2019版高中化学 第3章 物质的聚集状态与物质性质章末重难点专题突破学案 鲁科版选修3.doc

1第第 3 3 章章 物质的聚集状态与物质性质物质的聚集状态与物质性质章末重难点专题突破章末重难点专题突破学习目标定位 1.能根据晶体的组成、结构和物理性质判断晶体类型。2.了解晶体熔、沸点的变化规律，理解晶体性质与结构之间的关系。3.能利用均摊法进行晶胞的分析和计算。一、晶体类型的判断例 1 (2017·北京四中高二期中)(1)判断下列晶体类型。SiI4：熔点为 120.5 ，沸点为 271.5 ，易水解，为_。硼：熔点为 2 300 ，沸点为 2 550 ，硬度大，为_。硒：熔点为 217 ，沸点为 685 ，溶于氯仿，为_。锑：熔点为 630.74 ，沸点为 1 750 ，可导电，为_。(2)三氯化铁常温下为固体，熔点为 282 ，沸点为 315 ，在 300 以上易升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为_(填晶体类型)。答案 (1)分子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体 (2)分子晶体解析 (1)SiI4为低熔点化合物，为分子晶体；晶体硼熔点高，硬度大，是典型的原子晶体；硒熔、沸点低，易溶于 CHCl3，为分子晶体；锑可导电，为金属晶体。(2)FeCl3熔、沸点低，易溶于水及有机溶剂，应为分子晶体。二、晶体熔、沸点的比较例 2 下列各组物质的沸点按由低到高的顺序排列的是( )ANH3、CH4、NaCl、NaBH2O、H2S、MgSO4、SO2CCH4、H2O、NaCl、SiO2DLi、Na、K、Rb、Cs答案 C解析 C 项中 SiO2是原子晶体，NaCl 是离子晶体，CH4、H2O 都是分子晶体，且常温下水为液态，CH4是气态。方法规律比较不同晶体熔、沸点的基本思路首先看物质的状态，一般情况下是固体液体气体；二是看物质所属类型，一般是原子晶2体离子晶体分子晶体(注意：不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体硅)，结构类型相同时再根据相应规律进行判断。同类晶体熔、沸点比较思路：原子晶体共价键键能键长原子半径；分子晶体分子间作用力相对分子质量；离子晶体离子键强弱离子所带电荷数、离子半径。三、四种类型的结构与性质的对比例 3 下列有关晶体的说法正确的是( )A晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B原子晶体中共价键越强，熔点越高C冰融化时水分子中共价键发生断裂D氯化钠熔化时离子键未被破坏答案 B解析 分子的稳定性由分子内共价键的强弱决定，而与分子间作用力的大小无关，A 项错误；原子晶体中只存在共价键，共价键越强，破坏共价键所需的能量越多，熔点越高，B 项正确；冰在融化时克服的是氢键和范德华力，水分子内部共价键并没有断裂，C 项错误；氯化钠熔化时，离子间的距离变大，离子键被破坏，D 项错误。四、晶胞分析及化学式的确定例 4 镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表、由荷兰菲利浦实验室首先研制出来。它的最大优点是容易活化。其晶胞结构如图所示：则它的化学式为( )ALaNi2 BLa2Ni3CLa2Ni5 DLaNi5答案 D解析 根据晶胞结构图可知，面心上的原子为 2 个晶胞所共有，顶点上的原子为 6 个晶胞所共有，内部的原子为整个晶胞所有，所以晶胞中 La 原子个数为 3，Ni 原子个数为 15，则镧系合金的化学式为 LaNi5。易误警示(1)晶胞中关于粒子个数的计算，关键是分析晶胞中任意位置的一个粒子被几个晶胞共有。对于由独立原子构成的分子则不能用均摊法。(2)在使用均摊法计算晶胞中的微粒个数时，3要注意晶胞的形状。不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有。如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心上的微粒依次被 6、3、4、2 个晶胞所共有。五、有关晶胞密度的计算例 5 (1)Cu 的一种氯化物晶胞结构如图所示(黑球表示铜原子，白球表示氯原子)，该氯化物的化学式是_。若该晶体的密度为 g·cm3，以NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的边长a_ nm。(2)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(如图)，已知该晶体的密度为 9.00 g·cm3，Cu 的原子半径为_ cm(阿伏加德罗常数的值为NA，只要求列式表示)。(3)一种铜金合金晶胞如图所示(Au 原子位于顶点，Cu 原子位于面心)，则该合金中 Au 原子与 Cu 原子个数之比为_，若该晶胞的边长为a pm，则合金的密度为_ g·cm3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA)。答案 (1)CuCl 33.98 × 1023 NA(2)×2434 × 64 9.00 ×NA(3)13 19764 × 3 × 1030a3NA解析 (1)晶胞中铜原子的个数是 4，氯原子的个数是 8× 6× 4，所以该氯化物的化学1 81 2式为 CuCl。根据mV可知(a×107 cm)3× g·cm3×99.5 g·mol1，4 NA mol14解得a nm。33.98 × 1023 NA(2)Cu 的晶胞为面心立方最密堆积，根据晶胞的结构图可知，晶胞中含有铜原子数为8× 6× 4，设晶胞的边长为a cm，则a3 cm3× g·cm3×NA mol14×64 1 81 2g·mol1，所以a，Cu 的原子半径为× cm。34 × 64 NA2434 × 64 9.00 ×NA(3)在晶胞中，Au 原子位于顶点，Cu 原子位于面心，该晶胞中 Au 原子个数为 8× 1，Cu1 8原子个数为 6× 3，所以该合金中 Au 原子与 Cu 原子个数之比为 13，晶胞体积1 2V(a×1010 cm)3，每个晶胞中铜原子个数是 3、Au 原子个数是 1，则 19764 × 3 NAa× 10103g·cm3 g·cm3。19764 × 3 × 1030a3NA方法规律(1)晶体密度的求解过程：确定晶胞中微粒数(设为N个)求该微粒的物质的量(N/NA)用物质的量乘以摩尔质量得到晶胞的质量晶胞的质量除以晶胞的体积得到密度。(2)在计算晶胞密度时，一定注意单位之间的换算，一般情况下边长的单位是 pm，而密度的单位是 g·cm3，没有进行单位换算或没有正确进行换算(即 1 pm1010 cm)，则会导致错误。六、晶胞中原子空间占有率的计算例 6 GaAs 的熔点为 1 238 ，密度为 g·cm3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_，Ga 与 As 以_键键合。Ga 和 As 的摩尔质量分别为MGa g·mol1和MAs g·mol1，原子半径分别为rGa pm 和rAs pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则 GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。答案 原子晶体 共价 ×100%4 × 1030NAr3 Gar3 As3MGaMAs解析 根据晶胞结构示意图可以看出，As 原子与 Ga 原子形成了空间网状结构的晶体，结合GaAs 的熔点知 GaAs 是原子晶体。首先用均摊法计算出 1 个晶胞中含有 As 原子的个数为 8×56× 4，再通过观察可知 1 个晶胞中含有 4 个 Ga 原子。4 个 As 原子和 4 个 Ga 原子的1 81 2总体积V14×( ×1030×r ×1030×r)cm3；1 个晶胞的质量为 4 个 As 原子4 33 As4 33 Ga和 4 个 Ga 原子的质量之和，即() g，所以 1 个晶胞的体积V2(MAsMGa) 4MAs NA4MGa NA4 NAcm3。最后由×100%即得晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率。V1 V2易错警示计算时，若没有注意到 1 个晶胞中含有 4 个“GaAs” ，则会错误地按照含 1 个“GaAs”进 行计算；若没有注意到所给原子半径的单位是 pm，没有进行单位换算或没有正确进行换算 (1 pm1010 cm)，则会导致计算错误。