（新課改省份專版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 8.4 認(rèn)識層面 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)案（含解析）

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1、（新課改省份專版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 8.4 認(rèn)識層面 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)案（含解析）1晶體與非晶體(1)晶體與非晶體的區(qū)別比較晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)粒子周期性有序排列結(jié)構(gòu)粒子無序排列性質(zhì)特征自范性有無熔點固定不固定異同表現(xiàn)各向異性各向同性二者區(qū)別方法間接方法測定其是否有固定的熔點科學(xué)方法對固體進(jìn)行X射線衍射實驗(2)獲得晶體的三條途徑熔融態(tài)物質(zhì)凝固。氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。溶質(zhì)從溶液中析出。2晶胞(1)概念：晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。(2)晶體中晶胞的排列無隙并置無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。并置：所有晶胞平行排列、取向相同。對點訓(xùn)練1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打

2、“”)。(1)凡有規(guī)則外形的固體一定是晶體()(2)晶體有自范性但排列無序()(3)不同的晶體中晶胞的大小和形狀都相同()(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(nèi)部的微粒按一定規(guī)律周期性的排列()(7)區(qū)分晶體和非晶體最可靠的方法是對固體進(jìn)行X射線衍射實驗()2下列物質(zhì)中前者為晶體，后者為非晶體的是()A白磷、藍(lán)礬B陶瓷、塑料C碘、橡膠 D食鹽、蔗糖解析：選CA中白磷和藍(lán)礬都是晶體；B中二者均為非晶體；C中碘為晶體，橡膠為非晶體；D中二者均為晶體。3晶體是一類非常重要的材料，在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。我國現(xiàn)已能夠拉制出直徑為300毫米的大直徑硅單晶，

3、晶體硅大量用于電子產(chǎn)業(yè)。下列對晶體硅的敘述中正確的是()A形成晶體硅的速率越大越好B晶體硅沒有固定的熔、沸點C可用X射線衍射實驗來鑒別晶體硅和玻璃D晶體硅的形成與晶體的自范性有關(guān)，而與各向異性無關(guān)解析：選CA項，晶體的形成都要有一定的形成條件，如溫度、壓強、結(jié)晶速率等，但并不是說結(jié)晶速率越大越好，錯誤；B項，晶體有固定的熔、沸點，錯誤；C項，X射線衍射實驗?zāi)軌驕y出物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，根據(jù)微粒是否有規(guī)則的排列就能區(qū)分出晶體與非晶體，正確；D項，晶體的形成與晶體的自范性和各向異性都有密切關(guān)系，錯誤。知識點二晶體類型、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對應(yīng)學(xué)生用書P1611四種晶體類型的比較分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體構(gòu)成

4、微粒分子原子金屬陽離子、自由電子陰、陽離子粒子間的相互作用力范德華力(某些含氫鍵)共價鍵金屬鍵離子鍵硬度較小很大有的很大，有的很小較大熔、沸點較低很高有的很高，有的很低較高溶解性相似相溶難溶于任何溶劑難溶于常見溶劑大多易溶于水等極性溶劑導(dǎo)電、導(dǎo)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)有機物(有機鹽除外)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、Na2O)、強堿

5、(如KOH、NaOH)、絕大部分鹽(如NaCl)2晶格能(1)概念：氣態(tài)離子形成1 mol離子晶體釋放的能量，通常取正值，單位：kJmol1。(2)影響因素離子所帶電荷數(shù)：離子所帶電荷數(shù)越多，晶格能越。離子的半徑：離子的半徑越，晶格能越大。(3)與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，且熔點越高，硬度越。3晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解原子晶體金剛石每個碳與相鄰個碳以共價鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)鍵角均為10928最小碳環(huán)由個C組成且六原子不在同一平面內(nèi)每個C參與4條CC鍵的形成，C原子數(shù)與CC鍵數(shù)之比為12SiO2每個Si與個O以共價鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)每個正四面體占有1個Si,4個“

6、O”， n(Si)n(O)12最小環(huán)上有個原子，即6個O,6個Si分子晶體干冰8個CO2分子構(gòu)成立方體且在6個面心又各占據(jù)1個CO2分子每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有個離子晶體NaCl型每個Na(Cl)周圍等距且緊鄰的Cl(Na)有6個，每個Na周圍等距且緊鄰的Na有個每個晶胞中含個Na和個ClCsCl型每個Cs周圍等距且緊鄰的Cl有個，每個Cs(Cl)周圍等距且緊鄰的Cs(Cl)有6個如圖為8個晶胞，每個晶胞中含1個Cs、1個Cl金屬晶體簡單立方堆積典型代表Po，配位數(shù)為，空間利用率52%面心立方最密堆積典型代表Cu、Ag、Au，配位數(shù)為，空間利用率74%體心立方堆積典型代表Na

7、、K、Fe，配位數(shù)為，空間利用率68%六方最密堆積典型代表Mg、Zn、Ti，配位數(shù)為，空間利用率74%4晶體熔、沸點的高低的比較(1)不同類型晶體熔、沸點的比較不同類型晶體的熔、沸點高低一般規(guī)律：原子晶體離子晶體分子晶體。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。 (2)同種類型晶體熔、沸點的比較原子晶體如熔點：金剛石碳化硅硅。 離子晶體一般地說，陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則晶格能越大，晶體的熔、沸點越高，如熔點：MgOMgCl2，NaClCsCl。分子晶體a分子間范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高；具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常高。如H2OH2TeH

8、2SeH2S。b組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點越高，如SnH4GeH4SiH4CH4。c組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子晶體(相對分子質(zhì)量接近)，其分子的極性越大，熔、沸點越高，如CH3ClCH3CH3。d同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點越低。如CH3CH2CH2CH2CH3金屬晶體金屬離子半徑越小，離子電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強，金屬晶體的熔、沸點越高，如熔、沸點：NaMgAl。對點訓(xùn)練1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子()(2)分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低()(3)原子晶體的熔點一定比金屬晶體的高()(4)離子晶體一定都含有金屬元

9、素()(5)金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體()(6)金屬鈉形成的晶體中，每個鈉原子周圍與其距離最近的鈉原子有8個()(7)在CsCl晶體中，每個Cs周圍與其距離最近的Cl有8個()2下面的排序不正確的是()A熔點由高到低：NaMgAlB硬度由大到?。航饎偸蓟杈w硅C晶體熔點由低到高：COKClSiO2D晶格能由大到?。篘aFNaClNaBrNaI解析：選AA項，金屬離子的電荷越多、半徑越小，金屬晶體的熔點越高，則熔點由高到低為AlMgNa，錯誤；B項，鍵長越短，鍵能越大，硬度越大，鍵長CCCSiSiSi，則硬度由大到小為金剛石碳化硅晶體硅，正確；C項，一般情況下，分子晶體的

10、熔點低于離子晶體的熔點，離子晶體的熔點低于原子晶體的熔點，熔點：CO(分子晶體)KCl(離子晶體)SiO2(原子晶體)，正確；D項，電荷相同的離子，離子半徑越小，晶格能越大，F(xiàn)、Cl、Br、I的離子半徑由小到大，則晶格能：NaFNaClNaBrNaI，正確。3在下列物質(zhì)中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶體硅、金剛石、晶體氬。(1)只含有離子鍵的離子晶體是_。(2)既含有離子鍵又含有極性共價鍵和配位鍵的離子晶體是_。(3)既含有離子鍵又含有非極性共價鍵的離子晶體是_。(4)含有極性共價鍵的原子晶體是_。(5)不

11、含共價鍵的分子晶體是_，只含非極性共價鍵的原子晶體是_。答案：(1)NaCl、Na2S(2)(NH4)2S(3)Na2S2(4)SiO2、SiC(5)晶體氬晶體硅、金剛石4分析下列物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其晶體類型。(1)碳化鋁，黃色晶體，熔點2 200 ，熔融態(tài)不導(dǎo)電：_。(2)五氟化礬，無色晶體，熔點19.5 ，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：_。(3)溴化鉀，無色晶體，熔融時或溶于水中都能導(dǎo)電：_。(4)硼，熔點2 300 ，沸點2 550 ，硬度大：_。(5)硒，熔點217 ，沸點685 ，溶于氯仿：_。(6)銻，熔點630.74 ，沸點1 750 ，導(dǎo)電：_。答案：(1)原子晶體(2)分子晶體

12、(3)離子晶體(4)原子晶體(5)分子晶體(6)金屬晶體知識點三晶體結(jié)構(gòu)的分析與計算1“均攤法”突破晶胞組成的計算(1)原則：晶胞任意位置上的一個粒子如果是被n個晶胞所共有，那么，每個晶胞對這個粒子分得的份額就是。(2)方法長方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算非長方體晶胞中粒子視具體情況而定，如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(1個碳原子)被三個六邊形共有，每個六邊形占有個碳原子，一個六邊形實際占有62個碳原子。又如，在六棱柱晶胞(如圖中所示的MgB2晶胞)中，頂點上的原子為6個晶胞(同層3個，上層或下層3個)共有，面上的原子為2個晶胞共有，因此鎂原子個數(shù)為1223，硼原子

13、個數(shù)為6。2晶胞中粒子數(shù)與M、(晶體密度，gcm3)之間的關(guān)系若1個晶胞中含有x個粒子，則1 mol該晶胞中含有x mol粒子，其質(zhì)量為xM g；又1個晶胞的質(zhì)量為a3 g(a3為晶胞的體積，單位為cm3)，則1 mol晶胞的質(zhì)量為a3NA g，因此有xMa3NA。對點訓(xùn)練1.磁光存儲的研究是Williams等在1957年使Mn和Bi形成的晶體薄膜磁化并用光讀取之后開始的。如圖是Mn和Bi形成的某種晶體的結(jié)構(gòu)示意圖(白球均在六棱柱內(nèi))，則該晶體物質(zhì)的化學(xué)式可表示為() AMn2BiBMnBiCMnBi3 DMn4Bi3解析：選B由晶體的結(jié)構(gòu)示意圖可知：白球代表Bi原子，且均在六棱柱內(nèi)，所以Bi

14、為6個。黑球代表Mn原子，個數(shù)為122166(個)，則二者的原子個數(shù)比為11。2用晶體的X射線衍射法可以測得阿伏加德羅常數(shù)。對金屬銅的測定得到以下結(jié)果：晶胞為面心立方最密堆積，棱長為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(zhì)量是_g，阿伏加德羅常數(shù)為_列式計算，已知Ar(Cu)63.6。解析：體積(3.61108)3 cm34.701023 cm3(a為棱長)；質(zhì)量體積密度4.701023 cm39.00 gcm34.231022 g；一個銅晶胞含4個銅原子，則4Ar(Cu)NAm(晶胞)，NA6.0141023 mol1。答案：4.7010234.23

15、1022NA6.0141023 mol13.O和Na能夠形成化合物F，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)a0.566 nm，F(xiàn)的化學(xué)式為_；晶胞中O原子的配位數(shù)為_；列式計算晶體F的密度(gcm3)：_。解析：O2半徑大于Na半徑，由F的晶胞結(jié)構(gòu)可知，大球代表O2，小球代表Na，每個晶胞中含有O2個數(shù)為864，含有Na個數(shù)為8，故O2、Na離子個數(shù)之比為4812，從而推知F的化學(xué)式為Na2O。由晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個O原子周圍有8個Na原子，故O原子的配位數(shù)為8。晶胞參數(shù)a0.566 nm0.566107 cm，則晶胞的體積為(0.566107 cm)3，從而可知晶體F的密度為2.27 gcm3。答案：

16、Na2O82.27 gcm34(2016全國卷節(jié)選)GaAs的熔點為1 238 ，密度為 gcm3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為_，Ga與As以_鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGa gmol1和MAs gmol1，原子半徑分別為rGa pm和rAs pm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_。解析：GaAs的熔點為1 238 ，其熔點較高，據(jù)此推知GaAs為原子晶體，Ga與As原子之間以共價鍵鍵合。分析GaAs的晶胞結(jié)構(gòu)，4個Ga原子處于晶胞體內(nèi)，8個As原子處于晶胞的頂點、6個As原子處于晶胞的面心，結(jié)合“均攤法”計算可知，每個晶胞中含有4個Ga原子，含有As原子個數(shù)為81/861/24(個)，Ga和As的原子半徑分別為rGapmrGa1010cm，rAspmrAs1010 cm，則原子的總體積為V原子4(rGa1010cm)3(rAs1010cm)31030(rr)cm3。又知Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGa gmol1和MAs gmol1，晶胞的密度為 gcm3，則晶胞的體積為V晶胞 cm3，故GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為100%100%100%。答案：原子晶體共價100%