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高三化学

高三化学教案:晶体的类型和性质

来源:学大教育题库资源网 日期:2013年03月23

    1.四种基本晶体类型

    分类

    晶体质点间作用力

    物理性质

    熔化时的变化

    代表物

    离子晶体

    原子晶体

    分子晶体

    金属晶体

    混合型晶体

    要求:

    物理性质应从熔、沸点、硬度、导电性等方面展开并回答。

    熔化时的变化应从化学键或分子间作用力的破坏,以及破坏后成为的粒子来回答。

    代表物应从物质的分类来回答,不能回答一些具体的物质。

    2.四种基本晶体类型的判断方法

    (1)从概念,物质分类上看,由__________组成,通过_________和_________强烈相互作用而形成的晶体为金属晶体。

    构成晶体质点为_________,这些质点间通过_________间作用力,而形成的晶体为分子晶体。共价化合物一般为_________晶体,但SiO2、SiC为_________晶体;离子化合物一定为_________晶体

    (2)由晶体的物理性质来看

    ①根据导电性,一般地:熔融或固态时都不导电的是_________晶体或_________晶体,熔融或固态都能导电的为_________晶体;固态时不导电,熔化或溶于水时能导电的一般为 _________晶体;液态、固态、熔融都不能导电,但溶于水后能导电的晶体是_________晶体。一种称为过渡型或混合型晶体是_________,该晶体_________导电

    ②根据机械性能:具有高硬度,质脆的为_________晶体,较硬且脆的为_________晶体,硬度较差但较脆的为 _________晶体,有延展性的为_________晶体。

    ③根据熔、沸点:_________晶体与_________晶体高于 _________晶体。_________晶体熔沸点有的高,有的低。

    3.典型晶体的粒子数

    物质

    晶型

    重复单位几何形状

    粒子数

    NaCl

    每个Cl- 周围与它最近等距的Na+有______个

    CsCl

    立方体

    每个Cs+(Cl-)等距的Cl-(Cs+)有______个

    金刚石

    最小环上有______个C原子

    石墨

    每个六边形独占______个C原子

    SiO2

    硅氧四面体

    最小环上有______个原子

    干冰CO2

    面心立方

    等距相邻有______个CO2分子

    4.四种晶体熔、沸点对比规律

    ①离子晶体:结构相似且化学式中各离子个数比相同的离子晶体中,离子半径小(或阴、阳离子半径之和越小的),键能越强的熔、沸点就越高。如NaCl、 NaBr、Nal;NaCl、KCl、RbCl等的熔、沸点依次降低。

    离子所带电荷大的熔点较高。如:MgO熔点高于 NaCl

    ②分子晶体:在组成结构均相似的分子晶体中,式量大的分子间作用力就大熔点也高。如:F2、Cl2、 Br2、I2和HCl、HBr、HI等均随式量增大。熔、沸点升高。但结构相似的分子晶体,有氢键存在熔、沸点较高。

    ③原子晶体:在原子晶体中,只要成键原子半径小,键能大的,熔点就高。如金刚石、金刚砂(碳化硅)、晶体硅的熔、沸点逐渐降低。

    ④金属晶体:在元素周期表中,主族数越大,金属原子半径越小,其熔、沸点也就越高。如ⅢA的Al, ⅡA的Mg,IA的Na,熔、沸点就依次降低。而在同一主族中,金属原子半径越小的,其熔沸点越高。

    第一单元测试

    一、选择题

    1.含有非极性键的离子化合物是 ( )

    A.C2H2 B.Na2O2

    C.(NH4)2S D.CaC2

    2.下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是 ( )

    A.金刚石,晶体硅,二氧化硅,碳化硅

    B.Cl4>CBr4>CCl4>CH4

    C.MgO>H20>02>N2

    D.金刚石>生铁>纯铁>钠

    3.有下列两组命题

    A组

    B组

    Ⅰ.H—I键键能大于H—Cl键键能

    ①HI比HCI稳定

    Ⅱ.H—I键键能小于H—C1键键能

    ②HCl比HI稳定

    Ⅲ.HI分子间作用力大于HCl分子间作用力

    ③HI沸点比HCl高

    Ⅳ.HI分子间作用力小于HCl分子间作用力

    ④HI沸点比HCl低

    B组中命题正确,且能用A组命题加以正确解释的是

    A.Ⅰ① B.Ⅱ②

    C.Ⅲ③ D.Ⅳ④

    4.据报道,科研人员应用电子计算机模拟出类似C60的物质N60,试推测出该物质不可能具有的性质是

    A.N60易溶于水

    B.稳定性,N60

    C.等物质的量分解吸收的热量N60>N2

    D.熔点N60

    5.下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数)( )

    A.124 g P4含有p—P键的个数为4NA

    B.12 g石墨中含有C—C键的个数为1.5NA

    C.12 g金刚石中含有C—C键的个数为2NA

    D.60gSi02中含Si—O键的个数为2NA
    6.某固体仅由一种元素组成,其密度为5g·cm-3。用 x射线研究该固体的结构表明:在棱长为1×10-7cm的立方体中含有20个原子,则此元素的相对原子质量最接近 ( )

    A.32 B.65 C.120 D.150

    7.下列每组物质发生状态变化所克服的粒子间的相

    互作用属于同种类型的是 ( )

    A,食盐和蔗糖熔化

    B.钠和硫熔化

    C.碘和干冰升华

    D.二氧化硅和氧化钠熔化

    8,下列化学式能真实表示物质分子组成的是( )

    A.NaOH B.S03

    C.CsCl D.Si02

    9.关于晶体的下列说法正确的是 ( )

    A.只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体

    B.离子晶体中一定含金属阳离子

    C.在共价化合物分子中各原子都形成8电子结构

    D.分子晶体的熔点不一定比金属晶钵熔点低

    10.由钠和氧组成的某种离子晶体中阴离子只有02-

    和O22-(过氧离子)。在此晶体中氧元素和钠元质量之比是48:92,其中O2-和O22-的物质的量之比为 ( )

    A 2:1 B 1:1 C 1:2 D 1:3

    11.下列数据是对应物质的熔点( )

    Na2O

    NaCl

    AlF3

    AlCl3

    920

    801

    1291

    190

    BCl3

    Al2O3

    CO2

    SiO2

    -107

    2073

    -57

    1723

    据此做出的下列判断中错误的是

    A.铝的化合物的晶体中有的是离子晶体

    B.表中只有BCl3和干冰是分子晶体

    C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体

    D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体

    12.非整数比化合物Fe0.95O具有NaCl晶体结构,由于n(Fe)∶n(O)<1,所以晶体结构存在缺陷,在Fe0.95O中+3价Fe总铁量的 ( )

    A.10% B.85%

    C.10.5% D.89.5%

    13,在40GPa高压下,用激光器加热到1 800 K时,人们成功制得了原子晶体干冰,下列推断正确的是

    A.原子晶体干冰有很高的熔、沸点,有很大的硬度

    B.原子晶体干冰易气化,可用作致冷剂

    C.原子晶体干冰硬度大,可用于耐磨材料

    D.每摩原子晶体干冰中含2mol C—O键

    14.已知NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol-1,食盐晶体的密度为ρg·cm-3,若下图中Na+与最邻近的Cl-的核间距离为a cm,那么阿伏加德罗常数的值可表示为 ( )

    A. B. C. D.

    15.下列叙途中肯定正确的是 ( )

    A.在离子晶体中不可能存在非极性键

    B.在共价化合物的分子晶体中不可能存在离子键

    C.全由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物

    D.直接由原子构成的晶体一定是原子晶体

    16.参考14题图,若已知晶体中最近的Na+与C1-核间距离为a cm,氯化钠的式量为M;NA为阿伏加德罗常数,则NaCl晶体的密度(单位:g·cm-3)

    A. B. C. D.

    17.组成晶体的质点(分子、原子、离子)以确定的位置在空间作有规则排列,具有一定几何形状的空间格子,称为晶格,晶格中能代表晶体结构特征的最小重复单位称为晶胞。在冰晶

    石(Na3AlF6)晶胞

    中,AlF63-占据的位置相当于NaCl晶胞中C1-占据的位置,则冰晶石晶胞中含有的原子数与食盐晶胞中含有的原子数之比为 ( )

    A.2:1 B.3:2

    C.5:2 D.5:1

    18.下列各项所述的数字不是6的是 ( )

    A.在NaCl晶体中,与一个Na+最近的且距离相等的Cl-的个数

    B.在金刚石晶体中,最小的环上的碳原子个数

    C.在二氧化硅晶体中,最小的环上的原子个数

    D.在石墨晶体的片层结构中,最小的环上的碳原子个数

    19.最近发现一种由钛(Ti)原子和碳原子构成的气态团簇分子,分子模型如右图所示,顶角和面心的原子是钛原子,棱的中心和体心的原子是碳原子,它的化学式是 ( )

    A.TiC B.Ti2C3

    C.Ti14C13 D.Ti4C7

    20.科学家最近又发现了一种新能源——“可燃冰”它的主要成分是甲烷与水分子的结晶水合物(CH4·nH20)。其形成:埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中,厌氧性细菌把有机质分解,最后形成石油和天然气(石油气),其中许多天然气被包进水分子中,在海底的低温与高压下形成了类似冰的透明晶体,这就是“可燃冰”。又知甲烷同C02一样也是温室气体。这种可燃冰的晶体类型是 ( )

    A.离子晶体 B.分子晶体

    C.原子晶体 D.金属晶体

    二、填空题

    21.(1)石英晶体的平面示意图如下图所示,实际上是立体网状结构,其中硅氧原子个数比为_______________________

    (2)SiO44-离子结构可用图表示 ,在聚硅酸根离子Si2O76-中只有硅氧键,它的结构应是_____________

    22.金晶体是面心立方体,立方体的每个面5个金原子紧密堆砌(如图其余各面省略),金原子半径为1.44×10-10 m,求

    (1)金晶体中最小的一个立方体含有__________个金属原子。

    (2)金的密度为_________g·cm-3。

    23.随着科学技术的发展,测定阿伏加德罗常数的手段越来越多,测定精确度也越来越高。现有一简单可行的测定方法,具体步骤如下:①将固体食盐研细,干燥后,准确称取m g NaCl固体并转移到定容仪器A中 ②用滴定管向仪器A中加苯,并不断振荡,继续加苯至A仪器的刻度线,计算出NaCl固体的体积为V mL回答下列问题:

    (1)步骤①中A仪器最好用 _____________(填仪器名称) (2)能否用胶头滴管代替步骤②中的滴定管?其原因是__________________________

    (3)能否用水代替苯_____________理由是__________________________

    (4)已知NaCl晶胞的结构如图所示,经X射线衍射测得晶胞中最邻近的Na+和C1-平均距离为acm,则利用上述方法测得的阿伏加德罗常数的表达式为NA=_____________。

    (5)纳米材料的表面原子占总原子数的比例极大,这是它具有许多特殊性质的原因,假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好等于氯化钠晶胞的大小和形状,则这种纳米颗粒的表面原子占总原子数的百分比为_____________。

    研究离子晶体,常考察以一个离子为中心时,其周围不同距离的离子对它的吸引或排斥的静电作用力。设氯化钠晶体中钠离子跟离它最近的氯离子之间的距离为d,以钠离子为中心,则:

    (1)第二层离子有 _____________个,离中心离子的距离为_____________,它们是_____________离子。 (2)已知在晶体中Na+离子的半径为116p m,C1-离子的半径为167p m,它们在晶体中是紧密接触的。求离子占据整个晶体空间的百分数。

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