新课标地区专用2024年高中化学第3章第一节晶体的常识讲义+精练含解析新人教版选修3

PAGE19-第一节晶体的常识学业要求素养对接1.能说出晶体与非晶体的区分。2.能结合实例描述晶体中微粒排列的周期性规律。3.相识简洁的晶胞。微观探析：晶体与非晶体的区分。模型认知：晶胞的推断与相关计算。[知识梳理]一、晶体1.晶体与非晶体的本质差异自范性微观结构晶体有原子在三维空间里呈周期性有序排列非晶体无原子排列相对无序2.获得晶体的三条途径(1)熔融态物质凝固。(2)气态物质冷却不经液态干脆凝固(凝华)。(3)溶质从溶液中析出。3.晶体的特点(1)自范性：①定义：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。②形成条件：晶体生长的速率适当。③本质缘由：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。(2)各向异性：某些物理性质经常会表现出各向异性。(3)晶体有固定的熔点。(4)外形和内部质点排列的高度有序性。【自主思索】1.区分晶体与非晶体的最牢靠的方法是什么？提示最牢靠的方法是对固体进行X­射线衍射试验。二、晶胞1.概念晶胞是描述晶体结构的基本单元。2.结构习惯采纳的晶胞都是平行六面体，晶体是由多数晶胞“无隙并置”而成。(1)“无隙”：相邻晶胞之间没有任何间隙。(2)“并置”：全部晶胞都是平行排列的，取向相同。(3)全部晶胞的形态及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。3.晶胞中微粒数目的计算(1)平行六面体(立方体形)晶胞中微粒数目的计算。①晶胞的顶角原子是8个晶胞共用；②晶胞棱上的原子是4个晶胞共用；③晶胞面上的原子是2个晶胞共用。如金属铜的一个晶胞(如图所示)均摊到的原子数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。(2)几种晶胞中原子数目的确定。结合下图，钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为2、2、8、8。【自主思索】2.晶胞是否全是平行六面体？提示不肯定，如有的晶胞呈六棱柱形。3.由晶胞构成的晶体，其化学式是否表示一个分子中原子的数目？提示不表示，只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。[自我检测]1.推断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。(1)有规则几何外形的固体就是晶体。()(2)熔融态的晶体冷却凝固，得到的固体不肯定呈规则的几何外形。()(3)晶胞都是平行六面体。()(4)晶胞是晶体的最小重复单元。()(5)不同的晶体中晶胞的大小和形态都相同。()(6)晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞。()(7)已知晶胞的组成也无法推知晶体的组成。()(8)同一物质可能是晶体，也可能是无定形体。()(9)区分晶体和非晶体最牢靠的科学方法是确定有没有固定熔点。()(10)雪花是水蒸气凝华得到的晶体。()(11)溶质从溶液中析出可以得到晶体。()答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×(7)×(8)√(9)×(10)√(11)√2.关于晶体的自范性，下列叙述正确的是()A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体B.缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中渐渐变为完备的立方体晶块C.圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性D.由玻璃制成规则的玻璃球，体现了晶体的自范性解析晶体的自范性指的是在相宜条件下，晶体能够自发呈现规则的几何外形的性质。A选项所述过程不行能实现；C选项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的，而是受容器的限制形成的；D选项中玻璃属于非晶体；氯化钠属于晶体，从饱和溶液中析出是形成晶体的途径之一，其发生的缘由是晶体的自范性，故B选项正确。答案B3.整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。对这句话的理解错误的是()A.相邻晶胞之间没有任何间隙B.晶体是晶胞简洁、随意积累而成C.晶胞排列时，取向相同D.“并置”是指全部晶胞都是平行排列的解析晶体并不是晶胞简洁、随意积累而成，而是晶胞平行排列而成的，且相邻晶胞之间没有任何间隙。答案B学习任务一晶体与非晶体【合作沟通】如图是某固体的微观结构示意图1.区分晶体与非晶体的最牢靠的科学方法是什么？试依据示意图推断固体Ⅰ、Ⅱ的类型。提示最牢靠的科学方法是对固体进行X­射线衍射试验。依据结构图可知，Ⅰ中微粒呈周期性有序排列，为晶体；Ⅱ中微粒排列不规则为非晶体。2.将固体Ⅰ、Ⅱ分别加热至熔化，各有什么现象发生？该现象能说明晶体、非晶体的哪种性质？提示加热晶体Ⅰ，温度达到熔点时晶体Ⅰ起先熔化，在全部熔化以前，接着加热，温度基本保持不变，完全熔化后，温度才起先上升，所以晶体有固定的熔点。加热非晶体Ⅱ时，温度上升到某一程度后非晶体Ⅱ起先软化，流淌性增加，最终变为液体。从软化到完全熔化，中间经过较大的温度范围，所以非晶体无固定的熔点。3.有规则的几何外形的固体肯定是晶体吗？提示有规则几何外形或美观、对称外形的固体不肯定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。4.有固定组成的物质肯定是晶体吗？提示具有固定组成的物质也不肯定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成，如无定形SiO2。【点拨提升】1.晶体与非晶体的比较晶体非晶体微观结构特征粒子周期性有序排列粒子排列相对无序性质特征自范性有无熔点固定不固定各向异性有无鉴别方法间接方法看是否具有固定的熔点或依据某些物理性质的各向异性科学方法对固体进行X­射线衍射试验举例NaCl、I2、SiO2、Na晶体等玻璃、橡胶等2.晶体呈现自范性的条件晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快时，经常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。如玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶是SiO2热液缓慢冷却形成的。【例1】下列关于晶体的性质叙述中，不正确的是()A.晶体的自范性指的是在相宜条件下晶体能够自发地呈现封闭规则的多面体几何外形B.晶体的各向异性和对称性是冲突的C.晶体的对称性是微观粒子按肯定规律做周期性重复排列的必定结果D.晶体的各向异性干脆取决于微观粒子的排列具有特定的方向性解析晶体的各向异性取决于微观粒子的排列具有特定的方向性，而对称性是微观粒子按肯定规律做周期性重复排列的必定结果，B项的说法错误。答案B晶体在不同方向上物质微粒的排列状况不同，晶体的对称性是微观粒子按肯定规律做周期性重复排列的必定结果。【变式训练】1.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是()A.晶体肯定比非晶体的熔点高B.晶体有自范性但排列无序C.非晶体无自范性而且排列无序D.固体SiO2肯定是晶体解析晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，A项错误；晶体有自范性且排列有序，非晶体无自范性而且排列无序，故B项错误，C项正确；晶体形成也须要肯定条件，当条件不具备时，不肯定形成晶体，如熔融态SiO2快速冷却形成的固体SiO2就不是晶体，故D项错误。答案C2.下列途径不能得到晶体的是()A.熔融态SiO2快速冷却B.熔融态SiO2缓慢冷却C.FeCl3蒸气冷凝D.CuSO4饱和溶液蒸发浓缩后冷却解析晶体呈现自范性是须要肯定条件的，即晶体生长的速率要适当。熔融态物质快速冷却时不能得到晶体，如熔融态SiO2快速冷却得到看不到晶体外形的玛瑙，热液缓慢冷却则形成水晶。FeCl3、AlCl3等固体均易升华，其蒸气凝华则得到晶体。D项析出胆矾晶体(CuSO4·5H2O)。答案A3.下列关于晶体的说法正确的是()A.将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体不是晶体B.假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品C.石蜡和玻璃都是非晶体，但它们都有固定的熔点D.蓝宝石在不同方向上的硬度肯定相同解析选项A，将饱和CuSO4溶液降温可析出胆矾，胆矾属于晶体。选项B，宝石的硬度较大，玻璃制品的硬度较小，可以依据有无划痕来鉴别。选项C，非晶体没有固定熔点。选项D，晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有些差异。答案B4.下列物质中，属于晶体的是________(填序号)。A.橡胶 B.玻璃C.食盐 D.水晶E.塑料 F.胆矾G.陶瓷解析固体有晶体和非晶体之分。晶体是内部微粒(原子、离子或分子)在空间按肯定规律做周期性重复排列构成的固体物质，食盐、冰、水晶、大部分矿石等都是晶体；非晶体是内部微粒的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体物质，如玻璃、橡胶等都是非晶体。答案CDF学习任务二晶胞【合作沟通】现有甲、乙、丙(如图所示)三种晶体的晶胞(甲中X处于晶胞的中心，乙中A处于晶胞的中心)。1.甲晶体中X与Y的个数比是多少？提示甲晶体中，体心X为1，顶角Y为6×eq\f(1,8)，所以N(X)∶N(Y)＝1∶eq\f(6,8)＝4∶3。2.乙晶体中A与B的个数比是多少？提示乙晶体中，体心A为1，顶角B为8×eq\f(1,8)＝1，所以N(A)∶N(B)＝1∶1。3.丙晶体中每个晶胞包含有C离子、D离子各为多少？提示丙晶体中，C离子个数为12×eq\f(1,4)＋1＝4，D离子个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。4.若晶胞是六棱柱，那么顶点上的一个微粒被几个六棱柱共用？提示被6个六棱柱共用。【点拨提升】1.均摊法确定晶胞中微粒的个数均摊法：若某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子的eq\f(1,n)属于这个晶胞。(1)长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子数的计算：(2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算：如图所示，六方晶胞中所含微粒数目为12×eq\f(1,6)＋3＋2×eq\f(1,2)＝6。特殊提示非长方体和六方晶胞中粒子数目计算时视详细状况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，每个碳原子被三个六边形共用，每个碳原子对六边形的贡献为1/3。2.立方晶胞中各物理量的关系a3×ρ×NA＝n×Ma：表示晶胞的棱长；ρ：表示晶体的密度；NA：表示阿伏加德罗常数；n：表示1mol晶胞中晶体的物质的量；M：表示晶体的摩尔质量；a3×ρ×NA表示1mol晶胞的质量。【例2】(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是________。(2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为________。(3)某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是________________，在晶体中1个Ti原子、1个Co原子四周距离最近的O原子数目分别为________个、________个。(4)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，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，它的化学式为________。A.Ti14C13 B.TiCC.Ti14C4 D.Ti4C3解析(1)晶胞中灰球代表的微粒4个，白球代表的微粒6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝4个，所以化学式为CuCl。(2)每个氮化硼晶胞中含有白球表示的原子个数为8×eq\f(1,8)＋1＝2，灰球表示的原子个数为1＋4×eq\f(1,4)＝2，所以每个晶胞中含有N原子和B原子各2个；N的电负性大于B，所以该陶瓷的化学式为BN。(3)晶胞中含有O：6×eq\f(1,2)＝3个，含Co：8×eq\f(1,8)＝1个，含Ti：1个，故化学式为CoTiO3。Ti原子位于晶胞的中心，其四周距离最近的O原子位于6个面的中心，所以四周距离最近的O原子数目为6个；Co原子位于晶胞的顶点，O原子位于晶胞的面心，所以Co原子四周距离最近的O原子数目为12个。(4)由题意知该物质是气态团簇分子，故题目中图示应是该物质的一个完整的分子，由14个Ti原子和13个C原子构成。选项A正确。答案(1)CuCl(2)2BN(3)CoTiO3612(4)A(1)依据均摊法计算出1个晶胞中，各种原子个数的最简整数比可确定该物质的化学式。(2)对于独立原子构成的分子，其分子式的确定则不能用均摊法。如由金属原子M和非金属原子N构成的气态团簇分子，如图所示，顶角和面上的原子是M原子，棱中心和体心的原子是N原子，由于M、N原子并不存在共用关系，所以由气态团簇分子结构图可知，其分子式可由示意图查原子个数来确定，M原子共14个，N原子13个，即分子式为M14N13。【变式训练】5.某物质的晶体内部一截面上原子的排布状况如图所示，则该晶体的化学式可表示为()A.A2B B.ABC.AB2 D.A3B解析由该晶体一截面上原子的排布状况可知，每一个A原子四周有2个B原子，每一个B原子四周有2个A原子。故该晶体的化学式可表示为AB。答案B6.石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为________，该材料的化学式为________。解析依据均摊法，晶胞含M原子的个数为12×eq\f(1,4)＋9＝12，C60位于顶点和面心，故晶胞含C60的个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，故化学式为M3C60。答案12M3C60【例3】如图所示为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿的晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单位。(1)在该物质的晶体结构中，每个钛离子四周与它最近且距离相等的氧离子、钙离子、钛离子各有______个、______个、________个。(2)该晶体结构中，元素氧、钛、钙的离子个数比是________________，该物质的化学式可表示为________。(3)若钙、钛、氧三元素的相对原子质量分别为a、b、c，晶体结构图中正方体边长(钛原子之间的距离)为dnm(1nm＝10－9m)，则该晶体的密度为________g·cm－3。解析(1)以钛离子为顶点，应有8个立方晶胞紧靠在一起，这样钛原子成为空间直角坐标系的中心原子，它的三维方向上前后左右上下最近且相邻各有1个氧离子(钛离子)，共6个，它四周的8个立方晶胞内各含1个钙离子。(2)该晶胞中含氧离子个数为12×eq\f(1,4)＝3，钙离子个数为1，钛离子个数为8×eq\f(1,8)＝1，故其个数比为3∶1∶1，则它的化学式可表示为CaTiO3。(3)1mol晶体的质量等于(a＋b＋3c)g，1mol晶体的体积为d3×10－21×6.02×1023cm3，则其密度为ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(（a＋b＋3c）g,6.02×1023×d3×10－21cm3)＝eq\f(a＋b＋3c,602d3)g·cm－3。答案(1)686(2)3∶1∶1CaTiO3(3)eq\f(a＋b＋3c,602d3)立方晶胞中各物理量的关系m＝ρV＝a3×ρ＝N×eq\f(M,NA)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m：表示一个晶胞质量（g）,ρ：表示晶胞密度（g·cm－3）,V：表示一个晶胞体积（cm3）,a：表示晶胞边长（cm）,M：表示晶胞摩尔质量（g·mol－1）,NA：表示阿伏加德罗常数（mol－1）,N：表示一个晶胞中微粒数目))【变式训练】7.如图为NaCl晶体的一个晶胞，测知氯化钠晶体中相邻的Na＋与Cl－的距离为acm，该晶体密度为dg·cm－3，则阿伏加德罗常数可表示为()A.eq\f(0.585,4a3d)mol－1 B.eq\f(58.5,8a3d)mol－1C.eq\f(58.5,2a3d)mol－1 D.eq\f(117,a3d)mol－1解析一个NaCl晶胞中含Na＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(个)；含Cl－：12×eq\f(1,4)＋1＝4(个)，一个NaCl晶胞的体积为V＝8a3cm3，由NA·dg·cm－3·V＝4×58.5g·mol－1得NA＝eq\f(4×58.5g·mol－1,dg·cm－3×8a3cm3)＝eq\f(58.5,2a3d)mol－1。解题反思解答晶胞中各量关系计算题的关键，是正确分析微粒在晶胞中的位置关系，找出晶胞的体积及1个晶胞的质量。答案C分层训练基础练1.水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K时形成的。玻璃态的水无固定形态，不存在晶体结构，且密度与一般液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述中正确的是()A.水由液态变为玻璃态，体积缩小B.水由液态变为玻璃态，体积膨胀C.玻璃态是水的一种特殊状态D.X­射线通过玻璃态水时，能产生谱线解析玻璃态水无固定形态，不存在晶体结构，故玻璃态水不是晶体，X­射线通过玻璃态水时不能产生谱线，因密度与一般水相同，故水由液态变为玻璃态时体积不变。答案C2.下图为一块密度、厚度匀称的矩形样品，长为宽的两倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻均为R，则这块样品肯定是()A.金属 B.半导体C.非晶体 D.晶体解析由于AB＝2CD，而AB、CD间的电阻却相等，说明样品横向(AB)与纵向(CD)的导电性不同，具有各向异性，而晶体的特征之一是各向异性，非晶体则具有各向同性，故该样品为晶体。答案D3.如图是某固体的微观结构示意图，请仔细视察两图，推断下列说法正确的是()A.两种物质在肯定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体B.Ⅰ形成的固体物理性质有各向异性C.Ⅱ形成的固体肯定有固定的熔、沸点D.二者的X­射线图谱是相同的解析视察结构图知，Ⅰ中微粒呈周期有序排列，Ⅱ中微粒排布不规则，故Ⅰ为晶体，Ⅱ为非晶体。晶体具有各向异性，具有固定熔点，非晶体没有固定熔点，用X­射线检验两者，图谱明显不同。答案B4.某晶体的晶胞为如图所示的正三棱柱，该晶体中X、Y、Z三种粒子数之比是()A.3∶9∶4 B.1∶4∶2C.2∶9∶4 D.3∶8∶4解析解答此题的关键是正确分析顶角及棱上的粒子被几个结构单元共用。题图中不是一个平行六面体晶胞，而是一个正三棱柱结构的晶胞，它分摊到的粒子为顶角粒子的eq\f(1,12)，水平棱上粒子的eq\f(1,4)，竖直棱上粒子的eq\f(1,6)及内部的全部粒子，X都在顶角，6个Y在水平棱上，3个Y在竖直棱上，Z位于内部，所以X、Y、Z三种粒子数之比为(6×eq\f(1,12))∶(6×eq\f(1,4)＋3×eq\f(1,6))∶1＝1∶4∶2。答案B5.纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大，这是它有很多特殊性质的缘由。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形态恰好与氯化钠晶胞的大小和形态相同，则这种纳米颗粒的表面粒子数与总粒子数的比值为()A.7∶8 B.13∶14C.1∶1 D.26∶27解析由题意知一个氯化钠晶胞即为一个氯化钠纳米颗粒，则其表面粒子数＝8＋6＋12＝26，总粒子数＝表面粒子数＋中心粒子数＝26＋1＝27。答案D6.如图是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法正确的是()A.a没有固定的熔点 B.a是非晶体C.b是晶体 D.b是非晶体解析晶体有固定的熔点，由a的熔化曲线分析可知，中间有一段温度不变但始终在汲取能量，该段所对应的温度就是晶体a的熔点；由b的熔化曲线可知，温度始终上升，所以物质b没有固定的熔点，为非晶体。答案D7.如图为某晶体的一个晶胞，该晶体由A、B、C三种基本粒子构成，试依据图示推断该晶体的化学式为()A.A6B8C B.A2B4CC.A3BC D.A3B4C解析分析晶胞结构可知，A位于面心，B位于晶胞的顶点，C位于晶胞内部。由均摊法可知，一个晶胞中含有A粒子个数为6×eq\f(1,2)＝3，含有B粒子个数为8×eq\f(1,8)＝1，含有1个C粒子，故A、B、C粒子的个数之比为3∶1∶1，则该晶体的化学式为A3BC。答案C8.如图是氯化铯晶体的晶胞示意图(晶体中最小的重复结构单元)，已知晶体中2个最近的Cs＋核间距为acm，氯化铯(CsCl)的式量为M，NA为阿伏加德罗常数的值，则氯化铯晶体的密度为()A.eq\f(8M,NAa3)g·cm－3 B.eq\f(Ma3,8NA)g·cm－3C.eq\f(M,NAa3)g·cm－3 D.eq\f(Ma3,NA)g·cm－3解析晶胞中平均含有一个Cs＋和一个Cl－，晶胞的质量为(M/NA)g，体积为a3cm3，所以晶体密度为eq\f(M,NAa3)g·cm－3。答案C9.依据下列四种晶体的晶胞示意图回答问题：(1)依据图Ⅰ分析，铜晶胞平均含有的铜原子数是________。(2)依据图Ⅱ分析，干冰晶胞平均含有的CO2分子数是________。(3)依据图Ⅲ分析，碘晶体中碘分子的排列有________种不同的方向。(4)依据图Ⅳ分析，晶体M的化学式可能是________。解析(1)铜晶胞平均含有的铜原子数为eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4。(2)干冰晶胞平均含有的CO2分子数为eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4。(3)依据碘晶胞中碘分子的排列方向可知，碘晶体中碘分子的排列有2种不同的方向。(4)晶体M的晶胞中，N(A)∶N(B)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,8)×8))∶1＝1∶1，故M的化学式可能为AB(或BA)。答案(1)4(2)4(3)2(4)AB(或BA)10.某离子晶体晶胞结构如图所示，(●)X位于立方体的顶点，(○)Y位于立方体的中心，试分析：(1)晶体中每个Y同时吸引着________个X，每个X同时吸引着________个Y，该晶体的化学式为________。(2)晶体中在每个X四周与它最接近且距离相等的X共有________个。(3)晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角∠XYX＝________(填角的度数)。(4)若该立方体的棱长为acm，晶体密度为ρg·cm－3，NA为阿伏加德罗常数的值，则该离子化合物的摩尔质量为________。解析(1)由晶胞可干脆看出每个Y四周吸引着4个X，每个X被8个晶胞共用，则X四周有8个等距离的Y，晶胞内X与Y的数目比为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4×\f(1,8)))∶1＝1∶2，故化学式为XY2或Y2X。(2)以某个X为中心，补足8个共用X的晶胞，可发觉与中心X等距离且最近的X共有3层，每层4个，共12个。(3)四个X围成一个正四面体，Y位于中心，类似甲烷的分子结构，故∠XYX＝109.5°。(4)每摩晶胞相当于含有0.5molXY2(或Y2X)，故摩尔质量可表示为M＝eq\f(a3×ρ×NA,0.5)g·mol－1＝2a3ρNAg·mol－1。答案(1)48XY2(或Y2X)(2)12(3)109.5°(4)2a3ρNAg·mol－1素养练11.回答以下问题。Ⅰ.元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。(1)在1个晶胞中，X离子的数目为________。(2)该化合物的化学式为________。Ⅱ.(1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过________方法区分晶体、准晶体和非晶体。(2)Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有________个铜原子。Ⅲ.已知：硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(H2N—CH2—COONa)即可得到协作物A。其结构如图1所示：(1)Cu元素基态原子的电子排布式为________。(2)协作物A中碳原子的轨道杂化类型为________。(3)1mol氨基乙酸钠(H2N—CH2—COONa)含有σ键的数目为________。(4)氨基乙酸钠分解产物之一为二氧化碳。写出CO2的一种等电子体：________(要求为负一价阴离子，写化学式)。(5)已知：灼烧硫酸铜可以生成一种红色晶体，其结构如图2所示，则该化合物的化学式是________。(6)CH4和NO在400～500℃和Pt作催化剂下，能转化成无毒无害的物质，利用该反应可以限制机动车尾气排放。该反应的化学方程式为_______________________________________________________________。解析Ⅰ.元素X的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，则X是锌。元素Y的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，则Y是硫。(1)在1个晶胞中，Zn2＋的数目为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。(2)1个晶胞中S2－的数目也为4，所以该化合物的化学式为ZnS。Ⅱ.(1)区分晶体、准晶体和非晶体可用X­射线衍射的方法。(2)依据“均摊法”计算，1个晶胞中含有的氧原子为4＋6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝8(个)，再结合化学式Cu2O知，1个晶胞中含有16个铜原子。Ⅲ.(1)Cu是29号元素，其原子核外有29个电子，依据构造原理知其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(2)协作物A分子中，中的C为sp2杂化，中的C为sp3杂化。(3)共价单键为σ键，共价双键中一个是σ键和一个是π键，则H2N—CH2—COONa中含有8个σ键，所以1mol氨基乙酸钠中含有σ键8mol，数目为8NA。(4)二氧化碳分子中原子个数为3，价电子数为16；原子个数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体，则CO2的等电子体有SCN－、Neq\o\al(－,3)或OCN－等。答案Ⅰ.(1)4(2)ZnSⅡ.(1)X­射线衍射(2)16Ⅲ.(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(2)sp3、sp2(3)8NA(4)SCN－(或Neq\o\al(－,3)、OCN－等)(5)Cu2O(6)CH4＋4NOeq\o(=,\s\up7(Pt),\s\do5(400～500℃))2N2＋CO2＋2H2O12.(1)将一块缺角的胆矾晶体悬置于饱和硫酸铜溶液中，一段时间后(温度不变)，发觉缺角的晶体变完整了。若溶剂不挥发，则这段时间内晶体和溶液的质量改变分别是________、________