【配套K12】[学习]2019版高考化学一轮复习 选考 物质结构与性质 第三讲 晶体结构与性质课后达

专题二十三选修3物质结构与性质（解析版）1.【2019新课标Ⅰ卷】在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。

回答下列问题：（1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是（填标号）。

（2）乙二胺（H2NCH2CH2NH2）是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是、。

乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是（填“Mg2+”或“Cu2+”）。

（3）一些氧化物的熔点如下表所示：氧化物Li2O MgO P4O6SO2熔点/℃1570280023.8﹣75.5解释表中氧化物之间熔点差异的原因。

（4）图（a）是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu．图（b）是沿立方格子对角面取得的截图。

可见，Cu原子之间最短距离x ＝pm，Mg原子之间最短距离y＝pm．设阿伏加德罗常数的值为N A，则MgCu2的密度是g•cm﹣3（列出计算表达式）。

【答案】（1） A（2）sp3；sp3；乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键；Cu2+（3）Li2O和MgO是离子晶体、P4O6和SO2是分子晶体，晶格能MgO＞Li2O，分子间作用力：P4O6＞SO2（4）a；a；【解析】（1）AD微粒都是Mg原子失去一个电子后得到的，但是D微粒能量高于A，稳定性A＞D，所以失电子能量A＞D；BC都是原子，但是B是基态、C是激发态，能量：C＞B，稳定性B＞C，所以失去一个电子能量：B＞C；A微粒是B失去一个电子得到的，且A轨道中电子处于半满状态，较稳定，所以失去一个电子能力A＞B，通过以上分析知，电离最外层一个电子所需能量最大的是A，故答案为：A；（2）每个N原子形成的共价键有2个N﹣H键、1个N﹣C键，且还含有1个孤电子对；每个C原子形成的共价键有2个C﹣H键、2个C﹣N键，所以N、C原子价层电子对个数都是4，根据价层电子对互斥理论判断N、C原子杂化类型分别为sp3、sp3；含有孤电子对的原子和含有空轨道的原子之间易形成配位键，乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键，所以乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子；碱土金属与乙二胺形成的化合物稳定性较弱，所以与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是Cu2+.（3）晶体熔沸点：离子晶体＞分子晶体，离子晶体熔沸点与晶格能有关，晶格能越大熔沸点越高，晶格能与离子半径成反比，与电荷成正比，分子晶体熔沸点与分子间作用力有关，分子间作用力与相对分子质量有关，相对分子质量越大其分子间作用力越大，Li2O和MgO是离子晶体、P4O6和SO2是分子晶体，且晶格能MgO＞Li2O，分子间作用力：P4O6＞SO2，所以熔沸点：MgO＞Li2O＞P4O6＞SO2.（4）如图所示，AB之间的距离为面对角线长度＝apm，AB之间距离相当于4个Cu原子直径，x距离1个Cu原子直径＝；体对角线长度＝棱长＝×apm，CD距离为y，该长度为体对角线BC长度的＝××apm＝apm；该晶胞中Mg原子位于8个顶点上、6个面心上，在晶胞内部有4个Mg原子，所以Mg原子个数＝8×+6×+4＝8，Cu原子都位于晶胞内部，有16个；晶胞体积＝（a ×10﹣10 cm ）3，晶胞密度＝＝g/cm 3＝g/cm 3。

第十二章物质结构与性质(选修3)第一节原子结构与性质本节共设计1个学案[高考导航]1．了解原子核外电子的排布原理及能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子、价电子的排布。

了解原子核外电子的运动状态。

2．了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。

3．了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。

4．了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。

一、原子核外电子排布原理1．能层、能级、原子轨道和容纳电子数之间的关系2.原子轨道的形状和能量高低(1)轨道形状①s电子的原子轨道呈球形。

②p电子的原子轨道呈哑铃形。

(2)能量高低①相同能层上原子轨道能量的高低：n s<n p<n d<n f。

②形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s<3s<4s<…。

③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如n p x、n p y、n p z轨道的能量相等。

3．原子核外电子的排布规律(1)三个原理①能量最低原理：原子的核外电子排布遵循构造原理，使整个原子的能量处于最低状态。

构造原理示意图：②泡利原理：在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反。

③洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。

洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。

如24Cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。

[思考]Mn的电子排布式能否书写为1s22s22p63s23p64s23d5？并说明理由。

提示：不能。

当出现d能级时，虽然电子按n s、(n－1)d、n p的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在n s前，如Mn：1s22s22p63s23p63d54s2正确，Mn：1s22s22p63s23p64s23d5错误。

物质结构与性质(时间：60分钟满分：105分)1．(15分)ⅤA族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含ⅤA族元素的化合物在医药生产中有许多重要用途。

请回答下列问题：(1)基态氮原子的价电子排布图是；基态砷原子的电子排布式为。

(2)砷与同周期第ⅦA族的溴的第一电离能相比，较大的是。

(3)AsH3是无色稍有大蒜味的气体。

AsH3的沸点高于PH3，其主要原因是。

(4)Na3AsO4可作杀虫剂。

AsO3－4的立体构型为，与其互为等电子体的一种分子为。

(5)某砷的氧化物俗称“砒霜”，其分子结构如图所示。

该化合物的分子式为，砷原子采取杂化。

(6)GaAs是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似。

GaAs晶体中，每个As与个Ga相连。

答案：(1) 1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3) (2)溴(3)AsH3的相对分子质量大于PH3的相对分子质量，故AsH3分子间作用力大于PH3分子间作用力(4)正四面体形CCl4(或其他合理答案)(5)As4O6sp3(6)42．(15分)铁氮化合物(Fe x N y)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。

某Fe x N y的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。

(1)Fe3＋基态核外电子排布式为。

(2)丙酮分子中碳原子轨道的杂化类型是，1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为。

(3)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为。

(4)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为。

(5)某Fe x N y的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)Cu n N y。

Fe x N y转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2 所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为。

解析：(1)Fe 为26号元素，Fe 3＋基态核外电子排布式为[Ar]3d 5或1s 22s 22p 63s 23p 63d 5。

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。

人教化学2019高考一轮训练选（3）李仕才一、选择题1、将等物质的量的陆02和A1同时放入足量的水中，充分反应后收集到混合气体4.48L（标准状况下），再向反应后的溶液中缓慢滴入lmol/L盐酸至沉淀恰好溶解。

下列说法错误的是A.标准状况下，混合气体屮氢气与氧气的体积比为3:1B.加入的固体过氧化钠为7. 8gC.当滴加200mL盐酸时，沉淀的质量达到最大值D.最终消耗的盐酸为400mL【答案】D【解析】将等物质的量的6和A：同时放入足量的水中，分别进行的反应是：2X10： + 2H:0 = 4NaOH + Ozf , 2A1 + 2NaOH + 2H：0 = + 3H: t ,两个反应中过氧化钠和单质铝刚好系数相等，可以认为是物质的量相等混合，方程式相加得到总反应为：2\a：0： + 2A1 + 4H：0 = 2X^0： +2NaOH + O" +3H“。

根据方程式，选项A正确。

混合气体中氢气与氧气的体积比为3： 1，一共4.48L（0. 2moi）, 所以氢气为0.15mo：,氧气为0.05mo：o带入总方程式计算出*为0. lmok过氧化钠为0. Imol,质量为7・Sg°选项B正确。

沉淀的质量达到最大值时是氢氧化铝恰好完全沉淀，所以溶液中只有一种溶质NaCl,其中Na元素完全来自于加入的0・Imo：过氧化钠，所以门为0.2mob NaCl就是0.2mol,由G守恒得到：需要的HC1为0. 所以，滴加如ml盐酸时，沉淀的质量达到最大值。

选项C正确。

最终沉淀恰好完全溶解的时候，滚液中只有和AXQ因为初始加入的过氧化钠和单质铝的物质的量都是0. 所以Na为0. 2mo：,A：为0. lmg所以XaC：和A1CX的物质的量分别为0.2mo：和0.lmob其中含有CI 一共0. Smo：,所以加入的HC：为0. 5mo：,需要的盐酸体积为500mL,选项D 错误。

2、化学与生活、社会发展息息相关，下列说法正确的是：A.洗涤剂除油污的原理与热碱液除油污的原理相同B.食品包装内放置生石灰与放置硅胶的作用相同C.煤的干憾和石油的分缰原理相同D.自来水屮加入漂白粉与加入硫酸铝的作用相同【答案】B【解析】洗涤剂除油污是乳化作用，热碱液除油污为水解原理，除污原理不同，故A 错误；放羞生石灰与 放羞硅胶，均吸收水，作干燥剂，作用相同，故B 正确；煤的干f 留杲化学变化、石油分馆是物理变化， 原理不相同，故C 错误；自来水中加入漂白粉的作用是杀菌消毒，加入硫酸铝，硫酸铝水解生成氢氧 化铝胶体，作用是净水，作用不同，故D 错误。

2019年高三年级化学一轮复习同步训练(必修三)第三章第一节晶体的常识学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题1．下列关于晶体的说法中不正确的是A. 凡有规则几何外形的固体一定是晶体B. 晶胞是晶体结构的基本单元C. 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验D. 晶胞的密度与晶体密度相同2．下列有关晶胞的说法正确的是A. 由晶胞中的粒子数可直接确定该晶体的化学式B. 若晶胞为平行六面体，则侧棱上的粒子为2个晶胞共用C. 若晶胞为六棱柱，顶点上的粒子为6个晶胞共用D. 晶胞中不可能存在多个粒子3．纳米材料具有一些与传统材料不同的特征，下列关于纳米材料的叙述中，错误的是A. 三维空间尺寸必须都处于纳米尺度B. 具有既不同于微观粒子也不同于宏观物体的独特性质C. 是原子排列成的纳米数量级原子团D. 具有与晶态、非晶态均不同的一种新的结构状态4．仔细观察下图，它表示的是晶体还是非晶体A. 是晶体B. 可能是晶体，可能是非晶体C. 是非晶体D. 不能确定5．化合物硼化镁超导转变温度高达39 K，该金属间化合物的晶体结构如图：则它的化学式为A. MgBB. Mg2BC. MgB2D. Mg2B36．许多物质在通常条件下是以晶体的形式存在，而一种晶体又可视作由若干相同的基本结构单元构成，这些基本结构单元在结构化学中被称作晶胞。

已知某化合物是由钙、钛、氧三种元素组成的晶体，其晶胞结构如图所示，则该物质的化学式为A. Ca4TiO3B. Ca4TiO6C. CaTiO3D. Ca8TiO12第 1 页7．由硼和镁两种元素组成化合物可为超导材料，下图为该化合物的晶体结构单元示意图：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼原子位于棱柱内。

则该化合物的化学式可表示为( )A. Mg5B12B. MgB2C. Mg2BD. Mg3B28．原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。