2019年高考化学一轮复习第12章物质结构与性质(选考)第3节物质的聚集状态与物质性质学案鲁

1、第 3 节物质的聚集状态与物质性质考纲定位1.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2.了解原子晶体的特征， 能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。3.理解金 属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质；了解金属晶体常见的堆积方式。4.了解晶体类型，了解不同类型晶体中结构微粒及微粒间作用力的区别。5.了解晶胞概念，能根据晶胞确定晶体组成并进行相关的计算。6.了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。7.了解分子晶体结构与性质关系。-考点1|晶体与晶胞(对应学生用书第243页)考纲知识整合1晶体与非晶体(1)晶体与非晶体比较晶体/上?非晶体结构特征结构微

2、粒在三维空间里呈周期性有序排列V结构微粒无序排列性质特征自范性有无熔点固定不固定异同表现/X各向异性无各向异性二者区别方法间接方法看是否有固定的熔点科学方法仝逐丁对固体进行X-射线衍射实验获得晶体的途径1熔融态物质凝固。2气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。r Z JwJr3溶质从溶液中析出。jr jT !TIL2晶胞(1)概念：描述晶体结构的基本单元。(2)晶体中晶胞的排列一一无隙并置。1无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙；2并置：所有晶胞平行排列、取向相同。(3)一般形状为平行六面体。(4)晶胞中粒子数目的计算一一均摊法晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子

3、分得21的份额就是-。n1长方体（包括立方体）晶胞中不同位置的粒子数的计算同为8个晶胞所共有,位于顶点I位于棱上位于面上+粒子属于该晶胞同为4个晶胞所共有+粒子属于该晶胞同为2个晶胞所共有，寺粒子属于该晶胞f 位于内部整个粒子都属于该晶胞非长方体：如三棱柱示例CaF的晶胞如下图所示。该晶胞含CaT4个，F_8个。命题点1晶体的性质1.如图是某固体的微观结构示意图，请认真观察两图，判断下列说法正确的是 【导学号:( )95160411】顶点上:吉 棣上;1内部：】為:面上r 1 :血上高考命题点突破3A.两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体B.I形成的固体物理性质有各向异性c.n

4、形成的固体一定有固定的熔、沸点D.二者的X-射线图谱是相同的B I会自动形成规则几何外形的晶体，具有各向异性，X射线图谱有明锐的谱线。n不会形成晶体。2. (2014全国I卷，节选)准晶体是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独 特晶体，可通过方法区分晶体、准晶体和非晶体。【解析】晶体是内部质点(原子、分子或离子)在三维空间周期性地重复排列构成的固体物质，而非晶体内部质点在三维空间无规律地排列，因此可以通过X-射线衍射的方法进行区分，晶体能使X-射线发生衍射，而非晶体、准晶体则不能。【答案】X-射线衍射命题点2晶胞中粒子数及其晶体化学式的判断3.如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞:甲乙丙4试写

5、出：(1)甲晶体化学式(X为阳离子)为_。乙晶体中AB C三种微粒的个数比是 _(3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是 _。乙晶体中每个A周围结合B的个数为 _。【答案】(1)X2Y (2)1:3：1(3)8(4)124.Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。(1)在1个晶胞中，Zn2+的数目为 _ 。(2)该化合物的化学式为_ 。2+11【解析】(1)从晶胞图分析，1个晶胞含有Zn的个数为8X：+6X；=4。(2)S为4个，所以化合物中Zn与S数目之比为1:1，则化学式为ZnS【答案】(1)4Z nS5. 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

6、为_5于体心，O处于棱心。111【解析】Cu个数：12XK+ 2X+3=6,H个数：6X+4=6。623【答案】CuH易错防范均摊法计算应注意的问题在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面1心依次被6、3、4、2个晶胞所共有。命题点3晶体密6.（2017全国卷组合）（1）（卷I,节选）KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a=心位置，如图所示。K与O间的最短距离为nm与个数为2O*c2-在KIO3晶位置，O处于则K处于 cmT3,其立方晶胞参数为anm

7、（2）（卷n,节选）（N5）6（H3O）3（NH4）4CI的晶体密度为dg晶胞中含有y个（N5）6（H3O）3（NH4）4CI单元，该单元的相对质量为M贝yy的计算表达式为【解析】（1）K与O间的最短距离为22a 22x0.446 nrn0.315 nm由于别位于晶胞的顶角和面心，所以与K紧邻的O原子为12个。2根据KIO3的化学式及晶胞结构可画出KIQ的另一种晶胞结构，如下图，可看出*CuOKK紧邻的6【答案】0.31512体心 棱心7.（2016全国川卷，节选）Pgcm3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_,Ga与As以_ 键键合。Ga和As的摩尔质量分别为Mhgmol1和Msgmol1

8、,原子半径分别为g pm和ASpm,阿伏加德罗常数值为NA,贝UGaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 _【解析】GaAs的熔点为1 238C,其熔点较高，据此推知As原子之间以共价键键合。分析GaAs的晶胞结构，4个Ga原子处于晶胞体内，8个As原 子处于晶胞的顶点、6个As原子处于晶胞的面心，结合“均摊法”计算可知，每个晶胞中含有4个Ga原子，含有As原子个数为8X1/8+6X1/2=4,Ga和As的原子半径分别为2a1010 _pm=rGaX10 cm,rAspm=rASX 10 cm,则原子的总体积为10316n30 333.、.+（ASX 10 cm） = x10 （Ga+As

9、）cm。又知Ga和As的摩尔质量分别为Magmol 31133和MAsgmol，晶胞的密度为pgcm，则晶胞的体积为V晶胞=4（Mta+Ms）/pNAcm,故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为321adx10 g_y_MNA，a3dNA严寸10 x10GaAs的熔点为1 238C,密度为GaAs为原子晶体，Ga与4103V原子=4x - n x(rGaX10 cm)3Vo-x100%FV晶胞16n3x103033rGa+rAsMGa+Ms3T入cmcm3一x100%F一30334n X10XNAprGa+ASMsa+Msx100%【答案】原子晶体共价30334n x10 xNAprG

10、a+ASMGa+Msx100%&（2016602a3da3dNAOAs Ca7某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。【导学号：95160412】(1)晶胞中铜原子与镍原子的数量比为 _。(2)若合金的密度为dgcmT3，晶胞参数a=_nm。【解析】(1)由晶胞结构图可知，Ni原子处于立方晶胞的顶点，Cu原子处于立方晶胞4)1 1的面心，根据均摊法，每个晶胞中含有Cu原子的个数为3,含有Ni原子的个数为8X-2VJ8=1，故晶胞中Cu原子与Ni原子的数量比为3：1。根据m=PV可得，1 mol晶胞的质量为(64x3+59)g=a3xdgcm3xz,贝Ua=X)常数的值，n：1 mol晶胞所含基本粒

11、子或特定组合的个数，M组成的摩尔质量2金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式设棱长为a1面对角线长=” 2a。2体对角线长=. 3 a。3体心立方堆积4r=3a r为原子半径 。,Z? 0厂4面心立方堆积4r=2a r为原子半径 。x107nm。【答案】251.-23(1)3：k.02x123xd1 x 107或空x107Nd方法技巧晶体结构的相关计算P:密度，阿伏加德罗：3空间利用率=晶胞中微粒体积晶胞体积OCu Ni251236.02x10 x-2516.02x1023xdNA=nM a:棱长,1晶胞计算公式立方晶胞8考点2|常见晶体模型的微观结构分析（对应学生用书第245页）考

12、纲知识整合（1）金刚石晶体中，每个C与另外4个C形成共价键，碳原子采取d杂化，C-C键 之间的夹角是10928，最小的环是6元环。每个C被12个六元环共用。含有1 mol C的金刚石中形成的C C有2 mol。1在金刚石的晶胞中，内部的C在晶胞的体对角线的-处。每个晶胞含有8个C。（2）SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与2个Si原子成键，最 小的环是12元环，在“硅氧”四面体中， 处于中心的是SL原子。1 mol SiO2晶体中含SiO键数目为4NA,在SiO2晶体中Si、O原子均采取SP3杂化。2.-分子晶体干冰和冰（1）干冰晶体中，每个CO分子周围等距且紧邻的CO分

13、子有12个，属于分子密堆积。 晶胞中含有4_个CO分子。同类晶体还有晶体I2、晶体Q等。备备r干冰的结构模型（晶胞）冰的结构模車（2）冰的结构模型中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1 mol H20的冰中，最多可形成2 mol氢键。晶胞结构与金刚石相似，含有8个H2O3金属晶体金刚石邂芬晶胞二舗化桂9（1）“电子气理论”要点该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被10所有原子所共用，从而把所有金属原子维系在一起。(2)金属键的实质是金属阳离子与电子气间的静电作用。(3)金属晶体的常见堆积结构型式常见金属配位数晶胞面心立方最密堆积(铜型)Cu A

14、g、Au12:体心立方堆积Na、K Fe81p六方最密 堆积(镁型)Mg Zn、Ti12/4rSi简单立方堆积Po6 &r1 -说明：六方最密堆积是按ABABAB的方式堆积，面心立方最密堆积是按ABCABCABC的方式堆积。4.离子晶体(1)NaCl型：在晶体中，每个人&%-NsT同时吸引数为6o每个晶胞含4个Na*和4个Cl：6个Cl，每个Cl同时吸引6个Naj配位CsClJ型：在晶体中，每个C吸引8个CsJ每个Cs+吸引8个ClCaF2型：在晶体中，的配位数为4，Ca2+的配位数为8，晶胞中含，配位数为8o4个，含81个晶胞中CaF体对角线的1处。5.石墨晶体一一混合型晶体(1)石墨层状晶

15、体中，层与层之间的作用是范德华力。(2)平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2,C原子采取的杂化方式是spo每层中存在b键和n键，还有金属键。CC的键长比金刚石的CC键长短，熔点比金刚石的咼。能导电。-OCs*11高考命题点突破命题点常见晶体的微观结构分析1. (2017全国川卷，节选)MgO具有NaCI型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420 nm,贝Ur(O3 1 2_)为_nm。MnO也属于NaCI型结构，晶胞参数为a=0.448 nm，贝Ur(Mn2+)为_nm。【解析】CT采用面心立方最密堆积方式，面对角线是CT半径的4倍，

16、即4r(O2)=2a,解得r(O2)疋0.148 nm;根据晶胞的结构可知，棱上阴阳离子2+22+相切，因此2r(Mn)+2r(O )=0.448 nm，所以r(Mn)=0.076 nm。【答案】0.1480.0762. (2016全国I卷，节选)原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为1,0,寸;C为?，1,0。则D原子的坐标参数为_。【导学号：95160413】【解析】【答案】根据题给图示可知，D原子的坐标参数为4,44。4,1 14，4A石墨烯黑休金则石聶休12【解析】（1）由石墨烯的结构可知，每个C原子连接3个六元环，每

17、个六元环占有的1C原子数为3X6=2。（2）由金刚石的结构可知，每个C可参与形成4条CC键，其中任意两条边（共价键）可以构成2个六元环。根据组合知识可知四条边（共价键）任选其中两条有6组，6X2=12。因此每个C原子连接12个六元环。六元环中C原子采取sp3杂化，为空间六边形结构，最 多有4个C原子位于同一平面。【答案】(1)32(2)1244. （2018衡水模拟）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如图所示），但CaC晶体 中由于哑铃形的C2存在，使晶胞沿一个方向拉长。下列关于【导学号：95160414】B.该晶体中的阴离子与F2是等电子体C. 6.4 g CaC2晶体中含阴离子0

18、.1 molD.与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+共有12个C A项，依据晶胞示意图可以看出，晶胞的一个平面的长与宽不相等，再由图中体心 可知，1个Ca2+周围距离最近的CT有4个，而不是6个，错误；B项，CT含电子数为2X6+2=14,F2的电子数为18,二者电子数不同，不是等电子体，错误；C项，6.4 g CaC2为0.1 mol，则含阴离子0.1 mol，正确；D项，与每个Ca2+距离相等且最近的Csi+为4个， 错误。尤题后归纳立方体中粒子周围粒子的个数判断1周围有4个B,B周围有12个A周围有2个C, C周围有6个A3卩周围有6个D, D周围有2个B周围有8个C, C周围有8个B

19、5(:周围有12个D, D周围有4个C6 A周围有4个D, D周围有4个ACaG晶体的说法中正确的是A. 1个CsT周围距离最近且等距离的CT数目为613考点3|四种晶体的性质与判断(对应学生用书第246页)考纲知识整合1晶格能定义1 mol离子晶体中的阴、阳离子完全气化而远离所吸收的能量，单位kJ/mol，通常取正值。(2)影响因素1离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。 _2离子的半径：离子的半径越小，_晶格能越大。(3)与离子晶体性质的关系晶格能越大，形成的离子晶体越稳定熔点越高，硬度越大。【注意】晶格能只描述离子晶体的性质。实例：比较下列晶格能大小：(1) NaClKCl;(

20、2) Ca F2 MgONa2S_KCl。2四种晶体类型比较、类型比较、.分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成粒子分子原子金属阳离子 和自由电子阴、阳离子粒子间的相互作用力分子间作用力共价键金属键离子键硬度较小很大有的很大，有的很小较大14熔、沸点较低很高有的很高，有的很低较咼溶解性相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂导电、传热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性电和热的良导体晶体不导电，水溶 液或熔融态导电【注意】石墨晶体为混合型晶体，为层状结构，熔点比金刚石的高，导电。高考命题点突破命题点1晶体类型的判断1.在下列物质中：NaCI、NaOH NaS HO、NS

21、2S2、SiC、晶体硅、金刚石。其 中 只 含 有 离 子 键其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是 _其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是 _ ;（5）其中含有极性共价键的原子晶体是 _其中属于分子晶体的是 _。【答案】(1)NaCI、NazS ,(2)NaOH、(NH4)2S（2015全国n卷，节选）O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为 _和（2013福建高考，节选）NF3可由NH和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH+3F2=CU=NFB+ 3NHF上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有 _（填序号）。c.原子

22、晶体d.金属晶体【答案】（1）GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体rv I（NH4）2S、CO、CCI4、GH、SiO2、Q的 离 子 晶 体是(3)(NH4)2S2.(1)(2016其原因是(4)Na2S2(5)SiO2、SiC (6)H 2Q、CQ、CCb、C2H2全国川卷，节选)GaF3的熔点高于1 000C,GaCl3的熔点为77.9C,_（2）（2015全国I卷，节选）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。a.离子晶体b.分子晶体15分子（3）分子晶体离子晶体abd3.有AB、C三种晶体，分别由H、C、Na Cl四种

23、元素中的一种或几种组成，对这三种晶体进行实验，结果如表:熔点/c硬度水溶性导电性水溶液与Ag+反应A811较大易溶水溶液或熔融导电白色沉淀B3 500很大不溶不导电不反应C114.2很小易溶液态不导电白色沉淀晶体的化学式分别为A_、B_、C_。晶体的类型分别是A_、B_、C_。晶体中微粒间作用力分别是A_、B_、C_ N/ yAkB.水溶性：CHCHOHCHCHOCHCHC.沸点：HCIHFD晶格能：NaCIMgOE.硬度：MgOCaOBaOF.熔点：NaFMgFAIF3G.沸点：H2OHFNHH.熔点：金刚石晶体硅碳化硅I.熔点：二氧化硅NaCIl2冰【答案】BEGI6.（1）冰的熔点远高于干冰，除因为HO是极性分子、CO是非极性分子外，还有一个17重要的原因是_(3)CO熔点(填“”或“两者均为离子化合物，且阴、阳离