312物質的聚集狀態(tài)與晶體的常識（2）知識點專題突破專項訓練模式導學案學生版

物質的聚集狀態(tài)與晶體的常識（2）導學學案課程內(nèi)容：晶胞的定義、特征、結構類型；均攤法；晶體結構的測定X射線衍射原理1.

學習目標⑴深入理解晶胞的概念，明確晶胞是描述晶體結構的基本單元，掌握晶胞中粒子數(shù)目的計算方法——均攤法；了解晶體X射線衍射是測定物質結構的基本方法和實驗手段，理解其基本原理。⑵通過對晶胞結構模型的觀察和分析，培養(yǎng)空間想象力和邏輯思維能力；通過對晶體X射線衍射實驗的學習，了解科學研究的一般方法和過程。⑶體會晶體結構的奇妙和科學的嚴謹性，激發(fā)對化學學科的興趣；了解晶體結構測定在材料科學、生命科學等領域的重要應用，認識化學學科的價值。2.重點⑴晶胞的概念及“無隙并置”特點。⑵運用均攤法計算晶胞中粒子的數(shù)目。⑶晶體X射線衍射實驗的原理和應用。3.難點⑴對晶胞“無隙并置”的理解以及在三維空間中想象晶胞的堆積方式。⑵復雜晶胞中粒子數(shù)目的準確計算，尤其是涉及多種位置的粒子。⑶理解X射線衍射實驗中衍射圖譜與晶體結構的對應關系。4.核心素養(yǎng)⑴宏觀辨識與微觀探析：能從微觀角度理解晶胞的結構和組成，以及晶體與晶胞的關系，并能將其與晶體的宏觀性質相聯(lián)系。⑵證據(jù)推理與模型認知：通過對晶胞模型的分析和均攤法的運用，推理得出晶胞中粒子的數(shù)目和晶體的化學式；通過對X射線衍射實驗的學習，建立起晶體結構測定的方法和模型。⑶科學探究與創(chuàng)新意識：了解晶體X射線衍射實驗的過程和原理，培養(yǎng)對科學探究的興趣和能力，鼓勵創(chuàng)新思維，如對實驗結果的分析和應用。第一部分：課業(yè)知識精講一、晶胞1.晶胞的定義與特征⑴定義：晶胞是描述晶體結構的單元，是從晶體中“截取”出來的具有代表性的最小單元。⑵特征：晶胞在空間上具有“”的特點?！啊敝赶噜従Оg沒有任何間隙，是緊密堆積的；“”指所有晶胞都是平行排列的，取向，且在同一方向上的晶胞是完全的。2.晶胞中微粒數(shù)目的計算方法均攤法⑴頂點原子：晶胞頂點上的原子被個晶胞所共有，所以每個頂點原子對一個晶胞的貢獻為。例如，在簡單立方晶胞中，位于頂點的原子，計算晶胞內(nèi)該原子的實際數(shù)目時，需1/8。⑵棱上原子：棱上的原子為個晶胞所共有，其對一個晶胞的貢獻為。以體心立方晶胞為例，棱上原子在計算晶胞內(nèi)原子數(shù)目時需按此比例計算。⑶面上原子：面上原子被個晶胞所共有，對一個晶胞的貢獻為。如面心立方晶胞中的面心原子，計算晶胞原子總數(shù)時需考慮這一因素。⑷體內(nèi)原子：完全屬于所在晶胞，對晶胞的貢獻為。像體心立方晶胞中的體心原子，在計算晶胞原子數(shù)時直接計為個。3.常見晶胞結構類型⑴金屬晶體①簡單立方晶胞：由個頂點原子構成，原子位于晶胞的，晶胞內(nèi)部無其他原子。如金屬采用簡單立方堆積方式，其晶胞中原子個數(shù)為。②體心立方晶胞：除個頂點原子外，晶胞體心還有個原子。如堿金屬等金屬晶體采用這種結構，晶胞中原子個數(shù)為。③六方晶胞：個頂點、個面心、個原子在晶胞內(nèi)部。如等。晶胞中原子個數(shù)為。④面心立方晶胞：在個頂點和個面心均有原子均勻分布。金屬等屬于面心立方最密堆積，晶胞中原子個數(shù)為。⑵離子晶體以NaCl晶體為例，其晶胞類似于面心立方結構，每個Na?周圍有個Cl?，每個Cl?周圍有個Na?，Na?與Cl?的個數(shù)比為，與Na?最近的等距離Na?有個；與Cl?最近的等距離Cl?有個。⑶分子晶體干冰（CO?）晶體是立方晶胞，每個晶胞中有個CO?分子。二、晶體結構的測定1.X射線衍射原理：X射線是一種波長很短的電磁波，當它照射到晶體上時，晶體中的原子會使X射線發(fā)生。由于晶體內(nèi)部原子呈性排列，散射的X射線會在某些特定方向上相互干涉，而在其他方向上干涉，從而形成特定的衍射圖譜。2.測定過程：通過對衍射圖樣的分析，測量衍射峰的、等信息，再利用數(shù)學方法和晶體學理論進行計算和處理，就可以得到晶體中原子的、晶胞的等信息。3.晶體結構測定的應用⑴材料科學領域：可以幫助研究人員了解材料的結構，從而和具有特定性能的新材料，如高強度合金、超導材料等。⑵藥物研發(fā)領域：有助于確定藥物分子的結構，進而研究藥物與靶點的相互作用機制，為藥物和提供依據(jù)。第二部分：重點專題突破專題一：晶胞概念理解題①下列關于晶胞的敘述中，正確的是（）A.晶胞的結構就是晶體的結構B.不同的晶體中，晶胞的大小和形狀都相同C.晶胞中的任何一個粒子都完全屬于該晶胞D.已知晶胞的組成就可推知晶體的組成②下列關于晶胞的說法正確的是（）A.晶胞是晶體中最小的微粒B.晶胞都是正方體形狀C.晶胞的形狀和大小與晶體的性質密切相關D.一個晶胞中只含有一個原子或離子③下列關于晶胞的敘述中正確的是（）A.晶胞的密度等于晶體的密度B.晶胞的對稱性與晶體的對稱性一致C.晶胞的體積越大，晶體的密度越小D.晶胞的形狀可以是任意的專題二：均攤法計算晶胞中粒子數(shù)及化學式題①某晶體的晶胞結構中，X位于立方體的頂點和面心，Y位于立方體的棱心和體心，則該晶體的化學式為（）A.XYB.X2YC.XY2D.X3Y②結構為正六面體的晶胞中，X位于頂點，Y位于面心，Z位于棱心，該晶胞中X、Y、Z的原子個數(shù)比為（）A.1:3:3B.1:2:3C.8:6:12D.1:1:1專題三：晶體結構分析及配位數(shù)題①氯化鈉晶體是由鈉離子和氯離子交替排列而構成的，已知氯化鈉晶胞中鈉離子和氯離子的配位數(shù)均為6，則在氯化鈉晶胞中，與每個鈉離子距離最近且等距的鈉離子有（）6個B.8個C.10個D.12個②某金屬晶體的晶胞結構如圖所示，該金屬原子的配位數(shù)是（）6B.8C.12D.14③某離子晶體晶胞結構中，陽離子A位于晶胞的頂點，陰離子B位于晶胞的棱心，則每個A周圍距離最近且等距的B有（）A.6個B.8個C.12個D.24個專題四：晶體結構測定原理及應用題①區(qū)分晶體和非晶體最可靠的方法是（）A.觀察形狀B.光譜儀測定C.X射線衍射法D.質譜儀測定②下列關于晶體結構測定的說法正確的是（）A.X射線衍射實驗可以確定晶胞中原子的具體位置和種類B.只有晶體才能用X射線衍射法測定結構C.晶體結構測定能為合成新物質提供結構依據(jù)D.晶體結構測定結果與晶體的物理性質無關③關于晶體結構測定，下列說法錯誤的是（）X射線衍射是測定晶體結構的重要方法B.通過晶體結構測定可以確定晶胞中原子的位置C.非晶體內(nèi)部結構無法測定D.晶體結構測定可用于研究材料的性能專題五：晶體密度、原子間距離計算①已知金屬銅是面心立方最密堆積，銅的摩爾質量為Mg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為NA，銅原子半徑為rpm，則銅晶體的密度為（）A.M/NAr3g/cm3B.4M/NA(2√2r)3g/cm3C.2M/NA(4r)3g/cm3D.M/NA(2r)3g/cm3②金屬鋰晶體為體心立方晶胞，晶胞棱長為apm，鋰原子的摩爾質量為Mg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為NA，計算鋰晶體的密度。③金屬銅的晶胞是面心立方晶胞，已知銅原子半徑為rpm，則晶胞的棱長a為（）A.2rpmB.2√2rpmC.4rpmD.4√2rpm專題六：考查原子坐標參數(shù)①下列關于晶胞中原子坐標參數(shù)的說法正確的是（）A.坐標參數(shù)只能是整數(shù)B.坐標參數(shù)的原點可以任意選擇C.不同晶胞中相同位置原子的坐標參數(shù)一定相同D.坐標參數(shù)可以用來描述原子在晶胞中的相對位置②關于晶胞中原子的坐標參數(shù)，下列說法錯誤的是（）A.坐標參數(shù)能確定原子在晶胞中的相對位置B.不同晶胞中相同原子的坐標參數(shù)可能不同C.坐標參數(shù)的取值范圍是0到1D.坐標原點可以任意選擇在晶胞的頂點專題七：考查晶胞空間利用率①對于面心立方晶胞，其空間利用率約為（）A.52%B.68%C.74%D.91%②對于面心立方晶胞，其空間利用率的計算式為（）（設原子半徑為r，晶胞棱長為a）A.4*4/3πr3/a3B.2*4/3πr3/a3C.8*4/3πr3/a3D.6*4/3πr3/a3③下列關于金屬晶體堆積方式的說法錯誤的是（）A.簡單立方堆積的空間利用率最低B.體心立方堆積的配位數(shù)為12C.面心立方堆積的原子堆積因子（空間利用率）約為74%D.六方最密堆積與面心立方堆積的空間利用率相同④研究發(fā)現(xiàn)一種特殊的晶體結構，其晶胞由兩個小晶胞拼接而成，小晶胞A中原子的排列方式與體心立方類似，小晶胞B中原子的排列方式與面心立方類似，若該晶體晶胞的棱長為a，原子半徑為r，該晶體的空間利用率為（）A.2πr3/a3B.6πr3)/a3C.8πr3/a3D.4πr3/a3第三部分：課后專項訓練1.

下列晶體中，晶胞結構中含有4個原子的是（）A.簡單立方晶胞B.體心立方晶胞C.面心立方晶胞D.六方晶胞2.

晶胞中原子的配位數(shù)是指（）A.晶胞中原子的總數(shù)目B.與一個原子最近且等距的原子數(shù)目C.晶胞中不同種類原子的比例D.晶胞的形狀所決定的原子排列方式3.

下列哪種堆積方式不屬于金屬晶體常見的堆積方式（）A.簡單立方堆積B.體心立方堆積C.面心立方堆積D.三角錐形堆積4.

晶體具有各向異性的原因是（）A.晶胞的形狀不同B.晶胞中原子的排列方向不同C.晶胞中原子的種類不同D.晶胞的大小不同5.

晶胞是描述晶體結構的基本單元。下列有關晶胞的說法正確的是（）A.晶胞一定是平行六面體B.不同的晶體中晶胞的大小和形狀都相同C.晶胞中的任何一個粒子都只屬于該晶胞D.已知晶胞的組成就可推知晶體的組成6.

已知氯化鈉晶胞的棱長為anm，氯化鈉的摩爾質量為Mg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為N?，則氯化鈉晶體的密度為（）A.M/(a*107)3N?g/cm3B.4M/(a*107)3N?g/cm3C.2M/(a*107)3N?g/cm3D.M/2(a*107)3N?g/cm37.

關于晶體結構測定中的X射線衍射，下列說法正確的是（）A.X射線的波長越長，衍射效果越好B.晶體的晶胞棱長越大，衍射峰的角度越大C.衍射圖譜可以反映晶胞中原子的排列規(guī)律D.只有晶體能使X射線發(fā)生衍射8.

金屬鉀采用體心立方堆積，下列關于鉀晶體的說法錯誤的是（）A.晶胞中鉀原子的配位數(shù)為8B.晶胞的體對角線長度是鉀原子半徑的3/2倍C.晶胞中含2個鉀原子D.鉀晶體的空間利用率比面心立方堆積低9.

某新型晶體材料的晶胞結構研究中，發(fā)現(xiàn)其晶胞棱長為bpm，晶胞中含有一種陽離子和一種陰離子，陽離子位于晶胞的中心，陰離子位于晶胞的頂點和面心，已知陽離子的半徑為r?pm，陰離子的半徑為r?pm，該晶體的密度為（）（設阿伏加德羅常數(shù)為N?）A.(4r?3+4r?3)/N?b3g/cm3B.(M陽+4M陰)/(b*1010)3N?g/cm3C.(r?3+3r?3)/N?b3g/cm3D.(4r?+4r?)M/b3N?g/cm310.

通過分析晶體在X射線衍射實驗中的衍射峰數(shù)據(jù)不能得到的信息是（）A.晶胞的棱長B.晶胞中原子的種類C.晶胞中原子的排列方式D.晶體的顏色11.

對于體心立方晶胞，若原子半徑為r，則晶胞的體積為（）A.(2r/√2)3B.(4r/√3)3C.(4r)3D.(8r/√3)312.

下列關于晶體結構測定的說法，正確的是（）A.X射線衍射是測定晶體結構的唯一方法B.非晶體也能產(chǎn)生明顯的X射線衍射現(xiàn)象C.通過晶體結構測定可確定晶胞中原子的位置和種類D.晶體結構測定對研究材料性能沒有幫助13.

金屬鈉的晶胞為體心立方晶胞，其晶胞參數(shù)為anm。則鈉原子的半徑為（）A.√3a/4nmB.√2a/4nmC.a/2nmD.√3a/2nm14.

下列晶體的晶胞中，原子個數(shù)最少的是（）A.簡單立方晶胞B.體心立方晶胞C.面心立方晶胞D.六方晶胞15.

晶胞中原子的配位數(shù)與（）無關。A.原子半徑B.晶體類型C.晶胞形狀D.溫度16.

下列關于晶胞中粒子間距離的說法正確的是（）A.離子晶體中陰陽離子間的距離等于陰陽離子半徑之和B.在面心立方晶胞中，相鄰原子間的距離為晶胞棱長的√2/2倍C.晶胞中粒子間距離只與原子半徑有關D.對于同一種晶體，晶胞中粒子間距離是固定不變的17.

關于晶胞的“無隙并置”特點，下列說法正確的是（）A.“無隙”是指相鄰晶胞之間沒有任何空隙B.“并置”是指所有晶胞都是平行排列且取向相同C.晶胞的“無隙并置”保證了晶體的各向異性D.非晶體也具有“無隙并置”的特點18.

已知銅是面心立方晶胞，晶胞棱長為apm，銅原子的摩爾質量為Mg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為N?，則銅晶體的密度為（）A.4M/N?(a*1010)3g/cm3B.M/N?(a*1010)3g/cm3C.2M/N?(a*1010)3g/cm3D.8M/N?(a*1010)3g/cm319.

晶體結構測定在材料科學研究中有重要應用，因為（）A.可以確定材料的化學組成B.能了解材料中原子的排列方式C.有助于設計具有特定性能的新材料D.可以判斷材料的純度20.

已知某晶體晶胞的棱長為anm，晶胞中含有2個原子，原子的摩爾質量為Mg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為N?，則該晶體的密度為（）A.2M/N?(a*107)3g/cm3B.M/N?(a*107)3g/cm3C.4M/N?(a*107)3g/cm3D.3M/N?(a*107)3g/cm3物質的聚集狀態(tài)與晶體的常識（2）班級：姓名：總分：.選擇題答題卡選擇題分數(shù)：123456789101112131415161718192021222324252627282930二、填空題1.

晶胞是晶體結構的__________________單元，其具有__________和__________的特點。2.

簡單立方晶胞中原子個數(shù)為________，體心立方晶胞中原子個數(shù)為________，面心立方晶胞中原子個數(shù)為________。3.

對于面心立方晶胞，若原子半徑為r，則晶胞棱長a=________。4.

金屬銅采用面心立方最密堆積，其晶胞中銅原子的配位數(shù)是________。5.

某離子晶體晶胞結構中，陽離子位于晶胞的頂點和面心，陰離子位于晶胞的棱心和體心，若晶胞棱長為a，則陽離子與陰離子的最近距離為________。6.

已知某晶體晶胞中含有A、B兩