高考化学一轮复习第十一章-第三讲-物质的聚集状态与物质性质省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课

第三讲物质聚集状态与物质性质1. 了解离子键形成，能依据离子化合物结构特征解释其物理性质。2．了解原子晶体特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体结构与性质关系。3．了解金属键含义，能用金属键理论解释金属一些物理性质。4．了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体结构微粒、微粒间作用力区分。5．能依据晶胞确定晶体、晶体组成，并进行相关计算。6．了解晶格能概念及其对离子晶体性质影响。1/611．晶体组成、结构以及晶体类型判断。2．同种和不一样种晶体类型性质比较。3．晶体结构分析及晶胞中微粒数目标计算方法。4．晶体类型与微粒间作用力关系。

2/61一、晶体常识1．晶体与非晶体晶体非晶体结构特征结构微粒____________排列结构微粒____排列性质特征自范性______熔点____________异同表现___________________二者区别方法间接方法看是否有固定_____科学方法对固体进行_____________试验周期性有序无序有无固定不固定各向异性各向同性熔点X－射线衍射3/61晶胞(1)概念：描述晶体结构基本单元。(2)特征①无隙：相邻晶胞之间没有_________。②并置：全部晶胞都是____排列，_____相同。晶格能(1)定义：气态离子形成1摩离子晶体释放能量，通常取正值，单位：_________。(2)影响原因①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越__。②离子半径：离子半径越__，晶格能越大。(3)与离子晶体性质关系晶格能越大，形成离子晶体越_____，且熔点越___，硬度越___。3．2.任何间隙平行取向kJ·mol－1大小稳定高大4/61

固体物质都是晶体吗？玻璃属于晶体吗？提醒不是。固体物质可分为晶体与非晶体。玻璃属于一个特殊固体叫做玻璃态物质。5/61二、四种晶体比较类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体组成粒子__________________、___________________粒子间相互作用力__________________________________硬度较小很大有很大，有很小较大熔、沸点较低很高有很高，有很低较高溶解性相同相溶难溶于任何溶剂难溶于常见溶剂大多易溶于水等极性溶剂分子原子分子间作用力共价键金属阳离子自由电子阴、阳离子金属键离子键6/61续表导电、传热性普通不导电，溶于水后有导电普通不含有导电性，个别为半导体电和热良导体晶体不导电，____________态导电物质类别及举例_________________、__________、__、______氧化物(SiO2除外)、绝大多数______(有机盐除外)部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)，部分非金属化合物(如SiC、SiO2)金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)大多数非金属单质气态氢化物酸非金属有机物水溶液或熔融7/61 CO2和SiO2在物理性质上有较大差异，而在化学性质上却有较多相同，你知道原因吗？提醒决定二者物理性质原因：晶体类型及结构微粒间作用力，CO2是分子晶体，其微弱分子间作用力是其决定原因，SiO2是原子晶体，其牢靠化学键是其决定原因。二者化学性质均由其内部化学键决定，而C—O与Si—O键都是极性键。8/619/61取得晶体三条路径(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)。(3)溶质从溶液中析出。三条路径…………………………10/61一个方法…………………………11/61晶格能与岩浆晶出规则普通地，晶格能高矿物先晶出，晶格能小矿物后晶出，即晶格能越大，岩浆中矿物越易结晶析出。一条规则…………………………12/61(1)含有规则几何外形固体不一定是晶体，如玻璃；(2)晶胞是从晶体中“截取”出来含有代表性最小重复单元，而不一定是最小“平行六面体”；(3)在使用均摊法计算晶胞中粒子个数时，要注意晶胞形状，不一样形状晶胞，应先分析任意位置上一个粒子被几个晶胞所共用，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上棱、面心、体心依次被6、3、4、2、1个晶胞所共有。我警示………………………13/61(4)原子晶体熔点不一定比离子晶体高，如石英熔点为1710℃，MgO熔点为2852℃。(5)金属晶体熔点不一定比分子晶体熔点高，如Na熔点为97℃，尿素熔点为132.7℃。14/61为何石墨熔沸点很高，而且质软易滑？提醒石墨晶体结构如图：①同一层碳原子间以较强共价键结合，使石墨熔沸点很高。②层与层间分子间作用力较弱，轻易滑动，使石墨硬度很小。像石墨这么晶体普通称为过渡型晶体或混合型晶体。问题征解………………………15/61(1)离子晶体组成微粒是阴、阳离子，微粒间作用是离子键。(2)原子晶体组成微粒是原子，微粒间作用是共价键。(3)分子晶体组成微粒是分子，微粒间作用为分子间作用力。(4)金属晶体组成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间作用是金属键。必考点89常见晶体类型判断方法1．依据组成晶体微粒和微粒间作用判断16/61(1)金属氧化物(如K2O等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数盐类是离子晶体。(2)大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎全部酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。(3)常见原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。(4)金属单质是金属晶体。2．依据物质分类判断17/61(1)离子晶体熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。(2)原子晶体熔点高，常在一千摄氏度至几千摄氏度。(3)分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。(4)金属晶体多数熔点高，但也有相当低。(1)离子晶体溶于水形成溶液及熔融状态时能导电。(2)原子晶体普通为非导体。(3)分子晶体为非导体，而分子晶体中电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内化学键断裂形成自由移动离子，也能导电。(4)金属晶体是电良导体。4．依据导电性判断3．依据晶体熔点判断18/61离子晶体硬度较大且脆。原子晶体硬度大。分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也有较低，且含有延展性。5．依据硬度和机械性能判断19/61现有几组物质熔点(℃)数据：【典例1】A组B组C组D组金刚石：3550℃Li：181℃HF：－83℃NaCl：801℃硅晶体：1410℃Na：98℃HCl：－115℃KCl：776℃硼晶体：2300℃K：64℃HBr：－89℃RbCl：718℃二氧化硅：1723℃Rb：39℃HI：－51℃CsCl：645℃20/61据此回答以下问题：(1)A组属于________晶体，其熔化时克服微粒间作用力是____________________。(2)B组晶体共同物理性质是________(填序号)。①有金属光泽②导电性③导热性④延展性(3)C组中HF熔点反常是因为_______________________。(4)D组晶体可能含有性质是________(填序号)。①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电(5)D组晶体熔点由高到低次序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为____________________________________________________________________。21/61解析

(1)依据A组熔点很高，属原子晶体，是由原子经过共价键形成；(2)B组为金属晶体，含有①②③④四条共性；(3)HF中含有分子间氢键，故其熔点反常；(4)D组属于离子晶体，含有②④两条性质；(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能相关。答案

(1)原子共价键(2)①②③④

(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)

(4)②④

(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高22/61晶体结构决定晶体性质，晶体性质反应了晶体结构，物质组成和结构是判断晶体类型根本依据，在依据物质性质和类别判断晶体类型时还要考虑到不一样物质特征，如普通情况下盐类是离子晶体，但AlCl3是分子晶体，原子晶体普通不导电，但晶体硅能导电等。23/61以下关于晶体说法一定正确是 (

)。A．第ⅠA碱金属元素与ⅦA元素所形成化合物在固态

时为离子晶体，晶体中阴、阳离子排列方式相同【应用1】B．晶体中存在阴离子就必定存在阳离子，存在阳离子就必定存在阴离子C．离子晶体中只含有离子键，分子晶体、原子晶体中必定含有共价键D．C60晶体(其结构模型如图)中每个C60分子周围与它距离最近且等距离C60分子有12个24/61解析固体NaCl、CsCl为离子晶体，但两种晶体中阴阳离子排列方式不一样，A项错误；金属晶体中存在阳离子和自由电子，但没有阴离子，B项错误；离子晶体中一定含有离子键，也可能含有共价键，如Na2O2、NaOH稀有气体分子晶体中没有共价键，C项错误。答案

D25/61原子晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体熔、沸点差异很大，如钨、铂等沸点很高，如汞、镓、铯等沸点很低，金属晶体普通不参加比较。由共价键形成原子晶体中，原子半径小键长短，键能大，晶体熔、沸点高。如熔点：金刚石>碳化硅>硅。必考点90常见晶体熔沸点高低判断1．不一样类型晶体熔、沸点高低普通规律2．原子晶体26/61普通地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子间作用就越强，其离子晶体熔、沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。(1)分子间作用力越大，物质熔、沸点越高；含有氢键分子晶体，熔、沸点反常地高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。(2)组成和结构相同分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4，F2<Cl2<Br2<I2。CH3OH>CH3CH3。3．离子晶体4．分子晶体27/61(3)组成和结构不相同物质(相对分子质量靠近)，分子极性越大，其熔、沸点越高，如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。(4)同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。比如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>(5)同分异构体芳香烃，其熔、沸点高低次序是邻>间>对位化合物。28/61金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na<Mg<Al，Li>Na>K>Rb>Cs。依据下表给出几个物质熔点、沸点数据，判断以下相关说法中错误是 (

)。5．金属晶体【典例2】晶体NaClKClAlCl3SiCl4单质B熔点/℃810776190－682300沸点/℃1465141818057250029/61A.SiCl4是分子晶体B．单质B可能是原子晶体C．AlCl3加热能升华D．NaCl键强度比KCl小解析由表中所给熔、沸点数据可知，SiCl4应为分子晶体，A项正确；单质B可能为原子晶体，B项正确；AlCl3沸点低于熔点，它可升华，C项也正确；NaCl熔、沸点高于KCl，表明Na＋与Cl－键断裂较K＋与Cl－键断裂难，即NaCl键强度大于KCl，D项错误。答案D30/61(1)常温下为气态或液态物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。(2)石墨属于混合型晶体，但因层内原子之间碳碳共价键键长为1.42×10－10m，比金刚石中碳碳共价键键长(键长为1.54×10－10m)短，所以熔、沸点高于金刚石。(3)AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，其熔、沸点低(熔点190℃)。(4)合金硬度比成份金属大，但熔、沸点比成份金属低。31/61以下物质熔、沸点高低次序中，正确是 (

)。A．金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅B．CI4>CBr4>CCl4>CH4C．MgO>H2O>O2>Br2D．金刚石>生铁>纯铁>钠【应用2】32/61解析对于A选项，同属于原子晶体，熔沸点高低主要看共价键强弱，显然对键能而言，晶体硅<碳化硅，A错误；B选项，同为组成、结构相同分子晶体，熔沸点高低要看相对分子质量大小，正确；C选项，对于不一样晶体类型熔沸点高低普通为：原子晶体>离子晶体>分子晶体，MgO>(H2O、O2、Br2)，H2O>(Br2、O2)，Br2>O2，错误；D选项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。答案

B33/61必考点91 晶体结构分析与计算方法1．几个经典晶体结构分析晶体晶体结构晶体详解原子晶体金刚石(1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构(2)键角均为109°28′(3)最小碳环由6个C组成且六原子不在同一平面内(4)每个C参加4条C—C键形成，C原子数与C—C键之比为1∶234/61晶体晶体结构晶体详解原子晶体SiO2(1)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构(2)每个正四面体占有1个Si,4个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2(3)最小环上有12个原子，即6个O,6个Si分子晶体干冰(1)8个CO2分子组成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子(2)每个CO2分子周围等距紧邻CO2分子有12个35/61晶体晶体结构晶体详解离子晶体NaCl型(1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻Cl－(Na＋)有6个。每个Na＋周围等距且紧邻Na＋有12个(2)每个晶胞中含4个Na＋和4个Cl－CsCl型(1)每个Cs＋周围等距且紧邻Cl－有8个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻Cs＋(Cl－)有6个(2)如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－36/61晶体晶体结构晶体详解金属晶体简单立方堆积经典代表Po，空间利用率52%，配位数为6体心立方堆积经典代表Na、K、Fe，空间利用率68%，配位数为8六方最密堆积经典代表Mg、Zn、Ti，空间利用率74%，配位数为12面心立方最密堆积经典代表Cu、Ag、Au，空间利用率74%，配位数为1237/612.晶体中微粒计算方法——均摊法38/6139/61(1)已知X、Y、Z三种元素组成化合物是离子晶体，其晶胞如右图所表示，则该化合物化学式________。【典例3】(2)已知MgO晶体结构属于NaCl型。某同学画出MgO晶胞结构示意图如图所表示，请更正图中错误：_________。40/61(3)X＋中全部电子恰好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成晶胞结构如右图所表示。X元素符号是________，与同一个N3－相连X＋有________个。41/61答案

(1)ZXY3

(2)⑧应为黑色(3)Cu

642/61(1)判断某种微粒周围等距且紧邻微粒数目时，要注意利用三维想象法。如NaCl晶体中，Na＋周围Na＋数目(Na＋用“○”表示)：每个面上有4个，共计12个。(2)常考几个晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时，能够直接套用某种结构。43/61如图是甲、乙、丙三种晶体晶胞，则甲晶体中x与y个数比是________，乙中a与b个数比是________，丙中一个晶胞中有________个c离子和________个d离子。【应用3】44/61答案

2∶1

1∶1

4

4

45/61考向1晶体类型与性质5年5考考向2晶体微观结构分析与计算5年5考Hold住考向名师揭秘本讲是高考重点考查内容，要求熟悉常见晶体结构与性质关系，具备从宏观和微观两个方面了解应用晶体知识能力，高考会以新奇命题情境，考查晶体基本知识应用。

46/61(1)10Be和9Be________。a．是同一个原子b．含有相同中子数c．含有相同化学性质d．含有恒定丰度Be所在周期中，最外层有2个未成对电子元素相互组成化合物属于________晶体。晶体类型与性质1．(·上海，四)年《自然》杂志报道了我国科学家经过测量SiO2中26Al和10Be两种元素百分比确定“北京人”年纪研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法”。完成以下填空：47/61(2)Al和Be含有相同化学性质，写出BeCl2水解反应化学方程式________________________________________。(3)研究表明26Al能够衰变为26Mg，能够比较这两种元素金属性强弱方法是________。a．比较这两种元素单质硬度和熔点b．在氯化铝和氯化镁溶液中分别滴加过量氢氧化钠

溶液c．将打磨过镁带和铝片分别和热水作用，并滴入酚酞

溶液d．将空气中放置已久这两种元素单质分别和热水作

用48/61(4)当前还有一个测量方法叫“钾氩测年法”。写出和Ar核外电子排布相同阴离子半径由大到小次序________(用化学符号表示)；其中一个离子与钾相邻元素离子所形成化合物可用做干燥剂，此化合物电子式是________。49/6150/61答案

(1)cd分子(3)bc(4)S2－>Cl－

51/61回答以下问题：(1)元素a为________，c为________。(2)由这些元素形成双原子分子为________。(3)由这些元素形成三原子分子中，分子空间结构属于直线形是________，非直线形是________(写2种)。2．(·全国，27)原子序数依次增大短周期元素a、b、c、d和e中，a最外层电子数为其周期数二倍；b和dA2B型氢化物均为V形分子，c＋1价离子比e－1价离子少8个电子。52/61(4)这些元素单质或由它们形成AB型化合物中，其晶体类型属于原子晶体是________，离子晶体是________，金属晶体是________，分子晶体是________(每空填一个)。(5)元素a和b形成一个化合物与c和b形成一个化合物发生反应惯用于防毒面具中，该反应化学方程式为________________________________________________。解析

a、b、c、d、e是原子序数依次增大短周期元素，且a最外层电子数为其周期数二倍，可推知a为C；b和dA2B型氢化物均为V形分子，可推知b为O，d为S；c＋