高中化学试卷:专题复习第八讲晶体结构试题分类解析
[04-20 23:00:05] 来源:http://www.xuexibei.com 高中试卷 阅读:9373次
概要: 图2 CsCl的晶体结构 图3 干冰的晶体结构 width=135 align=baseline> width=126 align=baseline> width=117 align=baseline> width=110 align=baseline> 图4 SiO2的晶体结构 图5 金刚石的晶体结构 图6石墨的晶体结构俯视图 练习图1、请将上面练习图中NaCl晶体结构中代表Na+ 的圆圈涂黑(不考虑体积大小),以完成NaCl晶体的结构示意图。在该晶体中每个Na+ 周围与之最接近且距离相等的Na+ 共有 个;与每个Na+等距离且最近的Cl-所围成的空间几何构型为 。2、在CsCl晶体中,每个Cs+ 周围与之最接近的且距离相等的Cs+ 有 个。3、在干冰晶体中,每个CO2分子周围与之最接近的且距离相等的CO2分子有 个。4、在金刚石的网状结构中,含有由共价键形成的碳原子环,其中最小的环上有 个碳原子,每个碳原子上的任意两个C—C键的夹角都是 。5、石墨是层状结构,每一层内,碳原子排列成 而成平面网状结构。每一个碳原子跟其它 个碳原子相连。 二、根据晶体结构或晶胞结构示意图推断晶体的化学式 解答这类试题,通常采用分摊法。因为在一个晶
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有关晶体结构的推断和计算是高中化学中的一个难点,这些题目能很好地考察学生的观察能力和三维想象能力,而且又很容易与数学、物理特别是立体几何知识相结合,自然也就成为近年高考的热点之一。此类题目的解答,要求学生在熟练掌握NaCl、CsCl、CO2、SiO
2、金刚石等晶体结构的基础上,进一步理解和掌握一些重要的分析方法与原则。
一、教材中重要的晶体结构示意图
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图1 NaCl的晶体结构 图2 CsCl的晶体结构 图3 干冰的晶体结构
width=135 align=baseline> width=126 align=baseline> width=117 align=baseline> width=110 align=baseline>
图4 SiO
2的晶体结构 图5 金刚石的晶体结构 图6石墨的晶体结构俯视图 练习图
1、请将上面练习图中NaCl晶体结构中代表Na
+ 的圆圈涂黑(不考虑体积大小),以完成NaCl晶体的结构示意图。在该晶体中每个Na
+ 周围与之最接近且距离相等的Na
+ 共有
个;与每个Na
+等距离且最近的Cl
-所围成的空间几何构型为
。
2、在CsCl晶体中,每个Cs
+ 周围与之最接近的且距离相等的Cs
+ 有
个。
3、在干冰晶体中,每个CO
2分子周围与之最接近的且距离相等的CO
2分子有
个。
4、在金刚石的网状结构中,含有由共价键形成的碳原子环,其中最小的环上有
个碳原子,每个碳原子上的任意两个C—C键的夹角都是
。
5、石墨是层状结构,每一层内,碳原子排列成 而成平面网状结构。每一个碳原子跟其它 个碳原子相连。
二、根据晶体结构或晶胞结构示意图推断晶体的化学式
解答这类试题,通常采用分摊法。因为在一个晶胞结构中出现的多个原子,并不是只为这一个晶胞所独立占有,而是为多个晶胞共用,所以每一个晶胞只能按比例分摊。
分摊的根本原则是:晶胞任意位置上的原子如果是被n个晶胞所共有,则每个晶胞只能分得这个原子的1/n。
具体地,根据晶胞(晶体中最小重复单位)求晶体中粒子个数比的方法是:①处于顶点的粒子,同时为8个晶胞共有,每个粒子有1/8属于晶胞;②处于棱上的粒子,同时为4个晶胞共有,每个粒子有1/4属于晶胞;③处于面上的粒子,同时为两个晶胞共有,每个粒子有1/2属于晶胞。
例⒈现在四种晶体,其离子排列方式如图所示,其中化学式正确的是( )
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AB2 EF2 XY3Z AB
(A) (B) (C) (D)
【分析】根据题意应选C、D。这类题解题的思维方法为平均法,即先分析基本结构单元中的一个点或一条边为几个结构单元所共有,若为n个基本结构单元共有,则这个基本结构单元就只占有这个点或这条边的1/n。
这种求晶胞中粒子个数的方法还可类推到求晶胞中化学键数目,如:
例⒉石墨是层状晶体,每一层内碳原子排列成正六边形,一个个正六边形排列成平面网状结构,如果将每对相邻碳原子间的短线看成一个化学键,则石墨晶体中每一层内碳原子数与C—C键数的比是( )
(A)2∶3 (B)1∶3 (C)1∶1 (D)1∶2
【分析】据石墨的晶体结构可知:每个碳原子为三个正六边形共用,每个正六边形占有该碳原子的1/3,因此,每个正六边形占有碳原子数为6× width=15 align=baseline>个;晶体中每个C—C键即为每个正六边形的边,每个边为2个正六边形共用,每个正六边形占有该C—C键的 width=16 align=baseline>,故每个正六边形占有C—C键数目为6× width=16 align=baseline>=3个,选(A)。
例⒊最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子(如下图所示),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,它的化学式是 。
【分析】你的答案是TiC吗?这是错的,为什么呢?这只不过是一个具有规则结构的大分子,而不是一个空间结构中的最小重复单位,按例1的方法计算自然是错的了。在这个问题中,我们只需数出两种原子的数目就可以了(Ti
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