优化方案2017版高考化学大一轮复习第三讲晶体结构与性质(精)

第三讲晶体结构与性质选修3物质结构与性质[2017高考导航]考纲要求真题统计命题趋势1.理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2．了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。3．理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。4．了解分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别。5．能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。6．了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。2015，卷Ⅰ37T(4)(5)；2015，卷Ⅱ37T(5)；2014，卷Ⅰ37T(3)(4)；2014，卷Ⅱ37T(4)(5)；2013，卷Ⅰ37T(3)；2013，卷Ⅱ37T(3)高考对本部分的考查主要从两个方面切入：(1)关于晶胞的计算。(2)晶体微粒间的相互作用力以及物理性质的比较。预计2017年高考将主要考查晶体类型、四种晶体的区别、晶体的结构特点以及晶胞的相关计算。题型以非选择题为主，分值约为4分。选修3物质结构与性质一、晶体1．晶体与非晶体晶体非晶体结构特征结构微粒_____________排列结构微粒_________排列周期性有序无序考点一四种晶体性质比较晶体非晶体性质特征自范性__________________熔点__________________异同表现_______________________二者区别方法间接方法看是否有固定的_________科学方法对固体进行______________实验有无固定不固定各向异性各向同性熔点X射线衍射2.得到晶体的途径(1)熔融态物质凝固。(2)气态物质冷却不经液态直接____________。(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a．无隙：相邻晶胞之间没有_________。b．并置：所有晶胞_________排列、_________相同。凝固(凝华)基本单元任何空隙平行取向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___,晶格能越大。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多小稳定高大二、四种晶体类型的比较类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成粒子分子原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子粒子间的相互作用___________(某些含氢键)共价键金属键离子键硬度较小很大有的很大，有的很小较大熔、沸点较低很高有的很高，有的很低较高范德华力类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体溶解性相似相溶难溶于任何溶剂难溶于常见溶剂大多易溶于水等极性溶剂导电、传热性一般不导电，溶于水后有的能导电一般不具有导电性电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体物质类别及举例大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)、部分非金属化合物(如SiC、SiO2)金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)三、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。原子晶体离子晶体分子晶体2．同种晶体类型熔、沸点的比较(1)原子晶体原子半径越_________―→键长越_________―→键能越_________―→熔、沸点越_________如熔点：金刚石_________碳化硅_________硅。小短大高(2)离子晶体①一般地说,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：MgO_________MgCl2_________NaCl________CsCl。②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越________，熔点越_________，硬度越_________。多小大高稳定高大(3)分子晶体①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地________，如H2O_______H2Te_______H2Se_______H2S。②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越______，熔、沸点越高，如SnH4___GeH___SiH4___CH4。③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。④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。例如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3高大(4)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。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)固态物质一定是晶体。()(2)冰和固体碘晶体中相互作用力相同。()(3)晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列。()(4)凡有规则外形的固体一定是晶体。()××√×2．在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石。其中：(1)只含有离子键的离子晶体是_____________；(2)既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是______________；(3)既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是_______________；(4)既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是_________________；NaCl、Na2SNaOH、(NH4)2S(NH4)2SNa2S2(5)含有极性共价键的非极性分子是___________________；(6)含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是____________________；(7)含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是________；(8)含有极性共价键的原子晶体是_______________。CO2、CCl4、C2H2C2H2H2O2SiO2、SiC名师点拨1常温下为气态或液态的物质，其晶体类型一般为分子晶体Hg除外。2石墨属于混合型晶体，但因层内原子之间碳碳共价键的键长为1．42×10－10m，比金刚石中碳碳共价键的键长键长为1．54×10－10m短，所以熔、沸点高于金刚石。3AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，熔、沸点低熔点190℃。有A、B、C三种晶体,分别由H、C、Na、Cl四种元素中的一种或几种组成,对这三种晶体进行实验,结果如下表：晶体熔点/℃硬度水溶性导电性水溶液与Ag＋反应A801较大易溶水溶液(或熔融状态)导电白色沉淀B3550很大不溶不导电不反应C－114.2很小易溶液态不导电白色沉淀(1)晶体的化学式分别为A___________，B___________，C__________。(2)晶体的类型分别为A__________，B________，C________。(3)晶体中微粒间作用力分别是A________，B________________________________________________________________________，C____________。NaClCHCl离子晶体原子晶体分子晶体离子键共价键范德华力[解析]由A在水溶液中(或熔融状态)导电，可知A为离子晶体，即为NaCl，其中含离子键；B的硬度很大，不溶于水，又不导电，则知B为原子晶体，即为金刚石，其中含共价键；C的熔点很低，可知C为分子晶体，即为HCl，是靠分子间作用力形成的晶体。晶体类型的五种判断方法1．依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断(1)离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。(2)原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。(3)分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用是范德华力或氢键。(4)金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。2．依据物质的类别判断(1)金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数盐类是离子晶体。(2)大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。(3)常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。(4)金属单质、合金是金属晶体。3．依据晶体的熔点判断(1)离子晶体的熔点较高。(2)原子晶体的熔点高。(3)分子晶体的熔点低。(4)金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。4．依据导电性判断(1)离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。(2)原子晶体一般为非导体。(3)分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。(4)金属晶体是电的良导体。5．依据硬度和机械性能判断(1)离子晶体硬度较大或硬而脆。(2)原子晶体硬度大。(3)分子晶体硬度小且较脆。(4)金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。题组一四种晶体类型的性质1．(2016·上海高三模拟)下面的排序不正确的是()A．晶体熔点的高低：对羟基苯甲醛邻羟基苯甲醛B．硬度由大到小：金刚石碳化硅晶体硅C．熔点由高到低：NaMgAlD．晶格能由大到小：NaFNaClNaBrNaIC解析：A项形成分子间氢键的物质的熔、沸点要大于形成分子内氢键的物质，正确；B项均为原子晶体，原子半径越小，键长越短，共价键越牢固，硬度越大，键长有：C—C键C—Si键Si—Si键，故硬度相反，正确；C项均为金属晶体，熔点大小取决于原子半径大小以及阳离子所带电荷数，其规律是离子半径越小，所带电荷数越多，熔点越高，则熔点AlMgNa，不正确；D项离子所带电荷相同时离子键的强弱与离子半径有关，半径越小，则离子键越强，晶格能越大，正确。2．(教材改编)下列物质：①水晶②冰醋酸③氧化钙④白磷⑤晶体氩⑥氢氧化钠⑦铝⑧金刚石⑨过氧化钠⑩碳化钙⑪碳化硅⑫干冰⑬过氧化氢。其中：(1)属于原子晶体的化合物是________。(2)直接由原子构成的晶体是_____________。(3)直接由原子构成的分子晶体是____________。①⑪①⑤⑧⑪⑤(4)由极性分子构成的晶体是________，含有非极性键的离子晶体是________，属于分子晶体的单质是________。(5)在一定条件下能导电而不发生化学变化的是________，受热熔化后化学键不发生变化的是________，受热熔化后需克服共价键的是________。②⑬⑨⑩④⑤⑦②④⑫⑬①⑧⑪解析：属于原子晶体的化合物是水晶和碳化硅；属于分子晶体的有氩(无化学键)、白磷(非极性分子)、干冰(极性键构成的非极性分子)、过氧化氢和冰醋酸(由极性键和非极性键构成的极性分子)；属于离子晶体的有CaO(离子键)、NaOH(既存在离子键又存在极性共价键)、Na2O2和CaC2(既存在离子键又存在非极性共价键)。金属导电过程不发生化学变化，晶体熔化时，分子晶体只需克服分子间作用力，不破坏化学键，而原子晶体、离子晶体、金属晶体熔化需破坏化学键。题组二晶体熔、沸点的比较3．(教材改编)离子晶体熔点的高低取决于晶体中晶格能的大小。判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是()A．KCl＞NaCl＞BaO＞CaOB