图中F和O共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用x和1-x代表,则该化合物的化学式表示为________;通过测定密度ρ和晶胞参数,可以计算该物质的x值,完成它们关系表达式:ρ=________g·cm。
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,称作原子分数坐111标,例如图1中原子1的坐标为(,,),则原子2和3的坐标分别为________、________。
222
(全国卷Ⅲ):
-3
-
2-
(3)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
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (5)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示:
这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为________(用n代表P原子数)。 2.[2018·全国卷组合,35] (全国卷Ⅰ):
(4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。
11
可知,Li原子的第一电离能为______kJ·mol,O=O键键能为________kJ·mol,Li2O
晶
格
能
为
-1
-1
________________________________________________________________________kJ·mol
-1
。
(5)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为________________ g·cm(列出计算式)。
(全国卷Ⅱ):
(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为a nm,FeS2相对式量为M,阿伏加德罗常数的值为NA ,其晶体密度的计算表达式为________g·cm;晶胞中Fe位于S2所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为______ nm。
-3
2+
2-
-3
(全国卷Ⅲ):
(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为______________________。六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为________________ g·cm(列出计算式)。
-3
12
3.[2017·全国卷组合,35] (全国卷Ⅰ):
钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题: (4)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立体结构,边长为a=0.446 nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,如图所示。K与O间的最短距离为__________nm,与K紧邻的O个数为__________。
(5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于________位置,O处于________位置。
(全国卷Ⅱ):
(4)R的晶体密度为d g·cm
-3
,其立方晶胞参数为a nm,晶胞中含有y个
[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元,该单元的相对质量为M,则y的计算表达式为________________________________________________________________________。
(全国卷Ⅲ):
(5)MgO具有NaCl型结构(如图),其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420 nm,则r(O)为________nm。MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a′=0.448 nm,则r(Mn)为________nm。
2+
2-
4.[2019·江苏卷,21]Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料,可制备Cu2O。
(1)Cu基态核外电子排布式为________。
(2)SO4的空间构型为________(用文字描述);Cu与OH反应能生成[Cu(OH)4],
13
2-
2+
-
2-
2+
[Cu(OH)4]中的配位原子为________(填元素符号)。
(3)抗坏血酸的分子结构如图1所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为________;推测抗坏血酸在水中的溶解性:________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。
2-
(4)一个Cu2O晶胞(如图2)中,Cu原子的数目为________。
第3讲 晶体结构与性质 基础精讲练
考点一
1知识梳理
1.(1)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)凝固(凝华)
2.(1)基本单元 (2)任何间隙 平行 取向 3.(1)kJ·mol (2)大 小 (3)稳定 高 大
4.分子 原子 阴、阳离子 范德华力 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
回扣判断 答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√ (8)× (9)× (10)×
2对点速练
1.解析:碘分子的排列有2种不同的取向,在顶点和面心不同,2种取向不同的碘分
14
-1
子以4配位数交替配位形成层结构,A选项正确;每个晶胞中有4个碘分子,B选项错误;C项,此晶体是分子晶体,错误;D项,碘原子间只存在非极性共价键,范德华力存在于分子与分子之间,错误。
答案:A
2.解析:A项,氧化铝的熔点高,属于离子晶体,则铝的化合物的晶体中有的是离子晶体,正确;B项,BCl3、AlCl3和干冰均是分子晶体,错误;C项,同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体,例如CO2是分子晶体,二氧化硅是原子晶体,正确。
答案:B
3.解析:GaF3、CaCl3的熔点相差较大,是因为晶体类型不同,GaF3熔点高,为离子晶体,而GaCl3的熔点低,为分子晶体。GaAs的熔点高,晶胞为空间网状结构,则为原子晶体,Ga与As以共价键结合。
答案:GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体 原子晶体 共价
4.解析:该晶体为离子晶体,故熔化时能导电,C项正确;C60内部为非极性键,A项错误;离子晶体K3C60比分子晶体C60的熔点高,B项错误;C60中每个碳形成四条键,其中有一个为双键,故应为sp杂化,D项错误。
答案:C 5.解析:
(1)A组熔点很高,为原子晶体,是由原子通过共价键形成的。 (2)B组为金属晶体,具有①②③④四条共性。 (3)HF中含有分子间氢键,故其熔点反常。 (4)D组属于离子晶体,具有②④两条性质。
(5)D组属于离子晶体,其熔点与晶格能有关,离子半径越小晶格能越大熔点越高。 答案:(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
6.解析:(1)这些晶体属于原子晶体的有①③④、离子晶体的有②、分子晶体的有⑤⑥。一般来说,原子晶体的熔点>离子晶体的熔点>分子晶体的熔点;对于原子晶体,键长Si—Si>Si—C>C—C,相应键能Si—Si
答案:(1)③④①②⑥⑤
(2)结构相似的分子晶体的相对分子质量越大,分子间作用力(或范德华力)越强,熔化
15
+
+
+
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2
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