章末整合提升3 第3章 不同聚集状态的物质与性质（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修2（鲁科版2019）

不同聚集状态的物质与性质 第3章 章末整合提升 栏目索引 体系构建 思维整合 高考演练 培优提能 体系构建 思维整合 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 高考演练 培优提能 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 章末强化练(三) 返回导航 第3章　不同聚集状态的物质与性质 化学　选择性必修2　L 谢谢观看！ eq \a\vs4\al(考点一　晶体类型的判断) 1．(1)[2022·全国乙卷，35(3)]卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为__________。解释X的熔点比Y高的原因________________________。 (2)(2020·山东化学等级考，17题节选)Sn为ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体，SnCl4空间构型为_____________，其固体的晶体类型为_____________。 (3)(2019·全国卷Ⅲ)苯胺()的晶体类型是_________。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是 _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (4)[全国卷Ⅰ，37(4)]CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于____________晶体。 (5)[全国卷Ⅱ，37(2)改编]氧和钠的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。 解析　(2)Sn为第ⅣA族元素，由于常温下SnCl4为液体，故SnCl4为分子晶体；SnCl4分子中中心原子的孤电子对数＝ eq \f(1,2) ×(4－4×1)＝0，σ键电子对数为4，价层电子对数为4，故SnCl4分子的空间构型为正四面体形。(3)苯胺是有机物，晶体类型是分子晶体。氮原子电负性大，苯胺分子间存在氢键，使苯胺的熔点、沸点比甲苯高。(5)氧的氢化物是水或过氧化氢，形成的晶体为分子晶体；钠的氧化物为氧化钠或过氧化钠，属于离子晶体。 答案　(1)CsCl　CsCl是离子晶体，ICl是分子晶体 (2)正四面体形　分子晶体　(3)分子晶体　苯胺分子之间存在氢键　 (4)分子　(5)分子晶体　离子晶体 eq \a\vs4\al(考点二　晶体熔、沸点高低的比较) 2．(1)( 2020·全国卷Ⅱ，35节选)Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是________________。 化合物 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4 熔点/℃ 377 －24.12 38.3 155 (2)(2019·全国卷Ⅰ) 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 _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (3)[2017·全国卷Ⅰ，35(2)节选]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，原因是 _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (4)[全国卷Ⅲ，37(4)]GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，其原因是 _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 解析　(1)一般不同的晶体类型的熔沸点是原子晶体>离子晶体>分子晶体，TiF4是离子晶体，其余三种则为分子晶体，故TiF4的熔点高于其余三种物质；TiCl4、TiBr4、TiI4均为分子晶体，对于结构相似的分子晶体，则其相对分子质量越大，分子间作用力依次越大，熔点越高。(2)由于Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。键能MgO>Li2O，分子间力(分子量)P4O6>SO2，所以熔点大小顺序是MgO>Li2O>P4O6>SO2。 答案　(1)TiF4为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，随相对分子质量的增大分子间作用力增大，熔点逐渐升高 (2)Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。键能MgO>Li2O，分子间力(分子量)P4O6>SO2 (3)K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱 (4)GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体 eq \a\vs4\al(考点三　晶胞中微粒数的计算) 3．(1)[2022·全国甲卷，35(5)]萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X代表的离子是________；若该立方晶胞参数为a pm，正负离子的核间距最小为____pm。 (2)[2022·湖南卷，18(4)]钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示： ①该超导材料的最简化学式为____________； (3)[2022·广东卷，20(6)]我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均为图2。 ①X的化学式为________。 ②设X的最简式的式量为Mr，晶体密度为ρ g·cm－3，则X中相邻K之间的最短距离为____________________nm(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。 (4)(2020·全国卷Ⅰ，35节选)LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有________个。 电池充电时，LiFeO4脱出部分Li＋，形成Li1－xFePO4，结构示意图如(b)所示，则x＝______________，n(Fe2＋ )∶n(Fe3＋)＝__________。 (5)( 2020·全国卷Ⅱ，35节选)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2＋、I－和有机碱离子CH3NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3)) ，其晶胞如图(b)所示。其中Pb2＋与图(a)中__________的空间位置相同，有机碱CH3NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3)) 中，N原子的杂化轨道类型是__________；若晶胞参数为a nm，则晶体密度为_________g·cm－3(列出计算式)。 (6)( 2020·全国卷Ⅲ，35节选)研究发现，氦硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm，α＝β＝γ＝90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。 氨硼烷晶体的密度ρ＝___________g·cm－3(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。 解析　(1)X代表的离子位于顶角和面心，该晶胞中含X的个数为8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4，Y代表的离子位于晶胞体内，共8个，根据萤石的化学式为CaF2，可知X代表Ca2＋；F－分别位于8个“小正方体”的体心，Ca2＋与F－最近的核间距为晶胞体对角线长度的 eq \f(1,4) ，由于晶胞参数为a pm，故Ca2＋与F－最近的核间距为 eq \f(\r(3),4) a pm。 (2)①分析晶胞在xz、yz、xy平面的投影图可知，占据顶角和体心位置的为K原子，故K原子个数为8× eq \f(1,8) ＋1＝2，每个竖直棱上有2个Se原子，体内有2个Se原子，故Se原子个数为8× eq \f(1,4) ＋2＝4，每个竖直面上有2个Fe原子，故Fe原子个数为8× eq \f(1,2) ＝4，该物质的晶胞结构如图所示： 其最简化学式为KFe2Se2。②以1号Fe原子为研究对象，2号和3号铁原子及其对称位置的2个Fe原子距离1号Fe原子最近，故Fe的配位数为4。③该晶胞的质量为 eq \f(2×（39＋56×2＋79×2）,NA) g，体积为0.4× 0.4×1.4×10－21 cm3，故该晶体的密度为 eq \f(2×（39＋56×2＋79×2）,NA×0.42×1.4) ×1021 g·cm－3。 (3)①由图可知，eq \f(1,2) INCLUDEPICTURE "鲁科化学选择性必修2/22HX118.TIF" \* MERGEFORMAT 的个数为6×＋8× eq \f(1,8) ＝4，K位于晶胞内，K的个数为8，所以X的化学式为K2SeBr6。②根据晶胞结构沿x、y、z轴方向的投影可得相邻K之间的最短距离为边长的 eq \f(1,2) ，设边长为a nm，则ρ＝ eq \f(4×Mr,（a×10－7）3×NA) ，所以a＝ eq \r(3,\f(4×Mr,ρ×NA)) ×107，所以X中相邻K之间的最短距离为 eq \f(1,2) × eq \r(3,\f(4×Mr,ρ×NA)) ×107 nm。 (4)由题干可知，LiFePO4的晶胞中，Fe存在于由O构成的正八面体内部，P存在由O构成的正四面体内部；再分析题干中给出的(a)，(b)和(c)三个不同物质的晶胞结构示意图，对比(a)和(c)的差异可知，(a)图所示的LiFePO4的晶胞中，小球表示的即为Li＋，其位于晶胞的8个顶点，4个侧面面心以及上下底面各自的相对的两条棱心处，经计算一个晶胞中Li＋的个数为8× eq \f(1,8) ＋4× eq \f(1,2) ＋4× eq \f(1,4) ＝4个；进一步分析(a)图所示的LiFePO4的晶胞中，八面体结构和四面体结构的数目均为4，即晶胞中含Fe和P的数目均为4；考虑到化学式为LiFePO4，并且一个晶胞中含有的Li＋，Fe和P的数目均为4，所以一个晶胞中含有4个LiFePO4 单元。对比(a)和(b)两个晶胞结构示意图可知，Li1－xFePO4相比于LiFePO4缺失一个面心的Li＋以及一个棱心的Li＋；结合上一个空的分析可知，LiFePO4晶胞的化学式为Li4Fe4P4O16，那么Li1－xFePO4晶胞的化学式为Li3.25Fe4P4O16，所以有1－x＝ eq \f(3.25,4) 即x＝0.187 5。结合上一个空计算的结果可知，Li1－xFePO4即Li0.8125FePO4；假设Fe2＋和Fe3＋数目分别为x和y，则列方程组：x＋y＝1，0.812 5＋2x＋3y＋5＝4×2，解得x＝0.812 5，y＝0.187 5，则Li1－xFePO4中n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.812 5∶0.187 5＝13∶3。 (5)比较晶胞(a)(b)可知，将图(b)中周围紧邻的八个晶胞中体心上的离子连接起来，就能变为图(a)所示晶胞结构，图(b)中体心上的Pb2＋就变为了八个顶点，即相当于图(a)中的Ti4＋；图(b)中顶点上的I－就变成了体心，即相当于图(a)中的Ca2＋；图(b)面心上中的CH3NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3)) 就变成了棱心，即相当于图(a)中的O2－；故图(b)中的Pb2＋与图(a)中的Ti4＋的空间位置相同；有机碱CH3NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3)) 中N原子上无孤对电子，周围形成了4个σ键，故N原子采用sp3杂化；从图(b)可知，一个晶胞中含有Pb2＋的数目为1×1＝1个，CH3NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3)) 的数目为8× eq \f(1,8) ＝1个，I－的数目为6× eq \f(1,2) ＝3个，故晶胞的密度为ρ＝ eq \f(m,V) ＝ eq \f(1 mol×（207＋3×127＋12＋14＋6×1）g/mol,NA（a×10－7）3) ＝ eq \f(620,NAa3) ×1021g/cm3。 (6)在氨硼烷的2×2×2的超晶胞结构中，共有16个氨硼烷分子，晶胞的长、宽、高分别为2a pm、2b pm、2c pm，若将其平均分为8份可以得到8个小长方体，则平均每个小长方体中占有2个氨硼烷分子，小长方体的长、宽、高分别为a pm、b pm、c pm，则小长方体的质量为 eq \f(31×2 g,NA) ，小长方体的体积为abc×10－30cm3，因此，氨硼烷晶体的密度为 eq \f(\f(31×2 g,NA),abc×10－30cm3) ＝ eq \f(62,NAabc×10－30) g·cm－3。 答案　(1)Ca2＋　 eq \f(\r(3),4) a　(2)①KFe2Se2　②4 ③ eq \f(2×（39＋56×2＋79×2）,NA×0.42×1.4) ×1021　(3)①K2SeBr6 ② eq \f(1,2) × eq \r(3,\f(4×Mr,ρ×NA)) ×107　(4) 4　 eq \f(3,16) 或0.187 5　13∶3 (5)Ti4＋　sp3　 eq \f(620,NAa3) ×1021　(6) eq \f(62,NAabc×10－30) $$