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
性質時出錯
1.下列物質性質遞變規律正確的是(　　)
A.Na、K、Cs的熔點依次升高
B.HCl、H2S、PH3的穩定性依次減弱
C.H2CO3、H2SiO3、H2SO4的酸性依次增強
D.單晶硅、CsCl、干冰的熔點依次升高
2.下列比較正確的是(　　)
A.化學鍵的鍵能由大到小:金剛石>碳化硅>硅
B.熔、沸點由高到低:氯化鈉>氧化鎂>金剛石>二氧化碳
C.硬度由大到小:C60>碳化硅>鐵>氯化鈉
D.共價鍵的極性由強到弱:H—I>H—Br>H—Cl
易錯點2　晶體結構判斷錯誤導致計算出錯
3.TiO2通過氮摻雜得到TiO2-aNb,結構如圖所示。已知原子1、2的分數坐標分別為(0,0,)、(1,0,0),設NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法錯誤的是　(　　)
A.原子3的分數坐標為(1,1,)
B.TiO2的密度為 g/cm3
C.TiO2-aNb晶體中a=
D.TiO2-aNb晶體中b=
4.有關晶體的結構如圖所示,下列說法中不正確的是(　　)
A.在NaCl晶體中,距Na+最近的Cl-有6個
B.上述氣態團簇分子的分子式為EF或FE
C.在CaF2晶體中,每個晶胞平均占有4個C
D.在金剛石晶體中,碳原子與碳碳鍵個數之比為1∶2
5.Mg2Si具有反螢石結構,其晶胞結構如圖所示,晶胞棱長為0.635 nm。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.Mg2Si晶體的密度為 g·cm-3
思想方法練
利用建模思想解答晶胞中的相關計算問題
方法概述
　　有關晶胞計算類試題,可以將晶胞中原子“質點”化,構成立體模型,根據模型確定晶胞結構,推算物質化學式,再進一步計算密度、微粒間的距離等。此類試題中常見的計算:
(1)化學式:利用“切割法”計算一個晶胞中所含組成微粒的個數。
(2)晶體的密度:ρ=。式中ρ為晶體的密度,V為一個晶胞的體積,M為構成晶胞微粒的摩爾質量,N為晶胞所含微粒個數,NA為阿伏加德羅常數。
(3)微粒間的距離:分析晶胞構成及晶胞幾何構型中各線性關系求算,若立方體晶胞的邊長是a,則面對角線長是a,體對角線長是a。
1.高壓不僅會引發物質的相變,還會導致新類型化學鍵的形成。如圖所示,M、N、P為Na與FeCl2在50 GPa~300
GPa的高壓下反應生成的不同晶體晶胞,下列說法錯誤的是(　　)
A.M、N、P晶體的化學式分別為NaCl3、Na2Cl、Na3Cl
B.晶胞M、N、P中所含Cl原子的個數之比為3∶1∶1
C.晶體M中與Na原子距離最近且等距的Cl原子有12個
D.1號原子的分數坐標為(,,)
2.(不定項)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+、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a pm,阿伏加德羅常數的值為NA。下列說法正確的是(　　)
圖1　　　　　　圖2
A.S2-是面心立方最密堆積
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-的配位數為8
D.Cu2S晶體的密度為 g·cm-3
3.鐵與鎂組成的儲氫合金的立方晶胞結構如圖所示。鐵原子位于頂點和面心的位置,鎂原子位于將晶胞平分為8個立方單位的體心位置。下列說法正確的是(　　)
A.鐵原子的配位數為4
B.a位置原子的分數坐標為(0.25,0.75,0.75)
C.鐵原子與鎂原子間最短距離為b nm
D.晶體儲氫時,H2在晶胞的體心和棱的中心位置。若儲氫后化學式為FeMg2H,則儲氫率為100%
4.Li、Fe、Se可形成新型超導材料,晶胞如圖所示(Fe原子均位于面上)。晶胞棱邊夾角均為90°,X的原子分數坐標為(0,1,),Y的原子分數坐標為(,,),設NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(　　)
已知:以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分數坐標。
A.基態Fe原子的核外電子排布式為[Ar]3d54s2
B.原子分數坐標為(,1,)的是Li原子
C.Se原子X與Se原子Y之間的距離為 nm
D.該晶體的密度為 g·cm-3
5.(不定項)(易錯題)氮與鋰形成的一種晶體,是由LixN平面層(如圖所示)和非密置層的Li交替排列形成的,LixN平面層的Li排列如石墨層中的C,N處于六元環的中心,非密置層的Li位于上下兩層的N連線的中點,且連線與平面層垂直。已知平面層Li與Li之間的距離為a nm,平面層之間的距離為b nm,a略小于0.5b,下列說法錯誤的是(　　)
A.每個N周圍等距且緊鄰的Li有8個
B.平面層LixN,x=2
C.可用X射線衍射測定晶體的結構
D.晶體的密度為×1022 g·cm-3
6.Cu是生活中常見的金屬元素,在材料、農業、醫藥等領域具有廣泛應用。回答下列問題:
(1)Cu位于周期表的　　　　區;從結構角度分析,比較Cu+與Cu2+的穩定性并說明原因　　　　　　　　 　　　　　　　　　。
(2)某氨基吡啶衍生物銅配合物X的結構簡式如圖所示。
X中Cu2+的配位數是　　　　,兩種配體分別為　　　　　　　。
CuFeS2晶體屬四方晶系,晶胞(如圖A)棱邊夾角均為90°。以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子的分數坐標。M點、N點原子的分數坐標分別為(0,0,0)、(,,)。圖B所示結構單元不能作為CuFeS2晶胞的原因是　　　
　　　　　　　　　　　　　　,X點硫原子的分數坐標為　　　　
　　,晶胞中四面體空隙的占有率為　　　　,晶胞中硫原子間的最短距離為　　　　pm。
答案與分層梯度式解析
本章復習提升
易混易錯練
1.B　堿金屬的熔點隨著電子層數的增多而降低,所以Na、K、Cs的熔點依次降低,A不正確;元素非金屬性越強,其簡單氫化物越穩定,所以HCl、H2S、PH3的穩定性依次減弱,B正確;元素非金屬性越強,其最高價氧化物對應水化物的酸性越強,所以H2SiO3、H2CO3、H2SO4的酸性依次增強,C不正確;一般來說,晶體的熔點:共價晶體>離子晶體>分子晶體,則單晶硅、CsCl、干冰的熔點依次降低,D不正確。
2.A　原子半徑:C碳化硅>硅,A正確;金剛石是共價晶體,氯化鈉和氧化鎂是離子晶體,二氧化碳是分子晶體,則熔、沸點由高到低:金剛石>氧化鎂>氯化鈉>二氧化碳,B錯誤;碳化硅是共價晶體,鐵是金屬晶體,氯化鈉是離子晶體,C60是分子晶體,則硬度由大到小:碳化硅>鐵>氯化鈉>C60,C錯誤;非金屬性:IH—Br>H—I,D錯誤。
易錯分析　離子晶體、共價晶體、金屬晶體的熔點均與所含化學鍵強弱有關;分子晶體的熔點與分子間作用力的大小有關。一般來說,晶體的熔點:共價晶體>離子晶體>分子晶體。
D　原子1、2的分數坐標分別為(0,0,)和(1,0,0),由TiO2的晶胞結構可知,原子3的分數坐標為(1,1,),A正確;TiO2晶胞中,Ti原子在晶胞的頂點、面上和體心,Ti原子的個數為4,O原子在棱上、面上和體內,O原子個數為8,則一個TiO2晶胞的質量為 g,體積為m2n×10-30 cm3,則TiO2晶體的密度為 g/cm3=
g/cm3,B正確;由TiO2-aNb晶體結構可知,氮摻雜后晶胞中出現3處氧空穴,O原子在棱上、面上和體內,O原子個數為6×+6×+1=
,N原子在棱上、面上,N原子個數為1×+1×=,Ti原子在頂點、面上、體內,Ti原子個數為8×+4×+1=4,Ti、O、N個數比為4∶∶=1∶∶,則TiO2-aNb晶體中2-a=,a=,b=,C正確,D錯誤。
易錯分析　(1)晶體結構分析不到位,造成晶胞中粒子個數計算錯誤。
pm、 nm與cm之間的單位換算錯誤造成結果錯誤。1pm=
10-12 m=10-10 cm,1 nm=10-9 m=10-7 cm。
4.B　在氯化鈉晶體中,距Na+最近的Cl-有6個,故A正確;1個題述氣態團簇分子中含有4個E原子和4個F原子,則該氣態團簇分子的分子式為E4F4或F4E4,故B錯誤;Ca2+位于晶胞的頂點和面心,數目為8×+6×=4,即每個晶胞平均占有4個Ca2+,故C正確;金剛石晶體中碳碳鍵被兩個碳原子共有,每個碳原子形成4個共價鍵,即平均1mol
C原子形成2 mol C—C鍵,碳原子與碳碳鍵個數之比為1∶2,故D正確。
易錯分析　離子晶體、共價晶體、分子晶體等按照“切割法”計算晶胞中微粒個數;氣態團簇分子按照組成分子的原子的個數書寫分子
式。
5.D　一個硅原子周圍距離最近且相等的鎂原子有8個,硅原子的配位數為8,A正確;緊鄰的兩個鎂原子的距離等于晶胞棱長的一半,為 nm,B正確;緊鄰的兩個硅原子間的距離等于面對角線長的一半,為 nm,C正確;該晶體的密度為 g·cm-3,D錯誤。
思想方法練
B　晶胞M中,Na位于頂點、體心,個數為8×+1=2,Cl位于面上,個數為2×6×=6,晶體的化學式為NaCl3;晶胞N中,Na位于棱心、體內、面心,個數為4×+2+2×=4,Cl位于棱上,個數為8×=2,晶體的化學式為Na2Cl;晶胞P中,Na位于棱心、體內,個數為4×+2
=3,Cl位于頂點,個數為8×=1,晶體的化學式為Na3Cl,A正確。由A項分析可知,M、N、P所含Cl原子的個數比為6∶2∶1,B錯誤。以體心Na原子為例,距離最近且等距的Cl原子位于6個面上,且每個面上都有2個,共有12個,C正確。由題圖可知,1號原子的分數坐標為(,,),D正確。
2.AD　根據題圖1可知,S2-位于立方體的頂點和面心,為面心立方最密堆積,故A正確;一個晶胞中S2-的個數為6×+8×=4,化學式為Cu2S,則一個晶胞中Cu+的個數為8,所以Cu+占據了8個四面體空隙,即全部的四面體空隙,故B錯誤;CuS晶胞中Cu2+位于四面體空隙中,Cu2+的配位數為4,所以S2-的配位數為4,故C錯誤;Cu2S晶胞的質量為 g= g,晶胞的體積為a3 pm3=a3×10-30 cm3,所以密度為 g·cm-3,故D正確。
3.B　由晶胞結構可知,與鐵原子距離最近且等距的鎂原子有8個,則鐵原子的配位數為8,A錯誤;將晶胞均分為8個小立方體,a位置鎂原子位于左上后側的小立方體的體心,原子的分數坐標為(0.25,
0.75,0.75),B正確;由晶胞結構可知,位于頂點的鐵原子與鎂原子間的最短距離為體對角線長度的,則鐵原子與鎂原子間最短距離為
b nm,C錯誤;晶胞中鐵原子個數為8×+6×=4,鎂原子個數為8,若儲氫率為100%,則H2個數為12×+1=4,化學式為FeMg2H2,故D錯誤。
方法點津　晶胞中原子的空間坐標確定方法
(1)明確坐標原點位置及三維空間坐標方向。
(2)確定待求坐標的原子與坐標原點的空間位置。
(3)按(x,y,z)順序寫出待求原子坐標。
4.C　Fe為26號元素,基態Fe原子的核外電子排布式為[Ar]3d64s2,A錯誤;由晶胞結構可知,原子分數坐標為(,1,)的原子是晶胞上部前方的Fe原子,B錯誤;Se原子X與Se原子Y間,沿x軸方向的距離為 nm,沿y軸方向的距離為 nm,沿z軸方向的距離為
nm,則X與Y原子間的距離為 nm,C正確;該晶胞中,Li原
子有8個位于頂點,1個位于體心,個數為8×+1=2,Fe有8個位于面上,個數為8×=4,Se原子有8個位于棱上,2個位于體內,個數為8×+2=4,晶胞的質量為 g= g,晶胞體積為a2b×
10-21 cm3,密度為 g·cm-3,D錯誤。
5.AD　平面層Li與Li之間的距離為a nm,N處于六元環中心,則平面層的6個Li到N的距離相等,距離為a nm,非密置層的Li位于上下兩層的N連線的中點,a略小于0.5b,則每個N周圍等距且緊鄰的Li有6個,A錯誤;LixN平面層的Li排列如石墨層中C,N處于六元環的中心,則N、Li的個數比為1∶2,即x=2,故B正確;可用X射線衍射測定晶體的結構,C正確;在Li形成的四棱柱單元中,N原子位于側棱心,個數為1,Li位于體內和頂點,個數為1+2=3,晶體密度為 g·cm-3=×1022 g·cm-3,D錯誤。
6.答案　(1)ds　穩定性:Cu+>Cu2+,Cu+的3d軌道為全充滿狀態,更穩定
(2)5　、CH3COO-
(3)不能采用“無隙并置”在晶體中重復出現　(,,)　50%　a
解析　(1)基態Cu原子的價電子排布式為3d104s1,位于周期表的ds區;基態銅原子失去1個電子形成Cu+,價電子排布式為3d10,3d軌道為穩定的全充滿結構,不易失去電子。
(2)由X的結構簡式可知,1個Cu2+與4個O和1個N形成配位鍵,Cu2+的配位數是5,兩種配體分別為、CH3COO-。
(3)N點位于晶胞體心,X點S原子位于題圖A上半個晶胞體對角線的的位置,根據M點、N點原子的分數坐標分別為(0,0,0)、(,,)可知,X點硫原子的分數坐標為(,,);根據晶胞結構可知,該晶胞中Cu和Fe形成了16個四面體空隙,其中8個四面體空隙填充了S,即晶胞中四面體空隙的占有率為50%;晶胞中硫原子間的最短距離為晶胞底面對角線長度的一半,為 pm=a pm。
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