2016年高考化学(新课标人教版)一轮复习精品课件选修3物质结构与性质

高三第1轮总复习·化学选修3物质结构与性质第3节晶体结构与性质明考纲1.了解分子晶体和原子晶体的概念和特征，能以典型的物质为例描述分子晶体的结构与性质的关系。2.知道金属键的含义，能列举金属晶体的四种基本堆积模型。3.能说明离子的形成，了解晶格能的应用。4.知道分子晶体、原子晶体、离子晶体的结构粒子，粒子间作用力的区别。析考情本节是选修3的重要组成部分，在高考中占有极其重要的战略地位。高考在本节中的考点是：①晶体常识；②分子晶体与原子晶体；③金属晶体；④离子晶体。它是原子结构和化学键知识的延伸提高，其中对四大晶体做了阐述，结合数学立体几何的知识，充分认识和挖掘典型晶胞的结构，形象、直观地认识四种晶体，每年高考必考。知识层面•主干层级突破考点一晶体常识一|知识梳理1.晶体与非晶体2.获得晶体的三条途径(1)熔融态物质凝固。(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。(3)溶质从溶液中析出。3.晶胞(1)概念描述晶体结构的。(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置①无隙：相邻晶胞之间没有。②并置：所有晶胞排列、相同。③形状：一般而言晶胞都是平行六面体。基本单元任何间隙平行取向(3)晶胞中粒子数目的计算——均摊法晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1n。①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算：②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占1/3。4.晶格能(1)定义：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：。(2)影响因素①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越。②离子的半径：离子的半径越，晶格能越大。(3)与离子晶体性质的关系晶格能越大，形成的离子晶体越，且熔点越，硬度越。kJ·mol－1大小稳定高大易错警示(1)具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如切割整齐的玻璃。(2)晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小部分，而不一定是最小的“平行六面体”。(3)在使用均摊法计算晶胞中粒子个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共用，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞所共有。判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)具有规则几何外形的固体一定是晶体。()(2)晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列。()(3)晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性。()(4)不同晶体中晶胞的大小和形状都相同。()(5)固体碳一定是晶体。()(6)冰和固体碘晶体中相互作用力相同。()提示：(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)×二|递进题组题组一晶体与非晶体的区别1.[2014·四川成都模拟]区别晶体与非晶体的最科学的方法是()A.观察自范性B.观察各向异性C.测定固定熔点D.进行X­射线衍射实验答案：D解析：晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列。2．如图是某固体的微观结构示意图，请认真观察两图，判断下列说法正确的是()答案：B解析：由微观结构示意图可知Ⅰ为晶体，Ⅱ为非晶体，晶体具有规则的几何外形，具有各向异性和固定的熔点，用X­射线研究时，晶体内部的微粒在空间呈现有规则的重复排列，非晶体则没有这些性质。题组二晶胞中微粒个数的计算3．如图所示晶体结构是一种具有优良的压电、光电等功能的晶体材料的最小结构单元(晶胞)。晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是(各元素所带电荷均已略去)()A.8;BaTi8O12B.8;BaTi4O9C.6;BaTiO3D.3;BaTi2O3答案：C解析：由图可知，晶体中钛原子位于立方体的顶点，为8个晶胞所共用，每个晶胞中与钛原子紧邻的氧原子数为3，且每个氧原子位于晶胞的棱上，为4个晶胞所共用，故晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数为：3×8×14＝6；再据均摊法可计算出晶体中每个晶胞中各元素原子的数目：“Ba”为1，“Ti”为8×18＝1，“O”为12×14＝3，故此晶体材料的化学式为BaTiO3。4．(1)已知镧镍合金LaNin的晶胞结构如下图(1)，则LaNin中n＝________。图(1)(2)如图(2)是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R为＋2价，G为－2价，则Q的化合价为________。(3)如图(3)是金属原子M和非金属原子N构成的气态团簇分子，则其分子式为________。答案：(1)5(2)＋3价(3)M14N13解析：(1)La原子数＝12×16＋2×12＝3Ni原子数＝18×12＋6＝15两者原子数之比＝3∶15＝1∶5，故n＝5。(2)•R：8×18＋1＝2G：8×14＋8×14＋4×12＋2＝8●Q：8×14＋2＝4R、G、Q的个数之比为1∶4∶2，则其化学式为RQ2G4。由于R为＋2价，G为－2价，所以Q为＋3价。(3)由于M、N原子并不存在共用关系，而是形成一个独立的气态团簇分子，其分子式可由原子个数来确定，而不能用均摊法。题组三晶体的密度及微粒间距离的计算5.F和Ca形成的离子化合物其晶胞结构如下图。该离子化合物晶胞的边长为acm，则晶体的密度是________g·cm－3(只要求列出算式)。答案：4NA×78÷a3解析：一个晶胞中小白球为8×18＋6×12＝4个，黑球为8个。一个晶胞中含有4个CaF2，其质量为4NA×78g，体积为a3cm3，密度为质量除以体积。6.某晶体为体心立方晶格(如图)，实验测得其密度为ρ(g·cm－3)。已知它的相对原子质量为a，阿伏加德罗常数为NA(mol－1)，假定晶体中原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切。则该晶体晶胞的边长(cm)为()A.32aNAρB.3·32aNAρC.34·32aNAρD.12·32aNAρ答案：A解析：由均摊法知该晶胞中可看成含有2个原子，设该晶体晶胞的边长为xcm，由题意得x3×NA×ρ＝2a，解之得x＝32aNAρ。总结提升晶胞各物理量的计算对于立方晶胞，可简化成下面的公式进行各物理量的计算：a3×ρ×NA＝n×M，a表示晶胞的棱长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数的值，n表示1mol晶胞中所含晶体的物质的量，M表示晶体的摩尔质量。考点二四类晶体的组成和性质一|知识梳理1.金属键、金属晶体(1)金属键：之间的作用。(2)本质——电子气理论该理论认为金属原子脱落下来的形成遍布整块晶体的“”，被所有原子共用，从而把所有的金属原子维系在一起。金属阳离子与自由电子价电子电子气(3)金属晶体的物理性质及解释在金属晶体中，金属离子以相互结合。金属都具有优良的导电性、导热性和延展性。用电子气理论可解释如下：金属键2.四种类型晶体的比较3.晶体熔、沸点的比较(1)不同类型晶体熔、沸点的比较①不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：。②金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。(2)同种晶体类型熔、沸点的比较①原子晶体：原子半径越小―→键长越短―→键能越大―→熔沸点越高如熔点：金刚石碳化硅硅。原子晶体离子晶体分子晶体②离子晶体：a.一般地说，阴、阳离子的电荷数越，离子半径越，则离子间的作用力就越，其离子晶体的熔、沸点就越，如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。b.衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越，形成的离子晶体越，熔点越，硬度越。③分子晶体：a.分子间作用力越，物质的熔、沸点越；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地。如H2OH2TeH2SeH2S。b.组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越，熔、沸点越，如SnH4GeH4SiH4CH4。多小强高大稳定高大大高高大高c.组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CON2，CH3OHCH3CH3。d.同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3④金属晶体：金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaMgAl。易错警示(1)常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。(2)原子晶体一定含有共价键，而分子晶体可能不含共价键。(3)含阴离子的晶体中一定含有阳离子，但含阳离子的晶体中不一定含阴离子，如金属晶体。(4)易误认为金属晶体的熔点比分子晶体的熔点高，其实不一定，如Na的熔点为97℃，尿素的熔点为132.7℃。判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子。()(2)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。()(3)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高。()(4)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。()(5)离子晶体中一定存在金属元素。()(6)石墨的硬度比金刚石小，所以其熔点比金刚石低。()(7)干冰(CO2)晶体中包含的作用力为分子间力和共价键。()(8)SiO2晶体中包含的作用力只有共价键。()提示：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√(8)√二|递进题组题组一晶体类型的判断1.[2014·山西太原五中模拟]下列各组物质的晶体中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是()A.SO2和SiO2B.CCl4和KClC.NaCl和HClD.CO2和H2O答案：D解析：A中前者是含有极性键的分子晶体，后者是含有极性键的原子晶体；B中前者是含有极性键的分子晶体，后者是含有离子键的离子晶体；C中前者是含有离子键的离子晶体，后者是含有极性键的分子晶体；D中两者都是含有极性键的分子晶体。2．现有几组物质的熔点(℃)数据：A组B组C组D组金刚石：3550Li：181HF：－83NaCl硅晶体：1410Na：98HCl：－115KCl硼晶体：2300K：64HBr：－89RbCl二氧化硅：1723Rb：39HI：－51MgO：2800℃据此回答下列问题：(1)由表格可知，A组熔点普遍偏高，据此回答：①A组属于________晶体，其熔化时克服的粒子间的作用力是________。②二氧化硅的熔点高于硅，是由于__________________________________。③硼晶体的硬度与硅晶体相对比：________。(2)B组晶体中存在的作用力是________，其共同的物理性质是________(填序号)，可以用________理论解释。①有金属光泽②导电性③导热性④延展性(3)C组中HF熔点反常是由于____________________。(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电(5)D组晶体中NaCl、KCl、RbCl的熔点由高到低的顺序为：________，MgO晶体的熔点高于三者，其原因解释为：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)①原子共价键②O的原子半径小于Si的原子半径，Si—O的键长小于Si—Si的键长，Si—O键能大于Si—Si键能③硼晶体大于硅晶体(2)金属键①②③④电子气(3)HF分子间能形成氢键(4)②④(5)NaClKClRbClMgO晶体为离子晶体，离子所带电荷数越多，半径越小，晶格能越大，熔点越高解析：(1)A组由非金属元素组成熔点最高，属于原子晶体，熔化时需破坏共价键。由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高，硬度大。(2)B组都是金属，存在金属键，具有金属晶体的性质，可以用电子气理论解释相关物理性质。(3)C组卤化氢晶体属于分子晶体，HF熔点高是由于分子之间形成氢键。(4)D组是离子化合物熔点高具有离子晶体的性质。(5)晶格能与离子电荷数