《2023届新高考新教材化学人教版一轮学案-第五章第4讲 晶体结构与性质.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023届新高考新教材化学人教版一轮学案-第五章第4讲 晶体结构与性质.docx（30页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第4讲晶体结构与性质复习目标核心素养1.能说出晶体与非晶体的区别。2能结合实例描述晶体中微粒排列的周期性规律。3能借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型说明晶体中的微粒及其微粒间的相互作用。1.宏观辨识与微观探析：认识晶胞及晶体的类型，能从不同角度分析晶体的组成粒子、结构特点，能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2证据推理与模型认知：能运用典型晶体模型判断晶体的结构特点及组成并进行相关计算。3变化观念与平衡思想：认识不同晶体类型的特点，能从多角度、动态地分析不同晶体的组成及相应物质的性质。考点一物质的聚集状态与晶体的常识1物质的聚集状态(1)普通物质三态间的相互转化只是分子
2、间距离发生了变化，分子在固态只能振动，在气态能自由移动，在液态则介于二者之间。(2)特殊物质的聚集状态等离子体是气态物质，离子液体是液体物质。(3)更多的物质聚集状态：晶态、非晶态，塑晶态、液晶态等。2晶体与非晶体(1)晶体与非晶体的比较晶体非晶体结构特征结构微粒周期性有序排列结构微粒无序排列性质特征自范性有无熔点固定不固定异同表现各向异性各向同性二者区别方法间接方法看是否有固定的熔点科学方法对固体进行X射线衍射实验(2)得到晶体的途径熔融态物质凝固。气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。溶质从溶液中析出。(3)晶胞概念：描述晶体结构的基本单元。晶体中晶胞的排列无隙并置无隙：相邻晶胞之间没有任
3、何间隙。并置：所有晶胞平行排列、取向相同。3晶胞组成的计算均摊法(1)原则晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。(2)方法长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占。(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
4、“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。()题点一晶体与非晶体(2021泰安模拟)下列有关晶体的认识没有科学性错误的是()AX射线衍射实验可以区分晶体和非晶体B具有规则几何外形的固体一定是晶体C非晶体具有自范性和各向异性的特点D熔融态物质凝固后一定得到晶体【解析】晶体对X射线发生衍射，非晶体不会对X射线发生衍射，所以能用X射线衍射实验区分晶体和非晶体，故A正确；晶体具有以下特点：有整齐规则的几何外形；晶体有固定的熔点；有各向异性，只有同时具备这三个条件的才是晶体，故B错误；晶体具有自范性和各向异性的特点，非晶体没有自范性和各向异性的特点，故C错误；熔融
5、态物质凝固后不一定得到晶体，故D错误。【答案】A对点训练1晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300毫米的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述中正确的是()A形成晶体硅的速率越大越好B晶体硅没有固定的熔、沸点C可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃D晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关答案：C题点二晶胞中粒子数目的计算氢气是重要而洁净的能源，要利用氢气作能源，必须安全有效地储存氢气。有报道称某种合金材料有较大的储氢容量，其晶体结构的最小单元如图所示。则这种合金的化学式为()ALaNi3BLaNi4CLaNi5 DLaNi6【
6、解析】在晶体结构单元中镍原子分布在上底面和下底面上，另外在六个侧面的面心上以及在六棱柱体内也有六个镍原子，所以镍原子的个数为：126615，镧原子分布在六棱柱的十二个顶点上，以及上下底面的面心上，所以镧原子的个数为：1223，所以化学式为LaNi5。【答案】C母题变式某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。A为阴离子，在正方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为()AB2ABBA2CB7A4DB4A7答案：B对点训练2(20211月新高考8省联考，辽宁卷)我国科学家合成了富集11B的非碳导热材料立方氮化硼晶体，晶胞结构如图。下列说法正确的是()A11BN和10BN的性质无差
7、异B该晶体具有良好的导电性C该晶胞中含有14个B原子，4个N原子DN原子周围等距且最近的N原子数为12解析：D11B和10B互为同位素，形成的化合物在化学性质上无差异，A错误；该晶体结构中无自由移动的电子，不具有导电性，B错误；由题图可知，该晶胞中含有4个N原子，B原子位于晶胞的顶点和面心上，故B原子的数量为864(个)，C错误；由晶胞示意图知，1个N原子与4个B原子成键，1个B原子可以和4个N原子成键，则N原子周围等距且最近的N原子数为12，D正确。对点训练3(2021日照模拟)已知某化合物的晶体是由如图所示最小单元密置堆积而成的，关于该化合物的以下叙述中错误的是()A1 mol该化合物中有
8、1 mol YB1 mol该化合物中有3 mol CuC1 mol该化合物中有2 mol BaD该化合物的化学式是YBa2Cu3O6解析：DY位于顶点，1个晶胞中Y的个数为81，则1 mol该化合物中有1 mol Y，故A正确；Cu位于体内，其个数为3，则1 mol该化合物中有3 mol Cu，故B正确；Ba位于棱上，其个数为82，则1 mol该化合物中有2 mol Ba，故C正确；O原子在晶胞内部与面上，晶胞中O原子数目为2107，Y、Ba、Cu、O的原子个数比为1237，故该晶体化学式为YBa2Cu3O7，故D错误。考点二分子晶体与共价晶体1分子晶体(1)概念：只含分子的晶体称为分子晶体。
9、(2)粒子间的相互作用力：分子晶体内相邻分子间以分子间作用力相互吸引，分子内原子之间以共价键结合。(3)常见的分子晶体所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、甲烷等。部分非金属单质，如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、C60等。部分非金属氧化物，如CO2、SO2、P4O6、P4O10等。几乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。绝大多数有机化合物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。(4)物理性质分子晶体熔、沸点较低，硬度较小。(5)分子晶体的结构特征分子间作用力只是范德华力：晶体中分子堆积方式为分子密堆积。分子间还有其他作用力：水分子之间的主要
10、作用力是氢键，在冰的每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。冰的晶体结构如图：(6)结构模型干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个。冰的结构模型中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2mol“氢键”。2共价晶体(1)构成微粒及其相互作用(2)物理性质共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点高，硬度大。结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。(3)常见的共价晶体。物质类别：(4)结构模型金刚石晶体中，每个C与另外相邻4个C形成共价键，CC键之间的夹角是10928，最小的环是六元环。含有1
11、 mol C的金刚石中，形成的共价键有2mol。SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与2个硅原子成键，最小的环是十二元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是Si原子，1 mol SiO2中含有4mol SiO键。(1)分子晶体中都含有共价键。()(2)干冰升华时，碳氧共价键被破坏。()(3)共价晶体中共价键越弱，熔点越低。()(4)共价晶体中只存在极性共价键，不可能存在其他类型的化学键。()(5)金刚石中C原子只有一种杂化方式，石墨中的碳原子有多种。()(6)干冰晶胞中位于顶点的分子和位于面心的分子配位数不同。()(7)晶胞中微粒只要位于顶点位置，配位数就是8。()题点一分子
12、晶体及应用CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料。(1) Sn为A族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体，SnCl4空间结构为_，其固体的晶体类型为_。(2)磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。苯胺的晶体类型是_。苯胺与甲苯的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(5.9 )、沸点(184.4 )分别高于甲苯的熔点(95.0 )、沸点(110.6 )，原因是_。【解析】(1)Sn为A族元素，由于常温下SnCl4为液体，故S
13、nCl4为分子晶体；SnCl4分子中中心原子的孤电子对数(441)0，键电子对数为4，价层电子对数为4，故SnCl4分子的空间结构为正四面体形；(2)苯胺是有机化合物，晶体类型是分子晶体。氮原子电负性大，苯胺分子间存在氢键，使苯胺的熔点、沸点比甲苯高。【答案】(1)正四面体形分子晶体(2)分子晶体苯胺分子之间存在氢键母题延伸(1)晶体类型与空间结构有关系吗？(2)比较熔点高低。提示：(1)没有关系(2)前者高对点训练1下列分子沸点的比较正确的有()H2OH2SH2OHFH2SH2SeCON2CH4C2H6正戊烷新戊烷A3项B4项C5项D6项答案：B对点训练2近年来我国科学家发现了一系列意义重大
14、的铁系超导材料，其中一类为FeSmAsFO组成的化合物。回答下列问题：元素As与N同族。预测As的氢化物分子的空间结构为_，其沸点比NH3的_(填“高”或“低”)，其判断理由是_。解析：AsH3的中心原子As的价层电子对数为(53)/24，包括3对成键电子和1对孤对电子，故其空间结构为三角锥形。NH3中N的电负性比AsH3中As的大得多，故NH3易形成分子间氢键，从而使其沸点升高。答案：三角锥形低NH3分子间存在氢键题点二共价晶体及应用(双选)石英晶体的平面示意图如图，它实际上是立体的网状结构(可以看作是晶体硅中的每个SiSi键中插入一个O)，其中硅、氧原子数比是mn，有关叙述正确的是()Am
15、n21B6 g该晶体中含有0.1 NA个分子C原硅酸根(SiO)的结构为，则二聚硅酸根离子Si2O中的x7D石英晶体中由硅、氧原子构成的最小的环上含有的Si、O原子个数和为12【解析】每个Si原子占有O原子个数42；该晶体是共价晶体，不存在分子；原硅酸(H4SiO4)的结构可表示为，两个原硅酸分子可发生分子间脱水生成二聚原硅酸：，二聚原硅酸电离出6个H后，形成带6个负电荷的二聚原硅酸根离子；在SiO2晶体中，由Si、O构成的最小单元环中共有12个原子。【答案】CD 母题变式(1)SiO2晶体中Si、O杂化方式？(2)SiO2晶体中最小的环是_元环，1 mol SiO2晶体中SiO键数目_。提示
16、：(1)均为sp3杂化(2)十二4NA对点训练3下列有关金刚石晶体和二氧化硅晶体(如图所示)的叙述正确的是()A金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于共价晶体B金刚石晶胞中含有6个碳原子C60 g SiO2晶体中所含共价键数目为6NA(NA是阿伏加德罗常数的值)D金刚石晶体熔化时破坏共价键，二氧化硅晶体熔化时破坏分子间作用力解析：A金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于共价晶体，A项符合题意；金刚石晶胞中含有碳原子数为8648，B项不符合题意；60 g SiO2的物质的量为1 mol，1 mol Si原子与4 mol O原子形成4 mol SiO键，即共价键数为4NA，C项不符合题意；二氧化硅晶体属于共价晶体
17、，熔化时破坏共价键，D项不符合题意。规律方法晶体熔、沸点的比较不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体分子晶体。(1)共价晶体：原子半径越小，键长越短，熔沸点越高。(2)分子晶体：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。考点三金属晶体与离子晶体1金属晶体(1)金属键概念：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有金属原子维系在一起。成键粒子是金属阳离子和自由电子。金属键的强弱和对金属性质的影响：a金属键的强弱主要取决于金属元素的原子半径和价电子数，原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱；反之，金属键越强。b金属键越强，金属的熔、沸点
18、越高，硬度越大。(2)金属晶体在金属晶体中，原子间以金属键相结合。金属晶体的性质：优良的导电性、导热性和延展性。用电子气理论解释金属的性质：2离子晶体(1)构成粒子：阴离子和阳离子。(2)作用力：离子键。(3)配位数：一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。(4)离子晶体结构的决定因素几何因素：晶体中正负离子的半径比。电荷因素：晶体中正负离子的电荷比。键性因素：离子键的纯粹程度。(5)离子晶体的性质熔、沸点熔、沸点较高，难挥发硬度硬度较大，难以压缩溶解性一般在水中易溶，在非极性溶剂中难溶导电性固态时不导电，熔融状态或在水溶液中能导电(6)结构模型NaCl型：在晶体中，每个Na同时吸引6个Cl，每
19、个Cl同时吸引6个Na，配位数为6。每个晶胞含4个Na和4个Cl。CsCl型：在晶体中，每个Cl吸引8个Cs，每个Cs吸引8个Cl，配位数为8。3石墨的结构特点(1)同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成正六边形平面网状结构。所有碳原子的p轨道平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个平面中运动。(2)层与层之间以范德华力相结合。(3)石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合晶体。(4)结构模型石墨层状晶体中，层与层之间的作用是分子间作用力，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2，C原子采取的杂化方式是sp2。(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
20、个。()(2)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。()(3)在NaCl晶体中每个Na同时吸引8个Cl。()(4)构成粒子是原子的晶体一定为共价晶体。()(5)分子晶体中一定含范德华力，可能含共价键或氢键。()(6)金属晶体的构成粒子为金属阳离子和自由电子。()(7)离子晶体中阴、阳离子的配位数一定相同。()题点一离子晶体下列关于Na、Cs的化合物结构与性质的说法错误的是()ANaCl为离子化合物，可推知CsCl也为离子化合物BNaCl与CsCl相比，熔点更高CNaCl与CsCl晶胞中Cl的配位数均为8DCs容易形成配合物而Na一般不会形成配合物的原因与微粒半径有关【解析】
21、本题考查离子晶体的晶格能、配位数以及配合物的相关内容。Cs与Na是同一主族元素，Cs元素的金属性比Na强，若NaCl为离子化合物，则CsCl也为离子化合物，A正确；由于Na与Cs都带一个正电荷，但Na的半径比Cs的半径小，NaCl晶体的晶格能比CsCl晶体的晶格能大，晶格能越大物质的熔、沸点就越高，所以NaCl的熔点比CsCl高，B正确；NaCl是离子晶体，1个Na被6个Cl吸引，1个Cl被6个Na吸引，所以NaCl晶胞中Cl的配位数为6，CsCl晶胞中Cl的配位数为8，C错误；Na、Cs是同一主族元素，离子半径：CsNa，Cs容易形成配合物而Na一般不会形成配合物，这与微粒半径有关，D正确。
22、【答案】C母题延伸(1)NaCl晶体中每个Na周围距离最近的Na有几个？(2)CsCl晶体中每个Cl周围距离最近的Cl有几个？提示：(1)1.12个(2)2.6个对点训练1高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价部分为0，部分为2。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞。下列说法正确的是()A超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞中含有4个K和8个OB晶体中每个K周围有8个O，每个O周围有8个KC晶体中与每个K距离最近且相等的K有8个D晶体中0价氧与2价氧的个数之比为31解析：D本题考查超氧化钾晶体的结构及相关计算。晶胞中含有K的个数为864，O的个数为1214，A项错误。晶体中每个K周围有6
23、个O，每个O周围有6个K，B项错误。晶体中K采取面心立体堆积，与每个K距离最近且相等的K的个数为12，C项错误。设晶体中0价氧、2价氧与K的个数分别为x、y、n，则有xy2n、2yn，解得xy31，D项正确。名师点拨 立方体晶胞中微粒周围其他微粒个数的判断题点二金属晶体(2021全国乙卷，35节选)在金属材料中添加AlCr2颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构，如图所示。处于顶角位置的是_原子。设Cr和Al原子半径分别为rCr和rAl，则金属原子空间占有率为_%(列出计算表达式)。【解析】已知AlCr2具有体心四方结构，如图所示，大黑球个数为812，小黑球个
24、数为824，结合化学式AlCr2可知，小黑球为Cr，大黑球为Al，即处于顶角位置的是Al原子。设Cr和Al原子半径分别为rCr和rAl，则金属原子的体积为42，故金属原子空间占有率100%100%。【答案】Al100对点训练2铁有、三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。(1)、三种晶体晶胞中铁原子的配位数之比为_。(2)若Fe晶胞边长为a cm，Fe晶胞边长为b cm，则两种晶胞空间利用率之比为_(用a、b表示)(3)若Fe原子半径为r pm，NA表示阿伏加德罗常数的值，则Fe单质的密度为_g/cm3(用含r的表达式表示，列出算式即可)解析：(1)Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近
25、的铁原子是晶胞顶点的Fe原子，个数是8个；Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子个数3812；Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子是相邻顶点上铁原子，铁原子个数236；则三种晶体晶胞中铁原子的配位数的比为8126463；(2)若Fe晶胞边长为a cm，Fe晶胞边长为b cm，则两种晶胞中铁原子个数之比21，密度比：2b3a3，晶胞的密度比等于物质的空间利用率之比，所以两种晶体晶胞空间利用率之比为2b3a3；(3)在Fe晶体中Fe原子个数为864，Fe原子半径为r pm，假设晶胞边长为L，则L4r pm，所以L2r pm2r1010 cm，则晶胞的体积VL3(2r1010)3 cm
26、3，所以Fe单质的密度。答案：(1)463(2)2b3a3(3)考点四配合物与超分子1配位键和配合物(1)配位键孤电子对分子或离子中没有与其他原子共用的电子对。配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。配位键的表示：常用“”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子。(2)配位化合物概念：由金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物。配合物的组成如Cu(NH3)4SO4a配体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F、Cl、CN等。b中心原子有空轨道，如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等。当配体中有两原子有孤电子对时，电负性
27、小的原子为配位原子，如CO作配体时C为配位原子。2配合物的生成实验探究(1)CuSO4溶液Cu(OH)2(蓝色沉淀)Cu(NH3)42(深蓝色)，其反应的离子方程式为Cu22NH3H2O=Cu(OH)22NH，Cu(OH)24NH3=Cu(NH3)422OH。(2)FeCl3溶液Fe(SCN)3(血红色)，KSCN溶液检验Fe3。(3)NaCl溶液AgCl(白色沉淀)Ag(NH3)2反应的离子方程式为ClAg=AgCl，AgCl2NH3=Ag(NH3)2Cl。3配合物的种类与应用配合物种类繁多，如叶绿素、血红素和维生素B12都是配合物。如叶绿素中Mg2为中心离子，大环有机化合物作配体，配位原子
28、为N。配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域应用广泛。4超分子(1)定义：由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。这里的分子也包含离子。(2)特点：超分子这种分子聚集体，有的是有限的，有的是无限伸展的。(3)应用示例一：分离C60和C70示例二：冠醚识别碱金属离子：冠醚与合适的碱金属离子形成超分子。(4)特征：超分子的两特征分别为分子识别和自组装。(1)含配位键的化合物一定为配合物。()(2)配位键是一种特殊共价键，也为键。()(3)配体中的原子一定含有孤电子对。()(4)Fe3与SCN可形成多种配离子，且颜色不同。()题点一配位键配合物(1)(2020山东等级考)
29、含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2配合物的结构如图所示，1 mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有_mol，该螯合物中N的杂化方式有_种。(2)(经典高考题)FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为_，其中Fe的配位数为_。(3)(经典高考题)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”)。【解析】(1)由题图可知，通过螯合作用形成了3个环，每个环中Cd2均可与2个N原子或2个氧原子形成配位键，故
30、1 mol该配合物中通过螯合作用形成6 mol配位键。该螯合物中无论是硝基中的N原子，还是NO中的N原子，还是六元环中的N原子，N均为sp2杂化，即N只有1种杂化方式。(2)在蒸汽状态下FeCl3以双聚分子存在，即分子式为Fe2Cl6；每个Fe原子与3个C1原子形成共价键，还可以提供空轨道与另1个C1原子提供的孤对电子形成配位键，结构式可表示为；由结构式可知，Fe的配位数为4。(3)乙二胺中氮原子有孤对电子，Mg2、Cu2存在空轨道，两者易形成配位键。由于半径Cu2Mg2、Cu2的配位数比Mg2大，故乙二胺与Cu2形成的配合物更稳定。【答案】(1)61(2) 4(3)乙二胺的两个N提供孤对电子
31、给金属离子形成配位键Cu2母题延伸(1)上题中CdNO2为什么不能形成配位键？(2)NO2中N的杂化方式？提示：(1)因为NO2结构式没有孤电子对，所以不能形成配位键(2)sp2杂化对点训练1关于化学式为TiCl(H2O)5Cl2H2O的配合物，下列说法中正确的是()A配体是Cl和H2O，配位数是9B1 molTiCl(H2O)5Cl2H2O含有键的数目为12NAC内界和外界中Cl的数目比是12D加入足量AgNO3溶液，所有Cl均被完全沉淀解析：C在TiCl(H2O)5Cl2H2O中，中心离子是Ti3，配体是Cl、H2O，配位数为6，内界和外界的Cl数目比是12，配合物中，内界Cl不与Ag反应
32、，外界中的Cl与Ag反应，1 molTiCl(H2O)5Cl2H2O含键数目为(6522)NA18NA，A、B、D错误。对点训练2(1)钌多吡啶配合物具有丰富的光化学和光物理信息，结构简式如图所示。钌()的配位数是_，N原子的杂化类型为_，配体有_种。 (2)无水CrCl3与NH3作用可形成化学式为CrCl35NH3的配位化合物。向该配位化合物的水溶液中加入AgNO3溶液，CrCl35NH3中的氯元素仅有转化为AgCl沉淀；向另一份该配位化合物的水溶液中加入足量NaOH浓溶液，加热并用湿润红色石蕊试纸检验生成的气体时，试纸未变色。该配位化合物的结构简式为_。解析：(2)根据向CrCl35NH3
33、的水溶液中加入硝酸银溶液，CrCl35NH3中的氯元素有转化为AgCl沉淀，说明有的Cl参与形成配位键，加入NaOH浓溶液，不产生氨气，说明CrCl35NH3中的NH3全部参与形成配位键，故该配合物的结构简式为Cr(NH3)5ClCl2。答案：(1)6sp2、sp32(2)Cr(NH3)5ClCl2题点二超分子下列关于超分子的说法不正确的是()A超分子是两种或两种以上分子通过共价键形成的BC60与杯酚能形成超分子C冠醚可以识别碱金属离子D超分子的两特征是分子识别和自组装【答案】A对点训练3(2021福建龙岩高三一模)冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z是常见的三种冠醚，其
34、结构如图所示。它们能与碱金属离子作用，并随着环的大小不同而与不同金属离子作用。(1)Li的体积与X的空腔大小相近，恰好能进入X的环内，且Li与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W(如图)。基态锂离子核外能量最高的电子所处电子层符号为_。W中Li与孤电子对之间的作用属于_(填字母)。A离子键B共价键C配位键 D金属键E以上都不是(2)冠醚Y能与K形成稳定结构，但不能与Li形成稳定结构。理由是_。(3)烯烃难溶于水，被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚Z，氧化效果明显提升。水分子中键角_(填“”“”或“”)10928。已知：冠醚Z与KMnO4可以发生如图所示的变化。加入冠醚Z后，烯
35、烃的氧化效果明显提升的原因是_。解析：(1)基态锂离子核外只有1s能级上有电子，为K层上的电子，所以其电子层符号为K。Li提供空轨道、O原子提供孤电子对，二者形成配位键。(2)冠醚Y空腔较大，Li半径较小，导致该离子不易与氧原子的孤电子对形成配位键，所以得不到稳定结构。(3)水分子中氧原子的价电子对数是4，根据价层电子对互斥模型判断水分子价电子对空间结构为四面体。由于水分子中O原子含有2对孤电子对，孤电子对之间的排斥力较强，导致水分子中键角小于10928。根据相似相溶原理知，冠醚Z可溶于烯烃，加入冠醚Z中的K因静电作用将MnO带入烯烃中，增大反应物的接触面积，提高了氧化效果。答案：(1)KC(
36、2)Li半径比Y的空腔小很多，不易与空腔内O原子的孤电子对作用形成稳定结构(3)冠醚Z可溶于烯烃，加入冠醚之中的K因静电作用将MnO带入烯烃中，增大反应物的接触面积，提高了氧化效果【命题分析】本部分知识在高考中更多是以主观填空题形式考查，考查学生分析图像的能力，能正确分析晶胞或简单结构中所含的粒子个数、粒子位置关系，从而计算粒子间距、晶体密度、空间利用率等。考查了晶体结构、定量计算，考查了宏观辨识与微观探析、证据推理和模型认知。晶胞有两个基本要素：原子坐标参数表示晶胞内部各微粒的相对位置；晶胞参数描述晶胞的大小和形状。1原子坐标参数原子坐标参数是晶胞的基本要素之一，用于表示晶胞内部各原子的相对
37、位置。通过原子坐标的确定既能确定晶胞中原子的相对位置，又可以计算各原子间的距离，进而可以计算晶胞的体积及晶体的密度。根据晶体结构的特点，通常确定原子坐标参数的晶体主要有铜型(面心立方最密堆积)和镁型(六方最密堆积)两种晶体类型。2宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系3金属晶体中体心立方堆积、面心立方最密堆积中的几组公式(设棱长为a)(1)面对角线长a。(2)体对角线长a。(3)体心立方堆积4ra(r为原子半径)。(4)面心立方最密堆积4ra(r为原子半径)。1(2021山东卷，16节选)XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90，该晶胞中有_个XeF2分子。以晶胞参数为单位长度
38、建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A点原子的分数坐标为。已知XeF键长为r pm，则B点原子的分数坐标为_；晶胞中A、B间距离d_pm。解析：图中大球的个数为812，小球的个数为824，根据XeF2的原子个数比知大球是Xe原子，小球是F原子，该晶胞中有2个XeF2分子；由A点坐标知该原子位于晶胞的中心，且每个坐标系的单位长度都记为1，B点在棱的处，其坐标为；图中y是底面对角线的一半，ya，xr，所以d pm。答案：2 2以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子分数坐标。CsSiB3O7属于正交晶系(长方体形)，晶胞参数为a nm、b nm
39、和c nm。如图为沿y轴投影的晶胞中所有Cs原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cs原子的数目为_；CsSiB3O7的摩尔质量为M gmol1，设NA为阿伏加德罗常数的值，则CsSiB3O7晶体的密度为_gcm3。(用含字母的代数式表示)。解析： 原子分数坐标为(0.5，0.2，0.5)的Cs原子位于晶胞体内，原子分数坐标为(0，0.3，0.5)及(1.0，0.3，0.5)的Cs原子分别位于晶胞的左侧面、右侧面上，原子分数坐标为(0.5，0.8，1.0)及(0.5，0.8，0)的Cs原子分别位于晶胞的上底面、下底面，原子分数坐标为(0，0.7，1.0)及(1.0，0.7，1.0)(0，
40、0.7，0)及(1.0，0.7，0)的Cs原子位于晶胞平行于y轴的棱上，则晶胞中Cs原子数目为：1444，由化学式CaSiB3O7可知，每个晶胞相当于含有4个“CsSiB3O7”，故晶胞的质量4g，则晶体密度1021 gcm3。答案：410213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。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，M
41、g原子之间最短距离y_pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是_gcm3(列出计算表达式)。解析：观察图(a)和图(b)知，4个铜原子相切并与面对角线平行，有(4x)22a2，xa。镁原子堆积方式类似金刚石，有ya。已知1 cm1010 pm，晶胞体积为(a1010)3 cm3，代入密度公式计算即可。答案：aa4利用新制的Cu(OH)2检验醛基时，生成红色的Cu2O，其晶胞结构如图所示。(1)该晶胞原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(1，0，0)；C为。则D原子的坐标参数为_，它代表_原子。(2)若Cu2O晶体的密度为d gcm3，Cu和O的原子半径分别为rCu pm和rO pm，阿伏加德罗常数值为NA，列式表示Cu2O晶胞中原子的空间利用率为_。解析：(1)根据晶胞的结构，D在A和C中间，因此D的坐标是，白色的原子位于顶点和体心，个数为812，D原子位于晶胞内，全部属于晶胞，个数为4，根据化学式，推出D为Cu。(2)空间利用率是晶胞中球的体积与晶胞体积的比值，晶胞中球的体积为1030cm3，晶胞的体积可以采用晶胞的密度进行计算，即晶胞的体积为 cm3，因此空间利用率为100%。答案：(1)Cu(2)100%(答案合理即