人教版（2019） 化学 选择性必修2 第三章 晶体结构与性质 复习学案（含答案）

选择性必修二人教版 2019版 第三章 晶体结构与性质复习学案
核心素养
晶体结构与性质是《物质结构与性质》模块中难度最大的内容，涉及晶体类型的判断，晶体性质的解释，晶胞的计算等，学习时，一要全面认识各类晶胞的结构，做到“了然于胸”；二要研究近几年高考试题的变化，做到“心中有数”。
知识梳理
1．晶体结构与性质
晶体结构与性质
2．配位键和配合物
3．超分子的重要特征

强化训练
1．下图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R为＋2价，G为－2价，则Q的化合价为________。

答案　＋3
解析　晶胞中三种原子的个数分别为R：8×＋1＝2
G：8×＋8×＋4×＋2＝8
Q：8×＋2＝4
R、G、Q的个数之比为1∶4∶2，则其化学式为RQ2G4。
由于R为＋2价，G为－2价，所以Q为＋3价。
2．已知镧镍合金LaNin的晶胞结构如下图，则LaNin中n＝________。

答案　5
解析　根据晶胞结构可判断：La的个数：2×＋12×＝3
Ni的个数：12×＋6×＋6＝15
所以n＝5。
3．Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如下图所示。则该化合物的化学式为________。

答案　CuH
解析　根据晶胞结构可以判断：Cu()的个数：2×＋12×＋3＝6；H(?)的个数：6×＋1＋3＝6，所以化学式为CuH。
4．(1)硼化镁晶体在39 K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，下图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为________。

(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为________。

答案　(1)MgB2　(2)BO
解析　(1)每个Mg周围有6个B，而每个B周围有3个Mg，所以其化学式为MgB2。(2)从图可看出，每个单元中，都有一个B和一个O完全属于这个单元，剩余的2个O分别被两个结构单元共用，所以B∶O＝1∶(1＋2×)＝1∶2，化学式为BO。
5．已知下图所示晶体的硬度很可能比金刚石大，且原子间以单链结合，试根据下图确定该晶体的化学式为________________。

答案　B3A4
6．[2020·山东，17(4)]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，称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如下图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
坐标
原子
x
y
z
Cd
0
0
0
Sn
0
0
0.5
As
0.25
0.25
0.125


一个晶胞中有________个Sn，找出距离Cd(0，0，0)最近的Sn________(用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有__________个。
答案　4　(0.5，0，0.25)、(0.5，0.5，0)　4
7．[2019·全国卷Ⅰ，35(4)]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)。

答案　a　a　
解析　观察图(a)和图(b)知，4个铜原子相切并与面对角线平行，有(4x)2＝2a2，x＝a。镁原子堆积方式类似金刚石，有y＝a。已知1 cm＝1010 pm，晶胞体积为(a×10－10)3 cm3，代入密度公式计算即可。
8．[2019·全国卷Ⅱ，35(4)]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________、________。

答案　SmFeAsO1－xFx　　　
解析　由晶胞结构中各原子所在位置可知，该晶胞中Sm的原子个数为4×＝2，Fe的原子个数为1＋4×＝2，As的原子个数为4×＝2，O或F的原子个数为8×＋2×＝2，即该晶胞中O和F的个数之和为2，F－的比例为x，O2－的比例为1－x，故该化合物的化学式为SmFeAsO1－xFx。1个晶胞的质量为g＝g，1个晶胞的体积为a2c pm3＝a2c×10－30cm3，故密度ρ＝g·cm－3。原子2位于底面面心，其坐标为；原子3位于棱上，其坐标为。
9. CaF2的晶胞为立方晶胞，结构如下图所示：

(1)CaF2晶胞中，Ca2＋的配位数为__________。
(2)“原子坐标参数”可表示晶胞内部各原子的相对位置，已知A、B两点的原子坐标参数如图所示，则C点的“原子坐标参数”为(____________，____________，)
(3)晶胞中两个F－的最近距离为273.1 pm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则晶胞的密度为__________g·cm－3(列出计算式即可)。
答案　(1)8　(2)　　(3)
解析　(1)以面心Ca2＋为研究对象，在一个晶胞中连接4个F－，通过该Ca2＋可形成2个晶胞，所以与该Ca2＋距离相等且最近的F－共有8个，因此Ca2＋的配位数是8。
(2)观察A、B、C的相对位置，可知C点的x轴坐标是，y轴坐标是，z轴坐标是。
(3)根据晶胞结构可知，在一个晶胞中含有Ca2＋的个数：×8＋×6＝4，含有F－的个数：1×8＝8，即一个晶胞中含有4个CaF2，根据C点的坐标可知：晶胞中F－之间的距离为晶胞边长的一半，所以晶胞参数L＝2×273.1 pm＝546.2 pm，则该晶胞的密度为ρ＝＝ g·cm－3。

10. 随着科学技术的发展，阿伏加德罗常数的测定手段越来越多，测定精确度也越来越高，现有一种简单可行的测定方法，具体步骤为：
Ⅰ.将固体NaCl研细、干燥后，准确称取m g NaCl固体并转移到定容仪器A中。
Ⅱ.用滴定管向A仪器中滴加苯，不断振荡，继续加苯至A仪器的刻度线，计算出NaCl固体的体积为V cm3。
(1)步骤Ⅰ中A仪器最好用________(仪器名称)。
(2)步骤Ⅱ中用酸式滴定管好还是碱式滴定管好：____________，理由是__________________
______________________________________________。
(3)能否用胶头滴管代替步骤Ⅱ中的滴定管________，理由是____________________________
_________________________________________________。
(4)已知NaCl晶体的晶胞结构如下图所示，用X射线测得NaCl晶胞中靠得最近的Na＋与Cl－间的平均距离为a cm，则用上述测定方法测得阿伏加德罗常数NA的表达式为NA＝____ mol－1。

答案　(1)容量瓶　(2)酸式滴定管　苯能溶解碱式滴定管的橡皮管　(3)不能　实验中需要准确量取苯的体积
(4)
解析　(2)由于苯对橡胶有溶胀、老化作用，所以滴定管用酸式滴定管。(3)实验中需要准确量取苯的体积，因此不能用胶头滴管代替滴定管。(4)NaCl的密度为ρ＝ g·cm－3，最近的Na＋与Cl－间的平均距离为a cm，则晶胞棱长＝2a cm，NaCl晶胞的体积＝(2a)3cm3，晶胞中Na＋数目＝1＋12×＝4、Cl－数目＝8×＋6×＝4，则NaCl晶胞的质量＝ g＝ g·cm－3×
(2a)3 cm3，整理可得NA＝ mol－1。