請(qǐng)將位置表示出來(lái);(2)每個(gè)周圍與它最接近且距離相等的有個(gè)。 分析:解答此類問(wèn)題常用的是“分割法”?從晶體中分出最小的結(jié)構(gòu)單元,或?qū)⒆钚〉慕Y(jié)構(gòu)單元分成若干個(gè)面。 答案:12 x?平面 y?平面z?平面例3 在金剛石結(jié)構(gòu)中,碳原子與共價(jià)鍵數(shù)目之比 。 分析:取一結(jié)構(gòu)單元,1個(gè)C原子連4條鍵,一條鍵為二個(gè)原子所共用,為每個(gè)C原子只提供,所以C原子與鍵數(shù)目之比: 答案:例4 如下圖,是某晶體最小的結(jié)構(gòu)單元,試寫出其化學(xué)式。 分析:此題采用延伸法: 頂點(diǎn)上的原子,被8個(gè)晶體所共用,對(duì)每一個(gè)晶體只提供 棱邊上的原子,被4個(gè)晶體所共用,對(duì)每一個(gè)晶體只提供 面心上的原子,被2個(gè)晶體所共用,對(duì)每一個(gè)晶體只提供 體心上的原子,被1個(gè)晶體所共用,對(duì)每一個(gè)晶體只提供1 據(jù)此: 化學(xué)式為例5 下圖是超導(dǎo)化合物-鈣鈦礦晶體中最小重復(fù)單元晶胞的結(jié)構(gòu)。請(qǐng)回答:1該化合物的化學(xué)式為 。 2在該化合物晶體中,與某個(gè)鈦離子距離最近且相等的其他鈦離子共有 個(gè)。3設(shè)該化合物的式量為M,密度為ag/cm3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則晶體中鈣離子與鈦離子之間的最短距離為。解析:1這個(gè)晶胞對(duì)位于頂點(diǎn)上的每個(gè)鈦原子占有的份額為1/8,所以,它單獨(dú)占有的鈦原子個(gè)數(shù)為81/81個(gè);它對(duì)位于棱上的每個(gè)氧原子占有的份額為1/4,所以,它單獨(dú)占有的氧原子個(gè)數(shù)為121/43個(gè);它全部擁有體內(nèi)的那一個(gè)鈣原子,所以,該晶胞中單獨(dú)占有的鈦原子、氧原子和鈣原子的個(gè)數(shù)分別為:1、3、1;所以,該化合物的化學(xué)式為CaTiO3。2鈦位于立方體的頂點(diǎn)上,與一個(gè)鈦離子距離最近的鈦離子是與它共棱的。從上面立方晶胞進(jìn)行堆積的圖2和圖3可以看出,在X軸或Y軸或Z軸上,與它共棱的離子都是二個(gè),所以,共6個(gè)。3這是個(gè)綜合性較大的習(xí)題。設(shè)這種立方晶胞的邊長(zhǎng)是b,那么,鈣離子與鈦離子之間的距離是體對(duì)角線的一半,即。 下面求b。因?yàn)槊總€(gè)立方體的體積為b3,而NA個(gè)這樣的立方體堆積到一起就是1mol晶體,其質(zhì)量為Mg,其體積為Mg/ag/cm3M/a cm3。所以,NA?b3M/a cm3,所以,所以,題中所求距離為 。4.實(shí)戰(zhàn)演練 一、選擇題? 1.(2002年上海高考題)在下列有關(guān)晶體的敘述中錯(cuò)誤的是? A.離子晶體中,一定存在離子鍵? B.原子晶體中,只存在共價(jià)鍵? C.金屬晶體的熔沸點(diǎn)均很高? D.稀有氣體的原子能形成分子晶體 2.(2003年春季高考題)下列說(shuō)法正確的是 A.非金屬元素R所形成的含氧酸鹽(MaROb)中的R元素必定呈現(xiàn)正價(jià) B.只有非金屬能形成含氧酸或含氧酸鹽? C.除稀有氣體外的非金屬元素都能生成不同價(jià)態(tài)的含氧酸? D.非金屬的最高價(jià)含氧酸都具有強(qiáng)氧化性 3.下列物質(zhì)的晶體中,不存在分子的是? A.二氧化碳B.二氧化硫?C.二氧化硅 D.二硫化碳 4.下列物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)高低順序正確的是? A.金剛石晶體硅二氧化硅碳化硅? B.CI4CBr4CCl4CH4? C.MgOH2OO2NH3? D.金剛石生鐵純鐵鈉 5.離子晶體熔點(diǎn)高低取決于晶體中陽(yáng)離子與陰離子的靜電引力,靜電引力大則熔點(diǎn)高,引力小則反之。試根據(jù)你學(xué)到的電學(xué)知識(shí),判斷KCl、NaCl、CaO、BaO四種晶體熔點(diǎn)的高低順序是 A.KClNaClBaOCaO?B.NaClKClCaOBaO? C.CaOBaOKClNaCl?D.CaOBaONaClKCl 6.實(shí)現(xiàn)下列變化時(shí),需克服相同類型作用力的是? A.水晶和干冰的熔化B.食鹽和冰醋酸熔化?C.液溴和液汞的氣化D.純堿和燒堿的熔化 7.氮化硅是一種新合成的結(jié)構(gòu)材料,它是一種超硬、耐磨、耐高溫的物質(zhì)。下列各組物質(zhì)熔化時(shí),所克服的粒子間的作用力與氮化硅所克服的粒子間的作用力都相同的是? A.硝石和金剛石B.晶體硅和水晶?C.冰和干冰D.萘和蒽 8.1919年朗繆爾提出等電子體原理:凡原子數(shù)與總電子數(shù)均相等的物質(zhì),其結(jié)構(gòu)相同,物質(zhì)性質(zhì)相近。相應(yīng)的物質(zhì)稱為“等電子體”。已知一種新型層狀結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)材料BN的一種同分異構(gòu)體2?BN平面結(jié)構(gòu)如圖所示,則該物質(zhì)的用途正確的是? A.是一種堅(jiān)硬耐磨材料? B.是高溫潤(rùn)滑材料、電器材料?C.是化學(xué)纖維生產(chǎn)的原料?D.不能確定 9.石墨晶體如圖所示,每一層由無(wú)數(shù)個(gè)正六邊形構(gòu)成,則平均每個(gè)正六邊形所占有的碳原子數(shù)為? A.6個(gè)B.4個(gè)C.3個(gè)D.2個(gè) 第28屆國(guó)際地質(zhì)大會(huì)提供的資料顯示,海底有大量的天然氣水合物,可滿足人類1000年的能源需要。天然氣水合物是一種晶體,晶體中平均每46個(gè)水分子構(gòu)建成8個(gè)籠,每個(gè)籠可容納1個(gè)CH4分子或1個(gè)游離H2O分子。根據(jù)上述信息,完成第10、11題。? 10.下列關(guān)于天然氣水合物中兩種分子極性的描述正確的是? A.兩種都是極性分子? C.CH4是極性分子,H2O是非極性分子? B.兩種都是非極性分子? D.H2O是極性分子,CH4是非極性分子 11.若晶體中每8個(gè)籠只有6個(gè)容納了CH4分子,另外2個(gè)籠被游離H2O分子填充,則天然氣水合物的平均組成可表示為? A.CH4?14H2OB.CH4?8H2O?C.CH4?7H2OD.CH4?6H2O 二、非選擇題(共56分)?12.在金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,含有共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán),其中最小的環(huán)上有 個(gè)碳原子,每個(gè)碳原子的任意兩個(gè)C?C鍵的夾角都是填角度。如果C?C鍵的鍵能是W kJ?mol-1,則將12 g金剛石碳碳鍵完全破壞掉需要的能量是 kJ。 13.氮化鈉Na3N)是科學(xué)家制備的一種重要化合物,它與水作用可產(chǎn)生NH3,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:? 1Na3N的電子式是 ,該化合物是由 鍵形成。 2Na3N與鹽酸反應(yīng)生成 種鹽,其化學(xué)式是 。 3Na3N與水的反應(yīng)屬于 反應(yīng)。 4比較Na3N中兩種粒子的半徑:VNa+ V(N3-)。 14.根據(jù)離子晶體的晶胞晶體中最小重復(fù)單元,求陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比的方法是:? 1處于頂點(diǎn)的離子,同時(shí)為8個(gè)晶胞共有,每個(gè)離子有1/8屬于晶胞;? 2處于棱上的離子同時(shí)為4個(gè)晶胞共有,每個(gè)離子有1/4屬于晶胞;? 3處于面上的離子,同時(shí)為2個(gè)晶胞共有,每個(gè)離子有1/2屬于晶胞;? 4處于內(nèi)部的離子,則完全屬于該晶胞。? 現(xiàn)有甲、乙、丙三種晶胞,可推知甲晶體化學(xué)式為 ,乙晶體的化學(xué)式為 ,丙晶體中C與D的個(gè)數(shù)比為 。 15.X、Y、Z三種常見(jiàn)的短周期元素,可以形成XY2、Z2Y、XY3、Z2Y2、Z2X等化合物。已知Y的離子和Z的離子有相同的電子層結(jié)構(gòu),X離子比Y離子多一個(gè)電子層。試回答:? 1X離子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 。 2寫出工業(yè)上由XY2制取XY3的化學(xué)方程式 。 3Z2Y對(duì)應(yīng)水化物的堿性比LiOH 。 4Z2Y2的電子式為 ,其中含有 鍵和鍵。Z2Y2溶在水中的反應(yīng)方程式 。 5Z2X屬于 晶體,它與水反應(yīng)的離子方程式為 。 16.1中學(xué)教材上圖示了NaCl晶體結(jié)構(gòu),它向三維空間延伸得到完美晶體。NiO氧化鎳晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl相同,Ni2+與最鄰近O2-的核間距離為a10-8cm,計(jì)算NiO晶體的密度已知NiO的摩爾質(zhì)量為74.7 g?mol-1。 2天然的和絕大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷,例如在某種NiO晶體中就存在如圖所示的缺陷:一個(gè)Ni2+空缺,另有兩個(gè)Ni2+被兩個(gè)Ni3+所取代。其結(jié)果,晶體仍呈電中性。但化合物中Ni和O的比值卻發(fā)生了變化。某氧化鎳樣品組成為Ni0.97O,試計(jì)算該晶體中Ni3+與Ni2+的離子數(shù)之比。? 附參考答案 一、1.C 2.A 3.C? 4.解析:比較物質(zhì)熔、沸點(diǎn)高低時(shí),首先判斷晶體類型。一般是,原子晶體離子晶體分子晶體;然后比較同一類型晶體中,粒子間的作用力。共價(jià)鍵比鍵長(zhǎng),離子鍵看離子半徑和電荷數(shù),分子間作用力主要比分子量的大小。(注意氫鍵的存在)? 答案:B? 5.D 6.D 7.B? 8.解析:每一個(gè)環(huán)內(nèi)電子數(shù)