复习题优秀教学设计

选修三第三章

章末重难点专题突破

[学习目标定位]

1.能根据晶体的组成、结构和物理性质判断晶体类型。2.了解晶体熔、沸点的变化规律，理解晶体性质与结构之间的关系。3.能利用均摊法进行晶胞的分析和计算。

一、晶体类型的判断

例1

(1)判断下列晶体类型。

①SiI4：熔点为120.5 ℃，沸点为271.5 ℃，易水解，为____________________。

②硼：熔点为2 300 ℃，沸点为2 550 ℃，硬度大，为_____________________。

③硒：熔点为217 ℃，沸点为685 ℃，溶于氯仿，为______________________。

④锑：熔点为630.74 ℃，沸点为1 750 ℃，可导电，为____________________。

(2)三氯化铁常温下为固体，熔点为282 ℃，沸点为315 ℃，在300 ℃以上易升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为__________(填晶体类型)。

【考点】晶体结构和性质的综合

【题点】晶体的分类和判断

答案

(1)①分子晶体

②原子晶体

③分子晶体

④金属晶体

(2)分子晶体

解析

(1)①SiI4为低熔点化合物，为分子晶体；②晶体硼熔点高，硬度大，是典型的原子晶体；③硒熔、沸点低，易溶于CHCl3，为分子晶体；④锑可导电，为金属晶体。(2)FeCl3熔、沸点低，易溶于水及有机溶剂，应为分子晶体。

二、晶体熔、沸点的比较

例2

下列各组物质的沸点按由低到高的顺序排列的是(

) A.NH3、CH4、NaCl、Na B.H2O、H2S、MgSO4、SO2

C.CH4、H2O、NaCl、SiO2

D.Li、Na、K、Rb、Cs 【考点】晶体结构和性质的综合

【题点】晶体的熔、沸点的比较

答案

C 解析

C项中SiO2是原子晶体，NaCl是离子晶体，CH4、H2O都是分子晶体，且常温下水为液态，CH4是气态。

方法规律——比较不同晶体熔、沸点的基本思路

首先看物质的状态，一般情况下是固体>液体>气体；二看物质所属类型，一般是原子晶体>离子晶体>分子晶体(注意：不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体硅)，结构类型相同时再根据相应规律进行判断。同类晶体熔、沸点比较思路：原子晶体→共价键键能→键长→原子半1

径；分子晶体→分子间作用力→相对分子质量；离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径。

三、四种类型的结构与性质的对比

例3

下列有关晶体的说法正确的是(

) A.晶体中分子间作用力越大，分子越稳定

B.原子晶体中共价键越强，熔点越高

C.冰融化时水分子中共价键发生断裂

D.氯化钠熔化时离子键未被破坏

【考点】晶体结构和性质的综合

【题点】晶体的结构和性质综合

答案

B 解析

分子的稳定性由分子内共价键的强弱决定，而与分子间作用力的大小无关，A项错误；原子晶体中只存在共价键，共价键越强，破坏共价键所需的能量越多，熔点越高，B项正确；冰在融化时克服的是氢键和范德华力，水分子内部共价键并没有断裂，C项错误；氯化钠熔化时，离子间的距离变大，离子键被破坏，D项错误。

四、晶胞分析及化学式的确定

例4

镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表，由荷兰菲利浦实验室首先研制出来。它的最大优点是容易活化。其晶胞结构如图所示：

则它的化学式为(

) A.LaNi2

C.La2Ni5

【考点】晶胞

【题点】晶胞中微粒数目的计算及化学式的确定

答案

D 解析

根据晶胞结构图可知，晶面上的原子为2个晶胞所共有，顶点上的原子为6个晶胞所共有，内部的原子为整个晶胞所有，所以晶胞中La原子个数为3，Ni原子个数为15，则镧系合金的化学式为LaNi5。

易误警示

2

B.La2Ni3

D.LaNi5

(1)晶胞中关于粒子个数的计算，关键是分析晶胞中任意位置的一个粒子被几个晶胞共有。对于由独立原子构成的分子则不能用均摊法。

(2)在使用均摊法计算晶胞中的微粒个数时，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、面心上的微粒依次被6、3、4、2个晶胞所共有。

五、有关晶胞密度的计算

例5

(1)Cu的一种氯化物晶胞结构如图所示(黑球表示铜原子，白球表示氯原子)，该氯化物的化学式是________。若该晶体的密度为ρ g·cm3，以NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶－胞的边长a＝________nm。

(2)用晶体的X-射线衍射法对Cu的测定得到以下结果：Cu的晶胞为面心立方最密堆积(如图)，已知该晶体的密度为9.00 g·cm3，Cu的原子半径为_______cm(阿伏加德罗常数的值为NA，－只要求列式表示)。

(3)一种铜金合金晶胞如图所示(Au原子位于顶点，Cu原子位于面心)，则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为______，若该晶胞的边长为a pm，则合金的密度为______g·cm3(只要求－列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA)。

【考点】金属晶体的原子堆积模型及相关计算

【题点】金属晶胞的相关计算

答案

(1)CuCl

33.98×10232

(2)×ρNA434×64197＋64×3×1030

(3)1∶3

a3NA9.00×NA11解析

(1)晶胞中铜原子的个数是4，氯原子的个数是8×＋6×＝4，所以该氯化物的化学82式为CuCl。根据m＝Vρ可知(a×107

cm)3×ρ

g·cm3＝－－4－mol1，解得a＝－1×99.5 g·NA mol3

33.98×1023

nm。

ρNA(2)Cu的晶胞为面心立方最密堆积，以顶点Cu原子为研究对象，与之距离最近的Cu原子位于面心上，每个顶点Cu原子为12个面共用，所以Cu的配位数为12，根据晶胞的结构图可知，11－－晶胞中含有铜原子数为8×＋6×＝4，设晶胞的边长为a cm，则a3 cm3×ρ g·cm3×NA mol182＝4×64 g·mol1，所以a＝－34×641，晶胞面对角线为2a cm，面对角线的为Cu原子半径，ρ·NA44×64

cm。

9.00×NA2所以Cu原子半径为×431(3)在晶胞中，Au原子位于顶点，Cu原子位于面心，该晶胞中Au原子个数为8×＝1，81Cu原子个数为6×＝3，所以该合金中Au原子与Cu原子个数之比为1∶3，晶胞体积V＝2197＋64×3NA－－(a×1010

cm)3每个晶胞中铜原子个数是3、Au原子个数是1，则ρ＝cm3＝－103

g·a×10197＋64×3×1030－

g·cm3。

3aNA方法规律

(1)晶体密度的求解过程：确定晶胞中微粒数(设为N个)→求该微粒的物质的量(N/NA)→用物质的量乘以摩尔质量得到晶胞的质量→晶胞的质量除以晶胞的体积得到密度。

(2)在计算晶胞密度时，一定注意单位之间的换算，一般情况下边长的单位是pm，而密度的单位是g·cm3，没有进行单位换算或没有正确进行换算(即1 pm＝10－－10 cm)，则会导致错误。

六、习题精练

1.下列说法不正确的是(

) ①熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体

②水溶液能导电的晶体一定是离子晶体

③熔融状态不能导电的晶体一定是原子晶体

④固态能导电的晶体一定是金属晶体

A.①②③

C.①②④

【考点】晶体结构和性质的综合

【题点】晶体的分类和判断

答案

D 解析

熔融状态能导电的晶体可能是离子晶体(如K2SO4)，也可能是金属晶体(如Al)，①错；4

B.②③④

D.①②③④

水溶液能导电的晶体可能是离子晶体(如NaCl)，也可能是分子晶体(如HCl)，②错；熔融状态不能导电的晶体可能是原子晶体(如金刚石)，也可能是分子晶体(如SO3)，③错；固态能导电的晶体可能是金属晶体，也可能是原子晶体(如硅)，还有可能是混合晶体(如石墨)，④错。

2.下列各组物质中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是(

) A.CaCl2和NaOH

C.CO2和H2O

【考点】晶体结构和性质的综合

【题点】晶体的构成微粒及微粒间的作用力

答案

C 解析

A项都是离子晶体，CaCl2只有离子键，NaOH既有离子键又有共价键；B项都是分子晶体，碘分子中有共价键，氖分子中无化学键；C项都是分子晶体，只有极性共价键；D项CCl4是分子晶体，含有共价键，KCl是离子晶体，含有离子键。

3.下列分子晶体：①HCl、②HBr、③HI、④CO、⑤N2、⑥H2的熔点由高到低的顺序是(

) A.①②③④⑤⑥

C.③②①④⑤⑥

B.③②①⑤④⑥

D.⑥⑤④③②①

B.碘、氖

D.CCl4和KCl 【考点】分子晶体的一般物理性质及其比较

【题点】分子晶体的熔、沸点比较

答案

C 解析

题给六种物质都属于分子晶体，而相对分子质量由大到小的顺序是③>②>①>④＝⑤>⑥，CO和N2的相对分子质量相同，但CO是极性分子，N2是非极性分子，所以熔点前者大于后者，故正确顺序为③②①④⑤⑥。

4.下列物质的熔点均按由高到低的次序排列，其原因是由于键能由大到小排列的是(

) A.铝、钠、干冰

B.金刚石、碳化硅、晶体硅

C.碘化氢、溴化氢、氯化氢

D.二氧化硅、二氧化碳、一氧化碳

【考点】晶体结构和性质的综合

【题点】晶体熔、沸点的比较

答案

B

5.下面有关晶体的叙述中，不正确的是(

) A.金刚石为立体网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子

B.氯化钠晶体中，每个Na周围紧邻且距离相等的Na共有6个

C.氯化铯晶体中，每个Cs周围紧邻8个Cl

D.干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子

5

＋－＋＋

【考点】晶体结构和性质的综合

【题点】晶体结构分析及相关计算

答案

B 解析

金刚石中由共价键构成的最小环状结构中有6个碳原子；NaCl晶体中，每个Na周围紧邻6个Cl，每个Na周围紧邻12个Na；氯化铯晶体中，每个Cs周围紧邻8个Cl，每个Cs周围紧邻6个Cs；干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子。

6.某物质的晶体中含A、B、C三种元素，其晶胞中原子的排列方式如图所示，晶胞中A、B、C的原子个数比为(

) ＋＋－＋＋＋－＋

A.1∶3∶1

B.2∶3∶1

C.1∶2∶1

D.1∶3∶3 【考点】晶胞

【题点】晶胞中微粒数目的计算及化学式的确定

答案

C 11解析

根据图像知，该晶胞中A原子个数为8×＝1，B原子个数为4×＝2，C原子个数82为1，所以晶体中A、B、C的原子个数比为1∶2∶1，C正确。

7.上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。目前市售LED铝片，材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、InGaN(氮化铟镓)为主。已知镓是铝同族下一周期的元素。砷化镓的晶胞结构如图。试回答：

(1)镓的基态原子的电子排布式是_____________________________________________。

(2)N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是____(用氢化物分子式表示)。

(3)比较二者的第一电离能：As________Ga(填“<”“>”或“＝”)。

(4)下列说法正确的是________(填字母)。

A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同

C.电负性：As>Ga 【考点】晶体结构和性质的综合

【题点】晶体的结构和性质综合

答案

(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)

(2)NH3>AsH3>PH3

(3)>

(4)BCD 6

B.GaP与GaAs互为等电子体

D.砷化镓晶体中含有配位键

解析

(1)镓位于元素周期表中第四周期第ⅢA族，故其核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1。(2)由于NH3分子间存在氢键，所以NH3的沸点最高，由于AsH3的相对分子质量大于PH3，故AsH3的沸点高于PH3。

(3)As和Ga处于同一周期，而处于ⅤA族的As外围电子处于半满的较稳定结构，故As的第一电离能大于Ga。(4)由题中晶胞图可知A显然是错误的；根据等电子体的概念可知选项B正确；根据电负性的概念可知选项C正确；由于Ga原子最外层只有3个电子，而每个Ga原子与4个As原子成键，因此其中一个共价键必为配位键，D正确。

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