书签 分享 收藏 举报 版权申诉 / 25
上传文档赚钱

类型2020届高考化学总复习专题突破晶体结构与性质晶胞的相关计算.docx

  • 上传人(卖家):2023DOC
  • 文档编号:5548733
  • 上传时间:2023-04-24
  • 格式:DOCX
  • 页数:25
  • 大小:1.49MB
  • 【下载声明】
    1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
    2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
    3. 本页资料《2020届高考化学总复习专题突破晶体结构与性质晶胞的相关计算.docx》由用户(2023DOC)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
    4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
    5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
    配套讲稿:

    如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。

    特殊限制:

    部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。

    关 键  词:
    2020 高考 化学 复习 专题 突破 晶体结构 性质 晶胞 相关 计算
    资源描述:

    1、2020届高考化学总复习专题突破晶体结构与性质晶胞的相关计算【核心透析】核心一 晶体结构与性质1.熟悉各类晶体的典型代表,并能用均摊法确定晶胞的化学组成:(3)离子晶体(4)金属晶体2.晶体密度及微粒间距离的计算:若1个晶胞中含有x个微粒,则1 mol该晶胞中含有x mol微粒,其质量为xM g(M为微粒的相对“分子”质量);1个晶胞的质量为a3 g(a3为晶胞的体积),则1 mol晶胞的质量为a3NA g,因此有xM=a3NA。【答题技法】1.明确晶体类型的判断方法:(1)依据各类晶体的概念判断,即根据构成晶体的粒子和粒子间的作用力进行判断。如由分子通过分子间作用力(范德华力、氢键)形成的晶

    2、体属于分子晶体,由原子通过共价键形成的晶体属于原子晶体,由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体,由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。(2)依据各类晶体的特征性质判断。如低熔沸点的晶体属于分子晶体;熔沸点较高、且在水溶液中或熔融状态下能导电的晶体属于离子晶体。熔沸点很高,不导电,不溶于水,硬度大的晶体属于原子晶体,能导热、导电,具有延展性的晶体属于金属晶体。2.突破晶体熔、沸点高低的比较:(1)一般情况下,不同类型晶体的熔沸点高低的比较规律:原子晶体离子晶体分子晶体,如金刚石NaClCl2;金属晶体的熔、沸点差别很大,如金属钨、铂等熔点很高,汞、铯等熔点很低。(2)原子

    3、晶体由共价键形成的原子晶体中,原子半径越小,键长越短,键能越大,晶体的熔沸点越高。如熔点:金刚石碳化硅硅。(3)离子晶体一般来说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越强,其晶体的熔、沸点就越高,如熔点:MgONaClCsCl。(4)分子晶体组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高。如SnH4GeH4SiH4CH4。具有氢键的分子晶体熔、沸点反常得高。如H2OH2S。组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近),分子极性越大,其熔、沸点越高。如CON2,CH3OHCH3CH3。同分异构体分子中,支链越少,其熔沸点就越高,如正戊烷异戊烷新戊烷。(5)金属晶体

    4、金属阳离子半径越小,离子所带电荷数越多,金属键越强,金属熔沸点就越高。如熔沸点:AlMgNa。【题型突破】题型1 微粒作用与晶体结构例1.(1)图(a)为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因是_。2)K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低,原因是_。(3)GaAs的熔点为1 238,密度为 gcm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_,Ga与As以_键键合(4)GaF3的熔点高于1 000, GaCl3的熔点为77.9,其原因是_。【解析】(1)S8与SO2均为分子晶体,而S8相对分子质量大,因此分子间范德华力强,所

    5、以其熔沸点比SO2高。(2)K和Cr都属于金属晶体,Cr的价电子数多,半径小,金属键强,所以K的熔点、沸点等都比金属Cr低。(3)因为GaAs的熔点为1 238,熔点很高,晶体结构为立体网状结构,所以GaAs为原子晶体,其中Ga与As以共价键键合。(4)GaF3为离子晶体,靠比较强的离子键结合,GaCl3为分子晶体,靠很弱的范德华力结合,所以GaF3的熔点高。答案:(1)S8相对分子质量大,分子间范德华力强(2)K原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱(3)原子晶体共价(4)GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体例2.(1)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253 K,沸点

    6、为376 K,其固体属于_晶体。(2)c(氧)和e(铜)形成的一种离子化合物的晶体结构如图1,则e离子的电荷为_。H、N、O、S、Cu元素形成的一种11型离子化合物中,阴离子呈四面体结构;阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。化合物中,阴离子为_,阳离子中存在的化学键类型有_;该化合物加热时首先失去的组分_,判断理由是_。【解析】(1)该化合物熔点为253 K,沸点为376 K,熔沸点较低,所以为分子晶体。(2)晶胞中氧原子有1+8 =2;铜原子的个数为4,因此该晶体为氧化亚铜,其中铜原子为+1价;这5种元素形成的一种11型离子化合物中,阴离子呈四面体结构,则阴离子为硫酸根,根据阳离子的

    7、结构图可以知道该阳离子中含有一个铜离子,四个氨分子,两个水分子,因此该物质的化学式为Cu(NH3)4(H2O)2SO4,阳离子中存在配位键和共价键,该化合物加热时首先失去水,原因是铜离子与水所形成的配位键要比与氨气所形成的配位键弱。答案:(1)分子(2)+1 SO42- 共价键和配位键H2OH2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱题型2 晶体结构的有关计算例1.(1)FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为a nm,FeS2的相对式量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为_gcm-3;晶胞中Fe2+位于S22- 所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为_nm。(2)KI

    8、O3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立方结构,边长为a=0.446nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,如图所示。K与O间的最短距离为_nm,与K紧邻的O个数为_。在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于_位置,O处于_位置。(3)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:在石墨烯晶体中,每个C原子连接_个六元环,每个六元环占有_个C原子。在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接_个六元环,六元环中最多有_个C原子在同一平面。(3)根据均摊法来计算。石墨烯晶体中,每个碳原子被3个六元环共有,每个六元环占有

    9、的碳原子数是6=2;每个碳原子与周围的4个碳原子形成4个共价键,最小的环为六元环,每个共价键被3个六元环共用,所以一个碳原子可连接12个六元环;六元环呈船式或椅式结构,所以六元环中最多有4个碳原子共面。例2.(1)硅的某种单质的晶胞如图所示。若该硅晶体的密度为 gcm-3,阿伏加德罗常数值为NA,则晶体中最近的两个硅原子之间的距离为_cm(用代数式表示即可)。(2)科学家发现硼化镁在39 K时呈超导性,在硼化镁晶体的理想模型中,镁原子和硼原子是分层排布的,一层镁一层硼相间排列。如图是该晶体微观空间中取出的部分原子沿Z轴方向的投影,白球是镁原子投影,黑球是硼原子投影,图中的硼原子和镁原子投影在同

    10、一平面上。根据图示确定硼化镁的化学式为_。(3)钛晶体的晶胞如图所示,其配位数为_。假设该晶胞中的钛原子的直径为a pm,NA为阿伏加德罗常数,请列式表示该晶体的密度为_ gcm-3。Ar(Ti)=48(2) 根据投影可知,1个硼原子为3个镁原子共用,故属于一个镁原子的硼原子为 ,1个镁原子为6个硼原子共用,故属于一个硼原子的镁原子为,由此可知镁、硼原子个数比=12,硼化镁的化学式为MgB2。(3)由钛晶体的晶胞结构可知,为六方最密堆积,钛原子配位数为12,晶胞体内钛原子与如图虚线连接的钛原子形成正四面体结构: ,假设该晶胞中的钛原子的直径为a pm,则正四面体的棱长为a pm,正四面体如【核

    11、心透析】核心二 晶胞的相关计算【方法小结】晶胞计算的思维方法(1)“均摊法”原理特别提醒:在使用“均摊法”计算晶胞中微粒个数时,要注意晶胞的形状,不同形状的晶胞,应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有,如六棱柱晶胞中,顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞所共有。在计算晶胞中粒子个数的过程中,不是任何晶胞都可以用“均摊法”。(2)晶胞中各线段之间的关系(3)晶体微粒与M、之间的关系若1个晶胞中含有x个微粒,则1 mol该晶胞中含有x mol微粒,其质量为xM g(M为微粒的相对“分子”质量);1个晶胞的质量为a3 g(a3为晶胞的体积),则1 mol晶胞的质量为a3NA

    12、g,因此有xM=a3NA。【题型突破】例1. GaAs的熔点为1238 ,密度为 gcm-3,其晶胞结构如图所示。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g mol-1和MAs g mol-1,原子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。【解析】根据晶胞结构可知晶胞中Ga和As的个数均是4个,所以晶胞的体积是 二者的原子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 例2.氧和钠能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数a=0.566 nm,F的化学式为_;晶胞中

    13、氧原子的配位数为_;列式计算晶体F的密度_gcm-3。【解析】根据晶胞结构可知氧原子的个数=8+6 =4,Na全部在晶胞中,共计是8个,则F的化学式为Na2O。以顶点氧原子为中心,与氧原子距离最近的钠原子的个数是8个,即晶胞中氧原子的配位数为8。晶体F的密度例3.在硅酸盐中,SiO44-四面体如图(a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中硅原子的杂化形式为_,Si与O的原子数之比为_,化学式为_。【解析】题干图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中每个硅原子和4个氧原子形成四面体结构,所以硅原子的杂化形式为sp3,S

    14、i与O的原子数之比为13,化学式为 ( SiO32-)n2n- (或SiO32- )。答案:sp313 ( SiO32-)n2n- (或SiO32- )【专题提升】1.(1)钴的一种化合物晶胞结构如图所示。已知A点的原子坐标参数为(0,0,0),B点为( , ,0),则C点的原子坐标参数为_。已知晶胞参数为a=0.5485 nm,则该晶体的密度为_gcm-3(列出计算表达式即可)。(2)一种由铁、碳形成的间隙化合物的晶体结构如图1所示,其中碳原子位于铁原子形成的八面体的中心,每个铁原子又为两个八面体共用,则该化合物的化学式为_。(3)TiO2通过复分解反应溶于浓硫酸并生成一种离子晶体,已知其中

    15、阳离子是以链状聚合物形式存在的钛酰阳离子,其结构如图2所示,其化学式为_。图3是钛晶体在空间的一种堆积方式,此堆积方式叫_,钛原子的配位数为_。已知:a=0.295 nm,c=0.469 nm,则该钛晶体的密度为_gcm-3(NA表示阿伏加德罗常数的值,列出计算式即可)。2.黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。回答下列问题:(1)基态Cu原子的价电子排布式为_。(2)从原子结构角度分析,第一电离能I1(Fe)与I1(Cu)的关系是:I1(Fe)_(填“”“I1(Cu)。(3)吡咯中的各个原子均在同一平面内,结合结构式可知,吡咯分子中N的杂化类型为sp2杂化。1 mol吡咯

    16、分子中所含的键总数为10NA。吡咯分子有5个原子构成环,可知吡咯环中的大键可表示为。C、N、O三种元素的简单氢化物中,沸点由低到高的顺序为CH4NH3(3)sp210NACH4NH3H2O配位键(4)平面三角形H2SO4和H2SO3可分别写作SO2(OH)2和SO(OH)2,SO2(OH)2中S的化合价为+6价,S的正电性强于SO(OH)2中的S,使羟基中OH间的共用电子对更易偏向O,羟基更容易电离出H+,故酸性H2SO4强于H2SO3(5)4或3.(17分)前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D、E中,A的基态原子核外3个能级上有电子,且每个能级上的电子数相等,B原子核外电子有7种不同

    17、的运动状态,C元素原子核外的M层中只有2对成对电子,D+与C2-的电子数相等,E元素位于元素周期表的ds区,且基态原子价电层电子均已成对。回答下列问题:(1)E2+的价电子排布图为_。(2)五种元素中第一电离能最小的是_(填元素符号),CAB-中,A原子的杂化方式是_。(3)AB-、D+和E2+三种离子组成的化学物质D2E(AB)4,其中化学键的类型有_,该化合物中存在一个复杂离子,该离子的化学式为_,配位体是_。(4)C和E两种元素组成的一种化合物的晶胞如图所示。该化合物的化学式为_,E的配位数为_,C采取_(填“简单立方”“体心立方”“六方最密”或“面心立方最密”)堆积;列式表示该晶体的密

    18、度:_gcm-3。(只列表达式)【解析】(1)因E在ds区且基态原子均成对,可知E为Zn,失去4s能级上的两个电子的Zn2+。(2)由题意可知,A为碳,B为氮,C为硫、D为钾,其中第一电离能最小的是K;SCN-中碳原子形成两个键和两个键,为sp杂化。(3)K2Zn(CN)4中含有离子键和共价键,而Zn2+有空轨道,与CN-形成配位键。(4)根据均摊原理知其化学式为ZnS,由图中虚线连接可知Zn的配位数为4,S采取六方最密堆积;晶胞的体积V=aab10-30cm3,所以密度=gcm-3。答案:(1)(2)Ksp杂化(3)共价键、配位键、离子键Zn(CN)42-CN-(4)ZnS4六方最密4.(1

    19、7分)铀是原子反应堆的原料,常见铀的化合物有UF4、UO2及(NH4)4UO2(CO3)3等。回答下列问题:(1)UF4用Mg或Ca还原可得金属铀。与钙同周期基态原子的未成对电子数为2的元素共有_种;原子序数为镁元素的二倍的元素的基态原子价电子排布图为_。(2)已知:3(NH4)4UO2(CO3)33UO2+10NH3+9CO2+N2+9H2O写出与N互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式_、_。物质中与C的碳原子杂化类型相同和不同的碳原子的个数比为_。分解所得的气态化合物的分子键角由小到大的顺序为_(填化学式)(3)碳元素与氮元素形成的某种晶体的晶胞如图所示(8个碳原子位于立方体的顶点,4

    20、个碳原子位于立方体的面心,4个氮原子在立方体内),该晶体硬度超过金刚石,成为首屈一指的超硬新材料。晶胞中碳原子的配位数为_。该晶体硬度超过金刚石的原因是_。已知该晶胞的密度为d gcm-3,氮原子的半径为r1 cm,碳原子的半径为r2 cm,设NA为阿伏加德罗常数,则该晶胞的空间利用率为_(用含d、r1、r2、NA的代数式表示,不必化简)。【解析】(1)第4周期中未成对电子数为2的元素有22Ti、28Ni、32Ge、34Se共四种;原子序数为镁元素的二倍的元素是24号元素Cr,其基态价电子排布图为。(2)已知N是含有5个原子8个价电子的微粒,与其互为等电子体的分子有CH4、SiH4、GeH4等

    21、,互为等电子体的离子有B、Al;已知C中碳原子杂化类型为sp2,则物质中碳原子是sp2杂化的有6个,是sp3杂化的有3个,是sp杂化的有1个,所以杂化类型相同和不同的碳原子个数之比为64,即32;分解所得的气态化合物有NH3,是sp3杂化的三角锥形,有1个孤对电子,CO2是sp杂化的直线型,没有孤对电子,H2O是sp3杂化的V形结构,有2个孤对电子,根据杂化类型,结合价层电子对互斥原理可知,它们的键角由小到大的顺序为H2ONH3CO2。(3)该晶胞中与碳原子最近的原子为氮原子,与碳原子最近且等距的氮原子位于小立方体的中心,且只有4个,1个碳原子只能与4个氮原子形成4个共价单键,所以碳原子的配位数为4;该晶体硬度超过金刚石的原因是二者都是原子晶体,但该晶体中的CN键的键长比金刚石中的CC键的键长短,键能大,所以硬度比金刚石的大;由晶胞结构可知,该晶胞中含有的碳原子=8+4=3,含有的氮原子为4,所以其化学式为C3N4,则该分子的体积为(4+3)cm3,由晶胞的密度和化学式可得该晶胞的体积为cm3,所以该晶胞的空间利用率为100%。答案:(1)4(2)CH4、SiH4、GeH4B、Al32H2ONH3CO2(3)4该晶体和金刚石均为原子晶体,该晶体中的CN键的键长比金刚石中的CC键的键长短,键能大,故硬度较金刚石大100%

    展开阅读全文
    提示  163文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    关于本文
    本文标题:2020届高考化学总复习专题突破晶体结构与性质晶胞的相关计算.docx
    链接地址:https://www.163wenku.com/p-5548733.html

    Copyright@ 2017-2037 Www.163WenKu.Com  网站版权所有  |  资源地图   
    IPC备案号:蜀ICP备2021032737号  | 川公网安备 51099002000191号


    侵权投诉QQ:3464097650  资料上传QQ:3464097650
       


    【声明】本站为“文档C2C交易模式”,即用户上传的文档直接卖给(下载)用户,本站只是网络空间服务平台,本站所有原创文档下载所得归上传人所有,如您发现上传作品侵犯了您的版权,请立刻联系我们并提供证据,我们将在3个工作日内予以改正。

    163文库