2018届一轮复习苏教版微粒间作用力与物质的性质

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第37讲 微粒间作用力与物质的性质 考纲要求　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.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。3.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。4.了解分子晶体结构与性质的关系。5.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。6.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。7.了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。‎ 考点一　晶体常识 ‎1．晶体与非晶体 晶体 非晶体 结构特征 结构微粒排列 结构微粒排列 性质特征 自范性 熔点 异同表现 二者区 别方法 间接方法 看是否有固定的 科学方法 对固体进行实验 ‎2.得到晶体的途径 ‎(1)__________物质凝固。‎ ‎(2)________物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。‎ ‎(3)溶质从溶液中________。‎ ‎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。‎ 深度思考 ‎1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)冰和碘晶体中相互作用力相同(　　)‎ ‎(2)晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列(　　)‎ ‎(3)凡有规则外形的固体一定是晶体(　　)‎ ‎(4)固体SiO2一定是晶体(　　)‎ ‎(5)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块(　　)‎ ‎(6)晶胞是晶体中最小的“平行六面体”(　　)‎ ‎(7)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验(　　)‎ ‎2．如图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞，则甲晶体中x与y的个数比是________，乙中a与b的个数比是________，丙中一个晶胞中有________个c离子和________个d离子。‎ ‎3．下图为离子晶体空间构型示意图：(阳离子，阴离子)以M代表阳离子，以N表示阴离子，写出各离子晶体的组成表达式：‎ A________、B________、C________。‎ 题组一　认识各类晶胞 ‎1．下图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R为＋2价，G为－2价，则Q的化合价为________。‎ ‎2．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是 (　　)‎ A．3∶9∶4 B．1∶4∶2‎ C．2∶9∶4 D．3∶8∶4‎ ‎3．已知镧镍合金LaNin的晶胞结构如下图，则LaNin中n＝________。‎ ‎4．Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如下图所示。则该化合物的化学式为________________________________________________________________________。‎ ‎5．(1)硼化镁晶体在39K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，下图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为________。‎ ‎(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为________。‎ ‎6．已知下图所示晶体的硬度很可能比金刚石大，且原子间以单键结合，试根据下图确定该晶体的化学式为_____________________________________________。‎ 题组二　晶胞的密度及微粒间距离的计算 ‎7．Cu与F形成的化合物的晶胞结构如下图所示，若晶体密度为ag·cm－3，则Cu与F最近距离为________pm。(阿伏加德罗常数用NA表示，列出计算表达式，不用化简；图中为 Cu，为F)‎ ‎8．如图为Na2S的晶胞，该晶胞与CaF2晶胞结构相似，设晶体密度是ρg·cm－3，试计算Na＋与S2－的最短距离为________cm(阿伏加德罗常数用NA表示，只写出计算式)。‎ 晶胞计算的思维方法 ‎(1)晶胞计算是晶体考查的重要知识点之一，也是考查学生分析问题、解决问题能力的较好素材。晶体结构的计算常常涉及如下数据：晶体密度、NA、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等，密度的表达式往往是列等式的依据。解决这类题，一是要掌握晶体“切割法”的原理，二是要有扎实的立体几何知识，三是要熟悉常见晶体的结构特征，并能融会贯通，举一反三。‎ ‎(2)“切割法”原理 特别提醒　①在使用切割法计算晶胞中微粒个数时，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、面心依次被6、3、4、2个晶胞所共有。‎ ‎②在计算晶胞中粒子个数的过程中，不是任何晶胞都可用均摊法。‎ ‎(3)晶体微粒与M、ρ之间的关系 若1个晶胞中含有x个微粒，则1mol晶胞中含有xmol微粒，其质量为xMg(M为微粒的相对“分子”质量)；1个晶胞的质量为ρa3g(a3为晶胞的体积，ρ为晶胞的密度)，则1mol晶胞的质量为ρa3NAg，因此有xM＝ρa3NA。‎ 考点二　晶体的组成和性质 ‎1．四类晶体的比较 类型 比较 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体 构成粒子 粒子间的相互作用力 硬度 有的，有的 熔、沸点 有的，有的 溶解性 相似相溶 难溶于任何溶剂 常见溶剂难溶 大多数易溶于水等极性溶剂 导电、导热性 一般不导电，溶于水后有的导电 一般不具有导电性，个别为半导体 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 物质类 别及举例 所有非金属氢化物(如水、硫化氢)、部分非金属单质(如卤素X2)、部分非金属氧化物(如CO2、SO2)、几乎所有的酸、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)‎ 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)‎ 金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)‎ ‎2．离子晶体的晶格能 ‎(1)定义 气态离子形成1mol离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：____________。‎ ‎(2)影响因素 ‎①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越________。‎ ‎②离子的半径：离子的半径越________，晶格能越大。‎ ‎(3)与离子晶体性质的关系 晶格能越大，形成的离子晶体越________，且熔点越高，硬度越________。‎ 深度思考 ‎1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子(　　)‎ ‎(2)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子(　　)‎ ‎(3)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高(　　)‎ ‎(4)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低(　　)‎ ‎(5)离子晶体一定都含有金属元素(　　)‎ ‎(6)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体(　　)‎ ‎(7)原子晶体的熔点一定比离子晶体的高(　　)‎ ‎(8)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高(　　)‎ ‎2．在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石，晶体氩。‎ ‎(1)其中只含有离子键的离子晶体是_______________________________________。‎ ‎(2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是________________________。‎ ‎(3)其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是__________。‎ ‎(4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是__________。‎ ‎(5)其中含有极性共价键的非极性分子是______________________________。‎ ‎(6)其中含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是________。‎ ‎(7)其中含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是________________________。‎ ‎(8)其中含有极性共价键的原子晶体是_________________________________________。‎ ‎(9)不含共价键的分子晶体是__________，只含非极性键的原子晶体是____________。‎ 题组一　晶体类型的判断 ‎1．分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型。‎ ‎(1)碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电：________。‎ ‎(2)溴化铝，无色晶体，熔点98℃，熔融态不导电：______________________________。‎ ‎(3)五氟化矾，无色晶体，熔点19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：________。‎ ‎(4)溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电：________。‎ ‎(5)SiI4：熔点120.5℃，沸点287.4℃，易水解：_____________________________________。‎ ‎(6)硼：熔点2300℃，沸点2550℃，硬度大：__________________________________________。‎ ‎(7)硒：熔点217℃，沸点685℃，溶于氯仿：____________________________________。‎ ‎(8)锑：熔点630.74℃，沸点1750℃，导电：_______________________________________。‎ ‎2．现有几组物质的熔点(℃)数据：‎ A组 B组 C组 D组 金刚石：3550℃‎ Li：181℃‎ HF：－83℃‎ NaCl：801℃‎ 硅晶体：1410℃‎ Na：98℃‎ HCl：－115℃‎ KCl：776℃‎ 硼晶体：2300℃‎ K：64℃‎ HBr：－89℃‎ RbCl：718℃‎ 二氧化硅：1723℃‎ Rb：39℃‎ HI：－51℃‎ CsCl：645℃‎ 据此回答下列问题：‎ ‎(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。‎ ‎(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。‎ ‎①有金属光泽　②导电性　③导热性　④延展性 ‎(3)C组中HF熔点反常是由于__________________________________________________。‎ ‎(4)D组晶体可能具有的性质是__________(填序号)。‎ ‎①硬度小　②水溶液能导电　③固体能导电　④熔融状态能导电 ‎(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为_________________________________________。‎ 晶体类型的5种判断方法 ‎(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断 ‎①离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。‎ ‎②原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。‎ ‎③分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。‎ ‎④金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。‎ ‎(2)依据物质的分类判断 ‎①金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。‎ ‎②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。‎ ‎③常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。‎ ‎④金属单质是金属晶体。‎ ‎(3)依据晶体的熔点判断 ‎①离子晶体的熔点较高。‎ ‎②原子晶体的熔点很高。‎ ‎③分子晶体的熔点低。‎ ‎④金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点相当低。‎ ‎(4)依据导电性判断 ‎①离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。‎ ‎②原子晶体一般为非导体。‎ ‎③分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。‎ ‎④金属晶体是电的良导体。‎ ‎(5)依据硬度和机械性能判断 ‎①离子晶体硬度较大、硬而脆。‎ ‎②原子晶体硬度大。‎ ‎③分子晶体硬度小且较脆。‎ ‎④金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。‎ 注意　(1)常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。‎ ‎(2)石墨属于混合型晶体，但因层内原子之间碳碳共价键的键长为1.42×10－10m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.54×10－10m)短，所以熔、沸点高于金刚石。‎ ‎(3)AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，熔、沸点低(熔点190℃)。‎ ‎(4)合金的硬度比其成分金属大，熔、沸点比其成分金属低。‎ 题组二　晶体熔、沸点的比较 ‎3．下列分子晶体中，关于熔、沸点高低的叙述中，正确的是(　　)‎ A．Cl2>I2‎ B．SiCl4＜CCl4‎ C．NH3>PH3‎ D．C(CH3)4>CH3CH2CH2CH2CH3‎ ‎4．离子晶体熔点的高低取决于晶体中晶格能的大小。判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是 (　　)‎ A．KCl＞NaCl＞BaO＞CaO B．NaCl＞KCl＞CaO＞BaO C．CaO＞BaO＞NaCl＞KCl D．CaO＞BaO＞KCl＞NaCl ‎5．下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是(　　)‎ ‎①O2、I2、Hg　②CO、KCl、SiO2　③Na、K、Rb ‎④Na、Mg、Al A．①③ B．①④‎ C．②③ D．②④‎ 分类比较晶体的熔、沸点 ‎(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律 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，如汞、镓、铯等熔、沸点很低，金属晶体一般不参与比较。‎ ‎(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>石英>碳化硅>硅。‎ ‎(3)离子晶体 一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。‎ ‎(4)分子晶体 ‎①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常的高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。‎ ‎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，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4，F2＜Cl2＜Br2＜I2。‎ ‎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，其熔、沸点越高，如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。‎ ‎④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。‎ 如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>‎ ‎。‎ 考点三　突破五类晶体模型 ‎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109.5°，最小的环是______元环。含有1molC的金刚石中，形成的共价键有________mol。‎ ‎(2)SiO2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，1molSiO2中含有________molSi—O键。‎ ‎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，含1molH2O的冰中，最多可形成________mol“氢键”。‎ ‎3．离子晶体 ‎(1)NaCl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－。‎ ‎(2)CsCl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________。‎ ‎5．常见金属晶体的原子堆积模型 结构型式 常见金属 配位数 晶胞 面心立方最密堆积 Cu、Ag、Au ‎12‎ 体心立 方堆积 Na、K、Fe ‎8‎ 六方最 密堆积 Mg、Zn、Ti ‎12‎ 特别提醒　(1)判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时，要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中，Na＋周围的Na＋数目(Na＋用“○”表示)：‎ 每个面上有4个，共计12个。‎ ‎(2)常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时，可以直接套用某种结构。‎ 深度思考 ‎1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)在金属钠形成的晶体中，每个钠原子周围与其距离最近的钠原子有8个(　　)‎ ‎(2)在NaCl晶体中，每个Na＋周围与其距离最近的Na＋有12个(　　)‎ ‎(3)在CsCl晶体中，每个Cs＋周围与其距离最近的Cl－有8个(　　)‎ ‎(4)金属镁形成的晶体中，每个镁原子周围与其最近的镁原子有6个(　　)‎ ‎2．在晶体模型中，金刚石中的“棍”和干冰中的“棍”‎ 表示的意义一样吗？分子晶体中有化学键吗？‎ ‎　‎ ‎3．下列排列方式中：A.ABCABCABC　B．ABABABABAB C．ABBAABBA　D．ABCCBAABCCBA，属于镁型堆积型式的是________；属于铜型堆积型式的是_____________________________________________。‎ 题组一　强化记忆晶体结构 ‎1．判断下列物质的晶胞结构，将对应序号填在线上。‎ ‎(1)干冰晶体________；‎ ‎(2)氯化钠晶体________；‎ ‎(3)金刚石________；‎ ‎(4)碘晶体________；‎ ‎(5)氟化钙________；‎ ‎(6)钠________；‎ ‎(7)冰晶体________；‎ ‎(8)水合铜离子________；‎ ‎(9)H3BO3晶体________；‎ ‎(10)铜晶体________。‎ ‎2.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)。‎ 题组二　晶胞中原子半径及空间利用率的计算 ‎3．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(如下图)，已知该晶体的密度为9.00g·cm－3，晶胞中该原子的配位数为________；Cu的原子半径为________cm(阿伏加德罗常数为NA，要求列式计算)。‎ ‎4．[2016·全国卷Ⅲ，37(5)]GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·cm－3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________，Ga与As以________键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________________________________________________________________________。‎ 晶体结构的相关计算 ‎(1)晶胞质量＝晶胞占有的微粒的质量＝晶胞占有的微粒数×。‎ ‎(2)空间利用率＝。‎ ‎(3)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a，原子半径为r)‎ ‎①面对角线长＝a。‎ ‎②体对角线长＝a。‎ ‎③体心立方堆积4r＝a ‎④面心立方堆积4r＝a。‎ ‎1．[2016·全国卷Ⅰ，37(6)]晶胞有两个基本要素：‎ ‎①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)；B为(，0，)；C为(，，0)。则D原子的坐标参数为________。‎ ‎②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a＝565.76pm，其密度为________________________________________________________________________‎ g·cm－3(列出计算式即可)。‎ ‎2．[2016·全国卷Ⅱ，37(4)]某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。‎ ‎①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。‎ ‎②若合金的密度为dg·cm－3，晶胞参数a＝________nm。‎ ‎3．[2016·全国卷Ⅲ，37(4)]GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因是________________________________________________________________________。‎ ‎4．(2016·四川理综，8)M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：‎ ‎(1)R基态原子的电子排布式是___________，X和Y中电负性较大的是________(填元素符号)。‎ ‎(2)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是________________________________________________________。‎ ‎(3)X与M形成的XM3分子的空间构型是________。‎ ‎(4)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是________(填离子符号)。‎ ‎(5)在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种氢化物，Z被还原为＋3价，该反应的化学方程式是_______________________________________。‎ ‎5．(2016·海南，19－Ⅱ)M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：‎ ‎(1)单质M的晶体类型为________，晶体中原子间通过________作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为________。‎ ‎(2)元素Y基态原子的核外电子排布式为_____________________________________，‎ 其同周期元素中，第一电离能最大的是________(写元素符号)。元素Y的含氧酸中，酸性最强的是________(写化学式)，该酸根离子的立体构型为________。‎ ‎(3)M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。‎ ‎①该化合物的化学式为________，已知晶胞参数a＝0.542nm，此晶体的密度为__________________________________________________g·cm－3。‎ ‎(写出计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA)‎ ‎②该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是____________________________________。‎ 此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为________________________________________________________________________。‎ ‎6．[2015·全国卷Ⅰ，37(4)(5)]碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：‎ ‎(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253K，沸点为376K，其固体属于________晶体。‎ ‎(5)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：‎ ‎①在石墨烯晶体中，每个C原子连接________个六元环，每个六元环占有________个C原子。‎ ‎②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接________个六元环，六元环中最多有________个C原子在同一平面。‎ ‎7．[2015·海南，19—Ⅱ(2)(3)(4)](2)钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为________、________。‎ ‎(3)V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。SO2分子中S原子价层电子对数是________对，分子的立体构型为________；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________；SO3的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为________；该结构中S—O键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约160pm，较短的键为________(填图2‎ 中字母)，该分子中含有________个σ键。‎ ‎(4)V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子的立体构型为________；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图3所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎8．[2014·新课标全国卷Ⅰ，37(3)(4)节选](3)Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有______个铜原子。‎ ‎(4)Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405nm，晶胞中铝原子的配位数为______。列式表示Al单质的密度____________________________g·cm－3(不必计算出结果)。‎ ‎9．[2014·新课标全国卷Ⅱ，37(4)(5)]周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：‎ ‎(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为________。‎ ‎(5)这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。‎ 该化合物中，阴离子为________，阳离子中存在的化学键类型有__________________；该化合物加热时首先失去的组分是________，判断理由是_____________________________。‎ ‎10．[2013·新课标全国卷Ⅰ，37(3)(6)](3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以____________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献____________个原子。‎ ‎(6)在硅酸盐中，SiO四面体[如下图(a)]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。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根：其中Si原子的杂化形式为______________，Si与O的原子数之比为______________，化学式为________________________________________________________________________。‎ ‎11．(2015·全国卷Ⅱ，37)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子构型，C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：‎ ‎(1)四种元素中电负性最大的是________(填元素符号)，其中C原子的核外电子排布式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是________(填分子式)，原因是________________________________________________________________________；‎ A和B的氢化物所属的晶体类型分别为____________和____________。‎ ‎(3)C和D反应可生成组成比为1∶3的化合物E，E的立体构型为____________，中心原子的杂化轨道类型为________。‎ ‎(4)化合物D2A的立体构型为________，中心原子的价层电子对数为________，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝0.566nm，F的化学式为________________________________________________________________________；‎ 晶胞中A原子的配位数为________；列式计算晶体F的密度(g·cm－3 )_____________________________________________。‎ 答案精析 考点一 知识梳理 ‎1．(从左到右，从上到下)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　(2)气态　(3)析出 ‎3．(1)基本单元　(2)①任何间隙　②平行　取向 深度思考 ‎1．(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)√‎ ‎2．2∶1　1∶1　4　4‎ ‎3．MN　MN3　MN2‎ 解题探究 ‎1．＋3价 解析　R：8×＋1＝2‎ G：8×＋8×＋4×＋2＝8‎ Q：8×＋2＝4‎ R、G、Q的个数之比为1∶4∶2，则其化学式为RQ2G4。由于R为＋2价，G为－2价，所以Q为＋3价。‎ ‎2．B　3.5‎ ‎4．CuH 解析　根据晶胞结构可以判断：Cu()：2×＋12×＋3＝6；H()：6×＋1＋3＝6，所以化学式为CuH。‎ ‎5．(1)MgB2　(2)BO 解析　(1)每个Mg周围有6个B，而每个B周围有3个Mg，所以其化学式为MgB2。(2)从图可看出，每个单元中，都有一个B和一个O完全属于这个单元，剩余的2个O分别被两个结构单元共用，所以B∶O＝1∶(1＋2/2)＝1∶2，化学式为BO。‎ ‎6．B3A4‎ ‎7.×1010‎ 解析　设晶胞的棱长为xcm，在晶胞中，Cu：8×＋6×＝4；F：4，其化学式为CuF。a·x3·NA＝4M(CuF)，‎ x＝。最短距离为小立方体体对角线的一半，小立方体的体对角线为＝x。所以最短距离为x·＝·×1010pm。‎ ‎8. 解析　晶胞中，个数为8×＋6×＝4，○个数为8，‎ 其个数之比为1∶2，所以代表S2－，○代表Na＋。‎ 设晶胞边长为acm，则a3·ρ·NA＝4×78‎ a＝ 面对角线为×cm 面对角线的为×cm 边长的为×cm 所以其最短距离为 cm ‎＝cm。‎ 考点二 知识梳理 ‎1．(从左到右，从上到下)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　较小　很大　很大　很小　较大　较低　很高　很高　很低　较高 ‎2．(1)kJ·mol－1　(2)①大　②小　(3)稳定　大 深度思考 ‎1．(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×　(8)√‎ ‎2．(1)NaCl、Na2S　(2)NaOH、(NH4)2S ‎(3)(NH4)2S　(4)Na2S2　(5)CO2、CCl4、C2H2‎ ‎(6)C2H2　(7)H2O2　(8)SiO2、SiC　(9)晶体氩　晶体硅、金刚石 解题探究 ‎1．(1)原子晶体　(2)分子晶体　(3)分子晶体 ‎(4)离子晶体　(5)分子晶体　(6)原子晶体　(7)分子晶体　(8)金属晶体 ‎2．(1)原子　共价键　(2)①②③④‎ ‎(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)　(4)②④‎ ‎(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高 ‎3．C　4.C　5.D 考点三 知识梳理 ‎1．(1)4　六　2　(2)4　2　十二　Si　4‎ ‎2．(1)12　(2)4　2‎ ‎3．(1)6　6　6　4　4　(2)8　8　8‎ ‎4．分子间作用力　2　sp2‎ 深度思考 ‎1．(1)√　(2)√　(3)√　(4)×‎ ‎2．不一样，金刚石中表示的是C—C共价键，而干冰中的“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)。‎ ‎3．B　A 解题探究 ‎1．(1)②　(2)①　(3)④　(4)③　(5)⑥　(6)⑤　(7)⑧　(8)⑦‎ ‎(9)⑩　(10)⑨‎ ‎2．D ‎3．12　×≈1.27×10－8‎ ‎4．原子晶体　共价　×100%‎ 考能提升 ‎1．①(，，)　②×107‎ ‎2．①3∶1　②×107‎ 解析　①根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为6×＝3，镍原子的个数为8×＝1‎ ‎，则铜和镍的数量比为3∶1；②根据上述分析，该晶胞的组成为Cu3Ni，若合金的密度为dg·cm－3，根据ρ＝，则晶胞参数a＝×107nm。‎ ‎3．GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体 ‎4．(1)1s22s22p63s1(或[Ne]3s1)　Cl ‎(2)H2S分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键 ‎(3)平面三角形 ‎(4)Na＋‎ ‎(5)3H2O2＋K2Cr2O7＋4H2SO4===3O2↑＋K2SO4＋Cr2(SO4)3＋7H2O 解析　M基态原子的核外电子排布式为1s22s22p4，为氧元素，R为钠元素，X的原子序数大于R，为硫元素，则Y为氯元素，Z基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s1，为24号元素铬。(1)11号元素钠的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s1。同一周期元素，随原子序数递增，电负性增大，Cl的电负性强于S。(2)H2S分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键，所以H2O的沸点高于H2S。(3)SO3的价层电子对数为3，无孤电子对，为平面三角形。(4)Na2S晶胞中黑球个数为8，白球个数为8×＋6×＝4，所以黑球表示Na＋。(5)＋6价铬中K2Cr2O7呈橙色，将H2O2氧化为O2，自身被还原为Cr2(SO4)3，注意溶液呈酸性，配平。‎ ‎5．(1)金属晶体　金属键　12‎ ‎(2)1s22s22p63s23p5　Ar　HClO4　正四面体 ‎(3)①CuCl　或 ‎②Cu＋可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子)‎ ‎[Cu(NH3)4]2＋‎ ‎6．(4)分子　(5)①3　2　②12　4‎ ‎7．(2)4　2‎ ‎(3)3　V形　sp2杂化　sp3杂化　a　12‎ ‎(4)正四面体形　NaVO3‎ 解析　(2)分析钒的某种氧化物的晶胞结构可利用切割法计算，晶胞中实际拥有的阴离子数目为4×＋2＝4，阳离子个数为8×＋1＝2。‎ ‎(3)SO2分子中S原子价电子排布式为3s23p4，价层电子对数是3对，分子的立体构型为V形；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为sp2杂化；根据题中SO3的三聚体环状结构图，可知该结构中S原子形成了四个共价键，则杂化轨道类型为sp3杂化；该结构中S—O键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约160pm，a键除了σ键外还有π键的成分，b键为σ键，故较短的键为a，由图可知该分子中含有12个σ键。‎ ‎(4)钒酸钠(Na3VO4)中的阴离子VO的中心原子(V)有4对价层电子对，且与4个O原子形成了4个共价键，故其立体构型为正四面体形；由偏钒酸钠的阴离子呈如题中图3所示的无限链状结构，可知偏钒酸钠的阴离子为VO，则偏钒酸钠的化学式为NaVO3。‎ ‎8．(3)16　(4)12　 ‎9．(4)＋1‎ ‎(5)SO　共价键和配位键　H2O　H2O与Cu2＋的配位键比NH3与Cu2＋的弱 ‎10．(3)共价键　3‎ ‎(6)sp3杂化　1∶3　[SiO3]或SiO 解析　(3)金刚石晶胞的面心上各有一个原子，面上的原子对晶胞的贡献是。‎ ‎(6)在多硅酸根中每个硅原子都与4个O形成4个Si—O单键，因而Si原子都是sp3杂化；观察图(b)可知，每个四面体通过两个氧原子与其他四面体连接形成链状结构，因而每个四面体中硅原子数是1，氧原子数＝2＋2×＝3，即Si与O的原子个数比为1∶3，化学式为[SiO3]。‎ ‎11．(1)O　1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)‎ ‎(2)O3　O3相对分子质量较大，范德华力较大　分子晶体　离子晶体 ‎(3)三角锥形　sp3杂化 ‎(4)V形　4　2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl(或2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋CO2＋2NaCl)‎ ‎(5)Na2O　8　≈‎ ‎2．27g·cm－3‎ 解析　由C元素原子核外电子总数是最外层电子数的3倍可知，C是磷元素；由A2－和B＋具有相同的电子构型，且A、B原子序数小于15可知，A是氧元素，B是钠元素；A、B、C、D四种元素的原子序数依次增大，C、D为同周期元素，且D元素最外层有一个未成对电子，因此D是氯元素。(1)元素的非金属性O>Cl>P，则电负性O>Cl>P，Na是金属元素，其电负性最小；P的电子数是15，根据构造原理可写出其核外电子排布式。(2)氧元素有O2和O3两种同素异形体，相对分子质量O3>O2，范德华力O3>O2，则沸点O3>O2。A和B的氢化物分别是H2O和NaH，所属晶体类型分别为分子晶体和离子晶体。(3)PCl3分子中P含有一对孤电子对，其价层电子对数为4，因此其立体构型为三角锥形，中心原子P的杂化轨道类型为sp3杂化。(4)Cl2O分子的中心原子O原子含有2对孤电子对，其价层电子对数为4，因此其立体构型为V形；根据电子守恒和质量守恒可写出Cl2与湿润的Na2CO3反应的化学方程式。(5)根据化合物F的晶胞结构，利用均摊法可计算出氧原子个数：N(O)＝8×＋6×＝4‎ ‎，钠原子全部在晶胞内，N(Na)＝8，因此F的化学式为Na2O；以顶角氧原子为中心，与氧原子距离最近且等距离的钠原子有8个，即晶胞中A原子的配位数为8；晶胞参数即晶胞的棱长a＝0.566nm，晶体F的密度ρ＝＝≈2.27g·cm－3。‎