2019版高考化学一轮复习： 选考部分 物质结构与性质 考点37 晶体结构与性质
考点规范练37 晶体结构与性质(时间:45分钟满分:100分)非选择题(共5小题,共100分)1.(20分)锂的某些化合物是性能优异的材料。
请回答:(1)如图是某电动汽车电池正极材料的晶胞结构示意图,其化学式为,其中Fe n+的基态电子排布式为,P的空间构型为。
(2)Li与Na中第一电离能较小的元素是;LiF与NaCl晶体中熔点较高的是。
(3)氮化锂是一种良好的储氢材料,其在氢气中加热时可吸收氢气得到氨基锂(LiNH2)和氢化锂,氢化锂的电子式为,上述反应的化学方程式为。
(4)金属锂为体心立方晶胞,其配位数为;若其晶胞边长为a pm,则锂晶体中原子的空间占有率是。
(5)有机锂试剂在有机合成中有重要应用,但极易与O2、CO2等反应。
下列说法不正确的是(填字母序号)。
A.CO2中σ键与π键的数目之比为1∶1B.游离态和化合态锂元素均可由特征发射光谱检出C.叔丁基锂(C4H9Li)中碳原子的杂化轨道类型为sp3和sp22.(20分)氮及其化合物与生产、生活联系密切。
回答下列问题:(1)基态15N中有个运动状态不相同的电子,砷元素在元素周期表中位于第四周期且和氮元素同主族,基态砷原子的电子排布式为。
(2)元素C、N、O的第一电离能由大到小排列的顺序为(用元素符号表示),NF3分子的空间构型为。
(3)氨基乙酸(H2N—CH2—COOH)分子中,碳原子的杂化轨道类型有;1 mol H2N—CH2—COOH中含有σ键的数目为,二氧化碳为氨基乙酸分解的产物之一,写出二氧化碳的一种等电子体(填化学式)。
(4)三氟化硼与氨气相遇,立即生成白色固体,写出该白色固体的结构式:(标注出其中的配位键);利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,图1为该晶体的晶胞结构,该功能陶瓷晶体的化学式为。
(5)铁与氨气在640 ℃时可发生置换反应,其中一种产物的晶胞结构如图2所示,该反应的化学方程式为。
已知该晶胞的边长为a nm,则该晶体的密度为g·c m-3(设N A为阿伏加德罗常数的数值)。
3.(2017黑龙江大庆二模)(20分)氮元素可以形成多种化合物。
回答下列问题:(1)基态氮原子的价电子排布式是;C、N、O三种元素电负性从小到大的顺序是。
(2)肼(N2H4)分子中氮原子轨道的杂化类型是;肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是N2O4(l)+2N2H4(l)3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 048.9 kJ·mol-1,若该反应中8 mol N—H键断裂,则形成的σ键有 mol;肼能与硫酸反应生成N2H6SO4,其晶体类型与硫酸铵相同,则N2H6SO4晶体内不存在(填字母)。
A.离子键B.共价键C.配位键D.范德华力(3)氨是(填“极性”或“非极性”)分子;氨的沸点高于膦(PH3)的原因是。
(4)将氨气通入硫酸铜水溶液中形成[Cu(NH3)4]SO4深蓝色溶液,[Cu(NH3)4]SO4中阴离子的立体构型是。
(5)单质铜和镍都是由金属键形成的晶体,元素铜和镍的第二电离能分别为:I Cu=1 959 kJ·mol-1,I Ni=1 753 kJ·mol-1,I Cu>I Ni的原因是。
某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
晶胞中镍原子与铜原子的个数比为。
若合金的密度为d g·cm-3,晶胞参数为a nm,则a=。
4.(20分)太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
其材料有单晶硅,还有铜、锗、镓、硒等化合物。
(1)亚铜离子(Cu+)基态时核外电子排布式为;其电子占据的原子轨道数目为个。
(2)图甲表示碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势,其中表示磷的曲线是(填标号)。
碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势甲二氧化硅晶体结构氮化镓晶体结构乙丙(3)单晶硅可由二氧化硅制得,二氧化硅晶体结构如图乙所示,在二氧化硅晶体中,Si、O原子所连接的最小环为十二元环,则每个硅原子连接个十二元环。
(4)氮化镓(GaN)的晶体结构如图丙所示,常压下,该晶体熔点为1 700 ℃,故其晶体类型为;判断该晶体结构中存在配位键的依据是。
(5)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性,因而硼酸(H3BO3)在水溶液中能与水反应生成[B(OH)4]-。
[B(OH)4]-中硼原子的杂化轨道类型为;不考虑空间构型,[B(OH)4]-中原子的成键方式用结构简式表示为。
(6)某光电材料由锗的氧化物与铜的氧化物按一定比例熔合而成,其中锗的氧化物晶胞结构如图所示,该物质的化学式为。
已知该晶体密度为7.4 g·cm-3,晶胞边长为4.3×10-10 m,则锗的相对原子质量为(保留小数点后一位)。
5.(20分)碳是地球上组成生命的最基本元素之一,可以sp3、sp2和sp杂化轨道成共价键,具有很强的结合能力,与其他元素结合成不计其数的无机物和有机化合物,构成了丰富多彩的世界。
碳及其化合物在研究和生产中有许多重要用途。
请回答下列问题:(1)基态碳原子核外有种空间运动状态的电子,其价电子排布图为。
(2)光气的分子式为COC l2,又称碳酰氯,是一种重要的含碳化合物,判断其分子立体构型为,其碳原子杂化轨道类型为杂化。
(3)碳酸盐在一定温度下会发生分解,实验证明碳酸盐的阳离子不同、分解温度不同,如表所示:试解释为什么随着阳离子半径的增大,碳酸盐的分解温度逐步升高?。
(4)碳的一种同素异形体——C60(结构如图甲),又名足球烯,是一种高度对称的球碳分子。
立方烷(分子式为C8H8,结构是立方体,结构简式为)是比C60约早20年合成出的一种对称型烃类分子,而现如今已合成出一种立方烷与C60的复合型分子晶体,该晶体的晶胞结构如图乙所示,立方烷分子填充在原C60晶体的分子间空隙中。
则该复合型分子晶体的组成用二者的分子式可表示为。
(5)碳的另一种同素异形体——石墨,其晶体结构如图丙所示,虚线勾勒出的是其晶胞。
则石墨晶胞含碳原子个数为个。
已知石墨的密度为ρg·cm-3,C—C 键键长为r cm,设阿伏加德罗常数的值为N A,计算石墨晶体的层间距为 cm。
(6)碳的第三种同素异形体——金刚石,其晶胞如图丁所示。
已知金属钠的晶胞(体心立方堆积)沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图如图A所示,则金刚石晶胞沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图应该是图(从A~D图中选填)。
参考答案考点规范练37晶体结构与性质1.答案 (1)LiFePO4[Ar]3d6正四面体(2)Na LiF(3)Li+H]-Li3N+2H2LiNH2+2LiH(4)8 π×100%(5)C解析 (1)晶胞中Li+个数为8×+4×+2×+1=4,Fe n+个数为4,P个数为4,因此晶体的化学式为LiFePO4;其中铁的化合价为+2价,即n=2,则Fe2+的基态电子排布式为[Ar]3d6;P中磷原子的价层电子对数是4,没有孤电子对,所以P的空间构型为正四面体形。
(2)同主族元素从上到下第一电离能减小,故Li和Na中第一电离能较小的元素是Na;LiF的晶格能大于NaCl,故LiF的熔点比NaCl高。
(4)由于金属锂为体心立方晶胞,所以其配位数为8,若其晶胞边长为a pm,则锂原子半径r=a pm,一个晶胞中有两个锂原子,所占体积为2×πr3 pm3=2×π×(a)3 pm3=πa3 pm3,晶胞的体积为a3 pm3,则晶体中原子的空间占有率是×100%=π×100%。
(5)CO2的结构式为O C O,C O双键中有1个σ键、1个π键,因此CO2中σ键与π键的数目之比为2∶2=1∶1,A项正确;不同元素的原子光谱上的特征谱线不同,故游离态和化合态锂元素均可由特征发射光谱检出,B项正确;叔丁基锂(C4H9Li)中碳原子的杂化轨道类型为sp3杂化,C项错误。
2.答案 (1)7 1s22s22p63s23p63d104s24p3(2)N>O>C 三角锥形(3)sp3、sp29N A N2O或等(4)BN(5)8Fe+2NH32Fe4N+3H2解析 (1)基态15N的核外有7个电子,所以有7个运动状态不同的电子,砷元素位于第四周期且和氮元素同主族,为33号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。
(2)同周期元素从左向右,第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族和第ⅤA族元素由于存在全满或半满状态,是一种稳定结构,第一电离能高于同周期相邻元素,所以C、N、O的第一电离能由大到小排列的顺序为N>O>C,NF3分子中氮原子的价层电子对数为3+=4,有1对孤电子对,所以分子的空间构型为三角锥形。
(3)氨基乙酸(H2N—CH2—COOH)中,—CH2—中的碳原子周围有四个σ键,杂化类型为sp3杂化,羧基中的碳原子周围有三个σ键,没有孤电子对,杂化类型为sp2杂化,1 mol H2N—CH2—COOH中含有9 mol σ键,所以σ键的数目9N A,一个二氧化碳分子中有三个原子,价电子数为16,与之互为等电子体的为N2O、等。
(4)三氯化硼和三氟化硼常温下都是气体,所以它们固态时的晶体类型为分子晶体,硼元素具有缺电子性,其化合物可与具有孤电子对的分子或离子形成配合物,BF3能与NH3反应生成BF3·NH3,B与N 之间形成配位键,氮原子含有孤电子对,所以氮原子提供孤电子对,BF3·NH3结构式为。
根据图1,利用均摊法可知,晶胞中含有硼原子数为4,晶胞中含有氮原子数为8×+6×=4,所以化学式为BN。
(5)该晶胞中铁原子个数=8×+6×=4,氮原子个数是1,所以氮化铁的化学式是Fe4N,铁与氨气在640 ℃可发生置换反应生成氢气和氮化铁,所以该反应的化学方程式为8Fe+2NH32Fe4N+3H2,该晶胞的边长为a nm,则晶胞的体积为(a×10-7)3cm3,所以密度为 g·cm-3= g·cm-3。
3.答案 (1)2s22p3C<N<O(2)sp311 D(3)极性氨分子之间存在氢键(4)正四面体(5)铜的价电子排布式为3d104s1,失去1个电子后形成3d10稳定结构,再失去1个电子需要较多的能量1∶3 (×107解析 (1)N为7号元素,其基态电子排布式为1s22s22p3,价电子排布式为2s22p3。
C、N、O位于同一周期,原子序数依次增大,而同一周期元素(稀有气体元素除外)随原子序数递增,电负性增大,所以电负性顺序为C<N<O。
高考化学复习第37题 物质结构与性质(选考)
高中化学学习材料金戈铁骑整理制作第37题物质结构与性质(选考)[命题人的忠告]1.熟练书写常见的4种金属及其离子的核外电子排布式：Cr、Fe、Cu、Zn。
2.掌握同周期元素第一电离能比较：同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但ⅤA>ⅥA>ⅣA，ⅡA>ⅢA>ⅠA。
3.牢记3种分子的杂化方式和空间构型：CH4：sp3杂化，正四面体；NH3：sp3杂化，三角锥形；H2O：sp3杂化，V形。
4.学会σ键与π键的判断方法：单键均为σ键；双键、三键中含有1个σ键，其余为π键。
5.掌握有关晶体计算的常用方法：运用分摊法正确确定晶胞中所含原子的个数。
[典例剖析](10分)钒(V)、砷(As)、镍(Ni)均为第四周期元素，钒位于ⅤB族，砷位于ⅤA族，镍位于Ⅷ族。
请回答下列相关问题。
(1)基态钒原子的电子排布式为____________________，钒有＋2、＋3、＋4、＋5等几种化合价，这几种价态中，最稳定的是________价。
(2)砷与氯气反应可得到AsCl3、AsCl5两种氯化物。
其中属于非极性分子的是________，AsCl3分子的中心原子杂化类型是________，分子的空间构型是________。
(3)高纯度砷可用于生产具有半导体“贵族”之称的新型半导体材料GaAs，镓(Ga)为第四周期ⅢA族元素，Ga与As相比，第一电离能较大的是________。
(4)镍和镧形成的一种合金具有储氢功能，该合金储氢后的晶胞如下图所示：镍和镧形成的这种合金的化学式是________________，1 mol 镧形成的该合金能储存________mol 氢气。
[推理分析] (1)基态钒原子的电子排布式为[Ar]3d 34s 2，当原子价层电子全部失去时，形成的离子最外层达到稳定的电子层结构，故＋5价最稳定。
(2)AsCl 5分子中砷的价电子均成键，故它是非极性分子；AsCl 3分子中的价层电子对数为4，其中孤电子对数为1，因此砷原子为sp 3杂化，分子的空间构型为三角锥形。
全国近年高考化学一轮复习物质结构与性质第3节晶体结构与性质限时规范特训(2021年整理)
（全国版）2019版高考化学一轮复习物质结构与性质第3节晶体结构与性质限时规范特训编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（全国版）2019版高考化学一轮复习物质结构与性质第3节晶体结构与性质限时规范特训）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为（全国版）2019版高考化学一轮复习物质结构与性质第3节晶体结构与性质限时规范特训的全部内容。
第3节晶体结构与性质板块三限时规范特训时间:45分钟满分：100分一、选择题（每题6分，共54分）1．关于晶体的叙述中，正确的是( ）A．原子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高B．分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定C．分子晶体中，共价键的键能越大,熔、沸点越高D．某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体答案A解析B项，分子的稳定性取决于分子内部共价键的强弱,与分子间作用力无关;C项，分子晶体熔、沸点的高低，取决于分子间作用力的大小;D项，也可能是分子晶体，如HCl。
2．［2017·宜昌模拟]下列说法正确的是（)A．钛和钾都采取图1的堆积方式B．图2为金属原子在二维空间里的非密置层放置，此方式在三维空间里堆积,仅得简单立方堆积C．图3是干冰晶体的晶胞，晶胞棱长为a cm，则在每个CO2周围最近且等距离的CO2有8个D．图4是一种金属晶体的晶胞，它是金属原子在三维空间以密置层采取ABCABC…堆积的结果答案D解析图1表示的堆积方式为六方最密堆积，K采用体心立方堆积，A错误；B在二维空间里的非密置层放置，在三维空间得到体心立方堆积，B错误；干冰晶体的晶胞属于面心立方晶胞,配位数为12，即每个CO2周围距离相等的CO2分子有12个，C错误；该晶胞类型为面心立方，金属原子在三维空间里密置层采取ABCABC堆积,D正确。
高考化学 一轮复习 物质结构与性质 第3讲 晶体结构与性质(选修3)
溶解性
相似相溶
难溶于任 何溶剂
常见溶剂 难溶
大多易溶 于水等极
性溶剂
一般不导
晶体 不导
导电、 电，溶于水 一般不具 电和热的 电，水溶液
传热性 后有的导 有导电性 良导体 或熔融态
电
导电
大多数非金 部分非金 金属氧化物
属单质、气态 属单质(如 物质 氢化物、酸、 金刚石、 金属单质 (如 K2O、 类别 非金属氧化 硅、晶体 与合金(如 Na2O)、强
A．BaTi8O12
B．BaTi4O6
C．BaTi2O4
D．BaTiO3
解析：选 D。Ba 在立方体的中心，完全属于该晶胞；Ti 处于
立方体的 8 个顶点，每个 Ti 为与之相连的 8 个立方体所共用，即
只有18属于该晶胞；O 处于立方体的 12 条棱的中点，每条棱为四
个立方体共用，故每个
O
只
有
1 4
考点二 四类晶体的组成和性质比较
1．四类晶体的比较
类型 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体
比较
构成 粒子
分子
原子
金属阳 离子 、自 阴、阳离子 由电子
粒子间 范德华力
的相互 (某些含氢 共价键 金属键 离子键
作用力 键)
硬度
较小
很大
有的很大， 较
大
有的很小
熔、沸点 较低 很 高
有的很高， 较高
由题意知，该晶胞中含有12个 XY2 或 Y2X，设晶胞的边长为 a
cm，则有 ρ a3NA＝12M，a＝ 3 2ρMNA，则晶体中两个距离最近的 X
之间的距离为
2
3
M 2ρNA
cm。
2019届高考化学一轮复习晶体结构与性质课件(61张)
1 2
)可知，晶胞的
底边为1、高为2，则C原子坐标为(14，34，18)。
(2)①冰晶石中Na＋与AlF
3－ 6
的个数比应为3∶1，由晶胞图分
析，“●”个数为8×
1 8
＋6×
1 2
＝4，“○”个数为12×
1 4
＋8＝11，
故晶胞中心还应有1个，据此可推知，“△”为Na＋；那么大立方
体的体心处小三角“△”所代表的是小圆圈，它代表的是Na＋；②
所以该结构的质量为6×65/NA g。该六棱柱的底面为正六边形，边 长为a cm，底面的面积为6个边长为a cm的正三角形面积之和，根
据正三角形面积的计算公式，该底面的面积为6×
3 4
a2
cm2，高为c
6×65
cm，所以体积为6×
43a2c
cm3。所以密度为：6×N4A3a2c＝
65 43a2c NA
即4r＝ 2a，解得r＝ 42×0.420 nm＝0.148 nm；MnO也属于NaCl 型结构，根据晶胞的结构，晶胞参数＝2r(O2－)＋2r(Mn2＋)，r(Mn2＋) ＝(0.448 nm－2×0.148 nm)/2＝0.076 nm。
(5)①根据各个原子的相对位置可知，D在x、y、z轴三个方向的
沸点越高，反之越低。 • (4)金属晶体中金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属阳离子与
自由电子间的静电作用越强，熔、沸点越高，反之越低。
• (5)分子晶体中分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高，反之越低(具 有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常，较高)。
• ①组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越 大，物质的熔、_____________________________________________
(全国通用)2019版高考化学一轮复习物质结构与性质第3节晶体结构与性质学案选修3.doc
第三节晶体结构与性质考纲定位1.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。
2. 了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
3.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质；了解金属晶体常见的堆积方式。
4.了解晶体类型，了解不同类型晶体屮结构微粒及微粒间作用力的区别。
5.了解晶胞概念，能根据晶胞确定晶体组成并进行相关的计算。
6.了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。
7. 了解分子晶体结构与性质关系。
考点1丨晶体与晶胞(对应学生用书笫242页)［考纲知识整合］1.晶体与非晶体(1)(2)获得晶体的途径①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
③溶质从溶液中析出。
2.晶胞(1)概念：描述晶体结构的基木单元。
(2)晶体中晶胞的排列一一无隙并置。
①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙;②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
(3)-般形状为平行六面体。
(4)晶胞中粒子数目的计算一一均摊法晶胞任意位置上的一个原子如果是被刀个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是丄。
①长方体（包括立方体）晶胞中不同位置的粒子数的计算同为8个晶胞所共有,+粒子属于该品胞同为4个晶胞所共有, 斗粒子属于该晶胞4同为2个晶胞所共有9 论＞£粒子属于该晶胞f位于内部一整个粒子都属于该晶胞②非长方体：如三棱柱A.两种物质在一定条件下都会自动形成有规则儿何外形的晶体B.I形成的固体物理性质有各向异性C.II形成的固体一定有固定的熔、沸点D.二者的X■射线图谱是相同的亠位于顶点"位于棱上示例Cap2的晶胞如卜图所示。
该晶胞含CJ+土个，厂&个。
［高考命题点突破］命题点1晶体的性质1.如图是某固体的微观结构示意图，请认真观察两图，判断下列说法正确的是当：棱上4苏面上M面上顶点上:吉棱上:g内部：1IB [I会自动形成规则儿何外形的晶体，具有各向异性，X射线图谱有明锐的谱线。
(通用版)2019版高考化学一轮复习第十一章物质结构与性质第一板块1.3晶体结构与性质课件
金属阳离子、_______ 阴、阳 _____ 自由电子 离子
______ 金属键 有的很大， 有的很小 有的很高， 有的很低 ______ 离子键 较大 较高
溶解性
相似相溶
大多易溶 难溶于任 常见溶剂难 于水等极 何溶剂 溶 性溶剂
晶体类型 比较项目
分子晶体
原子晶体
金属 晶体
离子晶体
一般不导电， 电和热 晶体不导电， 一般不具有 导电、传热性 溶于水后有 的良导 水溶液或熔 导电性 的导电 体 融态导电 大多数非金 属单质、气 态氢化物、 物质类别及实 酸、非金属 氧化物(SiO2 例 除外)、绝大 多数有机物 (有机盐除外) 部分非金属 单质(如金 刚石、硅、 晶体硼)， 部分非金属 化合物(如 SiC、SiO2) 金属单 金属氧化物 质与合 (如Na2O)、 金 强碱(如 (如Na、 KOH)、绝 Al、Fe、 大部分盐 青铜) (如NaCl)
晶体
晶体结构
晶体详解 (1)每个 Si 与 4 个 O 以共价键结 合，形成正四面体结构 (2)每个正四面体占有 1 个 Si,4 个
原 子 晶 体 SiO2
1 “ O”，N(Si)∶N(O)＝ 1∶2 2 (3) 最小环上有 12 个原子，即 6 个 O,6 个 Si (1)8 个 CO2 分子构成立方体且在
解析： A 在正方体内， 晶胞中的 8 个 A 离子完全被这 1 个晶 胞占有；B 分别在顶点和面心，顶点上的离子被 1 个晶胞占 1 1 有 ，面心上的离子被 1 个晶胞占有 ，所以 1 个晶胞实际占 8 2 1 1 有的 B 离子为 8× ＋6× ＝4，则该晶体的化学式为 BA2。 1)金属键：金属阳离子与自由电子之间的作用。 (2)本质——电子气理论 该理论认为金属原子脱落下来的 价电子 形成遍布整块 晶体的“ 电子气 ”，被所有原子共用，从而把所有的金属 原子维系在一起。