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

《（新課改省份專(zhuān)版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 8.4 認(rèn)識(shí)層面 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)案（含解析）》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《（新課改省份專(zhuān)版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 8.4 認(rèn)識(shí)層面 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)案（含解析）（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、（新課改省份專(zhuān)版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 8.4 認(rèn)識(shí)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(wú)序排列 性質(zhì)特征 自范性 有 無(wú) 熔點(diǎn) 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(cè)定其是否有固定的熔點(diǎn) 科學(xué)方法 對(duì)固體進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射實(shí)驗(yàn) (2)獲得晶體的三條途徑 ①熔融態(tài)物質(zhì)凝固。 ②氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。 ③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、2)晶體中晶胞的排列——無(wú)隙并置 ①無(wú)隙：相鄰晶胞之間沒(méi)有任何間隙。 ②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。 (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(wú)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(duì)固體進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射實(shí)驗(yàn)(√) 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　　　　　

3、　 B．陶瓷、塑料 C．碘、橡膠 D．食鹽、蔗糖 解析：選C　A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(lèi)非常重要的材料，在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。我國(guó)現(xiàn)已能夠拉制出直徑為300毫米的大直徑硅單晶，晶體硅大量用于電子產(chǎn)業(yè)。下列對(duì)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(méi)有固定的熔、沸點(diǎn) C．可用X-射線(xiàn)衍射實(shí)驗(yàn)來(lái)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(wú)關(guān) 解析：選C　A項(xiàng)，晶體的形成都要有一定的形成條件，如溫度、壓強(qiáng)、結(jié)晶速率等，但并不是說(shuō)結(jié)晶速率越大越好

4、，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，晶體有固定的熔、沸點(diǎn)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，X-射線(xiàn)衍射實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驕y(cè)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(xiàng)，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(cuò)誤。 知識(shí)點(diǎn)二　晶體類(lèi)型、結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P161 1．四種晶體類(lèi)型的比較 分子晶體 原子晶體 金屬晶體 離子晶體 構(gòu)成微粒 分子 原子 金屬陽(yáng)離子、自由電子 陰、陽(yáng)離子 粒子間的相互作用力 范德華力(某些含氫鍵) 共價(jià)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(diǎn) 較低 很高 有的很高，有的很低 較高

5、 溶解性 相似相溶 難溶于任何溶劑 難溶于常見(jiàn)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(lèi)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、Na2O)、強(qiáng)堿(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

6、子晶體釋放的能量，通常取正值，單位：kJ·mol－1。 (2)影響因素 ①離子所帶電荷數(shù)：離子所帶電荷數(shù)越多，晶格能越。 ②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(diǎn)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 ①每個(gè)碳與相鄰個(gè)碳以共價(jià)鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu) ②鍵角均為109°28′ ③最小碳環(huán)由個(gè)C組成且六原子不在同一平面內(nèi) ④每個(gè)C參與4條C—C鍵的形成，C原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為1∶2 SiO2 ①每個(gè)Si與個(gè)O以共價(jià)鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu) ②每個(gè)正四面

7、體占有1個(gè)Si,4個(gè)“O”， n(Si)∶n(O)＝1∶2 ③最小環(huán)上有個(gè)原子，即6個(gè)O,6個(gè)Si 分子晶體 干冰 ①8個(gè)CO2分子構(gòu)成立方體且在6個(gè)面心又各占據(jù)1個(gè)CO2分子 ②每個(gè)CO2分子周?chē)染嗲揖o鄰的CO2分子有個(gè) 離子晶體 NaCl型 ①每個(gè)Na＋(Cl－)周?chē)染嗲揖o鄰的Cl－(Na＋)有6個(gè)，每個(gè)Na＋周?chē)染嗲揖o鄰的Na＋有個(gè) ②每個(gè)晶胞中含個(gè)Na＋和個(gè)Cl－ CsCl型 ①每個(gè)Cs＋周?chē)染嗲揖o鄰的Cl－有個(gè)，每個(gè)Cs＋(Cl－)周?chē)染嗲揖o鄰的Cs＋(Cl－)有6個(gè) ②如圖為8個(gè)晶胞，每個(gè)晶胞中含1個(gè)Cs＋、1個(gè)Cl－ 金屬晶

8、體 簡(jiǎn)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、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(diǎn)的高低的比較 (1)不同類(lèi)型晶體熔、沸點(diǎn)的比較 ①不同類(lèi)型晶體的熔、沸點(diǎn)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(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)同種類(lèi)型晶體熔、沸點(diǎn)的比較 ①原子晶體 →→→ 如熔點(diǎn)：金剛石

9、＞碳化硅＞硅。 ②離子晶體 一般地說(shuō)，陰、陽(yáng)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(diǎn)越高，如熔點(diǎn)：MgO＞MgCl2，NaCl＞CsCl。 ③分子晶體 a．分子間范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高；具有氫鍵的分子晶體熔、沸點(diǎn)反常高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。 b．組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔、沸點(diǎn)越高，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。 c．組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子晶體(相對(duì)分子質(zhì)量接近)，其分子的極性越大，熔、沸點(diǎn)越高，如CH3Cl＞CH3CH3。 d．同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。 如CH3CH2CH2CH2CH3

10、＞ ④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(qiáng)，金屬晶體的熔、沸點(diǎn)越高，如熔、沸點(diǎn)：Na＜Mg＜Al。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。 (1)在晶體中只要有陽(yáng)離子就一定有陰離子(×) (2)分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低(×) (3)原子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高(×) (4)離子晶體一定都含有金屬元素(×) (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(gè)鈉原子周?chē)c其距離最近的鈉原子有8個(gè)(√) (7)在CsCl晶體中，每個(gè)Cs＋周?chē)c其距離最近的Cl－有8個(gè)(√)

11、 2．下面的排序不正確的是(　　) A．熔點(diǎn)由高到低：Na＞Mg＞Al B．硬度由大到?。航饎偸咎蓟瑁揪w硅 C．晶體熔點(diǎn)由低到高：CO

12、，正確；D項(xiàng)，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：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，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(jià)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(jià)鍵的離子晶體是__________。 (4)含有

13、極性共價(jià)鍵的原子晶體是______________________________________________。 (5)不含共價(jià)鍵的分子晶體是_________，只含非極性共價(jià)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(lèi)型。 (1)碳化鋁，黃色晶體，熔點(diǎn)2 200 ℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電：________。 (2)五氟化礬，無(wú)色晶體，熔點(diǎn)19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：________。 (3)溴化鉀，無(wú)色晶體，

14、熔融時(shí)或溶于水中都能導(dǎo)電：________。 (4)硼，熔點(diǎn)2 300 ℃，沸點(diǎn)2 550 ℃，硬度大：________。 (5)硒，熔點(diǎn)217 ℃，沸點(diǎn)685 ℃，溶于氯仿：________。 (6)銻，熔點(diǎn)630.74 ℃，沸點(diǎn)1 750 ℃，導(dǎo)電：________。 答案：(1)原子晶體　(2)分子晶體　(3)離子晶體　 (4)原子晶體　(5)分子晶體　(6)金屬晶體 知識(shí)點(diǎn)三　晶體結(jié)構(gòu)的分析與計(jì)算 1．“均攤法”突破晶胞組成的計(jì)算 (1)原則：晶胞任意位置上的一個(gè)粒子如果是被n個(gè)晶胞所共有，那么，每個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)粒子分得的份額就是。 (2)方法 ①長(zhǎng)方體(包括立方體)

15、晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算 ②非長(zhǎng)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(diǎn)(1個(gè)碳原子)被三個(gè)六邊形共有，每個(gè)六邊形占有個(gè)碳原子，一個(gè)六邊形實(shí)際占有6×＝2個(gè)碳原子。又如，在六棱柱晶胞(如圖中所示的MgB2晶胞)中，頂點(diǎn)上的原子為6個(gè)晶胞(同層3個(gè)，上層或下層3個(gè))共有，面上的原子為2個(gè)晶胞共有，因此鎂原子個(gè)數(shù)為12×＋2×＝3，硼原子個(gè)數(shù)為6。 2．晶胞中粒子數(shù)與M、ρ(晶體密度，g·cm－3)之間的關(guān)系 若1個(gè)晶胞中含有x個(gè)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(gè)晶胞的質(zhì)量為ρa(bǔ)3 g(a3為晶胞的體積，單位為c

16、m3)，則1 mol晶胞的質(zhì)量為ρa(bǔ)3NA g，因此有xM＝ρa(bǔ)3NA。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 1.磁光存儲(chǔ)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(kāi)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(　　) A．Mn2Bi　　　　　 B．MnBi C．MnBi3 D．Mn4Bi3 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為6個(gè)。黑球代表Mn原子，個(gè)數(shù)為12×＋2×＋1＋6×＝6(個(gè))，則二者的原子個(gè)數(shù)比為1∶1。 2．用晶體的X-射線(xiàn)衍射法可以測(cè)得阿伏加

17、德羅常數(shù)。對(duì)金屬銅的測(cè)定得到以下結(jié)果：晶胞為面心立方最密堆積，棱長(zhǎng)為361 pm。又知銅的密度為9.00 g·cm－3，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_(kāi)___________[列式計(jì)算，已知Ar(Cu)＝63.6]。 解析：體積＝(3.61×10－8)3 cm3＝4.70×10－23 cm3(a為棱長(zhǎng))；質(zhì)量＝體積×密度＝4.70×10－23 cm3×9.00 g·cm－3＝4.23×10－22 g；一個(gè)銅晶胞含4個(gè)銅原子，則4×Ar(Cu)＝NA·m(晶胞)，NA＝＝≈6.014×1023 mol－1。 答案：4.70×1

18、0－23　4.23×10－22　NA＝＝≈6.014×1023 mol－1 3.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)a＝0.566 nm，F(xiàn)的化學(xué)式為_(kāi)_______；晶胞中O原子的配位數(shù)為_(kāi)___________；列式計(jì)算晶體F的密度(g·cm－3)：________________。 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(gè)晶胞中含有O2－個(gè)數(shù)為8×＋6×＝4，含有Na＋個(gè)數(shù)為8，故O2－、Na＋離子個(gè)數(shù)之比為4∶8＝1∶2，從而推知F的化學(xué)式為Na2O。由晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)O原子周?chē)?個(gè)Na原子，故O原子的配位數(shù)為8

19、。晶胞參數(shù)a＝0.566 nm＝0.566×10－7 cm，則晶胞的體積為(0.566×10－7 cm)3，從而可知晶體F的密度為≈2.27 g·cm－3。 答案：Na2O　8　≈2.27 g·cm－3 4．(2016·全國(guó)卷Ⅲ節(jié)選)GaAs的熔點(diǎn)為1 238 ℃，密度為ρ g·cm－3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類(lèi)型為_(kāi)_______，Ga與As以________鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，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_(kāi)_______。 解析：Ga

20、As的熔點(diǎn)為1 238 ℃，其熔點(diǎn)較高，據(jù)此推知GaAs為原子晶體，Ga與As原子之間以共價(jià)鍵鍵合。分析GaAs的晶胞結(jié)構(gòu)，4個(gè)Ga原子處于晶胞體內(nèi)，8個(gè)As原子處于晶胞的頂點(diǎn)、6個(gè)As原子處于晶胞的面心，結(jié)合“均攤法”計(jì)算可知，每個(gè)晶胞中含有4個(gè)Ga原子，含有As原子個(gè)數(shù)為8×1/8＋6×1/2＝4(個(gè))，Ga和As的原子半徑分別為rGapm＝rGa×10－10cm，rAspm＝rAs×10－10 cm，則原子的總體積為V原子＝4×π×[(rGa×10－10cm)3＋(rAs×10－10cm)3]＝×10－30(r＋r)cm3。又知Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，晶胞的密度為ρ g·cm－3，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(jià)　×100%