2019高中化学第三章章末小结与测评讲义新人教版选修3

2019高中化学第三章章末小结与测评讲义新人教版选修3

章末小结与测评n考点一　晶体类型的判断及晶体性质考纲要求1.了解晶体的特点及与非晶体的差异。2．了解原子晶体、分子晶体、金属晶体和离子晶体的结构特点并能解释其对性质的影响。考纲说明　　借助晶体类型的判断是对四种晶体结构及性质的综合考查，是高考的热点。解答该类题目的关键是理解晶体结构特点，掌握四种晶体的概念，把握住“结构决定性质，性质反映结构”这一主线，进行结构与性质的相互推断。考查题型为选择题和填空题。1.(1)(2015·新课标全国卷Ⅰ节选)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253K，沸点为376K，其固体属于________晶体。(2)(2015·福建高考节选)下列关于CH4和CO2的说法正确的是________(填序号)。a．固态CO2属于分子晶体b．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2d．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp解析：(1)该化合物熔、沸点较低，所以为分子晶体。(2)CO2是由非金属元素形成的分子晶体，a选项正确；CH4分子是正四面体结构，为非极性分子，b选项错误；CH4和CO2都是分子晶体，分子晶体的相对分子质量越大，熔、沸点越高，c选项错误；CH4为正四面体结构，故碳原子的杂化类型是sp3，CO2为直线形分子，故碳原子的杂化类型是sp，d选项正确。答案：(1)分子　(2)a、d2．(2015·安徽高考节选)C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。用“＞”或“＜”填空：原子半径电负性熔点沸点Al____SiN____O金刚石____晶体硅CH4____SiH4解析：同周期元素，原子序数越大，原子半径越小，故原子半径：Al＞Si；同周期元素，原子序数越大，电负性越强，故电负性：N＜O；金刚石和晶体硅都是原子晶体，但键能：CC＞SiSi，故熔点：金刚石＞晶体硅；CH4和SiH4都是分子晶体，且两者结构相似，SiH4的相对分子质量大，故沸点：CH4＜SiH4。答案：＞　＜　＞　＜3．(2015·山东高考节选)氟在自然界中常以CaF2的形式存在。(1)下列有关CaF2的表述正确的是________。a．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用b．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaCl2c．阴阳离子比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同d．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电(2)CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是_________(用离子方程式表示)。已知AlF在溶液中可稳定存在。解析：(1)a项，Ca2＋与F－间不仅存在静电吸引，同时原子核与原子核之间、电子与电子之间也存在静电排斥，错误。b项，因CaF2、CaCl2均为离子晶体，F－的离子半径小于Cl－，离子晶体的晶格能与离子所带电荷数成正比，与离子核间距成反比，故CaF2晶体的晶格能大于CaCl2。晶格能越大，离子晶体的熔点越高，故CaF2的熔点高于CaCl2，正确。c项，阴、阳离子个数比相同，晶体构型不一定相同。d项，CaF2是离子化合物，在熔融状态下能电离产生自由移动的离子，故CaF2在熔融状态下能导电，正确。(2)由信息可知，CaF2(s)Ca2＋(aq)＋2F－(aq)，Al3＋与F－可形成配离子AlF，从而促进了CaF2溶解平衡的正向移动，故反应的离子方程式为3CaF2＋Al3＋===3Ca2＋＋AlF。答案：(1)b、d　(2)3CaF2＋Al3＋===3Ca2＋＋AlFn4．(全国高考)在常温常压下呈气态的化合物，降温使其固化得到的晶体属于(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A．分子晶体B．原子晶体C．离子晶体D．何种晶体无法判断解析：选A　使微粒结合成原子晶体或离子晶体的共价键、离子键比较强，所以这两种类型的晶体在常温下一般均为固态。常温下为气态的物质一般由分子组成，其固化后为分子晶体。5．(四川高考)下列推论正确的是(　　)A．SiH4的沸点高于CH4，可推测PH3的沸点高于NH3B．NH为正四面体结构，可推测PH也为正四面体结构C．CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体D．C2H6是碳链为直线形的非极性分子，可推测C3H8也是碳链为直线形的非极性分子解析：选B　A项，由于NH3分子间存在氢键，故其沸点高于PH3；B项，PH与NH结构相似，为正四面体结构；C项，SiO2是原子晶体；D项，C3H8中3个C原子不在一条直线上，且C3H8为极性分子。考点二　晶体的结构及晶胞的计算考纲要求1.掌握四种晶体的特点。2.了解晶胞的概念，能够计算晶胞的粒子数。考纲说明　　本部分主要包括常见晶体的结构，如：NaCl、CsCl、CaF2、干冰、金刚石、钾、铜、镁等。主要考查配位数的问题，晶胞的计算主要涉及晶胞的密度、体积、阿伏加德罗常数等。解决问题的关键是原子半径与晶胞边长的关系。解此类题目的关键是理解晶体结构的特点，掌握有关的性质及重要关系式，特别是联系数学公式等进行计算。6.(1)(2016·全国甲卷)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/cm3，晶胞参数a＝________nm。(2)(2016·全国乙卷)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。如图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)；B为；C为。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/cm3(列出计算式即可)。(3)(2016·全国丙卷)GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg/cm3n，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和MAsg/mol，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________。解析：(1)①由晶胞结构图可知，Ni原子处于立方晶胞的顶点，Cu原子处于立方晶胞的面心，根据均摊法，每个晶胞中含有Cu原子的个数为6×＝3，含有Ni原子的个数为8×＝1，故晶胞中Cu原子与Ni原子的数量比为3∶1。②根据m＝ρV可得，1mol晶胞的质量为(64×3＋59)g＝a3×dg/cm3×NA，则a＝cm＝×107nm。(2)①根据题给图示可知，D原子的坐标参数为。②每个晶胞中含有锗原子8×＋6×＋4＝8个，每个晶胞的质量为，晶胞的体积为(565.76×10－10cm)3，所以晶胞的密度为。(3)GaAs的熔点为1238℃，其熔点较高，据此推知GaAs为原子晶体，Ga与As原子之间以共价键键合。分析GaAs的晶胞结构，4个Ga原子处于晶胞体内，8个As原子处于晶胞的顶点、6个As原子处于晶胞的面心，结合“均摊法”计算可知，每个晶胞中含有4个Ga原子，含有As原子个数为8×＋6×＝4个，Ga和As的原子半径分别为rGapm＝rGa×10－10cm，rAspm＝rAs×10－10cm，则原子的总体积为V原子＝4×π×[(rGa×1010cm)3＋(rAs×10－10cm)3]＝×10－30(r＋r)cm3。又知Ga和As的摩尔质量分别为MGag/mol和MAsg/mol，晶胞的密度为ρg/cm3，则晶胞的体积为V晶胞＝cm3，故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%＝×100%＝×100%。答案：(1)3∶1　(2)×107(2)①　②(3)原子晶体　共价　×100%7．(2015·新课标全国卷Ⅰ节选)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。n(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。解析：(1)由石墨烯的结构可知，每个C原子连接3个六元环，每个六元环占有的C原子数为×6＝2。(2)由金刚石的结构可知，每个C可参与形成4条C—C键，其中任意两条边(共价键)可以构成2个六元环。根据组合知识可知四条边(共价键)任选其中两条有6组，6×2＝12。因此每个C原子连接12个六元环。六元环中C原子采取sp3杂化，为空间六边形结构，最多有4个C原子位于同一平面。答案：(1)3　2　(2)12　48．(2014·新课标全国卷Ⅰ节选)(1)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。(2)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/cm3(不必计算出结果)。解析：(1)根据均摊法，一个晶胞中含有的氧原子为4＋6×＋8×＝8个，再结合化学式Cu2O知一个晶胞中含有16个铜原子。(2)面心立方晶胞中粒子的配位数是12。一个铝晶胞中含有的铝原子数为8×＋6×＝4个，一个晶胞的质量为×27g，再利用密度与质量、晶胞参数a的关系即可求出密度，计算中要注意1nm＝10－7cm。答案：(1)16　(2)12　9．(2014·山东高考节选)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为________，该材料的化学式为________。解析：通过晶胞结构可知，有12个M原子在晶胞的12条棱上，由分摊法可知这12个M原子属于该晶胞的只有12×＝3(个)；还有9个M原子在晶胞内部，故该晶胞中M原子为12个。该晶胞中含有的C60为8×＋6×＝4(个)，即一个晶胞可表示为M12(C60)4，即M3C60。答案：12　M3C60