資源簡介

本章復習提升
易混易錯練
易錯點1　晶體類型判斷錯誤導致比較晶體的熔、沸點時出錯
1.下列判斷正確的是(　　)
A.Na、K、Cs的熔點依次升高
B.熔點:I2>Cl2;沸點:PH3>NH3
C.熔點:SiO2>CO2;沸點:CH3CH2CH2CH2CH3>(CH3)2CHCH2CH3>C(CH3)4
D.單晶硅、CsCl、干冰的熔點依次升高
2.(1)下列晶體:①NaCl,②Na,③Si,④CS2,⑤金剛石,它們的熔點從低到高的順序為　　　　　　　　　　(填序號)。
(2)在H2、(NH4)2SO4、SiC、HF中,四種物質的熔點由低到高的順序是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　。
易錯點2　對配位鍵理解不透徹導致判斷錯誤
3.向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水,首先形成難溶物,繼續滴加氨水,難溶物溶解得到深藍色透明溶液。下列對此現象說法正確的是(　　)
A.反應前后c(Cu2+)不變
B.[Cu(NH3)4]SO4中配體為NH3,配位數為4
C.NH3與銅離子配合,形成配合物后H—N—H鍵角會變小
D.[Cu(NH3)4]2+中Cu2+提供孤電子對
4.甲醛能與[Zn(CN)4]2-的水溶液發生反應:[Zn(CN)4]2-+4H++4HCHO+4H2O4HOCH2CN+[Zn(H2O)4]2+。
下列說法錯誤的是(　　)
A.[Zn(CN)4]2-中由Zn2+提供空軌道,CN-提供孤電子對
B.H2O分子中的鍵角大于HCHO分子中的鍵角
C.CN-和H2O與Zn2+的配位能力:CN->H2O
D.[Zn(CN)4]2-和[Zn(H2O)4]2+中σ鍵數目之比為2∶3
易錯點3　晶胞中計算錯誤
5.Mg2Si具有反螢石結構,晶胞結構如圖所示,其晶胞參數為0.635nm。下列敘述錯誤的是(　　)
A.Si的配位數為8
B.緊鄰的兩個Mg原子的距離為nm
C.緊鄰的兩個Si原子間的距離為nm
D.該晶體的密度為g·cm-3
6.鉿(Hf)的鹵化物八面體離子是構建鹵化物鈣鈦礦的基本發光單元,其構建的某晶胞結構如圖所示。
(1)該晶胞中K+的配位數為　　　　　。
(2)該晶體的密度為ρg·cm-3,設阿伏加德羅常數的值為NA,則Hf—Hf最近距離為　　　　　nm。
思想方法練
建模思想在晶胞計算中的應用
方法概述
　　晶胞的相關計算常利用建模思想。如晶體密度的計算主要取決于晶胞體積的計算,通過建模思想建立起邊長與晶胞粒子半徑的關系,就可以順利解決晶胞體積計算的問題。建模思想比較具體地體現了化學學科核心素養中的“證據推理與模型認知”。
1.常見的銅的硫化物有CuS和Cu2S兩種。已知:晶胞中S2-的位置如圖1所示,Cu2+或Cu+位于硫離子所構成的四面體中心,它們的晶胞具有相同的側視圖如圖2所示。Cu2S的晶胞參數為apm,阿伏加德羅常數的值為NA。
圖1　　　圖2
下列說法正確的是(　　)
A.CuS、Cu2S晶胞的體心都有一個S2-
B.Cu2S晶胞中,Cu+填充了晶胞中一半四面體空隙
C.CuS晶胞中,S2-配位數為8
D.Cu2S晶體的密度為g·cm-3
2.已知Mg、Al、O三種元素組成尖晶石型晶體結構,其晶胞由4個A型小晶格和4個B型小晶格構成,其中Al3+和O2-都在小晶格內部,Mg2+部分在小晶格內部,部分在小晶格頂點(如圖),下列分析錯誤的是(　　)
A.該晶體為離子晶體
B.該物質的化學式為Mg2Al2O5
C.晶胞中,Mg2+的配位數為4
D.兩個Mg2+之間最近的距離是pm
3.鈣鈦礦型LaCoO3具有優異的化學穩定性和在高溫下的良導電性,LaCoO3晶胞的結構如圖甲所示。設NA為阿伏加德羅常數的值,晶胞邊長為anm,1號原子的分數坐標為(0,0,0),3號原子的分數坐標為(1,1,1)。下列說法錯誤的是　(　　)
A.晶體中距離O原子最近的O原子有8個
B.該晶胞的俯視圖為圖乙
C.2號原子的分數坐標為()
D.La、Co間的最短距離為anm
4.鎳酸鑭電催化劑立方晶胞如圖所示,晶胞參數為a,具有催化活性的是Ni,圖①和圖②是晶胞的不同切面。下列說法錯誤的是(　　)
A.催化活性:①>②
B.鎳酸鑭晶體的化學式為LaNiO3
C.La周圍緊鄰的O有4個
D.La和Ni的最短距離為a
鎵是重要的戰略金屬。鎵與氮的某種化合物的晶胞結構如圖所示,晶胞參數為apm。下列說法錯誤的是(　　)
A.該物質的化學式為GaN
B.晶體結構中Ga的配位數為8
C.Ga原子與N原子之間的最短距離為apm
D.該晶體的密度為×1030g·cm-3
6.磷化銦(InP)是微電子和光電子的基礎材料,其晶胞結構如圖1所示,圖2為晶胞沿z軸的1∶1平面投影圖,已知圖1中A球的原子坐標參數為(0,0,0),B球的原子坐標參數為(1,1,1)。下列說法錯誤的是(　　)
圖1　圖2
A.In的配位數是4
B.晶胞邊長為2a
C.晶胞中離B球最遠的灰球的坐標參數為()
D.晶胞中與In原子距離最近且相等的In原子有8個
7.硼氫化鈉是一種常用的還原劑。其晶胞結構如圖所示:
(1)該晶體中與B緊鄰且等距的Na+有　　　　個。標注為“1”的Na+的分數坐標為　　　　。
(2)已知硼氫化鈉晶體的密度為ρg·cm-3,設NA代表阿伏加德羅常數的值,則a=　　　　(用含ρ、NA的代數式表示)。
(3)若硼氫化鈉晶胞上下底面的面心處的Na+被Li+取代,得到的晶體的化學式為　　　　　　　。
8.NaF等氟化物可以做光導纖維材料,一定條件下,NaF的晶胞結構如圖。
(1)與F-距離最近且相等的Na+有　　　　　個,與F-距離最近且相等的F-有　　　　　個。
(2)設NA表示阿伏加德羅常數的值。NaF晶胞為正方體,邊長為anm,則晶體的摩爾體積Vm=　　　　　m3·mol-1。(1nm=10-9m)
(3)由Al元素和N元素形成的某種化合物的晶胞如圖所示,已知N原子位于晶胞體對角線的處。假設該化合物晶體的密度為ρg·cm-3,NA為阿伏加德羅常數的值,則晶胞中相距最近的兩個N原子之間的距離為　　　　　　。
答案與分層梯度式解析
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易混易錯練
1.C　Na、K、Cs的熔點依次降低,A錯誤。結構相似的分子晶體,一般相對分子質量越大,熔、沸點越高,所以熔點:I2>Cl2;由于NH3存在分子間氫鍵,故沸點:NH3>PH3,B錯誤。SiO2是共價晶體,CO2是分子晶體,熔點:SiO2>CO2;碳原子數相同的烷烴,支鏈越多,沸點越低,則沸點:CH3CH2CH2CH2CH3>(CH3)2CHCH2CH3>C(CH3)4,C正確。一般來說晶體的熔點:共價晶體>離子晶體>分子晶體,單晶硅、CsCl、干冰的熔點依次降低,D錯誤。
易錯分析
　　晶體的熔點一般是共價晶體>離子晶體>分子晶體;同類型晶體比較熔點高低時,共價晶體一般根據原子半徑大小判斷;分子晶體看范德華力和氫鍵;離子晶體看離子鍵強弱;金屬晶體看金屬鍵強弱。
2.答案　(1)④<②<①<③<⑤　(2)H2解析　(1)①NaCl屬于離子晶體,在常溫下是固體;②Na屬于熔點較低的金屬晶體,在常溫下是固體;③Si屬于共價晶體,在常溫下是固體;④CS2屬于分子晶體,在常溫下是液體;⑤金剛石屬于共價晶體,在常溫下是固體,碳原子的半徑小于硅原子,故金剛石的熔點高于晶體硅。在通常情況下,共價晶體的熔點高于離子晶體、離子晶體的熔點高于分子晶體。綜上所述,它們的熔點從低到高的順序為④<②<①<③<⑤。(2)H2屬于分子晶體,在常溫下是氣體;(NH4)2SO4屬于離子晶體,在常溫下是固體;SiC屬于共價晶體,在常溫下是固體;HF屬于分子晶體,其分子間可以形成氫鍵,在常溫下是氣體。在分子晶體中,一般相對分子質量越大,其熔點越高,存在分子間氫鍵的,其熔點較高。在通常情況下,共價晶體的熔點高于離子晶體、離子晶體的熔點高于分子晶體。因此,四種物質的熔點由低到高的順序是H23.B　反應生成了[Cu(NH3)4]SO4,c(Cu2+)減小,A錯誤;[Cu(NH3)4]SO4中配體為NH3,配位數為4,B正確;形成配合物后,氮原子沒有孤電子對,H—N—H鍵角會變大,C錯誤;[Cu(NH3)4]2+中Cu2+提供空軌道,D錯誤。
易錯分析
對配位鍵理解不透徹導致的常見錯誤
　　(1)忽視配位鍵屬于σ鍵,在計算配合物中σ鍵的數目時造成錯誤。
(2)忽視配位化合物中內界的離子不易電離,進行相關離子檢驗時造成錯誤。
(3)忽視配體在形成配位鍵后,孤電子對形成σ鍵后對微粒中鍵角的影響造成錯誤。
4.B　[Zn(CN)4]2-中由Zn2+提供空軌道,CN-提供孤電子對形成配位鍵,A正確;H2O分子中心原子O采用sp3雜化,有兩個孤電子對,鍵角為105°,HCHO分子中心原子C采用sp2雜化,鍵角約為120°,鍵角前者小于后者,B錯誤;CN-中碳原子電負性小,更容易給出孤電子對,則CN-和H2O與Zn2+的配位能力:CN->H2O,C正確;[Zn(CN)4]2-中含有4+4=8個σ鍵,[Zn(H2O)4]2+中含有4+4×2=12個σ鍵,σ鍵數目之比為2∶3,D正確。
5.D　一個Si原子周圍距離最近且相等的Mg原子有8個,Si原子的配位數為8,A正確;緊鄰的兩個鎂原子的距離是晶胞參數的一半,該距離為nm,B正確;緊鄰的兩個硅原子間的距離是面對角線長的一半,該距離為nm,C正確;該晶胞含有4個“Mg2Si”,晶體的密度為g·cm-3,D錯誤。
易錯分析
　　本題對晶胞結構分析不到位,會造成計算粒子間的距離時出現錯誤。根據晶胞結構分析,緊鄰的兩個鎂原子的距離是晶胞棱長的一半,緊鄰的兩個硅原子間的距離是面對角線長的一半。
6.答案　(1)4
(2)×107
解析　(1)根據晶胞結構可知,該晶胞中8個K+位于體內,[HfBr6]2-位于頂點和面心,含有[HfBr6]2-的個數為8×=4個,K+的配位數為4。
(2)一個晶胞的質量為g,設晶胞參數為anm,晶胞的體積為(a×10-7cm)3,則ρ=,解得a=×107,Hf—Hf最近距離等于面對角線長的一半,為×107nm。
思想方法練
1.D　根據題圖可知S2-位于立方體的頂點和面心,體心沒有,A錯誤;晶胞中S2-的個數為6×=4,化學式為Cu2S,則Cu+的個數為8,所以占據了8個四面體空隙,即全部的四面體空隙,B錯誤;CuS晶胞中Cu2+位于四面體空隙中,所以Cu2+的配位數為4,化學式為CuS,所以S2-配位數也為4,C錯誤;Cu2S晶胞的質量為g,晶胞的體積為a3pm3=a3×10-30cm3,所以密度為g·cm-3,D正確。
方法點津
　　根據晶胞中含有的粒子數確定晶胞的質量,再根據晶胞的體積求出晶體的密度。
2.B　該晶體由Mg2+、Al3+與通過離子鍵形成,為離子晶體,A正確;由題圖分析可知,1個A型晶格中有4個Mg2+在頂點,1個在體心,1個A中的Mg2+個數為1+4×,1個B型晶格中有4個Mg2+在頂點,1個B中的Mg2+個數為4×,則該晶胞中Mg2+個數為×4=8;1個A型晶格和1個B型晶格中均含有4個O2-,則個數為4×8=32,每個B型晶格中含有4個Al3+,Al3+的個數為4×4=16,該物質的化學式為MgAl2O4,B錯誤;由A型晶格結構可知每個Mg2+與4個O2-相鄰,其配位數為4,C正確;兩個Mg2+之間最近的距離是A型晶格結構中體心與頂點的距離,A型晶格的邊長為pm,體對角線長為pm,兩個Mg2+之間最近的距離是該晶格體對角線長的一半,即pm,D正確。
方法點津
　　利用建模思想進行分析,先根據A型小晶格和B型小晶格構成分析出尖晶石型晶體結構中兩個Mg2+之間最近的距離是A型晶格結構中體心與頂點的距離,據此分析解答D項。
3.D　LaCoO3中粒子數目La∶Co∶O=1∶1∶3,則面心位置的是O原子,故晶體中離O原子最近的O原子有8個,A正確;根據圖甲,從上方俯視,該晶胞的俯視圖與圖乙一致,B正確;1號原子的分數坐標為(0,0,0),3號原子的分數坐標為(1,1,1),則可推出2號原子的分數坐標為(),C正確;La、Co之間的最短距離是立方晶胞體對角線長的一半,即anm,D錯誤。
4.C　具有催化活性的是Ni,圖②中沒有Ni原子,則催化活性:①>②,A正確;鎳酸鑭電催化劑立方晶胞中La的數目為1,O的數目為12×=3,Ni的數目為8×=1,鎳酸鑭晶體的化學式為LaNiO3,B正確;La在晶胞體心,O在晶胞的棱心,則La周圍緊鄰的O有12個,C錯誤;由晶胞結構可知,La和Ni的最短距離為體對角線長的一半,為a,D正確。
5.B　該晶胞中,Ga的個數為8×=4,N的個數為4,則該物質的化學式為GaN,A正確;晶體結構中Ga位于頂點和面心,配位數為4,B錯誤;Ga原子與N原子之間的最短距離為體對角線長的,即apm,C正確;該晶體的密度為×1030g·cm-3,D正確。
6.D　根據題圖1可知,與In原子距離相等且最近的P原子有4個,故In的配位數是4,A正確;根據圖示可知,晶胞面對角線長的為a,則晶胞的邊長為a,B正確;晶胞中離B球最遠的灰球為左下角的灰球,坐標參數為(),C正確;晶胞中離In原子距離相等且最近的In原子數目為=12,D錯誤。
7.答案　(1)8　(1,×107　(3)Na3Li(BH4)4
解析　(1)以體心的B為研究對象,與之緊鄰且等距的Na+位于晶胞棱的棱心、晶胞中上面立方體左右面的面心、晶胞中下面立方體前后面的面心,與B緊鄰且等距的Na+有8個。標注為“1”的Na+在上面立方體右側面的面心,分數坐標為(1,)。
(2)晶胞中B的數目為1+8×=4,Na+的數目為6×,解得a=×107。
(3)若硼氫化鈉晶胞上下底面的面心處的Na+被Li+取代,得到的晶體的化學式為Na3Li(BH4)4。
方法點津
晶體中原子的分數坐標確定方法
　　(1)明確坐標原點位置及三維空間坐標方向;(2)分析已知坐標原子和待求坐標原子的相對位置;(3)確定待求坐標的原子與坐標原點的空間位置;(4)按(x、y、z)順序寫出待求原子的分數坐標。
8.答案　(1)6　12　(2)cm
解析　(1)由題圖可知,與體心F-距離最近且相等的Na+共有6個,與F-距離最近且相等的F-在同層、上下層各有4個,共12個。
(2)晶胞中Na+個數為8×=4、F-個數為12×+1=4,則晶體的摩爾體積Vm=m3·mol-1。
(3)晶胞中相距最近的兩個N原子之間的距離為晶胞面對角線長的一半。1個晶胞中含有4個N原子、4個Al原子,設晶胞邊長為acm,則晶體的密度ρg·cm-3=g·cm-3,解得a=,則相距最近的兩個N原子之間的距離為cm。
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