复习题公开课教案

知识点一

晶体与非晶体

1．晶体与非晶体

结构特征

自范性

性质特征

熔点

Z,X,X,K][来源:Zxxk.Com][来源:学科网ZXXK][来源:Z+xx+k.Com]

[来源:学科网二者区

别方法

2.得到晶体的途径

(1)________________________。

(2)____________________________________。

(3)__________________________。

3．晶胞

(1)概念

描述晶体结构的__________。

(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置

①无隙：相邻晶胞之间没有__________。

②并置：所有晶胞________排列、________相同。

知识点二

分子晶体与原子晶体

1．分子晶体的结构特点

(1)晶体中只含__________。

(2)分子间作用力为______________，也可能有_______________________________。

(3)分子密堆积：一个分子周围通常有____个紧邻的分子。

2．原子晶体的结构特点

(1)晶体中只含原子。

(2)原子间以____________结合。

问题思考1。具有规则几何外形的固体一定是晶体吗？晶胞是否一定为“平行六面体”？

知识点三

金属晶体

1．金属键

(1)“电子气理论”要点

该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的__________形成遍布整块晶体的“电子气”，被__________所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。

(2)金属晶体是由__________、__________通过________形成的一种“巨分子”。金属键的强度__________。

2．金属晶体的几种堆积模型

采纳这种堆积空间利配位堆积模型

晶胞

的典型代表

用率

数

异同表现

间接方法

科学方法

晶体

非晶体

结构微粒________排列

结构微粒____排列

看是否有固定的______ 对固体进行__________实验

简单立方

Po 52%

钾型

Na、K、Fe 68%

镁型

Mg、Zn、Ti 74% 12

铜型

Cu、Ag、Au 74%

知识点四

离子晶体

1．离子晶体

(1)概念

①离子键：__________间通过________________(指相互排斥和相互吸引的平衡)形成的化学键。

②离子晶体：由阳离子和阴离子通过________结合而成的晶体。

(2)决定离子晶体结构的因素

①几何因素：即______________________________________________________。

②电荷因素，即阴、阳离子电荷不同，配位数必然不同。

③键性因素：离子键的纯粹程度。

(3)一般物理性质

一般地说，离子晶体具有较高的____点和____点，较大的________、难于压缩。这些性质都是因为离子晶体中存在着较强的离子键。若要破坏这种作用需要较多的能量。

2．晶格能

－(1)定义：气态离子形成1摩尔离子晶体________的能量，单位kJ·mol1，通常取正值。

(2)大小及与其他量的关系

①晶格能是最能反映离子晶体________的数据。②在离子晶体中，离子半径越小，离子所带电荷数越大，则晶格能越大。③晶格能越大，阴、阳离子间的离子键就越强，形成的离子晶体就越稳定，而且熔点高，硬度大。

知识点五

几种常见的晶体模型

(1)原子晶体(金刚石和二氧化硅) ①金刚石晶体中，每个C与另外____个C形成共价键，C—C键之间的夹角是______，最小的环是____元环。含有1 mol C的金刚石中，形成的共价键有____ mol。

②SiO2晶体中，每个Si原子与____个O成键，每个O原子与____个硅原子成键，最小的环是______元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是____原子。

(2)分子晶体

①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有____个。

②冰的结构模型中，每个水分子与相邻的____个水分子以氢键相连接，1 mol 冰中，有____ mol“氢键”。

(3)离子晶体

＋－－＋①NaCl型：在晶体中，每个Na同时吸引____个Cl，每个Cl同时吸引____个Na，配位数为____。每个晶＋－胞含____个Na和____个Cl。

－＋＋－②CsCl型：在晶体中，每个Cl吸引____个Cs，每个Cs吸引____个Cl，配位数为____。

(4)石墨晶体

石墨层状晶体中，层与层之间的作用是____________________，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是____，C原子采取的杂化方式是______。

问题思考2．在晶体模型中，金刚石中的“铁棍”和干冰中的“铁棍”表示的意义一样吗？分子晶体中有化学键吗？

一、晶体基本类型和性质的比较

类型

分子晶体

比较

概念

构成粒子

粒子间的相互作用力

硬度

性

质

熔、沸点

溶解性

分子间靠分子间作用力结合而成的晶体

较小

较低

相似相溶

原子晶体

原子之间以共价键结合而形成的具有空间网状结构的晶体

很大

金属晶体

金属阳离子和自由电子以金属键结合而形成的晶体

有的很大，有的很小

有的很高，有的很低

离子晶体

阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体

较大

结

构

一般不导电、溶一般不具有导电晶体不导电，水溶电和热的良导体

于水后有的导电

性

液或熔融态导电

无

无

良好

无

大多数非金属单质(如P4、Cl2)、气态氢化物、酸一部分非金属单金属氧化物(如(如HCl、质(如金刚石、金属单质与合金K2O、Na2O)、强碱H2SO4)、非金属物质类别及举例

硅、晶体硼)，一(如Na、Al、Fe、(如KOH、NaOH)、氧化物(如SO2、部分非金属化合青铜) 绝大部分盐(如CO2，SiO2除物(如SiC、SiO2) NaCl) 外)、绝大多数有机物(如CH4，有机盐除外) ［典例导悟1］

(2010·徐州质检)下列叙述正确的是(

) A．分子晶体中的每个分子内一定含有共价键

B．原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键

C．离子晶体中可能含有共价键

D．金属晶体的熔点和沸点都很高

二、晶体的有关计算

1．确定晶体组成的方法——均摊法

均摊法：指每个晶胞平均拥有的粒子数目。如：某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于一个晶胞。

(1)长方体形(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献

①处于顶点的粒子，同时为____个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为____。②处于棱上的粒子，同时为____个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为____。③处于面上的粒子，同时为____个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为____。④处于体心的粒子，则完全属于该晶胞，对晶胞的贡献为____。

(2)非长方体形(正方体)晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内6个碳原子排成六边形，其顶点的1个碳原子对六边形的贡献为1/3。

典例导悟2

导电、传热性

延展性

右图为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿晶体结构是具有代表性的最小重复单元。

(1)在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最近且等距离的钛原子共有____个。

(2)该晶体中，元素氧、钛、钙的个数比是________。

2．晶体密度(或微粒间距离)的计算

根据晶胞结构摩尔质量解题思路

知道微粒间距离――→晶胞体积――→密度，或已知密度求微粒间距离。

［典例导悟3］右图是

＋氯化铯晶体的晶胞(晶体中的最小重复单元)，已知晶体中两个最近的Cs核间距离为a

cm，氯化铯的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体密度是(

) 8M8Ma3MMa3－3－3－3－A.cm

B.g·cm

C.cm

D.cm3

3

g·3

g·3

g·NAa8NANAaNAa

题组一

晶体的“分割”与计算

3．(2010·全国理综Ⅰ，13)下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是(

) A．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子

B．最小的环上，Si和O原子数之比为1∶2 C．最小的环上，有6个Si原子和6个O原子

D．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶点

4.[2010·全国课标卷，37(4)]X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X∶Y∶Z＝________。

＋＋5．[2010·山东理综，32(4)]铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb4处于立方晶胞顶点，Ba2处于晶胞中心，－＋－O2处于晶胞棱边中心。该化合物化学式为__________，每个Ba2与______个O2配位。

题组二

晶体的类型与晶体的性质

6．(2011·江苏－21A)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。回答下列问题：

(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为__________，1 mol Y2X2含有σ键的数目为

________。

(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是______________________。

(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是____________。

(4)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，

该氯化物的化学式是__________，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为________________________________________________。

＋7．(2010·浙江理综，8)有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X与－－－M2具有相同的电子层结构；离子半径：Z2>W；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。

下列说法中，正确的是(

) A．X、M两种元素只能形成X2M型化合物

B．由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低

C．元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体

D．元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂

8．[2010·海南，19(Ⅱ)]金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：

(1)Ni原子的核外电子排布式为____________________________________________；

＋＋(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2和Fe2的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO______FeO(填“<”或“>”)；

(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为______、____________________________；

(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如下图所示。该合金的化学式为____________；

题组一

晶体的结构与性质

1．下列关于晶体的说法正确的是(

) A．在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子

B．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子

C．原子晶体的熔点一定比金属晶体的高

D．分子晶体的熔点一定比金属晶体的低

2．(2011·苏州调研)下列性质适合分子晶体的是(

) ①熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液导电

②熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液导电

③能溶于CS2，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃

－④熔点97.81 ℃，质软导电，密度为0.97 g·cm3

A．①②

B．②③

C．①④

D．③④

题组二

常见晶体及其结构的认识

3．如下图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。

(1)其中代表金刚石的是(填编号字母，下同)____，其中每个碳原子与____个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于________晶体。

(2)其中代表石墨的是____，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为____个。

＋＋(3)其中代表NaCl的是____，每个Na周围与它最接近且距离相等的Na有____个。

＋－(4)代表CsCl的是____，它属于________晶体，每个Cs与____个Cl紧邻。

(5)代表干冰的是____，它属于________晶体，每个CO2分子与______个CO2分子紧邻。

题组三

晶体的有关计算

4．(2011·沈阳质检)最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右

图所示。图中顶点和面心的原子都是钛原子，棱的中心和体心的原子都是碳原子，该分子的化学式是(

) A．Ti13C14

B．Ti14C13

C．Ti4C5

D．TiC 5．(2011·张家港联考)金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的8个顶点及

各个面的中心各有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共用(右图)。金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。

(1)金晶体每个晶胞中含有____个金原子。

(2)欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定_____________。

(3)一个晶胞的体积是______。

(4)金晶体的密度是__________。

题组四

综合探究

6．已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期。A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍。A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，A、B两种元素组成的原子个数之比为1∶1的化合物N是常见的有机溶剂。

E有“生物金属”之称，E和氩原子的核外电子排布相同。

请回答下列问题(答题时，A、B、C、D、E均用所对应的元素符号表示)：

(1)E的基态原子的外围电子排布式为__________。

(2)由A、B、C形成的ABC分子中，含有______个σ键，______个π键。

(3)下列叙述正确的是________(填字母)。

a．M易溶于水，是因为M与水分子之间能形成氢键，且M是极性分子；N不溶于水，是因为N是非极性分子

b．M和二氧化碳分子中的中心原子均采用sp2杂化

c．N分子中含有6个σ键和1个π键

d．BD2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低

(4)E的一种氧化物Q，其晶胞结

4＋

构如图所示，则Q的化学式为_____________________________________________，

该晶体中氧原子的配位数为______________________________________________。

(5)B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为__________。

(6)在浓的ECl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为ECl3·6H2O的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1∶5，则该配离子的化学式为__________。

参考答案

【课前准备区】

知识点一

1．周期性有序

无序

有

无

固定

不固定

各向异性

各向同性

熔点

X-射线衍射

2．(1)熔融态物质凝固

(2)气态物质冷却不经液态直接凝固

(3)溶质从溶液中析出

3．(1)基本单元

(2)①任何间隙

②平行

取向

知识点二

1．(1)分子

(2)范德华力

氢键

(3)12 2．(2)共价键

知识点三

1．(1)价电子

所有原子

(2)金属阳离子

自由电子

金属键

差别很大

2．6

8

12 知识点四

1．(1)①阴、阳离子

静电作用

②离子键

(2)①晶体中阴、阳离子的半径比决定晶体结构

(3)熔

沸

硬度

2．(1)释放

(2)①稳定性

知识点五

(1)①4

109°28′

六

2 ②4

2

十二

Si (2)①12

②4

2 (3)①6

6

6

4

4 ②8

8

8 (4)分子间作用力

2

sp2

问题思考

1．(1)具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃；

(2)晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小部分，而不一定是最小的“平行六面体”。

2．不一样，金刚石中表示的是C－C共价键，而干冰中的“铁棍”表示分子间作用力，分子晶体中多数含有化学键(如CO2中的C===O键)，少数则无(如稀有气体形成的晶体)。

【课堂活动区】

一、分子

原子

金属阳离子、自由电子

阴、阳离子

分子间作用力

共价键

金属键

离子键

很高

较高

难溶于任何溶剂

常见溶剂难溶

大多易溶于水等极性溶剂

111二、1.(1)①8

②4

③2

④1 842典例导悟

1．C

[稀有气体为单原子分子，晶体中分子内无共价键，A不正确；SiO2晶体为原子晶体，Si原子与氧原子间为极性键，B不正确；Na2O2、铵盐等离子晶体中含有共价键，C正确；不同金属晶体、金属键强弱不同，其熔、沸点差别很大，D不正确。] 2．(1)6

(2)3∶1∶1 解析

从所给模型图中可确定晶体中距离最近的钛原子的相对位置为，即每个钛原子周围与它最近且等距离的钛原子有6个。图中钙原子位于立方体体心，为该立方体单独占有；钛原子位于顶点，为8个立方体共有，11故每个立方体拥有钛原子数为8×＝1(个)；氧原子位于棱上，为4个立方体所共有，每个立方体拥有氧原子数为12×84＝3(个)，故N(O)∶N(Ti)∶N(Ca)＝3∶1∶1。

MM＋－3．C

[该晶胞中含有1个Cs和1个Cl，则1个CsCl分子的质量为Ng，晶胞的体积为a3 cm3，故密度为

NAa3－g·cm3。] 【课后练习区】

高考集训

25×41．4

4

－103×NA解析

依据金刚石的晶胞结构及化学式BN可确定立方氮化硼晶胞中含有4个N原子，4个B原子。则一个晶25－－－胞的质量可表示为×4 g(BN的摩尔质量为25 g·mol1)，一个晶胞的体积可表示为(361.5×1010)3cm3(1 pm＝1012mNA25×4－－＝1010cm)，晶体密度的表达式为

g·cm3。

－103×NA2242.

NA·a56 g＋－解析

根据CaO晶胞与NaCl晶胞相同，可知CaO晶胞中含有4个Ca2和4个O2，则晶胞质量为m＝×4NAm224224 g224＝

g，则晶胞的体积V＝ρ＝cm3。

－3＝NANA·aNA·a g·cm3．C 4．3∶1∶1 111解析

每一个晶胞中实际拥有的离子数目的计算规律为：顶点：、棱上：、面心：、体心：晶胞独有，推出842X∶Y∶Z＝3∶1∶1。

5．BaPbO3

12 11＋＋－＋解析

根据共用关系，每个晶胞中含有Pb4：8×＝1

Ba2：1

O2：12×＝3，故化学式为BaPbO3。Ba284－＋－处于晶胞中心，只有1个，O2处于晶胞棱边中心，共12个，故每个Ba2与12个O2配位。

6．(1)sp杂化

(2)3NA或3×6.02×1023

(2)NH3分子间存在氢键

(3)N2O (4)CuCl

CuCl＋2HCl(浓)===H2CuCl3(或CuCl＋2HCl(浓)===H2[CuCl3]) 解析

形成化合物种类最多的元素是H，基态时，最外层电子数是内层电子数2倍的元素是C,2p原子轨道上有3个未成对电子的是N元素，原子序数为29的是Cu元素。

(1)C2H2是直线形分子，C原子杂化方式为sp杂化，C2H2分子中有一个碳碳三键，因此1 mol C2H2分子中有3NA

σ键，即3×6.02×1023个。

(2)由于NH3分子间存在氢键，使其沸点较高。

(3)CO2和N2O都是22个电子，二者互为等电子体。

(4)晶胞中Cu的个数为8×1/8＋6×1/2＝4，而Cl全在晶胞中，因此该晶体的化学式为CuCl。

＋2－7．D

[X与M具有相同的电子层结构且均属于短周期元素，可推知X为钠元素，M为氧元素，由此可知Z－－为硫元素；X、Y、Z、W属于同周期元素，由离子半径：Z2>W，可推知W为氯元素；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料，不难判断，Y为硅元素。Na与O两种元素可形成Na2O和Na2O2两种化合物，故A项错误；虽然HCl、H2S、H2O相对分子质量依次减小，但因H2O分子间存在氢键，沸点高于HCl和H2S，故B项错误；单质Si属于原子晶体，单质S和Cl2属于分子晶体，故C项错误；O3和Cl2都具有强氧化性，可作

为水处理的消毒剂，故D项正确。] 8．(1)[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2

(2)>

(3)6

6

(4)LaNi5

解析

(1)核外电子排布式与价电子排布式要区别开。

(2)NiO、FeO都属于离子晶体，熔点高低受离子键强弱影响，离子半径越小，离子键越强，熔点越高。

＋－＋(3)因为NiO晶体结构类型与NaCl相同，而NaCl晶体中Na、Cl的配位数都是6，所以，NiO晶体Ni2、O2－的配位数也是6。

11(4)根据晶胞结构可计算，一个合金晶胞中，La：8×＝1，Ni：1＋8×＝5。所以该合金的化学式为LaNi5。

82考点集训

1．A

[在原子晶体中构成晶体的粒子是原子，在离子晶体中构成晶体的粒子是阳离子和阴离子；在分子晶体中构成晶体的粒子是分子，在金属晶体中构成晶体的粒子是金属阳离子和自由电子，故选项B错误；晶体的熔点一般是原子晶体>离子晶体>分子晶体，而金属晶体的熔点相差比较大，晶体硅的熔点(1 410 ℃)要比金属钨的熔点(3 410℃)低，而金属汞的熔点(常温下是液体)比蔗糖、白磷(常温下是固态，分子晶体)等低，所以选项B、C、D不正确。] 2．B

[①熔点高，不是分子晶体，分子晶体熔点较低；④选项是金属钠的性质。] 3．(1)D

4

原子

(2)E

2

(3)A

12

(4)C

离子

8 (5)B

分子

12 4．B

[因为该结构是气态团簇分子，Ti、C原子不存在与其他分子间的共用关系，故由示意图数出Ti和C原子的个数可确定其分子式为Ti14C13。] 5．(1)4 (2)金属原子间相接触，即相切

(3)22d3

2M(4)3

dNA11解析

利用均摊法解题，8个顶角上金原子有属于该晶胞，每个面上金原子有属于该晶胞，共有6个，故每8211个晶胞中金原子个数＝8×＋6×＝4。假设金原子间相接触，则有正方形的对角线为2d。正方形边长为

822d。所以V晶＝(2d)3＝2 2d3，

V晶M2M2Vm＝NA＝d3NA，所以ρ＝＝3。

42VmdNA6．(1)3d24s2

(2)2

2

(3)ad

(4)TiO2

3 ＋(5)C

(6)[TiCl(H2O)5]2

解析

根据原子的构造原理可知B、D分别是碳和氧，所以C必然是氮，新装修居室中常含有的有害气体M是HCHO，故A是氢。E的原子序数是22，E是钛。

(4)钛原子在晶胞的顶点和体心，则一个晶胞中有2个钛原子，氧原子有四个位于面内，2个位于晶胞内，故每个晶胞中有4个氧原子，故Q的化学式是TiO2。

(5)N原子2p轨道处于半满状态，使其第一电离能略高于C、O，碳的非金属性比氧弱，第一电离能也较小，故三者的第一电离能大小顺序为C

－＋(6)TiCl3中钛为＋3价，其两个配体分别是Cl、H2O，故配离子的化学式为[TiCl(H2O)5]2。

、