高考化學總復習 考點核心突破 5.4 晶體結構與性質課件

考點 核心突破訓練 高效提能第四節(jié)晶體結構與性質考點 核心突破訓練 高效提能考綱考綱點擊點擊1.了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結構與性質的關系。硅等原子晶體的結構與性質的關系。2.知道金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬知道金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的某些物理性質。了解金屬晶體的基本堆積方式。的某些物理性質。了解金屬晶體的基本堆積方式。3.了解了解NaCl型和型和CsCl型離子晶體的結構特征，能型離子晶體的結構特征，能用晶格能解釋典型離子化合物的某些物理性質。用晶格能解釋典型離子化合物的某些物理性質。4.了解分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶了解分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結構微粒，微粒間作用力的區(qū)別。體的結構微粒，微粒間作用力的區(qū)別。考點 核心突破訓練 高效提能考點一晶體和晶胞考點考點核心突破核心突破1晶體與非晶體晶體與非晶體(1)晶體與非晶體的區(qū)別：晶體與非晶體的區(qū)別：考點 核心突破訓練 高效提能比較比較晶體晶體非晶體非晶體結構特征結構特征結構粒子結構粒子_排列排列結構粒子結構粒子_排列排列性性質質特特征征自范性自范性有有無無熔點熔點固定固定不固定不固定異同表現(xiàn)異同表現(xiàn)二者區(qū)別方法二者區(qū)別方法間接方法間接方法測定其是否有固測定其是否有固定的定的_科學方法科學方法對固體進行對固體進行_ _實驗實驗周期性有序周期性有序無序無序各向異性各向異性各向同性各向同性熔點熔點X射射線衍射線衍射考點 核心突破訓練 高效提能(2)獲得晶體的三條途徑：熔融態(tài)物質凝固。氣態(tài)物質冷卻不經液態(tài)直接凝固(凝華)。溶質從溶液中析出。2晶胞(1)概念：晶胞是描述晶體結構的基本單元。(2)晶體與晶胞的關系：數量巨大的晶胞“_”構成晶體。無隙并置無隙并置考點 核心突破訓練 高效提能思維拓展1判斷下列說法是否正確，正確的劃“”，錯誤的劃“”。(1)晶體有自范性但排列無序(2)不同的晶體中晶胞的大小和形狀都相同(3)晶胞是晶體中的最小的結構重復單元(4)固體SiO2一定是晶體(5)冰和固體碘晶體中相互作用力相同(6)晶體內部的微粒按一定規(guī)律周期性的排列提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6)考點 核心突破訓練 高效提能2(1)立方晶胞中，頂點、棱邊、面心依次被多少個晶胞共用？(2)六棱柱晶胞中，頂點、側棱、底面上的棱、面心依次被多少個晶胞共用？提示：(1)立方晶胞中，頂點、棱邊、面心依次被8、4、2個晶胞共用。(2)六棱柱晶胞中，頂點、側棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2個晶胞共用。考點 核心突破訓練 高效提能題組一考查晶胞中原子個數的計算1(2013江蘇)Zn與S所形成化合物晶體的晶胞如下圖所示。(1)在1個晶胞中，Zn離子的數目為_。(2)該化合物的化學式為_?？键c 核心突破訓練 高效提能解析從晶胞圖分析，含有X離子為81/861/24。Y為4個，所以化合物中X與Y之比為1 1，則化學式為ZnS。答案(1)4(2)ZnS考點 核心突破訓練 高效提能2(2013四川)Al2O3在一定條件下可制得AlN，AlN的晶體結構如下圖所示，該晶體中Al的配位數是_?？键c 核心突破訓練 高效提能解析以圖中居于晶胞體心位置的鋁原子為例，距離該原子最近且相等的氮原子有四個。答案4考點 核心突破訓練 高效提能3利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷，下圖為其晶胞結構示意圖，則每個晶胞中含有B原子的個數為_，該功能陶瓷的化學式為_?？键c 核心突破訓練 高效提能解析B的原子半徑比N大，因而結構示意圖中大球代表B原子，利用晶胞結構很容易計算出含有2個B和2個N，化學式為BN。答案2BN考點 核心突破訓練 高效提能技法突破“分割法”突破晶胞組成的計算考點 核心突破訓練 高效提能考點 核心突破訓練 高效提能題組二考查晶體密度與微粒距離間的關系計算4(2013新課標)F、K、和Ni三種元素組成的一種化合物的晶胞如圖所示?？键c 核心突破訓練 高效提能(1)該化合物的化學式為_；Ni的配位數為_；(2)列式計算該晶體的密度_ gcm3。解析(1)由晶胞示意圖可以看出，晶胞中F原子位置：棱上16個，面上4個，體內2個，故每個晶胞平均占有F原子個數為：161/441/228；K原子的位置：棱上8個，體內2個，故每個晶胞平均占有K原子個數為：81/424；Ni原子的位置：頂點8個，體心1個，故每個晶胞平均占有Ni原子個數為：81/812。 考點 核心突破訓練 高效提能所以這三種原子個數比為：N(K) N(Ni) N(F)4 2 82 1 4，故該化合物的化學式為：K2NiF4；該化合物是離子晶體，配位數是指一個離子周圍最鄰近的異電性離子的數目，由圖可以看出Ni的配位數是6。(2)由密度公式知該晶體的密度為m/V(394592198)/(NA4004001 3081030)3.4 gcm3。答案(1)K2NiF46(2)3.4考點 核心突破訓練 高效提能5(2012海南)用晶體的X射線衍射法可以測得阿伏加德羅常數。對金屬銅的測定得到以下結果：晶胞為面心立方最密堆積，邊長為361 pm。又知銅的密度為9.00 gcm3，則銅晶胞的體積是_ cm3、晶胞的質量是_ g，阿伏加德羅常數為_(列式計算，己知Ar(Cu)63.6)。考點 核心突破訓練 高效提能考點 核心突破訓練 高效提能思維模型晶體微粒與M、之間的關系若1個晶胞中含有x個微粒，則1 mol晶胞中含有x mol微粒，其質量為xM g(M為微粒的相對“分子”質量)；又1個晶胞的質量為a3 g(a3為晶胞的體積)，則1 mol晶胞的質量為a3NA g，因此有xMa3NA?？键c 核心突破訓練 高效提能考點二常見晶體類型的結構和性質1四種晶體類型的比較四種晶體類型的比較比較比較類型類型分子晶體分子晶體原子晶體原子晶體金屬晶體金屬晶體離子晶體離子晶體構成粒子構成粒子金屬陽離金屬陽離子、自由子、自由電子電子粒子間的粒子間的相互作用相互作用力力_(某些含氫某些含氫鍵鍵)分子分子原子原子陰、陽離陰、陽離子子范德華力范德華力共價鍵共價鍵金屬鍵金屬鍵離子鍵離子鍵考點 核心突破訓練 高效提能比較比較類型類型分子分子晶體晶體原子晶體原子晶體金屬晶體金屬晶體離子晶體離子晶體硬度硬度較小較小很大很大有的很有的很大，有的大，有的很小很小較大較大熔、沸點熔、沸點較低較低很高很高有的很有的很高，有的高，有的很低很低較高較高溶解性溶解性相似相似相溶相溶難溶于任難溶于任何溶劑何溶劑常見溶劑常見溶劑難溶難溶大多易溶于水大多易溶于水等極性溶劑等極性溶劑考點 核心突破訓練 高效提能比較比較類型類型分子晶體分子晶體原子晶體原子晶體金屬晶體金屬晶體離子晶體離子晶體導電、傳導電、傳熱性熱性一般不導電，一般不導電，溶于水后有的溶于水后有的導電導電一般不具一般不具有導電性有導電性電和熱的電和熱的良導體良導體晶體不導電，水晶體不導電，水溶液或熔融溶液或熔融物質類別物質類別及舉例及舉例大多數非金屬大多數非金屬單質、氣態(tài)氫單質、氣態(tài)氫化物、酸、非化物、酸、非金屬氧化物金屬氧化物(SiO2除外除外)、絕大多數有機絕大多數有機物物(有機鹽除有機鹽除外外)部分非金部分非金屬單質屬單質(如如金剛石、金剛石、硅、晶體硅、晶體硼硼)，部分，部分非金屬化非金屬化合物合物(如如SiC、SiO2)金屬單質金屬單質與合金與合金(如如Na、Al、Fe、青銅、青銅)金屬氧化物金屬氧化物(如如K2O、Na2O)、強堿強堿(如如KOH、NaOH)、絕大部、絕大部分鹽分鹽(如如NaCl)考點 核心突破訓練 高效提能2典型晶體模型晶體晶體晶體結構晶體結構晶體詳解晶體詳解原原子子晶晶體體金金剛剛石石(1)每個碳與相鄰每個碳與相鄰4個碳以共價鍵結個碳以共價鍵結合，形成正四面體結構合，形成正四面體結構(2)鍵角均為鍵角均為_(3)最小碳環(huán)由最小碳環(huán)由6個個C組成且六原子組成且六原子不在同一平面內不在同一平面內(4)每個每個C參與參與4條條CC鍵的形成，鍵的形成，C原子數與原子數與CC鍵數之比為鍵數之比為_SiO2(1)每個每個Si與與_個個O以共價鍵結合，以共價鍵結合，形成正四面體結構形成正四面體結構(2)每個正四面體占有每個正四面體占有1個個Si,4個個“O”，n(Si)n(O) _(3)最小環(huán)上有最小環(huán)上有_個原子，即個原子，即6個個O,6個個Si109281241212考點 核心突破訓練 高效提能晶體晶體晶體結構晶體結構晶體詳解晶體詳解分分子子晶晶體體干冰干冰(1)8個個CO2分子構成立方體且在分子構成立方體且在6個個面心又各占據面心又各占據1個個CO2分子分子(2)每個每個CO2分子周圍等距緊鄰的分子周圍等距緊鄰的CO2分子有分子有_個個離離子子晶晶體體NaCl(型型)(1)每個每個Na(Cl)周圍等距且緊鄰周圍等距且緊鄰的的Cl(Na)有有6個。每個個。每個Na周圍周圍等距且緊鄰的等距且緊鄰的Na有有_個個(2)每個晶胞中含每個晶胞中含_個個Na和和_個個ClCsCl(型型)(1)每個每個Cs周圍等距且緊鄰的周圍等距且緊鄰的Cl有有_個，每個個，每個Cs(Cl)周圍等距且周圍等距且緊鄰的緊鄰的Cs(Cl)有有8個個(2)如圖為如圖為8個晶胞，每個晶胞中含個晶胞，每個晶胞中含1個個Cs、1個個Cl1212448考點 核心突破訓練 高效提能晶體晶體晶體結構晶體結構晶體詳解晶體詳解金金屬屬晶晶體體簡單立簡單立方堆積方堆積典型代表典型代表Po，配位數為，配位數為_，空間，空間利用率利用率52%面心立面心立方最密方最密堆積堆積又稱為又稱為A1型或銅型，典型代表型或銅型，典型代表Cu、Ag、Au，配位數為，配位數為_，空間利用率空間利用率74%體心立體心立方堆積方堆積又稱為又稱為A2型或鉀型，典型代表型或鉀型，典型代表Na、K、Fe，配位數為，配位數為_，空間，空間利用率利用率68%六方最六方最密堆積密堆積又稱為又稱為A3型或鎂型，典型代表型或鎂型，典型代表Mg、Zn、Ti，配位數為，配位數為_，空，空間利用率間利用率74%612812 考點 核心突破訓練 高效提能思維拓展1判斷下列說法是否正確(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子(2)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子(3)原子晶體的熔點一定比金屬晶體的高(4)分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低(5)金屬鈉形成的晶體中，每個鈉原子周圍與其距離最近的原子有8個考點 核心突破訓練 高效提能(6)金屬鎂形成的晶體中，每個鎂原子周圍與其距離最近的原子有6個(7)在NaCl晶體中，每個Na周圍與其距離最近的Na有12個(8)在CsCl晶體中，每個Cs周圍與其距離最近的Cl有8個提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)考點 核心突破訓練 高效提能2CO2和SiO2在物理性質上有較大差異，而在化學性質上卻有較多相似，你知道原因嗎？提示：決定二者物理性質的因素：晶體類型及結構、微粒間的作用力，CO2是分子晶體，其微弱的分子間作用力是其決定因素，SiO2是原子晶體，其牢固的化學鍵是其決定因素。二者的化學性質均由其內部的化學鍵決定，而CO與SiO鍵都是極性鍵?？键c 核心突破訓練 高效提能3(2013福建)NF3可由NH3和F2在Cu催化劑存在下反應直接得到：2NH33F2NF33NH4F上述化學方程式中的5種物質所屬的晶體類型有_(填序號)。a離子晶體b分子晶體c原子晶體d金屬晶體答案abd考點 核心突破訓練 高效提能題組一考查晶體類型的判斷1有下列八種晶體：A水晶B冰醋酸C氧化鎂D白磷E晶體氬F氯化銨G鋁H金剛石以上晶體中：(1)屬于原子晶體的化合物是_，直接由原子構成的晶體是_，直接由原子構成的分子晶體是_?？键c 核心突破訓練 高效提能(2)由極性分子構成的晶體是_，含有共價鍵的離子晶體是_，屬于分子晶體的單質是_。(3)在一定條件下能導電而不發(fā)生化學變化的是_，受熱熔化后化學鍵不發(fā)生變化的是_，需克服共價鍵的是_?？键c 核心突破訓練 高效提能解析在題項中屬于原子晶體的是：金剛石和水晶(由硅原子和氧原子構成)；屬于分子晶體的是：冰醋酸、白磷和晶體氬；屬于離子晶體的是：MgO(由Mg2和O2組成)、NH4Cl(由NH和Cl組成)；而Al屬于金屬晶體，金屬的導電是靠自由電子的移動，并不發(fā)生化學變化，但金屬熔化時金屬鍵就被破壞。分子晶體的熔化只需要克服分子間作用力，而原子晶體、離子晶體熔化時分別需要克服共價鍵、離子鍵。答案(1)AA、E、HE(2)BFD、E(3)GB、D、EA、H考點 核心突破訓練 高效提能2有A、B、C三種晶體，分別由H、C、Na、Cl四種元素中的一種或幾種組成，對這三種晶體進行實驗，結果如表：熔點熔點/硬度硬度水溶性水溶性導電性導電性水溶液與水溶液與Ag反應反應A811較大較大易溶易溶水溶液或熔水溶液或熔融導電融導電白色沉淀白色沉淀B3 500很大很大不溶不溶不導電不導電不反應不反應C114.2很小很小易溶易溶液態(tài)不導電液態(tài)不導電白色沉淀白色沉淀考點 核心突破訓練 高效提能(1)晶體的化學式分別為A_、B_、C_。(2)晶體的類型分別是A_、B_、C_。(3)晶體中微粒間作用力分別是A_、B_、C_?？键c 核心突破訓練 高效提能解析根據A、B、C所述晶體的性質可知，A為離子晶體，只能為NaCl，微粒間的作用力為離子鍵；B應為原子晶體，只能為金剛石，微粒間的作用力為共價鍵；C應為分子晶體，且易溶，只能為HCl，微粒間的作用力為范德華力。答案(1)NaClCHCl(2)離子晶體原子晶體分子晶體(3)離子鍵共價鍵范德華力考點 核心突破訓練 高效提能剖題探法剖題探法 “五方法五方法”突破晶體類型的判斷突破晶體類型的判斷1依據構成晶體的微粒和微粒間的作用判斷依據構成晶體的微粒和微粒間的作用判斷(1)離子晶體的構成微粒是陰、陽離子，微粒間的離子晶體的構成微粒是陰、陽離子，微粒間的作用是離子鍵。作用是離子鍵。(2)原子晶體的構成微粒是原子，微粒間的作用是原子晶體的構成微粒是原子，微粒間的作用是共價鍵。共價鍵。(3)分子晶體的構成微粒是分子，微粒間的作用為分子晶體的構成微粒是分子，微粒間的作用為分子間作用力。分子間作用力。(4)金屬晶體的構成微粒是金屬陽離子和自由電金屬晶體的構成微粒是金屬陽離子和自由電子，微粒間的作用是金屬鍵。子，微粒間的作用是金屬鍵?？键c 核心突破訓練 高效提能2依據物質的分類判斷(1)金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(NaOH、KOH等)和絕大多數鹽類是離子晶體。(2)大多數非金屬單質(除金剛石、石墨、晶體硅等)、非金屬氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、幾乎所有的酸、絕大多數有機物(除有機鹽外)是分子晶體。(3)常見的單質類原子晶體有金剛石、晶體硅、晶體硼等，常見的化合類原子晶體有碳化硅、二氧化硅等。(4)金屬單質是金屬晶體。考點 核心突破訓練 高效提能3依據晶體的熔點判斷(1)離子晶體的熔點較高。(2)原子晶體熔點高。(3)分子晶體熔點低。(4)金屬晶體多數熔點高，但也有相當低的?？键c 核心突破訓練 高效提能4依據導電性判斷(1)離子晶體溶于水及熔融狀態(tài)時能導電。(2)原子晶體一般為非導體。(3)分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質(主要是酸和強極性非金屬氫化物)溶于水，使分子內的化學鍵斷裂形成自由移動的離子，也能導電。(4)金屬晶體是電的良導體?？键c 核心突破訓練 高效提能5依據硬度和機械性能判斷(1)離子晶體硬度較大或硬而脆。(2)原子晶體硬度大。(3)分子晶體硬度小且較脆。(4)金屬晶體多數硬度大，但也有較低的，且具有延展性。考點 核心突破訓練 高效提能題組二考查常見的晶體結構3下面有關晶體的敘述中，不正確的是A金剛石網狀結構中，由共價鍵形成的碳原子環(huán)中，最小的環(huán)上有6個碳原子B氯化鈉晶體中，每個Na周圍距離相等的Na共有6個C氯化銫晶體中，每個Cs周圍緊鄰8個ClD干冰晶體中，每個CO2分子周圍緊鄰12個CO2分子考點 核心突破訓練 高效提能解析氯化鈉晶體中，每個Na周圍距離相等的Na共12個。每個Na周圍距離相等且最近的Cl共有6個。答案B考點 核心突破訓練 高效提能4(2014煙臺聯(lián)考)碳元素在生產生活中具有非常重要的作用，在新物質的制備中也發(fā)揮了舉足輕重的作用。(1)與碳同周期，且基態(tài)原子的核外未成對電子數相等的元素是_(寫出元素符號)。考點 核心突破訓練 高效提能(2)石墨烯是目前人們制造的新物質，該物質是由單層碳原子六邊形平鋪而成的，像一張紙一樣(如圖甲)，石墨烯中碳原子的雜化方式為_；常溫條件下丙烯是氣態(tài)，而相對分子質量比丙烯小的甲醇，常溫條件下卻呈液態(tài)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是_ 。考點 核心突破訓練 高效提能(3)二氧化硅結構跟金剛石結構相似，即二氧化硅的結構相當于在硅晶體結構中每個硅與硅的化學鍵之間插入一個O原子。觀察圖乙中金剛石的結構，分析二氧化硅的空間網狀結構中，Si、O形成的最小環(huán)上O原子數目是_。(4)圖丙是C60的晶胞模型(一個小黑點代表一個C60分子)，圖中顯示出的C60分子數為14個。實際上一個C60晶胞中含有_個C60分子?？键c 核心突破訓練 高效提能解析(1)C元素和O元素基態(tài)原子的核外未成對電子數都是2。(3)金剛石空間結構中數目最少的環(huán)中有6個原子，即六元環(huán)，共有6個CC鍵，而二氧化硅中的硅原子相當于金剛石中的碳原子，氧原子在硅硅鍵之間，故二氧化硅中氧原子的數目與金剛石中CC鍵的數目相同。(4)晶胞中粒子個數的計算公式體內1面上1/2棱上1/4頂角1/8。C60晶胞模型中顯示出的14個C60分子，8個在晶胞頂角上，6個在面上，故一個晶胞中含有的C60分子數目為81/861/24。答案(1)O(2)sp2甲醇分子間存在氫鍵，而丙烯分子間只有范德華力(3)6(4)4考點 核心突破訓練 高效提能5(1)將等徑圓球在二維空間里進行排列，可形成密置層和非密置層。在圖1所示的半徑相等的圓球的排列中，A屬于_層，配位數是_；B屬于_層，配位數是_?？键c 核心突破訓練 高效提能(2)將非密置層一層一層地在三維空間里堆積，得到如圖2所示的一種金屬晶體的晶胞，它被稱為簡單立方堆積，在這種晶體中，金屬原子的配位數是_，平均每個晶胞所占有的原子數目是_?？键c 核心突破訓練 高效提能(3)有資料表明，只有釙的晶體中的原子具有如圖2所示的堆積方式。釙位于元素周期表的第_周期第_族，元素符號是_，最外電子層的電子排布式是_。答案(1)非密置4密置6(2)61(3)六APo6s26p4考點 核心突破訓練 高效提能題組三考查晶體熔沸點的比較6(2013重慶)BN、MgBr2、SiCl4的熔點由高到低的順序為_。解析BN為原子晶體，SiCl4為分子晶體MgBr2為離子晶體，因而熔沸點：BNMgBr2SiCl4。答案BNMgBr2SiCl4考點 核心突破訓練 高效提能答案兩者均為離子化合物，且電荷數均為1，但后者離子半徑大，離子鍵較弱，因此熔點較低考點 核心突破訓練 高效提能8下列物質性質的變化規(guī)律，與共價鍵的鍵能大小有關的是AF2、Cl2、Br2、I2的熔點、沸點逐漸升高BHF、HCl、HBr、HI的熔、沸點順序為HFHIHBrHClC金剛石的硬度、熔點、沸點都高于晶體硅DNaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點依次降低解析A項、B項中分子晶體熔、沸點高低與分子間的作用力有關，含有氫鍵時會出現(xiàn)反?，F(xiàn)象，與分子內共價鍵無關。D項離子晶體內存在的是離子鍵。答案C考點 核心突破訓練 高效提能剖題探法晶體熔沸點的比較1不同類型晶體熔、沸點的比較(1)不同類型晶體的熔、沸點高低一般規(guī)律：原子晶體離子晶體分子晶體。(2)金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等熔、沸點很高，汞、銫等熔、沸點很低?？键c 核心突破訓練 高效提能考點 核心突破訓練 高效提能(2)離子晶體：一般地說，陰陽離子的電荷數越多，離子半徑越小，則離子間的作用力就越強，其離子晶體的熔、沸點就越高，如熔點：MgONaClCsCl。衡量離子晶體穩(wěn)定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，熔點越高，硬度越大?？键c 核心突破訓練 高效提能(3)分子晶體：分子間作用力越大，物質的熔、沸點越高；具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常的高。如H2OH2TeH2SeH2S。組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，熔、沸點越高，如SnH4GeH4SiH4CH4。組成和結構不相似的物質(相對分子質量接近)，分子的極性越大，其熔、沸點越高，如CON2，CH3OHCH3CH3?？键c 核心突破訓練 高效提能