2020版高考化學(xué)（經(jīng)典版）一輪復(fù)習(xí)教師用書：選修3第3節(jié)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

[考試說明]　1.了解晶體的類型，了解不同類型晶體中組成微粒、微粒間作用力的區(qū)別。2.了解晶格能的概念，了解晶格能對離子晶體性質(zhì)的影響。3.了解分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。4.了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。5.理解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)。了解金屬晶體常見的堆積方式。6.了解晶胞的概念，能根據(jù)晶胞確定晶體的組成并進(jìn)行相關(guān)的計算。
[命題規(guī)律]　本節(jié)是選修3的重要組成部分，在高考中占有極其重要的地位。高考主要考查晶體類型的判斷；晶體熔、沸點高低的比較；晶胞組成的計算；有關(guān)晶體密度的計算，而晶體密度的計算具有一定難度。
考點1　晶體和晶胞
知識梳理
1.晶體與非晶體

2．獲得晶體的三條途徑
(1)熔融態(tài)物質(zhì)凝固。
(2)氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。
(3)溶質(zhì)從溶液中析出。
3．晶胞
(1)概念
描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。
(2)晶體中晶胞的排列——無隙并置
①無隙
相鄰晶胞之間沒有任何間隙。
②并置
所有晶胞平行排列、取向相同。
③形狀
一般而言晶胞都是平行六面體。

(1)具有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體，如玻璃。
(2)晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別：是否有自范性。
(3)晶胞是從晶體中“截取”出來具有代表性的“平行六面體”，但不一定是最小的“平行六面體”。

判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”，錯誤的指明錯因。
(1)具有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體。(×)
錯因：非晶體也可能具有規(guī)則的外形，如玻璃有規(guī)則的幾何外形，所以具有規(guī)則外形的固體不一定是晶體。
(2)晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律周期性地排列。(√)
錯因：__________________________________________________________
(3)區(qū)分晶體和非晶體最可靠的方法是測定其有無固定熔、沸點。(×)
錯因：區(qū)分晶體與非晶體最可靠的方法是對固體進(jìn)行X－射線衍射實驗。
(4)通過X-射線衍射實驗的方法可以區(qū)分晶體和非晶體。(√)
錯因：__________________________________________________________
(5)立方晶胞中，頂點上的原子被4個晶胞共用。(×)
錯因：立方晶胞中，頂點上的原子被8個晶胞共用。
(6)缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會慢慢變?yōu)橥昝赖木w。(√)
錯因：__________________________________________________________
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
題組訓(xùn)練
題組一晶體與非晶體的區(qū)別
1．如圖是物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)示意圖，請認(rèn)真觀察兩圖，判斷下列說法正確的是(　　)

A．兩種物質(zhì)在一定條件下都會自動形成有規(guī)則幾何外形的晶體
B．Ⅰ形成的固體物理性質(zhì)有各向異性
C．Ⅱ形成的固體一定有固定的熔點
D．二者的X-射線衍射圖譜是相同的
答案　B
解析　由微觀結(jié)構(gòu)示意圖可知Ⅰ為晶體，Ⅱ為非晶體，晶體具有規(guī)則的幾何外形，具有各向異性和固定的熔點，用X-射線衍射實驗測定時，晶體內(nèi)部的微粒在空間呈現(xiàn)有規(guī)則的重復(fù)排列，非晶體則沒有這些性質(zhì)。
2．如圖是a、b兩種不同物質(zhì)的熔化曲線，下列說法中正確的是(　　)

①a是晶體?、赼是非晶體?、踒是晶體?、躡是非晶體
A．①④ B．②④ C．①③ D．②③
答案　A
解析　晶體有固定的熔點，由圖a來分析，中間有一段溫度不變但一直在吸收能量，這段就代表a晶體在熔化；由b曲線可知，溫度一直在升高，所以找不出固定的熔點，b為非晶體。
題組二晶胞中微粒個數(shù)的計算

3．某物質(zhì)的晶體中含有A、B、C三種元素，其排列方式如圖所示(其中前后兩面面心中的B元素的原子未能畫出)。則晶體中A、B、C的原子個數(shù)比為(　　)
A．1∶3∶1 B．2∶3∶1
C．2∶2∶1 D．1∶3∶3
答案　A
解析　利用均攤法計算。據(jù)圖知，該正方體中A原子個數(shù)＝8×＝1，B原子個數(shù)＝6×＝3，C原子個數(shù)＝1，所以晶體中A、B、C的原子個數(shù)比為1∶3∶1。
4．(1)Ti的氧化物和CaO相互作用形成鈦酸鹽，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶胞中Ca2＋的配位數(shù)是________。

(2)M原子的外圍電子排布式為3s23p5，與銅形成化合物的晶胞如圖所示(黑點代表銅原子)，該晶體的化學(xué)式為________。

答案　(1)12　(2)CuCl
解析　(1)根據(jù)晶胞圖可知，距離Ca2＋最近且距離相等的O2－有12個，故Ca2＋的配位數(shù)為12。
(2)根據(jù)M的外圍電子排布式為3s23p5，確定M為Cl元素，該晶胞中Cl原子數(shù)目＝8×＋6×＝4，Cu原子數(shù)目＝4，故化學(xué)式為CuCl。

晶胞中粒子數(shù)目的計算方法——均攤法
(1)晶胞任意位置上的一個粒子如果是被n個晶胞所共有，那么，每個晶胞對這個粒子分得的份額就是。
(2)方法
①長方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算

②非長方體晶胞中粒子視具體情況而定，如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(1個碳原子)被三個六邊形共有，每個六邊形占。

考點2　四類晶體的組成和性質(zhì)
知識梳理
1.四種類型晶體的比較

2．離子晶體的晶格能
(1)定義：氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體釋放的能量，通常取正值，單位：kJ·mol－1。
(2)影響因素
①離子所帶電荷數(shù)：離子所帶電荷數(shù)越多，晶格能越大。
②離子的半徑：離子的半徑越小，晶格能越大。
(3)與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系
晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，且熔點越高，硬度越大。

(1)原子晶體一定含有共價鍵，而分子晶體可能不含共價鍵。
(2)含陰離子的晶體中一定含有陽離子，但含陽離子的晶體中不一定含陰離子，如金屬晶體。
(3)原子晶體的熔點不一定比離子晶體高，如石英的熔點為1710 ℃，MgO的熔點為2852 ℃。
(4)金屬晶體的熔點不一定比分子晶體的熔點高，如Na的熔點為97 ℃，尿素的熔點為132.7 ℃。
(5)由原子形成的晶體不一定是原子晶體，如由稀有氣體形成的晶體是分子晶體。
(6)依據(jù)導(dǎo)電性判斷晶體類型
①離子晶體溶于水及熔融狀態(tài)時能導(dǎo)電。
②原子晶體一般為非導(dǎo)體。
③分子晶體為非導(dǎo)體，而某些分子晶體(主要是酸和強(qiáng)極性非金屬氫化物)溶于水，使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由移動的離子，也能導(dǎo)電。
④金屬晶體是電的良導(dǎo)體。

判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”，錯誤的指明錯因。
(1)由金屬元素和非金屬元素組成的晶體一定是離子晶體。(×)
錯因：由金屬與非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體，如AlCl3屬于分子晶體。
(2)在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子。(√)
錯因：__________________________________________________________
(3)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子。(×)
錯因：金屬晶體由自由電子與陽離子構(gòu)成，則在晶體中有陽離子，不一定有陰離子。
(4)原子晶體的熔點一定比金屬晶體的高。(×)
錯因：原子晶體的熔點可能比金屬晶體的低，如鎢的熔點比硅的熔點高。
(5)分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低。(×)
錯因：金屬晶體的熔點不一定比分子晶體的高，如金屬汞在常溫下為液體，硫為固體。
(6)碳有三種同素異形體：金剛石、石墨和C60，其熔點由高到低的順序為：C60>金剛石>石墨。(×)
錯因：石墨的熔點比金剛石高，C60為分子晶體，熔點最低，故熔點由高到低的順序為：石墨>金剛石>C60。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
題組訓(xùn)練
題組一晶體類型的判斷
1．NF3可由NH3和F2在Cu催化劑存在下反應(yīng)直接得到：4NH3＋3F2NF3＋3NH4F。上述化學(xué)方程式中的5種物質(zhì)沒有涉及的晶體類型為(　　)
A．離子晶體 B．分子晶體
C．原子晶體 D．金屬晶體
答案　C
解析　NH3、F2、NF3屬于分子晶體，Cu屬于金屬晶體，NH4F屬于離子晶體。
2．現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(℃)數(shù)據(jù)：

A組
B組
C組
D組
金剛石：3550
Li：181
HF：－83
NaCl
硅晶體：1410
Na：98
HCl：－115
KCl
硼晶體：2300
K：64
HBr：－89
RbCl
二氧化硅：1723
Rb：39
HI：－51
MgO：2800 ℃

據(jù)此回答下列問題：
(1)由表格可知，A組熔點普遍偏高，據(jù)此回答：
①A組屬于________晶體，其熔化時克服的粒子間的作用力是________。
②二氧化硅的熔點高于硅，是由于__________________________________。
③硼晶體的硬度與硅晶體相對比：________。
(2)B組晶體中存在的作用力是________，其共同的物理性質(zhì)是________(填序號)，可以用________理論解釋。
①有金屬光澤?、趯?dǎo)電性　③導(dǎo)熱性?、苎诱剐?br /> (3)C組中HF熔點反常是由于____________________。
(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是________(填序號)。
①硬度小?、谒芤耗軐?dǎo)電　③固體能導(dǎo)電?、苋廴跔顟B(tài)能導(dǎo)電
(5)D組晶體中NaCl、KCl、RbCl的熔點由高到低的順序為________________，MgO晶體的熔點高于三者，其原因解釋為______________________________
___________________________________________________________________。
答案　(1)①原子　共價鍵?、贠的原子半徑小于Si的原子半徑，Si—O的鍵長小于Si—Si的鍵長，Si—O的鍵能大于Si—Si的鍵能?、叟鹁w大于硅晶體
(2)金屬鍵　①②③④　電子氣
(3)HF分子間能形成氫鍵　(4)②④
(5)NaCl>KCl>RbCl　MgO晶體為離子晶體，離子晶體中離子所帶電荷數(shù)越多，半徑越小，晶格能越大，熔點越高
解析　(1)A組由非金屬元素組成，熔點很高，屬于原子晶體，熔化時需破壞共價鍵。由共價鍵形成的原子晶體中，原子半徑小的鍵長短，鍵能大，晶體的熔點高，硬度大。
(2)B組都是金屬，存在金屬鍵，具有金屬晶體的性質(zhì)，可以用電子氣理論解釋相關(guān)物理性質(zhì)。
(3)C組鹵化氫晶體屬于分子晶體，HF熔點高是由于分子之間形成了氫鍵。
(4)D組是離子化合物，熔點高，具有離子晶體的性質(zhì)。
(5)晶格能與離子電荷數(shù)和離子半徑有關(guān)，電荷數(shù)越多，半徑越小，晶格能越大，晶體熔點越高。
題組二晶體熔點的比較
3．下面的排序不正確的是(　　)
A．熔點由高到低：Na>Mg>Al
B．硬度由大到小：金剛石>碳化硅>晶體硅
C．晶體熔點由低到高：CF4NaI
答案　A
解析　A項，金屬晶體中金屬離子的電荷越多、半徑越小，其熔點越高，則熔點由高到低為Al>Mg>Na，錯誤；B項，鍵長越短，共價鍵越強(qiáng)，硬度越大，鍵長C—C晶體硅，正確；C項，組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，晶體的熔點越高，則晶體熔點由低到高順序為CF4NaI，正確。
4．下列各組物質(zhì)中，按熔點由高到低的順序排列正確的是(　　)
①Hg>I2>O2?、赟iO2>KCl>CO?、跼b>K>Na?、蹵l>Mg>Na?、萁饎偸?晶體硅>二氧化硅>碳化硅?、轈I4>CBr4>CCl4>CF4>CH4?、呱F>純鐵>鈉>冰?、郖Cl>NaCl>BaO>CaO
A．①②④ B．②④⑥ C．②⑥⑦ D．④⑥⑦
答案　B
解析?、俪叵拢琀g為液態(tài)，I2為固態(tài)，O2為氣態(tài)，故熔點：I2>Hg>O2，錯誤；②SiO2為原子晶體，KCl為離子晶體，CO為分子晶體，故熔點：SiO2>KCl>CO，正確；③金屬鍵強(qiáng)度：Na>K>Rb，故熔點：Na>K>Rb，錯誤；④金屬鍵強(qiáng)度：Al>Mg>Na，故熔點：Al>Mg>Na，正確；⑤共價鍵強(qiáng)度：C—C>Si—O>Si—C>Si—Si，故熔點：金剛石>二氧化硅>碳化硅>晶體硅，錯誤；⑥CI4、CBr4、CCl4、CF4、CH4均屬于分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔點越高，正確；⑦合金的熔點低于其成分金屬，故熔點生鐵Cl－>K＋>Ca2＋>O2－>Na＋，故熔點CaO>BaO>NaCl>KCl，錯誤。

同種晶體熔點高低的比較
(1)原子晶體
→→→
如熔點：金剛石>碳化硅>硅。
(2)離子晶體
①一般地說，離子所帶的電荷數(shù)越多(主要因素)，離子半徑越小，熔點就越高，如熔點：Al2O3>NaCl>CsCl。
②晶格能越大，離子晶體熔點越高。
(3)分子晶體
①具有氫鍵的分子晶體熔點反常地高。如熔點： H2O>H2Te>H2Se> H2S。
組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔點越高，如熔點：SnH4>GeH4>SiH4>CH4。
②組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，其熔點越高，如熔點：CO>N2。
③對于有機(jī)物的同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔點越低。如熔點：CH2CH2CH3CH2CH3>

(4)金屬晶體
金屬原子半徑越小，價電子數(shù)越多，其金屬鍵越強(qiáng)，金屬熔點越高，如熔點：Na