第五章第19讲 晶体结构与性质（综合训练·能力提升）-2021新高考化学【导学教程】一轮总复习

第五章 第19讲　晶体结构与性质 [真题探究] 1．(2019·全国卷Ⅰ)(1)一些氧化物的熔点如下表所示： 氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2 熔点/℃ 1 570 2 800 23.8 －75.5 解释表中氧化物之间熔点差异的原因________________________________ ________________________________________________________________。 (2)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x＝________pm，Mg原子之间最短距离y＝________pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是________g·cm－3(列出计算表达式)。 解析　(1)晶体的熔点高低与晶体类型以及晶体微粒间的作用力有关。Li2O、MgO是离子晶体，离子晶体的晶格能大小影响了晶体熔点的高低，晶格能越大，晶体熔点越高；P4O6、SO2为分子晶体，分子晶体的熔点高低取决于分子间作用力的大小，分子间作用力越大，晶体熔点越高。 (2)由图(b)可知，立方格子面对角线长为 g·cm-3。 +4=8个，含Cu原子16个，则MgCu2的密度ρ=+6×a pm。由图(a)可知，每个晶胞含Mg原子8×=× pm×a pm。由图(b)可知，若将每个晶胞分为8个小立方体，则Mg原子之间最短距离y为晶胞内位于小立方体体对角线中点的Mg原子与 顶点Mg原子之间的距离(如右图所示)，即小立方体体对角线长的一半，则y=a pm，即为4个Cu原子直径之和，则Cu原子之间最短距离为 答案　(1)Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O，分子间作用力(相对分子质量)P4O6>SO2 ((2)a　a　 2．(2019·全国卷Ⅱ)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。 图中F－和O2－共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1－x代表，则该化合物的化学式表示为________；通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：ρ＝_____________________g·cm－3。 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图1中原子1的坐标为，则原子2和3的坐标分别为__________________________________、________________________________。 解析　由题图可知，As、Sm都在晶胞的面上，该晶胞中As的原子个数＝4×)。 ，则原子3的坐标为(0,0，，0)；原子3的x、y轴均为0，z轴为，，则原子2的坐标为()，可看出原子2的z轴为0，x、y轴均为，， g·cm－3。根据图1中原子1的坐标为(g，晶胞的体积＝a2c×10－30 cm3，所以晶胞的密度＝＝2，已知F－和O2－的比例依次为x和1－x，所以该物质的化学式为SmFeAsO1－xFx。1个晶胞的质量＝＋8×＝2，F－和O2－在晶胞的顶点和上下底面，F－和O2－的个数和＝2×＝2，Fe在晶胞的棱上和体心，Fe的原子个数＝1＋4×＝2，Sm的原子个数＝4× 答案　SmFeAsO1－xFx 　　 3．(2018·全国卷Ⅲ)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为____________。六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为__________________________________g·cm－3(列出计算式)。 解析　由图示，堆积方式为六方最密堆积。为了计算的方便，选取该六棱柱结构进行计算。六棱柱顶点的原子是6个六棱柱共用的，面心是两个六棱柱共用，所以该六棱柱中的锌原子为12×g·cm－3。 ＝a2c cm3。所以密度为a2 m2，高为c cm，所以体积为6× g。该六棱柱的底面为正六边形，边长为a cm，底面的面积为6个边长为a cm的正三角形面积之和，根据正三角形面积的计算公式，该底面的面积为6×＋3＝6个，所以该结构的质量为＋2× 答案　六方最密堆积(A3型)　 4．(2018·全国卷Ⅰ)(1)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的Born－Haber循环计算得到。 可知，Li原子的第一电离能为________kJ·mol－1，O==O键键能为________kJ·mol－1，Li2O晶格能为___________________________kJ·mol－1。 (2)Li2O具