2025春高二化學(xué)選擇性必修2 （配人教版）第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 章末整合 素養(yǎng)提升

章末整合素養(yǎng)提升『知識(shí)整合』思考1.晶體與非晶體有什么區(qū)別?提示:固體外觀微觀結(jié)構(gòu)自范性各向異性熔點(diǎn)晶體具有規(guī)則的幾何外形粒子在三維空間呈周期性有序排列有有固定非晶體不具有規(guī)則的幾何外形粒子排列相對(duì)無(wú)序沒(méi)有沒(méi)有不固定本質(zhì)區(qū)別微觀粒子在三維空間是否呈現(xiàn)周期性有序排列思考2.如何計(jì)算晶胞中的粒子個(gè)數(shù)?如圖晶胞中A、B、C三種粒子的個(gè)數(shù)比是多少?思考3.如何確定晶體的化學(xué)式?銅的一種氯化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖,該氯化物的化學(xué)式是什么?提示:(1)晶體化學(xué)式的確定流程為確認(rèn)粒子種類→確定各粒子在晶胞中的位置→用均攤法求各粒子數(shù)目→求各粒子數(shù)目的最簡(jiǎn)比→確定化學(xué)式。思考4.如何計(jì)算有關(guān)立方晶胞的密度?鈣鈦礦的晶胞結(jié)構(gòu)如圖,若鈣、鈦、氧三種元素的相對(duì)原子質(zhì)量分別為a、b、c,晶胞結(jié)構(gòu)圖中正方體邊長(zhǎng)(鈦原子之間的距離)為dnm(1nm=10-9m),則該晶體的密度為多少?思考5.冰晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示,每個(gè)水分子與周圍多少個(gè)水分子相連?干冰晶體中,每個(gè)CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有多少個(gè)?提示:冰晶體中的每個(gè)水分子通過(guò)氫鍵與周圍4個(gè)水分子相連,平均每個(gè)水分子形成2個(gè)氫鍵。干冰晶體中,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,每個(gè)CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個(gè)。思考6.如何用金屬鍵解釋金屬晶體的某些物理性質(zhì)?提示:當(dāng)把金屬導(dǎo)線分別接到電源的正、負(fù)極時(shí),有了電勢(shì)差,自由電子就能沿著導(dǎo)線由負(fù)極向正極移動(dòng)而形成電流,使金屬表現(xiàn)出導(dǎo)電性。金屬有導(dǎo)熱性,當(dāng)金屬中有溫度差時(shí),不停運(yùn)動(dòng)著的自由電子通過(guò)它們與金屬原子的碰撞,把能量由高溫處傳向低溫處,使金屬表現(xiàn)出導(dǎo)熱性。金屬有延展性,大多數(shù)金屬具有較好的延展性,這與金屬離子和自由電子之間的較強(qiáng)作用有關(guān),當(dāng)金屬受到外力作用時(shí),晶體中的各原子層就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),由于金屬離子與自由電子之間的相互作用沒(méi)有方向性,受到外力后相互作用沒(méi)有被破壞,金屬雖然發(fā)生了形變,但不會(huì)導(dǎo)致金屬鍵斷裂。(金屬不透明,具有金屬光澤,固態(tài)金屬中有自由電子,當(dāng)可見(jiàn)光照射到金屬表面上時(shí),自由電子能夠吸收所有頻率的光并很快放出,使得金屬不透明并具有金屬光澤。)思考7.石墨晶體()不屬于共價(jià)晶體,但石墨的熔點(diǎn)為什么高于金剛石?石墨晶體為什么具有導(dǎo)電性?提示:石墨晶體為層狀結(jié)構(gòu),同層內(nèi)碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其中C—C的鍵長(zhǎng)比金剛石中C—C的鍵長(zhǎng)短,鍵能大,所以石墨的熔、沸點(diǎn)高。石墨晶體中每個(gè)碳原子都有一個(gè)未參與雜化的2p電子,能形成遍及整個(gè)平面的大π鍵,由于電子可以在整個(gè)碳原子平面上運(yùn)動(dòng),因此沿石墨平面的方向?qū)щ娦詮?qiáng)。思考8.離子晶體中一定含有金屬元素嗎?由金屬元素和非金屬元素組成的晶體一定是離子晶體嗎?離子晶體中除含有離子鍵外,是否含有共價(jià)鍵?提示:不一定。離子晶體中不一定含金屬元素,如NH4Cl、NH4NO3等銨鹽。由金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體,如AlCl3是分子晶體。離子晶體中除含有離子鍵外,還可能含有共價(jià)鍵、配位鍵,如Na2O2、NaOH、Ba(OH)2中均含離子鍵和共價(jià)鍵,Na2SO4、NH4Cl中含有離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵。思考9.如何判斷晶體的類型?提示:(1)依據(jù)構(gòu)成晶體的粒子和粒子間的作用力判斷;(2)依據(jù)物質(zhì)的類別判斷;(3)依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷;(4)依據(jù)導(dǎo)電性判斷;(5)依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷。思考10.如何判斷物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)高低?提示:(1)不同類型的晶體,一般情況下,共價(jià)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、鉑等熔、沸點(diǎn)很高,汞、鎵、銫等熔、沸點(diǎn)很低,金屬晶體一般不參與比較。(2)同種類型的晶體,構(gòu)成晶體粒子間的作用力大,則熔、沸點(diǎn)高,反之則小。①離子晶體:結(jié)構(gòu)相似且化學(xué)式中各離子個(gè)數(shù)比相同的離子晶體中,離子半徑越小(或陰、陽(yáng)離子半徑之和越小的),鍵能越大,熔、沸點(diǎn)就越高,如NaCl、NaBr、NaI和NaCl、KCl、RbCl等的熔、沸點(diǎn)依次降低;離子所帶電荷數(shù)多的熔點(diǎn)較高,如MgO熔點(diǎn)高于NaCl。②分子晶體:在組成、結(jié)構(gòu)均相似的分子晶體中,相對(duì)分子質(zhì)量大的分子間作用力就大,熔點(diǎn)也高,如F2、Cl2、Br2、I2和HCl、HBr、HI等均隨相對(duì)分子質(zhì)量增大,熔、沸點(diǎn)升高;但結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,有氫鍵存在的熔、沸點(diǎn)較高。③共價(jià)晶體:在共價(jià)晶體中,只要成鍵原子半徑小,鍵能大的,熔點(diǎn)就高。如金剛石、金剛砂(碳化硅)、晶體硅的熔、沸點(diǎn)逐漸降低。④金屬晶體:在元素周期表同一周期中,主族序數(shù)越大,金屬原子半徑越小,其熔、沸點(diǎn)也就越高。如第三周期的Al、Mg、Na,熔、沸點(diǎn)就依次降低。而在同一主族中,金屬原子半徑越小的,其熔點(diǎn)、沸點(diǎn)越高。考向一晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.(2023·湖南卷)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apm。阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.晶體最簡(jiǎn)化學(xué)式為KCaB6C6B.晶體中與K+最近且距離相等的Ca2+有8個(gè)C.晶胞中硼和碳原子構(gòu)成的多面體有12個(gè)面√『真題體驗(yàn)』2.(1)(2023·山東卷,節(jié)選)一定條件下,CuCl2、K和F2反應(yīng)生成KCl和化合物X。已知X屬于四方晶系,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(晶胞參數(shù)a=b≠c,α=β=γ=90°),其中Cu化合價(jià)為+2。上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,化合物X的密度ρ=

g·cm-3(用含NA的代數(shù)式表示)。

(2)(2023·全國(guó)乙卷,節(jié)選)一種硼鎂化合物具有超導(dǎo)性能,晶體結(jié)構(gòu)屬于六方晶系,其晶體結(jié)構(gòu)、晶胞沿c軸的投影圖如圖所示,晶胞中含有

個(gè)Mg。該物質(zhì)化學(xué)式為

,B—B最近距離為

。

1MgB2(3)(2022·全國(guó)乙卷,節(jié)選)α-AgI晶體中I-離子作體心立方堆積(如圖所示),Ag+主要分布在由I-構(gòu)成的四面體、八面體等空隙中。在電場(chǎng)作用下,Ag+不需要克服太大的阻力即可發(fā)生遷移。因此,α-AgI晶體在電池中可作為

。

電解質(zhì)已知阿伏加德羅常數(shù)為NA,則α-AgI晶體的摩爾體積Vm=

m3·mol-1(列出算式)。

考向二配位鍵3.(2023·遼寧卷)某種鎂鹽具有良好的電化學(xué)性能,其陰離子結(jié)構(gòu)如圖所示。W、X、Y、Z、Q是核電荷數(shù)依次增大的短周期元素,W、Y原子序數(shù)之和等于Z,Y原子價(jià)電子數(shù)是Q原子價(jià)電子數(shù)的2倍。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.W與X的化合物為極性分子B.第一電離能Z>Y>XC.Q的氧化物是兩性氧化物D.該陰離子中含有配位鍵√解析:W、X、Y、Z、Q是核電荷數(shù)依次增大的短周期元素,W形成1個(gè)單鍵且核電荷數(shù)最小,W為H,X形成4個(gè)單鍵,核電荷數(shù)大于H,且小于其他三種元素,X為C,Y形成2個(gè)單鍵,核電荷數(shù)大于C,Y為O,W、Y原子序數(shù)之和等于Z,Z為F,Y原子價(jià)電子數(shù)為Q原子價(jià)電子數(shù)的2倍,Q為Al。W與X的化合物不一定為極性分子,如CH4就是非極性分子,A錯(cuò)誤;同周期主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì),則第一電離能F>O>C,B正確;Q為Al,Al2O3為兩性氧化物,C正確;該陰離子中L與Q之間形成配位鍵,D正確。4.(1)(2021·全國(guó)乙卷,節(jié)選)三價(jià)鉻離子能形成多種配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供電子對(duì)形成配位鍵的原子是

,中心離子的配位數(shù)為

。

解析:(1)H2O中的氧原子、NH3中的氮原子和Cl-中都有孤電子對(duì),可作配位原子,故配位原子為O、N、Cl,中心離子的配位數(shù)為3+2+1=6。N、O、Cl6(2)(20