2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第3章章末復(fù)習(xí)課教案新人教版選修3

PAGE5-章末復(fù)習(xí)課晶體組成與晶胞的計(jì)算1.均攤法確定晶胞的化學(xué)組成(1)方法晶胞中隨意位置上的一個(gè)原子假如是被n個(gè)晶胞所共有，那么每個(gè)原子對這個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)就是eq\f(1,n)。(2)類型①長方體(或正方體)晶胞②非長方體(或非正方體)晶胞該類晶胞中粒子對晶胞的貢獻(xiàn)視詳細(xì)狀況而定：a.石墨晶胞中每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(diǎn)(1個(gè)碳原子)對六邊形的貢獻(xiàn)為eq\f(1,3)。b．正三棱柱形晶胞2．依據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和有關(guān)數(shù)據(jù)，求算晶體的密度或晶胞的體積或晶胞參數(shù)a(晶胞邊長)(1)關(guān)系式：ρ＝eq\f(NM,VNA)(V表示晶胞體積，ρ表示晶體的密度，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，N表示一個(gè)晶胞實(shí)際含有的微粒數(shù)，M表示微粒的摩爾質(zhì)量)。(2)計(jì)算模式eq\O(\A\AL(晶體的,密度))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(求一個(gè)晶胞的質(zhì)量\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(一個(gè)晶胞中微粒數(shù)目,摩爾質(zhì)量,阿伏加德羅常數(shù))),求一個(gè)晶胞的體積——晶胞邊長或微粒半徑))1．氧與鈉所形成的一種離子化合物Na2O晶體的晶胞如下圖所示，則圖中黑球代表的離子是________(填離子符號)。[解析]由“均攤法”可知晶胞中白球有4個(gè)，黑球有8個(gè)，由化學(xué)式Na2O知黑球代表鈉離子。[答案]Na＋2．晶胞參數(shù)是用來描述晶胞的大小和形態(tài)的。已知Ge單晶的晶胞與金剛石相像，其參數(shù)a＝565.76pm，則其密度為________g·cm－3(列出計(jì)算式即可)。[解析]每個(gè)晶胞中含有鍺原子8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8(個(gè))，每個(gè)晶胞的質(zhì)量為eq\f(8×73g·mol－1,NA)，晶胞的體積為(565.76×10－10cm)3，所以晶胞的密度為eq\f(8×73g·mol－1,NA×565.76×10－10cm3)。[答案]eq\f(8×73,6.02×565.763)×1073．GaAs的熔點(diǎn)為1238℃，密度為ρg·cm－3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為________，Ga與As以________鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半徑分別為rGapm和rAspm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為________。[解析]GaAs的熔點(diǎn)為1238℃，其熔點(diǎn)較高，據(jù)此推知GaAs為原子晶體，Ga與As原子之間以共價(jià)鍵鍵合。分析GaAs的晶胞結(jié)構(gòu)，4個(gè)Ga原子處于晶胞體內(nèi)，8個(gè)As原子處于晶胞的頂點(diǎn)、6個(gè)As原子處于晶胞的面心，結(jié)合“均攤法”計(jì)算可知，每個(gè)晶胞中含有4個(gè)Ga原子，含有As原子個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(個(gè))，Ga和As的原子半徑分別為rGapm＝rGa×10－10cm，rAspm＝rAs×10－10cm，則原子的總體積為V原子＝4×eq\f(4,3)π×[(rGa×10－10cm)3＋(rAs×10－10cm)3]＝eq\f(16π,3)×10－30(req\o\al(3,Ga)＋req\o\al(3,As))cm3。又知Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGag·mol－1和MAsg·mol－1，晶胞的密度為ρg·cm－3，則晶胞的體積為V晶胞＝4(MGa＋MAs)/ρNAcm3，故GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為eq\f(V原子,V晶胞)×100%＝eq\f(\f(16π,3)×10－30r\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As)cm3,\f(4MGa＋MAs,ρNA)cm3)×100%＝eq\f(4π10－30×NAρr\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As),3MGa＋MAs)×100%。[答案]原子晶體共價(jià)eq\f(4π10－30×NAρr\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As),3MGa＋MAs)×100%晶體熔、沸點(diǎn)的比較方法1.在相同條件下，不同狀態(tài)的物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)凹凸的一般規(guī)律是固體>液體>氣體。例如：NaBr(固)>Br2>HBr(氣)。2．不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)的比較規(guī)律一般來說，不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)的凹凸依次為原子晶體>離子晶體>分子晶體。例如：金剛石>食鹽>干冰。而金屬晶體的熔、沸點(diǎn)凹凸懸殊較大，如鎂和汞。3．同種類型晶體的比較規(guī)律(1)原子晶體：熔、沸點(diǎn)的凹凸取決于共價(jià)鍵的鍵長和鍵能。鍵長越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，物質(zhì)熔、沸點(diǎn)越高，反之越低。例如：晶體硅、金剛石和碳化硅三種晶體中，因鍵長C—C<C—Si<Si—Si，所以熔、沸點(diǎn)由高到低為金剛石>碳化硅>晶體硅。(2)離子晶體：熔、沸點(diǎn)的凹凸，取決于離子鍵的強(qiáng)弱。一般來說，離子半徑越小，離子所帶電荷越多，離子鍵就越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)就越高，反之越低。例如：MgO>CaO，NaF>NaCl＞NaBr＞NaI，KF＞KCl>KBr>KI，CaO＞KCl。(3)金屬晶體：金屬晶體中金屬陽離子所帶電荷越多，半徑越小，金屬陽離子與自由電子靜電作用越強(qiáng)，金屬鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高，反之越低。例如：Na<Mg<Al，Li>Na>K。合金的熔、沸點(diǎn)一般比它各組分純金屬的熔、沸點(diǎn)低。如鋁硅合金<純鋁(或純硅)。(4)分子晶體：熔、沸點(diǎn)的凹凸，取決于分子間作用力的大小。分子晶體分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高，反之越低。(含有氫鍵的分子晶體，熔、沸點(diǎn)反常的高)例如：H2O>H2Te>H2Se>H2S，C2H5OH>CH3—O—CH3。①組成和結(jié)構(gòu)相像的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高。例如：CH4＜SiH4<GeH4<SnH4。②組成和結(jié)構(gòu)不相像的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量相近)，分子極性越大，其熔、沸點(diǎn)就越高。例如：熔、沸點(diǎn)CO>N2，CH3OH>CH3—CH3。③在高級脂肪酸形成的油脂中，不飽和程度越大，熔、沸點(diǎn)越低。例如：C17H35COOH(硬脂酸)>C17H33COOH(油酸)。④烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機(jī)物一般隨著分子里碳原子數(shù)增加，熔、沸點(diǎn)上升。例如：C2H6>CH4，C2H5Cl>CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。⑤同分異構(gòu)體：鏈烴及其衍生物的同分異構(gòu)體隨著支鏈增多，熔、沸點(diǎn)降低。例如：CH3(CH2)3CH3(正)>CH3CH2CH(CH3)2(異)>(CH3)4C4．下列各組物質(zhì)中，按熔點(diǎn)由低到高排列正確的是()A．O2、I2、HgB．Si、SiC、金剛石C．H2O、H2S、H2SeD．NaCl、KCl、CsClB[A項(xiàng)，Hg的熔點(diǎn)比I2低；B項(xiàng)，鍵能：C—C>C—Si>Si—Si，熔點(diǎn)Si<SiC<金剛石，正確；C項(xiàng)，H2O分子間有氫鍵，沸點(diǎn)最高，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，Na＋、K＋、Cs＋的半徑依次增大，晶格能漸漸減小，熔點(diǎn)漸漸降低，錯(cuò)誤。]5．(1)GaF3的熔點(diǎn)高于1000℃，GaCl3的熔點(diǎn)為77.9℃，其緣由是____________________________。(2)比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其改變規(guī)律及緣由__________。GeCl4GeBr4GeI4熔點(diǎn)/℃－49.526146沸點(diǎn)/℃83.1186約400[答案](1)GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體(2)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次增高。緣由是分子結(jié)構(gòu)相像，相對分子質(zhì)量依次增大，分子間相互作用力漸漸增加6．(1)K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低，緣由是______________________。(2)下圖為S8的結(jié)構(gòu)，其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要比二氧化硫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高許多，主要緣由為__________________。(3)NaF的熔點(diǎn)________(填“＞”“＝”或“＜”)的熔點(diǎn)，其緣