此题考查的知识点比较稳定和基础,且覆盖面广,在知识上以1~36号评价 元素的核外电子排布,杂化方式、化学键特点、晶体结构、电负性、电离能、熔沸点等的大小比较知识热点和重点。 对于信息量大,考查点多,考查角度不同的综合题,应加强思维转化训学习启示 练;另外对于排布式、电离能电负性变化特点及原因、杂化、晶体结构(除计算晶胞外,还要关注离子所占空间比及晶胞体积)等重点知识应加强落实。 探源:该高考题组源于教材RJ选修3 P76“资料卡片”及其拓展,考查的是对晶胞的分析和计算。
[拓展性题组]
题组一 晶胞中原子个数的计算
1.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 C.2∶9∶4
B.1∶4∶2 D.3∶8∶4
1111
解析 A粒子数为6×=;B粒子数为6×+3×=2,C粒子数为1;故A、B、C粒子数
12246之比为1∶4∶2。 答案 B
2.右图是由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________。
1
解析 R:8×+1=2
8111
G:8×+8×+4×+2=8
4421
Q:8×+2=4
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。 答案 +3价
3.Cu元素与H元素可形成一种红色化合物,其晶体结构单元如右图所示。则该化合物的化学式为________。
解析 根据晶胞结构可以判断: 11
Cu(●):2×+12×+3=6;
26
1
H(○):6×+1+3=6,所以化学式为CuH。
3答案 CuH 【方法总结】 晶胞计算的思维方法
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“均摊法”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。
题组二 晶胞密度、微粒间距等量的计算
4.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(如右图),已知该晶体的密度为9.00 g·cm,晶胞中该原子的配位数为________;Cu的原子半径为________________________________________cm(阿伏加德罗常数的值为NA,要求列式计算)。
-3
解析 设晶胞的边长为a cm,则a·ρ·NA=4×64 34×64a=,面对角线为
ρ·NA
3×
2a,面对角线的
12为Cu原子半径,则r=44
3
4×64-8
23≈1.27×10cm。
9.00×6.02×10
234×64-8
答案 12 ×23≈1.27×10
49.00×6.02×10
5.Cu与F形成的化合物的晶胞结构如右图所示,若晶体密度为a g·cm,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)
-3
11
解析 设晶胞的棱长为x cm,在晶胞中,Cu:8×+6×=4;F:4,其化学式为CuF。
82
a·x·NA=4M(CuF),x=
x2
3
34MCuF
。最短距离为小立方体对角线的一半,小立方体的
a·NA
体对角线为×10 pm。
10
2
+
x2
2
+
x2
2
331334×83=x。所以最短距离为x·=·2224a·NA
334×8310
答案 ×10
4a·NA【练后反思】 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×。
MNA
晶胞占有的微粒体积
2.空间利用率=。
晶胞体积
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) (1)面对角线长=2a。 (2)体对角线长=3a。
(3)体心立方堆积4r=3a(r为原子半径)。 (4)面心立方堆积4r=2a(r为原子半径)。
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