2020創(chuàng)新設(shè)計(jì)高三化學(xué)配套學(xué)案課件第十一章第3講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1、2020創(chuàng)新設(shè)計(jì)高三化學(xué)配套學(xué)案課件第十一章第3講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2020創(chuàng)新設(shè)計(jì)高三化學(xué)配套學(xué)案課件第十一章第3講晶體結(jié)構(gòu)與核心素養(yǎng):1.宏觀辨識(shí)與微觀探析:認(rèn)識(shí)晶胞及晶體的類型,能從不同角度分析晶體的組成微粒、結(jié)構(gòu)特點(diǎn),能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問題。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:能運(yùn)用典型晶體模型判斷晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及組成并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。3.變化觀念與平衡思想:認(rèn)識(shí)不同晶體類型的特點(diǎn),能從多角度、動(dòng)態(tài)的分析不同晶體的組成及相應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)。核心素養(yǎng):1.宏觀辨識(shí)與微觀探析:認(rèn)識(shí)晶胞及晶體的類型,能從考點(diǎn)一晶體的常識(shí)和常見四種晶體性質(zhì)(頻數(shù):難度:)本考點(diǎn)主要考查晶體類型判斷,以及借助晶

2、體類型比較熔沸點(diǎn)高低?？键c(diǎn)一晶體的常識(shí)和常見四種晶體性質(zhì)本考點(diǎn)主要考查晶體類型判1.晶體(1)晶體與非晶體晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)微粒 排列結(jié)構(gòu)微粒 排列性質(zhì)特征自范性 熔點(diǎn)異同表現(xiàn)周期性有序無序有無固定不固定各向異性各向同性1.晶體(1)晶體與非晶體晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)微粒 二者區(qū)別方法間接方法 看是否有固定的 科學(xué)方法對(duì)固體進(jìn)行 實(shí)驗(yàn)熔點(diǎn)X射線衍射二者區(qū)別方法間接方法 看是否有固定的 科學(xué)方法對(duì)固(2)晶胞概念:描述晶體結(jié)構(gòu)的。晶體中晶胞的排列無隙并置a.無隙:相鄰晶胞之間沒有。b.并置:所有晶胞 排列、相同。(3)晶格能定義:氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體釋放的能量,通常取正值,單位:?；?/p>

3、單元任何間隙平行取向kJmol1(2)晶胞基本單元任何間隙平行取向kJmol1影響因素a.離子所帶電荷數(shù):離子所帶電荷數(shù)越多,晶格能越 。b.離子的半徑:離子的半徑越,晶格能越大。與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系晶格能越大,形成的離子晶體越 ,且熔點(diǎn)越,硬度越。大小穩(wěn)定高大影響因素大小穩(wěn)定高大具有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體,如玻璃。晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別:是否有自范性。晶胞是從晶體中“截取”出來具有代表性的“平行六面體”,但不一定是最小的“平行六面體”。具有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體,如玻璃。2.四種晶體類型的比較 比較類型分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體構(gòu)成粒子金屬陽離子、自由電子粒子間的相互作

4、用力 (某些含氫鍵)硬度有的 , 有的 分子原子陰、陽離子范德華力共價(jià)鍵金屬鍵離子鍵較小很大很大很小較大2.四種晶體類型的比較 比較分子晶體原子晶體金屬熔、沸點(diǎn)有的 , 有的 溶解性相似相溶難溶于任何溶劑常見溶劑難溶大多易溶于水等極性溶劑導(dǎo)電、傳熱性一般不導(dǎo)電,溶于水后有的導(dǎo)電一般不具有導(dǎo)電性,個(gè)別為半導(dǎo)體電和熱的良導(dǎo)體晶體不導(dǎo)電,水溶液或熔融態(tài)導(dǎo)電物質(zhì)類別及舉例大多數(shù)非金屬單質(zhì)、氣態(tài)氫化物、酸、非金屬氧化物(SiO2除外)、絕大多數(shù)有機(jī)物(有機(jī)鹽除外)部分非金屬單質(zhì)(如金剛石、硅、晶體硼),部分非金屬化合物(如SiC、SiO2)金屬單質(zhì)與合金(如Na、Al、Fe、青銅)金屬氧化物(如K2O、

5、Na2O)、強(qiáng)堿(如KOH、NaOH)、絕大部分鹽(如NaCl)較低很高很高很低較高熔、沸點(diǎn)有的 ,溶解性相似相溶難溶于3.晶體熔、沸點(diǎn)的比較(1)不同類型晶體熔、沸點(diǎn)的比較不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)高低的一般規(guī)律: 。金屬晶體的熔、沸點(diǎn)差別很大,如鎢、鉑等熔、沸點(diǎn)很高,汞、銫等熔、沸點(diǎn)很低。(2)同種晶體類型熔、沸點(diǎn)的比較原子晶體:原子晶體離子晶體分子晶體小短大高3.晶體熔、沸點(diǎn)的比較(1)不同類型晶體熔、沸點(diǎn)的比較原子晶如熔點(diǎn):金剛石 碳化硅硅。離子晶體:a.一般地說,陰、陽離子的電荷數(shù)越,離子半徑越 ,則離子間的作用力就越 ,其離子晶體的熔、沸點(diǎn)就越 ,如熔點(diǎn):MgO MgCl2 NaCl

6、CsCl。b.衡量離子晶體穩(wěn)定性的物理量是晶格能。晶格能越 ,形成的離子晶體越,熔點(diǎn)越 ,硬度越。分子晶體:a.分子間作用力越 ,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越 ;具有氫鍵的分子晶體熔、沸點(diǎn)反常地 。如H2O H2Te H2Se H2S。多小強(qiáng)高大穩(wěn)定高大大高高如熔點(diǎn):金剛石 碳化硅硅。多小強(qiáng)高b.組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量越,熔、沸點(diǎn)越,如SnH4 GeH4 SiH4 CH4。c.組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量接近),分子的極性越大,其熔、沸點(diǎn)越高,如CON2,CH3OHCH3CH3。d.同分異構(gòu)體,支鏈越多,熔、沸點(diǎn)越低。如CH3CH2CH2CH2CH3大高b.組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體

7、,相對(duì)分子質(zhì)量越,熔、沸點(diǎn)越金屬晶體:金屬離子半徑越小,離子電荷數(shù)越多,金屬陽離子與自由電子靜電作用越強(qiáng),其金屬鍵越強(qiáng),金屬熔、沸點(diǎn)就越高,如熔、沸點(diǎn):NaMgAl。金屬晶體:原子晶體中一定含有共價(jià)鍵,而分子晶體中不一定有共價(jià)鍵,如稀有氣體的晶體。原子晶體熔化時(shí)破壞共價(jià)鍵,分子晶體熔化時(shí)破壞的是分子間作用力,分子內(nèi)的共價(jià)鍵不被破壞。原子晶體的熔點(diǎn)不一定比離子晶體高,如石英的熔點(diǎn)為1 710 ,MgO的熔點(diǎn)為2 852 。原子晶體中一定含有共價(jià)鍵,而分子晶體中不一定有共價(jià)鍵,如稀速查速測(cè)1.(易混點(diǎn)排查)正確的打“”,錯(cuò)誤的打“”(1)晶體的熔點(diǎn)一定比非晶體的熔點(diǎn)高( )(2)冰和固體碘晶體中相

8、互作用力相同( )(3)固體SiO2一定是晶體( )(4)通過X射線衍射實(shí)驗(yàn)的方法可以區(qū)分晶體和非晶體( )(5)晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別是晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列( )速查速測(cè)1.(易混點(diǎn)排查)正確的打“”,錯(cuò)誤的打“”2.(教材改編題)(RJ選修3P848、9、10整合)下列說法正確的是(雙選)()A.Na2O和SiO2熔化克服的作用力屬于同種類型B.氯化鈉和HCl溶于水克服的作用力均是離子鍵C.HF、HCl、HBr、HI中的熔點(diǎn)HF反常高的原因是HF分子之間能形成氫鍵D.某晶體的熔點(diǎn)為112.8 ,溶于CS2、CCl4等溶劑,可推導(dǎo)該晶體可能為分子晶體答案CD2.(教材改

9、編題)(RJ選修3P848、9、10整合)下列3.(思維探究題)判斷KCl、NaCl、CaO、BaO四種晶體熔點(diǎn)的高低順序,并說明原因。 _。答案CaOBaONaClKCl四種物質(zhì)皆為離子晶體,晶格能越大,晶體熔、沸點(diǎn)越高;離子所帶電荷數(shù)越多,半徑越小,晶格能越大,因?yàn)閞(K)r(Na),r(Ba2)r(Ca2),所以熔點(diǎn)的高低順序?yàn)镃aOBaONaClKCl3.(思維探究題)判斷KCl、NaCl、CaO、BaO四種晶A組基礎(chǔ)知識(shí)鞏固1.下列各組物質(zhì)中,按熔點(diǎn)由低到高的順序排列正確的是()O2、I2、HgCO、KCl、SiO2Na、K、RbNa、Mg、AlA. B. C. D.A組基礎(chǔ)知識(shí)鞏固

10、1.下列各組物質(zhì)中,按熔點(diǎn)由低到高的順解析中Hg在常溫下為液態(tài),而I2為固態(tài),故錯(cuò);中SiO2為原子晶體,其熔點(diǎn)最高,CO是分子晶體,其熔點(diǎn)最低,故正確;中Na、K、Rb價(jià)電子數(shù)相同,其原子半徑依次增大,金屬鍵依次減弱,熔點(diǎn)逐漸降低,故錯(cuò);中Na、Mg、Al價(jià)電子數(shù)依次增多,原子半徑逐漸減小,金屬鍵依次增強(qiáng),熔點(diǎn)逐漸升高,故正確。答案D解析中Hg在常溫下為液態(tài),而I2為固態(tài),故錯(cuò);中Si2.(2019新疆喀什模擬)現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)()數(shù)據(jù):A組B組C組D組金剛石:3 550 Li:181 HF:83 NaCl:801 硅晶體:1 410 Na:98 HCl:115 KCl:776 硼晶體:2

11、 300 K:64 HBr:89 RbCl:718 二氧化硅:1 723 Rb:39 HI:51 CsCl:645 2.(2019新疆喀什模擬)現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)()數(shù)據(jù):據(jù)此回答下列問題:(1)A組屬于_晶體,其熔化時(shí)克服的微粒間的作用力是_。(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是_(填序號(hào))。有金屬光澤導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性(3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于_。(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是_(填序號(hào))。硬度小水溶液能導(dǎo)電固體能導(dǎo)電熔融狀態(tài)能導(dǎo)電據(jù)此回答下列問題:(5)D組晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹aClKClRbClCsCl,其原因?yàn)開。解析(1)A組熔點(diǎn)很高,為原子晶體,是由原子通過共價(jià)鍵形成的。(

12、2)B組為金屬晶體,具有四條共性。(3)HF中含有分子間氫鍵,故其熔點(diǎn)反常。(4)D組屬于離子晶體,具有兩條性質(zhì)。(5)D組屬于離子晶體,其熔點(diǎn)與晶格能有關(guān)。答案(1)原子共價(jià)鍵(2)(3)HF分子間能形成氫鍵,其熔化時(shí)需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成氫鍵即可)(4) (5)D組晶體都為離子晶體,r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs),在離子所帶電荷數(shù)相同的情況下,半徑越小,晶格能越大,熔點(diǎn)就越高(5)D組晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹aClKClRbC【歸納總結(jié)】晶體的熔、沸點(diǎn)比較首先看物質(zhì)的狀態(tài),一般情況下固體液體氣體;二是看物質(zhì)所屬類型,一般是原子晶體離子晶體分子晶體(注意:不

13、是絕對(duì)的,如氧化鋁熔點(diǎn)大于晶體硅),結(jié)構(gòu)類型相同時(shí)再根據(jù)相應(yīng)規(guī)律進(jìn)行判斷。同類晶體熔、沸點(diǎn)比較思路為:原子晶體共價(jià)鍵鍵能鍵長(zhǎng)原子半徑;分子晶體分子間作用力相對(duì)分子質(zhì)量;離子晶體離子鍵強(qiáng)弱離子所帶電荷數(shù)、離子半徑。【歸納總結(jié)】晶體的熔、沸點(diǎn)比較B組考試能力過關(guān)3.按要求完成以下題目(1)(2018課標(biāo)全國(guó))Li2O是離子晶體,其晶格能可通過下圖的BornHaber循環(huán)計(jì)算得到。Li2O晶格能為_kJmol1。B組考試能力過關(guān)3.按要求完成以下題目(1)(2018解析晶格能是指氣態(tài)離子結(jié)合生成1 mol晶體所釋放的能量或1 mol晶體斷裂離子鍵形成氣態(tài)離子所吸收的能量,則Li2O的晶格能為2 90

14、8 kJmol1答案2 908解析晶格能是指氣態(tài)離子結(jié)合生成1 mol晶體所釋放的能量或(2)(2017全國(guó)卷)K和Cr屬于同一周期,且核外最外層電子構(gòu)型相同,但金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低,原因是_。答案K原子半徑較大且價(jià)電子數(shù)較少,金屬鍵較弱(2)(2017全國(guó)卷)K和Cr屬于同一周期,且核外最外(3)(2016全國(guó)卷)GaF3的熔點(diǎn)高于1 000 ,GaCl3的熔點(diǎn)為77.9 ,其原因是_。答案GaF3為離子晶體,GaCl3為分子晶體(4)(2015全國(guó)卷)碳及其化合物廣泛存在于自然界中。CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5,該化合物熔點(diǎn)為253 K,沸點(diǎn)為376 K,該固體屬于_晶

15、體。答案分子(3)(2016全國(guó)卷)GaF3的熔點(diǎn)高于1 000 (5)(2015全國(guó)卷)A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素,A2和B具有相同的電子構(gòu)型,C、D為同周期元素,C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍;D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子?；卮鹣铝袉栴}:單質(zhì)A有兩種同素異形體,其中沸點(diǎn)高的是_(填分子式),原因是_;A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為_和_。答案O3O3的相對(duì)分子質(zhì)量較大,范德華力大分子晶體離子晶體(5)(2015全國(guó)卷)A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大考點(diǎn)二五類常見晶體模型與晶胞計(jì)算(頻數(shù):難度:)本考點(diǎn)是高考必考點(diǎn),主要考查晶體堆積方式和晶胞的計(jì)算,特別是晶胞的計(jì)算

16、是考查重點(diǎn),要重點(diǎn)落實(shí)?？键c(diǎn)二五類常見晶體模型與晶胞計(jì)算本考點(diǎn)是高考必考點(diǎn),主要考1.典型晶體模型(1)原子晶體(金剛石和二氧化硅)1.典型晶體模型(1)原子晶體(金剛石和二氧化硅)金剛石晶體中,每個(gè)C與另外 個(gè)C形成共價(jià)鍵,CC鍵之間的夾角是10928,最小的環(huán)是 元環(huán)。含有1 mol C的金剛石中,形成的共價(jià)鍵有 mol。SiO2晶體中,每個(gè)Si原子與 個(gè)O成鍵,每個(gè)O原子與 個(gè)硅原子成鍵,最小的環(huán)是 元環(huán),在“硅氧”四面體中,處于中心的是 原子,1 mol SiO2中含有 mol SiO鍵。六4242十二Si4金剛石晶體中,每個(gè)C與另外 個(gè)C形成共價(jià)鍵,CC鍵之(2)分子晶體干冰晶體中,

17、每個(gè)CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有個(gè)。12冰的結(jié)構(gòu)模型中,每個(gè)水分子與相鄰的 個(gè)水分子以氫鍵相連接,含1 mol H2O的冰中,最多可形成 mol“氫鍵”。42(2)分子晶體12冰的結(jié)構(gòu)模型中,每個(gè)水分子與相鄰的 (3)離子晶體NaCl型:在晶體中,每個(gè)Na同時(shí)吸引個(gè)Cl,每個(gè)Cl同時(shí)吸引 個(gè)Na,配位數(shù)為 。每個(gè)晶胞含 個(gè)Na和 個(gè)Cl。CsCl型:在晶體中,每個(gè)Cl吸引 個(gè)Cs,每個(gè)Cs吸引 個(gè)Cl,配位數(shù)為 。66644888(3)離子晶體NaCl型:在晶體中,每個(gè)Na同時(shí)吸引個(gè)(4)石墨晶體石墨層狀晶體中,層與層之間的作用是,平均每個(gè)正六邊形擁有的碳原子個(gè)數(shù)是 ,C原子采取的雜

18、化方式是。分子間作用力2sp2(4)石墨晶體石墨層狀晶體中,層與層之間的作用是,平均2.晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算方法均攤法2.晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算方法均攤法2020創(chuàng)新設(shè)計(jì)高三化學(xué)配套學(xué)案課件第十一章第3講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)在使用均攤法計(jì)算晶胞中的微粒個(gè)數(shù)時(shí),要注意晶胞的形狀,不同形狀的晶胞,應(yīng)先分析任意位置上的一個(gè)粒子被幾個(gè)晶胞所共有,如六棱柱晶胞中,頂點(diǎn)、側(cè)棱、底面上的棱、面心的微粒依次被6、3、4、2個(gè)晶胞所共有。對(duì)于立方晶胞,可簡(jiǎn)化成下面的公式進(jìn)行各物理量的計(jì)算:a3NAnM,a表示晶胞的棱長(zhǎng),表示密度,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,n表示1 mol晶胞中所含晶體的物質(zhì)的量,M表示摩爾質(zhì)量,a3NA

19、表示1 mol晶胞的質(zhì)量。在使用均攤法計(jì)算晶胞中的微粒個(gè)數(shù)時(shí),要注意晶胞的形狀,不同形速查速測(cè)1.(教材改編題)下面有關(guān)晶體的敘述中,不正確的是()A.金剛石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)中,最小的環(huán)上有6個(gè)碳原子B.氯化鈉晶體中,每個(gè)Na周圍距離相等且緊鄰的Na共有6個(gè)C.氯化銫晶體中,每個(gè)Cs周圍等距且緊鄰8個(gè)ClD.干冰晶體中,每個(gè)CO2分子周圍等距且緊鄰12個(gè)CO2分子解析氯化鈉晶體中,每個(gè)Na周圍距離相等且緊鄰的Na共有12個(gè)。答案B速查速測(cè)1.(教材改編題)下面有關(guān)晶體的敘述中,不正確的2.下列是幾種常見的晶胞結(jié)構(gòu),填寫晶胞中含有的粒子數(shù)。2.下列是幾種常見的晶胞結(jié)構(gòu),填寫晶胞

20、中含有的粒子數(shù)。A.NaCl(含_個(gè)Na,_個(gè)Cl)B.干冰(含_個(gè)CO2)C.CaF2(含_個(gè)Ca2,_個(gè)F)D.金剛石(含_個(gè)C)E.體心立方(含_個(gè)原子)F.面心立方(含_個(gè)原子)答案A.44B.4C.48D.8E.2F.4A.NaCl(含_個(gè)Na,_個(gè)3.(思維探究題)列表比較金屬晶體的簡(jiǎn)單立方、體心立方、六方和面心立方四種堆積模型的配位數(shù),原子空間利用率、堆積方式和晶胞的區(qū)別以及列舉代表物。答案堆積模型采用這種堆積的典型代表空間利用率配位數(shù)晶胞簡(jiǎn)單立方堆積Po(釙)52%6體心立方堆積Na、K、Fe68%83.(思維探究題)列表比較金屬晶體的簡(jiǎn)單立方、體心立方、六方六方最密堆積Mg、

21、Zn、Ti74%12面心立方最密堆積Cu、Ag、Au74%12六方最密堆積Mg、Zn、Ti74%12面心立方Cu、Ag、AA組基礎(chǔ)知識(shí)鞏固1.Zn與S所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。A組基礎(chǔ)知識(shí)鞏固1.Zn與S所形成化合物晶體的晶胞如圖(1)在1個(gè)晶胞中,Zn離子的數(shù)目為_。(2)該化合物的化學(xué)式為_。答案(1)4(2)ZnS(1)在1個(gè)晶胞中,Zn離子的數(shù)目為_。答案2.用晶體的X射線衍射法對(duì)Cu的測(cè)定得到以下結(jié)果:Cu的晶胞為面心立方最密堆積(如圖),已知該晶體的密度為9.00 gcm3,晶胞中該原子的配位數(shù)為_;Cu的原子半徑為_cm(阿伏加德羅常數(shù)為NA,要求列式計(jì)算)。2.用晶體的X

22、射線衍射法對(duì)Cu的測(cè)定得到以下結(jié)果:Cu的晶2020創(chuàng)新設(shè)計(jì)高三化學(xué)配套學(xué)案課件第十一章第3講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)3.某離子晶體晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示。3.某離子晶體晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示。2020創(chuàng)新設(shè)計(jì)高三化學(xué)配套學(xué)案課件第十一章第3講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【方法技巧】晶體結(jié)構(gòu)的相關(guān)計(jì)算【方法技巧】3.金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式(設(shè)棱長(zhǎng)為a)3.金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式(設(shè)棱長(zhǎng)B組考試能力過關(guān)4.按要求完成以下題目(1)(2018課標(biāo)全國(guó))Li2O具有反螢石結(jié)構(gòu),晶胞如圖所示。已知晶胞參數(shù)為0.466 5 nm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則Li2O的密度為_gcm3(列出計(jì)算式)。B組考試能力過關(guān)4.按要求完成以下題目(1)(20182020創(chuàng)新設(shè)計(jì)高三化學(xué)配套學(xué)案課件第十一章第3講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2020創(chuàng)新設(shè)計(jì)高三化學(xué)配套學(xué)案課件第十一章第3講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2020創(chuàng)新