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1、1 配餐作业配餐作业(三十九三十九)晶体结构与性质晶体结构与性质 见见学生用学生用书书 P433 1下图为几种晶体或晶胞的示意图：下图为几种晶体或晶胞的示意图：请回答下列问题：请回答下列问题：(1)上述晶体中上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是粒子之间以共价键结合形成的晶体是_。(2)冰冰、金刚石金刚石、MgO、CaCl2、干冰干冰 5 种晶体的熔点由高到低的种晶体的熔点由高到低的顺序为顺序为_。(3)NaCl 晶胞与晶胞与 MgO 晶胞相同，晶胞相同，NaCl 晶体的晶格能晶体的晶格能_(填填“大于大于”或或“小于小于”)MgO 晶体，原因是晶体，原因是_ _。(4)每个每个 Cu
2、晶胞中实际占有晶胞中实际占有_个个 Cu 原子，原子，CaCl2晶体中晶体中Ca2的配位数为的配位数为_。(5)冰的熔点远高于干冰，冰的熔点远高于干冰，除除 H2O 是极性分子、是极性分子、CO2是非极性分是非极性分子外，还有一个重要的原因是子外，还有一个重要的原因是_。解析解析(2)离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷数有关，离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷数有关，离子半径越小离子半径越小，离子所带电荷数越大离子所带电荷数越大，则离子晶体熔点越高则离子晶体熔点越高。金刚石金刚石是原子晶体是原子晶体，熔点最高熔点最高，冰冰、干冰均为分子晶体干冰均为分子晶体，冰中存在氢键冰中存在氢键，冰
3、冰的熔点高于干冰。的熔点高于干冰。2(4)铜晶胞实际占有铜原子数用均摊法分析铜晶胞实际占有铜原子数用均摊法分析，8186124，氯氯化钙类似氟化钙，化钙类似氟化钙，Ca2的配位数为的配位数为 8，Cl配位数为配位数为 4。答案答案(1)金刚石晶体金刚石晶体(2)金刚石金刚石MgOCaCl2冰冰干冰干冰(3)小于小于MgO 晶体中离子的电荷数大于晶体中离子的电荷数大于 NaCl 晶体中离子电荷晶体中离子电荷数；数；且且 r(Mg2)r(Na)、r(O2)SSi(3)sp3三角锥形三角锥形 6(4)33M16NAa3 gcm3(其他合理答案均可其他合理答案均可)(5)Ar3d5或或 1s22s22
4、p63s23p63d5配体配体孤电子对孤电子对(6)NaPO3或或(NaPO3)n 【拓展延伸】【拓展延伸】近几年高考命题的物质载体有近几年高考命题的物质载体有：碳及其化合物，如金刚石、石碳及其化合物，如金刚石、石墨和足球烯等；墨和足球烯等；硅及其化合物，如硅酸盐、硅晶体等；硅及其化合物，如硅酸盐、硅晶体等；氮、磷氮、磷、砷及其化合物；砷及其化合物；硫及其化合物；硫及其化合物；氟、氯、溴单质及其化合物。氟、氯、溴单质及其化合物。4前四周期原子序数依次增大的元素前四周期原子序数依次增大的元素 A、B、C、D 中中，A 和和 B的价电子层中未成对电子均只有的价电子层中未成对电子均只有 1 个，个，
5、并且并且 A和和 B的电子数相差的电子数相差为为 8；与与 B 位于同一周期的位于同一周期的 C 和和 D，它们价电子层中的未成对电子，它们价电子层中的未成对电子数分别为数分别为 4 和和 2，且原子序数相差为且原子序数相差为 2。回答下列问题：回答下列问题：A、B 和和 D 三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。(1)该化合物的化学式为该化合物的化学式为_；D 的配位数为的配位数为_。(2)列式计算该晶体的密度为列式计算该晶体的密度为_gcm3。解析解析根据分摊法，可以求根据分摊法，可以求得化合物的化学式为得化合物的化学式为 K2NiF4，晶体，晶体
6、7 的密度可由晶胞的质量除以晶胞的体积求得。的密度可由晶胞的质量除以晶胞的体积求得。答案答案(1)K2NiF46(2)39 459 219 86.02 1023 4002 1 308 10303.4 5(2018安徽高三阶段性测试安徽高三阶段性测试)铁触媒是重要的催化剂，铁触媒是重要的催化剂，CO 与与铁触媒作用导致其失去催化活性：铁触媒作用导致其失去催化活性：Fe5CO=Fe(CO)5；除去除去 CO的化学反应方程式为的化学反应方程式为 Cu(NH3)2OOCCH3CONH3=Cu(NH3)3(CO)OOCCH3。请回答下列问题：请回答下列问题：(1)基态基态 Fe 原子的价电子排布图为原子
7、的价电子排布图为_。(2)Fe(CO)5又名羰基铁又名羰基铁，常温下为黄色油状液体常温下为黄色油状液体，则则 Fe(CO)5的的晶体类型是晶体类型是_，与与 CO 互为等电子体的分子的分子式为互为等电子体的分子的分子式为_。(3)配合物配合物Cu(NH3)2OOCCH3中碳原子的杂化类型是中碳原子的杂化类型是_，配体中提供孤对电子的原子是配体中提供孤对电子的原子是_。(4)用用Cu(NH3)2OOCCH3除去除去 CO 的反应中，肯定形成的有的反应中，肯定形成的有_(双选；填选项字母双选；填选项字母)。a离子键离子键 B配位键配位键 c非极性键非极性键 D 键键(5)单质铁的晶体在不同温度下有
8、两种堆积方式，晶胞分别如图单质铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示所示，面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为_，面心立方堆积与体心立方堆积的两种铁晶体的晶胞参面心立方堆积与体心立方堆积的两种铁晶体的晶胞参数分别为数分别为 a pm 和和 b pm，则，则ab_。8 解析解析(1)基态铁原子核外有基态铁原子核外有 26 个电子，个电子，其电子排布式为其电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则其价电子排布图为，则其价电子排布图为 (2)Fe(CO)5常温下为液体常温下为液体，说明其熔说明其熔、
9、沸点较低沸点较低，则则 Fe(CO)5为为分子晶体。分子晶体。与与 CO 互为等电子体的分子为互为等电子体的分子为 N2。(3)该配合物含有两种该配合物含有两种类型的碳原子，类型的碳原子，中的中的 C 原子为原子为 sp2杂化，杂化，CH3中的中的 C 原子原子为为 sp3杂化。杂化。配体为配体为 NH3，则提供孤对电子的原子是则提供孤对电子的原子是 N。(4)用用Cu(NH3)2OOCCH3除去除去 CO 的反应中的反应中 Cu2与与 NH3、CO新生成配位键，新生成配位键，Cu2与配体中与配体中 N、C 原子之间的配位键也是原子之间的配位键也是 键，键，故本题选故本题选 bd。(5)面心立
10、方晶胞中面心立方晶胞中 Fe 的个数为的个数为 8186124，体心立方晶胞，体心立方晶胞中中 Fe 的个数为的个数为 81812，故铁原子个数比为故铁原子个数比为 21。设铁原子的半设铁原子的半径为径为 r pm，根据题图，根据题图，面心立方晶胞中面对角线为面心立方晶胞中面对角线为2a4r，a42r，体心立方晶胞中体对角线为体心立方晶胞中体对角线为3b4r，b43r，故，故ab42r43r32。9 答案答案(2)分子晶体分子晶体N2(3)sp2、sp3N(4)bd(5)2132 6砷化镓砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能
11、电池的材料等。请回答下列问题：或太阳能电池的材料等。请回答下列问题：(1)GaF3的熔点高于的熔点高于 1 000，GaCl3的熔点为的熔点为 77.9，其原因，其原因是是_。(2)GaAs 的熔点为的熔点为 1 238，密度为密度为 gcm3，其晶胞结构如图其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为所示。该晶体的类型为_，Ga 与与 As 以以_键键合。键键合。Ga和和 As 的摩尔质量分别为的摩尔质量分别为 MGa gmol1和和 MAs gmol1，原子半径分别原子半径分别为为 rGa pm 和和 rAs pm，阿伏加德罗常数值为阿伏加德罗常数值为 NA，则则 GaAs 晶胞中原子晶胞中原子的体
12、积占晶胞体积的百分率为的体积占晶胞体积的百分率为_。解析解析(1)GaF3的熔点高于的熔点高于 1 000，GaCl3的熔点为的熔点为 77.9，其原因是其原因是 GaF3是离子晶体，是离子晶体，GaCl3是分子晶体，而离子晶体的熔点是分子晶体，而离子晶体的熔点高于分子晶体。高于分子晶体。(2)GaAs 的熔点为的熔点为 1 238，其熔点较高，其熔点较高，据此推知据此推知GaAs 为原子晶体为原子晶体，Ga 与与 As 原子之间以共价键键合原子之间以共价键键合。分析分析 GaAs 的的晶胞结构晶胞结构，4 个个 Ga 原子处于晶胞体内原子处于晶胞体内，8 个个 As 原子处于晶胞的顶点原子处
13、于晶胞的顶点、6 个个 As 原子处于晶胞的面心，结合原子处于晶胞的面心，结合“均摊法均摊法”计算可知，每个晶胞计算可知，每个晶胞10 中含有中含有 4 个个 Ga 原子，原子，含有含有 As 原子个数为原子个数为 81/861/24(个个)，Ga 和和 As 的原子半径分别为的原子半径分别为 rGa pm rGa1010 cm，rAs pm rAs1010 cm，则原子的总体积为则原子的总体积为 V原子原子443(rGa1010 cm)3(rAs1010 cm)31631030(r3Gar3As)cm3。又知又知 Ga 和和 As 的摩尔的摩尔质量分别为质量分别为 MGa gmol1和和 M
14、As gmol1，晶胞的密度为晶胞的密度为 gcm3，则晶胞的体积为则晶胞的体积为 V晶胞晶胞4(MGaMAs)/NA cm3，故故 GaAs 晶胞中原子晶胞中原子的 体 积 占 晶 胞 体 积 的 百 分 率 为的 体 积 占 晶 胞 体 积 的 百 分 率 为V原原子子V晶晶胞胞100%163 1030 r3Gar3As cm34 MGaMAs NA cm3100%4NA r3Gar3As 10303 MGaMAs 100%。答案答案(1)GaF3为离子晶体，为离子晶体，GaCl3为分子晶体为分子晶体(2)原子晶体原子晶体共价共价4NA r3Gar3As 10303 MGaMAs 100%
15、7(2018河北三市联考河北三市联考)在一定条件下，金属相互化合形成的化在一定条件下，金属相互化合形成的化合物称为金属互化物，合物称为金属互化物，如如 Cu9Al4、Cu5Zn8等。等。(1)某金属互化物具有自范性，原子在三维空间里呈周期性有序某金属互化物具有自范性，原子在三维空间里呈周期性有序排列，该金属互化物属于排列，该金属互化物属于_(填填“晶体晶体”或或“非晶体非晶体”)。(2)基态铜原子有基态铜原子有_个未成对电子；个未成对电子；Cu2的电子排布式为的电子排布式为_；在在 CuSO4溶液中加入过量氨水，充分反应后溶液中加入过量氨水，充分反应后加入少量乙醇加入少量乙醇，析出一种深蓝色晶
16、体析出一种深蓝色晶体，该晶体的化学式为该晶体的化学式为_，11 其所含化学键有其所含化学键有_，乙醇分子中乙醇分子中 C 原子的杂原子的杂化轨道类型为化轨道类型为_。(3)铜能与类卤素铜能与类卤素(SCN)2反应生成反应生成 Cu(SCN)2,1 mol(SCN)2分子中分子中含 有含 有 键 的 数 目 为键 的 数 目 为 _。(SCN)2对 应 的 酸 有 硫 氰 酸对 应 的 酸 有 硫 氰 酸(HSCN)、异硫氰酸异硫氰酸(HN=C=S)两种两种。理论上前者沸点低理论上前者沸点低于后者，其原因是于后者，其原因是_。(4)ZnS 的晶胞结构如图甲所示的晶胞结构如图甲所示，在在 ZnS
17、晶胞中晶胞中，S2的配位数为的配位数为_。(5)铜与金形成的金属互化物的晶胞结构如图乙所示，其晶胞边铜与金形成的金属互化物的晶胞结构如图乙所示，其晶胞边长为长为 a nm，那么该金属互化物的密度为那么该金属互化物的密度为_gcm3(用含用含 a、NA的代数式表示的代数式表示)。解析解析(1)晶体中原子呈周期性有序排列，有自范性，而非晶体晶体中原子呈周期性有序排列，有自范性，而非晶体中原子排列相对无序，无自范性，题述金属互化物属于晶体。中原子排列相对无序，无自范性，题述金属互化物属于晶体。(2)基基态铜原子的电子排布式为态铜原子的电子排布式为Ar3d104s1，有有 1 个未成对电子个未成对电子
18、；Cu2的电的电子排布式为子排布式为 1s22s22p63s23p63d9或或Ar3d9；得到的深蓝色晶体为得到的深蓝色晶体为Cu(NH3)4SO4，Cu(NH3)4SO4中含有离子键中含有离子键、共价键共价键、配位键配位键。乙醇乙醇分子中分子中 C 原子的杂化轨道类型为原子的杂化轨道类型为 sp3。(3)类卤素类卤素(SCN)2的结构式为的结构式为,1 mol(SCN)2中含中含 键的数目为键的数目为 5NA。异硫氰酸异硫氰酸(HN=C=S)分子中分子中 N 原子上连接有原子上连接有 H 原子，分子间能形成氢原子，分子间能形成氢键，故沸点高。键，故沸点高。(4)根据题中图甲知，根据题中图甲知
19、，距离距离 Zn2最近的最近的 S2有有 4 个，个，即即 Zn2的配位数为的配位数为 4，而而 ZnS 中中 Zn2与与 S2个数比为个数比为 11，故故 S2的配位数也为的配位数也为 4。(5)根据均摊法根据均摊法，铜与金形成的金属互化物晶胞中铜与金形成的金属互化物晶胞中 Cu12 的个数为的个数为 6123，Au 的个数为的个数为 8181，该金属互化物的化学式为该金属互化物的化学式为Cu3Au，该金属互化物的密度为，该金属互化物的密度为1NA 3 641 197 a 107 3 gcm33.89 1023a3NA gcm3。答案答案(1)晶体晶体(2)11s22s22p63s23p63d9或或Ar3d9 Cu(NH3)4SO4共价键、离子键、配位键共价键、离子键、配位键sp3(3)5NA异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能(4)4(5)3.89 1023a3NA(或其他合理答案或其他合理答案)