2024-2025学年高中化学第3章章末复习课教案新人教版选修3

PAGE5-章末复习课晶体组成与晶胞的计算1.均摊法确定晶胞的化学组成(1)方法晶胞中随意位置上的一个原子假如是被n个晶胞所共有，那么每个原子对这个晶胞的贡献就是eq\f(1,n)。(2)类型①长方体(或正方体)晶胞②非长方体(或非正方体)晶胞该类晶胞中粒子对晶胞的贡献视详细状况而定：a.石墨晶胞中每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为eq\f(1,3)。b．正三棱柱形晶胞2．依据晶胞的结构特点和有关数据，求算晶体的密度或晶胞的体积或晶胞参数a(晶胞边长)(1)关系式：ρ＝eq\f(NM,VNA)(V表示晶胞体积，ρ表示晶体的密度，NA表示阿伏加德罗常数，N表示一个晶胞实际含有的微粒数，M表示微粒的摩尔质量)。(2)计算模式eq\O(\A\AL(晶体的,密度))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(求一个晶胞的质量\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(一个晶胞中微粒数目,摩尔质量,阿伏加德罗常数)),求一个晶胞的体积——晶胞边长或微粒半径))1．氧与钠所形成的一种离子化合物Na2O晶体的晶胞如下图所示，则图中黑球代表的离子是________(填离子符号)。[解析]由“均摊法”可知晶胞中白球有4个，黑球有8个，由化学式Na2O知黑球代表钠离子。[答案]Na＋2．晶胞参数是用来描述晶胞的大小和形态的。已知Ge单晶的晶胞与金刚石相像，其参数a＝565.76pm，则其密度为________g·cm－3(列出计算式即可)。[解析]每个晶胞中含有锗原子8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8(个)，每个晶胞的质量为eq\f(8×73g·mol－1,NA)，晶胞的体积为(565.76×10－10cm)3，所以晶胞的密度为eq\f(8×73g·mol－1,NA×565.76×10－10cm3)。[答案]eq\f(8×73,6.02×565.763)×1073．GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·cm－3，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MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半径分别为rGapm和rAspm，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________。[解析]GaAs的熔点为1238℃，其熔点较高，据此推知GaAs为原子晶体，Ga与As原子之间以共价键键合。分析GaAs的晶胞结构，4个Ga原子处于晶胞体内，8个As原子处于晶胞的顶点、6个As原子处于晶胞的面心，结合“均摊法”计算可知，每个晶胞中含有4个Ga原子，含有As原子个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(个)，Ga和As的原子半径分别为rGapm＝rGa×10－10cm，rAspm＝rAs×10－10cm，则原子的总体积为V原子＝4×eq\f(4,3)π×[(rGa×10－10cm)3＋(rAs×10－10cm)3]＝eq\f(16π,3)×10－30(req\o\al(3,Ga)＋req\o\al(3,As))cm3。又知Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol－1和MAsg·mol－1，晶胞的密度为ρg·cm－3，则晶胞的体积为V晶胞＝4(MGa＋MAs)/ρNAcm3，故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为eq\f(V原子,V晶胞)×100%＝eq\f(\f(16π,3)×10－30r\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As)cm3,\f(4MGa＋MAs,ρNA)cm3)×100%＝eq\f(4π10－30×NAρr\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As),3MGa＋MAs)×100%。[答案]原子晶体共价eq\f(4π10－30×NAρr\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As),3MGa＋MAs)×100%晶体熔、沸点的比较方法1.在相同条件下，不同状态的物质的熔、沸点凹凸的一般规律是固体>液体>气体。例如：NaBr(固)>Br2>HBr(气)。2．不同类型晶体的熔、沸点的比较规律一般来说，不同类型晶体的熔、沸点的凹凸依次为原子晶体>离子晶体>分子晶体。例如：金刚石>食盐>干冰。而金属晶体的熔、沸点凹凸悬殊较大，如镁和汞。3．同种类型晶体的比较规律(1)原子晶体：熔、沸点的凹凸取决于共价键的键长和键能。键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质熔、沸点越高，反之越低。例如：晶体硅、金刚石和碳化硅三种晶体中，因键长C—C<C—Si<Si—Si，所以熔、沸点由高到低为金刚石>碳化硅>晶体硅。(2)离子晶体：熔、沸点的凹凸，取决于离子键的强弱。一般来说，离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键就越强，熔、沸点就越高，反之越低。例如：MgO>CaO，NaF>NaCl＞NaBr＞NaI，KF＞KCl>KBr>KI，CaO＞KCl。(3)金属晶体：金属晶体中金属阳离子所带电荷越多，半径越小，金属阳离子与自由电子静电作用越强，金属键越强，熔、沸点越高，反之越低。例如：Na<Mg<Al，Li>Na>K。合金的熔、沸点一般比它各组分纯金属的熔、沸点低。如铝硅合金<纯铝(或纯硅)。(4)分子晶体：熔、沸点的凹凸，取决于分子间作用力的大小。分子晶体分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高，反之越低。(含有氢键的分子晶体，熔、沸点反常的高)例如：H2O>H2Te>H2Se>H2S，C2H5OH>CH3—O—CH3。①组成和结构相像的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，物质的熔、沸点越高。例如：CH4＜SiH4<GeH4<SnH4。②组成和结构不相像的物质(相对分子质量相近)，分子极性越大，其熔、沸点就越高。例如：熔、沸点CO>N2，CH3OH>CH3—CH3。③在高级脂肪酸形成的油脂中，不饱和程度越大，熔、沸点越低。例如：C17H35COOH(硬脂酸)>C17H33COOH(油酸)。④烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随着分子里碳原子数增加，熔、沸点上升。例如：C2H6>CH4，C2H5Cl>CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。⑤同分异构体：链烃及其衍生物的同分异构体随着支链增多，熔、沸点降低。例如：CH3(CH2)3CH3(正)>CH3CH2CH(CH3)2(异)>(CH3)4C4．下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是()A．O2、I2、HgB．Si、SiC、金刚石C．H2O、H2S、H2SeD．NaCl、KCl、CsClB[A项，Hg的熔点比I2低；B项，键能：C—C>C—Si>Si—Si，熔点Si<SiC<金刚石，正确；C项，H2O分子间有氢键，沸点最高，错误；D项，Na＋、K＋、Cs＋的半径依次增大，晶格能渐渐减小，熔点渐渐降低，错误。]5．(1)GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其缘由是____________________________。(2)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其改变规律及缘由__________。GeCl4GeBr4GeI4熔点/℃－49.526146沸点/℃83.1186约400[答案](1)GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体(2)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。缘由是分子结构相像，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力渐渐增加6．(1)K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，缘由是______________________。(2)下图为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高许多，主要缘由为__________________。(3)NaF的熔点________(填“＞”“＝”或“＜”)的熔点，其缘