高中化学选修3 第三章晶体结构与性质 讲义及习题.学生版
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高中化学选修三第三章晶体结构与性质一、晶体常识1、晶体与非晶体比较2、获得晶体的三条途径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。
3、晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。
4、晶胞中微粒数的计算方法——均摊法某粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学常见的晶胞为立方晶胞。
立方晶胞中微粒数的计算方法如下:①晶胞顶角粒子为8个晶胞共用,每个晶胞占1/8②晶胞棱上粒子为4个晶胞共用,每个晶胞占1/4③晶胞面上粒子为2个晶胞共用,每个晶胞占1/2④晶胞内部粒子为1个晶胞独自占有,即为1注意:在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。
二、构成物质的四种晶体1、四种晶体的比较晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体熔沸点很低很高一般较高,少部分低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂难溶于常见溶剂(Na等与水反应)大多易溶于水等极性溶剂导电传热性一般不导电,溶于水后有的导电一般不具有导电性(除硅)电和热的良导体晶体不导电,水溶液或熔融态导电延展性无无良好无物质类别及实例气态氢化物、酸(如HCl、H2SO4)、大多数非金属单质(如P4、Cl2)、非金属氧化物(如SO2、CO2,SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)一部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼),一部分非金属化合物(如SiC、SiO2)金属单质与合金(Na、Mg、Al、青铜等)金属氧化物(如Na2O),强碱(如NaOH),绝大部分盐(如NaCl、CaCO3等)(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体。
金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低。
(2)原子晶体由共价键形成的原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体的熔、沸点高。
如熔点:金刚石>碳化硅>硅(3)离子晶体一般地说,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,相应的晶格能大,其晶体的熔、沸点就越高。
第3课时 习题课练基础落实知识点1 分子晶体及其结构、性质特征1.分子晶体具有某些特征的本质原因是( )A.组成晶体的基本粒子是分子B.熔融时不导电C.晶体内微粒间以分子间作用力相结合D.熔点一般比原子晶体低2.下列晶体由原子直接构成,且属于分子晶体的是( )A.固态氢B.固态氖C.磷D.三氧化硫3.下列说法正确的是( )A.原子晶体中只存在非极性共价键B.因为HCl的相对分子质量大于HF,所以HCl的熔点高于HFC.干冰升华时,分子内共价键不会发生断裂D.金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物知识点2 原子晶体及其结构性质特点4.干冰和二氧化硅晶体同属第ⅣA族元素的最高价氧化物,它们的熔、沸点差别很大的原因是( )A.二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量B.C===O键键能比Si—O键键能小C.干冰为分子晶体,二氧化硅为原子晶体D.干冰易升华,二氧化硅不易升华5.在x mol石英晶体中,含有Si—O键数是( )A.x mol B.2x molC.3x mol D.4x mol6.最近,美国科学家成功地在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体,下列关于CO2的原子晶体说法正确的是( )A.CO2的原子晶体和分子晶体互为同素异形体B.在一定条件下,CO2的原子晶体转化为分子晶体是物理变化C.CO2的原子晶体和分子晶体具有相同的物理性质D.在CO2的原子晶体中,每个碳原子周围结合4个氧原子,每个氧原子与2个碳原子相结合7.据报道:用激光可将置于铁室中的石墨靶上的碳原子“炸松”,再用一个射频电火花喷射出氮气,可使碳、氮原子结合成碳氮化合物(C3N4)的薄膜,该碳氮化合物比金刚石还坚硬,则下列说法正确的是( )A.该碳氮化合物呈片层状结构B.该碳氮化合物呈立体网状结构C.该碳氮化合物中C—N键键长大于金刚石中C—C键键长D.相邻主族非金属元素形成的化合物的硬度比单质小练方法技巧分子晶体熔、沸点高低的比较方法8.下列分子晶体,关于熔、沸点高低的叙述中,正确的是( )A.Cl2>I2B.CCl4>SiCl4C.NH3>PH3D.C(CH3)4>CH3CH2CH2CH2CH39.水的沸点是100 ℃,硫化氢的分子结构跟水相似,但它的沸点却很低,是-60.7 ℃,引起这种差异的主要原因是( )A.范德华力B.共价键C.氢键D.相对分子质量原子晶体硬度大小、熔点高低的比较方法10.我国的激光技术在世界上处于领先地位,据报道,有科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松,与此同时再用射频电火花喷射氮气,此时碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜。
高中化学第三章晶体结构与性质第三节金属晶体练习(含解析)新人教版选修31.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解析:金属晶体中只有金属阳离子和自由电子,无阴离子。
金属晶体的熔点相差比较大,金属钨的熔点(3 410 ℃)高于晶体硅(1 410 ℃),而金属汞的熔点(常温下呈液态)比白磷、碘等分子晶体的低。
答案:A2.依据“电子气”的金属键模型,下列对于金属导电性随温度变化的解释,正确的是( ) A.温度升高,自由电子的动能变大,以致金属导电性增强B.温度升高,阳离子的动能变大,阻碍电子的运动,以致金属导电性减弱C.温度升高,自由电子互相碰撞的次数增加,以致金属导电性减弱D.温度升高,阳离子的动能变大,自由电子与阳离子的吸引力变小,以致导电性增强解析:温度升高时,由于阳离子吸收大量的能量,动能变大,阻碍电子的运动,故温度越高,导电性越弱。
答案:B3.按下列四种有关性质的叙述,可能属于金属晶体的是( )A.由分子间作用力结合而成,熔点低B.固体或熔融后易导电,熔点在1 000 ℃左右C.由共价键结合成网状结构,熔点高D.固体不导电,但溶于水或熔融后能导电解析:A为分子晶体;B中固体能导电,熔点在1 000 ℃左右,不是很高,应为金属晶体;C 为原子晶体,D为离子晶体。
答案:B4.下列关于金属晶体的体心立方堆积的结构形式的叙述正确的是( )A.晶胞是六棱柱B.每个晶胞中含有2个原子C.每个晶胞中含4个原子D.每个晶胞中含5个原子解析:金属晶体的体心立方堆积的晶胞是平行六面体,体心立方堆积的堆积方式为立方体的顶点和体心各有1个原子,每个晶胞中含有8×18+1=2个原子。
答案:B5.某固体仅由一种元素组成,其密度为5.0 g·cm -3,用X射线研究该固体的结构时得知:在边长为1×10-7cm 的正方体中含有20个原子,则此元素的相对原子质量最接近下列数据中的( )A .32B .120C .150D .180解析:20个原子的质量为5.0 g·cm -3×(1×10-7cm)3=5.0×10-21g ,则1个碳原子的质量为2.5×10-22g ,则N A 个原子的质量为6.02×1023×2.5×10-22g =150.5 g ,故摩尔质量为150.5 g·mol -1,此元素的相对原子质量最接近150。
第2课时原子晶体[学习目标定位] 1.知道原子晶体的概念,能够从原子晶体的结构特点理解其物理特性。
2.学会晶体熔、沸点比较的方法。
一、原子晶体的概念、结构及其性质1.概念及组成(1)概念:相邻原子间以共价键相结合形成的具有空间立体网状结构的晶体,称为原子晶体。
(2)构成微粒:原子晶体中的微粒是原子,原子与原子之间的作用力是共价键。
2.两种典型原子晶体的结构(1)金刚石的晶体结构模型如图所示。
回答下列问题:①在晶体中每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合,形成正四面体结构,这些正四面体向空间发展,构成彼此联结的立体网状结构。
②晶体中相邻碳碳键的夹角为109°28′,碳原子采取了sp3杂化。
③最小环上有6个碳原子,晶体中C原子与C—C键个数之比为1∶2。
④晶体中C—C键键长很短,键能很大,故金刚石的硬度很大,熔点很高。
(2)二氧化硅晶体结构模型如图所示。
回答下列问题:①每个硅原子都采取sp3杂化,以4个共价单键与4个氧原子结合,每个氧原子与2个硅原子结合,向空间扩展,构成空间网状结构。
②晶体中最小的环为6个硅原子、6个氧原子组成的12元环,硅、氧原子个数比为1∶2。
3.特性由于原子晶体中原子间以较强的共价键相结合,故原子晶体:①熔、沸点很高,②硬度大,③一般不导电,④难溶于溶剂。
4.常见的原子晶体:常见的非金属单质,如金刚石(C)、硼(B)、晶体硅(Si)等;某些非金属化合物,如碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)等。
原子晶体的结构特点(1)构成原子晶体的微粒是原子,其相互作用力是共价键。
(2)原子晶体中不存在单个分子,化学式仅仅表示的是物质中的原子个数比关系,不是分子式。
例1下列物质的晶体直接由原子构成的一组是()①CO2②SiO2③晶体Si④白磷⑤氨基乙酸⑥固态HeA.①②③④⑤⑥B.②③④⑥C.②③⑥D.①②⑤⑥【考点】原子晶体【题点】原子晶体的一般性质及判断答案 C解析CO2、白磷、氨基乙酸、固态He是分子晶体,其晶体由分子构成,稀有气体He由单原子分子构成;SiO2、晶体Si属于原子晶体,其晶体直接由原子构成。
(完整word版)高中化学选修3第三章晶体结构与性质讲义及习题高中化学选修三第三章晶体结构与性质一、晶体常识1、晶体与非晶体比较2、获得晶体的三条途径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。
3、晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。
4、晶胞中微粒数的计算方法——均摊法某粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学常见的晶胞为立方晶胞。
立方晶胞中微粒数的计算方法如下:①晶胞顶角粒子为8个晶胞共用,每个晶胞占1/8②晶胞棱上粒子为4个晶胞共用,每个晶胞占1/4③晶胞面上粒子为2个晶胞共用,每个晶胞占1/2④晶胞内部粒子为1个晶胞独自占有,即为1注意:在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。
二、构成物质的四种晶体1、四种晶体的比较晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体熔沸点很低很高一般较高,少部分低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂难溶于常见溶剂(Na等与水反应)大多易溶于水等极性溶剂导电传热性一般不导电,溶于水后有的导电一般不具有导电性(除硅)电和热的良导体晶体不导电,水溶液或熔融态导电延展性无无良好无物质类别及实例气态氢化物、酸(如HCl、H2SO4)、大多数非金属单质(如P4、Cl2)、非金属氧化物(如SO2、CO2,SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)一部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼),一部分非金属化合物(如SiC、SiO2)金属单质与合金(Na、Mg、Al、青铜等)金属氧化物(如Na2O),强碱(如NaOH),绝大部分盐(如NaCl、CaCO3等)(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体。
金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低。
(2)原子晶体由共价键形成的原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体的熔、沸点高。
如熔点:金刚石>碳化硅>硅(3)离子晶体一般地说,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,相应的晶格能大,其晶体的熔、沸点就越高。
第一节晶体的常识[知识梳理]一、晶体1.晶体与非晶体的本质差异2.(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。
3.晶体的特点(1)自范性:①定义:晶体能自发地呈现多面体外形的性质.②形成条件:晶体生长的速率适当。
③本质原因:晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列.(2)各向异性:某些物理性质常常会表现出各向异性。
(3)晶体有固定的熔点.(4)外形和内部质点排列的高度有序性。
【自主思考】1.区分晶体与非晶体的最可靠的方法是什么?提示最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验。
二、晶胞1.概念晶胞是描述晶体结构的基本单元。
2。
结构习惯采用的晶胞都是平行六面体,晶体是由无数晶胞“无隙并置”而成。
(1)“无隙”:相邻晶胞之间没有任何间隙。
(2)“并置":所有晶胞都是平行排列的,取向相同。
(3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。
3。
晶胞中微粒数目的计算(1)平行六面体(立方体形)晶胞中微粒数目的计算。
①晶胞的顶角原子是8个晶胞共用;②晶胞棱上的原子是4个晶胞共用;③晶胞面上的原子是2个晶胞共用。
如金属铜的一个晶胞(如图所示)均摊到的原子数为8×错误!未定义书签。
+6×\f(1,2)=4。
(2)几种晶胞中原子数目的确定。
结合下图,钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为2、2、8、8。
【自主思考】2。
晶胞是否全是平行六面体?提示不一定,如有的晶胞呈六棱柱形。
3.由晶胞构成的晶体,其化学式是否表示一个分子中原子的数目?ﻬ提示不表示,只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。
[自我检测]1。
判断正误,正确的打“√”;错误的打“×”。
(1)有规则几何外形的固体就是晶体。
()(2)熔融态的晶体冷却凝固,得到的固体不一定呈规则的几何外形。
( )(3)晶胞都是平行六面体.( )(4)晶胞是晶体的最小重复单元。
第三章《晶体结构与性质》测试题一、单选题1.下列有关晶体的说法中正确的是A.某晶体固态不导电,水溶液能导电说明该晶体是离子晶体B.原子晶体的原子间只存在共价键,而分子晶体内只存在范德华力C.区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X﹣射线衍射实验D.任何晶体中,若含有阳离子也一定含有阴离子2.下列每组物质发生所述变化克服的作用属于同种类型的是()A.氯化铝和干冰升华B.钠和硫熔化C.食盐和氯化氢溶解于水D.二氧化硅和二氧化硫熔化3.对于氯化钠晶体,下列描述正确的是A.它是六方紧密堆积的一个例子B.58.5 g氯化钠晶体中约含6.02×1023个NaCl分子C.与氯化铯晶体结构相同D.每个Na+与6个Cl-作为近邻4.碳化硅(SiC)常用于电炉的耐火材料。
关于SiC说法正确的是A.易挥发B.能导电C.熔化时破坏共价键D.属于分子晶体5.下面有关晶体的叙述中,不正确的是A.金刚石网状结构中,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+周围距离相等且紧邻的Na+共有6个C.在冰中,每1molH2O分子形成2mol氢键D.干冰晶体中,每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子6.下列各组物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是()A.C(金刚石)和CO2B.CH4和H2O C.NaBr和HBr D.Cl2和KCl 7.磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料。
如图为其晶体结构中最小的重复单元。
下列有关说法正确的是B PA.磷化硼的化学式为2B.磷化硼晶体的熔点高,且熔融状态下能导电C.磷化硼晶体属于共价晶体D.磷化硼晶体在熔化时需克服范德华力8.下列各组顺序的排列错误的是A.半径:F—>Na+>Mg2+>Al3+B.沸点:H2O<H2S<H2SeC.酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4D.熔点:SiO2>NaCl>CO29.北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60,实验测知该物质属于离子晶体,具有良好的超导性。
第三章晶体结构与性质一、单选题1.下列化合物,按其晶体的熔点由高到低排列正确的是A. SiO2CsCl CBr4CF4B. SiO2CsCl CF4CBr4C. CsCl SiO2CBr4CF4D. CF4CBr4CsCl SiO22.如图,石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有碳原子数目为()A. 2B. 3C. 4D. 63.下列说法正确的是()A.分子晶体中一定存在分子间作用力,不一定存在共价键B.分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸C.含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体D.元素的非金属性越强,其单质的活泼性一定越强4.如图为金属镉的堆积方式,下列说法正确的是( )A.此堆积方式属于非最密堆积B.此堆积方式为A1型C.配位数(一个金属离子周围紧邻的金属离子的数目)为8D.镉的堆积方式与铜的堆积方式不同5.下列性质适合于分子晶体的是()A.熔点1070 ℃,易溶于水,水溶液导电B.熔点2853 ℃,液态不导电,水溶液也不导电C.能溶于CS2,熔点112.8 ℃,沸点444.6 ℃D.熔点97.81 ℃,质软导电,密度为0.97 g·cm-36.下列有关金属晶体的说法中不正确的是()A.常温下不都是晶体B.最外层电子数少于3个的原子不都是金属C.任何状态下都有延展性D.都能导电、传热7.下面的排序不正确的是()A.晶体熔点由低到高:F2<Cl2<Br2<I2B.熔点由高到低: Na>Mg>AlC.硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅D.晶格能由大到小: MgO>CaO>NaF> NaCl8.如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式,图中○—X、●—Y、⊗—Z。
其对应的化学式不正确的是()A.答案AB.答案BC.答案CD.答案D9.为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物,可以进行下列实验,其中合理、可靠的是() A.观察常温下的状态,SbCl5是苍黄色液体,SnCl4为无色液体。
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第三章晶体结构与性质一、选择题(每题只有一个答案)1. 错误!Co是γ射线放射源,可用于农作物诱变育种,我国用该方法培育出了许多农作物新品种.下列关于错误!Co的叙述不正确的是()A. 中子数是33 B。
质量数是60 C。
质子数是60 D。
电子数是272. 白磷在高压下隔绝空气加热后再急速冷却,可得到钢灰色固体——黑磷,其转化过程如下:白磷错误!黑磷.黑磷性质稳定,结构与石墨相似。
下列叙述正确的是()A. 黑磷与白磷互为同位素 B。
黑磷能导电C. 白磷转化为黑磷是物理变化D. 黑磷能在空气中自燃3。
下表关于晶体的说明中,错误的是( )4。
下列叙述中,正确的是( )A。
O2、O3互为同位素B。
1H、2H、3H、H+、H2是氢元素形成的五种不同粒子C。
正丁烷和异丁烷互为同素异形体D. 金刚石、C60互为同分异构体5. 下列说法正确的是()A。
H2O分子和NH3分子具有相同数目的质子总数,故属于同种元素B. 18O和16O是两种不同的核素C. H错误!O和H错误!O属于同素异形体D。
对人体有害的氡的放射性同位素222, 86Rn,其原子中的质子数为1366. 下列各组物质中,按熔点由低到高的顺序排列正确的是( )A。
Cl2、Br2、I2 B。
CO2、SiO2、KCl C. O2、I2、Hg D。
第三章《 晶体结构与性质》测试题一、单选题1.下列说法正确的是A .第三周期主族元素从左到右,最高价氧化物中离子键的百分数逐渐增大B .大多数晶体都是过渡晶体C .过渡晶体是指某些物质的晶体通过改变条件,转化为另一种晶体D .2Na O 是纯粹的离子晶体,2SiO 是纯粹的共价晶体2.下列说法正确..的是 A .氯化铵固体受热分解和干冰升华均只需克服分子间作用力B .I 2、Br 2、Cl 2、F 2的熔、沸点逐渐降低C .HCl 气体溶于水和NaOH 熔化破坏的化学键类型相同D .NaF 、H 2SO 4中所含化学键的类型相同3.氮化硅(Si 3N 4)是一种新型的耐高温耐磨材料,氮化硅属于A .离子晶体B .分子晶体C .金属晶体D .原子晶体 4.有下列离子晶体的空间结构示意图:以M 代表阳离子,以N 代表阴离子,•为阳离子,。
为阴离子,化学式为MN 2的晶体结构为( )A .B .C .D . 5.下列生活中的问题,不能用电子气理论知识解释的是A .铁易生锈B .用金属铝制成导线C .用金箔做外包装D .用铁制品做炊具 6.北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C 60形成的球碳盐K 3C 60,实验测知该物质属于离子晶体,具有良好的超导性。
以下有关分析正确的选项是 A .熔融状态下该晶体能导电B .K 3C 60中碳元素显-3价 C .K 3C 60中只有离子键D .C 60与12C 互为同素异形体7.下列叙述正确的是A .氯化铯晶体中,每1个Cs +与其他8个Cs +等距离紧邻B .金刚石网状结构中,由共价键构成的碳原子环中,最小的环上有4个碳原子C .熔点由高到低的顺序是:金刚石>碳化硅>晶体硅D .PCl 3和了BCl 3分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构8.碳化硅()SiC 的一种晶体具有类似金刚石的结构,其中C 原子和Si 原子的位置是交替的.在下列三种晶体:①金刚石②晶体硅③碳化硅中,它们的熔点由高到低的顺序是A.①②③B.①③②C.③①②D.②①③9.下列有关说法不正确的是A.水合铜离子的模型如图所示,1个水合铜离子中有4个配位键B.CaF2晶体的晶胞如图所示,每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2+ C.H原子的电子云图如图所示,H原子核外的大多数电子在原子核附近运动D.金属Ag的原子堆积模型如图所示,该金属晶体为最密堆积,每个Ag原子的配位数均为1210.金属原子在二维空间里的两种放置方式如图所示,下列说法中正确的是A.图a为非密置层B.图b为密置层C.图a在三维空间里堆积可得到最密堆积D.图b在三维空间里堆积可得到最密堆积11.下下下下下下下下下下下下下下下下下下下下下下下D Ba(OH)2下下下下下MgA.A B.B C.C D.D12.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式,六方最密堆积、面心立方堆积和体心立方堆积,如图a、b、c分别代表这三种晶胞的结构,其晶胞内金属原子个数比为A.3:2:1B.11:8:4C.9:8:4D.21:4:9 13.金属钠晶体(如图)为体心立方晶胞,晶胞的边长为a,假定金属钠原子为等径的刚性球,且晶胞中处于体对角线上的三个球相切,则钠原子的半径r为()A.a2B.3a C.3a D.2a14.有关晶体的叙述中正确的是A.在SiO2晶体中,最小的单元环是由6个硅原子组成的六元环B.在124g白磷(P4)晶体中,含P—P共价键个数为4N AC.金刚石的熔沸点高于晶体硅,是因为C—C键键能小于Si—Si键D.12g金刚石中含C原子与C—C键之比为1:215.已知硅酸盐中,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。
高中化学选修三第三章晶体结构与性质一、晶体常识1、晶体与非晶体比较自范性:晶体的适宜的条件下能自发的呈现封闭的,规则的多面体外形。
对称性:晶面、顶点、晶棱等有规律的重复各向异性:沿晶格的不同方向,原子排列的周期性和疏密程度不尽相同,因此导致的在不同方向的物理化学特性也不尽相同。
2、获得晶体的三条途径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。
3、晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。
4、晶胞中微粒数的计算方法——均摊法某粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学常见的晶胞为立方晶胞。
立方晶胞中微粒数的计算方法如下:①晶胞顶角粒子为8个晶胞共用,每个晶胞占1/8②晶胞棱上粒子为4个晶胞共用,每个晶胞占1/4③晶胞面上粒子为2个晶胞共用,每个晶胞占1/2④晶胞内部粒子为1个晶胞独自占有,即为1注意:在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。
二、构成物质的四种晶体1、四种晶体的比较(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体。
金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低。
(2)原子晶体由共价键形成的原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体的熔、沸点高。
如熔点:金刚石>碳化硅>硅(3)离子晶体一般地说,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,相应的晶格能大,其晶体的熔、沸点就越高。
晶格能:1mol气态阳离子和1mol气态阴离子结合生成1mol离子晶体释放出的能量。
(4)分子晶体①分子间作用力越大,物质熔、沸点越高;具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高。
②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。
③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,熔、沸点越高。
④同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。
(5)金属晶体金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点就越高。
三、几种典型的晶体模型常见的晶体模型类型包括:简单立方、体心立方、面心立方、密排六方。
简单立方:在立方体的8个顶点各有一个粒子。
体心立方:八个原子处于立方体的角上,一个原子处于立方体的中心,角上八个原子与中心原子紧靠。
面心立方:原子分布在立方体的八个角上和六个面的中心。
面中心的原子与该面四个角上的原子紧靠。
密排六方:晶胞中十二个金属原子分布在六方体的十二个角上,在上下底面的中心各分布一个原子,上下底面之间均匀分布三个原子。
晶体每CO 上层金刚石晶每个中心,后者位于正四面体顶点。
晶体中均为等(内;晶体中每个只有一半,故石墨晶体层内存在共价键、金属键,层间以范德华力结合,兼具有原子晶体、金属晶体、分子晶体的特征。
在层内,每个采取每个个正六边形平均只占【分章节习题】第一节晶体的常识1.晶体与非晶体的严格判别可采用 ( )A. 有否自范性B.有否各向同性C.有否固定熔点D.有否周期性结构2.某物质的晶体中含A、B、C三种元素,其排列方式如图1所示(其中前后两面心上的B原子未能画出),晶体中A、B、C的中原子个数之比依次为( )A.1:3:1B.2:3:1C.2:2:1D.1:3:33.1987年2月,未经武(Paul Chu)教授等发现钛钡铜氧化合物在90K温度下即具有超导性。
若该化合物的结构如图2所示,则该化合物的化学式可能是()A.YBa2CuO7-xB.YBa2Cu2O7-xC.YBa2Cu3O7-xD.YBa2Cu4O7-x图1 图2 图34.白磷分子如图3所示:则31 g白磷分子中存在的共价键数目为()A.4N A B.N A C.1.5N A D.0.25N A5.某离子化合物的晶胞如图4所示立体结构,晶胞是整个晶体中最基本的重复单位。
阳离子位于此晶胞的中心,阴离子位于8个顶点,该离子化合物中,阴、阳离子个数比是()A、1∶8B、1∶4C、1∶2D、1∶1图4 图5 图66.如图5,石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有碳原子数目为()A、2B、3C、4D、67.下列有关晶体的特征及结构的陈述中不正确的是()A 单晶一般都有各向异性B 晶体有固定的熔点C 所有晶体都有一定的规整外形D 多晶一般不表现各向异性8.现有甲、乙、丙(如下图)三种晶胞:(甲中x处于晶胞的中心,乙中a处于晶胞的中心),求:甲中x与y的个数比是_____,乙中a与b的个数比是____,丙中有__c离子,有__个d离子。
9.在干冰晶体中每个CO2分子周围紧邻的 CO2分子有______个,在晶体中截取一个最小的正方形;使正方形的四个顶点部落到CO2分子的中心,则在这个正方形的平面上有_____个C02分子。
C60分子是形如球状的多面体(如图),该结构的建立基于以下考虑:①C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;②C60分子只含有五边形和六边形;③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:顶点数+面数-棱边数=2据上所述,可推知C60分子有12个五边形和20个六边形,C60分子所含的双键数为30。
请回答:10.固体C60与金刚石相比较,熔点较高者应是_________,理由是:.11.C60跟F2在一定条件下,能否发生反应生成C60F60(填“可能”或“不可能”)__________,并简述其理由:________________________________________________________。
12.通过计算,确定C60分子所含单键数。
C60分子所含单键数为__________。
13.C70分子也已经制得,它的分子结构模型可以与C60同样考虑面推知。
通过计算确定C70分子中五边形和六边形的数目。
第二节分子晶体和原子晶体1.下列晶体中属于原子晶体的是( )A. 氖 B.食盐 C.干冰 D.金刚石2.下列晶体由原子直接构成,且属于分子晶体的是( )A.固态氢 B.固态氖 C.磷 D.三氧化硫3.下列晶体中不属于原子晶体的是 ( )A.干冰B.金刚砂C.金刚石D.水晶4.共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式,下列物质中,只含有上述一种作用的是 ( )A.干冰B.氯化钠C.氢氧化钠D.碘5.在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时,与键能无关的变化规律是( )A.HF、HCI、HBr、HI的热稳定性依次减弱B.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次减低C.F2、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高D.H2S的熔沸点小于H2O的熔、沸点6.在金刚石的晶体中,含有由共价键形成的碳原子环,其中最小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个C-C键间的夹角是( )A.6个120° B.5个108° C.4个109°28′ D.6个109°28′7.结合课本上干冰晶体图分析每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子数目为( )A.6 B.8 C.10 D.128.干冰和二氧化硅晶体同属ⅣA元素的最高价氧化物,它们的熔沸点差别很大的原因是( ) A.二氧化硅分子量大于二氧化碳分子量B.C、O键键能比Si、O键键能小C.干冰为分子晶体,二氧化硅为原子晶体D.干冰易升华,二氧化硅不能9.支持固态氨是分子晶体的事实是( )A.氮原子不能形成阳离子B.铵离子不能单独存在C.常温下,氨是气态物质D.氨极易溶于水10.石墨晶体是层状结构,在每一层内;每一个碳原于都跟其他3个碳原子相结合,如右图是其晶体结构的俯视图,则图中7个六元环完全占有的碳原子数是( )A.10个B.18个C.24个D.14个11.将SiCl4与过量的液氨反应可生成化合物Si(NH2)4。
将该化合物在无氧条件下高温灼烧,可得到氮化硅(Si3N4)固体,氧化硅是一种新型的耐高温、耐磨材料,在工业上有广泛的应用。
则氮化硅所属的晶体类型是( )A.原子晶体B.分子晶体C.离子晶体D.金属晶体12.碳化硅(SiC)的一种晶体具有类似金刚石的结构,其中碳原子和硅原子的位置是交替的。
在下列三种晶体①金刚石②晶体硅③碳化硅中,它们的熔点从高到低的顺序是()A. ①③②B. ②③①C. ③①②D. ②①③第三节金属晶体1.下列有关金属元素的特征叙述正确的是( )A.金属元素的原子具有还原性,离子只有氧化性B.金属元素的化合价一定显正价C.金属元素在不同化合物中的化合价均不相同D.金属元素的单质在常温下均为金属晶体2.金属的下列性质中,不能用金属的电子气理论加以解释的是 ( )A.易导电 B.易导热C.有延展性 D.易锈蚀 E、密度大小3.下列晶体中由原子直接构成的单质有 ( )A.白磷 B.氦C.金刚石 D.金属镁4.金属具有延展性的原因是( )A.金属原子半径都较大,价电子较少B.金属受外力作用变形时,金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用C.金属中大量自由电子受外力作用时,运动速度加快D.自由电子受外力作用时能迅速传递能量5.下列说法不正确的是( )A.金属单质的熔点一定比非金属单质高B.离子晶体中不一定含有金属元素C.在含有阳离子的晶体中,一定含有阴离子D .含有金属元素的离子不一定是阳离子 6.金属晶体的形成是因为晶体中存在( )A .金属离子间的相互作用B .金属原子间产生相互作用C .金属离子与自由电子间的相互作用D .金属原子与自由电子间的相互作用 7.下列叙述正确的是 ( )A .原子晶体中可能存在离子键B .分子晶体中不可能存在氢键C .在晶体中可能只存在阳离子不存在阴离子D .金属晶体导电是金属离子所致 8.金属能导电的原因是( )A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱B.金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动C.金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动D.金属晶体在外加电场作用下可失去电子 9.下列叙述正确的是 ( )A.任何晶体中,若含有阳离子也一定含有阴离子B.原子晶体中只含有共价键C.离子晶体中只含有离子键,不含有共价键D.分子晶体中只存在分子间作用力,不含有其他化学键 第四节 离子晶体1.由钾和氧组成的某种离子晶体中含钾的质量分数为78/126,其阴离子只有过氧离子(O 22-)和超氧离子(O 2-)两种。
在此晶体中,过氧离子和超氧离子的物质的量之比为( )A. 2︰1B. 1︰1C. 1︰2D. 1︰32.食盐晶体如右图所示。
在晶体中,∙表示Na +,ο表示Cl -。
已知食盐的密度为ρ g/cm 3,NaCl摩尔质量M g/mol ,阿伏加德罗常数为N ,则在食盐晶体里Na +和Cl -的间距大约是()A .32N M ρcm B .32N M ρcmC .32M N ρcm D .38NMρcm 3.下列物质中,含有共价键的离子晶体是 ( ) A .NaClB .NaOHC .NH 4ClD .I 24.实现下列变化,需克服相同类型作用力的是 ( ) A .石墨和干冰的熔化 B .食盐和冰醋酸的熔化 C .液溴和水的汽化D .纯碱和烧碱的熔化5.下列性质中,能较充分说明某晶体是离子晶体的是( ) A .具有高的熔点 B .固态不导电,水溶液能导电 C .可溶于水D .固态不导电,熔化状态能导电6.下列叙述中正确的是( ) A .离子晶体中肯定不含非极性共价键 B .原子晶体的熔点肯定高于其他晶体C .由分子组成的物质其熔点一定较低D .原子晶体中除去极性共价键外不可能存在其他类型的化学键7.下列各组物质的晶体中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是( ) A .SO 2和SiO 2 B .CO 2和H 2OC .NaCl 和HCl D .CCl 4和KCl图1 图2 图38.如图2为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿晶体结构。