2021届高考化学一轮复习第十一章物质结构与性质3晶体结构与性质课件鲁科版

第三节晶体结构与性质最新考纲：1.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。2.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。3.了解分子晶体结构与性质的关系。4.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。5.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。6.了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。核心素养：1.宏观辨识与微观探析：认识晶胞及晶体的类型，能从不同角度分析晶体的组成微粒、结构特点，能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2.证据推理与模型认知：能运用典型晶体模型判断晶体的结构特点及组成并进行相关计算。3.变化观念与平衡思想：认识不同晶体类型的特点，能从多角度、动态的分析不同晶体的组成及相应物质的性质。知识点晶体的常识和常见四种晶体(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自范性熔点性质特征异同表现周期性有序无序有无固定不固定各向异性各向同性晶体非晶体间接方法看是否有固定的二者区别方法科学方法对固体进行实验熔点X­射线衍射(2)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。基本单元任何间隙平行取向(3)晶格能①定义：气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：。②影响因素a.离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越。b.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2.四种晶体类型的比较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。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：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。多小强高大稳定高大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。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，金属阳离子与自由电子静电作用越强，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaMgAl。4．判断晶体类型的5种方法(1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，粒子间的作用是离子键。②原子晶体的构成粒子是原子，粒子间的作用是共介键。③分子晶体的构成粒子是分子，粒子间的作用为分子间作用力。④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的作用是金属键。(2)依据物质的分类判断①金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)，气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。③常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。④金属单质是金属晶体。(3)依据晶体的熔点判断①离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。②原子晶体熔点高，常在一千至几千摄氏度。③分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。④金属晶体多数熔点高，但也有相当低的，如汞。(4)依据导电性判断①离子晶体水溶液及熔化时能导电。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离子晶体的硬度较大或略硬而脆。②原子晶体的硬度大。③分子晶体的硬度小且较脆。④金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．晶体的熔点一定比非晶体的熔点高()2．固态物质一定是晶体()3．冰和固体碘晶体中相互作用力相同()4．由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体()5．晶体中只要有阳离子就一定有阴离子()6．在分子晶体中一定有范德华力和化学键()7．原子晶体的熔点一定比金属晶体的高()8．分子晶体的熔点一定比金属晶体的低()9．离子晶体一定都含有金属元素()×××××××××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．只在分子晶体中存在两种作用力，分子间存在的分子间作用力和分子内部的化学键(稀有气体形成的晶体除外)。3．影响分子晶体的物理性质的是分子间作用力而不是化学键，而影响原子晶体、离子晶体物理性质的是化学键(共价键和离子键)。4．原子晶体一定含有共价键，而分子晶体可能不含共价键。5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。6．原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔点为1710℃，MgO的熔点为2852℃。7．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如Na的熔点为97℃，尿素的熔点为132.7℃。1．晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300毫米的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述中正确的是()A．形成晶体硅的速率越大越好B．晶体硅没有固定的熔、沸点C．可用X­射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关C解析：A项，晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，但并不是说结晶速率越大越好，错误；B项，晶体有固定的熔、沸点，错误；C项，X­射线衍射实验能够测出物质的内部结构，根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体，正确；D项，晶体的形成与晶体的自范性和各向异性都有密切关系，错误。2．(2020·大连四中模拟)关于晶体的自范性，下列叙述正确的是()A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体B．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体晶块C．圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性D．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性B解析：晶体的自范性指的是在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的规则的多面体外形的性质，这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件，A项所述过程不可能实现；C项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的，而是受容器的限制形成的；D项中玻璃是非晶体。3．下列晶体分类中正确的一组是()选项离子晶体原子晶体分子晶体ANaOHArSO2BH2SO4石墨SCCH3COONa水晶DBa(OH)2金刚石玻璃C解析：A项中固态Ar为分子晶体；B项中H2SO4为分子晶体，石墨是混合型晶体；D项中玻璃是非晶体。4．下列说法中正确的是()A．离子晶体中每个离子周围均吸引着6个带相反电荷的离子B．金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子，电子定向运动C．分子晶体的熔、沸点很低，常温下都呈液态或气态D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合D解析：A项，离子晶体中每个离子周围不一定吸引6个带相反电荷的离子，如CsCl晶体中，每个Cs＋吸引8个Cl－；B项，金属晶体中的自由电子不是因为外电场作用产生的；C项，分子晶体在常温下不一定是液态或气态，可能为固态，如I2、S8等。5．下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是()A．金刚石晶体硅二氧化硅碳化硅B．C．MgOH2OO2Br2D．金刚石生铁纯铁钠B解析：A项，同属于原子晶体，熔、沸点高低由共价键的强弱即键能大小决定，键能由小到大也是熔、沸点由低到高的顺序为晶体硅碳化硅二氧化硅金刚石，错误；B项，形成分子间氢键的物质的熔、沸点高于形成分子内氢键的物质的熔、沸点，正确；C项，熔、沸点高低顺序为MgOH2OBr2O2，错误；D项，生铁为铁合金，熔点低于纯铁，错误。6．(2020·新疆喀什模拟)现有几组物质的熔点(℃)数据：A组B组C组D组金刚石：3550℃Li：181℃HF：－83℃NaCl：801℃硅晶体：1410℃Na：98℃HCl：－115℃KCl：776℃硼晶体：2300℃K：64℃HBr：－89℃RbCl：718℃二氧化硅：1723℃Rb：39℃HI：－51℃CsCl：645℃据此回答下列问题：(1)A组属于晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是。原子共价键(2)B组晶体共同的物理性质是(填序号)。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组晶体的熔点由高到低的顺序为NaClKClRbClCsCl，其原因为。①②③④HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)②④D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)r(K＋)r(Rb＋)r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高解析：(1)A组熔点很高，为原子晶体，是由原子通过共价键形成的。(2)B组为金属晶体，具有①②③④四条共性。(3)HF中含有分子间氢键，故其熔点反常。(4)D组属于离子晶体，具有②④两条性质。(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。7．完成下列填空(1)(2019·全国卷Ⅰ)一些氧化物的熔点如下表所示：氧化物Li2OMgOP4O6SO2熔点/℃1570280023.8－75.5解释表中氧化物之间熔点差异的原因。Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体，晶体格MgOLi2O，分子间作用力P4O6SO2(2)(2019·全国卷Ⅲ)苯胺的晶体类型是。苯胺与甲苯的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0℃)、沸点(110.6℃)，原因是。分子晶体苯胺分子间存在氢键(3)(2018·全国卷Ⅰ)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过下图的Born­Haber循环计算得到。Li2O晶格能为kJ·mol－1。2908(4)(2017·全国卷Ⅰ)K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是。(5)(2016·全国卷Ⅲ)GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因是。(6)(2015·全国卷Ⅰ)碳及其化合物广泛存在于自然界中。CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253K，沸点为376K，该固体属于晶体。K原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体分子(7)(2015·全国卷Ⅱ)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子构型，C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是(填分子式)，原因是；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为和。O3O3的相对分子质量较大，范德华力大分子晶体离子晶体解析：(3)晶格能是指气态离子结合生成1mol晶体所释放的能量或1mol晶体断裂离子键形成气态离子所吸收的能量，则Li2O的晶格能为2908kJ·mol－1。素养常见的晶体及晶胞相关计算1．典型晶体模型(1)典型晶体模型晶体晶