全国高考化学一轮复习物质结构与性质选考第讲晶体结构与性质新人教.pptx
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1、全国高考化学一轮复习物质结构与性质选全国高考化学一轮复习物质结构与性质选考第讲晶体结构与性质新人教考第讲晶体结构与性质新人教考点一晶体常识第1页/共140页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周期性有序无序有无固定不固定各向异性各向同性熔点X射线衍射知识梳理1 1答案第2页/共140页2.得到晶体的途径(1)物质凝固。(2)物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。(3)溶质从溶液中。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无隙:相邻晶胞之间没有。并置:所有晶胞排列、相同。
2、熔融态气态析出基本单元任何间隙平行取向答案第3页/共140页深度思考深度思考正误判断,正确的划“”,错误的划“”(1)固态物质一定是晶体()(2)冰和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()(5)固体SiO2一定是晶体()(6)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块()答案第4页/共140页题组一晶胞中原子个数的计算题组一晶胞中原子个数的计算1.如图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞,则甲晶体中x与y的个数比是_,乙中a与b的个数比是_,丙中一个晶胞中有_个c离子和_个d离子。解题探究2 2123456789
3、10解析答案第5页/共140页2.下图为离子晶体空间构型示意图:(阳离子,阴离子)以M代表阳离子,以N表示阴离子,写出各离子晶体的组成表达式:A_、B_、C_。解析解析在A中,含M、N的个数相等,故组成为MN;MNMN3MN212345678910解析答案第7页/共140页3.已知镧镍合金LaNin的晶胞结构如下图,则LaNin中n_。512345678910解析答案第8页/共140页4.某晶体的一部分如图所示,这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是()A.394B.142C.294D.384C粒子数为1;故A、B、C粒子数之比为142。B12345678910解析答案第9页/共140页5.右图
4、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_。R、G、Q的个数之比为142,则其化学式为RQ2G4。由于R为2价,G为2价,所以Q为3价。3价12345678910解析答案第10页/共140页6.Cu元素与H元素可形成一种红色化合物,其晶体结构单元如右图所示。则该化合物的化学式为_。CuH12345678910解析答案第11页/共140页7.科学家把C60和K掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能,其晶胞如图所示。该化合物中的K原子和C60分子的个数比为_。3112345678910解析答案第12页/共140页8.(1)硼化镁晶体在39K时呈超导
5、性。在硼化镁晶体中,镁原子和硼原子是分层排布的,下图是该晶体微观结构的透视图,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为_。解解析析每个Mg周围有6个B,而每个B周围有3个Mg,所以其化学式为MgB2。MgB212345678910解析答案第13页/共140页(2)在硼酸盐中,阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一种链状结构的多硼酸根,则多硼酸根离子符号为_。解析解析从图可看出,每个单元中,都有一个B和一个O完全属于这个单元,剩余的2个O分别被两个结构单元共用,所以BO1(12/2)12,化学式为12345678910解析答案第14页/共140页题组二晶胞的密度及微粒间距离的
6、计算题组二晶胞的密度及微粒间距离的计算9.Cu与F形成的化合物的晶胞结构如右图所示,若晶体密度为agcm3,则Cu与F最近距离为_pm。(阿伏加德罗常数用NA表示,列出计算表达式,不用化简;图中为Cu,为F)12345678910解析答案第15页/共140页10.如图为Na2S的晶胞,该晶胞与CaF2晶胞结构相似,设晶体密度是gcm3,试计算Na与S2的最短距离_cm(阿伏加德罗常数用NA表示,只写出计算式)。12345678910解析答案第17页/共140页晶胞计算的思维方法1.晶胞计算是晶体考查的重要知识点之一,也是考查学生分析问题、解决问题能力的较好素材。晶体结构的计算常常涉及如下数据:
7、晶体密度、NA、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等,密度的表达式往往是列等式的依据。解决这类题,一是要掌握晶体“均摊法”的原理,二是要有扎实的立体几何知识,三是要熟悉常见晶体的结构特征,并能融会贯通,举一反三。反思归纳第20页/共140页2.“均摊法”原理第21页/共140页特特别别提提醒醒在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时,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有,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。在计算晶胞中粒子个数的过程中,不是任何晶胞都可用均摊法。3.晶体微粒与M、之间的关系若1个晶胞中含有x个微粒
8、,则1mol晶胞中含有xmol微粒,其质量为xMg(M为微粒的相对“分子”质量);1个晶胞的质量为a3g(a3为晶胞的体积,为晶胞的密度),则1mol晶胞的质量为a3NAg,因此有xMa3NA。返回第22页/共140页考点二 突破四类晶体的组成和性质第23页/共140页1.四类晶体的比较 类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成粒子粒子间的相互作用力硬度有的,有的分子原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子分子间作用力共价键金属键离子键较小很大很大很小较大知识梳理1 1答案第24页/共140页熔、沸点有的,有的溶解性相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多数易溶于水等极性溶剂导电、导热性一般不导电
9、,溶于水后有的导电一般不具有导电性,个别为半导体电和热的良导体晶体不导电,水溶液或熔融态导电较低很高很高很低较高答案第25页/共140页物质类别及举例所有非金属氢化物(如水、硫化氢)、部分非金属单质(如卤素X2)、部分非金属氧化物(如CO2、SO2)、几乎所有的酸、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)第26页/共140页2.离子晶体的晶格能(1)定义气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量,通常取正
10、值,单位:。(2)影响因素离子所带电荷数:离子所带电荷数越多,晶格能越。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,且熔点越高,硬度越。kJmol1大小稳定大答案第27页/共140页深度思考深度思考1.正误判断,正确的划“”,错误的划“”(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)离子晶体一定都含有金属元素()(6)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体()答案第28页/共140页2.CO2和SiO2在物
11、理性质上有较大差异,而在化学性质上却有较多相似,你知道原因吗?答答案案决定二者物理性质的因素:晶体类型及结构、微粒间的作用力。CO2是分子晶体,其微弱的分子间作用力是其决定因素,SiO2是原子晶体,其牢固的化学键是其决定因素。二者的化学性质均由其内部的化学键决定,而CO键与SiO键都是极性键。答案第29页/共140页特特别别提提醒醒(1)原子晶体的熔点不一定比离子晶体的高,如石英的熔点为1710,MgO的熔点为2852。(2)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。第30页/共140页3.在下列物质中:NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S
12、2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石,晶体氩。(1)其中只含有离子键的离子晶体是_。(2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是_。(3)其中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)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是_。(5)其中含有极性共价键的非极性分子是_。NaCl、Na2SNaOH、(NH4)2S(NH4)2SNa2S2CO2、CCl4、C2H2答案第31页/共140页(6)其中含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是_。(7)其中含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是_。(8)其中含有极性共价键的原子晶
13、体是_。(9)不含共价键的分子晶体是_,只含非极性键的原子晶体是_。C2H2H2O2SiO2、SiC晶体氩晶体硅、金刚石答案第32页/共140页题组一晶体类型的判断题组一晶体类型的判断1.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:801硅晶体:1410Na:98HCl:115KCl:776硼晶体:2300K:64HBr:89RbCl:718二氧化硅:1723Rb:39HI:51CsCl:645解题探究2 212345第33页/共140页据此回答下列问题:(1)A组属于_晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是_。(2)B组晶体共同的物理性质是_(填
14、序号)。有金属光泽导电性导热性延展性(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)。硬度小水溶液能导电固体能导电熔融状态能导电(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaClKClRbClCsCl,其原因为_。12345解析答案第34页/共140页2.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,结果如表:序号熔点/硬度水溶性导电性水溶液与Ag反应A811较大易溶水溶液或熔融导电白色沉淀B3500很大不溶不导电不反应C114.2很小易溶液态不导电白色沉淀12345第37页/共140页(1)晶体的化学式分别为A_、B_、
15、C_。(2)晶体的类型分别是A_、B_、C_。(3)晶体中微粒间作用力分别是A_、B_、C_。解解析析根据A、B、C所述晶体的性质可知,A为离子晶体,只能为NaCl,微粒间的作用力为离子键;B应为原子晶体,只能为金刚石,微粒间的作用力为共价键;C应为分子晶体,且易溶于水,只能为HCl,微粒间的作用力为范德华力。NaClCHCl离子晶体原子晶体分子晶体离子键共价键范德华力12345解析答案第38页/共140页晶体类型的5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
16、的构成微粒是分子,微粒间的作用为分子间作用力。(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。规律方法第39页/共140页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)、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,常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。(4)金属单质是金属晶体。第40页/共140页3.依据晶体的熔点判断(1)离子晶体的熔点较
17、高。(2)原子晶体的熔点很高。(3)分子晶体的熔点低。(4)金属晶体多数熔点高,但也有少数熔点相当低。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。第41页/共140页5.依据硬度和机械性能判断(1)离子晶体硬度较大、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。第42页/共140页注注意意(1)常温下为气态或液态的物质,其晶体应
18、属于分子晶体(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1.421010m,比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.541010m)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)。(4)合金的硬度比其成分金属大,熔、沸点比其成分金属低。第43页/共140页题组二晶体熔、沸点的比较题组二晶体熔、沸点的比较3.下列分子晶体中,关于熔、沸点高低的叙述中,正确的是()A.Cl2I2B.SiCl4PH3D.C(CH3)4CH3CH2CH2CH2CH3解解析析A、B项属于无氢键存在的分子结构相似的情况,相对分子质量大的
19、熔、沸点高;C项属于分子结构相似的情况,但存在氢键的熔、沸点高;D项属于相对分子质量相同,但分子结构不同的情况,支链少的熔、沸点高。C12345解析答案第44页/共140页4.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.KClNaClBaOCaOB.NaClKClCaOBaOC.CaOBaONaClKClD.CaOBaOKClNaCl解解析析离子晶体中,晶格能越大,晶体熔、沸点越高;离子所带电荷总数越多,半径越小,晶格能越大。C12345解析答案第45页/共140页5.下列各组物质中,按熔点由低到高的顺序排列正确的是()O2、
20、I2、HgCO、KCl、SiO2Na、K、RbNa、Mg、AlA.B.C.D.解析解析中Hg在常温下为液态,而I2为固态,故错;中SiO2为原子晶体,其熔点最高,CO是分子晶体,其熔点最低,故正确;中Na、K、Rb价电子数相同,其原子半径依次增大,金属键依次减弱,熔点逐渐降低,故错;中Na、Mg、Al价电子数依次增多,原子半径逐渐减小,金属键依次增强,熔点逐渐升高,故正确。D12345解析答案第46页/共140页分类比较晶体的熔、沸点1.不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高,如汞、镓、铯等熔、沸点很低,金属晶体一般不参
21、与比较。2.原子晶体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。如熔点:金刚石石英碳化硅硅。思维模型第47页/共140页3.离子晶体一般地说,阴、阳离子所带电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用 就 越 强,其 离 子 晶 体 的 熔、沸 点 就 越 高,如 熔 点:MgOMgCl2NaClCsCl。4.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、沸点反常的高。如H2OH2TeH2SeH2S。(2)组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,如SnH4GeH4SiH4CH4,F2Cl2Br2N2,CH3OHCH3CH3
22、。(4)同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。如:CH3CH2CH2CH2CH3返回第49页/共140页考点三突破五类晶体模型第50页/共140页1.原子晶体(金刚石和二氧化硅)知识梳理1 1第51页/共140页(1)金刚石晶体中,每个C与另外个C形成共价键,CC键之间的夹角是10928,最小的环是元环。含有1molC的金刚石中,形成的共价键有mol。(2)SiO2晶体中,每个Si原子与个O成键,每个O原子与个硅原子成键,最小的环是元环,在“硅氧”四面体中,处于中心的是原子,1molSiO2中含有molSiO键。4六422十二Si4答案第52页/共140页2.分子晶体(1)干冰晶体中,每个CO2
23、分子周围等距且紧邻的CO2分子有个。12(2)冰的结构模型中,每个水分子与相邻的个水分子以氢键相连接,含1molH2O的冰中,最多可形成mol“氢键”。42答案第53页/共140页3.离子晶体(1)NaCl型:在晶体中,每个Na同时吸引个Cl,每个Cl同时吸引个Na,配位数为。每个晶胞含个Na和个Cl。(2)CsCl型:在晶体中,每个Cl吸引个Cs,每个Cs吸引个Cl,配位数为。66644888答案第54页/共140页4.石墨晶体石墨层状晶体中,层与层之间的作用是,平均每个正六边形拥有的碳原子个数是,C原子采取的杂化方式是。分子间作用力2sp2答案第55页/共140页5.常见金属晶体的原子堆积
24、模型结构型式常见金属配位数晶胞面心立方最密堆积Cu、Ag、Au12体心立方堆积Na、K、Fe8六方最密堆积Mg、Zn、Ti12第56页/共140页特特别别提提醒醒(1)判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时,要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中,Na周围的Na数目(Na用“”表示):每个面上有4个,共计12个。(2)常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等,要熟悉以上代表物的空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时,可以直接套用某种结构。第57页/共140页深度思考深度思考1.在晶体模型中,金刚石中的“棍”和干冰中的“棍”表示的意义一样吗?
25、分子晶体中有化学键吗?答答案案不一样,金刚石中表示的是CC共价键,而干冰中的“棍”表示分子间作用力;分子晶体中多数含有化学键(如CO2中的C=O键),少数则无(如稀有气体形成的晶体)。答案第58页/共140页2.下列排列方式中:A.ABCABCABCB.ABABABABABC.ABBAABBA D.ABCCBAABCCBA,属于镁型堆积方式的是_;属于铜型堆积方式的是_。BA答案第59页/共140页题组一重视教材习题,做好回扣练习题组一重视教材习题,做好回扣练习1.下列各物质的晶体中,晶体类型相同的是()A.O2和SiO2B.NaI和I2C.CO2和H2OD.CCl4和NaClC解题探究2 2
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