2019年高考化學一輪復習第12章物質(zhì)結構與性質(zhì)(選考)第3節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì)學案魯

1、第 3 節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì)考綱定位1.理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結構特征解釋其物理性質(zhì)。2.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(zhì)的關系。3.理解金 屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)；了解金屬晶體常見的堆積方式。4.了解晶體類型，了解不同類型晶體中結構微粒及微粒間作用力的區(qū)別。5.了解晶胞概念，能根據(jù)晶胞確定晶體組成并進行相關的計算。6.了解晶格能的概念及其對離子晶體性質(zhì)的影響。7.了解分子晶體結構與性質(zhì)關系。-考點1|晶體與晶胞(對應學生用書第243頁)考綱知識整合1晶體與非晶體(1)晶體與非晶體比較晶體/上?非晶體結構特征結構微

2、粒在三維空間里呈周期性有序排列V結構微粒無序排列性質(zhì)特征自范性有無熔點固定不固定異同表現(xiàn)/X各向異性無各向異性二者區(qū)別方法間接方法看是否有固定的熔點科學方法仝逐丁對固體進行X-射線衍射實驗獲得晶體的途徑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)。r Z JwJr3溶質(zhì)從溶液中析出。jr jT !TIL2晶胞(1)概念：描述晶體結構的基本單元。(2)晶體中晶胞的排列一一無隙并置。1無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙；2并置：所有晶胞平行排列、取向相同。(3)一般形狀為平行六面體。(4)晶胞中粒子數(shù)目的計算一一均攤法晶胞任意位置上的一個原子如果是被n個晶胞所共有，那么，每個晶胞對這個原子

3、分得21的份額就是-。n1長方體（包括立方體）晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算同為8個晶胞所共有,位于頂點I位于棱上位于面上+粒子屬于該晶胞同為4個晶胞所共有+粒子屬于該晶胞同為2個晶胞所共有，寺粒子屬于該晶胞f 位于內(nèi)部整個粒子都屬于該晶胞非長方體：如三棱柱示例CaF的晶胞如下圖所示。該晶胞含CaT4個，F(xiàn)_8個。命題點1晶體的性質(zhì)1.如圖是某固體的微觀結構示意圖，請認真觀察兩圖，判斷下列說法正確的是 【導學號:( )95160411】頂點上:吉 棣上;1內(nèi)部：】為:面上r 1 :血上高考命題點突破3A.兩種物質(zhì)在一定條件下都會自動形成有規(guī)則幾何外形的晶體B.I形成的固體物理性質(zhì)有各向異性c.n

4、形成的固體一定有固定的熔、沸點D.二者的X-射線圖譜是相同的B I會自動形成規(guī)則幾何外形的晶體，具有各向異性，X射線圖譜有明銳的譜線。n不會形成晶體。2. (2014全國I卷，節(jié)選)準晶體是一種無平移周期序，但有嚴格準周期位置序的獨 特晶體，可通過方法區(qū)分晶體、準晶體和非晶體?！窘馕觥烤w是內(nèi)部質(zhì)點(原子、分子或離子)在三維空間周期性地重復排列構成的固體物質(zhì)，而非晶體內(nèi)部質(zhì)點在三維空間無規(guī)律地排列，因此可以通過X-射線衍射的方法進行區(qū)分，晶體能使X-射線發(fā)生衍射，而非晶體、準晶體則不能?！敬鸢浮縓-射線衍射命題點2晶胞中粒子數(shù)及其晶體化學式的判斷3.如圖為甲、乙、丙三種晶體的晶胞:甲乙丙4試寫

5、出：(1)甲晶體化學式(X為陽離子)為_。乙晶體中AB C三種微粒的個數(shù)比是 _(3)丙晶體中每個D周圍結合E的個數(shù)是 _。乙晶體中每個A周圍結合B的個數(shù)為 _?！敬鸢浮?1)X2Y (2)1:3：1(3)8(4)124.Zn與S所形成化合物晶體的晶胞如右圖所示。(1)在1個晶胞中，Zn2+的數(shù)目為 _ 。(2)該化合物的化學式為_ 。2+11【解析】(1)從晶胞圖分析，1個晶胞含有Zn的個數(shù)為8X：+6X；=4。(2)S為4個，所以化合物中Zn與S數(shù)目之比為1:1，則化學式為ZnS【答案】(1)4Z nS5. Cu元素與H元素可形成一種紅色化合物，其晶體結構單元如下圖所示。則該化合物的化學式

6、為_5于體心，O處于棱心。111【解析】Cu個數(shù)：12XK+ 2X+3=6,H個數(shù)：6X+4=6。623【答案】CuH易錯防范均攤法計算應注意的問題在使用均攤法計算晶胞中微粒個數(shù)時，要注意晶胞的形狀，不同形狀的晶胞，任意位置上的一個粒子被幾個晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，頂點、側棱、底面上的棱、面1心依次被6、3、4、2個晶胞所共有。命題點3晶體密6.（2017全國卷組合）（1）（卷I,節(jié)選）KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學材料，具有鈣鈦礦型的立體結構，邊長為a=心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為nm與個數(shù)為2O*c2-在KIO3晶位置，O處于則K處于 cmT3,其立方晶胞參數(shù)為anm

7、（2）（卷n,節(jié)選）（N5）6（H3O）3（NH4）4CI的晶體密度為dg晶胞中含有y個（N5）6（H3O）3（NH4）4CI單元，該單元的相對質(zhì)量為M貝yy的計算表達式為【解析】（1）K與O間的最短距離為22a 22x0.446 nrn0.315 nm由于別位于晶胞的頂角和面心，所以與K緊鄰的O原子為12個。2根據(jù)KIO3的化學式及晶胞結構可畫出KIQ的另一種晶胞結構，如下圖，可看出*CuOKK緊鄰的6【答案】0.31512體心 棱心7.（2016全國川卷，節(jié)選）Pgcm3,其晶胞結構如圖所示。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Mhgmol1和Msgmol1

8、,原子半徑分別為g pm和ASpm,阿伏加德羅常數(shù)值為NA,貝UGaAs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 238C,其熔點較高，據(jù)此推知As原子之間以共價鍵鍵合。分析GaAs的晶胞結構，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8X1/8+6X1/2=4,Ga和As的原子半徑分別為2a1010 _pm=rGaX10 cm,rAspm=rASX 10 cm,則原子的總體積為10316n30 333.、.+（ASX 10 cm） = x10 （Ga+As

9、）cm。又知Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為Magmol 31133和MAsgmol，晶胞的密度為pgcm，則晶胞的體積為V晶胞=4（Mta+Ms）/pNAcm,故GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為321adx10 g_y_MNA，a3dNA嚴寸10 x10GaAs的熔點為1 238C,密度為GaAs為原子晶體，Ga與4103V原子=4x - n x(rGaX10 cm)3Vo-x100%FV晶胞16n3x103033rGa+rAsMGa+Ms3T入cmcm3一x100%F一30334n X10XNAprGa+ASMsa+Msx100%【答案】原子晶體共價30334n x10 xNAprG

10、a+ASMGa+Msx100%&（2016602a3da3dNAOAs Ca7某鎳白銅合金的立方晶胞結構如圖所示?！緦W號：95160412】(1)晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為 _。(2)若合金的密度為dgcmT3，晶胞參數(shù)a=_nm?！窘馕觥?1)由晶胞結構圖可知，Ni原子處于立方晶胞的頂點，Cu原子處于立方晶胞4)1 1的面心，根據(jù)均攤法，每個晶胞中含有Cu原子的個數(shù)為3,含有Ni原子的個數(shù)為8X-2VJ8=1，故晶胞中Cu原子與Ni原子的數(shù)量比為3：1。根據(jù)m=PV可得，1 mol晶胞的質(zhì)量為(64x3+59)g=a3xdgcm3xz,貝Ua=X)常數(shù)的值，n：1 mol晶胞所含基本粒

11、子或特定組合的個數(shù)，M組成的摩爾質(zhì)量2金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式設棱長為a1面對角線長=” 2a。2體對角線長=. 3 a。3體心立方堆積4r=3a r為原子半徑 。,Z? 0廠4面心立方堆積4r=2a r為原子半徑 。x107nm?！敬鸢浮?51.-23(1)3：k.02x123xd1 x 107或空x107Nd方法技巧晶體結構的相關計算P:密度，阿伏加德羅：3空間利用率=晶胞中微粒體積晶胞體積OCu Ni251236.02x10 x-2516.02x1023xdNA=nM a:棱長,1晶胞計算公式立方晶胞8考點2|常見晶體模型的微觀結構分析（對應學生用書第245頁）考

12、綱知識整合（1）金剛石晶體中，每個C與另外4個C形成共價鍵，碳原子采取d雜化，C-C鍵 之間的夾角是10928，最小的環(huán)是6元環(huán)。每個C被12個六元環(huán)共用。含有1 mol C的金剛石中形成的C C有2 mol。1在金剛石的晶胞中，內(nèi)部的C在晶胞的體對角線的-處。每個晶胞含有8個C。（2）SiO2晶體中，每個Si原子與4個O原子成鍵，每個O原子與2個Si原子成鍵，最 小的環(huán)是12元環(huán)，在“硅氧”四面體中， 處于中心的是SL原子。1 mol SiO2晶體中含SiO鍵數(shù)目為4NA,在SiO2晶體中Si、O原子均采取SP3雜化。2.-分子晶體干冰和冰（1）干冰晶體中，每個CO分子周圍等距且緊鄰的CO分

13、子有12個，屬于分子密堆積。 晶胞中含有4_個CO分子。同類晶體還有晶體I2、晶體Q等。備備r干冰的結構模型（晶胞）冰的結構模車（2）冰的結構模型中，每個水分子與相鄰的4個水分子以氫鍵相連接，含1 mol H20的冰中，最多可形成2 mol氫鍵。晶胞結構與金剛石相似，含有8個H2O3金屬晶體金剛石邂芬晶胞二舗化桂9（1）“電子氣理論”要點該理論把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被10所有原子所共用，從而把所有金屬原子維系在一起。(2)金屬鍵的實質(zhì)是金屬陽離子與電子氣間的靜電作用。(3)金屬晶體的常見堆積結構型式常見金屬配位數(shù)晶胞面心立方最密堆積(銅型)Cu A

14、g、Au12:體心立方堆積Na、K Fe81p六方最密 堆積(鎂型)Mg Zn、Ti12/4rSi簡單立方堆積Po6 &r1 -說明：六方最密堆積是按ABABAB的方式堆積，面心立方最密堆積是按ABCABCABC的方式堆積。4.離子晶體(1)NaCl型：在晶體中，每個人&%-NsT同時吸引數(shù)為6o每個晶胞含4個Na*和4個Cl：6個Cl，每個Cl同時吸引6個Naj配位CsClJ型：在晶體中，每個C吸引8個CsJ每個Cs+吸引8個ClCaF2型：在晶體中，的配位數(shù)為4，Ca2+的配位數(shù)為8，晶胞中含，配位數(shù)為8o4個，含81個晶胞中CaF體對角線的1處。5.石墨晶體一一混合型晶體(1)石墨層狀晶

15、體中，層與層之間的作用是范德華力。(2)平均每個正六邊形擁有的碳原子個數(shù)是2,C原子采取的雜化方式是spo每層中存在b鍵和n鍵，還有金屬鍵。CC的鍵長比金剛石的CC鍵長短，熔點比金剛石的咼。能導電。-OCs*11高考命題點突破命題點常見晶體的微觀結構分析1. (2017全國川卷，節(jié)選)MgO具有NaCI型結構(如圖)，其中陰離子采用面心立方最密堆積方式，X射線衍射實驗測得MgO的晶胞參數(shù)為a=0.420 nm,貝Ur(O3 1 2_)為_nm。MnO也屬于NaCI型結構，晶胞參數(shù)為a=0.448 nm，貝Ur(Mn2+)為_nm?！窘馕觥緾T采用面心立方最密堆積方式，面對角線是CT半徑的4倍，

16、即4r(O2)=2a,解得r(O2)疋0.148 nm;根據(jù)晶胞的結構可知，棱上陰陽離子2+22+相切，因此2r(Mn)+2r(O )=0.448 nm，所以r(Mn)=0.076 nm。【答案】0.1480.0762. (2016全國I卷，節(jié)選)原子坐標參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數(shù)A為(0,0,0);B為1,0,寸;C為?，1,0。則D原子的坐標參數(shù)為_?！緦W號：95160413】【解析】【答案】根據(jù)題給圖示可知，D原子的坐標參數(shù)為4,44。4,1 14，4A石墨烯黑休金則石聶休12【解析】（1）由石墨烯的結構可知，每個C原子連接3個六元環(huán)，每

17、個六元環(huán)占有的1C原子數(shù)為3X6=2。（2）由金剛石的結構可知，每個C可參與形成4條CC鍵，其中任意兩條邊（共價鍵）可以構成2個六元環(huán)。根據(jù)組合知識可知四條邊（共價鍵）任選其中兩條有6組，6X2=12。因此每個C原子連接12個六元環(huán)。六元環(huán)中C原子采取sp3雜化，為空間六邊形結構，最 多有4個C原子位于同一平面?！敬鸢浮?1)32(2)1244. （2018衡水模擬）CaC2晶體的晶胞結構與NaCl晶體的相似（如圖所示），但CaC晶體 中由于啞鈴形的C2存在，使晶胞沿一個方向拉長。下列關于【導學號：95160414】B.該晶體中的陰離子與F2是等電子體C. 6.4 g CaC2晶體中含陰離子0

18、.1 molD.與每個Ca2+距離相等且最近的Ca2+共有12個C A項，依據(jù)晶胞示意圖可以看出，晶胞的一個平面的長與寬不相等，再由圖中體心 可知，1個Ca2+周圍距離最近的CT有4個，而不是6個，錯誤；B項，CT含電子數(shù)為2X6+2=14,F2的電子數(shù)為18,二者電子數(shù)不同，不是等電子體，錯誤；C項，6.4 g CaC2為0.1 mol，則含陰離子0.1 mol，正確；D項，與每個Ca2+距離相等且最近的Csi+為4個， 錯誤。尤題后歸納立方體中粒子周圍粒子的個數(shù)判斷1周圍有4個B,B周圍有12個A周圍有2個C, C周圍有6個A3卩周圍有6個D, D周圍有2個B周圍有8個C, C周圍有8個B

19、5(:周圍有12個D, D周圍有4個C6 A周圍有4個D, D周圍有4個ACaG晶體的說法中正確的是A. 1個CsT周圍距離最近且等距離的CT數(shù)目為613考點3|四種晶體的性質(zhì)與判斷(對應學生用書第246頁)考綱知識整合1晶格能定義1 mol離子晶體中的陰、陽離子完全氣化而遠離所吸收的能量，單位kJ/mol，通常取正值。(2)影響因素1離子所帶電荷數(shù)：離子所帶電荷數(shù)越多，晶格能越大。 _2離子的半徑：離子的半徑越小，_晶格能越大。(3)與離子晶體性質(zhì)的關系晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定熔點越高，硬度越大?！咀⒁狻烤Ц衲苤幻枋鲭x子晶體的性質(zhì)。實例：比較下列晶格能大小：(1) NaClKCl;(

20、2) Ca F2 MgONa2S_KCl。2四種晶體類型比較、類型比較、.分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體構成粒子分子原子金屬陽離子 和自由電子陰、陽離子粒子間的相互作用力分子間作用力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14熔、沸點較低很高有的很高，有的很低較咼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電、傳熱性一般不導電，溶于水后有的導電一般不具有導電性電和熱的良導體晶體不導電，水溶 液或熔融態(tài)導電【注意】石墨晶體為混合型晶體，為層狀結構，熔點比金剛石的高，導電。高考命題點突破命題點1晶體類型的判斷1.在下列物質(zhì)中：NaCI、NaOH NaS HO、NS

21、2S2、SiC、晶體硅、金剛石。其 中 只 含 有 離 子 鍵其中既含有離子鍵又含有極性共價鍵的離子晶體是 _其中既含有離子鍵又含有極性共價鍵和配位鍵的離子晶體是其中既含有離子鍵又含有非極性共價鍵的離子晶體是 _ ;（5）其中含有極性共價鍵的原子晶體是 _其中屬于分子晶體的是 _。【答案】(1)NaCI、NazS ,(2)NaOH、(NH4)2S（2015全國n卷，節(jié)選）O和Na的氫化物所屬的晶體類型分別為 _和（2013福建高考，節(jié)選）NF3可由NH和F2在Cu催化劑存在下反應直接得到：4NH+3F2=CU=NFB+ 3NHF上述化學方程式中的5種物質(zhì)所屬的晶體類型有 _（填序號）。c.原子

22、晶體d.金屬晶體【答案】（1）GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體rv I（NH4）2S、CO、CCI4、GH、SiO2、Q的 離 子 晶 體是(3)(NH4)2S2.(1)(2016其原因是(4)Na2S2(5)SiO2、SiC (6)H 2Q、CQ、CCb、C2H2全國川卷，節(jié)選)GaF3的熔點高于1 000C,GaCl3的熔點為77.9C,_（2）（2015全國I卷，節(jié)選）CO能與金屬Fe形成Fe（CO）5，該化合物的熔點為253 K,沸點為376 K，其固體屬于 _晶體。a.離子晶體b.分子晶體15分子（3）分子晶體離子晶體abd3.有AB、C三種晶體，分別由H、C、Na Cl四種

23、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/c硬度水溶性導電性水溶液與Ag+反應A811較大易溶水溶液或熔融導電白色沉淀B3 500很大不溶不導電不反應C114.2很小易溶液態(tài)不導電白色沉淀晶體的化學式分別為A_、B_、C_。晶體的類型分別是A_、B_、C_。晶體中微粒間作用力分別是A_、B_、C_ N/ yAkB.水溶性：CHCHOHCHCHOCHCHC.沸點：HCIHFD晶格能：NaCIMgOE.硬度：MgOCaOBaOF.熔點：NaFMgFAIF3G.沸點：H2OHFNHH.熔點：金剛石晶體硅碳化硅I.熔點：二氧化硅NaCIl2冰【答案】BEGI6.（1）冰的熔點遠高于干冰，除因為HO是極性分子、CO是非極性分子外，還有一個17重要的原因是_(3)CO熔點(填“”或“兩者均為離子化合物，且陰、陽離