第三章章末整合提升(三)课件PPT

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章末整合提升(三)第三章　晶体结构与性质01知识体系 构建02核心素养 提升本章学习主要促进“宏观辨识与微观探析”和“证据推理与模型认知”学科核心素养的发展。6123451．(2021·新高考辽宁卷)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是(　　)A．S位于元素周期表p区B．该物质的化学式为H3SC．S位于H构成的八面体空隙中D．该晶体属于分子晶体√87612345872. (2021·新高考湖北卷)某立方晶系的锑钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a为该合金的晶胞结构图，图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是(　　)A．该晶胞的体积为a3×10－36 cm3B．K和Sb原子数之比为3∶1C．与Sb最邻近的K原子数为4D．K和Sb之间的最短距离为 a pm√61234587612345873．(2021·新高考福建卷)类石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种新型光催化材料，在光解水产氢等领域具有广阔的应用前景，研究表明，非金属掺杂(O、S等)能提高其光催化活性。g-C3N4具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如图所示。   61234587回答下列问题：(1)g-C3N4晶体中存在的微粒间作用力有________(填标号)。a．非极性键　　b．金属键　　c．π键　　d．范德华力解析：根据题意，g-C3N4晶体具有和石墨相似的层状结构，结合二维平面结构图，判断其存在的微粒间作用力有极性键、π键和范德华力。612345cd87(2)g-C3N4中，C原子的杂化轨道类型为__________，N原子的配位数为________。解析：g-C3N4中，结合二维平面结构图得知，C原子与N原子形成三个σ键，层内存在大π键，不存在孤电子对，故C原子的杂化轨道类型为sp2杂化；根据二维平面结构图得知，N原子的成键有两种情况：连两个C原子和连三个C原子，故N原子的配位数为2、3两种。612345sp2杂化2、387(3)每个基本结构单元(图中实线圈部分)中两个N原子(图中虚线圈所示)被O原子代替，形成O掺杂的g-C3N4(OPCN)。OPCN的化学式为____________。解析：从基本结构单元分析得知，N原子的成键有两种情况：连两个C原子和连三个C原子，连两个C原子的N原子完全属于该基本结构单元，连三个C原子的N原子，处在中心的完全属于该基本结构单元，处在“顶点”的属于三个基本结构单元，故一个基本结构单元含有6个C原子和7＋ ×3＝8个N原子；将图中虚线圈所示的N原子用O原子代替，则O原子完全属于该基本结构单元，故该基本结构单元含有6个C原子、6个N原子和2个O原子，则形成O掺杂的g-C3N4(OPCN)的化学式为C3N3O。612345C3N3O874．(2021·高考全国甲卷)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4＋离子在晶胞中的配位数是________，晶胞参数为a pm、a pm、c pm，该晶体密度为________________g·cm－3(写出表达式)。在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1－xOy，则y＝________(用x表达)。   61234582－x87612345875．(2021·新高考湖南卷)如图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。    61234587(1)已知化合物中Ge和O的原子个数比为1∶4，图中Z表示________原子(填元素符号)，该化合物的化学式为__________。解析：由晶胞示意图可知，1个晶胞中，X原子：8个位于顶角、4个位于棱上、6个位于面上、3个位于晶胞内，故1个晶胞中含有X原子的数目为　　　　　　　　　＋3＝8；4个Y原子均位于晶胞内，故1个晶胞中含有Y原子的数目为4；16个Z原子均位于晶胞内，故1个晶胞中含有Z原子的数目为16。已知化合物中Ge和O的原子个数比为1∶4，则X为Mg，Y为Ge，Z为O，该化合物的化学式为Mg2GeO4。612345OMg2GeO487(2)已知该晶胞的晶胞参数分别为a nm、b nm、c nm，α＝β＝γ＝90°，则该晶体的密度ρ＝__________g·cm－3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b、c、NA的代数式表示)。612345876123456．新型超导材料晶体的晶胞结构中镁原子和镍原子位于顶角和面心，它们构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子一起构成，两种八面体空隙的数量是1∶3，碳原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中，沿晶胞立方格子对角线取得的截图如图所示。   87(1)该新型超导材料的化学式为__________。解析：由题意可知，八面体空隙位于体心位置和所有棱心位置，它们的比例是1∶3，体心位置的八面体由镍原子构成，可填入碳原子，而棱心位置的八面体由2个镁原子和4个镍原子一起构成，不填碳原子，所以C处于体心位置，则Mg处于顶角位置，Ni处于面心位置，该超导材料晶体的晶胞结构如图所示，含Mg的个数为8× ＝1，含Ni的个数为6× ＝3，含C的个数为1，该新型超导材料的化学式为MgCNi3。612345MgCNi387(2)已知晶胞参数a＝0.381 2 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，Mg的C配位数为_____；该晶胞密度为____________________g·cm－3(列出计算式即可)。6123458876123457．某立方磷青铜晶胞结构如图所示。   (1)该晶胞的化学式为__________。78SnCu3P612345(2)该晶体中距离Sn原子最近的Cu原子有________个，在晶胞中由Cu原子构成的八面体与由Cu和Sn原子构成的八面体的个数之比为__________。78121∶3612345(3)若晶体密度为ρ g/cm3，最近的Cu原子核间距为_____________________pm(用含ρ、NA的代数式表示)。786123458．(2021·新高考海南卷)金属羰基配位化合物在催化反应中有着重要应用。HMn(CO)5是锰的一种简单羰基配位化合物，其结构示意图如图。 回答问题：(1)基态锰原子的价层电子排布式为________。解析：Mn是25号元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，故其价层电子排布式为3d54s2。783d54s2612345(2)配位化合物中的中心原子配位数指和中心原子直接成键的原子的数目。HMn(CO)5中锰原子的配位数为________。解析：由题图可知，HMn(CO)5中Mn原子以配位键连接5个C原子、1个H原子，故HMn(CO)5中锰原子的配位数为6。(3)第一电离能的大小：C________O(填“大于”或“小于”)。解析：同一周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但ⅡA族元素的第一电离能大于ⅢA族，ⅤA族元素的第一电离能大于ⅥA族，C是ⅣA族元素，O是ⅥA族元素，故C的第一电离能小于O。786小于61234578sp2612345(5)CH3Mn(CO)5可看作是HMn(CO)5中的氢原子被甲基取代的产物。CH3Mn(CO)5与I2反应可用于制备CH3I，反应前后锰的配位数不变，CH3Mn(CO)5与I2反应的化学方程式为______________________________________。解析：CH3Mn(CO)5与I2反应的化学方程式为CH3Mn(CO)5＋I2―→CH3I＋MnI(CO)5。78CH3Mn(CO)5＋I2―→CH3I＋MnI(CO)5612345(6)MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型，如图所示。前者的熔点明显高于后者，其主要原因是______________________________________________________。    78MnS中阴、阳离子所带电荷数比NaCl的多，离子键强度更大61234578612345解析：离子晶体熔、沸点的高低不仅与晶体结构有关，也与离子所带电荷数有关，MnS晶体中每个离子都带2个单位电荷(正或负)，而NaCl晶体中每个离子都只带1个单位电荷，所以MnS中阴、阳离子所带电荷数比NaCl的多，离子键强度更大，故熔点更高。根据a、b点S、Mn原子坐标可知，c点Mn原子坐标为(0，1， 78